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JP2003272428A - Light guide plate, surface illumination device, and display device - Google Patents

Light guide plate, surface illumination device, and display device

Info

Publication number
JP2003272428A
JP2003272428A JP2002076159A JP2002076159A JP2003272428A JP 2003272428 A JP2003272428 A JP 2003272428A JP 2002076159 A JP2002076159 A JP 2002076159A JP 2002076159 A JP2002076159 A JP 2002076159A JP 2003272428 A JP2003272428 A JP 2003272428A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
incident
guide plate
lighting device
light guide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002076159A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukio Tanaka
幸生 田中
Kazunori Komori
一徳 小森
Masanori Kimura
雅典 木村
Ichiro Sato
佐藤  一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2002076159A priority Critical patent/JP2003272428A/en
Publication of JP2003272428A publication Critical patent/JP2003272428A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非常に薄い面照明装置においても、高輝度を
得るとともに均一な輝度を得ることが可能な面照明装
置、導光板、及び表示装置を提供する。 【解決手段】 光源102と、光源102からの光が側面の光
入射領域104から入射し内部を伝搬して一方の主面であ
る光出射面105から外部へ出射する導光板101とを備えた
面照明装置1において、導光板101の少なくとも一方の
主面105に光出射面にほぼ垂直な段差面114aが設けら
れ、段差面114aは、光入射領域104に対向しかつ導光板1
01が光入射領域104側において厚くなるように設けら
れ、段差面114aに光入射領域104側に光を反射する第1
の光反射構造123が形成され、導光板101の段差面114aを
境に薄くなっている部分の光出射面105が外部へ光を出
射する光出射領域113を形成しているものである。
(57) [Problem] To provide a surface illumination device, a light guide plate, and a display device capable of obtaining high luminance and uniform luminance even in a very thin surface illumination device. SOLUTION: A light source 102 and a light guide plate 101 in which light from the light source 102 enters from a light incident area 104 on a side surface, propagates inside, and exits from a light exit surface 105 which is one main surface to the outside. In the surface illumination device 1, at least one main surface 105 of the light guide plate 101 is provided with a step surface 114 a substantially perpendicular to the light exit surface, and the step surface 114 a faces the light incident area 104 and
01 is provided so as to be thicker on the light incident region 104 side, and the first surface which reflects light toward the light incident region 104 side on the step surface 114a.
The light-reflecting structure 123 is formed, and the light-emitting surface 105 of the thinned portion from the step surface 114a of the light guide plate 101 forms a light-emitting region 113 for emitting light to the outside.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主として携帯電話
や携帯端末などの表示部を照明するためのバックライト
等の面照明装置、それに用いられる導光板、及びそれを
用いた表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention mainly relates to a surface illuminating device such as a backlight for illuminating a display portion of a mobile phone, a mobile terminal or the like, a light guide plate used for the same, and a display device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯電話や携帯端末などの表示部におい
ては、液晶表示素子(液晶パネル)と薄型のバックライ
ト(面照明装置)とを主な構成要素とする表示装置が用
いられている。図18にこの種の表示装置の断面構造を
示す。図18において、この表示装置では、偏光フィル
ム111a、111bをその両面に貼り付けた液晶パネ
ル110が下側に位置するバックライト部109によっ
て照明されるように構成されている。
2. Description of the Related Art In a display section of a mobile phone, a mobile terminal or the like, a display device having a liquid crystal display element (liquid crystal panel) and a thin backlight (surface illumination device) as main components is used. FIG. 18 shows a sectional structure of this type of display device. 18, in this display device, a liquid crystal panel 110 having polarizing films 111a and 111b attached to both surfaces thereof is configured to be illuminated by a backlight unit 109 located on the lower side.

【0003】バックライト部109は、導光板101と
LED(発光ダイオード)等の光源102を主な構成要
素としている。光源102から出力された光は導光板1
01の光入射側面104から導光板101内へ導入さ
れ、導光板101の上下面で反射を繰り返しながら伝搬
する。そして、下面(拡散面)106に形成された拡散
パターン103に当たると光は様々な方向に拡散され、
その拡散された光のうちの一部が上面(光出射面:拡散
面106の反対側の主面)105から出力光として取り
出される。導光板101の材料としては、ポリカーボネ
イト等の樹脂材料やガラスなどの透明で屈折率の大きい
媒質の材料が用いられる。また、バックライト部109
は、導光板101や光源102の他に、拡散面106か
ら下側に漏れた光を再度導光板101内へ戻すための反
射シート107を備えることもある。さらに、光出射面
105から出た光の指向性を均一化するための拡散シー
ト108なども備えることもあり、あるいは、逆に指向
性を高めるためのレンズシート又はプリズムシートなど
がさらに付加されることもある。
The backlight unit 109 mainly comprises a light guide plate 101 and a light source 102 such as an LED (light emitting diode). The light output from the light source 102 is the light guide plate 1
01 is introduced into the light guide plate 101 from the light incident side surface 104 and propagates while being repeatedly reflected on the upper and lower surfaces of the light guide plate 101. Then, when it hits the diffusion pattern 103 formed on the lower surface (diffusion surface) 106, the light is diffused in various directions,
A part of the diffused light is extracted as output light from the upper surface (light emission surface: main surface opposite to diffusion surface 106) 105. As the material of the light guide plate 101, a resin material such as polycarbonate or a material of a transparent medium having a large refractive index such as glass is used. In addition, the backlight unit 109
In addition to the light guide plate 101 and the light source 102, the light guide plate 101 and the light source 102 may include a reflection sheet 107 for returning the light leaking downward from the diffusion surface 106 to the inside of the light guide plate 101 again. Further, a diffusion sheet 108 for equalizing the directivity of the light emitted from the light emitting surface 105 may be provided, or conversely, a lens sheet or a prism sheet for further increasing the directivity is further added. Sometimes.

【0004】図18に示すようなバックライト部109
は、光源102を導光板101の下側ではなく側面に備
える構造となっているので薄型化が可能であるという特
長を有する。また、導光板101内で光が伝搬するとき
に光源102から近い部分では伝搬光量が多く、光源1
02から遠くなるに従って伝搬光量が少なくなるが、拡
散パターン103の配置密度を最適設計することによ
り、光出射面全体に渡って比較的均一な出力光を得るこ
とができる。また、拡散パターン103の形状や配置方
向を最適化することにより、出力光の指向性を制御する
ことも可能となる。
A backlight unit 109 as shown in FIG.
Has a feature that the light source 102 can be thinned because the light source 102 is provided on the side surface of the light guide plate 101 rather than the lower side thereof. Further, when light propagates in the light guide plate 101, the amount of propagating light is large in a portion near the light source 102, and the light source 1
Although the amount of propagating light decreases with increasing distance from 02, it is possible to obtain relatively uniform output light over the entire light exit surface by optimally designing the arrangement density of the diffusion patterns 103. Further, it is possible to control the directivity of the output light by optimizing the shape and arrangement direction of the diffusion pattern 103.

【0005】さて、携帯電話や携帯端末等の表示装置に
おいては、非常に薄い(場合によっては1〜2mm厚、
あるいはそれ以下の)バックライトが必要とされる。図
18のバックライトは確かに薄型化に適してはいるが、
図19(a)に示すように導光板101自体の厚みを光
源102の発光領域102aのサイズよりも薄くするこ
とはさすがに困難である(ここでは後に述べる引用文献
の関係で光源102が蛍光管である場合を想定してい
て、発光領域102aのサイズは蛍光管の直径に相当す
る)。こうすると、光源102からの光が有効に導光板
101内に導入されなくなり、光出射面105の光出射
領域113(実際に表示に寄与する領域に相当。表示領
域と言ってもよい)における輝度が低下するからであ
る。
Now, in a display device such as a mobile phone or a mobile terminal, it is very thin (in some cases, 1 to 2 mm thick,
A backlight (or less) is required. Although the backlight of FIG. 18 is certainly suitable for thinning,
As shown in FIG. 19A, it is extremely difficult to make the thickness of the light guide plate 101 itself smaller than the size of the light emitting region 102a of the light source 102 (here, the light source 102 is a fluorescent tube due to the relation of the reference document described later). The size of the light emitting region 102a corresponds to the diameter of the fluorescent tube. By doing so, the light from the light source 102 is not effectively introduced into the light guide plate 101, and the brightness in the light emitting area 113 of the light emitting surface 105 (corresponding to an area that actually contributes to the display, which may be called a display area). Is reduced.

【0006】そこで、この課題を克服する構成が考案さ
れ、それが特開平6−174938号公報に開示されて
いる。この文献の図1に示されているのがその具体的な
構成であり、その概略の構成を本願の図19(b)に示
す。図19(b)において、光出射面105の光出射領
域113における導光板101の厚みは光源102の発
光領域102aのサイズより薄くなっているが、光入射
側面104の近傍部101aにおける導光板101の厚
みは光源102の発光領域102aのサイズと同等ある
いはそれ以上になるようにしている。そして、これらの
間はテーパ部112によって接続されている。このよう
にすると、光出射領域113における導光板101の厚
みを薄くして、なおかつ光源102からの光を有効に導
光板101内に導入することができる。
Therefore, a structure for overcoming this problem has been devised, which is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 174938/1994. The specific structure is shown in FIG. 1 of this document, and its schematic structure is shown in FIG. 19 (b) of the present application. In FIG. 19B, the thickness of the light guide plate 101 in the light emission area 113 of the light emission surface 105 is smaller than the size of the light emission area 102 a of the light source 102, but the light guide plate 101 in the vicinity 101 a of the light incident side surface 104. Is equal to or larger than the size of the light emitting region 102a of the light source 102. And, these are connected by a tapered portion 112. By doing so, it is possible to reduce the thickness of the light guide plate 101 in the light emitting region 113 and to effectively introduce the light from the light source 102 into the light guide plate 101.

【0007】さて、携帯電話や携帯端末等の表示装置に
おいては、先にも述べたように光源として主にLEDが
用いられる。その理由としては、蛍光管や冷陰極管など
に比べて小型でありかつ低消費電力であることが挙げら
れる。このときに、LED1個だけでは十分な輝度を得
ることができないので、2つ以上のLEDを用いるのが
一般的である。2つのLEDを用いた例としては、WO
98/19105(国際出願番号PCT/JP97/0
3892、特許第3151830号)の第27図に記載
された表示装置を挙げることができる。
In a display device such as a mobile phone or a mobile terminal, an LED is mainly used as a light source as described above. The reason is that it is smaller and consumes less power than fluorescent tubes or cold cathode tubes. At this time, since it is not possible to obtain sufficient brightness with only one LED, it is common to use two or more LEDs. As an example using two LEDs, WO
98/19105 (International application number PCT / JP97 / 0
3892, Japanese Patent No. 3151830) shown in FIG. 27.

【0008】なお、この表示装置では、2個の光源を一
箇所に集中させて配置するのではなく2箇所に分散させ
て配置しているが、これには光源で発生する熱を有効に
分散させて温度上昇を抑制し、導光板の劣化を防ぐとい
う意味がある。
In this display device, the two light sources are not concentrated in one place but are dispersed in two places, but the heat generated by the light sources is effectively dispersed in this. This means that the temperature rise is suppressed and the deterioration of the light guide plate is prevented.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、図19
(b)に示すようなテーパ部112を有する構成にする
と、図19(a)のような実質的に一様な厚みの導光板
の場合に比べて光入射側面104における光導入効率を
高めることができる。しかし、詳細な解析の結果、図1
9(b)の構造においては一旦導光板101内に導入さ
れた光の一部が再度導光板の外部へ抜けてしまい、テー
パ部112よりも奥へ光が有効に伝搬されないことがわ
かった。すなわち、光利用効率は思ったほど改善されな
いことが明らかになった。
As described above, FIG.
When the configuration having the taper portion 112 as shown in FIG. 19B is used, the light introduction efficiency at the light incident side surface 104 is improved as compared with the case of a light guide plate having a substantially uniform thickness as shown in FIG. You can However, as a result of detailed analysis,
It has been found that in the structure of 9 (b), part of the light once introduced into the light guide plate 101 escapes to the outside of the light guide plate again, and the light is not effectively propagated deeper than the tapered portion 112. That is, it was revealed that the light utilization efficiency was not improved as much as expected.

【0010】また、複数のLEDを配置する構成におい
ては、光出射領域113を観察したときに、LED設置
位置の近傍で特に出力光の輝度の大きい部分が生じてし
まい、輝度ムラになるという問題が発生した。これは、
蛍光管が線状光源であるのに対して、LEDは実質的に
点光源であることに起因したものである。この輝度ムラ
は、導光板における拡散パターンの配置密度の補正では
対応しきれない程度のものであった。
In addition, in the structure in which a plurality of LEDs are arranged, when the light emitting area 113 is observed, a portion where the brightness of the output light is particularly large occurs near the LED installation position, resulting in uneven brightness. There has occurred. this is,
This is because the fluorescent tube is a linear light source, while the LED is substantially a point light source. The brightness unevenness was too small to be corrected by correcting the arrangement density of the diffusion patterns on the light guide plate.

【0011】本発明は以上の2つの課題を同時に解決
し、非常に薄い面照明装置においても、光利用効率を高
めて高輝度を得るとともにLED設置位置近傍で発生す
る輝度ムラをなくし均一な輝度を得ることが可能な面照
明装置、導光板、及び表示装置を提供することを目的と
している。
The present invention solves the above two problems at the same time, and even in a very thin surface illuminator, the light utilization efficiency is improved to obtain high brightness, and the uneven brightness generated near the LED installation position is eliminated to obtain a uniform brightness. It is an object of the present invention to provide a surface lighting device, a light guide plate, and a display device capable of obtaining the above.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本件発明者は、まず、図19(b)の構成において
発生した、導光板に一旦導入された光が再度外部へ抜け
てしまうという問題の原因について検討した。これを以
下に説明する。
In order to solve the above-mentioned problems, the inventor of the present invention firstly causes the light, once introduced into the light guide plate, generated in the structure of FIG. 19B to escape to the outside again. I examined the cause of the problem. This will be explained below.

【0013】図20は、図19(b)の光入射側面10
4及びテーパ部112付近の拡大図である。いま、この
図において符号R1で示されるような光線が光入射側面
104上の点Aから入射した場合を考える。光線R1と
光入射側面104の法線とのなす角をθAとおくと、角
θAは、光入射側面(導光板101を構成する媒質と導
光板101の周囲の媒質(空気)との界面)104に入
射した光線の導光板101内への出射角を表している。
この角θAを、以下、導入角と呼ぶ。光線R1は導光板
101の底面の点BにおいてθB=90°−θAという
角度で入射するが、θBは導光板101を構成する媒質
の臨界角θo(=sin-1(1/η);ηは導光板10
1を構成する媒質の外界(導光板の周囲の媒質)に対す
る相対屈折率)以上である(すなわち導入角θAは90
°−θo以下である)ものとする。もし導光板101が
どの部分でも同じ厚みであり導光板の上下面が平行であ
るならば、光線R1は上下面で何回反射を繰り返しても
入射角はθBのままであり、全反射条件θB≧θoを保
ちながら導光板内を伝搬するので、拡散パターンに当た
らない限り導光板101の外部へ抜けることはない。し
かし図20に示すようにテーパ部112が存在する構成
の場合、光線R1がテーパ部112に入射すれば(点
C)そのときの入射角θCはθBよりも小さくなり、場
合によってはθCが臨界角θoを下回り、全反射条件を
満足しなくなって、その一部が導光板101の外部に抜
けてしまうことになる。
FIG. 20 shows the light incident side surface 10 of FIG.
4 is an enlarged view of the vicinity of 4 and the tapered portion 112. FIG. Now, let us consider a case where a ray such as R1 in this drawing enters from a point A on the light incident side surface 104. When the angle between the light ray R1 and the normal line of the light incident side surface 104 is θA, the angle θA is the light incident side surface (the interface between the medium forming the light guide plate 101 and the medium (air) around the light guide plate 101). The output angle of the light beam incident on the light guide plate 101 into the light guide plate 101 is shown.
Hereinafter, this angle θA will be referred to as an introduction angle. The light ray R1 is incident at a point B on the bottom surface of the light guide plate 101 at an angle of θB = 90 ° −θA, where θB is the critical angle θo (= sin −1 (1 / η); η of the medium forming the light guide plate 101. Is the light guide plate 10
1 or more (relative refractive index with respect to the outside world (medium around the light guide plate) of the medium constituting 1) (that is, the introduction angle θA is 90
° -θo or less). If the light guide plate 101 has the same thickness in any part and the upper and lower surfaces of the light guide plate are parallel to each other, the incident angle remains θB no matter how many times the light ray R1 is repeatedly reflected on the upper and lower surfaces, and the total reflection condition θB. Since the light propagates in the light guide plate while maintaining ≧ θo, it does not escape to the outside of the light guide plate 101 unless it hits the diffusion pattern. However, in the case where the tapered portion 112 is present as shown in FIG. 20, if the light ray R1 enters the tapered portion 112 (point C), the incident angle θC at that time becomes smaller than θB, and in some cases, θC becomes a critical value. If the angle is smaller than the angle θo, the total reflection condition is not satisfied, and a part of the total reflection condition is lost to the outside of the light guide plate 101.

【0014】また、光入射側面104の点Dから入射さ
れる光線R2のようなケースもある。すなわち、この光
線R2の導入角θDは導入角θA以下であるので、テー
パ部112が存在しなければ拡散パターンに当たらない
限り導光板101の外部へ抜けることはない。しかし、
ここでは、光線R2は、点Eにおいてテーパ部112に
入射するため、たとえこのときの入射角θEが臨界角θ
o以上であっても、次に導光板101の下面106に入
射するとき(点F)の入射角θFはθEより小さくな
り、場合によってはθFが臨界角θoを下回り、やはり
全反射条件を満足しなくなって一部の光が導光板の外部
に抜けてしまうことになる。
There is also a case where the light ray R2 is incident from the point D on the light incident side surface 104. That is, since the introduction angle θD of the light ray R2 is equal to or smaller than the introduction angle θA, unless the tapered portion 112 exists, the light ray R2 does not escape to the outside of the light guide plate 101 unless it hits the diffusion pattern. But,
Here, since the ray R2 is incident on the taper portion 112 at the point E, even if the incident angle θE at this time is the critical angle θ
Even if it is greater than or equal to o, the incident angle θF at the time of next incident on the lower surface 106 of the light guide plate 101 (point F) becomes smaller than θE, and in some cases θF falls below the critical angle θo, which also satisfies the total reflection condition. Otherwise, some light will escape to the outside of the light guide plate.

【0015】その他、最初の入射角は十分大きいが、テ
ーパ部112と導光板下面の間で何度も反射を繰り返し
ているうちに次第に入射角が小さくなっていき、いずれ
θoを下回って外部へ抜けてしまうという光線ももちろ
ん存在する。
In addition, although the initial incident angle is sufficiently large, the incident angle becomes gradually smaller as reflection is repeated many times between the tapered portion 112 and the lower surface of the light guide plate, and eventually falls below θo to the outside. There are, of course, rays of light that escape.

【0016】以上により、テーパ部112を有する構成
では導光板101に一旦導入された光が再度外部へ抜け
てしまうことが理解できる。
From the above, it can be understood that in the structure having the tapered portion 112, the light once introduced into the light guide plate 101 escapes to the outside again.

【0017】そこで、本発明に係る面照明装置は、光源
と、前記光源からの光が側面の光入射領域から入射し内
部を伝搬して一方の主面である光出射面から外部へ出射
する導光板とを備えた面照明装置において、前記導光板
の少なくとも一方の主面に前記光出射面にほぼ垂直な段
差面が設けられ、前記段差面は、前記光入射領域に対向
しかつ前記導光板が前記光入射領域側において厚くなる
ように設けられ、前記段差面に前記光入射領域側に光を
反射する第1の光反射構造が形成され、前記導光板の前
記段差面を境に薄くなっている部分の光出射面が外部へ
光を出射する光出射領域を形成している(請求項1)。
かかる構成とすると、段差面に入射する光線が第1の光
反射構造によりほぼ全面反射されるので、段差面から外
部に光線が抜けるのがほぼ防止される。また、段差面が
光出射面にほぼ垂直に設けられているので、導光板内に
入射し段差面で反射された光線が臨界角より小さい角度
で導光板の上下面に当たって外部に抜けるのが防止され
る。その結果、光の利用効率が向上し、光出射領域にお
ける輝度が向上する。
Therefore, in the surface lighting device according to the present invention, the light source and the light from the light source are incident from the light incident region on the side surface, propagate inside, and are emitted to the outside from the light emitting surface which is one main surface. In a surface illuminating device including a light guide plate, a step surface that is substantially perpendicular to the light exit surface is provided on at least one main surface of the light guide plate, and the step surface faces the light incident region and the light guide area. A light plate is provided so as to be thicker on the side of the light incident region, and a first light reflection structure for reflecting light to the side of the light incident region is formed on the step surface, and is thin at the step surface of the light guide plate. The light emitting surface of the portion forming the light emitting area forms a light emitting area for emitting light to the outside (claim 1).
With such a configuration, since the light ray incident on the step surface is almost entirely reflected by the first light reflecting structure, it is almost prevented that the light ray goes out from the step surface to the outside. In addition, since the step surface is provided almost perpendicular to the light exit surface, it is possible to prevent light rays that enter the light guide plate and are reflected by the step surface from striking the upper and lower surfaces of the light guide plate at an angle smaller than the critical angle and escaping to the outside. To be done. As a result, the light utilization efficiency is improved, and the brightness in the light emitting region is improved.

【0018】また、前記第1の光反射構造が、前記段差
面に形成された光反射膜であるとしてもよい(請求項
2、8)。かかる構成とすると、第1の光反射構造を容
易に構成することができる。
Further, the first light reflecting structure may be a light reflecting film formed on the step surface (claims 2 and 8). With this configuration, the first light reflecting structure can be easily configured.

【0019】また、前記第1の光反射構造が、前記段差
面に沿って配設された光反射部材であるとしてもよい
(請求項3、11)。かかる構成としても、第1の光反
射構造を容易に構成することができる。
Further, the first light reflecting structure may be a light reflecting member arranged along the step surface (claims 3 and 11). Even with such a configuration, the first light reflecting structure can be easily configured.

【0020】また、前記導光板の周囲の媒質に対する相
対屈折率が√2以上であるとしてもよい(請求項4)。
かかる構成とすると、導光板に入射する光線が導光板の
平行な上下面における全反射条件を満たすこととなり、
光のロスが低減される。
The relative refractive index of the medium around the light guide plate may be √2 or more (claim 4).
With such a configuration, the light rays incident on the light guide plate satisfy the condition of total reflection on the upper and lower parallel surfaces of the light guide plate,
Light loss is reduced.

【0021】また、前記導光板の前記光入射領域は前記
光出射面に対してほぼ垂直であるとしてもよい(請求項
5)。かかる構成とすると、導光板内に入射する光線が
導光板の平行な上下面における全反射条件を満たしやす
くなる。
The light incident area of the light guide plate may be substantially perpendicular to the light emitting surface (claim 5). With such a configuration, the light rays that enter the light guide plate can easily satisfy the conditions for total reflection on the upper and lower parallel surfaces of the light guide plate.

【0022】また、前記導光板の前記光入射領域から前
記段差面に渡る部分の両方の主面に、光を導光板側に反
射する光反射部材が配設されているとしてもよい(請求
項6)。かかる構成とすると、光のロスを低減すること
ができる。
Further, a light reflecting member for reflecting light to the light guide plate side may be provided on both main surfaces of a portion extending from the light incident area of the light guide plate to the stepped surface (claim). 6). With such a configuration, light loss can be reduced.

【0023】また、前記光源が点状光源であり、前記第
1の光反射構造が、前記光入射領域の前記点状光源に最
も近い位置である光入射位置から入射し前記段差面に向
かって伝搬する入射光の大部分を、前記光入射領域の前
記光入射位置以外の部分に向かって反射するとしてもよ
い(請求項7)。かかる構成とすると、点状光源間に光
反射構造を形成することにより、導光板の光出射領域に
おける輝度を均一化することができる。
Further, the light source is a point light source, and the first light reflecting structure is incident from a light incident position which is a position closest to the point light source in the light incident region and is directed toward the step surface. Most of the propagating incident light may be reflected toward a portion of the light incident area other than the light incident position (claim 7). With such a configuration, by forming the light reflecting structure between the point light sources, it is possible to make the brightness in the light emitting region of the light guide plate uniform.

【0024】また、前記入射光の最大指向方向と、前記
段差面の前記入射光が到達する部分における法線方向と
が、前記光出射面に平行な平面に射影したときに互いに
平行でないとしてもよい(請求項9)。
Further, even if the maximum directivity direction of the incident light and the normal direction in the portion of the step surface where the incident light reaches are not parallel to each other when projected onto a plane parallel to the light emitting surface. Good (Claim 9).

【0025】また、前記段差面は、前記光出射面に平行
な平面に射影したときに、鋸歯形状又は曲線形状である
としてもよい(請求項10)。かかる構成とすると、容
易に第1の光反射構造を実現できる。
The stepped surface may have a sawtooth shape or a curved shape when projected onto a plane parallel to the light emitting surface (claim 10). With such a configuration, the first light reflecting structure can be easily realized.

【0026】また、前記入射光の最大指向方向と、前記
段差面の法線方向と、光反射部材の反射面の法線方向と
を前記光出射面に平行な平面に射影したときに全てが平
行ではないとしてもよい(請求項12)。
Further, when the maximum directivity direction of the incident light, the normal direction of the step surface, and the normal direction of the reflecting surface of the light reflecting member are projected on a plane parallel to the light emitting surface, all of them are It may not be parallel (claim 12).

【0027】また、前記段差面又は光反射部材の反射面
は、前記光出射面に平行な平面に射影したときに鋸歯形
状又は曲線形状であるとしてもよい(請求項13)。か
かる構成とすると、容易に第1の光反射構造を実現でき
る。
The stepped surface or the reflecting surface of the light reflecting member may have a sawtooth shape or a curved shape when projected onto a plane parallel to the light emitting surface (claim 13). With such a configuration, the first light reflecting structure can be easily realized.

【0028】また、前記段差面に回折光学素子が形成さ
れているとしてもよい(請求項14)。
A diffractive optical element may be formed on the step surface (claim 14).

【0029】また、前記段差面にフレネルレンズが形成
されているとしてもよい(請求項15)。
A Fresnel lens may be formed on the stepped surface (claim 15).

【0030】また、前記段差面が前記入射光の最大指向
方向の光線に対して全反射条件を満たすとしてもよい
(請求項16)。かかる構成とすると、光反射膜や光反
射部材を設けることなく、第1の光反射構造を実現でき
る。
Further, the stepped surface may satisfy a total reflection condition for a ray of the incident light in the maximum directing direction (claim 16). With this configuration, the first light reflecting structure can be realized without providing a light reflecting film or a light reflecting member.

【0031】また、前記光入射領域において、前記第1
の光反射構造からの反射光が到達する部分に、前記反射
光を前記入射光の最大指向方向に向かって再度反射する
第2の光反射構造が形成されているとしてもよい(請求
項17)。かかる構成とすると、導光板の光出射領域に
おける輝度を均一化することができる。
In the light incident area, the first
A second light reflecting structure for reflecting the reflected light again toward the maximum directivity direction of the incident light may be formed at a portion where the reflected light from the light reflecting structure of (1) reaches. . With such a configuration, it is possible to make the brightness uniform in the light emitting region of the light guide plate.

【0032】また、前記第2の光反射構造が、前記光入
射領域に形成された光反射膜であるとしてもよい(請求
項18)。かかる構成とすると、第2の光反射構造を容
易に実現できる。
Further, the second light reflecting structure may be a light reflecting film formed in the light incident region (claim 18). With this configuration, the second light reflecting structure can be easily realized.

【0033】また、前記入射光の最大指向方向と、前記
光入射領域において前記反射光が到達する部分の法線方
向とが、前記光出射面に平行な平面に射影したときに互
いに平行でないとしてもよい(請求項19)。
Further, it is assumed that the maximum directivity direction of the incident light and the normal direction of the portion where the reflected light reaches in the light incident area are not parallel to each other when projected on a plane parallel to the light emitting surface. (Claim 19)

【0034】また、前記第2の光反射構造が、前記光入
射領域に沿って配設された光反射部材であるとしてもよ
い(請求項20)。
The second light reflecting structure may be a light reflecting member arranged along the light incident region (claim 20).

【0035】また、前記入射光の最大指向方向と、前記
光入射領域において前記反射光が到達する部分の法線方
向と、前記光入射領域において前記反射光が到達する部
分における前記光反射部材の反射面の法線方向とを前記
光出射面に平行な平面に射影したときに、全てが平行で
はないとしてもよい(請求項21)。
Further, the maximum directivity direction of the incident light, the normal direction of the portion where the reflected light reaches in the light incident area, and the light reflection member of the portion where the reflected light reaches in the light incident area. When the normal direction of the reflecting surface is projected on a plane parallel to the light emitting surface, it may not be all parallel (claim 21).

【0036】また、前記光入射領域の前記反射光が到達
する部分に、回折光学素子が形成されているとしてもよ
い(請求項22)。
Further, a diffractive optical element may be formed in a portion of the light incident area where the reflected light reaches (claim 22).

【0037】また、前記光入射領域の前記反射光が到達
する部分に、フレネルレンズが形成されているとしても
よい(請求項23)。
A Fresnel lens may be formed in a portion of the light incident area where the reflected light reaches (claim 23).

【0038】また、前記光入射領域の前記反射光が到達
する部分が、前記反射光の最大指向方向の光線に対して
全反射条件を満たしているとしてもよい(請求項2
4)。
Further, a portion of the light incident area where the reflected light reaches may satisfy a total reflection condition for a ray of the reflected light in a maximum directing direction (claim 2).
4).

【0039】また、前記光入射領域の前記反射光が到達
する部分に、光拡散反射部材が配設されたものとしても
よく(請求項25)、また、前記光源の光放射指向特性
が、前記光拡散反射部材の反射指向特性と略同じである
としてもよい(請求項26)。かかる構成とすると、導
光板の光出射領域における輝度をより均一化することが
できる。
Further, a light diffusing and reflecting member may be provided in a portion of the light incident area where the reflected light reaches (claim 25), and the light radiation directivity characteristic of the light source is the above-mentioned. The reflection directivity of the light diffusing and reflecting member may be substantially the same (claim 26). With such a configuration, it is possible to make the brightness in the light emitting region of the light guide plate more uniform.

【0040】また、前記光源及び前記光入射位置を複数
有するとしてもよい(請求項27)。
A plurality of the light sources and the light incident positions may be provided (claim 27).

【0041】また、導光板の光出射面と反対側の面には
方向性を有する拡散パターンが形成されていて、光出射
領域内で前記拡散パターンの長手方向は入射光の最大指
向方向に対してほぼ垂直であるとしてもよい(請求項2
8)。
Further, a directional diffusion pattern is formed on the surface of the light guide plate opposite to the light emission surface, and the longitudinal direction of the diffusion pattern is within the light emission region with respect to the maximum directivity direction of the incident light. May be substantially vertical (claim 2
8).

【0042】また、本発明に係る導光板は、側面の光入
射領域から入射した光が内部を伝搬して一方の主面であ
る光出射面から外部へ出射する導光板において、少なく
とも一方の主面に前記光出射面にほぼ垂直な段差面が設
けられ、前記段差面は、前記光入射領域に対向しかつ厚
みが前記光入射領域側において厚くなるように設けら
れ、前記段差面に前記光入射領域側に光を反射する第1
の光反射構造が形成され、前記導光板の前記段差面を境
に薄くなっている部分の光出射面が外部へ光を出射する
光出射領域を形成している(請求項29)。かかる構成
とすると、非常に薄くても輝度を向上することができ
る。
Further, the light guide plate according to the present invention is a light guide plate in which light incident from a light incident area on a side surface propagates inside and is emitted to the outside from a light emission surface which is one main surface. Surface is provided with a step surface substantially perpendicular to the light emitting surface, the step surface is provided so as to face the light incident area and increase in thickness on the light incident area side, and the step surface has the light First to reflect light to the incident area side
The light-reflecting structure is formed, and the light-emitting surface of the thinned portion of the light guide plate with the step surface as a boundary forms a light-emitting region for emitting light to the outside (claim 29). With such a configuration, the brightness can be improved even if it is very thin.

【0043】また、前記第1の光反射構造が、前記段差
面に形成された光反射膜であるとしてもよい(請求項3
0、32)。
The first light reflecting structure may be a light reflecting film formed on the step surface (claim 3).
0, 32).

【0044】また、前記第1の光反射構造が、前記光入
射領域に設定された光入射位置から入射し前記段差面に
向かって伝搬する入射光の大部分を、前記光入射領域の
前記光入射位置以外の部分に向かって反射するとしても
よい(請求項31)。
In addition, most of the incident light which is incident from the light incident position set in the light incident area and propagates toward the step surface by the first light reflecting structure is the light in the light incident area. The light may be reflected toward a portion other than the incident position (claim 31).

【0045】また、前記光入射領域において、前記第1
の光反射構造からの反射光が到達する部分に、前記反射
光を前記入射光の最大指向方向に向かって再度反射する
第2の光反射構造が形成されているとしてもよい(請求
項33)。かかる構成とすると、光出射領域における輝
度を均一化することができる。
In the light incident area, the first
A second light reflecting structure for reflecting the reflected light again toward the maximum directivity direction of the incident light may be formed in a portion where the reflected light from the light reflecting structure of 1 reaches (claim 33). . With this configuration, it is possible to make the brightness in the light emission region uniform.

【0046】また、前記第2の光反射構造が、前記光入
射領域に形成された光反射膜であるとしてもよい(請求
項34)。3に記載の導光板。
Further, the second light reflecting structure may be a light reflecting film formed in the light incident region (claim 34). The light guide plate according to item 3.

【0047】また、本発明に係る表示装置は、請求項1
に記載の面照明装置と、前記面照明装置からの出射光を
2次元的に変調する表示素子とを備えたものである(請
求項35)。
Further, the display device according to the present invention comprises:
The surface illuminating device according to claim 1, and a display element that two-dimensionally modulates the light emitted from the surface illuminating device (claim 35).

【0048】また、本発明に係る表示装置は、請求項7
に記載の面照明装置と、前記面照明装置からの出射光を
2次元的に変調する表示素子とを備えたものである(請
求項36)。
Further, the display device according to the present invention comprises:
The surface illumination device according to claim 1 and a display element that two-dimensionally modulates light emitted from the surface illumination device (claim 36).

【0049】また、本発明に係る表示装置は、請求項1
7に記載の面照明装置と、前記面照明装置からの出射光
を2次元的に変調する表示素子とを備えたものである
(請求項37)。
Further, the display device according to the present invention comprises:
The surface illuminating device according to claim 7 and a display element that two-dimensionally modulates light emitted from the surface illuminating device (claim 37).

【0050】また、本発明に係る携帯電話機は、請求項
35、36、又は37に記載の表示装置を表示部として
備えたものである(請求項38)。
A mobile phone according to the present invention includes the display device according to claim 35, 36, or 37 as a display section (claim 38).

【0051】また、本発明に係る携帯端末装置は、請求
項35、36、又は37に記載の表示装置を表示部とし
て備えたものである(請求項39)。
A portable terminal device according to the present invention comprises the display device according to claim 35, 36 or 37 as a display section (claim 39).

【0052】[0052]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。 実施の形態1 図1は本発明の実施の形態1に係る面照明装置の構成を
模式的に示す断面図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1 FIG. 1 is a sectional view schematically showing a configuration of a surface lighting device according to Embodiment 1 of the present invention.

【0053】図1に示すように、本実施の形態に係る面
照明装置1は、導光板101を有している。導光板10
1は、ここでは、矩形の平面形状を有し、平坦な下面1
06と、下面106に平行で段差部114が形成された
上面105を有している。段差部114は、本発明の特
徴的構成であり、導光板101の4つの側面(端面)の
うちの1つである光入射側面(光入射領域)104の近
傍に該光入射側面104に平行に、かつ導光板101
の、段差部114の光入射側面側に位置する部分(以
下、光導入部という)121の厚みが、導光板101
の、段差部114の光入射側面側と反対側に位置する部
分(以下、光出力部という)122の厚みより大きくな
るように設けられている。段差部114の段差面114
aは、導光板101の下面106にほぼ垂直に形成され
ている。段差面114aには、反射膜123が形成され
ている。この反射膜123は、ここでは、蒸着、スパッ
タ、CVD(化学的気層堆積法)、メッキ、スピンコー
トなどにより形成された金属反射膜で構成されている。
金属反射膜は、例えばAg、Alなどのように反射率の
高いものが望ましい。光出力部122の導光板101の
下面106には図示されない拡散パターンが形成され、
従って、光出力部122の導光板101の上面105が
光出力領域113を形成している。この光出射領域11
3の上方には拡散シート108が配設されている。そし
て、導光板101の入射側面104に隣接して複数(こ
こでは4つ)のLEDからなる光源102がほぼ等間隔
で配置されている。この光源102と光導入部121の
導光板101の上面105の上方を覆うように、光反射
部材としての上面反射シート115が配設されている。
また、光源102と導光板101の下面106との下方
を覆うように反射シート106が配設されている。
As shown in FIG. 1, the surface lighting device 1 according to the present embodiment has a light guide plate 101. Light guide plate 10
1 is a flat lower surface 1 having a rectangular plane shape here.
06, and the upper surface 105 in which the step portion 114 is formed in parallel with the lower surface 106. The step portion 114 is a characteristic configuration of the present invention, and is parallel to the light incident side surface 104 in the vicinity of the light incident side surface (light incident area) 104, which is one of the four side surfaces (end surfaces) of the light guide plate 101. And the light guide plate 101
The thickness of a portion (hereinafter referred to as a light introducing portion) 121 of the stepped portion 114 located on the light incident side surface side is equal to the thickness of the light guide plate 101.
Is provided so as to be thicker than the thickness of a portion (hereinafter, referred to as a light output portion) 122 located on the side opposite to the light incident side surface side of the stepped portion 114. Step surface 114 of step portion 114
a is formed substantially perpendicular to the lower surface 106 of the light guide plate 101. A reflective film 123 is formed on the step surface 114a. Here, the reflection film 123 is composed of a metal reflection film formed by vapor deposition, sputtering, CVD (chemical vapor deposition method), plating, spin coating, or the like.
It is desirable that the metal reflection film has a high reflectance such as Ag and Al. A diffusion pattern (not shown) is formed on the lower surface 106 of the light guide plate 101 of the light output unit 122,
Therefore, the upper surface 105 of the light guide plate 101 of the light output portion 122 forms the light output region 113. This light emitting area 11
A diffusion sheet 108 is disposed above the sheet 3. Then, adjacent to the incident side surface 104 of the light guide plate 101, the light sources 102 composed of a plurality of (here, four) LEDs are arranged at substantially equal intervals. An upper surface reflection sheet 115 as a light reflection member is provided so as to cover the light source 102 and the upper surface 105 of the light guide plate 101 of the light introduction portion 121.
Further, a reflection sheet 106 is arranged so as to cover the lower part of the light source 102 and the lower surface 106 of the light guide plate 101.

【0054】次に、以上のように構成された面照明装置
1の動作を説明する。
Next, the operation of the surface lighting device 1 configured as described above will be described.

【0055】図1において、光源102から出射された
光は、導光板101の光入射側面104から導光板10
1内に導入され、導光板101内を伝搬する過程で光出
力部122における下面106の拡散パターンで拡散さ
れて、上面105の光出力領域113から出射され、拡
散シート108で拡散される。
In FIG. 1, the light emitted from the light source 102 is guided from the light incident side surface 104 of the light guide plate 101 to the light guide plate 10.
1, is diffused by the diffusion pattern of the lower surface 106 of the light output portion 122 while propagating in the light guide plate 101, emitted from the light output area 113 of the upper surface 105, and diffused by the diffusion sheet 108.

【0056】次に、本発明の特徴である導光板101内
への光の導入作用について詳しく説明する。図2は導光
板内への光の導入作用を模式的に示す断面図である。
Next, the function of introducing light into the light guide plate 101, which is a feature of the present invention, will be described in detail. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the action of introducing light into the light guide plate.

【0057】図2において、まず、光源102(図2に
は示していない)から発せられて光入射側面104の下
半部に位置する点Aから下向きに導光板内に入射した光
線R1のような場合について考える。光線R1の導入角θ
Aは、90°−θo以下であるという条件を満たしてい
るものとする。光線R1は導光板101の下面106の
点BにθB=90°−θAという角度で入射するが、上
述の条件によりθBは臨界角θo以上であるので、全反
射してそのまま何の問題も無く段差部114よりも奥へ
到達する。そして、以降は常に入射角θBを保ったまま
導光板101の上下面で全反射を繰り返し、拡散パター
ンにあたるまで導光板101内を伝搬していく。
Referring to FIG. 2, first, a light ray R1 emitted from a light source 102 (not shown in FIG. 2) is directed downward from a point A located in the lower half of the light incident side surface 104 into the light guide plate. Think about the case. Angle of introduction of ray R1 θ
It is assumed that A satisfies the condition of 90 ° −θo or less. The light ray R1 is incident on the point B on the lower surface 106 of the light guide plate 101 at an angle of θB = 90 ° −θA. However, since θB is equal to or greater than the critical angle θo under the above conditions, it is totally reflected and there is no problem. It reaches deeper than the step portion 114. Then, after that, total reflection is repeatedly performed on the upper and lower surfaces of the light guide plate 101 while always maintaining the incident angle θB, and the light propagates in the light guide plate 101 until it reaches a diffusion pattern.

【0058】次に、光入射側面104の略中央部に位置
する点Dから導光板101内に上向きに入射した光線R
2のような場合について考える。光線R2の導入角θD
は、90°−θo以下であるという条件を満たしている
ものとする。この場合、光線R2は、まず段差面114a
上の点Eに角度θDで入射する。段差面114aには金
属反射膜が形成してあるので、入射角の如何にかかわら
ず入射光線はほぼ全てθDという反射角で反射される。
その反射された光線R2は、今度は導光板101の上面
105の点Fに入射するが、このときの入射角はθF=
90°−θDである。上述の条件によりθFは臨界角θ
o以上であるので光線R2は全反射する。次に、この光
線R2は光入射側面104上の点Gに到達するが、ここで
の入射角は90°−θF=θDである。ここでは必ずし
も全反射条件を満たさないので、光線R2の一部R2'は光
入射側面104から導光板外部に出射され、残り(R
2")は再度導光板101内を伝搬する。
Next, a light ray R incident upwardly into the light guide plate 101 from a point D located substantially in the center of the light incident side surface 104.
Consider a case like 2. Lead angle R2 of ray R2
Satisfies the condition of 90 ° −θo or less. In this case, the light ray R2 is first transmitted to the step surface 114a.
It is incident on the upper point E at an angle θD. Since the metal reflection film is formed on the step surface 114a, almost all incident light rays are reflected at the reflection angle of θD regardless of the incident angle.
The reflected light ray R2 is now incident on the point F on the upper surface 105 of the light guide plate 101, and the incident angle at this time is θF =
90 ° -θD. Under the above conditions, θF is the critical angle θ
Since it is greater than or equal to o, the ray R2 is totally reflected. Next, the ray R2 reaches the point G on the light incident side surface 104, and the incident angle here is 90 ° −θF = θD. Since the total reflection condition is not always satisfied here, a part R2 ′ of the light ray R2 is emitted from the light incident side surface 104 to the outside of the light guide plate and the rest (R
2 ″) propagates again in the light guide plate 101.

【0059】一方、導光板101の外部に出射された光
線R2'は光源102に当たるか、あるいはLEDのよう
に実質的な点光源を配列している場合には光源102又
はその間隙部分のいずれかに当たる。一般に、光源10
2の発光領域は拡散反射特性を持っている場合が多く、
また光源102の間隙部分にも拡散反射特性をもつ部材
を配置することが多いので、光線R2'はここで拡散反射
して再度光入射側面104から導光板101内部に導入
される(以下、これを再入射と呼ぶ)。また、上述の点
Gで反射されて再度導光板内を伝搬する光線R2"もやは
り最初に光入射側面104から入射した光線と等価であ
る。よって、点Gに到達した光は外部に出射されるか内
部に反射されるかにかかわらず結局振り出しに戻って、
再度光線R1あるいは光線R2のような経路を辿ることに
なる。
On the other hand, the light ray R2 'emitted to the outside of the light guide plate 101 strikes the light source 102, or, when a substantial point light source such as an LED is arranged, either the light source 102 or the gap portion thereof. Hit Generally, the light source 10
The light emitting area of 2 often has diffuse reflection characteristics,
In addition, since a member having a diffuse reflection characteristic is often arranged also in the gap portion of the light source 102, the light ray R2 ′ is diffused and reflected here and is again introduced into the light guide plate 101 from the light incident side surface 104 (hereinafter, this Is called re-incident). Further, the light ray R2 ″ that is reflected at the point G and propagates again in the light guide plate is also equivalent to the light ray that first enters from the light incident side surface 104. Therefore, the light that reaches the point G is emitted to the outside. Whether it is reflected or not, it returns to the drawing board,
The path like the ray R1 or the ray R2 is traced again.

【0060】ところで、以上においては光線R1、R2と
もに光入射側面104と段差面114aとの間における
導光板101の上下面での全反射が1回だけ(点Bある
いは点Fおける反射)である場合を例にとって説明した
が、もちろんこれ以外にも何度も上下面で全反射する光
線や、逆に1度も上下面に当たらないような光線もあり
うる。しかし、どのような光線であっても段差面114
aでの反射と光入射側面104での反射あるいは再入射
の挙動は上述の説明と全く同様であって、導光板101
の上下面における全反射回数を別にすれば、導光板10
1内に入射する光線の経路は上述の光線R1又はR2のい
ずれかのパターンに集約される。
By the way, in the above, for the light rays R1 and R2, the total reflection on the upper and lower surfaces of the light guide plate 101 between the light incident side surface 104 and the step surface 114a is only once (reflection at the point B or the point F). Although the case has been described as an example, of course, other than this, there may be a ray that is totally reflected on the upper and lower surfaces many times, and conversely, a ray that does not hit the upper and lower surfaces even once. However, the step surface 114
The behavior of reflection at a and reflection or re-incidence at the light incident side surface 104 is exactly the same as that described above.
Apart from the total number of total reflections on the upper and lower surfaces, the light guide plate 10
The paths of the light rays that are incident in 1 are summarized in the pattern of either the light rays R1 or R2 described above.

【0061】以上によれば、仮に光線R2のように段差
面114aに当たって光入射側面104の方に戻ってき
ても、何度か往復を繰り返しているうちにいずれは光線
R1のパターンとなって段差部114よりも奥に到達す
ることになり、結局ほとんどロス無く光出射領域113
の方まで達することが帰結される。
According to the above, even if the light beam R2 hits the step surface 114a and returns to the light incident side surface 104, it will eventually become a pattern of the light beam R1 after repeating the reciprocation several times. As a result, the light will reach a portion deeper than the portion 114, and eventually the light emitting region 113 will have almost no loss.
It will result in reaching up to.

【0062】さて、以上の説明において光入射側面10
4から入射した直後の光線が光入射側面104の法線に
対してなす角、すなわち導入角θAあるいはθDは90
°−θo以下であるということを前提としている。これ
が満たされるのはどのようなときかについて考えてみ
る。
In the above description, the light incident side surface 10
The angle formed by the light ray immediately after incidence from No. 4 with respect to the normal to the light incident side surface 104, that is, the introduction angle θA or θD is 90
It is assumed that it is equal to or less than ° -θo. Consider when this is met.

【0063】図3は光源102から発せられた光が導光
板101の内部に入射する様子を模式的に示す断面図で
ある。図3に示すように、光入射側面104への光線の
入射角をθA0、光入射側面104を通過した後の角度
をθAとすると、これらの間にはsin(θA)/si
n(θA0)=1/ηの関係がある(スネルの法則)。
但し、ηは導光板101の周囲の媒質に対する相対屈折
率である。この式によれば、θAが最大になるのは光源
から発せられた光線が光入射側面104に対してすれす
れに入射する場合、すなわちθA0=90゜の場合であ
り、そのときのθAはθA=sin−1(1/η)と求
められる。この最大角度θAに対してもそれが90゜−
θo以下であるという条件は、臨界角がθo=sin−
1(1/η)と表されることを考慮すれば、以下の式
(1)のように表される。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing how the light emitted from the light source 102 enters the inside of the light guide plate 101. As shown in FIG. 3, when the incident angle of the light ray on the light incident side surface 104 is θA0 and the angle after passing through the light incident side surface 104 is θA, sin (θA) / si lies between them.
There is a relationship of n (θA0) = 1 / η (Snell's law).
However, η is a relative refractive index with respect to the medium around the light guide plate 101. According to this equation, θA becomes maximum when the light beam emitted from the light source is incident on the light incident side surface 104 in a gradual manner, that is, when θA0 = 90 °, and θA at that time is θA = It is calculated as sin-1 (1 / η). 90 ° -for this maximum angle θA
The condition that θo is less than or equal to θo is that the critical angle is θo = sin−
Considering that it is expressed as 1 (1 / η), it is expressed as the following expression (1).

【0064】[0064]

【数1】 [Equation 1]

【0065】式(1)により1/η≦√2/2、すなわ
ちη≧√2という条件が得られる。よって、η≧√2と
いう条件を満たしていれば光源102から発光されて光
入射側面104に入る光線(及び光入射側面104から
再入射する光線も含む)はすべて導光板上下面で全反射
条件を満たし、何度かの往復を繰り返した後に必ず段差
部114よりも奥に到達することになり、ほとんどロス
は発生しない。
From the equation (1), the condition 1 / η ≦ √2 / 2, that is, η ≧ √2 is obtained. Therefore, if the condition of η ≧ √2 is satisfied, all the light rays emitted from the light source 102 and entering the light incident side surface 104 (and the light ray re-incident from the light incident side surface 104) are totally reflected on the upper and lower surfaces of the light guide plate. Is satisfied, and after repeating a number of round trips, it always reaches the back of the stepped portion 114, and there is almost no loss.

【0066】なお、以上の説明においては光入射側面1
04は光出射面105に対してほぼ垂直である場合を想
定していたが、この条件を満たしておくことが望まし
い。こうしておくと、図2の光線R2"の導光板101の
上下面における入射角が保存されるからである。ただ、
光線R2"の光線は強度的には光線R2'ほど大きくないの
で、この条件が満たされなくても段差部114より奥へ
の光到達率が極端に低下するというわけではなく、それ
なりの効率改善効果は期待できる。
In the above description, the light incident side surface 1
Although 04 is assumed to be substantially perpendicular to the light emitting surface 105, it is desirable to satisfy this condition. This is because the incident angle of the light ray R2 "in FIG.
Since the light ray R2 "is not as large as the light ray R2 'in terms of intensity, the light arrival rate beyond the step portion 114 does not extremely decrease even if this condition is not satisfied, and the efficiency is improved to some extent. The effect can be expected.

【0067】ところで、本実施の形態では、図1に示す
ように、光反射部材である上面反射シート115が配設
されている。上面反射シート115は、図4に示すよう
に、光源102から発せられて該光源102と光入射側
面104との隙間から上方へ抜けようとする光線R3
を、反射して導光板101内に入射させることができ、
その結果、光利用効率を高めることができる。また、導
光板101の下面106においても、反射シート107
が該下面106の下方のみならず光源102の下方をも
覆うように配置されているので、光源102から発せら
れて該光源102と光入射側面104との隙間から下方
へ抜けようとする光線R4を、反射して導光板101内
に入射させることができ、それによって光利用効率をさ
らに高めることができる。
By the way, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, a top reflecting sheet 115 which is a light reflecting member is provided. As shown in FIG. 4, the upper surface reflection sheet 115 is a light ray R3 emitted from the light source 102 and going upward through the gap between the light source 102 and the light incident side surface 104.
Can be reflected to enter the light guide plate 101.
As a result, the light utilization efficiency can be improved. The reflection sheet 107 is also formed on the lower surface 106 of the light guide plate 101.
Is arranged so as to cover not only the lower surface 106 but also the lower portion of the light source 102, and thus the light ray R4 emitted from the light source 102 and trying to escape downward through the gap between the light source 102 and the light incident side surface 104. Can be reflected and made incident on the inside of the light guide plate 101, whereby the light utilization efficiency can be further enhanced.

【0068】なお、以上の構成では、段差面114aに
形成される反射膜123が金属反射膜から構成されてい
るが、これが誘電体多層膜で構成されていても構わな
い。十分な光反射率が得られるものであれば何でもよ
い。
In the above structure, the reflection film 123 formed on the step surface 114a is made of a metal reflection film, but it may be made of a dielectric multilayer film. Any material may be used as long as it can obtain a sufficient light reflectance.

【0069】次に、本実施の形態の変形例を説明する。Next, a modified example of this embodiment will be described.

【0070】図5は本実施の形態の第1の変形例を示す
断面図、図6(a)は本実施の形態の第2の変形例を示
す断面図、図6(b)は本実施の形態の第3の変形例を
示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a first modification of this embodiment, FIG. 6A is a sectional view showing a second modification of this embodiment, and FIG. 6B is this embodiment. It is sectional drawing which shows the 3rd modification of the form of this.

【0071】図5に示すように、第1の変形例では、段
差面114aに反射膜が形成される代わりに、該段差面
114aに沿って反射シート等の光反射部材116が配
置されている。このような構成としても、図1の構成と
同等の効果が得られる。
As shown in FIG. 5, in the first modification, instead of forming the reflection film on the step surface 114a, the light reflecting member 116 such as a reflection sheet is arranged along the step surface 114a. . Even with such a configuration, the same effect as that of the configuration of FIG. 1 can be obtained.

【0072】また、図1の構成では、段差部114は導
光板101の上面105に形成したが、これを例えば、
図6(a)に示す第2の変形例のように導光板101の
下面106に形成してもよく、あるいは、図6(b)に
示す第3の変形例のように導光板101の両面105,
106に形成してもよい。このような構成としても、も
ちろん図1の構成と同等の効果が得られる。なお、第
2、第3の変形例では、光出力部122の導光板101
の下面106を覆うように反射シート107が配設さ
れ、これとは別に、光導入部121の導光板101の下
面106を覆うように反射シート117が配設されてい
る。もちろん、反射シート107をここまで延長しても
構わない。なお、図1の構成と図6(a)の第2の変形
例及び図6(b)の第3の変形例とを比較すると、図1
の構成は、光出射領域113の上に液晶パネル等の表示
素子を置きやすいという利点がある。特に、段差部11
4を液晶パネルの位置決めに利用できるという利点があ
る。また、図6(b)の第3の変形例は、光源102か
ら光入射側面104に垂直入射する最も指向性の高い光
線が段差部114に当たることなく奥の方に達するの
で、上記3種類の構成中では最も高い効率が得られる。 実施の形態2 図7は本発明の実施の形態2に係る面照明装置に用いら
れる導光板の構成を示す斜視図である。図7において図
1と同一符号は同一又は相当する部分を示す。図7に示
すように、本実施の形態では、導光板101の上面10
5に形成された段差部114が、平面視において、鋸歯
形状(ジグザグ形状)に形成され、図1に示す拡散シー
ト108及び反射シート115の段差部114に対応す
る辺が、該段差部114の形状に対応する鋸歯形状に形
成されている。その他の点は、実施の形態1と同様であ
る。
Further, in the configuration of FIG. 1, the step portion 114 is formed on the upper surface 105 of the light guide plate 101.
It may be formed on the lower surface 106 of the light guide plate 101 as in the second modification shown in FIG. 6A, or both surfaces of the light guide plate 101 as in the third modification shown in FIG. 6B. 105,
You may form in 106. Even with such a configuration, of course, the same effect as that of the configuration of FIG. 1 can be obtained. In the second and third modified examples, the light guide plate 101 of the light output section 122.
The reflection sheet 107 is disposed so as to cover the lower surface 106 of the light guide plate 101, and the reflection sheet 117 is disposed separately so as to cover the lower surface 106 of the light guide plate 101 of the light introducing portion 121. Of course, the reflection sheet 107 may be extended to this point. It should be noted that comparing the configuration of FIG. 1 with the second modification of FIG. 6A and the third modification of FIG. 6B, FIG.
This configuration has an advantage that a display element such as a liquid crystal panel can be easily placed on the light emitting area 113. In particular, the step portion 11
4 can be used for positioning the liquid crystal panel. Further, in the third modified example of FIG. 6B, since the light beam having the highest directivity that is vertically incident on the light incident side surface 104 from the light source 102 reaches the inner side without hitting the stepped portion 114, the above three types of The highest efficiency is obtained in the configuration. Embodiment 2 FIG. 7 is a perspective view showing a configuration of a light guide plate used in a surface lighting device according to Embodiment 2 of the present invention. 7, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding portions. As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the upper surface 10 of the light guide plate 101 is
5 is formed in a sawtooth shape (a zigzag shape) in plan view, and the side corresponding to the step portion 114 of the diffusion sheet 108 and the reflection sheet 115 shown in FIG. It is formed in a sawtooth shape corresponding to the shape. Other points are the same as those in the first embodiment.

【0073】次に、以上のように構成された面照明装置
の導光板への光導入作用を説明する。図8は図7の導光
板への光の導入作用を示す図であって、(a)は平面
図、(b)は側面図である。
Next, the function of introducing light into the light guide plate of the surface lighting device configured as described above will be described. 8A and 8B are diagrams showing the action of introducing light into the light guide plate of FIG. 7, where FIG. 8A is a plan view and FIG. 8B is a side view.

【0074】図8において、光線R1は、光入射側面1
04上の光入射位置(光入射側面104上で光源に接触
あるいは最近接している部分。目安として、光源102
の発光領域を光入射側面104上に射影した領域を想定
すればよい)上の点Aを起点として導光板101内を伝
搬する光線の一つであり、図2における光線R1と同様
に、段差部114に当たることなく導光板101の奥の
方に伝搬する光線である。一方、光線R2も同じく点A
を起点として導光板101内を伝搬する光線であるが、
これは図2における光線R2に対応し、段差部114で
反射する光線である。図8(b)から明らかなように、
この光線R2は図2の光線R2(及びR2")とほぼ同様な
経路をたどっている。以上より、本実施の形態の面照明
装置における光の導入作用は、側面視においては実施の
形態1(図2)と全く等価であり、従って、実施の形態
1)と全く同様の原理で光利用効率を高められることが
わかる。
In FIG. 8, the ray R1 is the light incident side surface 1
04 light incident position (a portion on the light incident side surface 104 that is in contact with or closest to the light source. As a guide, the light source 102
It is one of the light rays propagating in the light guide plate 101 starting from the point A on the light incident side surface 104), and a step like the light ray R1 in FIG. It is a light beam that propagates toward the back of the light guide plate 101 without hitting the portion 114. On the other hand, ray R2 is also point A
Is a light ray that propagates in the light guide plate 101 from
This corresponds to the light ray R2 in FIG. 2 and is a light ray reflected by the step portion 114. As is clear from FIG. 8 (b),
This ray R2 follows a path substantially the same as the ray R2 (and R2 ″) in FIG. 2. As described above, the action of introducing light in the surface lighting device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment in a side view. It is completely equivalent to (FIG. 2), and therefore, it can be seen that the light utilization efficiency can be increased by the same principle as in the first embodiment.

【0075】次に、この光線R2を図8(a)の平面図
で見てみる。光線R2は、導光板101内に入射する
と、最初は光入射側面104に対してほぼ垂直に近い角
度で段差部114まで伝搬するが(点A−点Bの区
間)、段差部114が鋸歯形状になっているため点Bで
斜めの方向に反射され、光入射側面104の光入射位置
(点A)以外の部分(点C)に向かって伝搬する。点C
では光線R2は反射又は再入射し、再び導光板101の
奥の方に向かって伝搬する。もし、段差部114で光線
の当たる位置が鋸歯形状の頂点Tを挟んで点Bと反対側
(例えば点B')であれば、反射光は点C'付近に向かっ
て伝搬する。点C'付近も光入射側面104の光入射位
置以外の部分に相当している。光入射側面104の光入
射位置から段差部114に向かって伝搬する入射光のう
ち最も指向性の高い方向(最大指向方向と呼ぶことにす
る)は光入射側面104の法線方向であり、導光板10
1への入射光の指向特性はこの方向にピークをもつ分布
になると考えられる。従って、導光板101への入射光
の大部分は頂点T近傍に当たることになり、結果として
大部分が点Cあるいは点C'付近に向かって反射される
ことになる。このような特徴により、実施の形態1で述
べた光利用効率向上の効果のみならず、光出射領域内の
LED設置位置に近い部分で発生する輝度ムラが平均化
され輝度が均一になるという効果が得られる。以下、こ
の点についてさらに詳しく説明する。
Next, let us look at this ray R2 in the plan view of FIG. When the light ray R2 enters the light guide plate 101, the light ray R2 first propagates to the step portion 114 at an angle nearly perpendicular to the light incident side surface 104 (section between point A and point B), but the step portion 114 has a sawtooth shape. Therefore, the light is reflected in an oblique direction at the point B and propagates toward a portion (point C) other than the light incident position (point A) on the light incident side surface 104. Point C
Then, the light ray R2 is reflected or re-incident and propagates toward the inner side of the light guide plate 101 again. If the position where the light ray strikes at the step portion 114 is on the opposite side of the point B (for example, the point B ′) with the apex T of the sawtooth shape in between, the reflected light propagates toward the vicinity of the point C ′. The vicinity of the point C ′ also corresponds to a portion other than the light incident position on the light incident side surface 104. Of the incident light propagating from the light incident position on the light incident side surface 104 toward the stepped portion 114, the direction with the highest directivity (hereinafter referred to as the maximum directivity direction) is the normal direction of the light incident side surface 104, and Light board 10
It is considered that the directional characteristic of the incident light on 1 has a distribution having a peak in this direction. Therefore, most of the incident light on the light guide plate 101 hits the vicinity of the vertex T, and as a result, most of the light is reflected toward the point C or the point C ′. With such characteristics, not only the effect of improving the light utilization efficiency described in the first embodiment, but also the effect that the uneven brightness generated in the portion near the LED installation position in the light emission region is averaged and the brightness becomes uniform. Is obtained. Hereinafter, this point will be described in more detail.

【0076】図9は導光板の伝搬光量分布を示すグラフ
であって、図9(a)は図8(a)のIXa−IXa断面にお
ける伝搬光量分布を示す図、図9(b)は図1の導光板
のIXa−IXa断面に対応する断面における伝搬光量分布を
示す図である。なお、実施の形態1で述べたように、図
1の面照明装置においても図7の面照明装置板と同様に
光源102としてのLEDを4個有している。
FIG. 9 is a graph showing the distribution of the amount of light propagating through the light guide plate. FIG. 9A shows the distribution of the amount of propagation light along the line IXa-IXa of FIG. 8A, and FIG. It is a figure which shows the propagation light amount distribution in the cross section corresponding to the IXa-IXa cross section of the light guide plate of 1. As described in the first embodiment, the surface lighting device of FIG. 1 also has four LEDs as the light source 102, similarly to the surface lighting device plate of FIG. 7.

【0077】図9(a)及び図9(b)において、符号
L1、L2、L3は、それぞれ、段差部に当たらない光線
の伝搬光量分布、段差部に少なくとも1回当たる光線の
伝搬光量分布、及び全伝搬光量分布を表す曲線を示す。
In FIGS. 9 (a) and 9 (b), reference numerals L1, L2, and L3 respectively represent the distribution of the amount of propagating light rays not hitting the step portion, the distribution of the amount of propagating light rays hitting the step portion at least once. And a curve showing the total propagation light amount distribution.

【0078】まず、図1の導光板について考察する。図
2の光線R1のような段差部114に当たらない光線に
ついては、当然、LED光源102に近接した部分では
伝搬光量が大きく、その中間部分では伝搬光量は少なく
なる。従って、図9(b)の曲線L1で示されるような
伝搬光量分布になる。一方、図2の光線R2のように段
差部114に少なくとも1回当たる光線については、光
入射側面104と段差部114との往復で伝搬距離が多
少増えて僅かに輝度の明暗差が緩和されるものの、曲線
L1と大差はなく、曲線L2のような伝搬光量分布とな
る。そして、曲線L1と曲線L2とを足し合わせた全伝搬
光量として曲線L3が得られる。このように、全伝搬光
量は非常に明暗の差が激しいものになる。
First, consider the light guide plate of FIG. As for a light ray such as the light ray R1 shown in FIG. 2, which does not hit the step portion 114, the amount of propagation light is naturally large in the portion close to the LED light source 102 and is small in the intermediate portion. Therefore, the distribution of the amount of propagation light is as shown by the curve L1 in FIG. On the other hand, for a light ray that strikes the step portion 114 at least once like the light ray R2 in FIG. 2, the propagation distance is slightly increased by the round trip between the light incident side surface 104 and the step portion 114, and the difference in brightness between light and dark is slightly alleviated. However, there is no great difference from the curve L1, and the distribution of the amount of propagation light is as shown by the curve L2. Then, a curve L3 is obtained as the total amount of propagation light obtained by adding the curves L1 and L2. In this way, the total amount of propagation light has a very large difference in brightness.

【0079】次に、図7の導光板について考察する。図
8(b)の光線R1のように段差部114に当たらない
光線の伝搬光量分布は、図1の導光板におけるそれと変
わりなく、図9(b)の曲線L4のように表せる。しか
し、少なくとも1回段差部114に当たる光線について
は、先に説明したように図8(a)の光入射側面104
の光入射位置(点A)以外の部分(例えば点Cあるいは
点C'付近)に集中的に戻ってくるので、そこから導光
板101内に再度入射した光は点Cあるいは点C'のよ
うな位置に極大をもった分布となる。従って、図9
(b)の曲線L5で表されるような伝搬光量分布が得ら
れる。そうすると、互いに逆の明暗分布を有する曲線L
4と曲線L5とが相補的に足し合わされて、全伝搬光量と
して非常に平滑な曲線L6が得られる。そして、導光板
101の光出力部122の始端部における断面(IX−IX
断面)でこのように平滑な伝搬光量分布が得られている
ので、光出射領域113においてもその全領域に渡って
非常に均一な輝度を得ることができる。
Next, the light guide plate of FIG. 7 will be considered. The propagation light amount distribution of a light ray that does not hit the step portion 114 like the light ray R1 in FIG. 8B is the same as that in the light guide plate in FIG. 1 and can be expressed as a curve L4 in FIG. 9B. However, as for the light ray that hits the step portion 114 at least once, as described above, the light incident side surface 104 of FIG.
Since the light is intensively returned to a portion other than the light incident position (point A) (for example, near the point C or the point C ′), the light that is re-injected into the light guide plate 101 from there is like the point C or the point C ′. The distribution has a maximum at each position. Therefore, FIG.
A distribution of the amount of propagating light as represented by the curve L5 in (b) is obtained. Then, a curve L having light and dark distributions opposite to each other
4 and the curve L5 are complementarily added, and a very smooth curve L6 is obtained as the total propagation light amount. Then, a cross section (IX-IX) at the starting end of the light output portion 122 of the light guide plate 101.
Since such a smooth distribution of the amount of propagating light is obtained in the cross section, it is possible to obtain a very uniform brightness in the entire light emitting region 113 as well.

【0080】以上の効果を得るための構成を要約する
と、「光入射側面104上の光入射位置から段差部11
4に向かって伝搬する入射光の大部分が、光入射側面1
04の光入射位置以外の部分に向かって反射されるよう
な光反射構造が段差部114に形成されていること」で
あるといえる。「入射光の大部分」という代わりに、
「入射光の最大指向方向に伝搬する光線」と言ってもよ
い。
To summarize the configuration for obtaining the above-mentioned effect, "from the light incident position on the light incident side surface 104 to the step portion 11
Most of the incident light propagating toward 4 is the light incident side surface 1.
It is said that the stepped portion 114 is formed with a light reflection structure that is reflected toward a portion other than the light incident position 04. Instead of "most of the incident light",
It may be said that "a light ray propagating in the maximum directivity direction of incident light".

【0081】図7の導光板の場合には、図8(a)から
わかるように、入射光の最大指向方向(光入射側面10
4の法線方向に相当)と、この入射光が達する部分にお
ける段差面114aの法線方向とが、光出射面105に
平行な平面に射影したとき(平面視において)に互いに
平行でないようにすることで、上記の光反射構造を実現
しているのである。
In the case of the light guide plate of FIG. 7, as can be seen from FIG. 8A, the maximum directing direction of the incident light (light incident side surface 10
4) and the normal direction of the step surface 114a in the portion where the incident light reaches are not parallel to each other when projected onto a plane parallel to the light exit surface 105 (in plan view). By doing so, the above-mentioned light reflection structure is realized.

【0082】なお、以上の構成では段差部114の形状
は鋸歯形状であるとしたが、これ以外にももちろんいろ
いろな形状が考えられる。図10にいくつかの具体例を
示す。これらは全て導光板101における段差部114
を光出射面105と平行な平面に射影したときの形状を
示したものである。図10(a)は、段差部114の鋸
歯形状の山と谷とが図7の場合と逆になった例を示して
いる。図10(b)も、鋸歯形状の一種であって、段差
部114の一部のみを光入射側面104に対して非平行
にした例を示す。図10(c)は鋸歯形状のさらに別の
パターンの例を示している。図10(d)〜(f)は、
段差部114を様々な曲線形状(円弧、放物線形状、双
曲線形状、正弦波形状、その他様々な曲線形状も含まれ
る)として形成した例を示している。以上のいずれであ
っても、均一な輝度分布を得ることができる。
In the above configuration, the stepped portion 114 has a sawtooth shape, but various other shapes are conceivable. FIG. 10 shows some specific examples. These are all steps 114 in the light guide plate 101.
3 shows a shape when is projected onto a plane parallel to the light emitting surface 105. FIG. 10A shows an example in which the sawtooth-shaped peaks and valleys of the step portion 114 are opposite to those in the case of FIG. 7. FIG. 10B also shows an example of a sawtooth shape in which only a part of the step portion 114 is made non-parallel to the light incident side surface 104. FIG. 10C shows an example of yet another sawtooth pattern. 10 (d) to (f),
The example in which the step portion 114 is formed in various curved shapes (including a circular arc, a parabolic shape, a hyperbolic shape, a sine wave shape, and various other curved shapes) is shown. With any of the above, a uniform luminance distribution can be obtained.

【0083】また、本実施の形態においても、実施の形
態1の第1の変形例と同様に、段差部114に金属反射
膜あるいは誘電体反射膜等を成膜する代わりに、段差部
114に沿って光反射部材116を配設することができ
る。側面視においては、図5の構造に類似したものにな
る。図11にその具体例を示す。図11(a)は、鋸歯
形状の段差部114と平面状の光反射部材116とを組
み合わせた例を示す。図11(b)は、平坦な段差部1
14と鋸歯形状の光反射部材116(ちょうど屏風(び
ょうぶ)のような形状になる)とを組み合わせた例を示
す。図11(c)は、鋸歯形状の段差部114と鋸歯形
状の光反射部材116とを組み合わせた例を示す。この
ような構成とすると、光入射位置Aから段差部114に
向かって伝搬する入射光の最大指向方向における光線
は、図11(a)の場合には段差部114を透過して屈
折することにより、図11(b)の場合には光反射部材
116で反射することにより、図11(c)はこれらの
両方の効果により、光入射側面104の光入射位置A以
外の部分に向かって反射される。従って、やはり輝度分
布を均一化できるという効果が得られる。
Also in this embodiment, as in the first modification of the first embodiment, instead of forming a metal reflection film or a dielectric reflection film on the step portion 114, the step portion 114 is formed. The light reflecting member 116 can be arranged along the line. In side view, the structure is similar to that of FIG. FIG. 11 shows a specific example thereof. FIG. 11A shows an example in which the saw-toothed step portion 114 and the planar light reflecting member 116 are combined. FIG. 11B shows a flat step portion 1.
An example in which 14 and a saw-tooth-shaped light reflecting member 116 (having a shape like a folding screen) is combined is shown. FIG. 11C shows an example in which the saw-toothed step portion 114 and the sawtooth-shaped light reflecting member 116 are combined. With such a configuration, in the maximum directivity direction of the incident light propagating from the light incident position A toward the step portion 114, in the case of FIG. 11A, the light ray is transmitted through the step portion 114 and refracted. In the case of FIG. 11B, the light is reflected by the light reflecting member 116, and in FIG. 11C, due to both of these effects, the light is reflected toward the portion other than the light incident position A of the light incident side surface 104. It Therefore, the effect that the luminance distribution can be made uniform is obtained.

【0084】図11(a)〜(c)の光反射構造で共通
するのは、入射光の最大指向方向と、段差部114(正
確には段差面)の法線方向と、光反射部材116の反射
面の法線方向とを光出射面に平行な平面に射影したとき
に、全てが平行ではない(少なくとも一つは他と異なっ
ている)ということである。これが、上記光反射構造に
より、反射光を光入射側面104の光入射位置以外の部
分に向かって伝搬させるための条件であるといえる。
The light reflecting structures shown in FIGS. 11A to 11C are common to the maximum directing direction of incident light, the normal direction of the stepped portion 114 (correctly, the stepped surface), and the light reflecting member 116. That is, when the normal direction of the reflecting surface is projected onto a plane parallel to the light emitting surface, all are not parallel (at least one is different from the others). It can be said that this is a condition for causing the reflected light to propagate toward a portion other than the light incident position on the light incident side surface 104 by the light reflection structure.

【0085】なお、この場合の段差部114あるいは光
反射部材116の反射面の形状としては、図10に挙げ
たような鋸歯形状や曲線形状等の様々な形状を採用する
ことが可能である。
In this case, as the shape of the stepped portion 114 or the reflecting surface of the light reflecting member 116, various shapes such as the sawtooth shape and the curved shape shown in FIG. 10 can be adopted.

【0086】また、例えば、図12(a)に示すように
段差部114にフレネルレンズ118を形成したり、あ
るいは図12(b)のように段差部114にホログラム
等の回折光学素子119を形成したりしてもよい。この
ような構成によっても入射光の最大指向方向における光
線を光入射側面104の光入射位置A以外の部分に向か
って反射させることができ、それにより、輝度均一化の
効果が得られる。なお、回折光学素子119の場合は反
射というよりもむしろ回折というほうが適切であるが、
これも広い意味で反射に含めるものとする。
Further, for example, a Fresnel lens 118 is formed on the step portion 114 as shown in FIG. 12A, or a diffractive optical element 119 such as a hologram is formed on the step portion 114 as shown in FIG. 12B. You may do it. With such a configuration as well, the light ray in the maximum directivity direction of the incident light can be reflected toward a portion other than the light incident position A on the light incident side surface 104, thereby obtaining the effect of uniforming the luminance. In the case of the diffractive optical element 119, diffraction is more appropriate than reflection, but
This is also included in the reflection in a broad sense.

【0087】その他、例えば図10(c)や図12
(a)のように比較的微細な構造をもつ段差部114に
おいて、その段差面の光入射側面104に対し傾斜した
部分における傾斜を大きくして入射光の最大指向方向の
光線に対して全反射条件を満たすようにすれば、反射膜
や光反射部材などを設けることなく入射光を所望の方向
へ反射することができる。この方式を用いれば部品点数
及び製造工程数を減らすことができるので、低コスト化
につながる。 実施の形態3 図13は本発明の実施の形態3に係る面照明装置に用い
られる導光板の構成を示す平面図である。図13におい
て図7と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
In addition, for example, FIG. 10C and FIG.
In the step portion 114 having a relatively fine structure as shown in (a), the inclination of the portion of the step surface that is inclined with respect to the light incident side surface 104 is increased, and total reflection is performed on the ray of the incident light in the maximum directing direction. If the conditions are satisfied, the incident light can be reflected in a desired direction without providing a reflection film or a light reflection member. By using this method, the number of parts and the number of manufacturing steps can be reduced, which leads to cost reduction. Embodiment 3 FIG. 13 is a plan view showing the configuration of a light guide plate used in a surface lighting device according to Embodiment 3 of the present invention. 13, the same reference numerals as those in FIG. 7 indicate the same or corresponding portions.

【0088】図13に示すように、本実施の形態では、
導光板101の光入射側面104の光入射位置A近傍部
以外の部分が平面視において傾斜し、その部分に反射膜
(金属反射膜あるいは誘電体多層膜等)が形成されたも
のである。この傾斜した部分対向する段差面114aに
対して概略平行になっている。その他の点は実施の形態
2と同様である。
As shown in FIG. 13, in the present embodiment,
A portion of the light incident surface 104 of the light guide plate 101 other than the portion in the vicinity of the light incident position A is inclined in a plan view, and a reflection film (metal reflection film, dielectric multilayer film, or the like) is formed on that portion. It is substantially parallel to the step surface 114a facing the inclined portion. The other points are similar to those of the second embodiment.

【0089】この構成において、図8における光線R2
のように一旦段差部114にあたる光線R7の光路を考
えると次のようになる。まず、入射位置Aから導光板1
01内に入射した光線R7は、段差部114上の点Bで
反射され、光入射側面104の光入射位置A以外の点C
で再度反射される。このときに、光入射側面104と段
差面114aがぼぼ平行であることから、光線R7の点
Aから点Bに至る光路と点B以降の光路とは、光出射面
105に平行な平面に射影したときにほぼ平行となって
いる。一方、実施の形態1における図2の点Gからの再
入射光線や、実施の形態2における図8の点Cからの再
入射光線は、その背後に拡散反射特性を有する媒質があ
ることを想定していたため、その伝搬方向は導光板10
1への最初の入射光のそれとは無関係な方向であった。
従って、再入射光の指向特性は入射光のそれとは関係な
く、背後の拡散反射物質の反射指向特性が反映されたも
のであった。これに対して、本実施の形態における再反
射光は導光板101への最初の入射光の伝搬方向がその
まま保存されたものになっているので、その指向特性も
やはり初期の入射光の指向特性が保存されたものにな
る。よって、図13の導光板のP−Q断面において、図
9(a)のように、段差部114に当たらない光線(そ
の伝搬光量分布L4)と段差部に少なくとも1回当たる
光線(その伝搬光量分布L5)とに分けて光の伝搬を考
えた場合、両者は伝搬光量において互いに相補的な関係
になるだけでなくその指向特性もほぼ一致する。これに
対して、実施の形態2の場合は、両者は、伝搬光量にお
いては相補的であるが指向特性は必ずしも一致しない。
従って、両者の和である全伝搬光(その伝搬光量分布L
6)は、伝搬光量においても一様で、かつ指向特性にお
いても一様になる。これにより、実施の形態2にも増し
て均一な光出力面における輝度が得られる。特に、面照
明装置を斜めから見たときの均一性を大きく改善するこ
とができる。
In this structure, the ray R2 in FIG.
Considering the optical path of the ray R7 which once hits the stepped portion 114 as described above, the following is obtained. First, from the incident position A to the light guide plate 1
The light ray R7 that has entered inside 01 is reflected at the point B on the stepped portion 114, and at a point C other than the light incident position A on the light incident side surface 104.
Is reflected again. At this time, since the light incident side surface 104 and the step surface 114a are almost parallel to each other, the optical path of the light ray R7 from the point A to the point B and the optical path after the point B are projected on a plane parallel to the light emitting surface 105. When they do, they are almost parallel. On the other hand, it is assumed that the re-incident light ray from the point G in FIG. 2 in the first embodiment and the re-incident light ray from the point C in FIG. 8 in the second embodiment have a medium having diffuse reflection characteristics behind them. Therefore, the propagation direction is the light guide plate 10.
It was a direction independent of that of the first incident light on 1.
Therefore, the directional characteristic of the re-incident light is not related to that of the incident light, and reflects the reflective directional characteristic of the diffuse reflective material behind. On the other hand, in the re-reflected light in the present embodiment, since the propagation direction of the first incident light to the light guide plate 101 is preserved as it is, the directional characteristic is also the initial directional characteristic of the incident light. Will be saved. Therefore, in the PQ section of the light guide plate of FIG. 13, as shown in FIG. 9A, a light ray that does not hit the step portion 114 (its propagation light amount distribution L4) and a light ray that hits the step portion at least once (that propagation light quantity). When considering the propagation of light separately from the distribution L5), not only do they have a complementary relationship in the amount of propagating light, but also their directional characteristics are substantially the same. On the other hand, in the case of the second embodiment, the two are complementary in the amount of propagating light, but the directional characteristics do not always match.
Therefore, the total propagated light which is the sum of the two (its propagated light quantity distribution L
In 6), the amount of propagation light is uniform and the directional characteristics are also uniform. As a result, more uniform brightness on the light output surface can be obtained than in the second embodiment. In particular, it is possible to greatly improve the uniformity when the surface lighting device is viewed obliquely.

【0090】このような効果が得られるのは、光入射側
面104において反射光が到達する部分に、反射光が導
光板101への最初の入射光の最大指向方向に向かって
再度反射されるような光反射構造が形成されているため
であるといえる。
Such an effect can be obtained such that the reflected light is reflected again toward the maximum directing direction of the first incident light on the light guide plate 101 at the portion of the light incident side surface 104 where the reflected light reaches. It can be said that this is because a transparent light reflecting structure is formed.

【0091】図13の面照明装置の場合には、光入射側
面104において反射光が到達する部分の法線方向と初
期の入射光の最大指向方向とが互いに平行でないように
することにより、かかる光反射構造が実現されている。
In the case of the surface illuminating device of FIG. 13, the normal direction of the portion where the reflected light reaches on the light incident side surface 104 and the maximum directing direction of the initial incident light are not parallel to each other. A light reflecting structure has been realized.

【0092】なお、光入射側面104において反射光が
到達する部分の形状としては図13のようなものの他
に、図10において段差部114の形状として示したよ
うな様々な形状を採用することが可能である。
As the shape of the portion of the light incident side surface 104 where the reflected light reaches, in addition to the shape shown in FIG. 13, various shapes shown as the shape of the step portion 114 in FIG. 10 may be adopted. It is possible.

【0093】また、図11の段差部114と同様に、光
入射側面104において反射光が到達する部分に反射膜
を形成する代わりに、光入射側面104に沿って光反射
部材を配設してもよい。この場合も、入射光の最大指向
方向と、光入射側面104において反射光が到達する部
分の法線方向と、光入射側面104の背後に設けた光反
射部材の反射面の法線方向とを光出射面105に平行な
平面に射影したときに、全てが平行ではない(少なくと
も一つは他と異なっている)ようにすることにより、所
望の光反射構造を形成することができる。
Similar to the step portion 114 of FIG. 11, instead of forming a reflection film on the light incident side surface 104 where the reflected light reaches, a light reflecting member is arranged along the light incident side surface 104. Good. Also in this case, the maximum directivity direction of the incident light, the normal direction of the portion of the light incident side surface 104 where the reflected light reaches, and the normal direction of the reflective surface of the light reflecting member provided behind the light incident side surface 104 are defined as follows. When projected onto a plane parallel to the light emitting surface 105, all are not parallel (at least one is different from the others), whereby a desired light reflecting structure can be formed.

【0094】さらには、光入射側面104において反射
光が到達する部分に、図12の段差部114と同様に、
フレネルレンズを形成したり、あるいは回折光学素子を
形成してもよい。
Further, similarly to the step portion 114 of FIG. 12, a portion where the reflected light reaches on the light incident side surface 104,
A Fresnel lens may be formed, or a diffractive optical element may be formed.

【0095】また、図10(c)や図12(a)の段差
部114において、傾斜部の傾斜を大きくして入射光の
最大指向方向の光線に対して全反射条件を満たすように
して光反射構造を形成したのと同様の考えを、光入射側
面104において反射光が到達する部分に対して適用す
ることも勿論可能である。すなわち、この部分に段差部
からの反射光の最大指向方向の光線に対して全反射条件
をみたすような光反射構造を形成するのである。 実施の形態4 本発明の実施の形態4は、実施の形態2で生じたよう
な、IXa−IXa断面において段差部114に当たらない光
線と段差部に少なくとも1回当たる光線とで指向特性が
異なるという課題を解決する別の構成を提供するもので
ある。本実施の形態では、実施の形態2の図7及び図8
に示す導光板101を用い、かつ光入射側面104にお
いて段差部114からの反射光が到達する部分に光拡散
反射部材を設け、その光拡散反射部材の反射指向特性を
光源102の光放射指向特性と略同じにする。このよう
な構成とすると、確かに段差部114に当たらない光線
と段差部に少なくとも1回当たる光線の指向特性を一致
させることができ、光出射領域113の輝度におけるよ
り高い均一性が得られる。図13のような光入射側面1
04を傾斜させる方法と比較すると、光入射側面104
にこのような傾斜のための加工を施す必要がないためコ
スト低下が望める。しかし、場合によっては光源の指向
特性と一致させるためにわざわざ高価な光拡散反射部材
を用いなければならないこともあり得、それぞれ一長一
短である。 実施の形態5 本発明の実施の形態5は、本発明を導光板に適用したも
のである。すなわち、実施の形態1〜4では本発明の面
照明装置、具体的にはバックライトへの適用例を示し
た。しかし、本発明は面照明装置としてだけでなく、導
光板単独として所望の効果が得られる場合もある。例え
ば、実施の形態1で述べた図1の面照明装置、実施の形
態2で述べた図7の面照明装置、あるいは実施の形態3
で述べた図13の面照明装置において、段差部114に
金属反射膜あるいは誘電体多層膜等の光反射膜が形成さ
れている場合には、実質上これらの光反射層は導光板と
一体のものになり、それらの導光板単独で光利用効率の
改善、輝度の均一化などの効果が得られる。 実施の形態6 本発明の実施の形態6は、本発明を表示装置に適用した
ものである。具体的には、図18において、バックライ
ト部109に代えて、実施の形態1〜4の面照明装置を
用いたものである。つまり、表示素子としての液晶パネ
ル110にバックライトとして実施の形態1〜4の面照
明装置を組み合わせて液晶表示装置を構成したものであ
る。この液晶表示装置では、前記面照明装置から出力さ
れた光が液晶パネル110に入射し、その入射した光の
液晶パネル110における透過率が画像信号に応じて制
御され、それにより表示が行われる。従って、このよう
な構成としても、実施の形態1、実施の形態2、実施の
形態3、あるいは実施の形態4で述べたような光利用効
率の改善すなわち輝度の向上、及び液晶パネル110の
表示領域における輝度の均一化などの効果が得られる。
Further, in the step portion 114 of FIGS. 10C and 12A, the inclination of the inclined portion is increased so that the total reflection condition is satisfied with respect to the ray of the incident light in the maximum directing direction. It is of course possible to apply the same idea as that of forming the reflecting structure to the portion of the light incident side surface 104 where the reflected light reaches. That is, a light reflection structure is formed in this portion so as to satisfy the condition of total reflection with respect to the rays of light reflected from the step portion in the maximum directing direction. Fourth Embodiment In the fourth embodiment of the present invention, as in the case of the second embodiment, in the IXa-IXa cross section, the light rays not hitting the step portion 114 and the light rays hitting the step portion at least once have different directional characteristics. It provides another configuration that solves the problem. 7 and 8 of the second embodiment.
The light guide plate 101 shown in FIG. 2 is used, and a light diffusing / reflecting member is provided in a portion of the light incident side surface 104 where the reflected light from the step portion 114 reaches. It is almost the same as. With such a configuration, it is possible to make the directional characteristics of the light ray that does not hit the step portion 114 and the ray that hits the step portion at least once, and obtain a higher uniformity in the brightness of the light emitting region 113. Light incident side surface 1 as shown in FIG.
In comparison with the method of tilting 04, the light incident side surface 104
Since it is not necessary to perform processing for such inclination, cost reduction can be expected. However, in some cases, it may be necessary to purposely use an expensive light diffusing / reflecting member in order to match the directional characteristics of the light source, and each has advantages and disadvantages. Fifth Embodiment A fifth embodiment of the present invention is one in which the present invention is applied to a light guide plate. That is, in the first to fourth embodiments, examples of application to the surface lighting device of the present invention, specifically, the backlight have been shown. However, the present invention may obtain desired effects not only as a surface lighting device but also as a light guide plate alone. For example, the surface lighting device of FIG. 1 described in the first embodiment, the surface lighting device of FIG. 7 described in the second embodiment, or the third embodiment.
In the surface illuminating device of FIG. 13 described above, when a light reflection film such as a metal reflection film or a dielectric multilayer film is formed on the step portion 114, these light reflection layers are substantially integrated with the light guide plate. These light guide plates alone can provide effects such as improvement of light utilization efficiency and uniformity of brightness. Sixth Embodiment A sixth embodiment of the present invention is one in which the present invention is applied to a display device. Specifically, in FIG. 18, the surface illumination device of the first to fourth embodiments is used instead of the backlight unit 109. That is, a liquid crystal display device is configured by combining the liquid crystal panel 110 as a display element with the surface illumination device of the first to fourth embodiments as a backlight. In this liquid crystal display device, the light output from the surface illumination device is incident on the liquid crystal panel 110, and the transmittance of the incident light in the liquid crystal panel 110 is controlled in accordance with the image signal, so that display is performed. Therefore, even with such a configuration, the light utilization efficiency is improved, that is, the brightness is improved and the liquid crystal panel 110 is displayed as described in the first, second, third, or fourth embodiment. It is possible to obtain effects such as uniform brightness in the area.

【0096】なお、表示素子としては、液晶パネルの他
に光書き込み型の空間光変調素子(例えば特開平07−
306418などで述べられている)などを採用するこ
とも可能である。また、必ずしも液晶を用いた表示素子
である必要はない。例えば、BSO(ビスマスシリコン
オキサイド)等の電気光学結晶であってもよい。あるい
は、エレクトロクロミック材料であってもよい。あるい
は、DMD(Deformable Mirror D
evice)を用いた表示素子などでもよい。 実施の形態7 本発明の実施の形態7は、本発明を携帯電話機及び携帯
端末装置に適用したものである。
As the display element, in addition to the liquid crystal panel, a spatial light modulator of the optical writing type (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 07-
306418) and the like) can be adopted. Further, the display element does not necessarily have to use liquid crystal. For example, an electro-optic crystal such as BSO (bismuth silicon oxide) may be used. Alternatively, it may be an electrochromic material. Alternatively, DMD (Deformable Mirror D)
A display element using an electronic device) may be used. Embodiment 7 Embodiment 7 of the present invention applies the present invention to a mobile phone and a mobile terminal device.

【0097】図15は本実施の形態に係る携帯電話機及
び携帯端末装置の外観を示す図であって、(a)は携帯
電話機を示す斜視図、(b)は携帯端末装置を示す斜視
図である。
15A and 15B are views showing the outer appearance of the mobile phone and the mobile terminal device according to the present embodiment, wherein FIG. 15A is a perspective view showing the mobile phone, and FIG. 15B is a perspective view showing the mobile terminal device. is there.

【0098】図15(a)に示すように、本実施の形態
に係る携帯電話機301は、実施の形態6の液晶表示装
置を表示部120として用いたものである。また、図1
5(b)に示すように、本実施の形態に係る携帯端末装
置302は、実施の形態6の液晶表示装置を表示部12
0として用いたものである。
As shown in FIG. 15A, the mobile phone 301 according to the present embodiment uses the liquid crystal display device according to the sixth embodiment as the display unit 120. Also, FIG.
As shown in FIG. 5B, the mobile terminal device 302 according to the present embodiment is the same as the liquid crystal display device according to the sixth embodiment.
It is used as 0.

【0099】このような構成としても、表示部120に
おいて、実施の形態1〜4で述べたような輝度の向上及
び均一化などの効果が得られる。
Even with such a structure, in the display section 120, the effects of improving and uniforming the brightness as described in the first to fourth embodiments can be obtained.

【0100】なお、実施の形態6の表示装置は、この
他、液晶テレビや液晶モニタ、ノートパソコン用液晶モ
ニタ、あるいはカーナビゲーション装置等の表示部とし
て用いることが可能である。 [光源についての補足]これまでに述べてきた実施の形態
2、あるいは実施の形態3では複数の点光源が用いられ
ている。これは、従来の技術の欄で述べたように、小型
で低消費電力であるLED光源を用いる場合に、1個の
光源だけでは十分な輝度を得ることができないからであ
った。そして、これらの複数の光源を一箇所に集中させ
て配置するのではなく何箇所かに分散させて配置するの
は熱による導光板の劣化を防ぐためであった。しかし、
本発明でこのように複数の点光源を分散させて配置すれ
ば(すなわち光入射側面上に光入射位置が複数あれ
ば)、熱による劣化を防げるという効果の他に、輝度の
均一性がより有効に改善されるという効果も得られる。
例えば4個のLEDを用いた場合、本発明では例えば図
8(a)の点Cや点C'にも光源が存在すのと等価にな
り、実質上8個、あるいは9個のLEDを均一に並べた
ものに相当する。このような均一なLED配列は、発光
の均一性という観点からいえば蛍光管や冷陰極間のよう
な線状光源とほぼ同等と見なしてよいレベルである。こ
れは、実質的に点光源であるLEDを用いながら、蛍光
管等の線状光源を用いる場合とほぼ同等の均一性が光出
射領域において得られることを示している。
In addition, the display device of the sixth embodiment can be used as a display unit of a liquid crystal television, a liquid crystal monitor, a liquid crystal monitor for a notebook personal computer, a car navigation device, or the like. [Supplement on Light Source] In the second and third embodiments described above, a plurality of point light sources are used. This is because, as described in the section of the prior art, when using a small LED light source with low power consumption, sufficient brightness cannot be obtained with only one light source. The reason why the plurality of light sources are not concentrated in one place but dispersed in several places is to prevent deterioration of the light guide plate due to heat. But,
If the plurality of point light sources are arranged in a dispersed manner in the present invention (that is, if there are a plurality of light incident positions on the light incident side surface), in addition to the effect of preventing deterioration due to heat, the uniformity of brightness is further improved. The effect of being effectively improved is also obtained.
For example, when four LEDs are used, it is equivalent to the presence of a light source at points C and C ′ in FIG. 8A in the present invention, and substantially eight or nine LEDs are made uniform. Equivalent to those arranged in. From the viewpoint of the uniformity of light emission, such a uniform LED arrangement is at a level that can be considered to be almost equivalent to a linear light source such as between fluorescent tubes and cold cathodes. This indicates that substantially the same uniformity as in the case of using a linear light source such as a fluorescent tube can be obtained in the light emitting region while using an LED that is substantially a point light source.

【0101】なお、本明細書では光源が4個である場合
を中心に説明してきたが、別にこれに限定されるわけで
はなく、2個以上であれば何個でもよい。均一性という
観点からは、個数は多ければ多いほど望ましい。 [拡散パターンの配置に関する補足]ところで、従来の
技術の欄で説明したWO98/19105(国際出願番
号PCT/JP97/03892、特許第315183
0号)の第27図では、拡散パターンはそれぞれの光源
を中心とする同心円状に配置されていた。しかし、本発
明の、特に実施の形態2や実施の形態3においては(も
ちろん実施の形態1でも構わないが)、導光板101内
での伝搬光量はほぼ均一になっているのであえてこのよ
うな同心円状にする必要はない。すなわち、図14に示
すような平行パターンにしておけばよい。特に、光出射
領域113の全域に渡って拡散パターン103の長手方
向が入射光の最大指向方向に対してほぼ垂直になるよう
に配置しておけば正面方向に高い指向性が得られ(この
理由の詳細については前出文献WO98/19105参
照)、しかもその拡散指向特性が光出射領域113全域
で均一になり、従って面照明装置を斜めから見たときの
均一性も改善される。
In the present specification, the case where the number of light sources is four has been mainly described, but the number of light sources is not limited to this and any number of light sources may be used. From the viewpoint of uniformity, the larger the number, the more desirable. [Supplementary Notes on Arrangement of Diffusion Pattern] By the way, WO98 / 19105 (International Application No. PCT / JP97 / 03892, Patent No. 315183) described in the section of Related Art.
In FIG. 27 of No. 0), the diffusion patterns were arranged in concentric circles centered on the respective light sources. However, in the second embodiment and the third embodiment of the present invention (though the first embodiment may be used, of course), the amount of light propagating in the light guide plate 101 is substantially uniform. It does not have to be concentric. That is, the parallel pattern as shown in FIG. 14 may be set. In particular, if the longitudinal direction of the diffusion pattern 103 is arranged so as to be substantially perpendicular to the maximum directivity direction of the incident light over the entire light emission region 113, high directivity can be obtained in the front direction (for this reason). For details of the above, refer to the above-mentioned document WO98 / 19105), and moreover, the diffusion directivity characteristics thereof are uniform over the entire light emitting region 113, and therefore the uniformity when the surface lighting device is viewed obliquely is also improved.

【0102】なお、拡散パターン103の配列は図14
のようにランダムである必然性はない。例えばマトリク
ス状あるいは千鳥状に整然と配列していてもよい。ま
た、光出射領域113の全幅に渡るような長い拡散パタ
ーンを配列してもかまわない。 [垂直条件の許容範囲に関する補足]なお、これまでの
説明において、光出射面に対して「ほぼ垂直」な段差
面、あるいは、導光板の光入射側面は光出射面に対して
「ほぼ垂直」であるというような表現を用いてきた。こ
こでいう「ほぼ垂直」とは、必ずしも厳密な垂直でなく
ても、ある程度のずれは許されるという意味である。こ
の許容範囲がどの程度であるかについて、以下、考察す
る。
The arrangement of the diffusion pattern 103 is shown in FIG.
There is no need to be random like. For example, they may be arranged in a matrix or staggered order. Also, a long diffusion pattern may be arranged so as to extend over the entire width of the light emitting region 113. [Supplementary Notes on Permissible Range of Vertical Conditions] In the above description, the step surface that is “substantially perpendicular” to the light emitting surface or the light incident side surface of the light guide plate is “substantially perpendicular” to the light emitting surface. I have used expressions such as. The term “substantially vertical” as used herein means that a certain degree of deviation is allowed even if it is not strictly vertical. The degree of this allowable range will be considered below.

【0103】図16は段差面114aと光出射面105
のなす角がわずかに直角からずれている場合の導光板の
断面図であって、(a)は光出射面105と段差面11
4aのなす角が鈍角になるような場合を示す図、(b)
は逆に鋭角になるような場合を示す図である。いずれの
図においても直角からのずれの角度をαとしている。
FIG. 16 shows the step surface 114a and the light emitting surface 105.
FIG. 6A is a cross-sectional view of the light guide plate when the angle formed by the light guide plate is slightly deviated from a right angle, and FIG.
The figure which shows the case where the angle which 4a makes becomes an obtuse angle, (b)
On the contrary, it is a figure which shows the case where it becomes an acute angle. In each figure, the angle of deviation from the right angle is α.

【0104】図16において、最大指向方向に相当する
光線、すなわち光入射側面104に対して垂直な光線R
8が段差面114aに当たる場合を考える。段差面11
4aが光出射面105に対して厳密に垂直ならばこの光
線は来た経路をそのまま逆に戻るが、図16(a)に示
すように光出射面105に対し段差面114aが鈍角を
なすような場合には、該段差面114aで光線R8が僅
かに下に向いて反射され、導光板101の下面106に
対して90゜−2αという角度で入射する。また、図1
6(b)に示すように光出射面105に対し段差面11
4aが鋭角をなすような場合には、該段差面114aで
反射された光線R8が導光板101の上面105に対し
て同じく90゜−2αという角度で入射する。ここで光
線R8が有効に伝搬するためにはこの角度が臨界角θo
以上である必要がある。すなわち、この条件は図16
(a)、(b)のいずれの場合も90゜−2α≧θo、
従ってα≦45゜−θo/2と表される。いま、例えば
導光板101の媒質としてポリカーボネイトを想定する
と、空気に対する相対屈折率はη=1.59であり、臨
界角はθo=sin−1(1/1.59)≒39゜と求
められる。よって、α≦25.5゜という条件が得られ
る。すなわち、垂直からのずれの許容範囲は±25.5
゜以内と考えればよい。
In FIG. 16, a light ray corresponding to the maximum directing direction, that is, a light ray R perpendicular to the light incident side surface 104.
Consider a case where 8 hits the step surface 114a. Step surface 11
If 4a is strictly perpendicular to the light emitting surface 105, the path of this light ray returns in the opposite direction, but as shown in FIG. 16A, the step surface 114a forms an obtuse angle with respect to the light emitting surface 105. In this case, the light ray R8 is reflected slightly downward by the step surface 114a and is incident on the lower surface 106 of the light guide plate 101 at an angle of 90 ° -2α. Also, FIG.
As shown in FIG. 6 (b), the step surface 11 is
When 4a forms an acute angle, the light ray R8 reflected by the step surface 114a is incident on the upper surface 105 of the light guide plate 101 at an angle of 90 ° -2α. Here, this angle is the critical angle θo for the ray R8 to propagate effectively.
It must be above. That is, this condition is shown in FIG.
In both cases (a) and (b), 90 ° -2α ≧ θo,
Therefore, it is expressed as α ≦ 45 ° −θo / 2. Now, assuming that polycarbonate is used as the medium of the light guide plate 101, for example, the relative refractive index with respect to air is η = 1.59, and the critical angle is found to be θo = sin−1 (1 / 1.59) ≈39 °. Therefore, the condition of α ≦ 25.5 ° is obtained. That is, the allowable range of deviation from the vertical is ± 25.5.
It should be considered within °.

【0105】なお、以上はあくまでも最大指向方向の光
線を代表として用いた場合の条件であるが、より厳しく
考えれば、光入射側面から入射する光線のうち最も小さ
い角度で導光板上下面に入る光線に対して全反射条件を
満たすようにしなければならない。図17に、そのよう
な場合の光線を示す。図3に関する記述で説明したよう
に、光入射側面104からの入射光のうちその法線方向
から最もずれるものの角度は臨界角θoに等しい。よっ
て、光出射面105と段差面114aのなす角が鈍角に
なる場合には図17(a)のような経路をたどる光線R
9が、また光出射面105と段差面114aのなす角が
鋭角になる場合には図17(b)のような経路をたどる
光線R10が、段差面114aで反射した後に導光板10
1の上下面に最も小さい角度で入射する。いずれの場合
も、その角度は90゜−θo−2αと計算される。この
入射角度に対する全反射条件は90゜−θo−2α≧θ
o、すなわちα≦45゜−θoと求められる。屈折率η
=1.59に対する臨界角θo=39゜を用いると、α
≦6゜という条件が得られる。すなわち、垂直からのず
れの許容範囲は±6゜以内と考えねばならない。
The above is the condition when the light beam in the maximum pointing direction is used as a representative, but if considered more strictly, the light beam entering the upper and lower surfaces of the light guide plate at the smallest angle among the light beams incident from the light incident side surface. Must satisfy the condition for total reflection. FIG. 17 shows a light beam in such a case. As described in the description with reference to FIG. 3, the angle of the incident light from the light incident side surface 104 that deviates most from the normal direction is equal to the critical angle θo. Therefore, when the angle formed by the light emitting surface 105 and the step surface 114a is an obtuse angle, the ray R that follows the path as shown in FIG.
When the angle formed by the light emitting surface 105 and the step surface 114a is an acute angle, the light ray R10 that follows the path as shown in FIG. 17B is reflected by the step surface 114a and then the light guide plate 10 is reflected.
It is incident on the upper and lower surfaces of No. 1 at the smallest angle. In either case, the angle is calculated as 90 ° -θo-2α. The total reflection condition for this incident angle is 90 ° -θo-2α ≧ θ
o, that is, α ≦ 45 ° −θo. Refractive index η
Using a critical angle θo = 39 ° for = 1.59, α
The condition of ≦ 6 ° is obtained. That is, the allowable range of deviation from the vertical must be considered within ± 6 °.

【0106】以上、より緩い条件(α≦25.5゜)
と、より厳しい条件(α≦6゜)について考えたが、通
常は前者の方を採用して判定すれば特に支障はない。 [その他の補足事項]以下、本発明の各実施の形態に関
する補足事項をいくつか述べておく。
As described above, the more lenient condition (α ≦ 25.5 °)
Then, the more severe condition (α ≦ 6 °) was considered, but there is no particular problem if the former is adopted for the determination. [Other Supplementary Matters] Some supplementary matters regarding each embodiment of the present invention will be described below.

【0107】まず、本発明の面照明装置における、具体
的なサイズの一例について述べる。本発明において、例
えば導光板の光出射領域における厚みを0.5mmにま
で薄くしたいにもかかわらずLED光源の発光領域の高
さが0.7mmあるような場合、例えば光入射側面にお
ける導光板の厚みを0.8mmにして発光領域をカバー
するようにして、高さ0.3mmの段を設けるというよ
うな構成にすればよい。なお、光入射側面から段差部ま
での距離は小型化のためには小さい方が望ましい。例え
ば光出射領域が45mm×34mmであるような導光板
において、この距離を0.2〜20mm、望ましくは1
〜5mm程度にするとよい。
First, an example of a specific size in the surface lighting device of the present invention will be described. In the present invention, for example, when the height of the light emitting area of the LED light source is 0.7 mm even though it is desired to reduce the thickness in the light emitting area of the light guiding plate to 0.5 mm, for example, the The thickness may be set to 0.8 mm to cover the light emitting region, and a step having a height of 0.3 mm may be provided. In addition, it is desirable that the distance from the light incident side surface to the step portion is small for miniaturization. For example, in a light guide plate having a light emission area of 45 mm × 34 mm, this distance is 0.2 to 20 mm, preferably 1
It is good to set it to about 5 mm.

【0108】また、各実施の形態で用いた導光板では、
光出射領域113においては必ずしも上面と下面とが平
行なものである必要はなく、導光板の奥(光源から遠い
方)へ行くに従って薄くなる楔形のものであってもよ
い。
In the light guide plate used in each of the embodiments,
In the light emitting region 113, the upper surface and the lower surface do not necessarily have to be parallel to each other, and may be a wedge shape that becomes thinner toward the inner side of the light guide plate (away from the light source).

【0109】また、導光板としては片側の辺のみに光入
射側面を設けたものを想定して説明したが、もちろん複
数の辺(対向する2辺、あるいは矩形状導光板の全4辺
など)に光入射側面がある場合についても本発明を適用
することは可能である。
The light guide plate has been described on the assumption that the light incident side surface is provided on only one side, but of course, a plurality of sides (two opposite sides, or all four sides of the rectangular light guide plate). The present invention can be applied to the case where there is a light incident side surface.

【0110】なお、本明細書においては面照明装置とし
てバックライト型のものを想定したが、フロントライト
型の面照明装置であっても本発明を適用することはもち
ろん可能である。また、その場合反射型の液晶パネルと
セットにした表示装置においても上述の効果が得られ
る。
Although the backlight type is assumed as the surface illumination device in the present specification, the present invention can be applied to a front light type surface illumination device. Further, in that case, the above-described effects can be obtained also in a display device that is set with a reflective liquid crystal panel.

【0111】なお、液晶パネル等の表示素子に用いられ
る基板と導光板を兼用するような構成に対しても本発明
を適用することが可能である。
The present invention can be applied to a structure in which a substrate used for a display element such as a liquid crystal panel also serves as a light guide plate.

【0112】なお、点状発光光源として主にLEDを想
定していたが、別に有機又は無機等のエレクトロルミネ
ッセンス光源やレーザ光源などでも同様の効果が得られ
るのはもちろんである。また、実施の形態1に関しては
必ずしも複数の点状光源がある場合だけでなく、蛍光管
や冷陰極管等の線状光源に対しても用いることができ、
光利用効率改善効果を得ることができる。
Although an LED was mainly assumed as the point light emitting light source, the same effect can be obtained by using an organic or inorganic electroluminescent light source or a laser light source. Further, the first embodiment can be applied not only to the case where there are a plurality of point light sources but also to a linear light source such as a fluorescent tube or a cold cathode tube.
A light utilization efficiency improving effect can be obtained.

【0113】[0113]

【発明の効果】本発明は以上に説明したような形態で実
施され、非常に薄型の面照明装置において高い光利用効
率が得られ、従って高輝度が得られる。また、同時に表
示の均一性も改善することができる。さらに、光利用効
率を改善することにより消費電力のロスを低減すること
ができるので省エネルギとなり、地球環境、宇宙環境に
も優しいという効果が得られる。
The present invention is embodied in the form as described above, and in a very thin surface lighting device, high light utilization efficiency can be obtained and therefore high brightness can be obtained. At the same time, display uniformity can be improved. Furthermore, since the loss of power consumption can be reduced by improving the light utilization efficiency, it is possible to save energy and obtain an effect of being friendly to the global environment and space environment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態1に係る面照明装置の構成
を模式的に示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a configuration of a surface lighting device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の導光板内への光の導入作用を模式的に示
す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the action of introducing light into the light guide plate of FIG.

【図3】光源から発せられた光が導光板の内部に入射す
る様子を模式的に示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing how light emitted from a light source enters the inside of a light guide plate.

【図4】図1の反射シートによる光漏れ防止作用を模式
的に示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a light leakage preventing action of the reflection sheet of FIG.

【図5】本発明の実施の形態1の第1の変形例を示す断
面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a first modification of the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態1の変形例を示す図であっ
て、(a)は第2の変形例を示す断面図、(b)は第3
の変形例を示す断面図である。
6A and 6B are views showing a modified example of the first embodiment of the present invention, in which FIG. 6A is a sectional view showing a second modified example, and FIG.
It is sectional drawing which shows the modification.

【図7】本発明の実施の形態2に係る面照明装置に用い
られる導光板の構成を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a configuration of a light guide plate used in the surface lighting device according to the second embodiment of the present invention.

【図8】図7の導光板への光の導入作用を示す図であっ
て、(a)は平面図、(b)は側面図である。
8A and 8B are diagrams showing the action of introducing light into the light guide plate of FIG. 7, wherein FIG. 8A is a plan view and FIG. 8B is a side view.

【図9】導光板の特定断面における伝搬光量を示す図で
あって、(a)は図8(a)のIXa−IXa断面における伝
搬光量分布を示す図、(b)は図1の導光板のIXa−IXa
断面に対応する断面における伝搬光量分布を示す図であ
る。
9A and 9B are diagrams showing the amount of propagation light in a specific cross section of the light guide plate, wherein FIG. 9A is a diagram showing the distribution of the amount of propagation light in the cross section IXa-IXa of FIG. 8A, and FIG. 9B is the light guide plate of FIG. IXa-IXa
It is a figure which shows the propagation light amount distribution in the cross section corresponding to a cross section.

【図10】導光板の段差部の形状を示す平面図であっ
て、(a)〜(f)は具体例を示す図である。
FIG. 10 is a plan view showing a shape of a stepped portion of the light guide plate, and FIGS. 10A to 10F are views showing specific examples.

【図11】導光板の段差部及び光反射部材の形状を示す
平面図であって、(a)〜(c)は具体例を示す図であ
る。
FIG. 11 is a plan view showing the shape of the step portion of the light guide plate and the light reflecting member, and FIGS. 11A to 11C are views showing specific examples.

【図12】導光板の段差部の他の構成例を示す平面図で
あって、(a)は段差部にフレネルレンズが形成された
構成を示す図、(b)は段差部に回折光学素子が形成さ
れた構成を示す図である。
12A and 12B are plan views showing another configuration example of the step portion of the light guide plate, FIG. 12A is a diagram showing a configuration in which a Fresnel lens is formed in the step portion, and FIG. 12B is a diffractive optical element in the step portion. It is a figure which shows the structure in which was formed.

【図13】本発明の実施の形態3に係る面照明装置に用
いられる導光板の構成を示す平面図である。
FIG. 13 is a plan view showing a configuration of a light guide plate used in the surface lighting device according to the third embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施の形態2及び3の導光板におけ
る拡散パターンの一例を示す平面図である。
FIG. 14 is a plan view showing an example of a diffusion pattern in a light guide plate according to embodiments 2 and 3 of the present invention.

【図15】本発明の実施の形態7に係る携帯電話機及び
携帯端末装置の外観を示す図であって、(a)は携帯電
話機を示す斜視図、(b)は携帯端末装置を示す斜視図
である。
15A and 15B are diagrams showing appearances of a mobile phone and a mobile terminal device according to a seventh embodiment of the present invention, in which FIG. 15A is a perspective view showing the mobile phone, and FIG. 15B is a perspective view showing the mobile terminal device. Is.

【図16】段差面と光出射面のなす角がわずかに直角か
らずれている場合の導光板の断面図であって、(a)は
光出射面と段差面のなす角が鈍角になるような場合を示
す図、(b)は鋭角になるような場合を示す図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view of the light guide plate when the angle formed by the step surface and the light emitting surface is slightly deviated from a right angle, and FIG. 16 (a) shows that the angle formed by the light emitting surface and the step surface is an obtuse angle. FIG. 4B is a diagram showing a case where the angle is large, and FIG.

【図17】段差面と光出射面のなす角がわずかに直角か
らずれていてかつ厳しい条件の光が入射した場合におけ
る導光板の断面図であって、(a)は光出射面と段差面
のなす角が鈍角になるような場合を示す図、(b)は鋭
角になるような場合を示す図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view of the light guide plate when the angle formed by the step surface and the light exit surface is slightly deviated from a right angle and light under severe conditions is incident, and FIG. FIG. 3B is a diagram showing a case where the angle formed by is an obtuse angle, and FIG.

【図18】従来の液晶表示装置の構造を示す断面図であ
る。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional liquid crystal display device.

【図19】光源の発光領域のサイズより導光板を薄くし
た構成を模式的に示す断面図であって、(a)は仮想の
構成を示す図、(b)は従来例の構成を示す図である。
19A and 19B are cross-sectional views schematically showing a configuration in which the light guide plate is thinner than the size of the light emitting area of the light source, FIG. 19A is a diagram showing a virtual configuration, and FIG. 19B is a diagram showing a configuration of a conventional example. Is.

【図20】図19(b)の光入射側面及びテーパ部付近
の拡大図である。
FIG. 20 is an enlarged view of the vicinity of the light incident side surface and the tapered portion of FIG. 19B.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 面照明装置 101 導光板 102 光源 103 拡散パターン 104 光入射側面 105 上面(光出射面) 106 下面(拡散面) 107 反射シート 108 拡散シート 109 バックライト部 110 液晶パネル 111a、111b 偏光フィルム 112 テーパ部 113 光出射領域 114 段差部 114a 段差面 115 上面反射シート 116 光反射部材 117 下面反射シート 118 フネレルレンズ 119 回折光学素子 120 表示部 121 光導入部 122 光出力部 123 光反射膜 301 携帯電話機 302 携帯端末装置 L1〜L6 伝搬光量 R1,R2,R2',R2",R3〜R10 光線 One-side lighting device 101 light guide plate 102 light source 103 diffusion pattern 104 Light incident side 105 Top surface (light emission surface) 106 Lower surface (diffusing surface) 107 reflective sheet 108 Diffusion sheet 109 Backlight part 110 LCD panel 111a, 111b Polarizing film 112 taper 113 Light emission area 114 step 114a step surface 115 Top reflective sheet 116 Light reflection member 117 Bottom reflection sheet 118 funnel lens 119 Diffractive optical element 120 display 121 Light introduction part 122 Light output unit 123 Light reflection film 301 mobile phone 302 mobile terminal device L1 to L6 Propagation light amount R1, R2, R2 ', R2 ", R3 to R10 rays

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 6/00 331 G02B 6/00 331 G02F 1/13357 G02F 1/13357 // F21Y 101:02 F21Y 101:02 (72)発明者 木村 雅典 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 佐藤 一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 2H038 AA55 BA06 2H091 FA14Z FA19Z FA23Z FA27Z FA32X FA45Z FB02 FD04 FD23 KA01 LA11 LA18 MA10─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G02B 6/00 331 G02B 6/00 331 G02F 1/13357 G02F 1/13357 // F21Y 101: 02 F21Y 101: 02 (72) Masanori Kimura, 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture, Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Ichiro Sato, 1006, Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture, F Term (reference) 2H038 AA55 BA06 2H091 FA14Z FA19Z FA23Z FA27Z FA32X FA45Z FB02 FD04 FD23 KA01 LA11 LA18 MA10

Claims (39)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源と、前記光源からの光が側面の光入
射領域から入射し内部を伝搬して一方の主面である光出
射面から外部へ出射する導光板とを備えた面照明装置に
おいて、 前記導光板の少なくとも一方の主面に前記光出射面にほ
ぼ垂直な段差面が設けられ、 前記段差面は、前記光入射領域に対向しかつ前記導光板
が前記光入射領域側において厚くなるように設けられ、 前記段差面に前記光入射領域側に光を反射する第1の光
反射構造が形成され、 前記導光板の前記段差面を境に薄くなっている部分の光
出射面が外部へ光を出射する光出射領域を形成している
ことを特徴とする面照明装置。
1. A surface illuminator including a light source and a light guide plate in which light from the light source is incident from a side light incident area, propagates inside, and is emitted to the outside from a light emitting surface that is one main surface. In, at least one main surface of the light guide plate is provided with a step surface that is substantially perpendicular to the light exit surface, the step surface faces the light incident area, and the light guide plate is thick on the light incident area side. And a first light reflection structure that reflects light toward the light incident region side is formed on the step surface, and the light exit surface of the portion of the light guide plate that is thin at the step surface is a boundary. A surface illuminating device characterized in that a light emitting region for emitting light to the outside is formed.
【請求項2】 前記第1の光反射構造が、前記段差面に
形成された光反射膜である、請求項1に記載の面照明装
置。
2. The surface lighting device according to claim 1, wherein the first light reflecting structure is a light reflecting film formed on the step surface.
【請求項3】 前記第1の光反射構造が、前記段差面に
沿って配設された光反射部材である、請求項1に記載の
面照明装置。
3. The surface lighting device according to claim 1, wherein the first light reflecting structure is a light reflecting member arranged along the step surface.
【請求項4】 前記導光板の周囲の媒質に対する相対屈
折率が√2以上である、請求項1に記載の面照明装置。
4. The surface lighting device according to claim 1, wherein a relative refractive index with respect to a medium around the light guide plate is √2 or more.
【請求項5】 前記導光板の前記光入射領域は前記光出
射面に対してほぼ垂直である、請求項4に記載の面照明
装置。
5. The surface lighting device according to claim 4, wherein the light incident area of the light guide plate is substantially perpendicular to the light exit surface.
【請求項6】 前記導光板の前記光入射領域から前記段
差面に渡る部分の両方の主面に光を導光板側に反射する
光反射部材が配設されている、請求項5に記載の面照明
装置。
6. The light reflecting member for reflecting light to the light guide plate side is arranged on both main surfaces of a portion extending from the light incident region of the light guide plate to the step surface. Surface lighting device.
【請求項7】 前記光源が点状光源であり、 前記第1の光反射構造が、前記光入射領域の前記点状光
源に最も近い位置である光入射位置から入射し前記段差
面に向かって伝搬する入射光の大部分を、前記光入射領
域の前記光入射位置以外の部分に向かって反射する、請
求項1に記載の面照明装置。
7. The light source is a point light source, and the first light reflection structure is incident from a light incident position which is a position closest to the point light source in the light incident region, and is directed toward the step surface. The surface illumination device according to claim 1, wherein most of the propagating incident light is reflected toward a portion other than the light incident position in the light incident region.
【請求項8】 前記第1の光反射構造が、前記段差面に
形成された光反射膜である、請求項7に記載の面照明装
置。
8. The surface lighting device according to claim 7, wherein the first light reflecting structure is a light reflecting film formed on the step surface.
【請求項9】 前記入射光の最大指向方向と、前記段差
面の前記入射光が到達する部分における法線方向とが、
前記光出射面に平行な平面に射影したときに互いに平行
でない、請求項8に記載の面照明装置。
9. A maximum directivity direction of the incident light and a normal direction of a portion of the step surface where the incident light reaches,
The surface lighting device according to claim 8, wherein the surface lighting devices are not parallel to each other when projected onto a plane parallel to the light exit surface.
【請求項10】 前記段差面は、前記光出射面に平行な
平面に射影したときに、鋸歯形状又は曲線形状である、
請求項9に記載の面照明装置。
10. The stepped surface has a sawtooth shape or a curved shape when projected onto a plane parallel to the light emitting surface.
The surface lighting device according to claim 9.
【請求項11】 前記第1の光反射構造が、前記段差面
に沿って配設された光反射部材である、請求項7に記載
の面照明装置。
11. The surface lighting device according to claim 7, wherein the first light reflecting structure is a light reflecting member arranged along the step surface.
【請求項12】 前記入射光の最大指向方向と、前記段
差面の法線方向と、光反射部材の反射面の法線方向とを
前記光出射面に平行な平面に射影したときに全てが平行
ではない、請求項11に記載の面照明装置。
12. The maximum directivity of the incident light, the normal direction of the step surface, and the normal direction of the reflecting surface of the light reflecting member are all projected onto a plane parallel to the light emitting surface. The surface lighting device according to claim 11, which is not parallel.
【請求項13】 前記段差面又は光反射部材の反射面
は、前記光出射面に平行な平面に射影したときに鋸歯形
状又は曲線形状である、請求項12に記載の面照明装
置。
13. The surface lighting device according to claim 12, wherein the stepped surface or the reflecting surface of the light reflecting member has a sawtooth shape or a curved shape when projected onto a plane parallel to the light emitting surface.
【請求項14】 前記段差面に回折光学素子が形成され
ている、請求項7に記載の面照明装置。
14. The surface illumination device according to claim 7, wherein a diffractive optical element is formed on the step surface.
【請求項15】 前記段差面にフレネルレンズが形成さ
れている、請求項7に記載の面照明装置。
15. The surface lighting device according to claim 7, wherein a Fresnel lens is formed on the step surface.
【請求項16】 前記段差面が前記入射光の最大指向方
向の光線に対して全反射条件を満たす、請求項7に記載
の面照明装置。
16. The surface lighting device according to claim 7, wherein the stepped surface satisfies a condition of total reflection for a ray of the incident light in the maximum directivity direction.
【請求項17】 前記光入射領域において、前記第1の
光反射構造からの反射光が到達する部分に、前記反射光
を前記入射光の最大指向方向に向かって再度反射する第
2の光反射構造が形成されている、請求項7に記載の面
照明装置。
17. A second light reflection unit that reflects the reflected light again toward a maximum directing direction of the incident light at a portion of the light incident region where the reflected light from the first light reflecting structure reaches. The surface lighting device according to claim 7, wherein a structure is formed.
【請求項18】 前記第2の光反射構造が、前記光入射
領域に形成された光反射膜である、請求項17に記載の
面照明装置。
18. The surface lighting device according to claim 17, wherein the second light reflecting structure is a light reflecting film formed in the light incident region.
【請求項19】 前記入射光の最大指向方向と、前記光
入射領域において前記反射光が到達する部分の法線方向
とが、前記光出射面に平行な平面に射影したときに互い
に平行でない、請求項18に記載の面照明装置。
19. The maximum directivity direction of the incident light and the normal direction of a portion of the light incident area where the reflected light reaches are not parallel to each other when projected onto a plane parallel to the light exit surface, The surface lighting device according to claim 18.
【請求項20】 前記第2の光反射構造が、前記光入射
領域に沿って配設された光反射部材である、請求項17
に記載の面照明装置。
20. The second light reflecting structure is a light reflecting member arranged along the light incident region.
The surface lighting device according to.
【請求項21】 前記入射光の最大指向方向と、前記光
入射領域において前記反射光が到達する部分の法線方向
と、前記光入射領域において前記反射光が到達する部分
における前記光反射部材の反射面の法線方向とを前記光
出射面に平行な平面に射影したときに、全てが平行では
ない、請求項20に記載の面照明装置。
21. A maximum directivity direction of the incident light, a normal direction of a portion of the light incident area where the reflected light reaches, and a direction of the light reflecting member in a portion of the light incident area where the reflected light reaches. The surface illumination device according to claim 20, wherein when the normal direction of the reflecting surface is projected on a plane parallel to the light emitting surface, all are not parallel.
【請求項22】 前記光入射領域の前記反射光が到達す
る部分に、回折光学素子が形成されている、請求項17
に記載の面照明装置。
22. A diffractive optical element is formed in a portion of the light incident area where the reflected light reaches.
The surface lighting device according to.
【請求項23】 前記光入射領域の前記反射光が到達す
る部分に、フレネルレンズが形成されている、請求項1
7に記載の面照明装置。
23. A Fresnel lens is formed in a portion of the light incident area where the reflected light reaches.
7. The surface lighting device according to 7.
【請求項24】 前記光入射領域の前記反射光が到達す
る部分が、前記反射光の最大指向方向の光線に対して全
反射条件を満たしている、請求項17に記載の面照明装
置。
24. The surface lighting device according to claim 17, wherein a portion of the light incident area where the reflected light reaches meets a total reflection condition for a ray of the reflected light in a maximum directing direction.
【請求項25】 前記光入射領域の前記反射光が到達す
る部分に、光拡散反射部材が配設された、請求項17に
記載の面照明装置。
25. The surface lighting device according to claim 17, wherein a light diffusing and reflecting member is disposed in a portion of the light incident region where the reflected light reaches.
【請求項26】 前記光源の光放射指向特性が、前記光
拡散反射部材の反射指向特性と略同じである、請求項2
5に記載の面照明装置。
26. The light emission directivity characteristic of the light source is substantially the same as the reflection directivity characteristic of the light diffusing and reflecting member.
5. The surface lighting device according to item 5.
【請求項27】 前記光源及び前記光入射位置を複数有
する、請求項7乃至26のいずれかに記載の面照明装
置。
27. The surface lighting device according to claim 7, comprising a plurality of the light sources and the light incident positions.
【請求項28】 導光板の光出射面と反対側の面には方
向性を有する拡散パターンが形成されていて、光出射領
域内で前記拡散パターンの長手方向は入射光の最大指向
方向に対してほぼ垂直である、請求項7から26のいず
れかに記載の面照明装置。
28. A diffusion pattern having directivity is formed on a surface of the light guide plate opposite to the light emission surface, and the longitudinal direction of the diffusion pattern is within the light emission region with respect to the maximum directivity direction of incident light. 27. The surface lighting device according to claim 7, wherein the surface lighting device is substantially vertical.
【請求項29】 側面の光入射領域から入射した光が内
部を伝搬して一方の主面である光出射面から外部へ出射
する導光板において、 少なくとも一方の主面に前記光出射面にほぼ垂直な段差
面が設けられ、 前記段差面は、前記光入射領域に対向しかつ厚みが前記
光入射領域側において厚くなるように設けられ、 前記段差面に前記光入射領域側に光を反射する第1の光
反射構造が形成され、前記導光板の前記段差面を境に薄
くなっている部分の光出射面が外部へ光を出射する光出
射領域を形成していることを特徴とする導光板。
29. A light guide plate in which light incident from a side light incident region propagates inside and is emitted to the outside from a light emitting surface which is one main surface, and at least one of the main surfaces has substantially the light emitting surface. A vertical step surface is provided, the step surface is provided so as to face the light incident area and has a thickness that becomes thicker on the light incident area side, and reflects light to the light incident area side on the step surface. The first light reflection structure is formed, and the light emitting surface of the thinned portion of the light guide plate with the step surface as a boundary forms a light emitting area for emitting light to the outside. Light board.
【請求項30】 前記第1の光反射構造が、前記段差面
に形成された光反射膜である、請求項29に記載の導光
板。
30. The light guide plate according to claim 29, wherein the first light reflection structure is a light reflection film formed on the step surface.
【請求項31】 前記第1の光反射構造が、前記光入射
領域に設定された光入射位置から入射し前記段差面に向
かって伝搬する入射光の大部分を、前記光入射領域の前
記光入射位置以外の部分に向かって反射する、請求項2
9に記載の導光板。
31. Most of the incident light that is incident from the light incident position set in the light incident region and propagates toward the step surface is the light in the light incident region. The light is reflected toward a portion other than the incident position.
9. The light guide plate according to item 9.
【請求項32】 前記第1の光反射構造が、前記段差面
に形成された光反射膜である、請求項31に記載の導光
板。
32. The light guide plate according to claim 31, wherein the first light reflection structure is a light reflection film formed on the step surface.
【請求項33】 前記光入射領域において、前記第1の
光反射構造からの反射光が到達する部分に、前記反射光
を前記入射光の最大指向方向に向かって再度反射する第
2の光反射構造が形成されている、請求項31に記載の
導光板。
33. Second light reflection for reflecting the reflected light again in the maximum directivity direction of the incident light to a portion of the light incident region where the reflected light from the first light reflecting structure reaches. The light guide plate according to claim 31, wherein a structure is formed.
【請求項34】 前記第2の光反射構造が、前記光入射
領域に形成された光反射膜である、請求項33に記載の
導光板。
34. The light guide plate according to claim 33, wherein the second light reflection structure is a light reflection film formed in the light incident region.
【請求項35】 請求項1に記載の面照明装置と、前記
面照明装置からの出射光を2次元的に変調する表示素子
とを備えた表示装置。
35. A display device comprising: the surface lighting device according to claim 1; and a display element that two-dimensionally modulates light emitted from the surface lighting device.
【請求項36】 請求項7に記載の面照明装置と、前記
面照明装置からの出射光を2次元的に変調する表示素子
とを備えた表示装置。
36. A display device comprising: the surface lighting device according to claim 7; and a display element that two-dimensionally modulates light emitted from the surface lighting device.
【請求項37】 請求項17に記載の面照明装置と、前
記面照明装置からの出射光を2次元的に変調する表示素
子とを備えた表示装置。
37. A display device comprising: the surface lighting device according to claim 17; and a display element that two-dimensionally modulates light emitted from the surface lighting device.
【請求項38】 請求項35、36、又は37に記載の
表示装置を表示部として備えた携帯電話機。
38. A mobile phone comprising the display device according to claim 35, 36, or 37 as a display unit.
【請求項39】 請求項35、36、又は37に記載の
表示装置を表示部として備えた携帯端末装置。
39. A mobile terminal device comprising the display device according to claim 35, 36, or 37 as a display unit.
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