JP2001043714A - Surface light source device - Google Patents
Surface light source deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は発光ダイオード
(LED)素子のような発光素子からなる点光源の集合
体からなり、主として液晶表示パネルのバックライトな
どに用いられる面光源装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface light source device comprising a group of point light sources including light emitting elements such as light emitting diode (LED) elements and mainly used for a backlight of a liquid crystal display panel.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶表示パネルのバックライト用面光源
として、透光性平板を導光板としたエッジライト方式の
ものが知られている。このような面光源では、透明な平
行平板や断面楔形平板からなる導光板の側端面(エッジ
部)の一方から光を入射させ、導光板の全域に遍く伝播
させ、その伝播した光の一部を導光板裏面の光反射部材
で拡散反射光となし、導光板表面から拡散光を放出す
る。2. Description of the Related Art As a surface light source for a backlight of a liquid crystal display panel, an edge light type using a light-transmitting flat plate as a light guide plate is known. In such a surface light source, light is incident from one of the side end surfaces (edge portions) of a light guide plate made of a transparent parallel flat plate or a wedge-shaped flat plate, and propagates uniformly throughout the light guide plate. Is formed as diffuse reflection light by the light reflection member on the back surface of the light guide plate, and diffused light is emitted from the surface of the light guide plate.
【0003】エッジライト方式の導光板は、導光板の厚
みを薄くできることや、構成を簡単にできるため広く利
用されている。エッジライト方式の導光板のエッジ部に
設けられる光源は、冷陰極管ランプが用いられている。An edge light type light guide plate is widely used because the thickness of the light guide plate can be reduced and the structure can be simplified. A cold cathode tube lamp is used as a light source provided at the edge of the edge light type light guide plate.
【0004】また、近年携帯型電子装置が普及し、その
省電力化が望まれている。そこで携帯型電子装置のバッ
クライトユニットの光源として、従来の冷陰極管ランプ
に比べ、消費電力が少ないLEDを用いた光源が注目さ
れ実用化されている。In recent years, portable electronic devices have become widespread, and there is a demand for power savings. Therefore, as a light source of a backlight unit of a portable electronic device, a light source using an LED that consumes less power than a conventional cold-cathode tube lamp has attracted attention and has been put to practical use.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷陰極
管ランプに比べ、光源としてLEDを用いる場合、数個
のLEDチップを点光源として配置することになる。こ
のため、点光源の垂直方向(点光源の光延長上に延びる
方向)の輝度が、点光源が配置されている部分と点光源
が配置されていない間の部分とでムラが発生する。特に
LEDチップに近い部分で、その輝度ムラが大きくな
り、蛍状の輝度ムラが発生するという問題がある。However, when an LED is used as a light source as compared with a cold-cathode tube lamp, several LED chips are arranged as point light sources. For this reason, unevenness occurs in the luminance in the vertical direction of the point light source (the direction extending on the light extension of the point light source) between the portion where the point light source is arranged and the portion where the point light source is not arranged. In particular, there is a problem that the luminance unevenness increases in a portion close to the LED chip, and firefly-like luminance unevenness occurs.
【0006】この発明は、上述した蛍状の輝度ムラが発
生するのを防止した面光源を提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a surface light source which prevents the above-mentioned fire-like luminance unevenness from occurring.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明は、導光板の側
端面の一方に配置した光源から光を入射し、導光板裏面
の光反射面で反射し、導光板の表面から光を放出する面
光源装置であって、前記光源として複数の点光源が用い
られ、この点光源に対して垂直方向に位置する光反射面
側の光反射パターン形状を点光源の延長上の部分と点光
源の延長上以外の部分とで変化させたことを特徴とす
る。According to the present invention, light is incident from a light source disposed on one of the side end surfaces of a light guide plate, reflected by a light reflection surface on the back surface of the light guide plate, and emitted from the surface of the light guide plate. In a surface light source device, a plurality of point light sources are used as the light source, and a light reflection pattern shape on a light reflection surface side positioned in a direction perpendicular to the point light source is formed by extending an extended portion of the point light source and a point light source. It is characterized in that it is changed with parts other than the extension.
【0008】また、この発明は、点光源の延長上以外の
部分の光反射パターンの面積率を点光源の延長上の部分
の光反射パターンの面積率より大きくしたことを特徴と
する。Further, the present invention is characterized in that the area ratio of the light reflection pattern in the portion other than the extension of the point light source is larger than the area ratio of the light reflection pattern in the portion on the extension of the point light source.
【0009】さらに、この発明は、光反射面側の光反射
パターン形状を、点光源の延長上の部分と点光源の延長
上以外の部分とで一部を変化させたことを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that the shape of the light reflection pattern on the light reflection surface side is partially changed between a portion extending from the point light source and a portion other than the extension of the point light source.
【0010】また、この発明は、点光源から遠ざかるに
つれて光反射パターンの面積率が大きくなるように変化
させるように構成するとよい。Further, the present invention is preferably configured so that the area ratio of the light reflection pattern is increased as the distance from the point light source increases.
【0011】上記のように構成することで、点光源の延
長上以外の部分の輝度をアップさせることができ、点光
源部分の輝度に近づけて、輝度ムラを解消することがで
きる。With the above configuration, the brightness of the portion other than the extension of the point light source can be increased, and the brightness can be made closer to the brightness of the point light source portion to eliminate uneven brightness.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
き図面を参照して説明する。図1は、この発明を利用し
た面光源装置の概略構成を示す平面図、図2は同概略断
面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a surface light source device utilizing the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view of the same.
【0013】図1及び図2に示すように、この発明に係
る面光源は、導光板1、LEDで構成された点光源2及
び各種制御回路(図示せず)などで構成されている。こ
の制御回路には、例えば導光板1の光出射面12から出
射される光の総量を検知して、出射光量が最適になるよ
うに点光源2に電力を調整して供給する回路も含まれて
いる。As shown in FIGS. 1 and 2, the surface light source according to the present invention includes a light guide plate 1, a point light source 2 composed of LEDs, various control circuits (not shown), and the like. The control circuit includes, for example, a circuit that detects the total amount of light emitted from the light emission surface 12 of the light guide plate 1 and adjusts and supplies power to the point light source 2 so that the amount of emitted light is optimized. ing.
【0014】導光板1のエッジ部には、白色LEDチッ
プで構成された点光源2が配置されいてる。本実施の形
態では、基板24上に3つの白色LEDチップ21,2
2,23を実装している。この白色LEDチップは、例
えば、R、G、Bの3つのLEDを1つのパッケージに
収容して、白色光を出射させるように構成したものや、
単色のLEDを蛍光物質を用いてLEDからの出射光を
白色光に変換するように構成したものを用いればよい。
例えば、この蛍光物質としては、GaN系青色LEDを
用いた場合には、YAG(イットリウム・アルミニウム
・ガーネット)系蛍光物質を用いればい。At the edge of the light guide plate 1, a point light source 2 composed of a white LED chip is arranged. In the present embodiment, three white LED chips 21 and
2 and 23 are implemented. The white LED chip includes, for example, a structure in which three LEDs of R, G, and B are housed in one package to emit white light,
What is necessary is just to use what constituted the monochromatic LED so that the emitted light from LED may be converted into white light using a fluorescent substance.
For example, when a GaN-based blue LED is used as the phosphor, a YAG (yttrium-aluminum-garnet) -based phosphor may be used.
【0015】導光板1の点光源2に対して垂直方向に位
置する側には、光反射面11が設けられている。この光
反射面11は、樹脂成形の後に、光が漏洩するのを防ぎ
反射効率を高める為に、ドット印刷を行ったりコーン状
の窪みが形成され、さらにフィルムやアルミなどにより
光反射パターンが設けられる。この光反射パターンの形
状は、後述するように、点光源2の各LEDチップ延長
上の部分と他の部分(LED間)とでそのパターンを変
えている。A light reflecting surface 11 is provided on a side of the light guide plate 1 which is located in a direction perpendicular to the point light source 2. The light reflecting surface 11 is formed by dot printing or a cone-shaped depression formed after resin molding to prevent light from leaking and to increase the reflection efficiency, and is further provided with a light reflection pattern by a film or aluminum. Can be As will be described later, the shape of the light reflection pattern is changed between a portion on the LED chip extension of the point light source 2 and another portion (between the LEDs).
【0016】導光板1の光反射面11と対向する側には
光出射面12が設けられている。そして、点光源2の各
LED21,22,23からの光が、光反射面11や導
光板1の3つの側面13で反射して、入射光の殆どが最
終的に光出射面12から均一な指向性を有する合成光と
して出射される。なお、側面13には、光の漏洩を防止
するために、白色テープなどの漏洩防止部材が取り付け
られる。A light exit surface 12 is provided on the side of the light guide plate 1 facing the light reflection surface 11. Then, the light from the LEDs 21, 22, and 23 of the point light source 2 is reflected by the light reflecting surface 11 and the three side surfaces 13 of the light guide plate 1, and almost all of the incident light is finally uniform from the light emitting surface 12. It is emitted as combined light having directivity. In addition, a leakage prevention member such as a white tape is attached to the side surface 13 in order to prevent light leakage.
【0017】前述した導光板1の材料としては、透光性
材料の中から選択され、通常はアクリルまたはポリカー
ボネートの樹脂が用いられる。導光板1の形状は平行平
板や断面楔形平板で、その厚みは、通常1〜5mm程度
のものが用いられるが、LEDを用いることで冷陰極管
ランプを用いる場合に比較して更に薄型化が可能とな
る。The material of the light guide plate 1 described above is selected from light-transmissive materials, and usually acrylic or polycarbonate resin is used. The shape of the light guide plate 1 is a parallel flat plate or a wedge-shaped flat plate having a cross section of about 1 to 5 mm. The thickness of the light guide plate 1 is further reduced by using LEDs, compared to the case of using a cold cathode tube lamp. It becomes possible.
【0018】また、その他の透光性材料としては、ポリ
メタアクリル酸メチル、ポリアクリル酸メチル等のアク
リル酸エステル又はメタアクリル酸エステルの単独若し
くは共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチ
レンテレフタレート等のポリエステル、ポリカーボネー
ト、ポリスチレン、ポリメチルペンテン等熱可塑性樹
脂、或いは紫外線又は電子線で架橋した、多官能のウレ
タンアクリレート、ポリエステルアクリレート等のアク
リレート、不飽和ポリエステル等透明な樹脂、透明な硝
子、透明なセラミック等が用いられる。Other translucent materials include acrylates or methacrylates such as polymethyl methacrylate and polymethyl acrylate, and homo- or copolymers thereof, and polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate. Thermoplastic resins such as polycarbonate, polystyrene and polymethylpentene, or acrylates such as polyfunctional urethane acrylates and polyester acrylates cross-linked by ultraviolet rays or electron beams, transparent resins such as unsaturated polyesters, transparent glass, transparent ceramics, etc. Is used.
【0019】この面光源は、LEDチップ21,22,
23の周囲を取り囲むように、LEDの光を反射させる
ための反射シート5が配置されている。上述しように、
導光板1の光反射面11側には、光反射パターンが印刷
もしくは一体成形により形成され、その下面には、反射
シート5が配置されている。また、導光板1の光出射面
の上面には、拡散シート3、レンズシート4が配置され
ている。The surface light source comprises LED chips 21, 22,
A reflection sheet 5 for reflecting the light of the LED is arranged so as to surround the periphery of the LED 23. As mentioned above,
A light reflection pattern is formed on the light reflection surface 11 side of the light guide plate 1 by printing or integral molding, and a reflection sheet 5 is disposed on the lower surface thereof. Further, a diffusion sheet 3 and a lens sheet 4 are disposed on the upper surface of the light exit surface of the light guide plate 1.
【0020】そして、点光源2は、反射シート5の外側
に位置する図示しない外枠に各LEDが実装された基板
24をネジ止め又は接着剤などで固定することで、導光
板1の所定位置に配置される。The point light source 2 is fixed at a predetermined position on the light guide plate 1 by fixing a substrate 24 on which each LED is mounted to an outer frame (not shown) located outside the reflection sheet 5 with a screw or an adhesive. Placed in
【0021】点光源2からの各LED光は、導光板1の
内部に入り、光反射面11に設けられた光反射パターン
や3つの側端面13で反射され集束を繰り返し、導光板
1の光出射面12から拡散板3に出射され、レンズシー
ト4によって所望の角度範囲内に均一等方的に拡散され
て合成光として出射される。このレンズシート4に近接
して液晶表示パネルが配置される。Each LED light from the point light source 2 enters the inside of the light guide plate 1 and is reflected by the light reflection pattern provided on the light reflection surface 11 and the three side end surfaces 13 to repeatedly converge. The light is emitted from the emission surface 12 to the diffusion plate 3, is uniformly and isotropically diffused within a desired angle range by the lens sheet 4, and is emitted as combined light. A liquid crystal display panel is arranged close to the lens sheet 4.
【0022】図3は、導光板1の光反射面11側に設け
られる光反射パターンのレイアウトを示す模式図であ
る。この発明の導光板1は、点光源2に対して垂直方向
(図中矢印A方向)に位置する光反射パターンの形状を
変化させている。即ち、点光源2の各LEDチップ21
(22)(23)部の延長上にあたる光反射パターン1
1A部とLEDチップ間の光反射パターン11B部とを
そのパターン形状を変化させている。光反射パターン1
1A部の光反射パターンの面積率を光反射パターン11
Bの面積率より多くしている。光反射パターンとして
は、印刷でも、一体成形でも良い。FIG. 3 is a schematic diagram showing a layout of a light reflection pattern provided on the light reflection surface 11 side of the light guide plate 1. In the light guide plate 1 of the present invention, the shape of the light reflection pattern located in the direction perpendicular to the point light source 2 (the direction of arrow A in the figure) is changed. That is, each LED chip 21 of the point light source 2
(22) Light Reflection Pattern 1 on Extension of Part (23)
The pattern shapes of the portion 1A and the light reflection pattern 11B between the LED chips are changed. Light reflection pattern 1
The area ratio of the light reflection pattern of the portion 1A is determined by the light reflection pattern 11
B is larger than the area ratio. The light reflection pattern may be printed or integrally formed.
【0023】このように、LEDチップ間の光反射パタ
ーン11B部の面積率を多くすることで、この領域の反
射効率を向上させて、輝度ムラを防ぐものである。As described above, by increasing the area ratio of the light reflection pattern 11B between the LED chips, the reflection efficiency in this region is improved, and luminance unevenness is prevented.
【0024】図4に、光反射パターンの一例を示す。こ
の光反射パターンを円形形状として、点光源2に対して
垂直方向(A方向)に向かうに従って、即ち、LEDチ
ップから遠ざかるほど徐々に面積率を大きくしている。
そして、点光源2に対して水平方向(B方向))では、
光源2のLEDチップのある部分より、LEDチップ間
の方が面積率を大きくしてある。これは、LEDチップ
に近い部分ほど蛍状の輝度ムラが発生しやすいので、そ
の箇所の反射率を減らし、輝度ムラを減少させるためで
ある。FIG. 4 shows an example of the light reflection pattern. The light reflection pattern is formed in a circular shape, and the area ratio is gradually increased in the direction perpendicular to the point light source 2 (direction A), that is, as the distance from the LED chip increases.
Then, in the horizontal direction (B direction) with respect to the point light source 2,
The area ratio between the LED chips of the light source 2 is larger than that of a certain portion of the LED chips. This is because a portion closer to the LED chip is more likely to cause fire-like luminance unevenness, so that the reflectance at that portion is reduced and the unevenness in luminance is reduced.
【0025】面積率に関しては、単位面積当たりのパタ
ーンの面積で評価しており、光反射パターンを立体とし
た場合は、その光反射面上の底面積で評価する。例え
ば、図4の場合、円形の印刷パターンでも良いし、円錐
形の立体的コーンパターンでも良い。The area ratio is evaluated based on the area of the pattern per unit area. When the light reflection pattern is three-dimensional, the evaluation is based on the bottom area on the light reflection surface. For example, in the case of FIG. 4, a circular print pattern or a conical three-dimensional cone pattern may be used.
【0026】尚、上記した実施の形態においては、白色
LEDチップを用いているが、点光源2として、単色L
EDチップ(例えば、青色)を複数用いることもでき
る。この場合には、導光板1にその出射光を白色光に変
換する波長変換手段を用いればよい。例えばその波長変
換手段は、導光板1の内部に添加された蛍光物質であっ
たり、導光板1の光出射面12や光反射面11に設けら
れた蛍光物質層で構成できる。この蛍光物質としては、
GaN系青色LEDを用いた場合には、YAG(イット
リウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光物質を用い
ればい。In the above-described embodiment, a white LED chip is used.
A plurality of ED chips (for example, blue) can be used. In this case, wavelength conversion means for converting the emitted light into white light may be used for the light guide plate 1. For example, the wavelength converting means can be formed of a fluorescent substance added to the inside of the light guide plate 1 or a fluorescent substance layer provided on the light emitting surface 12 and the light reflecting surface 11 of the light guide plate 1. As this fluorescent substance,
When a GaN blue LED is used, a YAG (yttrium aluminum garnet) fluorescent substance may be used.
【0027】また、点光源2のLEDチップとして、R
用LEDチップ、G用LEDチップ、B用LEDチップ
の3つのLEDチップを用いて、導光板1内で合成し、
導光板1から白色光を出射するように構成してもよい。As the LED chip of the point light source 2, R
Using the three LED chips of the LED chip for G, the LED chip for G, and the LED chip for B, the LED chip is synthesized in the light guide plate 1,
The light guide plate 1 may be configured to emit white light.
【0028】[0028]
【発明の効果】上述したように、例えば数個のLEDチ
ップを点光源として配置した場合、点光源の垂直方向の
輝度が、点光源が配置されている部分と点光源間の部分
で輝度ムラが発生し、特にLEDチップに近い部分で、
そのムラが大きくなることで発生する蛍状のムラが発生
すが、この発明によれば、この輝度ムラを防止すること
ができ、導光板の光出射面での輝度ムラの度合いを小さ
くすることができ、見た目にも均一な面光源装置を提供
することができる。As described above, when, for example, several LED chips are arranged as a point light source, the luminance in the vertical direction of the point light source becomes uneven at the portion between the point light source and the point light source. Occurs, especially in the area near the LED chip,
According to the present invention, this uneven brightness can be prevented, and the degree of uneven brightness on the light exit surface of the light guide plate can be reduced. Thus, a surface light source device that is uniform in appearance can be provided.
【図1】この発明の実施の形態に係る面光源装置の概略
構成を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a surface light source device according to an embodiment of the present invention.
【図2】この発明の実施の形態に係る面光源装置の概略
構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a surface light source device according to an embodiment of the present invention.
【図3】この発明における導光板の光反射面側に設けら
れる光反射パターンのレイアウトを示す模式図であるFIG. 3 is a schematic diagram showing a layout of a light reflection pattern provided on the light reflection surface side of the light guide plate in the present invention.
【図4】この発明の光反射パターンの一例を示す模式図
である。FIG. 4 is a schematic view showing an example of a light reflection pattern according to the present invention.
1 導光板 2 点光源 11 光反射面 12 光出射面 REFERENCE SIGNS LIST 1 light guide plate 2 point light source 11 light reflecting surface 12 light emitting surface
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑原 聡史 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 2H091 FA23Z FA45Z FD04 LA18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Satoshi Kuwahara 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. F-term (reference) 2H091 FA23Z FA45Z FD04 LA18
Claims (4)
ら光を入射し、導光板裏面の光反射面で反射し、導光板
の表面から光を放出する面光源装置であって、前記光源
として複数の点光源が用いられ、この点光源に対して垂
直方向に位置する光反射面側の光反射パターン形状を点
光源の延長上の部分と点光源の延長上以外の部分とで変
化させたことを特徴とする面光源装置。1. A surface light source device that receives light from a light source disposed on one of the side end surfaces of a light guide plate, reflects the light on a light reflection surface on the back surface of the light guide plate, and emits light from the surface of the light guide plate. A plurality of point light sources are used as the light source, and the shape of the light reflection pattern on the light reflection surface located in the direction perpendicular to the point light source changes between an extension of the point light source and a portion other than the extension of the point light source A surface light source device, characterized in that:
ーンの面積率を点光源の延長上の部分の光反射パターン
の面積率より大きくしたことを特徴とする請求項1に記
載の面光源装置。2. The surface according to claim 1, wherein the area ratio of the light reflection pattern in a portion other than the extension of the point light source is larger than the area ratio of the light reflection pattern in a portion on the extension of the point light source. Light source device.
光源の延長上の部分と点光源の延長上以外の部分とで一
部を変化させたことを特徴とする請求項1または2に記
載の面光源装置。3. The light reflection pattern on the light reflection surface side is partially changed between a portion on the extension of the point light source and a portion other than on the extension of the point light source. A surface light source device according to claim 1.
ーンの面積率が大きくなるように変化させたことを特徴
とする請求項1ないし3のいずれかに記載の面光源装
置。4. The surface light source device according to claim 1, wherein the area ratio of the light reflection pattern is increased as the distance from the point light source increases.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11216761A JP2001043714A (en) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | Surface light source device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11216761A JP2001043714A (en) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | Surface light source device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001043714A true JP2001043714A (en) | 2001-02-16 |
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ID=16693505
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP11216761A Pending JP2001043714A (en) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | Surface light source device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001043714A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100828474B1 (en) * | 2000-08-11 | 2008-05-13 | 가부시키가이샤 엔프라스 | Light guiding plate, surface light source device, and display device |
JPWO2012057017A1 (en) * | 2010-10-28 | 2014-05-12 | シャープ株式会社 | Lighting device and display device |
-
1999
- 1999-07-30 JP JP11216761A patent/JP2001043714A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100828474B1 (en) * | 2000-08-11 | 2008-05-13 | 가부시키가이샤 엔프라스 | Light guiding plate, surface light source device, and display device |
JPWO2012057017A1 (en) * | 2010-10-28 | 2014-05-12 | シャープ株式会社 | Lighting device and display device |
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