JP4565570B2 - Light guide plate for surface light source and surface light source device using the same - Google Patents
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Description
本発明は、面光源用導光板とそれを用いた面光源装置に関し、特に、例えば透過型液晶表示装置等におけるバックライトのための面光源用導光板に関するものである。 The present invention relates to a light source plate for a surface light source and a surface light source device using the same, and more particularly to a light source plate for a surface light source for a backlight in, for example, a transmissive liquid crystal display device.
例えば透過型液晶表示装置を背面から均一に照明するために、裏面にV字形状の微細な反射面からなる散乱源を配置した導光板であって、その一辺にLED等の点光源を複数配置したり、その角に1個の点光源を配置する面光源用導光板が知られている(特許文献1)。
しかしながら、点光源を一辺に沿って複数配置する場合に、一辺に沿った方向の散乱源の形状を工夫することは行われておらず、また、角に点光源を配置するものにおいては、より明るくするために、複数の点光源を配置する場合に、散乱源の形状を如何にすべきかは検討されていない。そのため、LED等の点光源アレイを用いて液晶表示装置用のバックライトを構成する場合、明るく均一な照明を得ることは困難であった。 However, when arranging a plurality of point light sources along one side, the shape of the scattering source in the direction along the one side has not been devised, and in the case where the point light source is arranged at the corner, more In order to make it bright, when a plurality of point light sources are arranged, it has not been studied how to make the shape of the scattering source. For this reason, when a backlight for a liquid crystal display device is configured using a point light source array such as an LED, it has been difficult to obtain bright and uniform illumination.
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、LED等の点光源アレイを光源に用いる場合に、面内の輝度が一様でバラツキがない明るい面光源用導光板とそれを用いた面光源装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and its object is to provide a bright surface with uniform in-plane brightness and no variation when a point light source array such as an LED is used as a light source. It is providing the light-guide plate for light sources, and a surface light source device using the same.
上記目的を達成する本発明の面光源用導光板は、透明板状体であって、その周囲の一端面に面して配置された点光源アレイからの光がその点光源アレイに面した端面から透明板状体内に入射し、内部反射により導光された光が透明板状体の少なくとも表面に配置された散乱源により散乱されて透明板状体の表面側に散乱されて出ることにより、面状の光源として使用される面光源用導光板において、
前記透明板状体の少なくとも表面に前記端面に沿って伸び、前記端面に直交する方向に高さが分布している断面Λ字形状の線状突起、あるいは、前記端面に沿って一定間隔で整列して設けられ、前記端面に直交する方向に高さが分布している微小な点状突起の列からなる散乱源が配置されており、前記透明板状体の表面側に散乱される光の輝度が面内で略均一になるように、前記断面Λ字形状の線状突起又は前記微小な点状突起の列の前記端面に沿った方向の高さ分布が、前記端面近傍においては、前記光源アレイ中の点光源に対応して輝度が最大になる位置で高さが最小になり、点光源と点光源の間の輝度が最小になる位置で高さが最大になるように波状に変化し、点光源と点光源の間の輝度が最小になる位置では、前記端面に直交する方向へ進むに従って、散乱係数分布が一旦減少し、次いで増加に転じるように、また、点光源に対応して輝度が最大になる位置では、前記端面に直交する方向へ進むに従って、散乱係数分布が増加するように、前記断面Λ字形状の線状突起又は前記微小な点状突起の列の高さ又は前記端面に直交する方向のピッチの少なくとも一方が変化していることを特徴とするものである。
The light source plate for a surface light source of the present invention that achieves the above object is a transparent plate-like body, and the end surface where the light from the point light source array arranged facing the one end surface around the surface faces the point light source array The light incident on the transparent plate-like body and guided by internal reflection is scattered by the scattering source disposed at least on the surface of the transparent plate-like body and scattered on the surface side of the transparent plate-like body, In a light source plate for a surface light source used as a planar light source,
A linear protrusion having a Λ-shaped cross-section extending along the end face on at least the surface of the transparent plate-like body and having a height distributed in a direction perpendicular to the end face, or aligned at regular intervals along the end face And a scattering source composed of a row of minute dot-like projections whose height is distributed in a direction perpendicular to the end face is disposed, and light scattered on the surface side of the transparent plate-like body is disposed. In the vicinity of the end surface, the height distribution in the direction along the end surface of the linear protrusions having the Λ-shaped cross section or the row of minute point-like protrusions is set so that the luminance is substantially uniform in the plane. Corresponding to the point light source in the light source array, the height is minimized at the position where the luminance is maximized, and the wave shape changes so that the height is maximized at the position where the luminance between the point light source and the point light source is minimized. In the position where the luminance between the point light source and the point light source is minimum, the direction orthogonal to the end face The scattering coefficient distribution once decreases and then increases as the process proceeds to, and the scattering coefficient distribution increases as the process proceeds in a direction perpendicular to the end face at the position where the luminance is maximum corresponding to the point light source. As described above, at least one of the height of the line projections of the Λ-shaped cross section or the row of the minute dot projections or the pitch in the direction orthogonal to the end face is changed. .
この場合、前記端面から離れた位置での前記断面Λ字形状の線状突起又は前記微小な点状突起の列の前記端面に沿った方向の高さ分布が、局所的な散乱係数分布の不均一を補正するために変動していることが望ましい。 In this case, the height distribution in the direction along the end face of the line-shaped protrusions or the array of minute point-like protrusions at the position away from the end face is a local scattering coefficient distribution. It is desirable to vary to compensate for uniformity.
また、前記透明板状体の表面と裏面の両面に、前記断面Λ字形状の線状突起又は前記微小な点状突起の列からなる散乱源が配置されているものとすることもできる。 Moreover, the scattering source which consists of the line | wire process of the said (LA) -shaped cross section or the row | line | column of the said fine dot-like projection can also be arrange | positioned on both surfaces of the surface and back surface of the said transparent plate-shaped object.
本発明は、以上の面光源用導光板と、その散乱光射出側に配置された断面鋸歯状の微細なプリズムが前記面光源用導光板側あるいは前記面光源用導光板とは反対側の面に設けられてなるプリズムシートとを備えている面光源装置を含むものである。 According to the present invention, the surface light source plate described above and a surface-side light guide plate side or the surface light source plate opposite to the surface light source plate is disposed on the scattered light exit side. And a surface light source device provided with a prism sheet provided on the surface.
本発明によると、点光源アレイを光源に用いる場合に、面内の輝度が一様でバラツキがない明るい面光源用導光板とそれを用いた面光源装置を得ることができ、透過型液晶表示装置のバックライト等に用いる場合にも、表示面内の輝度が一様でバラツキがない明るい面光源用導光板を提供することができる。 According to the present invention, when a point light source array is used as a light source, it is possible to obtain a bright surface light source light guide plate having uniform in-plane luminance and no variation, and a surface light source device using the same, and a transmissive liquid crystal display Even when used for a backlight of an apparatus, a bright surface light source light guide plate with uniform brightness in the display surface and no variation can be provided.
以下に、本発明の面光源用導光板の原理とその原理に基づいて得られる面光源用導光板の実施例を説明する。 Below, the principle of the light source plate for surface light sources of this invention and the Example of the light source plate for surface light sources obtained based on the principle are demonstrated.
まず、本発明の面光源用導光板の設計原理について説明する。 First, the design principle of the light source plate for surface light source of the present invention will be described.
簡単のため、図1に示すように、長方形の外形を持つ導光板1の一端面15に面して光源10が配置されているものとする。光源10としては、端面15に面して平行に配置された線状光源でもよいが、LEDのような点光源101 〜10s からなる点光源アレイを用いてもよい。このような光源10からの端面15における入射光量分布をI0 とする。図1には、端面15における入射光量分布I0 が光源10の発光光量分布に依存して分布することを模式的に図示してある。この端面15における入射光量分布I0 は、光源10からの入射光量を計算によって求めてもよいし、実測してもよい(図2のステップST1)。
For simplicity, it is assumed that the
そして、導光板1の端面15を光源10に沿う方向に微小なN個の面に等分割し、n番目の微小面15n における入射光量をI0nとする(ステップST2)。
Then, the
入射面15n から出発し、図1のような極座標系における角度θ方向でΔθ内に放射される光束を考え、その半径方向に微小な長さΔrで分割したM個の微小な領域21 、・・・、2m 、・・・・2M を考える(ステップST3)。
Considering a light beam starting from the
M=1における微小領域21 に入射する光量I0nとその領域からの出射する光量I1nは、その領域内の散乱係数をK(r,θ)とすると、
I1n=I0n・Θ(θ)・exp{−K(r,θ)・Δr} ・・・(1)
となる。ただし、Θ(θ)は入射面15n からの光の角度分布関数である。
The amount of light I 0n incident on the
I 1n = I 0n · Θ (θ) · exp {−K (r, θ) · Δr} (1)
It becomes. Here, Θ (θ) is an angular distribution function of light from the
以下同様に、半径方向の各領域2m については、
I2n=I1n・exp{−K(r,θ)・Δr}
・・・・・・
Imn=Im-1n・exp{−K(r,θ)・Δr} ・・・(2)
となる。上記(1)、(2)の漸化式の計算をθmax 〜θmin の範囲で順に行う。ここで、θmax とθmin は入射面15n からの光の角度分布Θ(θ)で決まる最大、最小の角度である(ステップST4)。
Similarly, for each
I 2n = I 1n · exp {−K (r, θ) · Δr}
・ ・ ・ ・ ・ ・
I mn = I m−1n · exp {−K (r, θ) · Δr} (2)
It becomes. The recurrence formulas (1) and (2) are calculated sequentially in the range of θ max to θ min . Here, θ max and θ min are the maximum and minimum angles determined by the angular distribution Θ (θ) of light from the incident surface 15 n (step ST4).
以上の計算を端面15の全ての微小面151 〜15N について繰り返す。
The above calculation is repeated for all the
導光板1の面内における各位置について、以上の計算で得られた各微小領域の入射光量と出射光量の差分を全て重ね合わせた結果が、導光板1からの散乱光強度D(x,y)となる(ステップST5)。ここで、座標(x,y)は導光板1の面内の座標である。
For each position in the surface of the
このようにして得られた散乱光強度分布D(x,y)から面内バラツキ(Dmax −Dmin )/Dmax と散乱効率∬D(x,y)dxdy/ΣI0nを求め、それぞれ次の条件を満足するか否かを判定する(ステップST6)。ここで、Dmax は導光板1の面内で散乱光の強度の最大値、Dmin は最小値である。
From the scattered light intensity distribution D (x, y) thus obtained, in-plane variation (D max −D min ) / D max and scattering efficiency 求 め D (x, y) dxdy / ΣI 0n are obtained. It is determined whether or not the above condition is satisfied (step ST6). Here, D max is the maximum value of the intensity of scattered light in the plane of the
(Dmax −Dmin )/Dmax ≦δ ・・・(3)
∬D(x,y)dxdy/ΣI0n≧E0 ・・・(4)
ここで、δとしては例えば0.15(15%)望ましくは0.10(0.10%)が設定され、E0 としては例えば0.7(70%)望ましくは0.9(90%)が設定される。
(D max −D min ) / D max ≦ δ (3)
∬D (x, y) dxdy / ΣI 0n ≧ E 0 (4)
Here, for example, δ is set to 0.15 (15%), preferably 0.10 (0.10%), and E 0 is set to 0.7 (70%), preferably 0.9 (90%). Is set.
このようにして得られた散乱光強度分布D(x,y)と希望する散乱光強度分布D0 (x,y)とから各点(x,y)での誤差ΔD(x,y)
D(x,y)−D0 (x,y)=ΔD(x,y) ・・・(5)
を求め(ステップST7)、その誤差ΔD(x,y)を極座標系ΔD(r,θ)に変換し(ステップST8)、それを各点の散乱係数K(r,θ)からK(r,θ)−ΔD(r,θ)と減算し、それを
K(r,θ)←K(r,θ)−ΔD(r,θ) ・・・(6)
と新たな散乱係数K(r,θ)とし(ステップST9)、再度以上の演算を繰り返し、最適なK(r,θ)を求める。
An error ΔD (x, y) at each point (x, y) from the scattered light intensity distribution D (x, y) thus obtained and the desired scattered light intensity distribution D 0 (x, y).
D (x, y) −D 0 (x, y) = ΔD (x, y) (5)
(Step ST7), and the error ΔD (x, y) is converted into a polar coordinate system ΔD (r, θ) (step ST8), which is converted from the scattering coefficient K (r, θ) of each point to K (r, θ) −ΔD (r, θ) is subtracted and K (r, θ) ← K (r, θ) −ΔD (r, θ) (6)
And a new scattering coefficient K (r, θ) (step ST9), and the above calculation is repeated again to obtain the optimum K (r, θ).
上記の手順で得られた最適なK(r,θ)を導光板1の面内の直交座標に変換し、K(x,y)を求める(ステップST10)。
The optimum K (r, θ) obtained by the above procedure is converted into orthogonal coordinates within the surface of the
この散乱係数K(x,y)は、導光板1の厚さをT(x,y)、その表面に配置された散乱体の高さをH(x,y)、その散乱体の密度をP(x,y)とすると、
K(x,y)=C・H(x,y)・P(x,y)/T(x,y) ・・・(7)
となる(ステップST11)。ここで、Cは散乱体の形状による散乱効率を表す係数である。
The scattering coefficient K (x, y) is such that the thickness of the
K (x, y) = C.H (x, y) .P (x, y) / T (x, y) (7)
(Step ST11). Here, C is a coefficient representing the scattering efficiency depending on the shape of the scatterer.
以上の処理の流れを図示すると、図2のフローチャートとなる。 The flow of the above processing is illustrated in the flowchart of FIG.
ここで、本発明においては、導光板1の表面に設ける散乱体20としては、図3(a)に示すように、導光板1の表面11に端面15に沿うY軸方向に伸び、端面15に直交するX軸方向に分布している断面Λ字形状の線状突起21、図3(b)に示すように、導光板1の表面11にY軸方向に一定間隔で整列して設けられ、X軸方向に分布している微小な点状突起の列22等を想定している。
Here, in the present invention, the
そして、図4に示すように、X軸方向の長さ、それに直交するY軸方向の長さがそれぞれ単位長さの導光板1の任意の位置の単位セル2' を想定し、単位セル2' における散乱体20のX軸方向の繰り返し寸法(ピッチ)をpx (x,y)、Y軸方向の繰り返し寸法(ピッチ)をpy (x,y)、散乱体20のY軸方向の幅をW(x,y)、単位セル2' の厚さをT(x,y)とすると、式(7)は、
K(x,y)=C・H(x,y)・W(x,y)
/{T(x,y)・px (x,y)・py (x,y)}
・・・(8)
となる。
Then, as shown in FIG. 4, a
K (x, y) = C.H (x, y) .W (x, y)
/ {T (x, y) · p x (x, y) · p y (x, y)}
... (8)
It becomes.
よって、散乱係数K(x,y)を決定するには、H(x,y),W(x,y),T(x,y),px (x,y),py (x,y)の何れを変化させてもよい。 Therefore, to determine the scattering coefficient K (x, y), H (x, y), W (x, y), T (x, y), p x (x, y), p y (x, y) Any of y) may be changed.
以上の式(8)から、希望する散乱光強度分布D(x,y)(=一定値)を与える導光板1が得られる。
From the above formula (8), the
なお、散乱体20が図3(a)に示すようなY軸方向に伸び、X軸方向に分布している断面Λ字形状の線状突起21の場合は、式(8)は次の式(8)’のように書かれる。
In the case where the
F(x,y)
=C’・H(x,y)/T(x,y)・px (x,y) ・・・(8)’
次に、以上のような原理に基づいて得られた本発明の面光源用導光板の実施例について説明する。
F (x, y)
= C ′ · H (x, y) / T (x, y) · p x (x, y) (8) ′
Next, examples of the light source plate for surface light source of the present invention obtained based on the above principle will be described.
図5は、導光板1の光源のLED101 〜10s のアレイが面している端面15における光強度分布を示す図である。この実施例において、光源10としては、6個のLED101 〜10s が12mm間隔で配置されているものを用いている。導光板1としては、入射端の辺のY軸方向の長さ74mm、その端面15に直交するX軸方向の長さが50mm、厚さが0.7mmのものを用いている。
FIG. 5 is a diagram showing the light intensity distribution on the
図6は上記のようにして算出された導光板1の表面11の散乱係数分布K(x,y)を示す図である。そして、図7は、図6のような散乱係数分布を得るための導光板1の表面11に配置される断面Λ字形状の線状突起21の高さ分布H(x,y)を示す図である。ただし、線状突起21の端面15に直交するX軸方向のピッチは200μmで、線状突起21は相互に平行にY軸方向に伸びるように設けられる。図8は、その線状突起21のY軸方向の高さ分布を示す図である。図8では、入射端(X=0mm)、1/4の位置(X=12.5mm)、1/2の位置(X=25mm)、3/4の位置(X=37.5mm)、反対端(50mm)での線状突起21のY軸方向の高さ分布を示してある。また、図9は、線状突起21のX軸方向の高さ分布を示す図である。図9では、端面15中心近傍において点光源(LED)に対応した輝度が最大になる位置のX軸方向の高さ分布と、点光源(LED)と点光源(LED)の間の輝度が最小になる位置のX軸方向の高さ分布とを示してある。この導光板1の面内の輝度分布は図10に示す通りであり、面内輝度分布が略均一で一様であり、明るく高効率な面光源用導光板が得られることが分かる。
FIG. 6 is a diagram showing the scattering coefficient distribution K (x, y) of the
図6〜図10から明らかなように、この実施例の構成においては、入射端15近傍においては、点光源アレイ10を配置する場合、線状突起21の端面15に沿ったY軸方向の高さ分布は、入射端近傍においては、光源アレイ中の点光源に対応して輝度が最大になる位置で高さは最小になり、点光源と点光源の間の輝度が最小になる位置で高さが最大になるように波状に変化する。
As is apparent from FIGS. 6 to 10, in the configuration of this embodiment, when the point
そして、入射端15から入射端15に直交するX軸方向へ進むに従って、線状突起21の高さは、点光源に対応して輝度が最大になる位置では増加し、点光源と点光源の間の輝度が最小になる位置では一旦減少し、次いで増加に転じ、その後は点光源に対応して輝度が最大になる位置と略同様に増加する。
The height of the
さらに、入射端15から離れた位置でのY軸方向の高さ分布は、局所的な散乱係数の不均一を補正するために若干変動している。
Further, the height distribution in the Y-axis direction at a position away from the
しかしながら、式(8)’の関係から、X軸方向の高さH(x,y0 )はX軸方向のピッチpx (x,y0 )と反比例の関係にあるので、線状突起21のX軸方向のピッチを200μmに固定せずに、点光源と点光源の間の輝度が最小になる位置でのX軸方向の高さをX軸方向何れの位置でも10μmに設定すると(図8の入射端での曲線のピーク位置での、入射端の曲線、1/4の位置の曲線、1/2の位置の曲線、3/4の位置の曲線、反対端の曲線の高さがそれぞれ10μmになるようにそれぞれの曲線を縦方向に伸縮させることに等しい。)、上記実施例では、図11に示すように、線状突起21の端面15に直交するX軸方向のピッチは、X軸方向へ進むに従って一旦増加し、次いで減少に転じる。その場合でも、線状突起21の端面15に沿ったY軸方向の高さ分布は、入射端近傍においては、光源アレイ中の点光源に対応して輝度が最大になる位置で高さは最小になり、点光源と点光源の間の輝度が最小になる位置で高さが最大になるように波状に変化する。そして、図8と図11から、入射端15からX軸方向へ進むに従って、線状突起21の高さは、点光源に対応して輝度が最大になる位置では一定距離の間増加し、その後は略同じになり、点光源と点光源の間の輝度が最小になる位置では当然一定(10μm)のままに推移する。
However, from the relationship of Expression (8) ′, the height H (x, y 0 ) in the X-axis direction is inversely proportional to the pitch p x (x, y 0 ) in the X-axis direction. The pitch in the X-axis direction is not fixed to 200 μm, and the height in the X-axis direction at the position where the luminance between the point light sources becomes the minimum is set to 10 μm at any position in the X-axis direction (see FIG. The height of the curve at the entrance end, the curve at the 1/4 position, the curve at the 1/2 position, the curve at the 3/4 position, and the curve at the opposite end at the peak position of the curve at the 8 entrance end. In the above embodiment, as shown in FIG. 11, the pitch in the X-axis direction orthogonal to the
また、以上の考察から、X軸方向何れの位置でも線状突起21の高さを一定に設定するY軸方向の位置を、点光源に対応して輝度が最大になる位置にすると(図8の入射端での曲線の谷位置での、入射端の曲線、1/4の位置の曲線、1/2の位置の曲線、3/4の位置の曲線、反対端の曲線の高さが何れも同じになるようにそれぞれの曲線を縦方向に伸縮させることに等しい。)、線状突起21の端面15に直交するX軸方向のピッチは、X軸方向へ進むに従って減少する。その場合でも、線状突起21の端面15に沿ったY軸方向の高さ分布は、入射端近傍においては、光源アレイ中の点光源に対応して輝度が最大になる位置で高さは最小になり、点光源と点光源の間の輝度が最小になる位置で高さが最大になるように波状に変化する。そして、入射端15からX軸方向へ進むに従って、線状突起21の高さは、点光源に対応して輝度が最大になる位置では当然一定のまま推移し、点光源と点光源の間の輝度が最小になる位置では、一定距離の間減少し、その後は略同じになる。
Further, from the above consideration, the position in the Y-axis direction where the height of the
以上より、線状突起21の端面15に沿ったY軸方向の高さ分布は、入射端15近傍においては、光源アレイ中の点光源に対応して輝度が最大になる位置で高さは最小になり、点光源と点光源の間の輝度が最小になる位置で高さが最大になるように波状に変化し、点光源と点光源の間の輝度が最小になる位置では、端面15に直交するX軸方向へ進むに従って、散乱係数分布が一旦減少し、次いで増加に転じるように、また、点光源に対応して輝度が最大になる位置では、端面15に直交するX軸方向へ進むに従って、散乱係数分布が増加するように(図6)、線状突起21の高さ又は線状突起21のピッチの少なくとも一方が変化している。そして、入射端15から離れた位置でのY軸方向の高さ分布は、局所的な散乱係数分布の不均一を補正するために若干変動している。
As described above, the height distribution in the Y-axis direction along the
図12に、以上のようにして構成された本発明の面光源用導光板1の表面11に設けられる断面Λ字形状の線状突起21の一部を模式的に示す。各線状突起21は、上記のように、Y軸方向に局所的な散乱係数分布の不均一を補正するためにその高さが変動するように設けられる。
FIG. 12 schematically shows a part of the
ところで、以上の実施例においては、面光源用導光板1の表面11にのみ以上のような高さ分布の線状突起21あるいは点状突起の列22を設けるものとしているが、面光源用導光板1の裏面12にも表面に設けたのと同様の線状突起21あるいは点状突起の列22を設けるようにして、面光源用導光板1の表面側及び裏面側両方に均一で明るい照明が可能な面光源用導光板が得られる。ただし、この場合、裏面側にも表面側と同様に導光された光が散乱されて出るので、表面及び裏面の線状突起21あるいは点状突起の列22について、図9の端面15に直交するX軸方向の高さ分布のカーブの増加傾向はより大きくなり、また、図11の端面15に直交するX軸方向のピッチのカーブの減少傾向はより大きくなるが、全体の分布形状は同様である。
By the way, in the above embodiment, the
次に、以上のような本発明の面光源用導光板を用いた面光源装置の構成例を図13に示す。図13(a)〜(c)は何れも光源の点光源アレイ10に面する端面15に直交するX軸方向にとった要部の断面図であり、点光源アレイ10中の1個の点光源(LED)を符号10t で示してある。図13(a)、(b)の例は、面光源用導光板1の表面11のみに本発明による線状突起21を配置した例であり、図13(c)の例は、面光源用導光板1の表面11と裏面12の両方に本発明による線状突起21を配置した例である。
Next, FIG. 13 shows a configuration example of a surface light source device using the above-described light source plate for surface light source of the present invention. FIGS. 13A to 13C are cross-sectional views of the main part taken in the X-axis direction orthogonal to the
図13(a)の構成は、表面11に本発明に基づいて高さが分布している線状突起21を設けた面光源用導光板1の散乱光射出側(表面11側)に断面鋸歯状の微細なプリズムが面光源用導光板1側の面に設けられたプリズムシート31を配置し、その射出側に拡散板35を配置している。ここで、プリズムシート31は例えば特許文献2で提案されているプリズムシートであり、面光源用導光板1の表面11から外へ散乱された光を正面方向へ集束させるものである。なお、この構成において、拡散板35は省いてもよい。
13 (a) has a sawtooth cross section on the scattered light exit side (
図13(b)の構成は、表面11に本発明に基づいて高さが分布している線状突起21を設けた面光源用導光板1の散乱光射出側(表面11側)に拡散板35を配置し、その射出側に断面鋸歯状の微細なプリズムが面光源用導光板1とは反対側の面に設けられたプリズムシート32を配置している。ここで、プリズムシート32は例えば特許文献3で提案されているプリズムシートであり、面光源用導光板1の表面11から外へ散乱され拡散板35を経た光を正面方向へ集束させるものである。
The configuration of FIG. 13B is a diffusion plate on the scattered light exit side (
図13(c)の構成は、面光源用導光板1の表面11と裏面12の両方に本発明に基づいて高さが分布している線状突起21を設け、表面11側及び裏面12側両方に、図13(a)の場合と同様に、断面鋸歯状の微細なプリズムが面光源用導光板1側の面に設けられたプリズムシート31を配置し、各プリズムシート31の射出側に拡散板35を配置して構成され、単一の面光源用導光板1で2個の透過型液晶表示装置等を照明するようにした例である。この場合も、拡散板35は省いてもよい。なお、表面11側及び裏面12側両方に、図13(b)の場合と同様に、拡散板35とプリズムシート32を配置するようにしてもよい。
In the configuration of FIG. 13C,
以上、本発明の面光源用導光板とそれを用いた面光源装置をその設計原理と実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。なお、断面Λ字形状の線状突起21は断面形状が二等辺三角形であっても、図13(a)〜(c)に示すように不等辺三角形であってもよい。
As described above, the light source plate for surface light source and the surface light source device using the same according to the present invention have been described based on the design principle and the embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments and can be variously modified. . Note that the
1…面光源用導光板
21 、2m 、2M …微小領域
2’…単位セル
10…光源
101 〜10s 、10t …点光源(LED)
11…導光板の表面
12…導光板の裏面
15…導光板の端面
151 、15n 、15N …微小面(入射面)
20…散乱体
21…線状突起
22…点状突起の列
31…プリズムシート
32…プリズムシート
35…拡散板
1 ... surface light source for the
11 ... end surface of the
20 ... scatterer 21 ...
Claims (4)
前記透明板状体の少なくとも表面に前記端面に沿って伸び、前記端面に直交する方向に高さが分布している断面Λ字形状の線状突起、あるいは、前記端面に沿って一定間隔で整列して設けられ、前記端面に直交する方向に高さが分布している微小な点状突起の列からなる散乱源が配置されており、前記透明板状体の表面側に散乱される光の輝度が面内で略均一になるように、前記断面Λ字形状の線状突起又は前記微小な点状突起の列の前記端面に沿った方向の高さ分布が、前記端面近傍においては、前記光源アレイ中の点光源に対応して輝度が最大になる位置で高さが最小になり、点光源と点光源の間の輝度が最小になる位置で高さが最大になるように波状に変化し、点光源と点光源の間の輝度が最小になる位置では、前記端面に直交する方向へ進むに従って、散乱係数分布が一旦減少し、次いで増加に転じるように、また、点光源に対応して輝度が最大になる位置では、前記端面に直交する方向へ進むに従って、散乱係数分布が増加するように、前記断面Λ字形状の線状突起又は前記微小な点状突起の列の高さ又は前記端面に直交する方向のピッチの少なくとも一方が変化していることを特徴とする面光源用導光板。 Light from a point light source array, which is a transparent plate-like body facing one end surface around the transparent plate-like body, enters the transparent plate-like body from the end surface facing the point light source array, and is guided by internal reflection. In the light source plate for a surface light source used as a planar light source, the scattered light is scattered by the scattering source disposed on at least the surface of the transparent plate and scattered on the surface side of the transparent plate.
A linear protrusion having a Λ-shaped cross-section extending along the end face on at least the surface of the transparent plate-like body and having a height distributed in a direction perpendicular to the end face, or aligned at regular intervals along the end face And a scattering source composed of a row of minute dot-like projections whose height is distributed in a direction perpendicular to the end face is disposed, and light scattered on the surface side of the transparent plate-like body is disposed. In the vicinity of the end surface, the height distribution in the direction along the end surface of the linear protrusions having the Λ-shaped cross section or the row of minute point-like protrusions is set so that the luminance is substantially uniform in the plane. Corresponding to the point light source in the light source array, the height is minimized at the position where the luminance is maximized, and the wave shape changes so that the height is maximized at the position where the luminance between the point light source and the point light source is minimized. In the position where the luminance between the point light source and the point light source is minimum, the direction orthogonal to the end face The scattering coefficient distribution once decreases and then increases as the process proceeds to, and the scattering coefficient distribution increases as the process proceeds in a direction perpendicular to the end face at the position where the luminance is maximum corresponding to the point light source. As described above, for a surface light source, at least one of a height of a line protrusion of the Λ-shaped cross section or a row of the minute dot protrusions or a pitch in a direction orthogonal to the end face is changed. Light guide plate.
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