JP2008140712A

JP2008140712A - Backlight

Info

Publication number: JP2008140712A
Application number: JP2006327530A
Authority: JP
Inventors: Hideo Inoue; 英夫井上; Yuji Azuma; 祐二我妻
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2006-12-04
Filing date: 2006-12-04
Publication date: 2008-06-19

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a backlight capable of sufficiently mixing color without making the size large in the thickness direction and capable of obtaining light with uniform illuminance at a light-emitting face. SOLUTION: Light guide paths 20 are formed along the rear face of a case 2, and the length of optical path is secured sufficiently without making the backlight 1 large in size in thickness direction. By making the light emitted from each LED 10R, 10G, 10B enter into these light guide paths 20, each wavelength light is compounded efficiently. The light emitted from the terminal edge (outgoing face 22b) of the light guide paths 20 is reflected by a reflecting surface 30 and diffused in the light-emitting face 9a direction, thereby the light-emitting face 9a emits light with high uniformity. In addition, the light guide paths 20 are divided and formed by a first and a second light guide plates 21, 22, and the outgoing and incident faces 21b, 22a are constructed of polyhedrons connecting the surface parts having different elevation angles θ1-θ3, thereby a half mirror is formed in the middle of the light guide paths 20 and the light compounded in color is also divided and emitted from the middle of the light guide paths 20. COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、発光色の異なる複数種類の発光ダイオード等の発光素子を光源として用いたバックライトに関する。 The present invention relates to a backlight using light emitting elements such as a plurality of types of light emitting diodes having different emission colors as a light source.

近年、液晶装置等のバックライトにおいては、冷陰極蛍光ランプ等に代えて、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として用いたバックライトが数多く提案されている。ところで、一般に、ＬＥＤは発光色の個体差が大きいため、この種のバックライトでは、複数種類のＬＥＤから出射される光を混合することによって所望の色の光が生成される。 In recent years, many backlights using a plurality of light emitting diodes (LEDs) as light sources have been proposed for backlights such as liquid crystal devices, instead of cold cathode fluorescent lamps. By the way, in general, LEDs have a large individual difference in light emission color, so in this type of backlight, light of a desired color is generated by mixing light emitted from a plurality of types of LEDs.

このような色混合によって所望の光を生成するための技術として、例えば、特許文献１には、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色のＬＥＤの周囲を反射性を持つ透光性円筒体で囲んだ導光体ブロックを光反射板上に配列し、各ＬＥＤからの出射光を透光性円筒体で内部反射させることにより白色混合させる技術が開示されている。
特開２００５−３３９８２２公報 As a technique for generating desired light by such color mixing, for example, in Patent Document 1, the periphery of LEDs of three colors R, G, and B is surrounded by a translucent cylindrical body having reflectivity. A technique is disclosed in which a light guide block is arranged on a light reflection plate and white light is mixed by internally reflecting light emitted from each LED with a light-transmitting cylindrical body.
JP 2005-339822 A

しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術において、各ＬＥＤからの光線を十分に混合させるためには透光性円筒体の高さを高くする必要があるため、バックライトが厚さ方向に大型化する傾向にある。また、この種のバックライトは、各導光体ブロック間での光量が不足しがちな傾向にあり、発光面で均一な照度を得ることが困難であった。 However, in the technique disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, it is necessary to increase the height of the light-transmitting cylindrical body in order to sufficiently mix the light beams from the respective LEDs. It tends to increase in size. Also, this type of backlight tends to have a shortage of light quantity between the light guide blocks, and it is difficult to obtain uniform illuminance on the light emitting surface.

本発明は、厚さ方向に大型化させることなく、十分な色混合が可能であり、しかも、発光面で均一照度の光を得ることができるバックライト及びバックライト用光源モジュールを提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a backlight and a light source module for a backlight that can sufficiently mix colors without increasing the size in the thickness direction, and can obtain light with uniform illuminance on the light emitting surface. Objective.

本発明は、前面が開口された筐体と、前記筐体の開口部に設定された発光面と、発光色の異なる複数種類の光源と、複数種類の前記各光源からの光を入射して前記筐体の背面に沿った奥行き方向に導く導光路と、前記導光路の終端から出射された光を反射して前記発光面に導く反射面とを具備し、前記導光路は、導光方向に連設する複数の導光板を有し、隣接する前記導光板の各端面は、前記導光方向に対して異なる傾斜角で傾斜する複数の面部が連なった多面体でそれぞれ構成され、前記導光板の連設部で互いに当接していることを特徴とする。 The present invention includes a housing having a front surface opened, a light emitting surface set in the opening of the housing, a plurality of types of light sources having different emission colors, and a plurality of types of light from each of the light sources. A light guide path that leads in a depth direction along a rear surface of the housing; and a reflection surface that reflects light emitted from a terminal end of the light guide path and guides the light to the light emitting surface. A plurality of light guide plates connected to each other, and each end surface of the adjacent light guide plates is configured by a polyhedron in which a plurality of surface portions inclined at different inclination angles with respect to the light guide direction are connected, and the light guide plate It is characterized in that they are in contact with each other at the continuous portion.

また、本発明は、前面が開口された筐体と、前記筐体の開口部に設定された発光面と、発光色の異なる複数種類の光源と、複数種類の前記各光源からの光を入射して前記筐体の背面に沿った奥行き方向に導く導光路と、前記導光路の終端から出射された光を反射して前記発光面に導く反射面とを具備し、前記導光路は、導光方向に連設する複数の導光板を有し、隣接する前記導光板の各端面は、前記導光方向に湾曲する曲面でそれぞれ構成され、前記導光板の連設部で互いに当接していることを特徴とする。 The present invention also provides a housing having a front surface opened, a light emitting surface set in the opening of the housing, a plurality of types of light sources having different emission colors, and a plurality of types of light from each of the light sources. A light guide path that leads in the depth direction along the back surface of the housing, and a reflection surface that reflects light emitted from the end of the light guide path and guides it to the light emitting surface. A plurality of light guide plates connected in the light direction are provided, and each end surface of the adjacent light guide plates is configured by a curved surface curved in the light guide direction, and abuts each other at the connection portion of the light guide plates. It is characterized by that.

本発明のバックライトによれば、厚さ方向に大型化させることなく、十分な色混合が可能であり、しかも、発光面で均一照度の光を得ることができる。 According to the backlight of the present invention, sufficient color mixing is possible without increasing the size in the thickness direction, and light with uniform illuminance can be obtained on the light emitting surface.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図面は本発明の第１の実施形態に係わり、図１はバックライトの分解斜視図、図２はバックライトの要部断面図、図３は光源モジュールの分解斜視図、図４は光源モジュールの要部断面図、図５は光源モジュールにおける光の挙動を示す説明図、図６はバックライト表面の輝度分布を示す特性図、図７は導光板の端面形状を設計する際に行われる光量計測のシミュレーション方法を示す説明図、図８は光源モジュールの変形例を示す要部断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The drawings relate to the first embodiment of the present invention, FIG. 1 is an exploded perspective view of the backlight, FIG. 2 is a sectional view of the main part of the backlight, FIG. 3 is an exploded perspective view of the light source module, and FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the behavior of light in the light source module, FIG. 6 is a characteristic diagram showing the luminance distribution of the backlight surface, and FIG. 7 is a light amount measurement performed when designing the end face shape of the light guide plate. FIG. 8 is an essential part cross-sectional view showing a modification of the light source module.

図１，２に示すバックライト１は、例えば、液晶テレビ等に好適なバックライトであり、このバックライト１は、前面が開口した扁平な略箱形形状の筐体２を有する。この筐体２は、例えば、矩形の背面板２ａと、当該背面板２ａの各辺に立設する側壁２ｂとが射出成形によって一体形成された樹脂成型品で構成されている。 The backlight 1 shown in FIGS. 1 and 2 is a backlight suitable for, for example, a liquid crystal television. The backlight 1 has a flat, substantially box-shaped housing 2 having an open front surface. The housing 2 is formed of a resin molded product in which, for example, a rectangular back plate 2a and side walls 2b standing on each side of the back plate 2a are integrally formed by injection molding.

筐体２の内部には、例えば、発光色の異なる複数種類の発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として白色光を生成する複数組（例えば、４組）の光源モジュール５が、筐体２の長手方向に沿って等間隔毎に配設されている。ここで、各光源モジュール５は、各々の導光路２０（後述する）の終端が筐体２の中心部に指向するよう、当該筐体２の中心部に対して対称位置に配列されている。 Inside the housing 2, for example, a plurality of sets (for example, four sets) of light source modules 5 that generate white light using a plurality of types of light emitting diodes (LEDs) having different emission colors as a light source are arranged in the longitudinal direction of the housing 2. Are arranged at regular intervals. Here, each light source module 5 is arranged in a symmetrical position with respect to the center portion of the housing 2 so that the end of each light guide path 20 (described later) is directed to the center portion of the housing 2.

また、筐体２には、例えば、矩形の開口部６ａが開口するベゼル６が前面側から冠設されている。筐体２とベゼル６との間には、例えば、平面略矩形形状をなす拡散板７と、前面側に拡散シート９を貼着した平面略矩形形状のレンズシート８とが、背面側から順に重畳された状態で挟持されている。そして、ベゼル６の開口部６ａから外部に露呈する拡散シート９上の領域が、発光面９ａとして設定されている。また、筐体２内において、拡散板７と各光源モジュール５との間には、空気層１１が形成されている。 In addition, for example, a bezel 6 in which a rectangular opening 6a is opened is crowned on the housing 2 from the front side. Between the housing 2 and the bezel 6, for example, a diffuser plate 7 having a substantially rectangular shape in a plane and a lens sheet 8 having a substantially rectangular shape in which a diffusion sheet 9 is attached to the front side are sequentially arranged from the back side. It is clamped in a superimposed state. And the area | region on the diffusion sheet 9 exposed outside from the opening part 6a of the bezel 6 is set as the light emission surface 9a. In the housing 2, an air layer 11 is formed between the diffusion plate 7 and each light source module 5.

図３，４に示すように、光源モジュール５は、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色のＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが光源として実装された光源ユニット１５と、光源ユニット１５から供給される各色の光線を入射して筐体２の背面に沿った奥行き方向に導く導光路２０と、導光路２０の終端から出射された光を反射して発光面９ａに導く反射面３０とを備えて要部が構成されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the light source module 5 includes, for example, a light source unit 15 in which LEDs 10 R, 10 G, and 10 B of three colors R, G, and B are mounted as light sources, and each color supplied from the light source unit 15. The main portion includes a light guide path 20 that enters a light beam and guides the light in a depth direction along the back surface of the housing 2, and a reflection surface 30 that reflects light emitted from the end of the light guide path 20 and guides it to the light emitting surface 9 a. Is configured.

本実施形態において、光源ユニット１５は、例えば、細長な短冊状のＬＥＤ基板１６上に、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色を１組とする２組の各ＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが実装されて要部が構成されている。 In the present embodiment, the light source unit 15 includes, for example, two sets of LEDs 10R, 10G, and 10B each having R, G, and B as one set on an elongated strip-shaped LED substrate 16, and a main portion thereof. It is configured.

また、導光路２０は、光源ユニット１５に連設する第１の導光板２１と、この第１の導光板２１の出射側に連設する第２の導光板２２とを有する。第１の導光板２１の入射面２１ａは、光源ユニット１５の各ＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに当接されている。 The light guide path 20 includes a first light guide plate 21 provided continuously with the light source unit 15 and a second light guide plate 22 provided continuously with the emission side of the first light guide plate 21. The incident surface 21a of the first light guide plate 21 is in contact with the LEDs 10R, 10G, and 10B of the light source unit 15.

また、第１の導光板２１の出射面２１ｂは、導光路２０の導光方向に対して異なる傾斜角で傾斜する複数の面部が連なった多面体で構成されている。さらに、第２の導光板２２の入射面２２ａは、第１の導光板２１の出射面２１ｂと同様に、導光路２０の導光方向に対して異なる傾斜角で傾斜する複数の面部が連なった多面体で構成され、出射面２１ｂに当接されている。 In addition, the emission surface 21 b of the first light guide plate 21 is configured by a polyhedron in which a plurality of surface portions inclined at different inclination angles with respect to the light guide direction of the light guide path 20 are connected. Further, the incident surface 22a of the second light guide plate 22 is connected to a plurality of surface portions that are inclined at different inclination angles with respect to the light guide direction of the light guide path 20 in the same manner as the output surface 21b of the first light guide plate 21. It is composed of a polyhedron and is in contact with the emission surface 21b.

具体的には、本実施形態において、出射面２１ｂは、例えば、導光路２０の導光方向に対して異なる仰角θ１〜θ３でそれぞれ傾斜した面部２１ｂ１〜２１ｂ３が連なった多面体で構成されている。また、入射面２２ａは、例えば、導光路２０の導光方向に対して異なる仰角θ１〜θ３でそれぞれ傾斜した面部２２ａ１〜２２ａ３が連なった多面体で構成されている。そして、これら出射面２１ｂの各面部２１ｂ１〜２１ｂ３と出射面２２ａの各面部２２ａ１〜２２ａ３とがそれぞれ当接されている。 Specifically, in the present embodiment, the emission surface 21b is configured by, for example, a polyhedron in which surface portions 21b1 to 21b3 that are inclined at different elevation angles θ1 to θ3 with respect to the light guide direction of the light guide path 20 are connected. In addition, the incident surface 22a is formed of, for example, a polyhedron in which surface portions 22a1 to 22a3 that are inclined at different elevation angles θ1 to θ3 with respect to the light guide direction of the light guide 20 are connected. And each surface part 21b1-21b3 of these output surfaces 21b and each surface part 22a1-22a3 of the output surface 22a are contact | abutted, respectively.

また、第１，第２の導光板２１，２２の両側には、キー溝２１ｃ，２２ｃが凹設されている。 In addition, key grooves 21c and 22c are recessed on both sides of the first and second light guide plates 21 and 22, respectively.

このように、導光路２０は、その導光方向に沿って複数の導光板２１，２２が連設されて要部が構成されている。なお、第１の導光板２１の最小長さｄminは、各ＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂからの入射光を色混合するに十分な光路長を確保できる長さである。 As described above, the light guide path 20 includes a plurality of light guide plates 21 and 22 connected along the light guide direction to form a main part. The minimum length dmin of the first light guide plate 21 is a length that can secure an optical path length sufficient to color-mix incident light from the LEDs 10R, 10G, and 10B.

また、反射面３０は、光源ユニット１５及び導光路２０を収容するモジュール筐体３１に一体形成されている。具体的に説明すると、本実施形態において、モジュール筐体３１は、例えば、高い光反射性を有する白色系の樹脂材料を用いて成型された扁平且つ細長な略箱形形状をなすケースで構成され、内部に、光源ユニット１５及び導光路２０を一体的に収容する収容室３２を有する。このモジュール筐体３１の前面は開口されており、さらに、長手方向の両側壁３１ａの内面には、第１，第２の導光板２１，２２のキー溝２１ｃ，２２ｃに対応するキー３３ａ，３３ｂと、第２の導光板２２の出射面２２ｂに当接するキー３３ｃが突設されている。 The reflection surface 30 is integrally formed with a module housing 31 that houses the light source unit 15 and the light guide path 20. More specifically, in the present embodiment, the module housing 31 is configured by a case having a flat and elongated substantially box shape molded using, for example, a white resin material having high light reflectivity. The housing chamber 32 that integrally houses the light source unit 15 and the light guide path 20 is provided. The front surface of the module housing 31 is opened, and the keys 33a and 33b corresponding to the key grooves 21c and 22c of the first and second light guide plates 21 and 22 are formed on the inner surfaces of the side walls 31a in the longitudinal direction. And a key 33c that abuts on the light exit surface 22b of the second light guide plate 22 is provided.

そして、第２の導光板２２のキー溝２２ｃにキー３３ｂが嵌合されると共に第２の導光板２２の出射面２２ｂにキー３３ｃが当接されることによって、第２の導光板２２はモジュール筐体３１内で位置決め保持されている。また、第１の導光板２１のキー溝２１ｃにキー３３ａが嵌合されると共に、第２の導光板２２の入射面２２ａに出射面２１ｂが当接されることによって、第１の導光板２１はモジュール筐体３１内で位置決め保持されている。ここで、第１の導光板２１の入射面２１ａと、当該入射面２１ａに対向するモジュール筐体３１の側壁３１ｂとの間には所定の空隙が形成されており、この空隙に、光源ユニット１５が挟持されている。 Then, the key 33b is fitted into the key groove 22c of the second light guide plate 22, and the key 33c is brought into contact with the emission surface 22b of the second light guide plate 22, whereby the second light guide plate 22 is a module. It is positioned and held in the casing 31. Further, the key 33 a is fitted into the key groove 21 c of the first light guide plate 21, and the light exit surface 21 b is brought into contact with the light entrance surface 22 a of the second light guide plate 22, whereby the first light guide plate 21. Is positioned and held in the module housing 31. Here, a predetermined gap is formed between the incident surface 21a of the first light guide plate 21 and the side wall 31b of the module housing 31 facing the incident surface 21a, and the light source unit 15 is formed in this gap. Is pinched.

また、第２の導光板２２の出射面２２ｂに対向するモジュール筐体３１の側壁３１ｃは、出射面２２ｂに対して離間されている。そして、この側壁３１ｃの内面は、出射面２２ｂからの出射光を反射して発光面９ａに導く反射面３０として設定されている。この反射面３０は、所定の仰角で傾斜する単一の平面で構成することも可能であるが、本実施形態において、反射面３０は、導光路２０の導光方向に対して異なる傾斜角で傾斜する複数の面部が連なった多面体で構成されている。具体的には、反射面３０は、例えば、導光路２０の導光方向に対して異なる仰角θ４〜θ６でそれぞれ傾斜した面部３０ａ１〜３０ａ３が連なった多面体で構成されている。 Further, the side wall 31c of the module housing 31 facing the emission surface 22b of the second light guide plate 22 is separated from the emission surface 22b. The inner surface of the side wall 31c is set as a reflecting surface 30 that reflects the emitted light from the emitting surface 22b and guides it to the light emitting surface 9a. The reflecting surface 30 can be configured by a single plane inclined at a predetermined elevation angle. However, in the present embodiment, the reflecting surface 30 has an inclination angle different from the light guide direction of the light guide path 20. It is composed of a polyhedron in which a plurality of inclined surface portions are connected. Specifically, the reflective surface 30 is configured by, for example, a polyhedron in which surface portions 30a1 to 30a3 that are inclined at different elevation angles θ4 to θ6 with respect to the light guide direction of the light guide path 20 are connected.

さらに、モジュール筐体３１には、当該モジュール筐体３１の前面開口部を閉塞するプリズムシート３５が配設されている。このプリズムシート３５は、複数の微細なプリズム３５ａが配列されたプリズム面を一方の面に有し、このプリズム面は、導光路２０及び反射面３０に対向されている。ここで、図１，２に示すように、本実施形態において、プリズムシート３５は、筐体２内に収容される４個の光源モジュール５の各モジュール筐体３１の前面開口部を一体的に閉塞する一枚のシートで構成されている。 Further, the module casing 31 is provided with a prism sheet 35 that closes the front opening of the module casing 31. The prism sheet 35 has on one surface a prism surface on which a plurality of fine prisms 35 a are arranged, and this prism surface is opposed to the light guide path 20 and the reflecting surface 30. Here, as shown in FIGS. 1 and 2, in the present embodiment, the prism sheet 35 integrally forms the front opening of each module housing 31 of the four light source modules 5 housed in the housing 2. It consists of a single sheet that closes.

このような構成において、図５に示すように、光源モジュール５の導光路２０では、各ＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂからの出射光が第１の導光板２１の入射面２１ａに入射すると、その入射光は、第１，第２の導光板２１，２２内で全反射を繰り返しながら進行し、効率よく色混合される。 In such a configuration, as shown in FIG. 5, in the light guide path 20 of the light source module 5, when light emitted from the LEDs 10 R, 10 G, and 10 B enters the incident surface 21 a of the first light guide plate 21, the incident light is emitted. Proceeds while repeating total reflection in the first and second light guide plates 21 and 22, and is color-mixed efficiently.

その過程において、入射光の一部は、第１の導光板２１の出射面２１ｂ或いは第２の導光板２２の入射面２２ａで反射されることによって導光路２０外に出射する。すなわち、導光路２０が第１，第２の導光板２１，２２で分割形成され、さらに、第１の導光板２１の出射面２１ｂ及び第２の導光板２２の入射面２２ａが仰角θ１〜θ３で傾斜する多面体で構成されているため、第１，第２の導光板２１，２２の連設部はハーフミラーとして機能し、この連設部において、入射光の一部が導光路２０外に出射する。また、導光路２０の終端である第２の導光板２２の出射面２２ｂに到達した光は、当該出射面２２ｂから出射する。 In the process, a part of the incident light is emitted to the outside of the light guide path 20 by being reflected by the exit surface 21 b of the first light guide plate 21 or the entrance surface 22 a of the second light guide plate 22. That is, the light guide 20 is divided and formed by the first and second light guide plates 21 and 22, and the exit surface 21b of the first light guide plate 21 and the entrance surface 22a of the second light guide plate 22 are at elevation angles θ1 to θ3. Therefore, the connecting portion of the first and second light guide plates 21 and 22 functions as a half mirror. In this connecting portion, a part of the incident light is outside the light guide path 20. Exit. Further, the light that has reached the emission surface 22b of the second light guide plate 22 that is the end of the light guide path 20 is emitted from the emission surface 22b.

そして、第１，第２の導光板２１，２２の連設部で導光路２０外に出射した光は、プリズムシート３５に入射し、各プリズム３５ａの作用によって空気層１１に拡散される。また、出射面２２ｂから導光路２０外に出射した光は、反射面３０で反射された後、プリズムシート３５に入射し、各プリズム３５ａの作用によって空気層１１に拡散される（図２参照）。 And the light radiate | emitted out of the light guide 20 by the connection part of the 1st, 2nd light-guide plates 21 and 22 injects into the prism sheet 35, and is spread | diffused by the air layer 11 by the effect | action of each prism 35a. The light emitted from the light exit surface 22b to the outside of the light guide path 20 is reflected by the reflective surface 30, and then enters the prism sheet 35 and is diffused into the air layer 11 by the action of each prism 35a (see FIG. 2). .

ところで、本実施形態において、光源モジュール５の設計を行う際には、例えば、図７に示すシミュレーションが行われ、このシミュレーション結果に基づいて、出射面２１ｂ及び入射面２２ａの各面部の仰角θ１〜θ３が設定されると共に、反射面３０の各面部の仰角θ４〜θ６が設定される。このシミュレーションでは、例えば、光源モジュール５の前方に、第１，第２の導光板２１，２２の連設部からの出射光を受光する受光エリアＡ１と、第２の導光板２２の出射面２２ｂからの出射光を受光する受光エリアＡ２とがプリズムシート３５に沿って設定され、これら両受光エリアＡ１，Ａ２の光量（パワー）が計測される。そして、この計測結果に基づき、各仰角θ１〜θ３は、受光エリアＡ１，Ａ２の各トータル光量を等しくさせ、且つ、第１，第２の導光板２１，２２の連設部からの出射光を受光エリアＡ１に対して均一に分散させる角度に設定される。また、各仰角θ４〜θ６は、出射面２２ｂからの出射光を受光エリアＡ２に対して均一に分散させる角度に設定される。 By the way, in the present embodiment, when designing the light source module 5, for example, a simulation shown in FIG. 7 is performed, and based on the simulation results, the elevation angles θ1 of the surface portions of the exit surface 21b and the entrance surface 22a. θ3 is set, and elevation angles θ4 to θ6 of each surface portion of the reflecting surface 30 are set. In this simulation, for example, in front of the light source module 5, a light receiving area A 1 that receives emitted light from the continuous portion of the first and second light guide plates 21 and 22, and an exit surface 22 b of the second light guide plate 22. The light receiving area A2 that receives the light emitted from the light receiving area A2 is set along the prism sheet 35, and the light amounts (power) of both the light receiving areas A1 and A2 are measured. Then, based on the measurement results, the elevation angles θ1 to θ3 make the total light amounts of the light receiving areas A1 and A2 equal, and the emitted light from the connecting portions of the first and second light guide plates 21 and 22 is used. The angle is set to be uniformly distributed with respect to the light receiving area A1. Further, each of the elevation angles θ4 to θ6 is set to an angle at which the outgoing light from the outgoing surface 22b is uniformly dispersed with respect to the light receiving area A2.

そして、このように各仰角θ１〜θ６が設定された各光源モジュール５は、例えば、図２に示すように、第１，第２の導光板２１，２２の連設部及び反射面３０を、筐体２内で、互いに等間隔ｄ毎に配置させる位置に配列されている。 And each light source module 5 by which each elevation angle (theta) 1- (theta) 6 was set in this way, as shown in FIG. 2, the connection part and reflective surface 30 of the 1st, 2nd light-guide plates 21 and 22, for example, In the housing 2, they are arranged at positions that are arranged at equal intervals d.

これにより、本実施形態のバックライト１では、例えば、４個の光源モジュール５を用いた簡単な構成で、それぞれパワーの等しい細長な８列の光源部を、筐体２の長手方向に沿う等間隔毎にそれぞれ配置したものと同等の効果を奏する。従って、発光面９ａでは、均斉度の高い白色光が得られる。ここで、図６にバックライト１の発光面９ａ上での輝度分布のシミュレーション結果を示す。この特性図からも明らかなように、本実施形態のバックライト１では、８０％以上の高い均斉度で発光面９ａを発光させることができる。 Thus, in the backlight 1 of the present embodiment, for example, eight light source sections having the same power and extending along the longitudinal direction of the housing 2 are configured with a simple configuration using four light source modules 5. The same effects as those arranged at each interval are obtained. Accordingly, white light with high uniformity can be obtained on the light emitting surface 9a. Here, the simulation result of the luminance distribution on the light emitting surface 9a of the backlight 1 is shown in FIG. As is clear from this characteristic diagram, in the backlight 1 of the present embodiment, the light emitting surface 9a can emit light with a high uniformity of 80% or more.

このような実施形態によれば、導光路２０を筐体２の背面に沿って形成することにより、バックライト１を厚さ方向に大型化させることなく、光路長を十分に確保することができる。そして、このように光路長が十分に確保された導光路２０に、各ＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂからの出射光を入射させることにより、各波長光を効率よく合成することができる。そして、導光路２０の終端（出射面２２ｂ）からの出射光を反射面３０で反射して発光面９ａ方向に拡散させることにより、導光路２０を筐体２の背面に沿って形成した場合にも、高い均斉度で発光面９ａを発光させることができる。加えて、第１，第２の導光板２１，２２を導光方向に連接して導光路２０を形成し、導光路２０で色合成した光を第１，第２の導光板２１，２２の連設部からも分割出射することにより、より高い均斉度で発光面９ａを発光させることができる。 According to such an embodiment, by forming the light guide path 20 along the back surface of the housing 2, it is possible to sufficiently ensure the optical path length without increasing the size of the backlight 1 in the thickness direction. . Then, the light beams emitted from the LEDs 10R, 10G, and 10B are made incident on the light guide path 20 in which the optical path length is sufficiently secured as described above, so that the respective wavelength lights can be efficiently synthesized. When the light guide path 20 is formed along the back surface of the housing 2 by reflecting the light emitted from the end of the light guide path 20 (the output surface 22b) by the reflecting surface 30 and diffusing it in the direction of the light emitting surface 9a. In addition, the light emitting surface 9a can emit light with high uniformity. In addition, the first and second light guide plates 21 and 22 are connected in the light guide direction to form the light guide path 20, and the color combined light in the light guide path 20 is transmitted to the first and second light guide plates 21 and 22. By emitting separately from the continuous portion, the light emitting surface 9a can emit light with higher uniformity.

この場合において、導光板２１の出射面２１ｂと導光板２２の入射面２２ａを異なる仰角θ１〜θ３の面部が連なる多面体で構成し、各仰角θ１〜θ３を適値に設定することにより、第１，第２の導光板２１，２２の連設部から出射する光の光量とその分布状態を容易にチューニングすることができる。また、反射面３０を異なる仰角θ４〜θ６の面部が連なる多面体で構成し、各仰角θ４〜θ６を適値に設定することにより、第２の導光板２２の出射面２２ｂから出射する光の分布状態を容易にチューニングすることができる。 In this case, the light exit surface 21b of the light guide plate 21 and the light entrance surface 22a of the light guide plate 22 are configured by a polyhedron in which surface portions having different elevation angles θ1 to θ3 are continuous, and the respective elevation angles θ1 to θ3 are set to appropriate values. , The amount of light emitted from the connecting portions of the second light guide plates 21 and 22 and the distribution state thereof can be easily tuned. The distribution of light emitted from the emission surface 22b of the second light guide plate 22 is made by configuring the reflecting surface 30 as a polyhedron having continuous surface portions with different elevation angles θ4 to θ6 and setting the elevation angles θ4 to θ6 to appropriate values. The state can be tuned easily.

さらに、導光路２０からの各出射光をプリズムシート３５によって拡散させることにより、より均斉度の高い光を発光面９ａで得ることができる。 Furthermore, by diffusing each emitted light from the light guide path 20 by the prism sheet 35, light with higher uniformity can be obtained on the light emitting surface 9a.

ここで、上述の実施形態では、導光路２０を２つの導光板２１，２２で分割形成する一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、導光路を３個以上の導光板で導光方向に分割してもよいことは勿論である。すなわち、例えば、図８に示すように、導光路２０を、第１〜第３の導光板２１〜２３で分割形成し、第１の導光板２１の出射面２１ｂと第２の導光板２２の入射面２２ａとの連設部に加え、第２の導光板２２の出射面２２ｂと第３の導光板２３の入射面２３ａとの連設部にハーフミラー構造を形成することも可能である。 Here, in the above-described embodiment, an example in which the light guide 20 is divided and formed by the two light guide plates 21 and 22 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the light guide is provided with three or more light guides. Of course, the light plate may be divided in the light guide direction. That is, for example, as shown in FIG. 8, the light guide 20 is divided and formed by the first to third light guide plates 21 to 23, and the emission surface 21 b of the first light guide plate 21 and the second light guide plate 22 are formed. In addition to the continuous portion with the incident surface 22 a, it is also possible to form a half mirror structure at the continuous portion between the emission surface 22 b of the second light guide plate 22 and the incident surface 23 a of the third light guide plate 23.

なお、上述の実施形態では、互いに連設する導光板間の出，入射面及び反射面をそれぞれ３つの面部からなる多面体で構成した一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、２つの面部、或いは４つ以上の面部からなる多面体で構成してもよいことは勿論である。 In the above-described embodiment, an example in which the exit, entrance surface, and reflection surface between the light guide plates arranged in series with each other is configured by a polyhedron composed of three surface portions has been described, but the present invention is not limited to this. Of course, for example, it may be composed of two face parts or a polyhedron composed of four or more face parts.

次に、図９，１０は本発明の第２の実施形態に係わり、図９は光源モジュールの要部断面図、図１０は光源モジュールにおける光の挙動を示す説明図である。なお、本実施形態は、導光路上で連設する導光板の各端面、及び反射面を、導光方向に湾曲する曲面でそれぞれ構成した点が、上述の第１の実施形態に対して主として異なる。その他、同様の点については、同符号を付して説明を省略する。 Next, FIGS. 9 and 10 relate to the second embodiment of the present invention, FIG. 9 is a cross-sectional view of the main part of the light source module, and FIG. 10 is an explanatory view showing the behavior of light in the light source module. The present embodiment is mainly different from the first embodiment described above in that each end surface of the light guide plate provided continuously on the light guide path and the reflection surface are configured by curved surfaces curved in the light guide direction. Different. In addition, about the same point, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

図９，１０に示すように、本実施形態において、導光路第１の導光板２１の出射面２１ｂと第２の導光板２２の入射面２２ａは、それぞれ、導光路２０の導光方向に湾曲する半径ｒ１の曲面で構成されれている。この場合の半径ｒ１は、各導光板２１，２２の板厚をｔとするとｒ１≧ｔの範囲内で任意の値が設定可能であり、例えば、上述の第１の実施形態と同様のシミュレーションに基づき、受光エリアＡ１，Ａ２の各トータル光量を等しくさせ、且つ、第１，第２の導光板２１，２２の連設部からの出射光を受光エリアＡ１に対して均一に分散させる曲面の半径に設定される。 As shown in FIGS. 9 and 10, in this embodiment, the exit surface 21 b of the first light guide plate 21 and the entrance surface 22 a of the second light guide plate 22 are curved in the light guide direction of the light guide 20. The curved surface has a radius r1. In this case, the radius r1 can be set to an arbitrary value within the range of r1 ≧ t, where t is the thickness of each light guide plate 21 and 22, for example, in the same simulation as in the first embodiment described above. Based on the radius of the curved surface, the total light amounts of the light receiving areas A1 and A2 are made equal, and the light emitted from the connecting portions of the first and second light guide plates 21 and 22 is uniformly dispersed with respect to the light receiving area A1. Set to

また、反射面３０は、例えば、導光路２０の導光方向に湾曲する半径ｒ２の曲面で構成されている。この場合の半径ｒ２は、例えば、上述の第２の実施形態と同様のシミュレーションに基づき、出射面２２ｂからの出射光を受光エリアＡ２に対して均一に分散させる角度に設定される。 Moreover, the reflective surface 30 is comprised by the curved surface of the radius r2 curved in the light guide direction of the light guide path 20, for example. In this case, for example, the radius r2 is set to an angle at which the emitted light from the emission surface 22b is uniformly dispersed with respect to the light receiving area A2 based on the same simulation as in the second embodiment.

このような実施形態によれば、上述の第１の実施形態で得られる効果に加え、互いに連設する導光板２１，２２間の出，入射面２１ｂ，２２ａをそれぞれ曲面で構成することにより、導光路２０の中途から出射する光を効率よく散乱させることができるという効果を奏する。さらに、反射面３０を曲面で構成することにより、導光板２２の出射面２２ｂから出射する光を効率よく散乱させることができるという効果を奏する。 According to such an embodiment, in addition to the effects obtained in the first embodiment described above, by configuring the exit and entrance surfaces 21b and 22a between the light guide plates 21 and 22 connected to each other as curved surfaces, There is an effect that light emitted from the middle of the light guide path 20 can be efficiently scattered. Furthermore, by configuring the reflecting surface 30 as a curved surface, there is an effect that light emitted from the emitting surface 22b of the light guide plate 22 can be efficiently scattered.

尚、本発明は、上述の各実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であり、適宜の手段を採用し得ることは云うまでもない。例えば、上述の第１の実施形態及び第２の実施形態の各構成を適宜組み合わせてもよいことは勿論である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist thereof, and it is needless to say that appropriate means can be adopted. For example, it goes without saying that the configurations of the first embodiment and the second embodiment described above may be appropriately combined.

本発明の第１の実施形態に係わり、バックライトの分解斜視図1 is an exploded perspective view of a backlight according to the first embodiment of the present invention. 同上、バックライトの要部断面図Same as above, sectional view of the main part of the backlight 同上、光源モジュールの分解斜視図Same as above, exploded perspective view of light source module 同上、光源モジュールの要部断面図Same as above, sectional view of main part of light source module 同上、光源モジュールにおける光の挙動を示す説明図Same as above, explanatory diagram showing the behavior of light in the light source module 同上、バックライト表面の輝度分布を示す特性図Same as above, characteristic diagram showing the luminance distribution of the backlight surface 同上、導光板の端面形状を設計する際に行われる光量計測のシミュレーション方法を示す説明図As above, an explanatory view showing a simulation method of light quantity measurement performed when designing the end face shape of the light guide plate 同上、光源モジュールの変形例を示す要部断面図Same as above, main part sectional view showing a modification of the light source module 本発明の第２の実施形態に係わり、光源モジュールの要部断面図Sectional drawing of the principal part of a light source module in connection with the 2nd Embodiment of this invention. 同上、光源モジュールにおける光の挙動を示す説明図Same as above, explanatory diagram showing the behavior of light in the light source module

符号の説明Explanation of symbols

１…バックライト、２…筐体、５…光源モジュール、９ａ…発光面、１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ…発光ダイオード（光源）、１１…空気層、１５…光源ユニット、１６…ＬＥＤ基板、２０…導光路、２１…第１の導光板、２１ａ…入射面、２１ｂ…出射面、２１ｂ１〜２１ｂ３…面部、２２…第２の導光板、２２ａ…入射面、２２ａ１〜２２ａ３…面部、２２ｂ…出射面、３０…反射面、３０ａ１〜３０ａ３…面部、３１…モジュール筐体、３５…プリズムシート、３５ａ…プリズム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Backlight, 2 ... Case, 5 ... Light source module, 9a ... Light emission surface, 10R, 10G, 10B ... Light emitting diode (light source), 11 ... Air layer, 15 ... Light source unit, 16 ... LED board, 20 ... Lead Optical path, 21 ... first light guide plate, 21a ... incident surface, 21b ... output surface, 21b1 to 21b3 ... surface portion, 22 ... second light guide plate, 22a ... incident surface, 22a1-22a3 ... surface portion, 22b ... output surface, 30 ... Reflecting surface, 30a1 to 30a3 ... Surface portion, 31 ... Module housing, 35 ... Prism sheet, 35a ... Prism

Claims

前面が開口された筐体と、
前記筐体の開口部に設定された発光面と、
発光色の異なる複数種類の光源と、
複数種類の前記各光源からの光を入射して前記筐体の背面に沿った奥行き方向に導く導光路と、
前記導光路の終端から出射された光を反射して前記発光面に導く反射面とを具備し、
前記導光路は、導光方向に連設する複数の導光板を有し、
隣接する前記導光板の各端面は、前記導光方向に対して異なる傾斜角で傾斜する複数の面部が連なった多面体でそれぞれ構成され、前記導光板の連設部で互いに当接していることを特徴とするバックライト。 A housing with an open front;
A light emitting surface set in the opening of the housing;
Multiple types of light sources with different emission colors;
A light guide that receives light from each of the plurality of types of light sources and guides the light in the depth direction along the back surface of the housing;
A reflective surface that reflects the light emitted from the end of the light guide and guides it to the light emitting surface;
The light guide path has a plurality of light guide plates arranged continuously in the light guide direction,
Each of the end surfaces of the adjacent light guide plates is composed of a polyhedron in which a plurality of surface portions inclined at different inclination angles with respect to the light guide direction are connected, and is in contact with each other at the connection portion of the light guide plate. Features a backlight.

前面が開口された筐体と、
前記筐体の開口部に設定された発光面と、
発光色の異なる複数種類の光源と、
複数種類の前記各光源からの光を入射して前記筐体の背面に沿った奥行き方向に導く導光路と、
前記導光路の終端から出射された光を反射して前記発光面に導く反射面とを具備し、
前記導光路は、導光方向に連設する複数の導光板を有し、
隣接する前記導光板の各端面は、前記導光方向に湾曲する曲面でそれぞれ構成され、前記導光板の連設部で互いに当接していることを特徴とするバックライト。 A housing with an open front;
A light emitting surface set in the opening of the housing;
Multiple types of light sources with different emission colors;
A light guide that receives light from each of the plurality of types of light sources and guides the light in the depth direction along the back surface of the housing;
A reflective surface that reflects the light emitted from the end of the light guide and guides it to the light emitting surface;
The light guide path has a plurality of light guide plates arranged continuously in the light guide direction,
Each of the end surfaces of the light guide plates adjacent to each other is formed by a curved surface that curves in the light guide direction, and is in contact with each other at the connecting portion of the light guide plates.

前記導光路上で隣接する前記導光板の各端面の形状は、前記導光路の中途で前記導光板の連設部から出射する光の光量と、前記導光路の終端から出射する光の光量とを等しくする形状に設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバックライト。 The shape of each end face of the light guide plate adjacent on the light guide path is the amount of light emitted from the continuous portion of the light guide plate in the middle of the light guide path, and the amount of light emitted from the end of the light guide path. 3. The backlight according to claim 1, wherein the backlight is set to have an equal shape. 4.

前記光源と、前記導光路と、前記反射面とを具備して構成した複数の前記光源モジュールを前記筐体に配列したバックライトであって、
前記各光源モジュールは、前記反射面及び前記導光板の連設部を前記筐体内で互いに等間隔毎に配置させる位置に配列されていることを特徴とする請求項３記載のバックライト。 A backlight in which a plurality of the light source modules configured to include the light source, the light guide path, and the reflective surface are arranged in the housing,
4. The backlight according to claim 3, wherein each of the light source modules is arranged at a position where the connecting portions of the reflection surface and the light guide plate are arranged at equal intervals in the casing.

前記反射面は、前記導光路の導光方向に対して異なる傾斜角で傾斜する複数の面部が連なった多面体、或いは、前記導光路の導光方向に湾曲する曲面で構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のバックライト。 The reflection surface is configured by a polyhedron in which a plurality of surface portions inclined at different inclination angles with respect to the light guide direction of the light guide path are connected, or a curved surface curved in the light guide direction of the light guide path. The backlight according to any one of claims 1 to 4.