JP2010218841A - Light guide plate and planar lighting device using this - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置などに用いられる導光板およびこれを用いる面状照明装置に関する。 The present invention relates to a light guide plate used for a liquid crystal display device and the like and a planar illumination device using the same.
液晶表示装置には、液晶表示パネルの裏面側から光を照射し、液晶表示パネルを照明するバックライトユニットが用いられている。バックライトユニットは、照明用の光源が発する光を拡散して液晶表示パネルを照射する導光板、導光板から射出される光を均一化するプリズムシートや拡散シートなどの部品を用いて構成される。 In the liquid crystal display device, a backlight unit that irradiates light from the back side of the liquid crystal display panel and illuminates the liquid crystal display panel is used. The backlight unit is configured by using components such as a light guide plate that diffuses light emitted from a light source for illumination and irradiates the liquid crystal display panel, and a prism sheet and a diffusion sheet that uniformize light emitted from the light guide plate. .
現在、大型の液晶テレビのバックライトユニットは、照明用の光源の直上に導光板を配置した、いわゆる直下型と呼ばれる方式が主流である。この方式では、光源である冷陰極管を液晶表示パネルの背面に複数本配置し、内部を白色の反射面として均一な光量分布と必要な輝度を確保している。
しかしながら、直下型のバックライトユニットでは、光量分布を均一にするために、液晶表示パネルに対して垂直方向の厚みが30mm程度必要であり、これ以上の薄型化が困難である。
At present, a backlight unit of a large-sized liquid crystal television is mainly used in a so-called direct type in which a light guide plate is disposed directly above a light source for illumination. In this system, a plurality of cold-cathode tubes, which are light sources, are arranged on the back surface of the liquid crystal display panel, and a uniform light quantity distribution and necessary luminance are ensured with the inside as a white reflecting surface.
However, in order to make the light amount distribution uniform, the direct type backlight unit needs a thickness of about 30 mm in the vertical direction with respect to the liquid crystal display panel, and it is difficult to make it thinner.
ここで、薄型化が可能なバックライトユニットとしては、照明用の光源から射出され、入射した光を、所定方向に導き、光が入射された面とは異なる面である光射出面から射出させる導光板を用いるバックライトユニットがある。
このような、導光板を用いたバックライトユニットとしては、透明樹脂に光を散乱させるための散乱粒子を混入させた導光板を用いる方式(例えば、特許文献1〜4参照)のバックライトユニットが提案されている。
Here, as a backlight unit that can be reduced in thickness, light emitted from a light source for illumination and guided incident light is guided in a predetermined direction and emitted from a light emitting surface that is different from the surface on which the light is incident. There is a backlight unit using a light guide plate.
As such a backlight unit using a light guide plate, a backlight unit using a light guide plate in which scattering particles for scattering light in a transparent resin are mixed (for example, see
例えば、特許文献1には、少なくとも1つの光入射領域および少なくとも1つの光取出面領域を有する光散乱導光体と前記光入射面領域から光入射を行う為の光源手段とを備え、前記光散乱導光体は前記光入射面から遠ざかるにつれて厚みを減ずる傾向を持った領域を有していることを特徴とする光散乱導光光源装置が記載されている。
また、特許文献2には、光散乱導光体と、光散乱導光体の光取出面側に配置されたプリズムシートと、光散乱導光体の裏面側に配置された反射体とを備えた面光源装置が記載されている。また、特許文献3には、プリズム列状の繰り返し起伏を有する光入射面と、光拡散性を与えられた光射出面を備えた板状の光学材料からなる光射出方向修正素子を備えた液晶ディスプレイが記載され、特許文献4には、内部に散乱能を与えられた光散乱導光体と、前記光散乱導光体の端面部から光供給を行う光供給手段を備えた光源装置が記載されている。
For example,
また、導光板としては、上記以外にも中間部の厚みが入射側の端部および対向側の端部の厚みに比べ大きく形成されている導光板、入光部から離れるにしたがって厚みが厚くなる方向傾斜した反射面を有する導光板、表面部と裏面部との間の距離が入射部で最小になり、入射部から最大離距離において厚さが最大になるような形状を有する形状の導光板が提案されている(例えば、特許文献5から8参照)。
Further, as the light guide plate, in addition to the above, the thickness of the intermediate portion is formed larger than the thickness of the end portion on the incident side and the end portion on the opposite side, and the thickness increases as the distance from the light incident portion increases. A light guide plate having a reflective surface inclined in a direction, and a light guide plate having such a shape that the distance between the front surface portion and the back surface portion is minimized at the incident portion, and the thickness is maximized at the maximum separation distance from the incident portion. Has been proposed (see, for example,
しかしながら、光源から遠ざかるにつれて厚みが薄くなる導光板を用いるタンデム方式などのバックライトユニットでは、薄型のものを実現することが可能であるが、冷陰極管とリフレクタの相対寸法の関係により光利用効率で直下型より劣っているという問題があった。また、導光板に形成された溝に冷陰極管を収容する形状の導光板を用いる場合、冷陰極管から遠ざかるにつれて厚みを薄くする形状とすることはできるが、導光板の厚みを薄くすると、溝に配置された冷陰極管の直上における輝度が強くなり、光射出面の輝度むらが顕著になるという問題があった。また、これらの方式の導光板は、いずれも、形状が複雑となるため、加工コストがアップし、大型、例えば、画面サイズが37インチ以上、特に、50インチ以上の液晶テレビのバックライト用の導光板とした時には、高コストとなってしまうという問題があった。 However, a thin tandem backlight unit that uses a light guide plate that decreases in thickness as it moves away from the light source can be realized, but the light utilization efficiency depends on the relative dimensions of the cold cathode tube and the reflector. There was a problem that it was inferior to the direct type. In addition, when using a light guide plate having a shape that accommodates a cold cathode tube in a groove formed in the light guide plate, the thickness can be reduced as the distance from the cold cathode tube increases, but when the thickness of the light guide plate is reduced, There is a problem in that the luminance directly above the cold cathode tube disposed in the groove is increased, and the luminance unevenness of the light exit surface becomes remarkable. In addition, these types of light guide plates are complicated in shape, which increases processing costs, and is used for backlights of liquid crystal televisions having a large size, for example, a screen size of 37 inches or more, particularly 50 inches or more. When the light guide plate is used, there is a problem that the cost becomes high.
また、特許文献5から8には、製造安定化や、多重反射を利用した輝度(光量)むら抑制のために光入射面から離れるにしたがって厚みを厚くする導光板が提案されているが、これらの導光板は、透明体であり、光源から入射した光がそのまま反対方向の端部側に光が抜けてしまうため、下面にプリズムやドットパターンを付与する必要がある。
また、光入射面とは反対側の端部に反射部材を配置し、入射した光を多重反射させて光射出面から射出させる方法もあるが、大型化するためには導光板を厚くする必要があり、重くなり、コストも高くなる。また、光源の写りこみが生じ、輝度むらとなるという問題もある。
In addition, there is a method of disposing a reflecting member at the end opposite to the light incident surface and causing the incident light to be multiple-reflected and emitted from the light exit surface, but in order to increase the size, it is necessary to make the light guide plate thicker , It becomes heavy and the cost is high. There is also a problem that the light source is reflected, resulting in uneven brightness.
一方、平板型導光板を用いたサイドライト方式では、入射光を光射出面から効率よく射出させるために、内部に微小な散乱粒子を分散させている。このような平板形状の導光板では、散乱微粒子を均一に分散させても大画面化すると、散乱微粒子濃度が0.30wt%であれば、光利用効率83%を確保できるが、図21に実線で示す照度分布のように、中央部が暗くなり、明るさにむら、すなわち輝度むらが生じ、視認されてしまうという問題があった。
この輝度むらを平坦にするためには、散乱微粒子の濃度を下げて先端からの漏れ光を増やす必要があり、結果として利用効率の低下を生じ、また、輝度も低下するという問題があった。例えば、同一条件で、散乱微粒子濃度を0.10wt%とすれば、図21に点線で示すように、輝度むらを大幅に低減できるが、輝度が低下し、光利用効率も43%に低下するという問題があった。
さらに、大型の液晶テレビなどの大型ディスプレイに求められる光射出面上の明るさの分布は、画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高な分布、例えば釣鐘状の分布である。しかしながら、散乱微粒子が分散した平板形状の導光板では、散乱微粒子の濃度を下げて平坦な明るさの分布を得ることはできるが、中高な明るさの分布を実現することはできないという問題があった。
On the other hand, in the sidelight system using a flat light guide plate, minute scattering particles are dispersed inside in order to efficiently emit incident light from the light exit surface. With such a flat light guide plate, if the scattering fine particles are uniformly dispersed and the screen is enlarged, a light utilization efficiency of 83% can be ensured if the scattering fine particle concentration is 0.30 wt%. As shown in the illuminance distribution shown in FIG. 1, there is a problem that the central portion becomes dark and uneven in brightness, that is, uneven in brightness, and is visually recognized.
In order to flatten the luminance unevenness, it is necessary to decrease the concentration of the scattering fine particles to increase the light leaked from the tip, resulting in a decrease in utilization efficiency and a decrease in luminance. For example, if the scattering particle concentration is 0.10 wt% under the same conditions, the luminance unevenness can be greatly reduced as shown by the dotted line in FIG. 21, but the luminance is reduced and the light utilization efficiency is also reduced to 43%. There was a problem.
Furthermore, the brightness distribution on the light exit surface required for large displays such as large liquid crystal televisions is a so-called medium-high distribution, for example, a bell-shaped distribution near the center of the screen compared to the periphery. . However, a flat-shaped light guide plate in which scattered fine particles are dispersed can obtain a flat brightness distribution by reducing the concentration of the scattered fine particles, but there is a problem that a medium-high brightness distribution cannot be realized. It was.
さらに、薄型バックライト用に、タンデム方式の導光板とは逆に、光源から遠ざかるにつれて厚みが厚くなる逆楔形導光板を用いることも考えられているが、逆楔形導光板は、光の利用効率を向上させるためには光入射部近傍のテーパ角度を大きくする必要があり、そのため、厚みが増加するという問題点を有する。
また、同じく光源から遠ざかるにつれて厚みが厚くなる楕円形状の導光板を用いる場合は、散乱体濃度を大きくすると、逆楔形よりも光の利用効率を向上させることはできるものの、中央部付近で輝度分布が低下するという問題点を残している。
Furthermore, it is also considered to use an inverted wedge-shaped light guide plate that becomes thicker as it gets away from the light source, as opposed to a tandem light guide plate, for thin backlights. In order to improve the above, it is necessary to increase the taper angle in the vicinity of the light incident portion, which causes a problem that the thickness increases.
Similarly, when using an elliptical light guide plate that increases in thickness as it moves away from the light source, increasing the scatterer concentration can improve the light utilization efficiency compared to the inverted wedge shape, but the luminance distribution near the center. Remains the problem of lowering.
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、大型かつ薄型な形状であり、逆楔形や楕円形状の導光板を用いる際に、厚みをこれまでより薄くしても、逆楔形や楕円形状を用いるよりもさらに光の利用効率が高く、輝度むらが少ない光を射出することができ、かつ、散乱体濃度を大きくしても、大画面の薄型液晶テレビに要求される画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高なあるいは釣鐘状の明るさの分布を維持することが可能な導光板およびこれを用いる面状照明装置を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to have a large and thin shape. When using a reverse wedge-shaped or elliptical light guide plate, even if the thickness is made thinner than before, the reverse wedge-shaped or The center of the screen required for large-screen flat-screen LCD TVs can emit light with higher light utilization efficiency and less luminance unevenness than using an elliptical shape, and even if the scatterer density is increased. It is an object of the present invention to provide a light guide plate capable of maintaining a bright distribution near the portion as compared with the peripheral portion, that is, a so-called medium-high or bell-shaped brightness distribution, and a planar lighting device using the same.
上記課題を解決するために、本発明の第1の態様は、矩形状の光射出面、前記光射出面の対向する2つの長辺をそれぞれ含み互いに対向する位置に配置される2つの光入射面、これらの2つの光入射面から前記光射出面の中央に向かうに従ってそれぞれ前記光射出面からの距離が遠くなる対称な2つの傾斜面、これらの2つの傾斜面を接合する多重湾曲部を備え、その内部に伝搬する光を散乱する散乱粒子を含むことを特徴とする導光板を提供するものである。 In order to solve the above-described problems, a first aspect of the present invention is a light emitting surface having a rectangular shape, and two light incidents that are arranged at positions facing each other, including two opposing long sides of the light emitting surface. A plane, two symmetric inclined surfaces whose distances from the light exit surface become longer as they go from the two light incident surfaces toward the center of the light exit surface, and a multiple curved portion that joins the two inclined surfaces. The light guide plate is characterized by including scattering particles that scatter light propagating therein.
ここで、前記多重湾曲部は、前記2つの傾斜面の間において、前記傾斜面の傾斜角が、中央部に向かって単調減少し、次に単調増加し、前記中央部で傾斜角0度となるものであることが好ましい。
また、前記多重湾曲部は、前記2つの傾斜面の間において、前記傾斜面の傾斜部の断面形状が、二次曲線と円、傾斜した直線と円、傾斜した直線と二次曲線の組み合わせのいずれかで表されることが好ましい。
また、前記多重湾曲部は、前記2つの傾斜面の間において、前記傾斜面の傾斜部の断面形状が、高次曲線と円、傾斜した直線と円、傾斜した直線と高次曲線の組み合わせのいずれかで表されることが好ましい。
Here, in the multiple bending portion, between the two inclined surfaces, the inclination angle of the inclined surface monotonously decreases toward the central portion, and then monotonously increases, and the inclination angle is 0 degree at the central portion. It is preferable that
Further, in the multiple curved portion, the cross-sectional shape of the inclined portion of the inclined surface is a combination of a quadratic curve and a circle, an inclined straight line and a circle, an inclined straight line and a quadratic curve between the two inclined surfaces. It is preferably represented by either.
In addition, the multiple curved portion has a cross-sectional shape of the inclined portion of the inclined surface between the two inclined surfaces, a combination of a higher order curve and a circle, an inclined straight line and a circle, an inclined straight line and a higher order curve. It is preferably represented by either.
また、上記課題を解決するために、本発明の第2の態様は、矩形状の光射出面、前記光射出面の対向する2つの長辺をそれぞれ含み互いに対向する位置に配置される2つの光入射面、これらの2つの光入射面から前記光射出面の中央に向かうに従ってそれぞれ前記光射出面からの距離が遠くなる対称な2つの傾斜面、これらの2つの傾斜面を接合する多重湾曲部を備え、その内部に伝搬する光を散乱する散乱粒子を含む導光板と、それぞれ、前記光入射面の長手方向と略同一の長さの板状の支持体と、前記支持体の前記光入射面に対向する面に列状に配置されている複数の発光素子とで構成され、前記導光板の2つの前記光入射面に対向してそれぞれ配置された2つの光源とを有することを特徴とする面状照明装置を提供するものである。 In order to solve the above-mentioned problem, the second aspect of the present invention includes a rectangular light emission surface, two long sides of the light emission surface that are opposed to each other, and two positions that are arranged opposite to each other. Light-incident surfaces, two symmetrical inclined surfaces whose distances from the light-exiting surfaces increase as they go from the two light-incident surfaces toward the center of the light-exiting surface, and multiple curves that join these two inclined surfaces A light guide plate including scattering particles that scatter light propagating therein, a plate-like support having a length substantially the same as the longitudinal direction of the light incident surface, and the light of the support A plurality of light emitting elements arranged in a row on a surface facing the incident surface, and two light sources respectively disposed facing the two light incident surfaces of the light guide plate. The planar illumination device is provided.
ここで、前記導光板が備える多重湾曲部は、前記2つの傾斜面の間において、前記傾斜面の傾斜角が、中央部に向かって単調減少し、次に単調増加し、前記中央部で傾斜角0度となるものであることが好ましい。
また、前記導光板が備える多重湾曲部は、前記2つの傾斜面の間において、前記傾斜面の傾斜部の断面形状が、二次曲線と円、傾斜した直線と円、傾斜した直線と二次曲線の組み合わせのいずれかで表されることが好ましい。
また、前記導光板が備える多重湾曲部は、前記2つの傾斜面の間において、前記傾斜面の傾斜部の断面形状が、高次曲線と円、傾斜した直線と円、傾斜した直線と高次曲線の組み合わせのいずれかで表されることが好ましい。
Here, in the multiple bending portion provided in the light guide plate, the inclination angle of the inclined surface monotonously decreases toward the central portion and then increases monotonically between the two inclined surfaces, and is inclined at the central portion. It is preferable that the angle is 0 degree.
Further, in the multiple curved portion provided in the light guide plate, the cross-sectional shape of the inclined portion of the inclined surface between the two inclined surfaces is a quadratic curve and a circle, an inclined straight line and a circle, an inclined straight line and a secondary It is preferably represented by any combination of curves.
In addition, in the multiple curved portion provided in the light guide plate, the cross-sectional shape of the inclined portion of the inclined surface between the two inclined surfaces is a higher order curve and a circle, an inclined straight line and a circle, an inclined straight line and a higher order. It is preferably represented by any combination of curves.
前記導光板は、前記2つの光入射面間の導光長が、480mm以上、500mm以下であり、前記散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、前記散乱粒子の濃度が、0.02wt%以上、0.22wt%以下であり、かつ、前記散乱粒子の粒径および濃度が、前記散乱粒子の粒径を横軸とし、前記散乱粒子の粒子濃度(を縦軸とするグラフにおいて、6点(4.0,0.02)、(4.0,0.085)、(7.0,0.03)、(7.0,0.12)、(12.0,0.06)および(12.0,0.22)で囲まれる領域内にあり、前記2つの光入射面から入射した光が前記光射出面から射出された割合を示す光の利用効率が55%以上であり、前記光射出面の前記光入射面近傍から射出する光の輝度に対する前記光射出面の中央部から射出する光の輝度の割合を示す前記光射出面の輝度分布の中高度合が、0%超、25%以下であることが好ましい。 The light guide plate has a light guide length between the two light incident surfaces of 480 mm or more and 500 mm or less, a particle size of the scattering particles of 4.0 μm or more and 12.0 μm or less, and a concentration of the scattering particles of 0.02 wt% or more and 0.22 wt% or less, and the particle diameter and concentration of the scattering particles are such that the particle diameter of the scattering particles is the horizontal axis, and the particle concentration of the scattering particles is the vertical axis. In the graph, 6 points (4.0, 0.02), (4.0, 0.085), (7.0, 0.03), (7.0, 0.12), (12.0, 0.06) and (12.0, 0.22) in the region surrounded by (12.0, 0.22), the light use efficiency indicating the ratio of the light incident from the two light incident surfaces being emitted from the light emitting surface is 55. % Of the light emitting surface with respect to the luminance of light emitted from the vicinity of the light incident surface of the light emitting surface. It is preferable that the medium to high degree of the luminance distribution of the light emitting surface showing the proportion of the luminance of the light emitted from the central portion of the light is more than 0% and 25% or less.
また、前記導光板は、前記2つの光入射面間の導光長が、515mm以上620mm以下であり、前記散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、前記散乱粒子の濃度が、0.015wt%以上、0.16wt%以下であり、かつ、前記散乱粒子の粒径および濃度が、前記散乱粒子の粒径を横軸とし、前記散乱粒子の粒子濃度を縦軸とするグラフにおいて、6点(4.0,0.015)、(4.0,0.065)、(7.0,0.02)、(7.0,0.09)、(12.0,0.035)および(12.0,0.16)で囲まれる領域内にあることも好ましい。 The light guide plate has a light guide length between the two light incident surfaces of 515 mm to 620 mm, a particle size of the scattering particles of 4.0 μm to 12.0 μm, and a concentration of the scattering particles. Is 0.015 wt% or more and 0.16 wt% or less, and the particle diameter and concentration of the scattering particles are the horizontal axis of the particle diameter of the scattering particles and the particle concentration of the scattering particles of the vertical axis. In the graph, 6 points (4.0, 0.015), (4.0, 0.065), (7.0, 0.02), (7.0, 0.09), (12.0, 0.035) and (12.0, 0.16) are also preferable.
また、前記導光板は、前記2つの光入射面間の導光長が、625mm以上770mm以下であり、前記散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、前記散乱粒子の濃度が、0.01wt%以上、0.12wt%以下であり、かつ前記散乱粒子の粒径および濃度が、前記散乱粒子の粒径を横軸とし、前記散乱粒子の粒子濃度を縦軸とするグラフにおいて、6点(4.0,0.01)、(4.0,0.05)、(7.0,0.01)、(7.0,0.06)、(12.0,0.02)および(12.0,0.12)で囲まれる領域内にあることも好ましい。 In the light guide plate, a light guide length between the two light incident surfaces is 625 mm or more and 770 mm or less, a particle diameter of the scattering particles is 4.0 μm or more and 12.0 μm or less, and the concentration of the scattering particles is Is 0.01 wt% or more and 0.12 wt% or less, and the particle diameter and concentration of the scattering particles are a graph in which the particle diameter of the scattering particles is on the horizontal axis and the particle concentration of the scattering particles is on the vertical axis. 6 points (4.0, 0.01), (4.0, 0.05), (7.0, 0.01), (7.0, 0.06), (12.0, 0 .02) and (12.0, 0.12).
また、前記導光板は、前記2つの光入射面間の導光長が、785mm以上830mm以下であり、前記散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、前記散乱粒子の濃度が、0.008wt%以上、0.08wt%以下であり、かつ前記散乱粒子の粒径および濃度が、前記散乱粒子の粒径を横軸とし、前記散乱粒子の粒子濃度を縦軸とするグラフにおいて、6点(4.0,0.008)、(4.0,0.03)、(7.0,0.009)、(7.0,0.04)、(12.0,0.02)および(12.0,0.08)で囲まれる領域内にあることも好ましい。 The light guide plate has a light guide length between the two light incident surfaces of 785 mm or more and 830 mm or less, a particle size of the scattering particles of 4.0 μm or more and 12.0 μm or less, and a concentration of the scattering particles. Is 0.008 wt% or more and 0.08 wt% or less, and the particle size and concentration of the scattering particles is a graph in which the particle size of the scattering particles is on the horizontal axis and the particle concentration of the scattering particles is on the vertical axis. 6 points (4.0, 0.008), (4.0, 0.03), (7.0, 0.009), (7.0, 0.04), (12.0, 0 .02) and (12.0, 0.08).
また、前記導光板は、その厚みが最も薄い前記光入射面の厚みが、0.5mm以上3.0mm以下であり、前記厚みが最も厚い前記多重湾曲部の中央の厚みが、1.0mm以上6.0mm以下であり、前記多重湾曲部の曲率半径が、6,000mm以上45,000mm以下であり、前記光射出面に平行な線に対する前記傾斜面のテーパが、0.1°以上0.8°以下であることが好ましい。 The light guide plate has a thickness of the light incident surface that is the thinnest is 0.5 mm or more and 3.0 mm or less, and a central thickness of the thickest curved portion is 1.0 mm or more. 6.0 mm or less, a radius of curvature of the multiple curved portion is 6,000 mm or more and 45,000 mm or less, and a taper of the inclined surface with respect to a line parallel to the light exit surface is 0.1 ° or more and 0.00. It is preferably 8 ° or less.
また、前記導光板は、前記散乱粒子の散乱断面積をΦ、前記散乱粒子の密度をNp、補正係数をKC、光の入射方向における前記光入射面から前記端面までの長さをLとしたときに、不等式1.1≦Φ・Np・L・KC≦8.2かつ0.005≦KC≦0.1を満足することも好ましい。 The light guide plate has a scattering cross section of the scattering particles of Φ, a density of the scattering particles of N p , a correction coefficient of K C , and a length from the light incident surface to the end surface in the light incident direction of L. It is also preferable to satisfy the inequality 1.1 ≦ Φ · N p · L · K C ≦ 8.2 and 0.005 ≦ K C ≦ 0.1.
また、前記光源を構成する前記発光素子は発光ダイオードであることが好ましく、さらに、この発光ダイオードがその長辺を、前記導光板の前記光入射面の長手方向に沿って前記光入射面に直交する方向に対して傾斜した状態で配列されているものであることが好ましい。 The light emitting element constituting the light source is preferably a light emitting diode, and the light emitting diode has a long side perpendicular to the light incident surface along the longitudinal direction of the light incident surface of the light guide plate. It is preferable that they are arranged in an inclined state with respect to the direction in which they are made.
また、前記傾斜した状態で配列されている発光ダイオードの傾斜角度βは、前記発光ダイオードの幅をwmm、高さをhmm、横方向における配列ピッチをp、また、p/2=xとするとき、
x cosβ<w/2(p cosβ<w)
を満足するものであることが好ましい。
Further, the inclination angle β of the light emitting diodes arranged in the inclined state is when the width of the light emitting diodes is wmm, the height is hmm, the arrangement pitch in the horizontal direction is p, and p / 2 = x. ,
x cosβ <w / 2 (p cosβ <w)
Is preferably satisfied.
また、前記導光板の光入射面の最小厚さtminが、前記発光ダイオードの前記傾斜状態における垂直方向(導光板の厚み方向)の寸法s
s=√w2+h2cos(β―φ)
より大きいことが好ましい。
ここで、上式中のφは、
φ=tan−1(w/h)
を表している。
Further, the minimum thickness tmin of the light incident surface of the light guide plate is a dimension s in the vertical direction (thickness direction of the light guide plate) in the inclined state of the light emitting diode.
s = √w 2 + h 2 cos (β−φ)
Larger is preferred.
Here, φ in the above formula is
φ = tan −1 (w / h)
Represents.
本発明によれば、薄型な形状であり、かつ光の利用効率が高く、輝度むらが少ない光を射出することができ、逆楔形や楕円形状の導光板を用いる際に、厚みをこれまでより薄くしても、大画面の薄型液晶テレビに要求される画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高あるいは釣鐘状の明るさの分布を得ることが可能な導光板およびこれを用いる面状照明装置を得ることができる。 According to the present invention, it is a thin shape, has high light utilization efficiency, and can emit light with less luminance unevenness. When using an inverted wedge-shaped or elliptical light guide plate, the thickness can be made higher than before. A light guide plate that can obtain a light distribution near the center of the screen, which is required for a large-screen thin-screen LCD television, compared to the periphery, that is, a so-called medium-high or bell-shaped brightness distribution, even if it is thinned. The planar lighting device to be used can be obtained.
本発明に係る面状照明装置を添付の図面に示す好適実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。
なお、以下の説明においては、導光板の2辺に光源からの光を入射させる2辺入射方式の面状照明装置を代表例とするが、本発明はこれに限定されないのはいうまでもないことである。
図1は、本発明に係る面状照明装置を備える液晶表示装置の概略を示す斜視図であり、図2は、図1に示した液晶表示装置のII−II線断面図である。図3は、図2に示す面状照明装置(以下「バックライトユニット」ともいう)の光源部近傍の拡大図である。図3(A)は、図2に示す面状照明装置の導光板およびその2辺に配置される光源を示す部分省略平面図であり、図3(B)は、(A)のB−B線断面図である。
The planar lighting device according to the present invention will be described below in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
In the following description, a two-sided incidence type planar illumination device that makes light from a light source incident on two sides of a light guide plate is a representative example, but it goes without saying that the present invention is not limited to this. That is.
FIG. 1 is a perspective view showing an outline of a liquid crystal display device including a planar illumination device according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of the liquid crystal display device shown in FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the light source unit of the planar illumination device (hereinafter also referred to as “backlight unit”) shown in FIG. 3A is a partially omitted plan view showing the light guide plate of the planar illumination device shown in FIG. 2 and the light sources arranged on the two sides thereof, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. It is line sectional drawing.
図1に示すように、液晶表示装置10は、バックライトユニット20と、そのバックライトユニット20の光射出面側に配置される液晶表示パネル12と、液晶表示パネル12を駆動する駆動ユニット14とを有する。なお、図1においては、面状照明装置の構成を示すため、液晶表示パネル12の一部の図示を省略している。
As shown in FIG. 1, the liquid
液晶表示パネル12は、予め特定の方向に配列してある液晶分子に、部分的に電界を印加してこの分子の配列を変え、液晶セル内に生じた屈折率の変化を利用して、液晶表示パネル12の表面上に文字、図形、画像などを表示する。
駆動ユニット14は、液晶表示パネル12内の透明電極に電圧をかけ、液晶分子の向きを変えて液晶表示パネル12を透過する光の透過率を制御する。
The liquid
The
バックライトユニット20は、液晶表示パネル12の背面から、液晶表示パネル12の全面に光を照射する照明装置であり、液晶表示パネル12の画像表示面と略同一形状の光射出面24aを有する。
The
本発明に係るバックライトユニット20は、図1、図2、図3(A)および図3(B)に示すように、2つの光源28、導光板30、間隔維持部材33、光学部材ユニット32および反射板34を有する照明装置本体24と、下部筐体42、上部筐体44、補強部材46およびすべり機構48を有する筐体26とで構成されている。なお、図示例においては、さらに、反射板34と下部筐体42の間には、ヒートシンク64とヒートパイプ66が設けられている。
また、図1に示すように、筐体26の下部筐体42(図2参照)の裏側には、光源28に電力を供給する複数の電源を収納する電源収納部49が取り付けられている。
以下、バックライトユニット20を構成する各構成部品について説明する。
The
Further, as shown in FIG. 1, a
Hereinafter, each component which comprises the
照明装置本体24は、光を射出する光源28と、光源28から射出された光を面状の光として射出する導光板30と、導光板30と光源28との光軸距離および光軸垂直距離を一定に保って間隔維持部材33と、導光板30から射出された光を、散乱や拡散させてよりむらのない光とする光学部材ユニット32と、導光板30から漏出した光を反射させて導光板に再度入射させる反射板34とを有する。
ここで、導光板30と光源28との光軸距離とは、図3(B)に示すように、光源28の発光面と導光板30の光入射面(30d、30e)との間の距離をいう。また、導光板30と光源28との光軸垂直距離とは、導光板30と光源28の導光板の厚さ方向に対するそれぞれの光軸間の距離をいう。
The
Here, the optical axis distance between the
まず、光源28について説明する。
図4(A)は、図1および図2に示す面状照明装置20の光源28の概略構成を示す概略斜視図であり、図4(B)は、図4(A)に示す光源28の断面図であり、図4(C)は、図4(A)に示す光源28を構成する1つのLED(発光ダイオード)チップ50のみを拡大して示す概略斜視図である。
図4(A)に示すように、光源28は、複数のLEDチップ50と、光源支持部52とを有する。
First, the
4A is a schematic perspective view showing a schematic configuration of the
As shown in FIG. 4A, the
LEDチップ50は、青色光を射出する発光ダイオードの表面に蛍光物質が塗布されたチップであり、所定面積の発光部51を有し、この発光部51の発光面58から白色光を射出する。
具体的には、LEDチップ50は、発光ダイオードの表面に塗布された蛍光物質が発光ダイオードから射出された青色光が透過することにより蛍光する特性を有する。このため、LEDチップ50は、発光ダイオードから青色光を射出することで、青色光が透過された蛍光物質も発光し、この発光ダイオードから射出されそのまま蛍光物質を透過した青色光と、蛍光物質が蛍光されることで射出される光とで白色光を生成され、射出される。
ここで、LEDチップ50としては、GaN系発光ダイオード、InGaN系発光ダイオード等の表面にYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光物質を塗布したチップが例示される。
The
Specifically, the
Here, the
光源支持部52は、図4(B)に示すように、アレイ基板54と複数のフィン56とを有する。上述した複数のLEDチップ50は、所定間隔離間して一列でアレイ基板54上に配置されている。具体的には、光源28を構成する複数のLEDチップ50は、後述する導光板30の第1光入射面30dまたは第2光入射面30eの長手方向に沿って、言い換えれば、光射出面30aと第1光入射面30dとが交わる線と平行に、または、光射出面30aと第2光入射面30eとが交わる線と平行に、アレイ状に配列されアレイ基板54上に固定されている。
As illustrated in FIG. 4B, the light
アレイ基板54は、一面が導光板30の最薄側端面である光入射面(30d、30e)に対向して配置される板状の部材である。アレイ基板54の導光板30の光入射面(30d、30e)に対向する面となる側面には、LEDチップ50が支持されている。
ここで、本実施形態のアレイ基板54は、銅やアルミニウム等の熱伝導性の良い金属で形成されており、LEDチップ50から発生する熱を吸収し、外部に放散させるヒートシンクとしての機能も有する。
The
Here, the
複数のフィン56は、それぞれ銅やアルミニウム等の熱伝導性の良い金属で形成された板状部材であり、アレイ基板54のLEDチップ50が配置されている面とは反対側の面に、隣接するフィン56と所定間隔離間して連結されている。
光源支持部52に、複数のフィン56を設けることで表面積を広くすることができ、かつ、放熱効果を高くすることができる。これにより、LEDチップ50の冷却効率を高めることができる。
なお、本実施形態では、光源支持部52のアレイ基板54をヒートシンクとして用いたが、LEDチップの冷却が必要ない場合は、ヒートシンクに代えて放熱機能を備えない板状部材をアレイ基板として用いてもよい。
Each of the plurality of
By providing a plurality of
In this embodiment, the
ここで、図4(C)に示すように、本実施形態のLEDチップ50の発光部51の発光面58は、LEDチップ50の配列方向の長さよりも、配列方向に直交する方向の長さが短い長方形形状、つまり、後述する導光板30の厚み方向(光射出面30aに垂直な方向)が短辺となる長方形形状を有する。言い換えれば、発光面58は、導光板30の光射出面30aに垂直な方向の長さをa、配列方向の長さをbとしたときに、b>aとなる形状である。また、LEDチップ50の配置間隔をqとするとq>bである。このように、LEDチップ50の発光部51の発光面58の導光板30の光射出面30aに垂直な方向の長さa、配列方向の長さb、LEDチップ50の配置間隔qの関係が、q>b>aを満たすことが好ましい。
発光面58を長方形形状とすることにより、大光量の出力を維持しつつ、薄型な光源とすることができる。光源を薄型化することにより、面状照明装置を薄型にすることができる。また、LEDチップの配置個数を少なくすることができる。
Here, as shown in FIG. 4C, the
By making the
なお、LEDチップ50は、光源をより薄型にできるため、導光板30の厚み方向を短辺とする長方形形状とすることが好ましいが、本発明はこれに限定されず、正方形形状、円形形状、多角形形状、楕円形形状等種々の形状のLEDチップを用いることができる。
In addition, since the
また、本実施形態では、LEDチップ50を1列に並べ、単層構造としたが、本発明はこれに限定されず、アレイ支持体に複数のLEDチップ50を配置した構成のLEDアレイを複数個、積層させた構成の多層LEDアレイを光源として用いることもできる。このようにLEDアレイを積層させる場合でもLEDチップ50を長方形形状とし、LEDアレイを薄型にすることで、より多くのLEDアレイを積層させることができる。このように、多層のLEDアレイを積層させる、つまり、LEDアレイ(LEDチップ)の充填率を高くすることで、より大光量を出力することができる。また、LEDアレイのLEDチップと隣接する層のLEDアレイのLEDチップも上述と同様に配置間隔が上記式を満たすことが好ましい。つまり、LEDアレイは、LEDチップと隣接する層のLEDアレイのLEDチップとを所定距離離間させて積層させることが好ましい。
In the present embodiment, the LED chips 50 are arranged in a single row to form a single layer structure. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of LED arrays having a configuration in which a plurality of
また、以下に、図5を用いて説明するように、LEDチップ50を1列に並べて配置する場合であっても、光射出面の高さ方向(つまり、導光板30の厚み方向)の寸法を減少させて、導光板30の厚みを例えば30%程度も薄くすることも可能である。
図5(A)は、断面形状が長方形のLEDチップ50を、縦長になる方向(つまり、垂直方向に向けた状態)に横1列に並べて配置した場合を例示するものであり、図5(B)は、同じLEDチップ50を、上記状態から45度傾斜させて同じく横1列に並べて配置した場合を例示するものである。
In addition, as will be described below with reference to FIG. 5, even when the LED chips 50 are arranged in a line, the dimension in the height direction of the light exit surface (that is, the thickness direction of the light guide plate 30). It is possible to reduce the thickness of the
FIG. 5A illustrates a case where LED chips 50 having a rectangular cross-sectional shape are arranged in a horizontal row in a vertically long direction (that is, a state in which the
LEDチップ50を図5(B)に示すように傾斜させて配置することにより、この例では、LEDチップ50の配置密度を変更する(低下させる)ことなしに、導光板30の厚みを、上述のように、例えば30%程度も薄くすることができる。
ここで、LEDチップ50を傾斜させて配置する際の傾斜角度については特に限定はなく、LEDチップチップ50の形状・寸法、並びに目標とする導光板30の厚み削減量等に応じて適宜設定することができる。
In this example, the thickness of the
Here, the tilt angle when the
図6は、上述のLEDチップ50を縦長になる方向(長辺を垂直方向に向けた状態)に横1列に並べて配置する際における、隣接するLEDチップ50が当接(接触)しないようにするために許容傾斜角βの取るべき値の説明図である。
この向きに配列したLEDチップ50の幅をwmm、高さをhmm、横方向における配列ピッチをp、また、p/2=xとするとき、LEDチップ50の傾斜角βは、
x cosβ<w/2(p cosβ<w)
を満足する必要がある。
FIG. 6 shows that the
When the width of the
x cosβ <w / 2 (p cosβ <w)
Need to be satisfied.
また、図7は、上述のようにLEDチップ50を傾斜させて配置する際に、その状態を許容する導光板30の光入射面30dおよび30eの最小厚さtminを説明するための図である。
LEDチップ50の傾斜状態における垂直方向(導光板30の厚み方向)の寸法sは、次式により規定される寸法となるので、LEDチップ50を図7に示すように配置して使用するためには、導光板30の光入射面30dおよび30eの最小厚さtminが、上記寸法sより大きいことが好ましい。
FIG. 7 is a diagram for explaining the minimum thickness tmin of the light incident surfaces 30d and 30e of the
Since the dimension s in the vertical direction (thickness direction of the light guide plate 30) in the inclined state of the
s=√w2+h2cos(β―φ)
なお、ここで、上式中のφは、
φ=tan−1(w/h)
を表している。
s = √w 2 + h 2 cos (β−φ)
Here, φ in the above equation is
φ = tan −1 (w / h)
Represents.
次に、導光板30について説明する。
図8は、導光板30の形状を示す概略斜視図である。また、図9(A)は、導光板30の形状を表す断面図であり、図9(B)は、図9(A)に示す導光板30の部分拡大断面図である。
導光板30は、図8および図9に示すように、略矩形形状の平坦な光射出面30aと、この光射出面30aの両端に、光射出面30aに対してほぼ垂直に形成された2つの光入射面(第1光入射面30dと第2光入射面30e)と、光射出面30aの反対側、つまり、導光板の背面側に位置し、第1光入射面30dおよび第2光入射面30eに平行で、光射出面30aを2等分する2等分線α(図1、図3参照)を中心軸として互いに対称で、光射出面30aに対して所定の角度で傾斜する2つの傾斜面(第1傾斜面30bと第2傾斜面30c)と、光射出面30aの光入射面が形成されていない側の両端(光射出面30aと光入射面との交線に直交する2つの辺)に、光射出面30aに対して略垂直に形成された2つの側面(第1側面30fと第2側面30g)とを有している。2つの傾斜面(第1傾斜面30b、第2傾斜面30c)との接合部分には、以下に詳述する多重湾曲部30hが形成される。
Next, the
FIG. 8 is a schematic perspective view showing the shape of the
As shown in FIGS. 8 and 9, the
なお、2つの光入射面30dおよび30eは、略矩形形状の光射出面30aの対向する長辺側に対向して位置しており、対向して配置された光源28から2つの光入射面30dおよび30eに入射した光は、略矩形形状の光射出面30aの対向する短辺に平行に導光板30内を伝播する。
第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30cは、2等分線αに対して線対称であり、光射出面30aに対し対称に傾斜している。多重湾曲部30hも、2等分線αに対して線対称に湾曲している。導光板30は、第1光入射面30dおよび第2光入射面30eから中央に向かうに従って厚さが厚くなっており、中央部の2等分線αに対応する部分、すなわち多重湾曲部30hの中央部分で最も厚く(tmax)、両端部の2つの光入射面(第1光入射面30dと第2光入射面30e)で最も薄く(tmin)なっている。
すなわち、導光板30の断面形状は、2等分線αを通る中心軸に対して線対称である。
Note that the two light incident surfaces 30d and 30e are positioned opposite to the opposing long sides of the
The first
That is, the cross-sectional shape of the
ここで、本発明においては、第1光入射面30dと第2光入射面30eとの間の光が伝播する導光長Lは、37インチ(37”)の画面サイズ以上の液晶パネル4を対象としているので、480mm以上であり、最大65インチ(65”)の画面サイズ以上の液晶パネル4を対象とするので、830mm以下である必要がある。より詳細には、37インチ(37”)の画面サイズに対しては、導光長Lは、480mm以上、500mm以下であり、42インチ(42”)および46インチ(46”)の画面サイズに対しては、導光長Lは、515mm以上、620mm以下であり、52インチ(52”)および57インチ(57”)の画面サイズに対しては、導光長Lは、625mm以上、770mm以下であり、65インチ(65”)の画面サイズに対しては、導光長Lは、785mm以上、830mm以下であるのが良い。
Here, in the present invention, the light guide length L through which the light propagates between the first
また、導光板30の厚みが最も薄い光入射面30dおよび30eの最小厚さtminは、0.5mm以上、3.0mm以下であるのが好ましい。
その理由は、最小厚さが小さ過ぎると、光入射面30dおよび30eが小さくなり過ぎて、光源28からの光入射が少なくなり、光射出面30aから十分な輝度の光を射出することができないし、最小厚さが大き過ぎると、最大厚さが厚くなり過ぎ、重量が重すぎて液晶表示装置などの光学部材として適さないし、光が突き抜けて透過してしまうために、光利用効率が55%以上を満たさないからである。
また、導光板30の厚みが最も厚い多重湾曲部30hの中央の最大厚みtmaxは、1.0mm以上、6.0mm以下であるのが好ましい。
その理由は、最大厚さが厚くなり過ぎる場合、重量が重すぎて液晶表示装置などの光学部材として適さないし、光が突き抜けて透過してしまうために、光利用効率が55%以上を満たさないからであり、最大厚さが薄くなり過ぎる場合、中央部の多重湾曲部30hの曲率半径R1,R2が大きすぎて成形に適さないし、平板の場合と同様に、中高な輝度分布を達成する粒子濃度では、光利用効率が55%以上を満たさないし、逆に、光利用効率が55%以上を達成する粒子濃度では 中高分布を実現できないからである。
Further, the minimum thickness tmin of the light incident surfaces 30d and 30e where the
The reason is that if the minimum thickness is too small, the light incident surfaces 30d and 30e become too small, light incidence from the
The maximum thickness tmax at the center of the multiple
The reason is that if the maximum thickness is too thick, the weight is too heavy and it is not suitable as an optical member such as a liquid crystal display device, and light penetrates and penetrates, so that the light utilization efficiency does not satisfy 55% or more. If the maximum thickness is too thin, the curvature radii R1 and R2 of the central
したがって、傾斜背面30bおよび30cのテーパ、すなわちテーパ角(傾斜角)は、0.1°以上、0.8°以下であるのが好ましい。
その理由は、テーパが大き過ぎる場合、最大厚さが必要以上に大きくなりすぎてしまうし、必要以上に中高な分布になりすぎてしまうからであり、テーパが小さ過ぎる場合、最小厚さが小さすぎる場合と同様に、後述する多重湾曲部30hの曲率半径R1,R2(以下、これらをまとめて「中央部半径R」ともいう)が大きすぎて成形に適さないし、光利用効率が55%以上を達成する粒子濃度では中高分布を実現できないし、逆に、平板と同様に、中高な輝度分布を達成する粒子濃度では光利用効率が55%以上を満たさないからである。
その結果、多重湾曲部30hの中央部半径Rは、6,000mm以上、45,000mm以下であるのが好ましい。
なお、図9(A)および(B)に示すように、傾斜背面30bおよび30cのテーパ角をθとするとき、LR=2Rsinθで表され、最大厚みtmax=tmin−[(LR/2)tanθ+Rcosθ−R]で表され、テーパ角θ=tan−1[(tmax−tmin)/(L/2)]で表される。
Therefore, the taper of the inclined back surfaces 30b and 30c, that is, the taper angle (inclination angle) is preferably 0.1 ° or more and 0.8 ° or less.
The reason is that if the taper is too large, the maximum thickness will be larger than necessary, and the distribution will be too medium and high, and if the taper is too small, the minimum thickness will be small. Similarly to the case where it is too large, the radii of curvature R1 and R2 (hereinafter collectively referred to as “central radius R”) of the multiple
As a result, the central radius R of the multiple
9A and 9B, when the taper angle of the inclined back surfaces 30b and 30c is θ, L R = 2R sin θ, and the maximum thickness tmax = tmin − [(L R / 2 ) Tan θ + R cos θ−R], and taper angle θ = tan −1 [(tmax−tmin) / (L / 2)].
本発明においては、導光板30の形状を、第1光入射面30dおよび第2光入射面30eから中央に向かうに従って厚さが厚くなるような形状(以下、逆楔形状という)にすることにより、入射した光をより奥に伝播しやすくして、光利用効率を維持しながら面内均一性を向上させ、さらに、中高な、いわゆる釣鐘状の輝度分布を得るものである。すなわち、このような形状とすることにより、上述した従来の平板形状の導光板では中央が暗くなる分布を、均一あるいは中高な、いわゆる釣鐘状の分布とすることができる。
また、傾斜背面30bおよび30cの中央の接合部分を多重湾曲部30hとして滑らかに接合することにより、導光板30の厚みを減少させるとともに、中央の接合部分にできる帯むらを均一にし、また、中高な、いわゆる釣鐘状の分布とすることができる。
In the present invention, the
Further, by smoothly joining the central joint portion of the inclined back surfaces 30b and 30c as the multiple
ここで、多重湾曲部30hの詳細を説明する。
図9(B)に示す例では、多重湾曲部30hは、傾斜背面30b,30cに接続される曲率半径R2の曲面(円筒面)30x,30y、および、これらの曲面(円筒面)30x,30yの間に形成されている上記曲面(30x,30yとは逆向きの曲率半径R1の曲面(円筒面))30zから形成されている。
なお、上記曲面30x,30y,30zの接合部(接点)は、微分係数が一致する点とすることが好ましい。
Here, details of the
In the example shown in FIG. 9B, the multiple
In addition, it is preferable that the junction part (contact point) of the said
ここで、上述の曲率半径R1,R2については、R1=R2とすることが好ましく、その値としては、例えば、導光長L(図9参照)が480mm≦L≦500mmである場合には、R1=R2=10000mmとするのがよいが、特にこれに限定されるものではない。
これについては、後に、散乱体濃度を含めた実施例において、具体的な構成例を説明するので参照願いたい。
また、上記実施形態においては、傾斜背面30b,30cに接続される多重湾曲部30hを、3つの円筒面で構成した例を示したが、組み合わせる曲面としては、円筒面以外の2次曲面(断面形状が楕円、放物線、双曲線などの一部であるもの)、あるいはより高次の曲面なども用いることが可能である。
Here, it is preferable to set R1 = R2 for the above-described curvature radii R1, R2, and for example, when the light guide length L (see FIG. 9) is 480 mm ≦ L ≦ 500 mm, Although it is good to set it as R1 = R2 = 10000mm, it is not specifically limited to this.
Regarding this, a specific configuration example will be described later in Examples including the scatterer concentration, so please refer to it.
Moreover, in the said embodiment, although the example which comprised the multiple
なお、上記実施形態にも示したように、3つの曲面を接続する場合には、両外側方の曲面の曲率は同じとすることが好ましいことはいうまでもない。
さらに、可能な限り、互いに逆方向に湾曲した形で接続される曲面間においても、曲率を一致させることが、製作過程を簡単化できる等の点でも好ましい。
In addition, as shown also in the said embodiment, when connecting three curved surfaces, it cannot be overemphasized that it is preferable to make the curvature of the curved surface of both the outer sides the same.
Furthermore, as much as possible, it is also preferable to make the curvatures coincide between curved surfaces connected in a curved shape in opposite directions from the viewpoint of simplifying the manufacturing process.
図3に戻って、導光板30の作用について説明する。
図3(A)および(B)に示す導光板30では、第1光入射面30dおよび第2光入射面30eから入射した光は、導光板30の内部に含まれる散乱微粒子(詳細は後述する)によって散乱されつつ、導光板30内部を通過し、直接、もしくは、第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30cで反射した後、光射出面30aから射出する。このとき、第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30cから一部の光が漏出する場合もあるが、漏出した光は、導光板30の第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30cを覆うようにして配置される反射シート(図示せず)によって反射され再び導光板30の内部に入射する。
Returning to FIG. 3, the operation of the
In the
導光板30は、透明樹脂に、光を散乱させるための微小な散乱粒子が混錬分散されて形成されている。導光板30に用いられる透明樹脂の材料としては、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PP(ポリプロピレン)、PC(ポリカーボネート)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、ベンジルメタクリレート、MS樹脂、あるいはCOP(シクロオレフィンポリマー)のような光学的に透明な樹脂が挙げられる。導光板30に混錬分散させる散乱粒子としては、トスパール、シリコーン、シリカ、ジルコニア、誘電体ポリマ等を用いることができる。このような散乱粒子を導光板30の内部に含有させることによって、均一で輝度むらが少ない照明光を光射出面から射出することができる。
The
ここで、本発明の面状照明装置20に用いる導光板30に分散させる散乱微粒子の粒径が、4.0μm以上、かつ12.0μm以下である必要がある。その理由は、高い散乱効率を得ることができ、前方散乱性が大きくかつ波長依存性が少なく、色むらがないように選択できるからである。
なお、本発明の面状照明装置20に用いる導光板30に分散させる散乱微粒子の最適な粒径選択については、波長依存性の観点に加え、以下の点をも考慮するのが好ましい。
まず、単一の粒子による散乱光強度分布(角度分布)においては、前方0〜5°に散乱する光が90%以上となる条件を満たすようにする必要がある。なぜならば、逆楔形状の本発明の面状照明装置20に用いる導光板30は、導光板30の側面の第1光入射面30dおよび第2光入射面30eから最低でも240mm以上の距離、片面入射の場合は、光入射面から最低480mm以上の距離を導光する必要があるからであり、前方0〜5°に散乱する光が90%未満では、導光板30の奥まで光が導光できないからである。
Here, the particle size of the scattering fine particles dispersed in the
In addition, it is preferable to consider the following points in addition to the wavelength dependency in selecting the optimum particle size of the scattering fine particles to be dispersed in the
First, in the scattered light intensity distribution (angular distribution) by a single particle, it is necessary to satisfy the condition that the light scattered in the
このため、散乱微粒子の粒径が、4.0μmより小さいと、すなわち、4.0μm未満では、散乱が等方性となるため、上記条件を満たすことができない。なお、母材としてアクリル樹脂、粒子としてシリコーン樹脂を選択した場合は、シリコーン樹脂散乱微粒子の粒径は、4.5μm以上とするのがより好ましい。
一方、散乱微粒子の粒径が、12.0μmより大きいと、すなわち、12.0μm超では、粒子の前方散乱性が強くなりすぎるため、系内の平均自由行程が大きくなり、散乱回数が減少することから、入射端付近で光源(LED)間の輝度むら(ホタルムラ)が現れてしまうため、上限値は、12.0μmに制限される。
その理由は、粒子濃度が高すぎる場合、平板と同様の現象となるため、中高な輝度分布を実現できないからであり、粒子濃度が低すぎる場合、光が突き抜けて透過してしまうために、光利用効率が55%以上を満たさないからである。
For this reason, when the particle diameter of the scattering fine particles is smaller than 4.0 μm, that is, when the particle diameter is smaller than 4.0 μm, the scattering becomes isotropic, so the above condition cannot be satisfied. When an acrylic resin is selected as the base material and a silicone resin is selected as the particles, the particle size of the silicone resin scattering fine particles is more preferably 4.5 μm or more.
On the other hand, if the particle size of the scattering fine particles is larger than 12.0 μm, that is, if it exceeds 12.0 μm, the forward scattering property of the particles becomes too strong, so that the mean free path in the system increases and the number of scattering decreases. For this reason, luminance unevenness (firefly unevenness) between the light sources (LEDs) appears in the vicinity of the incident end, so that the upper limit value is limited to 12.0 μm.
The reason is that if the particle concentration is too high, it becomes a phenomenon similar to that of a flat plate, so that a medium-high luminance distribution cannot be realized. If the particle concentration is too low, light penetrates and passes through. This is because the utilization efficiency does not satisfy 55% or more.
このように、本発明の散乱微粒子の粒子径の限定範囲に含まれる最適な粒径(粒子屈折率と母材屈折率との組み合わせ)を選択することにより、波長むらのない出射光を得ることができる。
なお、上述した例では、単一粒径の散乱微粒子を用いているが、本発明はこれに限定されず、複数粒径の散乱微粒子を混合して用いても良い。
Thus, by selecting an optimum particle size (combination of particle refractive index and base material refractive index) included in the limited range of the particle size of the scattering fine particles of the present invention, it is possible to obtain outgoing light with no wavelength unevenness. Can do.
In the above-described example, scattering particles having a single particle diameter are used. However, the present invention is not limited to this, and a mixture of scattering particles having a plurality of particle diameters may be used.
また、散乱粒子の濃度は、本発明の面状照明装置20に用いる導光板30の導光長が480mm〜830mmであるので、0.008wt%以上、0.22wt%以下である必要がある。
具体的には、導光長Lが480mm≦L≦500mmである場合には、散乱粒子の濃度を0.02wt%以上0.22wt%以下とする必要がある。
また、導光板の導光長を画面サイズ37インチ対応のL=480mmとし、散乱粒子の粒子径を4.5μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.02wt%以上、0.085wt%以下とすることがより好ましく、0.047wt%とすることが最も好ましい。また、散乱粒子の粒子径を7.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.03wt%以上、0.12wt%以下とすることがより好ましく、0.065wt%とすることが最も好ましい。さらに、散乱粒子の粒子径を12.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.06wt%以上、0.22wt%以下とすることがより好ましく、0.122wt%とすることが最も好ましい。
Moreover, since the light guide length of the
Specifically, when the light guide length L is 480 mm ≦ L ≦ 500 mm, the concentration of the scattering particles needs to be 0.02 wt% or more and 0.22 wt% or less.
In addition, when the light guide length of the light guide plate is L = 480 mm corresponding to a screen size of 37 inches and the particle diameter of the scattering particles is 4.5 μm, the concentration of the scattering particles is 0.02 wt% or more and 0.085 wt%. The content is more preferably as follows, and most preferably 0.047 wt%. When the particle diameter of the scattering particles is 7.0 μm, the concentration of the scattering particles is more preferably 0.03 wt% or more and 0.12 wt% or less, and most preferably 0.065 wt%. . Furthermore, when the particle diameter of the scattering particles is 12.0 μm, the concentration of the scattering particles is more preferably 0.06 wt% or more and 0.22 wt% or less, and most preferably 0.122 wt%. .
また、導光長Lが515mm≦L≦620mmである場合には、散乱粒子の濃度を0.015wt%以上、0.16wt%以下とするのが良い。
また、導光板の導光長を画面サイズ42インチ対応のL=560mmとし、散乱粒子の粒子径を4.5μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.015wt%以上、0.065wt%以下とすることがより好ましく、0.035wt%とすることが最も好ましい。また、散乱粒子の粒子径を7.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.02wt%以上、0.09wt%以下とすることがより好ましく、0.048wt%とすることが最も好ましい。さらに、散乱粒子の粒子径を12.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を0.04wt%以上、0.16wt%以下とすることがより好ましく、0.09wt%とすることが最も好ましい。
Further, when the light guide length L is 515 mm ≦ L ≦ 620 mm, the concentration of the scattering particles is preferably 0.015 wt% or more and 0.16 wt% or less.
In addition, when the light guide length of the light guide plate is L = 560 mm corresponding to a screen size of 42 inches and the particle diameter of the scattering particles is 4.5 μm, the concentration of the scattering particles is 0.015 wt% or more and 0.065 wt%. More preferably, it is more preferably 0.035 wt%. When the particle diameter of the scattering particles is 7.0 μm, the concentration of the scattering particles is more preferably 0.02 wt% or more and 0.09 wt% or less, and most preferably 0.048 wt%. . Furthermore, when the particle diameter of the scattering particles is 12.0 μm, the concentration of the scattering particles is more preferably 0.04 wt% or more and 0.16 wt% or less, and most preferably 0.09 wt%.
また、導光板の導光長を画面サイズ46インチ対応のL=590mmとし、散乱粒子の粒子径を4.5μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.015wt%以上、0.060wt%以下とすることがより好ましく、0.031wt%とすることが最も好ましい。また、散乱粒子の粒子径を7.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.02wt%以上、0.08wt%以下とすることがより好ましく、0.043wt%とすることが最も好ましい。さらに、散乱粒子の粒子径を12.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を0.035wt%以上、0.15wt%以下とすることがより好ましく、0.081wt%とすることが最も好ましい。 In addition, when the light guide length of the light guide plate is L = 590 mm corresponding to a screen size of 46 inches and the particle diameter of the scattering particles is 4.5 μm, the concentration of the scattering particles is 0.015 wt% or more and 0.060 wt%. More preferably, it is more preferably 0.031 wt%. When the particle diameter of the scattering particles is 7.0 μm, the concentration of the scattering particles is more preferably 0.02 wt% or more and 0.08 wt% or less, and most preferably 0.043 wt%. . Furthermore, when the particle diameter of the scattering particles is 12.0 μm, the concentration of the scattering particles is more preferably 0.035 wt% or more and 0.15 wt% or less, and most preferably 0.081 wt%.
また、導光長Lを625mm≦L≦770mmとする場合には、散乱粒子の濃度を0.01wt%以上、0.12wt%以下とするのが良い。
また、導光板の導光長を画面サイズ52インチ対応のL=660mmとし、散乱粒子の粒子径を4.5μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.010wt%以上0.050wt%以下とすることがより好ましく、0.025wt%とすることが最も好ましい。また、散乱粒子の粒子径を7.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.015wt%以上0.060wt%以下とすることがより好ましく、0.034wt%とすることが最も好ましい。さらに、散乱粒子の粒子径を12.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を0.030wt%以上0.120wt%以下とすることがより好ましく、0.064wt%とすることが最も好ましい。
When the light guide length L is 625 mm ≦ L ≦ 770 mm, the concentration of the scattering particles is preferably 0.01 wt% or more and 0.12 wt% or less.
When the light guide length of the light guide plate is L = 660 mm corresponding to a screen size of 52 inches and the particle diameter of the scattering particles is 4.5 μm, the concentration of the scattering particles is 0.010 wt% or more and 0.050 wt% or less. Is more preferable, and 0.025 wt% is most preferable. When the particle diameter of the scattering particles is 7.0 μm, the concentration of the scattering particles is more preferably 0.015 wt% or more and 0.060 wt% or less, and most preferably 0.034 wt%. Furthermore, when the particle diameter of the scattering particles is 12.0 μm, the concentration of the scattering particles is more preferably 0.030 wt% or more and 0.120 wt% or less, and most preferably 0.064 wt%.
さらに、導光板の導光長を画面サイズ57インチ対応のL=730mmとし、散乱粒子の粒子径を4.5μmとする場合は、散乱粒子の濃度を0.010wt%以上、0.040wt%以下とすることがより好ましく、0.021wt%とすることが最も好ましい。また、散乱粒子の粒子径を7.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.010wt%以上、0.050wt%以下とすることがより好ましく、0.028wt%とすることが最も好ましい。さらに、散乱粒子の粒子径を12.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.020wt%以上0.100wt%以下とすることが好ましく、0.053wt%とすることが最も好ましい。 Furthermore, when the light guide length of the light guide plate is L = 730 mm corresponding to a screen size of 57 inches and the particle diameter of the scattering particles is 4.5 μm, the concentration of the scattering particles is 0.010 wt% or more and 0.040 wt% or less. Is more preferable, and 0.021 wt% is most preferable. When the particle diameter of the scattering particles is 7.0 μm, the concentration of the scattering particles is more preferably 0.010 wt% or more and 0.050 wt% or less, and most preferably 0.028 wt%. . Furthermore, when the particle diameter of the scattering particles is 12.0 μm, the concentration of the scattering particles is preferably 0.020 wt% or more and 0.100 wt% or less, and most preferably 0.053 wt%.
また、導光長Lを785mm≦L≦830mmとする場合には、散乱粒子の濃度を0.006wt%以上、0.08wt%以下とすること好ましい。
さらに、導光板の導光長を画面サイズ65インチ対応のL=830mmとし、散乱粒子の粒子径を4.5μmとする場合は、散乱粒子の濃度を0.008wt%以上、0.030wt%以下とすることがより好ましく、0.016wt%とすることが最も好ましい。また、散乱粒子の粒子径を7.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.009wt%以上、0.040wt%以下とすることがより好ましく、0.022wt%とすることが最も好ましい。さらに、散乱粒子の粒子径を12.0μmとする場合は、散乱粒子の濃度を、0.020wt%以上、0.080wt%以下とすることがより好ましく、0.041wt%とすることが最も好ましい。
When the light guide length L is 785 mm ≦ L ≦ 830 mm, it is preferable that the concentration of the scattering particles is 0.006 wt% or more and 0.08 wt% or less.
Further, when the light guide length of the light guide plate is L = 830 mm corresponding to a screen size of 65 inches and the particle diameter of the scattering particles is 4.5 μm, the concentration of the scattering particles is 0.008 wt% or more and 0.030 wt% or less. More preferably, it is most preferable to set it as 0.016 wt%. When the particle diameter of the scattering particles is 7.0 μm, the concentration of the scattering particles is more preferably 0.009 wt% or more and 0.040 wt% or less, and most preferably 0.022 wt%. . Furthermore, when the particle diameter of the scattering particles is 12.0 μm, the concentration of the scattering particles is more preferably 0.020 wt% or more and 0.080 wt% or less, and most preferably 0.041 wt%. .
以上から、本発明においては、導光板30の2つの光入射面30d、30e間の導光長に応じて、導光板30に分散させる散乱粒子の粒径および濃度が、所定の関係を満たす必要があることが分かる。
そこで、本発明においては、導光板30の導光長が、480mm以上、500mm以下である時、上述のように、散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、散乱粒子の濃度が、0.02wt%以上、0.22wt%以下である必要があり、かつ、図10(A)に示すグラフのように、散乱粒子の粒径を横軸とし、散乱粒子の粒子濃度を縦軸とするとき、散乱粒子の粒径および濃度が、6点(4.0,0.02)、(4.0,0.085)、(7.0,0.03)、(7.0,0.12)、(12.0,0.06)および(12.0,0.22)で囲まれる領域内にある必要がある。
また、導光板30の導光長が、515mm以上、620mm以下であるとき、上述のように、散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、散乱粒子の濃度が、0.015wt%以上、0.16wt%以下であり、かつ、図10(B)に示すグラフのように、粒径を横軸とし、粒子濃度を縦軸とするとき、散乱粒子の粒径および濃度が、6点(4.0,0.015)、(4.0,0.065)、(7.0,0.02)、(7.0,0.09)、(12.0,0.035)および(12.0,0.16)で囲まれる領域内にある必要がある。
From the above, in the present invention, the particle size and concentration of the scattering particles dispersed in the
Therefore, in the present invention, when the light guide length of the
When the light guide length of the
また、導光板30の導光長が、625mm以上、770mm以下であるとき、上述のように、散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、散乱粒子の濃度が、0.01wt%以上、0.12wt%以下であり、かつ、図11(A)に示すグラフのように、粒径を横軸とし、粒子濃度を縦軸とするとき、散乱粒子の粒径および濃度が、6点(4.0,0.01)、(4.0,0.05)、(7.0,0.01)、(7.0,0.06)、(12.0,0.02)および(12.0,0.12)で囲まれる領域内にある必要がある。
また、導光板30の導光長が、785mm以上、830mm以下であるとき、上述のように、散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、散乱粒子の濃度が、0.008wt%以上、0.08wt%以下であり、かつ、図11(B)に示すグラフのように、粒径を横軸とし、粒子濃度を縦軸とするとき、散乱粒子の粒径および濃度が、6点(4.0,0.008)、(4.0,0.03)、(7.0,0.009)、(7.0,0.04)、(12.0,0.02)および(12.0,0.08)で囲まれる領域内にある必要がある。
When the light guide length of the
When the light guide length of the
散乱粒子の粒径および濃度が、図10(A)、(B)、図11(A)および(B)に示すグラフの6点で囲まれた領域内にある必要がある理由は、この領域を外れると、粒子濃度が高すぎる場合には、平板と同じとなり、中高な輝度分布を実現できないし、粒子濃度が低すぎる場合には、光が突き抜けて透過してしまうために光利用効率55%以上を満たさなくなるからであり、粒径が小さすぎる場合には、光利用効率はよくなるが、中高な輝度分布を実現できないし、粒径が大きすぎる場合には、中高な輝度分布を実現できるが、光利用効率が低いからである。 The reason why the particle size and concentration of the scattering particles need to be within the region surrounded by the six points in the graphs shown in FIGS. 10 (A), (B), FIG. 11 (A) and (B) If the particle concentration is too high, it becomes the same as a flat plate when the particle concentration is too high, and a medium-high luminance distribution cannot be realized. If the particle concentration is too low, light penetrates and passes through, so that the light utilization efficiency 55 If the particle size is too small, the light utilization efficiency is improved, but a medium-high luminance distribution cannot be realized, and if the particle size is too large, a medium-high luminance distribution can be realized. However, the light utilization efficiency is low.
このように本発明の散乱微粒子の粒子濃度の限定範囲に含まれる最適な粒子濃度を選択することにより、平板形状の導光板に分散させた場合に比べて光利用効率を高めて出射させることができる。本発明においては、少なくとも55%以上、すなわち70%を超える光利用効率を達成することができる。
以上から、最適な粒子径および粒子濃度の組み合わせを選択できるので、これらの組み合わせを選択することで、10mm程度の混合長でLED光源からの出射光をむらなく出射させることができる。
Thus, by selecting the optimum particle concentration included in the limited range of the particle concentration of the scattering fine particles of the present invention, it is possible to emit light with higher light utilization efficiency compared to the case where it is dispersed in a flat light guide plate. it can. In the present invention, light utilization efficiency of at least 55% or more, that is, exceeding 70% can be achieved.
From the above, since an optimum combination of particle diameter and particle concentration can be selected, the light emitted from the LED light source can be emitted uniformly with a mixing length of about 10 mm by selecting these combinations.
このような内部に散乱微粒子を分散させた本発明の面状照明装置20に用いる導光板30は、2つの光入射面から入射した光が光射出面から射出された割合を示す光の利用効率が55%以上である必要がある。この理由は、光の利用効率が55%未満では、必要な輝度を得るためには、より出力の大きな光源が必要となるが、より出力の大きな光源を用いると、光源が高温となり、消費電力が大きくなるばかりか、導光板30の反りや伸びが大きくなり、所要の明るさの分布、いわゆる中高なあるいは釣鐘状の明るさの分布が得られなくなるからである。
また、光射出面の光入射面近傍から射出する光の輝度に対する光射出面の中央部から射出する光の輝度の割合を示す前記光射出面の輝度分布の中高度合が、0%より大きく25%以下であるである必要がある。その理由は、大画面の薄型液晶テレビに要求される画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高なあるいは釣鐘状の明るさの分布だからである。
このような導光板30は、押出成形法や射出成形法を用いて製造することができる。
The
Further, the medium to altitude degree of the luminance distribution of the light emitting surface, which indicates the ratio of the luminance of the light emitted from the central portion of the light emitting surface to the luminance of the light emitted from the vicinity of the light incident surface of the light emitting surface, is greater than 0%. It must be 25% or less. The reason for this is that the vicinity of the center of the screen required for a large-screen thin LCD TV is brighter than the periphery, that is, a so-called medium-high or bell-shaped brightness distribution.
Such a
ここで、導光板30は、光入射面となる第1光入射面30d、第2光入射面30eと、光射出面30aと、光反射面となる第1傾斜面30b、第2傾斜面30cの少なくとも1面の表面粗さRaを380nmより小さくすること、つまりRa<380nmとすることが好ましい。
光入射面となる第1光入射面30d、第2光入射面30eの表面粗さRaを380nmよりも小さくすることで、導光板表面の拡散反射を無視することができ、つまり、導光板表面での拡散反射を防止することができ、入射効率を向上させることができる。
また、光射出面30aの表面粗さRaを380nmよりも小さくすることで、導光板表面の拡散反射透過を無視することができ、つまり導光板表面での拡散反射透過を防止することができ、全反射により奥まで光を伝えることができる。
さらに、光反射面となる第1傾斜面30b、第2傾斜面30cの表面粗さRaを380nmよりも小さくすることで、拡散反射を無視することができ、つまり光反射面での拡散反射を防止でき、全反射成分をより奥まで伝えることができる。
Here, the
By making the surface roughness Ra of the first
Further, by making the surface roughness Ra of the
Furthermore, by making the surface roughness Ra of the first
本発明の面状照明装置に用いる導光板は、基本的に以上のように構成されるが、以下のようにして設計することができる。なお、以下の設計方法では、筐体26の上部筐体42および下部筐体44に連結するための各種穴を形成していない導光板とした場合で説明するが、各種穴は導光板の一部のみに形成するものであるので、光射出面から射出される光は、基本的に同じになる。
図12は、本発明の面状照明装置に用いる導光板の設計方法の一例を示すフローチャートである。
まず、図12に示すように、ステップS10において、本発明の面状照明装置に用いる導光板を用いるバックライトユニットが適用される液晶表示装置の画面サイズから、画面サイズの短辺長さにミキシングゾーン長としての約10mmを加えて、導光長として決定する。
次に、ステップS12において、画面サイズから導光板の最大厚みtmaxを決定する。
また、ステップS14において、導光板に使用する母材樹脂および添加する散乱微粒子の粒子条件を決定する。
The light guide plate used in the planar illumination device of the present invention is basically configured as described above, but can be designed as follows. In the following design method, a case where the light guide plate is not formed with various holes for connecting to the
FIG. 12 is a flowchart showing an example of a method for designing a light guide plate used in the planar illumination device of the present invention.
First, as shown in FIG. 12, in step S10, the screen size of the liquid crystal display device to which the backlight unit using the light guide plate used in the planar lighting device of the present invention is applied is mixed to the short side length of the screen size. The light guide length is determined by adding about 10 mm as the zone length.
Next, in step S12, the maximum thickness tmax of the light guide plate is determined from the screen size.
In step S14, the base material resin used for the light guide plate and the particle conditions of the scattering fine particles to be added are determined.
続いて、ステップS16において、決定された導光長を持つ平板形状の散乱微粒子分散導光板(散乱導光板)において、光利用効率Eが、55%以上となる粒子濃度を決定する。ここで、E=Iout/Iin×100[%]で表され、IoutおよびIinは、それぞれ入射および出射光束[lm]を表している。なお、粒子濃度の決定は、シミュレーションにより行われるが、光利用効率Eの実測値とシミュレーション値との間に差がある場合には、その差を考慮して粒子濃度の設計値を決定する必要がある。この差がある場合には、予め、光利用効率Eの実測値とシミュレーション値との間の差を求めておくのが好ましい。 Subsequently, in step S16, the particle concentration at which the light utilization efficiency E is 55% or more is determined in the flat-plate-shaped scattered fine particle dispersed light guide plate (scattering light guide plate) having the determined light guide length. Here, E = Iout / Iin × 100 [%], and Iout and Iin represent incident and outgoing light beams [lm], respectively. The particle concentration is determined by simulation. If there is a difference between the actual measurement value of the light utilization efficiency E and the simulation value, it is necessary to determine the design value of the particle concentration in consideration of the difference. There is. If there is this difference, it is preferable to obtain in advance the difference between the actual measured value and the simulation value of the light utilization efficiency E.
次に、ステップS18において、粒子濃度の設計値を固定し、本発明の面状照明装置に用いる導光板の傾斜背面形状(逆楔形状)のテーパ角θまたは最大厚みtmaxを変化させて、導光板の光射出面の輝度分布を求め、その中高度合が所定範囲内に入るか否かを把握して、テーパ角θを決定する。このとき、多重湾曲部の中央部半径Rは、導光長に応じて決定し、テーパと組み合わせる。ここで、中高度合Dは、0<D≦25、D=[(Lcen−Ledg)/Lcen]×100[%]で表される。ここで、中高度合Dは、輝度分布の中高度合(中央部が高くなる度合い)意味し、LcenおよびLedgは、それぞれ中央部における輝度および画面端側(入射部付近)の輝度を表す。なお、テーパ角θの決定は、シミュレーションにより行われるが、粒子濃度の実測値とシミュレーション値との間に差がある場合には、その差を考慮して輝度分布を把握し、中高度合Dを決定し、テーパ角θを決定する必要がある。この差がある場合には、予め、粒子濃度の実測値とシミュレーション値との間の差を求めておくのが好ましい。 Next, in step S18, the design value of the particle concentration is fixed, and the taper angle θ or the maximum thickness tmax of the inclined rear surface shape (reverse wedge shape) of the light guide plate used in the planar illumination device of the present invention is changed. The brightness distribution of the light exit surface of the light plate is obtained, and it is determined whether or not the intermediate altitude is within a predetermined range, and the taper angle θ is determined. At this time, the center radius R of the multiple curved portion is determined according to the light guide length and combined with the taper. Here, the intermediate altitude degree D is represented by 0 <D ≦ 25 and D = [(Lcen−Ledg) / Lcen] × 100 [%]. Here, the medium altitude degree D means the medium altitude degree (the degree at which the central portion becomes high) of the luminance distribution, and Lcen and Ledg represent the luminance at the central portion and the luminance at the screen end side (near the incident portion), respectively. The taper angle θ is determined by simulation. If there is a difference between the measured value of the particle concentration and the simulation value, the luminance distribution is grasped in consideration of the difference, and the intermediate altitude D It is necessary to determine the taper angle θ. When there is this difference, it is preferable to obtain the difference between the actually measured value of the particle concentration and the simulation value in advance.
続いて、ステップS20において、導光板の最大厚みtmaxと、テーパ(テーパ角θ)および中央の多重湾曲部の曲率半径R1,R2との関係から、入射部厚み(最小厚み)tminを決定して、決定された入射部厚みtmin未満の発光部を持つLEDを選択する。
こうして、本発明の面状照明装置に用いる導光板を設計することができる。
なお、画面サイズが37インチ、最大厚み3.5mm、導光長480mmである導光板の場合の粒子濃度と、光利用効率および中高度合との関係を図13に示す。
図13から明らかなように、粒子濃度が0.05wt%〜0.2wt%の範囲では、光利用効率は、70%を超えるが、粒子濃度が0.05wt%〜0.07wt%の範囲および0.19wt%〜0.2wt%の範囲では、中高度合はマイナス、すなわち、中央部が低い輝度分布となることがわかる。例えば、10%以上の中高度合が必要であれば、粒子濃度を0.08wt%〜0.16wt%の範囲に設計する必要があることがわかる。
Subsequently, in step S20, the incident portion thickness (minimum thickness) tmin is determined from the relationship between the maximum thickness tmax of the light guide plate and the taper (taper angle θ) and the curvature radii R1, R2 of the central multiple curved portion. Then, an LED having a light emitting portion less than the determined incident portion thickness tmin is selected.
In this way, the light guide plate used for the planar illumination device of the present invention can be designed.
FIG. 13 shows the relationship between the particle concentration, the light utilization efficiency, and the intermediate altitude when the screen size is 37 inches, the maximum thickness is 3.5 mm, and the light guide length is 480 mm.
As is clear from FIG. 13, in the range where the particle concentration is 0.05 wt% to 0.2 wt%, the light utilization efficiency exceeds 70%, but the particle concentration ranges from 0.05 wt% to 0.07 wt% and It can be seen that in the range of 0.19 wt% to 0.2 wt%, the intermediate altitude level is negative, that is, the luminance distribution is low in the central portion. For example, it is understood that if a medium to high degree of 10% or more is required, the particle concentration needs to be designed in the range of 0.08 wt% to 0.16 wt%.
こうして設計された画面サイズが、37インチ、42インチ、46インチ、52インチ、57インチおよび65インチである場合の導光板の導光長、最大厚み、粒子濃度、テーパ、中央の多重湾曲部の中央部半径R、光利用効率および中高度合を表1に示す。 When the screen sizes designed in this way are 37 inches, 42 inches, 46 inches, 52 inches, 57 inches, and 65 inches, the light guide length of the light guide plate, the maximum thickness, the particle concentration, the taper, and the central multiple curve portion Table 1 shows the center radius R, the light utilization efficiency, and the intermediate altitude.
いずれの導光板の場合も、本発明の好適な限定範囲を満たすものであるので、大画面であっても、薄型な形状であり、かつ光の利用効率が高く、輝度むらが少ない光を出射することができ、大画面の薄型液晶テレビに要求される画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高なあるいは釣鐘状の明るさの分布を得ることができる。
本発明の面状照明装置に用いる導光板は、基本的に以上のように構成される。
In any case, the light guide plate satisfies the preferred limitation range of the present invention, so that even a large screen has a thin shape, high light utilization efficiency, and emits light with little unevenness in luminance. In addition, a bright distribution in the vicinity of the center of the screen required for a large-screen thin liquid crystal television, compared to the periphery, that is, a so-called medium-high or bell-shaped brightness distribution can be obtained.
The light guide plate used in the planar illumination device of the present invention is basically configured as described above.
次に、光学部材ユニット32について説明する。
光学部材ユニット32は、導光板30の光射出面30aから射出された照明光をより輝度むらのない光にして、照明装置本体24の光射出面24aからより輝度むらのない照明光を射出するためのもので、図2に示すように、導光板30の光射出面30aから射出する照明光を拡散して輝度むらを低減する拡散シート32aと、光入射面と光射出面との接線と平行なマイクロプリズム列が形成されたプリズムシート32bと、プリズムシート32bから射出する照明光を拡散して輝度むらを低減する拡散シート32cとを有する。
Next, the
The
拡散シート32aおよび32c、プリズムシート32bとしては、本出願人の出願に係る特開2005−234397号公報の[0028]〜[0033]に開示されているものを適用することができる。
As the
なお、本実施形態では、光学部材ユニットを2枚の拡散シート32aおよび32cと、2枚の拡散シートの間に配置したプリズムシート32bとで構成したが、プリズムシートおよび拡散シートの配置順序や配置数は特に限定されず、また、プリズムシート、拡散シートとしても特に限定されず、導光板30の光射出面30aから射出された照明光の輝度むらをより低減することができるものであれば、種々の光学部材を用いることができる。
例えば、光学部材として、上述の拡散シートおよびプリズムシートに、加えてまたは代えて、拡散反射体からなる多数の透過率調整体を輝度むらに応じて配置した透過率調整部材も用いることもできる。
In the present embodiment, the optical member unit is constituted by the two
For example, as the optical member, in addition to or in place of the above-described diffusion sheet and prism sheet, a transmittance adjusting member in which a large number of transmittance adjusting bodies made of a diffusive reflector are arranged in accordance with luminance unevenness can also be used.
次に、照明装置本体の反射板34について説明する。
反射板34は、導光板30の第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30cから漏洩する光を反射して、再び導光板30に入射させるために設けられており、光の利用効率を向上させることができる。反射板34は、導光板30の第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30cに対応した形状で、第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30cを覆うように形成される。本実施形態では、図2に示すように導光板30の第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30cが断面三角形状に形成されているので、反射板34もこれに補形する形状に形成されている。
Next, the reflecting
The
反射板34は、導光板30の傾斜面から漏洩する光を反射することができれば、どのような材料で形成されてもよく、例えば、PETやPP(ポリプロピレン)等にフィラーを混練後延伸することによりボイドを形成して反射率を高めた樹脂シート、透明もしくは白色の樹脂シート表面にアルミ蒸着などで鏡面を形成したシート、アルミ等の金属箔もしくは金属箔を担持した樹脂シート、あるいは表面に十分な反射性を有する金属薄板により形成することができる。
The reflecting
上部誘導反射板36は、導光板30と拡散シート32aとの間、つまり、導光板30の光射出面30a側に、光源28および導光板30の光射出面30aの端部(第1光入射面30d側の端部および第2光入射面30e側の端部)を覆うようにそれぞれ配置されている。言い換えれば、上部誘導反射板36は、光軸方向に平行な方向において、導光板30の光射出面30aの一部から光源28のアレイ基板54の一部までを覆うように配置されている。つまり、2つの上部誘導反射板36が、導光板30の両端部にそれぞれ配置されている。
このように、上部誘導反射板36を配置することで、光源28から射出された光が導光板30に入射することなく、光射出面30側に漏れ出すことを防止できる。
これにより、光源28のLEDチップ50から射出された光を効率よく導光板30の第1光入射面30dおよび第2光入射面30eに入射させることができ、光利用効率を向上させることができる。
The upper
As described above, by arranging the upper
Thereby, the light emitted from the
下部誘導反射板38は、導光板30の光射出面30a側とは反対側、つまり、第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30c側に、光源28の一部を覆うように配置されている。また、下部誘導反射板38の導光板中心側の端部は、反射板34と連結されている。
下部誘導反射板38を設けることで、光源28から射出された光が導光板30に入射することなく、導光板30の第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30c側に漏れ出すことを防止できる。
これにより、光源28のLEDチップ50から射出された光を効率よく導光板30の第1光入射面30dおよび第2光入射面30eに入射させることができ、光利用効率を向上させることができる。
ここで、上部誘導反射板36および下部誘導反射板38としては、上述した反射板34に用いる各種材料を用いることができる。
なお、本実施形態では、反射板34と下部誘導反射板38と連結させたが、これに限定されず、それぞれを別々の部材としてもよい。
The lower
By providing the lower
Thereby, the light emitted from the
Here, as the
In the present embodiment, the reflecting
ここで、上部誘導反射板36および下部誘導反射板38は、光源28から射出された光を第1光入射面30dまたは第2光入射面30e側に反射させ、光源28から射出された光を第1光入射面30dまた第2光入射面30eに入射させることができ、導光板30に入射した光を導光板30中心側に導くことができれば、その形状および幅は特に限定されない。
また、本実施形態では、上部誘導反射板36を導光板30と拡散シート32aとの間に配置したが、上部誘導反射板36の配置位置はこれに限定されず、光学部材ユニット32を構成するシート状部材の間に配置してもよく、光学部材ユニット32と上部筐体44との間に配置してもよい。
Here, the
In the present embodiment, the
次に、筐体26について説明する。
図2に示すように、筐体26は、照明装置本体24を収納して支持し、かつその光射出面24a側と導光板30の第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30c側とから挟み込み、固定するものであり、下部筐体42と上部筐体44と折返部材46と支持部材48とを有する。
Next, the
As shown in FIG. 2, the
下部筐体42は、上面が開放され、底面部と、底面部の4辺に設けられ底面部に垂直な側面部とで構成された形状である。つまり、1面が開放された略直方体の箱型形状である。下部筐体42は、図2に示すように、上方から収納された照明装置本体24を底面部および側面部で支持すると共に、照明装置本体24の光射出面24a以外の面、つまり、照明装置本体24の光射出面24aとは反対側の面(背面)および側面を覆っている。
The
上部筐体44は、上面に開口部となる照明装置本体24の矩形状の光射出面24aより小さい矩形状の開口が形成され、かつ下面が開放された直方体の箱型形状である。
上部筐体44は、図2に示すように、面状照明装置本体24および下部筐体42の上方(光射出面側)から、照明装置本体24およびこれが収納された下部筐体42をその4方の側面部22bも覆うように被せられて配置されている。
The
As shown in FIG. 2, the
折返部材46は、断面の形状が常に同一の凹(U字)型となる形状である。つまり、延在方向に垂直な断面の形状がU字形状となる棒状部材である。
折返部材46は、図2に示すように、下部筐体42の側面と上部筐体44の側面との間に嵌挿され、U字形状の一方の平行部の外側面が下部筐体42の側面部22bと連結され、他方の平行部の外側面が上部筐体44の側面と連結されている。
ここで、下部筐体42と折返部材46との接合方法、折返部材46と上部筐体44との接合方法としては、ボルトおよびナット等を用いる方法、接着剤を用いる方法等種々の公知の方法を用いることができる。
The folding
As shown in FIG. 2, the folding
Here, as a method for joining the
このように、下部筐体42と上部筐体44との間に折返部材46を配置することで、筐体26の剛性を高くすることができ、導光板が反ることを防止できる。これにより、例えば、輝度むらがないまたは少なく光を効率よく射出させることができる反面、反りが生じ易い導光板を用いる場合であっても、反りをより確実に矯正でき、または、導光板に反りが生じることをより確実に防止でき、輝度むら等のない、または低減された光を光射出面から射出させることができる。
なお、筐体の上部筐体、下部筐体および折返部材には、金属、樹脂等の種々の材料を用いることができる。なお、材料としては、軽量で高強度の材料を用いることが好ましい。
また、本実施形態では、折返部材を別部材としたが、上部筐体または下部筐体と一体にして形成してもよい。また、折返部材を設けない構成としてもよい。
Thus, by arranging the folding
In addition, various materials, such as a metal and resin, can be used for the upper housing | casing of a housing | casing, a lower housing | casing, and a folding | turning member. In addition, as a material, it is preferable to use a lightweight and high-strength material.
In the present embodiment, the folding member is a separate member, but it may be formed integrally with the upper housing or the lower housing. Moreover, it is good also as a structure which does not provide a folding | turning member.
支持部材48は、延在方向に垂直な断面の形状が同一となる形状である。つまり、延在方向に垂直な断面の形状が同一の棒状部材である。
支持部材48は、図2に示すように、反射板34と下部筐体42との間、より具体的には、導光板30の第1傾斜面30bの第1光入射面30d側の端部に対応する位置の反射板34と下部筐体42との間に配置され、導光板30および反射板34を下部筐体42に固定し、支持する。
支持部材48により反射板34を支持することで、導光板30と反射板34とを密着させることができる。さらに、導光板30および反射板34を、下部筐体42の所定位置に固定することができる。
The
As shown in FIG. 2, the
The
また、本実施形態では、支持部材を独立した部材として設けたが、これに限定されず、下部筐体42、または反射板34と一体で形成してもよい。つまり、下部筐体42の一部に突起部を形成し、この突起部を支持部材として用いても、反射板の一部に突起部を形成し、この突起部を支持部材として用いてもよい。
また、配置位置も特に限定されず、反射板と下部筐体との間の任意の位置に配置することができるが、導光板を安定して保持するために、導光板の端部側、つまり、本実施形態では、第1光入射面30d近傍、第2光入射面30e近傍に配置することが好ましい。
In this embodiment, the support member is provided as an independent member. However, the present invention is not limited to this, and the support member may be formed integrally with the
Further, the arrangement position is not particularly limited, and it can be arranged at an arbitrary position between the reflector and the lower housing, but in order to stably hold the light guide plate, In the present embodiment, it is preferable to dispose near the first
また、支持部材48の形状は特に限定されず、種々の形状とすることができ、また、種々の材料で作成することもできる。例えば、支持部材を複数設け、所定間隔毎に配置してもよい。
また、支持部材を反射板と下部筐体とで形成される空間の全域を埋める形状とし、つまり、反射板側の面を反射板に沿った形状とし、下部筐体側の面を下部筐体に沿った形状としてもよい。このように、支持部材により反射板の全面を支持する場合は、導光板と反射板とが離れることを確実に防止することができ、反射板を反射した光により輝度むらが生じることを防止することができる。
Further, the shape of the
In addition, the support member has a shape that fills the entire space formed by the reflector and the lower housing, that is, the surface on the reflector side is shaped along the reflector, and the surface on the lower housing side is the lower housing. It is good also as a shape along. As described above, when the entire surface of the reflection plate is supported by the support member, it is possible to reliably prevent the light guide plate and the reflection plate from separating, and to prevent uneven brightness from being generated by the light reflected from the reflection plate. be able to.
面状照明装置20は、基本的に以上のような構成を有するものである。
面状照明装置20は、導光板30の両端にそれぞれ配置された光源28から射出された光が導光板30の光入射面(第1光入射面30dおよび第2光入射面30e)に入射する。それぞれの面から入射した光は、導光板30の内部に含まれる散乱体によって散乱されつつ、導光板30内部を通過し、直接、または第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30cで反射した後、光射出面30aから射出する。このとき、第1傾斜面30bおよび第2傾斜面30cから漏出した一部の光は、反射板34によって反射され再び導光板30の内部に入射する。
このようにして、導光板30の光射出面30aから射出された光は、光学部材32を透過し、照明装置本体24の光射出面24aから射出され、液晶表示パネル12を照明する。
液晶表示パネル12は、駆動ユニット14により、位置に応じて光の透過率を制御することで、液晶表示パネル12の表面上に文字、図形、画像などを表示する。
The
In the
In this way, the light emitted from the
The liquid
また、光源30の光源支持部50の光入射面(第1光入射面30dまたは第2光入射面30e)側の面に間隔維持部材33を設けることで、上述したように、LEDチップ(の発光部の発光面)と導光板とが接触することを防止し、LEDチップと導光板が損傷すること等を防止でき、かつ、光入射面と発光面との距離を一定に維持することができる。LEDチップと導光板が損傷することで、輝度むらが生じたり、面状照明装置として故障したりすることを防止できる。また、光入射面と発光面との距離を一定に維持できることで、発光面から射出した光を一定条件で導光板に入射させることができ、距離が変化することでも輝度むらが発生することを防止できる。また、高い光利用効率を維持することができる。
Further, by providing the
また、間隔維持部材33は、光を透過する透明な材料で作製することが好ましい。間隔維持部材を透明にすることで、光源から発光された光や、導光板から一端射出されまた導光板に再入射する光を間隔維持部材が吸収することを防止でき、光の利用効率を高くすることができる。
Moreover, it is preferable to produce the space |
また、上記実施形態では、光入射面30d、30eのみに光源28を配置したが、本発明はこれに限定されず、図14(A)および(B)のように、光入射面30d、30eに対向して配置された光源28を主光源とし、第1側面30fおよび第2側面30gに対向して副光源29を設けて、第1側面30fおよび第2側面30gをそれぞれ第3光入射面および第4光入射面としもよい。このようにすることで、光射出面から射出される光の輝度をより高くすることができる。
In the above embodiment, the
副光源29は、導光板30に対する配置位置、およびLEDチップの配列密度を除いて基本的には、第1の実施例において上述した主光源28と同様の構成である。
2つの副光源29は、それぞれ導光板30の第1副入射面30hおよび第2副入射面30iに対向して配置されている。具体的には、複数のLEDチップ50と光源支持部52で構成された副光源29が第1側面30hに対向して配置され、複数のLEDチップ50と光源支持部52で構成された副光源29が第2側面30iに対向して配置されている。
The
The two
ここで、2つの副光源29の光源支持部52上にも、それぞれ間隔維持部材33が配置されており、各間隔維持部材33は対向する側面と当接している。
副光源29の光源支持部52上にそれぞれ配置された間隔維持部材33も、主光源28の光源支持部52上に配置された間隔支持部材と同様に、副光源29のLEDチップ50と対向する導光板の側面とが接触し、LEDチップおよび導光板が損傷することを防止し、かつ、発光面と側面との距離を一定に保持している。
Here, the
Similarly to the interval support member disposed on the light
上述のように、導光板30の第1副入射面30hおよび第2副入射面30iに対向する位置にそれぞれ副光源29を配置し、導光板30の側面側からも光を入射させることで、光射出面30aからより輝度の高い光を射出させることができ、光量をアップさせることができる。これにより、大光量の照明光を光射出面から射出することができ、光射出面を大型化することができ、液晶表示装置において大画面化を実現することができる。
また、副光源の光源支持部52上にも、それぞれ間隔維持部材33を配置することで、副光源の故障等に起因した故障の発生を防ぐことができる。
As described above, the
Moreover, the occurrence of a failure due to a failure of the sub light source or the like can be prevented by disposing the
なお、前述の透明樹脂に可塑剤を混入して導光板を作製してもよい。
このように、透明材料と可塑剤とを混合した材料で導光板を作製することで、導光板をフレキシブルにすること、つまり、柔軟性のある導光板とすることができ、導光板を種々の形状に変形させることが可能となる。従って、導光板の表面を種々の曲面に形成することができる。
このように導光板をフレキシブルにすることにより、例えば、導光板、または、この導光板を用いた面状照明装置を電飾(イルミネーション)関係の表示板として用いる場合に、曲率を持つ壁にも装着することが可能となり、導光板をより多くの種類、より広い使用範囲の電飾やPOP(POP広告)等に利用することができる。
In addition, you may produce a light-guide plate by mixing a plasticizer in the above-mentioned transparent resin.
Thus, by producing a light guide plate with a material in which a transparent material and a plasticizer are mixed, the light guide plate can be made flexible, that is, a flexible light guide plate. It can be deformed into a shape. Therefore, the surface of the light guide plate can be formed into various curved surfaces.
By making the light guide plate flexible in this way, for example, when using a light guide plate or a planar lighting device using the light guide plate as a display plate for illumination, the wall having a curvature is also used. It becomes possible to mount the light guide plate, and the light guide plate can be used for more types, a wider range of electric decoration, POP (POP advertisement), and the like.
ここで、可塑剤としては、フタル酸エステル、具体的には、フタル酸ジメチル(DMP)、フタル酸ジエチル(DEP)、フタル酸ジブチル(DBP)、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル(DOP(DEHP))、フタル酸ジノルマルオクチル(DnOP)、フタル酸ジイソノニル(DINP)、フタル酸ジノニル(DNP)、フタル酸ジイソデジル(DIDP)、フタル酸混基エステル(C6〜C11)(610P、711P等)、フタル酸ブチルベンジル(BBP)が例示される。また、フタル酸エステル以外にも、アジピン酸ジオクチル(DOA)、アジピン酸ジイソノニル(DINA)、アジピン酸ジノルマルアルキル(C6、8、10)(610A)、アジピン酸ジアルキル(C7、9)(79A)、アゼライン酸ジオクチル(DOZ)、セバシン酸ジブチル(DBS)、セバシン酸ジオクチル(DOS)、リン酸トリクレシル(TCP)、アセチルクエン酸トリブチル(ATBC)、エポキシ化大豆油(ESBO)、トリメリット酸トリオクチル(TOTM)、ポリエステル系、塩素化パラフィン等が例示される。 Here, as the plasticizer, phthalate ester, specifically, dimethyl phthalate (DMP), diethyl phthalate (DEP), dibutyl phthalate (DBP), di-2-ethylhexyl phthalate (DOP (DEHP)) ), Di-normal octyl phthalate (DnOP), diisononyl phthalate (DINP), dinonyl phthalate (DNP), diisodecyl phthalate (DIDP), phthalic acid mixed ester (C 6 to C 11 ) (610P, 711P, etc.) And butylbenzyl phthalate (BBP). In addition to phthalate esters, dioctyl adipate (DOA), diisononyl adipate (DINA), di-normal alkyl adipate (C6, 8, 10 ) (610A), dialkyl adipate (C7, 9 ) ( 79A), dioctyl azelate (DOZ), dibutyl sebacate (DBS), dioctyl sebacate (DOS), tricresyl phosphate (TCP), tributyl acetylcitrate (ATBC), epoxidized soybean oil (ESBO), trimellitic acid Examples include trioctyl (TOTM), polyester, and chlorinated paraffin.
以上、本発明に係る面状照明装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。 The planar lighting device according to the present invention has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various improvements and modifications are made without departing from the spirit of the present invention. May be.
また、例えば、光源のLEDチップとして、青色LEDの発光面にYAG蛍光物質を塗布した構成としたが、これに限定されず、赤色LEDや緑色LED等の他の単色LEDの発光面に蛍光物質を配置した構成のLEDチップを用いてもよい。
また、光源として、赤色LED、緑色LED、青色LEDの3種類のLEDを組み合わせた構成のLEDユニットを用いることもできる。この場合は、3種類のLEDから射出された光を混色することで白色光とすることができる。
さらにLEDの代わりに半導体レーザー(LD)を用いることもできる。
In addition, for example, the LED chip of the light source has a configuration in which a YAG fluorescent material is applied to the light emitting surface of a blue LED. However, the present invention is not limited to this. You may use the LED chip of the structure which has arrange | positioned.
Moreover, the LED unit of the structure which combined three types of LED of red LED, green LED, and blue LED as a light source can also be used. In this case, white light can be obtained by mixing light emitted from the three types of LEDs.
Further, a semiconductor laser (LD) can be used instead of the LED.
また、導光板30と光源(光源28および/または副光源29)との間に導光板30に近い屈折率の材料で形成された混同部を配置してもよい。また、導光板の光入射面および/または側面の一部を他の部分よりも屈折率の小さい材料で形成してもよい。
光源から射出された光が入射する部分を他の部分よりも屈折率を小さくすることで、光源から射出された光をより効率よく入射させることができ、光利用効率をより高くすることができる。
Further, a confusion portion made of a material having a refractive index close to that of the
By making the refractive index of the portion where the light emitted from the light source is incident smaller than the other portions, the light emitted from the light source can be incident more efficiently, and the light utilization efficiency can be further increased. .
また、例えば、導光板の側面同士が向い合う位置で導光板を複数並列に配置し、複数の導光板により1つの光射出面を形成してもよい。この場合は、両端の導光板の他の導光板と隣接していない側の側面のみに副光源を配置する構成としてもよい。 Further, for example, a plurality of light guide plates may be arranged in parallel at the positions where the side surfaces of the light guide plates face each other, and one light emission surface may be formed by the plurality of light guide plates. In this case, it is good also as a structure which arrange | positions a sublight source only to the side surface of the side which is not adjacent to the other light-guide plate of the light guide plate of both ends.
また、光射出面から中高な輝度分布の光を射出することができるため、導光板は、上述した各種範囲を満たすことが好ましいが、以下のような範囲の導光板を用いることも好ましい。 Moreover, since light with a medium and high luminance distribution can be emitted from the light exit surface, the light guide plate preferably satisfies the various ranges described above, but it is also preferable to use a light guide plate in the following ranges.
導光板は、導光板30に含まれる散乱粒子の散乱断面積をΦ、光の入射する方向において導光板の光入射面から光射出面に直交する方向の厚みが最大となる位置までの長さ、本実施形態では、導光板の光の入射する方向(導光板30の第1光入射面30dに垂直な方向、以下「光軸方向」ともいう。)の半分の長さをLG、導光板30に含まれる散乱粒子の密度(単位体積あたりの粒子数)をNp、補正係数をKCとした場合に、Φ・Np・LG・KCの値が1.1以上であり、かつ8.2以下であり、さらに、補正係数KCの値が0.005以上0.1以下であるという関係を満たしている。導光板30は、このような関係を満たす散乱粒子を含んでいるので、均一で輝度むらが少ない照明光を光射出面から出射することができる。
The light guide plate has a scattering cross-sectional area of scattering particles contained in the
一般的に、平行光束を等方媒質に入射させた場合の透過率Tは、Lambert−Beer則により下記式(1)で表される。
T=I/I0=exp(−ρ・x)・・・(1)
ここで、xは距離、I0は入射光強度、Iは出射光強度、ρは減衰定数である。
In general, the transmittance T when a parallel light beam is incident on an isotropic medium is expressed by the following formula (1) according to the Lambert-Beer rule.
T = I / I 0 = exp (−ρ · x) (1)
Here, x is a distance, I 0 is incident light intensity, I is outgoing light intensity, and ρ is an attenuation constant.
上記減衰定数ρは、粒子の散乱断面積Φと媒質に含まれる単位体積当たりの粒子数Npとを用いて下記式(2)で表される。
ρ=Φ・Np・・・(2)
したがって、導光板の光軸方向の半分の長さをLGとすると、光の取り出し効率Eoutは、下記式(3)で与えられる。ここで、導光板の光軸方向の半分の長さLGは、導光板30の光入射面に垂直な方向における導光板30の一方の光入射面から導光板30の中心までの長さとなる。
また、光の取り出し効率とは、入射光に対する、導光板の光入射面から光軸方向に長さLG離間した位置に到達する光の割合であり、例えば、図2に示す導光板30の場合は、端面に入射する光に対する導光板の中心(導光板の光軸方向の半分の長さとなる位置)に到達する光の割合である。
Eout∝exp(−Φ・Np・LG)・・・(3)
The attenuation constant ρ is expressed by the following equation (2) using the scattering cross-sectional area Φ of particles and the number of particles N p per unit volume contained in the medium.
ρ = Φ · N p (2)
Therefore, the length of the half of the optical axis direction of the light guide plate when the L G, the light extraction efficiency E out is given by the following equation (3). Here, half the length L G of the optical axis of the light guide plate, the length from one of the light incident surface of the
Furthermore, the light extraction efficiency and are, with respect to the incident light, the fraction of light reaching the position spaced the length L G in the optical axis direction from the light incident surface of the light guide plate, for example, the
E out ∝exp (−Φ · N p · L G ) (3)
ここで式(3)は有限の大きさの空間におけるものであり、式(1)との関係を補正するための補正係数KCを導入する。補正係数KCは、有限の空間の光学媒質中で光が伝搬する場合に経験的に求められる無次元の補正係数である。そうすると、光の取り出し効率Eoutは、下記式(4)で表される。
Eout=exp(−Φ・Np・LG・KC)・・・(4)
Here the formula (3) applies to a space of limited size, to introduce a correction coefficient K C for correcting the relationship between the expression (1). The compensation coefficient K C is a dimensionless compensation coefficient empirically obtained where light optical medium of limited dimensions propagates. Then, the light extraction efficiency E out is expressed by the following formula (4).
E out = exp (-Φ · N p · L G · K C) ··· (4)
式(4)に従えば、Φ・Np・LG・KCの値が3.5のときに、光の取り出し効率Eoutが3%であり、Φ・Np・LG・KCの値が4・7のときに、光の取り出し効率Eoutが1%である。
この結果より、Φ・Np・LG・KCの値が大きくなると、光の取り出し効率Eoutが低くなることが分かる。光は導光板の光軸方向へ進むにつれて散乱するため、光の取り出し効率Eoutが低くなると考えられる。
According to the equation (4), when the value of Φ · N p · L G · K C is 3.5, the light extraction efficiency E out is 3%, and Φ · N p · L G · K C When the value of is 4.7, the light extraction efficiency E out is 1%.
From this result, it is understood that the light extraction efficiency E out decreases as the value of Φ · N p · L G · K C increases. Since light is scattered as it travels in the direction of the optical axis of the light guide plate, the light extraction efficiency E out is considered to be low.
したがって、Φ・Np・LG・KCの値は大きいほど導光板として好ましい性質であることが分かる。つまり、Φ・Np・LG・KCの値を大きくすることで、光の入射面と対向する面から射出される光を少なくし、光射出面から射出される光を多くすることができる。すなわち、Φ・Np・LG・KCの値を大きくすることで、入射面に入射する光に対する光射出面から射出される光の割合(以下「光利用効率」ともいう。)を高くすることができる。具体的には、Φ・Np・LG・KCの値を1.1以上とすることで、光利用効率を50%以上にすることができる。
ここで、Φ・Np・LG・KCの値は大きくすると、導光板30の光射出面30aから出射する光の照度むらが顕著になるが、Φ・Np・LG・KCの値を8.2以下とすることで、照度むらを一定以下(許容範囲内)に抑えることができる。なお、照度と輝度は略同様に扱うことができる。従って、本発明においては、輝度と照度とは、同様の傾向があると推測される。
以上より、本発明の面状照明装置に用いる導光板のΦ・Np・LG・KCの値は、1.1以上かつ8.2以下であるという関係を満たすことが好ましく、2.0以上かつ7.0以下であることがより好ましい。また、Φ・Np・LG・KCの値は、3.0以上であればさらに好ましく、4.7以上であれば最も好ましい。
また、補正係数KCは、0.005以上0.1以下であることが好ましい。
Therefore, it can be seen that the larger the value of Φ · N p · L G · K C is, the more preferable property is for the light guide plate. In other words, by increasing the value of Φ · N p · L G · K C , it is possible to reduce the light emitted from the surface facing the light incident surface and increase the light emitted from the light emission surface. it can. That is, by increasing the value of Φ · N p · L G · K C, ( hereinafter also referred to as "light use efficiency".) Ratio of light emitted through the light exit plane to the light incident on the incident surface of the high can do. Specifically, by setting 1.1 or the value of Φ · N p · L G · K C, the light use efficiency can be 50% or more.
Here, when the value of Φ · N p · L G · K C is increased, the illuminance unevenness of the light emitted from the
From the above, it is preferable that the value of Φ · N p · L G · K C of the light guide plate used in the planar illumination device of the present invention satisfies the relationship of 1.1 or more and 8.2 or less. More preferably, it is 0 or more and 7.0 or less. The value of Φ · N p · L G · K C is more preferably as long as 3.0 or more, most preferably, not less than 4.7.
The correction coefficient K C is preferably 0.005 or more and 0.1 or less.
以下、具体例とともに、導光板についてより詳細に説明する。
まず、散乱断面積Φ、粒子密度Np、導光板の光軸方向の半分の長さLG、補正係数KCを種々の値とし、Φ・Np・LG・KCの値が異なる各導光板について、計算機シミュレーションにより光利用効率を求め、さらに照度むらの評価を行った。ここで、照度むらは、導光板の光射出面から射出される光の最大照度をIMaxとし、最小照度をIMinとし、平均照度をIAveとしたときの[(IMax−IMin)/IAve]×100とした。
測定した結果を下記表2に示す。また、表2の判定は、光利用効率が50%以上かつ照度むらが150%以下の場合を○、光利用効率が50%より小さいまたは照度むらが150%より大きいの場合を×として示す。
また、図15に、Φ・Np・LG・KCの値と光利用効率(光入射面に入射する光に対して光射出面から射出される光の割合)との関係を測定した結果を示す。
Hereinafter, the light guide plate will be described in more detail with specific examples.
First, the scattering cross section Φ, particle density N p , half length L G of the light guide plate in the optical axis direction, and correction coefficient K C are set to various values, and the values of Φ · N p · L G · K C are different. About each light-guide plate, the light use efficiency was calculated | required by computer simulation, and also illumination intensity nonuniformity was evaluated. Here, the uneven illuminance is [(I Max −I Min ) when the maximum illuminance of light emitted from the light exit surface of the light guide plate is I Max , the minimum illuminance is I Min , and the average illuminance is I Ave. / I Ave ] × 100.
The measured results are shown in Table 2 below. In the determination of Table 2, the case where the light use efficiency is 50% or more and the illuminance unevenness is 150% or less is indicated as ◯, and the case where the light use efficiency is less than 50% or the illuminance unevenness is greater than 150% is indicated as x.
Further, in FIG. 15 was measured the relationship between Φ · N p · L G · K C values and light use efficiency (ratio of light emitted through the light exit surface for light incident on the light incident surface) Results are shown.
表2および図15に示すように、Φ・Np・LG・KCを1.1以上とすることで、光利用効率を大きくすること、具体的には光利用効率を50%以上とすることができ、8.2以下とすることで、照度ムラを150%以下にすることができることがわかる。
また、Kcを0.005以上とすることで、光利用効率を高くすることができ、0.1以下とすることで、導光板からの射出される光の照度むらを小さくすることができることがわかる。
As shown in Table 2 and FIG. 15, by setting Φ · N p · L G · K C to 1.1 or more, the light use efficiency is increased, specifically, the light use efficiency is set to 50% or more. It can be seen that by setting it to 8.2 or less, the illuminance unevenness can be reduced to 150% or less.
In addition, when Kc is set to 0.005 or more, the light use efficiency can be increased, and when it is set to 0.1 or less, the illuminance unevenness of light emitted from the light guide plate can be reduced. Recognize.
次に、導光板に混錬又は分散させる微粒子の粒子密度Npが種々の値の導光板を作成し、それぞれの導光板の光射出面の各位置から射出される光の照度分布を測定した。ここで本実施形態では、粒子密度Npを除いて他の条件、具体的には、散乱断面積Φ、導光板の光軸方向の半分の長さLG、補正係数KC、導光板の形状等は、同じ値とした。従って、本実施形態では、Φ・Np・LG・KCは、粒子密度Npに比例して変化する。
このようにして種々の粒子密度の導光板について、それぞれ光射出面から射出される光の照度分布を測定した結果を図16に示す。図16は、縦軸を照度[lx]とし、横軸を導光板の一方の光入射面からの距離(導光長)[mm]とした。
Then, the particle density N p of the particles which kneaded or dispersed in the light guide plate creates various values of the light guide plate was measured illuminance distribution of light emitted from the respective positions of the light emitting surface of each light guide plate . In this exemplary embodiment, other conditions except for the particle density N p, specifically, the scattering cross section [Phi, half the length of the optical axis direction of the light guide plate L G, the correction coefficient K C, the light guide plate The shape and the like were the same value. Accordingly, in the present embodiment, Φ · N p · L G · K C changes in proportion to the particle density N p.
FIG. 16 shows the result of measuring the illuminance distribution of the light emitted from the light exit surface for the light guide plates having various particle densities in this way. In FIG. 16, the vertical axis is illuminance [lx], and the horizontal axis is the distance (light guide length) [mm] from one light incident surface of the light guide plate.
さらに、測定した照度分布の導光板の側壁から射出される光の最大照度をIMaxとし、最小照度をIMinとし、平均照度をIAveとしたときの照度むら[(IMax−IMin)/IAve]×100[%]を算出した。
図17に、算出した照度むらと粒子密度との関係を示す。図17では、縦軸を照度むらとし、横軸を粒子密度とした。また、図17には、横軸を同様に粒子密度とし、縦軸を光利用効率とした、光利用効率と粒子密度との関係も併せて示す。
Further, the maximum illuminance of light emitted from the sidewalls of the illuminance distribution of the light guide plate was measured as I Max, a minimum illuminance and I Min, illuminance unevenness when the average illuminance was I Ave [(I Max -I Min ) / I Ave ] × 100 [%] was calculated.
FIG. 17 shows the relationship between the calculated illuminance unevenness and the particle density. In FIG. 17, the vertical axis represents illuminance unevenness and the horizontal axis represents particle density. FIG. 17 also shows the relationship between light utilization efficiency and particle density, where the horizontal axis is the particle density and the vertical axis is the light utilization efficiency.
図16、図17に示すように、粒子密度を高くする、つまりΦ・Np・LG・KCを大きくすると、光利用効率は高くなるが、照度むらも大きくなる。また、粒子密度を低くする、つまり、Φ・Np・LG・KCを小さくすると、光利用効率は低くなるが、照度むらを小さくなることがわかる。
ここで、Φ・Np・LG・KCを1.1以上8.2以下とすることで、光利用効率を50%以上とし、かつ、照度むらを150%以下とすることができる。照度むらを150%以下とすることで、照度むらを目立たなくすることができる。
つまり、Φ・Np・LG・KCを1.1以上8.2以下とすることで、光利用効率を一定以上とし、かつ照度むらも低減することができることがわかる。
As shown in FIGS. 16 and 17, when the particle density is increased, that is, Φ · N p · L G · K C is increased, the light use efficiency is increased, but the illuminance unevenness is also increased. It can also be seen that when the particle density is lowered, that is, when Φ · N p · L G · K C is reduced, the light utilization efficiency is reduced, but the illuminance unevenness is reduced.
Here, by the Φ · N p · L G · K C less than 1.1 and not greater than 8.2, the light use efficiency of 50% or more, and the illuminance unevenness of 150% or less. By setting the illuminance unevenness to 150% or less, the illuminance unevenness can be made inconspicuous.
That, Φ · N p · L G · K C to be to less than 1.1 and not greater than 8.2 yields light use efficiency above a certain level, and illuminance unevenness also seen that it is possible to reduce.
以下、図2に示す面状照明装置の光射出面が平坦な導光板について、実施例に基づいて具体的に説明する。なお、以下の実施例では、筐体26の上部筐体42および下部筐体44に連結するための各種穴を形成していない導光板とした場合で説明するが、各種穴は導光板の一部のみに形成するものであるので、光射出面から射出される光は、基本的に同じになる。
図3(A)および(B)に示す構成の光源28および導光板30を用い、導光板30の導光長、その形状、すなわち最大厚さ、最小厚さ、テーパ、中央部半径R、導光板30に分散させる散乱微粒子の粒子径および粒子濃度を変えて、導光板30の2つの光入射面30dおよび30eから入射される光に対する光射出面30aから射出される光の割合を示す光利用効率、および光射出面30aから射出される光の輝度分布を求め、光射出面30aの周辺部、すなわち光入射面30dおよび30eの近傍から射出する光の輝度に対する光射出面30aの中央部から射出する光の輝度の割合を示す光射出面30aの輝度分布の中高度合を求めた。
Hereinafter, the light guide plate having a flat light exit surface of the planar illumination device shown in FIG. 2 will be described in detail based on examples. In the following embodiment, a case where the light guide plate is not formed with various holes for connecting to the
Using the
(実施例1)
実施例1として、画面サイズが37インチに対応する導光板30の導光長LがL=480mmの場合の最大厚さ、最小厚さ、粒子径および粒子濃度を種々変えたときの、テーパ、中央部半径(多重湾曲部の曲率半径)R、光利用効率、中高度合を求めた。その結果を表3および表4に示す。
ここで、表3は、実施例1についての本発明例11〜16を示し、表4は、実施例1についての参考測定例11〜16を示す。
Example 1
As Example 1, the taper when variously changing the maximum thickness, the minimum thickness, the particle diameter, and the particle concentration when the light guide length L of the
Here, Table 3 shows Invention Examples 11 to 16 for Example 1, and Table 4 shows Reference Measurement Examples 11 to 16 for Example 1.
表3および表4から明らかなように、本発明例11〜16は、いずれも、粒子径および粒子濃度が、本発明の好適な限定範囲を満足し、また、最大厚さおよび最小厚さも、本発明の好適な限定範囲を満足するので、光利用効率が、いずれも61%以上と55%より高く、中高度合も、19%〜23%であり、0%超、25%以下の本発明の要求する好適な限定範囲を満足する。 As is clear from Tables 3 and 4, in each of the inventive examples 11 to 16, the particle diameter and the particle concentration satisfy the preferred limiting range of the present invention, and the maximum thickness and the minimum thickness are Since the preferable limited range of the present invention is satisfied, the light utilization efficiency is 61% or more and higher than 55%, and the intermediate altitude is 19% to 23%, more than 0% and 25% or less. It satisfies the preferred range of limitation required by the invention.
これに対し、測定例11は、本発明の好適な限定範囲より、粒子濃度が高いため、平板と同様の現象となるため、中高な輝度分布を実現できない。
測定例12は、最大厚さおよび最小厚さがいずれも、本発明の好適な限定範囲の上限値の6.0mmおよび3.0mmより大きく、光が突き抜けて透過してしまうために、光利用効率が50%と限定範囲の55%以上を満たさないばかりか、重量が重くなりすぎて液晶TV用光学部材として適さない。
測定例13は、本発明の好適な限定範囲より、テーパ角が小さく0.1°未満であり、さらに、中央部半径Rが大きく、成形に適さないし、光利用効率が55%以上を達成する粒子濃度では 中高分布を実現できない。
On the other hand, since the measurement example 11 has a particle concentration higher than the preferred limited range of the present invention, the phenomenon is similar to that of a flat plate, and thus a medium-high luminance distribution cannot be realized.
In measurement example 12, both the maximum thickness and the minimum thickness are larger than the upper limit values of 6.0 mm and 3.0 mm, which are the preferred limited ranges of the present invention, and light penetrates and is transmitted. Not only does efficiency not satisfy the limited range of 55% or more, and the weight is too heavy, making it unsuitable as an optical member for a liquid crystal TV.
In measurement example 13, the taper angle is small and less than 0.1 ° from the preferred limited range of the present invention, the center radius R is large, and it is not suitable for molding, and the light utilization efficiency is 55% or more. Medium-high distribution cannot be realized with particle concentration.
また、測定例14は、中央部半径Rが大きく、成形に適さないし、平板と同様であり、中高な輝度分布を達成する粒子濃度では、光利用効率が55%以上を実現できない。
測定例15は、本発明の好適な限定範囲より粒子径が小さく、光利用効率は良いが、中高な輝度分布を実現できないし、測定例16は、本発明の好適な限定範囲より粒子径が大きく、中高な輝度分布を実現できるが、光利用効率が低い。
In addition, measurement example 14 has a large central radius R, is not suitable for molding, and is similar to a flat plate. With a particle concentration that achieves a medium-high luminance distribution, light utilization efficiency of 55% or more cannot be realized.
In Measurement Example 15, the particle diameter is smaller than the preferred limited range of the present invention and the light utilization efficiency is good, but a medium-high luminance distribution cannot be realized. In Measurement Example 16, the particle diameter is smaller than the preferred limited range of the present invention. A large, medium and high luminance distribution can be realized, but the light utilization efficiency is low.
(実施例2)
実施例2として、画面サイズが42インチおよび46インチに対応する導光板30の導光長LがL=560mmおよび590mmの場合の最大厚さ、最小厚さ、粒子径および粒子濃度を表5および表6に示すように種々変えたときの、テーパ、中央部半径(多重湾曲部の曲率半径)R、光利用効率、中高度合を求めた。その結果を表5および表6に示す。
ここで、表5は、実施例2についての本発明例21〜24を示し、表6は、実施例2についての参考測定例21〜23を示す。
(Example 2)
As Example 2, the maximum thickness, the minimum thickness, the particle diameter, and the particle concentration when the light guide length L of the
Here, Table 5 shows Invention Examples 21 to 24 for Example 2, and Table 6 shows Reference Measurement Examples 21 to 23 for Example 2.
表5および表6から明らかなように、実施例2の本発明例21〜24は、いずれも、粒子径および粒子濃度が、本発明の好適な限定範囲を満足し、また、最大厚さおよび最小厚さも、本発明の好適な限定範囲を満足するので、光利用効率が、いずれも59%〜61%と55%より高く、中高度合も、14%〜15%であり、0%超、25%以下の本発明の要求する好適な限定範囲を満足する。 As is apparent from Tables 5 and 6, the inventive examples 21 to 24 of Example 2 all satisfy the preferred limiting range of the present invention in terms of particle diameter and particle concentration, and the maximum thickness and Since the minimum thickness also satisfies the preferred limited range of the present invention, the light utilization efficiency is 59% to 61%, which is higher than 55%, and the intermediate altitude is 14% to 15%, more than 0%. 25% or less of the preferred limiting range required by the present invention.
これに対し、測定例21および22は、本発明の好適な限定範囲より、粒子濃度が高いため、平板と同様の現象となるため、中高な輝度分布を実現できない。
また、測定例23は、最大厚さおよびテーパ角のいずれも、本発明の好適な限定範囲の上限値の6.0mmおよび0.8°より大きく、テーパが大きすぎて、最大厚さが必要以上に大きくなり、必要以上に中高な分布になりすぎてしまうばかりか、重量が重くなりすぎて液晶TV用光学部材として適さない。
On the other hand, measurement examples 21 and 22 have a particle concentration higher than the preferred limited range of the present invention, and thus exhibit the same phenomenon as a flat plate, and thus cannot achieve a medium-high luminance distribution.
In measurement example 23, both the maximum thickness and the taper angle are larger than the upper limit values of 6.0 mm and 0.8 ° of the preferable limited range of the present invention, the taper is too large, and the maximum thickness is necessary. Not only does it become larger and the distribution becomes higher than necessary, but the weight is too heavy, making it unsuitable as an optical member for a liquid crystal TV.
(実施例3)
実施例3として、画面サイズが52インチおよび57インチに対応する導光板30の導光長LがL=660mmおよび730mmの場合の最大厚さ、最小厚さ、粒子径および粒子濃度を表7および表8に示すように種々変えたときの、テーパ、中央部半径(多重湾曲部の曲率半径)R、光利用効率、中高度合を求めた。その結果を表7および表8に示す。
ここで、表7は、実施例3についての本発明例31,32を示し、表8は、実施例3についての参考測定例31〜35を示す。
Example 3
As Example 3, the maximum thickness, the minimum thickness, the particle diameter, and the particle concentration when the light guide length L of the
Here, Table 7 shows Invention Examples 31 and 32 for Example 3, and Table 8 shows Reference Measurement Examples 31 to 35 for Example 3.
表7および表8から明らかなように、実施例3の本発明例31,32は、いずれも、粒子径および粒子濃度が、本発明の好適な限定範囲を満足し、また、最大厚さおよび最小厚さも、本発明の好適な限定範囲を満足するので、光利用効率が、いずれも60%〜61%と55%より高く、中高度合も、14%〜14.2%であり、0%超、25%以下の本発明の要求する好適な限定範囲を満足する。 As is apparent from Tables 7 and 8, the inventive examples 31 and 32 of Example 3 both satisfy the preferred limiting range of the present invention in terms of the particle diameter and particle concentration, and the maximum thickness and Since the minimum thickness also satisfies the preferred limited range of the present invention, the light utilization efficiency is higher than 60% to 61% and 55%, and the intermediate altitude is 14% to 14.2%. It satisfies the preferable limited range required by the present invention of more than 25% and 25% or less.
これに対し、測定例31は、本発明の好適な限定範囲より、粒子濃度が高いため、平板と同様の現象となるため、中高な輝度分布を実現できない。
また、測定例32は、本発明の好適な限定範囲より、粒子濃度が低いため、光が突き抜けて透過してしまうために、光利用効率が55%以上を満たさない。
On the other hand, since the measurement example 31 has a particle concentration higher than the preferable limited range of the present invention, and thus exhibits the same phenomenon as a flat plate, a medium-high luminance distribution cannot be realized.
Further, in Measurement Example 32, the particle concentration is lower than the preferred limited range of the present invention, and thus light penetrates and passes, so that the light utilization efficiency does not satisfy 55% or more.
また、測定例33は、テーパ角が本発明の好適な限定範囲の上限値の0.8°より大きく、テーパが大きすぎて、必要以上に中高な分布になりすぎてしまう。
また、測定例34および35は、テーパ角が本発明の好適な限定範囲の上限値の0.1°より小さく、テーパが小さすぎて、中央部半径Rが大きすぎて成形に適さない。測定例34は、光利用効率が55%以上を達成する粒子濃度では、中高分布を実現できない。また、測定例35は、平板と同じとなり、中高な輝度分布を達成する粒子濃度では、光利用効率が55%以上を満たさない。
Further, in Measurement Example 33, the taper angle is larger than the upper limit value of 0.8 ° of the preferred limited range of the present invention, the taper is too large, and the distribution becomes excessively higher than necessary.
In measurement examples 34 and 35, the taper angle is smaller than 0.1 ° of the upper limit value of the preferred limited range of the present invention, the taper is too small, and the center radius R is too large, which is not suitable for molding. In Measurement Example 34, the medium-high distribution cannot be realized at a particle concentration at which the light utilization efficiency is 55% or more. In addition, measurement example 35 is the same as a flat plate, and the light use efficiency does not satisfy 55% or more at a particle concentration that achieves a medium-high luminance distribution.
(実施例4)
実施例4として、画面サイズが52インチおよび57インチに対応する導光板30の導光長LがL=660mmおよび730mmの場合の最大厚さ、最小厚さ、粒子径および粒子濃度を表9および表10に示すように種々変えたときの、テーパ、中央部半径(多重湾曲部の曲率半径)R、光利用効率、中高度合を求めた。その結果を表9および表10に示す。
ここで、表9は、実施例4についての本発明例41〜44を示し、表10は、実施例4についての参考測定例41〜45を示す。
Example 4
As Example 4, the maximum thickness, the minimum thickness, the particle diameter, and the particle concentration when the light guide length L of the
Here, Table 9 shows Examples 41-44 of the present invention for Example 4, and Table 10 shows Reference Measurement Examples 41-45 for Example 4.
表9および表10から明らかなように、実施例4の本発明例41〜44は、いずれも、粒子径および粒子濃度が、本発明の好適な限定範囲を満足し、また、最大厚さおよび最小厚さも、本発明の好適な限定範囲を満足するので、光利用効率が、いずれも57%〜68%と55%より高く、中高度合も、11%〜24%であり、0%超、25%以下の本発明の要求する好適な限定範囲を満足する。 As is apparent from Tables 9 and 10, all of the inventive examples 41 to 44 of Example 4 have a particle diameter and a particle concentration that satisfy the preferred limiting range of the present invention, and the maximum thickness and Since the minimum thickness also satisfies the preferred limited range of the present invention, the light utilization efficiency is 57% to 68%, which is higher than 55%, and the intermediate altitude is 11% to 24%, more than 0%. 25% or less of the preferred limiting range required by the present invention.
これに対し、測定例41は、本発明の好適な限定範囲より、粒子濃度が低いため、光が突き抜けて透過してしまうために、光利用効率が55%以上を満たさない。
また、測定例42は、最大厚さおよび最小厚さがいずれも、本発明の好適な限定範囲の上限値の6.0mmおよび3.0mmより大きく、光が突き抜けて透過してしまうために、光利用効率が50%と限定範囲の55%以上を満たさないばかりか、重量が重くなりすぎて液晶TV用光学部材として適さない。
On the other hand, in the measurement example 41, since the particle concentration is lower than the preferable limited range of the present invention, the light penetrates and penetrates, so that the light use efficiency does not satisfy 55% or more.
Further, in the measurement example 42, the maximum thickness and the minimum thickness are both larger than the upper limit values 6.0 mm and 3.0 mm of the preferable limited range of the present invention, and the light penetrates and penetrates. Not only does the light utilization efficiency not exceed 50%, which is 55% or more of the limited range, but the weight becomes too heavy and is not suitable as an optical member for a liquid crystal TV.
また、測定例43は、最大厚さが、本発明の好適な限定範囲の下限値の1.0mmより小さく、中央部半径Rが大きすぎて、本発明の好適な限定範囲を超え、成形に適さないし、光利用効率が55%以上を達成する粒子濃度では、中高分布を実現できない。
測定例44は、本発明の好適な限定範囲より粒子径が小さく、光利用効率は良いが、中高な輝度分布を実現できないし、測定例45は、本発明の好適な限定範囲より粒子径が大きく、中高な輝度分布を実現できるが、光利用効率が低い。
Further, in measurement example 43, the maximum thickness is smaller than 1.0 mm which is the lower limit value of the preferred limited range of the present invention, the center radius R is too large, and exceeds the preferred limited range of the present invention. If the particle concentration is not suitable and the light utilization efficiency is 55% or more, the medium-high distribution cannot be realized.
In measurement example 44, the particle diameter is smaller than the preferred limited range of the present invention and the light utilization efficiency is good, but a medium-high luminance distribution cannot be realized, and in measurement example 45, the particle diameter is smaller than the preferred limited range of the present invention. Large, medium and high luminance distribution can be realized, but the light utilization efficiency is low.
以上の結果から、本発明例は、いずれもの実施例においても、導光板のそれぞれの導光長の範囲に応じて、その形状が適切であり、その最大厚さ、最小厚さ、テーパ、中央部半径Rおよび分散させる散乱粒子の粒子径および粒子濃度が、本発明の好適な限定範囲を満たし、光利用効率が55%以上、中高度合が0%超、25%以下であり、優れた特性を持つことが分かる。
一方、測定例は、いずれもの実施例の導光長の範囲においても、上記要件のいずれかが本発明の好適な限定範囲を外れるため、光利用効率が55%以上を満たさないか、中高度合が0%超、25%以下を満たさず、優れた特性を発揮することができない。
From the above results, in any of the embodiments, the present invention has an appropriate shape according to the range of the respective light guide lengths of the light guide plate, the maximum thickness, the minimum thickness, the taper, and the center. The part radius R and the particle diameter and particle concentration of the scattering particles to be dispersed satisfy the preferred limited range of the present invention, the light utilization efficiency is 55% or more, the intermediate altitude is more than 0%, and 25% or less. It can be seen that it has characteristics.
On the other hand, in the measurement examples, even in the range of the light guide length in any of the examples, either of the above requirements is out of the preferred limited range of the present invention, so that the light utilization efficiency does not satisfy 55% or more. The total content exceeds 0% and does not satisfy 25% or less, and excellent properties cannot be exhibited.
次に、他の実施形態に係る面状照明装置の導光板について説明する。
本実施形態に示す面状照明装置の導光板は、大型の導光板では、周囲の温度・湿度による伸縮が大きく、50インチ程度のサイズで、5mm以上の伸縮を繰り返すことに起因する問題に対処するためのものである。上述の伸縮に起因する問題としては、最悪の場合、伸縮した導光板が液晶パネルを押し上げ、液晶表示装置から出射される光にプール状のむらが発生するというものである。
Next, a light guide plate of a planar lighting device according to another embodiment will be described.
The light guide plate of the planar lighting device shown in the present embodiment is a large light guide plate, which has a large expansion and contraction due to ambient temperature and humidity, and copes with problems caused by repeated expansion and contraction of 5 mm or more in a size of about 50 inches. Is to do. As a problem caused by the above-described expansion and contraction, in the worst case, the expanded and contracted light guide plate pushes up the liquid crystal panel, and pool-shaped unevenness occurs in the light emitted from the liquid crystal display device.
上記問題を避けるために、本実施形態に示す面状照明装置の導光板では、導光板の伸縮を吸収するような導光板支持機構を採用しているものである。
具体的には、一例として図18に示すように、導光板30Aの一方の入射面側を固定端74として固定的に支持するとともに、他方の入射面側については、すべり機構70を用いて移動(摺動)可能に支持する用に構成したものである。
In order to avoid the above problem, the light guide plate of the planar illumination device shown in the present embodiment employs a light guide plate support mechanism that absorbs expansion and contraction of the light guide plate.
Specifically, as shown in FIG. 18 as an example, one incident surface side of the
すなわち、導光板30Aの一方の入射面側では、光源28をピンにより上記固定端74に固定し、さらにこの固定端74を上部筐体44と下部筐体42との間に挟持させることにより固定し、他方の入射面側では、光源28をピンにより上記すべり機構70(70a〜70d)に固定している。このすべり機構70は、上部筐体44と下部筐体42との間に摺動可能に支持されているので、導光板30Aは、一端を固定されているが他端が移動(摺動)することで、収縮を吸収することが可能になっている。
That is, on one incident surface side of the
なお、図18中の各構成要素については、先に図2に示したものと同じ構成要素には同じ符号を付すことにより、詳細な説明は省略するものとする。
そして、図18に示した導光板30Aにおいても、その下面中央部に多重湾曲部30hが形成されており、これにより、導光板30の厚みを減少させるとともに、中央の接合部分にできる帯むらを均一にし、また、中高な、いわゆる釣鐘状の分布とすることを可能にしている。
In addition, about each component in FIG. 18, the detailed description shall be abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol to the same component as what was shown previously in FIG.
Also in the
次に、さらに他の実施形態に係る面状照明装置の導光板について説明する。
本実施形態に係る導光板30Bは、図19に示すように、その基本的な断面形状が、下面を楕円形を主体とする形状となっているものである。
本実施形態に係る導光板30Bにおいては、その下面の楕円形状の一部(最下部)に、先に説明したような多重湾曲部30hを採用したものである。
Next, a light guide plate of a planar lighting device according to still another embodiment will be described.
As shown in FIG. 19, the
In the
なお、ここでも、図19中の各構成要素については、先に図2に示したものと同じ構成要素には同じ符号を付すことにより、詳細な説明は省略するものとする。
図18に示した導光板30Aにおいても、その下面中央部に多重湾曲部30hが形成されており、これにより、導光板30の厚みを減少させるとともに、中央の接合部分にできる帯むらを均一にし、また、中高な、いわゆる釣鐘状の分布とすることを可能にしているものである。
Here, again, with respect to the components in FIG. 19, the same components as those shown in FIG.
Also in the
以下に、前述の実施形態に示した逆楔形状の導光板30を含めて、その下面中央部に形成されている多重湾曲部30hを有することの効果を説明する実施例を示す。
表11は、各種の形状を基本とする導光板において、多重湾曲部(ないし、一部の単調な湾曲部)の形状構成並びに湾曲部の曲率半径、最大厚み、テーパ角、粒子濃度等を規定した場合の、光利用効率を示すものである。なお、ここでは、光利用効率を、項番1に規定した場合を基準とする相対値によって示している。
In the following, an example for explaining the effect of having the multiple
Table 11 stipulates the shape configuration of the multiple curved portions (or some monotonous curved portions), the radius of curvature of the curved portions, the maximum thickness, the taper angle, the particle concentration, etc. in the light guide plate based on various shapes. In this case, the light utilization efficiency is shown. Here, the light utilization efficiency is indicated by a relative value based on the case defined in
なお、項番1は、逆楔形状の導光板の一例に係るもの、項番2〜項番4は、図2に示した実施形態に係る導光板において、多重湾曲部30hの曲率半径R1,R2がいずれも10000mmの例を示しており、この三者は粒子濃度が異なるものである。また、項番5は、図19に示した実施形態に係る導光板(楕円形状の反射面を有するもの)において、多重湾曲部30hの曲率半径R1,R2が10000mmの例を示している。
Item No. 1 relates to an example of an inverted wedge-shaped light guide plate, Item No. 2 to Item No. 4 are curvature radii R1, R1 of the
表11から明らかなように、基準とした項番1の条件に対応する結果に比較して、項番3〜6の条件に対応する結果では、いずれも、光の利用効率が向上するという効果が認められており、本発明に係る導光板における湾曲部を多重湾曲部30hとすることの効果を示すものとなっている。
As is apparent from Table 11, the results corresponding to the conditions of
図20に、上述の表11に示した条件とは別の、さらに新たな例を追加した、32インチサイズの導光板の上下方向(光の入射方向)における距離とそれに対応する相対照度の関係を示す。
図20に示す導光板の特徴を、表12に示した。
表12に示すように、項番Aは、表11における項番1の条件に対応する条件、すなわち、湾曲部が多重構成ではない逆楔形導光板に対応しており、項番Bは、同じく逆楔形導光板ではあるが、湾曲部が多重構成であるものに、また、項番C〜Eは、楕円形の導光板において、湾曲部が多重構成であるものに対応している。
FIG. 20 shows a relationship between the distance in the vertical direction (light incident direction) of a 32-inch light guide plate and the corresponding relative illuminance, which is a new example different from the conditions shown in Table 11 above. Indicates.
Table 12 shows the characteristics of the light guide plate shown in FIG.
As shown in Table 12, the item number A corresponds to the condition corresponding to the condition of the
図20に示すグラフの曲線Aは、本発明に係る導光板の特徴を示すために基準として示したものであり、これより上方に位置する曲線B〜Eは、いずれも、本発明に係る、導光板における湾曲部を多重湾曲部30hとしたものに対応している。
図20から明らかなように、導光板における湾曲部を多重湾曲部30hとし、そこでのの曲率半径R1,R2等を所定の範囲内に設定することにより、先に示した実施例における結果と同様に、導光板30の厚みを減少させるとともに、中央の接合部分にできる帯むらを均一にし、また、中高な、いわゆる釣鐘状の分布とすることを可能にしているものである。
The curve A of the graph shown in FIG. 20 is shown as a reference in order to show the characteristics of the light guide plate according to the present invention, and the curves B to E positioned above this are all related to the present invention. This corresponds to a curved portion in the light guide plate that is a multiple
As is apparent from FIG. 20, the curved portion of the light guide plate is a multiple
以上述べたように、本発明は、薄型な形状であり、かつ光の利用効率が高く、輝度むらが少ない光を射出することができ、逆楔形や楕円形状の導光板を用いる際に、厚みをこれまでより薄くしても、大画面の薄型液晶テレビに要求される画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高あるいは釣鐘状の明るさの分布を得ることが可能な導光板およびこれを用いる面状照明装置を実現できるという、大きな産業上の利用可能性を有するものである。 As described above, the present invention has a thin shape, high light utilization efficiency, can emit light with little unevenness in brightness, and has a thickness when using an inverted wedge-shaped or elliptical light guide plate. Even if it is thinner than before, it is possible to obtain a light distribution near the center of the screen, which is required for thin LCD TVs with a large screen, compared to the periphery, that is, a so-called medium-high or bell-shaped brightness distribution. It has great industrial applicability that a light plate and a planar lighting device using the same can be realized.
10 液晶表示装置
12 液晶表示パネル
14 駆動ユニット
20 バックライトユニット
24 照明装置本体
24a、30a 光射出面
26 筐体
28 光源
29 副光源
30 導光板
30b 第1傾斜面
30c 第2傾斜面
30d 第1光入射面
30e 第2光入射面
30f 第1側面(第3光入射面)
30g 第2側面(第4光入射面)
30h 多重湾曲部
30x、30y、30z 曲面
32 光学部材ユニット
32a 拡散シート
32b プリズムシート
32c 拡散シート
33 間隔維持部材
34 反射板
36 上部誘導反射板
38 下部誘導反射板
42 下部筐体
44 上部筐体
46 補強部材
49 電源収納部
50 LEDチップ
51 発光部
52 光源支持部
54 アレイ基板
56 フィン
58 発光面
70 すべり機構
70a、70d 摺動部材固定部材
70b 上部摺動部材
70c 下部摺動部材
74 固定端
α 2等分線
DESCRIPTION OF
30g Second side (fourth light incident surface)
30h Multiple
Claims (14)
それぞれ、前記光入射面の長手方向と略同一の長さの板状の支持体と、前記支持体の前記光入射面に対向する面に列状に配置されている複数の発光素子とで構成され、前記導光板の2つの前記光入射面に対向してそれぞれ配置された2つの光源と
を有することを特徴とする面状照明装置。 A rectangular light exit surface, two light incident surfaces each including two opposing long sides of the light exit surface and disposed at positions facing each other, from these two light incident surfaces to the center of the light exit surface Two symmetrical inclined surfaces each having a distance away from the light exit surface as it goes toward each other, and the multiple curved portions according to any one of claims 1 to 4 that join the two inclined surfaces are propagated therein. A light guide plate containing scattering particles that scatter light
Each includes a plate-like support having a length substantially the same as the longitudinal direction of the light incident surface, and a plurality of light emitting elements arranged in a row on the surface of the support that faces the light incident surface. And a two-light source arranged opposite to the two light incident surfaces of the light guide plate.
前記2つの光入射面間の導光長が、480mm以上、500mm以下であり、
前記散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、前記散乱粒子の濃度が、0.02wt%以上、0.22wt%以下であり、かつ、
前記散乱粒子の粒径および濃度が、前記散乱粒子の粒径(μm)を横軸とし、前記散乱粒子の粒子濃度を縦軸とするグラフにおいて、6点(4.0,0.02)、(4.0,0.085)、(7.0,0.03)、(7.0,0.12)、(12.0,0.06)および(12.0,0.22)で囲まれる領域内にあり、
前記2つの光入射面から入射した光が前記光射出面から射出された割合を示す光の利用効率が55%以上であり、
前記光射出面の前記光入射面近傍から射出する光の輝度に対する前記光射出面の中央部から射出する光の輝度の割合を示す前記光射出面の輝度分布の中高度合が、0%超、25%以下である請求項5に記載の面状照明装置。 The light guide plate is
The light guide length between the two light incident surfaces is 480 mm or more and 500 mm or less,
The particle size of the scattering particles is 4.0 μm or more and 12.0 μm or less, the concentration of the scattering particles is 0.02 wt% or more and 0.22 wt% or less, and
The particle size and concentration of the scattering particles are 6 points (4.0, 0.02) in a graph with the particle size (μm) of the scattering particles as the horizontal axis and the particle concentration of the scattering particles as the vertical axis. (4.0, 0.085), (7.0, 0.03), (7.0, 0.12), (12.0, 0.06) and (12.0, 0.22) In the enclosed area,
The utilization efficiency of light indicating the ratio of the light incident from the two light incident surfaces being emitted from the light exit surface is 55% or more,
The medium to altitude of the luminance distribution of the light emitting surface, which indicates the ratio of the luminance of the light emitted from the center of the light emitting surface to the luminance of the light emitted from the vicinity of the light incident surface of the light emitting surface, exceeds 0%. The planar illumination device according to claim 5, which is 25% or less.
前記2つの光入射面間の導光長が、515mm以上、620mm以下であり、
前記散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、前記散乱粒子の濃度が、0.015wt%以上、0.16wt%以下であり、かつ、
前記散乱粒子の粒径および濃度が、前記散乱粒子の粒径(μm)を横軸とし、前記散乱粒子の粒子濃度(wt%)を縦軸とするグラフにおいて、6点(4.0,0.015)、(4.0,0.065)、(7.0,0.02)、(7.0,0.09)、(12.0,0.035)および(12.0,0.16)で囲まれる領域内にあり、
前記2つの光入射面から入射した光が前記光射出面から射出された割合を示す光の利用効率が55%以上であり、
前記光射出面の前記光入射面近傍から射出する光の輝度に対する前記光射出面の中央部から射出する光の輝度の割合を示す前記光射出面の輝度分布の中高度合が、0%超、25%以下である請求項5または6に記載の面状照明装置。 The light guide plate is
The light guide length between the two light incident surfaces is 515 mm or more and 620 mm or less,
The particle size of the scattering particles is 4.0 μm or more and 12.0 μm or less, the concentration of the scattering particles is 0.015 wt% or more and 0.16 wt% or less, and
The particle size and concentration of the scattering particles are 6 points (4.0, 0) in a graph with the particle size (μm) of the scattering particles as the horizontal axis and the particle concentration (wt%) of the scattering particles as the vertical axis. .015), (4.0, 0.065), (7.0, 0.02), (7.0, 0.09), (12.0, 0.035) and (12.0,0 .16) within the area surrounded by
The utilization efficiency of light indicating the ratio of the light incident from the two light incident surfaces being emitted from the light exit surface is 55% or more,
The medium to altitude of the luminance distribution of the light emitting surface, which indicates the ratio of the luminance of the light emitted from the center of the light emitting surface to the luminance of the light emitted from the vicinity of the light incident surface of the light emitting surface, exceeds 0%. 25% or less, The planar illumination device according to claim 5 or 6.
前記2つの光入射面間の導光長が、625mm以上、770mm以下であり、
前記散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、前記散乱粒子の濃度が、0.01wt%以上、0.12wt%以下であり、かつ
前記散乱粒子の粒径および濃度が、前記散乱粒子の粒径を横軸とし、前記散乱粒子の粒子濃度を縦軸とするグラフにおいて、6点(4.0,0.01)、(4.0,0.05)、(7.0,0.01)、(7.0,0.06)、(12.0,0.02)および(12.0,0.12)で囲まれる領域内にあり、
前記2つの光入射面から入射した光が前記光射出面から射出された割合を示す光の利用効率が55%以上であり、
前記光射出面の前記光入射面近傍から射出する光の輝度に対する前記光射出面の中央部から射出する光の輝度の割合を示す前記光射出面の輝度分布の中高度合が、0%超、25%以下である請求項5〜7のいずれかに記載の面状照明装置。 The light guide plate is
The light guide length between the two light incident surfaces is 625 mm or more and 770 mm or less,
The particle size of the scattering particles is 4.0 μm or more and 12.0 μm or less, the concentration of the scattering particles is 0.01 wt% or more and 0.12 wt% or less, and the particle size and concentration of the scattering particles are 6 points (4.0, 0.01), (4.0, 0.05), (7. 7) in a graph in which the horizontal axis represents the particle diameter of the scattering particles and the vertical axis represents the particle concentration of the scattering particles. 0, 0.01), (7.0, 0.06), (12.0, 0.02) and (12.0, 0.12).
The utilization efficiency of light indicating the ratio of the light incident from the two light incident surfaces being emitted from the light exit surface is 55% or more,
The medium to altitude of the luminance distribution of the light emitting surface, which indicates the ratio of the luminance of the light emitted from the central portion of the light emitting surface to the luminance of the light emitted from the vicinity of the light incident surface of the light emitting surface, exceeds 0%. 25% or less, The planar illuminating device in any one of Claims 5-7.
その内部に伝搬する光を散乱する散乱粒子を含む導光板であって、
前記2つの光入射面間の導光長が、785mm以上、830mm以下であり、
前記散乱粒子の粒径が、4.0μm以上、12.0μm以下、前記散乱粒子の濃度が、0.008wt%以上、0.08wt%以下であり、かつ
前記散乱粒子の粒径および濃度が、前記散乱粒子の粒径を横軸とし、前記散乱粒子の粒子濃度を縦軸とするグラフにおいて、6点(4.0,0.008)、(4.0,0.03)、(7.0,0.009)、(7.0,0.04)、(12.0,0.02)および(12.0,0.08)で囲まれる領域内にあり、
前記2つの光入射面から入射した光が前記光射出面から射出された割合を示す光の利用効率が55%以上であり、
前記光射出面の前記光入射面近傍から射出する光の輝度に対する前記光射出面の中央部から射出する光の輝度の割合を示す前記光射出面の輝度分布の中高度合が、0%超、25%以下である請求項5〜8のいずれかに記載の面状照明装置。 The light guide plate is
A light guide plate including scattering particles that scatter light propagating therein,
The light guide length between the two light incident surfaces is 785 mm or more and 830 mm or less,
The particle size of the scattering particles is 4.0 μm or more and 12.0 μm or less, the concentration of the scattering particles is 0.008 wt% or more and 0.08 wt% or less, and the particle size and concentration of the scattering particles are: 6 points (4.0, 0.008), (4.0, 0.03), (7. 7) in a graph in which the horizontal axis represents the particle diameter of the scattering particles and the vertical axis represents the particle concentration of the scattering particles. 0, 0.009), (7.0, 0.04), (12.0, 0.02) and (12.0, 0.08).
The utilization efficiency of light indicating the ratio of the light incident from the two light incident surfaces being emitted from the light exit surface is 55% or more,
The medium to altitude of the luminance distribution of the light emitting surface, which indicates the ratio of the luminance of the light emitted from the central portion of the light emitting surface to the luminance of the light emitted from the vicinity of the light incident surface of the light emitting surface, exceeds 0%. 25% or less, The planar illuminating device in any one of Claims 5-8.
その厚みが最も薄い前記光入射面の厚みが、0.5mm以上3.0mm以下であり、
前記厚みが最も厚い前記多重湾曲部の中央の厚みが、1.0mm以上6.0mm以下であり、
前記多重湾曲部の曲率半径が、6,000mm以上45,000mm以下であり、
前記光射出面に平行な線に対する前記傾斜面のテーパが、0.1°以上0.8°以下である請求項5〜9のいずれかに記載の面状照明装置。 The light guide plate is
The thickness of the light incident surface with the smallest thickness is 0.5 mm or more and 3.0 mm or less,
The thickness of the center of the multiple curved portion where the thickness is the thickest is 1.0 mm or more and 6.0 mm or less,
The radius of curvature of the multiple curved portion is 6,000 mm or more and 45,000 mm or less,
The planar illumination device according to any one of claims 5 to 9, wherein a taper of the inclined surface with respect to a line parallel to the light emitting surface is not less than 0.1 ° and not more than 0.8 °.
x cosβ<w/2(p cosβ<w)
を満足するものである請求項12に記載の面状照明装置。 The inclination angle β of the light emitting diodes arranged in the inclined state is set such that the width of the light emitting diodes is wmm, the height is hmm, the arrangement pitch in the lateral direction is p, and p / 2 = x.
x cosβ <w / 2 (p cosβ <w)
The planar lighting device according to claim 12, wherein:
s=√w2+h2cos(β―φ)
より大きい請求項13に記載の面状照明装置。
ここで、上式中のφは、
φ=tan−1(w/h)
を表している。 The minimum thickness tmin of the light incident surface of the light guide plate is a dimension s in the vertical direction (thickness direction of the light guide plate) in the inclined state of the light emitting diode.
s = √w 2 + h 2 cos (β−φ)
The planar lighting device of claim 13, which is larger.
Here, φ in the above formula is
φ = tan −1 (w / h)
Represents.
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A762 | Written abandonment of application |
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