CN101469830A - 面光源装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及面光源装置。本发明的面光源装置(3)的特征在于，具有光漫射板(1)和配置在该光漫射板(2)背面侧的红色LED(2R)、绿色LED(2G)和蓝色LED(2B)，上述光漫射板(1)从背面侧测定的全光线反射率(Rt)为30％以上，在上述红色LED(2R)、绿色LED(2G)和蓝色LED(2B)的背面侧，配置前面侧为漫反射面的反射板(4)。

Description

面光源装置

技术领域

本发明涉及面光源装置，详细来说，涉及使用红色发光二极管、绿色二极管和蓝色二极管作为光源的面光源装置。

背景技术

如图3所示，在液晶电视等中组装使用的面光源装置(3)一直以来使用具有光漫射板(1)和在其背面侧配置的光源(2)、且在光源(2)的背面侧没有反射板的装置，光漫射板(1)是无色的，从薄型化的角度考虑而使用薄的板。另外作为光源(2)，从节约能量的角度考虑，提出了使用LED(发光二极管)作为光源(2)的提案(“液晶デイスプレイ用バツクライト技术—液晶照明システムと部材料—”、シ—エムシ—出版，2006年8月31日发行，p.148-149)，可以使用排列了对应于光的三原色的红色LED(2R)、绿色LED(2G)和蓝色LED(2B)作为LED(2)的光源。在上述面光源装置(3)中，对于各LED(2R、2G、2B)，在将从它们各自发出的光进行混色时，调节发光强度或其个数以形成完全的白色光这样来使用，因此从LED发出的光在透过光漫射板期间进行混色而形成白色光，在面光源装置(3)的前面侧射出。

但是，对于现有的面光源装置(3′)，前面侧的出射光不能形成完全的白色光，有时带有红色。

发明内容

因此本发明人为了开发出使用红色LED、绿色LED和蓝色LED作为光源、可射出不带有红色的白色光的面光源装置而进行了努力研究，结果完成了本发明。

即，本发明提供面光源装置(3)，其特征在于，具有光漫射板(1)和配置在该光漫射板(2)背面侧的红色LED(2R)、绿色LED(2G)和蓝色LED(2B)，

上述光漫射板(1)从背面侧测定的全光线反射率为30％以上，

在上述红色LED(2R)、绿色LED(2G)和蓝色LED(2B)的背面侧，配置前面侧为漫反射面的反射板(4)。图1模式地表示本发明的面光源装置(3)。

本发明的面光源装置(3)是以LED作为光源(2)的装置，因此不仅消耗电量少，而且可以在前面侧射出不带有红色的完全的白色光。

附图说明

图1是模式地表示一例本发明的面光源装置的截面图。

图2是表示实施例中评价色均匀度时的测定点的模式图。

图3是模式地表示一例现有面光源装置的截面图。

符号的说明

1：光漫射板  2：光源(LED)  4：反射板  3：面光源装置

具体实施方式

在本发明的面光源装置(3)中使用的光漫射板(1)通常可以使用没有着色的无色(白色)的漫射板，其大小根据作为目的的背光装置或直下型液晶显示器装置而适当选择，优选20型(纵向30cm，横向40cm)以上的较大面积。

光漫射板(1)的厚度为1mm～3mm，优选2mm以下。当厚度超过3mm时，在薄型化方面是不利的。如果小于1mm，则在机械强度方面是不利的。

上述光漫射板通常可以列举包含光漫射性树脂组合物的板，所述光漫射性树脂组合物包含透明树脂和漫射剂，该光漫射板可以如下述那样来得到，即，在将透明树脂和漫射剂进行熔融混炼后，利用进行挤压成型的挤压成型法、进行注射成型的注射成型法、进行热压的热压法等通常的成型方法来成型得到。

透明树脂例如可以列举聚碳酸酯树脂、ABS树脂(丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物树脂)、甲基丙烯酸树脂、MS树脂(甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物树脂)、聚苯乙烯树脂、AS树脂(丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂)、聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烃树脂等。

漫射剂是与构成光漫射板的透光性树脂的折射率不同的粒子，其只要能够漫射透射光即可，没有特别地限定，例如可以是无机玻璃粒子、玻璃纤维、二氧化硅粒子、氢氧化铝粒子、碳酸钙粒子、硫酸钡粒子、氧化钛粒子、滑石粉等的无机粒子，也可以是苯乙烯系聚合物粒子、丙烯酸系聚合物粒子、硅氧烷系聚合物粒子等的有机粒子。

光漫射剂的粒径以重均粒径计通常为0.8μm以上且10μm以下，优选2～3μm。

该光漫射板(1)从背面侧测定的全光线反射率(Rt)为30％以上，优选35％以上，通常为50％以下。光漫射板的全光线反射率(Rt)例如随着相对于透明树脂的漫射剂的使用量增多而变大。全光线反射率(Rt)根据JIS K-7105(1981年)进行测定。

从可使光的混色充分的角度考虑，光漫射板的全光线透射率(Tt)通常为65％以下，从亮度的角度考虑通常为55％以上。全光线透射率(Tt)例如随着光漫射板中每单位面积的光漫射剂的使用量增多而变小。全光线透射率(Tt)根据JIS K7361-1(1997年)进行测定。

光漫射板从背面侧测定的漫射光线反射率(Rd₁)为22％以上，通常为40％以下。漫射光线反射率(Rd₁)随着光漫射剂的添加量增多或者使用与透明树脂的折射率差异大的光漫射剂而增大。漫射光线反射率(Rd₁)根据JIS K7105(1981年)进行测定。

光源(2)是发出红色光的红色LED(2R)、发出绿色光的绿色LED(2G)和发出蓝色光的蓝色LED(2B)。作为LED，发光二极管芯片可以使用以环氧树脂制的透镜(レンズ)覆盖的结构，其指向性图案可以是朗伯(ランバ—シアン)类型、蝙蝠翼(バツトウイング)类型、侧向发射(サイドエミツタ—)类型的任一者，本发明的面光源装置(3)优选为朗伯类型的LED。

红色LED(2R)、绿色LED(2G)和蓝色LED(2B)可以例如以直线状排列绿色LED、红色LED、蓝色LED、红色LED和绿色LED来作为一个单元，多量重复该单元进行配置来使用。

反射板(4)的前面侧表面为漫反射面，其漫射光线反射率(Rd₄)通常为80％以上，通常为90％以下。反射板(4)的表面的漫射光线反射率(Rd₄)根据JIS K 7105(1981年)进行测定。

根据本发明的面光源装置(3)，从各LED(2)发出的光的一部分通过光漫射板(1)漫反射。漫反射的光到达配置在LED的背面侧的反射板(4)上，在这里再次进行漫反射而到达光漫射板(1)。到达光漫射板的光的一部分再次进行漫反射。在这样反复的漫反射中，从红色LED(2R)、绿色LED(2G)和蓝色LED(2B)发出的光充分进行混色，进而在光漫射板(1)的内部一边漫射一边透射，由此进而漫射，形成完全的白色光而在前面侧射出。

实施例

以下，通过实施例对于本发明进行更为详细地说明。

实施例1

使用如图1所示的具有光漫射板(1)、配置在其背面侧的LED(2)和配置在其背面侧的反射板(4)的面光源装置(3)。

光漫射板(1)使用如下述那样制成的板，即，在聚苯乙烯树脂(东洋スチレン社制“东洋スチロ—ルHRM40”，折射率为1.59)100质量份中添加光漫射剂(丙烯酸系交联树脂粒子，积水化成品工业社制“MBX-2H，重均粒径为3μm，折射率为1.49”)10质量份进行混合后，利用挤压机(螺杆直径为40mm)在210℃～250℃的温度下进行熔融混炼，经过给料器组(フイ—ドブロツク)由245℃～255℃的T模头挤压成板状而制成。从该光漫射板(1)的背面侧测定的全光线反射率(Rt)为43.7％，从背面侧测定的漫射光线反射率(Rd₁)为35.3％。另外全光线透射率(Tt)为55％。尺寸为纵向100mm、横向100mm、厚度1.5mm。

LED(2)使用以直线状将绿色LED、红色LED、蓝色LED、红色LED和绿色LED排列而成的结构。

反射板(4)使用漫射光线反射率(Rd₄)为81.4％的板。

点亮各LED(2)，通过目测观察在光漫射板(1)的前面侧射出的光，结果是不带有红色的完全的白色光。

如图2所示，在将各LED(2)点亮的状态下，从该光漫射板(1)的前面侧在光漫射板(1)的中心位置(◎)测定出射光的色度(x_c，y_c)。同时在用黑圈标记(●)表示8处地方分别测定出射光的色度(x，y)，求得其数均值(x_a，x_a)。各色度的测定按照JIS K 7105(1981年)进行。用黑圈标记(●)表示的8处测定点全部都在离光漫射板(1)的端部10mm的位置。由得到的色度分别利用式(1a)求得u_a′，利用式(1c)求得u_c′，利用式(2a)求得v_a′，利用式(2c)求得v_c′，并利用式(3)求得色均匀度(Δu′v′)，结果为0.010322。色均匀度(Δu′v′)越小，表示越不带有红色。

${u_a}^{,}=\frac{4x_a}{3-2x_a+12y_a}\·\·\·\left(1a\right)$

${u_c}^{,}=\frac{4x_c}{3-2x_c+12y_c}\·\·\·\left(1c\right)$

${v_a}^{,}=\frac{9y_a}{3-2x_a+12y_a}\·\·\·\left(2a\right)$

${v_c}^{,}=\frac{9y_c}{3-2x_c+12y_c}\·\·\·\left(2c\right)$

$\mathrm{\Δ}{u}^{,}{v}^{,}=\sqrt{{({u_a}^{,}-{u_c}^{,})}^2+{({v_a}^{,}-{v_c}^{,})}^2}\·\·\·\left(3\right)$

实施例2

光漫射板(1)使用如下述那样制成的板，即，使光漫射剂的使用量为4.1质量份，其他与实施例1同样来制成。该光漫射板(1)从背面侧测定的全光线反射率(Rt)为38.4％，从背面侧测定的漫射光线反射率(Rd₁)为30.1％，全光线透射率(Tt)为55％，厚度为2.0mm。除了使用上述光漫射板(1)以外，其他与实施例1同样来制成面光源装置(3)。点亮各LED(2)，通过目测观察在光漫射板(1)的前面侧射出的光，结果是不带有红色的完全的白色光。另外，该出射光的色均匀度(Δu′v′)为0.010677。

实施例3～实施例5

光漫射板(1)分别使用如下述那样制成的板，即，使光漫射剂的使用量分别为4.5质量份(实施例3)、2.4质量份(实施例4)和3质量份(实施例5)，其他与实施例1同样来制成。实施例3的光漫射板(1)从背面侧测定的全光线反射率(Rt)为35.4％，从背面侧测定的漫射光线反射率(Rd₁)为27.1％，全光线透射率(Tt)为60％，厚度为1.5mm。实施例4中使用的光漫射板(1)从背面侧测定的全光线反射率(Rt)为30.3％，从背面侧测定的漫射光线反射率(Rd₁)为22.7％，全光线透射率(Tt)为60％，厚度为2.0mm。实施例5中使用的光漫射板(1)从背面侧测定的全光线反射率(Rt)为32.0％，从背面侧测定的漫射光线反射率(Rd₁)为24.0％，全光线透射率(Tt)为65％，厚度为1.5mm。除了分别使用上述各光漫射板(1)以外，其他与实施例1同样来制成面光源装置(3)。点亮各LED(2)，通过目测观察在光漫射板(1)的前面侧射出的光，结果是不带有红色的完全的白色光。另外，该出射光的色均匀度(Δu′v′)为0.011653(实施例3)、0.012256(实施例4)、0.012864(实施例5)。

比较例1

光漫射板(1)使用除光漫射剂的使用量为2质量份，其他与实施例1同样制成的光漫射板。该光漫射板(1)从背面侧测定的全光线反射率(Rt)为28.2％，从背面侧测定的漫射光线反射率(Rd₁)为20.7％，全光线透射率(Tt)为65％，厚度为2mm。除了使用该光漫射板(1)以外，其他与实施例1同样来制成面光源装置(3)。点亮各LED(2)，通过目测观察在光漫射板(1)的前面侧射出的光，结果带有红色。另外，该出射光的色均匀度(Δu′v′)为0.014298。

产业实用性

本发明的面光源装置(3)是以LED作为光源(2)的装置，因此不仅消耗电量少，而且可以在前面侧射出不带有红色的完全的白色光。

Claims (4)

1.面光源装置，其特征在于，具有光漫射板和配置在该光漫射板的背面侧的红色LED、绿色LED和蓝色LED，

上述光漫射板从背面侧测定的全光线反射率(Rt)为30％以上，

在上述红色LED、绿色LED和蓝色LED的背面侧，配置前面侧为漫反射面的反射板。

2.如权利要求1所述的面光源装置，其中，上述光漫射板的全光线透射率(Tt)为65％以下。

3.如权利要求1或者2所述的面光源装置，其中，从上述光漫射板的背面侧测定的漫射光线反射率(Rd₁)为22％以上。

4.如权利要求1～3中任一项所述的面光源装置，其中，上述反射板的漫射光线反射率(Rd₄)为80％以上。

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