JP2011198479A - Surface light source and liquid crystal display device - Google Patents

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Daizaburo Matsuki
大三郎 松木
Shunsuke Kimura
俊介 木村
Tomoko Iiyama
智子 飯山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface light source capable of suppressing luminance unevenness and a liquid crystal display device using this surface light source.SOLUTION: The surface light source includes: a plurality of light-emitting elements (110) mounted on a mounting surface of a mounting substrate (20); and a plurality of lenses (100) each of which has a light-incident surface and a light-outgoing surface and is mounted on the mounting surface so that each light-emitting surface of the light-emitting elements is covered with the incident surface. The plurality of the lenses are so mounted on the mounting surface as to reduce variance in the distance between the light-emitting surface and the incident surface due to the variance in the height from the mounting surface to the light-emitting surface in the plurality of light-emitting elements.

Description

本発明は、例えば液晶ディスプレイ装置のバックライトとして用いられる面光源、およびこの面光源を用いた液晶ディスプレイ装置に関する。   The present invention relates to a surface light source used as a backlight of a liquid crystal display device, for example, and a liquid crystal display device using the surface light source.

従来の大型の液晶ディスプレイ装置のバックライトでは、冷陰極管が液晶パネル直下に多数配置される。これらの冷陰極管は、拡散板や反射板等の部材と共に使われていた。近年では、バックライトの光源として発光ダイオードが使用されるようになってきている。発光ダイオードは近年効率が向上し、蛍光灯に変わる消費電力の少ない光源として期待されている。また、発光ダイオードは点光源であるため、二次元状に配置することで、映像に応じて発光ダイオードの明暗を制御することができる。このような構成によれば、映像のコントラストを高めたり、液晶ディスプレイ装置の消費電力を下げたりすることができる。   In the backlight of a conventional large liquid crystal display device, a large number of cold cathode fluorescent lamps are arranged directly under the liquid crystal panel. These cold cathode tubes have been used together with members such as a diffusion plate and a reflection plate. In recent years, light emitting diodes have been used as light sources for backlights. Light-emitting diodes have been improved in efficiency in recent years, and are expected as light sources with low power consumption instead of fluorescent lamps. Further, since the light emitting diode is a point light source, the brightness of the light emitting diode can be controlled according to the image by arranging the light emitting diode in a two-dimensional manner. According to such a configuration, it is possible to increase the contrast of the video and reduce the power consumption of the liquid crystal display device.

発光ダイオードを光源とするバックライトでは、多数の発光ダイオードを用いることでバックライト表面において均一な明るさを得ることができる。しかし、発光ダイオードが多数必要になるため安価にできない問題があった。これに対し、1個の発光ダイオードの出力を大きくし、発光ダイオードの使用する個数を減らす取り組みがなされている。例えば、特許文献1では、発光ダイオードの指向性を拡大するレンズを配置した面光源が提案されている。   In a backlight using a light emitting diode as a light source, uniform brightness can be obtained on the surface of the backlight by using a large number of light emitting diodes. However, since a large number of light emitting diodes are required, there is a problem that cannot be made inexpensive. On the other hand, efforts are being made to increase the output of one light-emitting diode and reduce the number of light-emitting diodes used. For example, Patent Document 1 proposes a surface light source in which a lens for expanding the directivity of a light emitting diode is arranged.

特許第3875247号公報Japanese Patent No. 3875247

しかしながら、発光ダイオードが実装基板上に配置されるとき、半田付けの条件等によって主に光軸方向の取り付け高さにばらつきが生じる。これに伴い、レンズで広配向化するときに個々の輝度分布にばらつきが生じる。そのため、複数の発光ダイオードで面光源を構成した際に輝度ムラの要因となる。   However, when the light emitting diode is disposed on the mounting substrate, the mounting height mainly varies in the optical axis direction depending on the soldering conditions and the like. Along with this, when the orientation is widened by the lens, the individual luminance distribution varies. Therefore, when a surface light source is constituted by a plurality of light emitting diodes, it becomes a factor of luminance unevenness.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、発光ダイオードの取り付け位置が光軸方向にばらついていても、輝度ムラを抑えることのできる面光源、及び液晶ディスプレイ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a surface light source and a liquid crystal display device capable of suppressing luminance unevenness even when the mounting positions of light emitting diodes vary in the optical axis direction. And

上記課題を解決するため、本発明の面光源は、実装基板の実装面上に取付けられた複数の発光素子と、光の入射面と出射面を有し前記発光素子の各々の発光面を前記入射面が覆うように前記実装面に取付けられた複数のレンズと、を備え、前記複数のレンズは、前記複数の発光素子における前記実装面から前記発光面までの高さのバラつきによる前記発光面と前記入射面との距離のバラつきを低減するように、前記実装面に取付けられている。   In order to solve the above problems, a surface light source of the present invention includes a plurality of light emitting elements mounted on a mounting surface of a mounting substrate, a light incident surface, and a light emitting surface. A plurality of lenses attached to the mounting surface so as to cover the incident surface, and the plurality of lenses are the light emitting surface due to variations in height from the mounting surface to the light emitting surface in the plurality of light emitting elements. And the mounting surface so as to reduce the variation in the distance between the surface and the incident surface.

また、本発明の液晶ディスプレイ装置は、背面から照射された光を変調して画像を表示する液晶パネルと、前記液晶パネルの背面側に配置され、前記液晶パネルに対して光を照射する前記面光源と、を備えた構成を採る。   The liquid crystal display device according to the present invention includes a liquid crystal panel that modulates light emitted from the back surface to display an image, and the surface that is disposed on the back side of the liquid crystal panel and that emits light to the liquid crystal panel. And a light source.

本発明によれば、発光ダイオードの取り付け位置が光軸方向にばらついていても、輝度ムラを抑えることのできる面光源および液晶ディスプレイ装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if the attachment position of a light emitting diode varies in the optical axis direction, the surface light source and liquid crystal display device which can suppress brightness nonuniformity can be provided.

本発明の実施の形態1に係る面光源1の概略構成を示す斜視図The perspective view which shows schematic structure of the surface light source 1 which concerns on Embodiment 1 of this invention. 面光源1の部分断面図Partial sectional view of surface light source 1 発光装置近傍の拡大図Enlarged view of the vicinity of the light emitting device レンズの高さ調整を説明するための図Diagram for explaining lens height adjustment 変形例にかかる発光装置近傍の拡大図Enlarged view of the vicinity of the light emitting device according to the modification. レンズの高さ調整をしなかった場合の面光源の輝度分布を示す図The figure which shows the luminance distribution of the surface light source when the height of the lens is not adjusted レンズの高さ調整をした場合の面光源の輝度分布を示す図The figure which shows the luminance distribution of the surface light source when the height of the lens is adjusted 発光装置の千鳥状配置を示す図Diagram showing staggered arrangement of light emitting devices 本発明の実施の形態2に係る液晶ディスプレイ装置の構成を示す斜視図The perspective view which shows the structure of the liquid crystal display device which concerns on Embodiment 2 of this invention.

(実施の形態1)
本発明の実施の形態1に係る面光源ついて、図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る面光源1の概略構成を示す斜視図である。図2は、面光源1の発光装置10を含む部分断面図である。
(Embodiment 1)
The surface light source according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a surface light source 1 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a partial cross-sectional view including the light emitting device 10 of the surface light source 1.

面光源1は、複数の発光装置10と、実装基板20と、反射板30と、拡散板40とを備えている。   The surface light source 1 includes a plurality of light emitting devices 10, a mounting substrate 20, a reflection plate 30, and a diffusion plate 40.

発光装置10は、発光素子110と、レンズ100とを有する。発光装置10は、実装基板20上にマトリクス状に配置されている。発光装置10は、発光素子110から発せられる白色光をレンズ100で広げて拡散板40に向けて照射する。   The light emitting device 10 includes a light emitting element 110 and a lens 100. The light emitting devices 10 are arranged in a matrix on the mounting substrate 20. The light emitting device 10 spreads the white light emitted from the light emitting element 110 with the lens 100 and irradiates it toward the diffusion plate 40.

拡散板40は、実装基板20と対向して配置される。拡散板40は、発光装置10から照射された白色光を入射する。拡散板40は、入射した白色光を内部で拡散し、前面から出射する。これにより、面光源1から面状の白色光が発せられる。   The diffusion plate 40 is disposed to face the mounting substrate 20. The diffuser plate 40 receives white light emitted from the light emitting device 10. The diffusion plate 40 diffuses the incident white light inside and emits it from the front surface. Thereby, planar white light is emitted from the surface light source 1.

反射板30は、発光装置10の対応する部分に開口を有し、発光装置10が露出するようにして実装基板20上に貼り付けられる。反射層30は、発光装置10から出射して拡散板40等で反射されて戻ってきた光を再度拡散板40側へ反射させる。反射層30は、白色の拡散反射面を有している。   The reflection plate 30 has an opening in a corresponding portion of the light emitting device 10 and is attached onto the mounting substrate 20 so that the light emitting device 10 is exposed. The reflection layer 30 reflects the light emitted from the light emitting device 10 and reflected by the diffusion plate 40 or the like back to the diffusion plate 40 side again. The reflective layer 30 has a white diffuse reflection surface.

図3は、発光装置10の実装状態を説明する拡大図である。発光素子110は、実装基板20の実装面21上に取付けられている。発光素子110は、青色光を放射する青色LED111と、青色LED111を覆うように形成された蛍光体層112とを有している。蛍光体層112は、青色LED111から放射される青色光の一部を黄色光に変換することにより、青色LED111から放射される青色光から白色光を作り出すものである。青色LED111および蛍光体層112の作用により、発光素子110は、発光面113から白色光を発する。   FIG. 3 is an enlarged view for explaining a mounting state of the light emitting device 10. The light emitting element 110 is attached on the mounting surface 21 of the mounting substrate 20. The light emitting element 110 includes a blue LED 111 that emits blue light, and a phosphor layer 112 that is formed to cover the blue LED 111. The phosphor layer 112 generates white light from the blue light emitted from the blue LED 111 by converting a part of the blue light emitted from the blue LED 111 into yellow light. The light emitting element 110 emits white light from the light emitting surface 113 by the action of the blue LED 111 and the phosphor layer 112.

青色LED111から放射される青色光は、400〜520nmの波長域内にピーク波長を有することが好ましく、450〜500nmの波長域内にピーク波長を有することがより好ましい。蛍光体層112が発する黄色光は、550〜610nmの波長域内にピーク波長を有することが好ましく、570〜590nmの波長域内にピーク波長を有することがより好ましい。   The blue light emitted from the blue LED 111 preferably has a peak wavelength in the wavelength range of 400 to 520 nm, and more preferably has a peak wavelength in the wavelength range of 450 to 500 nm. The yellow light emitted from the phosphor layer 112 preferably has a peak wavelength in the wavelength range of 550 to 610 nm, and more preferably has a peak wavelength in the wavelength range of 570 to 590 nm.

レンズ100は、発光面113から出射した光を入射する入射面101と、入射した光を出射する出射面102を有している。入射面101は、発光素子110との間に空気層を挟む形状とすることが好ましい。入射面101および出射面102は、レンズ100の光軸Aに対して軸対称である。入射面101は、光軸を含む中心部から連続して形成された凹面形状を有している。また、出射面102は、光軸を含む中心部から連続して形成された凸面形状を有している。   The lens 100 has an incident surface 101 on which light emitted from the light emitting surface 113 is incident, and an output surface 102 on which incident light is emitted. The incident surface 101 preferably has a shape in which an air layer is sandwiched between the light emitting element 110. The entrance surface 101 and the exit surface 102 are axisymmetric with respect to the optical axis A of the lens 100. The incident surface 101 has a concave shape formed continuously from the center including the optical axis. Further, the emission surface 102 has a convex shape formed continuously from the central portion including the optical axis.

入射面101からレンズ100内に入射した光は、出射面102より出射される。入射面101からレンズ100内に入射した光は、出射面102の作用で広げられ、拡散板40の広い範囲に到達するようになる。図2に示す点線の矢印は、出射面102の作用で広げられて出射する光の様子を示している。   Light that enters the lens 100 from the incident surface 101 is emitted from the emission surface 102. The light that has entered the lens 100 from the incident surface 101 is spread by the action of the emission surface 102 and reaches a wide range of the diffusion plate 40. The dotted arrows shown in FIG. 2 indicate the state of light that is spread and emitted by the action of the emission surface 102.

発光素子110は指向性を有している。具体的には、光軸Aの方向から角度が大きくなるほど、光の強度は小さくなる。このように発光素子110は指向性を持っており、広い範囲を照明するためにはレンズ100で指向性を拡大することが必要である。   The light emitting element 110 has directivity. Specifically, the intensity of light decreases as the angle increases from the direction of the optical axis A. Thus, the light emitting element 110 has directivity, and it is necessary to expand the directivity with the lens 100 in order to illuminate a wide range.

レンズ100は、所定の屈折率を有する透明材料で構成される。透明材料の屈折率は、例えば1.40から1.53程度である。このような透明材料としては、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネイト等の樹脂、またはシリコンゴム等のゴムを用いることができる。特に、エポキシ樹脂またはシリコンゴム等を用いることが好ましい。   The lens 100 is made of a transparent material having a predetermined refractive index. The refractive index of the transparent material is, for example, about 1.40 to 1.53. As such a transparent material, an epoxy resin, a silicon resin, an acrylic resin, a resin such as polycarbonate, or a rubber such as silicon rubber can be used. In particular, it is preferable to use an epoxy resin or silicon rubber.

レンズ100は、実装基板20の実装面21に取付けられている。ここで、発光素子110の実装においては、半田付けの条件等によって主に光軸A方向の取り付け高さにバラつきが生じる。従って、レンズ100を実装基板20に取付けた際に、発光面113と入射面101との距離のバラつきが生じる。レンズ100は、発光面113と入射面101との距離が所定の値において最適な配光特性を有するように設計されている。よって、発光面113と入射面101との距離のバラつきが生じると、レンズ100から出射される光の配光にバラつきが生じる。結果として、面光源1に輝度ムラが発生することになる。   The lens 100 is attached to the mounting surface 21 of the mounting substrate 20. Here, in mounting the light emitting element 110, the mounting height mainly in the direction of the optical axis A varies depending on the soldering conditions and the like. Therefore, when the lens 100 is attached to the mounting substrate 20, the distance between the light emitting surface 113 and the incident surface 101 varies. The lens 100 is designed so as to have optimum light distribution characteristics when the distance between the light emitting surface 113 and the incident surface 101 is a predetermined value. Therefore, when the distance between the light emitting surface 113 and the incident surface 101 varies, the light distribution of the light emitted from the lens 100 varies. As a result, luminance unevenness occurs in the surface light source 1.

このような輝度ムラを低減するため、レンズ100は、実装面21から発光面113までの高さd1のバラつきによる発光面113と入射面101との距離d2のバラつきを低減するように、実装面21に取付けられている。すなわち、面光源1内のレンズ100は、発光面113と入射面101との距離d2ができるだけバラつかないように(d1がバラついたとしてもd2を一定に保つように)、発光装置10毎に高さを調整して取付けられている。   In order to reduce such luminance unevenness, the lens 100 is mounted on the mounting surface so as to reduce the variation in the distance d2 between the light emitting surface 113 and the incident surface 101 due to the variation in the height d1 from the mounting surface 21 to the light emitting surface 113. 21 is attached. That is, the lens 100 in the surface light source 1 is provided for each light emitting device 10 so that the distance d2 between the light emitting surface 113 and the incident surface 101 is not as varied as possible (so that d2 is kept constant even if d1 varies). It is installed with the height adjusted.

本実施の形態においては、実装基板20は、実装面21上に複数の凹部22を有している。凹部22は、実装基板20を貫く開口部であってもよい。凹部22は、実装面21側に開口する円筒状の凹みである。レンズ100は、凹部22に嵌り込む円筒形状の凸部103を有している。凸部103は、レンズ100の実装面21側に位置する底面に形成されている。凸部103は、レンズ100の光軸を中心に、周囲に2〜4箇所程度設けられている。凸部103は、凹部22内に挿入され、図示しない接着剤等で固定されている。凹部22の深さは、少なくとも凸部103が全て挿入できる以上の深さがあることが好ましい。本実施の形態においては、レンズ100は、凹部22に対する凸部103の挿入量を調整することで発光面113と入射面101との距離d2のバラつきを低減できる。   In the present embodiment, the mounting substrate 20 has a plurality of recesses 22 on the mounting surface 21. The recess 22 may be an opening that penetrates the mounting substrate 20. The recess 22 is a cylindrical recess that opens to the mounting surface 21 side. The lens 100 has a cylindrical convex portion 103 that fits into the concave portion 22. The convex portion 103 is formed on the bottom surface of the lens 100 located on the mounting surface 21 side. The convex portion 103 is provided about 2 to 4 places around the optical axis of the lens 100. The convex portion 103 is inserted into the concave portion 22 and fixed with an adhesive or the like (not shown). The depth of the concave portion 22 is preferably deep enough to allow at least all the convex portions 103 to be inserted. In the present embodiment, the lens 100 can reduce the variation in the distance d2 between the light emitting surface 113 and the incident surface 101 by adjusting the insertion amount of the convex portion 103 with respect to the concave portion 22.

図4は、レンズ100の高さ調整を説明するための図である。ここでは、隣接する発光装置であって、発光面の高さがバラついている発光素子110a、110bをそれぞれ備えた発光装置10a、10bを示している。発光面の高さd1は、それぞれd1aとd1bであり、d1aの方が大きいとする。このとき、レンズ100a、100bの高さを調整せずに実装面基板20に取付けた場合には、発光面と入射面との距離d2に差が出てしまう。すなわち、発光面と入射面との距離d2にバラつきが生じてしまう。図4に示すように、発光装置10aのレンズ100aは、発光面と入射面との距離d2に差が生じないように、その高さをd1a−d1bに相当する分だけ高く設定している。   FIG. 4 is a diagram for explaining the height adjustment of the lens 100. Here, light emitting devices 10a and 10b each including light emitting elements 110a and 110b that are adjacent light emitting devices and have different light emitting surfaces are shown. The height d1 of the light emitting surface is d1a and d1b, respectively, and d1a is larger. At this time, when the lenses 100a and 100b are attached to the mounting surface substrate 20 without adjusting the height, a difference is caused in the distance d2 between the light emitting surface and the incident surface. That is, the distance d2 between the light emitting surface and the incident surface varies. As shown in FIG. 4, the lens 100a of the light emitting device 10a is set to have a height corresponding to d1a-d1b so that there is no difference in the distance d2 between the light emitting surface and the incident surface.

同様にして、面光源1内における発光装置10のd2ができるだけ一定になるように、レンズ100の高さを調整することで、面光源1の輝度ムラを低減できる。   Similarly, luminance unevenness of the surface light source 1 can be reduced by adjusting the height of the lens 100 so that d2 of the light emitting device 10 in the surface light source 1 is as constant as possible.

なお、レンズ100の高さ調整については、凹部22と凸部103とによる高さ調整に限られるものではない。要するに、高さ方向の調製が可能な構成であれば、他の構成であってもよい。例えば、図5に示すように、別途レンズ高さ調整用の冶具60を備えた構成であってもよい。図5の構成は、調整用の冶具60が、実装基板20に実装される。レンズ100は、冶具60に取付けられ、その高さ方向の位置を調整できるようになっている。ただし、本実施の形態のように、レンズの高さ調整を、凹部22と凸部103とによるものとすれば、比較的容易かつ低コストでレンズの高さ調整を行うことが出来る。   The height adjustment of the lens 100 is not limited to the height adjustment by the concave portion 22 and the convex portion 103. In short, any other configuration may be used as long as it can be adjusted in the height direction. For example, as shown in FIG. 5, a configuration in which a jig 60 for adjusting the lens height is separately provided may be used. In the configuration of FIG. 5, the adjustment jig 60 is mounted on the mounting substrate 20. The lens 100 is attached to the jig 60 so that the position in the height direction can be adjusted. However, if the lens height is adjusted by the concave portion 22 and the convex portion 103 as in this embodiment, the lens height can be adjusted relatively easily and at low cost.

次に、本実施の形態の面光源1における輝度ムラの低減効果についてグラフを用いて説明する。   Next, the effect of reducing luminance unevenness in the surface light source 1 of the present embodiment will be described using a graph.

図6は、比較例であり、レンズ100の取り付け高さを調整せずに取付けた場合の拡散板40での輝度分布を示す図である。図7は、本実施の形態における拡散板40での輝度分布を示す図である。なお、図6、図7いずれの場合も発光素子110の取付けバラつき(実装面21から発光面113までの高さd1のバラつき)を有しているものとする。バラつきの程度は図6、図7で同じである。   FIG. 6 is a comparative example, and is a diagram illustrating a luminance distribution on the diffusion plate 40 when the lens 100 is mounted without adjusting the mounting height. FIG. 7 is a diagram showing a luminance distribution on the diffusion plate 40 in the present embodiment. 6 and 7, it is assumed that the light emitting element 110 has a mounting variation (a variation in height d1 from the mounting surface 21 to the light emitting surface 113). The degree of variation is the same in FIGS.

このように、図6に比べて図7の方が、輝度ムラが低減できていることが分かる。すなわち、発光素子110を基板20に取り付けた際に発生する、光軸方向の高さバラつきがあっても、レンズ100の高さ調整によって拡散板40での輝度ムラを低下させることができることがわかる。結果として、面光源1としての輝度ムラを低減することができる。   Thus, it can be seen that the luminance unevenness is reduced in FIG. 7 compared to FIG. That is, it can be seen that even if there is a variation in height in the optical axis direction that occurs when the light emitting element 110 is attached to the substrate 20, luminance unevenness at the diffusion plate 40 can be reduced by adjusting the height of the lens 100. . As a result, luminance unevenness as the surface light source 1 can be reduced.

なお、本実施の形態においては、発光面113と入射面101との距離d2に差が生じないようにしているが、完全に全ての発光装置でバラつきをゼロにすることは困難である。実質的には、発光面113と入射面101との距離d2の目標設計値をdとし、各発光装置10におけるd2とdとの差分をΔdとした場合、Δdは、|Δd/d|<0.1を満足することが好ましい。このようにすれば、発光装置から出射する照度分布が十分に均一化され、輝度ムラをより低減することができる。   In the present embodiment, a difference is not generated in the distance d2 between the light emitting surface 113 and the incident surface 101, but it is difficult to completely eliminate the variation in all the light emitting devices. Substantially, when the target design value of the distance d2 between the light emitting surface 113 and the incident surface 101 is d and the difference between d2 and d in each light emitting device 10 is Δd, Δd is | Δd / d | < It is preferable to satisfy 0.1. In this way, the illuminance distribution emitted from the light emitting device is sufficiently uniformed, and uneven brightness can be further reduced.

以上では、本実施の形態1の面光源1の基本的な態様について説明したが、以下では、面光源1の好ましい態様について説明する。   The basic aspect of the surface light source 1 according to the first embodiment has been described above, but a preferable aspect of the surface light source 1 will be described below.

レンズ100は、1.40を超え1.52未満の屈折率を有することが好ましい。レンズ100の屈折率が1.52以上になると、出射面102での屈折作用が強くなり、光束の広配向化が十分でなくなる。レンズ100の屈折率が1.40以下になると、出射面102での屈折作用が弱くなり、光束を十分に広配向化させるために出射面102の形状を変更すると、公差が厳しくなる。   Lens 100 preferably has a refractive index greater than 1.40 and less than 1.52. When the refractive index of the lens 100 is 1.52 or more, the refracting action on the emission surface 102 becomes strong, and the wide alignment of the light beam becomes insufficient. When the refractive index of the lens 100 is 1.40 or less, the refracting action on the exit surface 102 becomes weak, and the tolerance becomes severe if the shape of the exit surface 102 is changed in order to sufficiently align the luminous flux.

さらに、発光装置10のピッチをP、発光素子110から拡散板40までの距離をHとしたときに、面光源1は、以下の式を満足することが好ましい。
0.2<H/P<0.6
ここで、「発光装置10のピッチP」とは、発光装置10が並ぶ方向における発光装置10の光軸間距離をいい、発光装置10が並ぶ方向とは、図1に示すようなマトリクス状配置の場合には、直交する縦横の2方向であり、図8に示すように、一行毎の発光素子の位置が行方向にずれた配置(千鳥状配置)の場合には、横および斜めの2方向である。なお、それらの2方向でのピッチは必ずしも一致している必要はないが、一致していることが好ましい。
Furthermore, when the pitch of the light emitting device 10 is P and the distance from the light emitting element 110 to the diffusion plate 40 is H, the surface light source 1 preferably satisfies the following expression.
0.2 <H / P <0.6
Here, the “pitch P of the light emitting devices 10” refers to the distance between the optical axes of the light emitting devices 10 in the direction in which the light emitting devices 10 are arranged, and the direction in which the light emitting devices 10 are arranged is a matrix arrangement as shown in FIG. In this case, there are two directions of vertical and horizontal directions orthogonal to each other. As shown in FIG. 8, in the case of an arrangement in which the positions of the light emitting elements for each row are shifted in the row direction (staggered arrangement), the horizontal and diagonal directions are two. Direction. Note that the pitches in these two directions do not necessarily match, but preferably match.

H/Pが0.6以上になると、発光装置10のピッチPに対して発光装置10から拡散板40までの距離が大きくなるため、面光源が大型化してしまう。H/Pが0.2以下になると、拡散板40の背面での照度分布の均一性を確保するのが困難になり、輝度ムラが生じる。   If H / P is 0.6 or more, the distance from the light emitting device 10 to the diffuser plate 40 becomes larger with respect to the pitch P of the light emitting device 10, so that the surface light source becomes larger. When H / P is 0.2 or less, it becomes difficult to ensure the uniformity of the illuminance distribution on the back surface of the diffusion plate 40, resulting in uneven brightness.

また、本実施の形態では、蛍光体層112を、青色光を受けたときに赤色光、緑色光を発するRG蛍光体で構成してもよい。このような構成によれば、蛍光体層112を透過した青色光と、蛍光体層112で励起された赤色光および緑色光とが混色し、白色光を生成することができる。   In the present embodiment, phosphor layer 112 may be formed of an RG phosphor that emits red light and green light when receiving blue light. According to such a configuration, the blue light transmitted through the phosphor layer 112 and the red light and the green light excited by the phosphor layer 112 are mixed to generate white light.

さらに、本実施の形態では、青色光を放射する青色LED111が用いられているが、紫外線を放射する紫外線LEDを用いることも可能である。この場合には、蛍光体層112を、紫外線を受けたときに赤色光、緑色光および青色光を発するRGB蛍光体で構成すればよい。   Furthermore, in the present embodiment, the blue LED 111 that emits blue light is used, but an ultraviolet LED that emits ultraviolet light can also be used. In this case, the phosphor layer 112 may be made of an RGB phosphor that emits red light, green light, and blue light when receiving ultraviolet light.

(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2に係る液晶ディスプレイ装置について、図9を用いて説明する。
(Embodiment 2)
Next, a liquid crystal display device according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.

図9は、図1に示す面光源1を用いた液晶ディスプレイ装置2の斜視図である。この液晶ディスプレイ装置2は、背面から照射された光を変調して画像を表示する液晶パネル50と、液晶パネル50の背面側に配置され、液晶パネル50に対して光を照射する面光源1とを備えている。   FIG. 9 is a perspective view of a liquid crystal display device 2 using the surface light source 1 shown in FIG. The liquid crystal display device 2 includes a liquid crystal panel 50 that displays light by modulating light emitted from the back surface, and a surface light source 1 that is disposed on the back side of the liquid crystal panel 50 and that emits light to the liquid crystal panel 50. It has.

平面的に配置された複数の発光装置10によって拡散板40が照明される。拡散板40の背面には照度が均一化された白色光が照射され、この白色光が拡散板40によって拡散されて液晶パネル50が照明される。   The diffuser plate 40 is illuminated by the plurality of light emitting devices 10 arranged in a plane. The back surface of the diffusion plate 40 is irradiated with white light with uniform illuminance, and the white light is diffused by the diffusion plate 40 to illuminate the liquid crystal panel 50.

なお、図示は省略するが、液晶パネル50と拡散板40との間には拡散シート、プリズムシート等の光学シートが配置されている。発光装置10からの光は、拡散板40で散乱されて、発光装置側へ戻ったり拡散板40を透過したりする。発光装置側へ戻って反射板30に入射する光は、反射板30で反射されて、拡散板40に再度入射する。拡散板40を透過した光は、光学シートでさらに拡散されて、液晶パネル50を照明する。   Although not shown, an optical sheet such as a diffusion sheet or a prism sheet is disposed between the liquid crystal panel 50 and the diffusion plate 40. The light from the light emitting device 10 is scattered by the diffusion plate 40 and returns to the light emitting device side or passes through the diffusion plate 40. The light that returns to the light emitting device side and enters the reflection plate 30 is reflected by the reflection plate 30 and then enters the diffusion plate 40 again. The light transmitted through the diffusion plate 40 is further diffused by the optical sheet to illuminate the liquid crystal panel 50.

本発明は、輝度ムラを低減した液晶ディスプレイ装置、および当該液晶ディスプレイ装置に用いるバックライトとしての面光源として好適である。   The present invention is suitable as a liquid crystal display device with reduced luminance unevenness and a surface light source as a backlight used in the liquid crystal display device.

1 面光源
2 液晶ディスプレイ装置
10 発光装置
20 実装基板
21 実装面
22 凹部
30 反射板
40 拡散板
50 液晶パネル
60 冶具
100 レンズ
101 入射面
102 出射面
103 凸部
110 発光素子
111 青色LED
112 蛍光体層
113 発光面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surface light source 2 Liquid crystal display device 10 Light-emitting device 20 Mounting board 21 Mounting surface 22 Recessed part 30 Reflecting plate 40 Diffusion plate 50 Liquid crystal panel 60 Jig 100 Lens 101 Incident surface 102 Output surface 103 Convex part 110 Light emitting element 111 Blue LED
112 phosphor layer 113 light emitting surface

Claims (4)

実装基板の実装面上に取付けられた複数の発光素子と、
光の入射面と出射面を有し、前記発光素子の各々の発光面を前記入射面が覆うように前記実装面に取付けられた複数のレンズと、を備え、
前記複数のレンズは、前記複数の発光素子における前記実装面から前記発光面までの高さのバラつきによる前記発光面と前記入射面との距離のバラつきを低減するように、前記実装面に取付けられている、
面光源装置。
A plurality of light emitting elements mounted on the mounting surface of the mounting substrate;
A plurality of lenses that have a light incident surface and an output surface, and are attached to the mounting surface such that each light emitting surface of the light emitting element is covered by the incident surface;
The plurality of lenses are attached to the mounting surface so as to reduce variation in distance between the light emitting surface and the incident surface due to variation in height from the mounting surface to the light emitting surface in the plurality of light emitting elements. ing,
Surface light source device.
前記発光素子の光軸上での前記入射面と前記発光面との目標間隔をd、前記目標間隔からのずれ量をΔdとしたとき、前記複数のレンズは、以下の(1)式を満足するように前記実装面に取付けられている、
請求項1記載の面光源。
|Δd/d|<0.1 ・・・(1)
When the target interval between the incident surface and the light emitting surface on the optical axis of the light emitting element is d and the amount of deviation from the target interval is Δd, the plurality of lenses satisfy the following expression (1). Attached to the mounting surface to
The surface light source according to claim 1.
| Δd / d | <0.1 (1)
前記実装基板は、前記実装面上に複数の凹部または開口部を有し、
前記レンズの各々は、前記凹部または前記開口部に嵌り込む凸部を有し、
前記複数のレンズは、前記凹部または前記開口部に対する前記凸部の挿入量を調整することで前記発光面と前記入射面との距離のバラつきを低減する、
請求項1記載の面光源。
The mounting substrate has a plurality of recesses or openings on the mounting surface,
Each of the lenses has a convex portion that fits into the concave portion or the opening,
The plurality of lenses reduce variation in distance between the light emitting surface and the incident surface by adjusting an insertion amount of the convex portion with respect to the concave portion or the opening portion.
The surface light source according to claim 1.
背面から照射された光を変調して画像を表示する液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面側に配置され、前記液晶パネルに対して光を照射する請求項1乃至3に記載の面光源と、を備えた、
液晶ディスプレイ装置。
A liquid crystal panel that modulates the light emitted from the back and displays an image;
The surface light source according to claim 1, which is disposed on a back side of the liquid crystal panel and irradiates light to the liquid crystal panel.
Liquid crystal display device.
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