JP2003141918A - 面光源装置 - Google Patents
面光源装置Info
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- JP2003141918A JP2003141918A JP2001336228A JP2001336228A JP2003141918A JP 2003141918 A JP2003141918 A JP 2003141918A JP 2001336228 A JP2001336228 A JP 2001336228A JP 2001336228 A JP2001336228 A JP 2001336228A JP 2003141918 A JP2003141918 A JP 2003141918A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は、LED素子などの点光源の数を
削減し、且つ輝度ムラを解消することができる面光源装
置を提供することを課題とする。 【解決手段】 この発明は、導光板1の側端面の一方に
配置した複数の点光源2…から光を入射し、導光板1の
光反射面11で反射し、導光板1の光出射面12から光
を放出する面光源装置であって、前記光出射面12に前
記点光源2に垂直方向のプリズム面16が形成されてい
る。
削減し、且つ輝度ムラを解消することができる面光源装
置を提供することを課題とする。 【解決手段】 この発明は、導光板1の側端面の一方に
配置した複数の点光源2…から光を入射し、導光板1の
光反射面11で反射し、導光板1の光出射面12から光
を放出する面光源装置であって、前記光出射面12に前
記点光源2に垂直方向のプリズム面16が形成されてい
る。
Description
【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、主として液晶表示装置の照明装置に用いら
れる面光源装置に関する。
(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、主として液晶表示装置の照明装置に用いら
れる面光源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器の軽量化、小型化及び低
消費電力化を図る技術は著しく発展してきている。この
技術の流れの中で、液晶表示装置に代表される非発光表
示デバイスを用いることにより、電子機器が軽量化、小
型化され、しかも低消費電力化されてきている。
消費電力化を図る技術は著しく発展してきている。この
技術の流れの中で、液晶表示装置に代表される非発光表
示デバイスを用いることにより、電子機器が軽量化、小
型化され、しかも低消費電力化されてきている。
【0003】液晶表示装置としては、透過型と反射型と
があり、透過型の液晶表示装置には、液晶表示装置を裏
側から照明する照明装置、いわゆるバックライトが設け
られ、反射型の液晶表示装置には、液晶表示装置を表側
から照明する、いわゆるフロントライトが設けられてい
る。
があり、透過型の液晶表示装置には、液晶表示装置を裏
側から照明する照明装置、いわゆるバックライトが設け
られ、反射型の液晶表示装置には、液晶表示装置を表側
から照明する、いわゆるフロントライトが設けられてい
る。
【0004】液晶表示装置用の面光源装置として、透光
性平板を導光体としたエッジライト方式のものが知られ
ている。このような面光源装置では、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、すなわちエッジ
部の一方から光を入射させ、導光板の全域に満遍なく光
を伝播させ、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。
性平板を導光体としたエッジライト方式のものが知られ
ている。このような面光源装置では、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、すなわちエッジ
部の一方から光を入射させ、導光板の全域に満遍なく光
を伝播させ、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。
【0005】液晶表示装置用の面光源装置として用いら
れる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。
れる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。
【0006】エッジライト方式の面光源装置の多くは、
光源として冷陰極管ランプが用いられ、導光板のエッジ
部に冷陰極管ランプが設けられている。しかし、近年携
帯型装置が普及し、低消費電力化の観点などから冷陰極
管ランプに比べ消費電力が少ない発光ダイオード(LE
D)光源等の点状光源を用いたものが実用化されてい
る。
光源として冷陰極管ランプが用いられ、導光板のエッジ
部に冷陰極管ランプが設けられている。しかし、近年携
帯型装置が普及し、低消費電力化の観点などから冷陰極
管ランプに比べ消費電力が少ない発光ダイオード(LE
D)光源等の点状光源を用いたものが実用化されてい
る。
【0007】図1及び図2に従来のLED素子を用いた
面光源装置を示す。図1は、従来の面光源装置の導光板
に反射シートを装着した状態を示す斜視図、図2は、従
来の面光源装置の概略構成を示す断面図である。
面光源装置を示す。図1は、従来の面光源装置の導光板
に反射シートを装着した状態を示す斜視図、図2は、従
来の面光源装置の概略構成を示す断面図である。
【0008】図1及び図2に示すように、この面光源装
置は、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。
置は、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。
【0009】導光板1のエッジ部に設けられた光入射面
1aには、白色LEDチップで構成された点光源2…が
対向配置されている。この例は、基板21上に点光源2
…として4つの白色LEDチップを実装している。この
白色LEDチップは、例えば、R、G、Bの3つのLE
D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
用いればよい。
1aには、白色LEDチップで構成された点光源2…が
対向配置されている。この例は、基板21上に点光源2
…として4つの白色LEDチップを実装している。この
白色LEDチップは、例えば、R、G、Bの3つのLE
D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
用いればよい。
【0010】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、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
れている。
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、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
れている。
【0011】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
LED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1
2から均一な指向性を有する合成光として出射される。
光出射面12が設けられている。そして、点光源2の各
LED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1
2から均一な指向性を有する合成光として出射される。
【0012】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。
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。
【0013】図2に示すように、導光板1の光出射面1
2を除いて導光板1を包み込むように反射シート5が設
けられている。すなわち、導光板1の反射面11及び3
つの側面13を含み導光板1を包み込むように反射シー
ト5が配置されている。そして、その反射シート5と導
光板1の光入射面1a側との間には、反射シート5で囲
まれた空間6が設けられている。この反射シート5と導
光板1とは両面テープ、接着剤等の接着層8により固定
されている。
2を除いて導光板1を包み込むように反射シート5が設
けられている。すなわち、導光板1の反射面11及び3
つの側面13を含み導光板1を包み込むように反射シー
ト5が配置されている。そして、その反射シート5と導
光板1の光入射面1a側との間には、反射シート5で囲
まれた空間6が設けられている。この反射シート5と導
光板1とは両面テープ、接着剤等の接着層8により固定
されている。
【0014】図2に示すように、反射シート5で囲まれ
た空間の導光板1に対峙する場所にLEDからなる点光
源2を差し込む挿入口7が設けられている。また、導光
板1の光出射面11の上面には、拡散シート3、レンズ
シート4が配置された構成となっている。シート構成
は、1枚でも2枚でも良く、また、重ねる順序を逆にし
ても良い。
た空間の導光板1に対峙する場所にLEDからなる点光
源2を差し込む挿入口7が設けられている。また、導光
板1の光出射面11の上面には、拡散シート3、レンズ
シート4が配置された構成となっている。シート構成
は、1枚でも2枚でも良く、また、重ねる順序を逆にし
ても良い。
【0015】そして、基板21に実装された点光源2…
は、導光板1に固定された反射シート5に設けられた各
挿入口7…にそれぞれ対峙し、その挿入口7から空間6
内に挿入されている。そして、導光板1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21をネ
ジ止め又は接着剤などで固定され、導光板1の所定位置
に点光源2…が配置される。
は、導光板1に固定された反射シート5に設けられた各
挿入口7…にそれぞれ対峙し、その挿入口7から空間6
内に挿入されている。そして、導光板1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21をネ
ジ止め又は接着剤などで固定され、導光板1の所定位置
に点光源2…が配置される。
【0016】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。
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。
【0017】上記したように、導光板1を反射シート5
で包み込み、光入射面側1aに点光源2を差し込む空間
6が設けられる。そして、その挿入口7に点光源2…が
差し込まれて取り付けられるので、点光源2…の間は反
射シート5が存在することになる。この結果、点光源2
…の間の基板21表面は反射シート5で覆われることに
なり、基板21の色目や装着部品の影響で光効率が低下
することを防止できる。また、反射シート5で導光板1
を囲い込む構造であるので、点光源2の両サイドから光
が漏れるのを防止できる。
で包み込み、光入射面側1aに点光源2を差し込む空間
6が設けられる。そして、その挿入口7に点光源2…が
差し込まれて取り付けられるので、点光源2…の間は反
射シート5が存在することになる。この結果、点光源2
…の間の基板21表面は反射シート5で覆われることに
なり、基板21の色目や装着部品の影響で光効率が低下
することを防止できる。また、反射シート5で導光板1
を囲い込む構造であるので、点光源2の両サイドから光
が漏れるのを防止できる。
【0018】ところで、冷陰極管ランプを用いた面光源
装置の場合、通常、一つの装置に一本のランプが用いら
れるため、光出射面上での輝度ムラは少なく、また、ラ
ンプ間の色調差も比較的少ない。
装置の場合、通常、一つの装置に一本のランプが用いら
れるため、光出射面上での輝度ムラは少なく、また、ラ
ンプ間の色調差も比較的少ない。
【0019】それに対して、LED素子などの点光源を
用いた面光源装置の場合、通常、一つの装置に複数個の
点光源が用いられるため、連続発光とはならずに輝度ム
ラや色調ムラが目立ちやすいため、冷陰極管ランプを用
いた面光源装置に比べて不利な面もある。
用いた面光源装置の場合、通常、一つの装置に複数個の
点光源が用いられるため、連続発光とはならずに輝度ム
ラや色調ムラが目立ちやすいため、冷陰極管ランプを用
いた面光源装置に比べて不利な面もある。
【0020】更に、バックライトユニットとしてのコス
トダウンも求められている。バックライトを構成する部
品の中で最も削減しやすいLED素子が注目されてきて
いる。近年、白色LED素子の輝度の向上に伴い、LE
D素子の個数削減の可能性が大きくなってきたことも一
因である。LED素子は多ければ多いほど点光源間の差
が出にくく有利であるが、反面コストアップとなるた
め、LED素子削減とバックライト性能とは相反するも
のとなる。
トダウンも求められている。バックライトを構成する部
品の中で最も削減しやすいLED素子が注目されてきて
いる。近年、白色LED素子の輝度の向上に伴い、LE
D素子の個数削減の可能性が大きくなってきたことも一
因である。LED素子は多ければ多いほど点光源間の差
が出にくく有利であるが、反面コストアップとなるた
め、LED素子削減とバックライト性能とは相反するも
のとなる。
【0021】LED素子を削減した場合、以下の問題が
発生する。
発生する。
【0022】高輝度のLED素子を用いてもLED素
子の個数が減ればトータル輝度が低下する。 LED素子間隔が必然的に広がる。例えば、25mm
間隔に6個のLED素子を配置する場合、等間隔であれ
ば約5mmとなるが、4個のLED素子を配置する場合
には、等間隔で約8.3mmとなるため、LED素子近
傍が局部的に明るく目立つ、いわゆる蛍現象が発生す
る。 間隔が広くなった場合、LED素子が存在しないLE
D間欠箇所が局部的に黒くなる。前述の蛍現象をことさ
ら助長することにもなる。 バックライト上の輝度ムラが増大する。すなわち、前
述ののように、局部的に暗くなり、その部分の輝度が
低下するために、バックライト上の最大輝度と最小輝度
との差が増大する。 視覚的にも影響がある。特、前述の及びは、人間
の目でもはっきりと判別できるほどの現象である。特
に、液晶パネルを装着した後は非常に目立ってしまう。
子の個数が減ればトータル輝度が低下する。 LED素子間隔が必然的に広がる。例えば、25mm
間隔に6個のLED素子を配置する場合、等間隔であれ
ば約5mmとなるが、4個のLED素子を配置する場合
には、等間隔で約8.3mmとなるため、LED素子近
傍が局部的に明るく目立つ、いわゆる蛍現象が発生す
る。 間隔が広くなった場合、LED素子が存在しないLE
D間欠箇所が局部的に黒くなる。前述の蛍現象をことさ
ら助長することにもなる。 バックライト上の輝度ムラが増大する。すなわち、前
述ののように、局部的に暗くなり、その部分の輝度が
低下するために、バックライト上の最大輝度と最小輝度
との差が増大する。 視覚的にも影響がある。特、前述の及びは、人間
の目でもはっきりと判別できるほどの現象である。特
に、液晶パネルを装着した後は非常に目立ってしまう。
【0023】以上の問題を導光板側から解決する方法と
して、従来、導光板の入光面において、連続する凹凸溝
を形成、すなわち、ローレット加工を施し、LED素子
からなる点光源からの光が導光板に入光する直前に左右
に散乱させ、蛍現象を未然に防ぐ技術が知られている。
して、従来、導光板の入光面において、連続する凹凸溝
を形成、すなわち、ローレット加工を施し、LED素子
からなる点光源からの光が導光板に入光する直前に左右
に散乱させ、蛍現象を未然に防ぐ技術が知られている。
【0024】上記のように構成することで、確かに見栄
えはよくなるが、その反面輝度が低下するという欠点が
ある。更に、金型成型の際にも、例えば反射面のパター
ン加工を施すような場合、前記の入光面と併せて2面の
入れ子が必要となり、その製造が煩瑣になるという欠点
があった。
えはよくなるが、その反面輝度が低下するという欠点が
ある。更に、金型成型の際にも、例えば反射面のパター
ン加工を施すような場合、前記の入光面と併せて2面の
入れ子が必要となり、その製造が煩瑣になるという欠点
があった。
【0025】また、同じく導光板側からの解決策とし
て、図3(a)に示すように、導光板1の反射面11の
LED間欠部分に扇形パターン15bや三角形パターン
の15c凹凸部からなる濁しを強くして、LED間欠部
分の低輝度部分に光を呼び込む方法が知られている。こ
の方法であれば、上述したような導光板1端面1aの凹
凸形状の如き輝度の落ち込みはないが、その反面LED
素子の配置間隔に限度があり、導光板サイズなどにもよ
るが、8.5mmを越える間隔となると輝度ムラをカバ
ーできなくなる。
て、図3(a)に示すように、導光板1の反射面11の
LED間欠部分に扇形パターン15bや三角形パターン
の15c凹凸部からなる濁しを強くして、LED間欠部
分の低輝度部分に光を呼び込む方法が知られている。こ
の方法であれば、上述したような導光板1端面1aの凹
凸形状の如き輝度の落ち込みはないが、その反面LED
素子の配置間隔に限度があり、導光板サイズなどにもよ
るが、8.5mmを越える間隔となると輝度ムラをカバ
ーできなくなる。
【0026】また、この方法だと、LED素子の配置間
隔を若干変更したい場合、例えば、中央輝度を上げるた
めに両端のLED素子をもう少し中央寄りに設定した
り、逆に、輝度ムラを向上させるために、両端のLED
素子を逆に広げるよな作業が発生した場合、その都度反
射面のパターンを設計し直すなど、顧客のニーズに対応
できなくなるなど融通が利かないという不利な面があっ
た。すなわち、1つのLED素子間隔に対応した導光板
が1つしかないといういうことである。尚、導光板1の
反射面にはグラデーションパターン15aも施されてい
る。
隔を若干変更したい場合、例えば、中央輝度を上げるた
めに両端のLED素子をもう少し中央寄りに設定した
り、逆に、輝度ムラを向上させるために、両端のLED
素子を逆に広げるよな作業が発生した場合、その都度反
射面のパターンを設計し直すなど、顧客のニーズに対応
できなくなるなど融通が利かないという不利な面があっ
た。すなわち、1つのLED素子間隔に対応した導光板
が1つしかないといういうことである。尚、導光板1の
反射面にはグラデーションパターン15aも施されてい
る。
【0027】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、LE
D点光源個数削減に伴う光源側の蛍現象を回避するた
め、導光板1の入光面1aにローレット加工を施した
り、反射面11の光源近傍のLED間欠部に凹凸加工を
施す等の対策が実施されている。この場合、前記の入光
面のローレット加工は確かにLED点光源からの蛍現象
を減少させ、見栄えを向上させる効果があるが出射面へ
の輝度が低下するという問題がある。さらに、反射面1
1のLED間欠部の凹凸は、LED素子の配置によって
パターンの大きさをその都度変更させる必要があり、光
源の変更に際して、速やかな対応ができないという欠点
があった。
D点光源個数削減に伴う光源側の蛍現象を回避するた
め、導光板1の入光面1aにローレット加工を施した
り、反射面11の光源近傍のLED間欠部に凹凸加工を
施す等の対策が実施されている。この場合、前記の入光
面のローレット加工は確かにLED点光源からの蛍現象
を減少させ、見栄えを向上させる効果があるが出射面へ
の輝度が低下するという問題がある。さらに、反射面1
1のLED間欠部の凹凸は、LED素子の配置によって
パターンの大きさをその都度変更させる必要があり、光
源の変更に際して、速やかな対応ができないという欠点
があった。
【0028】この発明は、上記の事情を鑑み、LED素
子などの点光源の数を削減し、且つ輝度ムラを解消する
ことができる面光源装置を提供することを目的とする。
子などの点光源の数を削減し、且つ輝度ムラを解消する
ことができる面光源装置を提供することを目的とする。
【0029】
【課題を解決するための手段】まず、この発明の前提か
ら説明する。この発明は、コスト低減のためLED素子
を削減することを前提としている。このため、後述の実
施形態に示すように、LED素子を4個から3個に削減
した場合に、図3(b)に示すように、LED素子1個
分の空きスペースを補う形で3個のLED素子2…間隔
を若干狭める配置をとる。ところが、このように配置す
ると、端に配置された2個のLED素子2,2が中央よ
りとなるため、光源側の両端が暗くなり、逆にLED素
子2の近傍が局部的に明るく見える所謂蛍現象が現れ
る。この現象は、LED素子の個数が減ったために起こ
ったものである。更に、LED素子2の間隔が4個の場
合に比べて広くなったため、一番重要なバックライト上
のセンター輝度が低下することになり、このままではL
ED単体での光量を上げるなどの対策が必要となってく
る。
ら説明する。この発明は、コスト低減のためLED素子
を削減することを前提としている。このため、後述の実
施形態に示すように、LED素子を4個から3個に削減
した場合に、図3(b)に示すように、LED素子1個
分の空きスペースを補う形で3個のLED素子2…間隔
を若干狭める配置をとる。ところが、このように配置す
ると、端に配置された2個のLED素子2,2が中央よ
りとなるため、光源側の両端が暗くなり、逆にLED素
子2の近傍が局部的に明るく見える所謂蛍現象が現れ
る。この現象は、LED素子の個数が減ったために起こ
ったものである。更に、LED素子2の間隔が4個の場
合に比べて広くなったため、一番重要なバックライト上
のセンター輝度が低下することになり、このままではL
ED単体での光量を上げるなどの対策が必要となってく
る。
【0030】すなわち、LED素子2…の個数が減っ
て、且つ両端のLED素子が中央寄りになるとと同時に
LED素子間隔が開き、中央輝度が低下するような配置
をとらざるを得ない。
て、且つ両端のLED素子が中央寄りになるとと同時に
LED素子間隔が開き、中央輝度が低下するような配置
をとらざるを得ない。
【0031】しかしながら、LEDの供給側から見て、
光量の大きいLED素子のみを供給するのは不可能であ
り、仮に供給できたとしてもLED素子の選別、すなわ
ち高光度品のみを採用し、他の低光度LED素子を切り
捨てるといった方法しか考えられず、価格上昇は避けら
れない。現状の技術レベルでは未だ光度のばらつきが大
きく、どのよなLED素子を採用しても、一定の輝度を
バックライト上で実現しなければならない。
光量の大きいLED素子のみを供給するのは不可能であ
り、仮に供給できたとしてもLED素子の選別、すなわ
ち高光度品のみを採用し、他の低光度LED素子を切り
捨てるといった方法しか考えられず、価格上昇は避けら
れない。現状の技術レベルでは未だ光度のばらつきが大
きく、どのよなLED素子を採用しても、一定の輝度を
バックライト上で実現しなければならない。
【0032】以上の難点を補うべく、LED素子間隔を
一斉に狭く設定し、まず、センター輝度の確保及び蛍対
策を行った場合(図3(c)のE39)、このように設
定しても、今度はLED基板の両端付近が暗くなってし
まうことが分かる。従って、センター輝度が確保された
としても両端の明るさが犠牲になってしまう。
一斉に狭く設定し、まず、センター輝度の確保及び蛍対
策を行った場合(図3(c)のE39)、このように設
定しても、今度はLED基板の両端付近が暗くなってし
まうことが分かる。従って、センター輝度が確保された
としても両端の明るさが犠牲になってしまう。
【0033】言い換えれば、3個のLED素子のうち中
央1個の位置を一定に保って、両端のみ少し端面に近づ
けたり、また、中央輝度をあまり低下させずに、且つ両
サイドの暗さを補う条件を見出すために、同じLED素
子2…を基板に付け替えながら、間隔を代えて光学特性
を測定した。その結果、両端を現行のまま、すなわち、
4灯の間隔設定のままで、中央2個を1個に減らした場
合、図3(b)のE31のように、LED間隔は12.
5mmとなるが、この間隔のままでは、LED間欠部に
暗部が目立つ。また、前述のように、図3(b)のE3
1(9.5mm)だと現行の反射三角パターンに重複
し、明部が集中し、見栄えが悪化する。
央1個の位置を一定に保って、両端のみ少し端面に近づ
けたり、また、中央輝度をあまり低下させずに、且つ両
サイドの暗さを補う条件を見出すために、同じLED素
子2…を基板に付け替えながら、間隔を代えて光学特性
を測定した。その結果、両端を現行のまま、すなわち、
4灯の間隔設定のままで、中央2個を1個に減らした場
合、図3(b)のE31のように、LED間隔は12.
5mmとなるが、この間隔のままでは、LED間欠部に
暗部が目立つ。また、前述のように、図3(b)のE3
1(9.5mm)だと現行の反射三角パターンに重複
し、明部が集中し、見栄えが悪化する。
【0034】従って、センター輝度はやや低下するもの
の、輝度ムラ及び両端の暗部等を総合して評価したとこ
ろ、最もバランスのいいLED配置間隔として、図3
(d)のE311として、11mmに決定した。
の、輝度ムラ及び両端の暗部等を総合して評価したとこ
ろ、最もバランスのいいLED配置間隔として、図3
(d)のE311として、11mmに決定した。
【0035】また、この発明に用いている導光板1の反
射面11のパターンは、図3に示したパターン図のよう
に、LED間欠部に粗さを大きくした三角形パターン1
5c及び扇形パターン15bが施されている。このパタ
ーンは、従来LED素子4灯用のものとして開発された
ものであるが、ここで、LED素子の個数を3灯にして
も適用可能であることが分かった。後述の蛍対策によ
り、更に兼用できることが実証された。
射面11のパターンは、図3に示したパターン図のよう
に、LED間欠部に粗さを大きくした三角形パターン1
5c及び扇形パターン15bが施されている。このパタ
ーンは、従来LED素子4灯用のものとして開発された
ものであるが、ここで、LED素子の個数を3灯にして
も適用可能であることが分かった。後述の蛍対策によ
り、更に兼用できることが実証された。
【0036】この発明は、上記した事実に基づいてなさ
れたものにして、導光板の側端面の一方に配置した複数
の点光源から光を入射し、導光板の光反射面で反射し、
導光板の光出射面から光を放出する面光源装置であっ
て、前記光出射面の少なくとも蛍現象が発生する箇所に
前記点光源に垂直方向のプリズム面が形成されているこ
とを特徴とする。
れたものにして、導光板の側端面の一方に配置した複数
の点光源から光を入射し、導光板の光反射面で反射し、
導光板の光出射面から光を放出する面光源装置であっ
て、前記光出射面の少なくとも蛍現象が発生する箇所に
前記点光源に垂直方向のプリズム面が形成されているこ
とを特徴とする。
【0037】前記プリズム面は光出射面の全面に設けて
もよく、また、前記点光源の間欠部に位置する前記導光
板の光反射面に凹凸加工を施すとよい。
もよく、また、前記点光源の間欠部に位置する前記導光
板の光反射面に凹凸加工を施すとよい。
【0038】上記のように、この発明は、バックライト
などを構成する面光源装置において、点光源(LED素
子)の個数を減らした場合の導光板出射面において、ま
ず、入光面の凹凸による輝度低下を防止することを念頭
に置き、点光源に垂直方向のプリズムを施し、点光源か
ら点在する光を横方向に広げることで、輝度ムラ等の問
題解決を図る。
などを構成する面光源装置において、点光源(LED素
子)の個数を減らした場合の導光板出射面において、ま
ず、入光面の凹凸による輝度低下を防止することを念頭
に置き、点光源に垂直方向のプリズムを施し、点光源か
ら点在する光を横方向に広げることで、輝度ムラ等の問
題解決を図る。
【0039】また、出射面のプリズム(ローレット加
工)は全面でなくてもLED光源からの蛍現象が現れる
範囲にのみ限定することも可能である。
工)は全面でなくてもLED光源からの蛍現象が現れる
範囲にのみ限定することも可能である。
【0040】出射面のプリズム(ローレット加工)によ
り、入光面側の蛍現象は拡散され、高輝度を低下させな
い状態で見栄えが向上する。
り、入光面側の蛍現象は拡散され、高輝度を低下させな
い状態で見栄えが向上する。
【0041】
【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4は、この発明の第1の
実施形態にかかる面光源装置の概略構成を示す斜視図、
図5は、この発明の要部である光出射面の拡大斜視図で
ある。尚、従来例と同一部分には同一符号を付す。
き図面を参照して説明する。図4は、この発明の第1の
実施形態にかかる面光源装置の概略構成を示す斜視図、
図5は、この発明の要部である光出射面の拡大斜視図で
ある。尚、従来例と同一部分には同一符号を付す。
【0042】図4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。
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。
【0043】導光板1のエッジ部に設けられた光入射面
1aには、白色LEDチップで構成された点光源2…が
対向配置されいてる。この実施の形態では、基板21上
に点光源2としてのLED素子を削減して3つの白色L
EDチップを実装している。
1aには、白色LEDチップで構成された点光源2…が
対向配置されいてる。この実施の形態では、基板21上
に点光源2としてのLED素子を削減して3つの白色L
EDチップを実装している。
【0044】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、光が漏洩するのを防ぎ反射効率を高め
る為に、図3に示すグラデーションパターン15aが施
されており、また、LED素子間欠部には扇形パターン
15b及び三角形パターン15cが施されている。この
パターン15b、15cの粗さは前述のグラデーション
パターン15aの最も荒い部分と同一に設定してある。
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、光が漏洩するのを防ぎ反射効率を高め
る為に、図3に示すグラデーションパターン15aが施
されており、また、LED素子間欠部には扇形パターン
15b及び三角形パターン15cが施されている。この
パターン15b、15cの粗さは前述のグラデーション
パターン15aの最も荒い部分と同一に設定してある。
【0045】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
LED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1
2から均一な指向性を有する合成光として出射される。
光出射面12が設けられている。そして、点光源2の各
LED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1
2から均一な指向性を有する合成光として出射される。
【0046】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。
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。
【0047】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。
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。
【0048】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(図示しない)に出射され、
レンズシート(図示しない)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
のレンズシートに近接して液晶表示パネルが配置され
る。
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(図示しない)に出射され、
レンズシート(図示しない)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
のレンズシートに近接して液晶表示パネルが配置され
る。
【0049】次に、LED素子からなる点光源2が3灯
になった場合の蛍現象対策について説明する。上述の方
法では、蛍現象は完全に除去されておらず、例えば拡散
シートのヘイズ値あるいはレンズシートの条件によって
更に蛍の見えにくい条件を探し出したとしても完全には
除去しきれない。
になった場合の蛍現象対策について説明する。上述の方
法では、蛍現象は完全に除去されておらず、例えば拡散
シートのヘイズ値あるいはレンズシートの条件によって
更に蛍の見えにくい条件を探し出したとしても完全には
除去しきれない。
【0050】また、LED素子間欠部の導光板1の反射
面11のパターンも効果を出すには限度がある。従っ
て、これ以上の蛍現象対策には然るべき対策が必要であ
る。
面11のパターンも効果を出すには限度がある。従っ
て、これ以上の蛍現象対策には然るべき対策が必要であ
る。
【0051】この発明は、上記事情に鑑みなされたもの
にして、図4及び図5に示すように、LED素子からな
る点光源2に垂直方向のプリズム16を導光板1の出射
面12全面に施している。すなわち、図4のA部分の拡
大図である図5に示すように、光出射面12の全面にプ
リズム面16が形成されている。この実施形態では、プ
リズム角度135度、高さは10μm、プリズムピッチ
は50μmに設定した。このように設定したプリズムを
施すことで、LED素子からなる点光源2から点在する
光を横方向に広げることができ、輝度ムラ等の問題解決
を図ることができる。そして、前述の光が到達しない箇
所にも光が行き渡り、導光板1の反射面11のパターン
効果と相乗した形で蛍現象が激減されるという特徴を併
せ持つ。
にして、図4及び図5に示すように、LED素子からな
る点光源2に垂直方向のプリズム16を導光板1の出射
面12全面に施している。すなわち、図4のA部分の拡
大図である図5に示すように、光出射面12の全面にプ
リズム面16が形成されている。この実施形態では、プ
リズム角度135度、高さは10μm、プリズムピッチ
は50μmに設定した。このように設定したプリズムを
施すことで、LED素子からなる点光源2から点在する
光を横方向に広げることができ、輝度ムラ等の問題解決
を図ることができる。そして、前述の光が到達しない箇
所にも光が行き渡り、導光板1の反射面11のパターン
効果と相乗した形で蛍現象が激減されるという特徴を併
せ持つ。
【0052】前述のような考え方は、図示はしないが、
例えば、4インチバックライトにも適用可能である。4
インチバックライトは現状では、LED素子からなる点
光源を8〜12個使用しているが、前述のようなLED
個数削減に際してもこの発明が適用できることは言うま
でもない。
例えば、4インチバックライトにも適用可能である。4
インチバックライトは現状では、LED素子からなる点
光源を8〜12個使用しているが、前述のようなLED
個数削減に際してもこの発明が適用できることは言うま
でもない。
【0053】次に、この発明の第2の実施形態につき説
明する。この第2の実施形態の全体的な構成は、第1の
実施形態と同様であるが、図6及び図7に示すように、
出射面12のプリズムを全面には施さず、点光源2近傍
部分のみ集中してプリズム16aを施すものである。プ
リズムの形態は点光源2側から遠ざかるに従って徐々に
溝が浅くなるように構成されている。すなわち、溝が途
中で終わっているような形状の場合の溝終点の筋などの
光学的影響を回避するものである。
明する。この第2の実施形態の全体的な構成は、第1の
実施形態と同様であるが、図6及び図7に示すように、
出射面12のプリズムを全面には施さず、点光源2近傍
部分のみ集中してプリズム16aを施すものである。プ
リズムの形態は点光源2側から遠ざかるに従って徐々に
溝が浅くなるように構成されている。すなわち、溝が途
中で終わっているような形状の場合の溝終点の筋などの
光学的影響を回避するものである。
【0054】この形状に構成することで、点光源2の近
傍の最も蛍現象が生じるところでは溝が深く、光源から
離れるに従って蛍現象も減少するに伴い溝が必要ではな
くなるという特性を利用したものである。
傍の最も蛍現象が生じるところでは溝が深く、光源から
離れるに従って蛍現象も減少するに伴い溝が必要ではな
くなるという特性を利用したものである。
【0055】尚、全面プリズムについては、図8、図
9、図10に示すように、バックライト全体の輝度及び
輝度ムラに大きく影響するものではないことが分かる。
図8は導光板出射面全面プリズムの有無による光学特性
を9ポイント測定で測定した結果を示し、図9は導光板
出射面全面プリズムによる輝度分布を相対値で表したも
の、図10は導光板出射面にプリズムを設けないものに
よる輝度分布を相対値で表したものである。この実施形
態における導光板は散乱導光板を用いたため、導光板そ
のものの光の散乱効果が大きく、出射面プリズムによる
拡散効果のウェイトが低いと考えられる。クリア導光板
であれば効果はきわめて大きい。
9、図10に示すように、バックライト全体の輝度及び
輝度ムラに大きく影響するものではないことが分かる。
図8は導光板出射面全面プリズムの有無による光学特性
を9ポイント測定で測定した結果を示し、図9は導光板
出射面全面プリズムによる輝度分布を相対値で表したも
の、図10は導光板出射面にプリズムを設けないものに
よる輝度分布を相対値で表したものである。この実施形
態における導光板は散乱導光板を用いたため、導光板そ
のものの光の散乱効果が大きく、出射面プリズムによる
拡散効果のウェイトが低いと考えられる。クリア導光板
であれば効果はきわめて大きい。
【0056】
【発明の効果】以上説明したように、この発明は、バッ
クライト等を構成する面光源装置において、点光源(L
ED素子)の個数を減らした場合の導光板出射面におい
て、点光源に垂直方向のプリズムを施し、LEDから点
在する光を横方向に広げることで、点光源付近に点在し
た蛍現象が回避でき、輝度ムラ等の問題解決を図ること
ができる。
クライト等を構成する面光源装置において、点光源(L
ED素子)の個数を減らした場合の導光板出射面におい
て、点光源に垂直方向のプリズムを施し、LEDから点
在する光を横方向に広げることで、点光源付近に点在し
た蛍現象が回避でき、輝度ムラ等の問題解決を図ること
ができる。
【図1】従来の面光源装置の導光板に反射シートを装着
した状態を示す斜視図である。
した状態を示す斜視図である。
【図2】従来の面光源装置の概略構成を示す断面図であ
る。
る。
【図3】この発明に関わるLED素子の個数削減及び3
灯間隔の決定推移を示す説明図である。
灯間隔の決定推移を示す説明図である。
【図4】この発明の第1の実施形態にかかる面光源装置
の概略構成を示す斜視図である。
の概略構成を示す斜視図である。
【図5】この発明の要部である出射面の拡大斜視図であ
る。
る。
【図6】この発明の第1の実施形態にかかる面光源装置
の概略構成を示す斜視図である。
の概略構成を示す斜視図である。
【図7】この発明の要部である出射面の拡大斜視図であ
る。
る。
【図8】導光板出射面全面プリズムの有無による光学特
性を9ポイント測定で測定した結果を示す図である。
性を9ポイント測定で測定した結果を示す図である。
【図9】導光板出射面全面プリズムによる輝度分布を相
対値で表した図である。
対値で表した図である。
【図10】導光板出射面にプリズムを設けないものによ
る輝度分布を相対値で表した図である。
る輝度分布を相対値で表した図である。
1 導光板
2 点光源(LED素子)
11 光反射面
12 光出射面
16 プリズム面
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
G02F 1/13357 G02F 1/13357
// F21Y 101:02 F21Y 101:02
Claims (3)
- 【請求項1】 導光板の側端面の一方に配置した複数の
点光源から光を入射し、導光板の光反射面で反射し、導
光板の光出射面から光を放出する面光源装置であって、
前記光出射面の少なくとも蛍現象が発生する箇所に前記
点光源に垂直方向のプリズム面が形成されていることを
特徴とする面光源装置。 - 【請求項2】 前記プリズム面は光出射面の全面に設け
られていることを特徴とする請求項1に記載の面光源装
置。 - 【請求項3】 前記点光源の間欠部に位置する前記導光
板の光反射面に凹凸加工が施されていることを特徴とす
る請求項1又は2に記載の面光源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001336228A JP2003141918A (ja) | 2001-11-01 | 2001-11-01 | 面光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001336228A JP2003141918A (ja) | 2001-11-01 | 2001-11-01 | 面光源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003141918A true JP2003141918A (ja) | 2003-05-16 |
Family
ID=19151087
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001336228A Pending JP2003141918A (ja) | 2001-11-01 | 2001-11-01 | 面光源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003141918A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004079258A1 (ja) * | 2003-03-07 | 2004-09-16 | Enplas Corporation | 導光板、面光源装置及び画像表示装置 |
WO2005083319A1 (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-09 | Minebea Co., Ltd. | 面状照明装置 |
CN100412637C (zh) * | 2005-01-19 | 2008-08-20 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 导光板及背光模组 |
US7507010B2 (en) | 2004-04-23 | 2009-03-24 | Toshiba Matsushita Display Technology Co., Ltd. | Surface light source device and display device |
WO2011151942A1 (ja) * | 2010-05-31 | 2011-12-08 | 大日本印刷株式会社 | 導光板、面光源装置および表示装置 |
KR101248229B1 (ko) * | 2006-06-14 | 2013-03-27 | 엘지디스플레이 주식회사 | 백라이트 어셈블리 및 이를 이용한 액정 표시 모듈 |
-
2001
- 2001-11-01 JP JP2001336228A patent/JP2003141918A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004079258A1 (ja) * | 2003-03-07 | 2004-09-16 | Enplas Corporation | 導光板、面光源装置及び画像表示装置 |
US7465083B2 (en) | 2003-03-07 | 2008-12-16 | Enplas Corporation | Focusing plate, surface light source device, and image display device |
WO2005083319A1 (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-09 | Minebea Co., Ltd. | 面状照明装置 |
US7507010B2 (en) | 2004-04-23 | 2009-03-24 | Toshiba Matsushita Display Technology Co., Ltd. | Surface light source device and display device |
CN100412637C (zh) * | 2005-01-19 | 2008-08-20 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 导光板及背光模组 |
KR101248229B1 (ko) * | 2006-06-14 | 2013-03-27 | 엘지디스플레이 주식회사 | 백라이트 어셈블리 및 이를 이용한 액정 표시 모듈 |
WO2011151942A1 (ja) * | 2010-05-31 | 2011-12-08 | 大日本印刷株式会社 | 導光板、面光源装置および表示装置 |
US9182530B2 (en) | 2010-05-31 | 2015-11-10 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Light guide plate with tapering unit optical elements |
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---|---|---|---|
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