JP2010287556A - Lighting device and display including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置等を背面から照明するために用いられる平面型バックライト装置及びこれを用いた液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a flat backlight device used for illuminating a liquid crystal display device or the like from the back and a liquid crystal display device using the same.
液晶表示パネルとその背面に配置される平面型バックライトから構成される液晶表示装置が広く普及している。近年、液晶表示パネルの大型化に伴い、平面型バックライトも大型化が進んでいる。大型の平面型バックライトに求められる機能としては、高輝度でかつ発光面全域で輝度が均一であること、薄型で軽量であること、製造コストの上昇を抑えること、などが挙げられる。特に、構成部材の大型化は、組立てラインを大型化させ設備投資を増大させると共に、不良品の発生時には製造コストを上昇させる大きな要因となる。 A liquid crystal display device composed of a liquid crystal display panel and a flat backlight arranged on the back surface of the liquid crystal display panel is widely used. In recent years, with the increase in size of liquid crystal display panels, the size of flat backlights has also been increasing. Functions required for a large flat backlight include high brightness and uniform brightness over the entire light emitting surface, being thin and lightweight, and suppressing an increase in manufacturing cost. In particular, the increase in the size of the constituent members increases the assembly line, increases the capital investment, and increases the manufacturing cost when defective products occur.
従来から、線光源に対して平行に分割された導光体の分割部分が接着剤で接着された構造や、隣接する複数の導光体が平面状に配列された構造が知られている(例えば、特許文献1または特許文献2を参照。)。
Conventionally, a structure in which divided portions of a light guide divided in parallel to a line light source are bonded with an adhesive or a structure in which a plurality of adjacent light guides are arranged in a planar shape is known ( For example, see
導光体の分割部分が接着剤で接続された従来の照明装置では、キズや汚れなどの不良が発見された際に、接続された導光体全体を交換しなければならず、導光体を分割した利点を生かすことができないという課題があった。また、接着剤で接続された界面で光が反射され均一な光が出射されないという課題があった。 In the conventional lighting device in which the divided portions of the light guide are connected with an adhesive, when a defect such as a scratch or a dirt is found, the entire connected light guide must be replaced. There was a problem that it was not possible to make use of the advantage of dividing. Further, there is a problem that light is reflected at the interface connected by the adhesive and uniform light is not emitted.
これに対し、複数の導光体が、導光体の光源部と、隣接する導光体の端部とが重なるように平面状に配列された照明装置が提案されている。しかしながら、導光体の出射面から光が拡散して出射されていたため、出射光は斜め方向の光の成分を多く含んでいた。そのため、導光体端部と入光部との重複部分の隙間から光が斜めに漏れてしまい、隣接する導光体の接続部に輝線が発生して均一な面発光が妨げられるという課題が生じた。 In contrast, there has been proposed an illuminating device in which a plurality of light guides are arranged in a planar shape so that a light source part of a light guide and an end part of an adjacent light guide overlap. However, since the light is diffused and emitted from the emission surface of the light guide, the emitted light contains a large amount of light components in the oblique direction. For this reason, light leaks obliquely from the gap between the overlapping portions of the light guide end and the light incident portion, and a bright line is generated at the connection portion of the adjacent light guide to prevent uniform surface light emission. occured.
そこで、本発明は、均一な光を出射し、大型化が可能な照明装置、及び、表示装置を実現することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to realize an illumination device and a display device that can emit uniform light and can be enlarged.
上記課題を解決するために、本発明の照明装置は、隣接する複数の導光体が重複部分を設けて平面的に配列されており、導光体は、導光体出射面に対して垂直な成分の光を多く出射する構造とした。これら複数の導光体の重複部分では、導光体の入光部の上面と、入光部に対応した光源の上面とが、隣接する他の導光体の端部に重なるように配置される。さらに、導光体の重複部分では、光源と入光部の上面を覆うように、光の漏れを防止するための遮光フィルムが配置される。 In order to solve the above-described problem, in the lighting device of the present invention, a plurality of adjacent light guides are arranged in a plane with overlapping portions, and the light guide is perpendicular to the light guide exit surface. A structure that emits a large amount of light of various components is adopted. In the overlapping part of the plurality of light guides, the upper surface of the light incident part of the light guide and the upper surface of the light source corresponding to the light incident part are arranged so as to overlap the end part of the other adjacent light guides. The Furthermore, in the overlapping part of the light guide, a light shielding film for preventing light leakage is disposed so as to cover the upper surfaces of the light source and the light incident part.
本発明によれば、導光体の出射面に対して垂直方向の成分の光を多く出射する導光体を複数配列することにより、導光体の接続部に輝線を発生させることなく高輝度かつ均一な照明光を得ることが可能となる。また、複数の導光体が配列された構成のため、不良が発生した場合には、当該不良を含む導光体のみを交換すればよく、製造コストが低減できるという利点を有する。 According to the present invention, by arranging a plurality of light guides that emit a large amount of light in a component perpendicular to the light exit surface of the light guide, high brightness can be achieved without generating bright lines at the connection part of the light guide. In addition, uniform illumination light can be obtained. In addition, since a plurality of light guides are arranged, when a defect occurs, only the light guide including the defect needs to be replaced, and the manufacturing cost can be reduced.
本発明の照明装置は、隣接する複数の導光体が重複部分を設けて平面状に配列された構成であり、それぞれの導光体は、光源からの光を入光部で内部に導入し、垂直方向に光を出射する。導光体には、光源に対向する入光部と、入光部と反対側の端部があり、入光部の上面と、この入光部に対向する光源の上面とが、隣接する導光体の端部に重なるように配列される。導光体が重なったところ(重複部分)に、光源と入光部を覆うように遮光性のフィルムを設けて光を遮光してもよい。 The lighting device of the present invention has a configuration in which a plurality of adjacent light guides are arranged in a plane with overlapping portions, and each light guide introduces light from a light source into a light incident portion. The light is emitted in the vertical direction. The light guide has a light incident part facing the light source and an end opposite to the light incident part. The upper surface of the light incident part and the upper surface of the light source facing the light incident part are adjacent to each other. It arranges so that it may overlap with the edge of a light body. A light-shielding film may be provided at the place where the light guides overlap (overlapping part) so as to cover the light source and the light incident part, thereby blocking the light.
さらに、導光体の入光部は、光源の出光部に対向する入光面と、光源の出光方向に放物線状に形成された放物面を有する。入光面には凹部が形成されている。さらに、導光体の出射面の裏側の下面には、反射構造体が設けられる。このような構成により、光源からの光は入光部で方向を揃えられ、反射構造体に垂直にあたって反射することとなるため、出射面に対して垂直方向に出射する。 Furthermore, the light incident part of the light guide has a light incident surface facing the light output part of the light source and a parabolic surface formed in a parabolic shape in the light output direction of the light source. A concave portion is formed on the light incident surface. Further, a reflective structure is provided on the lower surface on the back side of the exit surface of the light guide. With such a configuration, the light from the light source is aligned in the light incident portion and reflected when perpendicular to the reflecting structure, and thus is emitted in a direction perpendicular to the emission surface.
あるいは、導光体の下面に、光源からの光を反射する1つの反射面とそれ以外の複数の側面を有する凹状の複数のマイクロプリズムを形成してもよい。このマイクロプリズムの反射面の底辺は、複数の光源のいずれかの光源の光路に対して、ほぼ90度の角度で配置され、側面の底辺は、複数の光源の光路に対して90度以外の角度で配置される。このような構成により、光源からの光は、各マイクロプリズムの反射面に垂直にあたって反射され、出射面に対して垂直方向に出射する。 Alternatively, a plurality of concave microprisms having one reflecting surface that reflects light from the light source and a plurality of other side surfaces may be formed on the lower surface of the light guide. The base of the reflecting surface of the microprism is disposed at an angle of approximately 90 degrees with respect to the optical path of any one of the plurality of light sources, and the base of the side surface is other than 90 degrees with respect to the optical paths of the plurality of light sources. Arranged at an angle. With such a configuration, the light from the light source is reflected perpendicularly to the reflection surface of each microprism, and is emitted in a direction perpendicular to the emission surface.
また、本発明の表示装置は、非自発光型の表示素子を上述のいずれかの構成の照明装置で照明する構成とした。 The display device of the present invention is configured to illuminate a non-self-luminous display element with the illumination device having any one of the above-described configurations.
本実施例の照明装置を図1〜図6に基づいて説明する。図1は、本実施例の照明装置の上面図である。図1に示すように、本実施例の照明装置は、光源1と、平面状に隣接して配列された複数の導光体2a〜2dを備えている。これらの導光体2a〜2dは、それぞれ基本的に同一形状及び構成であり、光源1の光を入光部2eから内部に導いて出射面から発光する。図示していないが、導光体2aの入光部、導光体2cの入光部、及びこれら入光部に対応する光源は、それぞれ導光体2bと導光体2dの端部の背面に重なって配置されている。それぞれの導光体には、プリズムやドットなどの反射構造体が形成されている。各導光体に入光した光は、導光しながら反射構造体にあたることによりそれぞれの出射面から出光する。
The illumination device of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a top view of the illumination device of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the illuminating device of a present Example is provided with the
図2は、本実施例の照明装置の断面図である。図示するように、光源1からの光を導光して出射面に対して垂直な成分の光を多く出射する導光体2aと、導光体2bとがフレーム7内に収納されている。導光体2aと導光体2bは、導光体2bの端部が、導光体2aの入光部とこの入光部に対向する光源の上に重なり合うように配置されている。導光体2aと導光体2bとの重複部分では、導光体2aの入光部とこの入光部に対向する光源を覆うように遮光フィルム6が配置される。導光体2aと導光体2bの下面とフレーム7の間には反射シート4が配置される。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the illumination device of the present embodiment. As shown in the figure, a
図3に、導光体2の入光部2eの形状を拡大して示す。図示するように、光源1と対向する入光面に台形状の凹部2fが設けられている。台形の短辺は0.2〜0.6mm、長辺は1.0〜1.2mm、高さは0.5〜1.0mm程度であり、最適値は光源1の配光特性等によって異なる。また、光源1の出光部から出光方向に沿って放物線状に放物面2gが伸びている。放物面2gの曲線は放物面2gを形成する放物線の焦点位置によって決められ、焦点位置は光源1から出射面に沿って水平におおよそ0.5〜0.7mmの範囲内である。凹部の形状、放物線およびその焦点位置は光源1の配光特性に合せて最適化される。本実施例では凹部形状を台形としたが、半円や、三角形、もしくは多角形等の形状であっても同等の効果を得ることができる。
In FIG. 3, the shape of the
導光体2の出射面や下面にはプリズムやドットなどの反射構造体が形成されている。導光体2に入光した光は、導光体内部を導光しながら進行し、反射構造体にあたることにより導光体2の出射面から出光する。本実施例の入光部2eは、反射構造体にあたったときに、出射面から垂直に(言い換えると、観察者の方向に)出るような光の成分をより多く導光体内に入射させることができる。入光部2eは光源1の光を三方向に分けつつ、一部の成分の方向を変換する機能を有している。光源1から出光した光は、台形状の凹部2fにぶつかり、台形の短辺から導光体2に入光してそのままほぼ直線状に進む直進成分3aと、台形の2つの斜辺から屈折して入光する成分にわかれる。この成分は放物面2gにあたり、多くの成分が全反射して反射成分3bとなり、直進成分3aとほぼ同じ方向に進むこととなる。すなわち、入光部の入光面に台形状の凹部2fと放物面2gを設けることにより、光源1からの光の方向をそろえることができる。放物面2gの焦点距離は光源1から0.5〜0.7mm程度である。直進成分3aと反射成分3bの光は導光体2に形成された反射構造体にあたり、出射面から出射する。なお、本実施例では、放物面2gを曲面としたが、角度をつけて組み合わされた複数の平面によって形成し、多角形状としてもよい。放物面2gを多角形状とした場合、照明装置の配光を制御しやすくなる。
Reflective structures such as prisms and dots are formed on the exit surface and bottom surface of the
次に、図4に、反射構造体として導光体の下面に下プリズムが形成された照明装置の要部を模式的に示す。導光体2には前述の入光部2eが形成されているため、光源1から出光した光は、大部分が下プリズム5に対して垂直な成分となる。下プリズム5の頂線に対して垂直な方向の光は、下プリズム5で反射して出射面から垂直に出射することになる。そのため、導光体からの出光効率を非常に高くすることができる。
Next, FIG. 4 schematically shows a main part of an illumination device in which a lower prism is formed on the lower surface of the light guide as a reflective structure. Since the above-described
下プリズム5が形成された導光体2を持つ照明装置の断面構成を図5に模式的に示す。導光体2は出射面2eと対向面を有し、対向面の下方に反射シート4が設置されている。反射シート4はPET等の透明フィルムに銀やアルミニウムを蒸着したようなタイプや、白色PETや住友3M社製のESR等が使用されることが多い。
FIG. 5 schematically shows a cross-sectional configuration of the illumination device having the
下プリズム5は導光体2の下表面に形成された凹部であり、少なくとも二つの面で構成されている。この二つの面のうち、光源1に近い面が反射面2iである。光源1から導光体2に入光した光は、前述の通り、直進成分3aと反射成分3bに分かれ、下プリズム5の頂線に対して垂直に下プリズム5にぶつかる。そのため、多くの成分が出射面2hから出射しやすい。また、プリズム角度(下プリズム5の反射面2iが導光体の出射面2hとなす角度)が40〜50度の範囲にあれば、多くの成分が下プリズム5の反射面2iで導光体2の出射面2hと垂直な方向に全反射する。本実施例では、下プリズム5のピッチを等間隔とし、高さを変化させるように設定した。光源1に近いほど下プリズム5は低く、遠くなるほど高い。プリズムが形成された導光体と液晶パネルと組み合わせて使用する場合、液晶パネルのドットピッチと干渉しやすいプリズムのピッチが存在する場合がある。本実施例のように、ピッチが一定であれば、液晶パネルとの干渉を回避しやすいメリットがある。
The
一方、下プリズム5を構成する面のうち、光源1から遠い方の面を傾斜面と称すると、この傾斜面は、導光体2からの出射光に関してあまり寄与していない。そこで、金型の製造を重視し、プリズムの傾斜面が導光体の出射面となす角度をなだらかにし、後方の下プリズムの反射面の底辺と前方の下プリズムの傾斜面の底辺が接触するように形成してもよい。このような形状にすることによって、金型としては凸でも凹でもなくなり、作製しやすくなる。また、従来の機械加工技術で金型作製が可能であり、大型化が容易である。
On the other hand, when the surface farther from the
また、導光体2の厚みやサイズよっては下プリズム5の高さを非常に小さくしなければならない場合には、下プリズムの高さは一定で、光源1から遠ざかるにつれてピッチを狭くしていくような構成としても、同様の効果を得ることが出来る。
Further, when the height of the
次に、導光体2の出射面にプリズムが形成された構成を図6に模式的に示す。図示するように、導光体2の出射面には、下プリズム5の配列方向に対して直交する配列方向をもつ上プリズム8が形成されている。このような上プリズム8を形成することで、光ムラ等が軽減できる。図示するように、上プリズム8として三角プリズムを用いている。上プリズムの頂角は、40°〜170°という、広い範囲で設定される可能性がある。基本的には、頂角を大きくすると高輝度が狙え、頂角を小さくすると広視角が狙える。また、頂角を一種類ではなく、複数の頂角の上プリズム8を並べることで、光がさまざまな角度に散るため、ムラ軽減に効果的である。このとき、上プリズム8を導光体2の発光部全面だけでなく、入光部2eの上面にも形成する。光源1にできるだけ近い位置まで形成することが望ましい。入光部2eの上面まで上プリズム8を形成することにより、直進成分3aと反射成分3bをより均一に混合することができる。直進成分3aと反射成分3bを均一に混合するための上プリズム頂角の最適値と、導光体2上のムラ軽減を行うための上プリズム頂角の最適値は異なることが多いため、入光部2eの上面(光源1に近い部位の導光体2)に設けられた上プリズム形状と、導光体2の発光部に設けられた上プリズム形状を個別に最適化すると尚良い。すなわち、光源に近い入光部の上面に形成されたプリズムの頂角は、入光部から出る光の方向を揃えるように設定され、発光部の上面に形成されたプリズムの頂角は出射面のムラを軽減するように設定される。本実施例では、上プリズム8を三角プリズムとしたが、半円状のプリズムとしてもよい。半円状のプリズムの場合、三角形のプリズムと比べて光が散る方向が段階的ではなくなり、更にムラが軽減する可能性がある。また、上プリズムを光源の出向方向に対して平行に形成する必要はなく、光源1の出光方向に対して2種類の角度をもつように形成してもよい。
Next, a configuration in which a prism is formed on the exit surface of the
図7に本実施例の照明装置を具備した表示装置の断面図を示す。光源1の光は導光体2に入光し、導光体2に設けた下プリズムによって出射面から出射して液晶パネル11を照明する。導光体2をフレーム7で覆うことによって、非常に高輝度な表示を実現できる。ここでは導光体2上に拡散フィルム9を配置し、拡散フィルム9上に住友3M社製のBEFシートや三菱レーヨン社製のプリズムシート10を配置したが、必須の構成要素ではない。また、拡散フィルム8やプリズムフィルム9はそれぞれ複数枚を配置されてもよい。また、出射面上にプリズムフィルム9を配置し、プリズムフィルム9の上部に拡散フィルム8を配置する構成としてもよい。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a display device provided with the illumination device of this embodiment. The light from the
なお、本実施例では、光源1は点光源であり、サイドビュータイプの擬似白色LEDを想定しているが、トップビューでも砲弾型でも白色以外の色であってもかまわない。更に表示装置の色再現性を高めるために、疑似白色以外のLED光源を使用してもよい。特に液晶パネルのカラーフィルタの分光透過特性に適合させた三波長のスペクトル分布を持つものが良い。具体的には420nm〜480nmに発光ピークを持つ青色LED素子、500nm〜560nmに発光ピークを持つ緑色LED素子、620nm〜680nmに発光ピークを持つ赤色LED素子を1つのパッケージ内に含んだLED光源が挙げられる。更に380nm〜420nmに発光ピークを持つ近紫外LEDを励起光とし、420nm〜480nmに発光ピークを持つ青色蛍光体、500nm〜560nmに発光ピークを持つ緑色蛍光体、620nm〜680nmに発光ピークを持つ赤色蛍光体を含んだLED光源が挙げられる。先に挙げた二種以外にも、420nm〜480nmに発光ピークを持つ青色LED素子を励起光とし、500nm〜560nmに発光ピークを持つ緑色蛍光体、620nm〜680nmに発光ピークを持つ赤色蛍光体を含んだLED光源が挙げられる。以上のいずれかの光源を用いることにより、表示装置の色再現性を高めることができる。
In the present embodiment, the
さらに、蛍光体が発する光が、別の蛍光体に吸収されるのを抑制する方法として、青色LED素子と緑色蛍光体を組み合わせた青緑LED光源と、青色LED素子と赤色蛍光体を組み合わせた紫LED光源とを用いた方式が挙げられる。この方式は、緑色蛍光体により出光した緑色光が赤色蛍光体の励起光として吸収されないため、二種類の蛍光体を混合する場合よりも発光効率をあげることができる。 Furthermore, as a method for suppressing the light emitted from the phosphor from being absorbed by another phosphor, a blue-green LED light source combining a blue LED element and a green phosphor, and a blue LED element and a red phosphor are combined. A method using a purple LED light source can be mentioned. In this method, since the green light emitted from the green phosphor is not absorbed as the excitation light of the red phosphor, the light emission efficiency can be improved as compared with the case where two types of phosphors are mixed.
導光体2a、導光体2b、導光体2c、及び導光体2dはゼオノア、PMMA、PC等の透明樹脂の成形品である。
The
本実施例は、導光体の形状が実施例1と異なるが、その他の構成は同じである。実施例1では、入光部の形状に特徴をもたせることにより、光源からの光が一定方向に揃えられて下プリズムに垂直にあたる構成とした。本実施例は、導光体の対向面に形成された正三角錐形状のマイクロプリズムが、マイクロプリズムの反射面の底辺が光源からの光の光路に垂直になるように配置する構成である。このような構成により、光源から導光体へ入光する光の方向を揃えることなくマイクロプリズムに垂直に光源からの光を照射させ、出射面から垂直に光を出射させることができる。 The present embodiment is different from the first embodiment in the shape of the light guide, but the other configurations are the same. In the first embodiment, the shape of the light incident portion is characterized so that the light from the light source is aligned in a certain direction and is perpendicular to the lower prism. In this embodiment, a regular triangular pyramid-shaped microprism formed on the opposing surface of the light guide is arranged so that the bottom surface of the reflection surface of the microprism is perpendicular to the optical path of light from the light source. With such a configuration, it is possible to irradiate light from the light source perpendicularly to the microprism without aligning the direction of light entering the light guide from the light source, and to emit light vertically from the emission surface.
本実施例の照明装置の構成を、図8〜11を用いて以下に説明する。図8は本実施例の照明装置の上面図である。図8に示すように、本実施例の照明装置は、光源1と、平面状に隣接して配列された導光体2a、導光体2b、導光体2c、及び導光体2dを含む。これらの導光体2a〜2dは、基本的に同一形状及び構成であり、光源1からの光を入光部2eから内部に導いて出射面から発光する。図示しないが、導光体2aと導光体2bは、導光体2bの端部が、導光体2aの入光部とこの入光部に対向する光源の上に重なり合うように配置されている。同様に導光体2cと導光体2dは、導光体2dの端部が、導光体2cの入光部とこの入光部に対向する光源の上に重なり合うように配置されている。
The structure of the illumination device of the present embodiment will be described below with reference to FIGS. FIG. 8 is a top view of the illumination device of this embodiment. As shown in FIG. 8, the illumination device of the present embodiment includes a
図9に本実施例の照明装置の一部を模式的に示す。光源1aと光源1bの前方に、光源1aと光源1bから出射した光を導光する導光体2が配置されている。導光体2の入光部2eにはそれぞれの光源に対応して半円状の凹部が設けられた入光面が形成され、この入光面に対応するように光源1aと光源1bが配置される。光源1aと光源1bから出射された光は、入光部2eの領域で透明な導光体2の内部に導入され、液晶側表面である出射面から液晶パネル側に照射される。
FIG. 9 schematically shows a part of the lighting apparatus of the present embodiment. A
導光体2の下面には、無数のマイクロプリズム13aと13bが形成されている。マイクロプリズム13aとマイクロプリズム13bはそれぞれ光源1aと光源1bに対応している。さらにマイクロプリズム13aと13bは交互に配列されている。これらのマイクロプリズム13a、13bは正三角錐形状であり、光源からの光を反射する反射面を備えている。本実施例では光源からの光を反射する面をマイクロプリズムの反射面とする。マイクロプリズム13aとマイクロプリズム13bは正面から見ると反射面の向きが場所によって異なるように配置されている。マイクロプリズム13aの反射面の底辺は、光源1aとマイクロプリズム13aを結ぶ直線を光路12aとすると、光路12aに対しておおよそ90度になるように配置されている。また、マイクロプリズム13bの反射面の底辺も、光源1bとマイクロプリズム13bを結ぶ直線を光路12bとすると、光路12bに対しておおよそ90度で配置されている。
このようにマイクロプリズムを配置することにより、複数の光源からの光は、各光源に対応するマイクロプリズムの反射面にあたり導光体の出射面から垂直方向に出射することになる。そのため、照明装置は光の利用効率をあげることができる。本実施例では、光源の数は2つであるが、3つ以上の場合においてもそれぞれの光源に対応させてマイクロプリズムを配置すれば本実施例と同等の機能を発揮することができる。 By arranging the microprisms in this way, the light from the plurality of light sources hits the reflection surface of the microprism corresponding to each light source and is emitted in the vertical direction from the emission surface of the light guide. Therefore, the lighting device can increase the light use efficiency. In the present embodiment, the number of light sources is two, but even in the case of three or more, if a microprism is arranged corresponding to each light source, the same function as in the present embodiment can be exhibited.
本実施例ではそれぞれのマイクロプリズムを、高さ1〜10μm程度で底辺と頂点を結ぶ直線と底面の角度は40〜60度程度の正三角錐とした。マイクロプリズムが三角錐形状であれば、マイクロプリズムが光路と90度を成す底辺を複数本有することはなく、ひとつの反射面のみ備えることとなるため、輝度ムラのない照明装置が実現できる。 In the present embodiment, each microprism is a regular triangular pyramid having a height of about 1 to 10 μm and an angle between a straight line connecting the base and the apex and a bottom surface of about 40 to 60 degrees. If the microprism is a triangular pyramid shape, the microprism does not have a plurality of bases that form 90 degrees with the optical path, and has only one reflecting surface, so that an illumination device without uneven brightness can be realized.
また、本実施例ではマイクロプリズムの形状を正三角錐としたが、マイクロプリズムの反射面の底辺が複数の光源のいずれかの光源の光路に対してほぼ90度の角度を形成し、反射面以外の側面の底辺が複数の光源のいずれの光路に対しても90度の角度を形成しなければ、マイクロプリズムの形状はこれに限らない。 In this embodiment, the shape of the microprism is a regular triangular pyramid, but the bottom of the reflection surface of the microprism forms an angle of approximately 90 degrees with respect to the optical path of one of the light sources. The shape of the microprism is not limited to this as long as the bottom of the side surface does not form an angle of 90 degrees with respect to any of the optical paths of the plurality of light sources.
例として図10(a)や図10(b)のようにマイクロプリズムの反射面以外の側面を曲面としてもよい。LEDの配置位置や導光体サイズ等の条件によって側面に光が照射されることがあっても、曲面が光を拡散するため、マイクロプリズムの反射面を完全にひとつにすることができる。この場合、拡散面14の曲面のRは、マイクロプリズムの底辺が10μm〜30μm程度で、高さが3μm〜5μm程度の場合、10μm〜50μmのRをつけることにより、効果が得られる。また、マイナス方向にRをつけて、へこませるような形状にしても同様の効果が得られる。また、拡散面は曲面に限らず、凹凸をつけて表面を荒らすことでも同様の効果が得られる。
For example, as shown in FIG. 10A and FIG. 10B, a side surface other than the reflecting surface of the microprism may be a curved surface. Even if light is irradiated on the side surface depending on conditions such as the LED arrangement position and the light guide size, the curved surface diffuses light, so that the reflection surface of the microprism can be made completely one. In this case, the R of the curved surface of the diffusing
図11に本実施例の照明装置の断面図を示す。光源1からの光は導光体2に入光し、マイクロプリズム13の反射面に当たって出射面から垂直に出射する。マイクロプリズム13は導光体2の下面に凹形状で形成される。マイクロプリズム13に当たった光は、その全てが反射面で反射されて出射面から出射するわけではなく、一部の光は反射面を透過して、マイクロプリズムの他の側面で屈折して再度導光体2に入射する。その際に、他の側面と底面とが形成する角度と、反射面と底面が形成する角度とを同じにすることが好ましい。本実施例では、反射面と底面が形成する角度は、およそ45度である。
FIG. 11 shows a cross-sectional view of the illumination device of this embodiment. Light from the
さらに、導光体2の出射面に複数の上プリズムを配置することで、輝線の発生を軽減することが可能である。複数の上プリズムは、頂角が120〜170度程度で光源の光の進行方向と平行に形成される。また、上プリズムではなく、ブラスト工法等で出射面を部分的もしくは全面を荒らしたり、印刷工法等で拡散層を形成したりしても上プリズムと同様に輝線軽減の効果が得られる。
Furthermore, by arranging a plurality of upper prisms on the exit surface of the
本実施例は、光源に青緑LED光源と紫LED光源を用いており、導光体の入光部2eの構成が実施例1と異なるが、その他の構成は実施例1と同じである。
In the present embodiment, a blue-green LED light source and a purple LED light source are used as light sources, and the configuration of the
光源に、青緑LED光源と紫LED光源を隣接させて配置する場合、実施例1の図3に示した入光部の構成を適用すると、隣接する入光部の境界にある放物面2gによって、各LED光源からの光の混色が妨げられてしまう。
When a blue-green LED light source and a purple LED light source are disposed adjacent to each other as a light source, the
そこで、本実施例では、隣接する入光部の境界にある放物面2gを無くすことにより入光部エリアを1つにし、各LED光源からの光が混色されて導光体内部へ入光できるようにする。すなわち、本実施例の入光部は、入光面に隣接する2つの凹部を設け、青緑LEDと紫LEDの出光部がこれらの凹部にそれぞれ対応するように配置された構成である。
Therefore, in this embodiment, the
図12は、本実施例の入光部を模式的に示す図である。入光部2eは、隣接する2つの凹部2fと凹部2f’が形成された入光面と、放物面2gを有する。光源である青緑LED光源15と紫LED光源16は隣接して配置され、青緑LED光源15と紫LED光源16は、それぞれ出光部が、凹部2fと凹部2f’に対向するように配置される。入光部2fから入光した青緑LED光源15の光は、凹部2f’の側面や、紫LED光源16側の放物面2gで反射され、導光体内部へ入射する。凹部2f’から入光した紫LED光源16の光も同様に凹部2fの側面や、青緑LED光源15側の放物面2gで反射され、導光体内部へ入射する。このようにして、青緑LED光源15から出光された光と紫LED光源から出光された光は、入光部2eのエリア内で均一に混色され、導光体内部へ入射することができる。なお、LED光源の配置については図12と同様にする必要はなく、青緑LED光源15と紫LED光源16の位置が入れ替わってもよい。
FIG. 12 is a diagram schematically illustrating a light incident portion of the present embodiment. The
また、図12の凹部2fと凹部2f'の2つの凹部のピッチが小さい程、青緑LED光源15と紫LED光源16から出光した光は混色性を増す。しかし、通常のサイドビュータイプのLED光源の幅寸法は約2.4mm〜4.5mmであるため、適用可能なピッチの距離には限界がある。そのため、使用するLED光源は、幅が約2.4mm〜3.5mmのものを使用し、4mm以下となるようにするとよい。以上のように、本実施例に基づいた構成により、色再現性の高い照明装置を実現することができる。
Further, the light emitted from the blue-green LED
本発明に係る照明装置、及び、表示装置は、例えば、カーナビゲーション、テレビ等の表示機器に適用できる。また、住居やオフィス等の設備照明用装置にも適用できる。 The lighting device and the display device according to the present invention can be applied to display devices such as a car navigation system and a television. It can also be applied to equipment lighting equipment such as a residence or office.
1 光源
2a、2b、2c、2d 導光体
2e 入光部
2f 凹部
2g 放物面
2h 出射面
2i 反射面
3a 直進成分
3b 反射成分
4 反射シート
5 下プリズム
6 遮光フィルム
7 フレーム
8 上プリズム
9 拡散フィルム
10 プリズムフィルム
11 液晶パネル
12 光路
13 マイクロプリズム
14 拡散面
15 青緑LED光源
16 紫LED光源
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記複数の導光体のそれぞれの入光部に対向してそれぞれ配置された複数の光源と、を備え、
前記複数の導光体は、重複部分を設けて隣接して配列されており、
前記重複部分では、前記入光部の上面と前記光源の上面に、隣接する導光体の端部が重なるように配置されたことを特徴とする照明装置。 A plurality of light guides for emitting light introduced into the inside from the light incident part in a vertical direction from the emission surface;
A plurality of light sources respectively disposed facing the light incident portions of the plurality of light guides,
The plurality of light guides are arranged adjacent to each other with overlapping portions,
In the overlapping portion, the lighting device is arranged such that an end portion of an adjacent light guide overlaps an upper surface of the light incident portion and an upper surface of the light source.
前記導光体の下面に反射構造体が形成されたことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 The light incident part has a light incident surface provided with a recess so as to face the light emission part of the light source, and a parabolic surface extending in a parabolic shape from the light emission part of the light source in the light emission direction,
The lighting device according to claim 1, wherein a reflective structure is formed on a lower surface of the light guide.
前記マイクロプリズムは前記光源からの光を反射する1つの反射面とそれ以外の複数の側面を備え、
前記反射面の底辺は前記複数の光源のいずれかの光源の光路に対して90度の角度で配置され、前記側面の底辺は前記複数の光源の光路に対して90度以外の角度で配置されたことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 A plurality of concave microprisms are formed on the lower surface of the light guide,
The microprism includes a reflective surface that reflects light from the light source and a plurality of other side surfaces.
The bottom surface of the reflecting surface is disposed at an angle of 90 degrees with respect to the light path of any one of the plurality of light sources, and the bottom surface of the side surface is disposed at an angle other than 90 degrees with respect to the light paths of the plurality of light sources. The lighting device according to claim 1.
前記マイクロプリズムの反射面の底辺が前記入光面からの光の光路に対して垂直になるように配置されたことを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載の照明装置。 The light incident part has a light incident surface provided with a semicircular recess so as to face the light emission part of the light source, and a parabolic surface extending in a parabolic shape from the light emission part of the light source in the light emission direction.
The lighting device according to any one of claims 7 to 9, wherein the bottom surface of the reflection surface of the microprism is arranged so as to be perpendicular to the light path of the light from the light incident surface.
前記複数の導光体のそれぞれの入光部に対向してそれぞれ配置された複数の光源と、
前記導光体の出射面上に配置された非自発光型の表示素子と、を備え、
前記複数の導光体は重複部分を設けて隣接して配列され、
前記重複部分では、前記入光部の上面と前記光源の上面に、隣接する導光体の端部が重なるように配置されたことを特徴とする表示装置。 A plurality of light guides for emitting light introduced into the inside from the light incident part in a vertical direction from the emission surface;
A plurality of light sources respectively disposed facing the light incident portions of the plurality of light guides;
A non-self-luminous display element disposed on the exit surface of the light guide,
The plurality of light guides are arranged adjacent to each other with overlapping portions,
The display device, wherein the overlapping portion is arranged so that an end portion of an adjacent light guide overlaps an upper surface of the light incident portion and an upper surface of the light source.
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