JP4048526B2

JP4048526B2 - Surface lighting device

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Publication number: JP4048526B2
Application number: JP2001396870A
Authority: JP
Inventors: 亨國持; 信吾鈴木
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2021-12-27
Also published as: JP2003197020A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナル・コンピュータやワードプロセッサ等（以下、これらをパソコンという）あるいは小型携帯情報機器のディスプレー部分に使用される、面状照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パソコンのディスプレーに用いられるものとしては、これまで、陰極線管（いわゆるブラウン管）が主流であったが、これはなにぶんにも大型、高重量である上に、消費電力が大きいものであることから、最近では液晶パネルが多用化されている。このため、液晶パネルの画素数が多いものが開発され、また、他の回路素子の小型化も進んだことから、ノートブック型あるいはこれに準ずる小型のパソコンが急速に普及している。また、液晶パネルは、上記パソコンのほかにも小型携帯情報機器その他の各電子機器のディスプレーとして多く使用されている。
【０００３】
このように液晶パネルの需要は急激に増大しているが、液晶パネル自体は発光しないので照明装置が必要となる。従来は、パソコンのように比較的大きな面積のディスプレーにあっては、この照明装置としてたとえば冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）あるいは熱陰極蛍光管（ＨＣＦＬ）を使用していた。これらいずれのものを使用する場合であっても、蛍光管であるから電極間で放電をさせるのに高い電圧が必要となる。このため、半導体を使用した発振回路を設け、発振で生じた電圧を蛍光管に供給していた。また、携帯電話機のように比較的小さな面積のディスプレーでも、光源として蛍光管を用いていた。
【０００４】
パソコンは電気回路と電気装置の結集であるから、それ自体、電力を消費する。そこで省電力のための研究が進められ、現在では、以前のものに比べて消費電力が格段に小さくなったものが普及している。特にノートブック型や小型携帯情報機器のものにこの傾向が多い。しかしながら照明装置の電力消費量が大きいと、電池の発生電力の大半がこの照明装置で消費されてしまうことになる。また、蛍光管に使用されている水銀による環境汚染や、発振回路から発生する輻射ノイズの周辺機器に及ぼす影響が懸念されている。
【０００５】
そこで蛍光管を使用せず、これに代わるものとして白色の発光ダイオードを使用するものが開発され、本出願人により、すでに特許出願されている（特開２０００−１１７２３等参照）。この方式の基本的な構造を図５について説明する。この方式では、液晶パネル１の上面には、透光性材料からなる板状導光体２が重ね合わされており、図において上方から見る観察者は、液晶パネル１の表示を板状導光体２を通して観察するようになっており、フロントライトユニットと称されるものである。
【０００６】
板状導光体２の形状は、液晶パネル１と同形の平面四方形であり、その少なくとも一端には、透光性材料からなる棒状導光体３が配設されている。液晶パネル１と透光性材料からなる板状導光体２の間および板状導光体２と棒状導光体３の間は、図５においてはそれぞれ離して描かれているが、実際のものは、すべてが近接している。板状導光体２の表面には、光路変換手段として、断面形状が三角形の溝部２ａが平行に多数条設けられている（図６参照）。また、棒状導光体３の一部にも、後述するような光路変換手段が施されている。
【０００７】
棒状導光体３の一端または両端には、発光体である発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」ともいう）４，４が配置され、棒状導光体３とＬＥＤ４，４とで、棒状の光源部を形成している。このＬＥＤ４は、図においては棒状導光体３と離れているが、実際には棒状導光体３に近接している。ＬＥＤ４の発光色は白色であり、電流を通じて発光したとき、その光の大半が棒状導光体３に向かうように、ケース等により、必要に応じて周囲を囲むようにしてある。
【０００８】
この構造においてＬＥＤ４，４を発光させると、その光線は棒状導光体３の光路変換手段３ａにより板状導光体２側へ入射する。そして板状導光体２の溝部２ａによって光線を板状導光体２から出射させて液晶パネル１を照明する。照明された液晶パネル１の表示は、板状導光体２を透過して観察者に観察される。
【０００９】
以上説明した構造において、棒状導光体３には、前述のように光路変換手段が施されている。光路変換手段としては、棒状導光体３の表面の一部を粗面化して形成したもの、また、棒状導光体３の表面の一部に白色塗料を塗布して形成したもの、さらに図示するように棒状導光体３の表面の一部にプリズム形状部分３ａを継続して設けて形成したものがある。上記構造のものにおいては、棒状導光体３に入射したＬＥＤ４からの光線を、棒状導光体３の光路変換手段によって板状導光体２側に導くようにしている。
【００１０】
ところで、図５に示す構造は、面状照明装置の基本的構造を模式的に示したものであり、実際には、小型携帯情報機器等のディスプレー部分に使用されることを考慮して、小型化、薄型化を促進するための種々の工夫がなされている。例えば、図７に示すように、ＬＥＤ４には、いわゆるチップ型ＬＥＤが用いられ、板状導光体２や棒状導光体３も、各々の長さ寸法や幅寸法に比して、その厚さ寸法を極めて薄く形成している。そして、図７にその一部分のみ示すハウジングフレーム５によって、各部品が一体にまとめられ、面状照明装置アッセンブリーとして取扱うことが可能となっている。このハウジングフレーム５は、枠状の樹脂成形品であり、液晶パネル１の位置決め部と、板状導光体２の位置決め部と、棒状導光体３の位置決め部と、ＬＥＤ４の位置決め部とを備えている。よって、液晶パネル１、板状導光体２、棒状導光体３、ＬＥＤ４等をそれらの位置決め部に嵌め込むことにより、各部品間の位置精度や、必要な強度を確保することができる。図中の符号６は、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の面状照明装置は、図８に示すように、棒状導光体３の長さＡを板状導光体２の幅Ｂと同じかそれ以上に設定していたため、棒状導光体３とＬＥＤ４，４とで構成される、棒状の光源部全体としての長さＣは、板状導光体２の幅Ｂを必ず上回ることとなる。その結果、図７に示すように、各構成部品の周囲を囲むハウジングフレーム５を含んだ、面状照明装置アッセンブリー全体としての体積が増加して、面状照明装置の更なる小型化の促進を阻む要因となっている。
【００１２】
一方、図９に示すように、棒状導光体３とＬＥＤ４，４とで構成される棒状の光源部の長さＣ’を板状導光体２の幅Ｂ以下とし、これに伴い棒状導光体３の長さをＡ’へと短縮した場合には、面状照明装置アッセンブリー全体としての大型化の問題を解決することは可能であるが、棒状導光体３からの出射光が、板状導光体の全幅Ｂにわたって届き難く、板状導光体２の幅方向端部から所定距離Ｄの領域（斜線で示す）は、その他の領域に比して暗くなる（暗部を生じる）という欠点があった。
また、図９の寸法関係にあるときには、本発明の出願人が特開２００１−３５２２７公報において、面状照明装置の問題点として開示している、いわゆる「直接光輝線」等の問題を発生させ、照明装置としての機能を低下させる原因ともなる。
【００１３】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、面状照明装置の機能を低下させることなく、その小型化を促進し、小型携帯情報機器等のディスプレー部分としての使用に、より適した面状照明装置を提供することにある。
特に、本発明は、棒状の光源部の長さ方向の小型化を可能とし、ディスプレー部分として用いる小型携帯情報機器等の部品のアレンジに応じた面状照明装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための、本発明の請求項１に係る面状照明装置は、透光性材料からなる板状導光体の側端面のうち少なくとも一面に沿って近接配置される透光性材料からなる棒状導光体と、該棒状導光体の両端部のうち少なくとも一方に配置される点状光源とで構成した棒状の光源部を具備して、前記板状導光体の側端面に照射され前記板状導光体内に導かれた光を、前記板状導光体の表面から表示装置の表示部へと出射する面状照明装置であって、前記棒状導光体の長さ寸法を前記板状導光体の幅寸法以下とし、当該棒状導光体から出射される光を、前記板状導光体の側端面の全幅にわたって導くための中間導光体が、前記棒状導光体と前記板状導光体との間に配置され、なおかつ、前記中間導光体は、前記棒状導光体との対向面の長さが前記棒状導光体の長さ寸法と略同一であり、前記板状導光体との対向面の長さが前記板状導光体の幅寸法と略同一であり、当該両対向面の連結面が、前記中間導光体の内部を進行する光の反射面として構成され、かつ、前記板状導光体との対向面に、前記連結面へ向けて前記棒状導光体から出射された光を反射させる、プリズム群を有することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明によれば、面状照明装置としての輝度分布を劣化させることなく、当該面状照明装置における棒状の光源部の長さ寸法を従来構造の場合よりも小さくすることが可能となる。すなわち、長さ寸法を前記板状導光体の幅寸法以下とした棒状導光体から出射される光を、前記中間導光体によって、前記板状導光体の側端面の全幅にわたって導くことにより、前記板状導光体に暗部を形成することを防止できる。
【００１６】
また、本発明によれば、前記中間導光体の前記棒状導光体との対向面の長さが、前記棒状導光体の長さ寸法と略同一であることから、前記棒状導光体との対向面の長さを、前記棒状導光体からの入射光を効率的に前記中間導光体内へと導くために必要な最小限の寸法にすることができる。
また、前記板状導光体との対向面の長さが、前記板状導光体の幅寸法と略同一であることから、前記板状導光体との対向面の長さを、前記中間導光体から前記板状導光体の側端面の全幅にわたって、光を出射するに必要な最小限の寸法にすることができる。
そして、当該両対向面の連結面が、前記中間導光体の内部を進行する光の反射面として構成され、かつ、前記板状導光体との対向面に、前記連結面へ向けて前記棒状導光体から出射された光を反射させる、プリズムを有することにより、前記棒状導光体との対向面から前記中間導光体に進入した光の一部を、前記プリズムによって前記連結面へと反射させ、さらに、前記中間導光体の内部を進行する、プリズムによる反射光を前記連結面で反射させて、前記板状導光体との対向面の全体から、前記板状導光体の側端面の全幅へと、光を出射させることができる。なお、前記プリズムにより反射されない光は、前期板状導光体との対向面から、前記板状導光体の側端面へと直接的に照射される。
【００１７】
また、本発明の請求項２に係る面状照明装置は、請求項１記載の面状照明装置において、前記プリズム群は、前記連結面へ向けて前記棒状導光体から出射された光を反射させ、当該光をさらに前記連結面で反射させて、前記板状導光体の幅方向端部から所定距離の領域へと、光を効率的に供給可能な形態で設けられているものである。
本発明によれば、暗部を生じ易い板状導光体の幅方向端部から所定距離の領域に対して、効率的に、前記プリズム群と前記連結面とで反射する光を利用した光の供給を行い、前記板状導光体の側端面の全体にわたって、均一に光を照射するものである。
【００１８】
また、本発明の請求項３に係る面状照明装置は、請求項１または２記載の面状照明装置において、前記連結面の少なくとも一部の領域は、前記板状導光体との対向面と直交する面に対する角度θをθ≧４０°としたものである。
本発明によれば、前記連結面の少なくとも一部の領域が、前記板状導光体との対向面と直交する面に対する角度θをθ≧４０°とした場合には、前記中間導光体の連結面が空気層に面している場合に、当該角度を満たす領域が、前記中間導光体の内部を進行する、プリズムによる反射光を反射させて、前記板状導光体との対向面へと光を進行させ、前記板状導光体の側端面の全体にわたって、十分に光を照射することが可能となる。
【００１９】
また、本発明の請求項４に係る面状照明装置は、請求項１から３のいずれか１項記載の面状照明装置において、前記連結面に、前記中間導光体の内部を進行する光の反射層を設けたことを特徴とする。
本発明によれば、前記連結面に、前記中間導光体の内部を進行する光の反射層を設けたことで、プリズムによる反射光を反射させて、前記板状導光体との対向面へと光を進行させ、前記板状導光体の側端面の全体にわたって、光を照射することが可能となる。なお、本発明によれば、前記連結面と、前記板状導光体との対向面と直交する面に対する角度θに、前記中間導光体の内部を進行する光を反射させる為の、角度制限が緩和される。
【００２０】
また、本発明の請求項５に係る面状照明装置は、請求項４記載の面状照明装置において、前記反射層は、外部からの入射光を遮蔽するものである。
本発明によれば、前記連結面に設けた前記反射層が、外部からの入射光を遮蔽することにより、いわゆる「直接光輝線」等の原因となる、前記板状導光体への不要な入射光を遮断することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、従来技術と同一部分または相当する部分については同一符号で示し、詳しい説明は省略する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態に係る面状照明装置７の要部を、模式的に示す平面図である。面状照明装置７は、図９に示す従来例と同様に、棒状の光源部を構成する棒状導光体３の長さ寸法Ａ’を、板状導光体２の幅寸法Ｂ以下としている。そして、棒状の光源部を構成する棒状導光体３から出射される光を、板状導光体２の側端面の全幅（寸法Ｂ）にわたって導く中間導光体８を、棒状導光体３と板状導光体２との間に配置したものである。
なお、従来（図５、図６）と同様に、棒状導光体３が備える光路変換手段３ａと、板状導光体２が備える溝部２ａについては、図１においてその図示を省略している。
【００２３】
ここで、中間導光体８について詳しく説明する。中間導光体８は、棒状導光体３との対向面８ａの長さが、棒状導光体３の長さ寸法Ａ’に基き決定され、板状導光体２との対向面８ｂの長さが、板状導光体２の幅寸法Ｂに基き決定されるものである。図１の例では、棒状導光体３との対向面８ａの長さは、棒状導光体の長さ寸法Ａ’と同一であるが、厳密に一致させる必要はない。また、板状導光体２との対向面８ｂの長さは、板状導光体２の幅寸法Ｂと同一であるが、係る寸法も、厳密に一致させる必要はない。いずれにせよ、中間導光体８は、板状導光体２の幅寸法Ｂと略等しいかそれ以下の長さを有するものである。
また、中間導光体８は、その両対向面８ａ、８ｂを連結する連結面（中間導光体８の長手方向に位置する連結面）８ｃ、８ｄが、中間導光体８の内部を進行する光（図示の例では、符号Ｌ_２で示す。）の反射面として構成され、かつ、板状導光体２との対向面８ｂに、棒状導光体３から出射された光（図示の例では、符号Ｌ_１で示す。）を、連結面８ｃ、８ｄへ向けて反射させる、複数のプリズム９（プリズム群）を有している。
なお、中間導光体８の材質は、板状導光体２、棒状導光体３と同様に透光性を有する材料であればよく、生産性や取り扱い性を考慮して、全てを同一材料で構成してもよい。また、厚さ方向（図１の紙面に垂直な方向）の寸法に関しては特に限定するものではなく、光の結合効率や取り扱い性から適宜決定するものである。
【００２４】
ところで、中間導光体８の、板状導光体２との対向面８ｂに形成されたプリズム９は、図１に示すように、中間導光体８の厚さ方向（図１の紙面に垂直な方向）に連続したＶ溝として形成しても良く、また、厚さ方向に不連続のＶ字谷状の凹部として形成しても良く、他の形状の凹部であっても良い。さらに、図２に示すように、複数のプリズム９（プリズム群）を、板状導光体との対向面８ｂの長手方向における両端部（中間導光体８を長手方向に見たときに、連結面８ｃ、８ｄが存在する範囲）と中央部を除く位置で、プリズムの存在密度が最も大きくなる（隣り合うプリズム間の間隔が最も狭くなる）ように設けることとしてもよい。あるいは、図３に示すように、その深さを、中間導光体８の両端部と中央部を除く位置で最も深くなるように構成しても良い。
また、図４に示すように微細な凹凸面９”として形成しても良い。さらには、図示を省略するが、いわゆる階段状の凹凸形状を形成したり、曲線形状を組み合わせたプリズムを構成しても良い。すなわち、中間導光体８を通過する光の一部を連結面８ｃ、８ｄへ向けて反射させる機能を有するものであれば、その形状は限定されない。
すなわち、何れの例においても、前記プリズム群は、板状導光体との対向面８ｂの長手方向における両端部と中央部を除く位置で、プリズムの存在密度が最大となるか、又は、プリズムの深さが最深となるように設けられているものである。
【００２５】
そして、いずれの形状のプリズムを用いる場合であっても、板状導光体２との対向面８ｂに形成されたプリズム９の傾斜面の角度は、図１に示すように、棒状導光体３から出射された光Ｌ_１が、最終的に連結面８ｃ、８ｄで反射されて板状導光体２の側端面に照射される光Ｌ_３となった時点で、板状導光体２の幅方向端部から所定距離の領域（暗部を形成する領域）に進入することにより、その領域に暗部を作り出さないような方向となるように、その角度を決定している。
以上の構成から、前記プリズム群は、何れの例も、連結面８ｃ、８ｄへ向けて棒状導光体３から出射された光を反射させ、さらに連結面８ｃ、８ｄで反射させて、板状導光体２の幅方向端部から所定距離の領域（図９の符号Ｄ参照）へと、光を効率的に供給可能な形態で設けられている。
【００２６】
さらに、中間導光体８の連結面８ｃ、８ｄは、図１の例では平面をなしているが、平面と曲面または凹凸面の組み合わせであっても良く、曲面または凹凸面のみで構成されていても良い。さらに、連結面８ｃは鏡面仕上である必要もなく、意図的に粗面仕上げとしても良く、微細なプリズム形状としても良い。
いずれの場合であっても、連結面８ｃ、８ｄの少なくとも一部の領域は、板状導光体との対向面８ｂと直交する面に対する角度θ（図１の連結面８ｃにのみ示す。）を、θ≧４０°とすることにより、連結面８ｃ、８ｄが空気層に面している場合に、連結面８ｃ、８ｄの当該角度θを満たす領域が、中間導光体８の内部を進行する、プリズムによる反射光Ｌ_２を効率的に反射（多くの光を反射）させて、板状導光体２との対向面８ｂへと光Ｌ_３を進行させることが可能となる。
【００２７】
また、連結面８ｃ、８ｄの表面に、中間導光体８の内部を進行する反射光Ｌ_２の反射層を設けることも可能である。かかる反射層として、例えば、連結面８ｃ、８ｄの表面に、光反射性材料（アルミニウム、銀等の金属や、白色塗料等の化学物質）の層を設ける場合や、中間導光体８とは別個の光反射性部材）で連結面８ｃ、８ｄを覆うことにより、反射層を構成することもできる。このように、連結面８ｃ、８ｄに反射層を設けた場合には、前記板状導光体との対向面８ｂと直交する面に対する角度θの限定が緩和され、当該反射層自体の反射機能により、プリズムによる反射光Ｌ_２を反射させて、板状導光体２との対向面８ｂへと光Ｌ_３を進行させることが可能となる。
【００２８】
なお、連結面８ｃ、８ｄに設ける反射層は、外部からの入射光をも遮蔽するものであることが望ましい。この構成によれば、当該反射層が、外部からの不要な入射光、例えば、ＬＥＤ４と棒状導光体３との境界部分から漏れ出て、中間導光体８の連結面８ｃ、８ｄに直接入射する光Ｌ_０等を遮蔽するので、いわゆる「直接光輝線」等の原因を断ち、照明装置としての機能低下を防ぐことができる。
【００２９】
さらに、中間導光体８から板状導光体２へと入射する光Ｌ_３にムラが生ずるような場合には、中間導光体８と板状導光体２との間に、図示しない光拡散板を挿入したり、また、板状導光体２の側端面に光拡散処理（疎面加工や拡散材料の塗布等）を施すことにより、かかるムラの問題を解消することができる。
【００３０】
上記構成をなす本発明の実施の形態により得られる作用効果は、以下の通りである。まず、本発明の実施の形態では、棒状導光体の長さ寸法Ａ’を板状導光体２の幅寸法Ｂ以下、かつ、中間導光体８の長さ寸法も板状導光体２の幅寸法Ｂと略等しいかそれ以下とすることで、当該面状照明装置の幅寸法を、従来構造よりも小さくすることが可能となる。
しかも、板状導光体２の幅寸法Ｂ以下の長さ寸法Ａ’である棒状の光源部の、棒状導光体から出射される光Ｌ_１を、中間導光体８によって、板状導光体２の側端面の全幅にわたって導くことにより、板状導光体２に暗部（図９参照）を形成することを防止できる。
【００３１】
また、中間導光体８の棒状導光体３との対向面８ａの長さが、棒状導光体３の長さ寸法Ａ’と略同一であることから、棒状導光体３との対向面８ａの長さを、棒状導光体３からの入射光を効率的に中間導光体８内へと導くために必要な最小限の寸法にすることができる。また、板状導光体２との対向面８ｂの長さが、板状導光体２の幅寸法Ｂと略同一であることから、板状導光体２との対向面８ｂの長さを、中間導光体８から板状導光体２の側端面の全幅にわたって、光を出射するに必要な最小限の寸法にすることができる。よって、面状照明装置７の幅方向の寸法を必要最小限に止め、小型化を促進することができる。
そして、両対向面８ａ、８ｂの連結面８ｃ、８ｄが、中間導光体８の内部を進行する反射光Ｌ_２の反射面として構成され、かつ、板状導光体２との対向面８ｂに、連結面８ｃ、８ｄへ向けて棒状導光体３から出射された光Ｌ_１を反射させる、プリズム９を有することにより、棒状導光体３との対向面８ａから中間導光体８に進入した光の一部Ｌ_１を、プリズム９によって連結面８ｃ、８ｄへと反射させ（Ｌ_２）、さらに、中間導光体８の内部を進行する、プリズム９による反射光Ｌ_２を連結面８ｃ、８ｄで反射させて、プリズム９に当たらず屈折しない光Ｌ_１０も合せて、板状導光体２との対向面８ｂの全体から、板状導光体２の側端面の全幅Ｂへと、光を出射させることができる。
【００３２】
さらに、中間導光体８において、複数のプリズム９を、図２〜図４に符号９、９’、９”で示すように、板状導光体３との対向面８ｂの、両端部近傍と中央部を除く位置にプリズムの存在密度が最も大きくなるか、又は、プリズムの深さが最も深くなるように設ける場合には、暗部を生じ易い板状導光体の幅方向端部から所定距離の領域（図９参照）に対して、より効率的に、プリズム９、９’、９”と連結面８ｃ、８ｄとで反射する光Ｌ_３を利用した光の供給を行い、板状導光体２の側端面の全体にわたって、均一に光を照射するものである。この場合、プリズム９を、板状導光体３との対向面８ｂの中央部ほどその存在密度を小さくしたり、又は、プリズムの深さを浅く設けたのは、中央部ほど連結面８ｃ、８ｄとの距離が長くなるために光の吸収損失が大きくなることと、光路長が長くなると光の制御性が難しくなること、棒状導光体から出射する光の量が微視的に観察すると中央部ほど少なくなる傾向にある（あるいはその様に調整できる）ことによるものである。
【００３３】
さらに、連結面８ｃ、８ｄの少なくとも一部の領域において、板状導光体２との対向面８ｂと直交する面に対する角度θをθ≧４０°とした場合には、中間導光体８の連結面８ｃ、８ｄが空気層に面している場合に、当該角度を満たす領域において、中間導光体８の内部を進行する、プリズム９による反射光Ｌ_２を反射させて、板状導光体２との対向面８ｂへと光Ｌ_３を進行させ、板状導光体２の側端面の全体Ｂにわたって、十分に光を照射することが可能となる。
【００３４】
また、連結面８ｃ、８ｄに、中間導光体８の内部を進行する光Ｌ_２の反射層を設けた場合には、プリズム９による反射光Ｌ_２を反射させて、板状導光体２との対向面８ｂへと光を進行させ（Ｌ_３）、板状導光体２の側端面の全体Ｂにわたって、光を照射することが可能となる。しかも、かかる構成により、連結面８ｃ、８ｄと、板状導光体２との対向面８ｂと直交する面に対する角度θの制約が緩和され、反射層自体の反射機能によりプリズム９による反射光Ｌ_２を反射させて、板状導光体２との対向面８ｂへと光を進行させることが可能となる。
【００３５】
さらに、連結面８ｃ、８ｄに設けた反射層を、外部からの入射光Ｌ_０を遮蔽するものとすることで、当該反射層が、いわゆる「直接光輝線」等の原因となる不要な入射光Ｌ_０を遮断し、照明装置としての機能低下を防ぐことができる。
【００３６】
加えて、図示は省略するが、中間導光体８を板状導光体２あるいは棒状導光体３と一体に形成し、係る一体の導光体の適切な位置に、プリズム９を形成したものを用いることも可能である。
なお、本発明の実施の形態では、フロントライトユニットを例に挙げて説明したが、透過型の液晶パネルをその後方から照らす、いわゆるバックライトユニットにおいても、同様の作用効果を得ることが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明はこのように構成したので、面状照明装置の機能を低下させることなく、その小型化を促進し、小型携帯情報機器等のディスプレー部分としての使用に、より適した面状照明装置を提供することが可能となる。
特に、本発明によれば、棒状の光源部の長さ方向の小型化を可能とし、ディスプレー部分として用いる小型携帯情報機器等の部品のアレンジに、柔軟に対応することが可能な面状照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る面状照明装置の要部を、模式的に示す平面図である。
【図２】図１に示す本発明の実施の形態に係る面状照明装置の応用例を、模式的に示す平面図である。
【図３】図１に示す本発明の実施の形態に係る面状照明装置の別の応用例を、模式的に示す平面図である。
【図４】図１に示す本発明の実施の形態に係る面状照明装置の更に別の応用例を、模式的に示す平面図である。
【図５】従来の面状照明装置の基本的な構造を示す斜視図である。
【図６】図５に示す面状照明装置の、板状導光体に形成された断面形状が三角形の溝部を示す側面図である。
【図７】従来の面状照明装置の具体的構造を部分的に示す斜視図である。
【図８】従来の面状照明装置の問題点を示す平面模式図である。
【図９】従来の面状照明装置の別の問題点を示す平面模式図である。
【符号の説明】
２板状導光体
３棒状導光体
４ＬＥＤ
７面状照明装置
８中間導光体
８ａ棒状導光体との対向面
８ｂ板状導光体との対向面
８ｃ、８ｄ連結面
９、９’、９” プリズム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a planar lighting device used for a display portion of a personal computer, a word processor or the like (hereinafter referred to as a personal computer) or a small portable information device.
[0002]
[Prior art]
  Until now, cathode ray tubes (so-called CRTs) have been the mainstream for displays used in personal computers. However, this is very large and heavy, and consumes a lot of power. Recently, liquid crystal panels have been widely used. For this reason, a liquid crystal panel having a large number of pixels has been developed, and the miniaturization of other circuit elements has progressed. Therefore, notebook computers or small personal computers corresponding thereto are rapidly spreading. In addition to the personal computer, the liquid crystal panel is often used as a display for small portable information devices and other electronic devices.
[0003]
  Thus, although the demand for liquid crystal panels is increasing rapidly, the liquid crystal panel itself does not emit light, so an illumination device is required. Conventionally, in a display having a relatively large area such as a personal computer, for example, a cold cathode fluorescent tube (CCFL) or a hot cathode fluorescent tube (HCFL) is used as the illumination device. Even if any of these are used, a high voltage is required to discharge between the electrodes because they are fluorescent tubes. For this reason, an oscillation circuit using a semiconductor is provided, and a voltage generated by the oscillation is supplied to the fluorescent tube. Further, a fluorescent tube is used as a light source even in a display having a relatively small area such as a mobile phone.
[0004]
  Since a personal computer is a collection of electrical circuits and electrical devices, it itself consumes power. Therefore, research for power saving has been promoted, and nowadays, those whose power consumption is much smaller than the previous ones are widespread. This tendency is especially true for notebook type and small portable information devices. However, if the power consumption of the lighting device is large, most of the generated power of the battery is consumed by this lighting device. In addition, there are concerns about the environmental pollution caused by mercury used in fluorescent tubes and the effect of radiation noise generated from the oscillation circuit on peripheral devices.
[0005]
  Accordingly, a fluorescent light tube that does not use a fluorescent tube and uses a white light emitting diode as an alternative has been developed, and a patent application has already been filed by the present applicant (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-11723, etc.). The basic structure of this method will be described with reference to FIG. In this method, a plate-like light guide 2 made of a light-transmitting material is superimposed on the upper surface of the liquid crystal panel 1, and an observer looking from above in the drawing can display the display of the liquid crystal panel 1 on the plate-like light guide. 2 and is called a front light unit.
[0006]
  The shape of the plate-like light guide 2 is a planar quadrangle that is the same shape as the liquid crystal panel 1, and a rod-like light guide 3 made of a translucent material is disposed at at least one end thereof. Although the space between the liquid crystal panel 1 and the plate-shaped light guide 2 made of a translucent material and the space between the plate-shaped light guide 2 and the rod-shaped light guide 3 are depicted separately in FIG. Things are all close together. On the surface of the plate-shaped light guide 2, a plurality of grooves 2a having a triangular cross-sectional shape are provided in parallel as an optical path changing means (see FIG. 6). Further, a part of the rod-shaped light guide 3 is also provided with optical path changing means as described later.
[0007]
  Light emitting diodes (hereinafter also referred to as “LEDs”) 4, 4 that are light emitters are disposed at one end or both ends of the rod-shaped light guide 3, and the rod-shaped light guide 3 and the LEDs 4, 4 constitute a rod-shaped light source unit. Is forming. The LED 4 is separated from the rod-shaped light guide 3 in the drawing, but is actually close to the rod-shaped light guide 3. The light emission color of the LED 4 is white, and when light is emitted through an electric current, the case is surrounded by a case or the like so that most of the light is directed to the rod-shaped light guide 3.
[0008]
  In this structure, when the LEDs 4 and 4 are caused to emit light, the light rays are incident on the plate-like light guide 2 side by the optical path changing means 3 a of the rod-like light guide 3. Then, a light beam is emitted from the plate-like light guide 2 by the groove 2 a of the plate-like light guide 2 to illuminate the liquid crystal panel 1. The display of the illuminated liquid crystal panel 1 is transmitted through the plate-like light guide 2 and observed by an observer.
[0009]
  In the structure described above, the rod-shaped light guide 3 is provided with optical path changing means as described above. As the optical path changing means, a part of the surface of the rod-shaped light guide 3 is formed by roughening, a part of the surface of the rod-shaped light guide 3 is formed by applying a white paint, and further illustrated. In some cases, a prism-shaped portion 3a is continuously provided on a part of the surface of the rod-shaped light guide 3. In the above structure, the light beam from the LED 4 incident on the rod-shaped light guide 3 is guided to the plate-shaped light guide 2 side by the optical path changing means of the rod-shaped light guide 3.
[0010]
  By the way, the structure shown in FIG. 5 schematically shows the basic structure of the planar illumination device, and is actually small in consideration of being used for a display portion of a small portable information device or the like. Various devices have been made to promote the reduction in thickness and thickness. For example, as shown in FIG. 7, a so-called chip-type LED is used as the LED 4, and the plate-like light guide 2 and the rod-like light guide 3 are also thicker than their respective length and width dimensions. The dimensions are extremely thin. Then, the parts are integrated together by the housing frame 5 shown only in a part of FIG. 7, and can be handled as a planar lighting device assembly. The housing frame 5 is a frame-shaped resin molded product, and includes a positioning portion of the liquid crystal panel 1, a positioning portion of the plate-like light guide 2, a positioning portion of the rod-like light guide 3, and a positioning portion of the LED 4. I have. Therefore, by fitting the liquid crystal panel 1, the plate-like light guide 2, the rod-like light guide 3, the LED 4, etc. into their positioning portions, it is possible to ensure the positional accuracy between the components and the required strength. Reference numeral 6 in the figure denotes an FPC (flexible printed circuit board).
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
  By the way, as shown in FIG. 8, the conventional planar illumination device has set the length A of the rod-shaped light guide 3 to be equal to or longer than the width B of the plate-shaped light guide 2. The overall length C of the rod-shaped light source unit composed of the body 3 and the LEDs 4 and 4 always exceeds the width B of the plate-like light guide 2. As a result, as shown in FIG. 7, the volume of the entire planar lighting device assembly including the housing frame 5 surrounding each component is increased, and further miniaturization of the planar lighting device is promoted. It is a factor to prevent.
[0012]
  On the other hand, as shown in FIG. 9, the length C ′ of the rod-shaped light source section composed of the rod-shaped light guide 3 and the LEDs 4, 4 is made equal to or less than the width B of the plate-shaped light guide 2, and accordingly the rod-shaped light guide When the length of the light body 3 is shortened to A ′, it is possible to solve the problem of increasing the size of the entire planar lighting device assembly, but the light emitted from the rod-shaped light guide 3 is It is difficult to reach over the entire width B of the plate-shaped light guide, and a region at a predetermined distance D from the end in the width direction of the plate-shaped light guide 2 (shown by hatching) becomes darker (produces a dark portion) than other regions. There was a drawback.
  Further, when the dimensional relationship of FIG. 9 is satisfied, the applicant of the present invention causes a problem such as a so-called “direct bright line” which is disclosed as a problem of the planar lighting device in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-35227. This also causes a decrease in the function as a lighting device.
[0013]
  The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to promote downsizing without deteriorating the function of the planar lighting device, and as a display part of a small portable information device or the like. It is to provide a planar lighting device that is more suitable for use.
  In particular, it is an object of the present invention to provide a planar illumination device that can be downsized in the length direction of a rod-shaped light source unit and that is adapted to the arrangement of components such as a small portable information device used as a display portion.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-described problem, a planar illumination device according to claim 1 of the present invention is a light-transmitting material that is disposed close to one another along at least one of the side end surfaces of a plate-shaped light guide made of a light-transmitting material. A side end face of the plate-shaped light guide, comprising a rod-shaped light source composed of a rod-shaped light guide made of a material and a point light source disposed at least one of both ends of the rod-shaped light guide. Is a planar illumination device that emits light guided to the plate-shaped light guide from the surface of the plate-shaped light guide to the display unit of the display device, the length of the rod-shaped light guide Intermediate light guide for guiding the light emitted from the rod-shaped light guide over the entire width of the side end surface of the plate-shaped light guide, with a dimension equal to or less than the width of the plate-shaped light guide.But, Arranged between the rod-shaped light guide and the plate-shaped light guideIn addition, the intermediate light guide has a length of a surface facing the rod-shaped light guide that is substantially the same as a length of the rod-shaped light guide, and a surface of the surface facing the plate-shaped light guide. The length is substantially the same as the width dimension of the plate-shaped light guide, the connecting surface of the opposing surfaces is configured as a reflection surface for light traveling inside the intermediate light guide, and the plate-shaped A prism group that reflects light emitted from the rod-shaped light guide toward the connection surface is provided on a surface facing the light guide.It is characterized by this.
[0015]
  According to the present invention, it is possible to make the length dimension of the rod-shaped light source unit in the planar illumination device smaller than that in the conventional structure without deteriorating the luminance distribution as the planar illumination device. That is, the light emitted from the rod-shaped light guide whose length is equal to or less than the width of the plate-shaped light guide is guided by the intermediate light guide over the entire width of the side end surface of the plate-shaped light guide. Thus, it is possible to prevent the dark portion from being formed in the plate-like light guide.
[0016]
  Also,According to the present invention, the length of the surface of the intermediate light guide facing the bar light guide is the length dimension of the bar light guide.Because it is almost the same asThe length of the surface facing the rod-shaped light guide can be set to the minimum dimension necessary for efficiently guiding incident light from the rod-shaped light guide into the intermediate light guide.
  The length of the surface facing the plate light guide is the width dimension of the plate light guide.Because it is almost the same asThe length of the surface facing the plate-shaped light guide is set to the minimum size necessary for emitting light over the entire width of the side end surface of the plate-shaped light guide from the intermediate light guide. it can.
  And the connection surface of the both opposing surfaces is configured as a reflection surface of light that travels inside the intermediate light guide, and the surface facing the plate-like light guide is directed toward the connection surface. By having a prism that reflects the light emitted from the rod-shaped light guide, a part of the light that has entered the intermediate light guide from the surface facing the rod-shaped light guide is transferred to the connection surface by the prism. Furthermore, the plate-shaped light guide is reflected from the entire surface facing the plate-shaped light guide by reflecting light reflected by the prism, which travels inside the intermediate light-guide, at the connection surface. The light can be emitted to the full width of the side end face. In addition, the light which is not reflected by the prism is directly irradiated to the side end surface of the plate-shaped light guide from the surface facing the plate-shaped light guide.
[0017]
  Further, the claims of the present invention2The planar lighting device according to claim1In the planar illumination device described above, the prism group reflects the light emitted from the rod-shaped light guide toward the connection surface, further reflects the light on the connection surface, and the plate-shaped light guide. It is provided in a form capable of efficiently supplying light from a widthwise end of the body to a region at a predetermined distance.
  According to the present invention, light that efficiently reflects light reflected by the prism group and the coupling surface with respect to a region at a predetermined distance from the end in the width direction of the plate-like light guide that easily generates a dark portion. Supply is performed, and light is uniformly irradiated over the entire side end face of the plate-like light guide.
[0018]
  Further, the claims of the present invention3The planar lighting device according to claim1Or2In the planar lighting device, at least a part of the connection surface has an angle θ with respect to a surface orthogonal to a surface facing the plate-shaped light guide, θ ≧ 40 °.
  According to the present invention, when the angle θ of at least a part of the connecting surface with respect to the surface orthogonal to the surface facing the plate-shaped light guide is θ ≧ 40 °, the intermediate light guide When the connecting surface of the light source faces the air layer, the region satisfying the angle travels inside the intermediate light guide, reflects the light reflected by the prism, and faces the plate-like light guide. Light is allowed to travel to the surface, and light can be sufficiently irradiated over the entire side end surface of the plate-like light guide.
[0019]
  Further, the claims of the present invention4The planar lighting device according to claim1From3The planar illumination device according to any one of the above, wherein a reflection layer for light traveling inside the intermediate light guide is provided on the connection surface.
  According to the present invention, a reflection layer for light traveling in the intermediate light guide is provided on the coupling surface, so that the reflected light from the prism is reflected to face the plate-shaped light guide. It is possible to cause light to travel to the entire side end face of the plate-like light guide. According to the present invention, the angle for reflecting the light traveling inside the intermediate light guide at an angle θ with respect to the surface orthogonal to the facing surface of the connecting surface and the plate-shaped light guide. Restrictions are relaxed.
[0020]
  Further, the claims of the present invention5The planar lighting device according to claim4In the surface illumination device described above, the reflection layer shields incident light from the outside.
  According to the present invention, the reflection layer provided on the coupling surface shields incident light from the outside, thereby causing a so-called “direct bright line” or the like, which is unnecessary for the plate-like light guide. Incident light can be blocked.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that the same or corresponding parts as those in the prior art are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0022]
  FIG. 1 is a plan view schematically showing a main part of a planar illumination device 7 according to an embodiment of the present invention. In the planar illumination device 7, the length dimension A ′ of the rod-shaped light guide 3 constituting the rod-shaped light source unit is set to be equal to or less than the width dimension B of the plate-shaped light guide 2, as in the conventional example shown in FIG. 9. . And the intermediate | middle light guide 8 which guide | induces the light radiate | emitted from the rod-shaped light guide 3 which comprises a rod-shaped light source part over the full width (dimension B) of the side end surface of the plate-shaped light guide 2 is used as the rod-shaped light guide 3. And the plate-like light guide 2.
  As in the prior art (FIGS. 5 and 6), the optical path changing means 3a included in the rod-shaped light guide 3 and the groove 2a included in the plate-shaped light guide 2 are not shown in FIG. .
[0023]
  Here, the intermediate light guide 8 will be described in detail. In the intermediate light guide 8, the length of the facing surface 8 a to the rod-shaped light guide 3 is determined based on the length dimension A ′ of the rod-shaped light guide 3, and the length of the facing surface 8 b to the plate-shaped light guide 2 is determined. The length is determined based on the width dimension B of the plate-like light guide 2. In the example of FIG. 1, the length of the facing surface 8 a facing the rod-shaped light guide 3 is the same as the length dimension A ′ of the rod-shaped light guide, but it is not necessary to match exactly. Moreover, although the length of the opposing surface 8b with the plate-shaped light guide 2 is the same as the width dimension B of the plate-shaped light guide 2, the dimension does not need to be exactly matched. In any case, the intermediate light guide 8 has a length substantially equal to or less than the width dimension B of the plate-like light guide 2.
  Further, in the intermediate light guide 8, connecting surfaces (connecting surfaces positioned in the longitudinal direction of the intermediate light guide 8) 8 c and 8 d that connect both opposing surfaces 8 a and 8 b travel inside the intermediate light guide 8. Light (in the example shown, the symbol L₂It shows with. ) And the light emitted from the rod-shaped light guide 3 on the surface 8b facing the plate-shaped light guide 2 (in the example shown, the symbol L₁It shows with. ) Is reflected toward the coupling surfaces 8c and 8d.
  The material of the intermediate light guide 8 may be a material having translucency similarly to the plate-like light guide 2 and the rod-like light guide 3, and all are the same in consideration of productivity and handleability. You may comprise with material. Further, the dimension in the thickness direction (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1) is not particularly limited, and is appropriately determined from the light coupling efficiency and the handling property.
[0024]
  By the way, as shown in FIG. 1, the prism 9 formed on the surface 8b of the intermediate light guide 8 facing the plate-like light guide 2 has a thickness direction of the intermediate light guide 8 (on the paper surface of FIG. 1). It may be formed as a V-groove that is continuous in the vertical direction), may be formed as a V-shaped valley-like recess that is discontinuous in the thickness direction, or may be a recess having another shape. Further, as shown in FIG. 2, the plurality of prisms 9 (prism group) are arranged at both end portions in the longitudinal direction of the facing surface 8 b to the plate-like light guide (when the intermediate light guide 8 is viewed in the longitudinal direction, It is also possible to provide the prism so that the density of the prisms is the highest (the interval between adjacent prisms is the narrowest) at a position excluding the central portion and the range where the coupling surfaces 8c and 8d exist. Or as shown in FIG. 3, you may comprise the depth so that it may become the deepest in the position except the both ends and center part of the intermediate | middle light guide 8. As shown in FIG.
  Further, it may be formed as a fine uneven surface 9 ″ as shown in FIG. 4. Furthermore, although not shown, a so-called stepped uneven shape is formed, or a prism that combines curved shapes is formed. That is, the shape is not limited as long as it has a function of reflecting a part of the light passing through the intermediate light guide 8 toward the coupling surfaces 8c and 8d.
  That is, in any of the examples, the prism group has the highest density of prisms at positions excluding both end portions and the central portion in the longitudinal direction of the opposing surface 8b to the plate light guide, or the prism group Is provided so that the depth is the deepest.
[0025]
  And even if it is a case where the prism of any shape is used, as shown in FIG. 1, the angle of the inclined surface of the prism 9 formed in the opposing surface 8b with the plate-shaped light guide 2 is a rod-shaped light guide. Light L emitted from 3₁Is finally reflected by the coupling surfaces 8c and 8d and irradiated to the side end surface of the plate-like light guide 2.₃At that time, by entering a region at a predetermined distance from the end in the width direction of the plate-shaped light guide 2 (region where the dark portion is formed), the direction in which the dark portion is not created in the region is as follows. The angle is determined.
  From the above configuration, in any of the examples, the prism group reflects the light emitted from the rod-shaped light guide 3 toward the connection surfaces 8c and 8d, and further reflects the light at the connection surfaces 8c and 8d to form a plate shape. The light guide 2 is provided in a form capable of efficiently supplying light from an end portion in the width direction of the light guide 2 to a region of a predetermined distance (see reference sign D in FIG. 9).
[0026]
  Further, the connecting surfaces 8c and 8d of the intermediate light guide 8 are flat in the example of FIG. 1, but may be a combination of a flat surface and a curved surface or a concavo-convex surface. May be. Further, the connecting surface 8c does not have to be mirror-finished, and may be intentionally roughened or may have a fine prism shape.
  In any case, at least a part of the connection surfaces 8c and 8d has an angle θ with respect to a surface orthogonal to the surface 8b facing the plate light guide (shown only on the connection surface 8c in FIG. 1). By setting θ ≧ 40 °, when the connecting surfaces 8c and 8d face the air layer, a region satisfying the angle θ of the connecting surfaces 8c and 8d travels inside the intermediate light guide 8. Reflected light L from the prism₂Is efficiently reflected (a lot of light is reflected), and the light L is transmitted to the surface 8b facing the plate-like light guide 2.₃Can be advanced.
[0027]
  Further, the reflected light L traveling inside the intermediate light guide 8 is formed on the surfaces of the coupling surfaces 8c and 8d.₂It is also possible to provide a reflective layer. As such a reflective layer, for example, when a layer of a light reflective material (a metal such as aluminum or silver, or a chemical substance such as a white paint) is provided on the surface of the coupling surfaces 8c and 8d, A reflective layer can also be formed by covering the coupling surfaces 8c and 8d with a separate light reflective member. As described above, when the reflective surfaces are provided on the coupling surfaces 8c and 8d, the limitation on the angle θ with respect to the surface orthogonal to the facing surface 8b of the plate light guide is relaxed, and the reflective function of the reflective layer itself is reduced. Reflected light L by the prism₂The light L is reflected to the surface 8b facing the plate-like light guide 2.₃Can be advanced.
[0028]
  In addition, it is desirable that the reflective layer provided on the coupling surfaces 8c and 8d should shield incident light from the outside. According to this configuration, the reflection layer leaks unnecessary incident light from the outside, for example, from the boundary portion between the LED 4 and the rod-shaped light guide 3, and directly enters the connection surfaces 8 c and 8 d of the intermediate light guide 8. Incident light L₀Therefore, the cause of the so-called “direct bright line” or the like can be cut off, and deterioration of the function as the lighting device can be prevented.
[0029]
  Furthermore, the light L incident on the plate-like light guide 2 from the intermediate light guide 8₃If unevenness occurs, a light diffusing plate (not shown) is inserted between the intermediate light guide 8 and the plate-like light guide 2, or light is applied to the side end face of the plate-like light guide 2. By performing diffusion treatment (rough surface processing, application of a diffusion material, etc.), the problem of such unevenness can be solved.
[0030]
  The effects obtained by the embodiment of the present invention having the above-described configuration are as follows. First, in the embodiment of the present invention, the length A ′ of the rod-shaped light guide is equal to or less than the width B of the plate-shaped light guide 2, and the length of the intermediate light guide 8 is also equal to the plate-shaped light guide. By making it substantially equal to or smaller than the width dimension B of 2, the width dimension of the planar illumination device can be made smaller than that of the conventional structure.
  Moreover, the light L emitted from the rod-shaped light guide of the rod-shaped light source portion having a length dimension A ′ which is equal to or smaller than the width dimension B of the plate-shaped light guide 2.₁Is guided by the intermediate light guide 8 over the entire width of the side end face of the plate-like light guide 2, thereby preventing a dark portion (see FIG. 9) from being formed in the plate-like light guide 2.
[0031]
  Further, the length of the surface 8a of the intermediate light guide 8 facing the rod-shaped light guide 3 is the length dimension A 'of the rod-shaped light guide 3.Because it is almost the same asThe length of the facing surface 8a facing the rod-shaped light guide 3 is set to the minimum size necessary for efficiently guiding the incident light from the rod-shaped light guide 3 into the intermediate light guide 8. it can. Further, the length of the facing surface 8b facing the plate-like light guide 2 is the width dimension B of the plate-like light guide 2.Almost identical FromThe length of the surface 8b facing the plate-shaped light guide 2 is set to the minimum dimension necessary for emitting light over the entire width of the side end surface of the plate-shaped light guide 2 from the intermediate light guide 8. Can do. Therefore, the dimension of the planar lighting device 7 in the width direction can be minimized and the downsizing can be promoted.
  Then, the connection surfaces 8c and 8d of the opposing surfaces 8a and 8b are reflected light L traveling inside the intermediate light guide 8.₂The light L emitted from the rod-shaped light guide 3 toward the connection surfaces 8c and 8d on the surface 8b facing the plate-shaped light guide 2₁A portion L of light that has entered the intermediate light guide 8 from the surface 8a facing the rod-shaped light guide 3 by having the prism 9 that reflects the light.₁Is reflected by the prism 9 to the coupling surfaces 8c and 8d (L₂Further, the reflected light L from the prism 9 that travels inside the intermediate light guide 8.₂Is reflected by the coupling surfaces 8c and 8d, and does not hit the prism 9 and is not refracted.₁₀In addition, light can be emitted from the entire facing surface 8b to the plate-like light guide 2 to the full width B of the side end face of the plate-like light guide 2.
[0032]
  Further, in the intermediate light guide 8, a plurality of prisms 9 are arranged in the vicinity of both ends of the facing surface 8 b facing the plate-like light guide 3 as indicated by reference numerals 9, 9 ′, 9 ″ in FIGS. 2 to 4. In the case where the density of prisms is maximized at a position excluding the central part or the prism is deepest, a predetermined distance from the end in the width direction of the plate-shaped light guide that tends to cause dark parts. Light L reflected by the prisms 9, 9 ′, 9 ″ and the coupling surfaces 8c, 8d more efficiently with respect to the distance region (see FIG. 9).₃Is used to uniformly irradiate light over the entire side end face of the plate-like light guide 2. In this case, the prism 9 has a lower density in the central portion of the surface 8b facing the plate-like light guide 3, or a prism having a shallower depth. When the distance to 8d becomes longer, the light absorption loss becomes larger, when the optical path length becomes longer, the controllability of light becomes difficult, and when the amount of light emitted from the rod-shaped light guide is observed microscopically This is because there is a tendency to decrease in the central portion (or to be adjusted as such).
[0033]
  Further, in at least a part of the connection surfaces 8c and 8d, when the angle θ with respect to the surface orthogonal to the surface 8b facing the plate-like light guide 2 is θ ≧ 40 °, the intermediate light guide 8 When the coupling surfaces 8c and 8d face the air layer, the reflected light L from the prism 9 travels inside the intermediate light guide 8 in a region satisfying the angle.₂The light L is reflected to the surface 8b facing the plate-like light guide 2.₃It is possible to sufficiently irradiate light over the entire side end face B of the plate-like light guide 2.
[0034]
  Further, the light L traveling inside the intermediate light guide 8 is connected to the coupling surfaces 8c and 8d.₂When the reflective layer is provided, the reflected light L from the prism 9₂Is reflected, and light travels to the surface 8b facing the plate-like light guide 2 (L₃), It becomes possible to irradiate light over the entire side end face B of the plate-like light guide 2. In addition, with this configuration, the restriction of the angle θ with respect to the surface perpendicular to the facing surface 8b of the coupling surfaces 8c and 8d and the plate light guide 2 is relaxed, and the reflected light L from the prism 9 is reflected by the reflecting function of the reflecting layer itself.₂It is possible to cause the light to travel to the surface 8 b facing the plate-like light guide 2.
[0035]
  Further, the reflection layer provided on the coupling surfaces 8c and 8d is made to receive incident light L from the outside.₀, The reflective layer causes unnecessary incident light L that causes so-called “direct bright lines” or the like.₀Can be prevented, and the deterioration of the function as a lighting device can be prevented.
[0036]
  In addition, although not shown, the intermediate light guide 8 is formed integrally with the plate-like light guide 2 or the rod-like light guide 3, and the prism 9 is formed at an appropriate position of the integrated light guide. It is also possible to use one.
  In the embodiment of the present invention, the front light unit has been described as an example. However, a similar effect can be obtained even in a so-called backlight unit that illuminates a transmissive liquid crystal panel from behind. is there.
[0037]
【The invention's effect】
  Since the present invention is configured as described above, a planar illumination device that is more suitable for use as a display part of a small portable information device, etc. is promoted without reducing the function of the planar illumination device. It becomes possible to provide.
  In particular, according to the present invention, a planar illumination device that can be miniaturized in the length direction of a rod-shaped light source unit and can flexibly cope with the arrangement of components such as small portable information devices used as a display portion. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view schematically showing a main part of a planar illumination device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view schematically showing an application example of the planar lighting device according to the embodiment of the present invention shown in FIG.
FIG. 3 is a plan view schematically showing another application example of the planar illumination device according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1;
4 further shows the planar lighting device according to the embodiment of the present invention shown in FIG.anotherIt is a top view which shows an application example typically.
FIG. 5 is a perspective view showing a basic structure of a conventional planar illumination device.
6 is a side view showing a groove portion having a triangular cross-sectional shape formed on a plate-shaped light guide in the planar lighting device shown in FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a perspective view partially showing a specific structure of a conventional planar illumination device.
FIG. 8 is a schematic plan view showing a problem of a conventional planar illumination device.
FIG. 9 is a schematic plan view showing another problem of the conventional planar illumination device.
[Explanation of symbols]
  2 Plate-shaped light guide
  3 Bar light guide
  4 LED
  7 Surface lighting device
  8 Intermediate light guide
  8a Opposite surface with rod-shaped light guide
  8b Opposite surface with plate-shaped light guide
  8c, 8d connecting surface
  9, 9 ', 9 "prism

Claims

A bar-shaped light guide made of a light-transmitting material that is disposed close to at least one of the side end surfaces of the plate-shaped light guide made of a light-transmitting material, and at least one of both ends of the bar-shaped light guide A plate-like light source unit configured with a point-like light source to be arranged, and the light guided to a side end surface of the plate-like light guide and guided into the plate-like light guide, A planar illumination device that emits light from the surface of the display device to the display unit of the display device,
An intermediate for guiding the light emitted from the rod-shaped light guide over the entire width of the side end surface of the rod-shaped light guide so that the length of the rod-shaped light guide is equal to or less than the width of the plate-shaped light guide. light guide is disposed between the plate-like light guide member and the rod-shaped light transmission body,
The intermediate light guide has a length of a surface facing the rod-shaped light guide that is substantially the same as a length of the rod-shaped light guide, and a length of the surface facing the plate-shaped light guide. Is substantially the same as the width dimension of the plate-shaped light guide, the connecting surface of the opposing surfaces is configured as a reflection surface for light traveling inside the intermediate light guide, and the plate-shaped light guide A planar illumination device comprising a prism group that reflects light emitted from the rod-shaped light guide toward the connection surface on a surface facing the body .

The prism group reflects light emitted from the rod-shaped light guide toward the connection surface, further reflects the light at the connection surface, and is predetermined from the end in the width direction of the plate light guide. distance to the area, the planar illumination device according to claim 1, characterized in that provided in the efficient supply possible forms of light.

The planar illumination according to claim 1 or 2 , wherein at least a part of the connection surface has an angle θ with respect to a surface orthogonal to a surface facing the plate-like light guide, θ ≧ 40 °. apparatus.

The planar illumination device according to any one of claims 1 to 3 , wherein a reflection layer for light traveling inside the intermediate light guide is provided on the connection surface.

The planar illumination device according to claim 4 , wherein the reflective layer shields incident light from the outside.