CN101482240B - 面状照明装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种面状照明装置,其为薄型的形状且光利用效率高,可射出亮度不均少的光,可获得所谓隆起或吊钟状的亮度的分布。面状照明装置设置有:导光板,其具有分别随着从两个光入射面朝向光射出面的中央移动而距光射出面的距离增加的对称的两个倾斜面、将两个倾斜面接合的弯曲部,还包括使在其内部传播的光散射的散射粒子,两个光入射面之间的长度、光入射面的厚度、弯曲部的中央的厚度、弯曲部的曲率半径和倾斜面的锥度满足规定范围,散射粒子的粒径,浓度、光利用效率、光射出面的亮度分布的隆起程度满足规定范围;光源;框体;使光源和导光板的光入射面之间的距离一定地进行固定的固定单元;滑动机构,其使固定单元相对于框体滑动。
Description
技术领域
本发明涉及用于液晶显示器等的面状照明装置。
背景技术
液晶显示装置中采用了从液晶显示面板的背面侧照射光来对液晶显示面板进行照明的背光灯组件。背光灯组件采用使从照明用的光源发出的光漫射后对液晶显示面板进行照射的导光板、和使从该导光板射出的光均匀的棱镜片或漫射片等部件构成。
以往,对于大型的液晶电视机的背光灯组件,在照明用的光源的正上方设置导光板的所谓的正下型的方式成为主流。该方式中,在液晶显示面板的背面上配置多个作为光源的冷阴极管,使内部为白色的反射面,以确保均匀的光量分布和必要的亮度。
但是,在正下型的背光灯组件中,为了使光量分布均匀,相对于液晶显示面板垂直的方向的厚度需为30mm左右,难以实现该程度以上的薄型化。
这里,作为可实现薄型化的背光灯组件,有采用导光板的背光灯组件,导光板将从照明用的光源射出而射入该导光板的光沿规定方向导向,使其从不同于光射入的面的光射出面射出。
作为这样的采用了导光板的背光灯组件,提出了使用在透明树脂中混入有用于使光散射的散射粒子的导光板的方式(例如参照专利文献1~4)的背光灯组件。
例如,在专利文献1中记载了一种光散射导光光源装置,其特征在于,包括具有至少1个光入射区域和至少1个光取出面区域的光散射导光体、用于从上述光入射面区域进行光入射的光源单元,上述光散射导光体具有随着远离上述光入射面而厚度减小的区域。
另外,在专利文献2中记载有下述的面光源装置,其包括光散射导光体、设置于光散射导光体的光取出面侧的棱镜片、设置于光散射导光体的背面侧的反射体。另外,在专利文献3中记载有下述的液晶显示器,其包括由板状的光学材料形成的光射出方向修正元件,该元件包括具有棱镜列状的反复起伏的光入射面与被赋予了光漫射性的光射出面。在专利文献4中记载有下述的光源装置,其包括内部被赋予了散射性能的光散射导光体、从上述光散射导光体的端面部进行光供给的光供给单元。
此外,作为导光板,除了上述以外还提出了下述的导光板:中央部的厚度大于入射侧的端部和对置侧的端部的厚度的导光板;具有在随着远离入光部而厚度增加的方向上倾斜的反射面的导光板;具有表面部与背面部之间的距离在入射部最小而在距入射部最大距离处厚度最大的形状的导光板(例如,参照引用文献5~8)。
专利文献1:JP特开平07-36037号公报
专利文献2:JP特开平08-248233号公报
专利文献3:JP特开平08-271739号公报
专利文献4:JP特开平11-153963号公报
专利文献5:JP特开2003-90919号公报
专利文献6:JP特开2004-171948号公报
专利文献7:JP特开2005-108676号公报
专利文献8:JP特开2005-302322号公报
但是,在采用随着远离光源而厚度减小的导光板的串联(tandem)方式等的背光灯组件中,能实现薄型化,但是,具有因冷阴极管和反射器的相对尺寸的关系而光利用效率比正下型差的问题。另外,在采用将冷阴极管收纳于导光板上形成的槽中的形状的导光板的情况下,可采用随着远离冷阴极管而厚度减小的形状,但是,如果减小导光板的厚度,则具有设置于槽中的冷阴极管的正上的亮度增强,光射出面的亮度不均显著的问题。另外,在这些方式的导光板中,由于形状均是复杂的,故使得加工成本上升,在作为大型例如画面尺寸为37英寸以上特别是50英寸以上的液晶电视机的背光用的导光板时,具有高成本的问题。
另外,在专利文献5~8中提出了为了制造稳定化且为了利用多重反射来抑制亮度(光量)不均,使厚度随着远离光入射面而增加的导光板,但是,由于这些导光板为透明体,故从光源射入的光会保持原样地从相反方向的端部侧射出,因此,需要使底面具有棱镜或点图案。
此外,还具有在与光入射面相反侧的端部设置反射部件,使入射的光多重反射后从光射出面射出的方法,但是为了大型化需要增加导光板的厚度,重量增加,成本也提高。另外,还存在产生光源的映入、亮度不均的问题。
还有,在采用平板型导光板的侧光方式中,为了从光射出面有效地射出入射光,在内部分散有微小的散射粒子。在这样的平板形状的导光板中,即便使散射微粒均匀地分散,若大画面化,则在散射微粒浓度为0.30wt%时可确保83%的光利用效率,但是,如图30中的实线表示的照度分布那样,存在中央部暗、亮度不均的问题,即存在能辨认出产生了亮度不均的问题。
为了使该亮度不均平坦,需要降低散射微粒的浓度,增加从前端的泄漏光,其结果是,存在利用效率降低且亮度也降低的问题。例如,在同一条件下,如果散射微粒浓度为0.10wt%,则如图30中的虚线所示,可大幅度地减少亮度不均,但是,具有亮度降低,光利用效率也降低到43%的问题。
另外,大型的液晶电视机等的大型显示器所要求的光射出面上的亮度的分布为画面的中央部附近比周边部亮的分布,即所谓的隆起分布,例如,吊钟状的分布。但是,在分散有散射微粒的平板形状的导光板中,可降低散射微粒的浓度,获得平坦的亮度的分布,但是,具有无法实现隆起的亮度的分布的问题。
此外,在薄型背光灯的使用中,还考虑了与串联方式的导光板相反采用随着远离光源而厚度增加的导光板,但是,虽然可实现薄型化,画面整体获得平坦的亮度,然而具有下述的问题,即,针对获得大画面的薄型液晶电视机所要求的画面的中央部附近比周边部亮的分布即隆起的亮度的分布这一点完全没有公开页完全没有考虑。
另外,在大型的导光板中,周围的温度和湿度造成的伸缩大,在50英寸左右的尺寸的情况下,反复进行5mm以上的伸缩。由此,在最差的情况下,伸缩后的导光板将挤压液晶面板,从液晶显示器射出的光产生池状的不均。为了避免该情况,预先考虑增加液晶面板和背光灯组件之间的距离,但是,在此情况下,具有不能实现液晶显示器的薄型化的问题。
发明内容
本发明是为了消除已有技术的上述问题而提出的,本发明的目的在于提供一种面状照明装置,其中,呈大型且薄型的形状,光利用效率高,可射出亮度不均少的光,可获得大画面的薄型液晶电视机所要求的画面的中央部附近比周边部亮的分布即所谓的隆起或吊钟状的亮度的分布,并且可防止伸缩时的液晶面板侧的变形。
为了上述课题,本发明提供一种面状照明装置,其特征在于,包括:导光板,具有:矩形状的光射出面、分别包含上述光射出面的对置的两条长边并配置在相互对置的位置上的两个光入射面、随着分别从这两个光入射面朝向上述光射出面的中央移动而距上述光射出面的距离增加的对称的两个倾斜面、对这两个倾斜面进行接合的弯曲部,该导光板还包含使在其内部传播的光散射的散射粒子;两个光源,分别与上述导光板的两个上述光入射面对置地配置;固定单元,按照使上述光源和上述导光板的上述光入射面之间的距离一定的方式将上述光源和上述导光板固定并使其一体化;框体,收纳通过上述固定单元而被一体化的上述光源和上述导光板;和滑动机构,设置于上述框体和上述固定单元之间,在从上述导光板的上述光入射面朝向上述光源的方向上,根据上述导光板的伸缩,在使上述光源和上述导光板一体化并使上述光源与上述导光板的上述光入射面之间的距离一定的状态下,使上述固定单元相对于上述框体滑动;在上述导光板中,上述两个光入射面之间的长度在480mm以上830mm以下;上述散射粒子的粒径在4.0μm以上12.0μm以下;上述散射粒子的浓度在0.008wt%以上0.25wt%以下;表示从上述两个光入射面入射的光从上述光射出面射出的比例的光利用效率在55%以上;表示从上述光射出面的中央部射出的光的亮度相对于从上述光射出面的上述光入射面附近射出的光的亮度的比例的上述光射出面的亮度分布的隆起程度大于0%且在25%以下。
这里,优选在上述导光板中,厚度最小的上述光入射面的厚度在0.5mm以上3.0mm以下;上述厚度最大的上述弯曲部的中央部的厚度在1.0mm以上6.0mm以下;上述弯曲部的曲率半径在1500mm以上45000mm以下;上述倾斜面相对于与上述光射出面平行的线的锥度在0.1°以上2.2°以下。
另外,优选在上述导光板中,上述光射出面由向上述倾斜面侧凸出的曲面构成;上述光射出面的曲率半径在55000mm以上120000mm以下;上述弯曲部的曲率半径在10000mm以上55000mm以下。
此外,优选在上述导光板中,与上述光射出面的上述光入射面侧的端部的上述光射出面的切线平行的线和上述倾斜面之间的夹角在0.1°以上2.2°以下。
还有,优选在上述导光板中,上述倾斜面和上述弯曲部的连接部处的上述弯曲部的切线、与通过上述连接部且与上述光入射面平行的直线和上述光射出面的交点处的上述光射出面的切线之间的夹角,等于与上述光射出面的上述光入射面侧的端部的上述光射出面的切线平行的线和上述倾斜面之间的夹角。
再有,优选上述固定单元在与从上述导光板的上述光入射面朝向上述光源的方向相垂直的方向上,按照能够根据上述导光板的伸缩而相对于上述框体滑动的方式将上述光源和上述导光板一体化。
另外,优选,上述滑动机构由通过对上述框体进行螺纹紧固的应力来夹持上述固定单元的滑动部件构成;若设上述滑动部件与上述固定单元的静止摩擦系数为μ、与上述螺纹紧固位置相距x的位置处的上述螺纹紧固的应力分布为G(x),则与上述螺纹紧固位置相距x的位置处的上述滑动部件与上述固定单元的摩擦力T(x)由下述式表示:
T(x)=μ·G(x),
并且,若设上述导光板的杨氏模量为Y、上述导光板的平均截面积为Aave、上述导光板的长度为L、上述导光板的伸缩长度为ΔL,则在上述导光板伸缩所产生的力由下述式表示时,
F=Y·Aave·(ΔL/L),
上述滑动部件从螺纹紧固上述框体的位置配置到满足下述式的位置x,
T(x)=μ·G(x)<F=Y·Aave·(ΔL/L)。
还有,优选在上述导光板中,线膨胀率满足1/1000<ΔL/L<5/1000,并且杨氏模量满足1.5MN/m2<Y<3MN/m2。
再有,优选上述导光板还具有导向单元,其设置于上述框体和一个上述光源之间,在使与光射出面相垂直的方向上的上述光射出面以及上述一个光源与上述框体之间的距离一定的状态下,根据上述导光板的伸缩,使上述一个光源相对于上述框体沿着从上述导光板的上述光入射面朝向上述光源的方向滑动。
另外,优选上述一个光源相对于另一个上述光源设置在鉛直方向下侧。另外,优选上述固定单元由突出部和加强部件构成,上述突出部固定于上述光源,上述加强部件是固定在上述导光板的上述光射出面和上述倾斜面中的至少一个的表面上的板状部件,并与上述突出部卡合,以使上述导光板与上述突出部卡合。此外,优选上述固定单元具备覆盖上述光源的发光面以外的面并支承上述光源的固定部件;上述导向单元将上述固定部件支承为能够相对于上述框体沿从上述导光板的上述光入射面朝向上述光源的方向移动,从而将上述光源支承为能够移动。此外,优选上述导向单元是分别配置在与上述光源的纵长方向相垂直的两个面上的两个导向部。
优选上述导光板通过在上述光射出面的表面上设置的凹面内收纳薄膜状的光学部件而构成。
另外,优选上述导光板的矩形状的光射出面的表面是凹面。
此外,优选上述导光板通过在上述光射出面的表面上设置的凹面内收纳薄膜状的光学部件而构成。
还有,优选上述导光板的光反射面,由向与上述导光板的上述光射出面对置的一侧凸出的曲面构成。
再有,优选在上述导光板中,上述两个光入射面之间的导光长度在300mm以上320mm以下,上述散射粒子的粒径在4.0μm以上12.0μm以下,上述散射粒子的浓度在0.1wt%以上0.76wt%以下,并且在以上述散射粒子的粒径(μm)为横轴,以上述散射粒子的粒子浓度(wt%)为纵轴的曲线图中,上述散射粒子的粒径和浓度在由6个点(4.0,0.1)、(4.0,0.32)、(7.0,0.14)、(7.0,0.5)、(12.0,0.25)和(12.0,0.76)包围的区域内。
另外,优选,在上述导光板中,上述两个光入射面之间的导光长度在480mm以上500mm以下,上述散射粒子的粒径在4.0μm以上12.0μm以下,上述散射粒子的浓度在0.02wt%以上0.22wt%以下,并且在以上述散射粒子的粒径(μm)为横轴,以上述散射粒子的粒子浓度(wt%)为纵轴的曲线图中,上述散射粒子的粒径和浓度在由6个点(4.0,0.02)、(4.0,0.085)、(7.0,0.03)、(7.0,0.12)、(12.0,0.06)和(12.0,0.22)包围的区域内。
此外,特别是优选在上述导光板中,上述两个光入射面之间的导光长度在515mm以上620mm以下,上述散射粒子的粒径在4.0μm以上12.0μm以下,上述散射粒子的浓度在0.015wt%以上0.16wt%以下,并且在以上述散射粒子的粒径(μm)为横轴,以上述散射粒子的粒子浓度(wt%)为纵轴的曲线图中,上述散射粒子的粒径和浓度在由6个点(4.0,0.015)、(4.0,0.065)、(7.0,0.02)、(7.0,0.09)、(12.0,0.035)和(12.0,0.16)包围的区域内。
还有,优选在上述导光板中,上述两个光入射面之间的导光长度在625mm以上770mm以下,上述散射粒子的粒径在4.0μm以上12.0μm以下,上述散射粒子的浓度在0.01wt%以上0.12wt%以下,并且在以上述散射粒子的粒径(μm)为横轴,以上述散射粒子的粒子浓度(wt%)为纵轴的曲线图中,上述散射粒子的粒径和浓度在由6个点(4.0,0.01)、(4.0,0.05)、(7.0,0.01)、(7.0,0.06)、(12.0,0.02)和(12.0,0.12)包围的区域内。
再有,优选在上述导光板中,上述两个光入射面之间的导光长度在785mm以上830mm以下,上述散射粒子的粒径在4.0μm以上12.0μm以下,上述散射粒子的浓度在0.008wt%以上0.08wt%以下,并且在以上述散射粒子的粒径(μm)为横轴,以上述散射粒子的粒子浓度(wt%)为纵轴的曲线图中,上述散射粒子的粒径和浓度在由6个点(4.0,0.008)、(4.0,0.03)、(7.0,0.009)、(7.0,0.04)、(12.0,0.02)和(12.0,0.08)包围的区域内。
(发明效果)
根据本发明,可获得下述的面状照明装置,其为薄型的形状,并且光利用效率高,可射出亮度不均少的光,实现大画面的薄型液晶电视机所要求的画面的中央部附近比周边部亮的分布即所谓的隆起或吊钟状的亮度的分布。
附图说明
图1是表示采用本发明的面状照明装置的液晶显示装置的一个实施方式的概略立体图;
图2是沿图1所示的液晶显示装置中的II-II线的剖视图;
图3是图2所示的液晶显示装置的面状照明装置的光源和导光板的光入射面附近的局部放大剖视图;
图4(A)是图2所示的面状照明装置的光源和导光板的局部省略俯视图,图4(B)是沿图4(A)中的B-B线的剖视图;
图5(A)是图2所示的面状照明装置的光源的概略结构的立体图,图5(B)是图5(A)所示的光源的剖视图,图5(C)是以放大方式表示构成图5(A)所示的光源的1个LED的概略立体图;
图6是表示图4所示的导光板的形状的概略立体图;
图7(A)是图2所示的导光板的剖面示意图,图7(B)是图7(A)所示的导光板的局部放大剖视图;
图8是表示通过模拟计算表1所示的条件下的导光板的亮度分布与锥角之间的关系的结果的图;
图9是表示分散于本发明的导光板中的散射微粒的粒径和粒子浓度(wt%)之间的关系的曲线图;
图10(A)和(B)是表示分散于本发明的导光板中的散射微粒的粒径和粒子浓度(wt%)之间的关系的曲线图;
图11(A)和(B)分别是表示分散于本发明的导光板中的散射微粒的粒径和粒子浓度(wt%)之间的关系的曲线图;
图12是表示本发明的导光板的设计方法的一个实例的流程图;
图13是表示本发明的导光板的粒子浓度(wt%)与光利用效率(%)和隆起程度(%)之间的关系的曲线图;
图14是本发明的面状照明装置的另一实施方式的光源和导光板的光入射面附近的局部放大剖视图;
图15是测定来自螺纹紧固的应力分布的结果的图;
图16(A)是本发明的另一实例的导光板的剖面示意图,图16(B)是图16(A)所示的导光板的局部放大剖视图;
图17是表示本发明的面状照明装置的另一实施方式的概略结构的剖视图;
图18是本发明的面状照明装置所采用的导光板和光源的形状的另一实施方式的概略俯视图;
图19(A)是以示意方式表示另一实例的面状照明装置的光源、导光板、各加强部件和导向单元的局部省略的俯视图,图19(B)是沿图19(A)中的B-B线的剖视图;
图20(A)是从纵长方向观看下主光源的侧视图,图20(B)是从a方向观看图20(A)所示的下主光源的具备背视图;
图21(A)是导向部件的另一实例的概略结构的主视图,图21(B)是图21(A)所示的导向部件的侧视图;
图22(A)是表示导向部件的另一实例的概略结构的主视图,图22(B)是图22(A)所示的导向部件的侧视图;
图23(A)是表示导向部件的另一实例的概略结构的主视图,图23(B)是图23(A)所示的导向部件的侧视图;
图24(A)是以示意方式表示另一实例的面状照明装置的光源、导光板、各加强部件和导向部件的省略俯视图,图24(B)是沿图24(A)中的B-B线的剖视图;
图25是表示液晶面板组件的平面性的测定结果的图;
图26是表示面状照明装置的中央的位置的亮度和光源的温度与光源的发光时间之间的关系的图;
图27是本发明的又一实例的导光板的剖面示意图;
图28(A)、(B)分别是改进图16所示的实施方式、图27所示的实施方式的实施方式的导光板的剖面示意图;
图29(A)~(C)是图28(A)、(B)所示的实施方式的导光板的部分G,H的具体示意性的剖视图;
图30是表示以往的平板状的导光板的正面方向的照度分布的曲线图。
图中:10-液晶显示装置;12-液晶显示面板;14-驱动组件;20、130、300-背光灯组件;24-照明装置主体;24a,30a-光射出面;28-主光源;29、310、312-副光源;30-导光板;30b-第1倾斜面;30c-第2倾斜面;30d-第1光入射面;30e-第2光入射面;30f-第1侧面(第3光入射面);30g-第2侧面(第4光入射面);30h-弯曲部;31-固定单元;31a、240-固定部件;31b、31c、46a、46b-螺钉;31d、31e、230、232、234、236、238、246、248-固定销;32-光学部件组件;32a-漫射片;32b-棱镜片;32c-漫射片;34-反射板;34a-反射膜;36-上部感应反射板;38-下部感应反射板;40-框体;42-下部框体;44-上部框体;46-加强部件;47-弹簧件;48-滑动机构;48a、48d-滑动部件固定部件;48b-上部滑动部件;48c-下部滑动部件;49-电源收纳部;50-LED芯片;52-光源支承部;52a-光源支承部上表面;52b-光源支承部下表面;52c、52d-螺纹孔;54-阵列基板;56-翅片;58-发光面;60a、60b、61a-圆孔;62a、62b、62c、62d、62e、70a、71a、72a-长孔;63a、63b-长孔;64-散热器;66-散热管;74、224-固定端;100-导光板;100a-光射出面;100a1-凹部;100a2-锥部;100b、100c-倾斜面;100d、100e-光入射面;100d、100e-光入射面;100h-弯曲部;210-上主光源;212-下主光源;214-第1固定单元;216-第2固定单元;218-导向单元;220、222-光源支承部;222c-导向槽;226、228-第1加强部件;242、244-第2加强部件;250、260、270-导向部件;252、262、272-基部;254-弹簧部件;264-凸缘;274-弹簧;276-直线导向件;314、316-第3固定单元;a-2等分线;c-光源和导光板的光轴距离。
具体实施方式
下面根据附图所示的优选实施方式,对本发明的面状照明装置进行具体说明。
另外,在下面的说明中,以将来自光源的光射入导光板的两条边的两边入射方式的面状照明装置为代表实例,但是,本发明并不限于此。
图1是表示具备本发明的面状照明装置的液晶显示装置的概略结构的立体图,图2是沿图1所示的液晶显示装置中的II-II线的剖视图。图3是图2所示的面状照明装置(在下面也称为“背光灯组件”)的光源部附近的放大图。图4(A)是表示图2所示的面状照明装置的导光板和设置于其两边的光源的局部省略俯视图,图4(B)是沿图4(A)中的B-B线的剖视图。
如图1所示,液晶显示装置10包括背光灯组件20、设置于该背光灯组件20的光射出面侧的液晶显示面板12、驱动液晶显示面板12的驱动组件14。另外,在图1中,为了表示面状照明装置的结构,省略液晶显示面板12的一部分的图示。
液晶显示面板12对沿预定的方向排列的液晶分子局部地施加电场来改变该分子的排列,并利用在液晶单元内产生的折射率的变化,在液晶显示面板12的表面上显示文字、图形、图像等。
驱动组件14对液晶显示面板12内的透明电极施加电压,改变液晶分子的朝向,控制透过液晶显示面板12的光的透射率。
背光灯组件20是从液晶显示面板12的背面将光照射到液晶显示面板12的整个面的照明装置,具有形状与液晶显示面板12的图像显示面大致相同的光射出面24a。
本发明的背光灯组件20如图1、图2、图3、图4(A)和图4(B)所示,由照明装置主体24和框体40构成,该照明装置主体24具有两个光源28、导光板30、固定单元31、光学部件组件32和反射板34,该框体40具有下部框体42、上部框体44、加强部件46和滑动机构48。另外,在图示实例中,还在反射板34和下部框体42之间设置有散热器64和散热管66。
另外,如图1所示,在框体40的下部框体42(参照图2)的背面侧,安装有收纳向光源28供电的多个电源的电源收纳部49。
下面对构成背光灯组件20的各组成部件进行说明。
照明装置主体24包括:射出光的光源28;将从光源28射出的光作为面状的光而射出的导光板30;将导光板30和光源28的光轴距离以及光轴垂直距离保持一定地进行固定的固定单元31;使从导光板30射出的光散射或漫射形成进一步减少不均的光的光学部件组件32;将从导光板30泄漏的光反射后使其再次射入导光板的反射板34。
这里,导光板30和光源28之间的光轴距离如图4(B)所示,指光源28的光射出面和导光板30的光射入面(30d、30e)之间的距离c。另外,导光板30和光源28的光轴垂直距离指导光板30和光源28相对于导光板的厚度方向的各自的光轴之间的距离。
首先对光源28进行说明。
图5(A)是表示图1和图2所示的面状照明装置20的光源28的概略结构的概略立体图,图5(B)是图5(A)所示的光源28的剖视图,图5(C)是仅放大表示构成图5(A)所示的光源28的一个LED(发光二极管)芯片50的概略立体图。
如图5(A)所示,光源28包括多个LED芯片50和光源支承部52。
LED芯片50是在射出蓝色光的发光二极管的表面上涂敷了荧光物质的芯片,具有规定面积的发光面58,从该发光面58射出白色光。
即,如果从LED芯片50的发光二极管的表面射出的蓝色光透过荧光物质,则荧光物质发出荧光。由此,如果透过从LED芯片50射出的蓝色光,则由从发光二极管射出的蓝色光和通过荧光物质发出荧光而射出的光生成白色光并射出。
这里,作为LED芯片50,例示在GaN系发光二极管、InGaN系发光二极管等的表面涂敷了YAG(钇铝石榴石)系荧光物质的芯片。
光源支承部52如图5(B)所示,包括阵列基板54和多个翅片56。上述多个LED芯片50保持规定间隔地成一列配置在阵列基板54上。具体来说,构成光源28的多个LED芯片50沿后述的导光板30的第1光入射面30d或第2光入射面30e的纵长方向,换言之与光射出面30a和第1光入射面30d相交叉的线平行或与光射出面30a和第2光入射面30e相交叉的线平行地固定在呈阵列状排列的阵列基板54上。
阵列基板54是一个面与作为导光板30的最薄侧端面的光入射面(30d,30e)对置设置的板状的部件。在阵列基板54的成为与导光板30的光入射面(30d,30e)对置的面的侧面上支承有LED芯片50。
这里,本实施方式的阵列基板54由铜、铝等导热性良好的金属形成,还具有吸收从LED芯片50产生的热量并向外部散热的作为散热器的功能。
多个翅片56是分别由铜、铝等导热性良好的金属形成的板状部件,在阵列基板54的与设置了LED芯片50的面相反侧的面上,与邻接的翅片56保持规定间隔地连接。
通过在光源支承部52上设置多个翅片56,可扩大表面积,并且可提高散热效果。由此,可提高LED芯片50的冷却效率。
另外,在本实施方式中,也可将光源支承部52的阵列基板54用作散热器,但是,在不要求LED芯片的冷却的情况下,也可代替散热器,而将不具有散热功能的板状部件用作阵列基板。
此外,如图5(A)所示,在光源支承部52的上表面52a(具体来说,上表面侧的翅片56)的两端部的两个部位设置有螺纹孔52c。另外,在光源支承部52的下表面52b(具体来说,下表面侧的翅片56)在与上表面52a的螺纹孔52c相对应的位置上设置有螺纹孔52d。如后所述,螺纹孔52c和52d用于分别通过螺钉31b和31c如图3所示那样将光源28固定到固定单元31上。
这里,如图5(C)所示,本实施方式的LED芯片50具有与其排列方向相垂直的方向的长度比排列方向的长度短的长方形形状,即,后述的导光板30的厚度方向(沿与光射出面30a相垂直的方向)为短边的长方形形状。换言之,LED芯片50在与导光板30的光射出面30a相垂直的方向的长度为a、排列方向的长度为b时,具有满足b>a的形状。另外,如果LED芯片50的配置间隔为q,则q>b。这样,优选LED芯片50的与导光板30的光射出面30a相垂直的方向的长度a、排列方向的长度b、LED芯片50的配置间隔q的关系满足q>b>a。
通过使LED芯片50呈长方形形状,可在维持大光量的输出的同时,形成薄型的光源。通过形成薄型的光源,可使面状照明装置的厚度减小。另外,可减少LED芯片的设置个数。
另外,在LED芯片50中,为了使光源更薄,优选呈导光板30的厚度方向为短边的长方形形状,但是本发明并不限于此,还可采用正方形形状、圆形形状、多边形形状、椭圆形形状等各种形状的LED芯片。
此外,在本实施方式中,将LED芯片50排成一列,形成单层结构,但是本发明并不限于此,也可将在阵列支承体上设置了多个LED芯片50的结构的LED阵列按多个层叠的结构的多层LED阵列用作光源。即便在这样层叠LED阵列的情况下,也能通过使LED芯片50为长方形形状,使LED阵列为薄型,从而层叠更多的LED阵列。这样,通过层叠多层LED阵列,即提高LED阵列(LED芯片)的填充率,能输出更多的光量。另外,优选与LED阵列的LED芯片邻接的层的LED阵列的LED芯片也与上述同样地使配置间隔满足上述公式。即,优选LED阵列中,使LED芯片和邻接的层的LED阵列的LED芯片保持规定间隔地层叠。
下面对导光板30进行说明。
图6是表示导光板30的形状的概略立体图。另外,图7(A)是表示导光板30的形状的剖视图,图7(B)是图7(A)所示的导光板30的局部放大剖视图。
导光板30如图6和图7所示,包括:大致呈矩形形状的平坦的光射出面30a;在该光射出面30a的两端,与光射出面30a大致垂直地形成的两个光入射面(第1光入射面30d和第2入射面30e);位于光射出面30a的相反侧即导光板的背面侧,以与第1光入射面30d和第2光射出面30e并行且将光射出面30a进行2等分的2等分线α(参照图1,图4)为中心轴而相互对称,相对于光射出面30a以规定的角度倾斜的两个倾斜面(第1倾斜面30b和第2倾斜面30c);在光射出面30a的未形成光入射面的侧的两端(与光射出面30a和光入射面之间的交叉线相垂直的两条边),与光射出面30a大致垂直地形成的两个侧面(第1侧面30f和第2侧面30g)。在两个倾斜面(第1倾斜面30b和第2倾斜面30c)的接合部分,形成曲率半径R的弯曲部30h(参照图7(B)),防止亮线等亮度不均的发生。
如图6所示,在光射出面30a的第1光入射面30d和第1侧面30f相交叉的角部30i以及第2光入射面30e和第1侧面30f相交叉的角部30k各自的内侧附近,分别设置有用于将导光板30固定到固定部件31a上的第1圆孔60a与第2圆孔60c。另外,在与导光板30的背面侧的第1圆孔60a以及第2圆孔60c对应的位置上,设置有第1圆孔60b和第2圆孔60d。
另外,在光射出面30a的第1光入射面30d和第2侧面30g相交叉的角部30j以及第2光入射面30e与第2侧面30f相交叉的角部301各自的内侧附近,分别设置有用于将导光板30连接到固定部件31a上的、沿与光入射面30d、30e平行的方向较长的第1长孔62a以及第2长孔62c。另外,分别在与导光板30的背面侧的第1长孔62a以及第2长孔62c对应的位置设置有第1长孔62b、第2长孔62d。
此外,在设置了第1圆孔60a的角部30i的内侧附近,靠近第1圆孔60a设置了用于将导光板30与框体40的上部框体42和下部框体44连接的第3圆孔61a。
还有,在设置了第1长孔62a和第2圆孔60c的各角部30j和30k的内侧附近,分别靠近第1长孔62a和第2圆孔60c设置了用于将导光板30与框体40的上部框体42和下部框体44连接的、沿与光入射面30d平行的方向较长的第3长孔63a和沿与光入射面30e相垂直的方向较长的第4长孔63b。
再有,两个光入射面30d和30e在大致呈矩形形状的光射出面30a的对置的长边侧对置设置,从对置设置的光源28射入两个光入射面30d和30e的光,与大致呈矩形形状的光射出面30a的对置的短边平行地在导光板30的内部传播。
第1倾斜面30b和第2倾斜面30c相对于2等分线α线对称,按照相对于光射出面30a对称的方式倾斜。弯曲部30h也按照相对于2等分线a线对称的方式弯曲。导光板30的厚度随着从第1光入射面30d和第2光入射面30e朝向中央而增加,在中央部的2等分线α所对应的部分即弯曲部30h的中央部分厚度最大(t max),在两端部的两个光入射面(第1光入射面30d和第2光入射面30e)厚度最小(t min)。
即,导光板30的截面形状相对于通过2等分线α的中心轴而线对称。
这里,在本发明中,由于以22英寸(22”)的画面尺寸以上的液晶面板12作为对象,因此,第1光入射面30d和第2光入射面30e之间的光传播的导光长度L(参照图7(A))需要在280mm以上,由于以最大65英寸(65”)的画面尺寸以上的液晶面板12为对象,因此需要在830mm以下。更具体地说,相对于22英寸(22”)的画面尺寸,导光长度L在280mm以上320mm以下,相对于37英寸(37”)的画面尺寸,导光长度L在480mm以上500mm以下,相对于42英寸(42”)的画面尺寸和46英寸(46”)的画面尺寸,导光长度L可在515mm以上620mm以下,相对于52英寸(52”)的画面尺寸和57英寸(57”)的画面尺寸,导光长度L可在625mm以上770mm以下,相对于65英寸(65”)的画面尺寸,导光长度L可在785mm以上830mm以下。
另外,优选导光板30的厚度最小的光入射面30d和30e的最小厚度tmin在0.5mm以上3.0mm以下。
其理由在于:如果最小厚度过小,则光入射面30d和30e过小,来自光源28的光入射减小,无法从光射出面30a射出充分的亮度的光,如果最小厚度过大则最大厚度过大,重量过大,不适合用作液晶显示装置等的光学部件,而且因光穿透而实现透射,故光利用效率无法满足55%以上的程度。
此外,优选导光板30的厚度最大的弯曲部30h的中央的最大厚度tmax在1.0mm以上6.0mm以下。
其理由在于:在最大厚度过大的情况下重量过大,不适合用作液晶显示装置等光学部件,而且因光穿透而实现透射,故光利用效率无法满足55%以上的程度,在最大厚度过小的情况下,中央部的弯曲部30h的曲率半径R过大,不适合于成形,与平板的情况相同,在实现隆起的亮度分布的粒子浓度下,光利用效率无法满足55%以上的程度,与此相反,在实现光利用效率在55%以上的程度的粒子浓度下,无法实现隆起分布。
因此,优选倾斜背面30b和30c的锥度即锥角(倾斜角)在0.1°以上2.2°以下。
其理由在于:在锥度过大的情况下,最大厚度过大,会成为过度隆起的分布,而在锥度过小的情况下,与最小厚度过小的情况下相同,弯曲部30h的曲率半径R(在下面也称为“中央部半径R”)过大而不适合成形,在光利用效率达到55%以上程度的粒子浓度下无法实现隆起分布,反之,与平板的情况相同,在实现隆起的亮度分布的粒子浓度下,光利用效率无法满足55%以上的程度。
其结果是,优选弯曲部30h的曲率半径R在1500mm以上45000mm以下。
另外,如图7(A)和(B)所示,在倾斜背面30b和30c的锥角为θ时,表示为LR=2Rsinθ,表示为最大厚度t max=t min-[LR/(2)tanθ+Rcosθ-R],表示为锥角θ=tan-1[(t max-t min)/(L/2)]。
在本发明中,导光板30的形状呈随着从第1光入射面30d和第2光入射面30e朝向中央移动而厚度增加的形状(在下面称为“倒楔形状”),由此,使入射的光容易在更深侧传播,在维持光利用效率的同时,提高面内均匀性,另外,获得隆起的所谓的吊钟状的亮度分布。即,通过形成这样的形状,能使上述以往的平板形状的导光板中中间变暗的分布成为均匀的或隆起的所谓的吊钟状的分布。
此外,通过使倾斜背面30b和30c的中间的接合部分为弯曲部30h而平滑地接合,由此,可使位于中央的接合部分的带状不均成为均匀的或隆起的所谓的吊钟状的分布。
这里,给出改变具有倒楔形状的导光板的锥角的情况下的光利用效率和面内均匀性的变化的一个实例。
针对图7所示的导光板,在表1中给出通过模拟求出的在最小厚度tmin和导光长度L为一定、改变最大厚度t max来以各种方式改变倾斜背面的锥角θ时的光利用效率和面内均匀性的结果。这里,面内均匀性(%)是从导光板的光射出面射出的光的最小亮度和最大亮度之比,按照最小亮度/最大亮度表示。
【表1】
t min(mm) | t max(mm) | L(mm) | 锥角 | 光利用效率 | 面内均匀性 | |
平板 | 2 | 2 | 300 | - | 74% | 67% |
TP1 | 2 | 3 | 300 | 0.38° | 77% | 82% |
TP2 | 2 | 4 | 300 | 0.76° | 77% | 85% |
TP3 | 2 | 6 | 300 | 1.53° | 78% | 69% |
另外,针对表1所示的导光板,图8表示通过模拟求出导光板的亮度分布与锥角之间的关系的结果。在图8中,纵轴为规格化亮度,横轴为导光板距端部的距离(mm)。这里,规格化亮度是将作为计算例之一的TP2的平均亮度看作一而进行规格化后的值。
如图1和图8所示可知,通过使导光板呈倒楔形状,能在维持光利用效率的同时改善面内均匀性。
还有,针对倒楔形的导光板,在表2中给出通过模拟求出的改变导光板的锥角θ时的光利用效率和隆起程度的结果。
采用图4(A)和图4(B)所示的的结构的导光板30,求出改变22英寸尺寸的导光板30的最大厚度(mm)和最小厚度(mm)来改变锥度(°)时的光利用效率(%)以及从光射出面30a射出的光的亮度分布,并求出光射出面30a的亮度分布的隆起程度(%),该隆起程度(%)表示从光射出面30a的中央部射出的光的亮度相对于从光射出面30a的周边部即从光入射面30d和30e的附近射出的光的亮度的比例。另外,锥角(°)以外的参数均满足本发明所要求的最佳的限定范围。
【表2】
1 | 2 | 3 | |
画面尺寸 | 22″ | 22″ | 22″ |
导光长度(mm) | 288 | 288 | 288 |
最大厚度(mm) | 3.57 | 0.89 | 4.91 |
最小厚度(mm) | 2 | 0.5 | 0.5 |
粒径(μm) | 7 | 7 | 7 |
粒子浓度(wt%) | 0.18 | 0.2 | 0.2 |
锥度(°) | 0.80 | 0.20 | 2.19 |
中央部R(mm) | 4500 | 18000 | 1500 |
光利用效率(%) | 56.8 | 58.6 | 62.2 |
隆起程度(%) | 14 | 13 | 22 |
从表2可知,在锥角(°)处于0.1°以上2.2°以下的范围内,光利用效率(%)均在56%以上高于55%,隆起程度(%)为13%~22%,满足大于0%且在25%以下的本发明所要求的限定范围。
在图4(A)和图4(B)所示的导光板30中,从第1光入射面30d和第2光入射面30e入射的光通过导光板30的内部包含的散射微粒(其具体内容将在后面描述)散射,一边通过导光板30的内部直接或被第1倾斜面30b和第2倾斜面30c反射后从光射出面30a射出。此时,还存在一部分的光从第1倾斜面30b和第2倾斜面30c泄漏的情况,但是,泄漏的光通过按照覆盖导光板30的第1倾斜面30b和第2倾斜面30c的方式设置的反射片(未图示)反射,再次射入导光板30的内部。
导光板30,通过在透明树脂中按照混合分散用于使光散射的微小的散射粒子而形成。作为导光板30所采用的透明树脂的材料,可列举例如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PP(聚丙烯)、PC(聚碳酸酯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、苄基丙烯酸酯、MS树脂、或COP(环烯烃聚合物)这样的光学上透明的树脂。作为混合分散于导光板30中的散射粒子,可采用有机硅树脂(TOSPEARL)、硅酮、二氧化硅、氧化锆、电介质聚合物。通过在导光板30的内部包含这样的散射粒子,可从光射出面射出均匀且亮度不均性小的照明光。
这里,分散于本发明的导光板30中的散射微粒的粒径需要在4.0μm以上12.0μm以下。其理由在于可按照获得较高的散射效率、前方散射性大且波长依赖性小、没有颜色不均的方式进行选择。
另外,关于分散在本发明的导光板30中的散射微粒的最佳的粒径选择,优选除考虑波长依赖性的观点之外还考虑下述的方面。
首先,在基于单一粒子的散射光强度分布(角度分布)中,需要满足散射到前方0~5°的光达到90%以上的条件。其原因在于:在倒楔形状的本发明的导光板30中,需要从导光板30的侧面的第1光入射面30d和第2光入射面30e至少导光140mm以上的距离,在单面入射的情况下,需要从光入射面至少导光280mm以上的距离,若不满足散射到前方0~5°的光达到90%以上的条件,则无法将光导至导光板30的里侧。
因此,如果散射微粒的粒径比4.0μm小即小于4.0μm,则由于散射为各向同性,故无法满足上述条件。另外,在选择丙烯酸树脂作为母材子选择硅酮树脂作为粒子的情况下,特别优选硅酮树脂散射微粒的粒径在4.5μm以上。
另一方面,如果散射微粒的粒径比12.0μm大即超过12.0μm,则由于粒子的前方散射性过强,故系统内的平均自由行程增加,散射次数减少,这样在入射端附近会出现光源(LED)之间的亮度不均(荧斑),因此上限值限制在12.0μm。
其理由在于:在粒子浓度过高的情况下,由于形成与平板相同的现象,故无法实现隆起的亮度分布,在粒子浓度过低的情况下,由于光穿过而透射,故无法满足光利用效率在55%以上的程度。
这样,通过选择本发明的散射粒子的粒径的限定范围中包含的最佳的粒径(粒子折射率和母材折射率的组合),可获得没有波长不均的射出光。
另外,在上述实例中,采用了单一粒径的散射粒子,但是本发明并不限于此,也可将多个粒径的散射粒子混合使用。
另外,由于本发明的导光板30的导光长度在280mm~830mm,故散射粒子的浓度需要在0.008wt%以上0.76wt%以下。
具体来说,在导光长度L满足280mm≤L≤320mm的情况下,散射粒子的浓度需要在0.1wt%以上0.76wt%以下。
还有,在导光板的导光长度为画面尺寸22英寸所对应的L=280mm、散射粒子的粒径为4.5μm的情况下,更优选散射粒子的浓度在0.1wt%以上0.32wt%以下,最优选为0.14wt%。另外,在散射粒子的粒径为7.0μm的情况下,更优选散射粒子的浓度在0.14wt%以上0.5wt%以下,最优选为0.21wt%。另外,在散射粒子的粒径为12.0μm的情况下,更优选散射粒子的浓度在0.25wt%以上0.76wt%以下,最优选为0.35wt%。
再有,在导光板的导光长度满足480mm≤L≤500mm的情况下,散射粒子的浓度需要在0.02wt%以上0.22wt%以下。
此外,在导光板的导光长度为画面尺寸37英寸所对应的L=480mm,散射粒子的粒径为4.5μm的情况下,更优选散射粒子的浓度在0.02wt%以上0.085wt%以下,最优选为0.047wt%。另外,在散射粒子的粒径为7.0μm的情况下,更优选散射粒子的浓度在0.03wt%以上0.12wt%以下,最优选为0.065wt%。另外,在散射粒子的粒径为12.0μm的情况下,更优选散射粒子的浓度在0.06wt%以上0.22wt%以下,最优选为0.122wt%。
另外,在导光长度L满足515mm≤L≤620mm的情况下,散射粒子的浓度可在0.015wt%以上0.16wt%以下。
此外,在导光板的导光长度为画面尺寸42英寸所对应的L=560mm,散射粒子的粒径为4.5μm的情况下,更优选散射粒子的浓度在0.015wt%以上0.065wt%以下,最优选为0.035wt%。另外,在散射粒子的粒径为7.0μm的情况下,更优选散射粒子的浓度在0.02wt%以上0.09wt%以下,最优选为0.048wt%。另外,在散射粒子的粒径为12.0μm的情况下,更优选散射粒子的浓度在0.04wt%以上0.16wt%以下,最优选为0.09wt%。
还有,在导光板的导光长度为画面尺寸46英寸所对应的L=590mm,散射粒子的粒径为4.5μm的情况下,更优选散射粒子的浓度在0.015wt%以上0.060wt%以下,最优选为0.031wt%。另外,在散射粒子的粒径为7.0μm的情况下,更优选散射粒子的浓度在0.02wt%以上0.08wt%以下,最优选为0.043wt%。另外,在散射粒子的粒径为12.0μm的情况下,更优选散射粒子的浓度在0.035wt%以上0.15wt%以下,最优选为0.081wt%。
再有,在导光长度L满足625mm≤L≤770mm的情况下,散射粒子的浓度可在0.01wt%以上0.12wt%以下。
另外,在导光板的导光长度为画面尺寸52英寸所对应的L=660mm,散射粒子的粒径为4.5μm的情况下,更优选散射粒子的浓度在0.010wt%以上0.050wt%以下,最优选在0.025wt%。另外,在散射粒子的粒径为7.0μm的情况下,更优选散射粒子的浓度在0.015wt%以上0.060wt%以下,最优选为0.034wt%。另外,在散射粒子的粒径为12.0μm的情况下,更优选散射粒子的浓度在0.030wt%以上0.120wt%以下,最优选为0.064wt%。
此外,在导光板的导光长度为画面尺寸57英寸所对应的L=730mm,散射粒子的粒径为4.5μm的情况下,更优选散射粒子的浓度在0.010wt%以上0.040wt%以下,最优选为0.021wt%。另外,在散射粒子的粒径为7.0μm的情况下,更优选散射粒子的浓度在0.010wt%以上0.050wt%以下,最优选为0.028wt%。另外,在散射粒子的粒径为12.0μm的情况下,更优选散射粒子的浓度在0.020wt%以上0.100wt%以下,最优选为0.053wt%。
另外,在导光长度L满足785mm≤L≤830mm的情况下,散射粒子的浓度可在0.006wt%以上0.08wt%以下。
再有,在导光板的导光长度为画面尺寸65英寸所对应的L=830mm,散射粒子的粒径为4.5μm的情况下,更优选散射粒子的浓度在0.008wt%以上0.030wt%以下,最优选为0.016wt%。另外,在散射粒子的粒径为7.0μm的情况下,更优选散射粒子的浓度在0.009wt%以上0.040wt%以下,最优选为0.022wt%。另外,在散射粒子的粒径为12.0μm的情况下,更优选散射粒子的浓度在0.020wt%以上0.080wt%以下,最优选在0.041wt%。
根据上面所述可知,在本发明中,对应于导光板30的两个光入射面30d、30e之间的导光长度,分散于导光板30中的散射粒子的粒径和浓度需要满足规定的关系。
于是,在本发明中,在导光板30的导光长度为280mm以上320mm以下时,如上所述,散射粒子的粒径需要在4.0μm以上12.0μm以下,散射粒子的浓度需要在0.1wt%以上0.76wt%以下,并且如图9所示的曲线图那样,在以散射粒子的粒径(μm)为横轴、散射粒子的粒子浓度(wt%)为纵轴时,散射粒子的粒径和浓度需要在由6个点(4.0,0.1)、(4.0,0.32)、(7.0,0.14)、(7.0,0.5)、(12.0,0.25)和(12.0,0.76)包围的区域内。
另外,在导光板30的导光长度在480mm以上500mm以下时,如上所述,散射粒子的粒径需要在4.0μm以上12.0μm以下,散射粒子的浓度需要在0.02wt%以上0.22wt%以下,并且如图10(A)所示的曲线图那样,在散射粒子的粒径(μm)为横轴,散射粒子的粒子浓度(wt%)为纵轴时,散射粒子的粒径和浓度需要在由6个点(4.0,0.02)、(4.0,0.085)、(7.0,0.03)、(7.0,0.12)、(12.0,0.06)和(12.0,0.22)包围的区域内。
此外,在导光板30的导光长度在515mm以上620mm以下时,如上所述,散射粒子的粒径需要在4.0μm以上12.0μm以下,散射粒子的浓度需要在0.015wt%以上0.16wt%以下,并且如图10(B)所示的曲线图那样,在以粒径(μm)为横轴,粒子浓度(wt%)为纵轴时,散射粒子的粒径和浓度需要在由6个点(4.0,0.015)、(4.0,0.065)、(7.0,0.02)、(7.0,0.09)、(12.0,0.035)和(12.0,0.16)包围的区域内。
再有,在导光板30的导光长度在625mm以上770mm以下时,如上所述,散射粒子的粒径需要在4.0μm以上12.0μm以下,散射粒子的浓度需要在0.01wt%以上0.12wt%以下,并且如图11(A)所示的曲线图那样,在以粒径(μm)为横轴,粒子浓度(wt%)为纵轴时,散射粒子的粒径和浓度需要在由6个点(4.0,0.01)、(4.0,0.05)、(7.0,0.01)、(7.0,0.06)、(12.0,0.02)和(12.0,0.12)包围的区域内。
另外,在导光板30的导光长度在785mm以上830mm以下时,如上所述,散射粒子的粒径需要在4.0μm以上12.0μm以下,散射粒子的浓度需要在0.008wt%以上0.08wt%以下,并且如图11(B)所示的曲线图那样,在粒径(μm)为横轴,粒子浓度(wt%)为纵轴时,散射粒子的粒径和浓度需要在由6个点(4.0,0.008)、(4.0,0.03)、(7.0,0.009)、(7.0,0.04)、(12.0,0.02)和(12.0,0.08)包围的区域内。
散射粒子的粒径和浓度需要在由图9、图10(A)、图10(B)、图11(A)、11(B)所示的曲线图的6个点包围的区域内的理由在于,如果脱离该区域,则在粒子浓度过高的情况下与平板相同无法实现隆起的亮度分布,在粒子浓度过低的情况下光穿过而透射因此无法满足光利用效率在55%以上的程度,在粒径过小的情况下,光利用效率良好,但是无法实现隆起的亮度分布,在粒径过大的情况下,可实现隆起的亮度分布但是光利用效率低。
这样,通过选择本发明的散射微粒的粒子浓度的限定范围内包含的最佳的粒子浓度,与分散于平板形状的导光板中的情况相比较,可提高光利用效率而射出。在本发明中,可实现至少55%以上的程度,即超过70%的光利用效率。
根据上面所述,由于可选择最佳的粒径和粒子浓度的组合,故可通过它们的组合,以10mm左右的混合长度在没有不均的情况下射出来自LED光源的射出光。
对于这样在内部分散有散射微粒的本发明的导光板30,表示从两个光入射面射入的光从光射出面射出的比例的光利用效率需要在55%以上。其理由在于,在光利用效率不超过55%的情况下,为了获得必要的亮度,需要更大输出的光源,如果采用更大输出的光源,则不仅光源温度高、耗电量增加,而且导光板30的翘曲和延伸量增加,无法获得所需的亮度的分布、所谓的隆起的或吊钟状的亮度的分布。
另外,表示从光射出面的中央部射出的光的亮度相对于从光射出面的光入射面附近射出的光的亮度的比例的上述光射出面的亮度分布的隆起程度需要在0%~25%的范围内。其理由在于大画面的薄型液晶电视机要求画面的中央部附近比周边部亮的分布、所谓的隆起的或吊钟状的亮度的分布。
这样的导光板30可采用挤压成形法或注射成形法来制造。
这里,优选在导光板30中,成为光入射面的第1光入射面30d、第2光入射面30e、光射出面30a、成为光反射面的第1倾斜面30b、第2倾斜面30c中的至少一个面的表面粗糙度Ra小于380nm,即,Ra<380nm。
通过使成为光入射面的第1光入射面30d、第2光入射面30e的表面粗糙度Ra小于380nm,由此,可忽略导光板表面的漫射反射,即,可防止导光板表面的漫射反射,可提高入射效率。
此外,通过使光射出面30a的表面粗糙度Ra小于380nm,可忽略导光板表面的漫射反射透射,即,可防止导光板表面的漫射反射透射,可通过全反射,使光传播到里侧。
另外,成为光反射面的第1倾斜面30b、第2倾斜面30c的表面粗糙度Ra小于380nm,由此可忽略漫射反射,即,可防止光反射面的漫射反射,可将全反射成分传播到更里侧。
本发明的导光板基本按上述那样构成,但是也可如下述那样设计。另外,在以下的设计方法中,作为未形成用于与框体40的上部框体42和下部框体44连接的各种孔的导光板进行了说明,但是,各种孔仅仅形成于导光板的一部分,因此,从光射出面射出的光基本上相同。
图12是表示本发明的导光板的设计方法的一个实例的流程图。
首先,如图12所示,在步骤S10中,根据采用本发明的导光板的背光灯组件所适用的液晶显示装置的画面尺寸,在画面尺寸的短边长度上添加混合区域(mixing zone)长度的约10mm,来确定为作为导光长度。
接着,在步骤S12中,根据画面尺寸,确定导光板的最大厚度t max。
另外,在步骤S14中,确定导光板所采用的母材树脂和所添加的散射微粒的粒子条件。
然后,在步骤S16中,在具有已确定的导光长度的平板形状的散射微粒分散导光板(散射导光板)中,确定光利用效率E(%)在55%以上的粒子浓度。这里,按照E=I out/I in×100(%)表示,I out和I in分别表示入射和射出光束(lm)。另外,粒子浓度的确定通过模拟而进行,但是,在光利用效率E的实测值和模拟值之间具有差的情况下,需要考虑该差来确定粒子浓度的设计值。在具有该差的情况下,优选预先计算光利用效率E的实测值和模拟值之间的差。
然后,在步骤S18中,固定粒子浓度的设计值,改变本发明的导光板的倾斜背面形状(倒楔形状)的锥角θ或最大厚度t max,计算导光板的光射出面的亮度分布,把握该隆起程度是否在规定范围内,确定锥角θ。此时,中央的弯曲部的曲率半径R根据导光长度而被确定,并与锥度相组合。这里,隆起程度D表示为0<D≤25、D=[(Lcen-Ledg)/Lcen]×100%表示。这里,隆起程度D指亮度分布的隆起程度(中央部增高的程度),Lcen和Ledg分别表示在中央部的亮度和画面端侧(入射部附近)的亮度。另外,锥角θ的确定通过模拟而进行,但是,在粒子浓度的实测值和模拟值之间具有差的情况下,需要考虑该差来把握亮度分布,确定隆起程度D,确定锥角θ。在具有该差的情况下,优选预先计算粒子浓度的实测值和模拟值之间的差。
接着,在步骤S20中,根据导光板的最大厚度t max、锥度(锥角θ)和中央的弯曲部的曲率半径R的关系,确定入射部厚度(最小厚度)t min,选择具有小于已选择的入射部厚度t min的发光部的LED。
这样,可设计本发明的导光板。
另外,图13表示画面尺寸为37英寸、最大厚度为3.5mm、导光长度为480mm的导光板的情况下的粒子浓度(wt%)、光利用效率(%)和隆起程度(%)的关系。
根据该图可知,粒子浓度在0.05wt%~0.2wt%的范围内,光利用效率超过70%,但是,粒子浓度在0.05wt%~0.07wt%的范围以及0.19wt%~0.2wt%的范围,隆起程度为负,即成为中央部低的亮度分布。例如,如果需要10%以上的隆起程度,则粒子浓度需要设计在0.08wt%~0.16wt%的范围。
表3表示这样设计的画面尺寸为37英寸、42英寸、46英寸、52英寸、57英寸和65英寸的情况下的导光板的导光长度(mm)、最大厚度(mm)、粒子浓度(wt%)、锥度、中央的弯曲部的曲率半径R(mm)、光利用效率(%)和隆起程度(%)。
【表3】
画面尺寸 | 37” | 42” | 46” | 52” | 57” | 65” |
导光长度(mm) | 480 | 560 | 590 | 660 | 730 | 830 |
最大厚度(mm) | 3.48 | 3.48 | 3.48 | 3.5 | 3.48 | 3.48 |
粒子浓度(wt%) | 0.065 | 0.048 | 0.043 | 0.035 | 0.028 | 0.022 |
锥度(°) | 0.477 | 0.411 | 0.39 | 0.351 | 0.317 | 0.279 |
中央部R(mm) | 15000 | 20000 | 22000 | 28000 | 33000 | 42000 |
光利用效率(%) | 61.5 | 61 | 61 | 60 | 61 | 59 |
隆起程度(%) | 19 | 15 | 14.5 | 14 | 14.2 | 13.5 |
在任意的导光板的情况下均满足本发明的限定范围,故即使在大画面的情况下,也能实现薄型的形状且光利用效率高、可射出亮度不均小的光,可获得大画面的薄型液晶电视机所要求的画面的中央部附近比周边部亮的分布,所谓的隆起的或吊钟状的亮度的分布。
本发明的导光板大致如上述那样构成。
下面对光学部件组件32进行说明。
光学部件组件32用于使从导光板30的光射出面30a射出的照明光成为进一步减少了亮度不均的光,从而从照明装置主体24的光射出面24a射出进一步减少了亮度不均的照明光,因此,如图2所示,其包括:使从导光板30的光射出面30a射出的照明光漫射来减小亮度不均的漫射片32a;形成有与光入射面和光射出面的切线平行的微棱镜列的棱镜片32b;使从棱镜片32b射出的照明光漫射来减小亮度不均的漫射片32c。
另外,在光学部件组件32中,为了将光源28和导光板30固定于用于固定的固定部件31a上,优选在与设置于导光板30的光射出面30a上的第1圆孔60a、第2圆孔60c、第1长孔62a、第2长孔62c相对应的位置设置同样的圆孔和长孔。另外,虽未图示,但为了将导光板30与框体40的上部框体42以及下部框体44连接,优选在光学部件组件32中,在与设置于导光板30的光射出面30a上的第3圆孔61a、第3长孔63a和第4长孔63b相对应的位置上设置同样的圆孔和长孔。
漫射片32a和32c、棱镜片32b可采用本申请人申请的JP特开2005-234397号公报的[0028]~[0033]中公开的类型。
另外,在本实施方式中,光学部件组件由两个漫射片32a和32c、与设置于两个漫射片之间的棱镜片32b构成,但是棱镜片和漫射片的配置顺序和配置数量没有特别限定,而且也未特别限定为棱镜片、漫射片,只要能进一步降低从导光板30的光射出面30a射出的照明光的亮度不均,则可采用各种光学部件。
例如,作为光学部件,可在上述漫射片和棱镜片的基础上再采用或代替上述漫射片和棱镜片而采用根据亮度不均而设置了由漫射反射体形成的多个透射率调整体的透射率调整部件。
下面对照明装置主体的反射板34进行说明。
反射板34用于将从导光板30的第1倾斜面30b和第2倾斜面30c泄漏的光反射,再次将其射入导光板30,从而可提高光利用效率。反射板34为与导光板30的第1倾斜面30b和第2倾斜面30c相对应的形状,形成为覆盖第1倾斜面30b和第2倾斜面30c。在本实施方式中,如图2所示,导光板30的第1倾斜面30b和第2倾斜面30c的截面呈三角形状,由此,反射板34也呈与其相应的形状。
反射板34只要能够反射从导光板30的倾斜面泄漏的光,则可由任意的材料形成,例如可由下述材料形成,即:通过在PET或PP(聚丙烯)等中混合填料后使其延伸的方式形成空隙从而提高了反射率的树脂片、通过在透明或白色的树脂片表面上蒸镀铝等形成了镜面的片、铝等的金属箔或担载了金属箔的树脂片、或在表面上具有足够的反射性的金属薄板。
上部感应反射板36配置在导光板30和漫射片32a之间,即在导光板30的光射出面30a侧,按照覆盖光源28和导光板30的光射出面30a的端部(第1光入射面30d侧的端部和第2光入射面30e侧的端部)的方式分别配置于固定部件31a的内侧。换言之,上部感应反射板36在与光轴方向平行的方向上,设置为覆盖从导光板30的光射出面30a的一部分到光源28的阵列基板54的一部分。即,两个上部感应反射板36分别设置于导光板30的两端部。
这样,通过设置上部感应反射板36,从光源28射出的光不会射入导光板30,从而可防止泄漏到光射出面30侧。
由此,可将从光源28的LED芯片50射出的光有效地射入导光板30的第1光入射面30d和第2光入射面30e,从而可提高光利用效率。
下部感应反射板38配置在与导光板30的光射出面30a侧相反的一侧,即在第1倾斜面30b和第2倾斜面30c侧,按照覆盖光源28的一部分的方式设置于固定部件31a的内侧。另外,下部感应反射板38的导光板中心侧的端部与反射板34连接。
通过设置下部感应反射板38,从光源28射出的光不会射入导光板30,从而可防止其泄漏到导光板30的第1倾斜面30b和第2倾斜面30c侧。
由此,可将光源28的LED芯片50射出的光有效地射入导光板30的第1光入射面30d和第2光入射面30e,从而可提高光利用效率。
这里,上部感应反射板36和下部感应反射板38可采用上述反射板34所使用的各种材料。
另外,在本实施方式中,使反射板34和下部感应反射板38相连接,但是,也可并不限于此,使各自形成独立的部件。
此外,为了将光源28和导光板30固定于用于一体化的固定部件31a上,在上部感应反射板36和下部感应反射板38上,分别在与设置于导光板30的光射出面30a的第1圆孔60a、60b、第2圆孔60c、60d、第1长孔62a、62b、第2长孔62c、62d相对应的位置,设置有同样的圆孔和长孔。另外,虽未图示,但为了将导光板30与框体40的上部框体42和下部框体44连接,在上部感应反射板36和下部感应反射板38上,在与设置于导光板30的光射出面30a上的第3圆孔61a、第3长孔63a和第4长孔63b相对应的位置,设置有同样的圆孔和长孔。
这里,上部感应反射板36和下部感应反射板38将从光源28射出的光反射到第1光入射面30d或第2光入射面30e侧,可将从光源28射出的光射入第1光入射面30d或第2光入射面30e,只要可将射入导光板30的光导向导光板30的中心侧,则其形状和宽度没有特别限定。
还有,在本实施方式中,将上部感应反射板36配置在导光板30和漫射片32a之间,但是上部感应反射板36的配置位置并不限于此,也可配置在构成光学部件组件32的片状部件之间,还可设置于光学部件组件32和固定部件31a之间。
下面对固定单元31进行说明。
固定单元31包括:固定光源28和导光板30而使它们形成一体的固定部件31a;将光源28固定于固定部件31a上的多个螺钉31b、31c;将导光板30固定于固定部件31a上的多个固定销31d、31e。
固定部件31a用于将光源28和导光板30的光轴距离以及光轴垂直距离保持一定地将光源28和导光板30固定并一体化,并使其对应于导光板30的伸缩,借助滑动机构48在通过滑动部件固定部件48a、48d而固定于框体40上的上部滑动部件48b和下部滑动部件48c上滑动。固定部件31a为截面形状呈U字状的柱状部件。
固定部件31a与上部滑动部件48b和下部滑动部件48c滑动接触,从而即使导光板30在与导光板30的光入射面30d、30e相垂直的方向上伸缩,也能防止导光板30产生翘曲。
这里,如果固定部件31a和上部滑动部件48b与下部滑动部件48c的接触面积大,则滑动的部分的摩擦力增加,如果两者的接触面积小,则滑动的部分的摩擦力减小。因此,优选固定部件31a的形状为下述的形状,即,在导光板30伸展的情况下,固定部件31a与上部滑动部件48b和下部滑动部件48c的接触面积增加,滑动的部分的摩擦力增加,抑制固定部件31a的滑动,在导光板30收缩的情况下,固定部件31a与上部滑动部件48b和下部滑动部件48c的接触面积减小,滑动的部分的摩擦力小,固定部件31a容易滑动。
如图2所示,光源28通过多个螺钉31b、31c与固定单元31成一体地固定,导光板30、光学部件组件32和反射片34通过固定销31d、31e与固定单元31成一体地固定。
即,光源28通过分别使螺钉31b、31c与该螺纹孔52c、52d和固定部件31a的螺纹孔螺合,定位于固定部件31a上从而被固定。
在导光板30的第1侧面30f侧的两侧,在分别设置于导光板30的光射出面30a和背面上的第1圆孔60a和60b、第2圆孔60c和60d中,嵌入在设置于固定部件31a上的嵌合孔中嵌合的固定销31d、31e,由此,导光板30定位在固定部件31a上而被固定。另外,第1圆孔60a、60b和第2圆孔60c、60d的孔径与固定销31d、31e的外径大致相同。由此,导光板30在其第1侧面30f侧,相对于与第1和第2光入射面30d和30e相垂直的方向以及平行的方向,均通过固定部件31a而被定位。其结果是,通过固定部件31a,光源28和导光板30被形成一体地固定,光源28的光射出面和导光板30的第1及第2光入射面30d和30e之间的距离保持一定。
另一方面,在导光板30的第2侧面30g侧的两侧,在分别设置于导光板30的光射出面30a和背面的第1长孔62a和62b、与第2长孔62c和62d中,插入嵌入到设置于固定部件31a上的嵌合孔中的固定销31d和31e。另外,由于第1长孔62a和62b以及第2长孔62c和62d是沿与导光板30的第1和第2光入射面30d和30e平行的方向上较长的长孔,故垂直方向的孔径与固定销31d、31e的外径大致相同。由此,固定销31d和31e分别插入到第1长孔62a和62b以及第2长孔62c和62d,从而在与导光板30的第1和第2光入射面30d和30e相垂直的方向上被固定(嵌合)而不能移动,在平行的方向上能够移动。
因此,导光板30在其第2侧面30g侧的两侧,相对于与第1和第2入射面30d和30e相垂直的方向被定位在固定部件31a上从而被固定,但是在平行的方向上能够移动,并未相对于固定部件31a定位。
其结果是,相对于与导光板30的第1和第2光入射面30d和30e相垂直的方向,通过固定部件31a,光源28和导光板30形成一体而固定,光源28的光射出面和导光板30的第1及第2光入射面30d、30e之间的距离保持一定。
另一方面,相对于与导光板30的第1和第2光入射面30d和30e平行的方向,对应于导光板30的伸缩,固定销31d和31e分别在第1长孔62a和62b以及第2长孔62c和62d内移动(滑动),从而能防止导光板30的伸缩造成的翘曲。
根据上面所述,在导光板30的第1侧面30f侧以及第2侧面30g侧,通过固定部件31a,光源28和导光板30形成一体而固定,光源28的光射出面和导光板30的第1及第2光入射面30d、30e之间的距离保持一定。通过这样形成,设置于第1和第2光入射面30d、30e侧的光源28不会因导光板30的伸缩而被破坏。另外,不会产生从光源28分别射入导光板30的第1和第2光入射面30d和30e的光的光入射效率的降低。
这样,即使光源28和导光板30被固定而形成一体,若相对于与导光板30的光入射面(30d,30e)平行的方向产生导光板30的伸缩,则对应于导光板30的伸缩,固定销31d和31e的位置在长孔内沿长轴方向移动,由此,导光板30可自由地伸缩,可抑制导光板30产生翘曲的情况,从而可抑制从导光板30射出的光的亮度不均。
另外,即使将导光板30大型化,通过导光板30沿与导光板的光入射面(30d、30e)平行的方向自由地伸缩,由此,可抑制导光板30产生翘曲。
与设置在导光板30上的圆孔60a~60d和长孔62a~62d对应地设置于光学部件组件32和反射板34(上部感应反射板38和下部感应反射板36)上的圆孔和长孔,用于使分别对固定部件31a和导光板30、光学部件组件32和反射板34进行固定的销31d和31e穿过。
圆孔60a、60b和60c、60d设置于导光板30的角部30i和角部30k的内侧附近。通过这样形成,在将液晶显示装置10中,将背光灯组件20以与光入射面30d、30e平行的方向作为上下方向而设置的情况下,也能防止导光板30的位置沿上下方向错开造成导光板30损伤的情况。
圆孔的配置结构并不限于此,在液晶显示装置10中,对应于背光灯组件20的配置和其方向,在导光板30的位置没有错开的位置设置圆孔,由此可防止导光板30损伤的情况。
另外,本实施方式中,在光源28的光源支承部52的上表面52a和下表面52b的各两个部位设置螺纹孔52c、52d,将光源28和固定部件31a固定,但是只要能够固定光源28和固定部件31a,则并不限于螺纹孔的配置和个数。
此外,在本实施方式中,为了将光源28和固定部件31a固定而利用了螺钉,但是,将光源28和固定部件31a固定的固定件并不限于此,可采用公知的各种固定件。例如,也可采用粘接剂将光源28和固定部件31a固定。这样,不必在光源支承部52上设置螺纹孔,由此可形成更简单的结构。
还有,将导光板30和固定部件31a固定的方法也不限于圆孔和销。例如,也可代替圆孔和销,在导光板30的光射出面30a和导光板30的背面侧的角的内侧设置粘接剂,将导光板30和固定部件31a固定。
下面对框体40进行说明。
如图2所示,框体40用于收纳照明装置主体24并对其进行支承,从其光射出面30a侧和导光板30的第1倾斜面30b与第2倾斜面30c侧进行夹持固定,具有下部框体42、上部框体44、加强部件46和滑动机构48。
下部框体42上面开放,成为由底面部和设置于底面部的4条边上并与底面部相垂直的侧面部构成的形状。即,呈一面开放的大致长方体的箱型形状。下部框体42如图2所示,通过底面部和侧面部支承从上方收纳的照明装置主体24,并且覆盖照明装置主体24的光射出面24a以外的面,即,覆盖与照明装置主体24的光射出面24a相反侧的面(背面)和侧面。
上部框体44呈长方体的箱型形状,在上表面形成作为照明装置主体24的矩形形状的光射出面24a的、小于导光板30的矩形状的光射出面30a的矩形状的开口,并且下表面开放。
上部框体44如图2所示,配置为从面状照明装置主体24和下部框体42的上方(光射出面侧),覆盖照明装置主体24和收纳有它的下部框体42的四个侧面部。
加强部件46是设置于上部框体44和下部框体42之间的截面形状呈口字型的棒状部件。
加强部件如图2所示,通过螺钉46a和46b而与上部框体44和下部框体42连接。
这样,通过在下部框体42和上部框体44之间设置加强部件46,可提高框体40的刚性,从而可防止导光板30翘曲。由此,例如,在使用没有亮度不均或亮度不均小而能以良好的效率射出光但容易产生翘曲的导光板的情况下,仍能更加可靠地矫正翘曲,或可更加可靠地防止在导光板中产生翘曲,从而可从光射出面射出没有亮度不均等或降低了该亮度不均的光。
另外,通过螺钉46a、46b将下部框体42和上部框体44与加强部件46紧固来固定,由此在滑动机构48上可产生将固定单元31特别是固定部件31a紧固的应力。
此外,框体40的下部框体42、上部框体44和加强部件46可采用金属、树脂等各种材料。另外,优选材料采用重量轻、强度高的材料。
滑动机构48用于使固定单元31的固定部件31a能对应于在与导光板30的光入射面30d、30e相垂直的方向上的伸缩而滑动,由弹簧件47、滑动部件固定部件48a、48d、上部滑动部件48b和下部滑动部件48c构成。
弹簧件47设置于滑动部件固定部件48a和固定部件31a之间,用于分别从第1和第2光入射面30d和30e侧对分别设置在第1和第2光入射面30d和30e侧的固定部件31a向导光板30的中心方向施力,实现在与导光板30的光入射面30d和30e相垂直的方向上固定部件31a相对于框体40的定位。
还有,弹簧件47还同样地设置于导光板30的第1侧面30g和第2侧面30f与框体40之间,进行在与导光板30的光入射面30d和30e平行的方向上的相对于框体40的定位。
滑动部件固定部件48a、48d用于保持使固定单元31(固定部件31a)滑动的上部滑动部件48b和下部滑动部件48c。滑动部件固定部件48a、48d设置于下部框体42和上部框体44之间,在滑动部件固定部件48d的背面侧设置上部滑动部件48b,在滑动部件固定部件48a的上面设置下部滑动部件48c。
上部滑动部件48b和下部滑动部件48c夹持固定单元31(固定部件31a),使固定单元31(固定部件31a)对应于在与导光板30的光入射面相垂直的方向上的伸缩而滑动。上部滑动部件48b和下部滑动部件48c分别如图2所示为板状的部件。
但是,虽然在图2和图3中未示出,但作为本发明的优选方式,如上述图4(A)和图6所示,在导光板30的3个角部30i、30j和30k上,设置有用于将导光板30与框体40的上部框体42和下部框体44连接的第3圆孔61a、第3长孔63a和第4长孔63b,另外,如上所述,对应于导光板30的第3圆孔61a、第3长孔63a和第4长孔63b,在由漫射片32a、棱镜片32b和漫射片32c等形成的光学部件组件32以及上部感应反射板36和下部感应反射板38中,设置同样的圆孔和长孔(未图示)。另一方面,在框体40的上部框体42和下部框体44中,在对应于收纳于其内的导光板30的第3圆孔61a、第3长孔63a和第4长孔63b的位置,开设用于对销进行固定的圆孔(未图示)。在这些导光板30的第3圆孔61a、第3长孔63a和第4长孔63b、以及光学部件组件32和上部感应反射板36和下部感应反射板38的对应的圆孔和长孔中,嵌入大致等于孔径(在长孔的情况下为短径)的销(未图示),这些销还嵌入设于框体40的上部框体42和下部框体44中的圆孔而进行固定。
此时,如图4(A)和图6所示,在导光板30的角部30i,设置有圆孔61a,因此,导光板30在角部30i通过固定于框体40上的未图示的销,被固定为相对于框体40不能移动。
然而,在导光板30的角部30j设置沿与光入射面30d、30e平行的方向较长的长孔63a,在角部30l中未开设与框体40连接的孔,由此,固定于框体40上的未图示的销嵌入长孔63a中,即使在该情况下,仍可在长孔63a内沿与入射面30d、30e平行的方向移动,这样,导光板30可相对于框体40沿与光入射面30d、30e平行的方向移动,并可伸缩,其结果是,可防止导光板30的伸缩造成的翘曲。
另外,在导光板30的角部30k中,设置沿与光入射面30d、30e相垂直的方向长的长孔63b,在角部30l中未设置与框体40连接的孔,由此,即使在固定于框体40上的未图示的销嵌入长孔63b中的情况下,仍可在长孔63b内沿与光入射面30d、30e相垂直的方向移动,这样,导光板30可相对于框体40沿与光入射面30d、30e相垂直的方向移动并可伸缩。结果,可防止导光板30的伸缩导致的翘曲。
这样,能以伸缩自如的方式将导光板30保持在框体40上。
此外,由于如上所述,对应于导光板30的第3圆孔61a、第3长孔63a和第4长孔63b,由漫射片32a、棱镜片32b和漫射片32c等形成的光学部件组件32以及上部感应反射板36和下部感应反射板38中,设置有同样的圆孔和长孔(未图示),故导光板30、漫射片32a、棱镜片32b和漫射片32c等的光学部件组件32的伸缩率不同,即使在该情况下,仍可实现在它们中不产生挠曲或翘曲的保持机构。
如上所述,导光板30以伸缩自如的方式保持在框体40上,在框体40和将导光板30与光源28一体化的固定部件31a之间设置有滑动机构48,由此,在导光板30沿与导光板30的光入射面30d和30e相垂直的方向伸缩的情况下,固定部件31a可对应于导光板30的伸缩而通过滑动机构48实现滑动。通过这样形成,可抑制导光板30沿与其光入射面相垂直的方向伸缩造成的导光板30的翘曲,可抑制从导光板30的光射出面30a射出的光的亮度不均。另外,由于在大型的导光板中,导光板30也可沿与导光板30的光入射面相垂直的方向自由地伸缩,故可抑制从导光板30的光射出面30a射出的光的亮度不均。
另外,在固定部件31a上,将导光板30和光源28按照光轴距离和光轴垂直距离保持一定的方式固定,由此,即使在固定部件31a滑动的情况下,导光板30和光源28的光轴距离也保持一定。通过这样形成,可防止导光板30沿与其光入射面相垂直的方向伸缩而导光板30的光入射面30d和30e压迫光源28使其破坏,还可防止从光源28射入导光板30的光的光入射效率降低。
在本实施方式中,滑动机构48包括图2的形状的上部滑动部件48b和下部滑动部件48c,由此,可在上部滑动部件48b及下部滑动部件48c与固定部件31a之间,产生与导光板30的伸缩的力相对应的摩擦力。
导光板30与滑动机构48的上部滑动部件48b以及下部滑动部件48c的接触面积,在导光板的伸缩小的情况下接触面积小,在导光板30的伸缩大的情况下接触面积大。在接触面积小时,作用于上部滑动部件48b和下部滑动部件48c与固定部件31a之间的摩擦力小,在接触面积大时该摩擦力大。因此,作用于导光板30与滑动机构48的上部滑动部件48b以及下部滑动部件48c之间的摩擦力,在导光板30的伸缩小的情况下小,在导光板30的伸缩大的情况下该摩擦力大。
这样,滑动机构48的上部滑动部件48b和下部滑动部件48c的形状如图2所示,由此,与导光板30的伸缩的力相对应的摩擦力在滑动机构48的上部滑动部件48b和下部滑动部件48c与固定部件31a之间产生,可用作抵抗导光板30的伸展的阻力。
在本实施方式中,采用如图2的板状的上部滑动部件48b和下部滑动部件48c,产生与导光板30的伸缩的力相对应的摩擦力,但上部滑动部件48b和下部滑动部件48c的形状不限于此。例如,如图14那样,上部滑动部件48b和下部滑动部件48c的形状的截面也可为三角形。
如图14所示,在上部滑动部件48b和下部滑动部件48c的截面呈三角形状的情况下,在导光板30的伸缩小时,上部滑动部件48b和下部滑动部件48c的宽度大,由此,作用于上部滑动部件48b和下部滑动部件48c与固定部件31a之间的摩擦力小。如果导光板30的伸缩增加,则固定部件31a必须在上部滑动部件48b和下部滑动部件48c的宽度窄的部位滑动,这样,作用于上部滑动部件48b和下部滑动部件48c与固定部件31之间的摩擦力增加。即,通过使上部滑动部件48b和下部滑动部件48c的截面呈三角形状,也能在上部滑动部件48b和下部滑动部件48c与固定部件31a之间产生与导光板30的伸缩的力相对应的摩擦力。另外,在图14所示的实施方式中,在滑动机构48中,通过三角形状的上部滑动部件48b和下部滑动部件48c,作用朝向固定部件31a的施力,由此,也可不必如图3所示的滑动机构48那样具有弹簧件47。
另外,在图示实例中,上部滑动部件48b和下部滑动部件48c可采用特氟隆(注册商标)、金属等的各种材料。另外,也可不单独设置上部滑动部件48b和下部滑动部件48c,而通过在下部框体42和上部框体44上涂敷油来作为上部滑动部件48b和下部滑动部件48c。
此外,在本实施方式中,上部滑动部件48b和下部滑动部件48c设置于上部框体44的背面和下部框体42的上面上,但并不限于此。例如,也可仅仅设置于上部滑动部件48b上或仅仅设置于下部滑动部件48c上。通过这样形成,可使框体40的结构为更简单的结构。
下部框体42、上部框体44与加强部件46通过螺钉46a、46b而连接。通过螺钉46a、46b的螺纹紧固的应力,确定借助上部滑动部件48b和下部滑动部件48c夹持固定单元31(固定部件31a)的应力。另外,这样,可通过螺钉的紧固应力,控制在固定部件31a和上部滑动部件48b和下部滑动部件48c之间产生的摩擦力。
这里,如果固定部件31a和上部滑动部件48b与下部滑动部件48c的摩擦力大于导光板30伸缩的力,则固定部件31a不能够使上部滑动部件48b和下部滑动部件48c滑动,无法抑制在导光板30伸缩时导光板30中产生的翘曲。
另外,对于通过螺钉46a、46b作用于上部滑动部件48b和下部滑动部件48c的应力,即使在通过螺钉46a、46b而按压的力一定的情况下,由于具有应力分布,故该应力根据部位而不同。
因此,优选配置上部滑动部件48b和下部滑动部件48c的位置对应于螺钉46a、46b产生的应力的值和应力分布而确定。下面对确定上部滑动部件48b和下部滑动部件48c的位置的方法进行具体描述。
如果设导光板30的杨氏模量为Y、长度为L、伸长量为ΔL,平均截面积为Aave,则导光板30的伸缩引起的挤压力F为:
F=Y·Aave·(ΔL/L),
将按压导光板30的力以集中于上部滑动部件48b和下部滑动部件48c的端部的形式为代表,设为G,并设接触面的静止摩擦系数为μ,则
F>μ·G,
成为对导光板30进行固定的固定部件31a相对于上部滑动部件48b和下部滑动部件48c开始滑动的条件。
这里,针对实际的形状,列举导光板30的伸缩而形成的力F的实例。在导光板30的材质采用丙烯酸、上部滑动部件48b和下部滑动部件48c采用特氟隆(注册商标)的情况下,导光板30的杨氏模量为1.5~3MPa=1.5~3MN/m2,上部滑动部件48b和下部滑动部件48c的静止摩擦系数为0.01。这里,该静止摩擦系数的值为设置了固定部件31a的上部滑动部件48b和下部滑动部件48c时的值。24小时的导光板30的体积膨胀率为0.3%。另外,在采用与导光板30的入光部的光射出面30a相垂直的方向的宽度为2mm、导光板30的2等分线α处的与光射出面30a相垂直的方向的宽度为3.6mm的导光板30的情况下,导光板的尺寸和平均截面积Aave以及导光板30的伸缩产生的力F如表4那样。
【表4】
Aave(m2) | F(kgw) | |
42英寸 | 0.0028 | 2.57 |
46英寸 | 0.0031 | 2.85 |
52英寸 | 0.0035 | 3.21 |
57英寸 | 0.0038 | 3.49 |
65英寸 | 0.0043 | 3.99 |
下面对考虑应力分布的情况下的固定部件31a相对于上部滑动部件48b和下部滑动部件48c开始滑动的条件进行描述。
螺钉46a、46b为M3的螺钉,如果紧固固定部件31a,则该紧固力为60kg左右。这是直接作用于螺纹上的力,在螺钉附近通过垫圈等分配力。实际上,螺钉46a、46b的紧固力不直接作用于被压接物上,随着分布的压力而作用于微小区域,认为这将成为垂直阻力。考虑应力分布是一维为G(x),则x=0的位置近似地视为螺钉的紧固力。距螺钉46a、46b某距离x的位置处的摩擦力T(x)为:
T(x)=μ·G(x),
T(x)=μ·G(x)<F=Y·Aave·(ΔL/L) ......(1),
成为对导光板30与光源28进行固定的固定部件31a相对于上部滑动部件48b和下部滑动部件48c可滑动的条件。
图15表示测定在x=0、x=25的位置,分别进行螺纹紧固的情况下的应力分布的结果。纵轴表示应力的大小,横轴表示距螺纹紧固的位置的距离。两条实线分别表示:固定部件31a与上部滑动部件48b和下部滑动部件48c的材料均为铝的情况、和一个部件的材料为铝而另一部件的材料为树脂的情况。如图15所示,对于应力分布G(x),应力从螺纹紧固的位置下降,在中心部具有停留部,朝向另一螺纹紧固的位置应力再次上升。在该应力为停留值的部分设置滑动机构48。通过这样形成,由于在应力小的部位设置上部滑动部件48b和下部滑动部件48c,故导光板30伸缩的力和作用于固定部件31a与滑动机构48之间的摩擦力容易满足上述1式。另外,由于在停留部应力是一定的,故上部滑动部件48b和下部滑动部件48c的定位容易,固定部件31a能更加可靠地通过滑动机构48而滑动。
如上所述,在考虑导光板的伸缩的力、螺钉46a、46b的紧固应力和应力分布的基础上,确定滑动机构48的上部滑动部件48b和下部滑动部件48c的位置。通过这样形成,对应于导光板30的伸缩的力,固定部件31a能可靠地通过滑动机构48在上部滑动部件48b和下部滑动部件48c上滑动。
在本实施方式的面状照明装置10中还设置:散热器64,其与滑动部件固定部件48a的下部连接,吸收光源28的热量;进行散热的散热管66,其在反射板34和下部框体42之间,与散热器64连接设置。
散热器64通过滑动部件固定部件48a,吸收从光源28释放的热量进行散热或将热量传递给散热管66。
在散热管66中,从散热管66的另一端释放与散热管66的一端连接的散热器64传递来的热量。
通过设置这样的散热器64和散热管66,有效地将从光源28产生的热量移动到散热管66,从而可从散热管66散热。由此,由于即使在光源的发光效率低的情况下,仍对光源进行冷却,故可使光源的发光光量较大,可实现大型的背光灯组件。另外,与此相反,通过对光源冷却,进一步增加光源的发光光量,可实现大型的背光灯组件。
另外,散热器并不限于空气冷却方式,也可采用水冷方式。
此外,在下部框体42的背面侧,安装有收纳光源的电源(未图示)的电源收纳部49(参照图1)。
面状照明装置20基本上具有以上那样的结构。
在面状照明装置20中,从分别设置于导光板30的两端的光源28射出的光射入导光板30的光入射面(第1光入射面30d和第2光入射面30e)。从各个面射入的光一边被包含于导光板30的内部的散射体散射,一边通过导光板30的内部,直接或通过第1倾斜面30b和第2倾斜面30c反射之后从光射出面30a射出。此时,第1倾斜面30b和第2倾斜面30c泄漏的一部分的光通过反射板34反射,再次射入导光板30的内部。
这样,从导光体30的光射出面30a射出的光透过光学部件组件32,从照明装置主体24的光射出面24a射出,对液晶显示面板12进行照明。
液晶显示面板12通过驱动组件14,根据位置来控制光的透射率,由此,在液晶显示导光体12的表面上显示文字、图形、图像等。
这里,在本实施方式中,通过设置固定单元31和滑动机构48,在导光板30伸缩的情况下也能防止导光板30发生翘曲,减小从导光板30的光射出面30a射出的光的亮度不均,但是,也可如图16(A)和图16(B)所示,使导光板100的光射出面100a为从光入射面100d,100e朝向中央部向下凸出(即,向倾斜面(反射板34)侧凸出)的曲面(更具体地说,与光入射面和光射出面的切线相垂直的面的形状呈圆弧状的曲面)。换言之,还可使导光板的光射出面为向反射板侧凸出的凹面。
这样,通过使导光板100的光射出面100a为向反射板侧(图中下侧)凸出的凹面,即使导光板100伸缩而导光板100翘曲的情况下,导光板100的光射出面100a仍沿向反射板34侧凸出的方向翘曲。由此,导光板100翘曲的方向可为与液晶显示面板侧(图中上侧)相反的方向,可防止导光板100将液晶显示面板上推的情况,可更加适合地防止从液晶显示装置10射出的光产生不均的情况。
另外,如本实施方式这样,通过使导光板的光射出面100a为向反射板侧凸出的凹面,即使在没有设置固定单元和滑动机构的情况下,仍无法使导光板和光源的距离一定,但是,可防止光射出面将液晶显示面板上推的情况,可防止因导光板和液晶显示面板的接触而亮度不均的情况。
这里,优选,如图16(A)和图16(B)所示,光射出面100a的曲率半径R0大于弯曲部100h的曲率半径Rr,并且光射出面100a的曲率半径R0在55000mm以上120000mm以下,弯曲部100h的曲率半径Rr在10000mm以上55000mm以下。
通过使光射出面100a和弯曲部100h的曲率半径在上述范围内,即使在导光板100的光射出面100a为向反射板侧凸出的凹面的情况下,仍可适合地使倾斜面100b与弯曲部100h的连接部处的弯曲部100h的切线、和通过连接部并平行于光入射面100a的直线与光射出面100a的交点处的光射出面100a的切线之间的夹角,与光射出面为平面的情况下相等,能使光传播到导光板100的更里侧。
此外,优选弯曲部100h的曲率半径小于光射出面为平面,弯曲部以外的形状相同的导光板的弯曲部的曲率半径。
还有,优选弯曲部100h的曲率半径以外的各种尺寸、粒径、粒子浓度在与上述范围相同的范围内。
这里,优选在图16所示的光射出面为曲面的导光板中,与光射出面100a的光入射面侧的端部(即,光射出面和光入射面的连接部)处的光射出面100a的切线相平行的线和倾斜面100b(或倾斜面100c)之间的夹角在0.1°以上0.8°以下。
通过使光射出面100a和倾斜面100b(或倾斜面100c)之间的夹角在0.1°以上0.8°以下,由此,能够使从光入射面射入的光到达更里侧。
再有,在导光板的光射出面为曲面的情况下,优选采用下述形状,即:倾斜面100b(或100c)和弯曲部100h的连接部处的弯曲部100h的切线、与通过连接部且与光入射面100d平行的直线和光射出面100a的交点处的光射出面100a的切线之间的夹角,等于与光射出面100a的光入射面侧的端部处的光射出面100a的切线平行的线和倾斜面100b(或100c)之间的夹角。另外,上述切线、线与线之间的夹角为与光射出面和光入射面的接线相垂直的面上的切线、线与线之间的夹角。另外,在此情况下,弯曲部和倾斜面的连接部也可不平滑地连接。
通过采用上述两个夹角相等的形状的导光板,能使导光板内部的光线的反射角度与光射出面平坦的导光板相等,入射到导光板中的光的光路与光射出面平坦的导光板相同。由此,在光射出面为曲面的情况下,也能使射出面的强度分布为与光射出面平坦的导光板同样的强度分布。另外,由于能够实现与平坦的导光板同样的强度分布,由此,可从光射出面射出提高了光利用效率且隆起率良好的光。
另外,在光射出面为曲面的情况下,优选以光射出面平坦但光利用效率和隆起率良好的导光板为基准,设定倾斜面和弯曲部的连接部处的弯曲部的切线、与通过连接部且与光入射面平行的直线和光射出面的交点处的光射出面的切线之间的夹角。
具体来说,倾斜面和弯曲部的连接部处的弯曲部的切线、与通过连接部且与光入射面平行的直线和光射出面的交点处的光射出面的切线的夹角,大于或等于与作为基准的光射出面是平坦的情况下的导光板的光射出面平行的线、和弯曲部与倾斜面的连接部处的上述弯曲部的切线之间的夹角,由此,可使光利用效率和隆起率与作为基准的光射出面是平坦的情况下的导光板相等。
例如,可以是:光射出面为曲面、光射出面的尺寸为42英寸、导光长度L为550mm、最小厚度(入光部的厚度)为2mm、光射出面的曲率半径为75000mm、倾斜面的锥角为0.42°。另外,也可以是:以弯曲部的曲率半径为15000mm、距导光板中央部的距离200mm的位置为倾斜面和弯曲部的连接部、最大厚度(中央部的厚度)为3.9mm的光利用效率为60%且隆起率为87%的导光板为基准,设导光长度L为550mm、最小厚度(入光部的厚度)为2mm、光射出面的曲率半径为75000mm、倾斜面的锥角(即,与连接光射出面和光入射面的切线的平坦面平行的面与倾斜面之间的夹角)为0.62°(这里,由于光射出面的曲率半径为75000mm处的端面部的倾斜角度为0.2°,故光入射面的端部处的光射出面的切线和倾斜面之间的夹角为0.42°)。另外,采用弯曲部的曲率半径为10000mm、距导光板中央部的距离200mm的位置为倾斜面和弯曲部的连接部、最大厚度(中央部的厚度)为3.9mm的导光板,通过使倾斜面100b(或100c)与弯曲部100h的连接部处的弯曲部100h的切线、与通过连接部且与光入射面平行的直线和光射出面的交点处的光射出面的切线的夹角,大于与作为基准的导光板的光射出面平行的线、与弯曲部和倾斜面的连接部处的上述弯曲部的切线之间的夹角,能使倾斜面和弯曲部具有使内部的全反射成分容易到达更背面侧的角度,可使射出光的强度分布更隆起,并且可使光利用效率、隆起率与作为基准的光射出面是平坦的情况下的导光板相等(即,光利用效率为60%、隆起率为87%)。
另外,在本实施方式中,为了从光射出面有效地射出更高亮度的光,使导光板30的光入射面30a与光入射面相交的边为长边、与侧面相交的边为短边的形状,但是,本发明并不限于此,也可使光射出面为正方形状,还可使光入射面为短边、侧面侧为长边。
此外,也可在上述透明树脂中混合可塑剂来制作导光板。
这样,通过利用混合了透明材料和可塑剂的材料制作导光板,可使导光板具有柔性,即,可形成具有柔软性的导光板,可使导光板变形为各种形状。因此,可使导光板的表面形成为各种曲面。
这样,使导光板具有柔性,例如,在导光板或采用导光板的面状照明装置用作照明(illuminations)关系的显示板的情况下,还可安装于具有曲率的墙上,可将导光板用于更多种类、更广泛的使用范围的照明、POP(POP广告)等。
这里,作为可塑剂,列举有邻苯二甲酸酯,具体来说,邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二-2-乙基己基酯(DOP(DEHP))、邻苯二甲酸二正辛酯(DnOP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二壬酯(DNP)、邻苯二酸二异癸酯(DIDP)、邻苯二甲酸混基酯(C6~C11)(610P、711P等)、邻苯二酸一丁酯(BBP)。另外,除了邻苯二甲酸酯以外,还列举有己二酸二辛酯(DOA)、己二酸二异壬酯(DINA)、己二酸二正烷酯(C6、8、10)(610A)、己二酸二烷酯(C7、9)(79A)、壬二酸二辛酯(DOZ)、癸二酸二丁酯(DBS)、癸二酸二辛酯(DOS)、磷酸三甲苯酯(TCP)、乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)、环氧树脂化大豆油(ESBO)、偏苯三酸三辛酯(TOTM)、聚酯系、氯化石蜡等。
以上,对本发明的面状照明装置进行了具体说明,但是,本发明并不限于以上的实施方式,也可在不脱离本发明的实质的范围内进行各种的改进和变更。
例如,在上述的本实施方式中,分别设置于导光板30的第1入射面和第2入射面侧的两个固定单元31(固定部件31a)可通过设置于框体40上的滑动机构48而滑动,但是也可如图17那样,将一侧的固定单元31和滑动机构48形成一体而作为固定端74固定到框体40上。通过这样形成,可容易地进行导光板30相对于框体40的定位。
另外,在本实施方式中,仅仅在光入射面30d、30e设置了光源28,但是本发明并不限于此,也可如图18那样,以与光入射面30d、30e对置设置的光源28为主光源,与第1侧面30g和第2侧面30f对置地设置副光源29,将第1侧面30g和第2侧面30f分别作为第3光入射面和第4光入射面。可通过这样形成,进一步提高从光射出面射出的光的亮度。
这里,在设置副光源29的情况下,也与图2所示的光源28时同样设置固定单元31和滑动机构48,另外,如图18所示,在光源支承部52中设置螺纹孔52c、52d,为了将主光源28和导光板30的光入射面30d、30e之间的距离、以及副光源29和导光板30的光入射面30f、30g之间的距离保持一定,在导光板30的光射出面30a的角部30i、30j和30l中分别设置第1圆孔60a、第1长孔62a和第2长孔62c,并且代替设置于导光板30的角部30k上的第2圆孔60c,设置其形状与第1长孔62a和第2长孔62c大致相同的第5长孔62e,另外,不但如此,而且在导光板30的角部30k、30j和30l,分别设置沿与第1长孔62a、第2长孔62c和第5长孔62e的长径方向相垂直的方向具有长径的第6长孔70a、第7长孔71a和第8长孔72a,由此,可减少导光板30的伸缩造成的主光源28和副光源29的破坏、主光源28和副光源29朝向光入射面的光入射效率的降低、以及从光射出面30a射出的光的亮度不均。另外,虽未图示,但在导光板30的背面的倾斜面30b和30c,同样在导光板30的光射出面30a中的与圆孔和长孔相对应的位置形成有圆孔和长孔。
此外,在图18所示的实例中,虽未图示,但为了将导光板30与框体40的上部框体42和下部框体44连接,当然可与图4(A)和图6所示的实例同样在导光板30中设置第3圆孔61a、第3长孔63a和第4长孔63b。这里,图4(A)和图6所示的导光板30的第3圆孔61a、第3长孔63a和第4长孔63b为贯通孔,但也可在导光板30的光射出面30a侧和背面侧分离。
另外,上述1个圆孔60a、6个长孔62a、62c、62e、70a、71a和72a,以及与1个圆孔和6个长孔相对应的背面侧的1个圆孔和6个长孔,用于将导光板30固定到固定部件31a上使其与主光源28和副光源29形成一体,并将主光源28和导光板30的光入射面30d、30e之间的距离以及副光源29与导光板30的光入射面30f、30g之间的距离保持一定,因此,只要具备该功能,则光射出面30a侧的圆孔和长孔和背面侧的圆孔和长孔也可贯通。
还有,例如,作为光源的LED芯片,采用了在蓝色LED的发光面上涂敷YAG荧光物质的结构,但并不限于此,也可采用在红色LED、绿色LED等其它单色LED的发光面上配置了荧光物质的结构的LED芯片。
此外,光源也可采用将红色LED、绿色LED、蓝色LED这3种LED组合的结构的LED组件。在此情况下,可通过将从3种LED射出的光混合来形成白色光。
还有,也可代替LED而采用半导体激光器(LD)。
另外,也可在导光板30和光源(光源28和/或副光源29)之间,设置由接近导光板30的折射率的材料形成的混同部。另外,也可通过折射率小于其它部分的材料形成导光板的光入射面和/或侧面的一部分。
通过使从光源射出的光入射的部分的折射率小于其它部分,能以更高的效率良好地射入从光源射出的光,从而可进一步提高光利用效率。
再有,也可例如在导光板的侧面彼此相对的位置排列配置多个导光板,通过多个导光板形成1个光射出面。在此情况下,也可形成仅仅在两端的导光板的侧面设置副光源的结构。
下面,根据实施例对图2所示的面状照明装置的光射出面平坦的导光板进行具体说明。另外,在下述的实施例中,对未形成与框体40的上部框体42和下部框体44连接用的各种孔的导光板进行了说明,但是,由于各种孔仅仅形成在导光板的一部分上,故从光射出面射出的光基本上相同。
采用图2所示的结构的光源28和导光板30,改变导光板30的导光长度(mm)、其形状、即最大厚度(mm)、最小厚度(mm)、锥度、中央部半径R(mm)、分散于导光板30中的散射微粒的粒径(μm)和粒子浓度(wt%),计算表示从光入射面30a射出的光相对于从导光板30的两个光入射面30d和30e射入的光的比例的光利用效率(%)、从光射出面30a射出的光的亮度分布,计算光射出面30a的亮度分布的隆起程度(%),该隆起程度表示从光射出面30a的中央部射出的光的亮度相对于从光射出面30a的周边部、即光入射面30d和30e的附近射出的光的亮度的比例。
【实施例】
(实施例1)
作为实施例1,计算在与画面尺寸为37英寸相对应的导光板30的导光长度L(mm)为L=480mm的情况下,如表5和表6所示那样对最大厚度(mm)、最小厚度(mm)、粒径(μm)和粒子浓度(wt%)进行各种改变时的锥度、中央部半径(弯曲部的曲率半径)R(mm)、光利用效率(%)、隆起程度(%)。其结果在表5和表6中给出。
这里,表5表示针对实施例1的本发明实例11~16,表6表示针对实施例1的比较例11~15。
【表5】
实施例1
本发明实例 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
画面尺寸 | 37″ | 37″ | 37″ | 37″ | 37″ | 37″ |
导光长度(mm) | 480 | 480 | 480 | 480 | 480 | 480 |
最大厚度(mm) | 3.48 | 1.49 | 3.51 | 3.48 | 3.48 | 3.48 |
最小厚度(mm) | 2 | 0.5 | 1 | 2 | 2 | 2 |
粒径(μm) | 7 | 7 | 7 | 4.5 | 9 | 12 |
粒子浓度(wt%) | 0.065 | 0.049 | 0.097 | 0.047 | 0.084 | 0.122 |
锥度 | 0.477 | 0.358 | 0.716 | 0.477 | 0.477 | 0.477 |
中央部R(mm) | 15000 | 27000 | 7000 | 15000 | 15000 | 15000 |
光利用效率(%) | 61.5 | 63 | 65 | 61.2 | 61.6 | 61.5 |
隆起程度(%) | 19 | 22 | 23 | 19 | 19.2 | 19.2 |
【表6】
比较例
比较例 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
画面尺寸 | 37″ | 37″ | 37″ | 37″ | 37″ | 37″ |
导光长度(mm) | 480 | 480 | 480 | 480 | 480 | 480 |
最大厚度(mm) | 3.48 | 6.48 | 1.2 | 1.45 | 3.48 | 3.48 |
最小厚度(mm) | 2 | 5 | 1 | 1 | 2 | 2 |
粒径(μm) | 7 | 7 | 7 | 7 | 2 | 15 |
粒子浓度(wt%) | 0.25 | 0.065 | 0.25 | 0.032 | 0.035 | 0.178 |
锥度 | 0.477 | 0.477 | 0.095 | 0.233 | 0.477 | 0.477 |
中央部R(mm) | 15000 | 15000 | 144000 | 57000 | 15000 | 15000 |
光利用效率(%) | 62 | 50 | 62 | 52 | 63 | 51 |
隆起程度(%) | -6.1 | 5 | -15 | 8 | -8 | 9 |
如根据表5和表6可知,在本发明的实例11~16的任一个中,粒径(μm)和粒子浓度(wt%)均满足本发明的限定范围,而且,最大厚度(mm)和最小厚度(mm)均满足本发明的限定范围,由此,光利用效率(%)均在61%以上,即高于55%,隆起程度(%)均在19%~23%的范围内,满足大于0%且在25%以下的本发明所要求的限定范围。
相对于该情况,在比较例11中,粒子浓度比本发明的限定范围高,由此会出现与平板同样的现象,因此,无法实现隆起的亮度分布。
在比较例12中,最大厚度(mm)和最小厚度(mm)均大于本发明的限定范围的上限值的6.0mm和3.0mm,光穿过而实现透射,由此,不仅光利用效率为50%,无法满足限定范围的55%以上的程度,而且重量过大,无法用作液晶TV用光学部件。
在比较例13中,锥角比本发明的限定范围小,小于0.1°,而且,中央部半径R大,不适于成形,在光利用效率达到55%以上的粒子浓度下无法实现隆起分布。
在比例例14中,中央部半径R大,不适于成形,与平板同样,在实现隆起的亮度分布的粒子浓度下,光利用效率无法实现55%以上的程度。
在比较例15中,粒径小于本发明的限定范围,光利用效率良好,但是无法实现隆起的亮度分布,在比较例16中,粒径大于本发明的限定范围,能实现隆起的亮度分布但光利用效率低。
(实施例2)
作为实施例2,计算在与画面尺寸为42英寸和46英寸相对应的导光板30的导光长度L(mm)为L=560mm和590mm的情况下,如表7和表8所示那样对最大厚度(mm)、最小厚度(mm)、粒径(μm)和粒子浓度(wt%)进行各种改变时的锥度、中央部半径(弯曲部的曲率半径)R(mm)、光利用效率(%)、隆起程度(%)。其结果在表7和表8中给出。
这里,表7表示针对实施例2的本发明实例21~24,表8表示针对实施例2的比较例21~23。
【表7】
实施例2
本发明实例 | 21 | 22 | 23 | 24 |
画面尺寸 | 42″ | 46″ | 42″ | 46″ |
导光长度(mm) | 560 | 590 | 560 | 590 |
最大厚度(mm) | 3.48 | 3.48 | 3.48 | 3.5 |
最小厚度(mm) | 2 | 2 | 2 | 1.5 |
粒径(μm) | 7 | 7 | 12 | 7 |
粒子浓度(wt%) | 0.048 | 0.043 | 0.09 | 0.054 |
锥度 | 0.411 | 0.39 | 0.411 | 0.486 |
中央部R(mm) | 20000 | 22000 | 20000 | 15000 |
光利用效率(%) | 61 | 61 | 61 | 59 |
隆起程度(%) | 15 | 14.5 | 15 | 14 |
【表8】
比较例
比较例 | 21 | 22 | 23 |
画面尺寸 | 42″ | 46″ | 42″ |
导光厚度(mm) | 560 | 590 | 560 |
最大厚度(mm) | 3.48 | 3.48 | 6.76 |
最小厚度(mm) | 2 | 2 | 1 |
粒径(μm) | 7 | 7 | 7 |
粒子浓度wt%) | 0.148 | 0.133 | 0.085 |
锥度 | 0.411 | 0.39 | 1.228 |
中央部R(mm) | 20000 | 22000 | 3500 |
光利用效率(%) | 63 | 63 | 58 |
隆起程度(%) | -8.5 | -9.5 | 29 |
如根据表7和表8可知,在实施例2的本发明实例21~24的任一个中,粒径(μm)和粒子浓度(wt%)均满足本发明的限定范围,另外,最大厚度(mm)和最小厚度(mm)均满足本发明的限定范围,因此,光利用效率(%)均在59%~61%的范围内,高于55%,隆起程度(%)也均在14%~15%的范围内,满足大于0%且在25%以下的本发明所要求的限定范围。
相对于此,在比较例21和22中,粒子浓度比本发明的限定范围高,因此会出现与平板同样的现象,所以无法实现隆起的亮度分布。
另外,在比较例23中,最大厚度(mm)大于本发明的最佳限定范围的上限值的6.0mm,最大厚度在必要程度以上,不仅会成为过于隆起的分布,而且重量过大,无法用作液晶TV用光学部件。
(实施例3)
作为实施例3,计算在与画面尺寸为52英寸和57英寸相对应的导光板30的导光长度L(mm)为L=660mm和730mm的情况下,如表9和表10所示对最大厚度(mm)、最小厚度(mm)、粒径(μm)和粒子浓度(wt%)进行各种改变时的锥度、中央部半径(弯曲部的曲率半径)R(mm)、光利用效率(%)、隆起程度(%)。其结果在表9和表10中给出。
这里,表9表示针对实施例3的本发明实例31~32,表10表示针对实施例3的比较例31~35。
【表9】
实施例3
本发明实例 | 31 | 32 |
画面尺寸 | 52″ | 57″ |
导光长度(mm) | 660 | 730 |
最大厚度(mm) | 3.5 | 3.48 |
最小厚度(mm) | 2 | 2 |
粒径(μm) | 7 | 7 |
粒子浓度(wt%) | 0.035 | 0.028 |
锥度 | 0.351 | 0.317 |
中央部R(mm) | 28000 | 33000 |
光利用效率(%) | 60 | 61 |
隆起程度(%) | 14 | 14.2 |
【表10】
比较例
比较例 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 |
画面尺寸 | 52″ | 57″ | 52″ | 52″ | 57″ |
导光长度(mm) | 660 | 730 | 660 | 660 | 730 |
最大厚度(mm) | 3.5 | 3.48 | 5.49 | 2.15 | 3.24 |
最小厚度(mm) | 2 | 2 | 0.5 | 1.9 | 3 |
粒径(μm) | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 |
粒子浓度(wt%) | 0.107 | 0.008 | 0.045 | 0.02 | 0.0015 |
锥度 | 0.351 | 0.317 | 0.955 | 0.087 | 0.078 |
中央部R(mm) | 28000 | 33000 | 3800 | 220000 | 260000 |
光利用效率(%) | 63 | 42 | 59 | 61 | 42 |
隆起程度(%) | -11.2 | 11 | 30 | -8 | 56 |
如根据表9和表10可知,在实施例3的本发明实例31~32的任一个中,粒径(μm)和粒子浓度(wt%)均满足本发明的限定范围,另外,最大厚度(mm)和最小厚度(mm)均满足本发明的限定范围,因此,光利用效率(%)均在60%~61%的范围内,高于55%,隆起程度(%)均在14%~14.2%的范围内,满足大于0%且在25%以下的本发明所要求的限定范围。
相对于此,在比较例31中,粒子浓度比本发明的限定范围高,因此会出现与平板同样的现象,所以无法实现隆起的亮度分布。
另外,在比较例32中,粒子浓度比本发明的限定范围低,光穿过而实现透射,光利用效率无法满足55%以上的程度。
此外,在比较例33中,锥角大于本发明的限定范围的上限值的0.8°,锥度过大,成为过于隆起的分布。
还有,在比较例34和35中,锥角小于本发明的限定范围的上限值的0.1°,锥度过小,中央部半径R过大,并不适于成形。在比较例34中,在光利用效率达到55%以上的粒子浓度下,无法实现隆起分布。另外,比较例35与平板相同,在实现隆起的亮度分布的粒子浓度下,光利用效率无法满足55%以上的程度。
(实施例4)
作为实施例4,计算在与画面尺寸为52英寸和57英寸相对应的导光板30的导光长度L(mm)为L=660mm和730mm的情况下,如表11和表12所示对最大厚度(mm)、最小厚度(mm)、粒径(μm)和粒子浓度(wt%)进行各种改变时的锥度、中央部半径(弯曲部的曲率半径)R(mm)、光利用效率(%)、隆起程度(%)。其结果在表11和表12中给出。
这里,表11表示针对实施例4的本发明实例41~44,表12表示针对实施例4的比较例41~45。
【表11】
实施例4
本发明例 | 41 | 42 | 43 | 44 |
画面尺寸 | 65″ | 65″ | 65″ | 65″ |
导光长度(mm) | 830 | 830 | 830 | 830 |
最大厚度(mm) | 3.48 | 4.48 | 5.75 | 3.52 |
最小厚度(mm) | 2 | 3 | 0.5 | 2 |
粒径(μm) | 7 | 7 | 7 | 12 |
粒子浓度(wt%) | 0.022 | 0.022 | 0.06 | 0.042 |
锥度 | 0.279 | 0.276 | 0.759 | 0.283 |
中央部R(mm) | 42000 | 45000 | 9000 | 42000 |
光利用效率(%) | 59 | 57 | 68 | 60 |
隆起程度(%) | 13.5 | 11 | 24 | 13.5 |
【表12】
比较例
比较例 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 |
画面尺寸 | 65″ | 65″ | 65″ | 65″ | 65″ |
导光长度(mm) | 830 | 830 | 830 | 830 | 830 |
最大厚度(mm) | 3.48 | 7.52 | 0.98 | 2.49 | 2.73 |
最小厚度(mm) | 2 | 4 | 0.5 | 2 | 2 |
粒径(μm) | 7 | 7 | 7 | 3 | 13 |
粒子浓度(wt%) | 0.004 | 0.038 | 0.011 | 0.013 | 0.014 |
锥度 | 0.279 | 0.552 | 0.138 | 0.276 | 0.276 |
中央部R(mm) | 42000 | 12000 | 180000 | 42000 | 42000 |
光利用效率(%) | 39 | 48 | 62 | 60 | 49 |
隆起程度(%) | 9.8 | 2 | -18 | -2 | 3.5 |
如根据表11和表12可知,在实施例4的本发明实例41~44的任一个中,粒径(μm)和粒子浓度(wt%)均满足本发明的限定范围,另外,最大厚度(mm)和最小厚度(mm)均满足本发明的限定范围,因此,光利用效率(%)均在57%~68%的范围内,高于55%,隆起程度(%)均在11%~24%的范围内,满足大于0%且在25%以下的本发明所要求的限定范围。
相对于此,在比较例41中,粒子浓度比本发明的限定范围低,由此,光穿过而实现透射,这样,光利用效率无法实现55%以上的程度。
另外,在比较例42中,最大厚度(mm)和最小厚度(mm)均大于本发明的限定范围的上限值的6.0mm和3.0mm,光穿过而实现透射,由此,不仅光利用效率仅为50%无法达到55%以上,而且重量过大,无法用作液晶TV用光学部件。
此外,在比较例43中,最大厚度(mm)小于本发明的限定范围的下限值的1.0mm,中央部半径R过大,超过本发明的限定范围,不适于成形,在光利用效率实现55%以上的粒子浓度下,无法实现隆起分布。
在比较例44中,粒径小于本发明的限定范围,光利用效率良好,但是无法实现隆起的亮度分布,在比较例45中,粒径大于本发明的限定范围,可实现隆起的亮度分布,但光利用效率低。
根据以上结果可知,在本发明实例的任一个实施例中,对应于导光板各自的导光长度的范围,其形状均适合,其最大厚度(mm)、最小厚度(mm)、锥度、中央部半径R(mm)和分散的散射粒子的粒径(μm)和粒子浓度(wt%)满足本发明的限定范围,光利用效率在55%以上,隆起程度(%)大于0%且在25%以下,具有优越的特性。
另一方面,在比较例的任一个实施例的导光长度的范围内,上述条件的某一个会偏离本发明的限定范围,由此,或者光利用效率(%)不满足55%以上的程度,或者隆起程度(%)不满足大于0且在25%以下的程度,无法发挥优越的特性。
根据上面所述,本发明的效果是显著的。
上述实施方式中,在导光板变形的情况下,按照与光射出面相垂直的方向上的光源28的位置和光射出面30a的位置为同一位置的方式,使滑动机构48和固定单元31滑动,通过固定销31d支承导光板30,但是本发明并不限于此。也可代替滑动机构和固定销,或设置按照沿与光射出面30a相垂直的方向不错开的方式支承一个光源的导向单元。
下面,利用图19对本发明的另一实施方式进行具体描述。
图19(A)是以示意方式表示本发明的另一实施方式的面状照明装置130的光源、导光板、各加强部件和导向单元的局部省略俯视图,图19(B)为沿图19(A)中的B-B线的剖视图。这里,在本实施方式的面状照明装置130中,图19(A)的中左侧在铅直方向上方,右侧在铅直方向下方。
图19所示的面状照明装置130包括:上主光源210和下主光源212、导光板30、第1固定单元(上部固定单元)214、第2固定单元(下部固定单元)216、导向单元218。另外,虽省略了图示,但面状照明装置130与面状照明装置10同样包括光学部件组件、反射板、下部框体、上部框体、加强部件(框体加强部件)。另外,由于导光板30的结构、形状大致上与上述背光灯组件20的导光板30相同,故其具体的说明省略。此外,导光板30如图19(A)所示,按照第1光入射面30d位于第2光入射面30e的铅直方向上侧的朝向设置。
上主光源210与导光板30的第1光入射面30d对置配置,下主光源212与导光板30的第2光入射面30e对置配置。这里,由于导光板30按照使第1光入射面30d位于第2光入射面30e的垂直方向上侧的朝向设置,故上主光源210设置于下主光源212的鉛直方向上方。
上主光源210包括多个LED芯片50、光源支承部220,在光源支承部220的与第1光入射面30d对置的面上呈列状设置有多个LED芯片50。
下主光源212包括多个LED芯片50、光源支承部222,在光源支承部222的与第2光入射面30e对置的面上呈列状设置有多个LED芯片50。另外,本实施方式的光源支承部220、222为板状部件。另外,上主光源210和下主光源212从光源支承部220、222的端部到端部(与后述的加强部件相对应的区域)设置了LED。
另外,关于光源支承部220,在光源支承部220具有与后述的固定于框体上的3个固定销卡合的圆孔220a和两个长孔220b、220c。该圆孔220a形成于与光射出面30a平行的面的中心。另外,两个长孔220b、220c分别在距圆孔220a规定距离的位置,按照光源支承部220的纵长方向为长轴方向的朝向形成。另外,长孔220b和长孔220c通过圆孔220a,形成为以与导光板的二等分线α相垂直的面为轴而对称。
此外,在光源支承部220中,在纵长方向的一个端部形成有与后述的固定销236卡合的圆孔220d,在纵长方向的另一端部形成有与后述的固定销238卡合的圆孔220e。
还有,在光源支承部222中,在纵长方向的一个端部形成有与后述的固定销246卡合的圆孔220d,在纵长方向的另一端部形成有与后述的固定销248卡合的长孔220e。
第1固定单元214包括:固定端224,第1加强部件226、228,固定销230、232、234、236、238。
固定端224与上述固定端74同样为截面形状呈U字型的柱状部件,由下部框体和上部框体按压而保持于框体上。另外,固定端224在可沿纵长方向滑动的状态下保持于下部框体和上部框体上。
固定端224在U字型的内部配置有上主光源210,分别对应于上主光源210的光源支承部220的圆孔220a、220d、220e、长孔220b、220c,形成有圆孔224a、224d、224e、长孔224b、224c。
第1加强部件226为板状部件,其第1光入射面30d侧的一端在导光板30的角部30i的附近固定在光射出面30a上。另外,第1加强部件226的另一端延伸到与光源支承部220对置的位置,在与圆孔220d对置的位置上形成有圆孔226a。
还有,第1加强部件228为板状部件,以第1光入射面30d侧的一部分比光射出面30a更向外侧突出的状态,固定于导光板30的角部30j的附近的光射出面30a上。另外,在第1加强部件228中,比光射出面30a更向外侧突出的部分延伸到与光源支承部220对置的位置,在与圆孔220e对置的位置上,按照光源支承部220的纵长方向为长轴方向的朝向形成有长孔228a。
再有,第1加强部件226和第1加强部件228在本实施方式中通过粘接剂粘接而固定在导光板上。优选第1加强部件由超级工程塑料或金属形成。这里,作为金属,可列举铝合金、不锈钢等。加强部件通过超级工程塑料或金属形成,能提高刚性,不易变形,还可减少湿度和热造成的变形。
这里,在本实施方式中,加强部件设置于导光板的光射出面上,但本发明并不限于此,也可将加强部件设置于导光板的背面上(即,第1倾斜面上和第2倾斜面上)。另外,也可将加强部件设置于光射出面上和背面上的两个面上。通过将加强部件设置于光射出面上和背面上的两个面上,由此,能更加可靠地通过加强部件支承导光板,从而能更加可靠地防止导光板变形、破损。
固定销230固定于框体上,插通于光源支承部220的圆孔220a、固定端224的圆孔224a。
另外,固定销232固定于框体上,插通于光源支承部220的长孔220b、固定端224的长孔224b。另外,固定销234固定于框体上,插通于光源支承部220的长孔220c、固定端224的长孔224c。
固定销236插通于光源支承部220的圆孔220d、固定端224的圆孔224d而固定,另外,插通于在光源支承部220和固定端224之间插入的第1加强部件226的圆孔226a。
固定销238插通于光源支承部220的圆孔220e、固定端224的圆孔224e而固定,另外,插通于在光源支承部220和固定端224之间插入的第1加强部件228的长孔228a。
第1固定单元214为上述那样的结构,使固定销236插通于第1加强部件226的圆孔226a,从而将与导光板30接合的第1加强部件226固定在与第1光入射面30d和光射出面30a的接线平行的方向的位置,使固定销238插通于与导光板30接合的第1加强部件228的长孔228a,从而可沿与第1光入射面30d和光射出面30a的接线平行的方向移动第1加强部件228,由此可将导光板30支承为:能相对于上主光源210和固定端224,沿与第1光入射面30d和光射出面30a的接线平行的方向伸缩的状态。另外,通过第1加强部件226和第1加强部件228,使与光入射面30d相垂直的方向的距离一定,由此,可使上主光源210和光入射面30d的距离一定。
另外,通过使光源支承部220和固定端224上的用于插通固定销230的孔为圆孔,使用于插通固定销232、234的孔为长孔,由此,可将光源支承部220和固定端224,以相对于框体能在与第1光入射面30d和光射出面30a的接线平行的方向上伸缩的状态固定于框体上。通过以可伸缩的状态将光源支承部220和固定端224固定于框体上,由此能抑制伸缩、防止光源支承部220和固定端224产生翘曲。
此外,在本实施方式中,将固定端224按照在插入固定销的同时向下部框体和上部框体按压的方式将其保持在框体上,但也可对固定端采用除固定销以外并不保持在框体上的结构。
还有,固定销也可以是:按照光源支承体、第1加强部件、固定端相对于固定销不错位的方式,根据位置改变粗细,或呈锥状,或设置止动件。另外,固定销还可以是:以可滑动的方式与长孔卡合,以不错位的方式与圆孔嵌合。
再有,第2固定单元216包括固定部件240、第2加强部件242、244、固定销246、248。
固定部件240配置为可相对于框体移动的状态。固定部件240为截面形状为U形的柱状部件,在内部设置有下主光源212。另外,固定部件240经后述的固定销246、248将下主光源212固定于固定部件240内的规定位置。
另外,在固定部件240上,分别对应于下主光源212的光源支承部222的圆孔222a、220b,形成有圆孔240a、240b。
第2加强部件242为板状部件,以第2光入射面30e侧的一部分比光射出面30a更向外侧突出的状态,固定于导光板30的角部30k附近的光射出面30a上。另外,在第2加强部件242中,比光射出面30a的外侧更向外侧突出的部分延伸到与光源支承部222对置的位置,在与圆孔222a对置的位置,形成有圆孔242a。
此外,第2加强部件244为板状部件,以第2光入射面30e侧的一部分比光射出面30a更向外侧突出的状态,固定于导光板30的角部30l附近的光射出面30a上。另外,在第2加强部件244中,比光射出面30a更向外侧突出的部分延伸到与光源支承部222对置的位置,在与圆孔222b对置的位置,按照光源支承部222的纵长方向为长轴方向的朝向形成有长孔244a。
还有,第2加强部件242和第2加强部件244为与上述第1加强部件相同的结构,在本实施方式中,通过粘接剂粘接而固定于导光板上。
固定销246插通于光源支承部222的圆孔222a、固定部件240的圆孔240a中而被固定,另外,插通于在光源支承部222和固定部件240之间插入的第2加强部件242的圆孔242a。
固定销248插通于光源支承部222的圆孔222b、固定部件240的圆孔240b中而被固定,另外,插通于在光源支承部222和固定部件240之间插入的第2加强部件242的长孔242a中。
第2固定单元216为以上的结构,使固定销246插通于第2加强部件242的圆孔242a,从而将与导光板30接合的第2加强部件242固定在与第2光入射面30e和光射出面30a的接线平行的方向的位置,使固定销248插通于第2加强部件244的长孔244a,从而可沿与第2光入射面30e和光射出面30a的接线平行的方向移动与导光板30接合的第2加强部件244,由此可将导光板30支承为:能相对于下主光源212和固定部件240,沿与第2光入射面30e和光射出面30a的接线平行的方向伸缩的状态。另外,可通过第2加强部件242和第2加强部件244,使与第2光入射面30e相垂直的方向的距离一定,从而使下主光源212和第2光入射面30e的距离为一定。
另外,通过使支承下主光源212的第2固定单元216相对于框体移动,由此,下主光源212和第2固定单元216即使在与导光板30的第2光入射面30e相垂直的方向(在本实施例中为悬吊方向)上伸缩的情况下,仍可在维持第2光入射面30e和下主光源212的距离一定的状态下对应于导光板的伸缩而移动。由此,能够抑制导光板的伸缩、对导光板施加应力、可防止导光板翘曲并使光源和光入射面的距离维持一定。
由此,通过自重,热量等,导光板在延伸到铅直方向下侧的情况下,第2固定单元216可对应于伸缩而移动,故能抑制伸缩、防止产生挠曲、翘曲的情况。
导向单元218具有4个导向部250。4个导向部250分别与成为光源支承部220的纵长方向的端部的两个面以及成为光源支承部222的纵长方向的端部的两个面对置设置。
导向部250与对置的位置的光源支承部的面接触,将光源支承部支承为:所对置的位置的光源支承部在与光射出面平行的方向上能滑动,在与光射出面相垂直的方向上不可移动。
此外,导向部件250分别固定于框体的规定位置上。
下面对导向部件250进行说明。这里,4个导向部件为相同的形状,具有同一功能,由此,在下面,作为代表,对与成为光源支承部222的纵长方向的端部的一个面对置设置的导向部件250进行描述。
图20(A)为从纵长方向方向观看下主光源214的侧视图,图20(B)为从箭头a方向观看图20(A)所示的下主光源214的部分背视图。另外,图21(A)为导向部件250的主视图,图21(B)为图21(A)所示的导向部件250的侧视图。
首先,如图20(A)和20(B)所示,在与下主光源214的光源支承部222的侧面的导向部件250相对应的区域,形成光轴方向(与光入射面相垂直的方向)为槽的延伸方向的导向槽222c。
接着,如图21(A)和图21(B)所示,导向部件250包括板状的基部252、设置于基部252的与光源支承部222对置的面上的弹簧部件254。
弹簧部件254是只能沿光射出面30a和第2光入射面30e的接线方向(图21(B)中的左右方向)伸缩的弹性体,以可滑动的方式与导向槽222c卡合。
这样,采用使固定于框体上的导向部件250的弹簧部件254只能沿光射出面30a和第2光入射面30e的接线方向伸缩的结构,该弹簧部件254与光轴方向为槽的延伸方向的导向槽222c卡合,由此,防止在光源支承部222可沿光轴方向移动且可在光射出面30a和第2光入射面30e的接线方向伸缩的状态下,光源支承部222沿与射出面相垂直的方向移动的情况。
另外,导向部件250中的与光源支承部卡合的部分可沿光射出面30a和第2光入射面30e的接线方向伸缩,由此,即使在光源支承部伸缩的情况下,仍可维持形成于光源支承部的槽和导向部件250的卡合,另外,还可防止对光源支承部施加所需程度以上的应力。
如上所述,在面状照明装置130中,作为导向单元218,在光源支承部可沿光轴方向移动且可在光射出面30a和第2光入射面30e的接线方向伸缩的状态下防止光源支承部220、222沿与射出面相垂直的方向移动的导向部件250,设置于光源支承部220的侧面、光源支承部222的侧面的4个部位,由此,可防止光源支承部220、222沿与光射出面相垂直的方向移动。
由此,可防止支承光源支承部220的第1固定单元214和支承光源支承部222的第2固定单元216沿与光射出面相垂直的方向移动,并可防止与第1固定单元214和第2固定单元216卡合的导光板的光射出面沿与光射出面相垂直的方向移动。
由此,可固定与光射出面相垂直的方向上的框体内的光射出面的位置。可使光射出面和液晶显示面板之间的距离一定,可显示没有亮度不均的适合的图像。另外,可防止光射出面30a的翘曲和沿与光射出面30a相垂直的方向突出,可减小面状照明装置130的厚度。由此,可减小液晶显示装置的厚度。
这里,在面状照明装置130中,导向部件设置于4个部位,但是如本实施方式那样,在上主光源通过固定端固定于框体上的情况下,至少在与下主光源的光源支承部相对应的两个部位设置导向部件即可。
在上主光源侧,由于几乎不会发生光射出面的错位,故可通过在与下主光源的光源支承部相对应的两个部位设置导向部件,可防止沿与光射出面30a相垂直的方向突出。
另外,导向部件的结构并不限于图21所示的导向部件。
这里,图22(A)为表示导向部件的另一实例的大致结构的主视图,图22(B)为图22(A)所示的导向部件的侧视图,图23(A)为表示导向部件的另一实例的大致结构的主视图,图23(B)为图23(A)所示的导向部件的侧视图。
例如,图22所示的导向部件260包括板状的基部262、设置于基部262中的与光源支承部222对置的面上的多个凸缘264。
凸缘264为只能沿光射出面30a和第2光入射面30e的接线方向(图22(B)中的左右方向)伸缩的部件,沿与导向槽222c的延伸方向平行的方向设置为直线状。另外,各凸缘264与导向槽222c卡合。这样,在代替弹簧板而设置了凸缘的情况下,可获得与上述相同的效果。
另外,图23所示的导向部件270包括:板状的基部272、设置于基部272中的与光源支承部222对置的面上的弹簧274、支承于弹簧274的光源支承部222侧的端部的直线导向件276。
直线导向件276通过弹簧274,沿光射出面30a和第2光入射面30e的接线方向(图23(B)中的左右方向)施力。另外,直线导向件276与导向槽222c卡合。这样,在采用直线导向件和弹簧的组合件的情况下也能获得与上述相同的效果。
此外,在上述实施方式中,均采用了导向部件为凸部且与光源支承部的槽部卡合的结构,但是,本发明并不限于此,也可形成设置光源支承部的凸部,在导向部件上设置槽部的结构。在此情况下,光源支承部的凸部为一定程度以上的(光源支承部的伸缩幅度以上的)高度,通过光源支承部的伸缩,光源支承部的凸部可沿光射出面30a和第2光入射面30e的接线方向使导向部件的槽部移动。
另外,在上述实施方式中,使光源支承部和导向部件卡合,但是,本发明并不限于此,也可在固定部件的纵长方向的端部或固定端的纵长方向的端部设置槽,使固定部件和导向部件卡合,还可使固定端和导向部件卡合。
另外,可防止光源或固定单元、导光板相对于框体沿与光射出面相垂直的方向移动的情况,并且只要能够在可沿另一方向移动的状态下支承,则导向件的配置位置并没有特别限定,例如,也可从固定部件的与导光板侧相反的一侧的面支承固定部件。
此外,在面状照明装置130中,经过固定销,将光源固定于固定端、固定部件上,但是,并不限于此,也将光源直接连接固定于固定端或固定部件上。另外,由于可通过固定销将上主光源固定于框体上,通过导向件使沿与光射出面相垂直的方向的位置为规定位置,故也可不设置固定端、固定部件。在这样未设置固定端、固定部件的情况下,加强部件和固定销成为各固定单元。
还有,固定销也可不贯通光源支承部,只要能将框体和固定端与光源支承部,或固定端(固定部件)与加强部件和光源支承部卡扣,则既可与光源支承部中的仅仅一方卡合,也可在光射出面侧和倾斜面侧设置各自的固定销。
再有,通过设置上述滑动机构,能更加可靠地防止光射出面、光源等沿与光射出面相垂直的方向移动。
另外,在面状照明装置130中,对设置了上主光源和下主光源这两个光源的情况下进行了说明,但是,本发明并不限于此,也可在与导光板的侧面30f、30g对置的面上设置副光源,从4条边射入光。
图24(A)为以示意方式表示另一实例的面状照明装置的光源、导光板、各加强部件和导向单元的局部省略俯视图,图24(B)为沿图24(A)中的B-B线的剖视图。
在图24所示的面状照明装置300中,将与光入射面30d、30e对置设置的上主光源210、下主光源214作为主光源,并与第1侧面30f和第2侧面30g对置地设置副光源310、312,分别将第1侧面30f和第2侧面30g作为第3光入射面和第4光入射面。这样,本申请发明可进一步提高从光射出面射出的光的亮度。
在图24所示的面状照明装置300中,除了具有使两个副光源310、312和导光板30为一定距离的两个第3固定单元314、316的方面、以及导向单元318以外,其它的结构与面状照明装置130相同,因此,同一部件采用同一标号并省略说明,下面,对面状照明装置300的特点方面进行说明。
面状照明装置300具有:上主光源210和下主光源212,副光源310、312,导光板30,第1固定单元214,第2固定单元216,第3固定单元314、316,导向单元318。另外,虽省略了图示,但面状照明装置300也与面状照明装置130同样具有:光源部件组件,反射板,下部框体,上部框体,加强部件(框体加强部件)。
副光源310和第3固定单元314与导光板30的侧面30f对置设置,副光源312和第3固定单元316与导光板30的侧面30g对置设置。这里,副光源210和第3固定单元314与副光源312和第3固定单元316仅在相对于导光板30配置的面不同,基本结构相同,因此,下面作为代表性说明副光源310和第3固定单元314。
副光源310与主光源同样具备多个LED芯片50和光源支承部320。光源支承部320为板状的部件,在与侧面30f对置的面上呈列状设置有多个LED芯片50。
光源支承部320中,在纵长方向的铅直方向上侧(第1光入射面30d侧)的端部形成有与后述的固定销328卡合的圆孔320a,在纵长方向的铅直方向下侧(第2光入射面30e侧)的端部形成有与后述的固定销330卡合的圆孔320b。
第3固定单元314包括固定部件322、第4加强部件324、326、固定销328、330。
固定部件322在可相对框体移动的状态下设置。固定部件322为截面形状呈U字型的柱状部件,在内部设置有副光源310。另外,固定部件322经由后述的固定销328、330,将副光源310固定于固定部件322内的规定位置。
另外,在固定部件322中,分别对应于副光源310的光源支承部320的圆孔320a、320b,形成有圆孔322a、322b。
第4加强部件324为板状部件,在侧面30f侧的一部分比光射出面30a更向外侧突出的状态下固定于导光板30的角部30i附近的光射出面30a上。另外,在第4加强部件324中,比光射出面30a更向外侧突出的部分延伸到与光源支承部320对置的位置,在与圆孔320a对置的位置,按照光源支承部320的纵长方向为长轴方向的朝向形成有圆孔324a。
第4加强部件326为板状部件,在侧面30f侧的一部分比光射出面30a更向外侧突出的状态下固定于导光板30的角部30k附近的光射出面30a上。另外,在第4加强部件326中,比光射出面30a更向外侧突出的部分延伸到与光源支承部320对置的位置,在与圆孔322b对置的位置,按照光源支承部320的纵长方向为长轴方向的朝向形成有圆孔326a。
此外,第4加强部件324、326为与上述第1加强部件和第2加强部件同样的结构,在本实施方式中,通过粘接剂粘接而固定于导光板上。
固定销328插通于光源支承部320的圆孔320a、固定部件322的圆孔322a而被固定,另外,插通于在光源支承部320和固定部件322之间插入的第4加强部件324的圆孔324a中。
固定销330插通于光源支承部320的圆孔320b、固定部件322的圆孔322b而被固定,另外,插通于在光源支承部320和固定部件322之间插入的第2加强部件326的长孔326a。
第3固定单元314为以上那样的结构,使固定销328插通于第4加强部件324的圆孔324a,从而将与导光板30接合的第4加强部件324固定在与侧面30f和光射出面30a的接线平行的方向的位置,使固定销330插通于第4加强部件324的长孔324a,沿与侧面30f和光射出面30a的接线平行的方向移动与导光板30接合的第4加强部件324,从而可将导光板30支承为:能在沿与侧面30f和光射出面30a的接线平行的方向(悬吊方向)伸缩的状态。另外,可通过第4加强部件324和第4加强部件326,使与侧面30f相垂直的方向的距离一定,从而使下主光源212和第2光入射面30e的距离一定。
另外,在铅直方向上侧的第4加强部件324中形成圆孔324a,将光源和导光板的相对位置固定,在铅直方向下侧的第4加强部件326中形成长孔326a,可沿悬吊方向移动与导光板接合的第4加强部件326,由此,容易使铅直方向的下侧的面延伸。由此,可进一步减小导光板的负荷。
此外,由于第3固定单元314可相对框体而移动,故同样在导光板沿宽度方向(光入射面和光射出面的接线方向)延伸的情况下,第3固定单元根据导光板的伸缩,在将侧面和副光源的距离保持一定的状态下与导光板一起沿宽度方向移动。
这样,通过设置第3固定单元,副光源无需抑制导光板的翘曲,而能将侧面和副光源的距离维持一定。
导向单元318包括6个导向部件250,分别设置于:导光板30的角部30i侧的第1固定单元214的光源支承部220的侧面,导光板30的角部30j侧的第3固定单元316的固定部件322的与导光板侧相反的一侧的面,导光板30的角部30k侧的第2固定单元的光源支承部222的侧面和第2固定单元的固定部件240的与导光板侧相反的一侧的面,导光板30的角部301侧的第3固定单元316的固定部件322的与导光板侧相反的一侧的面。
由于导向部件250为与上述面状照明装置130的导向部件250相同的结构,故具体的说明省略。
还有,在上述光源支承部210、222、320的与导向部件250对置的部分,对应于导向部件250而形成有槽,导向部件250的凸部和槽卡合。
导向部件250分别与上述个光源支承部卡合,使得光源支承部210、222、320在光轴方向和光射出面30a与第2光入射面30e的接线方向上能移动,且在与光射出面30a相垂直的方向上不能移动。
这样,通过在与导光板的4个角部相对应的位置设置导向部件,可防止导光板的光射出面沿与光射出面相垂直的方向移动。
另外,在本实施方式的情况下,在导向单元318中,至少在导光板的角部30k和角部30l的两个部位配置导向部件250即可。
这里,优选面状照明装置中,使夹设于光源与框体之间的部件彼此之间经由散热油脂(grease)而接触。即,优选在夹设于光源与框体之间的部件之间的接触面上涂敷散热油脂(形成散热油脂层)。
具体来说,优选在光源(的光源支承部)和固定单元的接触面、构成固定单元的各部件之间的接触面、固定单元和框体(上部框体,下部框体)的接触面上涂敷散热油脂,使各部件经由涂敷散热油脂而接触。
这里,作为散热油脂可采用硅脂(silicon grease)、混入金属填料的硅脂。
这样,经由散热油脂使各部件接触,由此,可在维持使固定部件滑动的状态的同时容易将热量从光源传递给框体,提高装置整体的散热效率,可防止光源的温度上升。这样,通过防止光源的温度上升,提高光源的发光效率。
另外,可抑制光源的温度上升,防止LED的发光效率的降低,由此,可通过相同的耗电量,提高所射出的光的亮度,这样,可降低面状照明装置的耗电量。
此外,可防止通过光源的热量特别是在光源的周围的部件处导光板变形的情况,可防止装置变形的情况,可防止因变形而在液晶面板上作用不必要的力导致板变形、产生空白等的情况。另外,通过抑制翘曲,不必设置或可减少假定翘曲的空间、缓冲件,这样可使装置结构简化从而可减小装置的厚度。
还有,可有效地进行散热,从而不必或可减少设置散热管等高价的散热单元,可使装置为低价格。
另外,涂敷放热散热油脂可以使可动部件顺畅滑动。
这里,优选,散热油脂的热传导率在0.6W/m·K以上。另外,优选使用混入分散有银粒子等金属粒子的硅脂(热传导率约为10W/m·K)。
通过使热传导率在0.6W/m·K以上,能有效地传导热量,另外,可通过金属粒子混入·分散型油脂散热,即使在较厚地涂敷油脂的情况下,仍能有效地对由光源产生的热量进行排放。
还有,优选稠度(ちょぅ度)在300以上400以下。
通过使稠度在300以上,可较薄地涂敷散热油脂,通过使稠度在400以下,可防止降低滑动的部分的活动性,例如,能以较低的阻力移动固定部件。
再有,优选散热油脂涂敷于接触面的整个面上。
通过在接触面的整个面上涂敷散热油脂的方式,可有效地将光源的热量传递给框体。
另外,由于通过各接触面传递热量,需要在相应的接触面的至少的一部分上涂敷散热油脂,但是,可不在整个面上涂敷,而一部分获得某程度的效果。
下面与具体的实施例一起进行具体说明。
在本测定实例中,采用图2所示的结构的面状照明装置,在光源28和固定部件31a的接触部整个面、固定部件31a和下部滑动部件48c的接触面、下部滑动部件48c与滑动部件固定部件48a的接触面、滑动部件固定部件48a和下部框体42的接触面、固定部件31a与散热器64的接触面、散热器64和下部框体42的接触面、散热器64和散热管66的接触面、散热管66和下部框体42的接触部的整个面,按照厚度在50~100μm的方式涂敷散热油脂。该散热油脂的涂敷分别在导光板30中的两个光入射面进行。这里,用于测定的散热油脂为散热用硅酮油化合物(silicone oilcompound)(商品名),该油脂的热传导率为0.84W/(m/k),稠度为300。另外,光源支承部采用板状部件。另外,导光板采用用于52英寸的面状照明装置的导光板。另外,在面状照明装置中,按照一个固定部件31a在上方,另一固定部件31a在下方的方式,按照悬吊面状照明装置的朝向设置。
采用以上这样的结构的面状照明装置,测定了光源28的温度、面状照明装置的平面性和亮度。此外,为了比较,对于除了未涂敷散热油脂以外其它方面为相同结构的面状照明装置,测定了光源28的温度、导光板的平面性和从光射出面射出的光的亮度。
这里,对于光源的温度,通过热对偶测定了上侧的光源28的光源支承部50的光源28的纵长方向中央部和LED芯片50的安装部正下5mm的位置的温度。
另外,关于导光板的平面性,针对面状照明装置的上下边框部分,通过立体图像法测定了相对于基准量规(gage)的(直尺)变形量。
还有,对于从射出面射出的光的亮度,通过亮度仪(商品名:分光放射计SR-3)测定了光射出面的中央的位置的亮度。
图25、图26表示测定的结果。
这里,图25为表示给出液晶面板组件的平面性的测定结果的曲线图,图26为从照射时间和光源的温度和从光射出面射出的光的亮度之间的关系的测定结果的曲线图。这里,在图25中,纵轴表示变形量,横轴为各上下的边框的纵长方向。另外,在图26中,纵轴表示光源的温度(℃)和亮度(cd),横轴为照射时间(min)。
如图25所示,在未涂敷散热油脂的情况下,面状照明装置的上边框部分(图25中记作上侧(无油脂))的位移量最大为3.7mm,下边框部分(图25中记作下侧(无油脂)的位移量最大为3.1mm。相对于此,在涂敷了散热油脂的情况下,面状照明装置的上边框部分(图25中记作上侧有油脂))的位移量最大为1.2mm,下边框部分(图25中记作下侧(有油脂))的位移量最大为1.0mm。由此知道,通过涂敷散热油脂,可使面状照明装置的边框部分的位移量为不涂敷散热油脂的情况下的位移量的约1/3。
根据上面所述而知道,通过在接触面上涂敷散热油脂,可防止导光板的变形,可提高平面性。
此外,如图26所示,在涂敷了散热油脂的情况下,在55分钟之后,与完全没有涂敷散热油脂的情况下相比较,光源28的温度降低10℃,亮度提高6%。
根据上面所述,本发明的效果是显著的。
也可如前面的图16所示,使导光板100的光射出面100a为从光入射面100d、100e朝向中央部向下凸出(即,向倾斜面(反射板34))侧凸出)的曲面(更具体地说,与光入射面和光射出面的接线相垂直的面的形状为圆弧状的曲面)。
这样,通过使导光板100的光射出面100a为在反射板侧(图中下侧)凸出的凹面,即使在导光板100伸缩而导光板100产生翘曲的情况下,导光板100的光射出面100a沿向反射板34侧凸出的方向翘曲。由此,可使导光板100翘曲的方向为与液晶显示面板侧(图中上侧)相反的方向,可防止导光板100将液晶显示面板上推的情况,可更好地防止从液晶显示装置10射出的光产生不均的情况。
下面给出用于进一步对上述那样的导光板100的特性进行改进的导光板的实施方式。
对于本实施方式的导光板100,除了图16(A)所示使导光板100的光射出面100a以及反射板侧的面(由倾斜面100b、100c和它们之间的弯曲部100h形成的面,即背面)向下凸出之外,还可如图27所示,在导光板100的光射出面100a以及背面侧也为连续的向下凸出的曲面100b的导光板100中,如图27所示,在导光板100的光射出面100a上,设置可收纳由上述那样的漫射片32a和棱镜片32b与漫射片32c构成的光学部件组件32的凹部100a1的结构。
即,对图16(A)、图27所示的导光板100进行改进的本实施方式的导光板100分别如图28(A)、图28(B)所示,在该光射出面100a上设置有能收纳光学部件组件32的凹部100a1。
另外,优选同样在任意的类型中,对于导光板100的光射出面100a和光入射面100d、100e以外的部分,如图29(A)~(C)所示,在表面侧、背面侧的任一侧贴付防止来自导光板100的无用的光射出用的光反射薄膜等34a。
图29(A)是表示图28(A)的圆标记G部分的详细情况的图,图29(B)、(C)是表示图28(B)的圆标记G部分的详细情况的图,均是表示导光板100的光射出面100a中设置的凹部100a1的端部的详细形状的一例。此外,图29(C)所示的方面在于:通过在从上述凹部100a1到导光板100的表面的形状变化中采用锥部100a2,从而极力地减小这里的角度的变化。
根据上述实施方式,可获得下述的面状照明装置,其中,通过使导光板100的光射出面100a为向反射板侧(图中下侧)凸出的凹面,由此,即使在导光板100伸缩而导光板100产生翘曲的情况下,导光板100的光射出面100a沿向反射板34侧凸出的方向翘曲,这样,导光板100翘曲的方向可为与液晶显示面板侧(图中顶侧)相反的方向,从而可防止导光板100将液晶显示面板上推的情况,由此能更好地防止从液晶显示装置10射出的光产生不均的情况。
以上,如列举各种实施方式和实施例而进行的说明那样,根据本发明,可提供下述的面状照明装置,其为薄型形状且光利用效率高,可射出亮度不均小的光,可获得隆起的或吊钟状的亮度的分布。
另外,上述实施方式和实施例均表示本发明的一个实例,本发明并不限于此,当然可在不改变本发明的实质的范围内进行各种变更和改进。
Claims (19)
1.一种面状照明装置,其特征在于,包括:
导光板,具有:矩形状的光射出面、分别包含所述光射出面的对置的两条长边并配置在相互对置的位置上的两个光入射面、随着分别从这两个光入射面朝向所述光射出面的中央移动而距所述光射出面的距离增加的对称的两个倾斜面、对这两个倾斜面进行接合的弯曲部,该导光板还包含使在其内部传播的光散射的散射粒子;
两个光源,分别与所述导光板的两个所述光入射面对置地配置;
固定单元,按照使所述光源和所述导光板的所述光入射面之间的距离一定的方式将所述光源和所述导光板固定并使其一体化;
框体,收纳通过所述固定单元而被一体化的所述光源和所述导光板;和
滑动机构,设置于所述框体和所述固定单元之间,在从所述导光板的所述光入射面朝向所述光源的方向上,根据所述导光板的伸缩,在使所述光源和所述导光板一体化并使所述光源与所述导光板的所述光入射面之间的距离一定的状态下,使所述固定单元相对于所述框体滑动;
在所述导光板中,所述两个光入射面之间的长度在480mm以上830mm以下;
所述散射粒子的粒径在4.0μm以上12.0μm以下;
所述散射粒子的浓度在0.008wt%以上0.25wt%以下;
表示从所述两个光入射面入射的光从所述光射出面射出的比例的光利用效率在55%以上;
表示从所述光射出面的中央部射出的光的亮度相对于从所述光射出面的所述光入射面附近射出的光的亮度的比例的所述光射出面的亮度分布的隆起程度大于0%且在25%以下。
2.根据权利要求1所述的面状照明装置,其特征在于,
在所述导光板中,
厚度最小的所述光入射面的厚度在0.5mm以上3.0mm以下;
所述厚度最大的所述弯曲部的中央部的厚度在1.0mm以上6.0mm以下;
所述弯曲部的曲率半径在1500mm以上45000mm以下;
所述倾斜面相对于与所述光射出面平行的线的锥度在0.1°以上2.2°以下。
3.根据权利要求1所述的面状照明装置,其特征在于,
在所述导光板中,所述光射出面由向所述倾斜面侧凸出的曲面构成;
所述光射出面的曲率半径在55000mm以上120000mm以下;
所述弯曲部的曲率半径在10000mm以上55000mm以下。
4.根据权利要求3所述的面状照明装置,其特征在于,
在所述导光板中,与所述光射出面的所述光入射面侧的端部的所述光射出面的切线平行的线和所述倾斜面之间的夹角在0.1°以上2.2°以下。
5.根据权利要求3所述的面状照明装置,其特征在于,
在所述导光板中,所述倾斜面和所述弯曲部的连接部处的所述弯曲部的切线、与通过所述连接部且与所述光入射面平行的直线和所述光射出面的交点处的所述光射出面的切线之间的夹角,等于与所述光射出面的所述光入射面侧的端部的所述光射出面的切线平行的线和所述倾斜面之间的夹角。
6.根据权利要求4所述的面状照明装置,其特征在于,
在所述导光板中,所述倾斜面和所述弯曲部的连接部处的所述弯曲部的切线、与通过所述连接部且与所述光入射面平行的直线和所述光射出面的交点处的所述光射出面的切线之间的夹角,等于与所述光射出面的所述光入射面侧的端部的所述光射出面的切线平行的线和所述倾斜面之间的夹角。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的面状照明装置,其特征在于,
所述固定单元在与从所述导光板的所述光入射面朝向所述光源的方向相垂直的方向上,按照能够根据所述导光板的伸缩而相对于所述框体滑动的方式将所述光源和所述导光板一体化。
8.根据权利要求1~6中任一项所述的面状照明装置,其特征在于,
所述滑动机构由通过对所述框体进行螺纹紧固的应力来夹持所述固定单元的滑动部件构成;
若设所述滑动部件与所述固定单元的静止摩擦系数为μ、与所述螺纹紧固位置相距x的位置处的所述螺纹紧固的应力分布为G(x),则与所述螺纹紧固位置相距x的位置处的所述滑动部件与所述固定单元的摩擦力T(x)由下述式表示:
T(x)=μ·G(x),
并且,若设所述导光板的杨氏模量为Y、所述导光板的平均截面积为Aave、所述导光板的长度为L、所述导光板的伸缩长度为ΔL,则在所述导光板伸缩所产生的力由下述式表示时,
F=Y·Aave·(ΔL/L),
所述滑动部件从螺纹紧固所述框体的位置配置到满足下述式的位置x,
T(x)=μ·G(x)<F=Y·Aave·(ΔL/L)。
9.根据权利要求7所述的面状照明装置,其特征在于,
所述滑动机构由通过对所述框体进行螺纹紧固的应力来夹持所述固定单元的滑动部件构成;
若设所述滑动部件与所述固定单元的静止摩擦系数为μ、与所述螺纹紧固位置相距x的位置处的所述螺纹紧固的应力分布为G(x),则与所述螺纹紧固位置相距x的位置处的所述滑动部件与所述固定单元的摩擦力T(x)由下述式表示:
T(x)=μ·G(x),
并且,若设所述导光板的杨氏模量为Y、所述导光板的平均截面积为Aave、所述导光板的长度为L、所述导光板的伸缩长度为ΔL,则在所述导光板伸缩所产生的力由下述式表示时,
F=Y·Aave·(ΔL/L),
所述滑动部件从螺纹紧固所述框体的位置配置到满足下述式的位置x,
T(x)=μ·G(x)<F=Y·Aave·(ΔL/L)。
10.根据权利要求8所述的面状照明装置,其特征在于,
在所述导光板中,线膨胀率满足1/1000<ΔL/L<5/1000,并且杨氏模量满足1.5MN/m2<Y<3MN/m2。
11.根据权利要求1~6、9、10中任一项所述的面状照明装置,其特征在于,
还具有导向单元,其设置于所述框体和一个所述光源之间,在使与光射出面相垂直的方向上的所述光射出面以及所述一个光源与所述框体之间的距离一定的状态下,根据所述导光板的伸缩,使所述一个光源相对于所述框体沿着从所述导光板的所述光入射面朝向所述光源的方向滑动。
12.根据权利要求11所述的面状照明装置,其特征在于,
所述一个光源相对于另一个所述光源设置在鉛直方向下侧。
13.根据权利要求11所述的面状照明装置,其特征在于,
所述固定单元由突出部和加强部件构成,所述突出部固定于所述光源,所述加强部件是固定在所述导光板的所述光射出面和所述倾斜面中的至少一个的表面上的板状部件,并与所述突出部卡合,以使所述导光板与所述突出部卡合。
14.根据权利要求11所述的面状照明装置,其特征在于,
所述固定单元具备覆盖所述光源的发光面以外的面并支承所述光源的固定部件;
所述导向单元将所述固定部件支承为能够相对于所述框体沿从所述导光板的所述光入射面朝向所述光源的方向移动,从而将所述光源支承为能够移动。
15.根据权利要求11所述的面状照明装置,其特征在于,
所述导向单元是分别配置在与所述光源的纵长方向相垂直的两个面上的两个导向部。
16.根据权利要求1~6、9、10、12~15中任一项所述的面状照明装置,其特征在于,
夹设于所述光源和所述框体之间的部件彼此之间均经由散热油脂而接触。
17.根据权利要求1~6、9、10、12~15中任一项所述的面状照明装置,其特征在于,
所述导光板的矩形状的光射出面的表面是凹面。
18.根据权利要求17所述的面状照明装置,其特征在于,
所述导光板通过在所述光射出面的表面上设置的凹面内收纳薄膜状的光学部件而构成。
19.根据权利要求18所述的面状照明装置,其特征在于,
所述导光板的光反射面,由向与所述导光板的所述光射出面对置的一侧凸出的曲面构成。
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