JP4482876B2 - Surface lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、サイドライト方式の面状照明装置に関し、特に、液晶表示装置の照明手段として用いられる面状照明装置に関するものである。 The present invention relates to a sidelight type planar illumination device, and more particularly to a planar illumination device used as illumination means of a liquid crystal display device.
今日の電子機器の表示手段等には液晶表示装置が広く用いられているが、この液晶表示装置は自発光型ではないことから、夜間や暗所での視認性を確保するための照明手段が必要となる。従来、かかる照明手段として面状照明装置があり、その一形態として、サイドライト方式の面状照明装置が広く用いられている。サイドライト方式の面状照明装置は、透光性を有する導光板と、導光板の側端面に配置された棒状光源もしくは1つないし複数の点状光源を基本要素として構成されている。近年、携帯電話等の小型の電子機器への応用のために、小型化および省電力化の容易な点状光源を備えた面状照明装置が増加している。 A liquid crystal display device is widely used as a display means of today's electronic equipment, but since this liquid crystal display device is not a self-luminous type, there is an illumination means for ensuring visibility at night or in a dark place. Necessary. Conventionally, there is a planar illumination device as such an illuminating means, and as one form, a sidelight type planar illumination device has been widely used. The sidelight type planar illumination device is composed of a light guide plate having translucency and a bar-shaped light source or one or more point light sources arranged on a side end surface of the light guide plate. 2. Description of the Related Art In recent years, surface illumination devices including point light sources that are easy to reduce in size and save power are increasing for application to small electronic devices such as mobile phones.
図7は、上述したサイドライト方式の面状照明装置の要部を概略的に示す分解斜視図である。図7において、面状照明装置100は、導光板101と、導光板101の一側端面である入光面101cに配置された点状光源102を備えている。通常、点状光源102としては発光ダイオード(LED)が用いられ、導光板101は、ポリカーボネート樹脂等を射出成形してなる透明部材である。また、点状光源102は、その一側面を出射面102aとして、出射面102aが導光板101の入光面101cに対向するように配置されている。
FIG. 7 is an exploded perspective view schematically showing a main part of the above-described sidelight type planar illumination device. In FIG. 7, the
このような構成により、点状光源102からの出射光は、入光面101cから導光板101の内部へと進入し、裏面101bと出射面101aとの間で反射を繰返して導光板101内を伝播する過程でその一部が出射面101aから出射して、液晶表示装置等の被照明体を照射するものである。
With such a configuration, the light emitted from the
ここで、点状光源として通常使用されるLEDからの出射光には、その出射面とは異なる側面から漏出する光(以下、漏れ光ともいう)が存在するため、この漏れ光も導光板に入光させて照明光として利用できることが望ましい。特に、LEDの出射面とは反対側の面(以下、背面ともいう)からは多くの漏れ光が漏出するため、面状照明装置の十分な輝度を確保するためには、LED背面からの漏れ光の利用効率を高めることが重要となる。従来、このような漏れ光に対処する手段として、点状光源102を含む光源部を光反射性の部材で覆うことが実施されている(例えば、特許文献1参照)。
Here, since the light emitted from the LED normally used as a point light source includes light leaking from a side surface different from the light exit surface (hereinafter also referred to as leakage light), this leakage light also enters the light guide plate. It is desirable that the light can be incident and used as illumination light. In particular, since a large amount of leaked light leaks from the surface opposite to the light emitting surface of the LED (hereinafter also referred to as the back surface), in order to ensure sufficient brightness of the planar lighting device, the leakage from the back surface of the LED It is important to increase the light utilization efficiency. Conventionally, as a means for coping with such leakage light, a light source part including the
図8は、特許文献1に記載の面状照明装置を示す側断面図である。この面状照明装置は、導光板101とLED102とを備え、LED102は基板106上に実装されて導光板101のエッジ部に配置されている。さらに、この面状照明装置では、LED102の周囲を取り囲むように、LED102の光を反射させるための反射シート105が配置されている。
しかしながら、図8に示した面状照明装置では、LED102の背面が基板106への実装面になっており、LED102の背面と反射シート105との間に基板106が介在するため、LEDの背面からの漏れ光が基板106に吸収されることで、漏れ光の利用効率が低下するという問題があった。また、一般に、点状光源を使用する面状照明装置では、点状光源の出射面からの出射光が前方への指向性を有するために、導光板の入光面付近において、点状光源の前方の明部領域と側方の暗部領域とで形成される輝度ムラが発生することが知られているが、図8に示した面状照明装置は、反射シート105からの反射光がある程度この暗部領域に入光するものの、その効果は輝度ムラを改善するために十分とはいえない。
However, in the planar lighting device shown in FIG. 8, the back surface of the
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、点状光源の背面からの漏れ光の利用効率を向上させることによって、輝度の向上と入光面付近の輝度ムラの改善を可能にする面状照明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 by improving the utilization efficiency of leakage light from the back of a point light source, it is possible to improve luminance and improve luminance unevenness near the light incident surface. An object is to provide a planar lighting device.
上記課題を解決するため、本発明に係る面状照明装置は、導光板と、該導光板の入光面に出射面を対向させて配置された複数の点状光源とを有する面状照明装置において、
前記点状光源からの光を反射する反射手段を備え、該反射手段は、少なくともその一部が前記点状光源の背面に直接対向するとともに、前記反射手段の一部の領域に、前記点状光源の出射面とは異なる面から漏出した漏れ光を、前記導光板の入光面付近の、隣接する前記点状光源の間に生ずる暗部領域に導く光路変換手段を有することを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, a planar illumination device according to the present invention includes a light guide plate and a plurality of point light sources arranged such that an exit surface is opposed to a light incident surface of the light guide plate. In
Reflecting means for reflecting light from the point light source, the reflecting means at least partly directly facing the back of the point light source, and in the partial area of the reflecting means, It has an optical path changing means for guiding leaked light leaking from a surface different from the light exit surface of the light source to a dark area near the light incident surface of the light guide plate and formed between the adjacent point light sources .
さらに、本発明の一態様として、前記点状光源は回路基板に実装され、該回路基板は、前記導光板の出射面または反射面に平行に配置されていることを特徴とする。 Furthermore, as one aspect of the present invention, the point light source is mounted on a circuit board, and the circuit board is disposed in parallel to the emission surface or the reflection surface of the light guide plate.
また、本発明の一態様として、前記点状光源は回路基板に実装され、前記反射手段は、当該回路基板に反射処理を施すことにより形成されることを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, the point light source is mounted on a circuit board, and the reflecting means is formed by performing a reflection process on the circuit board.
また、本発明の一態様として、前記反射手段は、棒状導光体を含むことを特徴とする。
Moreover, as one aspect of the present invention, the reflecting means includes a rod-shaped light guide.
本発明に係る面状照明装置によれば、反射手段の少なくとも一部が点状光源の背面に直接対向しているため、点状光源の背面からの漏れ光を効率的に反射して導光板に入光させることができ、漏れ光の利用効率を向上させることが可能となる。これによって、面状照明装置の輝度が向上すると共に、導光板の入光面付近に発生する輝度ムラを低減することができる。この際、点状光源が実装されるフレキシブルプリント基板(FPC)等の回路基板を、導光板の出射面または反射面に平行に配置することによって、点状光源の背面と反射手段との間に介在物を有さない構成を容易に達成することができる。 According to the planar illumination device of the present invention, since at least a part of the reflecting means directly faces the back surface of the point light source, the light guide plate efficiently reflects the leaked light from the back surface of the point light source. It is possible to make the light incident on the light and improve the utilization efficiency of the leaked light. As a result, the luminance of the planar illumination device can be improved and the luminance unevenness generated near the light incident surface of the light guide plate can be reduced. At this time, a circuit board such as a flexible printed circuit board (FPC) on which the point light source is mounted is disposed in parallel to the light exiting surface or the reflecting surface of the light guide plate, so that the space between the back surface of the point light source and the reflecting means. A configuration without inclusions can be easily achieved.
また、本発明に係る面状照明装置によれば、回路基板に白色印刷等の反射処理を施すことにより反射手段を形成することで、点状光源の背面が回路基板への実装面となるような配置構成においても、背面からの漏れ光の利用効率を増大させて面状照明装置の輝度を向上させることが可能となる。 Further, according to the planar illumination device according to the present invention, the reflection means is formed by performing a reflection process such as white printing on the circuit board so that the back surface of the point light source becomes the mounting surface on the circuit board. Even in such an arrangement configuration, it is possible to increase the use efficiency of leakage light from the back surface and improve the luminance of the planar illumination device.
さらに、本発明に係る面状照明装置によれば、反射手段が光路変換手段を備えることによって、漏れ光の反射方向を制御することができるため、特に、導光板の暗部に効率的に漏れ光を入射させることで、導光板の入光面付近に発生する輝度ムラをより効果的に低減することができる。このような光路変換手段は、棒状導光体を含む反射手段を使用することによって容易に形成することができる。 Furthermore, according to the planar illumination device according to the present invention, since the reflecting means includes the optical path changing means, the reflection direction of the leaked light can be controlled. By making the light incident, it is possible to more effectively reduce luminance unevenness generated near the light incident surface of the light guide plate. Such an optical path changing unit can be easily formed by using a reflecting unit including a rod-shaped light guide.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図1は、本発明の第1の実施形態における面状照明装置10の要部を示す図であり、図1(a)は平面図、図1(b)は側面図である。本実施形態における面状照明装置10は、導光板1と、導光板1の一側端面である入光面1cに配置された2つの点状光源2、2と、反射手段5とを備えている。本実施形態において、点状光源2、2を実装する回路基板であるフレキシブルプリント基板(FPC)4は、導光板1の反射面1b側に反射面1bに平行に配置されており、一側面を出射面2a、2aとする白色LEDである各点状光源2、2は、その出射面2a、2aに連接する底面を実装面としてFPC4上に実装され、出射面2a、2aを導光板1の入光面1cに対向させて配置されている。また、各点状光源2、2の出射面2a、2aとは反対側の面(以下、背面という)2b、2bには、反射手段5が、背面2b、2bに直接対向するように配置されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1A and 1B are diagrams showing the main part of a
ここで、導光板1は、透明樹脂を射出成形してなる板状の透光性部材であり、その材料としては、成形性および光学特性のバランスに優れているアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂等が好ましいが、これに代えて、ポリスチレン、ポリエステル、ポリオレフィン、フッ素系透明ポリマー、エポキシ樹脂等を用いることも可能である。その製造方法についても、射出成形が生産性、製品精度の点で優れているが、これに限定されるものではなく、熱加圧成形、押し出し成形、注型法等、各種樹脂成形方法が適用可能である。また、反射手段5は、高反射性を有するシート状部材であり、例えば発泡または白色顔料の分散等によって樹脂基材を白色化した白色フィルムが好適に使用されるが、その他、銀等の金属を蒸着したフィルム、あるいは、鏡面加工を施したアルミ板等の金属板などを使用することもできる。
Here, the
面状照明装置10において、点状光源2、2から導光板1に入射する光には、点状光源2、2の出射面2a、2aから出射されて直接入光面1cに入射する光と共に、出射面2a、2aとは異なる面から漏出した後に反射手段5によって反射されて入光面1cに向かう漏れ光が含まれており、その際、本実施形態における面状照明装置10では、上述したように、反射手段5が、点状光源2の背面2bとの間に介在物を有することなく、背面2bに直接対向するように配置されているため、特に点状光源2の背面2bからの漏れ光を効率良く反射して、導光板1に入射させることができる。これによって、面状照明装置10の輝度が増大するだけでなく、2つの点状光源2、2の間に形成される暗部領域に十分多くの漏れ光が入光することになり、導光板1の入光面付近に発生する輝度ムラが低減される。
In the
なお、本実施形態における面状照明装置10において、FPC4は、導光板1の出射面1a側に出射面1aに平行に配置されていてもよい。また、点状光源を実装する基板はFPCに限定されるものではなく、例えば、高い放熱性が要求される場合に使用されるアルミニウムを基材とした回路基板を適用することもできる。
In the
以下、図2〜図6を参照して、本発明に係る面状照明装置の他の実施形態を説明するが、各図を通じて、上述した第1の実施形態と同一の部分には同一の符号を使用する。
図2は、本発明の第2の実施形態における面状照明装置20の要部を示す図であり、図2(a)は平面図、図2(b)は側面図である。また、図3は、面状照明装置20で使用されるFPC14を示す平面図である。本実施形態における面状照明装置20は、導光板1と、導光板1の一側端面である入光面1cに配置された2つの点状光源12、12とを備えている。また、本実施形態において、FPC14は、導光板1の入光面1cに平行に配置されており、頂面を出射面12a、12aとする白色LEDである各点状光源12、12は、その出射面12a、12aとは反対側の底面を実装面としてFPC14上に実装され、出射面12a、12aを導光板1の入光面1cに対向させて配置されている。
Hereinafter, other embodiments of the planar lighting device according to the present invention will be described with reference to FIG. 2 to FIG. 6, and the same reference numerals are used to denote the same parts as those of the first embodiment described above. Is used.
2A and 2B are diagrams showing the main part of the
本実施形態におけるFPC14は、少なくとも点状光源12、12が実装される側の表面14aに、点状光源12の電極が半田付けされるランド部16を除いて高反射材が印刷されており、図3に示すハッチング部がその印刷領域に相当する。高反射材としては、例えば硫酸バリウムや二酸化チタン等の白色顔料が分散された白色インクを使用することができる。また、図3において、各点状光源12、12の実装領域17、17は破線で示されている。本実施形態では、各点状光源12、12の背面は、点状光源12、12の底面すなわちFPC14への実装面に相当し、FPC14の実装領域17、17上に各点状光源12、12を実装することによって、同時に、各点状光源12,12の背面に直接対向するように、高反射材が印刷されたFPC14からなる反射手段が配置されることになる。
The
このように、本実施形態における面状照明装置20は、そのFPC14に本発明に係る反射手段の機能を兼用させることによって、上述した第1の実施形態と同様の作用・効果を得るものである。なお、高反射材の印刷に代えて、白色テープ等の反射テープを貼着することにより、FPC14の表面に反射処理を施すようにしてもよい。また、第1の実施形態と同様に、FPC14に代えてアルミニウムを基材とした回路基板等を用いてもよい。
As described above, the
図4は、本発明の第3の実施形態における面状照明装置30の要部を示す図であり、図4(a)は平面図、図4(b)は側面図である。また、図5は、面状照明装置30で使用される棒状導光体26を示す斜視図である。本実施形態における面状照明装置30は、導光板1、点状光源2、2、FPC4、および反射手段25を備えているが、導光板1、点状光源2、2、およびFPC4の構成については上述した第1の実施形態における面状照明装置10と同様のものであるため、その説明は省略し、ここでは、反射手段25について説明する。
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing a main part of the
本実施形態における反射手段25は、棒状導光体26と、反射層27とから構成され、棒状導光体26は、その一側面26aを点状光源2、2の背面2b、2bに直接対向させて配置され、反対側の側面26b側には反射層27が配置されている。ここで、棒状導光体26は、導光板1の材料と同様の材料によって成形された棒状の透光部材であり、図5に示すように、側面26bの所定の領域には、棒状導光体26の高さ方向hに沿って延在し長手方向lに沿って配列された多条の三角プリズムからなる光路変換手段28が形成されている。光路変換手段28が形成される所定の領域は、反射手段25が点状光源2、2の背面側に配置されたときに、点状光源2、2の指向性により入光面1c付近に発生する暗部(図4(a)の領域Bに相当)に対向する範囲を含むものであることが好ましい。また、反射層27は、好ましくは、上述したような高反射性の白色フィルムから構成されて側面26b側に配置されるものであるが、棒状導光体26の側面26bに銀またはアルミニウム等を蒸着することにより棒状導光体26と一体に形成されるものであってもよい。
The reflecting means 25 in the present embodiment is composed of a rod-shaped
本実施形態における面状照明装置30によれば、上述した第1の実施形態における面状照明装置10と同様の作用・効果が得られるだけでなく、反射手段25が光路変換手段28を有することによって、図4(a)に模式的に示す光路Pのように、点状光源2、2の背面2b、2bからの漏れ光の反射方向を制御して、その反射光を点状光源2、2の間に生ずる暗部領域Bに効率的に導くことができ、入光面1c付近発生する輝度ムラをより効果的に低減することができる。
なお、本発明に係る光路変換手段28は、上述したような多条の三角プリズムに限定されるものでなく、多角形状または円弧状等の様々な形状の凹凸構造を含む任意の適切な形状とすることができる。また、光路変換手段28の形成面は、点状光源2、2に対向する側の側面26aとしてもよい。
According to the
The optical path changing means 28 according to the present invention is not limited to the multiple triangular prisms as described above, and may have any appropriate shape including uneven structures of various shapes such as a polygonal shape or an arc shape. can do. Further, the formation surface of the optical path changing means 28 may be a
さらに、本実施形態における光路変換手段を有する反射手段は、図6に示すように、高反射性のシート状部材31の表面31aに、例えば多条の三角プリズムからなる光路変換手段32を直接設けてなるものであってもよい。このような反射手段35は、例えば、上述した高反射性の白色フィルムからなるシート状部材31の上記所定の領域に、光路変換手段32として輝度増大用のプリズムシートを接着剤等により固定することによって形成することができる。あるいは、高反射性のシート状部材31自体に光路変換手段32に相当する任意の適切な凹凸構造を形成するか、または、そのような凹凸構造を有する基材上に蒸着または印刷等により高反射膜を形成する等の手段によって、シート状部材31に光路変換手段32を一体に形成するものであってもよい。
図4に示す面状照明装置30において、反射手段25の代りに、この反射手段35をその表面31aが点状光源2、2の背面2b、2bに直接対向するように配置することによって、上述した面状照明装置30と同様の作用・効果が得られるものである。
Further, as shown in FIG. 6, the reflecting means having the optical path changing means in the present embodiment is directly provided with optical path changing means 32 made of, for example, a multi-row triangular prism, on the
In the
なお、図1、図2、図4において、説明のために、面状照明装置10、20、30を構成する導光板1、点状光源2、12、反射手段5、25等の各構成要素が互いに離隔されて図示されている場合があるが、本発明に係る面状照明装置が、これらの構成要素間の間隔の有無に限定されないことはいうまでもない。
1, 2, and 4, the components such as the
1:導光板、2,12:点状光源、4:フレキシブルプリント基板、5,25,35:反射手段、14:フレキシブルプリント基板(反射手段)、26:棒状導光体、28,32:光路変換手段
1: light guide plate, 2, 12: point light source, 4: flexible printed circuit board, 5, 25, 35: reflecting means, 14: flexible printed circuit board (reflecting means), 26: rod-shaped light guide, 28, 32: optical path Conversion means
Claims (4)
前記点状光源からの光を反射する反射手段を備え、該反射手段は、少なくともその一部が前記点状光源の背面に直接対向するとともに、前記反射手段の一部の領域に、前記点状光源の出射面とは異なる面から漏出した漏れ光を、前記導光板の入光面付近の、隣接する前記点状光源の間に生ずる暗部領域に導く光路変換手段を有することを特徴とする面状照明装置。 In a planar illumination device having a light guide plate and a plurality of point light sources arranged with an emission surface facing the light incident surface of the light guide plate,
Reflecting means for reflecting light from the point light source, the reflecting means at least partly directly facing the back of the point light source, and in a part of the reflecting means, the point shape A surface having optical path conversion means for guiding leakage light leaked from a surface different from the light exit surface of the light source to a dark area near the light incident surface of the light guide plate and formed between the adjacent point light sources. Illuminator.
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