CN101551086A - 导光板以及面状照明装置 - Google Patents
导光板以及面状照明装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101551086A CN101551086A CNA2009101276376A CN200910127637A CN101551086A CN 101551086 A CN101551086 A CN 101551086A CN A2009101276376 A CNA2009101276376 A CN A2009101276376A CN 200910127637 A CN200910127637 A CN 200910127637A CN 101551086 A CN101551086 A CN 101551086A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- face
- lgp
- scattering particles
- light entrance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Planar Illumination Modules (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
本发明公开一种导光板以及面状照明装置,其中,该导光板备有:矩形状的光射出面;光入射面,其分别包含所述光射出面的相面对的两条长边,并配置于相互面对的位置;对称的两个倾斜面,其随着从这些的两个光入射面向所述光射出面的中央分别从所述光射出面离开的距离变远;以及接合部,其对这些的两个的倾斜面进行接合,并包含对在其内部传播的光进行散射的散射粒子,光射出面以及倾斜面的至少一方,仅在包含与所述光入射面的接线的所述光入射面侧的区域即外端区域形成多个沟槽状或点状的凹部。
Description
背景技术
本发明涉及一种从光源射出的光入射而在内部传播、散射并从光射出面射出的导光板,以及具有该导光板和光源并对屋内外进行照明的面状照明装置,或者作为对液晶显示装置的液晶面板进行照明的背光灯(バツクライト)、广告面板、广告塔、看板等背光灯而使用的面状照明装置。
技术领域
在液晶显示装置中,使用从液晶显示面板的里(裏)面侧照射光对液晶显示面进行照明的背光灯单元。背光灯单元使用对照明用的光源发出的光扩散而对液晶显示面板进行照射的导光板、将从导光板出射的光进行均一化的棱镜(プリズム)薄板(薄板)、扩散薄板等部品而构成。
当前,关于大型的液晶电视的背光灯单元,在照明用的光源的正上配置导光板的所谓的正下型方式是主流。在该方式中,将多根作为光源的冷阴极管配置在液晶显示面板的背面,并将内部作为白色的反射面而确保均一的光量分布和必要的辉度。
然而,在正下型的背光灯单元中,为了使光量分布均一,对于液晶显示面板垂直方向的厚度需要是30mm左右,在此以上的薄型化较为困难。
这里,作为能够薄型化的背光灯单元,具有使用如下那样的导光板的背光灯单元:将从照明用的光源射出并入射的光沿规定方向导入,并从作为与所入射的面不同的面的光射出面射出的导光板。
作为使用这种导光板的背光灯单元,已经提案了使用在透明树脂中混入用于使光散射的散射粒子的导光板方式(例如,专利文献1~4参照)的背光灯单元。
例如,在专利文献1中,记载了一种光散射导光光源装置,该光散射导光光源装置的特征在于,具备:光散射导光体,其具有至少1个的光入射区域以及至少1个的光取出面区域;以及光源机构,其用于从所述光入射面区域进行光入射。并且所述光散射导光体具有:持有随着从所述光入射面远离而使厚度减小的倾向的区域。
另外,在专利文献2中,记载了一种面光源装置,该面光源装置,备有:光散射导光体;配置于光散射导光体的光取出面侧的棱镜薄板;配置在光散射导光体的里面侧的反射体。另外,在专利文献3中,记载了一种液晶显示器,该液晶显示器备有:光入射面,其具有棱镜(プリズム)列状的重复起伏;以及光出射方向修正元件,其备有赋予光扩散性的光射出面并由板状的光学材料构成。在专利文献4中记载了一种光源装置,其备有:光散射导光体,其对内部赋予散射能;以及光供给机构,其从所述光散射导光体的端面部,进行光供给。
另外,作为导光板,除了上述以外还提案了:中间部的厚度与入射侧的端部以及相面对侧的端部的厚度相比较大地形成的导光板;具有随着从入光部远离厚度变厚的方向倾斜的反射面的导光板;具有表面部和里面部之间的距离在入射部变得最小、而在离入射部最大距离处厚度变得最大这样的形状的导光板(例如,参照专利文献5~8)。
【专利文献1】特开平07-36037号公报
【专利文献2】特开平08-248233号公报
【专利文献3】特开平08-271739号公报
【专利文献4】特开平11-153963号公报
【专利文献5】特开2003-90919号公报
【专利文献6】特开2004-171948号公报
【专利文献7】特开2005-108676号公报
【专利文献8】特开2005-302322号公报
然而,在使用随着从光源远离厚度变薄的导光板的串列(タンデム)方式等背光灯单元中,虽然能够实现薄型的装置,但是存在由于冷阴极管和反射器(リフレクタ)的相对尺寸的关系而在光利用效率方面比正下型变劣的问题。另外,对于使用在导光板上形成的沟槽中收置冷阴极管的形状的导光板的情况,虽然能够做成随着从冷阴极管远离使厚度变薄的形状,但是存在如下问题:即若使导光板的厚度变薄,则配置于沟槽中的冷阴极管的正上的辉度变强,光射出面的辉度不均变得显著。并且,这些方式的导光板,均是形状较为复杂,因此加工成本提高、大型,例如作为画面尺寸37英寸以上,特别是50英寸以上的液晶电视的背光灯用的导光板时,存在高成本的问题。
另外,在专利文献5~8中,提案了一种为了制造稳定化和/或抑制利用多重反射的辉度(光量)不均,而随着从光入射面远离而使厚度变厚的导光板。但是这些导光板是透明体,从光源入射的光会原样向相反方向的端部侧漏光,需要在下面附加棱镜或点图案(ドツトパタ一ン)。
另外,虽然也有在与光入射面相反侧的端部配置反射构件使所入射的光多重反射并从光射出面射出的方法,但是为了大型化而需要使导光板较厚,从而变得笨重,成本提高。另外,产生光源的透射不均(写りこみ),辉度不均之类的问题。
另一方面,在使用平板型导光板的侧灯(サイドライト)方式中,为了使入射光从光射出面效率较高地射出,而在内部分散微小的散射粒子。在这种平板形状的导光板中,即使使散射微粒子均一地分散,但如果实现大画面化,则若散射微粒子浓度是0.30wt%,则虽然能够确保光利用效率83%,但是如图25中实线所表示的照度分布那样,中央部变暗,亮度方面产生不均,即产生辉度不均,存在不能被辨认(視認)的问题。
为了使该辉度不均平坦化,需要降低散射微粒子的浓度而增加来自前端的漏散光,结果产生利用效率的降低。另外,存在辉度也降低的问题。例如,在同一条件下,若使散射微粒子浓度为0.10wt%,则如图25中点线(点线)所表示的那样,虽然能够大幅度地降低辉度不均,但是存在辉度降低、光利用效率也降低到43%的问题。
此外,大型的液晶电视等大型显示仪中所要求的光射出面上的亮度的分布,是在画面的中央部附近与周边部相比更亮的分布的所谓的中高分布,如吊钟状的分布。然而,在散射微粒子分散的平板形状的导光板中,存在如下问题:即虽然使散射微粒子的浓度下降而能够得到平坦的亮度的分布,但是不能够实现中高的亮度的分布。
此外,在薄型背光灯使用中,与串列(タンデム)方式的导光板相反,考虑使用随着从光源远离厚度变厚的导光板,但是存在如下问题:即对于能够实现薄型化、在画面全体能够得到平坦的辉度、并且能够得到大画面的薄型液晶电视所要求的画面的中央部附近与周边部相比更亮的分布、所谓的中高亮度分布,完全没有公开,并且完全没有考虑。
另外,为了将这些在内部分布有散射粒子的导光板的厚度减薄,并实现大型化,并为了使光达到更远而有必要使散射粒子的配置密度(粒子浓度)为低密度。如此,若使散射粒子的配置密度为低密度,则存在如下问题:即光入射面的近旁的散射粒子也成为低密度,光扩散的程度变小,在光入射面的近旁,容易产生辉度不均。
本发明的目的在于提供一种如下那样的导光板以及使用该导光板的面状照明装置,其解决了上述以往技术的问题点,是大型且薄型的形状,光利用效率较高,且能够出射辉度不均较少的光,能够得到大画面的薄型液晶电视中所要求的画面的中央部附近与周边部相比更亮的分布、所谓的中高的或吊钟状的亮度分布,并且故障少或没有故障。
为了实现上述目的,本发明的第1方式提供一种导光板,其特征在于,备有:矩形状的光射出面;两个光入射面,其分别包含所述光射出面的相面对的两条长边,并配置于相互面对的位置;对称的两个倾斜面,其随着从这些的两个光入射面向所述光射出面的中央分别从所述光射出面离开的距离变远;以及接合部,其对这些的两个的倾斜面进行接合,并包含对在其内部传播的光进行散射的散射粒子,所述光射出面以及所述倾斜面的至少一方,仅在包含与所述光入射面的接线的所述光入射面侧的区域即外端区域形成多个沟槽状或点状的凹部。
这里,优选为,所述外端区域从与所述光入射面相接的边到所述接合部侧的端部的长度为5mm以上20mm以下。
另外,优选为,所述光射出面以及所述倾斜面中,形成了所述凹部的区域以外的区域是平滑的形状。
另外,优选为,所述凹部的剖面为三角形状。
另外,优选为,所述凹部,是沿着与从所述光入射面朝向所述接合部的方向平行的方向而延伸的沟槽形状。
另外,优选为,所述凹部是球面状的凹部。
此外,优选为,所述接合部是弯曲形状。
另外,优选为,所述导光板中,所述两个的光入射面间的导光长是480mm以上、500mm以下,所述散射粒子的粒径是4.0μm以上、12.0μm以下,所述散射粒子的浓度是0.02wt%以上、0.22wt%以下,并且,所述散射粒子的粒径以及浓度,在以所述散射粒子的粒径(μm)为横轴,以所述散射粒子的粒子浓度(wt%)为纵轴的曲线图中,位于由6点(4.0,0.02)、(4.0,0.085)、(7.0,0.03)、(7.0,0.12)、(12.0,0.06)以及(12.0,0.22)所围成的区域内,对从所述两个的光入射面入射的光从所述光射出面射出的比例进行表示的光的利用效率是55%以上,对从所述光射出面的中央部射出的光的辉度相对于从所述光射出面的所述入射面近旁射出的光的辉度的比例进行表示的所述光射出面的辉度分布的中高程度,超过0%、而在25%以下。
另外,优选为,所述导光板中,所述两个的光入射面间的导光长是515mm以上、620mm以下,所述散射粒子的粒径是4.0μm以上、12.0μm以下,所述散射粒子的浓度是0.015wt%以上、0.16wt%以下,并且,所述散射粒子的粒径以及浓度,在以所述散射粒子的粒径(μm)为横轴、以所述散射粒子的粒子浓度(wt%)为纵轴的曲线图中,位于由6点(4.0,0.015)、(4.0,0.065)、(7.0,0.02)、(7.0,0.09)、(12.0,0.035)以及(12.0,0.16)所围成的区域内。
另外,优选为,所述导光板中,所述两个的光入射面间的导光长是625mm以上、770mm以下,所述散射粒子的粒径是4.0μm以上、12.0μm以下,所述散射粒子的浓度是0.01wt%以上、0.12wt%以下,并且,所述散射粒子的粒径以及浓度,在以所述散射粒子的粒径(μm)为横轴、以所述散射粒子的粒子浓度(wt%)为纵轴的曲线图中,位于由6点(4.0,0.01)、(4.0,0.05)、(7.0,0.01)、(7.0,0.06)、(12.0,0.02)以及(12.0,0.12)所围成的区域内。
另外,优选为,所述导光板中,所述两个的光入射面间的导光长是785mm以上、830mm以下,所述散射粒子的粒径是4.0μm以上、12.0μm以下,所述散射粒子的浓度是0.008wt%以上、0.08wt%以下,并且,所述散射粒子的粒径以及浓度,在以所述散射粒子的粒径(μm)为横轴、以所述散射粒子的粒子浓度(wt%)为纵轴的曲线图中,位于由6点(4.0,0.008)、(4.0,0.03)、(7.0,0.009)、(7.0,0.04)、(12.0,0.02)以及(12.0,0.08)所围成的区域内。
另外,优选为,所述导光板中,其厚度最薄的所述光入射面的厚度是0.5mm以上3.0mm以下,所述厚度最厚的所述弯曲部的中央的厚度是1.0mm以上、6.0mm以下,所述弯曲部的曲率半径是6000mm以上、45000mm以下,所述倾斜面相对于与所述光射出面平行的线的锥度是0.1°以上、0.8°以下。
另外,优选为,所述导光板中,设所述散射粒子的散射剖面积为Φ、所述散射粒子的密度为Np、校正系数为KC、光的入射方向中的从所述光入射面到所述端面的长度为L时,满足不等式1.1≤Φ·Np·L·KC≤8.2,且0.005≤KC≤0.1。
另外,为达到上述的目的,本发明的第2方式提供一种照明装置,其特征在于,具有:上述第1方式的导光板;以及一对的光源,其分别与所述一对的光入射面相面对而配置,并将光入射到所述一对的光入射面的每个。
此外,为了达到上述目的,本发明的第3方式,提供一种导光板,其特征在于,具有:矩形状的平坦的光射出面;两个的光入射面,其分别包含所述光射出面的相面对的两条长边,并配置于相互面对的位置;对称的两个倾斜背面,其随着从这些的两个的光入射面向所述光射出面的中央分别从所述光射出面离开的距离变远;以及弯曲部,其将这些的两个倾斜背面接合,该导光板包含对在其内部传播的光进行散射的散射粒子,该导光板由主要部和两个光入射部构成,所述主要部包含所述光射出面的中央,所述两个光入射部分别位于比所述主要部更靠近所述光入射面侧的区域且包含所述光入射面的全面,所述光入射部中,至少与所述主要部接合的区域与所述主要部由折射率不同的材料形成,所述主要部和所述光入射部的边界面,是相对于与所述光入射面平行的面成为凹凸的形状。
这里,优选为,所述边界面是扁豆形或棱镜形的形状。
另外,优选为,所述主要部由比所述光入射部更低折射率的材料形成。
另外,优选为,所述光入射部中,所述散射粒子的浓度比所述主要部高。
另外,优选为,所述光入射部,由包含所述光入射面的全面的区域即外端部分,和所述外端部分和所述主要部之间的区域即中间部分所构成,外端部分由折射率与中间部分不同的材料形成。
另外,优选为,所述光入射部中,所述外端部分和所述中间部分的边界面,是相对于与所述光入射面平行的面成为凹凸的形状。
另外,优选为,所述外端部分是与所述主要部相同的材料。
另外,优选为,所述中间部分由将所述外端部分和所述主要部之间分割为多个部分的分割层所构成,邻接的分割层彼此、与所述外端部分邻接的所述分割层、与所述主要部邻接的所述分割层,相互由不同折射率的材料形成。
另外,为了实现上述的目的,本发明的第4方式提供一种面状照明装置,其中具有:上述第3方式的导光板;分别与所述导光板的两个的所述光入射面相面对而配置的两个的光源。
根据本发明的第1方式,通过仅在光射出面以及/或者倾斜面的光入射面侧(也即光入射面的近旁)的区域即外端区域,形成沟槽状或者点状的凹部,因此能够对从导光板入射的光中,在入射面近旁对从光射出面以及/或者倾斜面射出的光进行反射、扩散,从而能够防止在光入射面的近旁光过度地射出,并能够抑制光入射面的近旁中的辉度不均的发生,能够得到中央部附近与周边部相比更亮的分布即所谓的中高或吊钟状的亮度分布。另外,能够将在光入射面的近旁射出的光导光到更靠近导光板的中央侧,因此能够进一步提高光的利用效率。
另外,根据本发明的第1方式,能够使得成为薄型形状,并且光的利用效率较高,且能够出射辉度不均较少的光,因此能够得到大画面的薄型液晶电视中所要求的画面的中央部附近比周边部亮的分布、即所谓的中高或吊钟状的亮度的分布。此外,能够得到一种导光板,其可以防止光源和导光板损伤以及位置关系错位,并难于产生故障,且难于产生辉度不均。
另外,根据本发明的第3方式,能够用折射率不同的材料形成导光板的光入射部(外端部分和中间部分)和主要部,此外,通过使边界面为凹凸形状,能够在边界面将从光入射面入射光折射并扩散,而导光到主要部。
由此,能够防止从光源向导光板入射的光在光入射面附近从光射出面过度地射出,能够将从光源入射的光适宜地导光到主要部,并能够提高光利用效率。另外,通过使得在边界面进行散射,能够使得容易调整辉度分布,并能够使得成为更合适的中高的辉度分布。
另外,根据本发明的第1~第4方式,能够得到以上的效果,因此能够得到大画面的薄型液晶电视中所要求的画面的中央部附近比周边部更亮的分布即所谓的中高或吊钟状的亮度的分布,并能够提供一种能够适宜地应用于液晶电视等液晶显示装置的导光板以及面状照明装置。
附图说明
图1是表示使用本发明的导光板以及面状照明装置的液晶显示装置的一实施方式的概略立体图。
图2是图1所示的液晶显示装置的II-II线剖面图。
图3A是表示图2所示的面状照明装置的光源以及导光板的IIIA-IIIA线剖面部分省略俯视图,图3B是图3A的III B-III B线剖面图。
图4A是表示图2所示的面状照明装置的光源的概略构成的立体图,图4B是将构成图4A所示的光源的1个的伪(擬似)白色LED芯片(芯片)放大而表示的概略立体图。
图5是表示图3A以及图3B所示的导光板的形状的概略立体图。
图6A是图2所示的导光板的剖面示意图,图6B是图6A所示的导光板的部分放大剖面图。
图7A是将图5所示的导光板的光射出面的外端区域的一部放大而表示的部分放大图,图7B是图7A的VIIB-VIIB线剖面图。
图8A以及图8B分别是表示分散于本发明的导光板中的散射微粒子的粒子径和粒子浓度[wt%]之间的关系的曲线图(曲线图)。
图9A以及图9B分别是表示在本发明的导光板中分散的散射微粒子的粒子径和粒子浓度[wt%]之间的关系的曲线图。
图10是表示本发明的导光板的设计方法的一例的流程图。
图11是本发明所使用的导光板的粒子浓度[wt%]和光利用效率[%]以及中高程度(度合)[%]的关系的曲线图。
图12A~图12D分别是表示凹部的其它一例的部分剖面图。
图13A是将其它的一例的导光板的光射出面的外端区域的一部放大后的部分放大图,图13B是图13A的XIII B-XIII B线剖面图。
图14是表示对Φ·Np·LG·KC和光利用效率的关系进行测定后的结果的图。
图15是表示对从粒子密度不同的各个导光体射出的光的照度分别进行测定后的结果的图。
图16是表示光利用效率以及照度不均和粒子密度之间的关系的图。
图17是本发明的其它的实施方式所涉及的液晶显示装置(参照图1)的II-II线剖面图。
图18是表示导光板和光源的关系的说明图,图18A是图17所示的面状照明装置的一例的XVIII A-XVIII A线向视图(矢視图),图18B是图18A的XVIII B-XVIII B线剖面图。
图19是表示导光板的形状的概略立体图。
图20是表示本实施方式的其它的实施方式额俯视图。
图21A是表示本发明的导光板的其它的实施方式的俯视图,图21B是图21A的剖面图。
图22是表示本发明的导光板的其它的实施方式的俯视图。
图23是表示本发明的导光板的其它的实施方式的俯视图。
图24是表示本发明的导光板的其它的实施方式的俯视图。
图25是表示以往的平板形状的导光板的正面方向的照度分布的曲线图。
具体实施方式
以下,基于所附加的附图所示的最佳实施方式,对本发明所涉及的导光板以及面状照明装置详细地进行说明。
首先,参照图1~图16,说明本发明的第1方式的导光板以及本发明的第2方式的面状照明装置。
图1是对具有使用本发明的第1方式的导光板的本发明的第2方式的面状照明装置的液晶显示装置的一实施例的概略进行表示的立体图,图2是图1所示的液晶显示装置的II-II线剖面图。另外,图3A是图2所示的面状照明装置(以下,也称为背光灯单元)的导光板以及配置于其2边的光源进行表示的IIIA-IIIA线剖面部分省略俯视图,图3B是图3A的IIIB-IIIB线剖面图。
如图1所示那样,液晶显示装置10,具有:作为本发明的第2方式的面状照明装置的背光灯单元20;配置该背光灯单元20的光射出面侧的液晶显示面板12;对液晶显示面板12进行驱动的驱动单元14。另外,在图1中,为了示出面状照明装置的构成,而省略了液晶显示面板12的一部的图示。
液晶显示面板12具有:液晶单胞(セル)层,其中有规则地配置有液晶单胞,所述液晶单胞被排列于预先特定(特定)的方向,通过施加电场(电界)而使分子的排列变化,并利用折射率的变化,对光的透过/非透过进行切换;以及彩色滤光器(カラ一フイルと)40,其被配置于液晶单胞层的显示面侧(入射到液晶单胞的光所射出一侧的面)。
液晶显示面板12,有选择地对液晶单胞层的各液晶单胞施加电场而变更分子的排列,并使液晶单胞内产生的折射率变化,并通过对光的透过/非透过进行切换,而对透过彩色滤光器40的光进行选择,从而在液晶显示面板12的表面上,显示文字、图形、图像等。
驱动单元14,在液晶显示面板12内的透明电极上施加电压,通过使液晶单胞内的液晶分子的朝向变化而对透过液晶显示面板12的光的透过率进行控制。也即,驱动单元14,如上述那样,通过液晶显示面板12的液晶单胞,而控制是否使光在各位置的各色的滤光器(フイルタ)中透过。如此,能够通过与位置相对应地切换是否使透过滤光器的光射出,从而在液晶显示面板12中显示图像等。
背光灯单元20,是从液晶显示面板12的背面,向液晶显示面板12的全面照射光的照明装置,并具有与液晶显示面板12的图像显示面大致同一形状的光射出面24a。
本发明所涉及的背光灯单元20,如图1、图2、图3A以及图3B所示,由照明装置本体24和框体26构成,所述照明装置本体24具有两个的光源28、本发明的第1方式的导光板30、光学构件单元32以及反射板34,所述框体26具有下部框体(筐体)42、上部框体44、补强(補强)构件46和支撑构件48。
另外,如图1所示,在框体26的下部框体42(参照图2)的里侧(裏側),安装有电源收纳部49,该电源收纳部49对向光源28供给电力的多个的电源进行收纳。
以下,对构成背光灯单元20的各构成部品进行说明。
照明装置本体24,具有:射出光的光源28;将从光源28射出的光作为面状的光而射出的导光板30;将导光板30和光源28的光轴距离以及光轴垂直距离保持为一定的间隔维持构件31;通过使从导光板30射出的光散射、扩散而成为没有不均的光的光学构件单元32;将从导光板30漏出的光反射而再度入射到导光板射的反射板34。
这里,所谓导光板30和光源28的光轴距离,如图3B所示,是指光源28的发光面和导光板30的光入射面(30d,30e)之间的距离c。另外,所谓导光板30和光源28的光轴垂直距离,是指导光板30和光源28各自相对于导光板的厚度方向的光轴间的距离。
首先,对光源28进行说明。
图4A是表示图1以及图2所示的面状照明装置20的光源28的概略构成的概略立体图,图4B是仅仅对构成图4A所示的光源28的一个LED芯片(芯片)(发光二极管)50进行放大而表示的概略立体图。
如图4A所示,光源28由LED阵列(アレイ)构成,具有多个LED芯片50和由阵列(アレイ)基板构成的光源支撑部52。
LED芯片50,是在射出蓝色光的发光二极管的表面涂布荧光物质的芯片(伪(擬似)白色LED芯片),具有规定面积的发光面58,从该发光面58射出白色光。
也即,若从LED芯片50的发光二极管的表面射出的蓝色光透过荧光物质,则激励荧光物质而发出荧光。作为该荧光物质,若选择发出与从发光二极管射出的蓝色光成为补色关系的荧光的荧光物质,则从发光二极管射出的蓝色光通过荧光物质,从而从发光二极管射出蓝色光与荧光物质所发光的补色进行混合(混じる)而生成白色光,该白色光从LED芯片50射出。
这里,作为LED芯片50,例示了在GaN系发光二极管、InGaN系发光二极管等的表面涂布YAG(钇铝石榴石:イツトリウム·铝·ガ一ネツト)系荧光物质后的芯片。
光源支撑部52,是一面与作为导光板30的最薄侧端面的光入射面(30d,30e)相面对而配置的板状构件(阵列基板)。
光源支撑部52,在成为与导光板30的光入射面(30d,30e)相面对的侧面,将多个的LED芯片50以相互规定间隔离开(離間)的状态而支撑。具体地,构成光源28的多个LED芯片50,沿着后述的导光板30的第1光入射面30d或第2光入射面30e的长边(长手)方向,换言之,与光射出面30a和第1光入射面30d所相交(交わる)的线平行地,或者与光射出面30a和第2光入射面30e所相交的线平行地,排列为阵列状,并固定于光源支撑部52上。
光源支撑部52,由铜、铝等的热传导性好的金属形成,也具有作为对从LED芯片50产生的热进行吸收,并放散到外部的热沉(ヒ一トシンク)的功能。另外,在光源支撑部中,也可以设置能够将表面积扩大(広くし)而提高放热效果的排风扇(フイン),也可以设置将热传热到放热构件的热管(ヒ一トパイプ)。
这里,如图4B所示,本实施方式的LED芯片50的发光面58,是与LED芯片50的排列方向的长度相比与排列方向垂直的方向的长度较短的长方形形状,也即,具有后述的导光板30的厚度方向(与光射出面30a垂直的方向)成为短边的长方形形状。换言之,发光面58,是将与导光板30的光射出面30a垂直的方向的长度设为a、将排列方向的长度设为b时,b>a的形状。另外,若将与LED芯片50邻接的LED芯片50设为q,则q>b。如此,与LED芯片50的发光面58的导光板30的光射出面30
a垂直的方向的长度a,排列方向的长度b,LED芯片50的配置间隔q的关系,优选为满足q>b>a。
通过将发光面58设为长方形形状,能够维持大光量的出力,并能够使成为薄型的光源。通过将光源薄型化,能够使面状照明装置为薄型。另外,能够减少LED芯片的配置个数。
另外,优选为,为了能够进一步将光源薄型化,而使LED芯片50为以导光板30的厚度方向为短边的长方形形状,但是本发明不限于此,也能够使用正方形形状、圆形形状、多边形形状、椭圆形形状等各种形状的LED芯片。
另外,在本实施方式中,能够使装置更薄,并且能够适当地进行混色(混色),因此将各LED芯片50沿后述的导光板30的第1光入射面30d或第2光入射面30e的长边方向排列,但是本发明不限定于此,也不特别限定其配置关系,也可以排列于与第1光入射面30d或第2光入射面30e的长边方向垂直的方向。
另外,在本实施方式中,将LED芯片50排列于一列而成为单层构造,但是本发明不限于此,也可以将在阵列支撑体配置多个LED芯片50的结构的LED阵列,多个地层积(積层)后的结构的多层LED阵列,作为光源而使用。在如此将LED阵列层积的情况下,也可以使LED芯片50为长方形形状,使LED阵列为薄型,从而层积更多的LED阵列。如此,能够层积多层的LED阵列,也即,能够通过提高LED阵列(LED芯片的各LED芯片)的填充率,而输出较大的光量。另外,与LED阵列的各LED芯片相邻接的层的LED阵列的各LED芯片也与上述同样,优选为配置间隔满足上述式。也即,优选为,LED阵列中,将LED芯片的各LED芯片,与邻接的层的LED阵列的LED芯片的各LED芯片以规定距离离开(離间)而层积。
接下来,对本发明的第1方式的导光板30进行说明。图5是表示图2所示的导光板30的形状的概略立体图。图6A是表示导光板30的形状的剖面图,图6B是图6A所示的导光板30的部分放大剖面图。图7A,是将导光板30的光射出面30a的外端区域60的一部分放大后的部分放大图,图7B是图7A的VIIB-VIIB线剖面图。
如图5以及图6所示那样,导光板30,具有:大致略矩形形状的平坦的光射出面30a;在该光射出面30a的两端,相对于光射出面30a大致垂直地形成的2个的光入射面(第1光入射面30d和第2光入射面30e);位于光射出面30a的相反侧,也即导光板的背面侧,与第1光入射面30d和第2光入射面30e平行,以将光射出面30a二等分的二等分线α(图1以及图3A参照)为中心轴而相互对称,相对于光射出面30a以规定的角度倾斜的两个的倾斜面(第1倾斜面30b和第2倾斜面30c);在没有形成光射出面30a的光入射面一侧的两端(与光射出面30a和光入射面的交线垂直的两个边),相对于光射出面30a大致垂直地形成的两个的侧面(第1侧面30f和第2侧面30g)。两个的倾斜面(第1倾斜面30b,第2倾斜面30c)的接合部分中,形成曲率半径R的弯曲(湾曲)部30h。
另外,两个的光入射面30d以及30e,与大致矩形形状的光射出面30a的相面对(对向する)的长边侧相面对地而定位(位置する),从相面对而配置的光源28入射到两个的光入射面30d以及30e的光,在与大致矩形形状的光射出面30a的相面对的短边平行地在导光板30内传播。
第1倾斜面(第1倾斜背面)30b以及第2倾斜面(第2倾斜背面)30c相对于二等分线α而线对称,并相对于光射出面30a而对称地倾斜。弯曲部30h,也相对于二等分线α而线对称地弯曲。导光板30,随着从第1光入射面30d以及第2光入射面30e向中央而厚度变厚,与中央部的二等分线α相对应的部分,即在弯曲部30h的中央部分最厚(t max),在两端部的两个的光入射面(第1光入射面30d和第2光入射面30e)变得最薄(t min)。
即,导光板30的剖面形状,相对于通过二等分线α的中心轴而线对称。
这里,如图5所示,在导光板30,在从第1光入射面30d离开一定距离范围即光射出面30的外端区域60和第1倾斜面30b的外端区域62、从第2光入射面30e离开一定距离范围的区域即光射出面30a的外端区域64和第2倾斜面30c的外端区域66,分别形成多个沟槽状的凹部68。
这里,外端区域,是包含光入射面与光射出面或倾斜面的接线(接線),并从该接线离开规定距离Lc的范围内的区域。另外,在光轴方向(从第1光入射面朝向二等分线α的方向)中,与光射出面或倾斜面成为外端区域的部分相对应的导光板的内部成为混合区域(ミキシングゾ一ン)。
另外,外端区域60和外端区域62中,光轴方向中的导光板中心(二等分线α)侧的端部成为同一位置。另外,外端区域64和外端区域66中,光轴方向(从第2光入射面朝向二等分线α的方向)中的导光板中心(二等分线α)侧的端部也成为同一位置。另外,在本实施例中,光射出面或倾斜面的外端区域以外的区域,为平坦面。
接下来,对分别形成于外端区域60、62、64、66的凹部进行说明。
分别形成于外端区域60、62、64、66的凹部,在其中一个的外端区域也是同样的形状,因此,以下,使用外端区域60的凹部68进行说明。
凹部68,如图7A以及图7B所示,沿导光板的光轴方向延伸(即沿着从与光入射面的接线朝向二等分线的方向),按照被与第1光入射面30b平行的面切断的剖面的形状为半圆的形状,而形成于光射出面30a。
凹部68在外端区域60上形成多个,并与邻接的凹部68并列而形成。也即,外端区域60中,如图7B所示那样,在被与第1光入射面30b平行的面切断后的剖面上多个的凹部68的半圆形的剖面以并列的方式形成。
在外端区域60,62,64,66中,这种凹部形成多个,并且入射到导光板而到达各外端区域的光,通过凹部,而向导光板散射,并被反射。
这里,本发明中,第1光入射面30d和第2光入射面30e之间的光所传播的导光长(導光長)L,在以37英寸(37”)的画面尺寸以上的液晶面板4为对象时,需要是480mm以上;在以最大65英寸(65”)的画面尺寸以上的液晶面板4为对象时,需要是830mm以下。更详细地说,优选为,对于37英寸(37”)的画面尺寸,导光长L是480mm以上、500mm以下,对于42英寸(42”)以及46英寸(46”)的画面尺寸,导光长L是515mm以上、620mm以下,对于52英寸(52”)以及57英寸(57”)的画面尺寸,导光长L是625mm以上、770mm以下,对于65英寸(65”)的画面尺寸,导光长L是785mm以上、830mm以下。
另外,优选为,导光板30的厚度最薄的光入射面30d以及30e的最小厚度t min是0.5mm以上、3.0mm以下。
其理由是,最小厚度若过小,则光入射面30d以及30e,变得过小,来自光源28的光入射变少,不能够从光射出面30a射出足够的辉度(辉度)的光,若最小厚度过大,则最大厚度变得过厚,重量过重,作为液晶显示装置等光学构件而不适用,这是由于光会穿透(突き抜け)而透过,因此光利用效率不满足55%以上的缘故。
另外,优选为,导光板30的厚度最厚的弯曲部30h的中央的最大厚度t max是1.0mm以上、6.0mm以下。
其理由是,在最大厚度变得过厚的情况下,由于重量过重而不适于作为液晶显示装置等光学构件,光会穿透(突き抜け)而透过,因此光利用效率不满足55%以上;在最大厚度变得过薄的情况下,中央部的弯曲部30h的曲率半径R过大而不适于成形,与平板的情况下同样,在实现中高的辉度分布的粒子浓度中,光利用效率不满足55%以上,相反,在光利用效率达到55%以上的粒子浓度中,不能够实现中高分布的缘故。
因此,优选为,倾斜面30b以及30c的锥度(テ一パ),即锥度角(倾斜角)是0.1°以上、0.8°以下。
其理由是,在锥度过大的情况下,最大厚度比必要以上变得过大,在必要以上过于变为中高的分布;在锥度过小的情况下,与最小厚度过小的情况同样,弯曲部30h的曲率半径R(以下称为“中央部半径R”)变得过大而不适于成形,实现了光利用效率为55%以上的粒子浓度中难于实现中高分布,相反,与平板同样,实现了中高的辉度分布粒子浓度中光利用效率不满足55%以上的缘故。
结果,优选为,弯曲部30h的曲率半径R是6,000mm以上、45,000mm以下。
另外,如图6A以及图6B所示,将倾斜面30b以及30c的锥度角设为θ时,由LR=2Rsinθ所表示,最大厚度t max=t min-[(LR/2)tanθ+Rcosθ-R]所表示,锥度角θ=tan-1[(t max-t min)/(L/2)]所表示。
本发明中,使导光板30的形状为随着从第1光入射面30d以及第2光入射面30e朝向中央而厚度变厚的形状(以下,称为逆楔形状),而使所入射的光容易向更内部(奥)传播,能够在维持光利用效率的同时提高面内均一性,另外,能够得到中高的所谓的吊钟状的辉度分布。即,通过使成为这种形状,能够使上述以往的平板形状的导光板中的中央变暗的分布,成为均一或中高所谓的吊钟状的分布。
另外,通过使倾斜面30b以及30c的中央的接合部分成为弯曲部30h而平滑地接合,能够使在中央的接合部分出现的带不均(带むら)成为均一或中高的所谓的吊钟状的分布。
图3A以及图3B所示的导光板30中,从第1光入射面30d和第2光入射面30e入射的光,借助于在导光板30的内部包含的散射微粒子(详细情况后述)而被散射,并通过导光板30内部,直接或由第1倾斜面30b以及第2倾斜面30c反射后,从光射出面30a出射。
另外,在外端区域,到达光入射面30a、第1倾斜面30b以及第2倾斜面30c后的光,基本上由光入射面30a、第1倾斜面30b以及第2倾斜面30c的凹部,向着比光入射面更靠近二等分线侧(也即向导光板的更靠近中心侧前进的方式),被散射、反射。
另外,有时会从第1倾斜面30b以及第2倾斜面30c(的外端区域以外的区域)漏出一部分的光,但是漏出的光,由以覆盖导光板30的第1倾斜面30b以及第2倾斜面30c的方式配置的反射薄板(未图示)反射并再次入射到导光板30的内部。
如此,在与导光板的光入射面近旁(混合区域(ミキシングゾ一ン))相对应的区域即外端区域形成多数的凹部,在凹部将到达第1倾斜面30b以及第2倾斜面30c后的光反射、散射,从而防止在光入射面近旁从导光板射出光,并能够将入射到导光板的光送到更远处。由此,入射后的光容易被射出(特别是也存在后述的使散射粒子的浓度降低而使光容易地射出的情况),且能够抑制光入射面近旁的光的射出,并且能够防止在光入射面近旁辉度过度变高,能够抑制光入射面近旁的光的损失,提高光的利用效率。
另外,通过将光效率高地发送到导光板中央侧,能够使得成为中高的辉度分布。
在透明树脂中混炼(混錬)分散用于将光散射的微小散射粒子而形成导光板30。作为在导光板30中使用的透明树脂的材料,可以列举例如PET(聚对苯二甲酸乙酯:ポリエチレンテレフタレ一ト)、PP(聚丙烯:ポリプロピレン)、PC(聚碳酸酯:ポリカ一ボネ一ト)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯:ポリメチルメタクリレ一ト)、苄基异丁烯酸盐(ベンジルメタクリレ一ト)、MS树脂、或COP(环烯聚合物:シクロオレフインポリマ一)这样的光学上透明的树脂。作为在导光板30中混炼分散的散射粒子,能够使用托球珍珠(トスパ一ル)、硅酮(シリコ一ン)、二氧化硅(シリカ)、氧化锆(ジルコニア)、电解质(誘电体)聚合物(ポリマ)等。通过使得在导光板30的内部含有这种散射粒子,能够从光射出面出射均一且辉度不均少的照明光。
这里,分散于本发明的导光板30的散射微粒子的粒径需要是4.0μm以上,并且是12.0μm以下。其理由是,能够得到高的散射效率,并能够按照前方散射性大且波长依存性少、没有色不均的方式进行选择的缘故。
另外,对于在本发明的导光板30中分散的散射微粒子的适宜的粒径选择,优选为,除了波长依存性的观点,也考虑以下方面。
首先,由单一的粒子引起的散射光强度分布(角度分布)中,向前方0~5°散射的光,需要满足90%以上的条件。原因是,在逆楔形状的本发明的导光板30中,在从导光板30的侧面的第1光入射面30d以及第2光入射面30e最低也有240mm以上的距离以一面入射的情况下,需要从光入射面最低480mm以上的距离中进行导光,向前方0~5°散射的光不足90%的情况下,到达导光板30的内部(奥)的光不能够被导光。
为此,若散射微粒子的粒径比4.0μm小,即不足4.0μm,则散射成为各向同性(等方性),不能够满足上述条件。另外,在作为母材选择丙烯(アクリル)树脂,作为粒子选择硅酮(シリコ一ン)树脂的情况下,优选为,硅酮树脂散射微粒子的粒径是4.5μm以上。
另一方面,若散射微粒子的粒径比12.0μm大,即超过12.0μm,粒子的前方散射性变得过强,因此***内的平均自由行程变大,散射次数减少,因此在入射端附近,出现光源(LED)间的辉度不均(萤火虫不均(ホタルムラ)),因此上限值被限制于12.0μm。
其理由是,在粒子浓度过高的情况下,成为与平板同样的现象,因此不能够实现中高的辉度分布的缘故;而在粒子浓度过低的情况下,光会穿透而透过,因此光利用效率不满足55%以上的缘故。
如此,通过限制在本发明的散射微粒子的粒子径(粒子径)的限定范围所包含的适宜的粒径(粒子折射率和母材折射率的组合),能够得到没有波长不均的出射光。
另外,在上述的例子中,虽然使用了单一粒径的散射微粒子,但是本发明不限于此,也可以使用混合了多种散射粒径的散射粒子。
另外,关于散射粒子的浓度,在本发明的导光板30的导光长为480mm~830mm,因此需要是0.008wt%以上、0.22wt%以下。
具体来说,在导光长L是480mm≤L≤500mm的情况下,需要使散射粒子的浓度为0.02wt%以上、0.22wt%以下。
另外,在将导光板的导光长设为画面尺寸37英寸对应的L=480mm,将散射粒子的粒子径设为4.5μm的情况下,优选为,使散射粒子的浓度为0.02wt%以上、0.085wt%以下,最优选为是0.047wt%。另外,在使散射粒子的粒子径为7.0μm的情况下,优选为,使散射粒子的浓度为0.03wt%以上、0.12wt%以下,最优选为是0.065wt%。此外,在使散射粒子的粒子径为12.0μm的情况下,优选为使散射粒子的浓度为0.06wt%以上、0.22wt%以下,最优选为0.122wt%。
另外,在导光长L为515mm≤L≤620mm的情况下,优选为使散射粒子的浓度为0.015wt%以上、0.16wt%以下。
另外,在将导光板的导光长设为画面尺寸42英寸对应的L=560mm,将散射粒子的粒子径设为4.5μm的情况下,更优选为使散射粒子的浓度为0.015wt%以上、0.065wt%以下,最优选为0.035wt%。另外,在将散射粒子的粒子径设为7.0μm的情况下,更优选为将散射粒子的浓度设为0.02wt%以上、0.09wt%以下,最优选为是0.048wt%。此外,在将散射粒子的粒子径设为12.0μm的情况下,更优选为使散射粒子的浓度为0.04wt%以上、0.16wt%以下,最优选为是0.09wt%。
另外,在将导光板的导光长设为画面尺寸46英寸对应的L=590mm,将散射粒子的粒子径设为4.5μm的情况下,更优选为使散射粒子的浓度为0.015wt%以上、0.060wt%以下,最优选为0.031wt%。另外,在将散射粒子的粒子径设为7.0μm的情况下,最优选为,使散射粒子的浓度为0.02wt%以上、0.08wt%以下,最优选为是0.043wt%。此外,在将散射粒子的粒子径设为12.0μm的情况下中,更优选为使散射粒子的浓度为0.035wt%以上、0.15wt%以下,最优选为是0.081wt%。
另外,在将导光长L设为625mm≤L≤770mm的情况下,最好使散射粒子的浓度为0.01wt%以上、0.12wt%以下。
另外,在将导光板的导光长设为画面尺寸52英寸对应的L=660mm,将散射粒子的粒子径设为4.5μm的情况下,更优选为使散射粒子的浓度为0.010wt%以上、0.050wt%以下,最优选为是0.025wt%。另外,在将散射粒子的粒子径设为7.0μm的情况下,更优选为使散射粒子的浓度为0.015wt%以上0.060wt%以下,最优选为是0.034wt%。此外,在将散射粒子的粒子径设为12.0μm的情况下,更优选为使散射粒子的浓度为0.030wt%以上0.120wt%以下,最优选为是0.064wt%。
此外,在将导光板的导光长设为画面尺寸57英寸对应的L=730mm,将散射粒子的粒子径设为4.5μm的情况下,更优选为使散射粒子的浓度为0.010wt%以上、0.040wt%以下,最优选为为是0.021wt%。另外,在设散射粒子的粒子径为7.0μm的情况下,更优选为使散射粒子的浓度为0.010wt%以上、0.050wt%以下,最优选为是0.028wt%。此外,在将散射粒子的粒子径设为12.0μm的情况下,更优选为使散射粒子的浓度为0.020wt%以上0.100wt%以下,最优选为是0.053wt%。
另外,在设导光长L为785mm≤L≤830mm情况下,优选为使散射粒子的浓度为0.006wt%以上、0.08wt%以下。
此外,在将导光板的导光长设为画面尺寸65英寸对应的L=830mm,将散射粒子的粒子径设为4.5μm的情况下,更优选为使散射粒子的浓度为0.008wt%以上、0.030wt%以下,最优选为是0.016wt%。另外,在将散射粒子的粒子径设为7.0μm的情况下,更优选为使散射粒子的浓度为0.009wt%以上、0.040wt%以下,最优选为是0.022wt%。此外,在使散射粒子的粒子径为12.0μm的情况下,更优选为使散射粒子的浓度为0.020wt%以上、0.080wt%以下,最优选为是0.041wt%。
根据以上,可知:本发明中,与导光板30的两个的光入射面30d、30e间的导光长相对应地,分散于导光板30中的散射粒子的粒径以及浓度需要满足规定的关系。
因此,本发明中,导光板30的导光长是480mm以上、500mm以下时,如上述那样,有必要使散射粒子的粒径为4.0μm以上、12.0μm以下,使散射粒子的浓度为0.02wt%以上,0.22wt%以下。并且,如图8A所示的曲线图(グラフ)那样,再将散射粒子的粒径(μm)作为横轴,将散射粒子的粒子浓度(wt%)作为纵轴时,有必要使散射粒子的粒径以及浓度位于由6点(4.0,0.02)、(4.0,0.085)、(7.0,0.03)、(7.0,0.12)、(12.0,0.06)以及(12.0,0.22)所围成的区域内。
另外,在导光板30的导光长是515mm以上、620mm以下的情况下,如上述那样,散射粒子的粒径是4.0μm以上、12.0μm以下,散射粒子的浓度是0.015wt%以上、0.16wt%以下,并且如图8B所示的曲线图的那样,将粒径(μm)作为横轴,将粒子浓度(wt%)作为纵轴时,有必要使散射粒子的粒径以及浓度位于由6点(4.0,0.015)、(4.0,0.065)、(7.0,0.02)、(7.0,0.09)、(12.0,0.035)以及(12.0,0.16)所围成的区域内。
另外,导光板30的导光长是625mm以上、770mm以下时,如上述那样,散射粒子的粒径是4.0μm以上、12.0μm以下,散射粒子的浓度是0.01wt%以上、0.12wt%以下,并且如图9A所示的曲线图那样,以粒径(μm)作为横轴,以粒子浓度(wt%)作为纵轴时,散射粒子的粒径以及浓度有必要位于由6点(4.0,0.01)、(4.0,0.05)、(7.0,0.01)、(7.0,0.06)、(12.0,0.02)以及(12.0,0.12)所围的区域内。
另外,导光板30的导光长是785mm以上、830mm以下时,有必要如上述的那样,使散射粒子的粒径为4.0μm以上、12.0μm以下,使散射粒子的浓度为0.008wt%以上、0.08wt%以下,并且如图9B所示的曲线图那样,在将粒径(μm)作为横轴,将粒子浓度(wt%)作为纵轴时,有必要使散射粒子的粒径以及浓度位于由6点(4.0,0.008)、(4.0,0.03)、(7.0,0.009)、(7.0,0.04)、(12.0,0.02)以及(12.0,0.08)所围成的区域内。
散射粒子的粒径以及浓度有必要位于由图8A,图8B,图9A以及图9B所示的曲线图的6点所围成的区域内的理由是出于如下原因:即若脱离该区域,则在粒子浓度过高的情况下,与平板相同,难于实现中高的辉度分布,在粒子浓度较低的情况下,光会穿透而透过,因此光利用效率不满足55%以上,在粒径过小的情况下,虽然光利用效率变好,但不能够实现中高的辉度分布,在粒径并不过大的情况下,虽然能够实现中高的辉度分布,但是光利用效率较低。
如此通过对本发明的散射微粒子的粒子浓度的限定范围中所包含的适宜的粒子浓度进行选择,与在平板形状的导光板中分散的情况相比,能够提高光利用效率而出射。本发明中,能够达到至少55%以上,即超过70%的光利用效率。
根据以上,由于能够选择适宜的粒子径以及粒子浓度的组合,因此通过选择这些组合,能够以10mm左右的混合长(混合長)使来自LED光源的射出光没有不均地出射。
在这样的内部分散的散射微粒子的本发明的导光板30,有必要使得对从两个的光入射面入射的光从光射出面射出的比例进行表示的光的利用效率为55%以上。该理由是出于如下缘故:即在光的利用效率不足55%时,为了得到必要的辉度,需要更大输出的光源,若使用更大输出的光源,则光源变得高温、且消耗电力会变大,而且导光板30的翘曲(反り)和延展(伸び)会变大,不能够得到所需要的亮分布、所谓的中高的或吊钟状的亮度分布。
另外,对从光射出面的中央部射出的光的辉度相对于从射出面的光入射面近旁射出的光的辉度的比例进行表示的所述光射出面的辉度分布的中高程度(中高度合),需要是比0%大、且为25%以下。其理由是,大画面的薄型液晶电视所要求的画面的中央部附近与周边部相比是亮分布(明るい分布)、所谓的中高的或吊钟状的亮度的分布的缘故。
这种导光板30能够通过使用压出(押出)成型(成形)法或射出成型法而制造。
这里,关于导光板30,优选为,使成为光入射面的第1光入射面30d、第2光入射面30e,光射出面30a,以及成为光反射面的第1倾斜面30b、第2倾斜面30c的至少1面的表面粗糙度(粗さ)Ra比380nm更小,也即Ra<380nm。
通过使成为光入射面的第1光入射面30d、第2光入射面30e的表面粗糙度Ra比380nm小,能够忽略(無視)导光板表面的扩散反射,也即能够防止导光板表面的扩散反射,并能够提高入射效率。
另外,通过使光射出面30a的表面粗糙度Ra比380nm更小,能够忽略导光板表面的扩散反射透过,也即能够防止导光板表面处的扩散反射透过,能够利用全反射更向内部(奥)传递光。
此外,通过使成为光反射面的第1倾斜面30b、第2倾斜面30c的表面粗糙度Ra比380nm小,能够忽略扩散反射,能够防止光反射面处的扩散反射,并能够将全反射成分传递到更内部(奥)处。
本发明的导光板,基本如以上那样构成,但是也可以按照以下那样的方式设计。另外,在以下的设计方法中,将做成没有形成用于与框体26的上部框体42以及下部框体44连结(連結)的各种孔(穴)的导光板的情况作为代表例而进行了说明,但是由于各种孔仅仅形成于导光板的一部分,因此从光射出面射出的光,基本上相同。
图10是表示本发明的导光板的设计方法的一例的流程图(フロ一チヤ一ト)。
首先,如图10所示的那样,在步骤S10中,根据适用了使用本发明的导光板的背光灯单元的液晶显示装置的画面尺寸,在画面尺寸的短边长度上加上作为混合区域(ミキシングゾ一ン)长的约10mm,而作为导光长进行决定。
接下来,在步骤S12中,根据画面尺寸决定导光板的最大厚度t max。
另外,在步骤S14中,决定导光板中所使用的母材树脂以及所添加的散射微粒子的粒子条件。
接下来,在步骤S16中,在具有已经被决定的导光长的平板形状的散射微粒子分散导光板(散射导光板)中,确定光利用效率E[%]为55%以上的粒子浓度。这里,由E=I out/I in×100[%]所表示,I out以及I in,分别表示入射以及出射光束[l m]。另外,虽然由仿真(シミユレ一シヨン)进行粒子浓度的决定,但是光利用效率E的实测值和仿真之间存在差的情况下,需要考虑其差而决定粒子浓度的设计值。在存在该差的情况下,优选为,预先求算光利用效率E的实测值和仿真值之间的差。
接下来,在步骤S18中,将粒子浓度的设计值固定,并使本发明的导光板的倾斜面形状(逆楔形状)的锥度角θ或最大厚度t max变化,而求算导光板的光射出面的辉度分布,并把握中高程度是否进入到规定范围内,从而决定锥度角θ。此时,对应于导光长而决定中央的弯曲部的曲率半径R,并与锥度组合。这里,中高程度D,由0<D≤25、D=[(L cen-L edg)/L cen]×100[%]所表示。这里,中高程度D,表示辉度分布的中高程度(度合い)(中央部变高的程度),L cen以及L edg,分别是中央部的辉度以及画面端侧(入射部附近)的辉度。另外,锥度角θ的决定,通过仿真进行,在粒子浓度的实测值和仿真值之间存在差的情况下,需要考虑该差而把握辉度分布,决定中高程度D,并决定锥度角θ。在该差存在的情况下,优选为,预先对粒子浓度的实测值和仿真值之间的差进行求算。
接下来,在步骤S20中,根据导光板的最大厚度t max、锥度(锥度角θ)以及中央的弯曲部的曲率半径R之间的关系,而决定入射部厚度(最小厚度)t min,并对具有不足已经决定的入射部厚度t min的发光部的LED芯片进行选择。
如此,能够设计本发明的导光板。
另外,在图11示出了在画面尺寸是37英寸、最大厚度3.5mm、导光长480mm的导光板的情况下的粒子浓度[wt%]和光利用效率[%]以及中高程度[%]的关系。
如从该图所明了的那样,可知:在粒子浓度为0.05wt%~0.2wt%的范围中,虽然光利用效率超过70%,但是在粒子浓度为0.05wt%~0.07wt%的范围以及0.19wt%~0.2wt%的范围中,中高程度是负值(マイナス),即成为中央部较低的辉度分布。例如,可知:若10%以上的中高程度是必要的,则需要将粒子浓度设计在0.08wt%~0.16wt%的范围。
表1示出了如此而设计的画面尺寸为37英寸、42英寸、46英寸、52英寸、57英寸以及65英寸的情况下的导光板的导光长[mm]、最大厚度[mm]、粒子浓度[wt%]、锥度、中央的弯曲部的曲率半径R[mm]、光利用效率[%]以及中高程度[%]。另外,下述导光板,均是在光射出面以及倾斜面的哪一个外端区域都没有凹部的导光板(也即,表面为平滑的导光板),但是在导光板形成凹部的情况也同样的设计方法,也能够得到同样的倾向。另外,通过形成凹部,能够抑制光入射面近旁的光损失,并能够进一步提高光利用效率。
【表1】
【表1】
画面尺寸 | 37″ | 42″ | 46″ | 52″ | 57″ | 65″ |
导光长[mm] | 480 | 560 | 590 | 660 | 730 | 830 |
最大厚度[mm] | 3.48 | 3.48 | 3.48 | 3.5 | 3.48 | 3.48 |
粒子浓度[wt%] | 0.065 | 0.048 | 0.043 | 0.035 | 0.028 | 0.022 |
锥度 | 0.00477 | 0.00411 | 0.0039 | 0.00351 | 0.00317 | 0.00279 |
中央部R[mm] | 15000 | 20000 | 22000 | 28000 | 33000 | 42000 |
光利用效率[%] | 61.5 | 61 | 61 | 60 | 61 | 59 |
中高程度[%] | 19 | 15 | 14.5 | 14 | 14.2 | 13.5 |
其中一种的导光板的情况,也是满足本发明的适宜的限定范围的情况,因此即使大画面,也是薄型的形状,并且能够出射光的利用效率高、辉度不均少的光,能够得到大画面的薄型液晶电视所要求的画面的中央部附近与周边部相比亮的分布、所谓的中高或吊钟状的亮度分布。
本发明的导光板基本上按照以上的方式构成。
接下来,对光学构件单元32进行说明。
光学构件单元32,是使从导光板30的光射出面30a射出的照明光成为更加没有辉度不均的光,并使得从照明装置本体24的光射出面24a射出更加没有辉度不均的照明光的器件,并如图2、图3A以及图3B所示的那样,具有:将从导光板30的光射出面30a射出的照明光扩散而降低辉度不均的扩散薄板32a;形成与光入射面30d、30e和光射出面30a的接线相平行的微棱镜(マイクロプリズム)列的棱镜(プリズム)薄板32b;以及将从棱镜薄板32b射出的照明光扩散而降低辉度不均的扩散薄板32c。
扩散薄板32a以及32c,作为棱镜薄板32b,没有特别制限,能够使用公知的扩散薄板、棱镜薄板,例如,能够适用与本申请人的申请相关的特开2005-234397号公报的段落[0028]~[0033]所公开的技术方案。
另外,在本实施方式中,利用2枚的扩散薄板32a以及32c、配置于2枚的扩散薄板32a、32c之间的棱镜薄板32b构成光学构件单元32,但是棱镜薄板以及扩散薄板的配置顺序、配置数并没有特别限定,另外,作为棱镜薄板、扩散薄板也没有特别限定,是能够进一步降低从导光板30的光射出面30a射出的照明光的辉度不均的器件即可,可以适用各种的光学构件。
例如,作为光学构件,可以在上述的扩散薄板以及棱镜薄板的基础上添加,或作为替代,适用对应于辉度不均而配置由扩散反射体构成的多数的透过率调整体的透过率调整构件。另外,也可以,通过使用各一枚(各1枚ずつ)棱镜薄板以及扩散薄板,或仅仅使用两枚扩散薄板,而将光学构件单元做成2层结构。
接下来,对照明装置本体的反射板34进行说明。
反射板34是为了将从导光板30的第1倾斜面30b以及第2倾斜面30c漏散(漏洩する)的光反射,并再次入射到导光板30而设置,能够提高光的利用效率。反射板34,以对应于导光板30的第1倾斜面30b以及第2倾斜面30c的形状,以覆盖第1倾斜面30b以及第2倾斜面30c的方式而形成。在本实施方式中,如图3A以及图3B所示的那样,导光板30的第1倾斜面30b以及第2倾斜面30c形成为剖面三角形状,因此反射板34也形成为对此进行补形(補形)的形状。
如果反射板34能够对从导光板30的倾斜面漏散的光进行反射,则以何种材料形成均可,例如,可以由如下那样的薄板形成:即通过在PET、PP(聚丙烯(ポリプロピレン))等中混炼填料剂(フイラ一)后延伸而形成空隙(ボイド)从而提高反射率的树脂薄板;在透明或白色的树脂薄板表面由铝(アルミ)蒸镀等形成镜面的薄板;铝等金属箔或担持有金属箔的树脂薄板;或在表面具有足够的反射性的金属薄板。
在导光板30和扩散薄板32a之间,也即导光板30的光射出面30a侧,以覆盖光源28以及导光板30的光射出面30a的端部和LED芯片50(第1光入射面30d侧的端部和LED芯片50以及第2光入射面30e侧的端部和LED芯片50)的方式分别配置上部诱导(誘導)反射板36。换言之,在与光轴方向平行的方向中,以对从导光板30的光射出面30a的一部分起到光源28的光源支撑部(阵列基板)52的一部分为止进行覆盖的方式配置上部诱导反射板36。即,两个的上部诱导反射板36分别配置在导光板30的两端部。
如此,通过配置上部诱导反射板36,能够防止从光源28射出的光不入射到导光板30而漏散到光射出面30侧。
由此,能够效率更高低将从各光源28的多个的LED芯片50射出的光入射到导光板30的第1光入射面30d以及第2光入射面30e,并能够提高光利用效率。
在与导光板30的光射出面30a侧相反侧,也即在第1倾斜面30b以及第2倾斜面30c侧,以覆盖光源28的一部分的方式配置下部诱导反射板38。另外,下部诱导反射板38的导光板中心侧的端部,与反射板34相连结(連結)。
通过设置下部诱导反射板38,能够防止从光源28射出的光不入射到导光板30而漏散到导光板30的第1倾斜面30b以及第2倾斜面30c侧。
由此,能够效率更高地将从光源28的LED芯片50的各LED芯片射出的光入射到导光板30的第1光入射面30d以及第2光入射面30e,并能够提高光利用效率。
因此,作为上部诱导反射板36以及下部诱导反射板38,能够使用上述的反射板34中所使用的各种材料。
另外,在本实施方式中,虽然将反射板34和下部诱导反射板38连结,但是不限于此,也可以使各自成为分体的(別々の)构件。
上部诱导反射板36以及下部诱导反射板38,能够将从光源28射出的反射到第1光入射面30d或第2光入射面30e侧,并入射到第1光入射面30d或第2光入射面30e即可,其形状以及宽度(幅)并不特别被限定。
另外,本实施方式中,虽然将上部诱导反射板36配置于导光板30和扩散薄板32a之间,但是上部诱导反射板36的配置位置不限定于此,也可以配置于构成光学构件单元32的薄板状构件之间,也可以配置于光学构件单元32和上部框体44之间。
另外,本实施方式中,虽然将反射板34和下部诱导反射板38连结,但是也不限定此,也可以将各自作为分体的(別々の)构件。
接下来,对框体26进行说明。
如图1以及图2所示那样,框体26对照明装置本体24进行收纳并支撑,并且从其光出射面24a侧和导光板30的第1倾斜面30b以及第2倾斜面30c侧夹入(挟み込み),而固定,具有:下部框体42;上部框体44;折返构件46;以及支撑构件48。
下部框体42,是上面被开放(開放),并由底面部和设于底面部的4边并与底面部垂直的侧面部构成的形状。也即,是1面被开放的大致长方体(直方体)的箱型形状。下部框体42,如图2所示,用底面部以及侧面部对从上方收纳的照明装置本体24进行支撑,并对与照明装置本体24的光出面24a以外的面,即照明装置本体24的光出面24a的相反侧的面(背面)以及侧面进行覆盖。
上部框体44,在上面形成比成为开口部(開口部)的照明装置本体24的矩形状的光射出面24a更小的矩形状的开口,并且是下面被开放的长方体的箱型形状。
上部框体44,如图2所示,从面状照明装置本体24以及下部框体42的上方(光射出面24a侧),以对照明装置本体24以及对此收纳的下部框体42的4方的侧面部都进行覆盖的方式,隔着折返构件46从上侧覆盖而配置。
折返构件46,是剖面的形状是总是(恒に)成为同一的凹(U字)型的形状。也即,是与延伸方向垂直的剖面的形状成为U字形状的棒状构件。
折返构件46,如图2所示,嵌插(嵌挿)在下部框体42的侧面和上部框体44的侧面之间,U字形状的一方的平行部的外侧面,与下部框体42的侧面部22b连结(連結),另一方的平行部的外侧面,与上部框体44的侧面连结。
这里,下部框体42和折返构件46的接合方法,作为折返构件46和上部框体44的接合方法,能够采用使用螺栓(ボルト)以及螺母(ナツト)等的方法、使用粘结剂的方法等种种的公知的方法。
如此,通过在下部框体42和上部框体44之间配置折返构件46,能够提高框体26的刚性,并能够防止导光板翘起(反る)。由此,例如,即使是使用能够效率较高地射出没有或较少的辉度不均光的反面(反面)、容易产生翘起的导光板的情况,也能够确实地矫正翘起,或确实地防止在导光板产生的翘起,并能够从光射出面射出没有或降低了辉度不均等的光。
另外,在框体的上部框体、下部框体以及折返构件中,能够使用金属、树脂等的各种的材料。另外,作为材料,优选为使用轻量且高强度的材料。
另外,在本实施方式中,虽然使折返构件为另体构件(別部材),但是也可以与上部框体或下部框体一体地形成。另外,也可以使得成为不设置折返构件的构成。
支撑构件48是如下形状:即与延伸(延在)方向垂直的剖面的形状为相同。也即,与延伸方向垂直的剖面的形状是同一的棒状构件。
支撑构件48,如图2所示,配置在反射板34和下部框体42之间,具体来说,配置在导光板30的第1倾斜面30b的与第1光入射面30d侧的端部相对应的位置的反射板34和下部框体42之间,并将导光板30以及反射板34固定在下部框体42而进行支撑。
通过由支撑构件48对反射板34进行支撑,能够使导光板30和反射板34密接(密着)。此外,能够将导光板30以及反射板34固定在下部框体42的规定位置。
另外,虽然在本实施方式中将支撑构件48作为独立的构件而设置,但是不限于此,也可以与下部框体42或反射板34一体地形成。也即,在下部框体42的一部形成凸起部,将该凸起部作为支撑构件而使用,也可以在反射板34的一部分形成凸起部,并将该凸起部作为支撑构件而使用。
另外,配置位置不特别地被限定,能够在反射板34和下部框体42之间的任意的位置进行配置,但是为了对导光板30进行稳定而保持,优选为,配置在导光板30的端部侧,也即,在本实施方式中,配置在第1光入射面30d以及第2光入射面30e的近旁。
另外,支撑构件48的形状也没有特别地被限定,能够使得成为各种的形状,另外,能够由各种的材料作成。例如,也可以设置多个支撑构件48,并按照每规定间隔进行配置。
另外,也可以使支撑构件48成为对由反射板34和下部框体42所形成的空间的全域进行填埋(埋める)的形状,也即,使反射板34侧的面成为沿着反射板34的形状,使下部框体42侧的面成为沿着下部框体42的形状。如此,在利用支撑构件48对反射板34的全面进行支撑的情况下,能够确实地防止导光板30和反射板34分离,并能够防止因为反射板34的反射光产生的辉度不均。
面状照明装置20基本上是以上那样的构成。
面状照明装置20,从分别配置于导光板30的两端的光源28的多个的LED芯片50分别射出光。
从各光源28的多个的LED芯片50射出的光,入射到导光板30的光入射面(第1光入射面30d以及第2光入射面30e)。从各个面入射的光,由在导光板30的内部所包含的散射体所散射,并通过导光板30内部,直接,或由第1倾斜面30b以及第2倾斜面30c反射后,从光射出面30a射出。此时,从第1倾斜面30b以及第2倾斜面30c漏出的一部分的光,被反射板34反射,并再次入射到导光板30的内部。
如此,从导光板30的光射出面30a射出的光,透过光学构件32,从照明装置本体24的光出面24a射出,并将液晶显示面板12。
液晶显示面板12,利用驱动单元14,对与位置相对应的光的透过率进行控制,从而在液晶显示面板12的表面上显示文字、图形、图像等。
如上述那样,通过使用本发明的导光板,能够对光入射面近旁的光的损失进行抑制,并能够使入射到导光板入射的光达到更远处,并能够从光射出面30a射出中高的光。另外,由于能够以较高的利用效率使从光源射出的光射出,因此能够高效率地射出辉度高的光。
由此,能够从照明装置本体24的光出面24a射出:大画面的薄型液晶电视所要求的、画面的中央部附近与周边部相比更亮的分布、所谓的中高或吊钟状的亮度的分布的高辉度(或高照度)的光。
由此,能够将液晶显示装置10适当地用于液晶电视等。
另外,外端区域的光轴方向的长度(从光入射部的光入射面到边界面(境界面)的距离)Lc(参照图7),在将光的入射方向的上部诱导反射板(光射出面30a侧的反射构件)36的长度设为Lr,将上部框体的边缘部(縁部)的宽度(幅)设为Le时,优选为,满足Lc<Lr<Le的关系。这里,所谓外端区域的光轴方向的长度,是形成了凹部的区域的光轴方向的长度。
通过使外端区域的光轴方向的长度满足上述范围,能够更确实地防止光入射面附近的光的漏散。
另外,优选为,外端区域的长度Lc,比以对与导光板30的光出射面30a的光入射面连接(接统)的边进行覆盖的方式被覆盖(被せら)而配置的上部框体44的边缘部(边框(額縁))的宽(幅)更短,从而对从光出射面30a射出的光的辉度分布不产生影响。
通过使外端区域的光轴方向的长度Lc比上部框体44的边缘部的宽度,乃至上部诱导反射板36的长度Lr更短,能够防止确认(認識)到从光入射面面向导光板的中央部的、光入射部和主要部的散射粒子的浓度的不同。
另外,形成于外端区域的凹部,在光射出面或倾斜面的表面的短边(短手)方向(本实施方式中是与延伸方向垂直的方向)的长度,在图示例中,优选为,使外端区域的光轴方向的长度Lc为5mm以上20mm以下。通过使凹部为上述大小,能够适当地对光进行反射、散射。
另外,优选为,使凹部与邻接的凹部的间隔,为LED阵列的排列方向的发光部尺寸以下。通过使上述凹部彼此的间隔为上述范围内,能够适当地使光反射、散射。
这里,在本实施方式中,虽然使凹部为沟槽形状,并使剖面为半圆形的形状,并且以规定间隔离开而形成凹部彼此,但是本发明不限定于此。
图12A~图12D,是分别表示凹部的其他的一例的部分剖面图。
也可以,如图12A所示的那样,使凹部68a为剖面成为三角形的形状,并且没有隙间地、也即凹部68a与邻接的凹部68a相接(接する)地配置形成多个的凹部68a。也即,也可以使外端区域的剖面为参差不齐(ギザギザ)的形状。
如此,即使使凹部的剖面为三角形也能够适当地使光反射、散射。另外,即使没有间隙地配置凹部,也能够适当地使光反射、散射。
另外,如图12B所示,使凹部68b成为剖面成为三角形的形状,并使邻接的凹部68b彼此的间隔以规定间隔离开而形成。
如此,即使使凹部彼此以规定间隔离开也能够适当地使光反射、散射。另外,剖面的三角形的各顶点的角度没有被特别地限定,不限定于为等腰(二等边)三角形,可以是种种形状的三角形。
另外,如图12C所示,也可以按照使凹部68是剖面为椭圆形的形状、使邻接的凹部68c彼此的间隔以规定间隔离开、这样的方式形成。
如此,不限于圆形、三角形,即使是椭圆形,也能够适宜地对光进行反射、散射。
此外,如图12D所示,也可以使凹部68d是剖面成为正弦曲线(サインカ一ブ)(π/2~5π/2)的形状,而没有间隙地形成多个的凹部68d。也即,也可以按照外端区域的剖面成为连续的正弦曲线的配置形成凹部68d。
即使在使凹部为上述形状的情况下,也能够适宜地使光反射、散射。
另外,凹部的形状不限于上述形状,可以使得成为在做成多边形等、平坦面的情况下能够将光散射反射的各种的形状。
另外,在本实施方式中,虽然使凹部为沿光轴方向延伸的沟槽形状,但是该沟槽的朝向(凹部的延伸方向),不被特别限定,可以与光入射面30d、30e平行地形成,或者也可以向任意的角度倾斜。或者,也能够以相互交叉的方式形成。并且,在以相互交叉的方式形成时,成为与后述的在点上设置凹部的情况大致同样的形状,并具有大致同样的效果。
另外,在上述实施方式中,虽然使所有(いずれも)凹部为在一方向上延伸的沟槽形状,但是凹部也可以是点形状。
图13A,是对其他的一例的导光板的光射出面的外端区域的一部分进行放大的部分放大图,图13B是图13A的XIIIB-XIIIB线剖面图。
如图13A以及图13B所示,外端区域60a中,多数的凹部68S相互以规定间隔离开而配置为锯齿状(千鳥状)。
凹部68S,如图13B所示,是剖面成为三角形、假想底面(光射出面30a)成为四边形的四棱锥(四角錐)形状。
如此,即使代替沟槽状的凹部,多数地形成点状的凹部68S,也能够适宜地将到达外端区域60a的光反射、散射,并能够降低光入射面近旁的光的损失,使从光射出面射出光的辉度分布为中高。
另外,在使凹部为点状的情况下,能够使得成为各种的形状,能够使得成为球面状、圆锥形,多棱锥(多角錐)、圆柱、棱柱(角柱)等各种的形状。
另外,优选为,以上述的沟槽形状的情况下的短边方向的长度以下的尺寸形成一个凹部,并优选为配置间隔是与上述的凹部彼此同样的配置间隔。
另外,在上述导光板30中,虽然在离开第1光入射面30d一定距离范围的光射出面30的外端区域60和第1倾斜面30b的外端区域62、从第2光入射面30e离开一定距离范围的区域的光射出面30的外端区域64和第2倾斜面30c的外端区域66的各自,形成多数的凹部,但是本发明不限于此,也可以仅在光射出面和倾斜面的其中一方的面形成。也即,也可以仅在光射出面和倾斜面的其中一方的面设置形成了多数的凹部的外端区域。
这里,通过在光射出面和斜面这两方形成多数的凹部,能够进一步降低光入射面近旁的光的损失,但是仅在光射出面和倾斜面的其中一方的面形成多数的凹部,也能够降低更靠近光入射面近旁的光的损失。
这里,在仅在一方的面的外端区域形成多数的凹部的情况下,优选为,在光射出面的外端区域形成多数的凹部(即设置形成了凹部的外端区域)。通过在光射出面设置形成了凹部的外端区域,能够更加确实地在光入射面近旁减少从光射出面射出的光。
另外,为了将从光射出面射出的光的辉度分布作为对象,优选为,在光射出面和/或倾斜面的、第1光入射面侧和第2光入射面侧的两方设置形成了凹部的外端区域,但是也可以仅在第1光入射面侧和第2光入射面侧的一方设置。
另外,优选为,第1光入射面侧的外端区域和第2光入射面侧的外端区域为对称的形状,但是也可以使两者为非对称的形状,例如光轴方向的长度不同,凹部的间隔为不同形状。
另外,优选为,导光板30中,使从第1光入射面30d离开一定距离范围,或从第2光入射面30e离开一定距离范围的混合区域(ミキシングゾ一ン)的散射粒子的粒子浓度为Npi,使其他的散射粒子的粒子浓度为Np时,使Npi>Np。
通过使得粒子浓度满足Npi>Np,能够更适宜地将从光射出面射出的光的照度分布(辉度分布)维持于吊钟型(中高分布)的状态,并能够抑制光入射面近旁的辉度不均的发生。如此,由于能够容易地维持为中高形状,因此能够将导光板大型化,能够使面状照明装置大型化。另外,在散射粒子浓度中具有分散的情况下,通过使平均粒子浓度满足各适宜范围,能够使光利用效率为一定以上。另外,优选为,使各个的区域的粒子浓度满足上述范围。
另外,优选为,散射粒子的浓度Npi满足0.003wt%<Npi<0.25wt%。通过使浓度Npi为上述范围,能够弱化(少なくする)由散射粒子引起的光利用效率的低下。
这里,本实施方式中,为了能够从光射出面高效率地射出辉度高的光,而使导光板30的光入射面30a成为:与光入射面相交的边为长边、与侧面相交的边为短边的形状,但是本发明不限于此,也可以使光射出面为正方形形状,也可以使光入射面侧为短边,使侧面侧为长边。
另外,在本实施方式中,虽然仅在光入射面30d、30e配置光源28,但是本发明不限于此,将与光入射面30d、30e相面对而配置的光源28作为主光源,与第1侧面30g以及第2侧面30f相面对而设置副光源,并将第1侧面30g以及第2侧面30f分别作为第3光入射面以及第4光入射面。如此,能够进一步提高从光射出面射出的光的辉度。
另外,也可以在上述的透明树脂中混入可塑(可塑)剂而制作导光板。
如此,通过用将透明材料和可塑剂混合后的材料制作导光板,能够使导光板为柔性的(フレキシブル),也即,能够使得成为具有柔性的导光板,并能够使导光板变形为各种的形状。因此,能够使导光板的表面形成为各种的曲面。
如此,通过使导光板为柔性(フレキシブル),例如,将导光板或使用该导光板的面状照明装置作为与灯饰(illumination:イルミネ一シヨン)相关的显示板而使用的情况下,能够在具有曲率的壁上也实现安装,能够在更多种类、更广的使用范围的灯饰、POP(POP广告)等中利用导光板。
这里,作为可塑剂,苯二甲酸酯(フタル酸エステル),具体来说,可以例示出,苯二甲酸二甲酯(フタル酸ジメチル)(DMP)、苯二甲酸二乙酯(フタル酸ジエチル)(DEP)、苯二甲酸二丁酯(フタル酸ジブチル)(DBP)、苯二甲酸-2-乙基己酯(フタル酸ジ-2-エチルヘキシル(DOP(DEHP))、苯二甲酸正二辛酯(フタル酸ジノルマルオクチル)(DnOP)、苯二甲酸二异壬酯(フタル酸ジイソノニル)(DINP)、苯二甲酸二壬基(フタル酸ジノニル)(DNP)、苯二甲酸二异癸酯(フタル酸ジイソデジル)(DIDP)、苯二甲酸混基酯(フタル酸混基エステル)(C6~C11)(610P、711P等)、苯二甲酸丁(基)丁苄(基)酯(フタル酸ブチルベンジル)(BBP)。另外,除了苯二甲酸酯以外,还可以列举出:己二酸癸二酸酯(アジピン酸ジオクチル)(DOA)、己二酸癸二异壬酯(アジピン酸ジイソノニル)(DINA)、己二酸二正烷基酯(アジピン酸ジノルマルアルキル)(C6、8、10)(610A)、己二酸(二)烷基酯(アジピン酸ジアルキル)(C7、9)(79A)、壬二酸二辛酸(アゼライン酸ジオクチル)(DOZ)、癸二酸二丁酯(セバシン酸ジブチル)(DBS)、癸二酸癸二酯(セバシン酸ジオクチル)(DOS)、磷酸三甲苯(酚)酯(リン酸トリクレシル)(TCP)、乙酸柠檬酸三丁酯(アセチルクエン酸トリブチル)(ATBC)、环氧(エポキシ)化大豆油(ESBO)、三苯六甲酸三辛酯(トリメリツト酸トリオクチル)(TOTM)、聚酯(ポリエステル)系、氯化石蜡(塩素化パラフイン)等。
在上述的实施例中,作为光源的LED芯片,使得成为在蓝色(青色)LED的发光面涂布YAG荧光物质的构成,但是并不限定于此,也可以使用在红色(赤色)LED、绿色LED等其他的单色LED的发光面配置荧光物质的构成的LED芯片。
另外,作为光源,能够使用将红色LED、绿色LED、蓝色LED这3种的LED组合后的构成的LED单元。该情况下,能够将从3种LED射出光混色,而使得成为白色光。
此外,作为光源,能够替代LED芯片而使用LD(半导体激光器)芯片。
另外,也可以在导光板30和光源28之间,配置以折射率与导光板30接近的材料形成的混合部。另外,也可以,以比其他的部分的折射率小的材料形成导光板的光入射面和/或侧面的一部分。
通过使得从光源射出的光所入射的部分比其他部分折射率小,能够使得从光源射出的光更高效率地入射,并能够进一步提高光利用效率。
另外,例如,也可以在导光板的侧面彼此相对(向い合う)的位置,多个地并列配置导光板,并利用多个的导光板形成一个的光射出面。该情况下,也可以成为仅在两端的导光板的与其他的导光板不相邻接的一侧的侧面配置副光源的结构。
另外,为了能够从光射出面射出中高的辉度分布的光,优选为,导光板满足上述的各种范围,但是也优选为,使用满足以下的那样的范围的导光板。
导光板满足如下关系:即将导光板30中包含的散射粒子的散射剖面积设为Φ,将光所入射的方向中从导光板的光入射面到与光射出面垂直的方向的厚度成为最大的位置的长度,本实施方式中为导光板的光所入射的方向(与导光板30的第1光入射面30d垂直的方向,以下也称为“光轴方向”)的一半的长度设为LG,将导光板30所包含的散射粒子的密度(每单位体积的粒子数)设为Np,将校正系数设为KC的情况下,使Φ·NP·LG·KC的值为1.1以上、8.2以下,此外,校正系数KC的值满足0.005以上、0.1以下的关系。导光板30,包含满足这种关系的散射粒子,因此能够从光出射面出射均一且辉度不均较少的照明光。
通常,在使平行光束入射到各向同性(等方)介质的情况下的透过率T,根据朗伯-比尔(Lambert-Beer)法则由下述式(1)所表示。
T=I/I0=exp(-ρ·x)···(1)
这里,x是距离,I0是入射光强度,I是出射光强度,ρ是衰减常数。
使用粒子的散射剖面积Φ和介质中所包含的每单位体积的的粒子数NP,而用下述式(2)表示上述衰减常数ρ,
ρ=Φ·NP ···(2)
因此,若使导光板的光轴方向的一半的长度为LG,则光的取出(取り出し)效率Eout为由下述式(3)所赋予。这里,导光板的光轴方向的一半的长度LG是与导光板30的光入射面垂直的方向中的从导光板30的一方的光入射面到导光板30的中心的长度。
另外,所谓光的取出效率,是到达从导光板的光入射面沿光轴方向离开长度LG的位置的光,相对于入射光的比例,例如,在图2所示的导光板30的情况下,是相对于入射到端面的光的、到达导光板的中心(成为导光板的光轴方向的一半的长度的位置)的光的比例。
Eout∝exp(-Φ·NP·LG)···(3)
这里,式(3)是有限的大小的空间中的关系式,导入用于对与式(1)的关系进行校正的系数KC。校正系数KC,是光在有限的空间的光学介质中进行传播的情况下经验地求得的无限维数(無次元)的校正系数。假若如此,则光的取出效率Eout,由下述式(4)所表达。
Eout=exp(-Φ·NP·LG·KC)···(4)
根据式(4),Φ·NP·LG·KC的值是3.5时,光的取出效率Eout是3%,Φ·NP·LG·KC的值是4.7时,光的取出效率Eout为1%。
根据该结果,可知:若Φ·NP·LG·KC的值变大,则光的取出效率Eout变低。可以认为:光随着向导光板的光轴方向前进而散射,因此光的取出效率Eout降低。
因此,可知:Φ·NP·LG·KC的值越大,作为导光板的性质越优选。也即,通过使Φ·NP·LG·KC的值较大,能够减小从与光的入射面相面对的面射出的光,并能够增加从光射出面射出的光。即,通过增大Φ·NP·LG·KC的值,能够增加从光射出面射出的光相对于入射到入射面的的比例(以下也称为“光利用效率”)。具体来说,通过使Φ·NP·LG·KC的值为1.1以上,能够使光利用效率为50%以上。
这里,若使Φ·NP·LG·KC的值增大,则从导光板30的光射出面30a出射的光的照度不均变得显著,但是通过使Φ·NP·LG·KC的值为8.2以下,能够使照度不均抑制为一定以下(容许范围内)。另外,照度和辉度能够大致同样地处理(扱う)。因此,可以推测本发明中,辉度和照度具有同样的倾向。
根据以上,优选为,本发明的导光板的Φ·NP·LG·KC的值满足1.1以上且8.2以下的关系,更优选为满足2.0以上且7.0以下。另外,更优选为,Φ·NP·LG·KC的值是3.0以上,最优选为是4.7以上。
另外,优选为,校正系数KC是0.005以上0.1以下。
以下,结合具体例,对导光板更详细地进行说明。
另外,在以下的具体例中,作为光源,虽然使用由1种的LED芯片所构成的LED芯片而进行辉度等的测定,但是在使用具有伪白色LED芯片和蓝色LED芯片的LED芯片的情况下也基本上有同样的倾向。
首先,将散射剖面积Φ、粒子密度NP、导光板的光轴方向的一半的长度LG、校正系数KC设为各种的值,针对Φ·NP·LG·KC的值が不同的各导光板,通过计算机仿真(シミユレ一シヨン)求算光利用效率,此外,进行照度不均的评价。这里,照度不均[%],是将从导光板的光射出面射出的光的最大照度设为IMax,将最小照度设为IMin,将平均照度设为IAve时的[(Max-IMin)/IAve]×100。
将测定的结果表示在下述表2中。另外,表2的判定,将光利用效率为50%以上且照度不均为150%以下的情况作为○,将光利用效率比50%小或照度不均比150%大的情况作为×而表示。
另外,图14中,示出了将Φ·NP·LG·KC的值和光利用效率(从光射出面射出光相对于入射到光入射面的光的比例)的关系进行测定的结果。
【表2】
Φ[m2] | Np[个/m3] | LG[m] | Kc | ΦNpLGKc | 光利用效率[%] | 照度不均[%] | 判定 | |
实施例1 | 2.0×10-12 | 2.2×1014 | 0.3 | 0.03 | 3.51 | 81.6 | 84 | ○ |
实施例2 | 2.0×10-12 | 4.3×1014 | 0.3 | 0.02 | 6.21 | 84.7 | 149 | ○ |
实施例3 | 2.0×10-12 | 8.6×1014 | 0.1 | 0.02 | 3.86 | 82.8 | 82 | ○ |
实施例4 | 1.1×10-10 | 1.5×1013 | 0.3 | 0.008 | 3.91 | 83.0 | 105 | ○ |
实施例5 | 1.1×10-10 | 2.0×1013 | 0.3 | 0.007 | 4.98 | 84.3 | 142 | ○ |
实施例6 | 1.1×10-10 | 3.5×1013 | 0.1 | 0.007 | 2.86 | 79.2 | 47 | ○ |
测定例1 | 2.0×10-12 | 2.2×1013 | 0.3 | 0.05 | 0.66 | 29.1 | 51 | × |
测定例2 | 1.1×10-12 | 2.5×1012 | 0.3 | 0.01 | 0.99 | 43.4 | 59 | × |
测定例3 | 4.8×10-18 | 8.6×1017 | 0.1 | 15.2 | 6.26 | 84.8 | 201 | × |
测定例4 | 4.8×10-18 | 1.7×1018 | 0.1 | 13.9 | 11.5 | 84.9 | 225 | × |
如表2以及图14所示,可知:通过使Φ·NP·LG·KC为1.1以上,能够提高光利用效率,具体地,能够使光利用效率为50%以上,通过使Φ·NP·LG·KC为8.2以下,能够使照度不均为150%以下。
另外,可知:通过使KC为0.005以上,能够提高光利用效率,通过使之为0.1以下,能够减小从导光板射出光的照度不均。
接下来,在导光板上,作成混炼或分散的微粒子的粒子密度NP为各种的值的导光板,并对从各个的导光板的光射出面的各位置射出的光的照度分布进行测定。这里,在本实施方式中,除了(除いて)粒子密度NP外的其他的条件,具体来说,散射剖面积Φ、导光板的光轴方向的一半的长度LG、校正系数KC、导光板的形状尺寸等,均为相同值。因此,本实施方式中,Φ·NP·LG·KC,是与粒子密度NP成比例而变化。
如此,对于各种的粒子密度的导光板,在图15示出对分别从光射出面射出的光的照度分布进行测定的结果。图15中,将纵轴设为照度[lx],将横轴设为离开导光板的一方的光入射面的距离(导光长)[mm]。
此外,计算出:将从所测定的照度分布的导光板的侧壁射出的光的最大照度设为IMax,将最小照度设为IMin,将平均照度设为IAve时的照度不均[(IMax-IMin)/IAve]×100[%]。
图16中,示出了所计算出的照度不均和粒子密度之间的关系。图16中,以纵轴为照度不均[%],以横轴为粒子密度[个/m3]。另外,图16中,同样也合并示出以横轴为粒子密度、以纵轴为光利用效率[%]的光利用效率和粒子密度之间的关系。
如图15以及图16所示,可知:若增大粒子密度,也即增大Φ·NP·LG·KC,则光利用效率变高,但是照度不均也变大。另外,若降低粒子密度也即减小Φ·NP·LG·KC,则光利用效率也降低,但是减小了照度不均。
这里,通过使Φ·NP·LG·KC为1.1以上8.2以下,能够使光利用效率为50%以上,并且使照度不均为150%以下。通过使照度不均为150%以下,能够使照度不均不明显(目立たなく)。
也即,可知:通过使Φ·NP·LG·KC为1.1以上8.2以下,能够使光利用效率为一定以上,并且使照度不均也降低。
另外,为了能够使面状照明装置更大,并能够以高的光利用效率射出适当的辉度分布(和/或照度分布)的光,作为面状照明装置的导光板,优选为,备有:矩形状的光射出面、分别包含与光射出面相面对的两条的长边并配置在相互面对的位置的两个的光入射面、随着从这些的两个的光入射面向所述光射出面的中央而分别从所述光射出面离开的距离变远的对称的两个的倾斜面、将这些的两个倾斜面接合(接合)的弯曲部,并成为包含对在其内部传播的光进行散射的散射粒子的形状以及构成,本发明不限于此,能够用于各种的形状的导光板。例如,在使用没有分散散射粒子的导光板的面状照明装置、液晶显示装置中也能够使用,在使用平板形状的导光板的面状照明装置、液晶显示装置中也能够使用。
另外,本实施方式的导光板,将光入射面的导光板的厚度(入光部厚度)设为D1,将导光板的厚度变得最大的位置中的、也即本实施方式中二等分线α处的导光板的厚度(中心厚度)设为D2,将导光板的光的入射方向的长度(导光长)也即从第1入射面到第2入射面的长度设为L(本实施方式中成为L=2LG)时,
D1<D2且,
27/100000<(D2-D1)/(L/2)<5/100 (A)
优选为,混入的散射粒子的重量相对于导光板的重量的比例:Npa的范围,满足
0.008wt%<Npa<0.25wt%
的关系。通过使得成为满足上述关系的形状,能够将主光源的出射效率提高到30%以上。
另外,优选为,以导光板中,
D1<D2且,
66/100000<(D2-D1)/(L/2)<26/1000 (B)
以混入的散射粒子的重量相对于导光板的重量的重量的比例:NPa的范围满足
0.008wt%<Npa<0.25wt%
的关系的方式进行改良。通过使得成为满足上述关系的形状,能够将主光源的出射效率提高到40%以上。
此外,更优选为,导光板中,
D1<D2且,
1/1000<(D2-D1)/(L/2)<26/1000 (C)
并以混入的散射粒子的重量相对于导光板的重量的比例:NPa的范围满足
0.008wt%<Npa<0.25wt%
的关系的方式进行改良。通过使得成为满足上述关系的形状,能够将主光源的出射效率提高到50%以上。
另外,在液晶显示装置10的背光灯单元20中,虽然将光源28仅配置于与导光板30的光入射面30d、30e相面对的位置,但是本发明不限于此,也可以除了在光入射面30d、30e外,在相面对的1对的侧面(第1侧面30f和第2侧面30g)也配置光源28。如此,通过将光源28配置于导光板30的所有的侧面,能够进一步提高入射到导光板30的光量,并能够从背光灯单元20射出更明亮的光。
另外,该情况下,导光板30的背面,同样,以随着从第1侧面30f和第2侧面30g向中央部而倾斜的方式形成。
本发明的第1方式的导光板以及使用此的本发明的第2方式的面状照明装置,基本上按照以上的方式构成。
接下来,主要参照图1、图4A、图4B、图6A、图6B以及图17~图24,而对本发明的第3方式的导光板以及使用此的本发明的第4方式的面状照明装置进行说明。
在先前说明的本发明的第1方式的导光板以及第2方式的面状照明装置中,作为用于提高光利用效率、入射面近旁处辉度不均减小、实现中高分布的亮度的分布的机构,在导光板的光出射面以及倾斜面的至少一方的光入射面侧的外端区域,设置沟槽状或点状的凹部,但是在以下说明的本发明的第3方式的导光板以及使用此的第4方式的面状照明装置中,也可以代替此,利用与上述主要部折射率不同的材料形成导光板的光入射部近旁的、至少与导光板主要部接合的区域,并且,与上述主要部的边界面相对于与光入射面平行的面成为凹凸的形状这一方面,存在差异。
在备有本方式所涉及的导光板以及面状照明装置的液晶显示装置的基本方式中,除了上述不同点(相違点)外,与先前使用图1~图7所说明的同样,因此对于同一的构成要素中赋予同一的参照符号,这里,对于其详细的说明或重复的说明加以省略,主要对于不同点进行说明。
图17是与图2所示的液晶显示装置10同样其外观在图1中示出的液晶显示装置10A的剖面图。另外,图18A是对在图17所示的面状照明装置的导光板以及配置于其2边的光源进行表示的部分XVIIIA-XVIIIA线剖面省略俯视图,图18B是图18A的XVIIIB-XVIIIB线剖面图。
液晶显示装置10A具有作为本发明的第4方式的面状照明装置的背光灯单元20A、液晶显示面板12、驱动单元14等,背光灯单元20A,具有:照明装置本体24A,其包括两个的光源28、本发明的第3方式的导光板30A以及光学构件单元32、反射板34、上部诱导反射板36以及下部诱导反射板38等;框体26,其具有:下部框体42、上部框体44、折返构件46以及支撑构件48等。
以下,对本方式所涉及的导光板30A进行说明。
图19是表示导光板30A的形状的概略立体图。
导光板30A,如图17~图19所示,具有:大致矩形状的平坦的光射出面30a;相对于该光射出面30a的一方的两端边分别大致垂直地形成的、相面对的两个的(一对的)光入射面(第1光入射面30d和第2光入射面30e);相对于光射出面30a的另一方(他方)的两端边分别大致垂直地形成的、相面对的两个的(一对的)侧面(第1侧面30f和第2侧面30g)。
在光射出面30a的相反侧,也即导光板30A的背面侧,形成以规定的角度倾斜的两个倾斜面(第1倾斜面30b和第2倾斜面30c)。
该倾斜面,与第1光入射面30d以及第2光入射面30e的长边方向的端边相平行,并且以将光射出面30a二等分的二等分线α(参照图1以及图18A)作为中心轴(结合部分)而相互对称,且相对于光射出面30a以规定的角度倾斜。
第1倾斜面30b以及第2倾斜面30c,以随着从第1光入射面30d以及第2光入射面30e远离,离开光射出面30a的距离变远(長くなる)的方式,也即随着分别从第1光入射面30d以及第2光入射面30e向导光板30A的中央部(二等分线α),与导光板30A的光射出面30a垂直的方向的厚度变厚的方式而倾斜。
也即,导光板30A中,在两端部即第1光入射面30d和第2光入射面30e厚度变得最薄,在中央部即与第1倾斜面30b和第2倾斜面30c所交叉的二等分线α相对应的位置厚度变得最大。换言之,导光板30A是,随着从第1光入射面30d或第2光入射面30e远离与导光板的光射出面30a垂直的方向的厚度变厚的形状。另外,第1倾斜面30b以及第2倾斜面30c相对于光射出面30a的倾斜角度并不被特别地限定。
另外,导光板30A,如图18A以及图18B所示,由包含光射出面的中央的主要部70、位于比主要部70更靠近第1光入射面30d侧的区域且包含第1光入射面30d的全面的第1光入射部72、位于比主要部70更靠近第2光入射面30e侧的区域且包含第2光入射面30d的全面的第2光入射部74所构成,第1光入射部72以及第2光入射部74,与主要部70,由折射率不同的透明树脂形成。第1光入射部72和主要部70的接合面(连结面)成为边界(境界)面78,第2光入射部74和主要部70的接合面成为边界面80。
换言之,导光板30A中,中央的主要部70的靠近边界面78的第1光入射面30d侧成为第1光入射部72,主要部70的靠近边界面80的第2光入射面30e侧成为第2光入射面74。
另外,如图18A以及图18B所示,边界面78以及边界面80,是从从光出射面30a侧观察的形状成为凹凸、从侧面30f观察的形状成为直线的扁豆(レンチキユラ一)形状。
这里,上述的两个的光源28,如图18A以及图18B所示,分别与导光板30A的第1光入射面30d以及第2光入射面30e相面对而配置。具体来说,由多个的LED芯片50和光源支撑部52构成的一方的光源28与第1光入射面30d相面对而配置,由多个的LED芯片50和光源支撑部52构成的另一方(他方)的光源28与第2光入射面30e相面对而配置。这里,在本实施方式中,如图18B所示,在与光射出面30a垂直的方向,光源28的LED芯片50的发光面58的长度a(图4B参照)与第1光入射面30d以及第2光入射面30e的长度是大致相同的长度。
如此在背光灯(面状照明装置)20A,两个的光源28,以夹着(はさみこな)导光板30A的方式而配置。也即,在以规定间隔离开、并相面对地(向い合つて)配置的两个的光源28之间配置导光板30A。
在图17所示的导光板30A中,从光源28射出,从第1光入射面30d以及第2光入射面30e入射的光,由导光板30A的内部包含的散射体(详细地后述)所散射,并通过边界面78、80,从光入射部72、74导光到主要部70。其后,通过主要部70的内部,直接,或由第1倾斜面30b和/或第2倾斜面30c反射后,从光射出面30a出射。此时,虽然也存在从第1倾斜面30b以及第2倾斜面30c漏出一部分的光的情况下,但是所漏出的光,由配置于导光板30A的第1倾斜面30b以及第2倾斜面30c的外侧表面的反射板34所反射,并如前述的那样,再次入射到导光板30A的内部。
如此,使导光板30A的形状成为,随着从在相面对的(对向する)位置配置了光源28的第1光入射面30d以及第2光入射面30e向导光板30A的中心,与光射出面30a垂直的方向的厚度变厚的形状,能够将从光入射面入射的光从光入射面送到更远位置,并能够增大光射出面30a。另外,由于能够将从光入射面30d、30e入射的光适宜地送到较远位置,因此能够将导光板30A薄型化。
另外,利用由折射率不同的材料形成的主要部70、以及光入射部72、74构成导光板30A,从而从光入射面30d,30e入射的光,由边界面78,80所折射、散射。由此,如此在光入射部近旁被折射,从而能够确实地防止在入射面近旁光漏出。另外,通过使边界面为扁豆(レンチキユラ一)形状,并调整其形状,能够将光送到更远处,此外,能够防止辉度不均发生,并能够射出所望的中高的辉度分布的光。
在透明树脂中混炼分散用于使光散射的散射粒子而形成导光板30A。作为用于导光板30A的透明树脂的材料,可以列举出:例如,由PET(聚对苯二甲酸乙酯:ポリエチレンテレフタレ一ト)、PP(聚丙烯:ポリプロピレン)、P C(聚碳酸酯:ポリカ一ボネ一ト)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯:ポリメチルメタクリレ一ト)、苄基异丁烯酸盐(酯)(ベンジルメタクリレ一ト)、MS树脂,或COP(环烯聚合物:シクロオレフインポリマ一)的那样的光学上透明的树脂。作为在导光板30A中混炼分散的散射粒子,能够使用托球珍珠(トスパ一ル)、硅酮(シリコ一ン)、二氧化硅(シリカ)、二氧化锆(ジルコニア)、电解质聚合物(ポリマ一)等。通过在导光板30A的内部含有这种散射粒子,能够从光射出面出射均一且辉度不均较少的照明光。这里,在导光板30A的第1光入射部72、第2光入射部74、和主要部70,使用不同折射率的透明树脂。
另外,这种导光板30A,能够使用压出成型法、射出成型法而进行制造。此外,不限于将导光板30A一体地制造,也可以对主要部70、第1光入射部72、第2光入射部74分别进行成型,并用粘结剂(接着剤)对3个的构件进行接合(接合)。
例如,利用折射率1.49的PMMA(丙烯酸:アクリル)作成光入射部72、74,利用折射率1.54的PS(聚苯乙烯:ポリスチレン)作成主要部70,能够做成具有利用折射率不同的材料形成的光入射部72、74和主要部70的导光板。
另外,导光板30A中包含的散射粒子,与上述的图2所示的导光板30所包含的散射粒子同样,因此省略其说明。
另外,对于导光板30A以外的、构成照明装置本体24A的光源28、光学构件单元32、反射板34、上部诱导反射板36以及下部诱导反射板38以及构成背光灯20A的框体26,在上述的图2所示的背光灯20中已经说明,因此省略其说明。
这里,在利用折射率比光入射部低的材料形成主要部70的情况下,能够使通过边界面78、80的光难于从光射出面30a射出,并能够将入射的光送到更远处。
另外,在以比光入射部折射率更高的材料形成主要部60的情况下,能够减小菲涅耳损失(フレネルロス),并能够将从光源射出的光更高效率地入射到导光板30A的内部。
这里,如前述的那样,导光板30A中,在设光入射部72、74的散射粒子的粒子浓度为Npi,设主要部60的散射粒子的粒子浓度为Np时,优选为,满足Npi>Np。
通过使得粒子浓度满足Npi>Np,能够更适宜地使从光射出面射出的光的照度分布(辉度分布)维持为吊钟型(中高分布)的状态,并能够抑制光入射面近旁的辉度不均的发生。如此,由于能够容易地维持中高形状,因此能够使导光板大型化,并能够使面状照明装置大型化。另外,在使散射粒子浓度保持分散的情况下,通过使平均粒子浓度满足1.1≤Φ·NP·LG·KC≤8.2,能够使光利用效率为一定以上。
另外,优选为,散射粒子的浓度Npi满足0.002wt%<Npi<0.25wt%。通过使浓度Npi为上述范围,能够减少由散射粒子引起的光利用效率的降低。另外,通过使得满足上述范围,即使在母材中使用MS树脂、ゼオノア(环烯聚合物:シクロオレフインポリマ一,COP),在散射粒子中使用硅酮(シリコ一ン)粒子的情况下,能够不降低光利用光效率地使导光板大型化(例如,65英寸)。
另外,优选为,光入射部的光轴方向的长度(从光入射部的光入射面到边界面的平均距离)Lnpi(参照图18A)是5mm<Lnpi<20mm。这里,平均距离,是边界面的平均剖面(平均断面)和光入射面的距离。
通过使光入射部的光轴方向的长度满足上述范围,能够更确实地防止光入射面附近的光的漏散。
另外,优选为,光入射部的长度Lnpi,比以覆盖导光板30A的光出射面30a的4方的周边部的方式而被覆(被せられて)配置的上部框体44的边缘部(縁部)(边框(額縁))的宽度短,以使得对从光出射面30a射出的光的辉度分布不产生影响。
此外,优选为,将光的入射方向的上部诱导反射板(光射出面30a侧的反射构件)36的长度设为Lr,将上部框体的边缘部(縁部)的宽度设为Le时,光入射部的光轴方向的长度Lnpi满足Lnpi<Lr<Le的关系。通过使光入射部的光轴方向的长度Lnpi比上部框体44的边缘部(縁部)的宽度,乃至上部诱导反射板36的长度Lr更短,能够防止辩认(認識)出从光入射面向导光板的中央部的光入射部和主要部的散射粒子的浓度的不同。
另外,在导光板30A中,虽然使边界面为扁豆(レンチキユラ一)形状,但是本发明不限于此。
图20是表示本发明的导光板的其他的实施方式的俯视图。
如导光板30B所示,也可以使主要部70a和光入射部72、74的边界面82、84为棱镜(プリズム)形状(从光射出面侧观察的情况下为锯齿(ぎざぎざ)的形状)。如此,即使使边界面82,84为棱镜形状,也能够与扁豆(レンチキユラ一)形状的情况下同样,在边界面使光折射并散射,并能够从光射出面射出中高的光。
另外,若边界面的形状是相对于与光入射面平行的面而凹凸的形状,则能够使光散射,因此其形状也不被特别限定。例如,除了扁豆形状或棱镜形状以外,也可以使用正弦曲线形状。
另外,优选为边界面在与光入射面的长边方向平行的方向是凹凸,并且为了使光均一地分散,优选为凹凸形状具有一定的图案(パタ一ン)。
另外,优选为一个的凹凸形状,在与光入射面的长边方向平行的方向的长度为LED阵列的发光部尺寸的数分之一(数分の一)以下。
另外,在上述导光板30A、30B中,使光入射面为1层,但是也可以为多层。
这里,图21A是表示本发明的导光板的其他的实施方式的示意性的俯视图,图21B是图21A的剖面图。
图21A以及图21B所示的导光板30C,由主要部70、第1光入射部92、第2光入射部94所构成。
另外,第1光入射面92,由作为包含第1光入射面30d的全面的区域的外端部分96,以及作为外端部分96和主要部60之间的区域的中间部分98所构成。另外,第2光入射面94,由作为包含第2光入射面30e的全面的区域的外端部分100,和作为外端部分100和主要部60之间的区域的中间部分102所构成。
另外,中间部分98、102,在与导光板90的光入射面30d、30e平行的面的全面上形成,并且主要部60与外端部分96、100,不直接接触。
这里,主要部60和中间部分98的边界面104,主要部60和中间部分102的边界面106,与上述的边界面78,80同样,是从光出射面30a侧观察的形状为凹凸、从侧面30f观察的形状为直线的扁豆(レンチキユラ一)形状。
另外,中间部分98和外端部分96的边界面108、中间部分102和外端部分100的边界面110,是平面形状。
另外,外端部分96、100和中间部分98、102,由折射率的不同材料形成。另外,导光板30C中,由同一的材料形成主要部70和外端部分96、100。
如此,通过由折射率不同的外端部分96、100和中间部分98、102构成光入射部,能够在边界面104、106加入(加える)入射到导光板的光,在边界面108、110也能够产生折射,能够确实地防止在光入射面近旁的区域射出光,另外,通过设置多个边界面,能够容易地调整辉度分布。
另外,图22是表示本实施方式的导光板的其他的实施方式的俯视图。
如图22所示的导光板30D那样,主要部70a和中间部分98a、102a的边界面104a、106a,也可以是棱镜(プリズム)形状。另外,主要部和中间部分的边界面,能够是各种的凹凸形状,与上述的导光板是同样的。
另外,光入射部的中间部分和外端部分的边界面的形状也不限于平面形状。
图23以及图24,分别是表示本发明的导光板的其他的实施方式的俯视图。
图23所示的导光板30E中,主要部70b和中间部分98b的边界面104b、主要部70b和中间部分102b的边界面106b、中间部分98b和外端部分96b的边界面108b、中间部分102b和外端部分100b的边界面110b按照扁豆(レンチキユラ一)形状形成。
另外,图24所示的导光板30F中,主要部70c和中间部分98c的边界面104c、主要部70c和中间部分102c的边界面106c、中间部分98c和外端部分96c的边界面108c、中间部分102c和外端部分100c的边界面110c,由棱镜(プリズム)形状形成。
如图23以及图24所示,通过使光入射部的中间部分和外端部分的边界面的形状为凹凸形状,即使在光入射部的中间部分和外端部分的边界面,也能够使光折射、散射。由此,能够确实防止在光入射面近旁的区域射出光,另外,通过设置多个边界面能够容易地调整辉度分布。
另外,中间部分和外端部分均与上述的光入射部和主要部的关系同样,在用折射率比外端部分更低的材料形成中间部分的情况下,与由折射率高的材料形成的情况下均能够得到各自的效果。为此,也可以根据需要,选择材料。
另外,本方式的导光板不限定于上述方式,也可以利用对中间部分更细地分割的、折射率与邻接的层不同的多层的分割部构成。如此,通过增加中间部分的层数,并且使从由光入射面入射起,到到达主要部为止光所通过的边界面的数目增加,能够确实地防止在光入射面近旁的区域射出光,并能够容易地调整辉度分布。
另外,外端部分以及与其相接(接する)的分割部、主要部以及与其相接的分割部,分别由折射率不同的材料形成。
本发明的第3方式的导光板以及使用其的本发明的第4方式的面状照明装置,基本上按照以上方式构成。
本发明基本上是以上那样的发明。
以上,对本发明所涉及的导光板以及使用此的面状照明装置详细地进行了说明,但是本发明不限于以上的实施方式,可以说在不脱离本发明的要旨的范围中,进行各种的改良、变更也是可以的。
实施例
接下来,对于图2所示的本发明的第2方式的面状照明装置的本发明的第1方式的光射出面是平坦的面的导光板30,基于实施例具体地进行说明。
另外,在以下的实施例中,作为光源,使用由1种的LED芯片构成的LED芯片而进行辉度等的测定,但是在使用具有伪白色LED芯片和蓝色LED芯片的LED芯片的情况下也成为基本同样的倾向。
使用图3A以及图3B所示的构成的光源28以及导光板30,使导光板30的导光长[mm]、其形状即最大厚度[mm]、最小厚度[mm]、锥度、中央部半径R[mm]、分散于导光板30中的散射微粒子的粒子径[μm]以及粒子浓度[wt%]变化,而求算:表示从光射出面30a射出的光相对于从导光板30的两个的光入射面30d以及30e入射的光的比例的光利用效率[%]、以及从光射出面30a射出的光的辉度分布。并求算:对从光射出面30a的中央部射出的光的辉度相对于从光射出面30a的周边部即光入射面30d以及30e的近旁射出的光的辉度的比例进行表示的光射出面30a的辉度分布的中高程度[%]。
(实施例1)
作为实施例1,求算:在如表1以及表3所示的那样,对画面尺寸为与37英寸对应的导光板30的导光长L[mm]为L=480mm的情况下的最大厚度[mm]、最小厚度[mm]、粒子径[μm]以及粒子浓度[wt%]进行各种变化时的锥度、中央部半径(弯曲部的曲率半径)R[mm]、光利用效率[%]、中高程度[%]。在表3和表4表示其结果。
这里,表3表示针对实施例1的本发明例11~16,表4表示针对实施例1的测定例11~16。
表3
实施例1
本发明例 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
画面尺寸 | 37″ | 37″ | 37″ | 37″ | 37″ | 37″ |
导光长[mm] | 480 | 480 | 480 | 480 | 480 | 480 |
最大厚度[mm] | 3.48 | 1.49 | 3.51 | 3.48 | 3.48 | 3.48 |
最小厚度[mm] | 2 | 0.5 | 1 | 2 | 2 | 2 |
粒子径[μm] | 7 | 7 | 7 | 4.5 | 9 | 12 |
粒子浓度[wt%] | 0.065 | 0.049 | 0.097 | 0.047 | 0.084 | 0.122 |
锥度 | 0.477 | 0.358 | 0.716 | 0.477 | 0.477 | 0.477 |
中央部R[mm] | 15000 | 27000 | 7000 | 15000 | 15000 | 15000 |
光利用效率[% | 61.5 | 63 | 65 | 61.2 | 61.6 | 61.5 |
中高程度[%] | 19 | 22 | 23 | 19 | 19.2 | 19.2 |
【表4】
测定例
如从表3以及表4所明了的那样,本发明例11~16中,任意的粒子径[μm]以及粒子浓度[wt%]均满足本发明的最大的限定范围,另外,最大厚度[mm]以及最小厚度[mm]也满足本发明的适宜的限定范围,因此光利用效率[%]均在61%以上而比55%高,中高程度[%],也是19%~23%,满足超过0%、且在25%以下这样的本发明所要求适当的限定范围。
与此相对,测定例11中,粒子浓度比本发明的适宜的限定范围更高,因此成为与平板同样的现象,因此不能够实现中高的辉度分布。
测定例12中,最大厚度[mm]以及最小厚度[mm]均比本发明的适宜的限定范围的上限值6.0mm以及3.0mm大,光穿透(突き抜け)而透过,因此光利用效率为50%,而不满足限定范围的55%以上,并且重量变得过重,而不适合作为液晶TV用光学构件。
测定例13与本发明的适当的限定范围相比锥度角较小,不足0.1°,此外,中央部半径R较大,不适于成形,在光利用效率达到55%以上的粒子浓度中,不能够实现中高分布。
测定例14中,中央部半径R较大,不适于成形,与平板同样,实现了中高的辉度分布的粒子浓度中,光利用效率不能够实现55%以上。
测定例15中,粒子径比本发明的适当的限定范围小,光利用效率好,但是不能够实现中高的辉度分布,测定例16中,粒子径比本发明的适宜的限定范围大,虽然能够实现中高的辉度分布,但是光利用效率较低。
(实施例2)
作为实施例2,求算:按照表5以及表6所示的那样对与画面尺寸为42英寸以及46英寸对应的导光板30的导光长L[mm]为L=560mm以及590mm的情况下的最大厚度[mm]、最小厚度[mm]、粒子径[μm]以及粒子浓度[wt%]进行各种变化时的锥度、中央部半径(弯曲部的曲率半径)R[mm]、光利用效率[%]、以及中高程度[%]。在表5以及表6表示其结果。
这里,表5表示针对实施例2的本发明例21~24,表6表示针对实施例2的测定例21~23。
【表5】
实施例2
本发明例 | 21 | 22 | 23 | 24 |
画面尺寸 | 42″ | 46″ | 42″ | 46″ |
导光长[mm] | 560 | 590 | 560 | 590 |
最大厚度[mm] | 3.48 | 3.48 | 3.48 | 3.5 |
最小厚度[mm] | 2 | 2 | 2 | 1.5 |
粒子径[μm] | 7 | 7 | 12 | 7 |
粒子浓度[wt%] | 0.048 | 0.043 | 0.09 | 0.054 |
锥度 | 0.411 | 0.39 | 0.411 | 0.486 |
中央部R[mm] | 20000 | 22000 | 20000 | 15000 |
光利用效率[%] | 61 | 61 | 61 | 59 |
中高程度[%] | 15 | 14.5 | 15 | 14 |
【表6】
测定例
测定例 | 21 | 22 | 23 |
画面尺寸 | 42″ | 46″ | 42″ |
导光长[mm] | 560 | 590 | 560 |
最大厚度[mm] | 3.48 | 3.48 | 6.76 |
最小厚度[mm] | 2 | 2 | 1 |
粒子径[μm] | 7 | 7 | 7 |
离子浓度[wt%] | 0.148 | 0.133 | 0.085 |
锥度 | 0.411 | 0.39 | 1.228 |
中央部[mm] | 20000 | 22000 | 3500 |
光利用效率[%] | 63 | 63 | 58 |
中高程度[%] | -8.5 | -9.5 | 29 |
如从表5以及表6所明了的那样,实施例2的本发明例21~24中,任何的粒子径[μm]以及粒子浓度[wt%]均满足本发明的适当的限定范围,另外,最大厚度[mm]以及最小厚度[mm]也本发明的适当的限定范围,因此光利用效率[%]均为59%~61%,比55%高,中高程度[%]也是14%~15%,满足超过0%,而在25%以下的本发明所要求的适当的限定范围。
与此相对,测定例21以及22,与本发明的适当的限定范围相比,粒子浓度变高,因此成为与平板同样的现象,不能够实现中高的辉度分布。
另外,测定例23中,最大厚度[mm]以及锥度角,均比本发明的适当的限定范围的上限值的6.0mm以及0.8°大,锥度过大,最大厚度成为必要以上的大,过于变得必要以上的中高的分布,并且重量也变得过重,而不适于作为液晶TV用光学构件。
(实施例3)
作为实施例3,求算:如表7以及表8所示的那样对与画面尺寸为52英寸以及57英寸相对应的导光板30的导光长L[mm]为L=660mm以及730mm的情况下的最大厚度[mm]、最小厚度[mm]、粒子径[μm]以及粒子浓度[wt%]进行各种变换时的锥度、中央部(弯曲部半径)R[mm]、光利用效率[%]、中高程度[%]。在表7以及表8表示其结果。
这里,表7表示针对实施例3的本发明例31~32,表8表示针对实施例3的测定例31~35。
【表7】
实施例3
本发明例 | 31 | 32 |
画面尺寸 | 52″ | 57″ |
导光长[mm] | 660 | 730 |
最大厚度[mm] | 3.5 | 3.48 |
最小厚度[mm] | 2 | 2 |
粒子径[μm] | 7 | 7 |
粒子浓度[wt%] | 0.035 | 0.028 |
锥度 | 0.351 | 0.317 |
中央部R[mm] | 28000 | 33000 |
光利用效率[%] | 60 | 61 |
中高程度[%] | 14 | 14.2 |
【表8】
测定例
测定例 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 |
画面尺寸 | 52″ | 57″ | 52″ | 52″ | 57″ |
导光长[mm] | 660 | 730 | 660 | 660 | 730 |
最大厚度[mm] | 3.5 | 3.48 | 5.49 | 2.15 | 3.24 |
最小厚度[mm] | 2 | 2 | 0.5 | 1.9 | 3 |
粒子径[μm] | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 |
粒子浓度[wt%] | 0.107 | 0.008 | 0.045 | 0.02 | 0.0015 |
锥度 | 0.351 | 0.317 | 0.955 | 0.087 | 0.078 |
中央部R[mm] | 28000 | 33000 | 3800 | 220000 | 260000 |
光利用效率[%] | 63 | 42 | 59 | 61 | 42 |
中高程度[%] | -11.2 | 11 | 30 | -8 | 56 |
如从表7以及表8所明了的那样,实施例3的本发明例31~32中,任一的粒子径[μm]以及粒子浓度[wt%]均满足本发明的适当的限定范围,另外,最大厚度[mm]以及最小厚度[mm]也满足本发明的适当的限定范围,因此光利用效率[%]均是60%~61%,比55%高,中高程度[%]也是14%~14.2%,满足超过0%、而在25%以下的本发明所要求的适当的限定范围。
与此相对,测定例31中,与本发明的适当的限定范围相比,粒子浓度较高,因此成为与平板同样的现象,因此不能够实现中高的辉度分布。
另外,测定例32中,与本发明的适当的限定范围相比,粒子浓度较低,因此光穿透(突き抜け)而透过,因此光利用效率不满足55%以上。
另外,测定例33中,锥度角比本发明的适当的限定范围的上限值的0.8°大,锥度过大,成为必要以上的过度的中高的分布。
另外,测定例34以及35中,锥度角比本发明的适当的限定范围的上限值的0.1°小,锥度过小,中央部半径R过大而不适于成形。测定例34中,在光利用效率达到55%以上的粒子浓度中,不能够实现中高分布。另外,测定例35中,成为与平板相同,在实现中高的辉度分布的粒子浓度中,光利用效率不满足55%以上。
(实施例4)
作为实施例4,求算:如表9以及表10所示的那样对与画面尺寸为52英寸以及57英寸相对应的导光板30的导光长L[mm]为L=660mm以及730mm的情况下的最大厚度[mm]、最小厚度[mm]、粒子径[μm]以及粒子浓度[wt%]进行各种变换时的锥度、中央部半径(弯曲部的曲率半径)R[mm]、光利用效率[%]、中高程度[%]进行求算。在表9以及表10表示其结果。
这里,表9表示针对实施例4的本发明例41~44,表10表示针对实施例4的的测定例41~45。
【表9】
实施例4
本发明例 | 41 | 42 | 43 | 44 |
画面尺寸 | 65″ | 65″ | 65″ | 65″ |
导光长[mm] | 830 | 830 | 830 | 830 |
最大厚度[mm] | 3.48 | 4.48 | 5.75 | 3.52 |
最小厚度[mm] | 2 | 3 | 0.5 | 2 |
粒子径[μm] | 7 | 7 | 7 | 12 |
粒子浓度[wt%] | 0.022 | 0.022 | 0.06 | 0.042 |
锥度 | 0.279 | 0.276 | 0.759 | 0.283 |
中央部R[mm] | 42000 | 45000 | 9000 | 42000 |
光利用效率[%] | 59 | 57 | 68 | 60 |
中高程度[%] | 13.5 | 11 | 24 | 13.5 |
【表10】
【表10】
测定例
测定例 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 |
画面尺寸 | 65″ | 65″ | 65″ | 65″ | 65″ |
导光长[mm] | 830 | 830 | 830 | 830 | 830 |
最大厚度[mm] | 3.48 | 7.52 | 0.98 | 2.49 | 2.73 |
最小厚度[mm] | 2 | 4 | 0.5 | 2 | 2 |
粒子径[μm] | 7 | 7 | 7 | 3 | 13 |
粒子浓度[wt%] | 0.004 | 0.038 | 0.011 | 0.013 | 0.014 |
锥度 | 0.279 | 0.552 | 0.138 | 0.276 | 0.276 |
中央部R[mm] | 42000 | 12000 | 180000 | 42000 | 42000 |
光利用效率[%] | 39 | 48 | 62 | 60 | 49 |
中高程度[%] | 9.8 | 2 | -18 | -2 | 3.5 |
如从表9以及表10所明了的那样,实施例4的本发明例41~44中,任一的粒子径[μm]以及粒子浓度[wt%]均满足本发明的适当的限定范围,另外,最大厚度[mm]以及最小厚度[mm]也满足本发明的适当的限定范围,因此光利用效率[%]均是57%~68%,比55%高,中高程度[%]也是11%~24%,满足超过0%、而在25%以下的本发明所要求的适当的限定范围。
与此相对,测定例41中,与本发明的适当的限定范围相比,粒子浓度较低,因此光穿透(突き抜け)而透过,因此光利用效率不满足55%以上。
另外,测定例42中,最大厚度[mm]以及最小厚度[mm]的任何一方,均比本发明的适当的限定范围的上限值的6.0mm以及3.0mm大,光穿透而透过,因此光利用效率是50%,不满足限定范围的55%以上,重量变得过重而不适合作为液晶TV用光学构件。
另外,测定例43中,最大厚度[mm]比本发明的适当的限定范围的下限值的1.0mm小,中央部半径R过大,超过本发明的适当的限定范围,而不适于成形,光利用效率达到55%以上的粒子浓度中,不能够实现中高分布。
测定例44中,粒子径比本发明的适当的限定范围小,光利用效率较好,但是不能够实现中高的辉度分布,测定例45中,粒子径与本发明的适当的限定范围相比较大,虽然能够实现中高的辉度分布,但是光利用效率较低。
根据以上的结果,可知:本发明例中,任意的实施例中均与导光板的各自的导光长的范围对应地,其形状是适当的,其最大厚度[mm]、最小厚度[mm]、锥度、中央部半径R[mm]以及分散的散射粒子的粒子径[μm]以及粒子浓度[wt%]均满足本发明的适当的限定范围,光利用效率[%]为55%以上,中高程度[%]为超过0%、而在25%以下,具有优良的特性。
另一方面,作为参考的测定例中,任意的实施例的导光长的范围中,由于上述要件的其中一个偏离了本发明的适当的限定范围,因此或者不满足光利用效率[%]为55%以上,或者中高程度[%]不满足超过0%、而在25%以下,不能够发挥优良的特性。
根据以上,本发明的第1方式所涉及导光板以及使用此的面状照明装置的效果是明显的。
Claims (23)
1、一种导光板,其中,
备有:矩形状的光射出面;两个光入射面,其分别包含所述光射出面的相面对的两条长边,并配置于相互面对的位置;对称的两个倾斜面,其随着从这些的两个光入射朝向所述光射出面的中央,分别从所述光射出面离开的距离变远;以及接合部,其对这些的两个倾斜面进行接合,
并包含对在其内部传播的光进行散射的散射粒子,
所述光射出面以及所述倾斜面的至少一方,仅在包含与所述光入射面的接线的所述光入射面侧的区域即外端区域形成多个沟槽状或点状的凹部。
2、根据权利要求1所述的导光板,其特征在于,
所述外端区域从与所述光入射面相接的边到所述接合部侧的端部的长度为5mm以上20mm以下。
3、根据权利要求1或2所述的导光板,其特征在于,
所述光射出面以及所述倾斜面中,形成了所述凹部的区域以外的区域是平滑的形状。
4、根据权利要求1或2所述的导光板,其特征在于,
所述凹部的剖面为三角形状。
5、根据权利要求1或2所述的导光板,其特征在于,
所述凹部,是沿着与从所述光入射面朝向所述接合部的方向平行的方向而延伸的沟槽形状。
6、根据权利要求1或2所述的导光板,其特征在于,
所述凹部是球面状的凹部。
7、根据权利要求1或2所述的导光板,其特征在于,
并且,所述接合部是弯曲形状。
8、根据权利要求7所述的导光板,其特征在于,
所述两个光入射面间的导光长是480mm以上、500mm以下,
所述散射粒子的粒径是4.0μm以上、12.0μm以下,所述散射粒子的浓度是0.02wt%以上、0.22wt%以下,并且,
所述散射粒子的粒径以及浓度,在以所述散射粒子的粒径为横轴,以所述散射粒子的粒子浓度为纵轴的曲线图中,位于由6点(4.0,0.02)、(4.0,0.085)、(7.0,0.03)、(7.0,0.12)、(12.0,0.06)以及(12.0,0.22)所围成的区域内,这里粒径的单位是μm,粒子浓度的单位是wt%,
对从所述两个光入射面入射的光从所述光射出面射出的比例进行表示的光的利用效率是55%以上,
对从所述光射出面的中央部射出的光的辉度相对于从所述光射出面的所述入射面近旁射出的光的辉度的比例进行表示的所述光射出面的辉度分布的中高程度是超过0%,而在25%以下。
9、根据权利要求7所述的导光板,其特征在于,
所述两个光入射面间的导光长是515mm以上、620mm以下,
所述散射粒子的粒径是4.0μm以上、12.0μm以下,所述散射粒子的浓度是0.015wt%以上、0.16wt%以下,并且,
所述散射粒子的粒径以及浓度,在以所述散射粒子的粒径为横轴、以所述散射粒子的粒子浓度为纵轴的曲线图中,位于由6点(4.0,0.015)、(4.0,0.065)、(7.0,0.02)、(7.0,0.09)、(12.0,0.035)以及(12.0,0.16)所围成的区域内,这里粒径的单位是μm,粒子浓度的单位是wt%,
对从所述两个光入射面入射的入射光从所述光射出面射出的比例进行表示的光的利用效率是55%以上,
对从所述光射出面的中央部射出的光的辉度相对于从所述光射出面的所述光入射面近旁射出的光的辉度的比例进行表示的所述光射出面的辉度分布的中高程度是超过0%,而在25%以下。
10、根据权利要求7所述的导光板,其特征在于,
所述两个光入射面间的导光长是625mm以上、770mm以下,
所述散射粒子的粒径是4.0μm以上、12.0μm以下,所述散射粒子的浓度是0.01wt%以上、0.12wt%以下,并且,
所述散射粒子的粒径以及浓度,在以所述散射粒子的粒径为横轴、以所述散射粒子的粒子浓度为纵轴的曲线图中,位于由6点(4.0,0.01)、(4.0,0.05)、(7.0,0.01)、(7.0,0.06)、(12.0,0.02)以及(12.0,0.12)所围成的区域内,这里粒径的单位是μm,粒子浓度的单位是wt%,
对从所述两个光入射面入射的光从所述光射出面射出的比例进行表示的光的利用效率是55%以上,
对从所述光射出面的中央部射出的光的辉度相对于从所述光射出面的所述光入射面近旁射出的光的辉度的比例进行表示的所述光射出面的辉度分布的中高程度是超过0%,而在25%以下。
11、根据权利要求7所述的导光板,其特征在于,
是包含对在其内部传播的光进行散射的散射粒子的导光板,
所述两个光入射面间的导光长是785mm以上、830mm以下,
所述散射粒子的粒径是4.0μm以上、12.0μm以下,所述散射粒子的浓度是0.008wt%以上、0.08wt%以下,并且
所述散射粒子的粒径以及浓度,在以所述散射粒子的粒径为横轴、以所述散射粒子的粒子浓度为纵轴的曲线图中,位于由6点(4.0,0.008)、(4.0,0.03)、(7.0,0.009)、(7.0,0.04)、(12.0,0.02)以及(12.0,0.08)所围成的区域内,这里粒径的单位是μm,粒子浓度的单位是wt%,
对从所述两个光入射面入射的光从所述光射出面射出的比例进行表示的光的利用效率是55%以上,
对从所述光射出面的中央部射出的光的辉度相对于从所述光射出面的所述光入射面近旁射出的光的辉度的比例进行表示的所述光射出面的辉度分布的中高程度是超过0%,而在25%以下。
12、根据权利要求8~11中任一项所述的导光板,其特征在于,
其厚度最薄的所述光入射面的厚度是0.5mm以上3.0mm以下,
所述厚度最厚的所述弯曲部的中央的厚度是1.0mm以上、6.0mm以下,
所述弯曲部的曲率半径是6,000mm以上、45,000mm以下,
所述倾斜面相对于与所述光射出面平行的线的锥度是0.1°以上、0.8°以下。
13、根据权利要求1~12中任一项所述的导光板,其特征在于,
设所述散射粒子的散射剖面积为Φ、所述散射粒子的密度为Np、校正系数为KC、光的入射方向中的从所述光入射面到所述端面的长度为L时,满足不等式1.1≤Φ·Np·L·KC≤8.2,且0.005≤KC≤0.1。
14、一种面状照明装置,其特征在于,
具有:
权利要求1或2所记载的导光板;以及
一对光源,其分别与所述一对光入射面相面对而配置,并将光入射到所述一对的光入射面的每个。
15、一种导光板,其特征在于,
具有:
矩形状的平坦的光射出面;
两个光入射面,其分别包含所述光射出面的相面对的两条长边,并配置于相互面对的位置;
对称的两个倾斜背面,随着从这些的两个光入射面向所述光射出面的中央其分别从所述光射出面离开的距离变远;以及
弯曲部,其将这些的两个倾斜背面接合;
该导光板是包含对在其内部传播的光进行散射的散射粒子的导光板,
该导光板由主要部和两个光入射部构成,所述主要部包含所述光射出面的中央,所述两个光入射部分别位于比所述主要部更靠近所述光入射面侧的区域且包含所述光入射面的全面,
所述光入射部中,至少与所述主要部接合的区域由折射率与所述主要部不同的材料形成,
所述主要部和所述光入射部的边界面,是相对于与所述光入射面平行的面成为凹凸的形状。
16、根据权利要求15所述的导光板,其特征在于,
所述边界面是扁豆形或棱镜形的形状。
17、根据权利要求15或16所述的导光板,其特征在于,
所述主要部由折射率比所述光入射部更低的材料形成。
18、根据权利要求15或16所述的导光板,其特征在于,
所述光入射部中,所述散射粒子的浓度比所述主要部高。
19、根据权利要求15或16所述的导光板,其特征在于,
所述光入射部,由作为包含所述光入射面的全面的区域的外端部分,和作为所述外端部分和所述主要部之间的区域的中间部分所构成,
外端部分由折射率与中间部分不同的材料形成。
20、根据权利要求19所述的导光板,其特征在于,
所述光入射部中,所述外端部分和所述中间部分的边界面,是相对于与所述光入射面平行的面成为凹凸的形状。
21、根据权利要求19或20所述的导光板,其特征在于,
所述外端部分是与所述主要部相同的材料。
22、根据权利要求19或20所述的导光板,其特征在于,
所述中间部分由将所述外端部分和所述主要部之间分割为多数的分割层所构成,
邻接的分割层彼此、与所述外端部分邻接的所述分割层、与所述主要部邻接的所述分割层,相互由不同折射率的材料形成。
23、根据权利要求15或16所述的导光板,其特征在于,
具有:
所述权利要求15或16记载的导光板;和
分别与所述导光板的两个所述光入射面相面对而配置的两个光源。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008094362A JP2009245905A (ja) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | 導光板及び面状照明装置 |
JP2008094362 | 2008-03-31 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101551086A true CN101551086A (zh) | 2009-10-07 |
Family
ID=41155477
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNA2009101276376A Pending CN101551086A (zh) | 2008-03-31 | 2009-03-19 | 导光板以及面状照明装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009245905A (zh) |
CN (1) | CN101551086A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013159402A1 (zh) * | 2012-04-28 | 2013-10-31 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 导光板及具有该导光板的背光模组 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011150832A (ja) * | 2010-01-20 | 2011-08-04 | Fujifilm Corp | 面状照明装置および面状照明装置の製造方法 |
WO2016002883A1 (ja) * | 2014-07-03 | 2016-01-07 | シャープ株式会社 | 照明装置および表示装置 |
-
2008
- 2008-03-31 JP JP2008094362A patent/JP2009245905A/ja not_active Withdrawn
-
2009
- 2009-03-19 CN CNA2009101276376A patent/CN101551086A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013159402A1 (zh) * | 2012-04-28 | 2013-10-31 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 导光板及具有该导光板的背光模组 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009245905A (ja) | 2009-10-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101473167B (zh) | 导光板、导光板组装体、利用它们的面状照明装置及液晶显示装置 | |
CN101495801B (zh) | 面状照明装置 | |
CN101371074B (zh) | 面状照明装置 | |
CN101398150B (zh) | 平面照明装置 | |
CN203023921U (zh) | 照明装置以及照明台灯 | |
CN101600902B (zh) | 面状照明装置 | |
CN101354449B (zh) | 背光模组及其光学板 | |
CN101446405B (zh) | 面状照明设备 | |
US20110273907A1 (en) | Planar lighting device | |
CN102116892A (zh) | 导光板、利用该导光板的面状照明装置及液晶显示装置 | |
CN101495799A (zh) | 单位导光板、导光板组件、面状照明装置和液晶显示装置 | |
WO2008010593A1 (fr) | Plaque de guidage de lumière unitaire, unité de plaque de guidage de lumière, dispositif d'éclairage plan et dispositif d'affichage à cristaux liquides | |
CN101334138A (zh) | 用于lcd显示器的小型光棒照明器 | |
CN101413640A (zh) | 导光板 | |
JP2008305652A (ja) | 面状照明装置 | |
US8911131B2 (en) | Energy efficient concentric illuminators for illuminating a sheet | |
WO2019138722A1 (ja) | バックライトユニットおよび液晶表示装置 | |
CN101852394A (zh) | 导光板 | |
TW201120522A (en) | Stack combinational backlight panel used in display and display having the same. | |
CN107667255B (zh) | 使用光导的照明***和照明方法 | |
US8550668B2 (en) | Light control member with intersecting groups of parallel prisms, and light-emitting device using such member | |
CN104456425A (zh) | 面光源 | |
CN101295037A (zh) | 背光模组及其光学板 | |
WO2013061509A1 (ja) | 光束制御部材、発光装置および照明装置 | |
CN101551086A (zh) | 导光板以及面状照明装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20091007 |