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JP2006261064A - Light guide plate and backlight device - Google Patents

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JP2006261064A
JP2006261064A JP2005080252A JP2005080252A JP2006261064A JP 2006261064 A JP2006261064 A JP 2006261064A JP 2005080252 A JP2005080252 A JP 2005080252A JP 2005080252 A JP2005080252 A JP 2005080252A JP 2006261064 A JP2006261064 A JP 2006261064A
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light
guide plate
incident
light guide
incident surface
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JP2005080252A
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Japanese (ja)
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Yoshiyasu Ishikawa
善康 石川
Teruo Tejima
照雄 手島
Masao Inose
雅雄 猪瀬
Hisayuki Takaiwa
寿行 高岩
Kazuhiro Makishima
和宏 牧嶋
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Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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Priority to PCT/JP2006/305280 priority patent/WO2006101011A1/en
Priority to TW95109127A priority patent/TWI334507B/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light guide plate superior in uniform surface light emission performance and light utilization efficiency. <P>SOLUTION: The reflecting surface 13 has a plurality of first optical grooves 14 formed in horizontal direction of the light guide plate 10 and a plurality of second optical grooves 15 formed in vertical direction of the light guide plate 10 from an incident face 11 over a prescribed distance, and an outgoing face 12 has an anisotropic diffusion pattern by hologram. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、LED光源から出射された光を導く導光板と、この導光板を備えて液晶表示素子などを背面から照射するバックライト装置に関する。   The present invention relates to a light guide plate that guides light emitted from an LED light source, and a backlight device that includes the light guide plate and irradiates a liquid crystal display element or the like from the back.

従来、携帯電話機等の液晶表示装置を照明するため、光源から出射された光を液晶表示装置に導く導光板及びこの導光板を備え液晶表示装置を背面から照明するバックライト装置が提供されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in order to illuminate a liquid crystal display device such as a cellular phone, a light guide plate that guides light emitted from a light source to the liquid crystal display device and a backlight device that includes the light guide plate and illuminates the liquid crystal display device from the back are provided. .

図13は、従来の導光板の外観を示す図である(例えば、特許文献1参照。)。図13(a)に斜視図を示し、図13(b)に上面図を示す。図13(a)中には、光源の発光ダイオード120も同時に示す。   FIG. 13 is a diagram showing the appearance of a conventional light guide plate (see, for example, Patent Document 1). FIG. 13A shows a perspective view, and FIG. 13B shows a top view. In FIG. 13A, the light emitting diode 120 of the light source is also shown.

導光板110は、例えばPMMA又はポリカーボネートのような透明な材料からなり、略板状の平坦な形状を有している。そして、上面及び下面をそれぞれ出射面112及び反射面113とし、一つの側面を入射面111としている。反射面113には、入射面111から入射された光を出射面112に向けて反射するために複数の偏向パターン素子114による偏向パターンが形成されている。このように、側面にある入射面111から入射された光を主面にある出射面112から出射する導光板110をサイドエッジ方式と称し、携帯電話機等において広く使用されている。   The light guide plate 110 is made of a transparent material such as PMMA or polycarbonate and has a substantially plate-like flat shape. The upper and lower surfaces are an emission surface 112 and a reflection surface 113, respectively, and one side surface is an incidence surface 111. On the reflection surface 113, a deflection pattern is formed by a plurality of deflection pattern elements 114 in order to reflect the light incident from the incident surface 111 toward the emission surface 112. As described above, the light guide plate 110 that emits light incident from the incident surface 111 on the side surface from the emission surface 112 on the main surface is referred to as a side edge method, and is widely used in mobile phones and the like.

ここで偏向パターン素子114は相互に間隔をあけて配置されており、その長手方向が、光源120からの光の進行方向に対して垂直となっている。複数の光源120が互いに離れて配置されている場合には、各光源120に対応する領域に反射面113を分割し、各領域ごとに対応する光源120からの光の進行方向に垂直となるように偏向パターン素子114を配置する。   Here, the deflection pattern elements 114 are arranged with a space therebetween, and the longitudinal direction thereof is perpendicular to the traveling direction of light from the light source 120. When a plurality of light sources 120 are arranged apart from each other, the reflecting surface 113 is divided into regions corresponding to the respective light sources 120 so as to be perpendicular to the traveling direction of light from the corresponding light sources 120 for each region. The deflection pattern element 114 is disposed on the substrate.

光源120から出射された光は、入射面111から導光板110に入射し、反射面113に形成された偏向パターン素子114の長手方向で反射した場合は、出射面112の方向に偏向され、出射面112から出射される。また、偏向パターン素子114の短手方向で反射した場合は、光の進行方向が変更されるので、光源120(発光ダイオード)の指向性を弱める拡散効果として働き、輝線の発生を抑制する。すなわちこの場合、偏向パターン素子114は、出射面112の方向に偏向する反射機能と、輝線発生を抑止する拡散機能とを兼ねている。   When the light emitted from the light source 120 enters the light guide plate 110 from the incident surface 111 and is reflected in the longitudinal direction of the deflection pattern element 114 formed on the reflection surface 113, the light is deflected in the direction of the emission surface 112 and emitted. The light is emitted from the surface 112. Further, when the light is reflected in the short direction of the deflection pattern element 114, the traveling direction of the light is changed, so that it acts as a diffusion effect that weakens the directivity of the light source 120 (light emitting diode) and suppresses the generation of bright lines. That is, in this case, the deflection pattern element 114 has both a reflection function for deflecting in the direction of the emission surface 112 and a diffusion function for suppressing the generation of bright lines.

この方式では、偏向パターン素子114が間隔をあけて配置されているため、長手方向の反射面で偏向する効率が低く、光源からの出射光の利用効率が低くなるという問題がある。また複数の光源の場合、図13(b)のように偏向パターン素子114の配置が非常に複雑となり、作製が困難となる。   In this method, since the deflection pattern elements 114 are arranged at intervals, there is a problem that the efficiency of deflecting by the reflection surface in the longitudinal direction is low, and the utilization efficiency of the light emitted from the light source is low. In the case of a plurality of light sources, the arrangement of the deflection pattern elements 114 is very complicated as shown in FIG.

図14は、従来の導光板及びバックライト装置の使用態様を示す図である。   FIG. 14 is a diagram illustrating how the conventional light guide plate and backlight device are used.

導光板110は、液晶表示装置140の直下に、出射面112が液晶表示装置140の下面141に対向するように配置される。導光板110には、発光ダイオード120から出射された光が入射面111から入射される。   The light guide plate 110 is disposed immediately below the liquid crystal display device 140 such that the emission surface 112 faces the lower surface 141 of the liquid crystal display device 140. The light emitted from the light emitting diode 120 enters the light guide plate 110 from the incident surface 111.

入射面111から導光板110に入射された光は、出射面112に対向する反射面113に形成された偏向パターン素子114によって偏向して反射されて液晶表示装置140の方向に立ち上げられ、出射面112から出射される。   The light incident on the light guide plate 110 from the incident surface 111 is deflected and reflected by the deflection pattern element 114 formed on the reflecting surface 113 facing the output surface 112 and is raised in the direction of the liquid crystal display device 140 to be emitted. The light is emitted from the surface 112.

一方、従来、レーザ光をディフューザを有する矩形の開口を介して感光フィルムを露光し、多数のスペックルをランダムに形成してなるホログラムが提供されている(米国特許第5,365,354号、第5,534,386号)。このホログラムにおいて、スペックルは略楕円形状を有し、楕円の長軸と短軸は、開口の矩形の短辺と長辺とフーリエ変換の関係を有する。このホログラムレーザ光を入射すると、レーザ光は各スペックルによって散乱され、露光の際に用いられた矩形状の開口を再現する。このようなホログラムを用いることで、入射光を異方的に拡散することができる。
特許第3151830号
On the other hand, there has conventionally been provided a hologram in which a photosensitive film is exposed through a rectangular opening having a diffuser to form a large number of speckles at random (US Pat. No. 5,365,354). No. 5,534,386). In this hologram, the speckle has a substantially elliptical shape, and the major axis and minor axis of the ellipse have a relationship of Fourier transform with the short side and long side of the rectangle of the opening. When this hologram laser beam is incident, the laser beam is scattered by each speckle and reproduces a rectangular opening used for exposure. By using such a hologram, incident light can be diffused anisotropically.
Japanese Patent No. 3151830

ところで、LEDのような点光源を用いる場合、導光板の入射面から入射された光の最大屈折角は、約42度である。そのため、入射面から出射面に直接入射する光の入射角は、最小でも約48度となり臨界角より大きくなる。したがって、点光源より導光板に入射された光は、直接出射することはなく、出射面と反射面で全反射してから出射面で出射する。   By the way, when a point light source such as an LED is used, the maximum refraction angle of light incident from the incident surface of the light guide plate is about 42 degrees. Therefore, the incident angle of light that is directly incident on the exit surface from the incident surface is at least about 48 degrees, which is larger than the critical angle. Therefore, the light incident on the light guide plate from the point light source is not directly emitted, but is totally reflected on the emission surface and the reflection surface and then emitted on the emission surface.

このため、導光板において入射面から数mmの距離の領域では、出射面から出射される光量が小さく、この領域で暗部が生じて輝度ムラが生じていた。また、下向きプリズムを含む構成のバックライト装置においては、前記領域において、下向きプリズムによる導光板の出射面からの光回収量が少なく、当該領域で暗部が生じて輝度ムラが現れるという問題があった。   For this reason, in the region of a distance of several mm from the incident surface in the light guide plate, the amount of light emitted from the emission surface is small, and a dark portion is generated in this region, resulting in luminance unevenness. Further, in the backlight device including the downward prism, there is a problem that the amount of light collected from the light exiting surface of the light guide plate by the downward prism is small in the region, and a dark portion is generated in the region to cause luminance unevenness. .

本発明は、前述の課題に鑑みて提案されるものであって、均一な面状発光性と光利用効率に優れた導光板及びバックライト装置を提供することを目的とする。   This invention is proposed in view of the above-mentioned subject, and it aims at providing the light-guide plate and backlight apparatus excellent in uniform planar light emission property and light utilization efficiency.

前述の課題を解決するために、本発明に係る導光板は、一つの側面を入射面とし、該入射面に直交する出射面と、該出射面に対向する反射面とを有し、前記入射面の長手方向に沿って配置された複数の光源から前記入射面に光線が入射される導光板であって、前記反射面は、前記光源から前記入射面に入射する前記出射面の法線に対してある角度を有する光線を受けて前記法線との成す角度が減少した光線を反射する、前記入射面の長手方向に形成された複数の第1光学溝を有するとともに、前記入射する光線の少なくとも一部を前記入射面内で前記法線に対する角度を変えて反射する、前記入射面から所定距離にわたって前記入射面の長手方向に直交する方向に形成された複数の第2光学溝を有し、前記出射面は、該出射面の法線に対して所定角度以下の角度を成して前記反射面から入射する光線を拡散して透過する異方性拡散パターンであって、前記入射する光線を前記入射面の長手方向への拡散幅が前記長手方向と直交する方向への拡散幅より大きくなるように拡散する異方性拡散パターンを有する。   In order to solve the above-described problems, a light guide plate according to the present invention has one side as an incident surface, an output surface orthogonal to the incident surface, and a reflective surface facing the output surface, and the incident surface. A light guide plate in which light rays are incident on the incident surface from a plurality of light sources arranged along the longitudinal direction of the surface, wherein the reflecting surface is normal to the exit surface incident on the incident surface from the light source A plurality of first optical grooves formed in the longitudinal direction of the incident surface that receive a light beam having a certain angle and reflect a light beam having a reduced angle with the normal line; A plurality of second optical grooves formed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the incident surface over a predetermined distance from the incident surface, which reflects at least a part of the incident surface at a different angle with respect to the normal line. The exit surface is normal to the normal of the exit surface An anisotropic diffusion pattern that diffuses and transmits light incident from the reflecting surface at an angle equal to or smaller than a constant angle, and the diffusion width of the incident light in the longitudinal direction of the incident surface is the longitudinal direction And an anisotropic diffusion pattern that diffuses so as to be larger than the diffusion width in the direction orthogonal to the.

前記第1光学溝は、前記入射面と88度以上の角度をなす第1面を有することが望ましい。   The first optical groove preferably has a first surface that forms an angle of 88 degrees or more with the incident surface.

前記光源の発光面は前記入射面と対向し、前記入射面の前記出射面及び前記反射面間の厚みは、前記発光面の前記厚み方向の長さに対して±50μm以内であることが望ましい。   The light emitting surface of the light source faces the incident surface, and the thickness of the incident surface between the emitting surface and the reflecting surface is preferably within ± 50 μm with respect to the length of the light emitting surface in the thickness direction. .

前記第2光学溝が形成される前記所定距離は、前記入射面の前記出射面及び前記反射面間の厚みの10倍以下であることが望ましい。   The predetermined distance at which the second optical groove is formed is preferably not more than 10 times the thickness of the entrance surface between the exit surface and the reflection surface.

前記異方性拡散パターンは、前記入射面と直交する方向への拡散幅に対する前記入射面の長手方向への拡散幅が1:30以上であることが望ましい。   In the anisotropic diffusion pattern, the diffusion width in the longitudinal direction of the incident surface with respect to the diffusion width in the direction orthogonal to the incident surface is preferably 1:30 or more.

前記入射面に沿った前記光源間の距離Pと前記入射面及び前記光源間の距離Lの比率L/Pが0.474以下であることが望ましい。   A ratio L / P between the distance P between the light sources along the incident surface and the distance L between the incident surface and the light source is preferably 0.474 or less.

本発明に係るバックライト装置は、前記の導光板を備えるものである。   The backlight device according to the present invention includes the light guide plate.

前記導光板から出射した光線を前記導光板の出射面の法線方向に偏向する光学フィルムを備えることが望ましい。   It is desirable to provide an optical film that deflects light emitted from the light guide plate in the normal direction of the output surface of the light guide plate.

前記光学フィルムは、前記導光板の出射面に対向する面に複数のプリズム状偏向素子が形成されたものであることが望ましい。   It is desirable that the optical film has a plurality of prismatic deflection elements formed on the surface facing the light exit surface of the light guide plate.

本発明に係る導光板は、均一な面状発光性と光利用効率に優れ、液晶表示素子などを背面から照射するバックライト装置に好適である。また、本発明に係るバックライト装置は、均一な面発光性と光利用効率に優れる。   The light guide plate according to the present invention is excellent in uniform planar light emission and light utilization efficiency, and is suitable for a backlight device that irradiates a liquid crystal display element or the like from the back. In addition, the backlight device according to the present invention is excellent in uniform surface light emission and light utilization efficiency.

発明の実施するための最良の形態BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

以下、本発明に係る導光板及びバックライト装置の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a light guide plate and a backlight device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本実施の形態の導光板は、略矩形の板状の形状を有する透明樹脂からなり、その一つの側面を入射面とし、この入射面と直交する主面の一つを出射面とし、この出射面に平行に対向する他の主面を反射面とする。   The light guide plate of the present embodiment is made of a transparent resin having a substantially rectangular plate shape, and one side surface thereof is used as an incident surface, and one main surface orthogonal to the incident surface is used as an output surface. The other principal surface that faces the surface in parallel is defined as a reflecting surface.

この導光板は、例えば精密加工を施した金型を用いて、例えば射出成形によって成形される。透明樹脂には、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ゼオノア、ポリスチレン、塩化ビニルを適用することができる。これらの中でも、精密成形の観点から、PC、PMMA、ゼオノアが好ましく、PCがより好ましい。   This light guide plate is formed by, for example, injection molding using a mold subjected to precision processing, for example. As the transparent resin, for example, polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), zeonore, polystyrene, and vinyl chloride can be applied. Among these, from the viewpoint of precision molding, PC, PMMA, and ZEONOR are preferable, and PC is more preferable.

導光板は、このような透明樹脂によって、反射面に所定の光学パターンが形成され、出射面に異方性拡散パターンが形成されるように成形される。   The light guide plate is formed by such a transparent resin so that a predetermined optical pattern is formed on the reflection surface and an anisotropic diffusion pattern is formed on the emission surface.

反射面の光学パターンとしてはドット、V字状溝、U字状溝、ランダム粗化等があるが、本実施の形態ではこの光学パターンによって反射される光線の方向制御(整列性)の観点で優れるV字状溝を採用する。また、光学パターンの連続性としては連続又は不連続等があるが、本実施の形態では金型加工性の観点で優れる連続な光学パターンを採用する。   As the optical pattern of the reflecting surface, there are dots, V-shaped grooves, U-shaped grooves, random roughening, etc., but in this embodiment, from the viewpoint of the direction control (alignment) of light rays reflected by this optical pattern. Adopt excellent V-shaped groove. The continuity of the optical pattern may be continuous or discontinuous. In this embodiment, a continuous optical pattern that is excellent in terms of mold workability is employed.

本実施の形態では、反射面において、入射面の長手方向(以下では横方向という)に平行にV字状の複数の第1光学溝を形成する。   In the present embodiment, a plurality of V-shaped first optical grooves are formed on the reflecting surface in parallel with the longitudinal direction of the incident surface (hereinafter referred to as the lateral direction).

第1光学溝は、入射面に対向する第1面と、この第1面に対向する第2面を有する。第1面は、入射面に対して成す角度が88度以上であることが好ましく、88〜89.2度であることがより好ましい。この角度が88度未満では入射面側に光が多く出射する傾向があり、89.2度を超えると入射面に対向する面側に光が抜ける傾向がある。   The first optical groove has a first surface facing the incident surface and a second surface facing the first surface. The first surface preferably has an angle of 88 degrees or more with respect to the incident surface, and more preferably 88 to 89.2 degrees. When this angle is less than 88 degrees, a large amount of light tends to be emitted to the incident surface side, and when it exceeds 89.2 degrees, light tends to escape to the surface side facing the incident surface.

第1光学溝の間隔は、100〜200μmが好ましく、120〜160μmがより好ましい。この間隔が100μ未満では、出射面に対向して設置されるプリズムシートと干渉を起こしやすく、発光時に干渉縞を発生させる傾向がある。この間隔が200μmを超えると、目視にて溝形状が視認される傾向が有る。   The interval between the first optical grooves is preferably 100 to 200 μm, and more preferably 120 to 160 μm. If this interval is less than 100 μm, interference is likely to occur with the prism sheet placed facing the exit surface, and interference fringes tend to be generated during light emission. When this interval exceeds 200 μm, the groove shape tends to be visually recognized.

また、本実施の形態では、反射面において、入射面の長手方向と直交する方向(以下では縦方向という)に入射面から所定距離にわたって形成された複数の第2光学溝を有する。   In the present embodiment, the reflecting surface has a plurality of second optical grooves formed over a predetermined distance from the incident surface in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the incident surface (hereinafter referred to as the vertical direction).

第2光学溝は、反射面の法線に対して30〜60度の角度の傾斜面を有することが好ましく、この傾斜面は50度であることがより好ましい。傾斜面の角度が30度未満では、入射面に対向する面の近傍で出射される光量が低減してしまい均一発光性を損なう傾向がある。傾斜面の角度が60度を超えると、反射面から出射される光量が減少する部分のため、光らない部分が発生してムラが生じる傾向がある。   The second optical groove preferably has an inclined surface with an angle of 30 to 60 degrees with respect to the normal line of the reflecting surface, and the inclined surface is more preferably 50 degrees. If the angle of the inclined surface is less than 30 degrees, the amount of light emitted in the vicinity of the surface facing the incident surface is reduced, and the uniform light emission tends to be impaired. If the angle of the inclined surface exceeds 60 degrees, the amount of light emitted from the reflecting surface is reduced, and therefore a portion that does not shine tends to occur and unevenness tends to occur.

本実施の形態では、入射面における出射面及び反射面間の導光板の厚み(以下では導光板の厚みという)は、この入射面に対向して横方向に複数配置された光源において、入射面に対向する発光面の厚み方向の長さ(以下では光源の厚みという)に対して±50μm以内である。導光板の厚みは、光源の厚みと同じであることがより好ましい。   In the present embodiment, the thickness of the light guide plate between the exit surface and the reflection surface on the entrance surface (hereinafter referred to as the thickness of the light guide plate) is the entrance surface in a plurality of light sources arranged in the lateral direction facing the entrance surface. Is within ± 50 μm with respect to the length in the thickness direction of the light emitting surface facing the light source (hereinafter referred to as the thickness of the light source). More preferably, the thickness of the light guide plate is the same as the thickness of the light source.

導光板の厚みが光源の厚みに対して−50μm未満であると、光源から出た光を導光板に十分取り入れることができず光量が不足し、導光板から出射する光も減り輝度低下となる傾向がある。一方、導光板の厚みが光源の厚みに対して+50μmを超えると、光源から出た光を導光板に十分取り入れることができるが、それ以上に光がない部分が発生し導光板から出射する光にムラが発生する傾向がある。   If the thickness of the light guide plate is less than −50 μm with respect to the thickness of the light source, the light emitted from the light source cannot be sufficiently taken into the light guide plate, the amount of light is insufficient, the light emitted from the light guide plate is reduced, and the luminance decreases. Tend. On the other hand, when the thickness of the light guide plate exceeds +50 μm with respect to the thickness of the light source, the light emitted from the light source can be sufficiently taken into the light guide plate, but the light that is not emitted more than that is generated and emitted from the light guide plate. There is a tendency for unevenness to occur.

本実施の形態では、第2光学溝は、反射面において導光板の縦方向に、入射面から導光板の厚みの10倍以内の長さにわたって形成される。これによって、第2光学溝による光の反射の影響は入射面から所定距離に留められるため、液晶表示素子において文字・画像等が表示される表示領域に光のムラなどの影響を及ぼすことはない。   In the present embodiment, the second optical groove is formed in the longitudinal direction of the light guide plate on the reflection surface over a length within 10 times the thickness of the light guide plate from the incident surface. As a result, the influence of light reflection by the second optical groove is kept at a predetermined distance from the incident surface, so that there is no influence of light unevenness on the display area where characters, images, etc. are displayed on the liquid crystal display element. .

本実施の形態では、出射面に形成された異方性拡散パターンの縦方向に対する横方向への光拡散比率は1:30〜1:60が好ましく、1:60がより好ましい。この比率が1:30未満では、導光板の横方向の拡散角度が小さくなり光が広がらずムラを生じやすい傾向がある。一方、この比率が1:60を超えると、入射面側で導光板の横方向に光が広がりすぎてしまい輝度低下を生じやすい傾向がある。   In the present embodiment, the light diffusion ratio in the horizontal direction with respect to the vertical direction of the anisotropic diffusion pattern formed on the exit surface is preferably 1:30 to 1:60, and more preferably 1:60. When this ratio is less than 1:30, the diffusion angle in the lateral direction of the light guide plate is small, and the light does not spread and tends to cause unevenness. On the other hand, if this ratio exceeds 1:60, the light tends to spread too much in the lateral direction of the light guide plate on the incident surface side, and the brightness tends to be lowered.

本実施の形態では、入射面に沿って導光板の横方向に略等間隔で配置されたLEDなどの点光源から光が入射され、光源間の距離Pと入射面及び光源間の距離Lの比率L/Pが0.474以下である。このような比率に従って光源が配置されると、第2光学溝の作用によって導光板の入射面側における光のムラが低減される。   In this embodiment, light is incident from a point light source such as an LED arranged at substantially equal intervals in the lateral direction of the light guide plate along the incident surface, and the distance P between the light sources and the distance L between the incident surfaces and the light sources are The ratio L / P is 0.474 or less. When the light source is arranged according to such a ratio, the unevenness of light on the incident surface side of the light guide plate is reduced by the action of the second optical groove.

本実施の形態のバックライト装置は、導光板の出射面に対向してこの出射面から出射される光線を出射面に垂直方向に立ち上げる光学シートと、この光学シートを挟んで導光板の出射面に対向して液晶表示素子を備える。   The backlight device according to the present embodiment has an optical sheet that rises in the direction perpendicular to the light exit surface, and the light output from the light guide plate across the optical sheet. A liquid crystal display element is provided facing the surface.

光学シートは、プリズム状の光学偏向素子を形成したプリズムシートであって、光学偏向素子が形成された面を導光板の出射面に対向して配置する(下向きプリズム)。このプリズムシートには、例えば三菱レイヨン製のダイヤアートを用いることができる。   The optical sheet is a prism sheet on which a prism-shaped optical deflection element is formed, and the surface on which the optical deflection element is formed is arranged to face the emission surface of the light guide plate (downward prism). For this prism sheet, for example, diamond art made by Mitsubishi Rayon can be used.

以下、実施例により本発明を説明するが、この実施例は本発明の一例を示すものであって本発明はこれのみに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this Example shows an example of this invention and this invention is not limited only to this.

図1は、本実施例の導光板の概略を示す図である。光源の発光ダイオード(LED)も同時に示す。図1(a)は導光板の下面図、図1(b)は導光板の縦方向側面図、図1(c)は導光板の斜視図である。   FIG. 1 is a diagram showing an outline of the light guide plate of this embodiment. A light emitting diode (LED) of the light source is also shown. 1A is a bottom view of the light guide plate, FIG. 1B is a longitudinal side view of the light guide plate, and FIG. 1C is a perspective view of the light guide plate.

導光板10は、例えばPMMA、ポリオレフィン又はポリカーボネートのような一定の屈折率を有する透明な材料からなり、略矩形状の上面及び下面を有する略板状の形状を有する。そして、一つの側面をLED20からの光を入射させる入射面11とし、この入射面11に直交する下面を入射面11からの入射光又は出射面12からの反射光を反射する反射面13とし、入射面11に直交するとともに反射面13に平行な上面を光を出射する出射面12とする。   The light guide plate 10 is made of a transparent material having a constant refractive index, such as PMMA, polyolefin, or polycarbonate, and has a substantially plate shape having a substantially rectangular upper surface and a lower surface. Then, one side surface is an incident surface 11 on which light from the LED 20 is incident, and a lower surface orthogonal to the incident surface 11 is a reflection surface 13 that reflects incident light from the incident surface 11 or reflected light from the output surface 12. An upper surface that is orthogonal to the incident surface 11 and parallel to the reflecting surface 13 is defined as an emitting surface 12 that emits light.

入射面11に対向して、導光板10の横方向に複数のLED20が略一定間隔で配置されている。LED20は、入射面11から所定距離だけ離れて入射面11に対向する発光面を有している。   A plurality of LEDs 20 are arranged at substantially constant intervals in the lateral direction of the light guide plate 10 so as to face the incident surface 11. The LED 20 has a light emitting surface facing the incident surface 11 at a predetermined distance from the incident surface 11.

入射面11は、その厚みがLED20の発光面の厚みに対して±50μm以内である。また、入射面11は、厚み方向に延びた溝形状を有する。この溝形状によって、LED20からの光は導光板10内へ効率的に入射される。   The incident surface 11 has a thickness within ± 50 μm with respect to the thickness of the light emitting surface of the LED 20. Further, the incident surface 11 has a groove shape extending in the thickness direction. Due to this groove shape, light from the LED 20 is efficiently incident into the light guide plate 10.

なお、入射面11には溝形状に代わって厚み方向に延びた複数の一部円筒形状を形成することもできる。また、入射面11は平面とすることもできる。この場合、この平面は例えばLED20の発光面に平行であることが望ましい。   Note that a plurality of partial cylindrical shapes extending in the thickness direction can be formed on the incident surface 11 instead of the groove shape. Further, the incident surface 11 can be a flat surface. In this case, this plane is preferably parallel to the light emitting surface of the LED 20, for example.

反射面13は、導光板10の横方向に延びる複数の第1光学溝14を有する。また、入射面11から所定距離にわたって導光板10の縦方向に延びる複数の第2光学溝15を有する。   The reflecting surface 13 has a plurality of first optical grooves 14 extending in the lateral direction of the light guide plate 10. In addition, a plurality of second optical grooves 15 extending in the longitudinal direction of the light guide plate 10 over a predetermined distance from the incident surface 11 are provided.

本実施例の導光板10は、このような第1光学溝14及び第2光学溝15によって、入射面11から入射した光を入射面11側の領域でムラを生じることなく効率よく出射面12から出射することができる。   The light guide plate 10 according to the present embodiment has the first optical groove 14 and the second optical groove 15 so that the light incident from the incident surface 11 can be efficiently emitted without causing unevenness in the region on the incident surface 11 side. It can be emitted from.

図2は、導光板の縦方向要部側面図である。この図は、図1(b)に示した導光板10の側面図の要部を拡大したものである。   FIG. 2 is a side view of the main part of the longitudinal direction of the light guide plate. This figure is an enlarged view of a main part of the side view of the light guide plate 10 shown in FIG.

反射面13に形成された第1光学溝14は、入射面11に対向する第1面14aと、この第1面14aに対向する第2面14bとを有する。第1面14aが入射面11と成す角度αは、88度以上である。   The first optical groove 14 formed on the reflecting surface 13 has a first surface 14a that faces the incident surface 11 and a second surface 14b that faces the first surface 14a. The angle α formed by the first surface 14a and the incident surface 11 is 88 degrees or more.

また、第2面14bと反射面13の垂線のなす角度βは、導光板10を成形する際に金型から容易に取り外せるように5〜60度であり、好ましくは5〜55度である。   In addition, the angle β formed by the perpendicular of the second surface 14b and the reflecting surface 13 is 5 to 60 degrees, preferably 5 to 55 degrees so that the light guide plate 10 can be easily removed from the mold.

隣接する第1光学溝14間の間隔pは、一定とすることができ、好ましくは30〜300μmであり、さらに好ましくは60〜260μmである。なお、前記間隔pを一定にすると液晶表示素子のセル配置との干渉によってモアレの出現が現れることがあるので、前記間隔pを意図的にランダムに設定することもできる。   The interval p between the adjacent first optical grooves 14 can be constant, preferably 30 to 300 μm, and more preferably 60 to 260 μm. In addition, since the appearance of moire may appear due to interference with the cell arrangement of the liquid crystal display element when the interval p is constant, the interval p can be intentionally set at random.

図3は、第1光学溝の作用を説明する導光板の縦方向要部断面図である。   FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the main part of the light guide plate for explaining the operation of the first optical groove.

LED20から入射面11に入射角ψ0で入射した光線は、第1光学溝14の第1面14aによって出射面12方向に立ち上げられる。この光線は、出射面11の位置x1に入射角ψ1で入射し、臨界角に達しないため全反射される。この光線は、さらに第1面14aによって出射面12方向に立ち上げられ、出射面12の位置x2に臨界角より小さい入射角ψ2で入射し、出射面12から出射される。   A light beam incident on the incident surface 11 from the LED 20 at an incident angle φ0 is raised in the direction of the emission surface 12 by the first surface 14 a of the first optical groove 14. This light ray enters the position x1 of the emission surface 11 at an incident angle ψ1, and is totally reflected because it does not reach the critical angle. This light beam is further raised in the direction of the emission surface 12 by the first surface 14 a, enters the position x 2 of the emission surface 12 with an incident angle ψ 2 smaller than the critical angle, and is emitted from the emission surface 12.

このように、入射面11から導光板10に入射する光線は、反射面13と第1面14a間で全反射を繰り返し、出射面12への入射角が臨界角より小さくなると出射面12から出射される。   As described above, the light ray incident on the light guide plate 10 from the incident surface 11 repeats total reflection between the reflecting surface 13 and the first surface 14a, and is emitted from the emitting surface 12 when the incident angle to the emitting surface 12 becomes smaller than the critical angle. Is done.

ここで、入射面11と第1面14aの成す角が90度に近いほど第1面14aと出射面12は平行に近くなり、第1面14aと出射面12間で全反射を繰り返す光線は出射面12方向に徐々に立ち上げられ、出射面12から出射される光の入射角又は出射角は、常に臨界角とほぼ等しい角度となる。従って、出射面12から出射される光の方向は整列される。   Here, the closer the angle formed by the incident surface 11 and the first surface 14a is to 90 degrees, the closer the first surface 14a and the exit surface 12 are to be parallel, and the light beam that repeats total reflection between the first surface 14a and the exit surface 12 is The incident angle or the emission angle of light that is gradually raised in the direction of the emission surface 12 and emitted from the emission surface 12 is always substantially equal to the critical angle. Therefore, the direction of the light emitted from the emission surface 12 is aligned.

図4は、導光板の横方向側面図である。   FIG. 4 is a lateral side view of the light guide plate.

反射面13には導光板10の縦方向に複数の第2光学溝15が形成されている。第2光学溝15は、第1傾斜面15a、第2傾斜面15b及び第3傾斜面15cを有している。第1傾斜面15a及び第2傾斜面15bが反射面13と成す角度γは、40度が好ましい。   A plurality of second optical grooves 15 are formed in the reflection surface 13 in the longitudinal direction of the light guide plate 10. The second optical groove 15 has a first inclined surface 15a, a second inclined surface 15b, and a third inclined surface 15c. The angle γ formed by the first inclined surface 15a and the second inclined surface 15b with the reflecting surface 13 is preferably 40 degrees.

図5は、第2光学溝の作用を示す導光板の横方向要部断面図である。   FIG. 5 is a cross-sectional view of the main part in the horizontal direction of the light guide plate showing the operation of the second optical groove.

第2光学溝15の第1傾斜面15a、第2傾斜面15b及び第3傾斜面15cは、出射面12に対して入射角ψ3を成して入射面11より入射された光線を出射面12に対する入射角ψ4を成す光線へ立ち上げる。   The first inclined surface 15 a, the second inclined surface 15 b, and the third inclined surface 15 c of the second optical groove 15 make the light incident from the incident surface 11 at an incident angle ψ 3 with respect to the output surface 12. To a light beam having an incident angle ψ4 with respect to.

このように、第2光学溝15の特に第1傾斜面15a及び第2傾斜面15bは、導光板10に入射する光線の少なくとも一部について、入射面11内で出射面12の法線に対する角度を変えて反射する作用を有する。この作用によって、第2光学溝15は、導光板10の横方向に広がり特に問題となる入射面11近傍の光ムラを緩和する作用をなす。   As described above, the first inclined surface 15 a and the second inclined surface 15 b of the second optical groove 15 are at an angle with respect to the normal line of the exit surface 12 in the entrance surface 11 with respect to at least a part of the light rays incident on the light guide plate 10. It has the effect of reflecting and changing. By this action, the second optical groove 15 spreads in the lateral direction of the light guide plate 10 and acts to alleviate light unevenness in the vicinity of the incident surface 11 which is particularly problematic.

第3傾斜面15cは、第2光学溝15に入射する光線を出射面12方向に立ち上げる反射作用の観点からはできるだけ面積が小さいほうが望ましいが、導光板10を成形する際の樹脂充填の容易性から0〜10μmの幅が好ましい。更に好ましくは、0〜5μmである。   The third inclined surface 15c is desirably as small as possible from the viewpoint of the reflection effect of raising the light incident on the second optical groove 15 in the direction of the exit surface 12, but it is easy to fill the resin when the light guide plate 10 is molded. In view of the properties, a width of 0 to 10 μm is preferable. More preferably, it is 0-5 micrometers.

図6及び図7は、出射面に形成されたホログラムの詳細を示す拡大図である。   6 and 7 are enlarged views showing details of the hologram formed on the exit surface.

このホログラム22は、出射面12に入射される光線を異方的に拡散する異方性拡散パターンとしての役割を果たしている。このホログラム22は、3次元的に形成されたホログラムと区別するためにサーフェスレリーフホログラムと称される。   The hologram 22 serves as an anisotropic diffusion pattern that anisotropically diffuses light incident on the exit surface 12. This hologram 22 is called a surface relief hologram in order to distinguish it from a hologram formed three-dimensionally.

図6はホログラムを200倍に拡大した拡大図であり、図7はホログラムをさらに拡大した拡大図である。   FIG. 6 is an enlarged view in which the hologram is enlarged 200 times, and FIG. 7 is an enlarged view in which the hologram is further enlarged.

図6に示すように、ホログラム22は、200倍程度に拡大して見た場合、導光板10の縦方向に伸びる線状(あるいは非常に細い楕円状)の多数のランダムスペックル又はランダムスペックル領域(例えば他の領域に比べて透過率が高い(又は低い)領域)(ランダムな溝或いは凹凸)22aを有する。   As shown in FIG. 6, the hologram 22 is a large number of linear speckles or random speckles extending in the longitudinal direction of the light guide plate 10 (or a very thin ellipse) when viewed at 200 times magnification. A region (for example, a region having higher (or lower) transmittance than other regions) (random grooves or unevenness) 22a is provided.

このランダムスペックル22aは、その形状及び位置がホログラム22全体において一定で無く、ランダム性を有する。   The random speckle 22a has a shape and a position that are not constant throughout the hologram 22, and has randomness.

後述するように、線状スペックル22aにより、ホログラム22に入射した光は導光板10の縦方向と横方向に強く拡散される。導光板10の縦横に対する拡散比は、スペックルの長軸及び短軸の寸法によって決定される。   As will be described later, the light incident on the hologram 22 is strongly diffused in the vertical and horizontal directions of the light guide plate 10 by the linear speckles 22a. The diffusion ratio with respect to the vertical and horizontal directions of the light guide plate 10 is determined by the dimensions of the major and minor axes of the speckle.

また、スペックル22aのランダム性により、ホログラム22への入射光は、
ランダムな方向へ散乱或いは透過される。従って、ホログラムはディフューザとしての機能を有する。
Further, due to the randomness of the speckle 22a, the incident light to the hologram 22 is
Scattered or transmitted in random directions. Therefore, the hologram has a function as a diffuser.

図8は、ホログラムの作用を説明する図である。   FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the hologram.

図8(a)は、導光板10の出射面12の点P1から出射された光の強度の角度依存性を示す上面図である。図8(b)は、導光板10の出射面12の点P2から出射された光の強度分布を立体的に示す斜視図である。   FIG. 8A is a top view showing the angle dependence of the intensity of light emitted from the point P1 of the emission surface 12 of the light guide plate 10. FIG. FIG. 8B is a perspective view three-dimensionally showing the intensity distribution of light emitted from the point P <b> 2 on the emission surface 12 of the light guide plate 10.

ここで、説明の便宜上、第1光学溝14方向をX軸、入射面11からの入射光が進む第1光学溝14に直交する方向をY軸、出射面12から光が出射される方向をZ軸とする直交座標系を導入する。   Here, for convenience of explanation, the direction of the first optical groove 14 is the X axis, the direction orthogonal to the first optical groove 14 where the incident light from the incident surface 11 travels is the Y axis, and the direction in which light is emitted from the emission surface 12. An orthogonal coordinate system with the Z axis is introduced.

導光板10の出射面12の点P1から出射された光は、出射面12に形成されたホログラム22によって、楕円E1に示すように、導光板10の縦方向(Y方向)と比較して横方向(X方向)に強く拡散される。すなわち、ホログラム22による光拡散のxy方向の半値幅Φ,Φ間には、Φ>>Φという関係が成立する。すなわち、導光板10の横方向(X方向)への半値幅Φは、縦方向(Y方向)への半値幅Φより十分に大きい。 The light emitted from the point P1 on the exit surface 12 of the light guide plate 10 is laterally compared with the longitudinal direction (Y direction) of the light guide plate 10 by the hologram 22 formed on the exit surface 12 as shown by an ellipse E1. It is strongly diffused in the direction (X direction). That is, a relationship of Φ X >> Φ Y is established between the half widths Φ X and Φ Y in the xy direction of light diffusion by the hologram 22. That is, the half value width Φ X in the horizontal direction (X direction) of the light guide plate 10 is sufficiently larger than the half value width Φ Y in the vertical direction (Y direction).

導光板10の縦方向(Y方向)の半値幅Φは、0<Φ≦5度が望ましく、0<Φ≦1度が更に望ましい。一方、導光板10の横方向(X方向)の半値幅Φは、30〜70度が望ましく、40〜70度が更に望ましく、50〜70度が更に望ましい。 The half width Φ Y in the longitudinal direction (Y direction) of the light guide plate 10 is preferably 0 <Φ Y ≦ 5 degrees, and more preferably 0 <Φ Y ≦ 1 degrees. On the other hand, the half width Φ X in the horizontal direction (X direction) of the light guide plate 10 is desirably 30 to 70 degrees, more desirably 40 to 70 degrees, and further desirably 50 to 70 degrees.

前記半値幅Φと半値幅Φの比は、1:30以上の範囲にあるのが望ましい。 The ratio between the half width Φ Y and the half width Φ X is preferably in the range of 1:30 or more.

前記ホログラム22の異方性拡散作用により、この導光板10においては、導光板10の横方向(X方向)における一様な出射光の強度分布が実現される。従って、出射面12からの出射光における輝線の出現が防止される。   Due to the anisotropic diffusion action of the hologram 22, a uniform intensity distribution of emitted light in the lateral direction (X direction) of the light guide plate 10 is realized in the light guide plate 10. Therefore, the appearance of bright lines in the light emitted from the emission surface 12 is prevented.

また、上記構成によれば、導光板10の縦方向(Y方向)における出射光の拡散角が抑制されることにより、ディフューザとしてのホログラム22による縦方向(Y方向)の臨界角の変動が抑制され、以て出射角の一様性が保持される。   Moreover, according to the said structure, the fluctuation | variation of the critical angle of the vertical direction (Y direction) by the hologram 22 as a diffuser is suppressed by suppressing the diffusion angle of the emitted light in the vertical direction (Y direction) of the light-guide plate 10. FIG. Thus, the uniformity of the emission angle is maintained.

図9は、ホログラムの製造装置の概略を示す模式図である。   FIG. 9 is a schematic diagram showing an outline of a hologram manufacturing apparatus.

この装置は、Z方向に所定波長のレーザ光を出射する図示しないレーザ光源と、X方向にスリット状(例えば1mm幅)の第1開口81aを有する第1遮蔽板81と、Y方向に開いた三角形状の第2開口82aを有する第2遮蔽板82と、−Y方向に開いた三角形状の第3開口83aを有する第3遮蔽板83と、例えばフォトポリマーからなる感光性フィルム84を固定するテーブル85と、テーブル85を支持する支持部材87と、支持部材87を固定・支持する第1スライダ88と、第1スライダ88をZ軸方向に移動自在に支持する第2スライダ89と、第2スライダをY軸方向に移動自在に支持する基台90とを有する。なお、遮蔽板82と83との間には、適宜の集束レンズ(図示せず)が設けてある。   This apparatus has a laser light source (not shown) that emits laser light having a predetermined wavelength in the Z direction, a first shielding plate 81 having a slit-like (for example, 1 mm width) first opening 81a in the X direction, and an Y direction. A second shielding plate 82 having a triangular second opening 82a, a third shielding plate 83 having a triangular third opening 83a opened in the -Y direction, and a photosensitive film 84 made of, for example, a photopolymer are fixed. A table 85, a support member 87 that supports the table 85, a first slider 88 that fixes and supports the support member 87, a second slider 89 that supports the first slider 88 movably in the Z-axis direction, and a second And a base 90 that supports the slider so as to be movable in the Y-axis direction. An appropriate focusing lens (not shown) is provided between the shielding plates 82 and 83.

そして前記開口81aには、レーザ光Lを拡散して透過する磨りガラスの如きディフューザが設けてある。   The opening 81a is provided with a diffuser such as polished glass that diffuses and transmits the laser light L.

第1及び第2開口81a,82aの組み合わせは、前記レーザ光に対して、所定長さを有する線状開口(或いは細長矩形開口)として作用する。すなわち、この線状開口(或いは細長矩形開口)は、第1開口81aの幅を短辺とし、第2開口82aが前記開口81aと重なるX方向の距離を長辺とする。   The combination of the first and second openings 81a and 82a acts as a linear opening (or elongated rectangular opening) having a predetermined length with respect to the laser light. In other words, the linear opening (or elongated rectangular opening) has the width of the first opening 81a as the short side and the distance in the X direction where the second opening 82a overlaps the opening 81a as the long side.

なお、前記基台90に対して第2スライダ89をY軸方向へ移動することにより、或いは、第2スライダ89に対して遮蔽板82をY軸方向へ移動することにより、前記線状開口の長さを変更することができる。   The linear opening is moved by moving the second slider 89 in the Y-axis direction relative to the base 90 or by moving the shielding plate 82 in the Y-axis direction relative to the second slider 89. The length can be changed.

前記構成により、前記線状開口(或いは細長矩形開口)から出射され感光性フィルム84に入射される光線は、概略、それぞれの断面形状が横長の線状(又は細長楕円形)を有する複数のスペックルを備えた光ビームとなる。   With the above-described configuration, light rays emitted from the linear opening (or elongated rectangular opening) and incident on the photosensitive film 84 generally have a plurality of specifications in which each cross-sectional shape has a horizontally long linear shape (or elongated elliptical shape). A light beam with

第3遮蔽板83は、前記光ビームのうち第3開口83aに位置する光ビームを透過する。従って、感光性フィルム84の位置には、開口83aを透過した光ビームによる光スポットが形成される。   The third shielding plate 83 transmits a light beam located in the third opening 83a among the light beams. Accordingly, a light spot is formed at the position of the photosensitive film 84 by the light beam transmitted through the opening 83a.

上記構成により、支持部材87に対して感光性フィルム84の所望の位置β1(図10)へ前記光スポットを形成することができる。   With the above configuration, the light spot can be formed at a desired position β1 (FIG. 10) of the photosensitive film 84 with respect to the support member 87.

従って、支持部材87を所望のY軸方向位置へ位置ぎめすることにより、感光性フィルムの所望領域84a(図10)へレーザ光の光スポットを形成することが出来る。   Therefore, by positioning the support member 87 to a desired position in the Y-axis direction, a laser light spot can be formed in the desired region 84a (FIG. 10) of the photosensitive film.

ところでレーザ光Lは、第1開口81aを透過する際、前記ディフューザによって拡散される。   Incidentally, the laser light L is diffused by the diffuser when passing through the first opening 81a.

前記ディフューザによって拡散されたレーザ光は、感光性フィルム84において略楕円状(或いは線状)の多数のランダムスペックルを形成する。このランダムスペックルの短軸と長軸の平均寸法は、前記矩形の長辺と短辺の寸法にそれぞれ対応し、前記長軸と前記長辺の方向は直交する。より具体的には、前記長辺及び短辺をL、Wとすると、前記短軸及び長軸の平均寸法は、λh/L、λh/Wとなる。ここに、λはレーザ光の波長であり、hは開口81aと感光性フィルムとの距離である。   The laser light diffused by the diffuser forms a large number of approximately elliptical (or linear) random speckles on the photosensitive film 84. The average dimensions of the short axis and the long axis of the random speckle correspond to the dimensions of the long side and the short side of the rectangle, respectively, and the directions of the long axis and the long side are orthogonal. More specifically, assuming that the long side and the short side are L and W, the average dimensions of the short axis and the long axis are λh / L and λh / W. Here, λ is the wavelength of the laser beam, and h is the distance between the opening 81a and the photosensitive film.

従って、図10に示す感光性フィルムの所望領域84aへ、前記ディフューザで拡散された光を照射することにより、当該所望領域84aに前記多数のランダムスペックルを形成することができる。このランダムスペックルは、概略、線状又は細長楕円形状を有する。   Accordingly, by irradiating the desired area 84a of the photosensitive film shown in FIG. 10 with the light diffused by the diffuser, the large number of random speckles can be formed in the desired area 84a. The random speckle has a general shape, a linear shape, or an elongated elliptical shape.

前記ホログラムの製造に当たっては、各領域84aに対して露光を繰り返す多重露光を行い、感光性フィルム84の全体を露光する。   In manufacturing the hologram, multiple exposure is repeated for each region 84a to expose the entire photosensitive film 84.

露光したホログラムを現像すると、スペックルが凹凸によって形成されたマスターホログラムが得られる。このように作製したマスターホログラムを導光板の成型に用いる金型の出射面の部分に転写する。そして、マスターホログラムを転写した金型を用いて導光板を射出成型することにより、導光板の出射面にホログラムを一体成型することができる。   When the exposed hologram is developed, a master hologram in which speckles are formed by unevenness is obtained. The master hologram produced in this way is transferred to the exit surface of the mold used for molding the light guide plate. Then, the hologram can be integrally formed on the exit surface of the light guide plate by injection molding the light guide plate using a mold to which the master hologram is transferred.

図11は、導光板及び光学シートを有するバックライト装置(又は面光源装置)の一部を示す図である。   FIG. 11 is a diagram illustrating a part of a backlight device (or a surface light source device) having a light guide plate and an optical sheet.

導光板10及び光学シート(プリズムフィルム)50を有するバックライト装置において、導光板10の出射面12から出射された光は、出射面12となす角度γ1,γ2が小さい成分の光L,Lを含んでいる。光学シート50は、平坦な上面51とプリズム状の下面52を有し、導光板10の出射面12となす角度が小さい光L,Lが下面52から入射されると、上面51と大きな角度をなすように偏向して出射する(L´,L´)。このように、光学シート50は、液晶表示装置に出射される光の正面強度を向上させる。 In the backlight device having the light guide plate 10 and the optical sheet (prism film) 50, the light emitted from the light exit surface 12 of the light guide plate 10 is light L 1 , L having components with small angles γ 1 and γ 2 formed with the light exit surface 12. 2 is included. The optical sheet 50 has a flat upper surface 51 and a prism-shaped lower surface 52. When light L 1 and L 2 having a small angle with the light exit surface 12 of the light guide plate 10 is incident from the lower surface 52, the optical sheet 50 is larger than the upper surface 51. The light is deflected to form an angle (L 1 ′, L 2 ′). Thus, the optical sheet 50 improves the front intensity of the light emitted to the liquid crystal display device.

図12は、光学シートを示す上面図である。   FIG. 12 is a top view showing the optical sheet.

光学シート(プリズムフィルム)50は、例えばPMMA、ポリオレフィン又はポリカーボネートのような透明な材料からなり、上面51に対向する下面52に、連続するプリズム状の構造をなす反射面53を有している。この
光学シート50は、導光板10の反射面13に形成された第1光学溝14と並行となるように、導光板10の出射面12上に設置される。
The optical sheet (prism film) 50 is made of a transparent material such as PMMA, polyolefin, or polycarbonate, for example, and has a reflective surface 53 that forms a continuous prism-like structure on a lower surface 52 that faces the upper surface 51. The optical sheet 50 is installed on the light emission surface 12 of the light guide plate 10 so as to be parallel to the first optical grooves 14 formed on the reflection surface 13 of the light guide plate 10.

前記バックライト装置(又は面光源装置)は、携帯電話・電子手帳等の液晶表示装置に於いて、バックライトとして使用することが出来る。   The backlight device (or surface light source device) can be used as a backlight in a liquid crystal display device such as a mobile phone or an electronic notebook.

導光板の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of a light-guide plate. 導光板の縦方向要部側面図である。It is a longitudinal direction principal part side view of a light-guide plate. 第1光学溝の作用を説明する導光板の縦方向要部断面図である。It is a longitudinal direction principal part sectional drawing of the light-guide plate explaining the effect | action of a 1st optical groove. 導光板の横方向側面図である。It is a horizontal direction side view of a light-guide plate. 第2光学溝の作用を示す導光板の横方向要部断面図である。It is a horizontal direction principal part sectional drawing of the light-guide plate which shows the effect | action of a 2nd optical groove. ホログラムを200倍に拡大した拡大図である。It is the enlarged view which expanded the hologram 200 times. ホログラムをさらに拡大した拡大図である。It is the enlarged view which expanded the hologram further. ホログラムの作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of a hologram. ホログラムの製造装置の概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of the manufacturing apparatus of a hologram. ホログラムを形成する感光性フィルムを示す図である。It is a figure which shows the photosensitive film which forms a hologram. バックライト装置の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of backlight apparatus. 光学シートを示す上面図である。It is a top view which shows an optical sheet. 従来の導光板の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of the conventional light-guide plate. 従来の導光板及びバックライト装置の使用態様を示す図である。It is a figure which shows the usage condition of the conventional light-guide plate and a backlight apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10 導光板
11 入射面
12 出射面
13 反射面
14 第1光学溝
15 第2光学溝
20 光源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light guide plate 11 Incident surface 12 Outgoing surface 13 Reflecting surface 14 1st optical groove 15 2nd optical groove 20 Light source

Claims (9)

一つの側面を入射面とし、該入射面に直交する出射面と、該出射面に対向する反射面とを有し、前記入射面の長手方向に沿って配置された複数の光源から前記入射面に光線が入射される導光板であって、
前記反射面は、前記光源から前記入射面に入射する前記出射面の法線に対してある角度を有する光線を受けて前記法線との成す角度が減少した光線を反射する、前記入射面の長手方向に形成された複数の第1光学溝を有するとともに、前記入射する光線の少なくとも一部を前記入射面内で前記法線に対する角度を変えて反射する、前記入射面から所定距離にわたって前記入射面の長手方向に直交する方向に形成された複数の第2光学溝を有し、
前記出射面は、該出射面の法線に対して所定角度以下の角度を成して前記反射面から入射する光線を拡散して透過する異方性拡散パターンであって、前記入射する光線を前記入射面の長手方向への拡散幅が前記長手方向と直交する方向への拡散幅より大きくなるように拡散する異方性拡散パターンを有すること
を特徴とする導光板。
The incident surface is formed of a plurality of light sources arranged along the longitudinal direction of the incident surface, the incident surface being one incident surface, an exit surface orthogonal to the incident surface, and a reflective surface facing the exit surface. A light guide plate on which light is incident,
The reflecting surface receives a light beam having an angle with respect to a normal line of the exit surface incident on the incident surface from the light source and reflects a light beam having a reduced angle with the normal line. A plurality of first optical grooves formed in a longitudinal direction, and reflecting at least a part of the incident light beam at a predetermined distance from the incident surface by reflecting at least a part of the incident light beam at an angle with respect to the normal line in the incident surface; A plurality of second optical grooves formed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the surface;
The exit surface is an anisotropic diffusion pattern that diffuses and transmits light incident from the reflective surface at an angle of a predetermined angle or less with respect to the normal of the exit surface, and the incident light A light guide plate having an anisotropic diffusion pattern that diffuses so that a diffusion width in a longitudinal direction of the incident surface is larger than a diffusion width in a direction orthogonal to the longitudinal direction.
前記第1光学溝は、前記入射面と88度以上の角度をなす第1面を有することを特徴とする請求項1記載の導光板。   The light guide plate according to claim 1, wherein the first optical groove has a first surface that forms an angle of 88 degrees or more with the incident surface. 前記光源の発光面は前記入射面と対向し、前記入射面の前記出射面及び前記反射面間の厚みは、前記発光面の前記厚み方向の長さに対して±50μm以内であることを特徴とする請求項1又は2記載の導光板。   The light emitting surface of the light source faces the incident surface, and the thickness of the incident surface between the emitting surface and the reflecting surface is within ± 50 μm with respect to the length of the light emitting surface in the thickness direction. The light guide plate according to claim 1 or 2. 前記第2光学溝が形成される前記所定距離は、前記入射面の前記出射面及び前記反射面間の厚みの10倍以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の導光板。   The said predetermined distance in which the said 2nd optical groove is formed is 10 times or less of the thickness between the said output surface of the said incident surface, and the said reflective surface, The Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. Light guide plate. 前記異方性拡散パターンは、前記入射面と直交する方向への拡散幅に対する前記入射面の長手方向への拡散幅が1:30以上であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の導光板。   5. The anisotropic diffusion pattern according to claim 1, wherein a diffusion width in a longitudinal direction of the incident surface with respect to a diffusion width in a direction orthogonal to the incident surface is 1:30 or more. The light guide plate described in 1. 前記入射面に沿った前記光源間の距離Pと前記入射面及び前記光源間の距離Lの比率L/Pが0.474以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の導光板。   The ratio L / P between the distance P between the light sources along the incident surface and the distance L between the incident surface and the light source is 0.474 or less. Light guide plate. 請求項1乃至6のいずれかに記載の導光板を備えることを特徴とするバックライト装置。   A backlight device comprising the light guide plate according to claim 1. 前記導光板から出射した光線を前記導光板の出射面の法線方向に偏向する光学フィルムを備えることを特徴とする請求項7記載のバックライト装置。   The backlight device according to claim 7, further comprising an optical film that deflects the light beam emitted from the light guide plate in a normal direction of an emission surface of the light guide plate. 前記光学フィルムは、前記導光板の出射面に対向する面に複数のプリズム状偏向素子が形成されたものであることを特徴とする請求項8記載のバックライト装置。

9. The backlight device according to claim 8, wherein the optical film has a plurality of prismatic deflecting elements formed on a surface facing the light exit surface of the light guide plate.

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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008102762A1 (en) * 2007-02-20 2008-08-28 Nobuo Oyama Light source apparatus, lighting apparatus using the light source apparatus, and plant growing apparatus using lighting apparatus
WO2009072697A1 (en) * 2007-12-05 2009-06-11 Sunmoon University Industry Cooperation Foundation Optical panel having light diffusing waveguides for backlight
WO2009084513A1 (en) * 2007-12-27 2009-07-09 Kyocera Corporation Light source device and display device
JP2009157074A (en) * 2007-12-26 2009-07-16 Asahi Kasei Corp Light control unit
JP2009301848A (en) * 2008-06-12 2009-12-24 Furukawa Electric Co Ltd:The Planar light emitter, planar light emitter unit, and liquid crystal display device
US7845840B2 (en) 2007-05-17 2010-12-07 Wintek Corporation Light guide plate and backlight module having the same
JP2011119032A (en) * 2008-12-03 2011-06-16 Panasonic Corp Light guide plate and display device using the same
WO2012043361A1 (en) * 2010-09-29 2012-04-05 シャープ株式会社 Illumination device and display device
US9188729B2 (en) 2012-10-15 2015-11-17 Samsung Display Co., Ltd. Prism sheet, backlight unit including the same, and method of manufacturing the same
WO2023115276A1 (en) * 2021-12-20 2023-06-29 京东方科技集团股份有限公司 Light guide plate and backlight module

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101392288B1 (en) * 2007-01-24 2014-05-07 도레이 카부시키가이샤 Diffusion sheet and back lighting unit using same
JP4747153B2 (en) * 2007-11-06 2011-08-17 瑞儀光電股▲分▼有限公司 Structure that corrects the outgoing light field of the light guide plate
DE102018104055A1 (en) * 2018-02-22 2019-08-22 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Lighting device for motor vehicles with an elongated light guide

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3615355B2 (en) * 1997-06-04 2005-02-02 株式会社エンプラス Sidelight type surface light source device and light guide plate
JP4170084B2 (en) * 2002-12-04 2008-10-22 三菱電機株式会社 Planar light source device and display device

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008102762A1 (en) * 2007-02-20 2008-08-28 Nobuo Oyama Light source apparatus, lighting apparatus using the light source apparatus, and plant growing apparatus using lighting apparatus
US7845840B2 (en) 2007-05-17 2010-12-07 Wintek Corporation Light guide plate and backlight module having the same
WO2009072697A1 (en) * 2007-12-05 2009-06-11 Sunmoon University Industry Cooperation Foundation Optical panel having light diffusing waveguides for backlight
JP2009157074A (en) * 2007-12-26 2009-07-16 Asahi Kasei Corp Light control unit
WO2009084513A1 (en) * 2007-12-27 2009-07-09 Kyocera Corporation Light source device and display device
JP5119271B2 (en) * 2007-12-27 2013-01-16 京セラ株式会社 Light source device and display device
JP2009301848A (en) * 2008-06-12 2009-12-24 Furukawa Electric Co Ltd:The Planar light emitter, planar light emitter unit, and liquid crystal display device
JP2011119032A (en) * 2008-12-03 2011-06-16 Panasonic Corp Light guide plate and display device using the same
WO2012043361A1 (en) * 2010-09-29 2012-04-05 シャープ株式会社 Illumination device and display device
US9188729B2 (en) 2012-10-15 2015-11-17 Samsung Display Co., Ltd. Prism sheet, backlight unit including the same, and method of manufacturing the same
WO2023115276A1 (en) * 2021-12-20 2023-06-29 京东方科技集团股份有限公司 Light guide plate and backlight module

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