図1は、本発明の第1の実施形態に係るバックライト装置1や他の実施形態に係るバックライト装置が用いられる液晶表示装置2の全体構造を示す。
FIG. 1 shows an overall structure of a liquid crystal display device 2 in which a backlight device 1 according to a first embodiment of the present invention and a backlight device according to another embodiment are used.
液晶表示装置2は全体の外形が四角形状に形成されるものであり、前面側から額縁3、液晶パネル4、偏光シート5、プリズムシート6、拡散シート7、導光板10、反射シート11、筐体9が積層されて形成されている。
The liquid crystal display device 2 is formed in a rectangular shape as a whole. From the front side, the frame 3, the liquid crystal panel 4, the polarizing sheet 5, the prism sheet 6, the diffusion sheet 7, the light guide plate 10, the reflection sheet 11, and the housing. The body 9 is formed by being laminated.
額縁3はアルミニウム合金のダイキャスト、押し出し、プレス等によって成形される。また、額縁3としては、PC(ポリカーボネート)、PS(ポリスチレン)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)等の樹脂の射出成形によっても成形することができる。額縁3を樹脂によって形成することにより液晶表示装置2の軽量化が可能となる。
The frame 3 is formed by die casting, extrusion, pressing, or the like of an aluminum alloy. The frame 3 can also be molded by injection molding of a resin such as PC (polycarbonate), PS (polystyrene), PMMA (polymethyl methacrylate). By forming the frame 3 from resin, the liquid crystal display device 2 can be reduced in weight.
偏光シート5,プリズムシート6,拡散シート7は液晶パネル4の全面に対して均一な輝度で照明するように光の位相、配光、光の拡散状態が所定の分布となるように調整する。
The polarizing sheet 5, the prism sheet 6, and the diffusion sheet 7 are adjusted so that the light phase, light distribution, and light diffusion state have a predetermined distribution so that the entire surface of the liquid crystal panel 4 is illuminated with uniform luminance.
導光板10は、光源15(図2参照)からの光が側面23bを通って入光し、液晶パネル4側に位置した前面側の光出射面10aから光を出射して液晶パネル4を照明する。導光板10はPMMA、PC、PS等の透明性の高い樹脂材料を射出成形、押し出し成形等することにより形成される。
The light guide plate 10 receives light from the light source 15 (see FIG. 2) through the side surface 23b and emits light from the light emitting surface 10a on the front side located on the liquid crystal panel 4 side to illuminate the liquid crystal panel 4. To do. The light guide plate 10 is formed by injection molding, extrusion molding or the like of a highly transparent resin material such as PMMA, PC, PS or the like.
なお、導光板10における光出射面10aと反対側の面である光拡散面10bには、光源15からの光が液晶パネル4を面全体にわたって均一に照明するための光拡散ドットパターンが施されている。
The light diffusing surface 10b on the opposite side of the light emitting surface 10a of the light guide plate 10 is provided with a light diffusing dot pattern for the light from the light source 15 to uniformly illuminate the liquid crystal panel 4 over the entire surface. ing.
光源15より発せられた光は、導光板10の表面に対して臨界角以上で進む一部の光が導光板10の外部へ出射される。臨界角以下の角度で進むほとんどの光は、表面で全反射を繰り返して導光板10内を進んで行き、導光板10の出射面10aからは出射されない。このような導光板10内を臨界角以下の角度で進む光を導光板10の外部に出射させるために、導光板10内に屈折率の異なる拡散剤を添加したり、導光板10の表面上に光拡散ドットパターンのような拡散反射層を構成する。導光板10の表面に部分的に拡散反射の割合を変えた層を構成させることが行われる。
In the light emitted from the light source 15, a part of the light traveling at a critical angle or more with respect to the surface of the light guide plate 10 is emitted to the outside of the light guide plate 10. Most of the light traveling at an angle less than the critical angle repeats total reflection on the surface, travels through the light guide plate 10, and is not emitted from the exit surface 10 a of the light guide plate 10. In order to emit light traveling through the light guide plate 10 at an angle less than the critical angle to the outside of the light guide plate 10, a diffusing agent having a different refractive index may be added to the light guide plate 10 or on the surface of the light guide plate 10. Further, a diffuse reflection layer such as a light diffusion dot pattern is formed. A layer in which the ratio of diffuse reflection is partially changed is formed on the surface of the light guide plate 10.
光拡散ドットパターンは、光源15の近傍部では拡散反射層が占める面積率を小さくし、光源15の遠方部では拡散反射層が占める面積率を大きくするグラデーションパターンとすることで、面内の光均一性を所望の分布にコントロールする。
The light diffusing dot pattern is a gradation pattern that reduces the area ratio occupied by the diffuse reflection layer in the vicinity of the light source 15 and increases the area ratio occupied by the diffuse reflection layer in the distant part of the light source 15. Control uniformity to the desired distribution.
拡散反射層の形成方法としては、拡散反射層の面積率の調整の観点からスクリーン印刷法が一般的である。スクリーン印刷法によりドット状の拡散反射層を印刷する場合、部分的な開口部を有するスクリーン版において、該開口部の大きさを光源15の近傍部では小さく、光源15の遠方部では大きくすることでドットパターンを施し、画面全体での輝度の分布を調整することができる。
As a method for forming the diffuse reflection layer, a screen printing method is generally used from the viewpoint of adjusting the area ratio of the diffuse reflection layer. When printing a dot-like diffuse reflection layer by the screen printing method, in a screen plate having a partial opening, the size of the opening should be small in the vicinity of the light source 15 and large in the far part of the light source 15. By applying a dot pattern, the luminance distribution over the entire screen can be adjusted.
パターン印刷時には、溶剤で希釈された樹脂成分に無機系拡散剤や有機系拡散剤を添加したインクを用いる。この時、樹脂成分と拡散剤の割合やインクの厚みを変えることで、光拡散率を調整することができる。
At the time of pattern printing, an ink in which an inorganic diffusing agent or an organic diffusing agent is added to a resin component diluted with a solvent is used. At this time, the light diffusivity can be adjusted by changing the ratio between the resin component and the diffusing agent and the thickness of the ink.
本実施例では、スクリーン印刷によるドット形成方法を説明したが、透明な樹脂インクをインクジェット印刷することにより微小な半球凸状のマイクロレンズをドット形成したり、レーザ加工によって半球状の凹状ディンプルを形成する方法もある。これらのドット直径や配列密度は、画面全体での輝度の分布調整のために適宜合わせ込みを行う。
In this embodiment, the dot forming method by screen printing has been described. However, by forming a fine hemispherical convex microlens by ink-jet printing a transparent resin ink, or forming a hemispherical concave dimple by laser processing. There is also a way to do it. These dot diameters and arrangement densities are appropriately adjusted in order to adjust the luminance distribution over the entire screen.
導光板10には、放熱部としてのヒートシンク12が配置されている。後述するように光源15は基板16に実装された状態でヒートシンク12に支持される(図2参照)。
The light guide plate 10 is provided with a heat sink 12 as a heat radiating portion. As will be described later, the light source 15 is supported by the heat sink 12 while being mounted on the substrate 16 (see FIG. 2).
反射シート11は、導光板10における光出射面10aと反対側の光拡散面10bのほぼ全面に対してほぼ密着し導光板10を覆うように設けられる。この場合、反射シート11は光拡散面10bにおけるヒートシンク12を除く部位を覆うように設けられるものである。反射シート10は発泡PET(ポリエチレンテレフタレート)の延伸フィルムや金属蒸着の鏡面を有するフィルム等からなり導光板10の光拡散面10bに対して粘着テープ等により貼り付けられる。
The reflection sheet 11 is provided so as to be in close contact with and cover the light guide plate 10 almost on the entire light diffusion surface 10 b opposite to the light exit surface 10 a of the light guide plate 10. In this case, the reflection sheet 11 is provided so as to cover a portion other than the heat sink 12 in the light diffusion surface 10b. The reflection sheet 10 is made of a stretched film of foamed PET (polyethylene terephthalate), a film having a mirror surface of metal vapor deposition, or the like, and is attached to the light diffusion surface 10b of the light guide plate 10 with an adhesive tape or the like.
筐体9はアルミニウム合金やPC、PS、PMMA等の樹脂によって形成される。この筐体9には、ヒートシンク12が貫通するためのシンク用スリット9aが形成されている。図2に示すように、ヒートシンク12は複数のフィン12aを有しており、フィン12aが筐体9のヒートシンク用スリット9aを貫通して外部に露出している。これにより光源15からの熱を外気へ効率良く放熱することができる。
The housing 9 is formed of a resin such as aluminum alloy, PC, PS, or PMMA. The casing 9 is formed with a sink slit 9a through which the heat sink 12 passes. As shown in FIG. 2, the heat sink 12 has a plurality of fins 12 a, and the fins 12 a pass through the heat sink slit 9 a of the housing 9 and are exposed to the outside. Thereby, the heat from the light source 15 can be efficiently radiated to the outside air.
図2はこの実施形態に係るバックライト装置1を示し、導光板10の光出射面10aと反対側の面である光拡散面10bに反射シート11が貼り付けられて光拡散面10bを覆っている。そして導光板10および反射シート11の全体が筐体9内に収容される。
FIG. 2 shows the backlight device 1 according to this embodiment, in which a reflective sheet 11 is attached to a light diffusing surface 10b that is the surface opposite to the light emitting surface 10a of the light guide plate 10 to cover the light diffusing surface 10b. Yes. The entire light guide plate 10 and the reflection sheet 11 are accommodated in the housing 9.
導光板10は光源15からの光が入光する本体部21と、本体部21に形成された段差部23とを有している。この実施形態において、段差部23は導光板10(本体部21)における光出射面10aと反対側である光拡散面10bに凹み形成された凹溝によって形成されている。
The light guide plate 10 includes a main body portion 21 into which light from the light source 15 enters and a step portion 23 formed in the main body portion 21. In this embodiment, the step portion 23 is formed by a concave groove formed in the light diffusion surface 10b opposite to the light emitting surface 10a in the light guide plate 10 (main body portion 21).
光源15としては、たとえば複数の白色LEDが用いられる。たとえば、青色発光のLEDにYAG(黄色蛍光体)による白色LED、RG(赤色蛍光体、緑色蛍光体)による白色LED或いは赤色、青色、緑色の3色のLEDを交互に配列することによる白色光源とすることができる。ここで、YAGはY3Al5O12からなるガーネット構造の結晶を有する黄色蛍光体である。かかる光源15は基板16に実装される。基板16としては、放熱性を有したアルミニウム基板、フレキシブルプリント基板(FPC)やガラスエポキジ基板等が用いられる。この基板16は熱伝導性の両面粘着テープ(TIM;Thermal Interface Material)によってヒートシンク12の外面に接合される。
As the light source 15, for example, a plurality of white LEDs are used. For example, a white light source obtained by alternately arranging white LEDs using YAG (yellow phosphor), white LEDs using RG (red phosphor, green phosphor), or LEDs of three colors of red, blue, and green on blue light emitting LEDs It can be. Here, YAG is a yellow phosphor having a garnet structure crystal composed of Y 3 Al 5 O 12 . The light source 15 is mounted on the substrate 16. As the substrate 16, an aluminum substrate having heat dissipation properties, a flexible printed circuit board (FPC), a glass epoxy substrate, or the like is used. The substrate 16 is bonded to the outer surface of the heat sink 12 by a thermally conductive double-sided adhesive tape (TIM; Thermal Interface Material).
凹溝からなる段差部23は導光板10(本体部21)に対し図2の紙面貫通方向(図2の紙面に直交する方向)に沿って連続するように形成されている。この段差部23は本体部21の幅方向(図2における上下方向)のほぼ中央部分に位置するように形成されている。段差部23を構成する凹溝は、光出射面10a側に位置している底面23aと、底面23aの両端部から光拡散面10bに向かって直角状に屈曲した側面23bとからなる矩形断面に形成されている。底面23aは光出射面10aと平行となっている。なお、図2に示す実施形態では、側面23bが底面23aに対し直角状に屈曲しているが、これに限らず側面23bが底面23aに傾斜状に屈曲してもよい(図3参照)。
The step portion 23 formed of a concave groove is formed so as to be continuous with the light guide plate 10 (main body portion 21) along the paper surface penetrating direction in FIG. 2 (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2). The step portion 23 is formed so as to be positioned at a substantially central portion in the width direction (vertical direction in FIG. 2) of the main body portion 21. The concave groove constituting the stepped portion 23 has a rectangular cross section composed of a bottom surface 23a located on the light emitting surface 10a side and side surfaces 23b bent at right angles from both ends of the bottom surface 23a toward the light diffusion surface 10b. Is formed. The bottom surface 23a is parallel to the light emitting surface 10a. In the embodiment shown in FIG. 2, the side surface 23b is bent at a right angle with respect to the bottom surface 23a. However, the present invention is not limited to this, and the side surface 23b may be bent at the bottom surface 23a in an inclined manner (see FIG. 3).
段差部23の側面23bは光源15からの光が入光する入光面となっている。すなわちLEDからなる光源15が基板16の長さ方向(紙面貫通方向)に沿って実装されており、この基板16がヒートシンク12を挟むように外面に取り付けられ、ヒートシンク12の一部が段差部23内に収容されることにより光源15が段差部23の側面23bに臨んだ状態となっている。これにより光源15が発光すると、光源15からの光が側面23bに入光するものである。以下、段差部23の側面23bを入光面23bとしても説明する。
The side surface 23b of the step portion 23 is a light incident surface on which light from the light source 15 enters. That is, a light source 15 made of LEDs is mounted along the length direction (paper surface penetrating direction) of the substrate 16, and the substrate 16 is attached to the outer surface so as to sandwich the heat sink 12. The light source 15 faces the side surface 23b of the step portion 23 by being housed inside. Thus, when the light source 15 emits light, the light from the light source 15 enters the side surface 23b. Hereinafter, the side surface 23b of the step portion 23 will be described as the light incident surface 23b.
このような構造では、光源15が発光した光が図2に矢印L1で示すように入光面23bから本体部21に入光し、本体部21で伝播、拡散したり、反射シート11によって反射した後、光出射面10aから出射する。
In such a structure, the light emitted from the light source 15 enters the main body 21 from the light incident surface 23b as indicated by an arrow L1 in FIG. 2 and propagates and diffuses in the main body 21 or is reflected by the reflection sheet 11. Then, the light exits from the light exit surface 10a.
図2に示すように、段差部23における光出射面10側に位置している底面23aには、第2反射シート24が設けられている。第2反射シート24は発泡PETの2軸延伸フィルムや白色塗装されたフィルムあるいは金属蒸着により鏡面処理されたフィルム等を用いることができる。
As shown in FIG. 2, a second reflection sheet 24 is provided on the bottom surface 23 a located on the light emitting surface 10 side in the step portion 23. As the second reflection sheet 24, a biaxially stretched film of foamed PET, a white-coated film, a film mirror-treated by metal deposition, or the like can be used.
第2反射シート24は底面23aにおける両端部(根本部)を除く部分に設けられており、底面23aの両端部には第2反射シート24が設けられることなく本体部21が段差部23に露出した状態となっている。本体部21が露出することにより底面23aの両端部は光源15からの光が入光可能な低反射部25となっている。このように低反射部25を段差部23の底面23aにおける両端部に形成することにより、光源15からの光が低反射部25を透過して低反射部25から本体部21に入光する。この光は、本体部21の幅方向のほぼ中央部分に入光するため、本体部21のほぼ中央部分の輝度が向上する。低反射部25の幅を最適化することにより導光板10の光出射面10aを一様な輝度とすることができる。
The second reflection sheet 24 is provided on the bottom surface 23a except for both end portions (root portions), and the main body portion 21 is exposed to the stepped portion 23 without the second reflection sheet 24 being provided on both end portions of the bottom surface 23a. It has become a state. By exposing the main body 21, both end portions of the bottom surface 23 a become low reflection portions 25 into which light from the light source 15 can enter. By forming the low reflection portions 25 at both ends of the bottom surface 23 a of the stepped portion 23 in this way, light from the light source 15 passes through the low reflection portion 25 and enters the main body portion 21 from the low reflection portion 25. Since this light enters the substantially central portion of the main body portion 21 in the width direction, the luminance of the substantially central portion of the main body portion 21 is improved. By optimizing the width of the low reflection portion 25, the light exit surface 10a of the light guide plate 10 can have uniform brightness.
この実施形態においては、底面23aの低反射部25に加えて、反射部としての反射面27が入光面23bに設けられている。反射面27はそれぞれの入光面23bにおける底面23a側の端部(根本部)に設けられている。反射面27は反射シート11、第2反射シート24と同様の材料が用いられる。このように入光面23bの底面23a側の端部に設けられた反射面27は、光源15が発光した光を底面23a側の低反射部25に向けて反射する。この反射面27によって反射された光は図2に矢印L2で示すように、本体部21のほぼ中央部分に向かって伝播し光出射面10aから出射する。これにより光出射面10aにおける段差部23の底面23aに対応した中央部分M2の輝度が向上し、周辺部分M1の輝度と同等となるため、光出射面10aの全面が一様な輝度となり、光出射面10aから一様な光を出射させることができる。
In this embodiment, in addition to the low reflection portion 25 on the bottom surface 23a, a reflection surface 27 as a reflection portion is provided on the light incident surface 23b. The reflection surface 27 is provided at the end (root portion) on the bottom surface 23a side of each light incident surface 23b. The reflective surface 27 is made of the same material as the reflective sheet 11 and the second reflective sheet 24. As described above, the reflection surface 27 provided at the end portion on the bottom surface 23a side of the light incident surface 23b reflects the light emitted from the light source 15 toward the low reflection portion 25 on the bottom surface 23a side. As shown by an arrow L2 in FIG. 2, the light reflected by the reflecting surface 27 propagates toward the substantially central portion of the main body 21 and exits from the light emitting surface 10a. As a result, the luminance of the central portion M2 corresponding to the bottom surface 23a of the stepped portion 23 on the light emitting surface 10a is improved and is equal to the luminance of the peripheral portion M1, so that the entire surface of the light emitting surface 10a has uniform luminance. Uniform light can be emitted from the emission surface 10a.
図3は図2の実施形態に対し、段差部23の底面23aの全体を第2反射シート24によって覆うと共に、入光面23bに反射面27を設けることなく本体部21を露出させた比較例を示している。この場合には、光源15からの光が底面23aの両端部を透過することがないと共に、入光面23bから底面23aに向かって反射されることがない。この場合には、光出射面10aの周辺部分M1に対し中央部分M2に到達する光が少ないため、中央部分M2に暗線が発生するものである。
3 is a comparative example in which the entire bottom surface 23a of the stepped portion 23 is covered with the second reflecting sheet 24 and the main body portion 21 is exposed without providing the reflecting surface 27 on the light incident surface 23b. Is shown. In this case, the light from the light source 15 does not pass through both end portions of the bottom surface 23a, and is not reflected from the light incident surface 23b toward the bottom surface 23a. In this case, since the amount of light reaching the central portion M2 is less than the peripheral portion M1 of the light emitting surface 10a, a dark line is generated in the central portion M2.
なお、図3においては入光面23bが光出射面10aと反対側に位置している段差部23の底面23aに対して傾斜している。この傾斜構造については、図2のバックライト装置1における入光面23bに適用することが可能である。
In FIG. 3, the light incident surface 23b is inclined with respect to the bottom surface 23a of the step portion 23 located on the side opposite to the light emitting surface 10a. This inclined structure can be applied to the light incident surface 23b in the backlight device 1 of FIG.
(第2実施形態)
図4は本発明の第2実施形態に係るバックライト装置1Aを示す。バックライト装置1Aにおいても導光板10の本体部21における幅方向のほぼ中央部分に凹溝からなる段差部23が設けられている。段差部23は光出射面10a側の底面23aと、底面23aから光拡散面10bに向かって屈曲した入光面(側面)23bとによって形成されている。底面23aには、両端部(根本部)を除く部分に第2反射シート24が設けられており、底面23aの両端部には第2反射シート24が設けられることなく本体部21が段差部23に露出した低反射部25が設けられている。低反射部25からは光源15の光が入光する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows a backlight device 1A according to a second embodiment of the present invention. Also in the backlight device 1 </ b> A, a step portion 23 made of a concave groove is provided at a substantially central portion in the width direction of the main body portion 21 of the light guide plate 10. The step portion 23 is formed by a bottom surface 23a on the light emitting surface 10a side and a light incident surface (side surface) 23b bent from the bottom surface 23a toward the light diffusion surface 10b. The bottom surface 23a is provided with a second reflection sheet 24 at portions excluding both end portions (root portions), and the main body portion 21 is provided with a stepped portion 23 without the second reflection sheet 24 being provided at both end portions of the bottom surface 23a. The low reflection part 25 exposed to is provided. Light from the light source 15 enters from the low reflection portion 25.
低反射部25に対し、反射部としての斜面部28が設けられている。斜面部28はそれぞれの入光面23bにおける底面23a側の端部に設けられるものであり、入光面23bにおける底面23a側の端部から導光板10(本体部21)に斜めに食い込むように傾斜している。このような斜面部28は光源15の光を低反射部25に向けて反射するものであり、反射された光は低反射部25から本体部21に入光し、矢印L2で示すように光出射面10aの幅方向の略中央部分に向かって伝播する。
A slope portion 28 as a reflection portion is provided for the low reflection portion 25. The slope portion 28 is provided at an end portion of each light incident surface 23b on the bottom surface 23a side so as to bite into the light guide plate 10 (main body portion 21) obliquely from the end portion of the light incident surface 23b on the bottom surface 23a side. Inclined. Such a slope portion 28 reflects light from the light source 15 toward the low reflection portion 25, and the reflected light enters the main body portion 21 from the low reflection portion 25, and is reflected by light as indicated by an arrow L2. Propagation toward a substantially central portion of the emission surface 10a in the width direction.
このような構造では、斜面部28で反射し低反射部25から入光した光が本体部21の幅方向の略中央部分に入光するため、本体部21の略中央部分の輝度が向上する。低反射部25の幅、及び斜面部28の幅と傾斜角度を最適化することにより導光板10の光出射面10aを一様な輝度とすることができる。
In such a structure, since the light reflected from the inclined surface portion 28 and incident from the low reflection portion 25 enters the substantially central portion in the width direction of the main body portion 21, the luminance of the substantially central portion of the main body portion 21 is improved. . By optimizing the width of the low reflection portion 25 and the width and inclination angle of the inclined surface portion 28, the light emitting surface 10a of the light guide plate 10 can have uniform brightness.
なお、図4では、斜面部28に反射シートは設けられていないが、反射シート24と同様の反射シートを斜面部28に設けた構成であってもよい。
In FIG. 4, no reflective sheet is provided on the slope portion 28, but a configuration similar to the reflective sheet 24 may be provided on the slope portion 28.
(第3実施形態)
図5は本発明の第3実施形態におけるバックライト装置1Bを示す。バックライト装置1Bにおいても、光出射面10a側の底面23aと、底面23aから光拡散面10bに向かって屈曲した入光面(側面)23bとによって形成された凹溝状の段差部23が導光板10の本体部21における幅方向の略中央部分に設けられている。段差部23における底面23aには、両端部(根本部)を除く部分に第2反射シート24が設けられており、底面23aの両端部には第2反射シート24が設けられることなく本体部21が段差部23に露出した低反射部25が設けられている。低反射部25からは光源15の光が入光する。
(Third embodiment)
FIG. 5 shows a backlight device 1B according to a third embodiment of the present invention. Also in the backlight device 1B, the groove-shaped step portion 23 formed by the bottom surface 23a on the light emitting surface 10a side and the light incident surface (side surface) 23b bent from the bottom surface 23a toward the light diffusion surface 10b is guided. It is provided at a substantially central portion in the width direction of the main body 21 of the optical plate 10. The bottom surface 23a of the stepped portion 23 is provided with a second reflection sheet 24 at portions excluding both end portions (root portions), and the main body portion 21 without the second reflection sheet 24 being provided at both end portions of the bottom surface 23a. Is provided with a low reflection portion 25 exposed at the step portion 23. Light from the light source 15 enters from the low reflection portion 25.
また、この実施形態においても、低反射部25に対し、反射部としての斜面部28が設けられている。斜面部28はそれぞれの入光面23bにおける底面23a側の端部から導光板10(本体部21)に斜めに食い込むように傾斜することにより設けられている。
Also in this embodiment, a slope portion 28 as a reflection portion is provided for the low reflection portion 25. The slope portions 28 are provided by inclining so as to bite into the light guide plate 10 (main body portion 21) obliquely from the end portions of the respective light incident surfaces 23b on the bottom surface 23a side.
この実施形態では斜面部28に反射面(たとえば反射シート)29が設けられている。反射面29は斜面部28の全体と底面23aの一部(斜面部28近傍の部位)とを覆うように設けられており、光源15から斜面部28に向かって出射した光は反射面29によって反射される。斜面部28の光を低反射部25に向けて反射するように傾斜していることから反射面29によって反射した光源15からの光は低反射部25から本体部21に入光し、矢印L2で示すように光出射面10aの幅方向の略中央部分に向かって伝播する。このように斜面部28に反射面29を形成することにより、斜面部28から低反射部25に向けて反射する光の光量を多くすることができる。
In this embodiment, a reflecting surface (for example, a reflecting sheet) 29 is provided on the slope portion 28. The reflection surface 29 is provided so as to cover the entire slope portion 28 and a part of the bottom surface 23 a (a portion in the vicinity of the slope portion 28), and light emitted from the light source 15 toward the slope portion 28 is reflected by the reflection surface 29. Reflected. The light from the light source 15 reflected by the reflecting surface 29 enters the main body 21 from the low reflection portion 25 and is reflected by the arrow L2 because the light from the slope portion 28 is inclined so as to be reflected toward the low reflection portion 25. As shown by, it propagates toward a substantially central portion in the width direction of the light emitting surface 10a. By forming the reflection surface 29 on the slope portion 28 in this way, the amount of light reflected from the slope portion 28 toward the low reflection portion 25 can be increased.
従って、このような構造では、斜面部28の反射面29で反射し低反射部25から入光した光が本体部21の幅方向の略中央部分に入光するため、本体部21の略中央部分の輝度が向上する。これにより導光板10の光出射面10aを一様な輝度とすることができる。
Therefore, in such a structure, the light reflected by the reflecting surface 29 of the slope portion 28 and incident from the low reflection portion 25 enters the substantially central portion of the main body portion 21 in the width direction. The brightness of the part is improved. Thereby, the light-emitting surface 10a of the light guide plate 10 can have uniform brightness.
なお、バックライト装置1Aおよび1Bにおける斜面部28は平面状となっているが、光源15からの光を低反射部25に向けて反射することができるものであれば、凸状や凹状の湾曲面としてもよい。この場合における曲率や反射率は光出射面10aの輝度を均一化するように設定される。
In addition, although the slope part 28 in backlight apparatus 1A and 1B is planar, if it can reflect the light from the light source 15 toward the low reflection part 25, it will be convex or concave curved. It may be a surface. In this case, the curvature and the reflectance are set so as to make the luminance of the light exit surface 10a uniform.
(第4実施形態)
図6〜図8は本発明のそれぞれの実施形態に用いられる導光板の各例を示す。
(Fourth embodiment)
6-8 shows each example of the light-guide plate used for each embodiment of this invention.
図6の導光板10Aは平板状の本体部21と、段差部23とを有している。段差部23は光出射面10aと反対側の光拡散面10bの略中央部分に凸状となって形成されている。段差部23は本体部21と相似の凸形状となっている。凸状の段差部23は光拡散面10bの外周に達することなく、島状になって、光拡散面10bの面内に位置するように形成されるものである。また、段差部23における対向する一対の側面は光源が臨む入光面23bとなっている。
The light guide plate 10 </ b> A in FIG. 6 includes a flat plate-like main body portion 21 and a step portion 23. The step portion 23 is formed in a convex shape at a substantially central portion of the light diffusion surface 10b opposite to the light emitting surface 10a. The step portion 23 has a convex shape similar to the main body portion 21. The convex step portion 23 is formed so as to be in an island shape and to be located in the plane of the light diffusion surface 10b without reaching the outer periphery of the light diffusion surface 10b. Moreover, a pair of side surfaces which oppose in the level | step-difference part 23 become the light-incidence surface 23b which a light source faces.
図7の導光板10Bは平板状の本体部21と、本体部21に凹み状に形成された段差部23とを有している。段差部23は本体部21と相似の凹形状となっており対向している一対の側面は光源が臨む入光面23bとなっている。この段差部23においても光拡散面10bの外周に達することなく、光拡散面10bの面内に位置するように形成されている。
The light guide plate 10B of FIG. 7 has a flat plate-like main body portion 21 and a step portion 23 formed in the main body portion 21 in a recessed shape. The step portion 23 has a concave shape similar to that of the main body portion 21, and a pair of opposing side surfaces serves as a light incident surface 23 b facing the light source. The stepped portion 23 is also formed so as to be positioned within the light diffusing surface 10b without reaching the outer periphery of the light diffusing surface 10b.
図8の導光板10Cにおいては、扁平三角形状(三角柱状)のブロック30の集合体により段差部23が形成されている。4つのブロック30は、導光板10Cの中央部でたとえばお互いが離れて、お互いが直交するXY方向(導光板10Cの縦方向と横方向)で対称に配置されており、4つのブロック30によって4つの段差部23が形成されている。ブロック30は光拡散面10bから垂直となって立ち上がる側面をそれぞれ有しており、対向する一対のブロック30における側面が入光面23bとなる。ブロック30の集合体からなる段差部23の全体は、光拡散面10bの外周に達することなく、光拡散面10bの面内に位置している。
In the light guide plate 10 </ b> C of FIG. 8, a step portion 23 is formed by an aggregate of flat triangular (triangular prism) blocks 30. The four blocks 30 are arranged, for example, symmetrically in the XY directions (vertical direction and horizontal direction of the light guide plate 10C) that are separated from each other at the center of the light guide plate 10C and orthogonal to each other. Two step portions 23 are formed. Each of the blocks 30 has side surfaces that rise perpendicularly from the light diffusion surface 10b, and the side surfaces of the pair of blocks 30 that face each other serve as the light incident surface 23b. The entire step portion 23 formed of the aggregate of blocks 30 is located within the light diffusion surface 10b without reaching the outer periphery of the light diffusion surface 10b.
以上の導光板10A、10B、10Cを用いることによっても、本発明のバックライト装置を形成することができる。
The backlight device of the present invention can also be formed by using the above light guide plates 10A, 10B, and 10C.
図9(a)、(b)は導光板10に形成される凹溝状の段差部23の他の例を示す。これらの図の段差部23においては、入光面23bとなる側面が底面23aから斜めに傾斜して形成されるものであり、(a)においては底面23aから鈍角で屈曲することにより入光面23bが傾斜しており、(b)においては底面23aから鋭角で屈曲することにより入光面23bが傾斜している。このように入光面23bが傾斜することにより、光源15からの光が屈曲して導光板10に入光する。従って、光出射面10aの輝度が一様になるように屈曲角を設定することにより均一な輝度で光を出射することができる。
FIGS. 9A and 9B show another example of the step portion 23 having a groove shape formed in the light guide plate 10. In the step portion 23 in these drawings, the side surface that becomes the light incident surface 23b is formed to be inclined obliquely from the bottom surface 23a, and in (a), the light incident surface is bent by an obtuse angle from the bottom surface 23a. 23b is inclined, and in (b), the light incident surface 23b is inclined by bending at an acute angle from the bottom surface 23a. As the light incident surface 23b is inclined as described above, the light from the light source 15 is bent and enters the light guide plate 10. Therefore, it is possible to emit light with uniform luminance by setting the bending angle so that the luminance of the light emitting surface 10a is uniform.
(第5実施形態)
図10は本発明の第5実施形態に係るバックライト装置1Cを示す。バックライト装置1Cにおいては、導光板10に凹溝状の段差部23が形成されている。段差部23は光出射面10aと反対側の導光板10の面である光拡散面10bに形成されるものであり、導光板10の光拡散面10b側を凹ませて形成することができる。この実施形態では、導光板10を光出射面10a側の第1導光板部32と光拡散面10b側の第2導光板部33とを積層して接合しており、この積層に際しては、第2導光板部33を2つ用い、段差部23を形成するように2つの導光板部33を離隔して第1導光板部32に接合することにより段差部23を形成している。導光板部32,33としてPMMAを用いる場合、有機溶剤を用いた接合や重合による接合により導光板10を形成することができる。
(Fifth embodiment)
FIG. 10 shows a backlight device 1C according to a fifth embodiment of the present invention. In the backlight device 1 </ b> C, the light guide plate 10 is formed with a groove-shaped step portion 23. The step portion 23 is formed on the light diffusion surface 10b, which is the surface of the light guide plate 10 opposite to the light exit surface 10a, and can be formed by denting the light diffusion surface 10b side of the light guide plate 10. In this embodiment, the first light guide plate portion 32 on the light exit surface 10a side and the second light guide plate portion 33 on the light diffusion surface 10b side are laminated and joined to the light guide plate 10. The two light guide plate portions 33 are used, and the two light guide plate portions 33 are separated and joined to the first light guide plate portion 32 so as to form the step portion 23, thereby forming the step portion 23. When PMMA is used as the light guide plate portions 32 and 33, the light guide plate 10 can be formed by joining using an organic solvent or joining by polymerization.
凹溝からなる段差部23は導光板10に対し紙面貫通方向に沿って連続するように形成されている。この段差部23は導光板10の幅方向(図10における上下方向)の略中央部分に位置するように形成されている。段差部23を構成する凹溝は、光出射面10a側に位置している底面23aと、底面23aの両端部から光拡散面10bに向かって直角状に屈曲した側面23bとからなる矩形断面に形成されている。底面23aは光出射面10aと平行となっている。側面23bが底面23aに対し直角状に屈曲しているが、これに限らず側面23bが底面23aに傾斜状に屈曲してもよい。段差部23の側面23bには光源15が臨んでおり、これにより側面23bは光源15からの光が入光する入光面となっている。
The step portion 23 formed of a concave groove is formed so as to be continuous with the light guide plate 10 along the paper penetrating direction. The step portion 23 is formed so as to be positioned at a substantially central portion in the width direction of the light guide plate 10 (vertical direction in FIG. 10). The concave groove constituting the stepped portion 23 has a rectangular cross section composed of a bottom surface 23a located on the light emitting surface 10a side and side surfaces 23b bent at right angles from both ends of the bottom surface 23a toward the light diffusion surface 10b. Is formed. The bottom surface 23a is parallel to the light emitting surface 10a. Although the side surface 23b is bent at a right angle to the bottom surface 23a, the side surface 23b may be bent to the bottom surface 23a in an inclined manner. The light source 15 faces the side surface 23b of the stepped portion 23, so that the side surface 23b becomes a light incident surface on which light from the light source 15 enters.
バックライト装置1Cには反射シート11が設けられている。反射シート11は導光板10の光拡散面10bを覆う後部反射シート35と、段差部23側に設けられた前部反射シート36とによって形成されている。後部反射シート35は光源15から導光板10内に入光した光を光出射面10aに向けて反射する。前部反射シート36は段差部23の底面23aを覆うように設けられており、光源15からの光が導光板10内であって光出射面10aの方向に直接入光することを防止する。
A reflective sheet 11 is provided in the backlight device 1C. The reflection sheet 11 is formed by a rear reflection sheet 35 that covers the light diffusion surface 10 b of the light guide plate 10 and a front reflection sheet 36 provided on the stepped portion 23 side. The rear reflection sheet 35 reflects the light that has entered the light guide plate 10 from the light source 15 toward the light exit surface 10a. The front reflection sheet 36 is provided so as to cover the bottom surface 23a of the stepped portion 23, and prevents light from the light source 15 from directly entering the light guide plate 10 in the direction of the light emitting surface 10a.
光源15はヒートシンク12に支持された状態で段差部23内に挿入されており、底面23aから直角状に屈曲した入光面23bに臨んでいる。光源15としてはたとえば複数の白色LEDが用いられる。たとえば、青色発光のLEDにYAG(黄色蛍光体)による白色LED、RG(赤色蛍光体、緑色蛍光体)による白色LED或いは赤色、青色、緑色の3色のLEDを交互に配列することによる白色光源とすることができる。YAGはY3Al5O12からなるガーネット構造の結晶を有する黄色蛍光体である。光源15は放熱性を有したアルミニウム基板、フレキシブルプリント基板(FPC)等の基板に実装されており、この基板が熱伝導性の両面粘着テープ(TIM)によってヒートシンク12の外面に接合される。
The light source 15 is inserted into the stepped portion 23 while being supported by the heat sink 12, and faces the light incident surface 23b bent at a right angle from the bottom surface 23a. As the light source 15, for example, a plurality of white LEDs are used. For example, a white light source obtained by alternately arranging white LEDs using YAG (yellow phosphor), white LEDs using RG (red phosphor, green phosphor), or LEDs of three colors of red, blue, and green on blue light emitting LEDs It can be. YAG is a yellow phosphor having a garnet structure crystal composed of Y 3 Al 5 O 12 . The light source 15 is mounted on a heat radiating aluminum substrate, a flexible printed circuit board (FPC) or the like, and this substrate is bonded to the outer surface of the heat sink 12 by a heat conductive double-sided adhesive tape (TIM).
光源15と段差部23の入光面23bとの間には、光カップリング部材41が配置されている。光カップリング部材41は光源15および入光面23bの間の隙間を埋めるように設けられている。光カップリング部材41としては、導光板10と同一または近似した光学特性を有すると共に弾性を有した材料が用いられる。光学特性としては、透明度、光透過度、屈折率が選択される。この光カップリング部材41としては、透明なシリコンゴムを用いることができる
この実施形態において、反射シート11は導光部43を有している。導光部43は後部反射シート35および前部反射シート36を延長することにより形成されるものであり、後部反射シート35を段差部23側に延長した後部延長部43aと、前部反射シート36を光カップリング部材41側に延長した前部延長部43bとよって形成されている。このような後部延長部43aおよび前部延長部43bからなる導光部43は光源15および光カップリング部材41を両側から挟んでおり、光源15からの光がカップリング部材41を透過して入光面23bに入光するように導く。
An optical coupling member 41 is disposed between the light source 15 and the light incident surface 23 b of the step portion 23. The optical coupling member 41 is provided so as to fill a gap between the light source 15 and the light incident surface 23b. As the optical coupling member 41, a material having the same or similar optical characteristics as the light guide plate 10 and having elasticity is used. As optical characteristics, transparency, light transmission, and refractive index are selected. As this optical coupling member 41, transparent silicon rubber can be used. In this embodiment, the reflection sheet 11 has a light guide portion 43. The light guide 43 is formed by extending the rear reflection sheet 35 and the front reflection sheet 36, and includes a rear extension 43 a that extends the rear reflection sheet 35 toward the stepped portion 23, and the front reflection sheet 36. Is formed by a front extension 43b that extends toward the optical coupling member 41 side. The light guide 43 comprising the rear extension 43a and the front extension 43b sandwiches the light source 15 and the optical coupling member 41 from both sides, and the light from the light source 15 passes through the coupling member 41 and enters. The light is guided to enter the light surface 23b.
このような構造では、光源15からの光が導光部43に挟まれた光カップリング部材41を通過して導光板10(第2導光板部33)に導かれ、導光板10内で伝播、拡散すると共に、後部反射シート35に反射された後、光出射面10aから出射する。従って、光源15からの光は筐体9に逃げることなく、光を導光板10の内部に効率良く導くことができる。これにより導光板10の光出射面10aの全体が一様な輝度となり、光出射面10aから一様な光を出射することができる。
In such a structure, the light from the light source 15 passes through the light coupling member 41 sandwiched between the light guides 43 and is guided to the light guide plate 10 (second light guide plate portion 33) and propagates in the light guide plate 10. After being diffused and reflected by the rear reflecting sheet 35, the light exits from the light exit surface 10a. Therefore, the light from the light source 15 can be efficiently guided to the inside of the light guide plate 10 without escaping to the housing 9. As a result, the entire light exit surface 10a of the light guide plate 10 has uniform brightness, and uniform light can be emitted from the light exit surface 10a.
また、光カップリング部材41が弾性を有しているため、温度変化等により導光板10に伸縮が生じても入光面23bへの入光ギャップが生じることなく、導光板10への入光量を一定に保つことができる。これにより導光板10の光出射面10aから一様な光を出射することができる。
In addition, since the optical coupling member 41 has elasticity, even if the light guide plate 10 expands or contracts due to a temperature change or the like, an incident light amount to the light guide plate 10 does not occur without generating an incident light gap to the light incident surface 23b. Can be kept constant. Thereby, uniform light can be emitted from the light emitting surface 10 a of the light guide plate 10.
図11は光カップリング部材41を設けない場合の比較例を示し、導光板10の伸縮により光源15と入光面23bとの間に入光ギャップが生じやすく、光源15からの光が矢印L3で示すように段差部23の周辺部に散乱する。このため導光部43を設けても出射面10aから一様の光を出射することができない欠点がある。これに対し、この実施形態では、光カップリング部材41によって入光ギャップが生じることを防止しているため、一様な光を出射することが可能となっている。
FIG. 11 shows a comparative example in which the optical coupling member 41 is not provided. A light incident gap is easily generated between the light source 15 and the light incident surface 23b due to the expansion and contraction of the light guide plate 10, and the light from the light source 15 is indicated by an arrow L3. As shown in FIG. For this reason, even if the light guide 43 is provided, there is a drawback that uniform light cannot be emitted from the emission surface 10a. On the other hand, in this embodiment, since the light incident gap is prevented from being generated by the optical coupling member 41, uniform light can be emitted.
(第6実施形態)
図12は上述した第5実施形態に係るバックライト装置1Cにおける光の挙動を示している。光カップリング部材41を通過した光源15からの光が後部反射シート35で多く反射されて導光板10を伝播、拡散する。これにより、前部反射シート36の端部で光量が多くなり、均一な光を光出射面10aから出射できない場合がある。第6の実施形態では、これを防止することが可能な構造のバックライト装置1Dとするものである。
(Sixth embodiment)
FIG. 12 shows the behavior of light in the backlight device 1C according to the fifth embodiment described above. A large amount of light from the light source 15 that has passed through the optical coupling member 41 is reflected by the rear reflection sheet 35 and propagates and diffuses through the light guide plate 10. Thereby, the amount of light increases at the end portion of the front reflection sheet 36, and uniform light may not be emitted from the light emitting surface 10a. In 6th Embodiment, it is set as the backlight apparatus 1D of the structure which can prevent this.
図13はこの第6実施形態に係るバックライト装置1Dを示し、図10のバックライト装置1Cの構造に加えて、光拡散部45が設けられるものである。光拡散部45は光源15からの光を拡散させるため、光カップリング部材41に対応して設けられるものである。この実施形態の光拡散部45は後部反射シート35によって形成されている。
FIG. 13 shows a backlight device 1D according to the sixth embodiment, in which a light diffusion portion 45 is provided in addition to the structure of the backlight device 1C of FIG. The light diffusion part 45 is provided corresponding to the light coupling member 41 in order to diffuse the light from the light source 15. The light diffusion portion 45 of this embodiment is formed by the rear reflection sheet 35.
光拡散部45としての後部反射シート35は光の反射と透過の光量を調整するように形成される。このため、後部反射シート35は、例えば発泡PETシートをシート面内方向2軸に延伸したものや、金属薄膜を蒸着した全反射樹脂シートを用いる。更に導光板10の反射シート35と接する面10bには、酸化チタン粒子を多く含んだ白色塗料をスクリーン印刷でプリントしたり、透明インクをインクジェット印刷等することにより微小な半球状のドットを有するマイクロレンズを印刷したり、レーザ加工によって半球状の凹状ディンプルを形成する等によって形成することができる。この場合、凹状ディンプルのドット直径と配列密度とを調整することにより反射と透過の光量を調整して光出射面10aからの光を均一にする。後部反射シート35をこのような構造とすることにより、光出射面10aから均一な光を出射することができる。
The rear reflection sheet 35 as the light diffusion portion 45 is formed so as to adjust the amount of light reflected and transmitted. For this reason, the rear reflection sheet 35 uses, for example, a foamed PET sheet stretched biaxially in the sheet plane direction or a total reflection resin sheet on which a metal thin film is deposited. Further, on the surface 10b of the light guide plate 10 that is in contact with the reflection sheet 35, a white paint containing a large amount of titanium oxide particles is printed by screen printing or a transparent ink is printed by a micro ink having minute hemispherical dots. It can be formed by printing a lens or forming a hemispherical concave dimple by laser processing. In this case, by adjusting the dot diameter and arrangement density of the concave dimples, the amount of reflected and transmitted light is adjusted to make the light from the light exit surface 10a uniform. By making the rear reflection sheet 35 have such a structure, uniform light can be emitted from the light emitting surface 10a.
(第7実施形態)
図14は本発明の第7実施形態に係るバックライト装置1Eを示す。この実施形態も図12に示すものの効果を一層発揮するための構造であり、光源15からの光を拡散させるための光拡散部45が光カップリング部材41に対応して設けられる。
(Seventh embodiment)
FIG. 14 shows a backlight device 1E according to a seventh embodiment of the present invention. This embodiment is also a structure for further exhibiting the effects shown in FIG. 12, and a light diffusion portion 45 for diffusing light from the light source 15 is provided corresponding to the light coupling member 41.
この実施形態の光拡散部45は、導光板10の光出射面10aに形成された微細な凹凸からなるプリズム部46となっている。導光板10をダイキャストによって作製する場合、プリズム部46は予め金型に凹凸を設けることにより導光板10の形成と同時に形成するか、導光板10の形成の後にレーザ加工等の後加工を行うことにより形成することができる。
The light diffusing portion 45 of this embodiment is a prism portion 46 made of fine irregularities formed on the light emitting surface 10 a of the light guide plate 10. When the light guide plate 10 is manufactured by die casting, the prism portion 46 is formed at the same time as the formation of the light guide plate 10 by providing irregularities in the mold in advance, or after the light guide plate 10 is formed, post-processing such as laser processing is performed. Can be formed.
プリズム部46は光カップリング部材41を通過した光源15からの光が集中する部位に設けられるものである。プリズム部46は光出射面10aに対して高さやピッチが50〜200μm程度となるように形成されている。プリズム部46を形成することにより、光源15からの光が光源15の近傍部で導光板10の外部へ出ることを防止して、光を屈折または拡散させて、光の進行方向を変化させることで、光出射面10aから均一な光を出射することができ、光出射面10aの輝度を均一にすることができる。
The prism portion 46 is provided at a portion where the light from the light source 15 that has passed through the optical coupling member 41 is concentrated. The prism portion 46 is formed to have a height and pitch of about 50 to 200 μm with respect to the light emitting surface 10a. By forming the prism portion 46, the light from the light source 15 is prevented from exiting the light guide plate 10 in the vicinity of the light source 15, and the light is refracted or diffused to change the traveling direction of the light. Thus, uniform light can be emitted from the light emitting surface 10a, and the luminance of the light emitting surface 10a can be made uniform.
(第8実施形態)
図15は本発明の第8実施形態に係るバックライト装置1Fを示す。この実施形態も図12に示すものの効果を一層発揮するための構造であり、光源15からの光を拡散させるための光拡散部45が光カップリング部材41に対応して設けられる。
(Eighth embodiment)
FIG. 15 shows a backlight device 1F according to an eighth embodiment of the present invention. This embodiment is also a structure for further exhibiting the effects shown in FIG. 12, and a light diffusion portion 45 for diffusing light from the light source 15 is provided corresponding to the light coupling member 41.
この実施形態の光拡散部45は導光板10の光出射面10aに設けられた塗料パターン47により形成されている。塗料パターン47は光カップリング部材41を通過した光源15からの光が集中する部位に設けられるものである。塗料パターン47は酸化チタン粒子を多く含んだ白色塗料をスクリーン印刷でプリントしたり、透明インクをインクジェット印刷等することにより微小な半球状のドットを有するマイクロレンズを印刷したり、レーザ加工によって半球状の凹状ディンプルを形成する等によって形成することができる。
The light diffusing portion 45 of this embodiment is formed by a paint pattern 47 provided on the light emitting surface 10 a of the light guide plate 10. The paint pattern 47 is provided at a portion where the light from the light source 15 that has passed through the optical coupling member 41 is concentrated. The paint pattern 47 is printed with a white paint containing a large amount of titanium oxide particles by screen printing, a microlens having minute hemispherical dots by ink-jet printing with a transparent ink, or hemispherical by laser processing. The concave dimples can be formed.
この場合、塗料パターンやマイクロレンズや凹状ディンプルのドットの直径と配列密度とを調整することにより反射と透過の光量を調整して光出射面10aからの光を均一にする。後部反射シート35をこのような構造とすることにより、光源15からの光が光源15の近傍で導光板10の外部へ出ることを防止して、光を屈折または拡散させて、光の進行方向を変化させることで、光出射面10aから均一な光を出射することができる。なお、塗料パターン47としては、その厚さや濃さを調整することにより反射と透過の光量を調整することも可能である。
In this case, the light from the light exit surface 10a is made uniform by adjusting the amount of reflection and transmission by adjusting the diameter and arrangement density of the dots of the paint pattern, microlenses and concave dimples. With the rear reflection sheet 35 having such a structure, the light from the light source 15 is prevented from exiting the light guide plate 10 in the vicinity of the light source 15, and the light is refracted or diffused so that the traveling direction of the light. By changing, uniform light can be emitted from the light emitting surface 10a. The paint pattern 47 can also be adjusted in the amount of light reflected and transmitted by adjusting its thickness and darkness.
(第9実施形態)
図16は本発明の第9実施形態に係るバックライト装置1Gを示す。この実施形態も図12に示すものの効果を一層発揮するための構造であり、光源15からの光を拡散させるための光拡散部45が光カップリング部材41に対応して設けられる。
(Ninth embodiment)
FIG. 16 shows a backlight device 1G according to a ninth embodiment of the present invention. This embodiment is also a structure for further exhibiting the effects shown in FIG. 12, and a light diffusion portion 45 for diffusing light from the light source 15 is provided corresponding to the light coupling member 41.
この実施形態の光拡散部45は導光板10の光出射面10aの全面を覆うように設けられた光制御光学シート48によって形成されている。光量制御光学シート48としてはライティングカーテンを用いることができる。ライティングカーテンにおいては、酸化チタン粒子を多く含んだ白色塗料を透明または半透明のシートの片面や両面に印刷して形成される。
The light diffusing portion 45 of this embodiment is formed by a light control optical sheet 48 provided so as to cover the entire surface of the light emitting surface 10 a of the light guide plate 10. A lighting curtain can be used as the light quantity control optical sheet 48. A lighting curtain is formed by printing a white paint containing many titanium oxide particles on one or both sides of a transparent or translucent sheet.
この場合、印刷ドットパターンのドット直径と配列密度とを調整することにより、反射と透過の光量を調整して光出射面10aからの光を均一にする。これにより、光源15からの光が拡散するため、光出射面10aから均一な光を出射することができ、光出射面10aの輝度を均一にすることができる。
In this case, by adjusting the dot diameter and arrangement density of the printed dot pattern, the amount of light reflected and transmitted is adjusted to make the light from the light exit surface 10a uniform. Thereby, since the light from the light source 15 diffuses, uniform light can be emitted from the light emitting surface 10a, and the luminance of the light emitting surface 10a can be made uniform.
(第10実施形態)
図17は第10実施形態に係るバックライト装置1Hを示す。バックライト装置1Hは導光板10の光出射面10aと反対側の面である光拡散面10bに段差部23が形成されている。段差部23は導光板10と同じ材料によって形成されており、導光板10がPMMAの場合には段差部23がPMMAによって形成される。これにより段差部23は導光板10と同じ光学的特性を有している。導光板10はダイキャスト成形、押出成形等によって成形され、段差部23はダイキャスト成形によって成形される。
(10th Embodiment)
FIG. 17 shows a backlight device 1H according to the tenth embodiment. In the backlight device 1H, a step portion 23 is formed on a light diffusion surface 10b that is a surface opposite to the light emitting surface 10a of the light guide plate 10. The step portion 23 is formed of the same material as that of the light guide plate 10. When the light guide plate 10 is PMMA, the step portion 23 is formed of PMMA. Accordingly, the step portion 23 has the same optical characteristics as the light guide plate 10. The light guide plate 10 is formed by die casting, extrusion molding or the like, and the stepped portion 23 is formed by die casting.
段差部23は導光板10の幅方向(図17における左右方向)の略中央部分に位置するように設けられている。段差部23は導光板10の光拡散面10bから突出する凸形状となっており、平面状の底面23aと、底面23aの両端部から外方に向かって傾斜して屈曲した2つの側面23bとを有している。底面23aは導光板10の光拡散面10bに接合されるものである。導光板10および段差部23がPMMAによって形成されている場合、有機溶剤による接合や重合による接合あるいは熱圧着による接合により底面23aが導光板10に接合される。なお、底面23aと反対側の段差部23の頂面23cは導光板10の光出射面10aと平行な平面となっている。
The step portion 23 is provided so as to be positioned at a substantially central portion in the width direction of the light guide plate 10 (left and right direction in FIG. 17). The step portion 23 has a convex shape protruding from the light diffusion surface 10b of the light guide plate 10, and includes a flat bottom surface 23a, and two side surfaces 23b that are inclined and bent outward from both ends of the bottom surface 23a. have. The bottom surface 23 a is joined to the light diffusion surface 10 b of the light guide plate 10. When the light guide plate 10 and the stepped portion 23 are formed of PMMA, the bottom surface 23a is joined to the light guide plate 10 by joining with an organic solvent, joining by polymerization, or joining by thermocompression bonding. The top surface 23c of the step 23 opposite to the bottom surface 23a is a plane parallel to the light emitting surface 10a of the light guide plate 10.
段差部23の2つの側面23bは、底面23aから離れる(導光板10の厚さ方向で光拡散面10bから離れる)のにつれて相互に接近する方向の傾斜となって対向している。この2つの側面23bに対し光源15がそれぞれ対向して設けられている。光源15はヒートシンク12に支持された状態で段差部23のそれぞれの側面23bに臨んでおり、光源15からの光は側面23bから段差部23に入光する。すなわち、段差部23の対向している側面23bは光源15からの光が入光する入光面23bとなっている。
The two side surfaces 23b of the stepped portion 23 are opposed to each other with an inclination in a direction approaching each other as the distance from the bottom surface 23a increases (away from the light diffusion surface 10b in the thickness direction of the light guide plate 10). A light source 15 is provided to face each of the two side surfaces 23b. The light source 15 faces each side surface 23b of the step portion 23 while being supported by the heat sink 12, and light from the light source 15 enters the step portion 23 from the side surface 23b. That is, the side surface 23 b facing the step portion 23 is a light incident surface 23 b on which light from the light source 15 enters.
光源15としてはたとえば複数の白色LEDが用いられる。たとえば、青色発光のLEDにYAG(黄色蛍光体)による白色LED、RG(赤色蛍光体、緑色蛍光体)による白色LED或いは赤色、青色、緑色の3色のLEDを交互に配列することによる白色光源とすることができる。YAGはY3Al5O12からなるガーネット構造の結晶を有する黄色蛍光体である。光源15は放熱性を有したアルミニウム基板、フレキシブルプリント基板(FPC)等の基板に実装されており、この基板が熱伝導性の両面粘着テープ(TIM)によってヒートシンク12の外面に接合される。
As the light source 15, for example, a plurality of white LEDs are used. For example, a white light source obtained by alternately arranging white LEDs using YAG (yellow phosphor), white LEDs using RG (red phosphor, green phosphor), or LEDs of three colors of red, blue, and green on blue light emitting LEDs It can be. YAG is a yellow phosphor having a garnet structure crystal composed of Y 3 Al 5 O 12 . The light source 15 is mounted on a heat radiating aluminum substrate, a flexible printed circuit board (FPC) or the like, and this substrate is bonded to the outer surface of the heat sink 12 by a heat conductive double-sided adhesive tape (TIM).
ヒートシンク12は段差部23を覆うように設けられている。ヒートシンク12は導光板10から離れる方向に延びる複数のフィン12aを有しており、このフィン12aが筐体9から外部に露出するように突出している。このフィン12aによって熱を外部に放熱することができる。
The heat sink 12 is provided so as to cover the step portion 23. The heat sink 12 has a plurality of fins 12 a extending in a direction away from the light guide plate 10, and the fins 12 a protrude from the housing 9 so as to be exposed to the outside. Heat can be radiated to the outside by the fins 12a.
凸状となって段差部23の底面23aに対する側面23bの傾斜角度は、導光板10の光出射面10aの全面が均一な輝度になるように設定されるものである。この傾斜角度は光源15からの光の進行方向と導光板10の光出射面10aの法線方向とのなす角度が導光板10から空気への臨界角よりも大きな角度となるように設定され、導光板10がPMMAの場合には、臨界角が42°となり、なす角度は42°〜90°と設定される。なす角度が80°〜90°だと正面方向に光が出射されるため光利用効率が落ちる。また、なす角度が42°〜70°であると角度がつきすぎて光利用効率が落ちるため、なす角度が70°〜80°であることが光利用効率の点から望ましい。
The inclination angle of the side surface 23b with respect to the bottom surface 23a of the stepped portion 23 is set so that the entire light emitting surface 10a of the light guide plate 10 has uniform brightness. This inclination angle is set so that the angle formed between the traveling direction of light from the light source 15 and the normal direction of the light exit surface 10a of the light guide plate 10 is larger than the critical angle from the light guide plate 10 to the air, When the light guide plate 10 is PMMA, the critical angle is 42 °, and the formed angle is set to 42 ° to 90 °. If the angle formed is 80 ° to 90 °, the light utilization efficiency decreases because light is emitted in the front direction. Further, if the angle formed is 42 ° to 70 °, the angle is too large and the light utilization efficiency is lowered. Therefore, the angle formed is preferably 70 ° to 80 ° from the viewpoint of light utilization efficiency.
導光板10の光拡散面10bには、段差部23の接合部位を除く部分に反射シート11が覆うように密着されている。この反射シート11は導光板10内を伝播する光を光出射面10aの方向に反射させる。また、段差部23の頂面23cと対向するヒートシンク12の内面12bには、頂面23cを覆う第2反射シート24が設けられており、光源15からの光を導光板10の光出射面10aの方向に反射させるようになっている。これらの反射シート10および24は発泡PET(ポリエチレンテレフタレート)の延伸フィルムや金属蒸着の鏡面を有するフィルム等からなり粘着テープ等により貼り付けられる。
The light diffusing surface 10 b of the light guide plate 10 is in close contact with the reflective sheet 11 so as to cover a portion excluding the joining portion of the stepped portion 23. The reflection sheet 11 reflects light propagating through the light guide plate 10 in the direction of the light exit surface 10a. Further, a second reflection sheet 24 that covers the top surface 23 c is provided on the inner surface 12 b of the heat sink 12 that faces the top surface 23 c of the stepped portion 23, and light from the light source 15 is emitted from the light emitting surface 10 a of the light guide plate 10. It is designed to reflect in the direction of. These reflective sheets 10 and 24 are made of a stretched film of foamed PET (polyethylene terephthalate), a film having a metal-deposited mirror surface, or the like, and are attached with an adhesive tape or the like.
この実施形態に係るバックライト装置1Hにおいて、光源15からの光は段差部23の対向している2つの側面23bから段差部23に入光する。対向している2つの側面23bから入光した光は、矢印L5で示すようにお互いにクロスしながら導光板10に入光し、導光板10の光出射面10aおよび反射シート11で臨界反射を行いながら導光板10の幅方向の端部まで伝播する。これにより導光板10の光出射面10aを一様の輝度とすることができる。
In the backlight device 1 </ b> H according to this embodiment, light from the light source 15 enters the stepped portion 23 from the two side surfaces 23 b facing the stepped portion 23. Light entering from the two opposite side surfaces 23b enters the light guide plate 10 while crossing each other as indicated by an arrow L5, and is critically reflected by the light exit surface 10a of the light guide plate 10 and the reflection sheet 11. Propagating to the end of the light guide plate 10 in the width direction. Thereby, the light-emitting surface 10a of the light guide plate 10 can have uniform luminance.
また、光源15がヒートシンク12に支持されており、ヒートシンク12のフィン12aが筐体9を貫通して外部に露出している。これにより光源15からの熱を外部に効率良く放熱することができる。従って、段差部23や導光板10に対する熱影響が少なくなり、光出射面10aからの光の出射への悪影響を防止することができる。
Further, the light source 15 is supported by the heat sink 12, and the fins 12 a of the heat sink 12 pass through the housing 9 and are exposed to the outside. Thereby, the heat from the light source 15 can be efficiently radiated to the outside. Accordingly, the thermal effect on the stepped portion 23 and the light guide plate 10 is reduced, and adverse effects on the emission of light from the light emitting surface 10a can be prevented.
この実施形態ではヒートシンク12のフィン12aからの自然対流により放熱しているが、これに限らず、ヒートシンク12にファンを実装し、ファンによる強制対流放熱を行ってもよい。また、ヒートパイプによって光源15の熱を移動し導光板10と異なった箇所でヒートシンク12およびファンによる強制対流放熱を行ってもよい。
In this embodiment, heat is radiated by natural convection from the fins 12a of the heat sink 12. However, the present invention is not limited to this, and a fan may be mounted on the heat sink 12 to perform forced convection heat radiation. Further, the heat of the light source 15 may be moved by a heat pipe, and forced convection heat radiation by the heat sink 12 and the fan may be performed at a location different from the light guide plate 10.
図18および図19はこの実施形態に係る変形例を示す。図18の形態においては、凸形状の段差部23が導光板10における光出射面10aと反対側の光拡散面10bに接合されている。段差部23は導光板10と同じ材料が用いられている。また、この段差部23においては、光の入光面となる2つの側面23bは、底面23aから離れるのにつれて相互に離れる方向の傾斜となって対向している。このような傾斜であっても、光源15からの光がお互いにクロスしながら導光板10に入光し、導光板10の光出射面10aおよび反射シート11で臨界反射を行いながら導光板10の幅方向の端部まで伝播するため、導光板10の光出射面10aを一様の輝度とすることができる。
18 and 19 show a modification according to this embodiment. In the form of FIG. 18, the convex stepped portion 23 is joined to the light diffusion surface 10 b on the light guide plate 10 opposite to the light emitting surface 10 a. The step portion 23 is made of the same material as the light guide plate 10. Moreover, in this level | step-difference part 23, the two side surfaces 23b used as the light-incidence surface oppose with the inclination of the direction which leaves | separates mutually as it leaves | separates from the bottom face 23a. Even with such an inclination, the light from the light source 15 enters the light guide plate 10 while crossing each other, and the light exit surface 10a of the light guide plate 10 and the reflection sheet 11 perform critical reflection while the light guide plate 10 Since the light propagates to the end in the width direction, the light exit surface 10a of the light guide plate 10 can have uniform brightness.
図19の形態においては、段差部23が導光板10と一体に形成されている。段差部23は凸状となって導光板10の光出射面10aとの反対側の光拡散面10bから突出しており、対向した2つの側面23bが光源15からの光の入光面となっている。2つの側面23bは、図17と同様に底面23aから離れるのにつれて相互に接近する傾斜を有して形成されている。これにより図17と同様に光源15からの光がお互いにクロスしながら導光板10に入光し、導光板10の光出射面10aおよび反射シート11で臨界反射を行いながら導光板10の幅方向の端部まで伝播するため、導光板10の光出射面10aを一様の輝度とすることができる。
In the form of FIG. 19, the step portion 23 is formed integrally with the light guide plate 10. The step portion 23 is convex and protrudes from the light diffusing surface 10 b opposite to the light emitting surface 10 a of the light guide plate 10, and the two opposite side surfaces 23 b serve as light incident surfaces for light from the light source 15. Yes. The two side surfaces 23b are formed with inclinations that approach each other as the distance from the bottom surface 23a increases, as in FIG. As a result, the light from the light source 15 enters the light guide plate 10 while crossing each other as in FIG. 17, and the light exit surface 10 a of the light guide plate 10 and the reflection sheet 11 perform critical reflection while performing the width direction of the light guide plate 10. Therefore, the light emitting surface 10a of the light guide plate 10 can have uniform brightness.
(第11実施形態)
図20は第11実施形態に係るバックライト装置1Jを示す。バックライト装置1Jは、導光板10の光出射面10aと反対側の面である光拡散面10bに段差部23が形成されている。段差部23は導光板10に一体に形成されるか、別体によって形成されて、段差部23を形成する部材が導光板10の光拡散面10bに接合される。別体の場合、段差部23(段差部23を形成する部材)は導光板10と同じ材料によって形成されており、導光板10がPMMAの場合には段差部23がPMMAによって形成される。これにより段差部23は導光板10と同じ光学的特性を有している。この場合、導光板10はダイキャスト成形、押出成形等によって成形され、段差部23はダイキャスト成形によって成形される。
(Eleventh embodiment)
FIG. 20 shows a backlight device 1J according to the eleventh embodiment. In the backlight device 1J, a step portion 23 is formed on a light diffusion surface 10b that is a surface opposite to the light emitting surface 10a of the light guide plate 10. The step portion 23 is formed integrally with the light guide plate 10 or formed separately, and a member forming the step portion 23 is joined to the light diffusion surface 10 b of the light guide plate 10. In the case of a separate body, the step portion 23 (member forming the step portion 23) is formed of the same material as the light guide plate 10, and when the light guide plate 10 is PMMA, the step portion 23 is formed of PMMA. Accordingly, the step portion 23 has the same optical characteristics as the light guide plate 10. In this case, the light guide plate 10 is formed by die casting, extrusion molding, or the like, and the step portion 23 is formed by die casting.
段差部23および導光板10は紙面貫通方向に沿って連続するように形成されており、段差部23は導光板10の幅方向(図20における上下方向)の略中央部分に位置するように形成されている。
The step portion 23 and the light guide plate 10 are formed so as to be continuous along the paper surface penetration direction, and the step portion 23 is formed so as to be positioned at a substantially central portion in the width direction of the light guide plate 10 (vertical direction in FIG. 20). Has been.
段差部23は幅方向の両端部に側面23bが形成されている。それぞれの側面23bは光出射面10a(および光拡散面10b)と直交する方向に平面状に延びている。それぞれの側面23bに対し光源15がそれぞれ対向して設けられている。光源15はヒートシンク12に支持された状態で段差部23のそれぞれの側面23bに臨んでおり、光源15からの光は側面23bから段差部23に入光する。すなわち、段差部23の対向している側面23bは光源15からの光が入光する入光面23bとなっている。
The step portion 23 has side surfaces 23b formed at both ends in the width direction. Each side surface 23b extends in a planar shape in a direction perpendicular to the light emitting surface 10a (and the light diffusion surface 10b). A light source 15 is provided to face each side surface 23b. The light source 15 faces each side surface 23b of the step portion 23 while being supported by the heat sink 12, and light from the light source 15 enters the step portion 23 from the side surface 23b. That is, the side surface 23 b facing the step portion 23 is a light incident surface 23 b on which light from the light source 15 enters.
光源15としてはたとえば複数の白色LEDが用いられる。たとえば、青色発光のLEDにYAG(黄色蛍光体)による白色LED、RG(赤色蛍光体、緑色蛍光体)による白色LED或いは赤色、青色、緑色の3色のLEDを交互に配列することによる白色光源とすることができる。YAGはY3Al5O12からなるガーネット構造の結晶を有する黄色蛍光体である。光源15は放熱性を有したアルミニウム基板、フレキシブルプリント基板(FPC)等の基板に実装されており、この基板が熱伝導性の両面粘着テープ(TIM)によってヒートシンク12の外面に接合される。
As the light source 15, for example, a plurality of white LEDs are used. For example, a white light source obtained by alternately arranging white LEDs using YAG (yellow phosphor), white LEDs using RG (red phosphor, green phosphor), or LEDs of three colors of red, blue, and green on blue light emitting LEDs It can be. YAG is a yellow phosphor having a garnet structure crystal composed of Y 3 Al 5 O 12 . The light source 15 is mounted on a heat radiating aluminum substrate, a flexible printed circuit board (FPC) or the like, and this substrate is bonded to the outer surface of the heat sink 12 by a heat conductive double-sided adhesive tape (TIM).
段差部23と導光板10の光出射面10aの反対側の光拡散面10bとの間には空隙部51が形成されている。すなわち、段差部23(段差部23を構成する部材)の断面形状は、図20で示すように、幅狭部と幅広部とを備えた「凸」字状に形成されている。そして、段差部23の「凸」字の上面が光拡散面10bの面接触するようにして設けられていることで、光拡散面10bと段差部23の「凸」字の幅広部との間に空隙部51が形成されている。空隙部51は導光板10と段差部23とを接合した後に、段差部23の下部に対しダイヤモンド工具等を用いた切削加工により形成される。あるいは段差部23の接合側の面の両端部に空隙部51に相当する深さの溝を形成しておき、段差部23を導光板10に接合して空隙部51とすることにより形成される。段差部23が導光板10と一体に形成される場合には、ダイヤモンド工具等で鏡面切削加工を行うことにより空隙部51が形成される。
A gap 51 is formed between the stepped portion 23 and the light diffusion surface 10 b on the opposite side of the light emitting surface 10 a of the light guide plate 10. That is, the cross-sectional shape of the step portion 23 (member constituting the step portion 23) is formed in a “convex” shape having a narrow portion and a wide portion, as shown in FIG. Then, the upper surface of the “convex” character of the stepped portion 23 is provided so as to be in surface contact with the light diffusing surface 10 b, so that the space between the light diffusing surface 10 b and the “convex” wide portion of the stepped portion 23 is provided. A gap 51 is formed in the bottom. The gap portion 51 is formed by cutting the lower portion of the step portion 23 using a diamond tool or the like after joining the light guide plate 10 and the step portion 23. Alternatively, a groove having a depth corresponding to the gap 51 is formed at both ends of the joining side surface of the step 23, and the gap 23 is joined to the light guide plate 10 to form the gap 51. . When the step portion 23 is formed integrally with the light guide plate 10, the gap portion 51 is formed by performing mirror cutting with a diamond tool or the like.
導光板10の光拡散面10bには、反射シート11が光拡散面10bのほぼ全面覆うように密着して設けられている。反射シート11は導光板10内を伝播する光を光出射面10aの方向に反射させる。また、段差部23(段差部23を構成する部材の面であって光拡散面10bと平行な面)とヒートシンク12との間には、段差部23を覆う第2反射シート24が設けられており、光源15からの光を導光板10の光出射面10aの方向に反射させるようになっている。これらの反射シート10および24は発泡PET(ポリエチレンテレフタレート)の延伸フィルムや金属蒸着の鏡面を有するフィルム等からなり粘着テープ等により貼り付けられる。
On the light diffusion surface 10b of the light guide plate 10, the reflection sheet 11 is provided in close contact so as to cover almost the entire surface of the light diffusion surface 10b. The reflection sheet 11 reflects light propagating through the light guide plate 10 in the direction of the light exit surface 10a. Further, a second reflection sheet 24 that covers the step portion 23 is provided between the step portion 23 (a surface of the member constituting the step portion 23 and parallel to the light diffusion surface 10 b) and the heat sink 12. The light from the light source 15 is reflected in the direction of the light exit surface 10 a of the light guide plate 10. These reflective sheets 10 and 24 are made of a stretched film of foamed PET (polyethylene terephthalate), a film having a metal-deposited mirror surface, or the like, and are attached with an adhesive tape or the like.
導光板10の光拡散面10bを覆う反射シート11は空隙部51内に挿入されて遮光部53を形成している。遮光部53は反射シート11を空隙部51の方向に延設することにより形成されるものであり、遮光部53は空隙部51における段差部23に対向するように導光板10の光拡散面10bを覆っている。遮光部53は段差部23に入光した光源15からの光(一次光)が直接に導光板10の光出射面10aに出ることを防止する。また、遮光部53は段差部23に入光した光源15からの光が段差部23内で良好に伝播するように作用する。
The reflection sheet 11 covering the light diffusing surface 10 b of the light guide plate 10 is inserted into the gap 51 to form a light shielding portion 53. The light shielding part 53 is formed by extending the reflective sheet 11 in the direction of the gap 51, and the light shielding part 53 faces the stepped part 23 in the gap 51 so as to face the light diffusion surface 10 b of the light guide plate 10. Covering. The light shielding portion 53 prevents light (primary light) from the light source 15 entering the step portion 23 from directly coming out to the light emitting surface 10 a of the light guide plate 10. Further, the light shielding portion 53 acts so that the light from the light source 15 entering the step portion 23 is favorably propagated in the step portion 23.
このような実施形態では光源15からの光が段差部23の側面23bから入光したとき、空隙部51に設けられた遮光部53が段差部23から直接に導光板10に入り込むことを防止する。また、遮光部53が段差部23内で伝播するように光を導く。これにより導光板10内では全体に光が均一に伝播して光出射面10aから出射する。従って、導光板10の光出射面10aを一様な輝度とすることができる。
In such an embodiment, when the light from the light source 15 enters from the side surface 23 b of the step portion 23, the light shielding portion 53 provided in the gap portion 51 is prevented from entering the light guide plate 10 directly from the step portion 23. . Further, the light is guided so that the light shielding portion 53 propagates in the step portion 23. As a result, light uniformly propagates throughout the light guide plate 10 and is emitted from the light exit surface 10a. Therefore, the light emitting surface 10a of the light guide plate 10 can have uniform brightness.
図21は図20のバックライト装置1Jに対し、段差部23と導光板10との間に空隙部51が形成されていないと共に反射シート11に遮光部53が設けられていない比較例を示す。この場合には、矢印L7で示すように光源15からの光が直接に導光板10に入光し、この光が直接に光出射面10aから出射するため、光出射面10aから均一に光が出射することがなく、光出射面10aの輝度を一様とすることができない。第11の実施形態では、空隙部51および空隙部51内に設けられた遮光部53によって光源15からの光が直接に光出射面10aから出射することを防止しているため、一様な光を光出射面10aから出射することが可能となっている。
FIG. 21 shows a comparative example in which the gap portion 51 is not formed between the step portion 23 and the light guide plate 10 and the light shielding portion 53 is not provided in the reflection sheet 11 with respect to the backlight device 1J of FIG. In this case, as indicated by the arrow L7, the light from the light source 15 directly enters the light guide plate 10, and this light is directly emitted from the light emitting surface 10a. Therefore, the light is uniformly emitted from the light emitting surface 10a. There is no emission, and the brightness of the light exit surface 10a cannot be made uniform. In the eleventh embodiment, the light from the light source 15 is prevented from being emitted directly from the light emitting surface 10a by the air gap 51 and the light shielding portion 53 provided in the air gap 51. Can be emitted from the light exit surface 10a.
図22は上述した第11の実施形態に係るバックライト装置1Jにおける光の挙動を示している。反射シート11で反射して光出射面10aに出射する矢印L8の光に対し、第2反射シート24で反射し反射シート11の遮光部53の端面に当たって屈曲する矢印L9の光の光量が多くなっている。これにより光の明暗部分が発生して光出射面10aから出射する光が均一とならず、光出射面10aを一様な輝度とすることができない場合がある。この場合には、空隙部51内に設けられる遮光部に微細孔加工を施して反射光と透過光の光量を調整することにより明暗をなくすことができる。
FIG. 22 shows the behavior of light in the backlight device 1J according to the eleventh embodiment described above. The light of the arrow L8 reflected by the reflecting sheet 11 and emitted to the light emitting surface 10a is reflected by the second reflecting sheet 24, and the amount of light of the arrow L9 that hits the end surface of the light shielding portion 53 of the reflecting sheet 11 and is bent increases. ing. As a result, bright and dark portions of light are generated, and the light emitted from the light emitting surface 10a is not uniform, and the light emitting surface 10a may not be able to have uniform brightness. In this case, the light and darkness can be eliminated by adjusting the light quantity of the reflected light and the transmitted light by applying a fine hole processing to the light shielding part provided in the gap 51.
(第12実施形態)
図23は第12実施形態に係るバックライト装置1Kを示す。このバックライト装置1Kは図20のバックライト装置1Kにおける遮光部53を光源覆い部55および段差部覆い部57によって形成するものである。
(Twelfth embodiment)
FIG. 23 shows a backlight device 1K according to the twelfth embodiment. In the backlight device 1K, the light shielding portion 53 in the backlight device 1K of FIG. 20 is formed by the light source cover portion 55 and the step portion cover portion 57.
光源覆い部55は反射シート11を空隙部51の方向に延設することにより形成される。光源覆い部55の延設長さは光源覆い部55が段差部23の側面23b付近に達する程度となっており、この延設により光源覆い部55は導光板10側で光源15を覆った状態となっている。
The light source cover 55 is formed by extending the reflective sheet 11 in the direction of the gap 51. The extension length of the light source cover part 55 is such that the light source cover part 55 reaches the vicinity of the side surface 23b of the step part 23, and the light source cover part 55 covers the light source 15 on the light guide plate 10 side by this extension. It has become.
段差部覆い部57は段差部23における空隙部51側の面を覆うように設けられる。光源覆い部55は反射シート11を延設することから反射シート11と同じ材料によって形成されている。段差部覆い部57も同様に反射シート11と同じ材料によって形成されるか、或いは酸化チタン粒子を多く含んだ白色塗料をスクリーン印刷でプリントしたものである。
The step portion covering portion 57 is provided so as to cover the surface of the step portion 23 on the gap portion 51 side. The light source cover 55 is formed of the same material as the reflection sheet 11 because the reflection sheet 11 is extended. Similarly, the stepped portion covering portion 57 is made of the same material as that of the reflective sheet 11 or is printed with a white paint containing a large amount of titanium oxide particles by screen printing.
段差部覆い部57および光源覆い部55を設けることにより光源15からの一次光を遮断して光が導光板10に直接に入光することを防止する。これにより図21の矢印L7で示す光の発生を防止できるため、一様な光を光出射面10aから出射することが可能となっている。かかる作用を行うため、段差部覆い部57および光源覆い部55は相互に接近した位置となるように形成されることが好ましい。なお、段差部覆い部57を白色塗料のスクリーン印刷によって形成する場合においては、スクリーン印刷の厚さを調整することにより反射光と透過光の光量を調整し、この調整によって光源15からの一次光の導光板10への入光防止効果を大きくすることができる。
By providing the step portion cover portion 57 and the light source cover portion 55, the primary light from the light source 15 is blocked and the light is prevented from directly entering the light guide plate 10. Accordingly, generation of light indicated by an arrow L7 in FIG. 21 can be prevented, so that uniform light can be emitted from the light emitting surface 10a. In order to perform such an action, it is preferable that the step portion covering portion 57 and the light source covering portion 55 are formed so as to be close to each other. When the step cover 57 is formed by screen printing with a white paint, the amount of reflected light and transmitted light is adjusted by adjusting the thickness of screen printing, and primary light from the light source 15 is adjusted by this adjustment. The effect of preventing light from entering the light guide plate 10 can be increased.
(第13実施形態)
図24は第13実施形態に係るバックライト装置1Lを示す。このバックライト装置1Lにおいては、光源15からの光を拡散させるための光拡散部45が遮光部53に対応して設けられる。
(13th Embodiment)
FIG. 24 shows a backlight device 1L according to the thirteenth embodiment. In the backlight device 1 </ b> L, a light diffusion portion 45 for diffusing light from the light source 15 is provided corresponding to the light shielding portion 53.
光拡散部45は、導光板10の光出射面10aに形成された微細な凹凸からなるプリズム部46によって構成されている。導光板10をダイキャストによって作製する場合、プリズム部46は予め金型に凹凸を設けることにより導光板10の形成と同時に形成するか、導光板10の形成の後にコイニング用金型によるコイニングプレスの賦形等の後加工を行うことにより形成することができる。
The light diffusing unit 45 is configured by a prism unit 46 formed of fine irregularities formed on the light emitting surface 10 a of the light guide plate 10. When the light guide plate 10 is manufactured by die casting, the prism portion 46 is formed at the same time as the formation of the light guide plate 10 by providing unevenness in the mold in advance, or after the formation of the light guide plate 10, a coining press with a coining die is used. It can be formed by post-processing such as shaping.
プリズム部46は導光板10の光出射面10aにおける遮光部53に対応した位置に設けられる。これによりプリズム部46は、第2反射シート24で反射し反射シート11の遮光部53の端面に当たって屈曲する矢印L9の光(図22参照)が光出射面10aに達したときに、この光を拡散させる。これにより光出射面10aから出射する光を均一にすることができ、光出射面10aを一様な輝度とすることができる。
The prism portion 46 is provided at a position corresponding to the light shielding portion 53 on the light emitting surface 10 a of the light guide plate 10. Thereby, the prism unit 46 reflects this light when the light of the arrow L9 (see FIG. 22) which is reflected by the second reflection sheet 24 and bends against the end surface of the light shielding unit 53 of the reflection sheet 11 reaches the light emitting surface 10a. Spread. Thereby, the light radiate | emitted from the light-projection surface 10a can be made uniform, and the light-projection surface 10a can be made into uniform brightness | luminance.
(第14実施形態)
図25は第14実施形態に係るバックライト装置1Mを示す。このバックライト装置1Mにおいても、光源15からの光を拡散させるための光拡散部45が遮光部53に対応して設けられる。
(14th Embodiment)
FIG. 25 shows a backlight device 1M according to the fourteenth embodiment. Also in the backlight device 1 </ b> M, a light diffusion portion 45 for diffusing light from the light source 15 is provided corresponding to the light shielding portion 53.
光拡散部45は導光板10の光出射面10aに設けられた塗料パターン47により形成されている。塗料パターン47は第2反射シート24で反射し反射シート11の遮光部53の端面に当たって屈曲する矢印L9の光(図22参照)が集中する部位に設けられる。これにより塗料パターン47は遮光部53で屈曲した光を拡散させるため、光出射面10aから出射する光を均一にすることができ、光出射面10aを一様な輝度とすることができる。
The light diffusion portion 45 is formed by a paint pattern 47 provided on the light exit surface 10 a of the light guide plate 10. The paint pattern 47 is provided at a portion where the light of the arrow L9 (see FIG. 22) that is reflected by the second reflection sheet 24 and bends against the end face of the light shielding portion 53 of the reflection sheet 11 is concentrated. Thereby, since the paint pattern 47 diffuses the light bent by the light shielding portion 53, the light emitted from the light emitting surface 10a can be made uniform, and the light emitting surface 10a can have uniform luminance.
かかる塗料パターン47は酸化チタン粒子を多く含んだ白色塗料をスクリーン印刷でプリントしたり、透明インクをインクジェット印刷等することにより微小な半球状のドットを有するマイクロレンズを印刷したり、レーザ加工によって半球状の凹状ディンプルを形成する等によって形成することができる。この場合、凹状ディンプルのドット直径と配列密度とを調整することにより反射と透過の光量を調整して光出射面10aからの光を均一にする。なお、塗料パターン47を白色塗料のスクリーン印刷によって形成する場合においては、スクリーンの印刷ドットパターンの直径と配列密度、印刷の厚さを調整することにより反射光と透過光の光量を調整することができる。
Such a paint pattern 47 is printed with a white paint containing a large amount of titanium oxide particles by screen printing, a microlens having minute hemispherical dots by inkjet printing with a transparent ink, or hemisphere by laser processing. It can be formed, for example, by forming a concave dimple. In this case, by adjusting the dot diameter and arrangement density of the concave dimples, the amount of reflected and transmitted light is adjusted to make the light from the light exit surface 10a uniform. When the paint pattern 47 is formed by screen printing of a white paint, the amount of reflected light and transmitted light can be adjusted by adjusting the diameter and arrangement density of the print dot pattern on the screen and the printing thickness. it can.
(第15実施形態)
図26は第15実施形態に係るバックライト装置1Nを示す。このバックライト装置1Nにおいても、光源15からの光を拡散させるための光拡散部45が遮光部53に対応して設けられる。
(Fifteenth embodiment)
FIG. 26 shows a backlight device 1N according to the fifteenth embodiment. Also in the backlight device 1 </ b> N, a light diffusion portion 45 for diffusing light from the light source 15 is provided corresponding to the light shielding portion 53.
光拡散部45は導光板10の光出射面10aの全面を覆うように設けられた光制御光学シート48によって形成されている。光量制御光学シート48としてはライティングカーテンを用いることができる。ライティングカーテンにおいては、酸化チタン粒子を多く含んだ白色塗料を透明または半透明のシートの片面や両面に印刷して形成される。これにより、光源15からの光が拡散するため、光出射面10aから均一な光を出射することができ、光出射面10aの輝度を均一にすることができる。
The light diffusion portion 45 is formed by a light control optical sheet 48 provided so as to cover the entire surface of the light emitting surface 10 a of the light guide plate 10. A lighting curtain can be used as the light quantity control optical sheet 48. A lighting curtain is formed by printing a white paint containing many titanium oxide particles on one or both sides of a transparent or translucent sheet. Thereby, since the light from the light source 15 diffuses, uniform light can be emitted from the light emitting surface 10a, and the luminance of the light emitting surface 10a can be made uniform.
(第16実施形態)
図27〜図29は第16実施形態に係るバックライト装置1Pを示す。このバックライト装置1Pにおいては、本体部21および勾配部61によって導光板10が形成されている。本体部21および勾配部61は光学的特性が同じ材料によって形成されるものであり、この実施形態では同じ樹脂によって形成されている。樹脂としては、PMMA、PC、PS等の透明性の高い樹脂が用いられる。本体部21は平板状となっており、ダイキャスト成形、押出成形等によって成形され、勾配部61はダイキャスト成形によって成形される。勾配部61は本体部21の略中央部分に位置するよう設けられている。
(Sixteenth embodiment)
27 to 29 show a backlight device 1P according to the sixteenth embodiment. In the backlight device 1P, the light guide plate 10 is formed by the main body portion 21 and the gradient portion 61. The main body portion 21 and the gradient portion 61 are formed of a material having the same optical characteristics. In this embodiment, the main body portion 21 and the gradient portion 61 are formed of the same resin. As the resin, a highly transparent resin such as PMMA, PC, or PS is used. The main body portion 21 has a flat plate shape and is formed by die casting, extrusion molding, or the like, and the gradient portion 61 is formed by die casting. The gradient portion 61 is provided so as to be positioned at a substantially central portion of the main body portion 21.
本体部21は一面側が光出射面10aとなっており、光出射面10aと反対側の面に勾配部61が接合されている。本体部21と勾配部61との接合は、有機溶剤による接合、重合による接合、熱圧着による接合によって行うことができる。勾配部61における本体部21と反対側の面および勾配部61に続く本体部21の露出面は光拡散面10bとなっている。
The main body portion 21 has a light exit surface 10a on one side, and a gradient portion 61 is joined to a surface opposite to the light exit surface 10a. The main body portion 21 and the gradient portion 61 can be joined by joining with an organic solvent, joining by polymerization, or joining by thermocompression bonding. The surface of the gradient portion 61 opposite to the main body portion 21 and the exposed surface of the main body portion 21 following the gradient portion 61 are a light diffusion surface 10b.
導光板10には段差部23が形成されている。段差部23は勾配部61に形成されるものであり、勾配部61の光拡散面10bに凹溝状となって形成されている。図27に示すように、段差部23は勾配部61の略中央部分に幅方向(図27における前後方向)の全長にわたって形成される。勾配部61が光出射面10aと反対側に接合されることから、勾配部61の光出射面10bに形成される段差部23は光出射面10aと反対側の面に設けられている。
A step portion 23 is formed in the light guide plate 10. The step portion 23 is formed in the gradient portion 61, and is formed in a groove shape on the light diffusion surface 10 b of the gradient portion 61. As shown in FIG. 27, the stepped portion 23 is formed in the substantially central portion of the gradient portion 61 over the entire length in the width direction (the front-rear direction in FIG. 27). Since the gradient portion 61 is bonded to the side opposite to the light emitting surface 10a, the step portion 23 formed on the light emitting surface 10b of the gradient portion 61 is provided on the surface opposite to the light emitting surface 10a.
凹溝からなる段差部23は、光出射面10a側に位置している底面23aと、底面23aの両端部から光拡散面10bに向かって傾斜するように屈曲した側面23bとを有している。底面23aは光出射面10aと平行となっている。側面23bには光源15が臨んでおり、これにより側面23bは光源15からの光が入光する入光面23bとなっている。
The step portion 23 made of a concave groove has a bottom surface 23a located on the light emitting surface 10a side, and a side surface 23b bent so as to incline from both ends of the bottom surface 23a toward the light diffusion surface 10b. . The bottom surface 23a is parallel to the light emitting surface 10a. The light source 15 faces the side surface 23b, so that the side surface 23b becomes a light incident surface 23b on which light from the light source 15 enters.
段差部23の入光面23bの傾斜角度は、導光板10の光出射面10aの全面が均一な輝度になるように設定されるものである。この傾斜角度は光源15からの光の進行方向と導光板10とのなす角度や光源15からの光の進行方向と勾配部61とのなす角度が空気/導光板10間の臨界角よりも低角度となるように設定される。
The inclination angle of the light incident surface 23b of the step portion 23 is set so that the entire surface of the light emitting surface 10a of the light guide plate 10 has uniform brightness. The inclination angle is such that the angle between the light traveling direction from the light source 15 and the light guide plate 10 and the angle between the light traveling direction from the light source 15 and the gradient portion 61 are lower than the critical angle between the air / light guide plate 10. It is set to be an angle.
導光板10の勾配部61は、段差部23の入光面23bに連続しており、入光面23b側が厚さが厚く、導光板10の外周側に向けて厚さが徐々に薄くなるように傾斜している。これにより勾配部61はプリズム形状に形成されている。勾配部61の傾斜は段差部23の入光面23bの傾斜角度よりも緩やかな角度によってなされている。このように勾配部61を緩やかに傾斜させることにより勾配部61(導光板10)の光拡散面10bに達した光を光出射面10aに向けて反射させることができる。かかる反射を可能とするため、光拡散面10bには反射シート11が設けられている。
The gradient portion 61 of the light guide plate 10 is continuous with the light incident surface 23b of the step portion 23 so that the light incident surface 23b side is thicker and the thickness gradually decreases toward the outer peripheral side of the light guide plate 10. It is inclined to. Thus, the gradient portion 61 is formed in a prism shape. The gradient portion 61 is inclined at a gentler angle than the inclination angle of the light incident surface 23 b of the step portion 23. In this way, by gently inclining the gradient portion 61, the light reaching the light diffusion surface 10b of the gradient portion 61 (light guide plate 10) can be reflected toward the light emission surface 10a. In order to enable such reflection, a reflection sheet 11 is provided on the light diffusion surface 10b.
反射シート11は勾配部61側の光拡散面10bおよび勾配部61に続く本体部21の露出した光拡散面10bの全面を覆うように設けられる。反射シート10は発泡PET(ポリエチレンテレフタレート)の延伸フィルムや金属蒸着の鏡面を有するフィルム等からなり導光板10の光拡散面10bに対して粘着テープ等により貼り付けられる。
The reflection sheet 11 is provided so as to cover the entire surface of the light diffusion surface 10 b on the gradient portion 61 side and the exposed light diffusion surface 10 b of the main body portion 21 following the gradient portion 61. The reflection sheet 10 is made of a stretched film of foamed PET (polyethylene terephthalate), a film having a mirror surface of metal vapor deposition, or the like, and is attached to the light diffusion surface 10b of the light guide plate 10 with an adhesive tape or the like.
段差部23における光出射面10側に位置している底面23aには、第2反射シート24が設けられている。第2反射シート24は発泡PETの2軸延伸フィルムや白色塗装されたフィルムあるいは金属蒸着により鏡面処理されたフィルム等を用いることができる。第2反射シート24は段差部23の底面23aの全面を覆うように設けられており、入光面23bまで達している。このように設けられた第2反射シート24は光源15の光が勾配部61とヒートシンク12との間から透過することなく入光面23b側に効率良く反射されるように機能する。
A second reflection sheet 24 is provided on the bottom surface 23 a located on the light emitting surface 10 side in the step portion 23. As the second reflection sheet 24, a biaxially stretched film of foamed PET, a white-coated film, a film mirror-treated by metal deposition, or the like can be used. The second reflection sheet 24 is provided so as to cover the entire bottom surface 23a of the step portion 23, and reaches the light incident surface 23b. The second reflection sheet 24 provided in this way functions so that the light of the light source 15 is efficiently reflected to the light incident surface 23b side without passing through between the gradient portion 61 and the heat sink 12.
入光面23bに臨む光源15としてはたとえば複数の白色LEDが用いられる。たとえば、青色発光のLEDにYAG(黄色蛍光体)による白色LED、RG(赤色蛍光体、緑色蛍光体)による白色LED或いは赤色、青色、緑色の3色のLEDを交互に配列することによる白色光源とすることができる。ここで、YAGはY3Al5O12からなるガーネット構造の結晶を有する黄色蛍光体である。かかる光源15は基板16に実装される。基板16としては、放熱性を有したアルミニウム基板、フレキシブルプリント基板(FPC)が用いられる。この基板16は熱伝導性の両面粘着テープ(TIM)によってヒートシンク12の外面に接合される。
As the light source 15 facing the light incident surface 23b, for example, a plurality of white LEDs are used. For example, a white light source obtained by alternately arranging white LEDs using YAG (yellow phosphor), white LEDs using RG (red phosphor, green phosphor), or LEDs of three colors of red, blue, and green on blue light emitting LEDs It can be. Here, YAG is a yellow phosphor having a garnet structure crystal composed of Y 3 Al 5 O 12 . The light source 15 is mounted on the substrate 16. As the board | substrate 16, the aluminum substrate and flexible printed circuit board (FPC) which have heat dissipation are used. The substrate 16 is bonded to the outer surface of the heat sink 12 by a heat conductive double-sided adhesive tape (TIM).
ヒートシンク12は段差部23の内部に挿入された状態で設けられている。ヒートシンク12は導光板10から離れる方向に延びる複数のフィン12aを有しており、このフィン12aが筐体9(図示省略)から外部に露出するように突出している。このフィン12aによって熱を外部に放熱することができる。
The heat sink 12 is provided in a state of being inserted into the step portion 23. The heat sink 12 has a plurality of fins 12a extending in a direction away from the light guide plate 10, and the fins 12a protrude from the housing 9 (not shown) so as to be exposed to the outside. Heat can be radiated to the outside by the fins 12a.
このような構造のバックライト装置1Pでは、光源15からの光が直接に入光面23bから勾配部61に入光すると共に第2反射シート24の反射を介して入光面23bから勾配部61に入光する。入光した光は勾配部61内を伝播、拡散し、勾配部61を覆う反射シート11によって反射され、均一の光となって光出射面10aから出射する。これにより、光出射面10aの全面が均一の輝度となり、光出射面10aから一様な光を出射させることができる。
In the backlight device 1P having such a structure, the light from the light source 15 directly enters the gradient portion 61 from the light incident surface 23b and the gradient portion 61 from the light incident surface 23b through the reflection of the second reflection sheet 24. Incident light. The incident light propagates and diffuses in the gradient portion 61, is reflected by the reflection sheet 11 covering the gradient portion 61, and is emitted as uniform light from the light emitting surface 10a. Thereby, the entire surface of the light emitting surface 10a has a uniform luminance, and uniform light can be emitted from the light emitting surface 10a.
また、光源15がヒートシンク12に支持されており、ヒートシンク12のフィン12aが筐体9を貫通して外部に露出している。これにより光源15からの光を外部に効率良く放熱することができる。従って、段差部23や導光板10に対する熱影響が少なくなり、光出射面10aからの光の出射への悪影響を防止することができる。
Further, the light source 15 is supported by the heat sink 12, and the fins 12 a of the heat sink 12 pass through the housing 9 and are exposed to the outside. Thereby, the light from the light source 15 can be efficiently radiated to the outside. Accordingly, the thermal effect on the stepped portion 23 and the light guide plate 10 is reduced, and adverse effects on the emission of light from the light emitting surface 10a can be prevented.
この実施形態ではヒートシンク12のフィン12aからの自然対流により放熱しているが、これに限らず、ヒートシンク12にファンを実装し、ファンによる強制対流放熱を行ってもよい。また、ヒートパイプによって光源15の熱を移動し導光板10と異なった箇所でヒートシンク12およびファンによる強制対流放熱を行ってもよい。
In this embodiment, heat is radiated by natural convection from the fins 12a of the heat sink 12. However, the present invention is not limited to this, and a fan may be mounted on the heat sink 12 to perform forced convection heat radiation. Further, the heat of the light source 15 may be moved by a heat pipe, and forced convection heat radiation by the heat sink 12 and the fan may be performed at a location different from the light guide plate 10.
なお、この実施形態では、本体部21および勾配部61を接合することにより導光板10を形成しているが、本体部21および勾配部61を一体に成形して導光板10としてもよい。
In this embodiment, the light guide plate 10 is formed by joining the main body portion 21 and the gradient portion 61, but the main body portion 21 and the gradient portion 61 may be integrally formed to form the light guide plate 10.