JP4555250B2 - Light guide plate and planar illumination device using the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light guide plate which has a low-profile and large-area light outgoing surface and a capability of emitting the incoming light as a high-luminance light with no or less luminance variation from the light outgoing surface. <P>SOLUTION: The light guide plate has a flat light outgoing surface, a surface facing the light outgoing surface, and many parallel grooves formed in parallel with each other at a predetermined spacing interval on the surface facing the light outgoing surface. The surface facing the light outgoing surface takes the inclined shape, such that the thickness in the direction perpendicular to the light outgoing surface gets smaller as it separates from the parallel grooves in the direction orthogonal to the extending direction of the parallel grooves, while the thickness in the direction perpendicular to the light outgoing surface gets greater as it separates from the end of the light outgoing surface in the direction parallel to the extending direction of the parallel grooves. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、光源から射出された光を拡散して光射出面から照明光を射出する導光板及び該導光板を有し、屋内外を照明する面状照明装置、もしくは液晶表示パネルや広告パネルや広告塔や看板などのバックライトとして用いられる面状照明装置に関する。   The present invention relates to a light guide plate that diffuses light emitted from a light source and emits illumination light from a light exit surface, and a planar illumination device that includes the light guide plate to illuminate indoors and outdoors, or a liquid crystal display panel or an advertisement panel The present invention relates to a planar lighting device used as a backlight for advertising towers and billboards.

液晶表示装置には、液晶表示パネルの裏面側から光を照射し、液晶表示パネルを照明するバックライトユニットが用いられている。バックライトユニットは、照明用の光源が発する光を拡散して液晶表示パネルを照射する導光板、導光板から出射される光を均一化するプリズムシートや拡散シートなどの部品を用いて構成される。   In the liquid crystal display device, a backlight unit that irradiates light from the back side of the liquid crystal display panel and illuminates the liquid crystal display panel is used. The backlight unit is configured by using components such as a light guide plate that diffuses light emitted from a light source for illumination and irradiates the liquid crystal display panel, a prism sheet that diffuses light emitted from the light guide plate, and a diffusion sheet. .

現在、大型の液晶テレビのバックライトユニットは、照明用の光源の直上に導光板を配置した、いわゆる直下型と呼ばれる方式が主流である。この方式では、光源である冷陰極管を液晶表示パネルの背面に複数本配置し、内部を白色の反射面として均一な光量分布と必要な輝度を確保している。   At present, a backlight unit of a large-sized liquid crystal television is mainly used in a so-called direct type in which a light guide plate is disposed directly above a light source for illumination. In this system, a plurality of cold-cathode tubes, which are light sources, are arranged on the back surface of the liquid crystal display panel, and a uniform light quantity distribution and necessary luminance are ensured with the inside as a white reflecting surface.

しかしながら、直下型のバックライトユニットでは、光量分布を均一にするために、光源から光の射出面までに一定の距離、具体的には、液晶表示パネルに対して垂直方向の厚みが30mm程度必要である。今後バックライトユニットは、さらに薄型のものが望まれるであろうが、直下型では光量むらの観点から10mm以下の厚みをもつバックライトユニットを実現することは困難であると考えられる。   However, in the direct type backlight unit, in order to make the light quantity distribution uniform, a certain distance from the light source to the light emission surface, specifically, a thickness of about 30 mm in the direction perpendicular to the liquid crystal display panel is required. It is. In the future, a thinner backlight unit will be desired. However, it is considered difficult to realize a backlight unit having a thickness of 10 mm or less from the standpoint of unevenness in the amount of light in the direct type.

そこで、薄型のバックライトユニットとして、導光板を用いた種々の方式が提案されている。
例えば、引用文献1には、バックライトの照射量を減らすことなく、液晶表示装置の小型軽量化や薄型化およびコスト・消費電力の低減化を実現することができる液晶表示装置のバックライトを得ることを目的とした、長方形の照射面と、短辺の中央部に長辺と平行にくり抜かれた、光源を嵌挿するための矩形断面の溝と、この溝を挟んで長辺の両側面方向に向かって板厚が次第に薄くなるように形成された背面とを有する導光板が記載されている。
また、特許文献2には、液晶表示装置の額縁を狭くし、厚みを薄くすることができ、光利用効率がよく明るいバックライトユニットを得ることを目的とし、光源を配置するための凹部の幅方向に平行な断面の形状が、深さ方向を主軸とする放物線形状である導光体(導光板)が記載されている。
また、特許文献3では、液晶バックライトを壁掛けテレビの大型液晶表示面用に改良する為に、幅方向両端に突出縁部を形成した短冊状の多数の導光板を多数並列し、突出縁部の突合せ対接によって形成される各被嵌溝に線状光源を配置することによって構成する液晶バックライトユニットが記載されている。
さらに、特許文献4には、表示パネルの面内の明るさを均一に保ち、高輝度な照明をするために、ハの字状の高反射層上に、順次屈折率が高くなるように複数の板状光導波層を積層し、その各光出射端面から出射する光で光拡散層を明るくする導光板が記載されている。ここで、光源を配置するための凹部は、三角形形状である。
Therefore, various methods using a light guide plate have been proposed as thin backlight units.
For example, Patent Document 1 provides a backlight of a liquid crystal display device that can realize a reduction in size and weight and reduction in cost and power consumption of the liquid crystal display device without reducing the amount of backlight irradiation. For this purpose, a rectangular irradiation surface, a rectangular cross section grooved in parallel with the long side in the center of the short side, and both sides of the long side across this groove There is described a light guide plate having a back surface formed so that the plate thickness gradually decreases in the direction.
Patent Document 2 discloses a width of a recess for disposing a light source for the purpose of obtaining a bright backlight unit that can reduce the frame thickness of the liquid crystal display device and reduce the thickness thereof and has high light utilization efficiency. A light guide (light guide plate) is described in which the cross-sectional shape parallel to the direction is a parabolic shape with the depth direction as the main axis.
Further, in Patent Document 3, in order to improve the liquid crystal backlight for a large-sized liquid crystal display surface of a wall-mounted television, a large number of strip-shaped light guide plates formed with protruding edges at both ends in the width direction are arranged in parallel. There is described a liquid crystal backlight unit configured by arranging a linear light source in each fitting groove formed by butt contact.
Further, in Patent Document 4, in order to keep the in-plane brightness of the display panel uniform and to provide high-intensity illumination, a plurality of refractive indexes are sequentially increased on the C-shaped highly reflective layer. A light guide plate is described in which the plate-like optical waveguide layers are stacked and the light diffusion layer is brightened by the light emitted from the respective light emission end faces. Here, the recess for arranging the light source has a triangular shape.

特開平8−62426号公報JP-A-8-62426 特開平10−133027号公報JP 10-1333027 A 特開2001−42327号公報JP 2001-42327 A 特開平5−249320号公報JP-A-5-249320

しかしながら、特許文献1〜4に記載の導光板を用いる面状照明装置は、いずれも光源から供給できる光量に制限があり、導光板に入射する光の光量を大きくするためには、入光部を大きくする必要がある。このように入光部を大きくすると導光板も厚くなり、薄型化することができないという問題がある。
また、照光面(光射出面)の反対側の面に光源を配置するための溝を形成する導光板でも、大型化すると光源から射出された光が導光板の端部まで届かなくなり、光射出面から射出される光に輝度むらが生じるという問題もある。
However, each of the planar illumination devices using the light guide plate described in Patent Documents 1 to 4 has a limit on the amount of light that can be supplied from the light source, and in order to increase the amount of light incident on the light guide plate, Need to be larger. Thus, when the light incident part is enlarged, the light guide plate becomes thick, and there is a problem that it cannot be thinned.
In addition, even with a light guide plate that forms a groove for placing a light source on the surface opposite to the illumination surface (light emission surface), the light emitted from the light source does not reach the end of the light guide plate when the size is increased, and light is emitted. There is also a problem that uneven brightness occurs in the light emitted from the surface.

また、特許文献3に記載された導光板では、線状光源の直上部分での輝度の上昇を抑える為に、線状光源の光源光の透過を抑制する透過抑制パターンを設けなければならないし、線状光源からの光は導光板の内部で、一方の端部から他方の端部に向かって面内方向に透過するために次第に光量が減衰してしまい、高輝度化には不十分であった。
また、特許文献4に記載の導光板では、複数の板状光導波板を積層する複雑な構造であるため、従来に比し輝度の減衰を少なくし均一な輝度を得ることが可能となり照明効果に優れるものとなるとしているが、製造コストが高くなるという問題がある。
Further, in the light guide plate described in Patent Document 3, in order to suppress an increase in luminance in the portion directly above the linear light source, a transmission suppression pattern for suppressing transmission of light from the linear light source must be provided, The light from the linear light source is transmitted in the in-plane direction from one end to the other end inside the light guide plate, so that the amount of light gradually attenuates, which is insufficient for increasing the brightness. It was.
In addition, the light guide plate described in Patent Document 4 has a complicated structure in which a plurality of plate-like optical waveguide plates are laminated. Therefore, it is possible to obtain a uniform brightness with less attenuation of brightness than in the past. However, there is a problem that the manufacturing cost becomes high.

本発明の第1の課題は、上記従来技術に基づく問題点を解消し、薄型で大面積の光射出面を有し、入射した光を高輝度で輝度むらがないもしくは少ない光として光射出面から射出させることができる導光板を提供することにある。
さらに、本発明の第2の課題は、上記従来技術に基づく問題点を解消し、高輝度で輝度むらがないもしくは少ない光を光射出面から射出させることができ、大型でかつ薄型の面状照明装置を提供することにある。
The first problem of the present invention is to solve the problems based on the above prior art, have a thin and large area light emission surface, and make the incident light as light with high luminance and no luminance unevenness or less. It is in providing the light-guide plate which can be made to inject from.
Further, the second problem of the present invention is to solve the problems based on the above prior art, and to emit light with high brightness and no luminance unevenness or little light from the light exit surface, which is a large and thin surface shape. The object is to provide a lighting device.

上記第1の課題を解決するために、本発明の第1の態様の第1の形態は、平坦な光出面と、前記光出面に対向する面と、前記光出面に対向する面に、互いに所定間隔離間して平行に形成された複数の平行溝とを有し、前記光出面に対向する面は、前記平行溝の延在方向に直交する方向において、前記平行溝から離れるに従って前記光出面に垂直な方向の厚みが薄くなり、かつ、前記平行溝の延在方向と平行な方向において、端面から中央に向かうに従って、前記光出面に垂直な方向の厚みが厚くなるように傾斜した形状であることを特徴とする導光板を提供するものである。   In order to solve the first problem, a first form of the first aspect of the present invention includes a flat light exit surface, a surface facing the light exit surface, and a surface facing the light exit surface. A plurality of parallel grooves formed parallel to each other at a predetermined interval, and the surface facing the light exit surface is the light exit surface as the distance from the parallel groove increases in a direction perpendicular to the extending direction of the parallel grooves. In a shape that is thin so that the thickness in the direction perpendicular to the light exit surface increases in the direction parallel to the extending direction of the parallel grooves and from the end surface toward the center. There is provided a light guide plate characterized by being.

さらに、内部を伝搬する光を散乱する散乱粒子を有し、前記散乱粒子は、下記式(1)を満たすことが好ましい。
1.1≦Φ・N・L・K≦8.2 式(1)
(ただし、前記散乱粒子の散乱断面積をΦ、前記導光板の端面から対面までの距離をL、前記散乱粒子の密度をN、補正係数をKとし、0.005≦K≦0.1とする)
ここで、前記導光板の端面から対面までの距離とは、導光板の一方の端面から該端面に対向する面、つまり他方の端面までの距離である。
Furthermore, it has a scattering particle which scatters the light which propagates an inside, and it is preferable that the said scattering particle satisfy | fills following formula (1).
1.1 ≦ Φ · N p · L G · K C ≦ 8.2 Formula (1)
(However, the scattering cross section of scattering particles [Phi, distance L G to face from the end face of the light guide plate, the density of the scattering particles N p, a correction coefficient is K C, 0.005 ≦ K C ≦ 0.1)
Here, the distance from the end surface of the light guide plate to the opposite surface is the distance from one end surface of the light guide plate to the surface facing the end surface, that is, the other end surface.

上記第2の課題を解決するために、本発明の第2の態様の第1の形態は、上記のいずれかに記載の導光板と、複数の光源とを有し、前記光源は、前記導光板の平行溝及び前記導光板の前記平行溝の延在方向の端面に配置され、前記平行溝及び前記端面から前記導光板に光を入射させる面状照明装置を提供するものである。   In order to solve the second problem, a first aspect of the second aspect of the present invention includes the light guide plate according to any one of the above and a plurality of light sources, and the light source includes the light guide. The present invention provides a planar illumination device that is disposed on end faces in the extending direction of the parallel grooves of the light plate and the light guide plate and allows light to enter the light guide plate from the parallel grooves and the end face.

ここで、前記導光板の前記平行溝の延在方向の端面に配置される前記光源は、列状に配置された複数のLED素子であり、前記LED素子は、前記平行溝に配置された前記光源から射出され前記導光板に入射し前記光出面から射出する光の輝度に応じて、異なる間隔で配置されていることが好ましい。   Here, the light source arranged on the end surface of the light guide plate in the extending direction of the parallel grooves is a plurality of LED elements arranged in a row, and the LED elements are arranged in the parallel grooves. It is preferable that they are arranged at different intervals according to the luminance of light emitted from a light source and incident on the light guide plate and emitted from the light exit surface.

上記第1の課題を解決するために、本発明の第1の態様の第2の形態は、平坦な光出面と、前記光出面に対向する面と、前記光出面に対向する面に、互いに所定間隔離間して平行に形成された複数の平行溝とを有し、前記光出面に対向する面は、前記平行溝の延在方向に直交する方向において、前記平行溝から離れるに従って前記光出面に垂直な方向の厚みが薄くなり、かつ、前記平行溝の延在方向と平行な方向において、一方の端面から他方の端面に向かうに従って、前記光出面に垂直な方向の厚みが厚くなるように傾斜した形状であることを特徴とする導光板。   In order to solve the first problem, the second mode of the first aspect of the present invention is that a flat light exit surface, a surface facing the light exit surface, and a surface facing the light exit surface are mutually connected. A plurality of parallel grooves formed parallel to each other at a predetermined interval, and the surface facing the light exit surface is the light exit surface as the distance from the parallel groove increases in a direction perpendicular to the extending direction of the parallel grooves. So that the thickness in the direction perpendicular to the light exit surface increases in the direction parallel to the extending direction of the parallel grooves from one end surface to the other end surface. A light guide plate having an inclined shape.

さらに、内部を伝搬する光を散乱する散乱粒子を有し、前記散乱粒子は、下記式(1)を満たすことが好ましい。
1.1≦Φ・N・L・K≦8.2 式(1)
(ただし、前記散乱粒子の散乱断面積をΦ、前記導光板の端面から対面までの距離をL、前記散乱粒子の密度をN、補正係数をKとし、前記Kを0.005≦K≦0.1とする)
Furthermore, it has a scattering particle which scatters the light which propagates an inside, and it is preferable that the said scattering particle satisfy | fills following formula (1).
1.1 ≦ Φ · N p · L G · K C ≦ 8.2 Formula (1)
(However, the scattering cross section of the scattering particles [Phi, distance L G to face from the end face of the light guide plate, the density of the scattering particles N p, a correction coefficient is K C, 0.005 said K C ≦ K C ≦ 0.1)

上記第2の課題を解決するために、本発明の第2の態様の第2の形態は、上記第1の形態の第2の態様のいずれかに記載の導光板と、複数の光源とを有し、前記光源は、前記導光板の平行溝及び前記導光板の前記平行溝の延在方向において前記光出面に垂直な方向の厚みが薄い側の端面に配置され、前記平行溝及び一方の端面から前記導光板に光を入射させる面状照明装置を提供するものである。   In order to solve the second problem, a second form of the second aspect of the present invention includes a light guide plate according to any one of the second aspects of the first form, and a plurality of light sources. The light source is disposed on an end surface of the light guide plate in a direction perpendicular to the light exit surface in the extending direction of the parallel groove of the light guide plate and the parallel groove of the light guide plate. The present invention provides a planar illumination device that allows light to enter the light guide plate from an end surface.

また、前記導光板の前記平行溝の延在方向の端面に配置される前記光源は、列状に配置された複数のLED素子であり、前記LED素子は、前記平行溝に配置された前記光源から射出され前記導光板に入射し前記光出面から射出する光の輝度に応じて、異なる間隔で配置されていることが好ましい。   The light source disposed on the end face of the light guide plate in the extending direction of the parallel grooves is a plurality of LED elements arranged in a row, and the LED elements are the light sources disposed in the parallel grooves. It is preferable that they are arranged at different intervals according to the luminance of the light emitted from the light and incident on the light guide plate and emitted from the light exit surface.

本発明によれば、導光板の平行溝及び両端面から入射させた光を、より遠くまで効率よく届かせ、かつ、入射した光を均一に光射出面から射出させることができる。つまり、高輝度で、かつ、輝度むらが少ないもしくは輝度むらがない光を光出面から射出することができる。さらに、薄型を維持したまま、光出面を大面積にすることが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light incident from the parallel groove | channel and both end surfaces of a light-guide plate can reach | attain far more efficiently, and the incident light can be uniformly inject | emitted from a light-projection surface. That is, light with high luminance and little or no luminance unevenness can be emitted from the light exit surface. Furthermore, it is possible to increase the light exit surface while maintaining the thin shape.

また、本発明によれば、薄型で、光出面を大面積とし、さらに光射出面から高輝度で、かつ、輝度むらがないもしくは少ない光を射出させることができる面状照明装置とすることができる。
さらに、光源の配置間隔を調整することで、輝度むら、特に平行溝の延在方向に直交する方向の輝度むらをさらに低減することができ、より輝度むらが少なくもしくは輝度むらがなく、高輝度な光を光射出面から射出させることができる。
In addition, according to the present invention, it is possible to provide a planar lighting device that is thin, has a large light exit surface, has high brightness from the light exit surface, and can emit light with little or no brightness unevenness. it can.
Furthermore, by adjusting the arrangement interval of the light sources, it is possible to further reduce the luminance unevenness, particularly the luminance unevenness in the direction perpendicular to the extending direction of the parallel grooves, and there is less luminance unevenness or no luminance unevenness. Light can be emitted from the light exit surface.

本発明に係る導光板及びこれを用いる本発明の面状照明装置について、添付の図面に示す実施形態を基に詳細に説明する。   A light guide plate according to the present invention and a planar illumination device of the present invention using the same will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.

図1は、本発明の面状照明装置の一実施形態を示し、光射出面から見た外観を示す概略斜視図である。図2は、図1に示す面状照明装置10の部分断面図である。図3は、図2に示す面状照明装置10の照明装置本体14の導光板22を構成する1つの平行溝22bを持つ単位導光板23の周辺部についてのみを示した概略斜視図である。図4は、導光板22を示す概略斜視図であり、図5(A)は、導光板22の1つの単位導光板23の正面図であり、図5(B)は、単位導光板23の長手方向の側面図であり、図5(C)は、単位導光板23の短手方向の側面図である。   FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the surface illumination device of the present invention and showing an appearance viewed from a light exit surface. FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the planar illumination device 10 shown in FIG. FIG. 3 is a schematic perspective view showing only the periphery of the unit light guide plate 23 having one parallel groove 22b constituting the light guide plate 22 of the illumination device body 14 of the planar illumination device 10 shown in FIG. 4 is a schematic perspective view showing the light guide plate 22, FIG. 5A is a front view of one unit light guide plate 23 of the light guide plate 22, and FIG. 5B is a diagram of the unit light guide plate 23. FIG. 5C is a side view in the longitudinal direction, and FIG. 5C is a side view in the short direction of the unit light guide plate 23.

図1に示すように、面状照明装置10は、複数の光源12を含み、矩形状の光射出面から均一な光を射出する照明装置本体14と、内部に照明装置本体14を収納し、光射出面14aの側(表面側)に矩形状の開口部16aが形成された筐体16と、筐体16の、光出射面14aと逆側(裏面側)に取り付けられ、複数の線状光源12をそれぞれ点灯するのに用いられる電源18を有する。   As shown in FIG. 1, the planar illumination device 10 includes a plurality of light sources 12, an illumination device body 14 that emits uniform light from a rectangular light emission surface, and the illumination device body 14 inside. A housing 16 having a rectangular opening 16a formed on the light emitting surface 14a side (front surface side), and a plurality of linear shapes attached to the light emitting surface 14a opposite to the light emitting surface 14a (back surface side). A power source 18 is used to turn on each of the light sources 12.

ここで、照明装置本体14は、矩形状の光出射面14aから均一な光を出射するためのものであって、図2、図3および図4に示すように、基本的に、複数の光源12と、光出射面14aの側に平坦で矩形状の光出面22aが形成され、その裏側に複数の光源12をそれぞれ収納する複数の平行溝22bが形成され、隣接する平行溝22bの間に光出面22a側からその裏側に向かう厚みが最も薄い最薄部22cを形成し、かつ、前記平行溝22bの延在方向の端面22eから中央に向かうに従って、また、端面22fから中央に向かうに従って、光出面22aに垂直な方向の厚みが厚くなるような傾斜を有する裏面22dが形成される導光板22と、導光板22の光出面22a側に配置され、矩形状の光出射面14aを形成する矩形状の平面を持つ光学部材ユニット24と、導光板22の裏面22dに沿って配置される反射部材26とを備える。
なお、図3に示す照明装置本体14は、導光板22を構成する1つの単位となる1つの平行溝22bを持つ単位導光板23についてのみについて示したものであるが、図2及び図4に示すように、照明装置本体14は、複数の単位導光板23からなる導光板22によるものであり、導光板22の上部に配置される光学部材ユニット24も、導光板22の光出射面22aと略同一のサイズ(面積)を持つものであることは言うまでもない。
Here, the illuminating device main body 14 is for emitting uniform light from the rectangular light emitting surface 14a, and basically includes a plurality of light sources as shown in FIGS. 12 and a flat and rectangular light exit surface 22a is formed on the light exit surface 14a side, and a plurality of parallel grooves 22b for accommodating the plurality of light sources 12 are formed on the back side thereof, and between the adjacent parallel grooves 22b. The thinnest portion 22c having the thinnest thickness from the light exit surface 22a toward the back side is formed, and from the end surface 22e in the extending direction of the parallel groove 22b toward the center, and from the end surface 22f toward the center, The light guide plate 22 is formed with a back surface 22d having an inclination such that the thickness in the direction perpendicular to the light output surface 22a is increased, and the light output surface 22a side of the light guide plate 22 is disposed to form a rectangular light output surface 14a. Rectangular flat It comprises the optical member unit 24, and a reflecting member 26 disposed along the rear surface 22d of the light guide plate 22 with.
3 shows only the unit light guide plate 23 having one parallel groove 22b which is one unit constituting the light guide plate 22, the illumination device main body 14 shown in FIG. As shown, the illuminating device main body 14 is a light guide plate 22 composed of a plurality of unit light guide plates 23, and the optical member unit 24 arranged on the upper portion of the light guide plate 22 is also connected to the light emitting surface 22 a of the light guide plate 22. It goes without saying that they have substantially the same size (area).

図3及び図4に示すように、光源12は、導光板22の複数の平行溝22b内に配置された第1LEDアレイ12aと、導光板22の端面22eに対向して配置された第2LEDアレイ12bと、導光板22の端面22fに対向して配置された第3LEDアレイ12cとを有する。
第1LEDアレイ12aは、複数のLED(発光ダイオード)チップ(LED素子)13aを有し、LEDチップ13aは、導光板22の平行溝22b内に所定間隔離間して列状に配置されている。つまり、第1LEDアレイ12aは、平行溝22bの延在方向に沿って配置されている。
第2LEDアレイ12bは、複数のLEDチップ13bを有し、複数のLEDチップ13bは、所定間隔離間して列状に導光板22の端面22eに対向して配置されている。つまり、第2LEDアレイ12bは、端面22eの長手方向に沿って(光出面22aの一辺に平行に)配置されている。
第3LEDアレイ12cは、複数のLEDチップ13cを有し、複数のLEDチップ13cは、所定間隔離間して、列状に導光板22の端面22fに対向して配置されている。つまり、第3LEDアレイ12cは、端面22fの長手方向に沿って(光出面22aの一辺に平行に)配置されている。
第1LEDアレイ12a、第2LEDアレイ12b、第3LEDアレイ12cを構成するLEDチップ13a〜13cは、それぞれ電源18(図1参照)に接続されている。
なお、LEDアレイ及びLEDチップについては後ほど詳細に説明する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the light source 12 includes a first LED array 12 a disposed in the plurality of parallel grooves 22 b of the light guide plate 22, and a second LED array disposed to face the end surface 22 e of the light guide plate 22. 12b and a third LED array 12c disposed to face the end face 22f of the light guide plate 22.
The first LED array 12 a has a plurality of LED (light emitting diode) chips (LED elements) 13 a, and the LED chips 13 a are arranged in rows in the parallel grooves 22 b of the light guide plate 22 at a predetermined interval. That is, the first LED array 12a is arranged along the extending direction of the parallel grooves 22b.
The second LED array 12b includes a plurality of LED chips 13b, and the plurality of LED chips 13b are arranged in a row at a predetermined interval so as to face the end surface 22e of the light guide plate 22. That is, the 2nd LED array 12b is arrange | positioned along the longitudinal direction of the end surface 22e (parallel to one side of the light emission surface 22a).
The third LED array 12c has a plurality of LED chips 13c, and the plurality of LED chips 13c are arranged in a row and opposed to the end surface 22f of the light guide plate 22 at a predetermined interval. That is, the third LED array 12c is arranged along the longitudinal direction of the end face 22f (parallel to one side of the light exit surface 22a).
The LED chips 13a to 13c constituting the first LED array 12a, the second LED array 12b, and the third LED array 12c are each connected to a power source 18 (see FIG. 1).
The LED array and LED chip will be described in detail later.

導光板22は、図4に示すように、複数の単位導光板23から構成される。
単位導光板23は、図4及び図5に示すように、矩形状で平坦な光出面22aと、光出面22a(個別光射出面23a)に対向する面に、平行溝22bの延在方向の端面22e及び端面22fから中央に向かうに従って光出面22aに垂直な方向の厚み(肉厚)が厚くなるような傾斜を有する裏面22dとを有する。つまり、図5(B)に示すように単位導光板23は、光射出面23aに垂直かつ平行溝に平行な面の形状が、端面22eと端面22fとが平行で、裏面22dが中央に向かって凸となる五角形形状である。すなわち、裏面22dは、光射出面23aに垂直かつ平行溝に平行な面において、光射出面23aから離れる方向に凸となる形状である。
さらに、図5(C)に示すように、平行溝22bに垂直な方向の断面形状は、光出面22aが平坦な直線で、裏面22dが、平行溝22bから離れるに従って、肉厚が薄くなる傾斜を有する形状である。
つまり、単位導光板23は、図5(A)〜図5(C)に示すように、矩形状で平坦な個別光射出面23aと、その一辺に平行な厚肉部23bと、この厚肉部23bの両側に一辺に平行に形成される薄肉端部23cと、厚肉部23bから一辺に直交する方向に両側の薄肉端部23cに向かって肉厚が薄くなり、導光板22の裏面22dを構成し、曲面状の傾斜面23dを形成する傾斜背面部23eと、肉厚部23bに一辺に平行に形成される、光源12を収納するための平行溝22bとを有し、平行溝22bと、傾斜面23dが、端面22e及び端面22fから中央に向かって、個別光射出面23aから離れる方向(単位導光板23の肉厚が厚くなる方向)に傾斜している。
すなわち、単位導光板23は、1つの平行溝22bを備え、この平行溝22bに平行な方向には、導光板22の光出射面14aと同じ長さの個別光射出面23aを持つものである。また、平行溝22aの断面の輪郭線と裏面側の端部を結んだ線とで形成される形状(以下「平行溝22aの形状」ともいう。)は、三角形となる。
As shown in FIG. 4, the light guide plate 22 includes a plurality of unit light guide plates 23.
4 and 5, the unit light guide plate 23 has a rectangular flat light exit surface 22a and a surface facing the light exit surface 22a (individual light exit surface 23a) in the extending direction of the parallel grooves 22b. And an end surface 22e and a back surface 22d having an inclination such that the thickness (thickness) in the direction perpendicular to the light exit surface 22a increases toward the center from the end surface 22f. That is, as shown in FIG. 5B, the unit light guide plate 23 has a shape perpendicular to the light exit surface 23a and parallel to the parallel grooves, with the end surface 22e and the end surface 22f parallel, and the back surface 22d facing the center. It is a pentagonal shape that becomes convex. That is, the back surface 22d has a shape that protrudes in a direction away from the light emission surface 23a on a surface perpendicular to the light emission surface 23a and parallel to the parallel grooves.
Further, as shown in FIG. 5C, the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the parallel grooves 22b is a slope in which the light exit surface 22a is a flat straight line, and the back surface 22d becomes thinner as the distance from the parallel grooves 22b increases. It is the shape which has.
That is, as shown in FIGS. 5A to 5C, the unit light guide plate 23 includes a rectangular and flat individual light emitting surface 23a, a thick portion 23b parallel to one side thereof, and the thick wall. The thin end portions 23c formed in parallel to one side on both sides of the portion 23b, and the thickness is reduced from the thick portion 23b toward the thin end portions 23c on both sides in a direction orthogonal to one side, and the back surface 22d of the light guide plate 22 And a parallel groove 22b for accommodating the light source 12 formed parallel to one side of the thick part 23b. The parallel groove 22b The inclined surface 23d is inclined in the direction away from the individual light exit surface 23a (the direction in which the thickness of the unit light guide plate 23 is increased) from the end surface 22e and the end surface 22f toward the center.
That is, the unit light guide plate 23 includes one parallel groove 22b, and has an individual light exit surface 23a having the same length as the light exit surface 14a of the light guide plate 22 in a direction parallel to the parallel groove 22b. . The shape formed by the contour line of the cross section of the parallel groove 22a and the line connecting the end portions on the back surface side (hereinafter also referred to as “the shape of the parallel groove 22a”) is a triangle.

導光板22(単位導光板23)は、透明樹脂に、光を散乱させるための散乱粒子が混錬分散されて形成されている。導光板22に用いられる透明樹脂の材料としては、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PP(ポリプロピレン)、PC(ポリカーボネート)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、ベンジルメタクリレート、MS樹脂、あるいはCOP(シクロオレフィンポリマー)のような光学的に透明な樹脂が挙げられる。導光板22に混錬分散させる散乱粒子としては、アトシパール、シンコーン、シリカ、ジルコニア、誘電体ポリマなどを用いることができる。このような散乱粒子を導光板22の内部に含有させることによって、均一で輝度むらが少ない照明光を光出射面から出射することができる。
このような導光板22は、押出成形法や射出成形法を用いて製造することができる。
The light guide plate 22 (unit light guide plate 23) is formed by kneading and dispersing scattering particles for scattering light in a transparent resin. Examples of the transparent resin material used for the light guide plate 22 include PET (polyethylene terephthalate), PP (polypropylene), PC (polycarbonate), PMMA (polymethyl methacrylate), benzyl methacrylate, MS resin, or COP (cycloolefin polymer). An optically transparent resin such as As scattering particles to be kneaded and dispersed in the light guide plate 22, Atsipearl, thin cone, silica, zirconia, dielectric polymer, or the like can be used. By including such scattering particles in the light guide plate 22, it is possible to emit uniform illumination light with little unevenness in brightness from the light exit surface.
Such a light guide plate 22 can be manufactured using an extrusion molding method or an injection molding method.

また、導光板22に含まれる散乱粒子の散乱断面積をΦ、導光板の端面から対面までの距離、つまり光源から射出される光が入射する方向における導光板の一方の端面から他方の端面(該端面に対向する面)までの距離、すなわち、本実施形態では、光が入射する方向(単位導光板23の端面22e及び端面22fに垂直な方向、第2LEDアレイ12bまたは第3LEDアレイ12cから射出され端面22eまたは端面22fに入射する光の光軸方向)の導光板の長さをL、導光板22に含まれる散乱粒子の密度(単位体積あたりの粒子数)をN、補正係数をKとした場合に、Φ・N・L・Kの値が1.1以上であり、かつ8.2以下であるという関係を満たしている。導光板22は、このような関係を満たす散乱粒子を含んでいるので、均一で輝度むらが少ない照明光を光出射面から出射することができる。 The scattering cross-sectional area of the scattering particles contained in the light guide plate 22 is Φ, the distance from the end surface of the light guide plate to the opposite surface, that is, from one end surface of the light guide plate to the other end surface in the direction in which the light emitted from the light source is incident ( The distance to the end face, that is, in the present embodiment, the direction in which light enters (the direction perpendicular to the end face 22e and the end face 22f of the unit light guide plate 23, exit from the second LED array 12b or the third LED array 12c). L G is the length of the light guide plate in the optical axis direction of the light incident on the end face 22e or the end face 22f), N p is the density (number of particles per unit volume) of the scattering particles contained in the light guide plate 22, and the correction coefficient is When K C is set, the relationship that the value of Φ · N p · L G · K C is 1.1 or more and 8.2 or less is satisfied. Since the light guide plate 22 includes scattering particles that satisfy such a relationship, it is possible to emit illumination light that is uniform and has less luminance unevenness from the light exit surface.

図4及び図5に示す構造を有する導光板22において、その平行溝22dに配置された第1LEDアレイ12aから放射される光のうち、平行溝22dを形成する側面から導光板22の内部に入射した光は、導光板22の傾斜面23dで反射した後、光出面22aから出射する。この時、導光板22の下面から一部の光が漏洩するが、その漏洩した光は、導光板22の傾斜面23d側に形成された反射部材26により反射して、再び導光板22の内部に入射して光出面22aから出射する。
さらに、端面22e及び端面22fに配置された第2LEDアレイ12b及び第3LEDアレイ12cから射出される光のうち、端面22e及び端面22fから導光板22内部に入射した光は、導光板22の内部に含まれる散乱体(詳細は後述する)によって散乱されつつ、導光板22内部を通過し、そのまま、もしくは、傾斜面23dで反射した後、光出面22aから出射する。このとき、傾斜面23dから一部の光が漏出する場合もあるが、漏出した光は導光板22の傾斜面23dを覆うようにして配置される反射部材26によって反射され再び導光板22の内部に入射する。
このように、光源12からそれぞれ射出された光は、平行溝22b、端面22e及び端面22fから入射し、光出面22aから均一な光として射出される。
In the light guide plate 22 having the structure shown in FIGS. 4 and 5, the light emitted from the first LED array 12a arranged in the parallel groove 22d is incident on the inside of the light guide plate 22 from the side surface forming the parallel groove 22d. The reflected light is reflected by the inclined surface 23d of the light guide plate 22 and then emitted from the light exit surface 22a. At this time, a part of the light leaks from the lower surface of the light guide plate 22, but the leaked light is reflected by the reflecting member 26 formed on the inclined surface 23 d side of the light guide plate 22 and again inside the light guide plate 22. And exits from the light exit surface 22a.
Further, among the light emitted from the second LED array 12b and the third LED array 12c disposed on the end surface 22e and the end surface 22f, the light that has entered the light guide plate 22 from the end surface 22e and the end surface 22f enters the light guide plate 22 inside. While being scattered by the included scatterer (details will be described later), the light passes through the inside of the light guide plate 22 and is reflected from the inclined surface 23d as it is, and then exits from the light exit surface 22a. At this time, a part of the light may leak from the inclined surface 23d, but the leaked light is reflected by the reflecting member 26 arranged so as to cover the inclined surface 23d of the light guide plate 22, and again inside the light guide plate 22 Is incident on.
As described above, the light emitted from the light source 12 is incident from the parallel grooves 22b, the end surface 22e, and the end surface 22f, and is emitted as uniform light from the light exit surface 22a.

なお、本発明においては、光出面22aから射出される光を均一化するために、光出面22aに対し直角、平行方向(奥行き方向)に光束が有効に届くように傾斜面23dの角度(テーパ)を制限している。すなわち、平行溝22dに垂直な方向の傾斜面23dの角度(テーパ)を、第1LEDアレイ12aから射出され、導光板22に入射した光束の一部が光出面22a(裏面)で全反射するような角度にしている。   In the present invention, in order to make the light emitted from the light exit surface 22a uniform, the angle of the inclined surface 23d (taper) so that the light beam can effectively reach the light exit surface 22a at a right angle and in a parallel direction (depth direction). ) Is restricted. That is, the angle (taper) of the inclined surface 23d in the direction perpendicular to the parallel groove 22d is set so that a part of the light beam emitted from the first LED array 12a and incident on the light guide plate 22 is totally reflected by the light exit surface 22a (back surface). At an angle.

光学部材ユニット24は、導光板22の光出射面22aから出射された均一な照明光をより均一にして、照明装置本体14の光出射面14aから均一性がさらに向上した照明光を出射するためのもので、図2および図3に示すように、光出射面14aを構成する、導光板22の平行溝22bと平行なマイクロプリズム列が形成され、導光板22の光出面22aから出射された照明光の集光性を高めて輝度を改善するプリズムシート24aと、導光板22の平行溝22bと垂直なマイクロプリズム列が形成され、導光板22の光出面22aから出射された照明光の集光性を高めて輝度を改善するプリズムシート24bと、導光板22の光出面22aから出射する照明光を拡散して均一化する拡散シート24cとを有する。   The optical member unit 24 makes the uniform illumination light emitted from the light emission surface 22a of the light guide plate 22 more uniform, and emits the illumination light with further improved uniformity from the light emission surface 14a of the illumination device body 14. 2 and 3, a microprism array parallel to the parallel grooves 22b of the light guide plate 22 constituting the light output surface 14a is formed and emitted from the light output surface 22a of the light guide plate 22. A prism sheet 24a that improves the light collection property of the illumination light and improves the brightness, and a microprism array perpendicular to the parallel grooves 22b of the light guide plate 22 are formed, and the collection of the illumination light emitted from the light exit surface 22a of the light guide plate 22 It has a prism sheet 24b that enhances lightness and improves luminance, and a diffusion sheet 24c that diffuses and equalizes the illumination light emitted from the light exit surface 22a of the light guide plate 22.

プリズムシート24a及び24bは、複数のプリズムを平行に配列させることにより形成された透明なシートであり、導光板22の光出面22aから出射する光の集光性を高めて輝度を改善することができる。プリズムシート24aは、そのプリズム列の延在する方向が導光板22の平行溝22bと平行になるように配置され、プリズムシート24bは、垂直になるように配置されている。すなわち、プリズムシート24a及び24bは、プリズム列の延在する方向が互いに垂直になるように配置されている。また、プリズムシート24aは、プリズムの頂角が導光板22の光射出面22aと対向するように配置される。ここで、プリズムシート24a及び24bの配置順序は、導光板の直上に、導光板22の平行溝22bと直交する方向に延在するプリズムを有するプリズムシート24bを配置し、そのプリズムシート24bの上に、導光板22の平行溝22bと平行な方向に延在するプリズムを有するプリズムシート24aを配置しても良い。   The prism sheets 24a and 24b are transparent sheets formed by arranging a plurality of prisms in parallel. The prism sheets 24a and 24b can improve the luminance by improving the condensing property of light emitted from the light exit surface 22a of the light guide plate 22. it can. The prism sheet 24a is arranged so that the extending direction of the prism row is parallel to the parallel grooves 22b of the light guide plate 22, and the prism sheet 24b is arranged to be vertical. That is, the prism sheets 24a and 24b are arranged so that the extending directions of the prism rows are perpendicular to each other. The prism sheet 24 a is arranged so that the apex angle of the prism faces the light exit surface 22 a of the light guide plate 22. Here, the arrangement order of the prism sheets 24a and 24b is such that a prism sheet 24b having a prism extending in a direction orthogonal to the parallel groove 22b of the light guide plate 22 is disposed immediately above the light guide plate, and the prism sheet 24b is placed on the prism sheet 24b. Alternatively, a prism sheet 24 a having a prism extending in a direction parallel to the parallel groove 22 b of the light guide plate 22 may be disposed.

また、図示例では、プリズムシートを用いたが、プリズムシートの代わりに、プリズムに類する光学素子が規則的に配置されたシートを用いても良い。また、レンズ効果を有する素子、例えば、レンチキュラーレンズ、凹レンズ、凸レンズ、ピラミッド型などの光学素子を規則的に備えるシートをプリズムシートの代わりに用いることもできる。   In the illustrated example, a prism sheet is used, but a sheet in which optical elements similar to prisms are regularly arranged may be used instead of the prism sheet. In addition, a sheet that regularly includes an optical element such as a lens effect, for example, a lenticular lens, a concave lens, a convex lens, or a pyramid type can be used instead of the prism sheet.

拡散シート24cは、図2及び図3に示すように、プリズムシート24bの導光板22側の面と反対側の面に配置される。拡散シート24cは、フィルム状部材に光拡散性を付与して形成される。フィルム状部材は、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PP(ポリプロピレン)、PC(ポリカーボネート)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、ベンジルメタクリレート、MS樹脂、あるいはCOP(シクロオレフィンポリマー)のような光学的に透明な樹脂を材料に形成することができる。
拡散シート24cの製造方法は特に限定されないが、例えば、フィルム状部材の表面に微細凹凸加工や研磨による表面粗化を施して拡散性を付与したり、シリカ、酸化チタンもしくは酸化亜鉛等の顔料、または、樹脂、ガラスもしくはジルコニア等のビーズ類などの光を散乱させるための材料をバインダとともに表面に塗工したり、上記の透明樹脂中に光を散乱させる前述の顔料またはビーズ類を混練することで形成される。他には、反射率が高く光の吸収が低い材料で、例えば、Ag、Alのような金属を用いて形成することもできる。
本発明において、拡散シート24cとしては、マットタイプやコーティングタイプの拡散シートを用いることができる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the diffusion sheet 24c is disposed on the surface of the prism sheet 24b opposite to the surface on the light guide plate 22 side. The diffusion sheet 24c is formed by imparting light diffusibility to a film-like member. The film-like member is optically transparent, such as PET (polyethylene terephthalate), PP (polypropylene), PC (polycarbonate), PMMA (polymethyl methacrylate), benzyl methacrylate, MS resin, or COP (cycloolefin polymer). Can be formed into a material.
Although the manufacturing method of the diffusion sheet 24c is not particularly limited, for example, the surface of the film-like member is subjected to surface roughening by fine unevenness processing or polishing to impart diffusibility, or a pigment such as silica, titanium oxide, or zinc oxide, Alternatively, a material for scattering light such as resin, glass or beads such as zirconia is coated on the surface together with a binder, or the above pigment or beads for scattering light is mixed in the transparent resin. Formed with. In addition, it is possible to use a material having high reflectance and low light absorption, for example, using a metal such as Ag or Al.
In the present invention, as the diffusion sheet 24c, a mat type or coating type diffusion sheet can be used.

拡散シート24cは、導光板22の光出面22a(または、プリズムシート24b)から所定の距離だけ離して配置されてもよく、その距離は導光板22の光出面22aからの光量分布に応じて適宜変更することができる。
このように拡散シート24cを導光板22の光出面22aから所定の間隔だけ離すことにより、導光板22の光射出面22aから射出する光が、光射出面22aと拡散シート24cの間で更にミキシング(混合)される。これにより、拡散シート24cを透過して液晶表示パネル4を照明する光の輝度を、より一層均一化することができる。
拡散シート24cを導光板22の光出面22aから所定の間隔だけ離す方法としては、例えば、拡散シート24cと導光板22との間にスペーサを設ける方法などを用いることができる。
The diffusion sheet 24c may be arranged at a predetermined distance from the light exit surface 22a (or the prism sheet 24b) of the light guide plate 22, and the distance is appropriately determined according to the light amount distribution from the light exit surface 22a of the light guide plate 22. Can be changed.
Thus, by separating the diffusion sheet 24c from the light exit surface 22a of the light guide plate 22 by a predetermined distance, light emitted from the light exit surface 22a of the light guide plate 22 is further mixed between the light exit surface 22a and the diffusion sheet 24c. (Mixed). Thereby, the brightness | luminance of the light which permeate | transmits the diffusion sheet 24c and illuminates the liquid crystal display panel 4 can be made further uniform.
As a method of separating the diffusion sheet 24 c from the light exit surface 22 a of the light guide plate 22 by a predetermined distance, for example, a method of providing a spacer between the diffusion sheet 24 c and the light guide plate 22 can be used.

また、光学部材24を配置することに加え、または、光学部材24の配置に替えて、導光板22の光出面22aを加工し、光出面22aに光拡散効果を持たせることが好ましい。具体的には、光出面22aにプリズム等の微細な凹凸を形成すること、光出面22aを砂刷り面にすること、光出面22aに網点を印刷することにより、光の均一性をより向上させることができる。   In addition to the arrangement of the optical member 24, or in place of the arrangement of the optical member 24, it is preferable to process the light exit surface 22a of the light guide plate 22 so that the light exit surface 22a has a light diffusion effect. Specifically, light uniformity is further improved by forming fine irregularities such as prisms on the light exit surface 22a, making the light exit surface 22a a sand-printed surface, and printing halftone dots on the light exit surface 22a. Can be made.

照明装置本体14に用いられる反射部材26は、導光板22の裏面22dに沿って配置され、光源12から射出された照明光の利用効率を向上させるためのもので、導光板22の平行溝22bが形成される裏側に平行溝22bを除く導光板22の裏面22dに沿って配置され、導光板22の背面から漏洩する光を反射して、再び導光板22に入射させる反射シート26aと、隣接する反射シート26a間の、導光板22の各平行溝22bを塞ぐように光源12の背面に配置され、光源12の下面から光を反射して、導光板22の平行溝22bの側壁面から反射光を入射させるリフレクタ26bとを備える。
照明装置本体14は、基本的に、以上のように構成される。
The reflecting member 26 used in the illuminating device main body 14 is disposed along the back surface 22 d of the light guide plate 22 to improve the utilization efficiency of the illumination light emitted from the light source 12, and the parallel grooves 22 b of the light guide plate 22. Is disposed along the back surface 22d of the light guide plate 22 excluding the parallel grooves 22b on the back side where the light guide plate 22 is formed, and reflects the light leaking from the back surface of the light guide plate 22 so as to be incident on the light guide plate 22 again. The light guide plate 22 is disposed on the back surface of the light source 12 so as to block the parallel grooves 22b of the light guide plate 22 between the reflecting sheets 26a. The light is reflected from the lower surface of the light source 12, and is reflected from the side wall surfaces of the parallel grooves 22b of the light guide plate 22. And a reflector 26b for allowing light to enter.
The illumination device body 14 is basically configured as described above.

一方、筐体16は、図3に示すように、照明装置本体14を収納して支持し、かつその光射出面14a側と反射部材26側とから挟み込み、固定するものであり、上面が開放され、上方から照明装置本体14を収納して支持すると共に、その4方の側面を覆う下部筐体30と、照明装置本体14の矩形状の光出射面14aより小さい、上面に開口部16aとなる矩形状の開口が形成され、下面が開放され、導光板組立体14およびこれが収納された下部筐体30をその4方の側面も含め覆うように、これらの上方から被せられる上部筐体32と、下部筐体30の側壁と上部筐体32の側壁との間に嵌挿される凹(U字)型の折返部材34と、下部筐体30の底部に配置され、導光板22の裏面22dを反射部材26を介して支持して、照明装置本体14全体をも支持する導光板支持部材36とを有する。なお、図3には、図示しないが、下部筐体30の裏側には、電源18が取付られている。   On the other hand, as shown in FIG. 3, the housing 16 accommodates and supports the illuminating device main body 14, and is sandwiched and fixed from the light emitting surface 14a side and the reflecting member 26 side, and the upper surface is open. The lighting device main body 14 is housed and supported from above, and the lower housing 30 that covers the four side surfaces thereof, and the opening 16a on the upper surface that is smaller than the rectangular light emitting surface 14a of the lighting device main body 14 are provided. A rectangular opening is formed, the lower surface is opened, and the upper housing 32 is covered from above so as to cover the light guide plate assembly 14 and the lower housing 30 in which the light guide plate assembly 14 is housed, including its four side surfaces. A concave (U-shaped) folding member 34 fitted between the side wall of the lower housing 30 and the side wall of the upper housing 32, and the rear surface 22 d of the light guide plate 22. Is supported by the reflecting member 26, and the lighting device is And a light guide plate supporting member 36 which also supports the entire body 14. Although not shown in FIG. 3, a power source 18 is attached to the back side of the lower housing 30.

ここで、下部筐体30と折返部材34との接合方法、折返部材34と上部筐体32との接合方法としては、ボルトおよびナット等を用いる方法、接着剤を用いる方法等の種々の方法を用いることができる。
上部筐体32は、下部筐体30よりも大きく、少なくとも、照明装置本体14の導光板22の平行溝22bまたはこれに収納された線状光源12に平行な下部筐体30の両端の外側壁面とこれに対向する上部筐体32の両内側壁面との各間隙には、折返部材34が配置される必要があるが、折返部材34は、筐体16の4方の側面において下部筐体30の側壁と上部筐体32の側壁との間に配置されても良い。また、凹状の折返部材34の凹部を補強する補強部材を取り付けることが好ましい。
このように折返部材34を配置することで、筐体16の剛性を高くすることができ、光を均一に効率よく射出させることができる反面、平行溝22bの存在により反りが生じ易い導光板22であっても、反りを矯正し、または、導光板22に反りが生じることを防止でき、輝度むら等を生じさせることなく、良好な光学特性を得ることができる。また、折返部材34の凹部を補強する補強部材を取り付けることで、筐体16の剛性をより高くすることができ、導光板22に反りが生じることをより好適に防止することができる。これにより、より良好な光学特性を得ることができる。
Here, as a method for joining the lower housing 30 and the folding member 34, and a method for joining the folding member 34 and the upper housing 32, various methods such as a method using bolts and nuts, a method using an adhesive, and the like can be used. Can be used.
The upper housing 32 is larger than the lower housing 30 and at least outer wall surfaces at both ends of the lower housing 30 parallel to the parallel grooves 22b of the light guide plate 22 of the illuminating device body 14 or the linear light source 12 housed therein. The folding member 34 needs to be disposed in each gap between the inner wall surface of the upper casing 32 and the upper casing 32 opposed to the lower casing 30 on the four side surfaces of the casing 16. It may be arranged between the side wall of the upper housing 32 and the side wall of the upper housing 32. Moreover, it is preferable to attach the reinforcement member which reinforces the recessed part of the concave folding member 34. FIG.
By disposing the folding member 34 in this way, the rigidity of the housing 16 can be increased, and light can be emitted uniformly and efficiently. On the other hand, the light guide plate 22 is likely to warp due to the presence of the parallel grooves 22b. Even so, it is possible to correct the warp or prevent the light guide plate 22 from warping, and to obtain good optical characteristics without causing uneven brightness. Moreover, the rigidity of the housing | casing 16 can be made higher by attaching the reinforcement member which reinforces the recessed part of the folding | turning member 34, and it can prevent more appropriately that the light guide plate 22 warp. Thereby, better optical characteristics can be obtained.

導光板支持部36は、ポリカーボネート等の樹脂により形成され、図示例では、導光板22の最薄部22cの部分の裏面22dの形状を反転した形状を有する凸状の部材であって、下部筐体30の底部に導光板22の裏面22dに沿って配置されている。   The light guide plate support portion 36 is formed of a resin such as polycarbonate. In the illustrated example, the light guide plate support portion 36 is a convex member having a shape obtained by reversing the shape of the back surface 22d of the thinnest portion 22c of the light guide plate 22, It is arranged along the back surface 22 d of the light guide plate 22 at the bottom of the body 30.

なお、筐体16には、その4つの隅部を接合するL字金具などの止め金具や、面状装置本体14の拡散シート24cと上部筐体30の開口部16aの周縁部との間にゴムなどの弾性材料からなる弾性部材や、面状装置本体14の拡散シート24cの上面全体を保護する保護部材などが設けられていても良い。
筐体16は、基本的に以上のように構成される。
Note that the housing 16 is provided with a fastener such as an L-shaped metal fitting that joins the four corners, or between the diffusion sheet 24 c of the planar device main body 14 and the peripheral edge of the opening 16 a of the upper housing 30. An elastic member made of an elastic material such as rubber or a protective member for protecting the entire upper surface of the diffusion sheet 24c of the planar apparatus main body 14 may be provided.
The housing 16 is basically configured as described above.

電源18は、光源12の第1〜第3LEDアレイ12a、12b、12cのそれぞれのLEDチップ13a、13b、13cと接続されており、LEDチップ13a、13b、13cに所定電圧を供給する。
本発明の導光板を用いる本発明の面状照明装置である面状照明装置10は、基本的に以上のように構成される。
The power source 18 is connected to the LED chips 13a, 13b, 13c of the first to third LED arrays 12a, 12b, 12c of the light source 12, and supplies a predetermined voltage to the LED chips 13a, 13b, 13c.
The planar illumination device 10 that is the planar illumination device of the present invention using the light guide plate of the present invention is basically configured as described above.

この面状照明装置10は、光源12から射出され、平行溝22b、側面22e及び側面22fから導光板22に入射した光が、光出面22aから射出される。導光板22の光出面22aから射出された光は、光学部材ユニット24を透過し、光射出面14aから高輝度かつ均一な光が射出される。   This planar illumination device 10 is emitted from the light source 12, and light incident on the light guide plate 22 through the parallel grooves 22b, the side surface 22e, and the side surface 22f is emitted from the light exit surface 22a. The light emitted from the light exit surface 22a of the light guide plate 22 passes through the optical member unit 24, and high-luminance and uniform light is emitted from the light exit surface 14a.

このように、導光板22を、光射出面と対向する面に平行溝22bが形成され、平行溝から離れるに従って肉厚を薄くし、かつ端面から中央に向かうに従って肉厚を厚くした形状とし、その導光板22の平行溝22b、端面22e及び端面22fにそれぞれ第1〜第3LEDアレイ12a、12b、12cを配置した構成とし、導光板の下面と側面から光を入射させることで、高輝度でかつ輝度むらのない光を光射出面から射出させることができる。
また、導光板の肉厚を端面から中央に向かうに従って厚くすることで、端面から入射する光をより遠い位置まで届かせることができ、平行溝から離れるに従って肉厚を薄くすることで、平行溝から入射する光を確実に光射出面から射出させることができる。
Thus, the light guide plate 22 has a shape in which the parallel grooves 22b are formed on the surface facing the light exit surface, the thickness is reduced as the distance from the parallel grooves increases, and the thickness is increased from the end surface toward the center, The first to third LED arrays 12a, 12b, and 12c are arranged in the parallel grooves 22b, the end surface 22e, and the end surface 22f of the light guide plate 22, respectively. In addition, light with no uneven brightness can be emitted from the light exit surface.
In addition, by increasing the thickness of the light guide plate from the end face toward the center, the light incident from the end face can reach a farther position, and by reducing the thickness as the distance from the parallel groove increases, the parallel groove Can be reliably emitted from the light exit surface.

本実施形態では、平行溝の形状を三角形としたが、これに限定されず、双曲線、楕円、放物線、U字状やその組み合わせ等種々の形状にすることができ、本出願人の出願に係る特開2005−234397号公報の[0040]〜[0058]に開示されているものを適用することもできる。   In the present embodiment, the shape of the parallel groove is a triangle, but is not limited to this, and can be various shapes such as a hyperbola, an ellipse, a parabola, a U-shape or a combination thereof, and the present application relates to the application. Those disclosed in [0040] to [0058] of JP-A-2005-23497 can also be applied.

また、導光板の傾斜面の形状は、平行溝から離れるに従って肉厚が薄くなる形状であれば、本実施形態のように曲面で形成されていてもよく、個別光射出面に対する傾斜角度が一定の平面であってもよいし、傾斜角度が徐々に変化する複数の平面から形成されていてもよい。   In addition, the shape of the inclined surface of the light guide plate may be formed as a curved surface as in the present embodiment as long as the thickness decreases as the distance from the parallel groove increases, and the inclination angle with respect to the individual light exit surface is constant. It may be formed from a plurality of planes whose inclination angle gradually changes.

また、平行溝の延在方向に平行で光射出面に垂直な方向の導光板の裏面は、端面から中央に向かって肉厚が厚くなる形状であれば、本実施形態のように個別光射出面に対する傾斜角度が一定の2つの直線で形成されていても、2つの曲線で形成されていても、傾斜角度が徐々に変化する複数の直線から形成されていてもよい。
裏面は、導光板の中央を通り、平行溝の延在方向に垂直な面を軸として対称形状であることが好ましい。裏面を対称形状とすることで、より均一な光を光射出面から射出させることができる。
In addition, if the back surface of the light guide plate in the direction parallel to the extending direction of the parallel grooves and perpendicular to the light emitting surface is shaped so as to increase in thickness from the end surface toward the center, the individual light emitting is performed as in this embodiment. It may be formed by two straight lines having a constant inclination angle with respect to the surface, may be formed by two curved lines, or may be formed by a plurality of straight lines whose inclination angles gradually change.
It is preferable that the back surface has a symmetrical shape with an axis passing through the center of the light guide plate and perpendicular to the extending direction of the parallel grooves. By making the back surface symmetrical, more uniform light can be emitted from the light exit surface.

また、導光板22に散乱粒子を混錬・分散させて形成したが、本発明はこれに限定されず、導光板22の光出面22a及び/または裏面22dにプリズムを形成して導光板22に入射した光を散乱させても、導光板22の光出面22a及び/または裏面22dに網点シート等のドットパターンを印刷により形成して導光板22に入射した光を散乱させてもよい。   In addition, although the scattering particles are kneaded and dispersed on the light guide plate 22, the present invention is not limited to this, and prisms are formed on the light exit surface 22 a and / or the back surface 22 d of the light guide plate 22 to form the light guide plate 22. Even if the incident light is scattered, a dot pattern such as a halftone dot sheet may be formed on the light exit surface 22a and / or the back surface 22d of the light guide plate 22 by printing to scatter the light incident on the light guide plate 22.

また、本実施形態では、導光板を単位導光板を2つ連結させた形状としたが、連結させる単位導光板の数は特に限定されない。連結させる単位導光板の数を増やすことで、導光板を厚くすることなく、大型化することができる。   In this embodiment, the light guide plate has a shape in which two unit light guide plates are connected, but the number of unit light guide plates to be connected is not particularly limited. By increasing the number of unit light guide plates to be connected, it is possible to increase the size without increasing the thickness of the light guide plate.

また、本実施形態では、導光板の端面に配置した第2LEDアレイ及び第3LEDアレイのそれぞれのLEDチップを等間隔で配置したが、平行溝から入射し、光出面から射出された光の輝度に応じて、配置間隔を調整する、つまり、異なる間隔で配置することが好ましい。
導光板の端面に配置するLEDチップの配置間隔を調整することで、光出面から射出される光の輝度むらをより低減させることができる。
In the present embodiment, the LED chips of the second LED array and the third LED array arranged on the end face of the light guide plate are arranged at equal intervals. However, the luminance of the light incident from the parallel groove and emitted from the light exit surface is increased. Accordingly, it is preferable to adjust the arrangement interval, that is, to arrange them at different intervals.
By adjusting the arrangement interval of the LED chips arranged on the end face of the light guide plate, the luminance unevenness of the light emitted from the light exit surface can be further reduced.

また、光源としては、LEDチップを用いたLEDアレイに限定されず、半導体レーザを列状に配置した光源も用いることができる。
さらに、複数の発光素子を列状に配置した光源に限定されず、冷陰極管(CCFL)、通常の蛍光管、熱陰極管(HCFL)、外部電極管(EEFL)等の線状光源も用いることができる。
ここで、光源として冷陰極管等の線状光源を用いる場合は、平行溝から入射し、光出面から射出される光の輝度に応じて、透過率が調整されたフィルムなどの入光量調整部材を線状光源に貼付け、または、端面に配置することで、上記と同様に光出面から射出された光の輝度むらをより低減させることができる。
Further, the light source is not limited to the LED array using the LED chip, and a light source in which semiconductor lasers are arranged in a row can also be used.
Further, the light source is not limited to a light source in which a plurality of light emitting elements are arranged in a line, and a linear light source such as a cold cathode tube (CCFL), a normal fluorescent tube, a hot cathode tube (HCFL), an external electrode tube (EEFL) is also used. be able to.
Here, when a linear light source such as a cold-cathode tube is used as the light source, the incident light amount adjusting member such as a film whose transmittance is adjusted according to the luminance of the light incident from the parallel groove and emitted from the light exit surface By sticking to the linear light source or arranging it on the end face, the luminance unevenness of the light emitted from the light exit surface can be further reduced in the same manner as described above.

また、上記実施形態では、導光板22の形状を端面22e及び端面22fから中央に向かうに従って肉厚が厚くなる形状としたが、これに限定されない。
図6は、導光板の平行溝と一方の端面のみに光源を配置した照明装置本体62の構成例を示す概略斜視図である。図6に示した照明装置本体62は、光源64と、導光板66と、光学部材ユニット68と、反射部材70とを有する。
Moreover, in the said embodiment, although the shape of the light-guide plate 22 was made into the shape which thickness becomes thick as it goes to the center from the end surface 22e and the end surface 22f, it is not limited to this.
FIG. 6 is a schematic perspective view showing a configuration example of the illuminating device main body 62 in which the light source is arranged only in the parallel groove and one end surface of the light guide plate. The illuminating device main body 62 shown in FIG. 6 includes a light source 64, a light guide plate 66, an optical member unit 68, and a reflecting member 70.

導光板66は、光出面66aと反対側の面となる裏面66dと、光出面66aの反対側の面に所定間隔離間して互いに平行に形成された複数の平行溝66bが形成されている。 つまり、導光板66は、上述の導光板22と同様に、1つの平行溝66bを有する単位導光板67が複数連結されて構成されるものである。
単位導光板67の平行溝66bに垂直な方向の断面形状は、上述の導光板22と同様の形状であり、単位導光板67の平行溝66dの延在方向の形状は、平行溝66dの延在方向と平行な方向の一方の端面66eから他方の端面66fに向かうに従って、光出面66aに垂直な方向の厚みが厚くなるように裏面66dが傾斜した形状である。つまり、単位導光板67(導光板66)の光射出面66aに垂直で平行溝66bに平行な方向の断面形状は、端面66eと端面66fとが平行で、端面66eと光出面66aのなす角及び端面66fと光出面66aとのなす角がいずれも直角となる台形形状である。
The light guide plate 66 is formed with a back surface 66d which is a surface opposite to the light exit surface 66a and a plurality of parallel grooves 66b which are formed in parallel with each other at a predetermined interval on a surface opposite to the light output surface 66a. That is, the light guide plate 66 is configured by connecting a plurality of unit light guide plates 67 having one parallel groove 66b in the same manner as the light guide plate 22 described above.
The cross-sectional shape of the unit light guide plate 67 in the direction perpendicular to the parallel grooves 66b is the same shape as the light guide plate 22 described above, and the shape of the unit light guide plate 67 in the extending direction of the parallel grooves 66d is the extension of the parallel grooves 66d. The back surface 66d is inclined so that the thickness in the direction perpendicular to the light exit surface 66a increases from one end surface 66e in the direction parallel to the existing direction to the other end surface 66f. That is, the sectional shape of the unit light guide plate 67 (light guide plate 66) in the direction perpendicular to the light exit surface 66a and parallel to the parallel groove 66b is such that the end surface 66e and the end surface 66f are parallel, and the angle formed by the end surface 66e and the light output surface 66a. In addition, each of the angles formed by the end surface 66f and the light exit surface 66a is a trapezoidal shape that is a right angle.

光源64は、複数の第1LEDアレイ64aと第2LEDアレイ64bとを有し、第1LEDアレイ64aは、平行溝66bに配置され、第2LEDアレイ64bは、端面66eに対向して配置される。   The light source 64 includes a plurality of first LED arrays 64a and second LED arrays 64b. The first LED array 64a is disposed in the parallel groove 66b, and the second LED array 64b is disposed to face the end surface 66e.

光学部材ユニット68は、2枚のプリズムシート68a、68bと拡散シート68cとを有する。この光学部材ユニット68は、上述した光学部材ユニット24と同様の構成であるので、詳細な説明は省略する。   The optical member unit 68 includes two prism sheets 68a and 68b and a diffusion sheet 68c. Since the optical member unit 68 has the same configuration as the optical member unit 24 described above, a detailed description thereof will be omitted.

反射部材70は、上述した反射部材26と同様に光源64から射出された照明光の利用効率を向上させるためのもので、導光板64の平行溝64bを除く裏面64dに沿って配置された反射フィルム70aと、導光板22の各平行溝64bを塞ぐように光源12の背面に配置されたリフレクタ70bとを備える。
また、図示していないが、面状照明装置60は、さらに、照明装置本体62を収納して支持ずる筐体と、光源に接続された電源とを有するのは、図1に示した面状照明装置10と同様である。
照明装置本体62は、基本的に、以上のように構成される。
The reflection member 70 is for improving the utilization efficiency of the illumination light emitted from the light source 64 as in the case of the reflection member 26 described above. The reflection member 70 is a reflection disposed along the back surface 64d of the light guide plate 64 excluding the parallel grooves 64b. The film 70a and the reflector 70b arrange | positioned at the back surface of the light source 12 so that each parallel groove | channel 64b of the light-guide plate 22 may be plugged up are provided.
Although not shown, the planar lighting device 60 further includes a housing that houses and supports the lighting device main body 62 and a power source connected to the light source. This is the same as the lighting device 10.
The illumination device main body 62 is basically configured as described above.

第1LEDアレイ64aから射出された光のうち、平行溝66dを形成する側面から導光板66の内部に入射した光は、導光板66の傾斜面で反射した後、光出面66aから出射する。この時、導光板66の下面から一部の光が漏洩するが、その漏洩した光は、導光板66の傾斜面側に形成された反射部材70により反射して、再び導光板66の内部に入射して光出面66aから出射する。
さらに、端面66eに配置された第2LEDアレイ64bから射出される光のうち、端面66eから導光板66内部に入射した光は、導光板66の内部に含まれる散乱体(詳細は後述する)によって散乱されつつ、導光板66内部を通過し、そのまま、もしくは、傾斜面で反射した後、光出面66aから出射する。このとき、傾斜面から一部の光が漏出する場合もあるが、漏出した光は導光板66の傾斜面を覆うようにして配置される反射部材70によって反射され再び導光板66の内部に入射する。
このように、光源64から射出された光は、平行溝66b及び端面66eから入射し、光出面66aから均一な光として射出される。
Of the light emitted from the first LED array 64a, the light incident on the inside of the light guide plate 66 from the side surface forming the parallel groove 66d is reflected by the inclined surface of the light guide plate 66 and then emitted from the light exit surface 66a. At this time, a part of the light leaks from the lower surface of the light guide plate 66, but the leaked light is reflected by the reflecting member 70 formed on the inclined surface side of the light guide plate 66 and again enters the light guide plate 66. Incident light is emitted from the light exit surface 66a.
Further, among the light emitted from the second LED array 64b disposed on the end surface 66e, the light incident on the light guide plate 66 from the end surface 66e is scattered by a scatterer (details will be described later) included in the light guide plate 66. The light passes through the inside of the light guide plate 66 while being scattered, and is emitted from the light exit surface 66a as it is or after being reflected by an inclined surface. At this time, a part of light may leak from the inclined surface, but the leaked light is reflected by the reflecting member 70 arranged so as to cover the inclined surface of the light guide plate 66 and is incident on the inside of the light guide plate 66 again. To do.
As described above, the light emitted from the light source 64 enters the parallel groove 66b and the end face 66e, and is emitted as uniform light from the light exit surface 66a.

ここで、本実施形態の導光板も透明樹脂に散乱粒子が混錬分散されており、導光板66に含まれる散乱粒子の散乱断面積をΦ、導光板の端面から対面までの距離、つまり光源から射出される光が入射する方向における導光板の一方の端面から他方の端面(該端面に対向する面)までの距離、すなわち、本実施形態では、光が入射する方向(単位導光板67の端面66e及び端面66fに垂直な方向、第2LEDアレイ64bから射出され端面66eに入射する光の光軸方向)の導光板の長さをL、導光板66に含まれる散乱粒子の密度(単位体積あたりの粒子数)をN、補正係数をKとした場合に、Φ・N・L・Kの値が1.1以上であり、かつ8.2以下であるという関係を満たしている。導光板66は、このような関係を満たす散乱粒子を含んでいるので、均一で輝度むらが少ない照明光を光出射面から出射することができる。 Here, in the light guide plate of the present embodiment, scattering particles are kneaded and dispersed in transparent resin, the scattering cross-sectional area of the scattering particles contained in the light guide plate 66 is Φ, the distance from the end surface of the light guide plate to the opposite surface, that is, the light source The distance from one end surface of the light guide plate to the other end surface (the surface facing the end surface) in the direction in which the light emitted from the light enters, that is, in this embodiment, the direction in which the light enters (of the unit light guide plate 67 The length of the light guide plate in the direction perpendicular to the end face 66e and the end face 66f, the optical axis direction of the light emitted from the second LED array 64b and incident on the end face 66e) is L G , and the density (unit) of the scattering particles contained in the light guide plate 66 When the number of particles per volume) is N p and the correction coefficient is K C , the value of Φ · N p · L G · K C is 1.1 or more and 8.2 or less. Satisfies. Since the light guide plate 66 includes scattering particles that satisfy such a relationship, it is possible to emit illumination light that is uniform and has less luminance unevenness from the light exit surface.

このように、平行溝と一方の端面のみに光源を配置した面状照明装置も、光射出面から均一で高輝度な光を射出させることができる。   As described above, the planar illumination device in which the light source is disposed only in the parallel groove and one end face can also emit uniform and high-luminance light from the light exit surface.

また、図6に示した照明装置本体62においては、一方の端面66eのみに光源を配置し、他方の端面66fには光源を配置しない。つまり、両端面からではなく、一方の端面66eのみからLED光を入射させるため、導光体66の内部を通過したLEDからの光の一部が、その反対側の端面66fに到達することになる。
このようなLEDからの光を、その端面66fにおいて反射させて、再度導光体の内部に入射させるために、その端面66fを鏡面に加工したり、端面66fを覆うような反射板を設けてもよい。
In the illuminating device main body 62 shown in FIG. 6, a light source is disposed only on one end surface 66e, and a light source is not disposed on the other end surface 66f. That is, since LED light is incident only from one end face 66e, not from both end faces, a part of the light from the LED that has passed through the light guide 66 reaches the opposite end face 66f. Become.
In order to reflect the light from such an LED at its end face 66f and make it enter the light guide again, the end face 66f is processed into a mirror surface, or a reflection plate is provided so as to cover the end face 66f. Also good.

次に、面状照明装置10の光源12に用いることができるLEDアレイについて詳細に説明する。
図7(A)に、第2LEDアレイ12bの構成の概略斜視図を、図7(B)に、LEDチップ13bの構成の概略上面図を、図7(C)に、多層LEDアレイ82の構成の概略上面図を、図7(D)に、ヒートシンク80の一実施形態の概略側面図を示す。
LEDチップ13bは、蛍光物質を用いてLEDが発する光を白色光に変換するように構成した単色のLEDである。例えば、単色のLEDとしてGaN系青色LEDを用いた場合には、YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光物質を用いることで、白色光を得ることができる。
Next, the LED array that can be used for the light source 12 of the planar illumination device 10 will be described in detail.
7A is a schematic perspective view of the configuration of the second LED array 12b, FIG. 7B is a schematic top view of the configuration of the LED chip 13b, and FIG. 7C is a configuration of the multilayer LED array 82. FIG. 7D is a schematic side view of an embodiment of the heat sink 80.
The LED chip 13b is a monochromatic LED configured to convert light emitted from the LED into white light using a fluorescent material. For example, when a GaN blue LED is used as a single color LED, white light can be obtained by using a YAG (yttrium, aluminum, garnet) fluorescent material.

ヒートシンク80は、導光板22の一辺に平行な板状の部材であり、導光板22に対向して配置されている。ヒートシンク80は、導光板22に対向した面に、複数のLEDチップ13bを支持している。ヒートシンク80は、銅やアルミニウム等の熱伝導性の良い金属で形成されており、LEDチップ13bから発生する熱を吸収し、外部に放散させる。
また、ヒートシンク80は、本実施形態のように導光板22に対向した面に垂直な方向における長さが、導光板22に対向した面の短辺方向における長さよりも長い形状であることが好ましい。これにより、LEDチップ13bの冷却効率を高めることができる。
ここで、ヒートシンク80は、表面積を広くすることが好ましい。例えば、図7(D)に示すように、ヒートシンク80をLEDチップ13bを支持するベース部80aと、ベース部80aに連結された複数のフィン80bとで構成してもよい。
フィン80bを複数設けることで表面積を広くすることができ、かつ、放熱効果を高くすることができる。これにより、LEDチップ13bの冷却効率を高めることができる。
またヒートシンクは、空冷方式に限定されず、水冷方式も用いることができる。
なお、本実施形態では、LEDチップの支持部としてヒートシンクを用いたが、本発明はこれに限定されず、LEDチップの冷却が必要ない場合は、放熱機能を備えない板状部材を支持部として用いてもよい。
The heat sink 80 is a plate-like member parallel to one side of the light guide plate 22, and is disposed to face the light guide plate 22. The heat sink 80 supports a plurality of LED chips 13 b on the surface facing the light guide plate 22. The heat sink 80 is formed of a metal having good thermal conductivity such as copper or aluminum, and absorbs heat generated from the LED chip 13b and dissipates it to the outside.
The heat sink 80 preferably has a shape in which the length in the direction perpendicular to the surface facing the light guide plate 22 is longer than the length in the short side direction of the surface facing the light guide plate 22 as in this embodiment. . Thereby, the cooling efficiency of LED chip 13b can be improved.
Here, the heat sink 80 preferably has a large surface area. For example, as shown in FIG. 7D, the heat sink 80 may be composed of a base portion 80a that supports the LED chip 13b and a plurality of fins 80b connected to the base portion 80a.
By providing a plurality of fins 80b, the surface area can be increased and the heat dissipation effect can be enhanced. Thereby, the cooling efficiency of LED chip 13b can be improved.
The heat sink is not limited to the air cooling method, and a water cooling method can also be used.
In this embodiment, the heat sink is used as the support portion of the LED chip. However, the present invention is not limited to this, and when cooling of the LED chip is not necessary, a plate-like member having no heat dissipation function is used as the support portion. It may be used.

ここで、図7(B)に示すように、本実施形態のLEDチップ13bは、LEDチップ13bの配列方向の長さよりも、配列方向に直交する方向の長さが短い長方形形状、つまり、後述する導光板22の厚み方向(光出面22aに垂直な方向)が短辺となる長方形形状を有する。言い換えれば、LEDチップ13bは、導光板22の光出面22aに垂直な方向の長さをa、配列方向の長さをbとしたときに、b>aとなる形状である。また、LEDチップ13bの配置間隔をpとするとp>bである。このように、LEDチップ13bの導光板22の光出面22aに垂直な方向の長さa、配列方向の長さb、LEDチップ13bの配置間隔pの関係がp>b>aを満たすことが好ましい。
LEDチップ13bを長方形形状とすることで、大光量の出力を維持しつつ、薄型な光源とすることができる。光源を薄型化することで、面状照明装置を薄型にすることができる。
Here, as shown in FIG. 7B, the LED chip 13b of the present embodiment has a rectangular shape in which the length in the direction orthogonal to the arrangement direction is shorter than the length in the arrangement direction of the LED chip 13b, that is, described later. The light guide plate 22 has a rectangular shape in which the thickness direction (direction perpendicular to the light exit surface 22a) is a short side. In other words, the LED chip 13b has a shape in which b> a, where a is the length perpendicular to the light exit surface 22a of the light guide plate 22 and b is the length in the arrangement direction. Further, when the arrangement interval of the LED chips 13b is p, p> b. As described above, the relationship between the length a in the direction perpendicular to the light exit surface 22a of the light guide plate 22 of the LED chip 13b, the length b in the arrangement direction, and the arrangement interval p of the LED chips 13b satisfies p>b> a. preferable.
By making the LED chip 13b rectangular, a thin light source can be obtained while maintaining a large light output. By reducing the thickness of the light source, the planar illumination device can be reduced in thickness.

なお、LEDチップは、LEDアレイをより薄型にできるため、導光板の厚み方向を短辺とする長方形形状とすることが好ましいが、本発明はこれに限定されず、正方形形状、円形形状、多角形形状、楕円形形状等の種々の形状のLEDチップを用いることができる。   In addition, since the LED chip can make the LED array thinner, it is preferable that the LED chip has a rectangular shape with a short side in the thickness direction of the light guide plate. However, the present invention is not limited to this, and the square shape, circular shape, LED chips having various shapes such as a rectangular shape and an elliptical shape can be used.

また、本実施形態では、LEDアレイを単層としたが、本発明はこれに限定されず、図7(C)に示すように、複数のLEDアレイ24を積層させた構成の多層LEDアレイ82を光源として用いることもできる。このようにLEDを積層させる場合でもLEDチップを長方形形状とし、LEDアレイを薄型にすることで、より多くのLEDアレイを積層させることができる。多層のLEDアレイを積層させる、つまり、LEDアレイ(LEDチップ)の充填率を高くすることで、より大光量を出力することができる。また、LEDアレイのLEDチップと隣接する層のLEDアレイのLEDチップも上述と同様に配置間隔が上記式を満たすことが好ましい。つまり、LEDアレイは、LEDチップと隣接する層のLEDアレイのLEDチップとを所定距離離間させて積層させることが好ましい。   In the present embodiment, the LED array is a single layer, but the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 7C, a multilayer LED array 82 having a configuration in which a plurality of LED arrays 24 are stacked. Can also be used as a light source. Even when LEDs are stacked in this way, more LED arrays can be stacked by making the LED chip rectangular and thinning the LED array. By stacking the multilayer LED arrays, that is, by increasing the filling rate of the LED arrays (LED chips), a larger amount of light can be output. In addition, the LED chip of the LED array in the layer adjacent to the LED chip of the LED array preferably has the arrangement interval satisfying the above formula as described above. In other words, the LED array is preferably laminated with the LED chip and the LED chip of the LED array in the adjacent layer separated by a predetermined distance.

LEDアレイ24の各LEDチップ13bの光射出側には、カップリングレンズ28としてボールレンズが配置されている。カップリングレンズ28は、各LEDチップ13bに対応して配置されている。各LEDチップ13bから出射した光は、カップリングレンズ28によって平行光にされ、導光板22の光混合部(図示せず)に入射する。
ここでは、カップリングレンズとしてボールレンズを用いたが、これに限らず、LEDが発する光を平行光にすることができれば特に限定されない。カップリングレンズには、例えば、シリンドリカルレンズ、レンチキュラ、かまぼこ型のレンズ、フレネルレンズなどを用いることもできる。
A ball lens is disposed as a coupling lens 28 on the light emission side of each LED chip 13 b of the LED array 24. The coupling lens 28 is disposed corresponding to each LED chip 13b. The light emitted from each LED chip 13b is collimated by the coupling lens 28 and enters a light mixing portion (not shown) of the light guide plate 22.
Here, the ball lens is used as the coupling lens. However, the present invention is not limited to this, and the coupling lens is not particularly limited as long as the light emitted from the LED can be converted into parallel light. As the coupling lens, for example, a cylindrical lens, a lenticular, a kamaboko type lens, a Fresnel lens, or the like can be used.

上記実施形態では、白色光を発光するLEDを用いたが、本発明はこれに限定されない。例えば、赤色、緑色及び青色の3色のLEDを用い、カップリングレンズにより各LEDが発する光を混色することで白色光を得ることもできる。   In the said embodiment, although LED which light-emits white light was used, this invention is not limited to this. For example, white light can be obtained by using LEDs of three colors of red, green, and blue and mixing the light emitted from each LED by a coupling lens.

以下に、3色のLEDで構成されるLEDアレイを用いた光源の一例を説明する。図8は、3色のLEDで構成されるLEDアレイを用いた光源の概略構成図である。
光源90は、LEDアレイ92とカップリングレンズ94を備える。LEDアレイ92は、赤色、緑色及び青色の3種類の発光ダイオード(以下、それぞれR−LED96、G−LED98及びB−LED99という)を用いて形成される複数のRGB−LED94が一列に配置されて構成されている。図8に、複数のRGB−LED94の配置の様子を模式的に示す。図8に示すように、R−LED96、G−LED98及びB−LED99が規則的に配置されている。
また、図9に示すように、RGB−LED94は、R−LED96、G−LED98及びB−LED100からそれぞれ出射する光が所定の位置において交差するように、3種類のLED(R−LED96、G−LED98及びB−LED99)の光軸の向きが調整されている。このように3種類のLEDを調整することによって、それらLEDの光が混色されて白色光とされる。
3原色のLED(R−LED96、G−LED98及びB−LED99)を用いて構成されたRGB−LED94は、従来バックライト用光源として使用される冷陰極管(CCFL)と比較して色再現領域が広く色純度が高いため、このRGB−LED94をバックライト用光源として使用した場合には、従来よりも色再現性が高くなり、鮮やかな色彩の画像を表示することが可能になる。
Below, an example of the light source using the LED array comprised by LED of three colors is demonstrated. FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a light source using an LED array composed of three color LEDs.
The light source 90 includes an LED array 92 and a coupling lens 94. In the LED array 92, a plurality of RGB-LEDs 94 formed by using three types of light-emitting diodes of red, green, and blue (hereinafter referred to as R-LED 96, G-LED 98, and B-LED 99, respectively) are arranged in a line. It is configured. FIG. 8 schematically shows how the plurality of RGB-LEDs 94 are arranged. As shown in FIG. 8, R-LED 96, G-LED 98, and B-LED 99 are regularly arranged.
Further, as shown in FIG. 9, the RGB-LED 94 includes three types of LEDs (R-LED 96, G-type) so that light emitted from the R-LED 96, G-LED 98, and B-LED 100 intersects at predetermined positions. -The orientation of the optical axis of the LED 98 and B-LED 99) is adjusted. By adjusting the three types of LEDs in this way, the light from these LEDs is mixed into white light.
The RGB-LED 94 constituted by using three primary color LEDs (R-LED 96, G-LED 98 and B-LED 99) has a color reproduction region as compared with a cold cathode tube (CCFL) conventionally used as a light source for a backlight. Therefore, when this RGB-LED 94 is used as a light source for backlight, color reproducibility is higher than in the prior art and a vivid color image can be displayed.

図8及び図9に示すように、RGB−LED94の各LEDの光射出側にカップリングレンズ100として3つのボールレンズ102、104及び106が配置されている。ボールレンズ102、104及び106は、各LEDに対応して配置されている。すなわち、1つのRGB−LED94について3つのボールレンズ102、104及び106が組み合わされて用いられている。各LED(R−LED96、G−LED98及びB−LED99)から出射した光は、ボールレンズ102、104及び106によって平行光にされる。そして、所定の位置で交わって白色光にされた後、導光板22の光混合部(図示せず)に入射する。3つのボールレンズ102、104及び106を組み合わせて用いたカップリングレンズは、3軸を持ったレンズであり、RGB−LEDの各LEDの光を1点に絞り込んでミキシングすることができる。
ここでは、カップリングレンズとしてボールレンズを用いたが、これに限らず、LEDが発する光を平行光にすることができれば特に限定されない。カップリングレンズには、例えば、シリンドリカルレンズ、レンチキュラ、かまぼこ型のレンズ、フレネルレンズなどを用いることもできる。
As shown in FIGS. 8 and 9, three ball lenses 102, 104, and 106 are arranged as coupling lenses 100 on the light emission side of each LED of the RGB-LED 94. Ball lenses 102, 104, and 106 are arranged corresponding to the respective LEDs. That is, three ball lenses 102, 104, and 106 are used in combination for one RGB-LED 94. Light emitted from each LED (R-LED 96, G-LED 98 and B-LED 99) is collimated by ball lenses 102, 104 and 106. Then, after intersecting at a predetermined position to be white light, it is incident on a light mixing portion (not shown) of the light guide plate 22. A coupling lens using a combination of the three ball lenses 102, 104, and 106 is a lens having three axes, and the light of each LED of RGB-LED can be narrowed down to one point and mixed.
Here, the ball lens is used as the coupling lens. However, the present invention is not limited to this, and the coupling lens is not particularly limited as long as the light emitted from the LED can be converted into parallel light. As the coupling lens, for example, a cylindrical lens, a lenticular, a kamaboko type lens, a Fresnel lens, or the like can be used.

また、導光板22の端面22e及び/又は端面22fに対向するようにLEDアレイを配置せずに、ライトガイドを用いてLEDアレイの各LEDまたは各LEDチップが発する光を導光板に導いてもよい。ライトガイドは、光ファイバや、透明樹脂からなる導光路等を用いて構成することができる。
光源としてLEDアレイを用い、そのLEDアレイを導光板22の側面近傍に配置した場合には、LEDアレイを構成する各LEDの発熱により導光板22が変形したり、溶融する恐れがある。そこで、LEDアレイを導光板22の側面から離れた位置に配置し、ライトガイドを用いてLEDが発する光を導光板22に導くことにより、LEDの発熱による導光板22の変形及び溶融を防止することができる。
Further, the light emitted from each LED or each LED chip of the LED array may be guided to the light guide plate using the light guide without arranging the LED array so as to face the end surface 22e and / or the end surface 22f of the light guide plate 22. Good. The light guide can be configured using an optical fiber, a light guide made of a transparent resin, or the like.
When an LED array is used as the light source and the LED array is disposed in the vicinity of the side surface of the light guide plate 22, the light guide plate 22 may be deformed or melted by the heat generated by the LEDs constituting the LED array. Therefore, the LED array is disposed at a position away from the side surface of the light guide plate 22, and light emitted from the LEDs is guided to the light guide plate 22 using a light guide, thereby preventing the light guide plate 22 from being deformed and melted due to the heat generated by the LEDs. be able to.

ここで、上記実施形態では、LEDアレイを導光板の端面に配置したLEDアレイ12bとして説明したが、導光板の平行溝に配置されるLEDアレイの場合も同様の構成のLEDアレイを用いることができる。
平行溝に上記構成のLEDアレイを配置する場合は、ヒートシンクを小型化する、光射出面に平行な方向に幅広の形状にする等することで、配置スペースを小さくすることができる、照明装置本体を薄型にすることができる。
なお、導光板の平行溝に配置するLEDアレイは、上記に限定されず、種々の特性のLEDを用いることができる。
Here, in the above-described embodiment, the LED array is described as the LED array 12b in which the LED array is disposed on the end surface of the light guide plate. However, in the case of the LED array disposed in the parallel groove of the light guide plate, the LED array having the same configuration may be used. it can.
When the LED array having the above configuration is arranged in the parallel groove, it is possible to reduce the arrangement space by reducing the size of the heat sink or making it wide in the direction parallel to the light emitting surface. Can be made thin.
In addition, the LED array arrange | positioned in the parallel groove | channel of a light-guide plate is not limited above, LED of various characteristics can be used.

以上、本発明の導光板及び導光板を用いる面状照明装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施態様に限定はされず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。   As described above, the light guide plate and the planar lighting device using the light guide plate according to the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, you may do it.

本発明の面状照明装置の一実施形態の光出射面側から見た外観を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the external appearance seen from the light-projection surface side of one Embodiment of the planar illuminating device of this invention. 図1に示す面状照明装置の一実施形態の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of one Embodiment of the planar illuminating device shown in FIG. 図2に示す面状照明装置に用いられる1つの単位導光板に対応する照明装置本体の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the illuminating device main body corresponding to one unit light-guide plate used for the planar illuminating device shown in FIG. 図2に示す面状照明装置の光源及び導光板を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the light source and light-guide plate of the planar illuminating device shown in FIG. (A)〜(C)は、それぞれ図4に示す導光板の1つの単位導光板の正面図、長手方向の側面図、短手方向の側面図である。(A)-(C) are the front views, the side view of a longitudinal direction, and the side view of a transversal direction of one unit light guide plate of the light guide plate shown in FIG. 4, respectively. 本発明の他の実施形態の面状照明装置に用いられる1つの単位導光板に対応する照明装置本体の概略奢侈図である。It is a schematic diagram of the illuminating device main body corresponding to one unit light-guide plate used for the planar illuminating device of other embodiment of this invention. (A)は、図2に示した面状照明装置の光源に用いられるLEDアレイの構成の一実施例を示す概略斜視図であり、(B)は、(A)に示すLEDアレイのLEDチップの概略正面図であり、(C)は、(A)のLEDアレイを用いる多層LEDアレイの構成を示す概略正面図であり、(D)は、ヒートシンクの一実施形態を示す概略側面図である。(A) is a schematic perspective view which shows one Example of a structure of the LED array used for the light source of the planar illuminating device shown in FIG. 2, (B) is the LED chip of the LED array shown to (A) FIG. 2C is a schematic front view showing a configuration of a multilayer LED array using the LED array of FIG. 1A, and FIG. 3D is a schematic side view showing an embodiment of a heat sink. . 赤色、緑色及び青色の3種類の発光ダイオードを用いて構成される複数のRGB−LEDの配置の様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the mode of arrangement | positioning of several RGB-LED comprised using three types of light emitting diodes of red, green, and blue. RGB−LEDとカップリングレンズの模式図である。It is a schematic diagram of RGB-LED and a coupling lens.

符号の説明Explanation of symbols

10、60 面状照明装置
12、64 光源
12a、64a 第1LEDアレイ
12b、64b 第2LEDアレイ
12c 第3LEDアレイ
13a、13b、13c LEDチップ
14、62 照明装置本体
14a 光出射面
16 筐体
16a 開口部
18 電源
22、66 導光板
22a、66a 光出面
22b、66b 平行溝
22c、66c 最薄部
22d、66d 裏面
22e、22f、66e、66f 端面
23 単位導光板
23a、67a 個別光射出面
23b 厚肉部
23c 薄肉端部
23d 傾斜面
23e 傾斜背面部
24、68 光学部材ユニット
24a 拡散シート
24b、24c プリズムシート
26、70 反射部材
26a 反射フィルム
26b リフレクタ
30 下部筐体
32 上部筐体
34 折返部材
36 導光板支持部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 60 Planar illuminating device 12, 64 Light source 12a, 64a 1st LED array 12b, 64b 2nd LED array 12c 3rd LED array 13a, 13b, 13c LED chip 14, 62 Illuminating device main body 14a Light-emitting surface 16 Housing | casing 16a Opening part 18 Power supply 22, 66 Light guide plate 22a, 66a Light exit surface 22b, 66b Parallel groove 22c, 66c Thinnest part 22d, 66d Back surface 22e, 22f, 66e, 66f End face 23 Unit light guide plate 23a, 67a Individual light exit surface 23b Thick part 23c Thin end portion 23d Inclined surface 23e Inclined back surface portion 24, 68 Optical member unit 24a Diffusion sheet 24b, 24c Prism sheet 26, 70 Reflective member 26a Reflective film 26b Reflector 30 Lower housing 32 Upper housing 34 Folding member 36 Light guide plate support Element

Claims (8)

平坦な光出面と、
前記光出面に対向する面と、
前記光出面に対向する面に、互いに所定間隔離間して平行に形成された複数の平行溝とを有し、
前記光出面に対向する面は、前記平行溝の延在方向に直交する方向において、前記平行溝から離れるに従って前記光出面に垂直な方向の厚みが薄くなり、かつ、前記平行溝の延在方向と平行な方向において、端面から中央に向かうに従って、前記光出面に垂直な方向の厚みが厚くなるように傾斜した形状であることを特徴とする導光板。
A flat light exit surface,
A surface facing the light exit surface;
A plurality of parallel grooves formed in parallel to be spaced apart from each other by a predetermined distance on a surface facing the light exit surface;
In the direction orthogonal to the extending direction of the parallel grooves, the surface facing the light emitting surface becomes thinner in the direction perpendicular to the light emitting surface as the distance from the parallel grooves increases, and the extending direction of the parallel grooves The light guide plate has a shape that is inclined so that the thickness in the direction perpendicular to the light exit surface increases from the end face toward the center in a direction parallel to the end face.
さらに、内部を伝搬する光を散乱する散乱粒子を有し、
前記散乱粒子は、下記式(1)を満たす請求項1に記載の導光板。
1.1≦Φ・N・L・K≦8.2 式(1)
(ただし、前記散乱粒子の散乱断面積をΦ、前記導光板の端面から対面までの距離をL、前記散乱粒子の密度をN、補正係数をKとし、前記Kを0.005≦K≦0.1とする)
Furthermore, it has scattering particles that scatter light propagating inside,
The light guide plate according to claim 1, wherein the scattering particles satisfy the following formula (1).
1.1 ≦ Φ · N p · L G · K C ≦ 8.2 Formula (1)
(However, the scattering cross section of the scattering particles [Phi, distance L G to face from the end face of the light guide plate, the density of the scattering particles N p, a correction coefficient is K C, 0.005 said K C ≦ K C ≦ 0.1)
請求項1又は2に記載の導光板と、
複数の光源とを有し、
前記光源は、前記導光板の平行溝及び前記導光板の前記平行溝の延在方向の端面に配置され、前記平行溝及び前記端面から前記導光板に光を入射させる面状照明装置。
The light guide plate according to claim 1 or 2,
A plurality of light sources,
The said light source is a planar illuminating device which is arrange | positioned at the end surface of the extension direction of the parallel groove of the said light guide plate and the said light guide plate, and makes light inject into the said light guide plate from the said parallel groove and the said end surface.
前記導光板の前記平行溝の延在方向の端面に配置される前記光源は、列状に配置された複数のLED素子であり、
前記LED素子は、前記平行溝に配置された前記光源から射出され前記導光板に入射し前記光出面から射出する光の輝度に応じて、異なる間隔で配置されている請求項3に記載の面状照明装置。
The light source arranged on the end face of the light guide plate in the extending direction of the parallel grooves is a plurality of LED elements arranged in a row,
4. The surface according to claim 3, wherein the LED elements are arranged at different intervals according to the luminance of light emitted from the light source arranged in the parallel groove, incident on the light guide plate, and emitted from the light exit surface. Illuminator.
平坦な光出面と、
前記光出面に対向する面と、
前記光出面に対向する面に、互いに所定間隔離間して平行に形成された複数の平行溝とを有し、
前記光出面に対向する面は、前記平行溝の延在方向に直交する方向において、前記平行溝から離れるに従って前記光出面に垂直な方向の厚みが薄くなり、かつ、前記平行溝の延在方向と平行な方向において、一方の端面から他方の端面に向かうに従って、前記光出面に垂直な方向の厚みが厚くなるように傾斜した形状であることを特徴とする導光板。
A flat light exit surface,
A surface facing the light exit surface;
A plurality of parallel grooves formed in parallel to be spaced apart from each other by a predetermined distance on a surface facing the light exit surface;
In the direction orthogonal to the extending direction of the parallel grooves, the surface facing the light emitting surface becomes thinner in the direction perpendicular to the light emitting surface as the distance from the parallel grooves increases, and the extending direction of the parallel grooves The light guide plate has a shape that is inclined so that the thickness in the direction perpendicular to the light exit surface increases from one end face to the other end face in a direction parallel to the first end face.
さらに、内部を伝搬する光を散乱する散乱粒子を有し、
前記散乱粒子は、下記式(1)を満たす請求項5に記載の導光板。
1.1≦Φ・N・L・K≦8.2 式(1)
(ただし、前記散乱粒子の散乱断面積をΦ、前記導光板の端面から対面までの距離をL、前記散乱粒子の密度をN、補正係数をKとし、前記Kを0.005≦K≦0.1とする)
Furthermore, it has scattering particles that scatter light propagating inside,
The light guide plate according to claim 5, wherein the scattering particles satisfy the following formula (1).
1.1 ≦ Φ · N p · L G · K C ≦ 8.2 Formula (1)
(However, the scattering cross section of the scattering particles [Phi, distance L G to face from the end face of the light guide plate, the density of the scattering particles N p, a correction coefficient is K C, 0.005 said K C ≦ K C ≦ 0.1)
請求項5又は6に記載の導光板と、
複数の光源とを有し、
前記光源は、前記導光板の平行溝及び前記導光板の前記平行溝の延在方向において前記光出面に垂直な方向の厚みが薄い側の端面に配置され、前記平行溝及び一方の端面から前記導光板に光を入射させる面状照明装置。
The light guide plate according to claim 5 or 6,
A plurality of light sources,
The light source is disposed on an end surface on a side where the thickness in the direction perpendicular to the light exit surface is thin in the extending direction of the parallel groove of the light guide plate and the parallel groove of the light guide plate, and the parallel groove and the one end surface A planar illumination device that makes light incident on a light guide plate.
前記導光板の前記平行溝の延在方向の端面に配置される前記光源は、列状に配置された複数のLED素子であり、
前記LED素子は、前記平行溝に配置された前記光源から射出され前記導光板に入射し前記光出面から射出する光の輝度に応じて、異なる間隔で配置されている請求項7に記載の面状照明装置。
The light source arranged on the end face of the light guide plate in the extending direction of the parallel grooves is a plurality of LED elements arranged in a row,
8. The surface according to claim 7, wherein the LED elements are arranged at different intervals according to the luminance of light emitted from the light source arranged in the parallel groove, incident on the light guide plate, and emitted from the light exit surface. Illuminator.
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