JP2000348515A - Sheet-form light source device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置のバ
ックライト光源、または非常誘導灯や広告表示板の光源
として用いられる、導光板の側面に光源を有する、いわ
ゆるサイドエッジ方式の面状光源装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a so-called side edge type planar light source having a light source on a side surface of a light guide plate used as a backlight light source of a liquid crystal display device or a light source of an emergency guide light or an advertising display board. Related to the device.
【0002】[0002]
【従来の技術】図8に従来の面状光源装置の断面図を示
す。図8を参照して、同装置は、円柱状光源101と、
光を側面110から入射させて内方に伝播させつつ出射
面111から前方(紙面内の上方)へ出射させる導光板
102と、光源から発した光を無駄なく側面110に入
射させるための反射面からなるリフレクタ103と、を
備える。導光板102の前方には、光の配光特性を調整
するためのプリズムシート105と、該プリズムシート
から出射される光の配光角をなだらかにする拡散シート
106とが備えられる。2. Description of the Related Art FIG. 8 is a sectional view of a conventional planar light source device. Referring to FIG. 8, the device includes a cylindrical light source 101,
A light guide plate 102 for emitting light from the side surface 110 and propagating inward and emitting the light forward from the emission surface 111 (upward in the plane of the paper), and a reflection surface for allowing light emitted from the light source to be incident on the side surface 110 without waste. And a reflector 103 comprising: In front of the light guide plate 102, a prism sheet 105 for adjusting light distribution characteristics of light and a diffusion sheet 106 for making the light distribution angle of light emitted from the prism sheet gentle are provided.
【0003】光源101としては蛍光灯が広く用いら
れ、導光板102にはアクリル等の樹脂材が用いられ、
その形状は平板状や楔状のものが多い。また、導光板1
02には、光を出射面111から均一に出射させる手段
として、出射面に相対する面112(以後、「背面」と
記す。)に白色ドット印刷107を行ない、ドットの径
を変化させる方法が広く用いられている。リフレクタ1
03には、銀箔を表面層とする金属板、または銀箔を貼
られたPETシートや白色シート等が用いられる。導光
板の背面112から出た光を導光板に送り返す反射シー
ト104には、一般に白色シート、銀箔やアルミ箔を貼
られたシートが用いられる。配光特性を調整するプリズ
ムシート105には、頂角が50°〜90°程度のもの
がよく用いられている。拡散シート106には、一般に
PETシートにビーズを塗布したものやPCシートにエ
ンボス加工を施したものが使用される。[0003] A fluorescent lamp is widely used as the light source 101, and a resin material such as acrylic is used for the light guide plate 102.
The shape is often a flat plate or a wedge. Light guide plate 1
As a means for emitting light uniformly from the emission surface 111, a method of performing white dot printing 107 on a surface 112 (hereinafter referred to as “back surface”) opposite to the emission surface to change the diameter of the dot is provided for 02. Widely used. Reflector 1
For 03, a metal plate having a silver foil as a surface layer, a PET sheet or a white sheet on which a silver foil is stuck is used. In general, a white sheet, a sheet on which silver foil or aluminum foil is pasted, is used as the reflection sheet 104 for returning light emitted from the back surface 112 of the light guide plate to the light guide plate. As the prism sheet 105 for adjusting the light distribution characteristics, a prism sheet having a vertex angle of about 50 ° to 90 ° is often used. As the diffusion sheet 106, generally, a sheet obtained by applying beads to a PET sheet or a sheet obtained by embossing a PC sheet is used.
【0004】この従来の装置における各部材の作用を次
に示す。光源101から発せられた光は、直接またはリ
フレクタ103での反射を経て、導光板102に側面1
10から入射する。図9に示すように、入射した光Lは
導光板102内を全反射を繰返しながら、内方に伝播す
る。その際、光を出射面にわたって均一に出射する手
段、例えば印刷された白色ドット107により伝播光の
一部の光は反射され、出射面111の法線となす角が臨
界角より小さくされて、出射面から出射する。また、伝
播光の一部の光は背面112から出射されるが、この光
は反射シート104により反射され、再び導光板102
内に戻り、その後、出射面111から出射される。導光
板102の内方への伝播中に出射面111から出射され
る光は、棒状光源101に垂直な面内方向において、出
射面111の法線とのなす角がぎりぎり臨界角内に入っ
た結果、出射される光が多い。このため、出射光の配光
分布は偏った配光分布となる。プリズムシート105は
斜め方向から入射された光を入射面と隣り合った面で反
射させることにより、図9に示すように、光の向きを変
え出射する。このプリズムシート105のプリズムの頂
角は、導光板から出射される光の方向に合わせ、最大輝
度が前方の正面方向(出射面に垂直な方向)となるよう
に調整されている。The operation of each member in this conventional device will be described below. The light emitted from the light source 101 is directly or after being reflected by the reflector 103,
It enters from 10. As shown in FIG. 9, the incident light L propagates inward while repeating total reflection in the light guide plate 102. At this time, a part of the propagating light is reflected by the means for uniformly emitting the light over the emission surface, for example, the printed white dots 107, and the angle formed by the normal to the emission surface 111 is smaller than the critical angle, The light exits from the exit surface. Also, part of the propagating light is emitted from the back surface 112, but this light is reflected by the reflection sheet 104, and is again reflected on the light guide plate 102.
Then, the light is emitted from the emission surface 111. The light emitted from the emission surface 111 during the inward propagation of the light guide plate 102 enters the critical angle at the angle between the normal to the emission surface 111 and the normal to the emission surface 111 in the in-plane direction perpendicular to the rod-shaped light source 101. As a result, much light is emitted. For this reason, the light distribution of the emitted light is a biased light distribution. The prism sheet 105 changes the direction of the light as shown in FIG. 9 and emits the light by reflecting the light incident from an oblique direction on the surface adjacent to the incident surface. The apex angle of the prism of the prism sheet 105 is adjusted according to the direction of the light emitted from the light guide plate so that the maximum luminance is in the front direction in front (the direction perpendicular to the emission surface).
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来の構成では、光源
101に垂直な面内方向において、出射面から出射され
る光の視野角が狭く、かつ正面方向を中心に非対称な配
光分布となっている。そのため、目線を少し変化させる
ことにより、極端な輝度の差を感じ、表示品質を損ねる
こととなっていた。In the conventional configuration, in the in-plane direction perpendicular to the light source 101, the viewing angle of the light emitted from the emission surface is narrow and the light distribution is asymmetric about the front direction. ing. Therefore, by slightly changing the line of sight, an extreme difference in luminance is felt, and display quality is impaired.
【0006】そこで、本発明の目的は、適正な配光分布
を持ち、かつ高輝度で表示品質の高い面状光源装置を提
供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a planar light source device having an appropriate light distribution, high luminance and high display quality.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の面状光源装置
は、少なくとも1つの棒状光源と、棒状光源の長手方向
に沿って延びる、棒状光源からの光が入射する側面、お
よび側面と直交する出射面を有し、側面から入射した光
を内方の方向に伝播させて出射面から前方に出射させる
導光板と、棒状光源のまわりを導光板とともに取り囲
み、内面において光を反射するリフレクタと、導光板の
出射面に対向する背面に近接して、該背面に沿って配置
された反射シートと、凹部および凸部の延びる方向が側
面とほぼ平行な凹凸プリズム列を一方の面側に有する、
出射面に沿って配置されたプリズムシートと、導光板の
出射面とプリズムシートとの間に配置された、ヘーズ値
が約70%以下の拡散シートと、を備える。SUMMARY OF THE INVENTION A planar light source device according to the present invention comprises at least one rod-shaped light source, a side surface extending along the longitudinal direction of the rod-shaped light source, on which light from the rod-shaped light source is incident, and a side surface orthogonal to the side surface. A light guide plate that has an emission surface, propagates light incident from the side surface in an inward direction, and emits light forward from the emission surface, and surrounds the rod-shaped light source with the light guide plate, and a reflector that reflects light on the inner surface, In the vicinity of the back surface facing the emission surface of the light guide plate, a reflection sheet disposed along the back surface, and a concave and convex prism array in which the extending direction of the concave and convex portions is substantially parallel to the side surface is provided on one surface side.
A prism sheet disposed along the light exit surface; and a diffusion sheet having a haze value of about 70% or less disposed between the light exit surface of the light guide plate and the prism sheet.
【0008】上記のように、プリズムシートの前に拡散
シートを配置したことにより、プリズムシートに入射す
る光は極端な指向性が緩和された光となる。また、その
拡散シートのヘーズ値を70%以下とすることにより、
輝度低下の少ない表示を得ることが可能となる。プリズ
ムシートは、主として反射によりプリズムシートに入射
する光の角度を変えて出射するので、上記の拡散シート
の作用と合わせて、高い輝度を確保したうえで極端な指
向性および偏りを緩和することができる。したがって、
偏った配光分布を、棒状光源の長手方向に垂直な面内方
向において前方正面に輝度中心を有する適正な配光分布
に変えることができる。この結果、高輝度で、かつ正面
に関して対称で輝度中心を正面方向に有する配光分布を
実現することが可能となる。As described above, by arranging the diffusion sheet in front of the prism sheet, light incident on the prism sheet becomes light with extremely reduced directivity. Further, by setting the haze value of the diffusion sheet to 70% or less,
It is possible to obtain a display with less decrease in luminance. Since the prism sheet emits light by changing the angle of light incident on the prism sheet mainly due to reflection, it is possible to reduce extreme directivity and bias while securing high luminance in combination with the above-described operation of the diffusion sheet. it can. Therefore,
The biased light distribution can be changed to an appropriate light distribution having a luminance center in front of the front in the in-plane direction perpendicular to the longitudinal direction of the rod-shaped light source. As a result, it is possible to realize a light distribution having high luminance and having a luminance center in the front direction symmetrical with respect to the front.
【0009】上記の面状光源装置においては、凹部およ
び凸部の延びる方向を側面にほぼ直交する方向とする凹
凸プリズム列が、導光板の表面である出射面、背面、ま
たはその両方の面に形成されていることが望ましい。In the above planar light source device, the concave / convex prism array having the extending direction of the concave and convex portions substantially perpendicular to the side surface is provided on the light emitting surface, the rear surface, or both surfaces of the light guide plate. Preferably, it is formed.
【0010】上記の凹凸プリズム列の形成により、棒状
光源に平行で出射面に垂直な面内方向における配光分布
を、正面に関し対称で、かつ正面に輝度中心を有する配
光分布にすることができる。その結果、本面状光源装置
は、棒状光源に垂直な面内方向に関して適正な配光分布
とされたことと合わせて、2次元的に、正面に関して対
称でかつ正面に輝度中心を有する配光分布を有すること
が可能となる。上記の凹凸プリズム列は、具体的には導
光板の上記のいずれかの面に形成されることにより、棒
状光源に平行で出射面に垂直な面内方向における適正な
配光分布が実現される。[0010] By forming the above-mentioned concavo-convex prism array, the light distribution in the in-plane direction parallel to the rod-shaped light source and perpendicular to the emission surface can be made symmetric with respect to the front surface and has a luminance center at the front surface. it can. As a result, this planar light source device has a light distribution that is two-dimensionally symmetrical with respect to the front and has a luminance center at the front, in addition to having an appropriate light distribution in the in-plane direction perpendicular to the rod-shaped light source. It is possible to have a distribution. The above-mentioned uneven prism row is specifically formed on any one of the above-mentioned surfaces of the light guide plate, thereby realizing an appropriate light distribution in an in-plane direction parallel to the rod-shaped light source and perpendicular to the emission surface. .
【0011】上記の面状光源装置においては、凹部およ
び凸部の延びる方向が側面にほぼ直交する方向である凹
凸プリズム列を一方の面側に有する第2プリズムシート
が、出射面の前方側に、さらに配置されることが望まし
い。In the above planar light source device, the second prism sheet having the concave and convex prism array on one surface side, in which the extending direction of the concave portion and the convex portion is substantially perpendicular to the side surface, is provided on the front side of the emission surface. It is desirable to further arrange.
【0012】上記の構成により、導光板の表面に上記第
2プリズムシートと同じ向きの凹凸プリズム列を形成し
なくても、棒状光源に平行で出射面に垂直な面内方向に
おける配光分布を、正面に関し対称で、かつ正面に輝度
中心を有する配光分布にすることができる。その結果、
本面状光源装置は、棒状光源に垂直な面内方向に関して
適正な配光分布とされたことと合わせて、2次元的に、
正面に関して対称でかつ正面に輝度中心を有する配光分
布を有することが可能となる。この第2プリズムシート
の作用は、導光板の表面に上記第2プリズムシートと同
じ向きの凹凸プリズム列を形成しなくても発揮される
が、そのような凹凸プリズム列が導光板表面に形成され
ていても、その作用をさらに強化する方向で機能する。
したがって、第2プリズムシートは、導光板表面におけ
る凹凸プリズム列形成の有無にかかわらず、配置して上
記作用を得ることができる。According to the above configuration, the light distribution distribution in the in-plane direction parallel to the rod-shaped light source and perpendicular to the emission surface can be obtained without forming an uneven prism array in the same direction as the second prism sheet on the surface of the light guide plate. , The light distribution can be made symmetrical with respect to the front and having a luminance center in the front. as a result,
The planar light source device is two-dimensionally combined with an appropriate light distribution in an in-plane direction perpendicular to the rod-shaped light source.
It is possible to have a light distribution that is symmetric with respect to the front and has a luminance center in the front. The function of the second prism sheet is exerted without forming an uneven prism array in the same direction as the second prism sheet on the surface of the light guide plate, but such an uneven prism array is formed on the surface of the light guide plate. Even if it does, it works in a direction to further enhance its action.
Therefore, the second prism sheet can be arranged to obtain the above-described operation regardless of the presence or absence of the formation of the concave and convex prism rows on the light guide plate surface.
【0013】上記の面状光源装置は、導光板の表面にお
ける粗度を、光源からの距離が増大するに従い大きくす
ることが望ましい。In the above planar light source device, it is desirable that the roughness on the surface of the light guide plate increases as the distance from the light source increases.
【0014】光源からの距離にしたがって導光板内の光
の強度は低下するので、該距離に応じて粗度を大きくし
て、出射面に向かう光を多くすることにより、出射面に
おける光の強度を均一化することが可能となる。Since the intensity of the light in the light guide plate decreases with the distance from the light source, the intensity of the light at the exit surface is increased by increasing the roughness according to the distance and increasing the amount of light traveling toward the exit surface. Can be made uniform.
【0015】上記の面状光源装置においては、ある場合
には、粗度の調整が、導光板の表面である凹凸プリズム
列を形成する凹凸面に施されていることが望ましい。In the above planar light source device, in some cases, it is desirable that the roughness is adjusted on the concave and convex surfaces forming the concave and convex prism array which is the surface of the light guide plate.
【0016】加工上の理由、その他の理由により、プリ
ズム列の凹凸面に粗度の調整をするのが好ましい場合に
は、上記の構成により出射面における光の強度分布を均
一にすることが可能となる。In the case where it is preferable to adjust the roughness of the uneven surface of the prism array for processing reasons or other reasons, it is possible to make the light intensity distribution on the emission surface uniform by the above configuration. Becomes
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図を用いて説明する。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0018】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1における面状光源装置を示す断面図である。図1
を参照して、同装置は、光源1と、光を側面10から入
射させて内方に伝播させつつ出射面11から前方(紙面
内で上方)へ出射させる導光板2と、光源から発した光
を無駄なく側面10に入射させるための反射面からなる
リフレクタ3と、を備える。導光板2の前方には、次に
詳述する配光分布をより一層適正にするための拡散シー
ト9と、棒状光源に直交する面内方向での光の配光特性
を調整するためのプリズムシート5と、配光角をなだら
かにするための拡散シート6とが備えられる。また、導
光板2の背面12は、光源からの距離が遠くなるほど粗
度を高めた粗面化処理面15とされている。導光板の背
後には、導光板の背面12から出た光を反射して導光板
に送り返す反射シート4が備えられる。(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing a planar light source device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG.
With reference to FIG. 1, the light source 1 emits light from a light source 1, a light guide plate 2 that causes light to enter from a side surface 10 and propagate inward while emitting the light forward (upward in the paper) from an emission surface 11. A reflector 3 comprising a reflecting surface for allowing light to enter the side surface 10 without waste. In front of the light guide plate 2, a diffusion sheet 9 for further improving the light distribution, which will be described in detail below, and a prism for adjusting light distribution characteristics of light in an in-plane direction orthogonal to the rod-shaped light source. A sheet 5 and a diffusion sheet 6 for reducing the light distribution angle are provided. Further, the rear surface 12 of the light guide plate 2 is a roughened surface 15 whose roughness increases as the distance from the light source increases. Behind the light guide plate, there is provided a reflection sheet 4 that reflects light emitted from the back surface 12 of the light guide plate and sends it back to the light guide plate.
【0019】光源1としては円柱状の蛍光灯が広く用い
られ、導光板2にはアクリル等の樹脂材が用いられ、そ
の形状は平板状や楔状のものが多い。リフレクタ3に
は、銀箔を表面層とする金属板、または銀箔を貼られた
PETシートや白色シート等が用いられる。導光板の背
面12から出た光を導光板に送り返す反射シート4に
は、一般に白色シート、または銀箔やアルミ箔を貼られ
たシートが用いられる。プリズムシート5には、頂角が
50°〜90°程度のものがよく用いられている。拡散
シート6には、一般にPETシートにビーズを塗布した
ものやPCシートにエンボス加工を施したものが使用さ
れる。As the light source 1, a columnar fluorescent lamp is widely used, and a resin material such as acrylic is used for the light guide plate 2, and its shape is often a flat plate or a wedge. As the reflector 3, a metal plate having a silver foil as a surface layer, or a PET sheet or a white sheet on which a silver foil is stuck is used. Generally, a white sheet or a sheet on which a silver foil or an aluminum foil is pasted is used as the reflection sheet 4 for returning light emitted from the back surface 12 of the light guide plate to the light guide plate. The prism sheet 5 having a vertex angle of about 50 ° to 90 ° is often used. As the diffusion sheet 6, a sheet obtained by applying beads to a PET sheet or a sheet obtained by embossing a PC sheet is generally used.
【0020】導光板の背面12は、光源1から遠ざかる
につれ粗度の大きくなる粗面化処理面15とされるの
で、導光板内の光の強度が小さくなるにつれ反射の程度
が増大する。このため、出射面11にわたってほぼ均一
の強度の光が出射される。Since the back surface 12 of the light guide plate is a roughened surface 15 whose roughness increases as the distance from the light source 1 increases, the degree of reflection increases as the intensity of light in the light guide plate decreases. For this reason, light with substantially uniform intensity is emitted over the emission surface 11.
【0021】拡散シート9は、導光板2の出射面11と
プリズムシート5との間に配置されている。導光板2か
ら出射された光は、拡散シート9により拡散された後、
プリズムシート5に入射する。表示品質に大きく影響す
る配光特性は、次に示すように、拡散シート9のヘーズ
値を変化させることにより、制御することが可能とな
る。The diffusion sheet 9 is disposed between the light exit surface 11 of the light guide plate 2 and the prism sheet 5. The light emitted from the light guide plate 2 is diffused by the diffusion sheet 9,
The light enters the prism sheet 5. Light distribution characteristics that greatly affect display quality can be controlled by changing the haze value of the diffusion sheet 9 as described below.
【0022】図2は、拡散シート9のヘーズ値によって
変化する配光分布を示した図である。配光分布の角度の
取り方を図3に示す。棒状光源に直交する面内で、出射
面法線方向を0°として、光源側に傾いた方向をプラス
側角度とし、光源から遠ざかる側に傾いた方向をマイナ
ス側角度とする。図2(a)から(d)までの図は、図
1の構成の面状光源装置において、ヘーズ値がそれぞれ
約30%、50%、70%および85%の拡散シート9
を用いたときの配光分布を示す図である。また図2
(e)は、参考としてヘーズ値85%の拡散シート9を
用い、プリズムシート5を除いた場合の配光分布であ
り、また、図2(f)は、参考として拡散シート9を用
いない場合、すなわち図8に示した従来例の場合の配光
分布を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a light distribution which varies depending on the haze value of the diffusion sheet 9. FIG. 3 shows how to determine the angle of the light distribution. In a plane perpendicular to the rod-shaped light source, the normal direction of the emission surface is set to 0 °, the direction inclined toward the light source is defined as a plus angle, and the direction inclined toward the side away from the light source is defined as a minus angle. FIGS. 2A to 2D show the diffusion sheet 9 having a haze value of about 30%, 50%, 70%, and 85% in the planar light source device having the configuration of FIG.
It is a figure which shows the light distribution at the time of using. FIG. 2
(E) shows the light distribution when the diffusion sheet 9 having a haze value of 85% is used as a reference and the prism sheet 5 is removed, and FIG. 2 (f) shows the case where the diffusion sheet 9 is not used as a reference. FIG. 9 is a diagram showing a light distribution in the case of the conventional example shown in FIG.
【0023】図2(f)より、拡散シートを用いない場
合には、上記した角度0°を中心に非対称な配光分布に
なっている。これは、図4に示すように、画面中心の前
方から画面の両端であるAおよびBを見た場合、A点と
B点とで明るさが異なることを意味し、表示品質を損ね
る。なお、出射面11とプリズムシート5との間の拡散
シート9ではなく、最も前方側に配置した拡散シート6
をヘーズ値の大きなシートに変えた場合、配光分布が0
°を中心にややなだらかになるものの、配光分布の非対
称性は改善されず、輝度も大きく低下した(図示せ
ず)。As shown in FIG. 2F, when the diffusion sheet is not used, the light distribution is asymmetric around the angle of 0 °. This means that, when viewing A and B, which are both ends of the screen from the front of the center of the screen, as shown in FIG. 4, the brightness differs between point A and point B, which degrades the display quality. Note that the diffusion sheet 6 disposed on the most front side is not the diffusion sheet 9 between the emission surface 11 and the prism sheet 5.
Is changed to a sheet having a large haze value, the light distribution becomes 0
Although it becomes slightly gentle around °, the asymmetry of the light distribution is not improved, and the luminance is greatly reduced (not shown).
【0024】図2(e)は、プリズムシート5を用いず
にヘーズ値が85%の拡散シートを用いた構成での配光
分布を示す。図2(e)より、輝度は大きく低下して、配
光分布も非対称となる。FIG. 2E shows a light distribution in a configuration using a diffusion sheet having a haze value of 85% without using the prism sheet 5. As shown in FIG. 2E, the luminance is greatly reduced and the light distribution is asymmetric.
【0025】一方、これらに対して、拡散シート9を配
置すれば、図2(a)から(d)に示すように、配光分
布の非対称性は改善される。ただし、ヘーズ値が高くな
るにつれ、配光の幅は広がるかわりに輝度の低下が顕著
になる。ヘーズ値85%の拡散シートを用いた場合に
は、図2(d)と(e)との比較からわかるように、プ
リズムシート5の有無による輝度変化はわずかであり、
高価なプリズムシート5を配置する意味がない。よっ
て、拡散シート9としてはヘーズ値70%程度以下のも
のを、望ましくはヘーズ値50%程度以下のものを用い
るのがよい。さらに望ましくは、ヘーズ値が約30%以
下のものを用いるのがよい。On the other hand, by disposing the diffusion sheet 9 on these, as shown in FIGS. 2A to 2D, the asymmetry of the light distribution is improved. However, as the haze value increases, the width of the light distribution increases, but the luminance decreases significantly. When a diffusion sheet having a haze value of 85% is used, as can be seen from a comparison between FIGS. 2D and 2E, a change in luminance due to the presence or absence of the prism sheet 5 is slight.
There is no point in arranging the expensive prism sheet 5. Therefore, it is preferable to use a diffusion sheet having a haze value of about 70% or less, and preferably a haze value of about 50% or less. More desirably, one having a haze value of about 30% or less is used.
【0026】ヘーズ値の小さい拡散シート9を用いる
と、出射光を均一にするために導光板背面に白色ドット
パターンを設けた場合、その白色ドットパターンが見え
やすくなる。しかし、本実施の形態においては、背面を
粗面化処理して粗度により出射面における光の強度の均
一性を制御しているため、良好な画面表示を実現するこ
とができる。また、無駄になる光を排して光の利用効率
を高くした結果、高輝度の画面表示を得ることが可能と
なる。When a diffusion sheet 9 having a small haze value is used, when a white dot pattern is provided on the back surface of the light guide plate in order to make outgoing light uniform, the white dot pattern becomes easily visible. However, in the present embodiment, since the back surface is subjected to surface roughening processing to control the uniformity of the light intensity on the emission surface by the roughness, a good screen display can be realized. Further, as a result of eliminating wasted light and increasing the light use efficiency, it is possible to obtain a high-brightness screen display.
【0027】本実施の形態では、導光板2の背面を粗面
化処理面としたが、出射面を粗面化処理面としてもよ
い。また出射面と背面の両方を粗面化処理面としてもよ
い。In the present embodiment, the back surface of the light guide plate 2 is a roughened surface, but the emission surface may be a roughened surface. Further, both the emission surface and the back surface may be roughened surfaces.
【0028】(実施の形態2)図5は、実施の形態2に
おける面状光源装置を示す斜視図である。図1と同一の
部材は対応する符号を付し、重複した説明は省略する。
本実施の形態においても、実施の形態1と同様に、出射
面内において均一に光を出射するために、導光板2の出
射面を粗面化処理面としている。背面にはその凹凸が光
源1に直交する方向に延びる、断面が三角波状の凹凸プ
リズム列16を、光源1に平行する方向に沿って繰返し
形成している。導光板2に入射した光は、導光板内方へ
の伝播過程において、このプリズム列16の反射、屈折
効果により、棒状光源1に沿った方向への広がりが制御
される。すなわち、棒状光源に平行で出射面に直交する
面内方向における配光分布が調整される。よって、本装
置から得られる光は、導光板2に形成されたプリズム列
16により棒状光源に平行で出射面に垂直な面内方向に
おける配光特性が、またプリズムシート5により棒状光
源1に直交する面内方向における配光特性が、整えられ
る。この結果、2次元的に適切な配光分布を持ち、かつ
光源から発した光を無駄なく利用するので高輝度の面状
光源装置が得られる。(Embodiment 2) FIG. 5 is a perspective view showing a planar light source device according to Embodiment 2. FIG. The same members as those in FIG. 1 are denoted by the corresponding reference numerals, and overlapping description will be omitted.
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, in order to uniformly emit light within the emission surface, the emission surface of light guide plate 2 is a roughened surface. On the back surface, an irregular prism array 16 whose cross section extends in a direction perpendicular to the light source 1 and has a triangular wave cross section is formed repeatedly along a direction parallel to the light source 1. The light incident on the light guide plate 2 is controlled to spread in the direction along the rod-shaped light source 1 by the reflection and refraction effects of the prism array 16 during the propagation process into the light guide plate. That is, the light distribution in the in-plane direction parallel to the rod-shaped light source and orthogonal to the emission surface is adjusted. Therefore, the light obtained from the present device has a light distribution characteristic in an in-plane direction parallel to the rod-shaped light source and perpendicular to the emission surface by the prism array 16 formed on the light guide plate 2, and orthogonal to the rod-shaped light source 1 by the prism sheet 5. The light distribution characteristics in the in-plane direction are adjusted. As a result, a two-dimensionally appropriate light distribution is obtained and the light emitted from the light source is used without waste, so that a high-luminance planar light source device can be obtained.
【0029】なお、本実施の形態では、導光板2の出射
面11を粗面化処理面とし、背面12にプリズム列16
を形成しているが、出射面にその凹凸の延びる方向が棒
状光源に直交するプリズム列を形成し、背面を粗面化処
理面としてもよい。また、凹凸プリズム列の凹凸面に粗
面化処理を施し、平坦面は無処理としてもよい。In this embodiment, the light emitting surface 11 of the light guide plate 2 is a roughened surface, and the rear surface 12 has a prism array 16.
However, it is also possible to form a prism array on the emission surface where the direction in which the irregularities extend is perpendicular to the rod-shaped light source, and make the back surface a roughened surface. Further, a roughening process may be performed on the uneven surface of the uneven prism array, and the flat surface may be left untreated.
【0030】また、本実施の形態では、導光板に形成す
るプリズム列の断面形状を三角波状としているが、プリ
ズム列の断面形状は台形波状や正弦波状でもよく、三角
波状に限定されるものではない。In this embodiment, the cross-sectional shape of the prism array formed on the light guide plate is triangular. However, the cross-sectional shape of the prism array may be trapezoidal or sine, and is not limited to triangular. Absent.
【0031】(実施の形態3)図6に、実施の形態3に
おける面状光源装置の斜視図である。図1と同一の部材
には対応する符号を付し、重複した説明は省略する。本
実施の形態では、導光板2の背面に、その凹凸が光源1
に直交する方向に延びる、断面が三角波状の凹凸プリズ
ム列16を光源1に平行する方向に繰返し形成してい
る。さらに、出射面からほぼ均一に光を出射するため、
そのプリズム列16のプリズム面を、光源から遠ざかる
につれ粗度の大きくなる粗面化処理面として、出射面に
おける出射光の強度が均一になるように調整している。(Embodiment 3) FIG. 6 is a perspective view of a planar light source device according to Embodiment 3. The same members as those in FIG. 1 are denoted by the corresponding reference numerals, and redundant description will be omitted. In the present embodiment, the unevenness is provided on the back surface of the light guide plate 2 by the light source 1.
A concave / convex prism array 16 having a triangular-wave cross section extending in a direction perpendicular to the light source 1 is repeatedly formed in a direction parallel to the light source 1. Furthermore, to emit light almost uniformly from the exit surface,
The prism surface of the prism array 16 is adjusted as a roughened surface whose roughness increases as the distance from the light source increases, so that the intensity of the emitted light on the emission surface becomes uniform.
【0032】側面10から導光板2に入射した光は、導
光板の内方への伝播過程において、プリズム列16の効
果により棒状光源に沿った方向の広がりが制御される。
すなわち、棒状光源に平行で出射面に直交する面内方向
における配光分布が調整される。よって、本面状光源装
置は、導光板2の背面に形成されたプリズム列16によ
り棒状光源に平行で出射面に垂直な面内方向の配光分布
を整え、かつプリズムシート5の効果により光源1に垂
直な面内方向の配光分布を整える。この結果、液晶表示
装置等に用いられる面状光源装置として適切な2次元的
に調整された配光分布を持ち、かつ、光源から発した光
を無駄にしないので高輝度な面状光源装置を得ることが
可能となる。The light incident on the light guide plate 2 from the side surface 10 is controlled to spread in the direction along the rod-shaped light source by the effect of the prism array 16 in the process of propagating inward of the light guide plate.
That is, the light distribution in the in-plane direction parallel to the rod-shaped light source and orthogonal to the emission surface is adjusted. Therefore, this planar light source device adjusts the light distribution in an in-plane direction parallel to the rod-shaped light source and perpendicular to the emission surface by the prism array 16 formed on the back surface of the light guide plate 2, and the light source is formed by the effect of the prism sheet 5. The light distribution in the in-plane direction perpendicular to 1 is adjusted. As a result, a planar light source device having an appropriate two-dimensionally adjusted light distribution as a planar light source device used for a liquid crystal display device and the like, and having high brightness because light emitted from the light source is not wasted. It is possible to obtain.
【0033】なお、本実施の形態では導光板2の背面
に、プリズム面の粗度が光源からの距離が遠くなるほど
粗くしたプリズム列を形成した。しかし、出射面に、上
記のように粗度を変化させたプリズム面を形成してもよ
い。また、プリズム凹凸面に粗面化処理をしないで、平
坦面のほうに粗面化処理を施してもよい。また、本実施
の形態では、プリズム列の断面形状を三角波状とした
が、三角波状に限定されるものではなく、台形波状や正
弦波状としてもよい。In this embodiment, a prism array is formed on the back surface of the light guide plate 2 so that the roughness of the prism surface increases as the distance from the light source increases. However, a prism surface whose roughness is changed as described above may be formed on the exit surface. Further, the roughening process may be performed on the flat surface without performing the roughening process on the uneven surface of the prism. Further, in the present embodiment, the cross-sectional shape of the prism array is triangular, but is not limited to triangular, and may be trapezoidal or sinusoidal.
【0034】(実施の形態4)図7に、実施の形態4に
おける面状光源装置の斜視図を示す。図1と同一の部材
は対応する符号を付し、重複した説明は省略する。本実
施の形態では、出射面において均一に光を出射するため
に、導光板2の背面12を粗面化処理面15としてい
る。第1プリズムシート5と拡散シート6との間には、
拡散シート6の側に凹凸面を、第1プリズムシート5の
側に平坦面を有する、光源1に直交する方向に延びたプ
リズム列を持つ第2プリズムシート25が配置されてい
る。この第2プリズムシートの凹凸面は、図7に示すよ
うにプリズムシート側でなく前方に配置されてもよい
し、逆に凹凸面がプリズムシート側に配置されてもよ
い。側面10から導光板に入射された光が、第1プリズ
ムシート5から出射されるまでの過程は、実施の形態1
と同じであるため説明を省略する。第1プリズムシート
5から出射された光は、第2プリズムシート25に入射
する。第2プリズムシート25では、主にプリズムの屈
折作用によって、光源1に平行で出射面に直交する面内
方向の配光分布が整えられる。よって、本実施の形態に
おける面状光源装置から得られる光は、第1プリズムシ
ート5により光源に直交する面内方向の配光分布が整え
られ、かつ第2プリズムシート25により、光源1に平
行で出射面に直交する面内方向の配光分布が整えられた
光となる。この結果、液晶表示装置等に用いられる面状
光源装置として適切な配光分布を持ち、かつ光の利用効
率が高いので高輝度の面状光源装置を得ることが可能と
なる。(Embodiment 4) FIG. 7 is a perspective view of a planar light source device according to Embodiment 4. FIG. The same members as those in FIG. 1 are denoted by the corresponding reference numerals, and overlapping description will be omitted. In the present embodiment, the back surface 12 of the light guide plate 2 is a roughened surface 15 in order to uniformly emit light on the emission surface. Between the first prism sheet 5 and the diffusion sheet 6,
A second prism sheet 25 having an uneven surface on the side of the diffusion sheet 6 and a flat surface on the side of the first prism sheet 5 and having a prism array extending in a direction orthogonal to the light source 1 is arranged. The uneven surface of the second prism sheet may be arranged forward instead of the prism sheet side as shown in FIG. 7, or conversely, the uneven surface may be arranged on the prism sheet side. The process until the light incident on the light guide plate from the side surface 10 is emitted from the first prism sheet 5 is described in Embodiment 1.
The description is omitted because it is the same as. The light emitted from the first prism sheet 5 enters the second prism sheet 25. In the second prism sheet 25, the light distribution in an in-plane direction parallel to the light source 1 and perpendicular to the emission surface is adjusted mainly by the refraction of the prism. Therefore, the light obtained from the planar light source device in the present embodiment has a light distribution distribution in an in-plane direction orthogonal to the light source by the first prism sheet 5 and is parallel to the light source 1 by the second prism sheet 25. Thus, the light distribution is adjusted in the in-plane direction orthogonal to the emission surface. As a result, it is possible to obtain a high-intensity planar light source device having a suitable light distribution as a planar light source device used for a liquid crystal display device and the like and high light use efficiency.
【0035】なお、本実施の形態では、導光板2の背面
を粗面化処理面としているが、出射面のみを、または背
面と出射面の両面を粗面化処理面としてもよい。また、
本実施の形態では、第2プリズムシート25のプリズム
断面形状を三角波状としているが、断面形状は台形波状
や正弦波状としてもよく、三角波状に限定されるもので
はない。In the present embodiment, the back surface of the light guide plate 2 is a roughened surface, but only the light emitting surface or both the back surface and the light emitting surface may be roughened surfaces. Also,
In the present embodiment, the prism cross-sectional shape of the second prism sheet 25 is triangular, but the cross-sectional shape may be trapezoidal or sinusoidal, and is not limited to triangular.
【0036】(他の実施の形態)実施の形態1、2、
3、4において、プリズムシート5は出射面側を平坦面
として、拡散シート6の側を凹凸面としてもよい。ま
た、上記したように、プリズムシート5のプリズム断面
形状は台形波状や正弦波状としてもよく三角波状に限定
されるものではない。本発明の面状光源装置において
は、拡散シート6は除いてもよい。また、導光板の材質
は、アクリルに限定されず、他の透明樹脂または透明樹
脂中に光を散乱させる微粒子を混ぜた樹脂で作製されて
いてもよい。本発明の実施の形態においては、導光板の
出射面内においてほぼ均一に光を出射する方法として、
すべて、光源からの距離が遠くなるほど粗度を高めた粗
面化処理を施した。しかし、出射面における均一強度の
光を出射させる方法は、上記の粗面化処理に限定され
ず、背面等における白色パターン印刷、その白色印刷の
濃淡でもよい。また、半球状や錘形状の凹凸を背面等に
形成して、光強度の均一化を図ってもよい。さらには、
その列の延びる方向が光源に平行なプリズム列を背面に
形成して、凹凸の高さを光源から遠ざかる位置ほど高く
して背面側から出射面側に反射する光の強度を調整し
て、均一化を図ってもよい。(Other Embodiments) Embodiments 1, 2,
In 3 and 4, the prism sheet 5 may have an emission surface side as a flat surface and the diffusion sheet 6 side as an uneven surface. As described above, the prism cross-sectional shape of the prism sheet 5 may be trapezoidal or sinusoidal, and is not limited to triangular. In the surface light source device of the present invention, the diffusion sheet 6 may be omitted. Further, the material of the light guide plate is not limited to acrylic, but may be made of another transparent resin or a resin in which fine particles that scatter light are mixed in a transparent resin. In the embodiment of the present invention, as a method of emitting light substantially uniformly in the emission surface of the light guide plate,
In all cases, a roughening treatment was performed in which the roughness increased as the distance from the light source increased. However, the method of emitting light of uniform intensity on the emission surface is not limited to the above-described surface roughening treatment, but may be white pattern printing on the back surface or the like, or shading of the white printing. Further, a semi-spherical or pyramid-shaped unevenness may be formed on the back surface or the like to make the light intensity uniform. Moreover,
A row of prisms whose direction of extension is parallel to the light source is formed on the back, and the height of the irregularities is increased as the distance from the light source increases, and the intensity of the light reflected from the back side to the emission surface side is adjusted to uniform May be achieved.
【0037】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
【0038】[0038]
【発明の効果】本発明によれば、適切な配光分布を持
ち、高輝度な面状光源装置を提供することができる。さ
らに、導光板の出射面、背面またはその両面を粗面化処
理面としその粗度を光源から遠ざかるほど大きくするこ
とにより面内輝度を均一とし、表示品質の高い面状光源
装置を提供することができる。また、導光板にプリズム
列を形成したり、または第2プリズムシートを設けるこ
とにより、全方向にわたって配光特性を調整した高輝度
な面状光源装置を提供することができる。According to the present invention, a high-brightness planar light source device having an appropriate light distribution can be provided. Further, to provide a planar light source device having a high display quality with a uniform surface brightness by increasing the roughness of a light-emitting plate, a light-emitting surface, a rear surface, or both surfaces of the light-guiding plate as a roughened surface as the distance from the light source increases. Can be. Further, by forming a prism array on the light guide plate or providing the second prism sheet, it is possible to provide a high-luminance planar light source device in which light distribution characteristics are adjusted in all directions.
【図1】 実施の形態1における面状光源装置の断面図
である。FIG. 1 is a sectional view of a planar light source device according to a first embodiment.
【図2】 面状光源装置から出射された光の配光分布を
示す図である。(a)はヘーズ値30%の拡散シート9の
場合、(b)はヘーズ値50%の拡散シート9の場合、
(c)はヘーズ値70%の拡散シート9の場合、(d) は
ヘーズ値85%の拡散シート9の場合、(e)はプリズム
シート5を用いず、ヘーズ値85%の拡散シート9を用
いた場合、(f)は拡散シート9を用いない場合、の配光
分布をそれぞれ示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a light distribution of light emitted from a planar light source device. (a) is for the diffusion sheet 9 having a haze value of 30%, (b) is for the diffusion sheet 9 having a haze value of 50%,
(c) is a diffusion sheet 9 having a haze value of 70%, (d) is a diffusion sheet 9 having a haze value of 85%, (e) is a diffusion sheet 9 having a haze value of 85% without using the prism sheet 5. (F) is a diagram showing a light distribution when the diffusion sheet 9 is not used.
【図3】 面状光源装置の配光分布の角度の取り方を示
す図である。FIG. 3 is a diagram showing how to set an angle of a light distribution of the planar light source device.
【図4】 配光分布における対称性の重要性を説明する
ための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the importance of symmetry in light distribution.
【図5】 実施の形態2における面状光源装置の斜視図
である。FIG. 5 is a perspective view of a planar light source device according to a second embodiment.
【図6】 実施の形態3における面状光源装置の斜視図
である。FIG. 6 is a perspective view of a planar light source device according to a third embodiment.
【図7】 実施の形態4における面状光源装置の斜視図
である。FIG. 7 is a perspective view of a planar light source device according to a fourth embodiment.
【図8】 従来の面状光源装置の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a conventional planar light source device.
【図9】 従来の面状光源装置の動作の説明のための図
である。FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of a conventional planar light source device.
1 光源、2 導光板、3 リフレクタ、4 反射シー
ト、5 プリズムシートまたは第1プリズムシート、2
5 第2プリズムシート、6 最も前方に配置した拡散
シート、9 ヘーズ値を調整した拡散シート、10 導
光板側面、11出射面、12 背面、15 粗度の調整
をした粗面化処理面、16 光源に直交する方向に延び
る導光板に形成されたプリズム列。Reference Signs List 1 light source, 2 light guide plate, 3 reflector, 4 reflection sheet, 5 prism sheet or first prism sheet, 2
Reference numeral 5: a second prism sheet, 6: a diffusion sheet disposed at the forefront, 9: a diffusion sheet having an adjusted haze value, 10: a light guide plate side surface, 11: an emission surface, 12: a back surface, 15: a roughened surface having an adjusted roughness; A prism array formed on a light guide plate extending in a direction perpendicular to the light source.
フロントページの続き (72)発明者 河野 誠之 熊本県菊池郡西合志町御代志997番地 株 式会社アドバンスト・ディスプレイ内 Fターム(参考) 2H038 AA55 BA06 2H091 FA14Z FA21Z FA23Z FA31Z FA41Z FB08 FC25 FD01 FD06 LA16 LA17 LA19 Continued on the front page (72) Inventor Masayuki Kono 997 Miyoshi, Nishigoshi-cho, Kikuchi-gun, Kumamoto Prefecture F-term in the Advanced Display Co., Ltd. (reference) 2H038 AA55 BA06 2H091 FA14Z FA21Z FA23Z FA31Z FA41Z FB08 FC25 FD01 FD01 FD06 LA16 LA17 LA19
Claims (5)
からの光が入射する側面、および前記側面と直交する出
射面を有し、前記側面から入射した光を内方の方向に伝
播させて前記出射面から前方に出射させる導光板と、 前記棒状光源のまわりを前記導光板とともに取り囲み、
内面において光を反射するリフレクタと、 前記導光板の前記出射面に対向する背面に近接して、該
背面に沿って配置された反射シートと、 凹部および凸部の延びる方向が前記側面とほぼ平行な凹
凸プリズム列を一方の面側に有する、前記出射面に沿っ
て配置されたプリズムシートと、 前記導光板の前記出射面と前記プリズムシートとの間に
配置された、ヘーズ値が約70%以下の拡散シートと、
を備える面状光源装置。1. At least one rod-shaped light source, a side surface extending along the longitudinal direction of the rod-shaped light source, on which light from the rod-shaped light source is incident, and an emission surface orthogonal to the side surface, and incident from the side surface A light guide plate that propagates the emitted light in an inward direction and emits the light forward from the emission surface, and surrounds the rod-shaped light source around the light guide plate,
A reflector that reflects light on the inner surface; a reflective sheet disposed near and along the back surface of the light guide plate facing the emission surface; and a direction in which the concave portions and the convex portions extend are substantially parallel to the side surfaces. A prism sheet arranged along the emission surface, which has a concave-convex prism array on one surface side; and a haze value of about 70% arranged between the emission surface and the prism sheet of the light guide plate. The following diffusion sheet,
A planar light source device comprising:
にほぼ直交する方向とする凹凸プリズム列が、導光板の
表面である前記出射面、前記背面、またはその両方の面
に形成されている、請求項1に記載の面状光源装置。。2. An uneven prism array having a direction in which a concave portion and a convex portion extend in a direction substantially orthogonal to the side surface is formed on the light emitting surface, the rear surface, or both surfaces, which are surfaces of the light guide plate. The planar light source device according to claim 1. .
にほぼ直交する方向である凹凸プリズム列を一方の面側
に有する第2プリズムシートが、前記出射面の前方側
に、さらに配置された、請求項1または2に記載の面状
光源装置。3. A second prism sheet having, on one surface side, a row of concave and convex prisms in which the direction in which the concave and convex portions extend is substantially perpendicular to the side surface, is further disposed on the front side of the emission surface. The planar light source device according to claim 1.
光源からの距離が増大するに従い大きくした、請求項1
〜3のいずれかに記載の面状光源装置。4. The light guide plate according to claim 1, wherein the roughness of the surface of the light guide plate increases as the distance from the light source increases.
The planar light source device according to any one of claims 1 to 3.
ある凹凸プリズム列を形成する凹凸面に施されている、
請求項4に記載の面状光源装置。5. The method according to claim 1, wherein the adjusting of the roughness is performed on an uneven surface forming an uneven prism row, which is a surface of the light guide plate.
The planar light source device according to claim 4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15804299A JP4083923B2 (en) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | Surface light source device |
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JP15804299A JP4083923B2 (en) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | Surface light source device |
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