JP2007335152A - Planar lighting apparatus, manufacturing method therefor, and arrangement method for transmission factor adjustor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導光板、該導光板の光出射面から出射した光を均一な出射光にする透過率調整体で構成される透過率調整部材を有する屋内外を照明する面状照明装置、もしくは液晶表示パネルや広告パネルや広告塔や看板などのバックライトとして用いられる面状照明装置、その透過率調整体の配置方法、及び面状照明装置の製造方法に関する。 The present invention provides a planar illumination device that illuminates the interior and exterior of a light guide plate, having a transmittance adjusting member composed of a transmittance adjusting body that makes light emitted from the light emitting surface of the light guide plate uniform emitted light, or The present invention relates to a planar lighting device used as a backlight for a liquid crystal display panel, an advertising panel, an advertising tower, a signboard, and the like, a method for arranging the transmittance adjusting body, and a method for manufacturing the planar lighting device.
液晶表示装置には、液晶パネル(LCD)の裏面側から光を照射し、液晶パネルを照明するバックライトユニットが用いられている。バックライトユニットは、照明用の光源、この光源から出射した光を拡散して液晶パネルを照射する導光板、導光板から放射される光を均一化するプリズムシートや拡散シートなどの部品を用いて構成される。
このようなバックライトユニットとしては、例えば特許文献1に開示のバックライトユニットが知られている。
A liquid crystal display device uses a backlight unit that irradiates light from the back side of a liquid crystal panel (LCD) to illuminate the liquid crystal panel. The backlight unit uses a light source for illumination, a light guide plate that diffuses light emitted from the light source and irradiates the liquid crystal panel, and a component such as a prism sheet and a diffusion sheet that uniformizes the light emitted from the light guide plate. Composed.
As such a backlight unit, for example, a backlight unit disclosed in Patent Document 1 is known.
図21は、特許文献1に開示された面光源装置の概略断面図である。
同図に示す面光源装置(バックライトユニット)は、導光板200に蛍光ランプ202を埋め込んだ後、導光板200の背面に反射シート204を配置し、導光板200の出射面に透過光量補正シート206、光拡散板208およびプリズムシート210を積層することで形成される。
導光板200は、略長方形形状を有し、照明光を拡散する微粒子が分散混入された樹脂を用いて形成されている。また、導光板200の上面は平坦になっており、出射面に割り当てられる。さらに、導光板200の背面(出射面と反対側の面)には、蛍光ランプ202を埋め込む断面U字状の溝200aが形成され、導光板200の出射面には、蛍光ランプ202の真上を避けて、照明光の出射を促す光量補正面200bが形成されている。
FIG. 21 is a schematic cross-sectional view of the surface light source device disclosed in Patent Document 1.
In the surface light source device (backlight unit) shown in the figure, after the
The
このように、特許文献1には、微粒子を混入して導光板200を形成すると共に、蛍光ランプ202の真上を除いた出射面の一部または全部に形成した光量補正面200bにより照明光の出射を促すことにより、全体の厚さを薄型化し、かつ出射光の不自然な輝度むらを低減できることが記載されている。
As described above, in Patent Document 1, the
また、特許文献2には、バックライトの照射量を減らすことなく、液晶表示装置の小型軽量化や薄型化およびコスト・消費電力の低減化を実現することができる液晶表示装置のバックライトを得るために、長方形の照射面と、短辺の中央部に長辺と平行にくり抜かれた、光源を嵌挿するための矩形断面の溝と、この溝を挟んで長辺の両側面方向に向かって板厚が次第に薄くなるように形成された背面とを有する導光板が記載されている。
また、特許文献3には、液晶表示装置の額縁を狭くし、厚みを薄くすることができ、光利用効率がよく明るいバックライトユニットを得るために、光源を配置するための凹部の幅方向に平行な断面の形状が、深さ方向を主軸とする放物線形状である導光体(導光板)が記載されている。
Patent Document 2 discloses a backlight of a liquid crystal display device that can realize a reduction in size and weight of the liquid crystal display device and reduction in cost and power consumption without reducing the amount of backlight irradiation. For this purpose, a rectangular irradiation surface, a rectangular cross section grooved in parallel with the long side at the center of the short side, and a groove with a rectangular cross-section for inserting the light source, facing both sides of the long side across this groove A light guide plate having a back surface formed so that the plate thickness is gradually reduced is described.
Further, in Patent Document 3, the frame of the liquid crystal display device can be narrowed and the thickness can be reduced, and in order to obtain a bright backlight unit with good light utilization efficiency, the width direction of the concave portion for arranging the light source is described. A light guide (light guide plate) is described in which the parallel cross-sectional shape is a parabolic shape with the depth direction as the main axis.
さらに、特許文献4には、表示パネルの面内の明るさを均一に保ち、高輝度な照明をするために、ハの字状の高反射層上に、順次屈折率が高くなるように複数の板状光導波層を積層し、その各光出射端面から出射する光で光拡散層を明るくする導光板が開示されている。ここで、光源を配置するための凹部は、三角形形状である。 Further, in Patent Document 4, in order to keep the in-plane brightness of the display panel uniform and to provide high-intensity illumination, a plurality of refractive indexes are sequentially increased on the C-shaped highly reflective layer. A light guide plate is disclosed in which the plate-like optical waveguide layers are stacked and the light diffusion layer is brightened by the light emitted from the respective light emission end faces. Here, the recess for arranging the light source has a triangular shape.
このような導光板を用いた面状照明装置では、輝線、暗線などの輝度分布が生じることから、これを改善するための種々の方法が提案されている。(例えば、特許文献5、及び特許文献6)
In a planar illumination device using such a light guide plate, luminance distributions such as bright lines and dark lines occur, and various methods have been proposed for improving this. (For example,
特許文献5には、その図19に示すように、表面に光透過を阻止するドット状の印刷部が形成され、その印刷部の密度を冷陰極管蛍光灯36が直下に位置付けられている領域39Aにおいて密にし、該領域39Aから遠ざかるにつれ疎にするようにしている拡散板を有する液晶表示装置が記載されている。このような拡散板により、拡散板側に放出される光量は、該拡散板の全面にいたって均一となるとされている。
In
また、特許文献6には、線光源に対向する面に上面から放射される光の一部を反射・散乱して導光板に戻すための光量調整層が設けられた面光源装置が記載されている。この光量調整層は、線光源から遠ざかるにつれて面積率が小さくなるように形成されていてもよく、線光源の近傍のみに形成されていてもよいと記載されている。また、透明性平板の材料としては、透光性の樹脂やフィルムなどを用いるが、導光板および線光源から上面に放出される光の強度分布をなめらかにするために光拡散板を用いてもよいと記載されている。 Patent Document 6 describes a surface light source device in which a light amount adjustment layer for reflecting and scattering a part of light emitted from the upper surface on the surface facing the line light source and returning it to the light guide plate is described. Yes. It is described that the light amount adjustment layer may be formed so that the area ratio decreases as the distance from the line light source increases, or may be formed only in the vicinity of the line light source. In addition, as a material for the transparent flat plate, a translucent resin or film is used, but a light diffusion plate may be used to smooth the intensity distribution of light emitted from the light guide plate and the line light source to the upper surface. It is described as good.
このように特許文献5及び特許文献6には、輝度むらを低減させる種々の構成が記載されているが、いずれの構成も十分に厚い拡散板を用いる必要があり、装置として厚く、重くなってしまう、または、充分に輝度むらを低減することができないなどの問題があった。
このような問題を解決するために、本発明者は、特許文献7において、線状光源の輝線の発生を抑制するために、透明フィルム上に所定のパターン密度で透過率調整体を配置して構成される透過率調整体ユニットを開示した。
As described above,
In order to solve such a problem, the present inventor arranges a transmittance adjusting body with a predetermined pattern density on a transparent film in Patent Document 7 in order to suppress generation of bright lines of a linear light source. A constructed transmittance adjuster unit has been disclosed.
特許文献7に記載された透過率調整体ユニットを用いることにより、導光板の光出射面から出射した光をより均一で輝度むらの抑制された出射光にすることができる。
また、特許文献7に記載された透過率調整体ユニットは、透明シート、拡散フィルム、プリズムシートに配置する他、導光板の表面に直接配置することできると記載されている。
このように透過率調整体を導光板表面に配置することで、導光板と透過率調整体とがずれることを防止することができ、製造時に、アライメントをとる必要がなくなるという効果を得ることもできる。
By using the transmittance adjusting body unit described in Patent Document 7, the light emitted from the light exit surface of the light guide plate can be made more uniform and emitted light with reduced luminance unevenness.
Further, it is described that the transmittance adjusting body unit described in Patent Document 7 can be directly disposed on the surface of the light guide plate in addition to being disposed on the transparent sheet, the diffusion film, and the prism sheet.
By arranging the transmittance adjusting body on the surface of the light guide plate in this way, it is possible to prevent the light guide plate and the transmittance adjusting body from being displaced, and it is also possible to obtain an effect that it is not necessary to align during manufacturing. it can.
しかしながら、導光板の光射出面に透過率調整体を直接配置する場合は、特許文献7に記載の式を満たすように透過率調整体を配置しても輝度むらを好適に低減できないという問題がある。 However, when the transmittance adjusting body is directly arranged on the light exit surface of the light guide plate, there is a problem that even if the transmittance adjusting body is arranged so as to satisfy the expression described in Patent Document 7, the luminance unevenness cannot be reduced suitably. is there.
本発明の目的は、上記従来技術に基づく問題点を解消し、導光板の光射出面に透過率調整体が配置され、薄型で軽量であり、入射した光の平均輝度を低減することなく、かつ輝度むらを低減することができる面状照明装置、透過率調整体の配置方法及びそれを用いた面状照明装置の作製方法を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the problems based on the above prior art, the transmittance adjusting body is disposed on the light exit surface of the light guide plate, is thin and lightweight, without reducing the average luminance of the incident light, Another object of the present invention is to provide a planar illumination device capable of reducing luminance unevenness, a method of arranging a transmittance adjusting body, and a method of manufacturing a planar illumination device using the same.
本発明者が上記課題を解決するために透過率調整体について鋭意検討した結果、導光板の光射出面以外、つまり透明シート等に透過率調整体を配置した場合は、導光板の光射出面から出射した光のみに影響を与えるのに対し、導光板の光射出面に透過率調整体を直接配置した場合は、導光板の光射出面で全反射する光と、光射出面から出射した光の両方に影響を与えることを知見した。つまり、透過率調整体を導光板の光射出面に配置することで、光射出面から出射していた光も全反射させてしまうため、透過率調整体を導光板の光射出面以外に配置した場合よりも光の低減効果が大きくなる。そのため特許文献7に記載の式に基づいて透過率調整体を配置すると、輝線部分における輝度の低減効果が大きくなりすぎるため、輝度むらを低減させることができないことを知見した。
また、輝線部分での輝度の低減効果を小さくするために、特許文献7の式のcの値を小さくしたパターン密度で透過率調整体を配置すると、透過率調整体の配置密度が低くなり、透過率調整体による散乱効果が小さくなるため、観察する角度によって輝度の分布が変化し、正面方向の輝度むらは低減されている場合でも、観察する角度によって輝度むらが生じることも知見した。つまり、角度依存むらが生じることも知見した。
具体的には、図20(a)に示すように、面状照明装置から射出される光を正面方向(図20(a)中α方向)と、斜め方向(図20(a)中β方向)とから観察した場合に、図20(b)に示すように、α方向には、均一輝度の光が射出されるが、β方向には、輝度むらのある光が射出される場合があることを知見した。
また、このような角度依存むらは、導光板の光射出面の全面にベース濃度として一定密度の透過率調整体を配置することで低減することができることを知見した。
つまり、本発明者は、透過率調整体が配置されていない場合の輝度分布に応じた所定パターンの密度分布に加えて、均一の密度分布で透過率調整体を配置することにより、導光板の光射出面に透過率調整体を配置した場合でも、輝度むらを低減することができることを知見し、本発明に至ったものである。
As a result of the present inventors diligently studying the transmittance adjusting body in order to solve the above problems, when the transmittance adjusting body is arranged on a transparent sheet or the like other than the light emitting surface of the light guide plate, the light emitting surface of the light guide plate When the transmittance adjusting body is directly arranged on the light exit surface of the light guide plate, the light totally reflected on the light exit surface of the light guide plate and the light exit surface are affected. It was found to affect both light. In other words, by arranging the transmittance adjusting body on the light emitting surface of the light guide plate, the light emitted from the light emitting surface is also totally reflected. The effect of reducing the light is greater than that of the case. For this reason, it has been found that when the transmittance adjusting body is arranged based on the formula described in Patent Document 7, the luminance reduction effect in the bright line portion becomes too large, and thus the luminance unevenness cannot be reduced.
Further, in order to reduce the luminance reduction effect in the bright line portion, when the transmittance adjusting body is arranged at a pattern density in which the value of c in the equation of Patent Document 7 is reduced, the arrangement density of the transmittance adjusting body is reduced, It has also been found that since the scattering effect by the transmittance adjusting body is reduced, the luminance distribution changes depending on the observation angle, and even when the luminance unevenness in the front direction is reduced, the luminance unevenness occurs depending on the observation angle. That is, it was also found that angle-dependent unevenness occurs.
Specifically, as shown in FIG. 20 (a), the light emitted from the planar illumination device emits light in the front direction (α direction in FIG. 20 (a)) and in the oblique direction (β direction in FIG. 20 (a)). ), As shown in FIG. 20B, light with uniform luminance is emitted in the α direction, but light with uneven luminance may be emitted in the β direction. I found out.
Further, it has been found that such angle-dependent unevenness can be reduced by arranging a transmittance adjusting body having a constant density as a base concentration over the entire light exit surface of the light guide plate.
That is, the present inventor arranges the transmittance adjusting body with a uniform density distribution in addition to the density distribution of the predetermined pattern according to the luminance distribution when the transmittance adjusting body is not arranged, thereby Even when a transmittance adjusting body is disposed on the light exit surface, it has been found that the luminance unevenness can be reduced, and the present invention has been achieved.
すなわち、上記課題を解決するために、本発明の第1の形態は、光射出面から光を射出させる面状照明装置であって、
光源から射出された光を光出面から出射する平板状の導光板と、
前記光出面上に直接配置され、前記光出面から射出された光を拡散させて出射する透過率調整部材とを有し、
前記透過率調整体部材は、多数の透過率調整体で構成され、
前記透過率調整体の所定位置(x,y)におけるパターン密度をρ(x,y)とし、パターン密度がρbの前記透過率調整体が配置された場合における面状照明装置の光出面の所定位置(x,y)から出射される光の相対輝度をF(x,y)としたときに、前記相対輝度F(x,y)と前記パターン密度ρ(x,y)との関係が下記式
ρ(x,y)=c{F(x,y)−Fmin}/(Fmax−Fmin)+ρb
(式中、cは、0<c≦0.3、かつ、ρbは、0.5≦ρbを満たし、Fmaxは、相対輝度F(x,y)の最大輝度であり、Fminは、相対輝度F(x,y)の最小輝度である)
を満たすことを特徴とする面状照明装置を提供するものである。
That is, in order to solve the above-described problem, a first aspect of the present invention is a planar illumination device that emits light from a light exit surface,
A flat light guide plate for emitting light emitted from the light source from the light exit surface;
A transmittance adjusting member that is directly disposed on the light exit surface and diffuses and emits the light emitted from the light exit surface;
The transmittance adjusting body member is composed of a number of transmittance adjusting bodies,
The pattern density at a predetermined position (x, y) of the transmittance adjusting body is ρ (x, y), and the light exit surface of the surface illumination device is predetermined when the transmittance adjusting body having a pattern density of ρb is arranged. When the relative luminance of the light emitted from the position (x, y) is F (x, y), the relationship between the relative luminance F (x, y) and the pattern density ρ (x, y) is as follows. Expression ρ (x, y) = c {F (x, y) −F min } / (F max −F min ) + ρb
(Where c is 0 <c ≦ 0.3 and ρb satisfies 0.5 ≦ ρb, F max is the maximum luminance of the relative luminance F (x, y), and F min is (It is the minimum luminance of relative luminance F (x, y))
The planar illumination device characterized by satisfying the above is provided.
さらに、前記透過率調整部材の光出面側に、光学部材が配置されていることが好ましい。
また、前記光学部材は、拡散フィルム、プリズムシート、及び拡散板の少なくとも1つを有することが好ましい。
Furthermore, it is preferable that an optical member is disposed on the light exit surface side of the transmittance adjusting member.
The optical member preferably includes at least one of a diffusion film, a prism sheet, and a diffusion plate.
前記ρbは、ρb≦1.5を満たすことが好ましい。 The ρb preferably satisfies ρb ≦ 1.5.
また、上記課題を解決するために、本発明の第2の形態は、光出面から光を出射させる平板状の導光板を少なくとも有する面状照明装置の前記導光板の光射面上に配置され、前記導光板から出射した光を拡散させて出射する透過率調整部材を構成する多数の透過率調整体の配置方法であって、
前記透過率調整部材の所定位置(x,y)での透過率調整体のパターン密度をρ(x,y)とし、
パターン密度がρbの前記透過率調整体が配置された面状照明装置の光射出面の所定位置(x,y)から出射される光の相対輝度をF(x,y)とすると、
前記相対輝度F(x,y)と前記パターン密度ρ(x,y)との関係が下記式、
ρ(x,y)=c{F(x,y)−Fmin}/(Fmax−Fmin)+ρb
(式中、cは、0<c≦0.3かつ、0.5≦ρbを満たし、Fmaxは、相対輝度F(x,y)の最大輝度であり、相対輝度F(x,y)の最小輝度である)
を満たすように前記透過率調整体を前記導光板の光出面上に直接配置することを特徴とする透過率調整体の配置方法を提供するものである。
In order to solve the above-described problem, the second aspect of the present invention is arranged on the light emitting surface of the light guide plate of the planar illumination device having at least a flat light guide plate that emits light from the light exit surface. A method for arranging a large number of transmittance adjusting bodies constituting a transmittance adjusting member that diffuses and emits light emitted from the light guide plate,
The pattern density of the transmittance adjusting body at a predetermined position (x, y) of the transmittance adjusting member is ρ (x, y),
When the relative luminance of light emitted from a predetermined position (x, y) on the light exit surface of the planar illumination device in which the transmittance adjusting body having a pattern density of ρb is arranged is F (x, y),
The relationship between the relative luminance F (x, y) and the pattern density ρ (x, y) is expressed by the following equation:
ρ (x, y) = c {F (x, y) −F min } / (F max −F min ) + ρb
(In the formula, c satisfies 0 <c ≦ 0.3 and 0.5 ≦ ρb, F max is the maximum luminance of the relative luminance F (x, y), and the relative luminance F (x, y) Is the minimum brightness)
The transmittance adjusting body is arranged directly on the light exit surface of the light guide plate so as to satisfy the above condition.
上記透過率調整体の配置方法においては、前記導光板の前記光出面上の全面にパターン密度がρbとなる前記透過率調整体を配置し、
その後、所定位置(x,y)に応じて、c{F(x,y)−Fmin}/(Fmax−Fmin)となるパターン密度の透過率調整体を配置することが好ましい。
In the arrangement method of the transmittance adjusting body, the transmittance adjusting body having a pattern density of ρb is arranged on the entire light exit surface of the light guide plate,
Thereafter, it is preferable to arrange a transmittance adjusting body having a pattern density of c {F (x, y) −F min } / (F max −F min ) according to the predetermined position (x, y).
また、上記課題を解決するために、本発明の第3の形態は、上記のいずれかに記載の透過率調整体の配置方法により、導光板の光出面上に透過率調整体を配置する面状照明装置の製造方法を提供するものである。 Moreover, in order to solve the said subject, the 3rd form of this invention is a surface which arrange | positions the transmittance | permeability adjustment body on the light emission surface of a light-guide plate by the arrangement | positioning method of the transmittance | permeability adjustment body in any one of said. The manufacturing method of a state lighting apparatus is provided.
本発明の第1の形態によれば、上記式を満足するパターン密度で透過率調整部材を構成する透過率調整体を配置することで、輝度を低下させることなく、輝度むら、及び角度依存むらが低減された光を光射出面から射出させることができる。
さらに、導光板の光射出面上に透過率調整体を直接配置することで、透過率調整体と導光板とがずれることを防止できる。これにより、面状照明装置を光射出面が鉛直方向と平行となる向き、光射出面が鉛直方向下向きとなる向き等に配置した場合も透過率調整体が導光板の所定位置からずれることを防止できる。
According to the first aspect of the present invention, by arranging the transmittance adjusting body that constitutes the transmittance adjusting member with a pattern density that satisfies the above formula, the luminance unevenness and the angle dependent unevenness are reduced without reducing the luminance. Can be emitted from the light exit surface.
Furthermore, the transmittance adjusting body and the light guide plate can be prevented from shifting by arranging the transmittance adjusting body directly on the light exit surface of the light guide plate. Thereby, even when the planar illumination device is arranged in a direction in which the light exit surface is parallel to the vertical direction, a direction in which the light exit surface is in the downward direction in the vertical direction, etc., the transmittance adjusting body is displaced from the predetermined position of the light guide plate. Can be prevented.
また、本発明の第2の形態によれば、透過率調整体の密度パターンを簡単に算出し、決定し、配置することができる。これにより、透過率調整体を導光板の光射出面上の輝度むら、及び角度依存むらを低減できる位置に、簡単に配置することができる。
また、本発明の第3の形態によれば、輝度むら、及び角度依存むらが低減された光を射出させる面状照明装置を簡単に作成することができる。
Moreover, according to the 2nd form of this invention, the density pattern of the transmittance | permeability adjustment body can be easily calculated, determined, and arrange | positioned. Thereby, the transmittance adjusting body can be easily disposed at a position where luminance unevenness and angle-dependent unevenness on the light exit surface of the light guide plate can be reduced.
Moreover, according to the 3rd form of this invention, the planar illuminating device which inject | emits the light by which the brightness nonuniformity and the angle dependence nonuniformity were reduced can be produced easily.
以下、本発明の面状照明装置、透過率調整体の配置方法及び面状照明装置の製造方法を、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a planar lighting device, a method of arranging a transmittance adjusting body, and a manufacturing method of a planar lighting device according to the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
図1は、本発明の面状照明装置の一実施形態を示し、光出射面側から見た外観を示す概略斜視図である。図2(a)、(b)、(c)および(d)は、それぞれ図1に示す面状照明装置の正面図、底面図、側面図および背面図である。図3は、図1に示す面状照明装置の一実施形態の部分断面図である。なお、これらの図も含め、以下の図においては、理解を容易にするために、面状照明装置の厚みの方向に、拡大して示されている。
図1および図2(a)〜(d)に示すように、面状照明装置10は、複数の線状光源12を含み、矩形状の光出射面14aから均一な光を出射する照明装置本体14と、内部に照明装置本体14を収納し、光出射面14aの側(表面側)に矩形状の開口部16aが形成された筐体16と、筐体16の、光出射面14aと逆側(裏面側)に取り付けられ、複数の線状光源12をそれぞれ点灯するのに用いられる複数のインバータユニット18を収納するインバータ収納部20と、インバータ収納部20に収納される複数のインバータユニット18に接続され、それぞれ複数の線状光源12を点灯するための電源38(図7参照)とを有する。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the planar lighting device according to the present invention and showing an appearance viewed from the light emitting surface side. 2A, 2B, 2C, and 2D are a front view, a bottom view, a side view, and a rear view of the planar illumination device shown in FIG. 1, respectively. FIG. 3 is a partial cross-sectional view of an embodiment of the planar lighting device shown in FIG. In addition, in the following figures including these figures, in order to facilitate understanding, they are shown enlarged in the direction of the thickness of the planar lighting device.
As shown in FIG. 1 and FIGS. 2A to 2D, the
ここで、照明装置本体14は、矩形状の光出射面14aから均一な光を出射するためのものであって、図3、図4および図5(a)に示すように、基本的に、複数の線状光源12と、光出射面14aの側に矩形状の光出面22aが形成され、その裏側に複数の線状光源12をそれぞれ収納する複数の平行溝22bが形成され、隣接する平行溝22bの間に光出面22a側からその裏側に向かう厚みが最も薄い最薄部22cが形成される導光板22と、導光板22の光出面22a側に配置され、矩形状の光出射面14aを形成する矩形状の平面を持つ光学部材ユニット24と、導光板22の裏面22dに沿って配置される反射部材26とを備える。
なお、図4に示す照明装置本体14は、導光板22を構成する1つの単位となる1つの平行溝22bを持つ単位導光板23についてのみについて示したものであるが、図3に示すように、照明装置本体14は、複数の単位導光板23からなる導光板22によるものであり、導光板22の上部に配置される光学部材ユニット24も、導光板22の光出射面22aと略同一のサイズ(面積)を持つものであることは言うまでもない。
Here, the illuminating device
4 shows only the unit
線状光源12は、導光板22の複数の平行溝22b内に配置され、それぞれインバータユニット18と接続されている。本発明に用いられる線状光源12は、線状、すなわち細径の棒状の冷陰極管(CCFL:図7参照)であり、面状に照明するために用いられる。ここでは、線状光源12として冷陰極管を用いたが、本発明はこれに限定されず、線状光源12としては、棒状光源(線状光源)であれば、どのようなものでもよく、冷陰極管(CCFL)の他、例えば、通常の蛍光管、熱陰極管(HCFL)、外部電極管(EEFL)、発光ダイオード(LED)、半導体レーザ等の光源を用いることができる。なお、線状光源12として、LEDを用いる場合には、導光板22の平行溝22bと同等の長さを有する円柱状または角柱状の透明な導光体を用い、その導光体の上面および底面にLEDを配置し、LEDの光を導光体の上面および底面から入射し、導光体の側面から出射するLED光源を用いても良い。
なお、複数の線状光源12の点灯および消灯を行うインバータユニット18および電源38(図7参照)については、後述する。
The linear
The
導光板22は、図5(a)に示すように、複数の単位導光板23から構成される。
単位導光板23は、透明樹脂により形成され、図5(b)に示すように、矩形状の個別光射出面23aと、その一辺に平行な厚肉部23bと、この厚肉部23bの両側に一辺に平行に形成される薄肉端部23cと、厚肉部23bから一辺に直交する方向に両側の薄肉端部23cに向かって肉厚が薄くなり、導光板22の裏面22dを構成し、曲面状の傾斜面23dを形成する傾斜背面部23eと、肉厚部23bに一辺に平行に形成される、光源12を収納するための平行溝22bとを有する。すなわち、単位導光板23は、1つの平行溝22bを備え、この平行溝22bに平行な方向には、導光板22の光出射面14aと同じ長さの個別光射出面23aを持つものである。
単位導光板23および導光板22の構造や材質については、本出願人の出願に係る特開2005−234397号公報の[0036]〜[0039]に開示されているものを適用することができる。
The
The unit
As the structures and materials of the unit
なお、平行溝22bは、図示例の如く、双曲線形状でも良いが、このほか、3角形状、U字状、放物線状などの輝度均一化効果のある形状であればどのようなものでも良く、本出願人の出願に係る特開2005−234397号公報の[0040]〜[0058]に開示されているものを適用することができる。
また、傾斜面23dは、図示例の如く、曲面から形成されていてもよく、また、個別光出射面23aに対する傾斜角度が一定の平面であっても良いし、傾斜角度が徐々に変化する複数の平面から構成されていても良いが、これらの曲面や平面は平行溝22bには平行である必要がある。
なお、平行溝22bおよび傾斜面23dの、平行溝22bと直交する断面のプロファイルは、個別光射出面23aから射出される照明光の輝度の均一性を高くでき、また、輝度の低下が少なければ、特に制限的ではなく、例えば、本出願人の出願に係る特願2004−325251号に開示されている形状も適用することができる。
The
Further, the
The profile of the cross section of the
単位導光板23は、平行溝22bに収納された線状光源12から出射された照明光を入射させ、厚肉部23bから薄肉端部23cに向かって個別光射出面23aに平行な方向に傾斜背面部23e内を伝播させた照明光、および裏面を構成する傾斜面23dに向かい、傾斜面23dおよびこれに沿って配置される反射部材26で反射された照明光を個別光射出面23aから均一な照明光として射出させる。
こうして、複数の単位導光板23が連結された導光板22の光出面22aから均一な照明光が射出される。
導光板22は、図5(a)に示すように、平行溝22bと直交する方向に隣接する単位導光板23同士が各薄肉端部23cで連結された構造を有し、薄肉端部23cの連結部分が導光板22の最薄部22を形成する。この場合には、複数の単位導光板23の光出射面23aは、面一に連結され、導光板22では、均一な平面の光出射面22aが形成されるのはいうまでもない。
The unit
Thus, uniform illumination light is emitted from the
As shown in FIG. 5A, the
なお、導光板22は、図5(a)に示すように、複数の単位導光板23を連結した状態で一体成形した1枚の導光板連結体であっても良いが、低コスト化や歩留まりの向上や製造の容易性を考慮し、一体成形された複数の単位導光板23の導光板連結体を複数個連結して大面積の光出射面22aを持つ大型の導光板としても良い。この場合には、導光板連結体は、隣接する導光板連結体の単位導光板23の薄肉端部23c同士を連結して、平行溝22bと直交する方向に連結して、大型化し、光出面22aを大面積化しても良いし、隣接する導光板連結体の薄肉端部23cと直交する端部同士を連結して、平行溝22bと平行な方向に連結して、大型化し、光出面22aを大面積化しても良いし、これらを同時に行って、平行溝22bと平行な方向および直交する方向に連結して、さらに、大型化し、光出面22aを大面積化しても良い。なお、このとき、複数の導光板連結体の均一な平面状の光出射面は、面一に連結され、導光板22では、均一な平面の光出射面22aが形成されるのはいうまでもない。この場合には、線状光源12は、導光板連結体を連結した導光板22の平行溝22bの長さを持つ線状光源とするのが好ましく、また、導光板22の上部に配置される後述の光学部材ユニット24は、導光板22の光出射面22aと略同一のサイズ(面積)を持つものであるのが好ましい。
As shown in FIG. 5A, the
透過率調整部材25は、導光板22の光出面22aから射出された照明光の輝度むらを低減させるために用いられるもので、多数の透過率調整体27を備える。
図6(a)は、透過率調整部材25の概略構成を示す上面図であり、図6(b)は、図6(a)に示した透過率調整部材25の一部を拡大して示した拡大上面図である。ここで、図6(a)中、1ピッチとは、平行溝に垂直な方向おける1つの単位導光板23の端から端までの長さである。
図6(a)及び(b)に示すように、透過率調整部材25を構成する多数の透過率調整体27は、所定の透過率を持つ種々の大きさのドットであり、四角形状を有し、所定パターン、例えば、位置に応じてドットの大きさ、ドットの配置数が異なるパターン(網点パターン)で光出面22a上に直接配置されている。また、透過率調整体25を多数配置することで、穴部28が形成されている。
透過率調整体27としては、拡散反射体を用いることができる。
拡散反射体としては、光を散乱させるシリカ、酸化チタン、酸化亜鉛等の顔料、あるいは樹脂、ガラス、ジルコニア等のビーズ類を、バインダとともに塗工した物が例示される。他には、反射率が高くて光の吸収が低い材料で、例えば、Ag、Alのような金属を用いることもできる。
透過率調整体27の配置パターンについては後ほど詳細に説明する。
The
6A is a top view showing a schematic configuration of the
As shown in FIGS. 6A and 6B, a large number of
As the
Examples of the diffuse reflector include those obtained by coating pigments such as silica, titanium oxide, and zinc oxide that scatter light, or beads such as resin, glass, and zirconia together with a binder. In addition, it is a material with high reflectance and low light absorption. For example, metals such as Ag and Al can be used.
The arrangement pattern of the
光学部材ユニット24は、透過率調整部材25から射出された均一な照明光をより均一にして、照明装置本体14の光出射面14aから均一性がさらに向上した照明光を出射するためのもので、図3および図4に示すように、光出射面14aを構成する、導光板22の平行溝22bと平行なマイクロプリズム列が形成され、透過率調整部材25から出射された照明光の集光性を高めて輝度を改善するプリズムシート24aと、透過率調整部材25から出射する照明光を拡散して均一化する拡散シート24bとを有する。
The
なお、プリズムシート24aおよび拡散シート24bの配置順序や配置数は限定的ではなく、また、光学部材ユニット24に用いられるプリズムシート24aおよび拡散シート均一にすることができるも24bは、上述したものに限定されず、透過率調整部材25から出射された照明光をよりのであれば、どのような光学部材を用いても良い。なお、プリズムシート24aは、導光板22の裏面22d側の反射部材26との間に配置しても良いし、導光板22の裏面22d自体にプリズム列を形成しても良い。
プリズムシート24a、拡散シート24bからなる光学部材ユニット24に用いられる光学部材については、本出願人の出願に係る特開2005−234397号公報の[0028]〜[0033]に開示されているものを適用することができる。
The arrangement order and the number of the arrangement of the
Regarding the optical members used in the
照明装置本体14に用いられる反射部材26は、導光板22の裏面22dに沿って配置され、線状光源12から射出された照明光の利用効率を向上させるためのもので、導光板22の平行溝22bが形成される裏側に平行溝22bを除く導光板22の裏面22dに沿って配置され、導光板22の背面から漏洩する光を反射して、再び導光板22に入射させる反射シート26aと、隣接する反射シート26a間の、導光板22の各平行溝22bを塞ぐように線状光源12の背面に配置され、線状光源12の下面から光を反射して、導光板22の平行溝22bの側壁面から反射光を入射させるリフレクタ26bとを備える。
照明装置本体14は、基本的に、以上のように構成される。
The reflecting
The
一方、筐体16は、図3に示すように、照明装置本体14を収納して支持し、かつその光射出面14a側と反射部材26側とから挟み込み、固定するものであり、上面が開放され、上方から照明装置本体14を収納して支持すると共に、その4方の側面を覆う下部筐体30と、照明装置本体14の矩形状の光出射面14aより小さい、上面に開口部16aとなる矩形状の開口が形成され、下面が開放され、導光板組立体14およびこれが収納された下部筐体30をその4方の側面も含め覆うように、これらの上方から被せられる上部筐体32と、下部筐体30の側壁と上部筐体32の側壁との間に嵌挿される凹(U字)型の折返部材34と、下部筐体30の底部に配置され、導光板22の裏面22dを反射部材26を介して支持して、照明装置本体14全体をも支持する導光板支持部材36とを有する。なお、図3には、図示しないが、下部筐体30の裏側には、複数のインバータユニット18を収納するインバータ収納部20(図2参照)が取付られている。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the
ここで、下部筐体30と折返部材34との接合方法、折返部材34と上部筐体32との接合方法としては、ボルトおよびナット等を用いる方法、接着剤を用いる方法等種々の公知の方法を用いることができる。
上部筐体32は、下部筐体30よりも大きく、少なくとも、照明装置本体14の導光板22の平行溝22bまたはこれに収納された線状光源12に平行な下部筐体30の両端の外側壁面とこれに対向する上部筐体32の両内側壁面との各間隙には、折返部材34が配置される必要があるが、折返部材34は、筐体16の4方の側面において下部筐体30の側壁と上部筐体32の側壁との間に配置されても良い。また、凹状の折返部材34の凹部を補強する補強部材を取り付けることが好ましい。
このように折返部材34を配置することで、筐体16の剛性を高くすることができ、光を均一に効率よく射出させることができる反面、平行溝22bの存在により反りが生じ易い導光板22であっても、反りを矯正し、または、導光板22に反りが生じることを防止でき、輝度むら等を生じさせることなく、良好な光学特性を得ることができる。また、折返部材34の凹部を補強する補強部材を取り付けることで、筐体16の剛性をより高くすることができ、導光板22に反りが生じることをより好適に防止することができる。これにより、より良好な光学特性を得ることができる。
Here, as a method for joining the
The
By disposing the folding
また、導光板支持部36は、ポリカーボネート等の樹脂により形成され、図示例では、導光板22の最薄部22cの部分の裏面22dの形状を反転した形状を有する凸状の部材であって、下部筐体30の底部に導光板22の裏面22dに沿って導光板22の最薄部22c毎に所定の間隔をおいて配置されているが、本発明は、これに限定されず、導光板22の裏面22dの形状を反転した形状を有する凸状の部分が所定の間隔をおいて設けられている連続した部材であっても良い。
The light
さらに、導光板支持体としては、導光板を反転させた部材を用いることができる。
導光板支持体に、導光板を反転させた部材を用いることで、導光板と導光板支持体との位置決めを容易にすることができ、かつ、導光板支持体を別部材として製造する必要がなくなり、製造コストを下げることができる。
さらに、表面に傷がある等により導光板として用いることができない欠陥品を導光板支持体に用いることで、製造した部品を効率よく利用することができ、生産品の歩留まりを向上させ、製造コストを下げることもできる。
Furthermore, as the light guide plate support, a member obtained by inverting the light guide plate can be used.
By using a member obtained by inverting the light guide plate for the light guide plate support, positioning of the light guide plate and the light guide plate support can be facilitated, and the light guide plate support needs to be manufactured as a separate member. The manufacturing cost can be reduced.
Furthermore, by using a defective product that cannot be used as a light guide plate due to scratches on the surface, etc., the manufactured parts can be used efficiently, improving the yield of the product, and manufacturing costs. Can also be lowered.
なお、筐体16には、その4つの隅部を接合するL字金具などの止め金具や、面状装置本体14のプリズムシート24aと上部筐体30の開口部16aの周縁部との間にゴムなどの弾性材料からなる弾性部材や、面状装置本体14のプリズムシート24aの上面全体を保護する保護部材などが設けられていても良い。
筐体16は、基本的に以上のように構成される。
Note that the
The
次に、面状装置本体14の導光板22の平行溝22bに収納される複数の線状光源12の駆動装置について説明する。
図7(a)および(b)に示す駆動装置37は、複数のCCFLなどの線状光源12を駆動する、すなわち点灯および消灯を行い、面状照明装置10の照明の駆動を行うものであり、複数のCCFLなどの線状光源12にそれぞれ接続される複数のインバータユニット18と、この複数のインバータユニット18が接続される電源38とを備えるものである。なお、図7(b)には、インバータユニット18の詳細な構成を示すために、1本のCCFLなどの線状光源12を点灯するための駆動装置37としてそのブロック図が示されている。
電源38は、直流電圧、例えばDC24Vの直流電圧を出力する直流電源である。この直流電圧は、電源38に接続された複数のインバータユニット18の各々に供給される。
Next, driving devices for the plurality of linear
The
The
インバータユニット18は、電源38から供給された直流電圧から所定電圧(例えば、650Vp−p)の所定周波数の1次側交流信号を生成する駆動回路18aと、線状光源12に接続され、駆動回路18aで生成された1次側交流信号をCCFL等の線状光源12を点灯させるために必要な高電圧の2次側交流信号(例えば、6500Vp−p、1000〜2400Vrms)に昇圧するトランス18bと、CCFL等の線状光源12に接続され、その管電流を検出する管電流検出回路18cと、管電流検出回路18cから出力される管電流がフィードバックされ、駆動回路18aにおいて1次側交流信号を生成するための所定周波数のクロック(基本波)をフィードバックされた管電流に応じて発振する電圧制御発振回路18dとを備える。
The
本発明においては、線状光源12の駆動装置37をこのように構成することにより、効率よく、安定して、しかも安全に複数の線状光源12を同時かつ均一に点灯し、均一な輝度で発光させることができる。
なお、本発明においては、複数の線状光源12を同時に点灯しているが、インバータユニット18によって一部のみを点灯するようにしても良いし、これらを切り換えるようにしても良い。
線状光源の駆動装置および面状照明装置は、基本的に、以上のように構成される。
In the present invention, by configuring the
In the present invention, the plurality of linear
The linear light source driving device and the planar illumination device are basically configured as described above.
上述した実施形態の面状照明装置10は、筐体16の裏側にインバータ収納部20を設け、複数のインバータユニット18を収納するものであったが、本発明の面状照明装置はこれに限定されず、図8に示す面状照明装置11のように、線状光源12と直交する側の筐体16の開口部16aの周辺部において、下部筐体30と上部筐体32との間に空間を設けてインバータ収納部20とし、複数のインバータユニット18を収納するようにしても良い。こうすることにより、面状照明装置11の裏面、すなわち、筐体16の裏面を平坦にすることができ、天井や壁面への取り付けを容易にすることができる。
Although the
ここで、透過率調整部材25を構成する多数の透過率調整体27の配置パターンについて詳細に説明する。
透過率調整体27は、光源12の軸に平行な方向ではパターン密度が変化しないように一定の分布で配置され、光源12の軸に垂直な方向では、所定のパターン密度分布で配置されている。光源12の軸に垂直な方向のパターン密度の分布は、以下に記載する方法によって決定されている。
Here, an arrangement pattern of a large number of
The
まず、バイアス密度ρbの透過率調整体が導光板の光射出面上の全面に配置された透過率調整部材25を用いた場合の面状照明装置の光出射面の任意の位置(x,y)から出射される光の相対輝度をF(x,y)とする。また、バイアス密度ρbの透過率調整体が導光板の光射出面上の全面に配置された透過率調整部材25を用いた場合の面状照明装置の光出射面から出射される光の相対輝度の最大値、つまり最大輝度をFmaxとし、相対輝度の最小値、つまり最小輝度をFminとする。また、相対輝度の基準値は、任意の値とする。
このとき、透過率調整体27の任意の位置(x,y)におけるパターン密度をρ(x,y)とすると、透過率調整体27のパターン密度ρ(x,y)と相対輝度F(x,y)との関係は、下記式1を満足する。
ρ(x,y)=c{F(x,y)−Fmin}/(Fmax−Fmin)+ρb 式1
ここで、cは最大密度であり、0<c≦0.3であり、ρbはバイアス密度であり、0.5≦ρbである。
First, an arbitrary position (x, y) of the light emitting surface of the planar illumination device when the
At this time, if the pattern density at an arbitrary position (x, y) of the
ρ (x, y) = c {F (x, y) −F min } / (F max −F min ) + ρb Equation 1
Here, c is the maximum density, 0 <c ≦ 0.3, ρb is the bias density, and 0.5 ≦ ρb.
本発明において、パターン密度ρ(x,y)とは、任意の位置(x,y)に存在する透過率調整体27の単位面積(1mm2)あたりの占有率であり、ρ(x,y)=1のとき透過率調整体27は、単位面積内の全面に配置され、ρ(x,y)=0のとき、単位面積内に全く配置されない。
また、パターン密度ρ(x、y)が1を超える場合、つまりパターン密度が100%を超える場合は、透過率調整体を2重(2層)に配置する。つまり、透過率調整体を単位面積内の全面に配置した上に(ρ(x,y)−1)のパターン密度の透過率調整体を配置する。ここで、透過率調整体は均一な厚みであり、透過率調整体が2重に配置された部分は、透過率調整体の厚みが2倍となる。
In the present invention, the pattern density ρ (x, y) is an occupancy rate per unit area (1 mm 2 ) of the
Further, when the pattern density ρ (x, y) exceeds 1, that is, when the pattern density exceeds 100%, the transmittance adjusting body is arranged in a double layer (two layers). That is, the transmittance adjusting body is disposed on the entire surface within the unit area, and the transmittance adjusting body having a pattern density of (ρ (x, y) −1) is disposed. Here, the transmittance adjusting body has a uniform thickness, and the thickness of the transmittance adjusting body is doubled in the portion where the transmittance adjusting body is arranged in a double layer.
本実施形態のように、透過率調整体27を導光板22の光出面22a上に直接配置することで、例えば、光射出面14aが鉛直方向と平行になるように面状照明装置10を配置した場合、光射出面14aを鉛直方向下向きに配置した場合も光出面22aと透過率調整体27の配置パターンとの間に位置ずれが生じることを防止できる。
By arranging the
また、透過率調整部材25の透過率調整体27を上記式1のパターン密度ρ(x,y)を満たすように配置することで、透過率調整体27を光出面22a上に直接配置した場合でも、面状照明装置10の光出射面14aから出射される光の平均輝度の低下を抑え、かつ輝度むらを低減することができる。
Further, when the
また、上記式1において、ρbを0.5以上とし、導光板22の光出面22aの全面に一定密度以上の透過率調整体25を配置することで、透過率調整体25のパターン密度によって生じることがあった角度依存むらの発生を防止することができる。
ここで、角度依存むらとは、光射出面を観察する角度、例えば、光射出面に垂直な方向から見た場合と45°傾いた方向から見た場合等によって輝度分布が変化し、観察する角度によっては輝度むらが生じることをいう。
つまり、ρbを0.5以上とすることで、導光板の光射出面から射出される光の輝度分布(輝度むら)が、導光板の光射出面を見る角度によって変化することを防止できる。
さらに、上記式1を用いて、相対輝度F(x,y)に応じてパターン密度を決定することで、高輝度を維持しつつ、輝度むらも低減することができる。
また、cの範囲を0.3以下とすることで、透過率調整体を光射出面に直接配置した場合でも、輝度むらを好適に低減させることができる。
Further, in the above formula 1, ρb is set to 0.5 or more, and the
Here, the angle-dependent unevenness is observed when the luminance distribution changes depending on the angle at which the light exit surface is observed, for example, when viewed from a direction perpendicular to the light exit surface and when viewed from a direction inclined by 45 °. Depending on the angle, this means uneven brightness.
That is, by setting ρb to 0.5 or more, it is possible to prevent the luminance distribution (brightness unevenness) of light emitted from the light exit surface of the light guide plate from changing depending on the angle at which the light exit surface of the light guide plate is viewed.
Further, by determining the pattern density according to the relative brightness F (x, y) using the above formula 1, brightness unevenness can be reduced while maintaining high brightness.
In addition, by setting the range of c to 0.3 or less, even when the transmittance adjusting body is arranged directly on the light exit surface, the luminance unevenness can be suitably reduced.
以上より、透過率調整部材25の透過率調整体27を上記式1のパターン密度ρ(x,y)を満たすように配置することで、光射出面に対して垂直な方向にも斜め方向にも輝度むらが低減されて高輝度な光を射出させることができる。
As described above, by arranging the
このように、透過率調整部材25を用いて輝度むらを低減させれば、拡散フィルム14により、光の拡散をそれほど十分に行う必要がなくなるため、拡散フィルム14をより薄くすることができる。また、プリズムシートの使用を止めることができ、あるいは、プリズムシートの使用枚数を減らすことができ、より軽量で、安価なバックライトユニットを提供することができる。
In this way, if the luminance unevenness is reduced by using the
ここで、透過率調整体27は、パターン密度ρ(x、y)=1、つまり透過率調整体を全面に配置した場合の透過率が10%以上50%以下であることが好ましく、20%以上40%以下とすることがより好ましい。
透過率を10%以上とすることで、輝度むらを好適に低減させることができ、50%以下とすることで、平均輝度を低下させることなく、輝度むらを低減させることができる。
さらに、透過率を20%以上40%以下とすることで、上記効果をより好適に得ることができる。
Here, the
By setting the transmittance to 10% or more, luminance unevenness can be suitably reduced, and by setting the transmittance to 50% or less, luminance unevenness can be reduced without reducing the average luminance.
Furthermore, the said effect can be acquired more suitably by making the transmittance | permeability into 20% or more and 40% or less.
また、透過率調整体27は、1つの透過率調整体の幅が0.1mm以下とすることが好ましい。幅を0.1mm以下とすることで、寸法が肉眼の判別能以下となり、実際に液晶表示装置として使用する際に、透過率調整体27の形状が面状照明装置の光出面に投影されて輝度むらとなることが抑制され、効率よく輝度むらを低減することができる。
Moreover, it is preferable that the transmittance |
また、バイアス密度ρbは、ρb≦1.5とすることが好ましい。
ρbを1.5以下とすることで、パターン密度ρ(x,y)を2.0以下となり、透過率調整体を2重以下で配置することができる。つまり、透過率調整体を3重にすることなく、上記式1を満たすパターン密度の透過率調整体を配置することができる。
透過率調整体を2重以下で配置することで、導光板の光出面上に簡単に配置することができ、装置コスト及び製造コストを低減することができる。
また、ρbを1.5以下とし、ρ(x,y)を2.0以下とすることで、平均輝度の低下を防止しつつ、輝度むらを低減することができる。
The bias density ρb is preferably ρb ≦ 1.5.
By setting ρb to 1.5 or less, the pattern density ρ (x, y) becomes 2.0 or less, and the transmittance adjusting body can be arranged in a double or less. That is, it is possible to arrange a transmittance adjusting body having a pattern density that satisfies the above formula 1 without triplet the transmittance adjusting body.
By arrange | positioning the transmittance | permeability adjustment body by double or less, it can arrange | position easily on the light emission surface of a light-guide plate, and can reduce apparatus cost and manufacturing cost.
Further, by setting ρb to 1.5 or less and ρ (x, y) to 2.0 or less, luminance unevenness can be reduced while preventing a decrease in average luminance.
また、本実施例では、透過率調整体の大きさを変化させることで、パターン密度分布を調整したが、本発明は、これに限定されず、一定形状の透過率調整体の配置間隔を調整することで、パターン密度を調整することもできる。例えば、パターン密度に応じた透過率調整体の配置方法としては、FMスクリーニング方式、AMコア方式等種々の方式を用いることができる。
ここで、透過率調整体は、FMスクリーニング方式により配置することが好ましい。これにより、透過率調整体を微細で均一なドットとして分散集合させて配置することができ、バックライトユニットの光射出面から、透過率調整体の配置パターンを視認しにくくすることができる。つまり、バックライトユニットの光射出面から透過率調整体の配置パターンが投影され、むらのある光が射出されることを防止でき、より均一な光を射出することができる。また、ドット寸法が小さくなりすぎ透過率調整体の形成が困難になることも防止できる。
In this embodiment, the pattern density distribution is adjusted by changing the size of the transmittance adjusting body. However, the present invention is not limited to this, and the arrangement interval of the transmittance adjusting bodies having a fixed shape is adjusted. By doing so, the pattern density can also be adjusted. For example, various methods such as an FM screening method and an AM core method can be used as a method for arranging the transmittance adjusting body according to the pattern density.
Here, the transmittance adjusting body is preferably arranged by the FM screening method. Thereby, the transmittance adjusting body can be dispersed and arranged as fine and uniform dots, and the arrangement pattern of the transmittance adjusting body can be made difficult to visually recognize from the light exit surface of the backlight unit. That is, the arrangement pattern of the transmittance adjusting body is projected from the light exit surface of the backlight unit, and uneven light can be prevented from being emitted, and more uniform light can be emitted. In addition, it is possible to prevent the dot size from becoming too small to make it difficult to form the transmittance adjusting body.
ここで、透過率調整体は、最大寸法を500μm以下、例えば、矩形形状の場合は一辺の長さを500μm以下、楕円形状の場合は、長径を500μm以下とすることが好ましく、200μm以下とすることがより好ましい。透過率調整体の最大寸法を500μm以下とすることで、透過率調整体の形状が目視されにくくなり、最大寸法を200μm以下とすることで、透過率調整体の形状が目視できなくなり、実施に液晶表示装置として使用する際に、透過率調整体の形状がバックライトユニットの光射出面に投影されて輝度むらとなることがなく、効率よく輝度むらを低減することができる。
また、透過率調整体は、最大寸法を100μm以下とすることがさらに好ましい。最大寸法を100μm以下とすることで、寸法がより確実に肉眼の判別能以下とすることができ、実際に液晶表示装置として使用する際に、透過率調整体の形状がバックライトユニットの光射出面に投影されて輝度むらとなることがなく、より確実に、かつ、効率よく輝度むらを低減することができる。
Here, the transmittance adjusting body has a maximum dimension of 500 μm or less. For example, in the case of a rectangular shape, the length of one side is preferably 500 μm or less, and in the case of an elliptical shape, the major axis is preferably 500 μm or less, and 200 μm or less. It is more preferable. By setting the maximum dimension of the transmittance adjusting body to 500 μm or less, the shape of the transmittance adjusting body becomes difficult to see, and by setting the maximum dimension to 200 μm or less, the shape of the transmittance adjusting body becomes invisible. When used as a liquid crystal display device, the shape of the transmittance adjusting body is not projected onto the light exit surface of the backlight unit, resulting in uneven brightness, and the uneven brightness can be reduced efficiently.
Further, it is more preferable that the transmittance adjusting body has a maximum dimension of 100 μm or less. By making the
また、透過率調整体を導光板の表面に印刷する方法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷等の種々の印刷方法を用いることができる。
このように、透過率調整体を一定形状とし、配置間隔でパターン密度を調整することで、透過率調整体が大きくすぎバックライトユニットの光出射面に投影されることを防止し、ドット寸法が小さくなりすぎ透過率調整体の形成が困難になることも防止できる。
Moreover, as a method of printing the transmittance adjusting body on the surface of the light guide plate, various printing methods such as screen printing, offset printing, and gravure printing can be used.
In this way, by making the transmittance adjusting body a fixed shape and adjusting the pattern density with the arrangement interval, the transmittance adjusting body is prevented from being projected too much on the light exit surface of the backlight unit, and the dot size is reduced. It is also possible to prevent the formation of the transmittance adjusting body from becoming too small.
ここで、このような面状照明装置は、上記式1を用いて上述の方法により決定した配置パターンに基づいて、導光板の光出面上に透過率調整体を配置することで、透過率調整部材を設け、その表面上に光学部材を配置し、その他光源12、筐体16、インバータユニット18等を所定の位置に配置して作製する。
また、透過率調整体は、バイアス密度ρbに対応する透過率調整体を配置し、その後、c{F(x,y)−Fmin}/(Fmax−Fmin)に対応する透過率調整体を配置することが好ましいが、上記式1を満たす透過率調整体、つまり、c{F(x,y)−Fmin}/(Fmax−Fmin)+ρbに対応する透過率調整体を一度に配置してもよい。
Here, such a planar lighting device adjusts the transmittance by arranging the transmittance adjusting body on the light exit surface of the light guide plate based on the arrangement pattern determined by the above-described method using Equation 1 above. A member is provided, an optical member is disposed on the surface, and the other
Further, the transmittance adjusting body is arranged with a transmittance adjusting body corresponding to the bias density ρb, and then the transmittance adjusting corresponding to c {F (x, y) −F min } / (F max −F min ). The transmittance adjusting body satisfying the above formula 1, that is, the transmittance adjusting body corresponding to c {F (x, y) −F min } / (F max −F min ) + ρb is preferably used. You may arrange at once.
また、上記式を用いて、透過率調整体の配置を決定することで、より簡単に透過率調整体の配置パターンを決定することができる。これにより、好適な透過率調整体の配置パターンを決定するために試作を繰り返す必要がなくなり、設計コストを少なくし、設計に費やす時間を短くすることができ、結果として、効率よく透過率調整部材を設計することができる。
また、上記配置方法を用いて、導光板の表面上に透過率調整体を配置して面状照明装置を製造することにより、輝度むら及び角度依存むらが低減された高輝度な光を射出する面状照明装置を簡単に効率よく作製することができる。
Further, by determining the arrangement of the transmittance adjusting body using the above formula, the arrangement pattern of the transmittance adjusting body can be more easily determined. As a result, it is not necessary to repeat trial manufacture in order to determine a suitable arrangement pattern of the transmittance adjusting body, the design cost can be reduced, the time spent for the design can be shortened, and as a result, the transmittance adjusting member can be efficiently obtained. Can be designed.
Further, by using the above arrangement method, a transmittance adjusting body is arranged on the surface of the light guide plate to manufacture a planar lighting device, thereby emitting high-luminance light with reduced luminance unevenness and angle-dependent unevenness. A planar illumination device can be easily and efficiently produced.
以下、具体的実施例とともに、本発明の面状照明装置についてより詳細に説明する。
本実施例の面状照明装置は、上記図1〜図7に示した面状照明装置と同様の構成である。
本実施例では、光源12に直径2.6mmの冷陰極管を使用し、導光板23は、図5(b)に示すように、単位導光板22の中心から単位導光板23の厚みが最も薄くなる麺、つまり隣接する単位導光板23との接合面までの距離Lを14mmとし、単位導光板23の厚肉部23bの厚みが最も厚い部分の厚みDを5.5mmとし、平行溝22bの先端部分と光出射面との距離d1を1mmとし、平行溝22bの光出射面23aと反対側の端部の幅G1を5.5mmとし、傾斜背面の隣接する単位導光板との接合部となる部分を滑らかな曲面形状としてその曲率半径Rを15mmとし、傾斜背面の傾斜θが15.76°とし、平行溝22bを双曲線形状とした形状の単位導光板を10個連結させた導光板を使用した。この導光板22の光出面22aは、光源12に平行な方向の長さが500mm、光源12に垂直な方向の長さが280mmの長方形形状である。
Hereinafter, the surface illumination device of the present invention will be described in more detail with specific examples.
The planar illumination device of the present embodiment has the same configuration as the planar illumination device shown in FIGS.
In the present embodiment, a cold cathode tube having a diameter of 2.6 mm is used as the
まず、透過率調整体を光射出面上の全面に一定密度、つまり、上記式1中のバイアス密度ρbのみを配置した透過率調整部材を有する面状照明装置の照明装置本体の光射出面から射出される光の視認テストを行った。ここで、透過率調整体のバイアス密度ρbをそれぞれ0,0.3,0.5,0.8,1.0とした面状照明装置を作製した。 First, the transmittance adjusting body is fixed on the entire surface of the light emitting surface, that is, from the light emitting surface of the illumination device main body of the planar lighting device having the transmittance adjusting member in which only the bias density ρb in the above formula 1 is arranged. A visual test of the emitted light was performed. Here, a planar illumination device was produced in which the bias density ρb of the transmittance adjusting body was 0, 0.3, 0.5, 0.8, and 1.0, respectively.
視認テストは、10名の観察者が、導光板の光射出面から50cm離れた地点から、光射出面に垂直な方向つまり正面方向と、垂直な方向に対して45°傾斜した方向とから光射出面を観察し、輝度むらに差異が感じられるか否か、つまり、角度依存むらがあるか否かを判断させた。
観察者が判断した結果、正面方向と45°傾斜した方向とで、輝度むらに差異が感じられたと判断した人数が6名以上であれば×、3名以上5名以下であれば△、2名以下であれば○とした。
The visual test is performed by 10 observers from a point 50 cm away from the light exit surface of the light guide plate from a direction perpendicular to the light exit surface, that is, the front direction, and a direction inclined by 45 ° with respect to the perpendicular direction. The exit surface was observed to determine whether or not there was a difference in brightness unevenness, that is, whether or not there was angle-dependent unevenness.
As a result of the judgment by the observer, if the number of persons judged that a difference in luminance unevenness was felt between the front direction and the direction inclined by 45 ° is x or more if the number is 6 or more and Δ or 2 if the number is 3 or more and 5 or less. If it was less than one name, it was rated as ○.
透過率調整体のバイアス密度ρbをそれぞれ0,0.3,0.5,0.8,1.0とした面状照明装置について、視認テストを行った結果を下記表1に示す。 Table 1 below shows the results of a visual test performed on the planar illumination device in which the bias density ρb of the transmittance adjusting body was 0, 0.3, 0.5, 0.8, and 1.0, respectively.
このようにバイアス密度ρbを0.5以上とすることで、角度依存むらを低減でき、0.8以上とすることで、より確実に角度依存むらを低減できる。
以上より、バイアス密度ρbは、0.5以上とすることが好ましく、0.8以上とすることがより好ましいことは明らかである。
Thus, by setting the bias density ρb to 0.5 or more, angle-dependent unevenness can be reduced, and by setting the bias density ρb to 0.8 or more, angle-dependent unevenness can be more reliably reduced.
From the above, it is clear that the bias density ρb is preferably 0.5 or more, and more preferably 0.8 or more.
つぎに、このような形状の面状照明装置において、上記式1を満足する透過率調整体のパターン密度ρ(x,y)を算出するために、透過率調整体のパターン密度が位置によらず一定の透過率調整部材を配置した面状照明装置を用い、この面状照明装置の照明装置本体の光射出面から出射される光の相対輝度F(x,y)を算出した。
図9(a)は、ρb=0.8として透過率調整体を配置した透過率調整部材を示す上面図であり、図9(b)に、図9(a)に示した透過率調整部材の一部の拡大図である。
本実施例では、図9(a)及び(b)に示すように、パターン密度がρ(x,y)=ρb=0.8(80%)で一定にして透過率調整体27aを配置し、穴部28aを形成した透過率調整部材25aを用いて、相対輝度(x,y)を算出した。本実施形態では、穴部28aと隣接する穴部28aとの光源の延在方向に平行な方向の間隔Lbと垂直な方向の間隔LaをLa=Lb=0.5mmとして、透過率調整体の配置パターンを調整した。
Next, in the planar lighting device having such a shape, in order to calculate the pattern density ρ (x, y) of the transmittance adjusting body that satisfies the above formula 1, the pattern density of the transmittance adjusting body depends on the position. A relative illumination F (x, y) of light emitted from the light exit surface of the illumination device body of the planar illumination device was calculated using a planar illumination device in which a constant transmittance adjusting member was arranged.
FIG. 9A is a top view showing a transmittance adjusting member in which a transmittance adjusting body is arranged with ρb = 0.8, and FIG. 9B shows the transmittance adjusting member shown in FIG. FIG.
In this embodiment, as shown in FIGS. 9A and 9B, the
ここで、相対輝度F(x,y)は、次のようにして算出した。
まず、上記面状照明装置10の照明装置本体14の光出射面14aをXYステージに固定し、照明装置本体14の光出射面14aに垂直になるように輝度計を固定する。そして輝度計によって照明装置本体14の光出射面14aの位置における輝度を測定して導光板22の光出面22aの特定位置に関する輝度の情報を得る。
その後、XYステージを移動させることにより、照明装置本体14の光出射面14a上の各位置における輝度を測定し、所定の基準値に対する各位置における輝度の比率を、その位置(x,y)における相対輝度F(x,y)として算出した。また、測定し、算出した相対輝度の最大輝度、つまり相対輝度の最大値をFmaxとし、最小輝度、つまり相対輝度の最小値をFminとする。このようにして、測定した測定結果を図10に示す。ここで、図10のグラフは、縦軸を相対輝度とし、横軸を導光板の中心(平行溝の中心)からの距離とした。また、参考のために、透過率調整体を備えないこと以外同じ構成、形状の面状照明装置の光射出面から射出される光の相対輝度を算出した結果も併せて示す。ここで、本実施形態において、相対輝度は、透過率調整部材を設置しない状態での平均輝度を1として規格化したものである。
Here, the relative luminance F (x, y) was calculated as follows.
First, the
Thereafter, by moving the XY stage, the luminance at each position on the
次に、測定結果から上記式1を用いて相対輝度F(x,y)に対応するパターン密度ρ(x,y)を算出する。ここで、本実施例では、最大密度cを、c=0.1,0.2,0.3,0.5,0.8とした場合にそれぞれ上記式1を満たすパターン密度ρ(x,y)の分布を算出した。
図11に、それぞれc=0.1,0.2,0.3,0.5,0.8として算出した透過率調整体のパターン密度ρ(x,y)の分布を示す。図11のグラフでは、縦軸をパターン密度ρ(x,y)とし、横軸を導光板の中心(平行溝の中心)からの距離[mm]とした。
Next, the pattern density ρ (x, y) corresponding to the relative luminance F (x, y) is calculated from the measurement result using Equation 1 above. Here, in this embodiment, when the maximum density c is set to c = 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, and 0.8, the pattern densities ρ (x, The distribution of y) was calculated.
FIG. 11 shows the distribution of the pattern density ρ (x, y) of the transmittance adjusting body calculated as c = 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, and 0.8, respectively. In the graph of FIG. 11, the vertical axis is the pattern density ρ (x, y), and the horizontal axis is the distance [mm] from the center of the light guide plate (the center of the parallel groove).
このようにして算出したc=0.1,0.2,0.3,0.5,0.8の透過率調整体のパターン密度ρ(x,y)に基づいて、透過率調整体を配置した面状照明装置をそれぞれ作成した。ここで、上述した図6(a)及び(b)は、c=0.1としてパターン密度ρ(x,y)の分布を算出した結果に基づいて、透過率調整体27を配置した透過率調整部材25である。
ここで、本実施形態では、パターン密度ρ(x,y)の分布を幅方向(図6中の横方向、)の0.5mm毎に算出し、算出したパターン密度ρ(x,y)を満たすように、0.5≦ρの時は、穴部28の面積を、ρ<0.5の時は、透過率調整体25の面積を調整して、透過率調整体27を配置した。本実施形態では、穴部と隣接する穴部との光源の延在方向に平行な方向の間隔Lbと垂直な方向の間隔LaをLa=Lb=0.5mmとして、透過率調整体の配置パターンを調整した。
また、本実施形態では、穴部28または透過率調整体25の形状を略正方形として透過率調整体27を配置し、透過率調整部材25を作製した。
ここで、本実施形態では、透過率調整体を全面に配置した場合、つまりパターン密度ρ(x,y)が1のとき、波長550nmでの透過率が33%である白色インクにより作成した透過率調整体27を配置した。
Based on the pattern density ρ (x, y) of the transmittance adjusting body of c = 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 0.8 calculated in this way, the transmittance adjusting body is Each of the arranged planar lighting devices was created. Here, in FIGS. 6A and 6B described above, the transmittance in which the
Here, in the present embodiment, the distribution of the pattern density ρ (x, y) is calculated every 0.5 mm in the width direction (lateral direction in FIG. 6), and the calculated pattern density ρ (x, y) is calculated. In order to satisfy, the
In this embodiment, the
Here, in the present embodiment, when the transmittance adjusting body is disposed on the entire surface, that is, when the pattern density ρ (x, y) is 1, the transmission created by the white ink having a transmittance of 33% at a wavelength of 550 nm. A
このようにして作成した透過率調整部材25を有する面状照明装置の照明装置本体の光射出面から出射される光の相対輝度を測定した。測定方法は上述の相対輝度F(x,y)を測定した測定方法と同様の方法で測定した。測定結果を図12に示す。ここで、図12のグラフは、縦軸を相対輝度とし、横軸を導光板の中心(平行溝の中心)からの距離とした。また、比較のために透過率調整体部材を備えないこと以外は同じ構成の面状照明装置の照明装置本体の光出射面から出射された光の相対輝度、及び、透過率調整体のパターン密度ρ(x,y)が0.8で一定の透過率調整部材を配置した面状照明装置の照明装置本体の光射出面から出射された光の相対輝度を測定した測定結果も併せて示す。
The relative luminance of light emitted from the light exit surface of the illumination device main body of the planar illumination device having the
図12に示すように、式1を満たすパターン密度で透過率調整体を配置することで、輝度むらを低減することができる。また、上述したようにバイアス密度として一定密度の透過率調整体を配置しているため、角度依存むらが発生することも防止できる。
つまり、式1を満たすパターン密度で透過率調整体を配置することで、輝度むら及び角度依存むらを低減することができる。
As shown in FIG. 12, the luminance unevenness can be reduced by arranging the transmittance adjusting body with a pattern density satisfying Expression 1. Further, since the transmittance adjusting body having a constant density as the bias density is disposed as described above, it is possible to prevent the occurrence of angle-dependent unevenness.
That is, by arranging the transmittance adjusting body with a pattern density satisfying Equation 1, it is possible to reduce luminance unevenness and angle-dependent unevenness.
次に、図13(a)及び(b)に示した透過率調整部材の他の配置パターンと図14〜図16のグラフとともに、他の具体的実施例を説明する。
本実施例は、透過率調整体のバイアス密度ρbを1.0としたことを除いて、他の条件は上記具体的実施例と同じである。また、図13(a)は、パターン密度を1.0として全面一定に透過率調整体を配置した透過率調整部材を示す上面図であり、図13(b)は、c=0.14として算出したパターン密度で透過率調整体を配置した透過率調整部材のバイアス密度部分を除いた透過率調整部材を示す上面図である。
本実施例においては、まず、上記式1を満足する透過率調整体のパターン密度ρ(x,y)を算出するために、図13(a)に示すように、パターン密度が1.0で全面一定の透過率調整体27bが配置された面状照明装置を用い、この面状照明装置の照明装置本体の光射出面から射出される光の相対輝度F(x,y)を算出した。
この相対輝度F(x,y)は、上記具体的実施例と同様の方法で測定した。
算出した相対輝度を図14に示す。ここで、図14のグラフでは、縦軸を相対輝度とし、横軸を導光板の中心(平行溝の中心)からの距離とした。また、参考のために、透過率調整部材を備えないこと以外同じ構成、形状の面状照明装置の光射出面から射出される光の相対輝度を算出した結果も併せて示す。ここで、本実施形態においても、相対輝度は、透過率調整部材を設置しない状態での平均輝度を1として規格化したものである。
Next, other specific examples will be described together with other arrangement patterns of the transmittance adjusting member shown in FIGS. 13A and 13B and the graphs of FIGS.
In this embodiment, the other conditions are the same as those in the above-described specific embodiment except that the bias density ρb of the transmittance adjusting body is set to 1.0. FIG. 13A is a top view showing a transmittance adjusting member in which a transmittance adjusting body is arranged with a constant pattern density of 1.0 and FIG. 13B shows c = 0.14. It is a top view which shows the transmittance | permeability adjustment member except the bias density part of the transmittance | permeability adjustment member which has arrange | positioned the transmittance | permeability adjustment body with the calculated pattern density.
In this embodiment, first, in order to calculate the pattern density ρ (x, y) of the transmittance adjusting body that satisfies the above formula 1, the pattern density is 1.0 as shown in FIG. Using a planar illumination device in which a constant
The relative luminance F (x, y) was measured by the same method as in the specific example.
The calculated relative luminance is shown in FIG. Here, in the graph of FIG. 14, the vertical axis is the relative luminance, and the horizontal axis is the distance from the center of the light guide plate (the center of the parallel groove). For reference, the result of calculating the relative luminance of light emitted from the light emission surface of the planar illumination device having the same configuration and shape except that the transmittance adjusting member is not provided is also shown. Here, also in the present embodiment, the relative luminance is normalized by setting the average luminance in a state where the transmittance adjusting member is not installed to 1.
次に、図14に示した算出した相対輝度F(x、y)に基づいて上記式1を満足する透過率調整体のパターン密度ρ(x,y)を算出した。ここで、本実施例では、最大密度cをc=0.09,0.14,0.18,0.3,0.5,0.8とした場合について算出した。
図15に、c=0.09,0.14,0.18,0.3,0.5,0.8としてそれぞれ算出した透過率調整体のパターン密度ρ(x,y)の分布を示す。図15のグラフでは、縦軸をパターン密度ρ(x,y)とし、横軸を導光板の中心(平行溝の中心)からの距離[mm]とした。
Next, the pattern density ρ (x, y) of the transmittance adjusting body that satisfies the above formula 1 was calculated based on the calculated relative luminance F (x, y) shown in FIG. Here, in this example, the maximum density c was calculated for c = 0.09, 0.14, 0.18, 0.3, 0.5, 0.8.
FIG. 15 shows the distribution of the pattern density ρ (x, y) of the transmittance adjusting body calculated as c = 0.09, 0.14, 0.18, 0.3, 0.5, 0.8. . In the graph of FIG. 15, the vertical axis is the pattern density ρ (x, y), and the horizontal axis is the distance [mm] from the center of the light guide plate (the center of the parallel groove).
このようにして算出したc=0.09,0.14,0.18,0.3,0.5,0.8の透過率調整体のパターン密度ρ(x,y)に基づいて、透過率調整体を配置した面状照明装置をそれぞれ作成した。
一例として、c=0.14、ρb=1.0としたとき上記式(1)を満足する透過率調整部材は、図13(a)に示す全面に透過率調整体27bを配置し、その上に、図13(b)に示す分布の透過率調整体27cを配置して作製する。
この作製した透過率調整部材25を有する面状照明装置の照明装置本体の光射出面から出射される光の相対輝度を測定した。測定方法は上述の相対輝度F(x,y)を測定した測定方法と同様の方法で測定した。測定結果を図16に示す。ここで、図16のグラフは、縦軸を相対輝度とし、横軸を導光板の中心(平行溝の中心)からの距離とした。また、比較のために透過率調整体部材を備えないこと以外は同じ構成の面状照明装置の照明装置本体の光出射面から出射された光の相対輝度、及び、透過率調整体のパターン密度ρ(x,y)が0.8で一定の透過率調整部材を配置した面状照明装置の照明装置本体の光射出面から出射された光の相対輝度を測定した測定結果も併せて示す。
Based on the pattern density ρ (x, y) of the transmittance adjusting body of c = 0.09, 0.14, 0.18, 0.3, 0.5, 0.8 calculated in this way. A planar lighting device in which a rate adjusting body was arranged was created.
As an example, a transmittance adjusting member that satisfies the above formula (1) when c = 0.14 and ρb = 1.0 has a
The relative luminance of the light emitted from the light exit surface of the illumination device main body of the planar illumination device having the manufactured
図16に示すように、バイアス密度ρbをρb=1とした場合でも、上記式1を満たすパターン密度で透過率調整体を配置することで、輝度むらを低減することができる。
また、cを0.3以下とすることで、光射出面から射出される光をより均一で輝度むらのない光にすることができることもわかる。
以上より本発明の効果は明らかである。
As shown in FIG. 16, even when the bias density ρb is set to ρb = 1, the luminance unevenness can be reduced by arranging the transmittance adjusting body with the pattern density satisfying the above formula 1.
It can also be seen that by setting c to 0.3 or less, the light emitted from the light exit surface can be made more uniform and without uneven brightness.
From the above, the effects of the present invention are clear.
次に、本発明の面状照明装置を用いた照明装置の一例を説明する。
図17は、本発明の面状照明装置を室内照明に用いた一実施形態を示す概略断面図である。
面状照明装置100は、2つの照明装置本体をそれぞれ所定角度傾斜して配置された逆富士形状の照明装置であり、複数の線状光源12と、2つの照明装置本体14と、2つの筐体16と、2つのインバータユニット18と、電源38、固定部材102とを有する。
Next, an example of a lighting device using the planar lighting device of the present invention will be described.
FIG. 17: is a schematic sectional drawing which shows one Embodiment which used the planar illuminating device of this invention for room illumination.
The
固定部材102は、底面102aに垂直な方向の断面が、底面102aの中央を通り底面102aに垂直な線を対称軸とした略等脚台形形状を有し、底面102aが天井に固定されている。つまり、固定部材102は、天井102aに対して所定角度傾斜した傾斜面102b、102cを有する。また、固定部材102は内部が空洞となっている。
The fixing
1つの照明装置本体14は、筐体16に収納されており、筐体16は、傾斜面102bに固定されている。また、インバータユニット18は、傾斜面102bの筐体16が配置されている面と反対側の面に固定されている。つまり傾斜面102bの外側の面には、筐体16が固定されており、傾斜面102bの内側の面には、インバータユニット18が固定されている。
また、もう一つの照明装置本体14および筐体16は、傾斜面102cの外側の面に、傾斜面102bに配置された照明装置本体14および筐体16と同様に配置されている。
つまり、2つの照明装置本体14および2つの筐体16は、底面102aの中央を通り底面102aに垂直な線を対称軸として対称に配置されている。
One lighting device
The other lighting device
That is, the two illuminating device
電源38は、固定部102の底面の天井と接している面とは反対側の面、つまり底面の内側の面に固定されている。電源38は、複数のインバータユニットに接続されており、直流電流を供給する。
The
次に、図18(a)は、図17に示す面状照明装置100の照明装置本体14周辺の線状光源16の軸に平行な方向の断面図であり、(b)は、照明装置本体14の正面図である。なお、図18(a)では、筐体16、透過率調整部材25、反射部材26の図示を省略する。
線状光源12は、単位導光板の平行溝に直列に配置された複数の冷陰極管104で構成される。冷陰極管104は、両端部に折返し部を備えたコの字形状である。
また、インバータユニット18は、複数のインバータ108を有し、インバータ108は、それぞれ冷陰極管104に接続されている。
Next, FIG. 18A is a cross-sectional view in a direction parallel to the axis of the linear
The linear
The
冷陰極管104をコの字形状とすることで、冷陰極管の端部の電極部等の発光しない部分および発光が不安定な部分を除いた均一な光を発光する部分のみを、導光板の平行溝に配置することができる。
これにより、直列に配置した冷陰極管104の接続部分での輝度むらの発生を防止でき、線状光源104から均一な光を射出させることができる。
冷陰極管は、強度等の問題から直径に応じて製造可能な長さに限界があるが、このように、複数の冷陰極管を直列配置させることで、径の細い冷陰極管を用いる場合も線状光源を長くすることができる。これにより、冷陰極管の破損を防止しつつ、照明装置本体を平行溝の延在方向に長い形状、つまり、光射出面が細長い形状とすることができる。
By forming the
As a result, it is possible to prevent the occurrence of luminance unevenness at the connection part of the
Cold cathode tubes are limited in the length that can be manufactured according to the diameter due to problems such as strength, but in this way, by using a plurality of cold cathode tubes arranged in series, a cold cathode tube with a small diameter is used. Also, the linear light source can be lengthened. Thereby, it is possible to make the illuminating device main body long in the extending direction of the parallel grooves, that is, the light emitting surface is long and narrow, while preventing the cold cathode tube from being damaged.
このように、光射出面が平行溝の延在方向に細長い形状の2つの照明装置本体14をそれぞれ等脚台形形状の固定部102の傾斜面102b、102cに配置した面状照明装置100は、熱陰極管(HCFL)を用いた逆富士型の照明装置と同じ様に室内照明として用いることができる。
In this way, the
また、光源としての寿命が長い冷陰極管を用いることで、熱陰極管を用いる照明装置よりも光源の交換回数を減らすことができる。これにより、光源の交換に係るコスト(人件費、部品代)を減らすことができる。
また、熱陰極管よりも水銀量、鉛量が少ない冷陰極管を光源に用いることで、危険物拡散を防止することもできる。
In addition, by using a cold cathode tube having a long life as a light source, the number of light source replacements can be reduced as compared with a lighting device using a hot cathode tube. Thereby, the cost (labor cost, parts cost) concerning replacement of the light source can be reduced.
Further, by using a cold cathode tube having a smaller amount of mercury and lead than the hot cathode tube as a light source, it is possible to prevent the diffusion of dangerous substances.
また、複数の冷陰極管を直列配置させる場合は、冷陰極管同士の接続部での輝度むらの発生を防止できるため、本実施形態のようにコの字型形状の冷陰極管を用いることが好ましいが、折返し部のない線状の冷陰極管を用いてもよい。 In addition, when arranging a plurality of cold cathode tubes in series, it is possible to prevent uneven brightness at the connecting portion between the cold cathode tubes, so use a U-shaped cold cathode tube as in this embodiment. However, a linear cold cathode tube without a folded portion may be used.
また、逆富士型の照明装置に限定されず、面状照明装置を壁や天井に埋め込み光射出面が壁と同一平面となるように配置した埋め込み型の照明装置としても用いることもできる。 Further, the present invention is not limited to the reverse Fuji type lighting device, and it can also be used as an embedded lighting device in which a planar lighting device is embedded in a wall or ceiling so that the light emission surface is flush with the wall.
次に、図19(a)は、本発明の面状照明装置を看板に用いた一実施形態を示す概略断面図であり、(b)は、面状照明装置の正面図であり、(c)は、面状照明装置の側面図である。
面状照明装置120は、複数の照明ユニット122と、外枠体124とを有する。
Next, FIG. 19A is a schematic cross-sectional view showing an embodiment in which the planar illumination device of the present invention is used as a signboard, and FIG. 19B is a front view of the planar illumination device. ) Is a side view of the planar illumination device.
The
照明ユニット122は、複数の線状光源12と、1つの照明装置本体14と、1つのインバータユニット18とで構成される。照明ユニット122は、上述した図18に示す照明装置本体14及びその周辺部と同様の構成のものであるので、その詳細な説明は省略する。
複数の照明ユニット122は、光射出面が同一平面となるように互いに所定間隔離間して二次元方向に配置されている。
The
The plurality of
外枠体124は、照明ユニット122の外周に配置され、図示しない固定手段により照明ユニット122を固定している。外枠体124の照明ユニット122の光射出面(照明装置本体の光射出面)と対向する面は、照明ユニット122から射出された光が透過する。
この面状照明装置120の外枠体124の光が透過する面には画像が形成されており、照明ユニット122から射出された光を透過させることで、広告等を表示させる照明看板として用いることができる。
The
An image is formed on the surface through which the light of the
また、本実施形態では、照明ユニット122を所定間隔離間させて配置したが、照明ユニットを隙間無く配置してもよい。
Moreover, in this embodiment, although the
以上、本発明の面状照明装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施態様に限定はされず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。 Although the planar lighting device of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention. Of course.
10、11、100、120 面状照明装置
12 線状光源
14 照明装置本体
14a 光出射面
16 筐体
16a 開口部
18 インバータユニット
18a 駆動回路
18b トランス
18c 管電流検出回路
18d 電圧制御発振回路
20 インバータ収納部
22 導光板
22a 光出面
22b 平行溝
22c 最薄部
22d 裏面
23 単位導光板
23a 個別光射出面
23b 厚肉部
23c 薄肉端部
23d 傾斜面
23e 傾斜背面部
24 光学部材ユニット
24a プリズムシート
24b 拡散フィルム
25 透過率調整部材
26 反射部材
26a 反射フィルム
26b リフレクタ
27 透過率調整体
28 穴部
30 下部筐体
32 上部筐体
34 折返部材
36 導光板支持部材
37 駆動装置
38 電源
102 固定部材
104 冷陰極管
106 インバータ
122 照明ユニット
124 外枠体
10, 11, 100, 120
Claims (7)
光源から射出された光を光出面から出射する平板状の導光板と、
前記光出面上に直接配置され、前記光出面から射出された光を拡散させて出射する透過率調整部材とを有し、
前記透過率調整体部材は、多数の透過率調整体で構成され、
前記透過率調整体の所定位置(x,y)におけるパターン密度をρ(x,y)とし、パターン密度がρbの前記透過率調整体が配置された場合における面状照明装置の光出面の所定位置(x,y)から出射される光の相対輝度をF(x,y)としたときに、前記相対輝度F(x,y)と前記パターン密度ρ(x,y)との関係が下記式
ρ(x,y)=c{F(x,y)−Fmin}/(Fmax−Fmin)+ρb
(式中、cは、0<c≦0.3、かつ、ρbは、0.5≦ρbを満たし、Fmaxは、相対輝度F(x,y)の最大輝度であり、Fminは、相対輝度F(x,y)の最小輝度である)
を満たすことを特徴とする面状照明装置。 A planar illumination device that emits light from a light exit surface,
A flat light guide plate for emitting light emitted from the light source from the light exit surface;
A transmittance adjusting member that is directly disposed on the light exit surface and diffuses and emits the light emitted from the light exit surface;
The transmittance adjusting body member is composed of a number of transmittance adjusting bodies,
The pattern density at a predetermined position (x, y) of the transmittance adjusting body is ρ (x, y), and the light exit surface of the surface illumination device is predetermined when the transmittance adjusting body having a pattern density of ρb is arranged. When the relative luminance of the light emitted from the position (x, y) is F (x, y), the relationship between the relative luminance F (x, y) and the pattern density ρ (x, y) is as follows. Expression ρ (x, y) = c {F (x, y) −F min } / (F max −F min ) + ρb
(Where c is 0 <c ≦ 0.3 and ρb satisfies 0.5 ≦ ρb, F max is the maximum luminance of the relative luminance F (x, y), and F min is (It is the minimum luminance of relative luminance F (x, y))
A planar illumination device characterized by satisfying the above.
前記透過率調整部材の所定位置(x,y)での透過率調整体のパターン密度をρ(x,y)とし、
パターン密度がρbの前記透過率調整体が配置された面状照明装置の光射出面の所定位置(x,y)から出射される光の相対輝度をF(x,y)とすると、
前記相対輝度F(x,y)と前記パターン密度ρ(x,y)との関係が下記式、
ρ(x,y)=c{F(x,y)−Fmin}/(Fmax−Fmin)+ρb
(式中、cは、0<c≦0.3かつ、0.5≦ρbを満たし、Fmaxは、相対輝度の最大輝度F(x,y)であり、相対輝度F(x,y)の最小輝度である)
を満たすように前記透過率調整体を前記導光板の光出面上に直接配置することを特徴とする透過率調整体の配置方法。 A transmittance adjusting member that is disposed on the light emitting surface of the light guide plate of the planar lighting device having at least a flat light guide plate that emits light from the light exit surface, and diffuses and emits the light emitted from the light guide plate. A method for arranging a large number of transmittance adjusting bodies to be configured,
The pattern density of the transmittance adjusting body at a predetermined position (x, y) of the transmittance adjusting member is ρ (x, y),
When the relative luminance of light emitted from a predetermined position (x, y) on the light exit surface of the planar illumination device in which the transmittance adjusting body having a pattern density of ρb is arranged is F (x, y),
The relationship between the relative luminance F (x, y) and the pattern density ρ (x, y) is expressed by the following equation:
ρ (x, y) = c {F (x, y) −F min } / (F max −F min ) + ρb
(In the formula, c satisfies 0 <c ≦ 0.3 and 0.5 ≦ ρb, F max is the maximum luminance F (x, y) of the relative luminance, and the relative luminance F (x, y) Is the minimum brightness)
The transmittance adjusting body is arranged directly on the light exit surface of the light guide plate so as to satisfy the above.
その後、所定位置(x,y)に応じて、c{F(x,y)−Fmin}/(Fmax−Fmin)となるパターン密度の透過率調整体を配置する請求項5に記載の透過率調整体の配置方法。 The transmittance adjusting body having a pattern density of ρb is disposed on the entire light exit surface of the light guide plate,
Thereafter, in accordance with a predetermined position (x, y), c { F (x, y) -F min} / (F max -F min) and the transmittance adjusters are pattern density becomes Claim 5 To arrange the transmittance adjusting body.
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