JP2009245905A - Light guide plate and planar lighting device - Google Patents
Light guide plate and planar lighting device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009245905A JP2009245905A JP2008094362A JP2008094362A JP2009245905A JP 2009245905 A JP2009245905 A JP 2009245905A JP 2008094362 A JP2008094362 A JP 2008094362A JP 2008094362 A JP2008094362 A JP 2008094362A JP 2009245905 A JP2009245905 A JP 2009245905A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- guide plate
- light guide
- scattering particles
- light incident
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Planar Illumination Modules (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光源から射出された光が入射して内部を伝播し、散乱して光射出面から射出する導光板と、この導光板と光源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 light guide plate in which light emitted from a light source is incident and propagates, scatters and exits from a light exit surface, and a planar illumination device that illuminates the interior and the exterior having the light guide plate and the light source, Alternatively, the present invention relates to a planar illumination device used as a backlight for illuminating a liquid crystal panel of a liquid crystal display device or a backlight for an advertisement panel, an advertising tower, a signboard, or the like.
液晶表示装置には、液晶表示パネルの裏面側から光を照射し、液晶表示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、照明用の光源が発する光を拡散して液晶表示パネルを照射する導光板、導光板から出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。 In the liquid crystal display device, a backlight unit that irradiates light from the back side of the liquid crystal display panel and illuminates the liquid crystal display panel is used. The backlight unit is configured by using components such as a light guide plate that diffuses light emitted from a light source for illumination and irradiates the liquid crystal display panel, a prism sheet that diffuses light emitted from the light guide plate, and a diffusion sheet. .
現在、大型の液晶テレビのバックライトユニットは、照明用の光源の直上に導光板を配置した、いわゆる直下型と呼ばれる方式が主流である。この方式では、光源である冷陰極管を液晶表示パネルの背面に複数本配置し、内部を白色の反射面として均一な光量分布と必要な輝度を確保している。
しかしながら、直下型のバックライトユニットでは、光量分布を均一にするために、液晶表示パネルに対して垂直方向の厚みが30m程度必要であり、これ以上の薄型化が困難である。
At present, a backlight unit of a large-sized liquid crystal television is mainly used in a so-called direct type in which a light guide plate is disposed immediately above a light source for illumination. In this system, a plurality of cold-cathode tubes, which are light sources, are arranged on the back surface of the liquid crystal display panel, and a uniform light quantity distribution and necessary luminance are ensured with the inside as a white reflecting surface.
However, in order to make the light amount distribution uniform, the direct type backlight unit needs a thickness of about 30 m in the vertical direction with respect to the liquid crystal display panel, and it is difficult to make it thinner.
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(例えば、特許文献1〜4参照)のバックライトユニットが提案されている。
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 (for example, see Patent Documents 1 to 4). Proposed.
例えば、特許文献1には、少なくとも1つの光入射領域および少なくとも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射出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, Patent Document 1 includes a light-scattering light guide having at least one light incident region and at least one light extraction surface region, and light source means for performing light incidence from the light incident surface region, and the light The light-scattering light-guide light source device is characterized in that the light-scattering light guide has a region that tends to decrease in thickness as the distance from the light incident surface increases.
また、導光板としては、上記以外にも中間部の厚みが入射側の端部及び対向側の端部の厚みに比べ大きく形成されている導光板、入光部から離れるにしたがって厚みが厚くなる方向傾斜した反射面を有する導光板、表面部と裏面部との間の距離が入射部で最小になり、入射部から最大離距離において厚さが最大になるような形状を有する形状の導光板が提案されている(例えば、引用文献5から8参照。)。 Further, as the light guide plate, in addition to the above, the thickness of the intermediate portion is larger than the thickness of the end portion on the incident side and the end portion on the opposite side, and the thickness increases as the distance from the light incident portion increases. A light guide plate having a reflective surface inclined in a direction, and a light guide plate having such a shape that the distance between the front surface portion and the back surface portion is minimized at the incident portion, and the thickness is maximized at the maximum separation distance from the incident portion. Has been proposed (see, for example, cited references 5 to 8).
しかしながら、光源から遠ざかるにつれて厚みが薄くなる導光板を用いるタンデム方式などのバックライトユニットでは、薄型のものを実現することが可能であるが、冷陰極管とリフレクタの相対寸法の関係により光利用効率で直下型より劣っているという問題があった。また、導光板に形成された溝に冷陰極管を収容する形状の導光板を用いる場合、冷陰極管から遠ざかるにつれて厚みを薄くする形状とすることはできるが、導光板の厚みを薄くすると、溝に配置された冷陰極管の直上における輝度が強くなり、光射出面の輝度むらが顕著になるという問題があった。また、これらの方式の導光板は、いずれも、形状が複雑となるため、加工コストがアップし、大型、例えば、画面サイズが37インチ以上、特に、50インチ以上の液晶テレビのバックライト用の導光板とした時には、高コストとなってしまうという問題があった。 However, a thin tandem backlight unit that uses a light guide plate that decreases in thickness as it moves away from the light source can be realized. There was a problem that it was inferior to the direct type. In addition, when using a light guide plate having a shape that accommodates a cold cathode tube in a groove formed in the light guide plate, the thickness can be reduced as the distance from the cold cathode tube increases, but when the thickness of the light guide plate is reduced, There is a problem in that the luminance directly above the cold cathode tube disposed in the groove is increased, and the luminance unevenness of the light exit surface becomes remarkable. In addition, these types of light guide plates are complicated in shape, which increases processing costs, and is used for backlights of liquid crystal televisions having a large size, for example, a screen size of 37 inches or more, particularly 50 inches or more. When the light guide plate is used, there is a problem that the cost becomes high.
また、特許文献5〜8には、製造安定化や、多重反射を利用した輝度(光量)むら抑制のために光入射面から離れるにしたがって厚みを厚くする導光板が提案されているが、これらの導光板は、透明体であり、光源から入射した光がそのまま反対方向の端部側に光が抜けてしまうため、下面にプリズムやドットパターンを付与する必要がある。
また、光入射面とは反対側の端部に反射部材を配置し、入射した光を多重反射させて光射出面から射出させる方法もあるが、大型化するためには導光板を厚くする必要があり、重くなり、コストも高くなる。また、光源の写りこみが生じ、輝度むらとなるという問題もある。
In addition, Patent Documents 5 to 8 propose light guide plates that increase in thickness as they move away from the light incident surface in order to stabilize manufacturing and suppress luminance (light quantity) unevenness using multiple reflection. The light guide plate is a transparent body, and the light incident from the light source passes through to the end portion in the opposite direction as it is. Therefore, it is necessary to provide a prism or a dot pattern on the lower surface.
In addition, there is a method of disposing a reflecting member at the end opposite to the light incident surface and causing the incident light to be multiple-reflected and emitted from the light exit surface, but in order to increase the size, it is necessary to make the light guide plate thicker , It becomes heavy and the cost is high. There is also a problem that the light source is reflected, resulting in uneven brightness.
一方、平板型導光板を用いたサイドライト方式では、入射光を光射出面から効率よく射出させるために、内部に微小な散乱粒子を分散させている。このような平板形状の導光板では、散乱微粒子を均一に分散させても大画面化すると、散乱微粒子濃度が0.30wt%であれば、光利用効率83%を確保できるが、図17に実線で示す照度分布のように、中央部が暗くなり、明るさにむら、すなわち輝度むらが生じ、視認されてしまうという問題があった。
この輝度むらを平坦にするためには、散乱微粒子の濃度を下げて先端からの漏れ光を増やす必要があり、結果として利用効率の低下を生じ、また、輝度も低下するという問題があった。例えば、同一条件で、散乱微粒子濃度を0.10wt%とすれば、図17に点線で示すように、輝度むらを大幅に低減できるが、輝度が低下し、光利用効率も43%に低下するという問題があった。
さらに、大型の液晶テレビなどの大型ディスプレイに求められる光射出面上の明るさの分布は、画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高な分布、例えば釣鐘状の分布である。しかしながら、散乱微粒子が分散した平板形状の導光板では、散乱微粒子の濃度を下げて平坦な明るさの分布を得ることはできるが、中高な明るさの分布を実現することはできないという問題があった。
On the other hand, in the sidelight system using a flat light guide plate, minute scattering particles are dispersed inside in order to efficiently emit incident light from the light exit surface. In such a flat light guide plate, if the scattering fine particles are uniformly dispersed and the screen is enlarged, if the scattering fine particle concentration is 0.30 wt%, the light use efficiency of 83% can be ensured, but the solid line in FIG. As shown in the illuminance distribution shown in FIG. 1, there is a problem that the central portion becomes dark and uneven in brightness, that is, uneven in brightness, and is visually recognized.
In order to flatten the luminance unevenness, it is necessary to decrease the concentration of the scattering fine particles to increase the light leaked from the tip, resulting in a decrease in utilization efficiency and a decrease in luminance. For example, if the scattering particle concentration is 0.10 wt% under the same conditions, the luminance unevenness can be greatly reduced as shown by the dotted line in FIG. 17, but the luminance is reduced and the light utilization efficiency is also reduced to 43%. There was a problem.
Furthermore, the brightness distribution on the light exit surface required for large displays such as large liquid crystal televisions is a so-called medium-high distribution, for example, a bell-shaped distribution near the center of the screen compared to the periphery. . However, a flat-shaped light guide plate in which scattered fine particles are dispersed can obtain a flat brightness distribution by reducing the concentration of the scattered fine particles, but there is a problem that a medium-high brightness distribution cannot be realized. It was.
さらに、薄型バックライト用に、タンデム方式の導光板とは逆に、光源から遠ざかるにつれて厚みが厚くなる導光板を用いることも考えられているが、薄型化が可能で、画面全体に平坦な輝度が得られているものの、大画面の薄型液晶テレビに要求される画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高な明るさの分布を得ることについては全く開示がなく、全く考慮だにされていないという問題があった。 For thin backlights, it is also considered to use a light guide plate that increases in thickness as it moves away from the light source, as opposed to a tandem light guide plate. However, there is no disclosure about obtaining a light distribution near the center of the screen required for large-screen flat-screen LCD TVs compared to the periphery, so-called medium-high brightness distribution. There was a problem that wasn't done.
また、このような内部に散乱粒子を分散させる導光板を厚さを薄くしつつ大型化するためには、光をより遠くまで到達させるために散乱粒子の配置密度(粒子濃度)を低密度にする必要がある。このように散乱粒子の配置密度を低密度にすると、光入射面の近傍における散乱粒子も低密度になるため、光拡散の度合いが小さくなって、光入射面の近傍において輝度むらが発生しやすくなるという問題もある。 In addition, in order to increase the size of the light guide plate that disperses the scattering particles in the interior while reducing the thickness, the arrangement density (particle concentration) of the scattering particles is lowered to make the light reach farther. There is a need to. If the arrangement density of the scattering particles is made low in this way, the scattering particles in the vicinity of the light incident surface also become low in density, so that the degree of light diffusion is reduced and uneven brightness tends to occur in the vicinity of the light incident surface. There is also a problem of becoming.
本発明の目的は、さらに、大型かつ薄型な形状であり、光の利用効率が高く、入射面近傍で輝度むらが少ない光を出射することができ、大画面の薄型液晶テレビに要求される画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高なあるいは釣鐘状の明るさの分布を得ることができ、かつ、故障の少ないまたは故障しない面状照明装置を提供することにある。 The object of the present invention is a screen required for a large-sized thin liquid crystal television, which has a large and thin shape, can emit light with high light utilization efficiency, and has little luminance unevenness in the vicinity of the incident surface. It is an object of the present invention to provide a planar lighting device that can obtain a brighter distribution in the vicinity of the central portion than that of the peripheral portion, that is, a so-called medium-high or bell-shaped brightness distribution, and that has little or no failure.
上記課題を解決するために、本発明は、矩形状の光射出面、前記光射出面の対向する2つの長辺をそれぞれ含み互いに対向する位置に配置される2つの光入射面、これらの2つの光入射面から前記光射出面の中央に向かうに従ってそれぞれ前記光射出面からの距離が遠くなる対称な2つの傾斜面、これら2つの傾斜面を接合する接合部を備え、その内部に伝搬する光を散乱する散乱粒子を含む導光板であって、前記光射出面及び前記傾斜面の少なくとも一方は、前記光入射面との接線を含む前記光入射面側の領域である外端領域のみに溝状又は点状の凹部が多数形成されていることを特徴とする導光板を提供するものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a rectangular light exit surface, two light incident surfaces each including two opposing long sides of the light exit surface, and disposed at positions facing each other. Two symmetric inclined surfaces whose distances from the light exit surface become farther from each light incident surface toward the center of the light exit surface, and a joint that joins the two inclined surfaces, and propagates to the inside. A light guide plate including scattering particles that scatter light, wherein at least one of the light exit surface and the inclined surface is only in an outer end region that is a region on the light incident surface side including a tangent to the light incident surface. The present invention provides a light guide plate in which a large number of groove-shaped or dot-shaped concave portions are formed.
ここで、前記外端領域は、前記光入射面に接している辺から前記接合部側の端部までの長さが5mm以上20mm以下であることが好ましい。
また、前記光射出面及び前記傾斜面は、前記凹部が形成されている領域以外の領域が平滑な形状であることが好ましい。
また、前記凹部は、断面が三角形状であることが好ましい。
また、前記凹部は、前記光入射面から前記接合部に向う方向に平行な方向に延在する溝形状であることが好ましい。
また、前記凹部は、球面状の凹部であることが好ましい。
Here, it is preferable that the outer end region has a length from a side in contact with the light incident surface to an end on the joint portion side of 5 mm or more and 20 mm or less.
In addition, it is preferable that the light exit surface and the inclined surface have a smooth shape in a region other than the region where the concave portion is formed.
Moreover, it is preferable that the said recessed part has a triangular cross section.
Moreover, it is preferable that the said recessed part is a groove | channel shape extended in the direction parallel to the direction which goes to the said junction part from the said light-incidence surface.
Moreover, it is preferable that the said recessed part is a spherical-shaped recessed part.
さらに、前記接合部が湾曲形状であることが好ましい。
前記導光板は、前記2つの光入射面間の導光長が、480mm以上、500mm以下であり、前記散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、前記散乱粒子の濃度が、0.02wt%以上、0.22wt%以下であり、かつ、前記散乱粒子の粒径および濃度が、前記散乱粒子の粒径(μm)を横軸とし、前記散乱粒子の粒子濃度(wt%)を縦軸とするグラフにおいて、6点(4.0,0.02)、(4.0,0.085)、(7.0,0.03)、(7.0,0.12)、(12.0,0.06)および(12.0,0.22)で囲まれる領域内にあり、前記2つの光入射面から入射した光が前記光射出面から射出された割合を示す光の利用効率が55%以上であり、前記光射出面の前記光入射面近傍から射出する光の輝度に対する前記光射出面の中央部から射出する光の輝度の割合を示す前記光射出面の輝度分布の中高度合が、0%超、25%以下であることが好ましい。
また、前記導光板は、前記2つの光入射面間の導光長が、515mm以上620mm以下であり、前記散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、前記散乱粒子の濃度が、0.015wt%以上、0.16wt%以下であり、かつ、前記散乱粒子の粒径および濃度が、前記散乱粒子の粒径(μm)を横軸とし、前記散乱粒子の粒子濃度(wt%)を縦軸とするグラフにおいて、6点(4.0,0.015)、(4.0,0.065)、(7.0,0.02)、(7.0,0.09)、(12.0,0.035)および(12.0,0.16)で囲まれる領域内にあることも好ましい。
Furthermore, it is preferable that the joining portion has a curved shape.
The light guide plate has a light guide length between the two light incident surfaces of 480 mm or more and 500 mm or less, a particle size of the scattering particles of 4.0 μm or more and 12.0 μm or less, and a concentration of the scattering particles of 0.02 wt% or more and 0.22 wt% or less, and the particle diameter and concentration of the scattering particles are set such that the particle diameter (μm) of the scattering particles is a horizontal axis, and the particle concentration (wt%) of the scattering particles is ) On the vertical axis, 6 points (4.0, 0.02), (4.0, 0.085), (7.0, 0.03), (7.0, 0.12) , (12.0, 0.06) and (12.0, 0.22), and the ratio of the light incident from the two light incident surfaces is emitted from the light emitting surface. The utilization efficiency of light is 55% or more, and the brightness of light emitted from the vicinity of the light incident surface of the light emitting surface is That the middle-high ratio of brightness distribution of the light exit plane indicating a ratio of brightness of light emitted from a central portion of the light exit surface is greater than 0%, preferably not more than 25%.
The light guide plate has a light guide length between the two light incident surfaces of 515 mm to 620 mm, a particle size of the scattering particles of 4.0 μm to 12.0 μm, and a concentration of the scattering particles. Is not less than 0.015 wt% and not more than 0.16 wt%, and the particle diameter and concentration of the scattering particles are such that the particle diameter (μm) of the scattering particles is the horizontal axis, and the particle concentration (wt %) On the vertical axis, 6 points (4.0, 0.015), (4.0, 0.065), (7.0, 0.02), (7.0, 0.09) ), (12.0, 0.035) and (12.0, 0.16).
また、前記導光板は、前記2つの光入射面間の導光長が、625mm以上770mm以下であり、前記散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、前記散乱粒子の濃度が、0.01wt%以上、0.12wt%以下であり、かつ前記散乱粒子の粒径および濃度が、前記散乱粒子の粒径(μm)を横軸とし、前記散乱粒子の粒子濃度(wt%)を縦軸とするグラフにおいて、6点(4.0,0.01)、(4.0,0.05)、(7.0,0.01)、(7.0,0.06)、(12.0,0.02)および(12.0,0.12)で囲まれる領域内にあることも好ましい。
また、前記導光板は、前記2つの光入射面間の導光長が、785mm以上830mm以下であり、前記散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、前記散乱粒子の濃度が、0.008wt%以上、0.08wt%以下であり、かつ前記散乱粒子の粒径および濃度が、前記散乱粒子の粒径(μm)を横軸とし、前記散乱粒子の粒子濃度(wt%)を縦軸とするグラフにおいて、6点(4.0,0.008)、(4.0,0.03)、(7.0,0.009)、(7.0,0.04)、(12.0,0.02)および(12.0,0.08)で囲まれる領域内にあることも好ましい。
In the light guide plate, a light guide length between the two light incident surfaces is 625 mm or more and 770 mm or less, a particle diameter of the scattering particles is 4.0 μm or more and 12.0 μm or less, and the concentration of the scattering particles is Is 0.01 wt% or more and 0.12 wt% or less, and the particle diameter and concentration of the scattering particles are set such that the particle diameter (μm) of the scattering particles is a horizontal axis, and the particle concentration (wt%) of the scattering particles is ) On the vertical axis, 6 points (4.0, 0.01), (4.0, 0.05), (7.0, 0.01), (7.0, 0.06) , (12.0, 0.02) and (12.0, 0.12) are also preferable.
The light guide plate has a light guide length between the two light incident surfaces of 785 mm or more and 830 mm or less, a particle size of the scattering particles of 4.0 μm or more and 12.0 μm or less, and a concentration of the scattering particles. Is not less than 0.008 wt% and not more than 0.08 wt%, and the particle diameter and concentration of the scattering particles are set such that the particle diameter (μm) of the scattering particles is a horizontal axis, and the particle concentration (wt%) of the scattering particles is ) On the vertical axis, 6 points (4.0, 0.008), (4.0, 0.03), (7.0, 0.009), (7.0, 0.04) , (12.0, 0.02) and (12.0, 0.08).
また、前記導光板は、その厚みが最も薄い前記光入射面の厚みが、0.5mm以上3.0mm以下であり、前記厚みが最も厚い前記湾曲部の中央の厚みが、1.0mm以上6.0mm以下であり、前記湾曲部の曲率半径が、6,000mm以上45,000mm以下であり、前記光射出面に平行な線に対する前記傾斜面のテーパが、0.1°以上0.8°以下であることが好ましい。 The light guide plate has a thickness of the light incident surface that is the thinnest is 0.5 mm or more and 3.0 mm or less, and a thickness of the center of the bent portion that is the thickest is 1.0 mm or more and 6 mm. 0.04 mm or less, the radius of curvature of the curved portion is 6,000 mm or more and 45,000 mm or less, and the taper of the inclined surface with respect to a line parallel to the light exit surface is 0.1 ° or more and 0.8 °. The following is preferable.
また、前記導光板は、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光入射面から前記端面までの長さをLとしたときに、不等式1.1≦Φ・Np・L・KC≦8.2かつ0.005≦KC≦0.1を満足することも好ましい。 The light guide plate has a scattering cross section of the scattering particles of Φ, a density of the scattering particles of N p , a correction coefficient of K C , and a length from the light incident surface to the end surface in the light incident direction of L. It is also preferable to satisfy the inequality 1.1 ≦ Φ · N p · L · K C ≦ 8.2 and 0.005 ≦ K C ≦ 0.1.
また、本発明は上記いずれかに記載の導光板と、前記1対の光入射面のそれぞれに対向して配置され、前記1対の光入射面のそれぞれに光を入射する1対の光源とを有することを特徴とする面状照明装置を提供するものである。 According to another aspect of the present invention, there is provided the light guide plate according to any one of the above, a pair of light sources that are arranged to face each of the pair of light incident surfaces, and that make light incident on each of the pair of light incident surfaces. A planar lighting device is provided.
本発明によれば、光射出面および/または傾斜面の光入射面側(つまり光入射面の近傍)の領域である外端領域のみに、溝状又は点状の凹部を形成することで、導光板の入射した光のうち、入射面近傍で光射出面および/または傾斜面から射出される光を反射して拡散させることができ、光入射面の近傍で過度に光が射出されることを防止でき、光入射面の近傍における輝度むらの発生を抑制し、中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高あるいは釣鐘状の明るさの分布を得ることができる。また、光入射面の近傍で射出されていた光をより導光板の中央側まで導光させることができるため、光の利用効率を高くすることができる。
また、本発明によれば、薄型な形状であり、かつ光の利用効率が高く、輝度むらが少ない光を出射することができ、大画面の薄型液晶テレビに要求される画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高あるいは釣鐘状の明るさの分布を得ることができる。さらに、光源および導光板が損傷すること及び位置関係がずれることを防止でき、故障しにくく、輝度むらの発生しにくい導光板を得ることができる。
According to the present invention, by forming a groove-like or dot-like concave portion only in the outer end region which is a region on the light incident surface side (that is, near the light incident surface) of the light exit surface and / or the inclined surface, Of the light incident on the light guide plate, the light emitted from the light emitting surface and / or the inclined surface can be reflected and diffused in the vicinity of the incident surface, and the light is excessively emitted in the vicinity of the light incident surface. The occurrence of uneven brightness in the vicinity of the light incident surface can be suppressed, and a lighter distribution in the vicinity of the center than in the periphery, that is, a so-called medium-high or bell-shaped brightness distribution can be obtained. Further, since the light emitted in the vicinity of the light incident surface can be guided to the center side of the light guide plate, the light use efficiency can be increased.
In addition, according to the present invention, light having a thin shape, high light use efficiency, and less luminance unevenness can be emitted, and the vicinity of the center portion of the screen required for a large-screen thin liquid crystal television is provided. It is possible to obtain a bright distribution compared to the peripheral portion, that is, a so-called medium-high or bell-shaped brightness distribution. Further, it is possible to prevent the light source and the light guide plate from being damaged and the positional relationship from being shifted, and it is possible to obtain a light guide plate that is less likely to break down and that is less likely to cause uneven brightness.
本発明に係る導光板及び面状照明装置を添付の図面に示す好適実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。
図1は、本発明の導光板を用いる本発明の面状照明装置を有す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は、図2に示す面状照明装置(以下「バックライトユニット」ともいう)の光源部近傍の拡大図である。図3(A)は、図2に示す面状照明装置の導光板およびその2辺に配置される光源を示す部分省略平面図であり、図3(B)は、(A)のB−B線断面図である。
A light guide plate and a planar lighting device according to the present invention will be described below in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a liquid crystal display device having the planar illumination device of the present invention using the light guide plate of 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. FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the light source unit of the planar illumination device (hereinafter also referred to as “backlight unit”) shown in FIG. 3A is a partially omitted plan view showing the light guide plate of the planar illumination device shown in FIG. 2 and the light sources arranged on the two sides thereof, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. It is line sectional drawing.
図1に示すように、液晶表示装置10は、バックライトユニット20と、そのバックライトユニット20の光射出面側に配置される液晶表示パネル12と、液晶表示パネル12を駆動する駆動ユニット14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12の一部の図示を省略している。
As shown in FIG. 1, the liquid
液晶表示パネル12は、予め特定の方向に配列されており、電界が印加されることで分子の配列を変え、屈折率の変化を利用して、光の透過/非透過が切り換えられる液晶セルが規則的に配置された液晶セル層と、液晶セル層の表示面側(液晶セルに入射した光が射出される側の面)に配置されたカラーフィルタとを有する。
液晶表示パネル12は、液晶セル層の各液晶セルに選択的に電界を印加して分子の配列を変え、液晶セル内に生じた屈折率の変化させて、光の透過/非透過を切り替え、カラーフィルタ80を透過する光を選択することで、液晶表示パネル12の表面上に文字、図形、画像などを表示する。
The liquid
The liquid
駆動ユニット14は、液晶表示パネル12内の透明電極に電圧をかけ、液晶セル内の液晶分子の向きを変えて液晶表示パネル12を透過する光の透過率を制御する。つまり、駆動ユニット14は、上述したように、液晶表示パネル12の液晶セルにより各位置の各色のフィルタに光を透過させるか否かを制御する。このように、位置に応じてフィルタを透過する光を射出させるかを切り換えることで、液晶表示パネル12に画像等が表示される。
The
バックライトユニット20は、液晶表示パネル12の背面から、液晶表示パネル12の全面に光を照射する照明装置であり、液晶表示パネル12の画像表示面と略同一形状の光射出面24aを有する。
The
本発明に係るバックライトユニット20は、図1、図2、図3(A)および図3(B)に示すように、2つの光源28、導光板30、光学部材ユニット32及び反射板34を有する照明装置本体24と、下部筐体42、上部筐体44、補強部材46および支持部材48を有する筐体26とで構成されている。
また、図1に示すように、筐体26の下部筐体42(図2参照)の裏側には、光源28に電力を供給する複数の電源を収納する電源収納部49が取り付けられている。
以下、バックライトユニット20を構成する各構成部品について説明する。
The
Further, as shown in FIG. 1, a
Hereinafter, each component which comprises the
照明装置本体24は、光を射出する光源28と、光源28から射出された光を面状の光として射出する導光板30と、導光板30と光源28との光軸距離および光軸垂直距離を一定に保って間隔維持部材31と、導光板30から射出された光を、散乱や拡散させてよりむらのない光とする光学部材ユニット32と、導光板30から漏出した光を反射させて導光板に再度入射させる反射板34とを有する。
ここで、導光板30と光源28との光軸距離とは、図3(B)に示すように、光源28の発光面と導光板30の光入射面(30d、30e)との間の距離cをいう。また、導光板30と光源28との光軸垂直距離とは、導光板30と光源28の導光板の厚さ方向に対するそれぞれの光軸間の距離をいう。
The illuminating
Here, the optical axis distance between the
まず、光源28について説明する。
図4(A)は、図1および図2に示す面状照明装置20の光源28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28を構成する1つのLEDチップ(発光ダイオード)50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28は、複数のLEDチップ50と、光源支持部52とを有する。
First, the
4A is a schematic perspective view showing a schematic configuration of the
As illustrated in FIG. 4A, the
LEDチップ50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(擬似白色LEDチップ)であり、所定面積の発光面58を有し、この発光面58から白色光を射出する。
つまり、LEDチップ50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、蛍光物質を励起して蛍光を発光する。この蛍光物質として、発光ダイオードから射出される青色光と補色の関係となる蛍光を発色する蛍光物質を選択すれば、発光ダイオードから射出された青色光が蛍光物質を透過することによって、発光ダイオードから射出された青色光と蛍光物質が発光する補色とが混じって白色光が生成され、この白色光がLEDチップ50から射出される。
The
That is, when the blue light emitted from the surface of the light emitting diode of the
ここで、LEDチップ50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。
Here, the
光源支持部52は、一面が導光板30の最薄側端面である光入射面(30d、30e)に対向して配置される板状部材である。
光源支持部52は、導光板30の光入射面(30d、30e)に対向する面となる側面に、複数のLEDチップ50を、互いに所定間隔離間した状態で支持している。具体的には、光源28を構成する複数のLEDチップ50は、後述する導光板30の第1光入射面30dまたは第2光入射面30eの長手方向に沿って、言い換えれば、光射出面30aと第1光入射面30dとが交わる線と平行に、または、光射出面30aと第2光入射面30eとが交わる線と平行に、アレイ状に配列され、光源支持部52上に固定されている。
光源支持部52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50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。なお、光源支持部には、表面積を広くし、かつ、放熱効果を高くすることができるフィンを設けても、熱を放熱部材に伝熱するヒートパイプを設けてもよい。
The light
The
The
ここで、図4(B)に示すように、本実施形態のLEDチップ50の発光面58は、LEDチップ50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30の厚み方向(光射出面30a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、発光面58は、導光板30の光射出面30a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50と隣接するLEDチップ50をqとするとq>bである。このように、LEDチップ50の発光面58の導光板30の光射出面30aに垂直な方向の長さa、配列方向の長さb、LEDチップ50の配置間隔qの関係が、q>b>aを満たすことが好ましい。
発光面58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. 4B, the
By making the
なお、LEDチップ50は、光源をより薄型にできるため、導光板30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、装置をより薄くでき、かつ、より適切に混色できるため、各LEDチップ50を、後述する導光板30の第1光入射面30dまたは第2光入射面30eの長手方向に沿って、配列したが、本発明はこれに限定されず、その配置関係は特に限定されず、第1光入射面30dまたは第2光入射面30eの長手方向に直交する方向に配列してもよい。
また、本実施形態では、LEDチップ50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、アレイ支持体に複数のLEDチップ50を配置した構成のLEDアレイを複数個、積層させた構成の多層LEDアレイを光源として用いることもできる。このようにLEDアレイを積層させる場合でもLEDチップ50を長方形形状とし、LEDアレイを薄型にすることで、より多くのLEDアレイを積層させることができる。このように、多層のLEDアレイを積層させる、つまり、LEDアレイ(LEDチップの各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アレイの各LEDチップと隣接する層のLEDアレイの各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チップの各LEDチップと隣接する層のLEDアレイのLEDチップの各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 the present embodiment, since the device can be made thinner and more appropriately mixed, each
In the present embodiment, the LED chips 50 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 arrays having a configuration in which a plurality of
次に、導光板30について説明する。
図5は、導光板30の形状を示す概略斜視図である。図6(A)は、導光板30の形状を表す断面図であり、図6(B)は、図6(A)に示す導光板30の部分拡大断面図であり、図7(A)は、導光板30の光射出面30aの外端領域60の一部を拡大した部分拡大図であり、図7(B)は、図7(A)のVIIB−VIIB線断面図である。
導光板30は、図5および図6に示すように、略矩形形状の平坦な光射出面30aと、この光射出面30aの両端に、光射出面30a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30dと第2光入射面30e)と、光射出面30aの反対側、つまり、導光板の背面側に位置し、第1光入射面30dおよび第2光入射面30eに平行で、光射出面30a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30a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30bと第2傾斜面30c)と、光射出面30aの光入射面が形成されていない側の両端(光射出面30aと光入射面との交線に直交する2つの辺)に、光射出面30aに対して略垂直に形成された2つの側面(第1側面30fと第2側面30g)とを有している。2つの傾斜面(第1傾斜面30b、第2傾斜面30c)との接合部分には、曲率半径Rの湾曲部30hが形成される。
Next, the
FIG. 5 is a schematic perspective view showing the shape of the
As shown in FIGS. 5 and 6, the
なお、2つの光入射面30dおよび30eは、略矩形形状の光射出面30aの対向する長辺側に対向して位置しており、対向して配置された光源28から2つの光入射面30dおよび30eに入射した光は、略矩形形状の光射出面30aの対向する短辺に平行に導光板30内を伝播する。
第1傾斜面(第1傾斜背面)30bおよび第2傾斜面(第2傾斜背面)30cは、2等分線αに対して線対称であり、光射出面30aに対し対称に傾斜している。湾曲部30hも、2等分線αに対して線対称に湾曲している。導光板30は、第1光入射面30dおよび第2光入射面30eから中央に向かうに従って厚さが厚くなっており、中央部の2等分線αに対応する部分、すなわち湾曲部30hの中央部分で最も厚く(tmax)、両端部の2つの光入射面(第1光入射面30dと第2光入射面30e)で最も薄く(tmin)なっている。
すなわち、導光板30の断面形状は、2等分線αを通る中心軸に対して線対称である。
Note that the two light incident surfaces 30d and 30e are located opposite to the opposite long sides of the substantially rectangular
The first inclined surface (first inclined back surface) 30b and the second inclined surface (second inclined back surface) 30c are axisymmetric with respect to the bisector α and are inclined symmetrically with respect to the
That is, the cross-sectional shape of the
ここで、図5に示すように、導光板30は、第1光入射面30dから一定距離範囲である光射出面30の外端領域60と第1傾斜面30bの外端領域62、第2光入射面30eから一定距離範囲の領域である光射出面30の外端領域64と第2傾斜面30cの外端領域66に、それぞれ、多数の溝状の凹部68が形成されている。
ここで、外端領域は、光入射面と、光射出面または傾斜面との接線を含み、該接線から所定距離Lcの範囲内の領域である。また、光軸方向(第1光入射面から二等分線αに向う方向)において、光射出面または傾斜面が外端領域となる部分に対応する導光板の内部がミキシングゾーンとなる。
また、外端領域60と外端領域62とは、光軸方向における導光板中心(二等分線α)側の端部が同一位置となる。また、外端領域64と外端領域66とも、光軸方向(第2光入射面から二等分線αに向う方向)における導光板中心(二等分線α)側の端部が同一位置となる。なお、本実施例では、光射出面または傾斜面の外端領域以外の領域は、平坦面となっている。
Here, as shown in FIG. 5, the
Here, the outer end region includes a tangent line between the light incident surface and the light exit surface or the inclined surface, and is a region within a predetermined distance Lc from the tangent line. Further, in the optical axis direction (the direction from the first light incident surface toward the bisector α), the inside of the light guide plate corresponding to the portion where the light exit surface or the inclined surface becomes the outer end region is a mixing zone.
In addition, the
次に、外端領域60、62、64、66のそれぞれに形成されている凹部について説明する。
外端領域60、62、64、66にそれぞれ形成されている凹部は、いずれの外端領域でも同様の形状であるので、以下、外端領域60の凹部68を用いて説明する。
凹部68は、図7(A)及び(B)に示すように、導光板の光軸方向が延在し(つまり、光入射面との接線から2等分線に向う方向に延び)、第1光入射面30bに平行な面で切断した断面の形状が半円となる形状で光射出面30aに形成されている。
凹部68は、外端領域60に多数形成されており、隣接する凹部68と並列に形成されている。つまり、外端領域60には、図7(B)に示すように第1光入射面30bに平行な面で切断した断面に複数の凹部68の半円形の断面が並ぶように形成されている。
外端領域60、62、64、66には、このような凹部が多数の形成されており、導光板に入射され、各外端領域に到達した光は、凹部により、導光板に向って散乱、反射される。
Next, the recessed part formed in each of the
Since the recesses formed in the
As shown in FIGS. 7A and 7B, the
A large number of
The
ここで、本発明においては、第1光入射面30dと第2光入射面30eとの間の光が伝播する導光長Lは、37インチ(37”)の画面サイズ以上の液晶パネル4を対象としているので、480mm以上であり、最大65インチ(65”)の画面サイズ以上の液晶パネル4を対象とするので、830mm以下である必要がある。より詳細には、37インチ(37”)の画面サイズに対しては、導光長Lは、480mm以上、500mm以下であり、42インチ(42”)および46インチ(46”)の画面サイズに対しては、導光長Lは、515mm以上、620mm以下であり、52インチ(52”)および57インチ(57”)の画面サイズに対しては、導光長Lは、625mm以上、770mm以下であり、65インチ(65”)の画面サイズに対しては、導光長Lは、785mm以上、830mm以下であるのが良い。
Here, in the present invention, the light guide length L through which the light propagates between the first
また、導光板30の厚みが最も薄い光入射面30dおよび30eの最小厚さtminは、0.5mm以上、3.0mm以下であるのが好ましい。
その理由は、最小厚さが小さ過ぎると、光入射面30dおよび30eが小さくなり過ぎて、光源28からの光入射が少なくなり、光射出面30aから十分な輝度の光を射出することができないし、最小厚さが大き過ぎると、最大厚さが厚くなり過ぎ、重量が重すぎて液晶表示装置などの光学部材として適さないし、光が突き抜けて透過してしまうために、光利用効率が55%以上を満たさないからである。
また、導光板30の厚みが最も厚い湾曲部30hの中央の最大厚みtmaxは、1.0mm以上、6.0mm以下であるのが好ましい。
その理由は、最大厚さが厚くなり過ぎる場合、重量が重すぎて液晶表示装置などの光学部材として適さないし、光が突き抜けて透過してしまうために、光利用効率が55%以上を満たさないからであり、最大厚さが薄くなり過ぎる場合、中央部の湾曲部30hの曲率半径Rが大きすぎて成形に適さないし、平板の場合と同様に、中高な輝度分布を達成する粒子濃度では、光利用効率が55%以上を満たさないし、逆に、光利用効率が55%以上を達成する粒子濃度では、中高分布を実現できないからである。
Further, the minimum thickness tmin of the light incident surfaces 30d and 30e where the
The reason is that if the minimum thickness is too small, the light incident surfaces 30d and 30e become too small, light incidence from the
The maximum thickness tmax at the center of the
The reason is that if the maximum thickness is too thick, the weight is too heavy to be suitable as an optical member such as a liquid crystal display device, and light penetrates and transmits, so that the light utilization efficiency does not satisfy 55% or more. If the maximum thickness is too thin, the radius of curvature R of the central
したがって、傾斜面30bおよび30cのテーパ、すなわちテーパ角(傾斜角)は、0.1°以上、0.8°以下であるのが好ましい。
その理由は、テーパが大き過ぎる場合、最大厚さが必要以上に大きくなりすぎてしまうし、必要以上に中高な分布になりすぎてしまうからであり、テーパが小さ過ぎる場合、最小厚さが小さすぎる場合と同様に、湾曲部30hの曲率半径R(以下「中央部半径R」ともいう。)が大きすぎて成形に適さないし、光利用効率が55%以上を達成する粒子濃度では中高分布を実現できないし、逆に、平板と同様に、中高な輝度分布を達成する粒子濃度では光利用効率が55%以上を満たさないからである。
その結果、湾曲部30hの曲率半径Rは、6,000mm以上、45,000mm以下であるのが好ましい。
なお、図6(A)および(B)に示すように、傾斜面30bおよび30cのテーパ角をθとするとき、LR=2Rsinθで表され、最大厚みtmax=tmin−[(LR/2)tanθ+Rcosθ−R]で表され、テーパ角θ=tan−1[(tmax−tmin)/(L/2)]で表される。
Therefore, the taper of the
The reason is that if the taper is too large, the maximum thickness will be larger than necessary, and the distribution will be too medium and high, and if the taper is too small, the minimum thickness will be small. Similarly to the case where the radius is too large, the curvature radius R (hereinafter also referred to as “center radius R”) of the
As a result, the curvature radius R of the
As shown in FIGS. 6A and 6B, when the taper angle of the
本発明においては、導光板30の形状を、第1光入射面30dおよび第2光入射面30eから中央に向かうに従って厚さが厚くなるような形状(以下、逆楔形状という)にすることにより、入射した光をより奥に伝播しやすくして、光利用効率を維持しながら面内均一性を向上させ、さらに、中高な、いわゆる釣鐘状の輝度分布を得るものである。すなわち、このような形状とすることにより、上述した従来の平板形状の導光板では中央が暗くなる分布を、均一あるいは中高な、いわゆる釣鐘状の分布とすることができる。
また、傾斜面30bおよび30cの中央の接合部分を湾曲部30hとして滑らかに接合することにより、中央の接合部分にできる帯むらを、均一あるいは中高な、いわゆる釣鐘状の分布とすることができる。
In the present invention, the shape of the
In addition, by smoothly joining the central joint portions of the
図2(A)および(B)に示す導光板30では、第1光入射面30dおよび第2光入射面30eから入射した光は、導光板30の内部に含まれる散乱微粒子(詳細は後述する)によって散乱されつつ、導光板30内部を通過し、直接、もしくは、第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30cで反射した後、光射出面30aから出射する。
また、外端領域で光入射面30a、第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30cに到達した光は、基本的に光入射面30a、第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30cの凹部で、光入射面よりも2等分線側に向けて(つまり導光板のより中心側に進むように)、散乱、反射される。
また、第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30c(の外端領域以外の領域)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30の第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30cを覆うようにして配置される反射シート(図示せず)によって反射され再び導光板30の内部に入射する。
In the
In addition, the light that has reached the
In addition, a part of light may leak from the first
このように、導光板の光入射面近傍(ミキシングゾーン)に対応する領域である外端領域に多数の凹部を形成し、凹部で第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30cに到達した光を反射、散乱させることで、光入射面近傍で導光板から光が射出されることを防止でき、導光板に入射した光をより遠くまで届けることができる。これにより、入射した光が射出されやすく(特に後述する散乱粒子の濃度を低くして光が射出されやすい場合も)、光入射面近傍での光の射出を抑制することができ、光入射面近傍で輝度が過度に高くなることを防止し、光入射面近傍での光の損失を抑制し、光の利用効率を高くすることができる。
また、光を効率よく導光板中央側に届けられることで、中高な輝度分布にすることができる。
As described above, a large number of recesses are formed in the outer end region corresponding to the vicinity of the light incident surface (mixing zone) of the light guide plate, and the light that has reached the first
In addition, since the light can be efficiently delivered to the center of the light guide plate, a medium-high luminance distribution can be obtained.
導光板30は、透明樹脂に、光を散乱させるための微小な散乱粒子が混錬分散されて形成されている。導光板30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30に混錬分散させる散乱粒子としては、トスパール、シリコーン、シリカ、ジルコニア、誘電体ポリマ等を用いることができる。このような散乱粒子を導光板30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射出面から出射することができる。
The
ここで、本発明の導光板30に分散させる散乱微粒子の粒径が、4.0μm以上、かつ12.0μm以下である必要がある。その理由は、高い散乱効率を得ることができ、前方散乱性が大きくかつ波長依存性が少なく、色むらがないように選択できるからである。
なお、本発明の導光板30に分散させる散乱微粒子の最適な粒径選択については、波長依存性の観点に加え、以下の点をも考慮するのが好ましい。
まず、単一の粒子による散乱光強度分布(角度分布)においては、前方0〜5°に散乱する光が90%以上となる条件を満たすようにする必要がある。なぜならば、逆楔形状の本発明の導光板30は、導光板30の側面の第1光入射面30dおよび第2光入射面30eから最低でも240mm以上の距離、片面入射の場合は、光入射面から最低480mm以上の距離を導光する必要があるからであり、前方0〜5°に散乱する光が90%未満では、導光板30の奥まで光が導光できないからである。
Here, the particle diameter of the scattering fine particles dispersed in the
In addition, it is preferable to consider the following points in addition to the wavelength dependency in selecting the optimum particle size of the scattering fine particles to be dispersed in the
First, in the scattered light intensity distribution (angular distribution) by a single particle, it is necessary to satisfy the condition that the light scattered in the
このため、散乱微粒子の粒径が、4.0μmより小さいと、すなわち、4.0μm未満では、散乱が等方性となるため、上記条件を満たすことができない。なお、母材としてアクリル樹脂、粒子としてシリコーン樹脂を選択した場合は、シリコーン樹脂散乱微粒子の粒径は、4.5μm以上とするのがより好ましい。
一方、散乱微粒子の粒径が、12.0μmより大きいと、すなわち、12.0μm超では、粒子の前方散乱性が強くなりすぎるため、系内の平均自由行程が大きくなり、散乱回数が減少することから、入射端付近で光源(LED)間の輝度むら(ホタルムラ)が現れてしまうため、上限値は、12.0μmに制限される。
その理由は、粒子濃度が高すぎる場合、平板と同様の現象となるため、中高な輝度分布を実現できないからであり、粒子濃度が低すぎる場合、光が突き抜けて透過してしまうために、光利用効率が55%以上を満たさないからである。
For this reason, when the particle diameter of the scattering fine particles is smaller than 4.0 μm, that is, when the particle diameter is smaller than 4.0 μm, the scattering becomes isotropic, so the above condition cannot be satisfied. When an acrylic resin is selected as the base material and a silicone resin is selected as the particles, the particle size of the silicone resin scattering fine particles is more preferably 4.5 μm or more.
On the other hand, if the particle size of the scattering fine particles is larger than 12.0 μm, that is, if it exceeds 12.0 μm, the forward scattering property of the particles becomes too strong, so that the mean free path in the system increases and the number of scattering decreases. For this reason, luminance unevenness (firefly unevenness) between the light sources (LEDs) appears in the vicinity of the incident end, and thus the upper limit value is limited to 12.0 μm.
The reason is that if the particle concentration is too high, it becomes a phenomenon similar to that of a flat plate, so that a medium-high luminance distribution cannot be realized. If the particle concentration is too low, light penetrates and passes through. This is because the utilization efficiency does not satisfy 55% or more.
このように、本発明の散乱微粒子の粒子径の限定範囲に含まれる最適な粒径(粒子屈折率と母材屈折率との組み合わせ)を選択することにより、波長むらのない出射光を得ることができる。
なお、上述した例では、単一粒径の散乱微粒子を用いているが、本発明はこれに限定されず、複数粒径の散乱微粒子を混合して用いても良い。
Thus, by selecting an optimum particle size (combination of particle refractive index and base material refractive index) included in the limited range of the particle size of the scattering fine particles of the present invention, it is possible to obtain outgoing light with no wavelength unevenness. Can do.
In the above-described example, scattering particles having a single particle size are used. However, the present invention is not limited to this, and a mixture of scattering particles having a plurality of particle sizes may be used.
また、散乱粒子の濃度は、本発明の導光板30の導光長が480mm〜830mmであるので、0.008wt%以上、0.22wt%以下である必要がある。
具体的には、導光長Lが480mm≦L≦500mmである場合には、散乱粒子の濃度を0.02wt%以上0.22wt%以下とする必要がある。
また、導光板の導光長を画面サイズ37インチ対応のL=480mmとし、散乱粒子の粒子径を4.5μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.02wt%以上、0.085wt%以下とすることがより好ましく、0.047wt%とすることが最も好ましい。また、散乱粒子の粒子径を7.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.03wt%以上、0.12wt%以下とすることがより好ましく、0.065wt%とすることが最も好ましい。さらに、散乱粒子の粒子径を12.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.06wt%以上、0.22wt%以下とすることがより好ましく、0.122wt%とすることが最も好ましい。
Moreover, since the light guide length of the
Specifically, when the light guide length L is 480 mm ≦ L ≦ 500 mm, the concentration of the scattering particles needs to be 0.02 wt% or more and 0.22 wt% or less.
In addition, when the light guide length of the light guide plate is L = 480 mm corresponding to a screen size of 37 inches and the particle diameter of the scattering particles is 4.5 μm, the concentration of the scattering particles is 0.02 wt% or more and 0.085 wt%. The content is more preferably as follows, and most preferably 0.047 wt%. When the particle diameter of the scattering particles is 7.0 μm, the concentration of the scattering particles is more preferably 0.03 wt% or more and 0.12 wt% or less, and most preferably 0.065 wt%. . Furthermore, when the particle diameter of the scattering particles is 12.0 μm, the concentration of the scattering particles is more preferably 0.06 wt% or more and 0.22 wt% or less, and most preferably 0.122 wt%. .
また、導光長Lが515mm≦L≦620mmである場合には、散乱粒子の濃度を0.015wt%以上、0.16wt%以下とするのが良い。
また、導光板の導光長を画面サイズ42インチ対応のL=560mmとし、散乱粒子の粒子径を4.5μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.015wt%以上、0.065wt%以下とすることがより好ましく、0.035wt%とすることが最も好ましい。また、散乱粒子の粒子径を7.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.02wt%以上、0.09wt%以下とすることがより好ましく、0.048wt%とすることが最も好ましい。さらに、散乱粒子の粒子径を12.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を0.04wt%以上、0.16wt%以下とすることがより好ましく、0.09wt%とすることが最も好ましい。
Further, when the light guide length L is 515 mm ≦ L ≦ 620 mm, the concentration of the scattering particles is preferably 0.015 wt% or more and 0.16 wt% or less.
In addition, when the light guide length of the light guide plate is L = 560 mm corresponding to a screen size of 42 inches and the particle diameter of the scattering particles is 4.5 μm, the concentration of the scattering particles is 0.015 wt% or more and 0.065 wt%. More preferably, it is more preferably 0.035 wt%. When the particle diameter of the scattering particles is 7.0 μm, the concentration of the scattering particles is more preferably 0.02 wt% or more and 0.09 wt% or less, and most preferably 0.048 wt%. . Furthermore, when the particle diameter of the scattering particles is 12.0 μm, the concentration of the scattering particles is more preferably 0.04 wt% or more and 0.16 wt% or less, and most preferably 0.09 wt%.
また、導光板の導光長を画面サイズ46インチ対応のL=590mmとし、散乱粒子の粒子径を4.5μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.015wt%以上、0.060wt%以下とすることがより好ましく、0.031wt%とすることが最も好ましい。また、散乱粒子の粒子径を7.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.02wt%以上、0.08wt%以下とすることがより好ましく、0.043wt%とすることが最も好ましい。さらに、散乱粒子の粒子径を12.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を0.035wt%以上、0.15wt%以下とすることがより好ましく、0.081wt%とすることが最も好ましい。 In addition, when the light guide length of the light guide plate is L = 590 mm corresponding to a screen size of 46 inches and the particle diameter of the scattering particles is 4.5 μm, the concentration of the scattering particles is 0.015 wt% or more and 0.060 wt%. More preferably, it is more preferably 0.031 wt%. When the particle diameter of the scattering particles is 7.0 μm, the concentration of the scattering particles is more preferably 0.02 wt% or more and 0.08 wt% or less, and most preferably 0.043 wt%. . Furthermore, when the particle diameter of the scattering particles is 12.0 μm, the concentration of the scattering particles is more preferably 0.035 wt% or more and 0.15 wt% or less, and most preferably 0.081 wt%.
また、導光長Lを625mm≦L≦770mmとする場合には、散乱粒子の濃度を0.01wt%以上、0.12wt%以下とするのが良い。
また、導光板の導光長を画面サイズ52インチ対応のL=660mmとし、散乱粒子の粒子径を4.5μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.010wt%以上0.050wt%以下とすることがより好ましく、0.025wt%とすることが最も好ましい。また、散乱粒子の粒子径を7.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.015wt%以上0.060wt%以下とすることがより好ましく、0.034wt%とすることが最も好ましい。さらに、散乱粒子の粒子径を12.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を0.030wt%以上0.120wt%以下とすることがより好ましく、0.064wt%とすることが最も好ましい。
When the light guide length L is 625 mm ≦ L ≦ 770 mm, the concentration of the scattering particles is preferably 0.01 wt% or more and 0.12 wt% or less.
When the light guide length of the light guide plate is L = 660 mm corresponding to a screen size of 52 inches and the particle diameter of the scattering particles is 4.5 μm, the concentration of the scattering particles is 0.010 wt% or more and 0.050 wt% or less. Is more preferable, and 0.025 wt% is most preferable. When the particle diameter of the scattering particles is 7.0 μm, the concentration of the scattering particles is more preferably 0.015 wt% or more and 0.060 wt% or less, and most preferably 0.034 wt%. Furthermore, when the particle diameter of the scattering particles is 12.0 μm, the concentration of the scattering particles is more preferably 0.030 wt% or more and 0.120 wt% or less, and most preferably 0.064 wt%.
さらに、導光板の導光長を画面サイズ57インチ対応のL=730mmとし、散乱粒子の粒子径を4.5μmとする場合は、散乱粒子の濃度を0.010wt%以上、0.040wt%以下とすることがより好ましく、0.021wt%とすることが最も好ましい。また、散乱粒子の粒子径を7.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.010wt%以上、0.050wt%以下とすることがより好ましく、0.028wt%とすることが最も好ましい。さらに、散乱粒子の粒子径を12.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.020wt%以上0.100wt%以下とすることが好ましく、0.053wt%とすることが最も好ましい。 Furthermore, when the light guide length of the light guide plate is L = 730 mm corresponding to a screen size of 57 inches and the particle diameter of the scattering particles is 4.5 μm, the concentration of the scattering particles is 0.010 wt% or more and 0.040 wt% or less. Is more preferable, and 0.021 wt% is most preferable. When the particle diameter of the scattering particles is 7.0 μm, the concentration of the scattering particles is more preferably 0.010 wt% or more and 0.050 wt% or less, and most preferably 0.028 wt%. . Furthermore, when the particle diameter of the scattering particles is 12.0 μm, the concentration of the scattering particles is preferably 0.020 wt% or more and 0.100 wt% or less, and most preferably 0.053 wt%.
また、導光長Lを785mm≦L≦830mmとする場合には、散乱粒子の濃度を0.006wt%以上、0.08wt%以下とすること好ましい。
さらに、導光板の導光長を画面サイズ65インチ対応のL=830mmとし、散乱粒子の粒子径を4.5μmとする場合は、散乱粒子の濃度を0.008wt%以上、0.030wt%以下とすることがより好ましく、0.016wt%とすることが最も好ましい。また、散乱粒子の粒子径を7.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.009wt%以上、0.040wt%以下とすることがより好ましく、0.022wt%とすることが最も好ましい。さらに、散乱粒子の粒子径を12.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.020wt%以上、0.080wt%以下とすることがより好ましく、0.041wt%とすることが最も好ましい。
When the light guide length L is 785 mm ≦ L ≦ 830 mm, it is preferable that the concentration of the scattering particles is 0.006 wt% or more and 0.08 wt% or less.
Further, when the light guide length of the light guide plate is L = 830 mm corresponding to a screen size of 65 inches and the particle diameter of the scattering particles is 4.5 μm, the concentration of the scattering particles is 0.008 wt% or more and 0.030 wt% or less. More preferably, it is most preferable to set it as 0.016 wt%. When the particle diameter of the scattering particles is 7.0 μm, the concentration of the scattering particles is more preferably 0.009 wt% or more and 0.040 wt% or less, and most preferably 0.022 wt%. . Furthermore, when the particle diameter of the scattering particles is 12.0 μm, the concentration of the scattering particles is more preferably 0.020 wt% or more and 0.080 wt% or less, and most preferably 0.041 wt%. .
以上から、本発明においては、導光板30の2つの光入射面30d、30e間の導光長に応じて、導光板30に分散させる散乱粒子の粒径および濃度が、所定の関係を満たす必要があることが分かる。
そこで、本発明においては、導光板30の導光長が、480mm以上、500mm以下である時、上述のように、散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、散乱粒子の濃度が、0.02wt%以上、0.22wt%以下である必要があり、かつ、図8(A)に示すグラフのように、散乱粒子の粒径(μm)を横軸とし、散乱粒子の粒子濃度(wt%)を縦軸とするとき、散乱粒子の粒径および濃度が、6点(4.0,0.02)、(4.0,0.085)、(7.0,0.03)、(7.0,0.12)、(12.0,0.06)および(12.0,0.22)で囲まれる領域内にある必要がある。
また、導光板30の導光長が、515mm以上、620mm以下であるとき、上述のように、散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、散乱粒子の濃度が、0.015wt%以上、0.16wt%以下であり、かつ、図8(B)に示すグラフのように、粒径(μm)を横軸とし、粒子濃度(wt%)を縦軸とするとき、散乱粒子の粒径および濃度が、6点(4.0,0.015)、(4.0,0.065)、(7.0,0.02)、(7.0,0.09)、(12.0,0.035)および(12.0,0.16)で囲まれる領域内にある必要がある。
From the above, in the present invention, the particle size and concentration of the scattering particles dispersed in the
Therefore, in the present invention, when the light guide length of the
When the light guide length of the
また、導光板30の導光長が、625mm以上、770mm以下であるとき、上述のように、散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、散乱粒子の濃度が、0.01wt%以上、0.12wt%以下であり、かつ図9(A)に示すグラフのように、粒径(μm)を横軸とし、粒子濃度(wt%)を縦軸とするとき、散乱粒子の粒径および濃度が、6点(4.0,0.01)、(4.0,0.05)、(7.0,0.01)、(7.0,0.06)、(12.0,0.02)および(12.0,0.12)で囲まれる領域内にある必要がある。
また、導光板30の導光長が、785mm以上、830mm以下であるとき、上述のように、散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、散乱粒子の濃度が、0.008wt%以上、0.08wt%以下であり、かつ、図9(B)に示すグラフのように、粒径(μm)を横軸とし、粒子濃度(wt%)を縦軸とするとき、散乱粒子の粒径および濃度が、6点(4.0,0.008)、(4.0,0.03)、(7.0,0.009)、(7.0,0.04)、(12.0,0.02)および(12.0,0.08)で囲まれる領域内にある必要がある。
When the light guide length of the
When the light guide length of the
散乱粒子の粒径および濃度が、図8(A)、(B)、図9(A)および(B)に示すグラフの6点で囲まれた領域内にある必要がある理由は、この領域を外れると、粒子濃度が高すぎる場合には、平板と同じとなり、中高な輝度分布を実現できないし、粒子濃度が低すぎる場合には、光が突き抜けて透過してしまうために光利用効率55%以上を満たさなくなるからであり、粒径が小さすぎる場合には、光利用効率はよくなるが、中高な輝度分布を実現できないし、粒径が大きすぎる場合には、中高な輝度分布を実現できるが、光利用効率が低いからである。 The reason why the particle size and concentration of the scattering particles need to be within the region surrounded by the six points in the graphs shown in FIGS. 8 (A), (B), FIG. 9 (A) and (B) If the particle concentration is too high, it becomes the same as a flat plate when the particle concentration is too high, and a medium-high luminance distribution cannot be realized. If the particle concentration is too low, light penetrates and passes through, so that the light utilization efficiency 55 If the particle size is too small, the light utilization efficiency is improved, but a medium-high luminance distribution cannot be realized, and if the particle size is too large, a medium-high luminance distribution can be realized. However, the light utilization efficiency is low.
このように本発明の散乱微粒子の粒子濃度の限定範囲に含まれる最適な粒子濃度を選択することにより、平板形状の導光板に分散させた場合に比べて光利用効率を高めて出射させることができる。本発明においては、少なくとも55%以上、すなわち70%を超える光利用効率を達成することができる。
以上から、最適な粒子径および粒子濃度の組み合わせを選択できるので、これらの組み合わせを選択することで、10mm程度の混合長でLED光源からの射出光をむらなく出射させることができる。
Thus, by selecting the optimum particle concentration included in the limited range of the particle concentration of the scattering fine particles of the present invention, it is possible to emit light with higher light utilization efficiency compared to the case where it is dispersed in a flat light guide plate. it can. In the present invention, light utilization efficiency of at least 55% or more, that is, exceeding 70% can be achieved.
From the above, since an optimum combination of particle diameter and particle concentration can be selected, the light emitted from the LED light source can be emitted uniformly with a mixing length of about 10 mm by selecting these combinations.
このような内部に散乱微粒子を分散させた本発明の導光板30は、2つの光入射面から入射した光が光射出面から射出された割合を示す光の利用効率が55%以上である必要がある。この理由は、光の利用効率が55%未満では、必要な輝度を得るためには、より出力の大きな光源が必要となるが、より出力の大きな光源を用いると、光源が高温となり、消費電力が大きくなるばかりか、導光板30の反りや伸びが大きくなり、所要の明るさの分布、いわゆる中高なあるいは釣鐘状の明るさの分布が得られなくなるからである。
また、光射出面の光入射面近傍から射出する光の輝度に対する光射出面の中央部から射出する光の輝度の割合を示す前記光射出面の輝度分布の中高度合が、0%より大きく25%以下であるである必要がある。その理由は、大画面の薄型液晶テレビに要求される画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高なあるいは釣鐘状の明るさの分布だからである。
このような導光板30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
Further, the medium to altitude degree of the luminance distribution of the light emitting surface, which indicates the ratio of the luminance of the light emitted from the central portion of the light emitting surface to the luminance of the light emitted from the vicinity of the light incident surface of the light emitting surface, is greater than 0%. It must be 25% or less. The reason for this is that the vicinity of the center of the screen required for a large-screen thin LCD TV is brighter than the periphery, that is, a so-called medium-high or bell-shaped brightness distribution.
Such a
ここで、導光板30は、光入射面となる第1光入射面30d、第2光入射面30eと、光射出面30aと、光反射面となる第1傾斜面30b、第2傾斜面30cの少なくとも1面の表面粗さRaを380nmより小さくすること、つまりRa<380nmとすることが好ましい。
光入射面となる第1光入射面30d、第2光入射面30eの表面粗さRaを380nmよりも小さくすることで、導光板表面の拡散反射を無視することができ、つまり、導光板表面での拡散反射を防止することができ、入射効率を向上させることができる。
また、光射出面30aの表面粗さRaを380nmよりも小さくすることで、導光板表面の拡散反射透過を無視することができ、つまり導光板表面での拡散反射透過を防止することができ、全反射により奥まで光を伝えることができる。
さらに、光反射面となる第1傾斜面30b、第2傾斜面30cの表面粗さRaを380nmよりも小さくすることで、拡散反射を無視することができ、つまり光反射面での拡散反射を防止でき、全反射成分をより奥まで伝えることができる。
Here, the
By making the surface roughness Ra of the first
Further, by making the surface roughness Ra of the
Furthermore, by making the surface roughness Ra of the first
本発明の導光板は、基本的に以上のように構成されるが、以下のようにして設計することができる。なお、以下の設計方法では、筐体26の上部筐体42および下部筐体44に連結するための各種穴を形成していない導光板とした場合で説明するが、各種穴は導光板の一部のみに形成するものであるので、光射出面から射出される光は、基本的に同じになる。
図10は、本発明の導光板の設計方法の一例を示すフローチャートである。
まず、図10に示すように、ステップS10において、本発明の導光板を用いるバックライトユニットが適用される液晶表示装置の画面サイズから、画面サイズの短辺長さにミキシングゾーン長としての約10mmを加えて、導光長として決定する。
次に、ステップS12において、画面サイズから導光板の最大厚みtmaxを決定する。
また、ステップS14において、導光板に使用する母材樹脂および添加する散乱微粒子の粒子条件を決定する。
The light guide plate of the present invention is basically configured as described above, but can be designed as follows. In the following design method, a case where the light guide plate is not formed with various holes for connecting to the
FIG. 10 is a flowchart showing an example of the light guide plate designing method of the present invention.
First, as shown in FIG. 10, in step S10, from the screen size of the liquid crystal display device to which the backlight unit using the light guide plate of the present invention is applied, the short side length of the screen size is about 10 mm as the mixing zone length. To determine the light guide length.
Next, in step S12, the maximum thickness tmax of the light guide plate is determined from the screen size.
In step S14, the base material resin used for the light guide plate and the particle conditions of the scattering fine particles to be added are determined.
続いて、ステップS16において、決定された導光長を持つ平板形状の散乱微粒子分散導光板(散乱導光板)において、光利用効率E[%]が、55%以上となる粒子濃度を決定する。ここで、E=Iout/Iin×100[%]で表され、IoutおよびIinは、それぞれ入射および出射光束[lm]を表している。なお、粒子濃度の決定は、シミュレーションにより行われるが、光利用効率Eの実測値とシミュレーション値との間に差がある場合には、その差を考慮して粒子濃度の設計値を決定する必要がある。この差がある場合には、予め、光利用効率Eの実測値とシミュレーション値との間の差を求めておくのが好ましい。 Subsequently, in step S16, the particle concentration at which the light use efficiency E [%] is 55% or more is determined in the flat-plate-shaped scattered fine particle dispersion light guide plate (scattering light guide plate) having the determined light guide length. Here, E = Iout / Iin × 100 [%], and Iout and Iin represent incident and outgoing light beams [lm], respectively. The particle concentration is determined by simulation. If there is a difference between the actual measurement value of the light utilization efficiency E and the simulation value, it is necessary to determine the design value of the particle concentration in consideration of the difference. There is. If there is this difference, it is preferable to obtain in advance the difference between the actual measured value and the simulation value of the light utilization efficiency E.
次に、ステップS18において、粒子濃度の設計値を固定し、本発明の導光板の傾斜面形状(逆楔形状)のテーパ角θまたは最大厚みtmaxを変化させて、導光板の光射出面の輝度分布を求め、その中高度合が所定範囲内に入るか否かを把握して、テーパ角θを決定する。このとき、中央の湾曲部の曲率半径Rは、導光長に応じて決定し、テーパと組み合わせる。ここで、中高度合Dは、0<D≦25、D=[(Lcen−Ledg)/Lcen]×100[%]で表される。ここで、中高度合Dは、輝度分布の中高度合(中央部が高くなる度合い)意味し、LcenおよびLedgは、それぞれ中央部における輝度および画面端側(入射部付近)の輝度を表す。なお、テーパ角θの決定は、シミュレーションにより行われるが、粒子濃度の実測値とシミュレーション値との間に差がある場合には、その差を考慮して輝度分布を把握し、中高度合Dを決定し、テーパ角θを決定する必要がある。この差がある場合には、予め、粒子濃度の実測値とシミュレーション値との間の差を求めておくのが好ましい。 Next, in step S18, the design value of the particle concentration is fixed, the taper angle θ or the maximum thickness tmax of the inclined surface shape (reverse wedge shape) of the light guide plate of the present invention is changed, and the light exit surface of the light guide plate is changed. The brightness distribution is obtained, and it is determined whether or not the intermediate altitude is within a predetermined range, and the taper angle θ is determined. At this time, the radius of curvature R of the central curved portion is determined according to the light guide length and combined with the taper. Here, the intermediate altitude degree D is represented by 0 <D ≦ 25 and D = [(Lcen−Ledg) / Lcen] × 100 [%]. Here, the medium altitude degree D means the medium altitude degree (the degree at which the central portion becomes high) of the luminance distribution, and Lcen and Ledg represent the luminance at the central portion and the luminance at the screen end side (near the incident portion), respectively. The taper angle θ is determined by simulation. If there is a difference between the measured value of the particle concentration and the simulation value, the luminance distribution is grasped in consideration of the difference, and the intermediate altitude D It is necessary to determine the taper angle θ. When there is this difference, it is preferable to obtain the difference between the actually measured value of the particle concentration and the simulation value in advance.
続いて、ステップS20において、導光板の最大厚みtmaxと、テーパ(テーパ角θ)および中央の湾曲部の曲率半径Rとの関係から、入射部厚み(最小厚み)tminを決定して、決定された入射部厚みtmin未満の発光部を持つLEDチップを選択する。
こうして、本発明の導光板を設計することができる。
なお、画面サイズが37インチ、最大厚み3.5mm、導光長480mmである導光板の場合の粒子濃度[wt%]と、光利用効率[%]および中高度合[%]との関係を図11に示す。
同図から明らかなように、粒子濃度が0.05wt%〜0.2wt%の範囲では、光利用効率は、70%を超えるが、粒子濃度が0.05wt%〜0.07wt%の範囲および0.19wt%〜0.2wt%の範囲では、中高度合はマイナス、すなわち、中央部が低い輝度分布となることがわかる。例えば、10%以上の中高度合が必要であれば、粒子濃度を0.08wt%〜0.16wt%の範囲に設計する必要があることがわかる。
Subsequently, in step S20, the incident portion thickness (minimum thickness) tmin is determined from the relationship between the maximum thickness tmax of the light guide plate and the taper (taper angle θ) and the radius of curvature R of the central curved portion. An LED chip having a light emitting part with a thickness less than the incident part thickness tmin is selected.
Thus, the light guide plate of the present invention can be designed.
The relationship between the particle concentration [wt%], the light utilization efficiency [%] and the intermediate altitude [%] in the case of a light guide plate with a screen size of 37 inches, a maximum thickness of 3.5 mm, and a light guide length of 480 mm As shown in FIG.
As is clear from the figure, in the range of the particle concentration from 0.05 wt% to 0.2 wt%, the light utilization efficiency exceeds 70%, but the particle concentration ranges from 0.05 wt% to 0.07 wt%, and It can be seen that in the range of 0.19 wt% to 0.2 wt%, the intermediate altitude is minus, that is, the luminance distribution is low in the central portion. For example, it is understood that if a medium to high degree of 10% or more is required, the particle concentration needs to be designed in the range of 0.08 wt% to 0.16 wt%.
こうして設計された画面サイズが、37インチ、42インチ、46インチ、52インチ、57インチおよび65インチである場合の導光板の導光長[mm]、最大厚み[mm]、粒子濃度[wt%]、テーパ、中央の湾曲部の曲率半径R[mm]、光利用効率[%]および中高度合[%]を表1に示す。なお、下記導光板は、いずれも光射出面及び傾斜面のいずれの外端領域にも凹部を形成していない導光板(つまり、表面が平滑な導光板)であるが、導光板に凹部を形成した場合も同様の設計方法で、同様の傾向を得ることができる。また、凹部を形成することで、光入射面近傍での光損失を抑制できるため、より光利用効率を高くすることができる。 When the screen sizes designed in this way are 37 inches, 42 inches, 46 inches, 52 inches, 57 inches, and 65 inches, the light guide plate has a light guide length [mm], a maximum thickness [mm], and a particle concentration [wt%]. ], Taper, radius of curvature R [mm] of the central curved portion, light utilization efficiency [%] and intermediate altitude [%] are shown in Table 1. The following light guide plates are light guide plates (that is, light guide plates having a smooth surface) in which no recess is formed in any of the outer end regions of the light exit surface and the inclined surface. When formed, the same tendency can be obtained by the same design method. Moreover, since the light loss in the vicinity of the light incident surface can be suppressed by forming the concave portion, the light utilization efficiency can be further increased.
いずれの導光板の場合も、本発明の好適な限定範囲を満たすものであるので、大画面であっても、薄型な形状であり、かつ光の利用効率が高く、輝度むらが少ない光を出射することができ、大画面の薄型液晶テレビに要求される画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高なあるいは釣鐘状の明るさの分布を得ることができる。
本発明の導光板は、基本的に以上のように構成される。
In any case, the light guide plate satisfies the preferable limitation range of the present invention, so that even a large screen has a thin shape, high light utilization efficiency, and emits light with less unevenness in luminance. In addition, a bright distribution in the vicinity of the center of the screen, which is required for a large-screen thin liquid crystal television, compared to the peripheral portion, that is, a so-called medium-high or bell-shaped brightness distribution can be obtained.
The light guide plate of the present invention is basically configured as described above.
次に、光学部材ユニット32について説明する。
光学部材ユニット32は、導光板30の光射出面30a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24の光射出面24a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30の光射出面30a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32a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32bと、プリズムシート32b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32cとを有する。
Next, the
The
拡散シート32aおよび32c、プリズムシート32b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32aおよび32cと、2枚の拡散シートの間に配置したプリズムシート32bとで構成したが、プリズムシートおよ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30の光射出面30a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、上述の拡散シートおよ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 the present embodiment, the optical member unit is constituted by the two
For example, as the optical member, in addition to or in place of the above-described diffusion sheet and prism sheet, a transmittance adjusting member in which a large number of transmittance adjusting bodies made of a diffusive reflector are arranged in accordance with luminance unevenness can also be used.
次に、照明装置本体の反射板34について説明する。
反射板34は、導光板30の第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30cから漏洩する光を反射して、再び導光板30に入射させるために設けられており、光の利用効率を向上させることができる。反射板34は、導光板30の第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30cに対応した形状で、第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30cを覆うように形成される。本実施形態では、図2に示すように導光板30の第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30cが断面三角形状に形成されているので、反射板34もこれに補形する形状に形成されている。
Next, the reflecting
The
反射板34は、導光板30の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。
The reflecting
上部誘導反射板36は、導光板30と拡散シート32aとの間、つまり、導光板30の光射出面30a側に、光源28および導光板30の光射出面30aの端部(第1光入射面30d側の端部および第2光入射面30e側の端部)を覆うようにそれぞれ配置されている。言い換えれば、上部誘導反射板36は、光軸方向に平行な方向において、導光板30の光射出面30aの一部から光源28の光源支持部52の一部までを覆うように配置されている。つまり、2つの上部誘導反射板36が、導光板30の両端部にそれぞれ配置されている。
このように、上部誘導反射板36を配置することで、光源28から射出された光が導光板30に入射することなく、光射出面30側に漏れ出すことを防止できる。
これにより、光源28のLEDチップ50の各LEDチップから射出された光を効率よく導光板30の第1光入射面30dおよび第2光入射面30eに入射させることができ、光利用効率を向上させることができる。
The upper
Thus, by arranging the upper
Thereby, the light emitted from each LED chip of the
下部誘導反射板38は、導光板30の光射出面30a側とは反対側、つまり、第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30c側に、光源28の一部を覆うように配置されている。また、下部誘導反射板38の導光板中心側の端部は、反射板34と連結されている。
下部誘導反射板38を設けることで、光源28から射出された光が導光板30に入射することなく、導光板30の第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30c側に漏れ出すことを防止できる。
これにより、光源28のLEDチップ50の各LEDチップから射出された光を効率よく導光板30の第1光入射面30dおよび第2光入射面30eに入射させることができ、光利用効率を向上させることができる。
ここで、上部誘導反射板36および下部誘導反射板38としては、上述した反射板34に用いる各種材料を用いることができる。
なお、本実施形態では、反射板34と下部誘導反射板38と連結させたが、これに限定されず、それぞれを別々の部材としてもよい。
The lower guide reflection plate 38 is disposed on the side opposite to the
By providing the lower guide reflection plate 38, the light emitted from the
Thereby, the light emitted from each LED chip of the
Here, as the
In the present embodiment, the reflecting
ここで、上部誘導反射板36および下部誘導反射板38は、光源28から射出された光を第1光入射面30dまたは第2光入射面30e側に反射させ、光源28から射出された光を第1光入射面30dまた第2光入射面30eに入射させることができ、導光板30に入射した光を導光板30中心側に導くことができれば、その形状および幅は特に限定されない。
また、本実施形態では、上部誘導反射板36を導光板30と拡散シート32aとの間に配置したが、上部誘導反射板36の配置位置はこれに限定されず、光学部材ユニット32を構成するシート状部材の間に配置してもよく、光学部材ユニット32と上部筐体44との間に配置してもよい。
Here, the
In the present embodiment, the
次に、筐体26について説明する。
図2に示すように、筐体26は、照明装置本体24を収納して支持し、かつその光出射面24a側と導光板30の第1傾斜面30b及び第2傾斜面30c側とから挟み込み、固定するものであり、下部筐体42と上部筐体44と折返部材46と支持部材48とを有する。
Next, the
As shown in FIG. 2, the
下部筐体42は、上面が開放され、底面部と、底面部の4辺に設けられ底面部に垂直な側面部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。下部筐体42は、図2に示すように、上方から収納された照明装置本体24を底面部及び側面部で支持すると共に、照明装置本体24の光出面24a以外の面、つまり、照明装置本体24の光出面24aとは反対側の面(背面)及び側面を覆っている。
The
上部筐体44は、上面に開口部となる照明装置本体24の矩形状の光出射面24aより小さい矩形状の開口が形成され、かつ下面が開放された直方体の箱型形状である。
上部筐体44は、図2に示すように、面状照明装置本体24及び下部筐体42の上方(光射出面側)から、照明装置本体24およびこれが収納された下部筐体42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。
The
As shown in FIG. 2, the
折返部材46は、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46は、図2に示すように、下部筐体42の側面と上部筐体44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42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44の側面と連結されている。
ここで、下部筐体42と折返部材46との接合方法、折返部材46と上部筐体44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。
The folding
As shown in FIG. 2, the folding
Here, as a method for joining the
このように、下部筐体42と上部筐体44との間に折返部材46を配置することで、筐体26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。
Thus, 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48は、延在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48は、図2に示すように、反射板34と下部筐体42との間、より具体的には、導光板30の第1傾斜面30bの第1光入射面30d側の端部に対応する位置の反射板34と下部筐体42との間に配置され、導光板30及び反射板34を下部筐体42に固定し、支持する。
支持部材48により反射板34を支持することで、導光板30と反射板34とを密着させることができる。さらに、導光板30及び反射板34を、下部筐体42の所定位置に固定することができる。
The
As shown in FIG. 2, the
The
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42、または反射板34と一体で形成してもよい。つまり、下部筐体42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、反射板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、反射板と下部筐体との間の任意の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30d近傍、第2光入射面30e近傍に配置することが好ましい。
In this 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
Further, the arrangement position is not particularly limited, and it can be arranged at an arbitrary position between the reflector and the lower housing, but in order to stably hold the light guide plate, In the present embodiment, it is preferable to dispose near the first
また、支持部材48の形状は特に限定されず、種々の形状とすることができ、また、種々の材料で作成することもできる。例えば、支持部材を複数設け、所定間隔毎に配置してもよい。
また、支持部材を反射板と下部筐体とで形成される空間の全域を埋める形状とし、つまり、反射板側の面を反射板に沿った形状とし、下部筐体側の面を下部筐体に沿った形状としてもよい。このように、支持部材により反射板の全面を支持する場合は、導光板と反射板とが離れることを確実に防止することができ、反射板を反射した光により輝度むらが生じることを防止することができる。
Further, the shape of the
In addition, the support member has a shape that fills the entire space formed by the reflector and the lower housing, that is, the surface on the reflector side is shaped along the reflector, and the surface on the lower housing side is the lower housing. It is good also as a shape along. As described above, when the entire surface of the reflection plate is supported by the support member, it is possible to reliably prevent the light guide plate and the reflection plate from separating, and to prevent uneven brightness from being generated by the light reflected from the reflection plate. be able to.
面状照明装置20は、基本的に以上のような構成である。
面状照明装置20は、導光板30の両端にそれぞれ配置された光源28のLEDチップ50から射出させる。
光源ユニット50から射出された光は、導光板30の光入射面(第1光入射面30dおよび第2光入射面30e)に入射する。それぞれの面から入射した光は、導光板30の内部に含まれる散乱体によって散乱されつつ、導光板30内部を通過し、直接、または第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30cで反射した後、光射出面30aから射出する。このとき、第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30cから漏出した一部の光は、反射板34によって反射され再び導光板30の内部に入射する。
このようにして、導光板30の光射出面30aから射出された光は、光学部材32を透過し、照明装置本体24の光出面24aから射出され、液晶表示パネル12を照明する。
液晶表示パネル12は、駆動ユニット14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12の表面上に文字、図形、画像などを表示する。
The
The
The light emitted from the
In this way, the light emitted from the
The liquid
上述したように、本発明の導光板を用いることで、光入射面近傍での光の損失を抑制し、導光板に入射した光をより遠くまで到達させることができ、光射出面30aから中高な光を射出することができる。また、光源から射出された光を高い利用効率で射出することができるため、効率よく輝度の高い光を射出させることができる。
これにより、大画面の薄型液晶テレビに要求される画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高あるいは釣鐘状の明るさの分布で、かつ、高輝度(または高照度)な光を照明装置本体24の光出面24aから射出することができる。
これにより、液晶表示装置10を液晶テレビなどのに好適に用いることのできる。
As described above, by using the light guide plate of the present invention, it is possible to suppress the loss of light in the vicinity of the light incident surface, and to make the light incident on the light guide plate reach farther. Light can be emitted. Further, since light emitted from the light source can be emitted with high utilization efficiency, light with high luminance can be emitted efficiently.
As a result, light that has a brighter distribution in the vicinity of the center of the screen required for large-screen flat-screen LCD TVs than the surroundings, that is, a so-called medium-high or bell-shaped brightness, and high brightness (or high illuminance). Can be emitted from the
Thereby, the liquid
また、外端領域の光軸方向の長さ(光入射部の光入射面から境界面までの距離)Lcは、であることが好ましい。外端領域の光軸方向の長さとは、凹部が形成されている領域の光軸方向の長さである。
外端領域の光軸方向の長さが上記範囲を満たすことで、より確実に光入射面付近での光の漏れを防止することができる。
また、外端領域の長さLcは、光出射面30aから射出される光の輝度分布に影響を与えないように、導光板30の光出射面30aの光入射面と接続している辺を覆うように被せられて配置されている上部筐体44の縁部(額縁)の幅よりも短くすることが好ましい。
Further, the length in the optical axis direction of the outer end region (the distance from the light incident surface of the light incident portion to the boundary surface) Lc is preferably as follows. The length in the optical axis direction of the outer end region is the length in the optical axis direction of the region where the recess is formed.
When the length of the outer end region in the optical axis direction satisfies the above range, light leakage near the light incident surface can be prevented more reliably.
Further, the length Lc of the outer end region is a side connected to the light incident surface of the
さらに、外端領域の光軸方向の長さLcは、光の入射方向における上部誘導反射板(光射出面30a側の反射部材)36の長さをLrとし、上部筐体の縁部の幅をLeとして、Lnpi<Lr<Leの関係を満足することが好ましい。外端領域の光軸方向の長さLcを、上部筐体44の縁部の幅、さらには、上部誘導反射板36の長さLrよりも短くすることにより、光入射面から導光板の中央部に向かう、光入射部と主要部との散乱粒子の濃度の違いが認識されるのを防止できる。
Further, the length Lc of the outer end region in the optical axis direction is defined as Lr when the length of the upper guide reflector (reflecting member on the
また、外端領域に形成する凹部は、光射出面または傾斜面の表面における短手方向(本実施形態では、延在方向に直交する方向)の長さを5mm以上20mm以下とすることが好ましい。凹部を上記大きさをすることで、適切に光を反射、散乱させることができる。
また、凹部と隣接する凹部との間隔は、LEDアレイの並び方向の発光部寸法以下とすることが好ましい。上記凹部同士の間隔を上記範囲にすることで、適切に光を反射、散乱させることができる。
Moreover, it is preferable that the recessed part formed in an outer end area | region sets the length of the transversal direction (direction orthogonal to the extending direction in this embodiment) in the surface of a light emission surface or an inclined surface to 5 mm or more and 20 mm or less. . By making the recess have the above size, light can be appropriately reflected and scattered.
Moreover, it is preferable that the space | interval of a recessed part and the adjacent recessed part shall be below the light emission part dimension of the arrangement direction of an LED array. By setting the interval between the recesses in the above range, light can be appropriately reflected and scattered.
ここで、本実施形態では、凹部を溝形状とし、断面が半円形となる形状とし、さらに凹部同士を所定間隔離間して形成したが、本発明は、これに限定されない。
図12(A)〜(D)は、それぞれ、凹部の他の一例を示す部分断面図である。
図12(A)に示すように、凹部68aを断面が三角形となる形状とし、複数の凹部68aを隙間なく、つまり凹部68aが隣接する凹部68と接するような配置で形成してもよい。つまり、外端領域の断面がギザギザな形状となるようにしてもよい。
このように、凹部の断面を三角形としても好適に光を反射、散乱させることができる。また、凹部を隙間なく配置しても好適に光を反射、散乱させることができる。
また、図12(B)に示すように、凹部68bを、断面が三角形となる形状とし、隣接する凹部68b同士の間隔が所定間隔離間するように形成してもよい。
このように、凹部同士を所定間隔離間しても好適に光を反射、散乱させることができる。なお、断面の三角形の各頂点の角度は特に限定されず、また二等辺三角形に限定されず種々の形状の三角形とすることができる。
また、図12(C)に示すように、凹部68cを断面が楕円形となる形状とし、隣接する凹部68b同士の間隔が所定間隔離間するように形成してもよい。
このように、円形、三角形に限定されず、楕円形としても、好適に光を反射、散乱させることができる。
さらに、図12(D)に示すように、凹部68dを断面がサインカーブ(π/2〜5π/2)となる形状とし、複数の凹部68dを隙間なく形成してもよい。つまり、凹部68dを外端領域の断面が連続したサインカーブとなる配置で形成してもよい。
凹部を上記形状とした場合でも好適に光を反射、散乱させることができる。
また、凹部の形状は、上記形状にも限定されず、多角形等、平坦面とした場合光を散乱反射することができる種々の形状とすることができる。
Here, in the present embodiment, the recess is formed in a groove shape, the cross-section is a semicircular shape, and the recesses are spaced apart from each other by a predetermined distance. However, the present invention is not limited to this.
12A to 12D are partial cross-sectional views showing other examples of the recesses, respectively.
As shown in FIG. 12A, the
Thus, light can be reflected and scattered suitably even if the cross section of the recess is triangular. Moreover, even if it arrange | positions a recessed part without a clearance gap, light can be reflected and scattered suitably.
Further, as shown in FIG. 12B, the
In this way, even when the recesses are separated from each other by a predetermined distance, the light can be reflected and scattered suitably. Note that the angle of each vertex of the triangle of the cross section is not particularly limited, and is not limited to an isosceles triangle, and may be a triangle of various shapes.
Further, as shown in FIG. 12C, the
Thus, it is not limited to a circle or a triangle, and even an ellipse can suitably reflect and scatter light.
Furthermore, as shown in FIG. 12D, the
Even when the concave portion has the shape described above, it is possible to suitably reflect and scatter light.
Further, the shape of the recess is not limited to the above shape, and may be various shapes capable of scattering and reflecting light when a flat surface such as a polygon is used.
また、本実施形態では、凹部を光軸方向に延在する溝形状としたが、この溝の向き(凹部の延在方向)は、特に限定されず、光入射面30d、30eに平行に形成しても良く、又は、任意の角度に傾斜させても良い。或いは、相互に交差するように形成することもできる。そして、相互に交差するように形成したときには、後述する凹部を点上に設けた場合と略同様の形状になり、略同様の効果を有するものとなる。 In this embodiment, the concave portion has a groove shape extending in the optical axis direction. However, the direction of the groove (extending direction of the concave portion) is not particularly limited, and is formed parallel to the light incident surfaces 30d and 30e. Alternatively, it may be inclined at an arbitrary angle. Alternatively, they can be formed so as to cross each other. And when it forms so that it may mutually cross | intersect, it will become a shape substantially the same as the case where the recessed part mentioned later is provided on a point, and will have a substantially the same effect.
また上記実施形態では、いずても凹部を一方向に延在する溝形状としたが、凹部は、点形状としてもい。
図13(A)は、他の一例の導光板の光射出面の外端領域の一部を拡大した部分拡大図であり、図13(B)は、図13(A)のXIIIB−XIIIB線断面図である。
In the above embodiment, the recess has a groove shape extending in one direction, but the recess may have a point shape.
13A is a partially enlarged view in which a part of the outer end region of the light exit surface of the light guide plate of another example is enlarged, and FIG. 13B is a line XIIIB-XIIIB in FIG. 13A. It is sectional drawing.
図13(A)及び図13(B)に示すように、外端領域60aには、多数の凹部70が互いに所定間隔離間して千鳥上に配置されている。
凹部70は、図13(B)に示すように、断面が三角形となり、仮想底面(光射出面30a)が四角形となる四角錐形状である。
このように、溝状の凹部に替え、点状の凹部を多数形成することでも外端領域60aに到達した光を好適に反射、散乱させることができ、光入射面近傍での光の損失を低減することができ、光射出面から射出される光の輝度分布を中高にすることができる。
なお、凹部を点状にした場合も、種々の形状とすることができ、球面状、円錐形、多角錐、円柱、角柱等種々の形状とすることができる。
また、1つの凹部は、上述した溝形状の場合の短手方向の長さ以下の大きさで形成することが好ましく、配置間隔は、上述した凹部同士と同様の配置間隔とすることが好ましい。
As shown in FIGS. 13A and 13B, in the
As shown in FIG. 13B, the
In this way, the light reaching the
In addition, also when a recessed part is made into dot shape, it can be set as various shapes, and can be set as various shapes, such as spherical shape, a cone shape, a polygonal pyramid, a cylinder, and a prism.
Moreover, it is preferable to form one recessed part with the magnitude | size below the length of the transversal direction in the case of the groove | channel shape mentioned above, and it is preferable to make an arrangement | positioning space | interval into the arrangement | positioning space | interval similar to the above-mentioned recessed parts.
また、上記導光板30では、第1光入射面30dから一定距離範囲である光射出面30の外端領域60と第1傾斜面30bの外端領域62、第2光入射面30eから一定距離範囲の領域である光射出面30の外端領域64と第2傾斜面30cの外端領域66のぞれぞれに多数の凹部を形成したが本発明はこれに限定されず、光射出面と傾斜面のいずれか一方の面のみに形成してもよい。つまり、多数の凹部が形成された外端領域を光射出面と傾斜面のいずれか一方の面のみに設けてもよい。
光射出面と傾斜面の両方に多数の凹部を形成することで、より光入射面近傍での光の損失を低減されることができるが、光射出面と傾斜面のいずれか一方の面のみに多数の凹部することでも、より光入射面近傍での光の損失を低減されることができる。
ここで、一方の面の外端領域のみに多数の凹部を形成する場合は、光射出面の外端領域に多数の凹部を形成する(つまい凹部が形成された外端領域を設ける)ことが好ましい。光射出面に凹部が形成された外端領域を設けることで、光入射面近傍で光射出面から射出される光をより確実に少なくすることができる。
なお、光射出面から射出される光の輝度分布を対象にするために、光射出面及び/または傾斜面の、第1光入射面側と第2光入射面側の両方に凹部を形成した外端領域を設けることが好ましいが、第1光入射面側と第2光入射面側の一方のみに設けるようにしてもよい。
また、第1光入射面側の外端領域と第2光入射面側の外端領域は、対称な形状とすることが好ましいが両者を非対称な形状、例えば、光軸方向の長さが異なる、凹部の間隔が異なる形状としてもよい。
In the
By forming a large number of concave portions on both the light exit surface and the inclined surface, the loss of light near the light incident surface can be reduced, but only one of the light exit surface and the inclined surface can be reduced. Further, even by forming a large number of recesses, it is possible to further reduce the light loss near the light incident surface.
Here, in the case where a large number of recesses are formed only in the outer end region of one surface, a large number of recesses are formed in the outer end region of the light exit surface (an outer end region in which a ridge recess is formed is provided). Is preferred. By providing the outer end region in which the concave portion is formed on the light emitting surface, the light emitted from the light emitting surface in the vicinity of the light incident surface can be more reliably reduced.
In order to target the luminance distribution of light emitted from the light exit surface, recesses are formed on both the first light incident surface side and the second light incident surface side of the light exit surface and / or the inclined surface. Although it is preferable to provide an outer end region, it may be provided only on one of the first light incident surface side and the second light incident surface side.
The outer end region on the first light incident surface side and the outer end region on the second light incident surface side are preferably symmetric, but they are asymmetrical, for example, different in length in the optical axis direction. The shape of the gaps between the recesses may be different.
また、導光板30は、第1光入射面30dから一定距離範囲、または、第2光入射面30eから一定距離範囲であるミキシングゾーンの散乱粒子の粒子濃度をNpiとし、その他の散乱粒子の粒子濃度をNpとしたとき、Npi>Npであることが好ましい。
粒子濃度がNpi>Npを満たすようにすることで、より好適に、光射出面から射出される光の照度分布(輝度分布)を釣鐘型(中高分布)の状態に維持しつつ、光入射面近傍における輝度むらの発生をより抑制することができる。このように、中高形状を維持しやすくできることで、導光板を大型化することができ、面状照明装置を大型化することができる。なお、散乱粒子濃度に分散を持たせる場合は、平均粒子濃度が各好適範囲を満たすようにすることで、光利用効率を一定以上にすることができる。また、それぞれの領域の粒子濃度が上記範囲を満たすようにすることがより好ましい。
In addition, the
By making the particle concentration satisfy Npi> Np, the light incident surface is more preferably maintained while maintaining the illuminance distribution (luminance distribution) of the light emitted from the light emitting surface in a bell-shaped (medium-high distribution) state. The occurrence of uneven brightness in the vicinity can be further suppressed. As described above, since the medium-high shape can be easily maintained, the light guide plate can be enlarged, and the planar lighting device can be enlarged. In addition, when giving dispersion | distribution to a scattering particle density | concentration, light utilization efficiency can be made more than fixed by making average particle density | concentration satisfy | fill each suitable range. More preferably, the particle concentration in each region satisfies the above range.
また、散乱粒子の濃度Npiは、0.003wt%<Npi<0.25wt%を満たすことが好ましい。濃度Npiを上記範囲とすることで、散乱粒子による光利用効率の低下を少なくすることができる。 Moreover, it is preferable that the density | concentration Npi of a scattering particle satisfy | fills 0.003 wt% <Npi <0.25 wt%. By setting the concentration Npi within the above range, it is possible to reduce the decrease in light utilization efficiency due to the scattering particles.
ここで、本実施形態は、光射出面からより輝度の高い光を効率よく射出することができるため、導光板30の光入射面30aを光入射面と交わる辺が長辺となり、側面と交わる辺が短辺となる形状としたが、本発明はこれに限定されず、光射出面を正方形形状としてもよく、光入射面側を短辺とし側面側を長辺としてもよい。
Here, since this embodiment can efficiently emit light having higher luminance from the light exit surface, the side where the
また、本実施形態では、光入射面30d、30eのみに光源28を配置したが、本発明はこれに限定されず、光入射面30d、30eに対向して配置された光源28を主光源とし、第1側面30gおよび第2側面30fに対向して副光源を設けて、第1側面30gおよび第2側面30fをそれぞれ第3光入射面および第4光入射面としもよい。このようにすることで、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。
In this embodiment, the
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.
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、光源として、LEDチップの代わりにLD(半導体レーザー)チップ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, as a light source, an LED unit having a configuration in which three types of LEDs, a red LED, a green LED, and a blue LED, are combined can be used. In this case, white light can be obtained by mixing the light emitted from the three types of LEDs.
Furthermore, an LD (semiconductor laser) chip can be used as the light source instead of the LED chip.
また、導光板30と光源28との間に導光板30に近い屈折率の材料で形成された混合部を配置してもよい。また、導光板の光入射面および/または側面の一部を他の部分よりも屈折率の小さい材料で形成してもよい。
光源から射出された光が入射する部分を他の部分よりも屈折率を小さくすることで、光源から射出された光をより効率よく入射させることができ、光利用効率をより高くすることができる。
Further, a mixing unit made of a material having a refractive index close to that of the
By reducing the refractive index of the portion where the light emitted from the light source is incident, the light emitted from the light source can be made incident more efficiently and the light utilization efficiency can be further increased. .
また、例えば、導光板の側面同士が向い合う位置で導光板を複数並列に配置し、複数の導光板により1つの光射出面を形成してもよい。この場合は、両端の導光板の他の導光板と隣接していない側の側面のみに副光源を配置する構成としてもよい。 Further, for example, a plurality of light guide plates may be arranged in parallel at the positions where the side surfaces of the light guide plates face each other, and one light emission surface may be formed by the plurality of light guide plates. In this case, it is good also as a structure which arrange | positions a sublight source only to the side surface of the side which is not adjacent to the other light-guide plate of the light-guide plate of both ends.
また、光射出面から中高な輝度分布の光を射出することができるため、導光板は、上述した各種範囲を満たすことが好ましいが、以下のような範囲の導光板を用いることも好ましい。 Moreover, since light with a medium and high luminance distribution can be emitted from the light exit surface, the light guide plate preferably satisfies the various ranges described above, but it is also preferable to use a light guide plate in the following ranges.
導光板は、導光板30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、本実施形態では、導光板の光の入射する方向(導光板30の第1光入射面30dに垂直な方向、以下「光軸方向」ともいう。)の半分の長さをLG、導光板30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。導光板30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から出射することができる。
The light guide plate has a scattering cross-sectional area of 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30の光入射面に垂直な方向における導光板30の一方の光入射面から導光板30の中心までの長さとなる。
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30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)
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, the length of the half of the optical axis direction of the light guide plate when the L G, the light extraction efficiency E out is given by the following equation (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
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 can be seen 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。
ここで、Φ・Np・LG・KCの値は大きくすると、導光板30の光射出面30a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。
以上より、本発明の導光板の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7.0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以下であることが好ましい。
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, increasing the value of Φ · N p · L G · K C, ( hereinafter also referred to "light use efficiency".) Percentage of the light emitted from 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.
Here, when the value of Φ · N p · L G · K C is increased, the illuminance unevenness of the light emitted from the
Thus, the value of Φ · N p · L G · K C of the light guide plate of the present invention preferably satisfies the relationship of 1.1 or more and 8.2 or less, 2.0 or more and 7.0 The following is more preferable. The value of Φ · N p · L G · K C is more preferably as long as 3.0 or more, most preferably, not less than 4.7.
The correction coefficient K C is preferably 0.005 or more and 0.1 or less.
以下、具体例とともに、導光板についてより詳細に説明する。なお、以下の具体例では、光源として、1種類のLEDチップで構成されるLEDチップを用いて輝度等の測定をしたが、擬似白色LEDチップと青色LEDチップを有するLEDチップを用いた場合も基本的に同様の傾向となる。
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。
測定した結果を下記表2に示す。また、表2の判定は、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%より大きいの場合を×として示す。
また、図14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。
Hereinafter, the light guide plate will be described in more detail with specific examples. In the following specific examples, the luminance and the like were measured using an LED chip composed of one kind of LED chip as a light source, but an LED chip having a pseudo white LED chip and a blue LED chip may also be used. Basically the same trend.
First, the scattering cross section Φ, the particle density N p , the length L G of the light guide plate half in the optical axis direction, and the 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 2 below. In the determination of Table 2, the case where the light use efficiency is 50% or more and the illuminance unevenness is 150% or less is indicated as ◯, and the case where the light use efficiency is less than 50% or the illuminance unevenness is greater than 150% is indicated as x.
FIG. 14 shows the relationship between the value of Φ · N p · L G · K C and the light utilization efficiency (the ratio of the light emitted from the light exit surface to the light incident on the light incident surface). Results are shown.
表2及び図14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。
As shown in Table 2 and FIG. 14, by setting Φ · N p · L G · K C to 1.1 or more, the light use efficiency is increased, specifically, the light use efficiency is set to 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15に示す。図15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. 15 shows the result of measuring the illuminance distribution of the light emitted from the light exit surface for the light guide plates having various particle densities in this way. In FIG. 15, the vertical axis is the 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16に、算出した照度むらと粒子密度との関係を示す。図16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16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 the 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. 16 shows the relationship between the calculated illuminance unevenness and the particle density. In FIG. 16, the vertical axis is illuminance unevenness [%], and the horizontal axis is particle density [pieces / m 3 ]. FIG. 16 also shows the relationship between light utilization efficiency and particle density, where the horizontal axis is similarly the particle density and the vertical axis is the light utilization efficiency [%].
図15、図16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. 15 and 16, 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 1.1 or more 8.2 or less, the light use efficiency of 50% or more and 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.
また、面状照明装置をより大きくでき、高い光利用効率で、適切な輝度分布(及び/又は照度分布)の光を射出させることができるため、面状照明装置の導光板として、矩形状の光射出面、光射出面の対向する2つの長辺をそれぞれ含み互いに対向する位置に配置される2つの光入射面、これらの2つの光入射面から前記光射出面の中央に向かうに従ってそれぞれ前記光射出面からの距離が遠くなる対称な2つの傾斜面、これらの2つの傾斜面を接合する湾曲部を備え、その内部に伝搬する光を散乱する散乱粒子を含む形状及び構成とすることが好ましいが、本発明は、これに限定されず、種々の形状の導光板に用いることができる。例えば、散乱粒子を分散させていない導光板を用いる面状照明装置、液晶表示装置にも用いることができ、平板形状の導光板を用いる面状照明装置、液晶表示装置にも用いることができる。 In addition, since the planar lighting device can be made larger and light with an appropriate luminance distribution (and / or illuminance distribution) can be emitted with high light use efficiency, a rectangular light guide plate for the planar lighting device can be used. A light exit surface, two light incident surfaces disposed at positions facing each other and including two opposing long sides of the light exit surface, respectively, from the two light entrance surfaces toward the center of the light exit surface, respectively It has two symmetrical inclined surfaces whose distance from the light exit surface is far away, a curved portion that joins these two inclined surfaces, and a shape and configuration including scattering particles that scatter light propagating therein. However, the present invention is not limited to this, and can be used for light guide plates having various shapes. For example, it can be used for a planar illumination device and a liquid crystal display device using a light guide plate in which scattering particles are not dispersed, and can also be used for a planar illumination device and a liquid crystal display device using a flat light guide plate.
次に、図2に示す面状照明装置の光射出面が平坦な導光板について、実施例に基づいて具体的に説明する。なお、以下の実施例では、光源として、1種類のLEDチップで構成されるLEDチップを用いて輝度等の測定をしたが、擬似白色LEDチップと青色LEDチップを有するLEDチップを用いた場合も基本的に同様の傾向となる。
図2(A)および(B)に示す構成の光源28および導光板30を用い、導光板30の導光長[mm]、その形状、すなわち最大厚さ[mm]、最小厚さ[mm]、テーパ、中央部半径R[mm]、導光板30に分散させる散乱微粒子の粒子径[μm]および粒子濃度[wt%]を変えて、導光板30の2つの光入射面30dおよび30eから入射される光に対する光射出面30aから射出される光の割合を示す光利用効率[%]、および光射出面30aから射出される光の輝度分布を求め、光射出面30aの周辺部、すなわち光入射面30dおよび30eの近傍から射出する光の輝度に対する光射出面30aの中央部から射出する光の輝度の割合を示す光射出面30aの輝度分布の中高度合[%]を求めた。
Next, the light guide plate having a flat light exit surface of the planar illumination device shown in FIG. 2 will be described in detail based on examples. In the following examples, the luminance and the like were measured using an LED chip composed of one kind of LED chip as the light source, but an LED chip having a pseudo white LED chip and a blue LED chip may also be used. Basically the same trend.
Using the
(実施例1)
実施例1として、画面サイズが37インチに対応する導光板30の導光長L[mm]がL=480mmの場合の最大厚さ[mm]、最小厚さ[mm]、粒子径[μm]および粒子濃度[wt%]を表1および表3に示すように種々変えたときの、テーパ、中央部半径(湾曲部の曲率半径)R[mm]、光利用効率[%]、中高度合[%]を求めた。その結果を表3および表4に示す。
ここで、表3は、実施例1についての本発明例11〜16を示し、表4は、実施例1についての測定例11〜15を示す。
Example 1
As Example 1, the maximum thickness [mm], the minimum thickness [mm], and the particle diameter [μm] when the light guide length L [mm] of the
Here, Table 3 shows Invention Examples 11 to 16 for Example 1, and Table 4 shows Measurement Examples 11 to 15 for Example 1.
表3および表4から明らかなように、本発明例11〜16は、いずれも、粒子径[μm]および粒子濃度[wt%]が、本発明の好適な限定範囲を満足し、また、最大厚さ[mm]および最小厚さ[mm]も、本発明の好適な限定範囲を満足するので、光利用効率[%]が、いずれも61%以上と55%より高く、中高度合[%]も、19%〜23%であり、0%超、25%以下の本発明の要求する好適な限定範囲を満足する。
これに対し、測定例11は、本発明の好適な限定範囲より、粒子濃度が高いため、平板と同様の現象となるため、中高な輝度分布を実現できない。
As is apparent from Tables 3 and 4, in all of the inventive examples 11 to 16, the particle diameter [μm] and the particle concentration [wt%] satisfy the preferable limited range of the present invention, and the maximum Since the thickness [mm] and the minimum thickness [mm] also satisfy the preferable limited range of the present invention, the light use efficiency [%] is 61% or more and higher than 55%. ] Is also 19% to 23%, and satisfies the preferred limited range required by the present invention of more than 0% and 25% or less.
On the other hand, since the measurement example 11 has a particle concentration higher than the preferable limited range of the present invention, the phenomenon is similar to that of a flat plate, and thus a medium-high luminance distribution cannot be realized.
測定例12は、最大厚さ[mm]および最小厚さ[mm]のいずれも、本発明の好適な限定範囲の上限値の6.0mmおよび3.0mmより大きく、光が突き抜けて透過してしまうために、光利用効率が50%と限定範囲の55%以上を満たさないばかりか、重量が重くなりすぎて液晶TV用光学部材として適さない。
測定例13は、本発明の好適な限定範囲より、テーパ角が小さく0.1°未満であり、さらに、中央部半径Rが大きく、成形に適さないし、光利用効率が55%以上を達成する粒子濃度では 中高分布を実現できない。
In the measurement example 12, both the maximum thickness [mm] and the minimum thickness [mm] are larger than the upper limit values of 6.0 mm and 3.0 mm, which are preferable limited ranges of the present invention, and light penetrates through. For this reason, the light utilization efficiency does not satisfy the limited range of 55% or more, and the weight is too heavy to be suitable as an optical member for a liquid crystal TV.
In measurement example 13, the taper angle is small and less than 0.1 ° from the preferred limited range of the present invention, the center radius R is large, and it is not suitable for molding, and the light utilization efficiency is 55% or more. Medium-high distribution cannot be realized with particle concentration.
測定例14は、中央部半径Rが大きく、成形に適さないし、平板と同様であり、中高な輝度分布を達成する粒子濃度では、光利用効率が55%以上を実現できない。
測定例15は、本発明の好適な限定範囲より粒子径が小さく、光利用効率は良いが、中高な輝度分布を実現できないし、測定例16は、本発明の好適な限定範囲より粒子径が大きく、中高な輝度分布を実現できるが、光利用効率が低い。
Measurement Example 14 has a large central radius R, is not suitable for molding, is similar to a flat plate, and cannot achieve a light utilization efficiency of 55% or more at a particle concentration that achieves a medium-high luminance distribution.
Measurement Example 15 has a particle size smaller than the preferred limited range of the present invention and good light utilization efficiency, but cannot achieve a medium-high luminance distribution, and Measurement Example 16 has a particle size smaller than the preferred limited range of the present invention. Large, medium and high luminance distribution can be realized, but the light utilization efficiency is low.
(実施例2)
実施例2として、画面サイズが42インチおよび46インチに対応する導光板30の導光長L[mm]がL=560mmおよび590mmの場合の最大厚さ[mm]、最小厚さ[mm]、粒子径[μm]および粒子濃度[wt%]を表5および表6に示すように種々変えたときの、テーパ、中央部半径(湾曲部の曲率半径)R[mm]、光利用効率[%]、中高度合[%]を求めた。その結果を表5および表6に示す。
ここで、表5は、実施例2についての本発明例21〜24を示し、表6は、実施例2についての測定例21〜23を示す。
(Example 2)
As Example 2, the maximum thickness [mm] and the minimum thickness [mm] when the light guide length L [mm] of the
Here, Table 5 shows Invention Examples 21 to 24 for Example 2, and Table 6 shows Measurement Examples 21 to 23 for Example 2.
表5および表6から明らかなように、実施例2の本発明例21〜24は、いずれも、粒子径[μm]および粒子濃度[wt%]が、本発明の好適な限定範囲を満足し、また、最大厚さ[mm]および最小厚さ[mm]も、本発明の好適な限定範囲を満足するので、光利用効率[%]が、いずれも59%〜61%と55%より高く、中高度合[%]も、14%〜15%であり、0%超、25%以下の本発明の要求する好適な限定範囲を満足する。
これに対し、測定例21および22は、本発明の好適な限定範囲より、粒子濃度が高いため、平板と同様の現象となるため、中高な輝度分布を実現できない。
また、測定例23は、最大厚さ[mm]およびテーパ角のいずれも、本発明の好適な限定範囲の上限値の6.0mmおよび0.8°より大きく、テーパが大きすぎて、最大厚さが必要以上に大きくなり、必要以上に中高な分布になりすぎてしまうばかりか、重量が重くなりすぎて液晶TV用光学部材として適さない。
As is apparent from Tables 5 and 6, all of the present invention examples 21 to 24 of Example 2 satisfy the preferred limited range of the present invention in terms of particle diameter [μm] and particle concentration [wt%]. In addition, since the maximum thickness [mm] and the minimum thickness [mm] also satisfy the preferred limited range of the present invention, the light utilization efficiency [%] is 59% to 61%, which is higher than 55%. The intermediate altitude [%] is also 14% to 15%, which satisfies the preferred limited range required by the present invention of more than 0% and 25% or less.
On the other hand, measurement examples 21 and 22 have a particle concentration higher than the preferred limited range of the present invention, and thus exhibit the same phenomenon as a flat plate, and thus cannot achieve a medium-high luminance distribution.
In measurement example 23, both the maximum thickness [mm] and the taper angle are larger than the upper limit values of 6.0 mm and 0.8 ° of the preferred limited range of the present invention, the taper is too large, and the maximum thickness Becomes unnecessarily large and the distribution becomes too high and higher than necessary, and the weight is too heavy to be suitable as an optical member for a liquid crystal TV.
(実施例3)
実施例3として、画面サイズが52インチおよび57インチに対応する導光板30の導光長L[mm]がL=660mmおよび730mmの場合の最大厚さ[mm]、最小厚さ[mm]、粒子径[μm]および粒子濃度[wt%]を表7および表8に示すように種々変えたときの、テーパ、中央部(湾曲部半径)R[mm]、光利用効率[%]、中高度合[%]を求めた。その結果を表7および表8に示す。
ここで、表7は、実施例3についての本発明例31〜32を示し、表8は、実施例3についての測定例31〜35を示す。
(Example 3)
As Example 3, the maximum thickness [mm], the minimum thickness [mm] when the light guide length L [mm] of the
Here, Table 7 shows Invention Examples 31 to 32 for Example 3, and Table 8 shows Measurement Examples 31 to 35 for Example 3.
表7および表8から明らかなように、実施例3の本発明例31〜32は、いずれも、粒子径[μm]および粒子濃度[wt%]が、本発明の好適な限定範囲を満足し、また、最大厚さ[mm]および最小厚さ[mm]も、本発明の好適な限定範囲を満足するので、光利用効率[%]が、いずれも60%〜61%と55%より高く、中高度合[%]も、14%〜14.2%であり、0%超、25%以下の本発明の要求する好適な限定範囲を満足する。
これに対し、測定例31は、本発明の好適な限定範囲より、粒子濃度が高いため、平板と同様の現象となるため、中高な輝度分布を実現できない。
As is apparent from Tables 7 and 8, all of the inventive examples 31 to 32 of Example 3 satisfy the preferred limited range of the present invention in terms of particle diameter [μm] and particle concentration [wt%]. In addition, since the maximum thickness [mm] and the minimum thickness [mm] also satisfy the preferred limited range of the present invention, the light use efficiency [%] is 60% to 61%, which is higher than 55%. The intermediate altitude [%] is also 14% to 14.2%, which satisfies the preferred limited range required by the present invention of more than 0% and 25% or less.
On the other hand, since the measurement example 31 has a particle concentration higher than the preferred limited range of the present invention, and thus exhibits the same phenomenon as a flat plate, it cannot realize a medium-high luminance distribution.
また、測定例32は、本発明の好適な限定範囲より、粒子濃度が低いため、光が突き抜けて透過してしまうために、光利用効率が55%以上を満たさない。
また、測定例33は、テーパ角が本発明の好適な限定範囲の上限値の0.8°より大きく、テーパが大きすぎて、必要以上に中高な分布になりすぎてしまう。
また、測定例34および35は、テーパ角が本発明の好適な限定範囲の上限値の0.1°より小さく、テーパが小さすぎて、中央部半径Rが大きすぎて成形に適さない。測定例34は、光利用効率が55%以上を達成する粒子濃度では、中高分布を実現できない。また、測定例35は、平板と同じとなり、中高な輝度分布を達成する粒子濃度では、光利用効率が55%以上を満たさない。
In Measurement Example 32, since the particle concentration is lower than the preferable limited range of the present invention, light penetrates and passes through, and thus the light utilization efficiency does not satisfy 55% or more.
Further, in measurement example 33, the taper angle is larger than the upper limit value of 0.8 ° of the preferred limited range of the present invention, the taper is too large, and the distribution becomes excessively higher than necessary.
In measurement examples 34 and 35, the taper angle is smaller than 0.1 ° of the upper limit value of the preferred limited range of the present invention, the taper is too small, and the center radius R is too large, which is not suitable for molding. In Measurement Example 34, the medium-high distribution cannot be realized at a particle concentration at which the light utilization efficiency is 55% or more. In addition, measurement example 35 is the same as a flat plate, and the light use efficiency does not satisfy 55% or more at a particle concentration that achieves a medium-high luminance distribution.
(実施例4)
実施例4として、画面サイズが52インチおよび57インチに対応する導光板30の導光長L[mm]がL=660mmおよび730mmの場合の最大厚さ[mm]、最小厚さ[mm]、粒子径[μm]および粒子濃度[wt%]を表9および表10に示すように種々変えたときの、テーパ、中央部半径(湾曲部の曲率半径)R[mm]、光利用効率[%]、中高度合[%]を求めた。その結果を表9および表10に示す。
ここで、表9は、実施例4についての本発明例41〜44を示し、表10は、実施例4についての測定例41〜45を示す。
Example 4
As Example 4, the maximum thickness [mm] and the minimum thickness [mm] when the light guide length L [mm] of the
Here, Table 9 shows Invention Examples 41 to 44 for Example 4, and Table 10 shows Measurement Examples 41 to 45 for Example 4.
表9および表10から明らかなように、実施例4の本発明例41〜44は、いずれも、粒子径[μm]および粒子濃度[wt%]が、本発明の好適な限定範囲を満足し、また、最大厚さ[mm]および最小厚さ[mm]も、本発明の好適な限定範囲を満足するので、光利用効率[%]が、いずれも57%〜68%と55%より高く、中高度合[%]も、11%〜24%であり、0%超、25%以下の本発明の要求する好適な限定範囲を満足する。
これに対し、測定例41は、本発明の好適な限定範囲より、粒子濃度が低いため、光が突き抜けて透過してしまうために、光利用効率が55%以上を満たさない。
As is apparent from Tables 9 and 10, all of the inventive examples 41 to 44 of Example 4 satisfy the preferred limiting range of the present invention in terms of particle diameter [μm] and particle concentration [wt%]. Moreover, since the maximum thickness [mm] and the minimum thickness [mm] also satisfy the preferred limited range of the present invention, the light utilization efficiency [%] is 57% to 68%, which is higher than 55%. The intermediate altitude [%] is also 11% to 24%, which satisfies the preferred limited range required by the present invention of more than 0% and 25% or less.
On the other hand, in the measurement example 41, since the particle concentration is lower than the preferable limited range of the present invention, the light penetrates and penetrates, so that the light utilization efficiency does not satisfy 55% or more.
また、測定例42は、最大厚さ[mm]および最小厚さ[mm]のいずれも、本発明の好適な限定範囲の上限値の6.0mmおよび3.0mmより大きく、光が突き抜けて透過してしまうために、光利用効率が50%と限定範囲の55%以上を満たさないばかりか、重量が重くなりすぎて液晶TV用光学部材として適さない。
また、測定例43は、最大厚さ[mm]が、本発明の好適な限定範囲の下限値の1.0mmより小さく、中央部半径Rが大きすぎて、本発明の好適な限定範囲を超え、成形に適さないし、光利用効率が55%以上を達成する粒子濃度では、中高分布を実現できない。
測定例44は、本発明の好適な限定範囲より粒子径が小さく、光利用効率は良いが、中高な輝度分布を実現できないし、測定例45は、本発明の好適な限定範囲より粒子径が大きく、中高な輝度分布を実現できるが、光利用効率が低い。
In the measurement example 42, both the maximum thickness [mm] and the minimum thickness [mm] are larger than the upper limit values 6.0 mm and 3.0 mm of the preferable limited range of the present invention. For this reason, the light utilization efficiency does not satisfy the limited range of 55% or more of 50%, and the weight is too heavy to be suitable as an optical member for a liquid crystal TV.
In measurement example 43, the maximum thickness [mm] is smaller than the lower limit value 1.0 mm of the preferred limited range of the present invention, and the central radius R is too large, exceeding the preferred limited range of the present invention. If the particle concentration is not suitable for molding and the light utilization efficiency is 55% or more, a medium-high distribution cannot be realized.
In measurement example 44, the particle diameter is smaller than the preferred limited range of the present invention and the light utilization efficiency is good, but a medium-high luminance distribution cannot be realized. In measurement example 45, the particle diameter is smaller than the preferred limited range of the present invention. Large, medium and high luminance distribution can be realized, but the light utilization efficiency is low.
以上の結果から、本発明例は、いずれもの実施例においても、導光板のそれぞれの導光長の範囲に応じて、その形状が適切であり、その最大厚さ[mm]、最小厚さ[mm]、テーパ、中央部半径R[mm]および分散させる散乱粒子の粒子径[μm]および粒子濃度[wt%]が、本発明の好適な限定範囲を満たし、光利用効率[%]が55%以上、中高度合[%]が0%超、25%以下であり、優れた特性を持つことが分かる。
一方、測定例は、いずれもの実施例の導光長の範囲においても、上記要件のいずれかが本発明の好適な限定範囲を外れるため、光利用効率[%]が55%以上を満たさないか、中高度合[%]が0%超、25%以下を満たさず、優れた特性を発揮することができない。
以上から、本発明の効果は明らかである。
From the above results, the present invention has an appropriate shape according to the range of the respective light guide lengths of the light guide plate, and the maximum thickness [mm] and the minimum thickness [ mm], taper, central radius R [mm], and the particle diameter [μm] and particle concentration [wt%] of the scattering particles to be dispersed satisfy the preferred limited range of the present invention, and the light utilization efficiency [%] is 55. % Or more, the intermediate altitude [%] is more than 0% and 25% or less.
On the other hand, in the measurement examples, even in the range of the light guide length of any of the examples, since any of the above requirements is outside the preferable limited range of the present invention, the light utilization efficiency [%] does not satisfy 55% or more. The intermediate altitude [%] does not satisfy more than 0% and does not satisfy 25% or less, and excellent properties cannot be exhibited.
From the above, the effect of the present invention is clear.
10 液晶表示装置
12 液晶表示パネル
14 駆動ユニット
20 バックライトユニット
24 照明装置本体
24a、30a 光射出面
26 筐体
28、28a、28b 光源
29 副光源
30 導光板
30b 第1傾斜面
30c 第2傾斜面
30d 第1光入射面
30e 第2光入射面
30f 第1側面(第3光入射面)
30g 第2側面(第4光入射面)
32 光学部材ユニット
32a 拡散シート
32b プリズムシート
32c 拡散シート
34 反射板
36 上部誘導反射板
38 下部誘導反射板
42 下部筐体
44 上部筐体
46 補強部材
49 電源収納部
50 LEDチップ
52 光源支持部
58 発光面
α 2等分線
DESCRIPTION OF
30g Second side (fourth light incident surface)
32
Claims (14)
前記光射出面及び前記傾斜面の少なくとも一方は、前記光入射面との接線を含む前記光入射面側の領域である外端領域のみに溝状又は点状の凹部が多数形成されていることを特徴とする導光板。 A rectangular light exit surface, two light incident surfaces each including two opposing long sides of the light exit surface and disposed at positions facing each other, from these two light incident surfaces to the center of the light exit surface A light guide plate that includes two symmetrical inclined surfaces whose distances from the light exit surface become farther toward each other and a joining portion that joins the two inclined surfaces, and includes scattering particles that scatter light propagating therein. And
At least one of the light exit surface and the inclined surface has a large number of groove-like or dot-like recesses formed only in an outer end region that is a region on the light incident surface side including a tangent to the light incident surface. A light guide plate characterized by
前記散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、前記散乱粒子の濃度が、0.02wt%以上、0.22wt%以下であり、かつ、
前記散乱粒子の粒径および濃度が、前記散乱粒子の粒径(μm)を横軸とし、前記散乱粒子の粒子濃度(wt%)を縦軸とするグラフにおいて、6点(4.0,0.02)、(4.0,0.085)、(7.0,0.03)、(7.0,0.12)、(12.0,0.06)および(12.0,0.22)で囲まれる領域内にあり、
前記2つの光入射面から入射した光が前記光射出面から射出された割合を示す光の利用効率が55%以上であり、
前記光射出面の前記光入射面近傍から射出する光の輝度に対する前記光射出面の中央部から射出する光の輝度の割合を示す前記光射出面の輝度分布の中高度合が、0%超、25%以下である請求項7に記載の導光板。 The light guide length between the two light incident surfaces is 480 mm or more and 500 mm or less,
The particle size of the scattering particles is 4.0 μm or more and 12.0 μm or less, the concentration of the scattering particles is 0.02 wt% or more and 0.22 wt% or less, and
The particle size and concentration of the scattering particles are 6 points (4.0, 0) in a graph in which the horizontal axis is the particle size (μm) of the scattering particles and the vertical axis is the particle concentration (wt%) of the scattering particles. .02), (4.0, 0.085), (7.0, 0.03), (7.0, 0.12), (12.0, 0.06) and (12.0,0 .22) within the area surrounded by
The utilization efficiency of light indicating the ratio of the light incident from the two light incident surfaces being emitted from the light exit surface is 55% or more,
The medium to altitude of the luminance distribution of the light emitting surface, which indicates the ratio of the luminance of the light emitted from the center of the light emitting surface to the luminance of the light emitted from the vicinity of the light incident surface of the light emitting surface, exceeds 0%. The light guide plate according to claim 7, which is 25% or less.
前記散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、前記散乱粒子の濃度が、0.015wt%以上、0.16wt%以下であり、かつ、
前記散乱粒子の粒径および濃度が、前記散乱粒子の粒径(μm)を横軸とし、前記散乱粒子の粒子濃度(wt%)を縦軸とするグラフにおいて、6点(4.0,0.015)、(4.0,0.065)、(7.0,0.02)、(7.0,0.09)、(12.0,0.035)および(12.0,0.16)で囲まれる領域内にあり、
前記2つの光入射面から入射した光が前記光射出面から射出された割合を示す光の利用効率が55%以上であり、
前記光射出面の前記光入射面近傍から射出する光の輝度に対する前記光射出面の中央部から射出する光の輝度の割合を示す前記光射出面の輝度分布の中高度合が、0%超、25%以下である請求項7に記載の導光板。 The light guide length between the two light incident surfaces is 515 mm or more and 620 mm or less,
The particle size of the scattering particles is 4.0 μm or more and 12.0 μm or less, the concentration of the scattering particles is 0.015 wt% or more and 0.16 wt% or less, and
The particle size and concentration of the scattering particles are 6 points (4.0, 0) in a graph in which the horizontal axis is the particle size (μm) of the scattering particles and the vertical axis is the particle concentration (wt%) of the scattering particles. .015), (4.0, 0.065), (7.0, 0.02), (7.0, 0.09), (12.0, 0.035) and (12.0,0 .16) within the area surrounded by
The utilization efficiency of light indicating the ratio of the light incident from the two light incident surfaces being emitted from the light exit surface is 55% or more,
The medium to altitude of the luminance distribution of the light emitting surface, which indicates the ratio of the luminance of the light emitted from the center of the light emitting surface to the luminance of the light emitted from the vicinity of the light incident surface of the light emitting surface, exceeds 0%. The light guide plate according to claim 7, which is 25% or less.
前記散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、前記散乱粒子の濃度が、0.01wt%以上、0.12wt%以下であり、かつ
前記散乱粒子の粒径および濃度が、前記散乱粒子の粒径(μm)を横軸とし、前記散乱粒子の粒子濃度(wt%)を縦軸とするグラフにおいて、6点(4.0,0.01)、(4.0,0.05)、(7.0,0.01)、(7.0,0.06)、(12.0,0.02)および(12.0,0.12)で囲まれる領域内にあり、
前記2つの光入射面から入射した光が前記光射出面から射出された割合を示す光の利用効率が55%以上であり、
前記光射出面の前記光入射面近傍から射出する光の輝度に対する前記光射出面の中央部から射出する光の輝度の割合を示す前記光射出面の輝度分布の中高度合が、0%超、25%以下である請求項7に記載の導光板。 The light guide length between the two light incident surfaces is 625 mm or more and 770 mm or less,
The particle size of the scattering particles is 4.0 μm or more and 12.0 μm or less, the concentration of the scattering particles is 0.01 wt% or more and 0.12 wt% or less, and the particle size and concentration of the scattering particles are In the graph in which the horizontal axis represents the particle size (μm) of the scattering particles and the vertical axis represents the particle concentration (wt%) of the scattering particles, 6 points (4.0, 0.01), (4.0, 0 .05), (7.0, 0.01), (7.0, 0.06), (12.0, 0.02) and (12.0, 0.12) ,
The utilization efficiency of light indicating the ratio of the light incident from the two light incident surfaces being emitted from the light exit surface is 55% or more,
The medium to altitude of the luminance distribution of the light emitting surface, which indicates the ratio of the luminance of the light emitted from the center of the light emitting surface to the luminance of the light emitted from the vicinity of the light incident surface of the light emitting surface, exceeds 0%. The light guide plate according to claim 7, which is 25% or less.
前記2つの光入射面間の導光長が、785mm以上、830mm以下であり、
前記散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、前記散乱粒子の濃度が、0.008wt%以上、0.08wt%以下であり、かつ
前記散乱粒子の粒径および濃度が、前記散乱粒子の粒径(μm)を横軸とし、前記散乱粒子の粒子濃度(wt%)を縦軸とするグラフにおいて、6点(4.0,0.008)、(4.0,0.03)、(7.0,0.009)、(7.0,0.04)、(12.0,0.02)および(12.0,0.08)で囲まれる領域内にあり、
前記2つの光入射面から入射した光が前記光射出面から射出された割合を示す光の利用効率が55%以上であり、
前記光射出面の前記光入射面近傍から射出する光の輝度に対する前記光射出面の中央部から射出する光の輝度の割合を示す前記光射出面の輝度分布の中高度合が、0%超、25%以下である請求項7に記載の導光板。 A light guide plate including scattering particles that scatter light propagating therein,
The light guide length between the two light incident surfaces is 785 mm or more and 830 mm or less,
The particle size of the scattering particles is 4.0 μm or more and 12.0 μm or less, the concentration of the scattering particles is 0.008 wt% or more and 0.08 wt% or less, and the particle size and concentration of the scattering particles are: In the graph in which the horizontal axis represents the particle diameter (μm) of the scattering particles and the vertical axis represents the particle concentration (wt%) of the scattering particles, 6 points (4.0, 0.008), (4.0, 0 .03), (7.0, 0.009), (7.0, 0.04), (12.0, 0.02) and (12.0, 0.08) ,
The utilization efficiency of light indicating the ratio of the light incident from the two light incident surfaces being emitted from the light exit surface is 55% or more,
The medium to altitude of the luminance distribution of the light emitting surface, which indicates the ratio of the luminance of the light emitted from the center of the light emitting surface to the luminance of the light emitted from the vicinity of the light incident surface of the light emitting surface, exceeds 0%. The light guide plate according to claim 7, which is 25% or less.
前記厚みが最も厚い前記湾曲部の中央の厚みが、1.0mm以上6.0mm以下であり、
前記湾曲部の曲率半径が、6,000mm以上45,000mm以下であり、
前記光射出面に平行な線に対する前記傾斜面のテーパが、0.1°以上0.8°以下である請求項8〜11のいずれかに記載の導光板。 The thickness of the light incident surface with the smallest thickness is 0.5 mm or more and 3.0 mm or less,
The thickness of the center of the curved portion where the thickness is the largest is 1.0 mm or more and 6.0 mm or less,
The radius of curvature of the curved portion is 6,000 mm or more and 45,000 mm or less,
The light guide plate according to any one of claims 8 to 11, wherein a taper of the inclined surface with respect to a line parallel to the light exit surface is not less than 0.1 ° and not more than 0.8 °.
前記1対の光入射面のそれぞれに対向して配置され、前記1対の光入射面のそれぞれに光を入射する1対の光源とを有することを特徴とする面状照明装置。 A light guide plate according to any one of claims 1 to 13,
A planar illumination device, comprising: a pair of light sources that are arranged to face each of the pair of light incident surfaces and that allow light to enter each of the pair of light incident surfaces.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008094362A JP2009245905A (en) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Light guide plate and planar lighting device |
CNA2009101276376A CN101551086A (en) | 2008-03-31 | 2009-03-19 | Light guide board and face-shaped lighting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008094362A JP2009245905A (en) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Light guide plate and planar lighting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009245905A true JP2009245905A (en) | 2009-10-22 |
Family
ID=41155477
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008094362A Withdrawn JP2009245905A (en) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Light guide plate and planar lighting device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009245905A (en) |
CN (1) | CN101551086A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011150832A (en) * | 2010-01-20 | 2011-08-04 | Fujifilm Corp | Planar lighting device and method for manufacturing the same |
WO2016002883A1 (en) * | 2014-07-03 | 2016-01-07 | シャープ株式会社 | Illumination device and display device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102661573B (en) * | 2012-04-28 | 2016-02-24 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Light guide plate and there is the backlight module of this light guide plate |
-
2008
- 2008-03-31 JP JP2008094362A patent/JP2009245905A/en not_active Withdrawn
-
2009
- 2009-03-19 CN CNA2009101276376A patent/CN101551086A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011150832A (en) * | 2010-01-20 | 2011-08-04 | Fujifilm Corp | Planar lighting device and method for manufacturing the same |
WO2016002883A1 (en) * | 2014-07-03 | 2016-01-07 | シャープ株式会社 | Illumination device and display device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101551086A (en) | 2009-10-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4856037B2 (en) | Surface lighting device | |
JP4902431B2 (en) | Surface lighting device | |
JP5225015B2 (en) | Light guide plate | |
JP4813982B2 (en) | Light guide plate assembly and planar illumination device using the same | |
JP5414224B2 (en) | Surface lighting device | |
JP4951286B2 (en) | Unit light guide plate, light guide plate unit, and planar illumination device | |
JP4874875B2 (en) | Surface lighting device | |
JP4709230B2 (en) | Surface lighting device | |
US8251562B2 (en) | Unitary light guide plate, light guide plate unit, planar lighting device and liquid crystal display device | |
JP5153152B2 (en) | Surface lighting device | |
JP2010257938A (en) | Light guide plate | |
JP2010080401A (en) | Planar lighting system | |
JP2009265634A (en) | Liquid crystal display device | |
JP2009087762A (en) | Light guide plate, light guide plate unit, and planar lighting system | |
JP2009277641A (en) | Surface lighting device | |
JP5110875B2 (en) | Surface lighting device | |
JP4820741B2 (en) | Surface lighting device | |
JP4906771B2 (en) | Planar illumination device and liquid crystal display device using the same | |
JP2010092685A (en) | Light guide plate and planar illumination device equipped with this | |
JP2010092683A (en) | Light guide plate and planar illumination device equipped with this | |
JP2009245905A (en) | Light guide plate and planar lighting device | |
JP2008027756A (en) | Light guide plate, planar lighting device using this, and liquid crystal display device | |
WO2012132485A1 (en) | Planar illumination device | |
JP2009087714A (en) | Planar lighting system | |
JP2009163917A (en) | Planar lighting apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20110607 |