JP2008147043A - Planar lighting system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源と、光源から射出された光が入射され光射出面から射出する導光板とを有する屋内外を照明する面状照明装置、もしくは液晶表示装置の液晶パネルを照明するバックライトや、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に関する。 The present invention relates to a planar illumination device that illuminates an interior or exterior having a light source and a light guide plate that receives light emitted from the light source and exits from a light exit surface, or a backlight that illuminates a liquid crystal panel of a liquid crystal display device, The present invention relates to a planar lighting device used as a backlight for advertising panels, advertising towers, billboards and the like.
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。
現在、大型の液晶テレビのバックライトユニットは、いわゆる直下型と呼ばれる方式が主流である(例えば、特許文献1参照)。直下型のバックライトユニットは、光源である冷陰極管を液晶パネルの背面に複数本配置した構成を有しており、冷陰極管が配置される筐体の内部を白色の反射面として液晶パネルを照明している。しかしながら、本方式において光量分布を均一にするためには、原理的には、液晶パネルに垂直方向の厚みが30mm程度必要である。
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.
At present, the so-called direct type is the mainstream for backlight units of large-sized liquid crystal televisions (see, for example, Patent Document 1). The direct type backlight unit has a configuration in which a plurality of cold cathode tubes, which are light sources, are arranged on the back surface of the liquid crystal panel, and the inside of the casing in which the cold cathode tubes are arranged has a white reflecting surface as a liquid crystal panel Lighting up. However, in order to make the light amount distribution uniform in this method, in principle, the liquid crystal panel needs to have a thickness of about 30 mm in the vertical direction.
近年、液晶表示装置の薄型化、低消費電力化、大型化が要望されているが、上述した直下型のバックライトユニットでは、その厚さを10mm以下の厚みにすると光量ムラが発生するため、薄型化には限界があった。 In recent years, thinning, low power consumption, and large size of liquid crystal display devices have been demanded. However, in the direct backlight unit described above, when the thickness is 10 mm or less, unevenness in the amount of light occurs. There was a limit to reducing the thickness.
ここで、薄型化が可能なバックライトユニットとしては、照明用の光源から射出され、入射した光を、所定方向に導き、光が入射された面とは異なる面である光射出面から射出させる導光板を用いるバックライトユニットがある。
このような、導光板を用いたバックライトユニットとしては、透明樹脂に光を散乱させるための散乱粒子を混入させた導光板を用いる方式のバックライトユニットが提案されている(例えば、特許文献1〜4参照)。
Here, as a backlight unit that can be reduced in thickness, light emitted from a light source for illumination and guided incident light is guided in a predetermined direction and emitted from a light emitting surface that is different from the surface on which the light is incident. There is a backlight unit using a light guide plate.
As such a backlight unit using a light guide plate, a backlight unit using a light guide plate in which scattering particles for scattering light in a transparent resin are mixed has been proposed (for example, Patent Document 1). To 4).
例えば、特許文献1には、少なくとも1つの光入射領域及び少なくとも1つの光取出面領域を有する光散乱導光体と前記光入射面領域から光入射を行う為の光源手段とを備え、前記光散乱導光体は前記光入射面から遠ざかるにつれて厚みを減ずる傾向を持った領域を有していることを特徴とする光散乱導光光源装置が記載されている。
また、特許文献2には、光散乱導光体と、光散乱導光体の光取出面側に配置されたプリズムシートと、光散乱導光体の裏面側に配置された反射体とを備えた面光源装置が記載されている。また、特許文献3には、プリズム列状の繰り返し起伏を有する光入射面と、光拡散性を与えられた光出射面を備えた板状の光学材料からなる光出射方向修正素子を備えた液晶ディスプレイが記載され、特許文献4には、内部に散乱能を与えられた光散乱導光体と、前記光散乱導光体の端面部から光供給を行う光供給手段を備えた光源装置が記載されている。
For example,
特許文献1〜4に記載の光散乱体を混入させた光散乱体導光板を備える面状照明装置では、光源から放射され、光入射面から光散乱導光体内に進入した光が、その内部を伝播する過程において、一定の割合で、1回または多重的な散乱作用を受ける。また、光散乱導光体の両面あるいは反射体の表面に到達した光の相当部分は反射作用を受けて、光散乱導光体内へ戻される。
このような複合的な過程を通して、光源の方向からみて前方斜め方向に向かう指向性をもって光取出面から高効率で出射される光束が生成される。つまり、光源から放射された光を光散乱導光体の光取出面から出射される。
このように、散乱粒子が混入された導光板を用いることで、高い出射効率で、均一な光を射出することができると記載されている。
In the planar illumination device including the light scatterer light guide plate mixed with the light scatterers described in
Through such a complex process, a light beam emitted with high efficiency from the light extraction surface is generated with directivity in the obliquely forward direction when viewed from the direction of the light source. That is, the light emitted from the light source is emitted from the light extraction surface of the light scattering light guide.
Thus, it is described that uniform light can be emitted with high emission efficiency by using a light guide plate mixed with scattering particles.
また、導光板としては、光入射面から遠ざかるにつれて厚みを減ずる傾向を持った領域を有している形状の導光板以外にも、平板形状の導光板や、光入射面から遠ざかるにつれて厚みを減ずる傾向を持った領域を有している形状の導光板を着き合わせた形状の導光板を有する面状照明装置が記載されている。 As the light guide plate, besides the light guide plate having a shape having a tendency to reduce the thickness as the distance from the light incident surface increases, the thickness decreases as the distance from the light incident surface increases. There is described a planar illumination device having a light guide plate in a shape in which light guide plates having a shape having a tendency are attached.
しかしながら、特許文献1〜4に記載の導光板を用いる面状照明装置では、大型化するために光源からより遠い位置まで光を到達させるためには、導光板自体の厚みを厚くする必要がある。つまり、面状照明装置を、薄型化、軽量化できないという問題がある。
また、特許文献1〜4に記載されている、光源の入射位置から遠ざかるにつれて厚みを減する傾向を持つ形状、または、平板形状では光の到達距離に限界があるため、大型化に限界があるという問題もある。
However, in the planar illumination device using the light guide plate described in
In addition, the shape described in
また、発光面の大きい光源を用い、導光板により多くの光を入射させることで、より高い輝度または照度の高い光を光射出面から射出させることができるが、導光板の形状により、用いることができる光源の発光面の大きさには、限界があるという問題もある。 In addition, by using a light source with a large light emitting surface and making more light incident on the light guide plate, light with higher luminance or higher illuminance can be emitted from the light exit surface, but depending on the shape of the light guide plate There is also a problem that there is a limit to the size of the light emitting surface of the light source that can be used.
本発明の目的は、上記従来技術に基づく問題点を解消し、薄型で、軽量で、輝度むらのないまたは輝度むらが低減された照明光を射出することができ、かつ大型化が可能な面状照明装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記目的に加え、発光面の面積の大きい光源を用いることができ、より輝度の高い光を射出することができる面状照明装置を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-described problems based on the prior art, and to emit illumination light that is thin, lightweight, has no brightness unevenness, or has reduced brightness unevenness, and can be increased in size. It is to provide a state lighting device.
In addition to the above object, another object of the present invention is to provide a planar illumination device that can use a light source having a large light emitting surface area and can emit light with higher luminance.
上記課題を解決するために、本発明の第1の形態は、面状の光を射出する平坦な光射出面、該光射出面の端縁に形成され、前記光射出面と平行な方向に進行する光を入射させるための光入射面、前記光射出面とは反対側の面に形成された背面を有し、前記光入射面から離れるに従って、前記光射出面に垂直な方向の厚みが厚くなる形状である導光板と、
前記光入射面に対向して配置され、前記光入射面に光を入射させる光源と、
前記導光板の前記背面側に配置され、前記背面から射出された光を反射する平坦な形状の反射部材と、
前記導光板と前記反射部材との間に配置され、前記導光板を支持する支持部材とを有する面状照明装置を提供するものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention is a flat light emitting surface for emitting planar light, formed at an edge of the light emitting surface, and in a direction parallel to the light emitting surface. A light incident surface for allowing the traveling light to enter, and a back surface formed on a surface opposite to the light exit surface; the thickness in a direction perpendicular to the light exit surface increases as the distance from the light entrance surface increases. A light guide plate that is thicker;
A light source disposed opposite to the light incident surface and causing light to enter the light incident surface;
A flat reflection member that is disposed on the back side of the light guide plate and reflects light emitted from the back surface;
The planar illumination device is provided between the light guide plate and the reflection member and includes a support member that supports the light guide plate.
ここで、前記反射部材は、前記導光板の前記光射出面に対する平行度が0.3mm以下で配置されていることが好ましい。
また、前記反射部材は、前記導光板の面が、前記導光板の前記光射出面と実質的に平行で配置されていることが好ましい。
Here, it is preferable that the reflection member is arranged with a parallelism with respect to the light exit surface of the light guide plate of 0.3 mm or less.
Moreover, it is preferable that the said reflection member is arrange | positioned so that the surface of the said light-guide plate may be substantially parallel to the said light emission surface of the said light-guide plate.
また、前記支持部材は、透過率が80%以上であることが好ましい。
また、前記支持部材は、前記導光板の前記光入射面近傍に配置されていることが好ましい。
また、前記支持部材は、前記光源側から入射した光を集光させる形状であることが好ましい。
Further, the support member preferably has a transmittance of 80% or more.
Moreover, it is preferable that the said supporting member is arrange | positioned in the said light-incidence surface vicinity of the said light-guide plate.
Moreover, it is preferable that the said supporting member is a shape which condenses the light which injected from the said light source side.
また、面状照明装置は、さらに、前記導光板を覆い、かつ、前記導光板の前記光射出面側に開口が形成された箱型形状で形成された筐体を有し、前記筐体の前記導光板の前記背面と対向する面は、前記反射部材であることが好ましい。
ここで、前記筐体は、さらに、前記光射出面に垂直な面が、反射部材で形成されていることが好ましい。
The planar lighting device further includes a housing formed in a box shape that covers the light guide plate and has an opening formed on the light exit surface side of the light guide plate. The surface of the light guide plate that faces the back surface is preferably the reflecting member.
Here, it is preferable that the casing is further formed with a reflecting member on a surface perpendicular to the light emitting surface.
また、前記導光板は、内部に多数の散乱粒子を含み、前記散乱粒子の散乱断面積をΦ、前記散乱粒子の密度をNp、補正係数をKC、光の入射方向における前記導光板の前記光入射面から前記導光板の厚みが最も厚くなる位置までの長さをLGとしたときに、不等式
1.1≦Φ・Np・LG・KC≦8.2
0.005≦KC≦0.1
を満足することが好ましい。
The light guide plate includes a large number of scattering particles therein, the scattering cross-sectional area of the scattering particles is Φ, the density of the scattering particles is N p , the correction coefficient is K C , and the light guide plate has a light incident direction. the length from the light incident surface to the thickest position the thickness of the light guide plate is taken as L G, the inequality 1.1 ≦ Φ · N p · L G · K C ≦ 8.2
0.005 ≦ K C ≦ 0.1
Is preferably satisfied.
さらに、前記導光板は、前記光射出面が、矩形状であり、前記光入射面が、前記光射出面の対向する2つの端辺にそれぞれ形成される第1光入射面及び第2光入射面とで構成され、前記背面が、前記第1光入射面及び第2光入射面において前記光射出面と最も近く、第1光入射面と第2光入射面とを結んだ線の中点において前記光射出面と最も遠くなる傾斜面で構成されることが好ましい。
また、前記導光板は、内部に多数の散乱粒子を含み、前記散乱粒子の密度をNpとし、第1光入射面から第2光入射面までの距離をLとし、前記第1光入射面における厚みをD1とし、前記導光板の中点における厚みをD2とすると、下記不等式
27/100000<(D2−D1)/(L/2)<26/1000
0.04%wt<Np<0.25%wt
を満足することが好ましい。
In the light guide plate, the light exit surface has a rectangular shape, and the light incident surface is formed at two opposite sides of the light exit surface, respectively, a first light incident surface and a second light incident surface. And the back surface is closest to the light exit surface in the first light incident surface and the second light incident surface, and is the midpoint of the line connecting the first light incident surface and the second light incident surface In this case, it is preferable that the light exit surface is an inclined surface farthest from the light exit surface.
Further, the light guide plate includes a plurality of scattering particles therein, the density of the scattering particles and N p, the distance from the first light entrance plane to the second light entrance plane is L, the first light entrance plane Where D1 is the thickness of the light guide plate and D2 is the thickness at the midpoint of the light guide plate, the following inequality 27/100000 <(D2-D1) / (L / 2) <26/1000
0.04% wt <Np <0.25% wt
Is preferably satisfied.
また、前記光源は、複数の前記LEDチップと、前記LEDチップを支持する支持体とを有し、前記LEDチップは、前記支持体の前記光入射面に対向する面に列状に配置されていることが好ましい。
また、前記光源は、光を射出する面の前記光射出面に垂直な方向における長さが、前記光入射面よりも長いことも好ましい。
The light source includes a plurality of the LED chips and a support that supports the LED chips, and the LED chips are arranged in a row on a surface of the support that faces the light incident surface. Preferably it is.
In the light source, it is preferable that a length of a light emitting surface in a direction perpendicular to the light emitting surface is longer than that of the light incident surface.
上記課題を解決するために、本発明の第2の形態は、面状の光を射出する平坦な光射出面、該光射出面の端縁に形成され、前記光射出面と平行な方向に進行する光を入射させるための光入射面、前記光射出面とは反対側の面に形成された背面を備え、前記光入射面から離れるに従って、前記光射出面に垂直な方向の厚みが厚くなる形状である導光板及び前記光入射面に対向して配置され、前記光入射面に光を入射させる光源を備える照明装置本体と、
前記照明装置本体の外周を覆い、かつ、前記導光板の光射出面側に開口部が形成された形状であり、前記照明装置本体を支持する筐体とで構成され、
前記筐体は、前記背面に対向する面が、前記背面から射出した光を反射する平坦な形状の反射部材で形成されている面状照明装置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 a flat light emitting surface for emitting planar light, formed on an edge of the light emitting surface, and in a direction parallel to the light emitting surface. A light incident surface for allowing traveling light to enter, and a back surface formed on a surface opposite to the light exit surface, and a thickness in a direction perpendicular to the light exit surface increases as the distance from the light entrance surface increases. An illuminating device main body including a light guide plate having a shape and a light source that is disposed to face the light incident surface and makes light incident on the light incident surface;
Covering the outer periphery of the illuminating device main body, and having a shape in which an opening is formed on the light exit surface side of the light guide plate, and is configured with a housing that supports the illuminating device main body,
The housing provides a planar lighting device in which a surface facing the back surface is formed of a flat reflecting member that reflects light emitted from the back surface.
本発明は、上記構成により、光源から射出される光を効率よく利用することができ、かつ、輝度むらのないまたは低減された光を光射出面から射出させることができる。さらに装置を軽量化、薄型化しつつ、かつ、大型化、つまり、光射出面も大きくすることができる。 According to the above configuration, the present invention can efficiently use the light emitted from the light source, and can emit light having no unevenness in brightness or reduced from the light emitting surface. Further, the apparatus can be made lighter and thinner, and the size can be increased, that is, the light emission surface can be increased.
さらに、反射部材と光射出面との平行度を0.3mm以下とすること光射出面から射出される光に輝度むらが生じることをより確実に防止することができ、実質的に平行とすることで、輝度むらが生じることをさらに確実に防止することができる。
また、支持部材の透過率を80%以上とすることで、光利用効率をより高くすることができる。
Furthermore, by setting the parallelism between the reflecting member and the light exit surface to be 0.3 mm or less, it is possible to more surely prevent unevenness in luminance from being emitted from the light exit surface, and to make it substantially parallel. As a result, it is possible to more reliably prevent the occurrence of luminance unevenness.
Moreover, light utilization efficiency can be made higher by making the transmittance | permeability of a supporting
本発明に係る面状照明装置について、添付の図面に示す実施形態を基に詳細に説明する。
図1は、本発明に係る面状照明装置を備える液晶表示装置の概略を示す斜視図であり、図2は、図1に示した液晶表示装置のII−II線断面図である。
また、図3(A)は、図2に示した面状照明装置(以下「バックライトユニット」ともいう。)の、III−III線矢視図であり、図3(B)は、(A)のB−B線断面図である。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS A planar illumination device according to the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an outline of a liquid crystal display device including a planar illumination device according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of the liquid crystal display device shown in FIG.
3A is a view taken along the line III-III of the planar illumination device (hereinafter also referred to as “backlight unit”) shown in FIG. 2, and FIG. It is a BB line sectional view of).
液晶表示装置2は、バックライトユニット10と、そのバックライトユニット10の光射出面側に配置される液晶表示パネル4と、液晶表示パネル4を駆動する駆動ユニット6とを有する。なお、図1においては、面状照明装置の構成を示すため、液晶表示パネル4の一部の図示を省略している。
The liquid
液晶表示パネル4は、予め特定の方向に配列してある液晶分子に、部分的に電界を印加してこの分子の配列を変え、液晶セル内に生じた屈折率の変化を利用して、液晶表示パネル4の表面上に文字、図形、画像などを表示する。
駆動ユニット6は、液晶表示パネル4内の透明電極に電圧をかけ、液晶分子の向きを変えて液晶表示パネル4を透過する光の透過率を制御する。
The liquid
The
バックライトユニット10は、液晶表示パネル4の背面から、液晶表示パネル4の全面に光を照射する照明装置であり、液晶表示パネル4の画像表示面と略同一形状の光射出面を有する。
The
本発明に係るバックライトユニット10は、図1、図2、図3(A)及び図3(B)に示すように、2つの光源17、導光板18及び光学部材ユニット20を有する照明装置本体14と、下部筐体22、上部筐体24、折返部材26及び支持部材28を有する筐体16とで構成されている。また、図1に示すように筐体16の下部筐体22の裏側には、光源17に電力を供給する複数の電源を収納する電源収納部32が取り付けられている。
以下、バックライトユニット10を構成する各構成部品について説明する。
The
Hereinafter, each component which comprises the
照明装置本体14は、光を射出する光源17、光源17から射出された光を面状の光として射出する導光板18及び導光板18から射出された光を、散乱や拡散させてよりムラのない光とする光学部材ユニット20を有する。
The illuminating device
まず、光源17について説明する。
図4(A)は、図1及び図2に示す面状照明装置10の光源17の概略構成を示す概略斜視図であり、図4(B)は、図4(A)に示す光源17の断面図であり、図4(C)は、図4(A)に示す光源17の1つのLEDチップのみを拡大して示す概略斜視図である。
図4(A)に示すように、光源17は、複数の発光ダイオードのチップ(以下「LEDチップ」という。)40と、光源支持部41とを有する。
First, the
4A is a schematic perspective view showing a schematic configuration of the
As shown in FIG. 4A, the
LEDチップ40は、青色光を射出する発光ダイオードの表面に蛍光物質を塗布したチップであり、所定面積の発光面40aを有し、この発光面40aから白色光を射出する。
つまり、LEDチップ40の発光ダイオードの表面から射出された青色光が蛍光物質を透過すると、蛍光物質が蛍光する。これにより、LEDチップ40から射出された青色光が透過すると、発光ダイオードから射出された青色光と蛍光物質が蛍光することで射出される光とで白色光を生成され、射出される。
ここで、LEDチップ40としては、GaN系発光ダイオード、InGaN系発光ダイオード等の表面にYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光物質を塗布したチップが例示される。
The
That is, when the blue light emitted from the surface of the light emitting diode of the
Here, examples of the
光源支持部41は、図4(B)に示すように、アレイ基板42と複数のフィン44と有する。上述した複数のLEDチップ40は、所定間隔離間して一列でアレイ基板42上に配置されている。具体的には、複数のLEDチップ40は、後述する導光板18の第1光入射面18dまたは第2光入射面18eの長手方向に沿って、言い換えれば、光射出面18aと第1光入射面18dとが交わる線、または、第1光射出面18aと第2光入射面18eとが交わる線と平行に、アレイ状に配列されている。
As shown in FIG. 4B, the light
アレイ基板42は、一面が導光板18の最薄側端面に対向して配置された板状の部材であり、導光板18の側端面である第1光入射面18dまたは第2光入射面18eに対向して配置されている。アレイ基板42の導光板18の光入射面18bに対向する面となる側面には、LEDチップ40が支持されている。
ここで、本実施形態のアレイ基板42は、銅やアルミニウム等の熱伝導性の良い金属で形成されており、LEDチップ40から発生する熱を吸収し、外部に放散させるヒートシンクとしての機能も有する。
The
Here, the
複数のフィン44は、それぞれ銅やアルミニウム等の熱伝導性の良い金属で形成された板状部材であり、アレイ基板42のLEDチップ40が配置されている面とは反対側の面に、隣接するフィン44と所定間隔離間して連結されている。
光源支持部41に、フィン44を複数設けることで表面積を広くすることができ、かつ、放熱効果を高くすることができる。これにより、LEDチップ40の冷却効率を高めることができる。
また、ヒートシンクは、空冷方式に限定されず、水冷方式も用いることができる。
なお、本実施形態では、光源支持部41のアレイ基板42をヒートシンクとして用いたが、LEDチップの冷却が必要ない場合は、ヒートシンクに代えて放熱機能を備えない板状部材をアレイ基板として用いてもよい。
Each of the plurality of
By providing a plurality of
The heat sink is not limited to the air cooling method, and a water cooling method can also be used.
In this embodiment, the
ここで、図4(C)に示すように、本実施形態のLEDチップ40は、LEDチップ40の配列方向の長さよりも、配列方向に直交する方向の長さが短い長方形形状、つまり、後述する導光板18の厚み方向(光射出面18aに垂直な方向)が短辺となる長方形形状を有する。言い換えれば、LEDチップ40は、導光板18の光射出面18aに垂直な方向の長さをa、配列方向の長さをbとしたときに、b>aとなる形状である。また、LEDチップ40の配置間隔をqとするとq>bである。このように、LEDチップ40の導光板18の光射出面18aに垂直な方向の長さa、配列方向の長さb、LEDチップ40の配置間隔qの関係が、q>b>aを満たすことが好ましい。
LEDチップ40を長方形形状とすることにより、大光量の出力を維持しつつ、薄型な光源とすることができる。光源を薄型化することにより、面状照明装置を薄型にすることができる。また、LEDチップの配置個数を少なくすることができる。
Here, as shown in FIG. 4C, the
By making the
なお、LEDチップ40は、光源をより薄型にできるため、導光板18の厚み方向を短辺とする長方形形状とすることが好ましいが、本発明はこれに限定されず、正方形形状、円形形状、多角形形状、楕円形形状等の種々の形状のLEDチップを用いることができる。
In addition, since the
また、本実施形態では、LEDチップを1列に並べ、単層構造としたが、本発明はこれに限定されず、図4(D)に示すように、アレイ支持体41に複数のLEDチップ40を配置した構成のLEDアレイ46を複数個、積層させた構成の多層LEDアレイを光源17’として用いることもできる。このようにLEDアレイ46を積層させる場合でもLEDチップ40を長方形形状とし、LEDアレイ46を薄型にすることで、より多くのLEDアレイ46を積層させることができる。このように、多層のLEDアレイ46を積層させる、つまり、LEDアレイ(LEDチップ)の充填率を高くすることで、より大光量を出力することができる。また、LEDアレイのLEDチップと隣接する層のLEDアレイのLEDチップも上述と同様に配置間隔が上記式を満たすことが好ましい。つまり、LEDアレイは、LEDチップと隣接する層のLEDアレイのLEDチップとを所定距離離間させて積層させることが好ましい。
In this embodiment, the LED chips are arranged in a single row to form a single layer structure. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of LED chips are provided on the
次に、導光板18について説明する。
図5は、導光板18の形状を示す概略斜視図である。
導光板18は、図2、図3及び図5に示すように、略矩形形状の平坦な光射出面18aと、この光射出面18aの両端に、光射出面18aに対してほぼ垂直に形成された2つの光入射面(第1光入射面18dと第2光入射面18e)と、光射出面18aの反対側、つまり、導光板の背面側に位置し、第1光入射面18dおよび第2光入射面18eに平行で、光射出面18aを2等分する2等分線α(図1、図3参照)を中心軸として互いに対称で、光射出面18aに対して所定の角度で傾斜する2つの傾斜面(第1傾斜面18bと第2傾斜面18c)とを有している。第1傾斜面18b及び第2傾斜面18cは、第1光入射面18d及び第2光入射面18eから遠ざかるに従って光射出面18aからの距離が遠ざかる(大きくなる)ように、つまり、それぞれ第1光入射面18d及び第2光入射面18eから導光板の中心に向かうに従って、導光板の光射出面に垂直な方向の厚みが大きくなるように傾斜している。また、導光板18の光射出面18aとは反対側の面である背面は、第1傾斜面18b及び第2傾斜面18cとで構成されている。
つまり、導光板18は、両端部、すなわち第1光入射面18dと第2光入射面18eで厚みが最も薄くなり、中央部、すなわち第1傾斜面18bと第2傾斜面18cが交差する2等分線αに対応する位置で厚さが最大となる。言い換えれば、導光板18は、第1光入射面18dまたは第2光入射面18eから離れるに従って導光板の光射出面18aに垂直な方向の厚みが厚くなる形状である。なお、光射出面18aに対する第1傾斜面18b及び第2傾斜面18cの傾斜角度は特に限定されない。
Next, the
FIG. 5 is a schematic perspective view showing the shape of the
As shown in FIGS. 2, 3 and 5, the
That is, the
また、上述した光源17は、それぞれ導光板18の第1光入射面18d及び第2光入射面18eに対向して配置されている。つまり、面状照明装置10は、2つの光源17が、導光板18をはさみこむように配置されている。言い換えれば、所定間隔離間して、向かい合って配置された2つの光源17の間に導光板18が配置されている。なお、本実施形態では、光射出面18aに垂直な方向において、光源17のLEDチップ40の発光面40aの長さと第1光入射面18d及び第2光入射面18eの長さが略同じ長さである。
このように導光板18を第1光入射面18dまたは第2光入射面18eから離れるに従って、光射出面18aに垂直な方向の厚みが厚くなる形状とすることで、光入射面から入射する光を光入射面からより遠い位置まで届けることができ、光射出面を大きくすることができる。また、光入射面から入射した光を遠い位置まで好適に届けることができるため、導光板を薄型化することができる。
Further, the above-described
Thus, the light incident from the light incident surface is formed by increasing the thickness in the direction perpendicular to the
図2に示す導光板18では、第1光入射面18d及び第2光入射面18eから入射した光は、導光板18の内部に含まれる散乱体(詳細は後述する)によって散乱されつつ、導光板18内部を通過し、直接、または第1傾斜面18b及び第2傾斜面18cで反射した後、光射出面18aから出射する。このとき、第1傾斜面18b及び第2傾斜面18cから一部の光が漏出する場合もあるが、漏出した光は導光板18の第1傾斜面18b及び第2傾斜面18c側に配置された下部筐体22によって反射され再び導光板18の内部に入射する。下部筐体22については後ほど詳細に説明する。
In the
導光板18は、透明樹脂に、光を散乱させるための散乱粒子が混錬分散されて形成されている。導光板18に用いられる透明樹脂の材料としては、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PP(ポリプロピレン)、PC(ポリカーボネート)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、ベンジルメタクリレート、MS樹脂、あるいはCOP(シクロオレフィンポリマー)のような光学的に透明な樹脂が挙げられる。導光板18に混錬分散させる散乱粒子としては、アトシパール、シンコーン、シリカ、ジルコニア、誘電体ポリマなどを用いることができる。このような散乱粒子を導光板18の内部に含有させることによって、均一で輝度むらが少ない照明光を光出射面から出射することができる。このような導光板18は、押出成形法や射出成形法を用いて製造することができる。
The
また、導光板18に含まれる散乱粒子の散乱断面積をΦ、光の入射する方向(導光板に入射した光の進行方向に平行な方向、光射出面に平行で、光射出面と光入射面(第1光入射面または第2光入射面)との接線に垂直な方向において、)における導光板18の第1光入射面18dまたは第2光入射面18eから光射出面18aに直交する方向の厚みが最大となる位置までの長さ、本実施形態では、導光板の光の入射する方向(本実施形態では、導光板18の第1光入射面18dに垂直な方向、以下「光軸方向」ともいう。)の半分の長さ(2等分線αの位置までの長さ)をLG、導光板18に含まれる散乱粒子の密度(単位体積あたりの粒子数)をNp、補正係数をKCとした場合に、Φ・Np・LG・KCの値が1.1以上であり、かつ8.2以下であり、さらに、補正係数KCの値が0.005以上0.1以下であるという関係を満たしているのがよい。導光板18は、このような関係を満たす散乱粒子を含んでいるので、均一で輝度むらが少ない照明光を光出射面18aから出射することができる。
Further, the scattering cross section of the scattering particles contained in the
一般的に、平行光束を等方媒質に入射させた場合の透過率Tは、Lambert−Beer則により下記式(1)で表される。
T=I/I0=exp(−ρ・x)・・・(1)
ここで、xは距離、I0は入射光強度、Iは出射光強度、ρは減衰定数である。
In general, the transmittance T when a parallel light beam is incident on an isotropic medium is expressed by the following formula (1) according to the Lambert-Beer rule.
T = I / I 0 = exp (−ρ · x) (1)
Here, x is a distance, I 0 is incident light intensity, I is outgoing light intensity, and ρ is an attenuation constant.
上記減衰定数ρは、粒子の散乱断面積Φと媒質に含まれる単位体積当たりの粒子数Npとを用いて下記式(2)で表される。
ρ=Φ・Np・・・(2)
したがって、導光板の光の進行方向に平行な方向における導光板の入射面から厚みが最も厚い位置までの長さ、導光板の光軸方向の半分の長さをLGとすると、光の取り出し効率Eoutは、下記式(3)で与えられる。ここで、導光板の光軸方向の半分の長さLGは、導光板18の光入射面に垂直な方向における導光板18の一方の光入射面から導光板18の中心までの長さとなる。
The attenuation constant ρ is expressed by the following equation (2) using the scattering cross-sectional area Φ of particles and the number of particles N p per unit volume contained in the medium.
ρ = Φ · N p (2)
Therefore, from the incident surface of the light guide plate in a direction parallel to the traveling direction of light of the light guide plate to the thickest position thickness length, the length of the half of the optical axis direction of the light guide plate when the L G, light extraction The efficiency E out is given by the following formula (3). Here, half the length L G of the optical axis of the light guide plate, the length from one of the light incident surface of the
また、光の取り出し効率とは、入射光に対する、導光板の光入射面から光軸方向に長さLG離間した位置に到達する光の割合であり、例えば、図2に示す導光板18の場合は、端面に入射する光に対する導光板の中心(導光板の光軸方向の半分の長さとなる位置)に到達する光の割合である。
Eout∝exp(−Φ・Np・LG)・・・(3)
Furthermore, the light extraction efficiency and are, with respect to the incident light, the fraction of light reaching the position spaced the length L G in the optical axis direction from the light incident surface of the light guide plate, for example, the
E out ∝exp (−Φ · N p · L G ) (3)
ここで式(3)は有限の大きさの空間におけるものであり、式(1)との関係を補正するための補正係数KCを導入する。補正係数KCは、有限の空間の光学媒質中で光が伝搬する場合に経験的に求められる無次元の補正係数である。そうすると、光の取り出し効率Eoutは、下記式(4)で表される。
Eout=exp(−Φ・Np・LG・KC)・・・(4)
Here the formula (3) applies to a space of limited size, to introduce a correction coefficient K C for correcting the relationship between the expression (1). The compensation coefficient K C is a dimensionless compensation coefficient empirically obtained where light optical medium of limited dimensions propagates. Then, the light extraction efficiency E out is expressed by the following formula (4).
E out = exp (-Φ · N p · L G · K C) ··· (4)
式(4)に従えば、Φ・Np・LG・KCの値が3.5のときに、光の取り出し効率Eoutが3%であり、Φ・Np・LG・KCの値が4.7のときに、光の取り出し効率Eoutが1%である。
この結果より、Φ・Np・LG・KCの値が大きくなると、光の取り出し効率Eoutが低くなることが分かる。光は導光板の光軸方向へ進むにつれて散乱するため、光の取り出し効率Eoutが低くなると考えられる。
According to the equation (4), when the value of Φ · N p · L G · K C is 3.5, the light extraction efficiency E out is 3%, and Φ · N p · L G · K C When the value of is 4.7, the light extraction efficiency E out is 1%.
From this result, it is understood that the light extraction efficiency E out decreases as the value of Φ · N p · L G · K C increases. Since light is scattered as it travels in the direction of the optical axis of the light guide plate, the light extraction efficiency E out is considered to be low.
したがって、Φ・Np・LG・KCの値は大きいほど導光板として好ましい性質であることが分かる。つまり、Φ・Np・LG・KCの値を大きくすることで、光の入射面と対向する面から射出される光を少なくし、光射出面から射出される光を多くすることができる。すなわち、Φ・Np・LG・KCの値を大きくすることで、入射面に入射する光に対する光射出面から射出される光の割合(以下「光利用効率」ともいう。)を高くすることができる。具体的には、Φ・Np・LG・KCの値を1.1以上とすることで、光利用効率を50%以上にすることができる。 Therefore, it can be seen that the larger the value of Φ · N p · L G · K C is, the more preferable property is for the light guide plate. In other words, by increasing the value of Φ · N p · L G · K C , it is possible to reduce the light emitted from the surface facing the light incident surface and increase the light emitted from the light emission surface. it can. That is, by increasing the value of Φ · N p · L G · K C, ( hereinafter also referred to as "light use efficiency".) Ratio of light emitted through the light exit plane to the light incident on the incident surface of the high can do. Specifically, by setting 1.1 or the value of Φ · N p · L G · K C, the light use efficiency can be 50% or more.
ここで、Φ・Np・LG・KCの値は大きくすると、導光板18の光射出面18aから出射する光の照度むらが顕著になるが、Φ・Np・LG・KCの値を8.2以下とすることで、照度むらを一定以下(許容範囲内)に抑えることができる。なお、照度と輝度は略同様に扱うことができる。従って、本発明においては、輝度と照度とは、同様の傾向があると推測される。
Here, when the value of Φ · N p · L G · K C is increased, the illuminance unevenness of the light emitted from the
以上より、本発明の導光板18のΦ・Np・LG・KCの値は、1.1以上かつ8.2以下であるという関係を満たすことが好ましく、2.0以上かつ8.0以下であることがより好ましい。また、Φ・Np・LG・KCの値は、3.0以上であればさらに好ましく、4.7以上であれば最も好ましい。
また、補正係数KCは、0.005以上0.1以下(0.005≦KC≦0.1)であることが好ましい。
Thus, the value of Φ · N p · L G · K C of the
The correction coefficient K C is preferably 0.005 or more and 0.1 or less (0.005 ≦ K C ≦ 0.1).
以下、具体例とともに、導光板18についてより詳細に説明する。
まず、散乱断面積Φ、粒子密度Np、導光板の光軸方向の半分の長さLG、補正係数KCを種々の値とし、Φ・Np・LG・KCの値が異なる各導光板について、計算機シミュレーションにより光利用効率を求め、さらに照度むらの評価を行った。ここで、照度むら[%]は、導光板の光射出面から射出される光の最大照度をIMaxとし、最小照度をIMinとし、平均照度をIAveとしたときの[(IMax−IMin)/IAve]×100とした。
測定した結果を表1に示す。また、表1における判定は、光利用効率が50%以上かつ照度むらが150%以下の場合を○、光利用効率が50%より小さいまたは照度むらが150%より大きい場合を×として示す。
Hereinafter, the
First, the scattering cross section Φ, particle density N p , half length L G of the light guide plate in the optical axis direction, and correction coefficient K C are set to various values, and the values of Φ · N p · L G · K C are different. About each light-guide plate, the light use efficiency was calculated | required by computer simulation, and also illumination intensity nonuniformity was evaluated. Here, the illuminance unevenness [%] is the maximum illuminance of light emitted through the light exit plane of the light guide plate and I Max, a minimum illuminance and I Min, Average illuminance when the I Ave [(I Max - I Min ) / I Ave ] × 100.
The measured results are shown in Table 1. The determination in Table 1 is indicated by ◯ when the light use efficiency is 50% or more and the illuminance unevenness is 150% or less, and when the light use efficiency is less than 50% or the illuminance unevenness is more than 150%.
また、図6に、Φ・Np・LG・KCの値と光利用効率(光入射面に入射する光に対して光射出面18aから射出される光の割合)との関係を測定した結果を示す。
表1及び図6に示すように、Φ・Np・LG・KCを1.1以上とすることで、光利用効率を大きくすること、具体的には光利用効率を50%以上とすることができ、8.2以下とすることで、照度ムラを150%以下にすることができることがわかる。
また、Kcを0.005以上とすることで、光利用効率を高くすることができ、0.1以下とすることで、導光板からの射出される光の照度むらを小さくすることができることがわかる。
Further, in FIG. 6, measuring the relationship between Φ · N p · L G · K C values and light use efficiency (ratio of light emitted through the
As shown in Table 1 and FIG. 6, by making Φ · N p · L G · K C be 1.1 or more, the light use efficiency is increased, specifically, the light use efficiency is 50% or more. It can be seen that by setting it to 8.2 or less, the illuminance unevenness can be reduced to 150% or less.
In addition, when Kc is set to 0.005 or more, the light use efficiency can be increased, and when it is set to 0.1 or less, the illuminance unevenness of light emitted from the light guide plate can be reduced. Recognize.
次に、導光板に混錬又は分散させる微粒子の粒子密度Npが種々の値の導光板を作成し、それぞれの導光板の光射出面の各位置から射出される光の照度分布を測定した。ここで本実施形態では、粒子密度Npを除いて他の条件、具体的には、散乱断面積Φ、導光板の光軸方向の半分の長さLG、補正係数KC、導光板の形状等は、同じ値とした。従って、本実施形態では、Φ・Np・LG・KCは、粒子密度Npに比例して変化する。
このようにして種々の粒子密度の導光板について、それぞれ光射出面から射出される光の照度分布を測定した結果を図7に示す。図7は、縦軸を照度[lx]とし、横軸を導光板の一方の光入射面からの距離(導光長)[mm]とした。
Then, the particle density N p of the particles which kneaded or dispersed in the light guide plate creates various values of the light guide plate was measured illuminance distribution of light emitted from the respective positions of the light emitting surface of each light guide plate . In this exemplary embodiment, other conditions except for the particle density N p, specifically, the scattering cross section [Phi, half the length of the optical axis direction of the light guide plate L G, the correction coefficient K C, the light guide plate The shape and the like were the same value. Accordingly, in the present embodiment, Φ · N p · L G · K C changes in proportion to the particle density N p.
FIG. 7 shows the results of measuring the illuminance distribution of the light emitted from the light exit surface of the light guide plates having various particle densities in this way. In FIG. 7, the vertical axis is illuminance [lx], and the horizontal axis is the distance (light guide length) [mm] from one light incident surface of the light guide plate.
さらに、測定した照度分布の導光板の側壁から射出される光の最大照度をIMaxとし、最小照度をIMinとし、平均照度をIAveとしたときの照度むら[(IMax−IMin)/IAve]×100[%]を算出した。
図8に、算出した照度むらと粒子密度との関係を示す。図8では、縦軸を照度むら[%]とし、横軸を粒子密度[個/m3]とした。また、図8には、横軸を同様に粒子密度とし、縦軸を光利用効率[%]とした、光利用効率と粒子密度との関係も併せて示す。
Furthermore, the illuminance unevenness when the maximum illuminance of light emitted from the side wall of the light guide plate of the measured illuminance distribution is I Max , the minimum illuminance is I Min , and the average illuminance is I Ave [(I Max −I Min ) / I Ave ] × 100 [%] was calculated.
FIG. 8 shows the relationship between the calculated illuminance unevenness and the particle density. In FIG. 8, the vertical axis is illuminance unevenness [%], and the horizontal axis is particle density [pieces / m 3 ]. FIG. 8 also shows the relationship between light utilization efficiency and particle density, where the horizontal axis is the particle density and the vertical axis is the light utilization efficiency [%].
図7、図8に示すように、粒子密度を高くする、つまりΦ・Np・LG・KCを大きくすると、光利用効率は高くなるが、照度むらも大きくなる。また、粒子密度を低くする、つまり、Φ・Np・LG・KCを小さくすると、光利用効率は低くなるが、照度むらを小さくなることがわかる。
ここで、Φ・Np・LG・KCを1.1以上8.2以下とすることで、光利用効率を50%以上とし、かつ、照度むらを150%以下とすることができる。照度むらを150%以下とすることで、照度むらを目立たなくすることができる。
つまり、Φ・Np・LG・KCを1.1以上8.2以下とすることで、光利用効率を一定以上とし、かつ照度むらも低減することができることがわかる。
As shown in FIGS. 7 and 8, when the particle density is increased, that is, Φ · N p · L G · K C is increased, the light utilization efficiency is increased, but the illuminance unevenness is also increased. It can also be seen that when the particle density is lowered, that is, when Φ · N p · L G · K C is reduced, the light utilization efficiency is reduced, but the illuminance unevenness is reduced.
Here, by the Φ · N p · L G · K C less than 1.1 and not greater than 8.2, the light use efficiency of 50% or more, and the illuminance unevenness of 150% or less. By setting the illuminance unevenness to 150% or less, the illuminance unevenness can be made inconspicuous.
That, Φ · N p · L G · K C to be to less than 1.1 and not greater than 8.2 yields light use efficiency above a certain level, and illuminance unevenness also seen that it is possible to reduce.
次に、光学部材ユニット20について説明する。
光学部材ユニット20は、導光板18の光射出面18aから射出された照明光をより輝度むらのない光にして、照明装置本体14の光射出面14aからより輝度むらのない照明光を射出するためのもので、図2に示すように、導光板18の光射出面18aから射出する照明光を拡散して輝度むらを低減する拡散シート20aと、光入射面と光射出面との接線と平行なマイクロプリズム列が形成されたプリズムシート20bと、プリズムシート20bから射出する照明光を拡散して輝度むらを低減する拡散シート20cとを有する。
Next, the
The
拡散シート20a及び20c、プリズムシート20bとしては、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。
As the
なお、本実施形態では、光学部材ユニットを2枚の拡散シート20aおよび20cと、2枚の拡散シートの間に配置したプリズムシート20bとで構成したが、プリズムシート及び拡散シートの配置順序や配置数は特に限定されず、また、プリズムシート、拡散シートとしても特に限定されず、導光板18の光射出面18aから射出された照明光の輝度むらをより低減することができるものであれば、種々の光学部材を用いることができる。
例えば、光学部材として、上述の拡散シート及びプリズムシートに、加えてまたは代えて、拡散反射体からなる多数の透過率調整体を輝度むらに応じて配置した透過率調整部材も用いることもできる。
In this embodiment, the optical member unit is composed of the two
For example, as the optical member, a transmittance adjusting member in which a large number of transmittance adjusting bodies made of a diffuse reflector are arranged in accordance with the luminance unevenness can be used in addition to or instead of the above-described diffusion sheet and prism sheet.
次に、筐体16について説明する。
図2に示すように、筐体16は、照明装置本体14を収納して支持し、かつその光出射面14a側と導光板18の第1傾斜面18b及び第2傾斜面18c側とから挟み込み、固定するものであり、下部筐体22と上部筐体24と折返部材26と支持部材28とを有する。
Next, the
As shown in FIG. 2, the
図9(A)は、下部筐体の形状を示す概略斜視図であり、図9(B)は、上部筐体の形状を示す概略斜視図であり、図9(C)は、折返部材の形状を示す概略斜視図である。 9A is a schematic perspective view showing the shape of the lower housing, FIG. 9B is a schematic perspective view showing the shape of the upper housing, and FIG. 9C is the folding member. It is a schematic perspective view which shows a shape.
下部筐体22は、図9(A)に示すように、上面が開放され、底面部22aと、底面部22aの4辺に設けられ底面部22aに垂直な側面部22bとで構成された形状である。つまり、1面が開放された略直方体の箱型形状である。また、底面部22aは、平坦であり、内側面が反射部材で形成されている。
反射部材としては、導光板の背面(第1傾斜面及び第2傾斜面)から漏洩する光を反射することができれば、どのような材料で形成されてもよく、例えば、PETやPP(ポリプロピレン)等にフィラーを混練後延伸することによりボイドを形成して反射率を高めた樹脂シート、透明もしくは白色の樹脂シート表面にアルミ蒸着などで鏡面を形成したシート、アルミ等の金属箔もしくは金属箔を担持した樹脂シート、あるいは表面に十分な反射性を有する金属薄板により形成することができる。
As shown in FIG. 9A, the
The reflecting member may be formed of any material as long as it can reflect light leaking from the back surface (first inclined surface and second inclined surface) of the light guide plate, for example, PET or PP (polypropylene). A resin sheet in which voids have been formed by stretching after filler is kneaded and stretched, etc., a sheet with a mirror surface formed by aluminum vapor deposition or the like on the surface of a transparent or white resin sheet, a metal foil such as aluminum or a metal foil It can be formed of a supported resin sheet or a thin metal plate having sufficient reflectivity on the surface.
この下部筐体22は、図2に示すように、上方から収納された照明装置本体14を底面部22a及び側面部22bで支持すると共に、照明装置本体14の光射出面14a以外の面、つまり、照明装置本体14の光射出面14aとは反対側の面(背面)及び側面を覆っている。
As shown in FIG. 2, the
上部筐体24は、図9(B)に示すように、上面に開口部24aとなる照明装置本体14の矩形状の光出射面14aより小さい矩形状の開口が形成され、下面が開放された直方体の箱型形状である。
上部筐体24は、図2に示すように、面状照明装置本体14及び下部筐体22の上方(光射出面側)から、照明装置本体14およびこれが収納された下部筐体22をその4方の側面部22bも覆うように被せられて配置されている。
As shown in FIG. 9B, the
As shown in FIG. 2, the
また、折返部材26は、図9(C)に示すように、所定方向に垂直な断面の形状が常に同一の凹(U字)型となる形状である。つまり、延在方向に垂直な断面の形状がU字形状となる棒状部材である。
折返部材26は、図2に示すように、下部筐体22の側面と上部筐体24の側面との間に嵌挿され、U字形状の一方の平行部の外側面が下部筐体22の側面部22bと連結され、他方の平行部の外側面が上部筐体24の側面と連結されている。
ここで、下部筐体22と折返部材26との接合方法、折返部材26と上部筐体24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。
Further, as shown in FIG. 9C, the folding
As shown in FIG. 2, the folding
Here, as a method for joining the
このように折返部材26を配置することで、筐体16の剛性を高くすることができ、導光板が反ることを防止できる。これにより、例えば、輝度むらがないまたは少なく光を効率よく射出させることができる反面、反りが生じ易い導光板を用いる場合であっても、反りをより確実に矯正でき、または、導光板に反りが生じることをより確実に防止でき、輝度むら等のない、または低減された光を光射出面から射出させることができる。
なお、筐体の上部筐体、下部筐体及び折返部材には、金属、樹脂等の種々の材料を用いることができる。なお、材料としては、軽量で高強度の材料を用いることが好ましい。
また、本実施形態では、折返部材を別部材としたが、上部筐体または下部筐体と一体にして形成してもよい。また、折返部材を設けない構成としてもよい。
By arranging the folding
In addition, various materials, such as a metal and resin, can be used for the upper housing | casing of a housing | casing, a lower housing | casing, and a folding member. In addition, as a material, it is preferable to use a lightweight and high-strength material.
In the present embodiment, the folding member is a separate member, but it may be formed integrally with the upper housing or the lower housing. Moreover, it is good also as a structure which does not provide a folding | turning member.
支持部材28は、所定方向に垂直な断面の形状が同一となる形状である。つまり、延在方向に垂直な断面の形状が同一の棒状部材である。
支持部材28は、図2に示すように、導光板18と下部筐体22との間、より具体的には、導光板18の第1傾斜面18bの第1光入射面18d側の端部と下部筐体22との間に配置され、導光板18を下部筐体22に固定し、支持する。
支持部材28により、導光板18は、下部筐体22の所定位置に固定される。
The
As shown in FIG. 2, the
The
支持部材28の形状は特に限定されず、種々の材料で作成することができる。
また、本実施形態では、支持部材を独立した部材として設けたが、これに限定されず、下部筐体22、または導光板18と一体で形成してもよい。つまり、下部筐体22の一部に突起部を形成し、この突起部を支持部材として用いても、導光板18の一部に突起部を形成し、この突起部を支持部材として用いてもよい。
また、配置位置も特に限定されず、導光板と下部筐体との間の所定位置に配置することができるが、導光板を安定して保持するために、導光板の端部側、つまり、本実施形態では、第1光入射面18d近傍、第2光入射面18e近傍に配置することが好ましい。
The shape of the
In the present embodiment, the support member is provided as an independent member. However, the present invention is not limited to this, and the support member may be formed integrally with the
In addition, the arrangement position is not particularly limited and can be arranged at a predetermined position between the light guide plate and the lower housing, but in order to stably hold the light guide plate, the end side of the light guide plate, that is, In the present embodiment, it is preferable to dispose near the first
面状照明装置10は、基本的に以上のような構成である。
面状照明装置10は、導光板18の両端にそれぞれ配置された光源17から射出された光が導光板18の光入射面(第1光入射面18d及び第2光入射面18e)に入射し、導光板18の内部に含まれる散乱体によって散乱されつつ、導光板18内部を通過し、直接、または第1傾斜面18b及び第2傾斜面18cで反射した後、光射出面18aから出射する。このとき、第1傾斜面18b及び第2傾斜面18cから漏出した一部の光は、下部筐体22の底面部22aの反射部材によって反射され再び導光板18の内部に入射する。
このようにして、導光板18の光射出面18aから射出された光は、光学部材20を透過し、照明装置本体14の光射出面14aから射出され、液晶表示パネル4を照明する。
液晶表示パネル4は、駆動ユニット6により、位置に応じて光の透過率を制御することで、液晶表示パネル4の表面上に文字、図形、画像などを表示する。
The
In the
In this way, the light emitted from the
The liquid
面状照明装置10の筐体16の下部筐体22の反射部材が形成されている底面部22aを平坦な形状とすること、つまり、下部筐体22の導光板側の面(反射面)を平坦とすることで、導光板18の第1傾斜面18b及び第2傾斜面18cと筐体16の底面部22aとの間を空間とし、導光板18と導光板18から漏れた光を反射する反射部材との間に空間を形成することができる。
これにより、導光板18の第1傾斜面18b及び第2傾斜面18cから漏れ、反射し他後導光板に再入射した光により、光射出面18aから射出される光に輝度むらが生じることを防止できる。つまり、導光板の背面、つまり、第1傾斜面18b及び第2傾斜面18cと反射部材とを密着させて配置させた構成の場合は、導光板と反射部材との接着面に接着むら等が生じたり、経時により反射部材の一部が剥離すると、輝度むらが生じることがあるが、本実施形態のように、反射部材となる下部筐体22の底面部22aを平坦な形状とし、導光板の背面との間に空間を形成することで、輝度むらが生じることを防止できる。
また、導光板の背面と反射部材とを密着させないことで、構成や、組み立ても簡単にすることができる。
さらに、本実施形態のように、下部筐体と反射部材とを一体で形成することで、装置構成を簡単にすることができ、また、組み立ても簡単にすることができる。
さらに、導光板を薄型のまま、光射出面を大きくすることが可能となり、装置を軽量化、薄型化、大型化することができる。
The
As a result, light leaking from the first
Moreover, a structure and an assembly can also be simplified by not sticking the back surface of a light-guide plate and a reflection member closely.
Furthermore, as in the present embodiment, by integrally forming the lower housing and the reflecting member, the apparatus configuration can be simplified and the assembly can also be simplified.
Furthermore, it is possible to increase the light emission surface while keeping the light guide plate thin, and the device can be reduced in weight, thickness, and size.
また、本実施形態のように、導光板を中央部が最も厚く両端が最も薄い形状とし、かつ、反射部材を平坦形状とすることで、光射出面から射出される光の輝度分布を釣鐘型とすることができる。
光射出面から射出される光の輝度分布を釣鐘型、つまり、中央部に向かうに従って徐々に輝度が高くなる輝度分布とし、光射出面の中央部の輝度を最も高くすることで、目視において、中央部と周辺部の輝度差を少なく感じ、光射出面から均一な光が射出されているように見える。これにより、面状照明装置から液晶テレビ等に好適に用いることができる輝度分布の光を射出させることができる。
Further, as in the present embodiment, the light guide plate has the thickest shape at the center and the thinnest at both ends, and the reflecting member has a flat shape, so that the luminance distribution of light emitted from the light exit surface is a bell shape. It can be.
Luminance distribution of light emitted from the light exit surface is bell-shaped, that is, a brightness distribution that gradually increases in brightness toward the center, and by visually increasing the brightness at the center of the light exit surface, The difference in brightness between the central part and the peripheral part is felt to be small, and uniform light appears to be emitted from the light exit surface. Accordingly, light having a luminance distribution that can be suitably used for a liquid crystal television or the like can be emitted from the planar lighting device.
ここで、本実施形態の下部筐体22の底面部22a、つまり、平坦な反射部材は、導光板の光射出面18aに対する平行度が0.3mm以下で配置されていることが好ましく、実質的に平行で配置されていることがより好ましい。言い換えれば、反射部材と光射出面18aとは、平行度が0.3mm以下であることが好ましく、実質的に平行であることがより好ましい。つまり、反射部材と光射出面との平行度が0.3mm以下となる位置に筐体(反射部材)と導光板を配置することが好ましく、実質的に平行となる位置に筐体(反射部材)と導光板を配置することがより好ましい。
反射部材を導光板の光射出面に対する平行度が0.3mm以下となる位置に配置し、反射部材を光射出面との距離を一定範囲とすることで、射出される光に輝度むらが生じることをより確実に防止することができ、実質的に平行となる位置に配置することで、さらに確実に輝度むらが生じることを防止できる。また、本実施形態のように対称形状の導光板を用いる場合は、輝度分布をよりずれのない対称形状とすることができる。
Here, it is preferable that the
By disposing the reflecting member at a position where the parallelism with respect to the light exit surface of the light guide plate is 0.3 mm or less, and setting the distance between the reflecting member and the light exit surface within a certain range, uneven brightness occurs in the emitted light. This can be prevented more reliably, and by arranging at substantially parallel positions, it is possible to more reliably prevent uneven brightness from occurring. Further, when a symmetrical light guide plate is used as in the present embodiment, the luminance distribution can be made symmetrical with no deviation.
また、本実施形態では、装置構成をより簡単にすることができるため、下部筐体22の底面部22aを反射部材で形成したが、本発明はこれに限定されず、下部筐体と別部材として、導光板18の第1傾斜面18b及び第2傾斜面18cから漏れた光を反射し、導光板に入射させる平坦な形状の反射部材を設けてもよい。
Moreover, in this embodiment, since the apparatus configuration can be further simplified, the
また、下部筐体22は、側面部22bの内側、つまり、側面部22bの導光板18側の面も反射部材で形成することが好ましい。このように側面部22bを反射部材とし、導光板18の光射出面18aと背面(第1傾斜面18b及び第2傾斜面18c)との間の面から漏れた光を反射し、再び導光板に入射させることができる。これにより、光利用効率を高くすることができ、また、光射出面の端部の輝度が低下し、輝度むらが生じることを防止できる。
Moreover, it is preferable that the lower housing | casing 22 also forms the inner surface of the
また、本実施形態の導光板は、光入射面における導光板の厚み(入光部厚み)をD1とし、導光板の厚みが最大となる位置における、つまり本実施形態では二等分線αにおける導光板の厚み(中心厚み)をD2とし、導光板の光の入射方向の長さ(導光長)つまり、第1入射面から第2入射面までの長さをL(本実施形態では、L=2LGとなる。)としたときに、
D1<D2 かつ、
27/100000<(D2−D1)/(L/2)<5/100 (A)
導光板の重量に対する混入された散乱粒子の重量の割合:Npaの範囲が
0.04%Wt<Npa<0.25%Wt
の関係を満たすことが好ましい。上記関係を満足する形状とすることで出射効率を30%以上に向上させることができる。
In the light guide plate of the present embodiment, the thickness of the light guide plate (light incident portion thickness) on the light incident surface is D1, and the light guide plate is at the maximum thickness, that is, in the bisector α in the present embodiment. The thickness (center thickness) of the light guide plate is D2, and the length of the light guide plate in the light incident direction (light guide length), that is, the length from the first incident surface to the second incident surface is L (in this embodiment, L = 2L G ))
D1 <D2 and
27/100000 <(D2-D1) / (L / 2) <5/100 (A)
Ratio of mixed scattering particle weight to light guide plate weight: Npa range is 0.04% Wt <Npa <0.25% Wt
It is preferable to satisfy the relationship. By making the shape satisfying the above relationship, the emission efficiency can be improved to 30% or more.
または、導光板は、
D1<D2 かつ、
66/100000<(D2−D1)/(L/2)<26/1000 (B)
導光板の重量に対する混入された散乱粒子の重量の割合:Npaの範囲が
0.04%Wt<Npa<0.25%Wt
の関係を満たすように改良することも好ましい。上記関係を満足する形状とすることで出射効率を40%以上に向上させることができる。
Or the light guide plate
D1 <D2 and
66/100000 <(D2-D1) / (L / 2) <26/1000 (B)
Ratio of mixed scattering particle weight to light guide plate weight: Npa range is 0.04% Wt <Npa <0.25% Wt
It is also preferable to improve so as to satisfy this relationship. By making the shape satisfying the above relationship, the emission efficiency can be improved to 40% or more.
さらに、導光板は、
D1<D2 かつ、
1/1000<(D2−D1)/(L/2)<26/1000 (C)
導光板の重量に対する混入された散乱粒子の重量の割合:Npaの範囲が
0.04%Wt<Npa<0.25%Wt
の関係を満たすように改良することがさらに好ましい。上記関係を満足する形状とすることで、出射効率を50%以上に向上させることができる。
Furthermore, the light guide plate
D1 <D2 and
1/1000 <(D2-D1) / (L / 2) <26/1000 (C)
Ratio of mixed scattering particle weight to light guide plate weight: Npa range is 0.04% Wt <Npa <0.25% Wt
It is further preferable to improve so as to satisfy the relationship. By making the shape satisfying the above relationship, the emission efficiency can be improved to 50% or more.
図10に、傾斜面の傾斜角がそれぞれ異なる導光板、つまり(D2−D1)/(L/2)が異なる種々の形状の導光板についてそれぞれ光利用効率を測定した結果を示す。ここで、図10に横軸は、導光板の(D2−D1)/(L/2)であり、縦軸は、光利用効率[%]である。
図10に示した測定結果からも、導光板の形状を27/100000<(D2−D1)/(L/2)<5/100とすることで、光利用効率を30%以上とすることができ、66/100000<(D2−D1)/(L/2)<26/1000とすることで、光利用効率を40%以上とすることができ、1/1000<(D2−D1)/(L/2)<26/1000とすることで、光利用効率を50%以上とすることができることがわかる。
FIG. 10 shows the results of measuring the light utilization efficiency for light guide plates having different inclination angles of the inclined surfaces, that is, light guide plates having various shapes with different (D2-D1) / (L / 2). Here, the horizontal axis in FIG. 10 is (D2-D1) / (L / 2) of the light guide plate, and the vertical axis is the light utilization efficiency [%].
From the measurement results shown in FIG. 10, the light utilization efficiency can be increased to 30% or more by setting the shape of the light guide plate to 27/100000 <(D2-D1) / (L / 2) <5/100. By using 66/100000 <(D2-D1) / (L / 2) <26/1000, the light utilization efficiency can be increased to 40% or more, and 1/1000 <(D2-D1) / ( It can be seen that the light utilization efficiency can be 50% or more by setting L / 2) <26/1000.
なお、導光板は、上記形状に限定されず、光入射面から離れるに従って、導光板の厚みが厚くなる形状であれば、種々の形状とすることができる。
例えば、第1傾斜面18b及び第2傾斜面18cには、第1光入射面18d及び第2光入射面18eと平行な方向にプリズム列を形成してもよい。また、このようなプリズム列の代わりに、プリズムに類する光学素子を規則的に形成することもできる。例えば、レンチキュラーレンズ、凹レンズ、凸レンズ、ピラミッド型など、レンズ効果を有する光学素子を導光板の傾斜面に形成することもできる。
In addition, the light guide plate is not limited to the above shape, and may have various shapes as long as the thickness of the light guide plate increases as the distance from the light incident surface increases.
For example, prism rows may be formed on the first
また、導光板の形状は、本実施形態の形状に限定されず、例えば、図2に示した導光板を半分に切断した形状、つまり、光入射面が1面のみとなり、光入射面から離れるに従って、導光板の厚みが厚くなる形状、言い換えれば、光入射面が、光射出面の1つの端辺に形成される1つの光入射面から構成され、傾斜面が、光入射面からこれに対向する他端面に向かうに従って光射出面から遠ざかるように傾斜する1つの傾斜面から構成され、光入射面において最も薄く、他端面において最も厚い形状としてもよい。また、導光板の側面のいずれの面に光源を配置し、4方の側面を光入射面とし、4つの光入射面から中央に向かうに従って、厚みが厚くなる形状、つまり、導光板の光射出面とは反対側の面が四角錐形状となる形状、言い換えれば、光入射面が、該光射出面の4つの端辺にそれぞれ形成される4つの光入射面から構成され、傾斜面は、4つの光入射面からそれぞれ中央に向かうに従って前記光射出面から遠ざかるように傾斜した4つの傾斜面から構成され、光入射面における厚みが最も薄く、4つの傾斜面の交わる位置における厚みが最も厚い形状としてもよい。
導光板をこのような形状とすることでも、薄型を維持しつつ、光入射面から遠い位置まで光を到達させることができる。これにより導光板を薄型化でかつ光射出面を大型化することができる。
導光板を上記のような形状とした場合も、光の入射する方向において導光板の光入射面から光射出面に直交する方向の厚みが最大となる位置までの長さをLGとし、上述のΦ・Np・LG・KCが1.1以上8.2以下を満たし、かつ、0.005≦KC≦0.1を満たすことが好ましい。上記範囲を満たすことで照度むらが低減され、かつ光利用効率を高い光を光射出面から射出させることができる。
In addition, the shape of the light guide plate is not limited to the shape of the present embodiment. For example, the light guide plate shown in FIG. 2 is cut in half, that is, the light incident surface is only one surface, and is separated from the light incident surface. In accordance with the above, the shape of the light guide plate is increased, in other words, the light incident surface is composed of one light incident surface formed on one edge of the light exit surface, and the inclined surface is changed from the light incident surface to this. It may be composed of one inclined surface that is inclined so as to be farther from the light exit surface toward the other opposite end surface, and may have the thinnest shape on the light incident surface and the thickest shape on the other end surface. In addition, the light source is arranged on any one of the side surfaces of the light guide plate, the four side surfaces are light incident surfaces, and the thickness increases from the four light incident surfaces toward the center, that is, the light emission of the light guide plate The surface opposite to the surface has a quadrangular pyramid shape, in other words, the light incident surface is composed of four light incident surfaces respectively formed on the four end sides of the light exit surface, and the inclined surface is Each of the four light incident surfaces is composed of four inclined surfaces that are inclined so as to move away from the light exit surface toward the center. The thickness of the light incident surface is the thinnest, and the thickness at the position where the four inclined surfaces intersect is the thickest. It is good also as a shape.
Even if the light guide plate has such a shape, light can reach a position far from the light incident surface while maintaining a thin shape. Thereby, the light guide plate can be thinned and the light emission surface can be enlarged.
Again, with the light guide plate having the above shape, the length of the direction of incidence of light from the light incident surface of the light guide plate to a position where the direction of thickness perpendicular to the light exit surface is maximum and L G, above Φ · N p · L G · K C preferably satisfies 1.1 or more and 8.2 or less and satisfies 0.005 ≦ K C ≦ 0.1. By satisfying the above range, illuminance unevenness can be reduced and light with high light utilization efficiency can be emitted from the light exit surface.
また、上記の透明樹脂に可塑剤を混入して導光板を作製してもよい。
このように、透明材料と可塑剤とを混合した材料で導光板を作製することで、導光板をフレキシブルにすること、つまり、柔軟性のある導光板とすることができ、導光板を種々の形状に変形させることが可能となる。従って、導光板の表面を種々の曲面に形成することができる。
このように導光板をフレキシブルにすることにより、例えば、導光板、または、この導光板を用いた面状照明装置を電飾(イルミネーション)関係の表示板として用いる場合に、曲率を持つ壁にも装着することが可能となり、導光板をより多くの種類、より広い使用範囲の電飾やPOP(POP広告)等に利用することができる。
Moreover, you may produce a light-guide plate by mixing a plasticizer in said transparent resin.
Thus, by producing a light guide plate with a material in which a transparent material and a plasticizer are mixed, the light guide plate can be made flexible, that is, a flexible light guide plate. It can be deformed into a shape. Therefore, the surface of the light guide plate can be formed into various curved surfaces.
By making the light guide plate flexible in this way, for example, when using a light guide plate or a planar lighting device using the light guide plate as a display plate for illumination, the wall having a curvature is also used. It becomes possible to mount the light guide plate, and the light guide plate can be used for more types, a wider range of electric decoration, POP (POP advertisement), and the like.
ここで、可塑剤としては、フタル酸エステル、具体的には、フタル酸ジメチル(DMP)、フタル酸ジエチル(DEP)、フタル酸ジブチル(DBP)、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル(DOP(DEHP))、フタル酸ジノルマルオクチル(DnOP)、フタル酸ジイソノニル(DINP)、フタル酸ジノニル(DNP)、フタル酸ジイソデジル(DIDP)、フタル酸混基エステル(C6〜C11)(610P、711P等)、フタル酸ブチルベンジル(BBP)が例示される。また、フタル酸エステル以外にも、アジピン酸ジオクチル(DOA)、アジピン酸ジイソノニル(DINA)、アジピン酸ジノルマルアルキル(C6、8、10)(610A)、アジピン酸ジアルキル(C7、9)(79A)、アゼライン酸ジオクチル(DOZ)、セバシン酸ジブチル(DBS)、セバシン酸ジオクチル(DOS)、リン酸トリクレシル(TCP)、アセチルクエン酸トリブチル(ATBC)、エポキシ化大豆油(ESBO)、トリメリット酸トリオクチル(TOTM)、ポリエステル系、塩素化パラフィン等が例示される。 Here, as the plasticizer, phthalate ester, specifically, dimethyl phthalate (DMP), diethyl phthalate (DEP), dibutyl phthalate (DBP), di-2-ethylhexyl phthalate (DOP (DEHP)) ), Di-normal octyl phthalate (DnOP), diisononyl phthalate (DINP), dinonyl phthalate (DNP), diisodecyl phthalate (DIDP), phthalic acid mixed ester (C 6 to C 11 ) (610P, 711P, etc.) And butylbenzyl phthalate (BBP). In addition to phthalate esters, dioctyl adipate (DOA), diisononyl adipate (DINA), di-normal alkyl adipate (C6, 8, 10 ) (610A), dialkyl adipate (C7, 9 ) ( 79A), dioctyl azelate (DOZ), dibutyl sebacate (DBS), dioctyl sebacate (DOS), tricresyl phosphate (TCP), tributyl acetylcitrate (ATBC), epoxidized soybean oil (ESBO), trimellitic acid Examples include trioctyl (TOTM), polyester, and chlorinated paraffin.
また、支持部材は、透過率を80%以上とすることが好ましい。
支持部材の透過率を80%以上とすることで、光源から射出され、導光板の光入射面に入射しない光を透過させ、第1傾斜面18b及び第2傾斜面18c側から導光板18に光を入射させることができる。これにより、光源から射出された光をより効率よく利用することができる。
ここで、支持部材は、例えば、上述した導光板に用いる材料で作製することで、透明率を80%以上とすることができる。
Further, the support member preferably has a transmittance of 80% or more.
By setting the transmittance of the support member to 80% or more, light emitted from the light source and not incident on the light incident surface of the light guide plate is transmitted, and the
Here, the support member can be made of a material used for the above-described light guide plate, for example, so that the transparency can be 80% or more.
さらに、支持部材は、入射した光を集光させる形状、つまり、透過する光を集光するレンズ効果を有する形状とすることが好ましい。言い換えると、支持部材は、光源側から入射した光を導光板の中央部側に集光して射出させる形状とすることが好ましい。
支持部材を透過する光を集光させて導光板の中央部側に射出させることで、導光板の中央部まで光を届かせることができる。
Furthermore, it is preferable that the support member has a shape for condensing incident light, that is, a shape having a lens effect for condensing transmitted light. In other words, it is preferable that the support member has a shape in which light incident from the light source side is collected and emitted to the central portion side of the light guide plate.
By condensing the light transmitted through the support member and emitting it to the central portion side of the light guide plate, the light can reach the central portion of the light guide plate.
図11〜図13は、それぞれレンズ効果を有する形状の支持部材の一例を示す図である。具体的には、図11(A)は、支持部材の形状の一例を示す概略斜視図であり、図11(B)は、(A)の断面図である。図12(A)は、支持部材の形状の他の一例を示す概略斜視図であり、図12(B)は、(A)の断面図である。図13(A)は、支持部材の形状の他の一例を示す概略斜視図であり、図13(B)は、(A)の断面図である。 FIGS. 11 to 13 are views showing examples of support members each having a lens effect. Specifically, FIG. 11A is a schematic perspective view illustrating an example of the shape of the support member, and FIG. 11B is a cross-sectional view of FIG. FIG. 12A is a schematic perspective view illustrating another example of the shape of the support member, and FIG. 12B is a cross-sectional view of FIG. FIG. 13A is a schematic perspective view illustrating another example of the shape of the support member, and FIG. 13B is a cross-sectional view of FIG.
図11(A)及び(B)に示す支持部材52は、所定方向に垂直な断面の形状が同一となる形状であり、その断面の形状が長方形(矩形)の一辺を曲線52aとしたかまぼこ型である。つまり、支持部材52は、断面が、長方形の四辺のうちの一辺を対向する辺に対して凹、つまり、対向する辺に対して離れる側に曲がった曲線52aで構成された形状である。支持部材52は、断面において、曲線52aと対向していない2つの直線でそれぞれ構成される2つの面の一方が導光板と接し、他方が反射部材(筐体)と接して配置され、導光板を反射部材に対して固定している。
この支持部材52は、曲線52aで形成される面が導光板の中央と対向し、曲線52aに対向する直線52bで形成される面が光源と対向する向きで配置されており、光源から射出され、線分側から入射した光を曲線52a側から射出する。
このように、支持部材を断面がかまぼこ形状となる形状とし、曲線側から光を射出させることで、支持部材に入射した光を集光して射出させることができる。
A
The
In this way, the support member is formed in a shape having a semi-cylindrical cross section, and light is emitted from the curve side, whereby the light incident on the support member can be condensed and emitted.
次に、図12(A)及び(B)に示す支持部材54は、所定方向に垂直な断面の形状が同一となる形状であり、断面の形状が、頂角54a以外の頂点が所定の厚みを有する略三角形形状である。言い換えれば、支持部材54は、断面の形状が、長方形の4辺のうちの1辺の一部に対向する辺から離れる2つの直線で形成される凸部を形成した形状である。
この支持部材54は、断面において三角形形状の底辺52bで形成される面が光源に対向し、頂角54aを形成する2辺により形成される2つの面が導光板中央側に対向する向きに配置されており、光源から射出され底辺54bで形成される面から入射した光を、頂角54aを形成する2辺でそれぞれ形成される2つの面から射出する。また、支持部材54は、頂角54a以外の2つの頂点に相当する端部は所定厚みを有し、この一方の端部が導光板と接し、他方の端部が反射部材(筐体)と接して配置され、導光板を反射部材に対して固定している。
このように、支持部材を断面が略三角形となる形状とし、頂角側から光を射出させることでも、支持部材に入射した光を集光して射出させることができる。
Next, the supporting
The
As described above, the light incident on the support member can be condensed and emitted by making the support member have a substantially triangular cross section and emitting light from the apex side.
図13(A)及び(B)に示す支持部材56は、所定方向に垂直な断面の形状が同一となる形状であり、断面の形状が、矩形状であり、この四辺のうちの一辺にプリズム56aが形成されている形状である。
この支持部材56は、プリズム56aが形成されている面が導光板中央側に対向するして配置されており、光源から射出され、プリズム56aが形成されている面とは反対側の面が光源に対向して配置されており、支持部材56に入射した光は、プリズム56aが形成されている面から射出される。また、支持部材56は、プリズム56aが形成されている面とは対向していない2面、つまり、プリズム56aが形成されている面と接する2つの面の一方の面は、導光板と接し、他方の面は、反射部材(筐体)と接して配置され、導光板を反射部材に対して固定している。
このように、支持部材の光源と対向する面とは反対側の面にプリズムを形成することでも、支持部材に入射した光を集光して射出させることができる。
The
The
Thus, the light incident on the support member can be condensed and emitted also by forming the prism on the surface opposite to the surface facing the light source of the support member.
このように、支持部材をかまぼこ形状、略三角形形状、さらには、表面にプリズムを形成した形状とすることで、支持部材を透過した光を集光することでき、光源から射出され、光入射面に入射されなかった光をより遠くまで届けることができる。これにより、輝度むらが生じ、また、導光板中央部の輝度が低下することを防止できる。
なお、レンズ効果を備える支持部材の形状は、上記形状に限定されず、コリメータレンズ形状、凹レンズ、凸レンズ等の種々の形状にすることができる。
As described above, the support member is formed into a semi-cylindrical shape, a substantially triangular shape, and a shape in which a prism is formed on the surface, so that the light transmitted through the support member can be collected, emitted from the light source, and incident on the light incident surface. The light that was not incident on the can be delivered further. As a result, luminance unevenness can be generated, and the luminance at the central portion of the light guide plate can be prevented from decreasing.
Note that the shape of the support member having the lens effect is not limited to the above shape, and may be various shapes such as a collimator lens shape, a concave lens, and a convex lens.
なお、図11〜図13では、支持部材の導光板と接する側の面と反射部材と接する側の面とを平行としたが、支持部材の導光板と接触する側の面は、導光板の傾斜面の形状と同一の形状とすることが好ましい。具体的には、本実施形態の場合では、支持部材の導光板と接する面を傾斜面と同一角度で傾斜させることが好ましい。
つまり、支持部材は、導光板及び支持部材と接する部分の形状を、接触する導光板及び支持部材にあわせた形状とすることが好ましい。
このように、支持部材の導光板と接触する側の面を導光板の傾斜面(背面)の形状と同一形状とすることで、導光板を確実に支持することができる。
In FIGS. 11 to 13, the surface of the support member in contact with the light guide plate and the surface of the support member in contact with the reflection member are parallel, but the surface of the support member in contact with the light guide plate is the same as that of the light guide plate. The shape is preferably the same as the shape of the inclined surface. Specifically, in the case of this embodiment, it is preferable to incline the surface of the support member that contacts the light guide plate at the same angle as the inclined surface.
That is, it is preferable that the support member has a shape that matches the light guide plate and the support member in contact with the light guide plate and the support member.
Thus, the light guide plate can be reliably supported by setting the surface of the support member on the side in contact with the light guide plate to have the same shape as the inclined surface (back surface) of the light guide plate.
次に、図14は、面状照明装置の他の一例を示す概略断面図である。
図14に示す面状照明装置80は、光源84の形状を除いて他の部分は、図2に示した、面状照明装置10と同じ構成のものである。したがって、両者で同一の構成要素には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略し、以下、面状照明装置80に特有の点を重点的に説明する。
Next, FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing another example of the planar illumination device.
The
面状照明装置80は、光源84、導光板18及び光学部材20を備える照明装置本体82と、下部筐体22、上部筐体24、折返部材26、支持部材28を備える筐体16とを有する。
筐体16の各部材、導光板18及び光学部材20は、上述した面状照明装置10の各部材と同様であるので、説明を省略する。
The
Since each member of the housing | casing 16, the light-
光源84は、複数のLEDチップ86と、光源支持部88とを有する。なお、光源84は、LEDチップ86と、光源支持部41の大きさを除いて各構成は上述した光源12と同様である。
The
LEDチップ86は、発光面の光射出面に垂直な方向の長さ、つまり図14中上下方向の長さが、第1光入射面18d及び第2光入射面18eの短辺方向の長さ、つまり、図14中上下方向の長さよりも長い形状である。
また、光源支持部88は、光射出面に垂直な方向における長さが、LEDチップよりも長い形状である。
このように、LEDチップの発光面の光射出面に垂直な方向の長さが、第1光入射面18d及び第2光入射面18eの短辺方向の長さよりも長い形状とし、光源の発光面を大きくすることで、光源から射出される光の量を多くすることができ、光射出面から射出される光の輝度をより高くすることができる。
The
Moreover, the light
As described above, the length of the light emitting surface of the LED chip in the direction perpendicular to the light emitting surface is longer than the length of the first
ここで、本実施形態のように、光源のLEDチップを大きくした場合は、支持部材の透過率を80%以上とすることが好ましい。
このように、支持部材の透過率を80%以上とすることで、光源の発光面を導光板の光入射面よりも大きくした場合でも、光入射面に入射しなかった光を、支持部材を透過させて、導光板の第1傾斜面及び第2傾斜面側から導光板に入射させることができる。
Here, when the LED chip of the light source is enlarged as in this embodiment, the transmittance of the support member is preferably 80% or more.
In this way, by setting the transmittance of the support member to 80% or more, even when the light emitting surface of the light source is made larger than the light incident surface of the light guide plate, the light that has not entered the light incident surface is removed from the support member. The light can be transmitted and incident on the light guide plate from the first inclined surface side and the second inclined surface side of the light guide plate.
このように、光源のLEDチップを大きくし、つまり、発光面の光射出面に垂直な方向の長さが、第1光入射面18d及び第2光入射面18eの短辺方向の長さよりも長い形状とし、さらに支持部材の透明度を80%以上とすることで、光源から射出される光の量を多くすることができ、光源から射出される光を効率よく利用することができ、かつ、光射出面から輝度の高い光を射出させることができる。
In this way, the LED chip of the light source is enlarged, that is, the length of the light emitting surface in the direction perpendicular to the light emitting surface is longer than the length of the first
また、本実施形態では、LEDチップを光入射面の長手方向に単列に配置した場合としたが、図4(D)に示すようにLEDアレイを複数枚積層させた構成等、光射出面に垂直な方向にLEDチップを複数配置する場合は、光射出面に垂直な方向の両端のLEDの長さを第1光入射面18d及び第2光入射面18eの短辺方向の長さよりも長い形状とすることで、同様の効果を得ることができる。つまり、光射出面に複数配置されたLEDチップの発光面の端から端までの長さが光源の光を射出する面の光射出面に垂直な方向の長さとなる。
In this embodiment, the LED chips are arranged in a single row in the longitudinal direction of the light incident surface. However, as shown in FIG. 4D, the light emitting surface such as a configuration in which a plurality of LED arrays are stacked. When a plurality of LED chips are arranged in a direction perpendicular to the light emitting surface, the lengths of the LEDs at both ends in the direction perpendicular to the light emitting surface are longer than the lengths in the short side direction of the first
以上、本発明に係る面状照明装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。 The planar lighting device according to the present invention has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various improvements and modifications are made without departing from the gist of the present invention. May be.
例えば、光源のLEDチップとして、青色LEDの発光面にYAG蛍光物質を塗布した構成としたが、これに限定されず、赤色LEDや緑色LED等の他の単色LEDの発光面に蛍光物質を配置した構成のLEDチップを用いてもよい。
また、光源として、赤色LED、緑色LED、青色LEDの3種類のLEDを組み合わせた構成のLEDユニットを用いることもできる。この場合は、3種類のLEDから射出された光を混色することで白色光とすることができる。
さらにLEDの代わりに半導体レーザー(LD)を用いることもできる。
For example, as a light source LED chip, a YAG fluorescent material is applied to the light emitting surface of a blue LED. However, the present invention is not limited to this, and a fluorescent material is arranged on the light emitting surface of another single color LED such as a red LED or a green LED. You may use the LED chip of the structure which carried out.
Moreover, the LED unit of the structure which combined three types of LED of red LED, green LED, and blue LED as a light source can also be used. In this case, white light can be obtained by mixing light emitted from the three types of LEDs.
Further, a semiconductor laser (LD) can be used instead of the LED.
2 液晶表示装置
4 液晶表示パネル
6 駆動ユニット
10、80 面状照明装置
14、82 照明装置本体
14a 光射出面
16 筐体
17、84 光源
18 導光板
18a 光射出面
18b 第1傾斜面
18c 第2傾斜面
18d 第1光入射面
18e 第2光入射面
20 光学部材ユニット
20a、20c 拡散シート
20b プリズムシート
22 下部筐体
22a 底面部
22b 側面部
24 上部筐体
24a 開口部
26 折返部材
28、52、54、56 支持部材
32 電源収納部
40、86 LEDチップ
40a 発光面
41、88 光源支持部
42 アレイ支持体
44 ファン
2 Liquid
Claims (14)
前記光入射面に対向して配置され、前記光入射面に光を入射させる光源と、
前記導光板の前記背面側に配置され、前記背面から射出された光を反射する平坦な形状の反射部材と、
前記導光板と前記反射部材との間に配置され、前記導光板を支持する支持部材とを有する面状照明装置。 A flat light exit surface that emits planar light, a light incident surface that is formed at an edge of the light exit surface, and enters light traveling in a direction parallel to the light exit surface; the light exit surface; Has a back surface formed on the opposite surface, and as the distance from the light incident surface increases, the light guide plate has a shape in which the thickness in the direction perpendicular to the light exit surface increases.
A light source disposed opposite to the light incident surface and causing light to enter the light incident surface;
A flat reflection member that is disposed on the back side of the light guide plate and reflects light emitted from the back surface;
A planar illumination device having a support member disposed between the light guide plate and the reflection member and supporting the light guide plate.
前記筐体の前記導光板の前記背面と対向する面は、前記反射部材である請求項1〜6のいずれかに記載の面状照明装置。 Further, the housing has a box shape that covers the light guide plate and has an opening formed on the light exit surface side of the light guide plate.
The surface illumination device according to any one of claims 1 to 6, wherein a surface of the housing facing the back surface of the light guide plate is the reflective member.
内部に多数の散乱粒子を含み、前記散乱粒子の散乱断面積をΦ、前記散乱粒子の密度をNp、補正係数をKC、光の入射方向における前記導光板の前記光入射面から前記導光板の厚みが最も厚くなる位置までの長さをLGとしたときに、不等式
1.1≦Φ・Np・LG・KC≦8.2
0.005≦KC≦0.1
を満足する請求項1〜8のいずれかに記載の面状照明装置。 The light guide plate is
It includes a large number of scattering particles inside, the scattering cross section of the scattering particles is Φ, the density of the scattering particles is N p , the correction coefficient is K C , and the light guide surface from the light incident surface of the light guide plate in the light incident direction. when the length of the position to the thickness of the optical plate becomes thickest was L G, the inequality 1.1 ≦ Φ · N p · L G · K C ≦ 8.2
0.005 ≦ K C ≦ 0.1
The planar illumination device according to any one of claims 1 to 8, wherein:
前記光射出面が、矩形状であり、
前記光入射面が、前記光射出面の対向する2つの端辺にそれぞれ形成される第1光入射面及び第2光入射面とで構成され、
前記背面が、前記第1光入射面及び第2光入射面において前記光射出面と最も近く、第1光入射面と第2光入射面とを結んだ線の中点において前記光射出面と最も遠くなる傾斜面で構成される請求項1〜9のいずれかに記載の面状照明装置。 The light guide plate is
The light exit surface is rectangular;
The light incident surface is composed of a first light incident surface and a second light incident surface that are respectively formed on two opposite sides of the light exit surface;
The back surface is closest to the light emitting surface at the first light incident surface and the second light incident surface, and the light emitting surface at a midpoint of a line connecting the first light incident surface and the second light incident surface. The planar illumination device according to any one of claims 1 to 9, wherein the planar illumination device is configured by a farthest inclined surface.
第1光入射面から第2光入射面までの距離をLとし、前記第1光入射面における厚みをD1とし、前記導光板の中点における厚みをD2とすると、下記不等式
27/100000<(D2−D1)/(L/2)<26/1000
0.04%wt<Np<0.25%wt
を満足する請求項10に記載の面状照明装置。 The light guide plate includes a plurality of scattering particles therein, the density of the scattering particles and N p,
When the distance from the first light incident surface to the second light incident surface is L, the thickness at the first light incident surface is D1, and the thickness at the midpoint of the light guide plate is D2, the following inequality 27/100000 <( D2-D1) / (L / 2) <26/1000
0.04% wt <Np <0.25% wt
The planar illuminating device of Claim 10 which satisfies these.
前記LEDチップは、前記支持体の前記光入射面に対向する面に列状に配置されている請求項1〜11のいずれかに記載の面状照明装置。 The light source includes a plurality of the LED chips and a support that supports the LED chips,
The planar lighting device according to claim 1, wherein the LED chips are arranged in a line on a surface of the support that faces the light incident surface.
前記照明装置本体の外周を覆い、かつ、前記導光板の光射出面側に開口部が形成された形状であり、前記照明装置本体を支持する筐体とで構成され、
前記筐体は、前記背面に対向する面が、前記背面から射出した光を反射する平坦な形状の反射部材で形成されている面状照明装置。 A flat light exit surface that emits planar light, a light incident surface that is formed at an edge of the light exit surface, and enters light traveling in a direction parallel to the light exit surface; the light exit surface; Is provided with a back surface formed on the opposite surface, and is disposed to face the light incident surface and the light incident surface in a shape in which the thickness in the direction perpendicular to the light exit surface increases as the distance from the light incident surface increases. An illuminating device main body including a light source that makes light incident on the light incident surface;
Covering the outer periphery of the illuminating device main body, and having a shape in which an opening is formed on the light exit surface side of the light guide plate, and is configured with a housing that supports the illuminating device main body,
The planar lighting device, wherein a surface of the housing that faces the back surface is formed by a flat reflecting member that reflects light emitted from the back surface.
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