JP2005135760A - Surface light source device, and display device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、非自発光型の表示素子を照明するバックライトとして利用される面光源装置に関し、特に、導光板の一側面から光源光を入射するサイドライト型面光源装置に関する。 The present invention relates to a surface light source device used as a backlight for illuminating a non-self-luminous display element, and more particularly to a sidelight type surface light source device that makes light source light incident from one side surface of a light guide plate.
携帯電話やPDA(パーソナルデータアシスタント)用の表示装置として、透過型あるいは半透過型の液晶表示装置が多用されている。液晶表示装置の構成部材である液晶素子は、自ら発光しないため、画像を観察するための照明手段が必要である。このため、通常、液晶素子の背面に面状の照明装置(面光源装置)を配設され、液晶表示装置が構成されている。この面光源装置は、たとえば、放電管等の線光源やLED等の点光源を面状の光に変換する機構とされている。携帯電話やPDAの液晶表示装置においては、薄いことが重要な要件の一つであり、これを実現するために導光体を利用した面光源装置が多く使われている。具体的には、アクリルやPC(ポリカーボネート)等の透明樹脂材料を導光体とし、その側面に1個ないし複数個のLED光源を配置し、LEDの光を導光体の上面全体から出射する方式が代表的であり、こうした方式を用いた面光源装置はサイドライト(エッジライト)型バックライトと呼ばれている。 As display devices for cellular phones and PDAs (personal data assistants), transmissive or transflective liquid crystal display devices are widely used. Since the liquid crystal element which is a constituent member of the liquid crystal display device does not emit light by itself, an illuminating means for observing an image is necessary. For this reason, a liquid crystal display device is usually configured by providing a planar illumination device (surface light source device) on the back surface of the liquid crystal element. This surface light source device is, for example, a mechanism that converts a line light source such as a discharge tube or a point light source such as an LED into planar light. In liquid crystal display devices for cellular phones and PDAs, thinness is one of the important requirements, and in order to realize this, surface light source devices using a light guide are often used. Specifically, a transparent resin material such as acrylic or PC (polycarbonate) is used as a light guide, one or more LED light sources are arranged on the side surface, and LED light is emitted from the entire top surface of the light guide. A method is typical, and a surface light source device using such a method is called a side light (edge light) type backlight.
近年、画像の高微細化およびカラー化により、より高輝度、高コントラストの面光源装置が必要になるとともに、消費電力の増加は避けなければならないという二律背反した要求がなされるようになってきた。こうした中で、光源の光を、いかに効率良く、むら無く面状に発光させるかという点で、様々な工夫が成されてきた。 2. Description of the Related Art In recent years, with the miniaturization and colorization of images, a surface light source device with higher brightness and high contrast is required, and an contradictory demand has been made that an increase in power consumption must be avoided. Under such circumstances, various ideas have been made in terms of how to efficiently emit light from a light source in a planar manner.
特に、LED等の点光源を光源として用いる場合は、点光源光を面光源光と同様な一様な発光分布を有する光に変換して導光体内に入射させるための工夫が必要であった。 In particular, when a point light source such as an LED is used as the light source, a device for converting the point light source light into light having a uniform light emission distribution similar to that of the surface light source light and entering the light into the light guide body is required. .
点光源光を一様な発光分布を有する光に変換するための手段として、導光体とは別に導光手段を用意し、そこに点光源を備えるという方法がある。こうした用途の導光手段としてライトパイプが知られている。点光源光はライトパイプ内で拡散され、ライトパイプの出光面から均一な発光分布を持つ光として導光体に向けて出射される(例えば特許文献1参照)。このようなライトパイプ式バックライトの代表的な構造を図3に示す。図示するように、ライトパイプ203は直方体をしており、導光体201の入光面とライトパイプの出光面が対向するように設置される。ライトパイプの短辺の一方にLED202が固定される。ライトパイプ203はLED202から離れるに従い、長辺方向の厚みが減少していく。ライトパイプの出光面と対向する面には拡散プリズムアレイ204が形成される。導光体201の下面にはプリズムアレイ205が形成され、その下方には反射板206が設置される。LED202から放射される光は、ライトパイプ内を全反射しながら進み、拡散プリズムアレイ204により、拡散プリズムアレイの反対側の長辺側面方向、すなわちライトパイプ203の出光面方向へ反射される。拡散プリズムアレイの形状を最適化することにより、ライトパイプの出光面から均一な光線分布を持つ光の出光が可能となる。このようなライトパイプを利用する場合、部品点数が増え、コストアップにつながる。こうしたコストアップを避けるため、ライトパイプを使わないで点光源光を均一な光に変換する方式が知られている(例えば、特許文献2参照)。図4に、ライトパイプを用いないライトパイプレス式バックライトの例を示す。導光体301の入光面側にLED302が設置され、導光体301の入光面に入光面プリズムアレイ304が形成される。導光体301の底面にはプリズムアレイ303が形成される。導光体301の下方には反射板305が設置される。
As a means for converting the point light source light into light having a uniform light emission distribution, there is a method in which a light guide means is prepared separately from the light guide and a point light source is provided therein. Light pipes are known as light guiding means for such applications. The point light source light is diffused in the light pipe and emitted from the light exit surface of the light pipe toward the light guide as light having a uniform light emission distribution (see, for example, Patent Document 1). A typical structure of such a light pipe type backlight is shown in FIG. As shown in the figure, the light pipe 203 has a rectangular parallelepiped shape, and is installed so that the light incident surface of the
LED302が放射する光は、入光面プリズムアレイ304により拡散しつつ、導光体301に入射する。入光面プリズムアレイ304の形状を最適にすることにより、均一な光線分布が得られることとなる。LEDからの放射角度の大きい光線はフラットな入光面では反射されるが、この方式では入光面プリズムアレイにより導光体内に入射することになるため、入射効率も高いという利点がある。
図4に示したようなライトパイプレス式バックライトでは、ライトパイプ式に比べ、製作コストが安いといった利点がある。しかしながら、入光面のプリズムとLEDの位置によっては、導光体内部の光線分布に偏りが生じる場合があり、これを防ぐために個々のLEDの位置を微調整して固定する必要があった。こうした調整は、コストアップを招き、ライトパイプが不要という利点を相殺してしまう場合があった。 The light pipeless type backlight as shown in FIG. 4 has an advantage that the production cost is lower than that of the light pipe type. However, depending on the position of the prism and the LED on the light incident surface, the light distribution inside the light guide may be biased. In order to prevent this, it is necessary to finely adjust and fix the position of each LED. Such adjustments may increase costs and offset the advantage of not requiring a light pipe.
上述の課題を解決するため、本願発明の面光源装置は、導光体の入光面にプリズムアレイが形成されたライトパイプレス式バックライトであって、LED等の光源を収容する筐体に、入光面のプリズムアレイの凸凹にはまり込むように、凸部や凹部等の形状からなる位置決め手段を設けた構成とした。このような構成により、光源の最適な位置決めが非常に簡便にできることとなり、低コストで輝度の高い面光源装置が実現できる。 In order to solve the above-described problems, a surface light source device of the present invention is a light pipeless backlight in which a prism array is formed on a light incident surface of a light guide, and is provided in a housing that houses a light source such as an LED. In addition, a positioning means having a shape such as a convex portion or a concave portion is provided so as to fit into the concave and convex portions of the prism array on the light incident surface. With such a configuration, the optimum positioning of the light source can be made very simple, and a surface light source device with high luminance can be realized at low cost.
本発明の面光源装置は、光学的に透明な材質の導光体と、導光体の入光面に光を出射する光源と、光源を保持する筐体と、を備え、導光体の入光面には光源からの光を拡散するための凹凸形状のプリズムアレイが形成され、筐体には入光面のプリズムアレイの凸凹にはまり込むような形状の位置決め部位が形成された構成である。さらに、筐体には、位置決め部位がプリズムアレイの凸凹に係合された状態でこのプリズムアレイとは接触しないように第二の位置決め部位が設けられている。さらに、位置決め部位と第二の位置決め部位は、光源を挟むような位置に形成されている。 A surface light source device of the present invention includes a light guide made of an optically transparent material, a light source that emits light to a light incident surface of the light guide, and a housing that holds the light source. The light incident surface is formed with a concave and convex prism array for diffusing light from the light source, and the housing is formed with a positioning portion shaped to fit into the irregularities of the prism array on the light incident surface. is there. Further, the housing is provided with a second positioning portion so that the positioning portion is not in contact with the prism array in a state where the positioning portion is engaged with the unevenness of the prism array. Furthermore, the positioning part and the second positioning part are formed at positions that sandwich the light source.
また、位置決め部位により光源が位置決めされた状態で、光源の中心がプリズムアレイのうち、特定のプリズムの山部頂角もしくは谷部頂角に一致するようにした。また、位置決め部位により前記光源が位置決めされた状態で、光源の出光面が導光体の入光面と略並行になるようにした。 Further, with the light source positioned by the positioning part, the center of the light source is made to coincide with the peak angle or the peak angle of a specific prism in the prism array. In addition, the light output surface of the light source is made substantially parallel to the light incident surface of the light guide in a state where the light source is positioned by the positioning portion.
さらに、位置決め部位を光学的に透明な材質で形成した。さらに、導光体の発光面、または、発光面と対向する面のいずれか一方の面には、プリズムが連続して形成された第二のプリズムアレイが形成されており、導光体の入光面から導光体の第二のプリズムアレイまでの間に、入射した光が十分拡散できるだけの光拡散帯が設けられている。 Furthermore, the positioning part was formed of an optically transparent material. Furthermore, a second prism array in which prisms are continuously formed is formed on either the light emitting surface of the light guide or the surface facing the light emitting surface. A light diffusion band is provided between the light surface and the second prism array of the light guide so that incident light can sufficiently diffuse.
また、本発明の表示装置は、このような面光源装置と、面光源装置が発光する光を照明光とする非自発光型の表示素子を備えた構成である。 Further, the display device of the present invention includes such a surface light source device and a non-self-luminous display element that uses the light emitted from the surface light source device as illumination light.
本実施例の面光源装置の概要を図1に模式的に示す。図示するように、透明基板からなる導光体101の側面には複数のLED102が配置され、導光体101の底面にはプリズムアレイ103が形成されている。本実施例では3個のLEDを使用している。プリズムアレイ103は、下に凸の断面三角形状を成しており、LED102からの距離が大きくなるにつれて、プリズムアレイ103のプリズム間ピッチが漸減するように形成されている。プリズムアレイ103の下方には反射板109が設置される。 An outline of the surface light source device of this example is schematically shown in FIG. As shown in the drawing, a plurality of LEDs 102 are arranged on a side surface of a light guide body 101 made of a transparent substrate, and a prism array 103 is formed on the bottom surface of the light guide body 101. In this embodiment, three LEDs are used. The prism array 103 has a downwardly convex triangular section, and is formed such that the inter-prism pitch of the prism array 103 gradually decreases as the distance from the LED 102 increases. A reflecting plate 109 is installed below the prism array 103.
導光体101のLED102に相対する面、すなわち、入光面の全面には、入光面プリズムアレイ104が形成される。また、導光体101の入光面とは反対側の終端面にも、終端面プリズムアレイ105が形成される。入光面プリズムアレイ104から、プリズムアレイ103の最初のプリズムまでの間は、一定の間隔を空けてあり、この部分が光拡散帯108となる。
A light incident
複数あるLED102は、すべてLED筐体106に収められており、LED筐体106の両端には入光面プリズムアレイ104の谷部頂角に合致可能な先端形状を有するナイフエッジ107が形成されている。LED光源102はLED筐体106に形成された凹み部に精度良く位置決めされるようになっており、3個のLED102の位置関係は、振動や温度変化で容易に変動することはない。
The plurality of LEDs 102 are all housed in an LED housing 106, and a
図2に、LED筐体106を導光体101に組み合わせて固定し、LED102を発光させた状態を示す。本構成では、ナイフエッジ107の一方の先端を、入光面プリズムアレイ104の最も外側のプリズムの谷部頂角に合致させると、他方のナイフエッジ107の先端は入光面プリズムアレイ104の外側の平坦部に接触する。このようにしてLED筐体106を入光面プリズムアレイ104に組み合わせたときに、LED筐体106に固定されているそれぞれのLEDの中心位置が、特定のプリズムの山部頂角に一致するように設計されている。さらに、すべてのLEDの出光面が、入光面と平行になるように設定されている。なお、ナイフエッジ107の他方を入光面プリズムアレイ104の外側の平坦部に接触させるのは、温度変化によりLED筐体106が伸縮した場合に、ナイフエッジ107が入光面プリズムアレイ104に干渉してLED筐体106が曲がり、LED102の光軸が傾くことを防止するためである。
FIG. 2 shows a state in which the LED housing 106 is combined with the light guide 101 and fixed, and the LED 102 emits light. In this configuration, when one tip of the
LED102から放射される光は、入光面プリズムアレイ104により拡散しつつ、導光体101に入射する。入光面プリズムアレイ104の形状と光拡散帯108の長さを最適にすることにより、光拡散帯108の終端部近傍では、均一な光線分布が得られることとなる。
Light emitted from the LED 102 is incident on the light guide 101 while being diffused by the light incident
このように、LED102を固定しているLED筐体106に設けられたナイフエッジ107の一個を、入光面プリズムアレイ104の一個の谷部頂角に合致させることで、複数のLED102と入光面プリズムアレイ104との相対位置と、LED102と導光体101の入光面との距離を、正確にかつ一義的に決定することができ、従来のようなLED位置の微調整が不要となる。したがって、コストをかけずに最適なセッティングが可能となり、低コストかつ高輝度な面光源装置を実現することができる。
In this way, by aligning one
本実施例では、LED筐体106を入光面プリズムアレイ104に組み合わせると、個々のLED102の中心が入光面プリズムアレイのうちの、あるプリズムの山部頂角と一致する例を示したが、LED102の中心が入光面プリズムアレイ104のうちの、あるプリズムの谷部頂角と一致するように設定することも可能である。また、導光体には、アクリル(PMMA)やポリカーボネート(PC)などの透明樹脂材料が利用できる。LED筐体106は、熱膨張による影響を考慮すると、導光体101と同じ材質であることが望ましいが、樹脂以外の材料も使用可能である。
In the present embodiment, when the LED housing 106 is combined with the light incident
本発明の面光源装置により、LEDの最適な位置決めが非常に簡便にできることとなり、低コストで輝度の高い面光源装置を提供することが可能となる。また、この面光源装置を表示素子の照明に用いることができる。 According to the surface light source device of the present invention, the optimum positioning of the LED can be performed very easily, and it is possible to provide a surface light source device with high brightness at low cost. Moreover, this surface light source device can be used for illumination of a display element.
101 導光体
102 LED
103 第二のプリズムアレイ
104 プリズムアレイ
105 終端面プリズムアレイ
106 LED筐体
107 ナイフエッジ
108 光拡散帯
109 反射板
101 Light guide 102 LED
103
Claims (9)
前記導光体の入光面には前記光源からの光を拡散するための凹凸形状のプリズムアレイが形成され、前記筐体には前記入光面のプリズムアレイの凸凹にはまり込むような形状の位置決め部位が形成されたことを特徴とする面光源装置。 A light guide made of an optically transparent material, a light source that emits light to a light incident surface of the light guide, and a housing that holds the light source,
An uneven prism array for diffusing light from the light source is formed on the light incident surface of the light guide, and the housing has a shape that fits into the irregularities of the prism array on the light incident surface. A surface light source device in which a positioning portion is formed.
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Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007033347A (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Moritex Corp | Surface lighting system |
KR100809224B1 (en) * | 2006-12-11 | 2008-02-29 | 삼성전기주식회사 | Back light unit having a light guide buffer plate |
JP2008308300A (en) * | 2007-06-15 | 2008-12-25 | Seiko Epson Corp | Target width detection device and image forming device |
JP2009199871A (en) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Mitsubishi Electric Corp | Surface light source device, and display device using surface light source device |
CN100582831C (en) * | 2006-12-22 | 2010-01-20 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | Light conducting plate and back light module unit |
WO2010058625A1 (en) * | 2008-11-20 | 2010-05-27 | シャープ株式会社 | Illuminating device, display device and television receiving device |
KR20100108188A (en) * | 2008-02-07 | 2010-10-06 | 소니 주식회사 | Light guide plate, surface illumination device, liquid crystal display device, and manufacturing method for the light guide plate |
JP2012182136A (en) * | 2012-03-28 | 2012-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | Planar light source device, and display device using planar light source device |
WO2012128076A1 (en) * | 2011-03-18 | 2012-09-27 | シャープ株式会社 | Illumination device, display device, and television reception device |
KR101265518B1 (en) * | 2011-07-01 | 2013-05-20 | 희성전자 주식회사 | backlight unit |
KR101343106B1 (en) * | 2006-12-04 | 2013-12-20 | 삼성디스플레이 주식회사 | Backlight assembly, liquid crystal display and manufacturing method of the light guide plate |
KR101408688B1 (en) * | 2012-12-05 | 2014-06-17 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device |
TWI501007B (en) * | 2011-07-29 | 2015-09-21 | Lg Innotek Co Ltd | Lighting device and liquid crystal display device having the same |
-
2003
- 2003-10-30 JP JP2003370969A patent/JP2005135760A/en active Pending
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007033347A (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Moritex Corp | Surface lighting system |
JP4721803B2 (en) * | 2005-07-29 | 2011-07-13 | 株式会社モリテックス | Surface lighting device |
KR101343106B1 (en) * | 2006-12-04 | 2013-12-20 | 삼성디스플레이 주식회사 | Backlight assembly, liquid crystal display and manufacturing method of the light guide plate |
KR100809224B1 (en) * | 2006-12-11 | 2008-02-29 | 삼성전기주식회사 | Back light unit having a light guide buffer plate |
CN100582831C (en) * | 2006-12-22 | 2010-01-20 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | Light conducting plate and back light module unit |
JP2008308300A (en) * | 2007-06-15 | 2008-12-25 | Seiko Epson Corp | Target width detection device and image forming device |
KR20100108188A (en) * | 2008-02-07 | 2010-10-06 | 소니 주식회사 | Light guide plate, surface illumination device, liquid crystal display device, and manufacturing method for the light guide plate |
KR101587558B1 (en) | 2008-02-07 | 2016-01-21 | 소니 주식회사 | Light guide plate surface illumination device liquid crystal display device and manufacturing method for the light guide plate |
JP2009199871A (en) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Mitsubishi Electric Corp | Surface light source device, and display device using surface light source device |
WO2010058625A1 (en) * | 2008-11-20 | 2010-05-27 | シャープ株式会社 | Illuminating device, display device and television receiving device |
US8506148B2 (en) | 2008-11-20 | 2013-08-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Lighting device, display device and television receiver |
WO2012128076A1 (en) * | 2011-03-18 | 2012-09-27 | シャープ株式会社 | Illumination device, display device, and television reception device |
KR101265518B1 (en) * | 2011-07-01 | 2013-05-20 | 희성전자 주식회사 | backlight unit |
TWI501007B (en) * | 2011-07-29 | 2015-09-21 | Lg Innotek Co Ltd | Lighting device and liquid crystal display device having the same |
US9863587B2 (en) | 2011-07-29 | 2018-01-09 | Lg Innotek Co., Ltd. | Lighting device and liquid crystal display device having the same |
JP2012182136A (en) * | 2012-03-28 | 2012-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | Planar light source device, and display device using planar light source device |
KR101408688B1 (en) * | 2012-12-05 | 2014-06-17 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device |
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