JP2004228018A

JP2004228018A - Planar lighting system

Info

Publication number: JP2004228018A
Application number: JP2003017191A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Mizutani; 仁水谷; Motoji Egawa; 元二江川
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2003-01-27
Filing date: 2003-01-27
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2023-01-27
Also published as: JP4085373B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a planar lighting system capable of obtaining uniform luminance on the whole of a light emitting surface. <P>SOLUTION: A light scattering pattern 8 disposed like a regular lattice on one main surface (light emitting surface) 6 of a flat light guiding body 2 is formed, and a light scattering pattern 8' irregularly disposed on the other main plane 7 is formed. The irregular light scattering pattern is the one obtained for example by forming a prescribed number of dots 16' composing the light scattering pattern 8' in each region having the same area on the virtually divided main plane 7 and by irregularly disposing the dots 16' in the region. Thereby, after light emitted from a light source 3' is scattered by the irregular light scattering pattern 8', it is diffused by the light scattering pattern 8 like the regular lattice, and light can be made to be uniformly emitted from the light emitting surface 6. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、看板、各種表示装置等の照明手段に用いられる面状照明装置に関するものであり、特に、液晶表示装置の照明手段として用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
薄型で占有容積が小さく、軽量であること等に特徴を有する液晶表示装置は、携帯電話やパーソナルコンピュータ等をはじめとする多くの電気製品に使用され、その需要は増大している。ところで、液晶表示装置の液晶自体は自ら発光しないため、太陽光や部屋の照明の明るさを十分に取り込むことができない暗所で使用する場合には、液晶表示装置とは別個に液晶を照射する照明手段が必要となる。従って、この液晶を照射する照明手段は小型で消費電力の小さいことが望まれると同時に、観察画面における品質の高い画像を映し出すものであることが望まれる。そして、近年、薄板状のサイドライト方式（導光板方式）の面状照明装置をその手段として使用することが多い。
【０００３】
従来、サイドライト方式を使用する面状照明装置では、光源（液晶を照射する照明手段）から出射された光を効率よく利用するために、その構成において様々な手段が施されている。例えば、光源から出射した光が入射される、透光性材料からなる板状の導光体の表面上に、サンドブラスト法やケミカルエッチング法等の粗面加工によってドットパターンからなる光路変換手段を形成し、入射した光を効率よく、且つ、均一に前記導光体から放出させ、液晶表示装置を照射するものがある。そして、近年の更なる画面高輝度化の要請に伴ない、前記板状導光体の上下の表面上に光路変換手段を形成する構成も開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この装置は、図７に示す面光源装置であり、その内容は以下に示す通りである。
面光源装置３０は、一表面３１ａが光出射面とされた導光体３１を備え、その側端部３１ｂには光源３２が配置され、光源３２の周囲にはリフレクタ３３が配設されている。導光体３１の光出射面３１ａ及びこれに対向する表面３１ｃには、散乱光を取り出すための光取り出し機構として粗面からなる多数のドット（粗面ドット）３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ及び３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄが形成されている。また、光出射面３１ａに形成される粗面ドット３５ａ、３５ｂ、３５ｃ等は、入光端部３１ｂから約Ｌ／３の位置から他方の側端部まで形成されている。更に、出射光の方向を変換して取り出すように調光シート３７（拡散板）等の光学部材が光出射面３１ａの上に設けられている。
このような構成により、導光体３１の光出射面３１ａ及びこれに対向する他表面３１ｃの両面における単位領域当たりに占める粗面の面積量を大きくすることができ、導光体内に入射した光線を損失なく有効に取り出すことが可能になるというものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３３１５１９公報（第４−５頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図７に示す面光源装置１０は、上述のように単位領域当たりに占める粗面の面積量を大きくすることができるので、装置３０（光出射面３１ａ）の輝度が単位領域あたりに占める粗面の面積に略比例することから、導光体内に入射した光線を有効に取り出すことに関しては有効であった。しかしながら、粗面を構成しているドットの配列において以下に示すような欠点があった。
【０００７】
即ち、面光源装置３０は、光路変換手段としてドットで構成される光散乱パターンが、導光体３１の光出射面３１ａ及びこれに対向する他表面３１ｃに形成されているが、このパターンが両面においてそれぞれ規則的な格子状のドット配列である場合には、光出射面３１ａから出射する光線の多くが光散乱パターンを構成する各ドットで散乱していることから、そのパターンに対応した発光パターン（パターン柄）のみが輝いて視認される現象、いわゆる「格子見え」現象が発生する。また、両面に配列された規則的な格子パターン同士の干渉による縞が生じる現象、いわゆる「モアレ縞」現象が発生する。
【０００８】
このような「格子見え」、「モアレ縞」の発生を防止する手段として、導光体の両方の面に光反射パターンを形成し、その光散乱パターンを構成するドットを両方の面において不規則な格子状に配列するものが考案されている。しかし、この場合、ドット密度が周囲よりも相対的に高い部分と低い部分とが発生し、ドット密度の分布の不均一性が、不均一な輝度、いわゆる「輝度ムラ」となって視認されてしまう。従って、導光体の両方の面にそれぞれ不規則な光散乱パターンを形成した場合には、ドット密度の低い部分同士あるいは高い部分同士を導光体の両面間において重ならないように配置させることが必要となるが、そのような配列に不規則状のドットパターンを設計することは容易なことではなかった。
【０００９】
また、高輝度化、高均一性の要請に伴ない調光シート（拡散板）等の光学部材を使用することが必要となる傾向にあるものの、一方では、コスト低減の要請により部品点数の削減が求められている。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、いわゆる「格子見え」、「モアレ縞」の発生を抑制すると共に、「輝度ムラ」を減少させることができる面状照明装置の提供を目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、透光性材料からなり、略板状の四辺形であって、その対向する広い面を主平面とする板状導光体と、該板状導光体の少なくとも一側面に沿って近接配置した光源とを備え、前記板状導光体の主平面に光散乱パターンを有し、前記光源から出射された光を前記光散乱パターンで散乱させ、前記板状導光体の出射面から出射させる面状照明装置において、前記光散乱パターンを構成するドットの配置が、前記対向する主平面のうち一方の主平面で規則的な格子状であり、他方の主平面で不規則状であることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明によれば、板状導光体の一方の主平面に規則的な格子状のドット配置を行ない、他方の主平面に不規則状のドット配置を行う組み合わせにより、不規則状のドットによる光反射によって格子パターンのみが高輝度となって視認される現象を抑え、格子状のドット配列が原因となって発生していた「格子見え」を抑制する。また、不規則状のドットによる光反射によって規則的な格子パターン同士による干渉を抑え、格子状のドット配列が原因となって発生していた「モアレ縞」を抑制する。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、前記板状導光体の出射面は、前記ドットが規則的な格子状に配置されている方の主平面であることを特徴とするものである。板状導光体の出射面と相対する主平面に形成した不規則状のドットにより散乱した光を、出射面に形成した規則的な格子状のドットにより均一に拡散させる。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、請求項３の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記不規則状のドットの配置とは、各行ごとにドットが形成され、前記光源が配置された板状導光体の側面にクロスして配置されている一側面からの、前記各行に形成されている最初のドットの位置が、不規則の配置であることを特徴とするものである。板状導光体の一方の主平面に形成された不規則状のドットは、光源が配置されている板状導光体の側面と平行する各行に配置されており、その各行に配置されている最初のドット（一番端のドット）の位置、即ち、光源が配置されている側面にクロスする一側面に一番近い位置に配置されるドットの位置が、各行において不規則に配置されている。不規則状のドットを形成する基準位置を板状導光体の一側面に規定している。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、請求項４の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記不規則状のドットの配置とは、前記他方の主平面上を仮想的に同一面積の領域に区切って、各領域内に形成されるドットの数を所定の値としたとき、該ドットが前記他方の主平面の２軸方向に不規則の配置であることを特徴とするものである。主平面上を同一面積の領域に仮想的に区切り、各領域内の形成されるドット数を所定の値にし、その領域内においてドットを不規則に配置させることで輝度ムラを抑制する。
【００１６】
また、上記課題を解決するために、請求項５の発明は、請求項４に記載の発明において、前記仮想的に区切った領域は、前記他方の主平面上を碁盤の目状に区切った領域であって、前記光源が配置された板状導光体の側面の方向と、平行する方向に配置されている各行内の各領域に形成されたドットの数が同一であり、前記光源が配置された板状導光体の側面から遠い位置に配置されている行内の各領域ほど前記ドットの数が多く形成されていることを特徴とするものである。
行内の各領域に形成するドットの数を概ね同一にし、光源が配置されている板状導光体の側面から離れた位置に配置されている行ほど、その行内の各領域に形成されるドット数を多くすることにより、出射面全体における均一な輝度を実現する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る面状照明装置の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る面状照明装置の実施の一形態を示す斜視図である。
図に示すように面状照明装置１は、板状導光体２および光源３を主構成として、光源３から出射した光を板状導光体２内に入射させ、さらに板状導光体２内に入射した光を反射、散乱等させて板状導光体２の出射面から放出し、板状導光体２の上面を覆うように配置された液晶表示装置（図示省略）を照射するものである。尚、板状導光体２の下側には、下側の面全体を覆う反射板９が配置されている。また、図示は省略するが、画面の輝度ムラを改善するために、板状導光体２と液晶表示装置の間に、拡散板やプリズムシートを配置させてもよい。
【００１８】
板状導光体２は、透光性材料からなり、その断面形状が略矩形状を有すと共に、全体としては略板状の四辺形状を有している。板状導光体２を構成する具体的な素材としては、光を効率よく通過させる物質であれば良く、その透明性、加工性からアクリル樹脂が最も適している。しかし、特にこれに限定されるものではなく、これに変えて、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂等の各種熱可塑性の透明樹脂等が使用可能である。
【００１９】
板状導光体２の一側面５には、光源としてのＬＥＤ３が近接配置されている。ＬＥＤ３から出射した光は、一側面５（以下、光入射面５ともいう）から板状導光体２内に入射する。一側面５に配設される光源としては、ＬＥＤ等の点状光源に限定されるものではなく、直線状の光源である冷陰極管（ＣＣＦＬ）または熱陰極管（ＨＣＦＬ）、あるいは棒状の導光体とその端部に配置される点状光源（例えば、ＬＥＤ）とから構成される光源等であってもよい。また、光源は一側面のみに配置させる場合に限定されるものではなく、板状導光体２の複数の側面に配置させる形態のものであってもよい。
【００２０】
板状導光体２の対向した位置に配置されている広い２つの面（図において上下に配置されている面。以下、主平面６、７ともいう。）には、部分的に微小な凹凸面を施し粗面化することにより形成される光散乱パターン８、８’（主平面７上の光散乱パターン８’は図示を省略されている）が施されている。光散乱パターン８を構成する微小な凹凸部はドット状に形成されており、このドットの配列が、板状導光体２の主平面６上では規則的な格子状に形成され、主平面７上では不規則な状態に形成されている（この点については後述する）。
【００２１】
図２は、本発明に係る面状照明装置の実施の一形態を示す断面図である。この断面図は、光源として直線状の光源３’を使用した点、説明上、図を見易くするために図１で取り除いていた光源の周囲を覆う光反射部材（リフレクタ）１０および一側面５と対向する一側面１１に配置される反射材１２を設けた点以外は図１に示す面状照明装置１と同一の構成を有するものである。
板状導光体２の主平面６及び主平面７には、光散乱パターン８及び光散乱パターン８’が形成されている。主平面６上に形成されている光散乱パターン８は、規則的な格子状に形成されている。そのパターンの配列を図４に示す。尚、図４に示す光源は、断面矩形状の棒状導光体３”とその端部に配置される点状光源１５とから構成されるものを表わしている。
【００２２】
図４に示すように、主平面６上の光散乱パターン８は、棒状導光体３”の長手方向に対し、Ｌ１〜Ｌ５の行方向およびＮ１〜Ｎ５の列方向において、規則的に配置されている。そして、光反射パターン８を構成する多数のドット１６が格子状に配列されている。また、配列されているドット１６の径はいずれも略同じ大きさであり、各行間（Ｌ１とＬ２間、Ｌ２とＬ３間等）の距離（Ｗ１、Ｗ２等）が棒状導光体３”から遠ざかるに従って徐々に小さくなるように形成されている（図ではＷ１＞Ｗ２＞Ｗ３＞Ｗ４）。
【００２３】
主平面６から板状導光体２の外部（観察者方向）に放出される光の量は、光反射パターン８のドット１６によって散乱される光の量に略比例しているので、このようなドットの配列によって（但し、ドットの粗面の程度は一定とする）、板状導光体２内を進行する光は棒状導光体３”から遠ざかるに従って光散乱パターン８に入射する率が多くなるので、観察面における輝度の均一を図ることができる。また、後述する、主平面７に設けられた不規則状のドットパターンにより散乱された光を、均一に拡散させ観察面における輝度の均一化を図ることができる。
【００２４】
一方、図２に示す主平面７上の光散乱パターン８’は、不規則な状態に形成されている。そのパターンの配列の形態を図５および図６に示す。
図５に示す形態は、各行に形成するドット１６’の先頭の位置を不規則にした光散乱パターンの配置である。即ち、棒状導光体３”の長手方向に平行して配置される、主平面７上に形成された各行（Ｌ１〜Ｌ５）のドットパターンにおいて、先頭（一番端）の位置に形成されるドット（１６’ａ、１６’ｅ、１６’ｆ、１６’ｇ、１６’ｈ）の、棒状導光体３”の長手方向に対して鉛直方向に延びる（棒状導光体３”と点状光源１５とからなる光源が近接配置された一側面５に、クロスして配置されている）一側面１３からの距離が、不規則に設定されている。
【００２５】
尚、各行（Ｌ１〜Ｌ５）内において隣接するドット同士は、略同間隔に形成されている。例えば、Ｌ１の行におけるドット１６’ａ−１６’ｂの間隔とドット１６’ｂ−１６’ｃの間隔とドット１６’ｃ−１６’ｄの間隔とは略同間隔に形成されている。また、この形態ではＬ２の行、Ｌ３の行等の隣接するドット同士の間隔も、Ｌ１の行のその間隔と略同間隔に形成されている。
【００２６】
このように各行の隣接するドット同士は等間隔に形成されているので、各行の先頭に形成されるドットの位置を不規則に配置させることのみで、棒状導光体３”の長手方向に対する列方向のドットの配置を不規則に配置させることができ、主平面７全体のドットの配置を容易に不規則にすることができる。また、不規則状に形成されるドット１６’の基準位置を板状導光体２の一側面１３に規定しているので、ドット１６’を形成する位置が容易に決定され、迅速に粗面加工を施すことができる。尚、この基準位置は板状導光体２の一側面１４に規定した場合でも同様である。更に、基準位置を板状導光体２の一側面（光入射面）５とすることにより、行方向のドットの配置を不規則に配置させることも可能である。
但し、不規則な配置であっても主平面７の全体を見たときには、ドット１６’の密度は光源（棒状導光体３’）から遠ざかるに従って徐々に高くなるように形成されている。また、光源に線状光源ではなく、ＬＥＤ等の点状光源を用いた場合には、出射面全体に亙る輝度の均一性を改善するために、光源の放射角度分布を考慮して、行方向（一側面５に平行な方向）に対してもドット１６’の密度分布の修正を適宜与えるのが好ましい。
【００２７】
図６に示す形態は、主平面７を仮想的に碁盤の目状の同一面積の領域（Ｍ１〜Ｍ９等）に区切って、各領域内に形成されるドット２６の数を所定の値とし、そのドット２６を主平面７の２軸方向において不規則に配置した光反射パターン２８である。棒状導光体３”の長手方向に平行して配置される、主平面７上に形成された各行のそれぞれの領域内には、同じ数のドット２６が形成されている。例えば、領域Ｍ１〜Ｍ３で構成される行のそれぞれの領域Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３内には同数のドットが形成されている。また、領域Ｍ４〜Ｍ６で構成される行のそれぞれの領域Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６内には同数のドットが形成され（領域Ｍ１〜Ｍ３のドット数より多い）、領域Ｍ７〜Ｍ９で構成される行のそれぞれの領域Ｍ７、Ｍ８、Ｍ９内には同数のドットが形成されている（領域Ｍ４〜Ｍ６のドット数よりも多い）。
【００２８】
そして、各領域（Ｍ１〜Ｍ９）内に形成されているドットは、それぞれの領域内において主平面７上で不規則に配置されている。即ち、それぞれの領域（Ｍ１〜Ｍ９）の２軸方向において、単位面積当たりのドットの数が密の部分と疎の部分が存在する配置となっている。
【００２９】
尚、領域内（Ｍ１〜Ｍ３のそれぞれの領域内、Ｍ４〜Ｍ６のそれぞれの領域内、Ｍ７〜Ｍ９のそれぞれの領域内）に形成されるドットの数は、棒状導光体３”から遠い位置に配置されている行の領域ほど多い［（Ｍ１〜Ｍ３で形成される行のそれぞれの領域内のドットの数）＜（Ｍ４〜Ｍ６で形成される行のそれぞれの領域内のドットの数）＜（Ｍ７〜Ｍ９で形成される行のそれぞれの領域内のドットの数）］ので、板状導光体２内を進行する光は棒状導光体３”から遠ざかるに従って光散乱パターン２８で散乱される率が多くなり、観察面における輝度の均一を図ることができる。但し、各行ごとの同数に形成されるドットの個数、あるいは仮想的に区切られる領域の面積、各領域内に形成されるドットの数等は、主平面７の大きさ、主平面６に形成されるドット１６の単位面積当たりの密度等を考慮して、観察画面の輝度分布が均一化するように形成することが好ましい。
【００３０】
板状導光体２の主平面６、７の光散乱パターン８、８’を構成するドット１６、１６’を形成するための粗面加工の方法としては、サンドブラスト法により直接的に加工することも可能であるが、主平面をフォトレジストまたはドライフィルムでマスキングしておきサンドブラスト法によって加工する方法が好ましい。また、ケミカルエッチング法による加工方法であってもよい。また、光散乱性物質を分散したインクをスクリーン印刷法によりパターニングする方法であってもよい。
【００３１】
上述した構成を有する図２の面状照明装置１’において、光源３’から出射した光は、板状導光体２の一側面である光入射面５から板状導光体２内に入射する。この場合、光源３’の光入射面５と対向している側面以外の周囲を覆うように反射材１０を配置させているので、光源３’から出射した光は効率よく板状導光体２の光入射面５に入射する。
【００３２】
板状導光体２内に入射した光のうち主平面７方向に進行する光は、光散乱パターン８’を構成する不規則に配置されたドット１６’によって散乱されるか、または、主平面７およびドット１６’を通過して主平面７の下側に配置されている反射板９で反射され再び板状導光体２内に入射される等して主平面（光出射面）６へと進行する。反射板９は主平面７の全面を覆うように配置されており、主平面７から板状導光体２の外部に出射する光を反射させて板状導光体２内に戻し、主平面６方向へ進行させる役割を果たしている。
【００３３】
主平面６に進行する光は、光散乱パターン８を構成する規則的な格子状に配置されたドット１６によって拡散され、光出射面６から面状照明装置１’の観察者方向に均一に放出される。主平面６およびドット１６によって反射等され再び板状導光体２内に進行した光は、光出射面６から放出されるまで反射、拡散等を繰り返す。
【００３４】
このように、この主平面６上に形成する規則的な格子状に配列された光散乱パターン８と主平面７上に形成する不規則な状態に配列された光反射パターン８’の組み合わせによって、規則的な格子状のドット配置を要因として発生していた「格子見え」、規則的な格子状のドット配置を板状導光体の両主平面に設けることによりドット同士の干渉によって発生していた「モアレ縞」、および不規則状のドット配置を板状導光体の両主平面に設けることによりドット密度の低い部分同士あるいはドット密度の高い部分同士が両主平面間で重なって発生していた「輝度ムラ」を防止することができ、出射面の全体において均一な輝度を実現することができる。
【００３５】
上述した形態では、いずれも規則的な格子状の光反射パターン８を主平面６（光出射面）に設けているが、それとは逆に規則的な格子状の光反射パターン８を主平面７に設けてもよい。いずれの構成においても本願の目的を達成することはできるが、主平面７に規則的な格子状の光反射パターン８を設けると、不規則な光反射パターン８’で散乱された光が主平面７に形成された規則的な格子状の光反射パターン８により再度拡散されることにより、均一性がより向上する場合があり、例えば、板状導光体２の光出射面６を覆うように配置させていた拡散板等の光学部材を削除することができる。
【００３６】
ところで、上述の形態では、光反射パターン８、８’を構成するドットの大きさが同一の場合について説明したが、この形態に限定されるものではなく、各列の間隔（Ｗ１〜Ｗ４：図４、５参照）を一定にして、ドットの径を棒状導光体３”から離れるに従って徐々に大きく形成することによって、ドットの面積密度（単位面積当たりにドットの面積が占める割合をいう）を変化させ、出射面の全体における均一な輝度を実現するようにしてもよい。このような光散乱パターンの構成によっても、上述したドットの大きさを同一とする構成の場合と同じような作用効果を得ることができる。
【００３７】
また、上述の形態では、板状導光体２の一側面５にのみ光源を設ける場合について説明したが、光源を板状導光体２の二側面以上に配置させる場合、例えば、図２において一側面５とそれに対向する一側面１１の二つの側面に光源を配置させる場合であってもよく、その場合にはドットの密度をそれぞれの光源から遠ざかるに従って高くして形成する、ドットの径をそれぞれの光源から遠ざかるに従って大きくする等、光反射パターンの構成を適宜考慮して、観察画面の輝度分布が均一化するように形成する必要がある。また、光源の形態（線状光源と点状光源）やその光源からの出射光の放射角度分布によっても、ドットの密度分布の修正が行なわれることは前述した通りである
【００３８】
また、上述の形態では、光散乱パターン６を面積密度の異なるドット状のパターンとしたが、パターン形状はこれに限定されるものでなく、光源ランプから離れるに従って面積密度が増加するものであれば、例えば、正方形、楕円形等、どのような形のパターンでも良い。
【００３９】
図３は、本発明に係る面状照明装置の別の実施の一形態を示す断面図である。
この実施の形態では、板状導光体として光源から遠ざかるに従って薄くなる、いわゆる楔型の板状導光体２’を使用し、光源として断面矩形状の棒状導光体３”とその端部に配置される点状光源（図示省略）を使用している。このような形態であっても、上述したように光反射パターン８、８’を構成することにより、図２に示した形態の面状照明装置１’と同様の作用効果を得ることができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明に係る請求項１の面状照明装置によれば、板状導光体の対向する２つの主平面に光散乱パターンを形成して、その一方の主平面で光散乱パターンを規則的な格子状に配置し、他方の主平面で不規則に配置したことにより、いわゆる「格子見え」、「モアレ縞」の発生を大幅に抑制することができ、また、不規則な光散乱パターンを両主平面に設けることによって発生する「輝度ムラ」を防止することができ、観察画面全体において輝度の均一化を図ることができる。
【００４１】
本発明に係る請求項２の面状照明装置によれば、板状導光体の一方の主平面である光出射面に規則的な格子状の光散乱パターンを形成したので、他方の出射面に形成された不規則な光散乱パターンによって散乱された光を、光出射面の光散乱パターンによって均一に拡散させることができ、請求項１と同様に「格子見え」、「モアレ縞」、「輝度ムラ」の発生を抑制して観察画面全体において輝度の均一化を図るとともに、光出射面を覆うように設けていた拡散板等の光学部材を削除することができコストの低減を図ることができる。
【００４２】
本発明に係る請求項３の面状照明装置によれば、板状導光体の一側面の位置を基準として、各行に形成する先頭の（一番端の）ドットの位置が決定されるので、各ドットを所定の位置に容易かつ的確に形成することができ、迅速な粗面加工を実現することができる。
【００４３】
本発明に係る請求項４の面状照明装置によれば、仮想的に区切った同一面積の領域内に所定数のドットを形成し、その領域内でドットを不規則に配置させているので、主平面の全体において見るとドット密度の密の部分および疎の部分の大きな片寄りを防止することができ、「格子見え」、「モアレ縞」、「輝度ムラ」の発生を抑制して観察画面全体において輝度の均一化を図ることができる。
【００４４】
本発明に係る請求項５の面状照明装置によれば、請求項４の構成に加えて、各行内のそれぞれの領域に形成するドットの数を同一にし、さらに光源から遠い行ほど、その領域内に形成されるドットの数を多くしているので、観察画面全体における輝度の均一化をさらに図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る面状照明装置の実施の一形態を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る面状照明装置の実施の一形態を示す断面図である。
【図３】本発明に係る面状照明装置の別の実施の一形態を示す断面図である。
【図４】板状導光体の一方の主平面に形成された規則的な光散乱パターンを示す図である。
【図５】図４に示す主平面に対向する他方の主平面に形成された不規則な光散乱パターンを示す図である。
【図６】図５に示す光散乱パターンとは別の一形態を示す図である。
【図７】従来の面光源装置の一形態を示す図である。
【符号の説明】
１、１’ 面状照明装置
２板状導光体
３、３’ 光源
３” 棒状導光体
４光源部
５一側面（光入射面）
６主平面（光出射面）
７主平面
８、８’、２８光散乱パターン
１３、１４一側面
１５点状光源
１６、１６’、２６ドット
２７棒状導光体
２７ａ、２７ｂ一側面[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a planar lighting device used for a lighting device such as a signboard or various display devices, and more particularly to a planar lighting device used as a lighting device of a liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device that is characterized by being thin, having a small occupied volume, being lightweight, and the like is used for many electric appliances such as a mobile phone and a personal computer, and the demand thereof is increasing. Incidentally, since the liquid crystal itself of the liquid crystal display device does not emit light by itself, when used in a dark place where the brightness of sunlight or room lighting cannot be sufficiently captured, the liquid crystal is irradiated separately from the liquid crystal display device. Lighting means is required. Therefore, it is desired that the illuminating means for irradiating the liquid crystal is small and consumes low power, and at the same time, it is desired to display a high quality image on an observation screen. In recent years, a thin plate-shaped sidelight type (light guide plate type) planar illumination device is often used as the means.
[0003]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a planar lighting device using a sidelight method, various means are provided in the configuration in order to efficiently use light emitted from a light source (illuminating means for irradiating liquid crystal). For example, on a surface of a plate-shaped light guide made of a translucent material, on which light emitted from a light source is incident, an optical path conversion unit formed of a dot pattern is formed by rough surface processing such as sandblasting or chemical etching. In some cases, the incident light is efficiently and uniformly emitted from the light guide to irradiate the liquid crystal display device. With the recent demand for higher screen brightness, there is also disclosed a configuration in which optical path conversion means are formed on upper and lower surfaces of the plate-shaped light guide (for example, see Patent Document 1).
[0004]
This device is the surface light source device shown in FIG. 7, and its contents are as shown below.
The surface light source device 30 includes a light guide 31 having one surface 31a as a light emitting surface, a light source 32 is disposed at a side end 31b, and a reflector 33 is disposed around the light source 32. . A large number of dots (rough surface dots) 34a, 34b, 34c, 34d, 34e having a rough surface as a light extraction mechanism for extracting scattered light are provided on the light emission surface 31a of the light guide 31 and the surface 31c opposed thereto. , 34f and 35a, 35b, 35c, 35d are formed. Further, the rough surface dots 35a, 35b, 35c and the like formed on the light emitting surface 31a are formed from a position approximately L / 3 from the light incident end 31b to the other side end. Further, an optical member such as a light control sheet 37 (diffusion plate) is provided on the light emitting surface 31a so as to change the direction of the emitted light and take out the light.
With such a configuration, it is possible to increase the area of the rough surface occupied per unit area on both surfaces of the light emitting surface 31a of the light guide 31 and the other surface 31c opposed thereto, and the light incident on the light guide 31 Can be effectively extracted without loss.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-331519 (page 4-5, FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the surface light source device 10 shown in FIG. 7, as described above, the area of the rough surface occupying the unit area can be increased, so that the luminance of the device 30 (light emitting surface 31 a) occupies the unit area. Since it is substantially proportional to the area of the rough surface, it was effective in effectively extracting the light rays incident on the light guide. However, the arrangement of the dots constituting the rough surface has the following drawbacks.
[0007]
That is, in the surface light source device 30, a light scattering pattern composed of dots as an optical path changing means is formed on the light emitting surface 31a of the light guide 31 and the other surface 31c facing the light emitting surface 31a. In the case of a regular grid-like dot arrangement, most of the light rays emitted from the light emitting surface 31a are scattered by the dots constituting the light scattering pattern. A phenomenon in which only the (pattern pattern) shines and is visually recognized, a so-called “grid appearance” phenomenon occurs. In addition, a phenomenon in which fringes due to interference between regular lattice patterns arranged on both sides, that is, a so-called “moire fringe” phenomenon occurs.
[0008]
As a means for preventing the occurrence of such "grid appearance" and "moire fringes", a light reflection pattern is formed on both surfaces of the light guide, and dots constituting the light scattering pattern are irregularly formed on both surfaces. Those that are arranged in a lattice pattern have been devised. However, in this case, a portion where the dot density is relatively high and a portion where the dot density is relatively lower than the surroundings occur, and the non-uniformity of the distribution of the dot density is visually recognized as non-uniform luminance, so-called “luminance unevenness”. I will. Therefore, when an irregular light scattering pattern is formed on both surfaces of the light guide, portions having a low dot density or portions having a high dot density may be arranged so as not to overlap between both surfaces of the light guide. Although necessary, designing an irregular dot pattern in such an arrangement has not been easy.
[0009]
In addition, there is a tendency to use an optical member such as a light control sheet (diffusion plate) in accordance with a demand for higher luminance and higher uniformity, but on the other hand, a reduction in the number of parts due to a request for cost reduction. Is required.
[0010]
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a planar lighting device capable of suppressing the occurrence of so-called “grid appearance” and “moire fringes” and reducing “luminance unevenness”. The purpose is.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is a plate-shaped light guide made of a light-transmitting material, having a substantially plate-shaped quadrilateral shape, and having a wide surface facing the main surface as a main plane; A light source disposed closely along at least one side surface of the plate-shaped light guide, and having a light scattering pattern on a main plane of the plate-shaped light guide, and light emitted from the light source being reflected by the light scattering pattern. In the planar lighting device that scatters the light and emits the light from the emission surface of the plate-shaped light guide, the arrangement of the dots forming the light scattering pattern is a regular lattice shape in one of the opposed main planes. And the other main plane is irregular.
[0012]
According to the present invention, irregular lattice dots are arranged on one main plane of the plate-shaped light guide, and irregular dot arrangements are arranged on the other main plane. The phenomenon in which only the grid pattern has high brightness due to light reflection and is visually recognized is suppressed, and the “grid appearance” generated due to the grid-like dot arrangement is suppressed. Further, interference between regular lattice patterns is suppressed by light reflection by irregular dots, and "moire fringes" generated due to the lattice dot arrangement are suppressed.
[0013]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the dots are arranged in a regular grid on the emission surface of the plate-shaped light guide. Which is the main plane. Light scattered by the irregular dots formed on the main plane opposite to the emission surface of the plate-shaped light guide is uniformly diffused by the regular grid-like dots formed on the emission surface.
[0014]
In order to solve the above problem, the invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the arrangement of the irregular dots means that dots are formed for each row, and the light source is The position of the first dot formed in each row from one side surface arranged crossing the side surface of the arranged plate-shaped light guide is irregularly arranged. is there. Irregular dots formed on one main plane of the plate-shaped light guide are arranged in each row parallel to the side surface of the plate-shaped light guide where the light source is arranged, and are arranged in each row. The position of the first dot (the end dot) that is located, that is, the position of the dot located closest to one side that crosses the side where the light source is located, is irregularly arranged in each row. I have. A reference position for forming irregular dots is defined on one side surface of the plate-shaped light guide.
[0015]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 4 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the arrangement of the irregular dots is virtually the same on the other main plane. When the number of dots formed in each area divided into areas is a predetermined value, the dots are irregularly arranged in two axial directions of the other main plane. It is. The main plane is virtually divided into regions having the same area, the number of dots formed in each region is set to a predetermined value, and the dots are irregularly arranged in the region to suppress luminance unevenness.
[0016]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 5 is the invention according to claim 4, wherein the virtually divided area is an area obtained by dividing the other main plane in a grid pattern. The direction of the side surface of the plate-shaped light guide on which the light source is arranged is the same as the number of dots formed in each area in each row arranged in a parallel direction, and the light source is arranged. The number of the dots is larger in each region in a row arranged at a position farther from the side surface of the plate-shaped light guide thus formed.
The number of dots to be formed in each area in the row is substantially the same, and the rows that are arranged farther away from the side surface of the plate-shaped light guide where the light source is arranged are the dots that are formed in each area in the row. By increasing the number, uniform brightness over the entire exit surface is realized.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of a spread illuminating apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the spread illuminating apparatus according to the present invention.
As shown in the figure, the planar lighting device 1 has a plate-shaped light guide 2 and a light source 3 as main components, allows light emitted from the light source 3 to enter the plate-shaped light guide 2, and further has a plate-shaped light guide. The light incident into the light guide 2 is reflected, scattered, and the like, emitted from the emission surface of the plate light guide 2, and irradiated to a liquid crystal display device (not shown) arranged to cover the upper surface of the plate light guide 2. Is what you do. Note that a reflection plate 9 that covers the entire lower surface is disposed below the plate-shaped light guide 2. Although not shown, a diffusion plate or a prism sheet may be arranged between the plate-shaped light guide 2 and the liquid crystal display device in order to improve luminance unevenness on the screen.
[0018]
The plate-shaped light guide 2 is made of a translucent material, has a substantially rectangular cross section, and has a generally plate-shaped quadrilateral as a whole. A specific material constituting the plate-shaped light guide 2 may be any material that efficiently transmits light, and an acrylic resin is most suitable because of its transparency and workability. However, the present invention is not particularly limited to this, and various thermoplastic transparent resins such as a vinyl chloride resin, a polycarbonate resin, an olefin resin, and a styrene resin can be used instead.
[0019]
On one side surface 5 of the plate-shaped light guide 2, an LED 3 as a light source is disposed in proximity. Light emitted from the LED 3 enters the plate-shaped light guide 2 from one side surface 5 (hereinafter, also referred to as a light incident surface 5). The light source disposed on one side surface 5 is not limited to a point light source such as an LED, but may be a linear light source such as a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) or a hot cathode fluorescent lamp (HCFL), or a rod-shaped light source. The light source may be a light source including a light body and a point light source (for example, LED) disposed at an end thereof. Further, the light source is not limited to the case where the light source is arranged on only one side surface, and may be a form in which the light source is arranged on a plurality of side surfaces of the plate-shaped light guide 2.
[0020]
Two wide surfaces (surfaces arranged vertically in the figure; hereinafter, also referred to as main planes 6 and 7) arranged at opposing positions of the plate-shaped light guide 2 partially have minute irregularities. Light scattering patterns 8, 8 'formed by applying a surface and roughening the surface (light scattering patterns 8' on the main plane 7 are not shown) are provided. The minute uneven portions forming the light scattering pattern 8 are formed in a dot shape, and the arrangement of the dots is formed in a regular lattice on the main plane 6 of the plate-shaped light guide 2, and the main plane 7 Above, it is formed in an irregular state (this point will be described later).
[0021]
FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the spread illuminating apparatus according to the present invention. This cross-sectional view shows that a linear light source 3 ′ is used as a light source, and a light reflecting member (reflector) 10 and one side surface 5 surrounding the light source, which are removed in FIG. It has the same configuration as the spread illuminating apparatus 1 shown in FIG. 1 except that a reflecting material 12 arranged on one side surface 11 facing the same is provided.
A light scattering pattern 8 and a light scattering pattern 8 ′ are formed on the main plane 6 and the main plane 7 of the plate-shaped light guide 2. The light scattering patterns 8 formed on the main plane 6 are formed in a regular lattice. The arrangement of the pattern is shown in FIG. The light source shown in FIG. 4 represents a light source composed of a rod-shaped light guide 3 ″ having a rectangular cross section and a point light source 15 disposed at an end thereof.
[0022]
As shown in FIG. 4, the light scattering patterns 8 on the main plane 6 are regularly arranged in the row direction of L1 to L5 and the column direction of N1 to N5 with respect to the longitudinal direction of the rod-shaped light guide 3 ″. A large number of dots 16 constituting the light reflection pattern 8 are arranged in a grid pattern, and the diameters of the arranged dots 16 are substantially the same, and the distance between each row (L1 and The distance (W1, W2, etc.) between L2, between L2 and L3, etc., is formed so as to gradually decrease as the distance from the rod-shaped light guide 3 "increases (W1>W2>W3> W4 in the figure).
[0023]
Since the amount of light emitted from the main plane 6 to the outside of the plate-shaped light guide 2 (toward the observer) is substantially proportional to the amount of light scattered by the dots 16 of the light reflection pattern 8, this is the case. Depending on the arrangement of the dots (however, the degree of the rough surface of the dots is assumed to be constant), the rate at which light traveling in the plate-shaped light guide 2 is incident on the light scattering pattern 8 as the distance from the rod-shaped light guide 3 ″ increases. In addition, the light scattered by the irregular dot pattern provided on the main plane 7, which will be described later, is evenly diffused to make the luminance on the observation surface uniform. Uniformity can be achieved.
[0024]
On the other hand, the light scattering pattern 8 'on the main plane 7 shown in FIG. 2 is formed in an irregular state. FIGS. 5 and 6 show the arrangement of the pattern.
The configuration shown in FIG. 5 is a light scattering pattern arrangement in which the leading positions of the dots 16 'formed in each row are irregular. That is, in the dot pattern of each row (L1 to L5) formed on the main plane 7 and arranged in parallel with the longitudinal direction of the rod-shaped light guide 3 ", the dot pattern is formed at the head (most end) position. The dots (16'a, 16'e, 16'f, 16'g, 16'h) extend in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the rod-shaped light guide 3 "(the dot-shaped light guide 3" The distance from the one side surface 13 (which is arranged crosswise to the one side surface 5 where the light source including the light source 15 is arranged) is irregularly set.
[0025]
Note that adjacent dots in each row (L1 to L5) are formed at substantially the same interval. For example, the interval between the dots 16'a-16'b, the interval between the dots 16'b-16'c, and the interval between the dots 16'c-16'd in the row L1 are formed at substantially the same interval. In this embodiment, the interval between adjacent dots such as the row L2 and the row L3 is also formed at substantially the same interval as that of the row L1.
[0026]
Since the adjacent dots in each row are formed at equal intervals as described above, only by arranging the positions of the dots formed at the head of each row irregularly, the columns in the longitudinal direction of the rod-shaped light guide 3 ″ are formed. The arrangement of the dots in the direction can be irregularly arranged, and the arrangement of the dots on the entire main plane 7 can be easily irregularized. Since it is defined on one side surface 13 of the plate-shaped light guide 2, the position where the dot 16 'is formed can be easily determined, and rough surface processing can be performed quickly. The same applies to the case where it is defined on one side surface 14 of the light body 2. Further, by setting the reference position to one side surface (light incident surface) 5 of the plate-like light guide 2, the arrangement of dots in the row direction is irregular. It is also possible to arrange them.
However, even when the arrangement is irregular, the dot 16 'is formed so that the density of the dots 16' gradually increases as the distance from the light source (the rod-shaped light guide 3 ') increases when the entire main plane 7 is viewed. When a point light source such as an LED is used as the light source instead of a linear light source, in order to improve the uniformity of the luminance over the entire emission surface, the emission angle distribution of the light source is taken into consideration and the line direction is considered. It is preferable to appropriately modify the density distribution of the dots 16 ′ (in the direction parallel to the one side surface 5).
[0027]
In the embodiment shown in FIG. 6, the main plane 7 is virtually divided into grid-like areas (M1 to M9, etc.) having the same area, and the number of dots 26 formed in each area is set to a predetermined value. This is a light reflection pattern 28 in which the dots 26 are irregularly arranged in two axial directions of the main plane 7. The same number of dots 26 are formed in each area of each row formed on the main plane 7 and arranged in parallel with the longitudinal direction of the rod-shaped light guide 3 ″. The same number of dots are formed in each of the areas M1, M2, and M3 of the row composed of M3, and in the respective areas M4, M5, and M6 of the row composed of the areas M4 to M6. The same number of dots are formed (more than the number of dots in the regions M1 to M3), and the same number of dots are formed in the regions M7, M8, and M9 of the row composed of the regions M7 to M9 (the region M4). To M6).
[0028]
The dots formed in each area (M1 to M9) are irregularly arranged on the main plane 7 in each area. That is, the arrangement is such that there are a dense part and a sparse part in the number of dots per unit area in the biaxial directions of the respective regions (M1 to M9).
[0029]
Note that the number of dots formed in the area (in each area of M1 to M3, in each area of M4 to M6, and in each area of M7 to M9) depends on the position far from the rod-shaped light guide 3 ″. [(The number of dots in each area of the row formed by M1 to M3) <(the number of dots in each area of the row formed by M4 to M6) <(The number of dots in each area of the row formed by M7 to M9)], the light traveling in the plate-shaped light guide 2 is scattered by the light scattering pattern 28 as the distance from the rod-shaped light guide 3 ″ increases. And the luminance of the observation surface can be made uniform. However, the number of dots formed in the same number for each row, or the area of a virtually divided area, the number of dots formed in each area, and the like are determined by the size of the main plane 7 and the main plane 6. In consideration of the density of the dots 16 per unit area, it is preferable to form the dots so that the luminance distribution of the observation screen is uniform.
[0030]
As a rough surface processing method for forming the dots 16 and 16 ′ constituting the light scattering patterns 8 and 8 ′ of the main planes 6 and 7 of the plate-shaped light guide 2, a direct processing by a sand blast method is used. Although a method is also possible, a method in which the main plane is masked with a photoresist or a dry film and processed by a sandblast method is preferable. Further, a processing method by a chemical etching method may be used. Further, a method of patterning an ink in which a light scattering substance is dispersed by a screen printing method may be used.
[0031]
In the spread illuminating apparatus 1 ′ of FIG. 2 having the above-described configuration, light emitted from the light source 3 ′ enters the plate-shaped light guide 2 from the light incident surface 5 which is one side surface of the plate-shaped light guide 2. I do. In this case, since the reflector 10 is disposed so as to cover the periphery of the light source 3 ′ other than the side surface facing the light incident surface 5, the light emitted from the light source 3 ′ can efficiently emit the plate-shaped light guide 2. To the light incident surface 5 of the light emitting device.
[0032]
Of the light incident on the plate-shaped light guide 2, light traveling in the direction of the main plane 7 is scattered by the irregularly arranged dots 16 'constituting the light scattering pattern 8', or 7 and the dots 16 ′, are reflected by the reflection plate 9 disposed below the main plane 7, are again incident on the plate-shaped light guide 2, and so on to the main plane (light emitting surface) 6. And proceed. The reflecting plate 9 is disposed so as to cover the entire surface of the main plane 7, reflects light emitted from the main plane 7 to the outside of the plate-shaped light guide 2, returns the light into the plate-shaped light guide 2, and It plays the role of advancing in six directions.
[0033]
The light traveling to the main plane 6 is diffused by the dots 16 arranged in a regular grid pattern forming the light scattering pattern 8 and uniformly emitted from the light emitting surface 6 in the direction of the observer of the spread illuminating device 1 ′. Is done. Light that is reflected by the main plane 6 and the dots 16 and travels again into the plate-shaped light guide 2 repeats reflection, diffusion, and the like until it is emitted from the light exit surface 6.
[0034]
As described above, the combination of the light scattering patterns 8 arranged on the main plane 6 and arranged in a regular lattice and the light reflection patterns 8 ′ arranged on the main plane 7 and arranged in an irregular state is obtained. "Lattice appearance", which was caused by the regular grid-like dot arrangement, was caused by interference between the dots by providing the regular grid-like dot arrangement on both main planes of the plate-shaped light guide. By providing "moire fringes" and irregular dot arrangement on both main planes of the plate-shaped light guide, low dot density parts or high dot density parts overlap between both main planes. It is possible to prevent the "luminance unevenness" from occurring, and to realize uniform luminance on the entire exit surface.
[0035]
In each of the above-described embodiments, the regular grid-like light reflection pattern 8 is provided on the main plane 6 (light emitting surface). Conversely, the regular grid-like light reflection pattern 8 is formed on the main plane 7. May be provided. In any configuration, the object of the present invention can be achieved. However, when the regular grid-like light reflection pattern 8 is provided on the main plane 7, the light scattered by the irregular light reflection The light may be diffused again by the regular grid-like light reflection pattern 8 formed in 7, thereby further improving the uniformity. For example, the light reflection surface 8 may cover the light exit surface 6 of the plate-like light guide 2. The optical member such as the diffuser that has been arranged can be omitted.
[0036]
By the way, in the above-described embodiment, the case where the dots constituting the light reflection patterns 8 and 8 ′ have the same size has been described. However, the present invention is not limited to this embodiment, and the intervals between each row (W1 to W4: FIG. 4 and 5), the dot diameter is gradually increased as the distance from the rod-shaped light guide 3 ″ increases, so that the dot area density (the ratio of the dot area per unit area) is increased. The light scattering pattern may be changed to achieve the same brightness as in the above-described configuration having the same dot size. Can be obtained.
[0037]
In the above-described embodiment, the case where the light source is provided only on one side surface 5 of the plate-shaped light guide 2 has been described. However, when the light source is disposed on two or more side surfaces of the plate-shaped light guide 2, for example, in FIG. A light source may be arranged on two sides of one side surface 5 and one side surface 11 opposite to the one side surface. In this case, the dot density is formed by increasing the dot density as the distance from each light source increases. It is necessary to form the light distribution pattern so that the luminance distribution on the observation screen is uniform, taking into account the configuration of the light reflection pattern as appropriate, such as increasing the distance from each light source. As described above, the density distribution of dots is also corrected depending on the form of the light source (linear light source and point light source) and the radiation angle distribution of the light emitted from the light source.
[0038]
Further, in the above-described embodiment, the light scattering pattern 6 is a dot-shaped pattern having a different area density, but the pattern shape is not limited to this, as long as the area density increases as the distance from the light source lamp increases. For example, a pattern of any shape such as a square or an ellipse may be used.
[0039]
FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the spread illuminating apparatus according to the present invention.
In this embodiment, a so-called wedge-shaped plate-shaped light guide 2 ′, which becomes thinner as the distance from the light source increases, is used as the plate-shaped light guide. In this case, the light reflecting patterns 8 and 8 'are used to form the light source shown in FIG. The same function and effect as those of the planar lighting device 1 'can be obtained.
[0040]
【The invention's effect】
According to the planar illumination device of the first aspect of the present invention, a light scattering pattern is formed on two opposing main planes of the plate-shaped light guide, and the light scattering pattern is regularly formed on one of the main planes. By arranging them in a grid pattern and arranging them irregularly on the other main plane, it is possible to greatly suppress the occurrence of so-called "grid appearance" and "moire fringes". “Luminance non-uniformity” caused by providing on the main plane can be prevented, and luminance can be made uniform over the entire observation screen.
[0041]
According to the planar illumination device of the second aspect of the present invention, a regular lattice-like light scattering pattern is formed on the light exit surface, which is one main plane of the plate-shaped light guide, so that the other exit surface is provided. The light scattered by the irregular light scattering pattern formed on the light emitting surface can be uniformly diffused by the light scattering pattern on the light emitting surface. In addition to suppressing the occurrence of "luminance unevenness" to make the luminance uniform over the entire observation screen, the optical member such as a diffusion plate provided so as to cover the light exit surface can be eliminated, thereby reducing costs. it can.
[0042]
According to the spread illuminating apparatus of claim 3 of the present invention, the position of the leading (endmost) dot formed in each row is determined based on the position of one side surface of the plate-shaped light guide. In addition, each dot can be easily and accurately formed at a predetermined position, and rapid roughening can be realized.
[0043]
According to the spread illuminating device of claim 4 of the present invention, since a predetermined number of dots are formed in a virtually divided area of the same area, and the dots are irregularly arranged in the area, When viewed over the entire main plane, it is possible to prevent large deviations in dense and sparse portions of the dot density, and to suppress the occurrence of "grid appearance", "moire fringes", and "luminance unevenness", thereby observing the observation screen. Luminance can be made uniform throughout.
[0044]
According to the spread illuminating apparatus of claim 5 according to the present invention, in addition to the configuration of claim 4, the number of dots formed in each area in each row is the same, and the farther from the light source, the more the area becomes. Since the number of dots formed in the inside is increased, it is possible to further uniform the luminance over the entire observation screen.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a spread illuminating apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the spread illuminating apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the spread illuminating apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a view showing a regular light scattering pattern formed on one main plane of a plate-shaped light guide.
5 is a diagram showing an irregular light scattering pattern formed on the other main plane opposite to the main plane shown in FIG.
FIG. 6 is a view showing another embodiment different from the light scattering pattern shown in FIG. 5;
FIG. 7 is a diagram showing one embodiment of a conventional surface light source device.
[Explanation of symbols]
1,1 'Planar lighting device
2 Plate light guide
3, 3 'light source
3 "rod-shaped light guide
4 Light source
5 One side (light incident surface)
6. Main plane (light emitting surface)
7 Main plane
8,8 ', 28 Light scattering pattern
13, 14 One side
15 point light source
16, 16 ', 26 dots
27 rod-shaped light guide
27a, 27b One side

Claims

A plate-shaped light guide made of a light-transmitting material, having a substantially plate-shaped quadrilateral, and having a wide surface facing the main surface as a main plane, and disposed closely along at least one side surface of the plate-shaped light guide. And a light scattering pattern on a main plane of the plate-shaped light guide, and scatters light emitted from the light source with the light scattering pattern and emits the light from the emission surface of the plate-shaped light guide. In a planar lighting device,
The arrangement of the dots constituting the light scattering pattern is a regular lattice shape in one of the opposed main planes, and is irregular in the other main plane. apparatus.

2. The spread illuminating apparatus according to claim 1, wherein an emission surface of the plate-shaped light guide is a main plane on which the dots are arranged in a regular lattice. 3.

The arrangement of the irregular dots means that dots are formed for each row and are formed in each row from one side that is arranged crossing the side of the plate-shaped light guide on which the light source is arranged. 3. The spread illuminating apparatus according to claim 1, wherein the positions of the first dots are irregularly arranged.

The arrangement of the irregular dots means that the other main plane is virtually divided into regions having the same area, and when the number of dots formed in each region is a predetermined value, the dots are 3. The spread illuminating apparatus according to claim 1, wherein the other main plane is arranged irregularly in two axial directions.

The virtually divided region is a region in which the other main plane is divided in a grid pattern, and is arranged in a direction parallel to a direction of a side surface of the plate-shaped light guide on which the light source is arranged. The number of dots formed in each area in each row is the same, and the number of dots in each area in the row arranged farther from the side surface of the plate-shaped light guide where the light source is arranged is larger. 5. The spread illuminating device according to claim 4, wherein a large number of illuminating devices are formed.