JP2007165064A - Lighting system and display using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非自発光型の表示素子を照明する照明装置、及び、電子機器に用いられる表示装置に関する。特に、携帯情報機器、携帯電話、液晶テレビ等に用いられる液晶表示装置に関する。 The present invention relates to an illumination device that illuminates a non-self-luminous display element, and a display device used in an electronic apparatus. In particular, the present invention relates to a liquid crystal display device used for a portable information device, a mobile phone, a liquid crystal television, and the like.
近年の携帯電話やモバイルコンピュータなどに用いられる表示装置には、高精彩カラー画像を低消費電力で得ることができる液晶表示装置が多く用いられている。液晶表示装置に用いられる液晶素子は非自発光型であるため、高輝度の白色LEDを光源とする照明装置を用いて液晶素子を照明している。 Liquid crystal display devices that can obtain high-definition color images with low power consumption are often used for display devices used in recent mobile phones and mobile computers. Since the liquid crystal element used in the liquid crystal display device is a non-self-luminous type, the liquid crystal element is illuminated using an illumination device that uses a high-intensity white LED as a light source.
一方、LED光源を用いたバックライトは中型・大型液晶表示装置にも用いられつつある。LED光源を用いたバックライトとしては、小型液晶表示装置と同様にバックライトの側面から光を導入するサイドライト型バックライトが多用されてきたが、照明画面が大きくなるに従って用いられるLED光源の数は数百個にもなるものが出現している。このような大量のLED光源を用いることなく中型・大型液晶表示素子を照明するために、これら液晶表示素子の背面から直接照明光を照射する、いわゆる直下型照明装置が考案されている。この直下型照明装置は、1つのLED光源でより広い領域を照射するために、LED光源の近傍真上に光拡散構造を設けて実質的に光照射領域を広げる工夫をしたものがある(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来の直下型照明装置は、LED光源からの幅の狭い放射光を導光板内部に効率良く分散できていないため、不均一な輝度分布が得られるという課題を有していた。また、LED光源の近傍真上に設けられた光拡散構造は、LED光源の発光面に対して距離が短くかつ狭い放射光を十分に広げるような構造になっていないため、広範囲な領域を照射することができず、多数のLED光源を必要とするという課題を有していた。 However, the conventional direct illumination device has a problem that a non-uniform luminance distribution can be obtained because the narrow-width radiated light from the LED light source cannot be efficiently dispersed inside the light guide plate. In addition, the light diffusing structure provided directly above the LED light source is not designed to sufficiently spread narrow radiated light with a short distance from the light emitting surface of the LED light source. However, it has a problem of requiring a large number of LED light sources.
本発明は、良好な輝度分布を有し、かつ少ないLED光源を用いて直下型照明装置と液晶表示装置を実現することを目的とする。 An object of the present invention is to realize a direct illumination device and a liquid crystal display device using a small LED light source having a good luminance distribution.
本発明の照明装置は、回路基板上に配置された複数のLED光源と、これらLED光源側に配置された導光板を備えており、この導光板には各LED光源からの出射光をその導光板の内部に分散させるための凹部が形成されており、LED素子が凹部の開口面近傍に配置されている。さらに導光板は、上部と下部の2枚の導光板に分割されている。各導光板の光の入出射面には、導光板内外への光の取り出し効率を上昇させるための微細プリズム構造を形成した。また、導光板に形成された凹部の開口面近傍と照明目的により光が出射される面となる最終出射面を除いて、導光板を覆うように光反射素材を配置した。さらに、光源からの光線が下部導光板から上部導光板へ入射する際の拡散効果を高めるため、上部と下部の導光板に屈折率が異なる材料を用いた。 The illumination device of the present invention includes a plurality of LED light sources arranged on a circuit board and a light guide plate arranged on the LED light source side. The light guide plate guides the emitted light from each LED light source. A recess for dispersing inside the light plate is formed, and the LED element is disposed in the vicinity of the opening surface of the recess. Furthermore, the light guide plate is divided into two light guide plates, an upper part and a lower part. A fine prism structure for increasing light extraction efficiency into and out of the light guide plate was formed on the light entrance / exit surface of each light guide plate. In addition, the light reflecting material was disposed so as to cover the light guide plate except for the vicinity of the opening surface of the recess formed in the light guide plate and the final emission surface that is a surface from which light is emitted for illumination purposes. Furthermore, in order to enhance the diffusion effect when light rays from the light source enter the upper light guide plate from the lower light guide plate, materials having different refractive indexes are used for the upper and lower light guide plates.
このような構成によって、LED光源からの光を導光板内部に効率的に導くことができるようになり、その結果、この照明装置を用いた表示装置の視覚特性と輝度分布を向上させることができる。 With such a configuration, it becomes possible to efficiently guide light from the LED light source into the light guide plate, and as a result, it is possible to improve the visual characteristics and luminance distribution of a display device using this illumination device. .
また、各方向に形成された微細プリズム構造の交点が、各凹部の中心と一致するように構成した。また、凹部の大きさは、下部導光板のみならず上部導光板にまで達するような大きさにすることができる。さらに凹部の形状として、球形以外に円錐体や円弧の形状を用いることができる。 In addition, the intersection of the fine prism structures formed in each direction is configured to coincide with the center of each recess. Further, the size of the recess can be set to reach not only the lower light guide plate but also the upper light guide plate. Further, as the shape of the concave portion, a conical shape or a circular arc shape can be used in addition to the spherical shape.
このような構成により、LED光源が照射する領域を把握することができ、光出射強度と輝度分布を制御することが可能となり、これにより輝度分布を向上させるのみならず、より少ないLED光源の数で効率的な照明を行うことが可能となった。 With such a configuration, it is possible to grasp the area irradiated by the LED light source, and to control the light emission intensity and the luminance distribution, which not only improves the luminance distribution but also reduces the number of LED light sources. This makes it possible to perform efficient lighting.
また、本発明の照明装置は、回路基板上に配置された複数のLED光源と、LED光源と対向するように設けられ、LED光源からの光を入光面から入射して出光面から照射する第一の導光板と、第一の導光板の出光面からの光を入射して照射面から照射する第二の導光板を備えており、第一の導光板と第二の導光板はそれぞれ屈折率の異なる材料で形成されている。さらに、第一の導光板の入光面には、LED光源の配置に対応して凹部が設けられている。 Moreover, the illumination device of the present invention is provided so as to face the LED light sources and the plurality of LED light sources arranged on the circuit board, and the light from the LED light sources is incident from the light incident surface and irradiated from the light exit surface. A first light guide plate, and a second light guide plate that receives light from the light exit surface of the first light guide plate and irradiates the light from the irradiation surface. The first light guide plate and the second light guide plate are respectively It is made of materials with different refractive indexes. Furthermore, the light incident surface of the first light guide plate is provided with a recess corresponding to the arrangement of the LED light sources.
また、本発明の照明装置は、回路基板上に配置された複数のLED光源と、LED光源と対向するように設けられ、LED光源からの光を入光面から入射して出光面から照射する第一の導光板と、第一の導光板の出光面からの光を入射して照射面から照射する第二の導光板を備えており、第一の導光板にはLED光源の配置に対応して貫通孔を形成し、第二の導光板には貫通孔に対応して凹部を設ける構成とした。 Moreover, the illumination device of the present invention is provided so as to face the LED light sources and the plurality of LED light sources arranged on the circuit board, and the light from the LED light sources is incident from the light incident surface and irradiated from the light exit surface. It has a first light guide plate and a second light guide plate that receives light from the light exit surface of the first light guide plate and irradiates it from the irradiation surface. The first light guide plate corresponds to the arrangement of LED light sources. Thus, a through hole was formed, and the second light guide plate was provided with a recess corresponding to the through hole.
さらに、貫通孔の壁面と凹部の壁面を連続的に形成した。逆に、貫通孔の壁面と凹部の壁面を不連続的になるように形成してもよい。凹部は略円錐体で形成することができる。 Furthermore, the wall surface of the through hole and the wall surface of the recess were continuously formed. Conversely, the wall surface of the through hole and the wall surface of the recess may be formed so as to be discontinuous. The recess can be formed in a substantially conical shape.
また、本発明の表示装置は、回路基板上に配置された複数のLED光源と、LED光源からの光を入射面から入射し照明光として出射面に導く導光板とを有する照明装置と、導光板の出射面側に設けられた非自発光型の表示素子を備えており、導光板は上部導光板と下部導光板により構成され、下部導光板は各LED光源からの出射光を導光板内部に導くための凹部を有し、LED光源は凹部の開口面近傍に配置された構成である。 In addition, the display device of the present invention includes a lighting device having a plurality of LED light sources arranged on a circuit board, a light guide plate that receives light from the LED light source from the incident surface and guides the light to the output surface as illumination light, and a light guide. It has a non-self-luminous display element provided on the exit surface side of the light plate, the light guide plate is composed of an upper light guide plate and a lower light guide plate, and the lower light guide plate transmits the emitted light from each LED light source inside the light guide plate And the LED light source is arranged in the vicinity of the opening surface of the recess.
また、本発明の表示装置は、回路基板上に配置された複数のLED光源と、LED光源と対向するように設けられ、LED光源からの光を入光面から入射して出光面から照射する第一の導光板と、第一の導光板の出光面からの光を入射して照射面から照射するとともに、第一の導光板とは屈折率の異なる材料で形成された第二の導光板と、第二の導光板の照射面側に設けられた非自発光型の表示素子を備えている。 In addition, the display device of the present invention is provided so as to face the LED light sources and the plurality of LED light sources arranged on the circuit board, and the light from the LED light sources is incident from the light incident surface and irradiated from the light output surface. The first light guide plate and the second light guide plate formed of a material having a refractive index different from that of the first light guide plate while irradiating light from the light exit surface of the first light guide plate and irradiating from the irradiation surface And a non-self-luminous display element provided on the irradiation surface side of the second light guide plate.
また、本発明の表示装置は、回路基板上に配置された複数のLED光源と、LED光源と対向するように設けられ、LED光源からの光を入光面から入射して出光面から照射する第一の導光板と、第一の導光板の出光面からの光を入射して照射面から照射する第二の導光板と、第二の導光板の照射面側に設けられた非自発光型の表示素子を備えており、第一の導光板にはLED光源の配置に対応して貫通孔が設けられ、第二の導光板には貫通孔に対応して凹部が設けられている。 In addition, the display device of the present invention is provided so as to face the LED light sources and the plurality of LED light sources arranged on the circuit board, and the light from the LED light sources is incident from the light incident surface and irradiated from the light output surface. A first light guide plate, a second light guide plate that receives light from the light exit surface of the first light guide plate and irradiates from the irradiation surface, and a non-self-light-emitting provided on the irradiation surface side of the second light guide plate The first light guide plate is provided with through holes corresponding to the arrangement of the LED light sources, and the second light guide plate is provided with recesses corresponding to the through holes.
本発明の照明装置によれば、輝度分布が良好な照明装置を少ないLED光源で実現することができる。そのため、照明装置の省電力化にも効果がある。また、導光板を分割して組み合わせるため、通常の成形では困難である複雑な形状を光導入部とする導光板も成形でき、照明装置の一部として用いることができるという効果がある。 According to the illumination device of the present invention, an illumination device with a good luminance distribution can be realized with a small number of LED light sources. Therefore, it is also effective for power saving of the lighting device. In addition, since the light guide plates are divided and combined, a light guide plate having a complicated shape that is difficult in normal molding can be formed, and the light guide plate can be used as a part of the lighting device.
本発明の照明装置を図1に基づいて説明する。図1(a)は本発明の照明装置を模式的に示す平面図であり、図1(b)は図1(a)における直線PQでの断面構成を模式的に示している。図示するように、回路基板6には複数のLED光源5が配置されており、LED光源5と対向するように下部導光板4が、下部導光板4の上方に上部導光板3が設けられている。それぞれの導光板は入射面に入射した光を、反対側の照射面に照明光として導く機能を備えている。下部導光板4の入射面には各LED光源からの出射を導光板の内部に導くための凹部1が形成され、LED光源5は凹部1の開口面近傍に配置している。すなわち、LED光源5は発光面が下部導光板4に向くように回路基板上に設けられている。下部導光板4には光源5が設けられた位置の真上に凹部1が形成されている。このとき、LED光源5からの出射光が凹部1を照射するように構成されている。その結果、LED光源5から出射した光のうち凹部1に照射された光は屈折し、下部導光板4の内部に導かれる。下部導光板4に導かれた光線は、導光板内部で全反射を繰り返しながら導波する。さらに下部導光板4から上部導光板3に光が入射し、さらに上部導光板3の内部で全反射を繰り返し、最終的に導光板上面へと出射される。これにより得られる面光は、均一化された輝度分布を持った光になる。ここで、上部導光板3と下部導光板4に屈折率が異なる材料を用いることができる。これにより、下部導光板4から上部導光板3に入光する際に、屈折率の違いにより拡散された光線へと変換され、より均一化された輝度分布を得ることができる。
The illumination device of the present invention will be described with reference to FIG. Fig.1 (a) is a top view which shows typically the illuminating device of this invention, FIG.1 (b) has shown typically the cross-sectional structure in the straight line PQ in Fig.1 (a). As shown in the drawing, a plurality of
さらに、下部導光板4の光出射面、上部導光板3の光入射面と光出射面に微細プリズム構造を形成すると、光線取り出しが効率的に行なわれ、明るさの向上と微細プリズムによる拡散効果により均一化された輝度分布になるという効果が得られる。また、微細プリズムは導光板の各辺に平行に、あるいは、ある角度を持たせて形成する。これらの微細プリズムの交点が凹部の中心に略一致するように構成すると、輝度分布の均一性が向上する。この微細プリズムのピッチは一定してもよいし、凹部上方では密にして、凹部から離れるに従って疎になるという構成にしてもよい。後者のような構成によれば、光線の取り出し効率を調整することができる。
Further, when a fine prism structure is formed on the light exit surface of the lower
また、凹部の大きさは下部導光板内に形成するのが一般的であるが、凹部の大きさを上部導光板に達するような大きさにして、上下の屈折率の違いを利用して、凹部の上下部で光線方向を異なる方向へ拡散させる効果を持たせることも可能である。凹部の形状としては、一般的にはLEDを導光板内部に納めるためのコンパクトな形として球形としているが、より大きな屈折効果を得るために、円錐形状や凹部の側面の断面形状が凹部の内側に突き出した円弧形状とすると、屈折の効果を高めることができる。 In addition, the size of the concave portion is generally formed in the lower light guide plate, but the size of the concave portion is set to reach the upper light guide plate, and the difference between the upper and lower refractive indexes is utilized. It is also possible to have an effect of diffusing the light beam direction in different directions at the upper and lower portions of the recess. The shape of the recess is generally spherical as a compact shape for housing the LED inside the light guide plate, but in order to obtain a greater refractive effect, the conical shape and the cross-sectional shape of the side surface of the recess are the inside of the recess. If the circular arc shape is projected, the refraction effect can be enhanced.
この凹部を用いることにより、個々のLEDが照射することが可能な範囲を広くすることができ、少ないLEDの数で面光源を構成することが可能となる。 By using this recess, the range that can be irradiated by individual LEDs can be widened, and a surface light source can be configured with a small number of LEDs.
また、本発明の表示装置は、上述のいずれかの構成の照明装置と、照明装置の照射面側に設けられた非自発光型の表示素子とを備えている。 The display device of the present invention includes the illumination device having any one of the above-described configurations and a non-self-luminous display element provided on the irradiation surface side of the illumination device.
本実施例の照明装置を図面に基づいて説明する。全体の概要は図1と同様である。図2に本実施例の照明装置を部分的に拡大した断面を示す。図示するように、LED光源5は発光面が導光板2側に向くように回路基板6上に設けられている。図示していないが、回路基板6には各光源に電力を供給する配線が形成されており、これらの配線を外部の制御回路や電源に接続するコネクタも設けられている。詳しくは、LED光源5はLED素子7とこれを被覆する透光性被覆部8で形成されている。LED素子7は、ワイヤーボンディングや導電ペーストなどにより回路基板6に形成された配線に接続されている。このとき、LED素子7の光出射面は下部導光板4側に向いている。下部導光板4の上方には上部導光板3が配置されている。それぞれの導光板は屈折率が同じ透明樹脂で構成してもよいし、屈折率が異なる透明樹脂で構成してもよい。下部導光板4には光源5が設けられた位置の真上に凹部1が形成されている。すなわち、LED素子7の発光面がこの凹部1の開口面の近傍になるように構成されている。その結果、LED素子7から出射した光のほとんどが凹部1に照射されて透過・屈折し、下部導光板4の内部に導かれる。さらに下部導光板4から上部導光板3に入光が行なわれ、上部導光板3の内部で全反射を繰り返す。ここでそれぞれの導光板にそれぞれ屈折率が異なる材料を用いた場合、上部導光板3に入光する光線はより拡散された光線へと変換される。このようにして導光板2の内部に導かれた光は、LED光源5の真上の領域に照射された光を除いて、全てが導光板2の内部で全反射を繰り返しながら導波する。このとき、LED素子7の発光面が下部導光板4に設けられた凹部1の開口面と同一平面上、すなわち、同じツラ位置にあることが望ましい。
The illumination device of the present embodiment will be described with reference to the drawings. The general outline is the same as in FIG. FIG. 2 shows a partially enlarged cross section of the illumination device of this embodiment. As shown in the drawing, the LED
本実施例では、凹部1は下部導光板4内で半球形をしており、さらに、その断面形状は半円である。この半球形は光源5が納まる大きさに形成し、小さくする方が良い。下部導光板の板厚が5mmのとき、径は4mmとするのが適している。
In the present embodiment, the
また、光源5は格子状に配置され、凹部1も同様に形成されている。また、微細プリズム構造が下部導光板4の上面と上部導光板3の上下面に形成されている。この微細プリズムの配置の模様を図3〜5を用いて説明する。微細プリズム10はその稜線が、図3や図4のように、格子状に配置された凹部1(もしくはLED光源5)を結ぶ各線に平行になるように通常形成されている。あるいは、図5のように、凹部1がなす四角形の対角線に対しても平行になるように形成することができる。これらの微細プリズム構造は、凹部1(もしくはLED光源5)上方の点で交点を結んで、ある凹部からその隣の凹部までを結ぶ線上を一つの領域として、その領域内に存在する微細プリズム10のピッチを一定もしくは変化させたものを各領域に適用することができる。通常、領域内の微細プリズム10は図2で示したように、p1=p2となる等間隔のピッチで形成されるが、図6のようにp3<p4となるように凹部1上方付近を密に形成し、そこから離れるに従い疎に形成することもできる。また、通常は上部導光板3と下部導光板4でプリズム構造を同一のものとするが、それぞれのプリズム構造を異なるサイズ・ピッチ・配置で形成することもできる。本実施例では、微細プリズム10の断面形状は二等辺三角形であり、その頂角は約90度となっている。また、その高さは10〜100μm、斜辺の長さは20〜200μmとすればよい。さらに、微細プリズム10がLED上方から離れるに従って疎に形成される場合は、密な部分はプリズム間ピッチを30〜100μmにし、疎な部分は300〜600μm、とする。このピッチを中心部からの距離の関数として考えると2〜4次関数となっている。このピッチの変化率を、導光板2の板厚の大きさや凹部間の配置などに応じて最適化することによって、導光板2の光出射面からの光の出射量を調整することが可能となり、その結果、輝度が均一な照明が実現できる。
Moreover, the
また、図2に示したように、下部導光板4と回路基板6の間にはLED光源5が存在する部分を除いて光反射層9が配置されている。この光反射層9には、下部導光板4から回路基板6側に漏れてきた光を反射して再び利用することによって光利用効率を向上させる作用がある。この光反射層9としては高分子フィルム上に銀や銀化合物またはアルミニウムを気相成長させて形成させたものや、樹脂バインダー中に白色顔料を混合させたものを塗布して反射層を形成したものなどを用いることができる。もちろん、この光反射層9は電気的絶縁層を介して回路基板6の表面に直接形成しても良い。
Further, as shown in FIG. 2, a light reflection layer 9 is disposed between the lower
本実施例の直下型照明装置は、用いるLED光源の数を同サイズのサイドライト型照明装置より30〜50%少なくしても、ほぼ同程度の輝度と良好な輝度分布が実現できた。 The direct type illumination device of this example was able to realize substantially the same luminance and good luminance distribution even when the number of LED light sources used was 30 to 50% less than that of a sidelight illumination device of the same size.
次に本実施例の照明装置を図に基づいて説明する。図8は照明装置の凹部近傍を部分的に拡大して、模式的に示した断面図である。実施例1では、図7のように凹部12が半球形で形成された場合について述べたが、本実施例では、図8のように下部導光板4に設けられた凹部13が円錐になっている場合について述べる。それ以外は実施例1と同様なので詳細は省略する。円錐は凹部13の内側に突き出すように形成された、断面形状が二等辺三角形の円錐である。凹部の側面を円錐とすることによって、下部導光板4内に入射する光が大きく屈折し、下部導光板4内部に光線を拡散させることができる。さらに、光源5からほぼ真上に出射された光も、この凹部13の側壁から入射した後、臨界角近傍の大きな角度で導光板2の光出射面に届くことになるため、光源5からの光を効率良く導光板内部に導波させることができるようになった。拡散効果の高い円錐の形状としては、二等辺三角形の底角を60〜85度程度とするのが望ましい。そして、導光板2の総板厚が10mmとすると、この凹部13の深さを4〜5mmとするのが適している。さらに、図2で示したように導光板2の光出射面に形成された微細プリズム構造が効果的に作用して、均一で明るい輻射輝度を持った照明装置が実現できた。
Next, the illuminating device of a present Example is demonstrated based on figures. FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing an enlarged vicinity of the concave portion of the lighting device. In the first embodiment, the case where the
図9には、凹部13が下部導光板4の厚さより大きく、上部導光板3に達した円錐になっている。円錐の高さを大きく取れるため底角を大きくすることができ、凹部断面での屈折効果を高めることができる。また、下部導光板4のみならず上部導光板3にも直接光線を照射することができ、導光板2内部に光線を拡散させることが可能となる。このときの円錐の望ましい形状としては、二等辺三角形の底角を60〜85度程度で、導光板2の総板厚が10mmとすると、この凹部13の総深さを7〜8mmとするのが適している。また、上部導光板3と下部導光板4に屈折率の異なる材料を用いている場合、上部導光板3側の凹部13と下部導光板4側の凹部13で、各導光板を構成する材料の屈折率の違いにより、異なる光線拡散の効果を得ることができる。通常上部導光板3は下部導光板4より光源からの光を拡散させる必要があるため、上部導光板3の屈折率を下部導光板4の屈折率より大きくすると、より高い拡散効果が得ることができ、均一な輝度分布を得ることができる。
In FIG. 9, the
図10、図11は、それぞれの導光板が有する凹部が形成する円錐形状に対して、上部導光板3側の凹部1の形状が異なる場合である。上部導光板3側の凹部を上側凹部13aとし、下部導光板4側の凹部を下側凹部13bとすると、上側凹部13aの形状を変えることにより、光源5から上部導光板3側と下部導光板4側の凹部に入光する光に対して、入射角の広がりを調整する作用をもたすことができる。また、上部導光板3と下部導光板4に微細プリズムを形成すると、両者の間には隙間が生じるため、凹部にも図10のような隙間が生じてしまい、完全な円錐形とはならない。そのため、光源5から入射した光がこの隙間から抜けてしまい、上部導光板3の上面にリング状の光が見え、均一性に影響を及ぼす。これを防ぐ各凹部の形状としては、上側凹部13aが一部となって形成される円錐の底角を、下側凹部13bが一部となって形成される円錐の底角に対して小さくすることが挙げられる。もしくは、上側凹部13aが一部となって形成される円錐の底角が、下側凹部13bが一部となって形成される円錐の底角と同じ場合、前者の円錐の底辺を後者の円錐の底辺より大きくすることが挙げられる。このように上側凹部13bを大きくすることにより、光源5からの入射光全てを凹部側面に照射することができ、大きな輝度分布の改善が為される。
10 and 11 show a case where the shape of the
次に本実施例の照明装置を図に基づいて説明する。図12、図13は照明装置を部分的に拡大して、模式的に示した断面図である。本実施例では、導光板2に設けられた凹部14が円弧形状になっている。それ以外は実施例1と同様なので詳細は省略する。図12では下部導光板に円弧形状の凹部14が形成されており、その円弧形状は凹部14の内側に突き出すように形成されている。凹部14の側面を円弧形状とすることによって、光源5からほぼ真上に出射された光も、円錐の場合よりも大きな角度で導光板2の光出射面に届くことになるため、円錐形状より光源5からの光を効率良く下部導光板3内部に導波させることができるようになった。このように凹部14を円弧形状にすることにより、円錐形状の場合よりさらに均一な照明装置を実現できる。
Next, the illuminating device of a present Example is demonstrated based on figures. 12 and 13 are cross-sectional views schematically showing the lighting device partially enlarged. In this embodiment, the
図13は実施例2で述べたように、凹部が下部導光板4の厚さより大きく、上部導光板3に達した円弧形状になっている。詳細は実施例2で述べたのでここでは省略する。実施例2で述べたように、円弧形状の場合でも、円錐の場合と同様に上部導光板3と下部導光板4の材料の屈折率の違いによる、異なる入射角の広がりを得ることができ、その結果として輝度分布に対する均一効果を得ることができる。
In FIG. 13, as described in the second embodiment, the concave portion is larger than the thickness of the lower
また、円弧形状の場合も図10、図11のように、上部凹部13aと下部凹部13bの形状が異なる場合について示してはいないが、円弧形状に対しても十分適用することができる。
Further, in the case of an arc shape, as shown in FIGS. 10 and 11, the case where the shapes of the upper
次に本実施例の証明装置を図に基づいて説明する。図14、図15は照明装置を部分的に拡大して、模式的に示した断面図である。図14は、上部導光板3と下部導光板4の接触面に微細プリズムを形成せずに、拡散粘着層11を用いて上部導光板3と下部導光板4を接合する。拡散粘着層11とは、拡散効果と粘着効果を合わせたものであり、例として拡散粘着フィルムのようなものが挙げられる。この拡散粘着層11を用いることにより上部導光板3と下部導光板4を接着し一体化した導光板として扱うことができ、さらに拡散効果により均一な照明装置を実現できる。また、図15のように微細プリズム10が存在する場合にもこの拡散粘着層11を用いることができ、微細プリズム10と拡散粘着層11の拡散効果により、さらに良好な輝度分布を持った照明装置を得ることができる。
Next, the proving apparatus of the present embodiment will be described with reference to the drawings. 14 and 15 are cross-sectional views schematically showing the illuminating device partially enlarged. In FIG. 14, the upper
上述した各実施例では、導光板2に透明材料を用いている。用いられる透明材料としては、アクリル樹脂(屈折率=約1.5)やポリカーボネート樹脂(屈折率=約1.6)あるいはシクロオレフィン系樹脂(屈折率=約1.5)などが適している。また、上部導光板と下部導光板で、屈折率の差を明確にするためには、屈折率=1.4〜1.7の範囲で設定可能な透明材料を利用することも可能である。
In each embodiment described above, a transparent material is used for the
図16は本実施例の液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。図示するようにこの液晶表示装置は、上述の各実施例等で説明した構成の照明装置を用いて液晶素子を照明する構成である。照明装置15と液晶素子18の間には、拡散シート16とプリズムシート17が配置されている。照明装置15の回路基板には、回路基板上のLED光源に電力を供給するためのコネクタケーブル20が配されている。また、液晶素子18にはこれに画像信号と電力を供給するコネクタケーブル19が配されている。
FIG. 16 is a perspective view schematically showing the configuration of the liquid crystal display device of this embodiment. As shown in the figure, this liquid crystal display device is configured to illuminate a liquid crystal element using the illumination device having the configuration described in each of the above-described embodiments. A
照明装置15から照射された光は、拡散シート16で拡散されてより均一な光となり、プリズムシート17に入射する。プリズムシート17は、略直角の頂角を持った平行な稜線を持ったプリズム群が形成された透明なシートであり、稜線に垂直な方向の光成分をより垂直にそろえる機能がある。図16ではプリズムシート17は1枚だけ設けられているが、互いに直交した稜線を持った2枚のプリズムシートを配しても良い。また、照明装置の垂直に出射光が出射する場合は、プリズムシート17を省略することもできる。また、拡散シート16を省略した構成で使用することも可能である。さらに、照明装置15の裏面に光反射層を形成する場合は、照明装置15と液晶素子18との間隙に選択反射偏光子を配することによって、光利用効率を向上させることが可能である。液晶素子18としては単純マトリックス型液晶素子でも、アクティブマトリックス型液晶素子でもどちらでも用いることができる。
The light emitted from the
上述した各実施例では、回路基板6には、通常良く用いられるガラスエポキシ基板やポリイミドフィルム基板などを用いることができる。これらの回路基板6は、容易に多層配線をすることができるために、多数のLED光源をその上に実装するのに適している。
In each of the above-described embodiments, the
以上のような構成の液晶表示装置は、より少ないLED光源で均一な明るい画像を表示することができる。 The liquid crystal display device having the above-described configuration can display a uniform bright image with fewer LED light sources.
1 凹部
2 導光板
3 上部導光板
4 下部導光板
5 光源
6 回路基板
7 LED素子
8 透光性被覆部
9 光反射層
10 微細プリズム構造
11 拡散粘着層
12 凹部(半球形)
13 凹部(略円錐)
13a 上部凹部
13b 下部凹部
14 凹部(円弧形状)
15 照明装置
16 拡散シート
17 プリズムシート
18 液晶素子
19、20 コネクタケーブル
DESCRIPTION OF
13 Concave (substantially conical)
13a Upper recessed
DESCRIPTION OF
Claims (23)
前記LED光源と対向するように設けられ、前記LED光源からの光を入光面から入射して出光面から照射する第一の導光板と、
前記第一の導光板の出光面からの光を入射して照射面から照射する第二の導光板と、を備え、
前記第一の導光板と前記第二の導光板はそれぞれ屈折率の異なる材料で形成されたことを特徴とする照明装置。 A plurality of LED light sources disposed on a circuit board;
A first light guide plate that is provided so as to face the LED light source and that irradiates light from the LED light source from a light incident surface and irradiates from a light exit surface;
A second light guide plate that receives light from the light exit surface of the first light guide plate and irradiates from the irradiation surface; and
The lighting device, wherein the first light guide plate and the second light guide plate are formed of materials having different refractive indexes.
前記LED光源と対向するように設けられ、前記LED光源からの光を入光面から入射して出光面から照射する第一の導光板と、
前記第一の導光板の出光面からの光を入射して照射面から照射する第二の導光板と、を備え、
前記第一の導光板には、前記LED光源の配置に対応して貫通孔が設けられ、
前記第二の導光板には、前記貫通孔に対応して凹部が設けられたことを特徴とする照明装置。 A plurality of LED light sources disposed on a circuit board;
A first light guide plate that is provided so as to face the LED light source and that irradiates light from the LED light source from a light incident surface and irradiates from a light exit surface;
A second light guide plate that receives light from the light exit surface of the first light guide plate and irradiates from the irradiation surface; and
The first light guide plate is provided with a through hole corresponding to the arrangement of the LED light sources,
The lighting device, wherein the second light guide plate is provided with a recess corresponding to the through hole.
前記導光板は上部導光板と下部導光板により構成され、前記下部導光板は各LED光源からの出射光を導光板内部に導くための凹部を有し、前記LED光源は前記凹部の開口面近傍に配置されたことを特徴とする表示装置。 Provided on the exit surface side of the light guide plate, and a lighting device having a plurality of LED light sources arranged on the circuit board, a light guide plate that enters the light from the LED light source from the incident surface and guides it to the exit surface as illumination light A display device comprising a non-self-luminous display element,
The light guide plate is composed of an upper light guide plate and a lower light guide plate, and the lower light guide plate has a recess for guiding light emitted from each LED light source to the inside of the light guide plate, and the LED light source is in the vicinity of the opening surface of the recess. A display device characterized by being arranged in
前記LED光源と対向するように設けられ、前記LED光源からの光を入光面から入射して出光面から照射する第一の導光板と、
前記第一の導光板の出光面からの光を入射して照射面から照射するとともに、前記第一の導光板とは屈折率の異なる材料で形成された第二の導光板と、
前記第二の導光板の照射面側に設けられた、非自発光型の表示素子と、を備えることを特徴とする表示装置。 A plurality of LED light sources disposed on a circuit board;
A first light guide plate that is provided so as to face the LED light source and that irradiates light from the LED light source from a light incident surface and irradiates from a light exit surface;
The light from the light exit surface of the first light guide plate is incident and irradiated from the irradiation surface, and the second light guide plate formed of a material having a refractive index different from that of the first light guide plate;
And a non-self-luminous display element provided on the irradiation surface side of the second light guide plate.
前記LED光源と対向するように設けられ、前記LED光源からの光を入光面から入射して出光面から照射する第一の導光板と、
前記第一の導光板の出光面からの光を入射して照射面から照射する第二の導光板と、
前記第二の導光板の照射面側に設けられた非自発光型の表示素子を備えるとともに、
前記第一の導光板には、前記LED光源の配置に対応して貫通孔が設けられ、
前記第二の導光板には、前記貫通孔に対応して凹部が設けられたことを特徴とする表示装置。 A plurality of LED light sources disposed on a circuit board;
A first light guide plate that is provided so as to face the LED light source and that irradiates light from the LED light source from a light incident surface and irradiates from a light exit surface;
A second light guide plate that receives light from a light exit surface of the first light guide plate and irradiates from an irradiation surface; and
While comprising a non-self-luminous display element provided on the irradiation surface side of the second light guide plate,
The first light guide plate is provided with a through hole corresponding to the arrangement of the LED light sources,
The display device, wherein the second light guide plate is provided with a recess corresponding to the through hole.
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