JP4815381B2 - Light emitting device, linear light emitting device, planar light emitting device, liquid crystal display device, and electronic apparatus - Google Patents
Light emitting device, linear light emitting device, planar light emitting device, liquid crystal display device, and electronic apparatus Download PDFInfo
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Description
本発明は、反射板の反射面での反射光の方向を制御し、輝度の均一性を向上させることができる発光装置、線状発光装置、面状発光装置、液晶表示装置、及び電子機器に関する。 The present invention relates to a light-emitting device, a linear light-emitting device, a planar light-emitting device, a liquid crystal display device, and an electronic apparatus that can improve the uniformity of luminance by controlling the direction of reflected light on a reflecting surface of a reflecting plate. .
近時、携帯電話機や薄型のテレビジョン受信機など各種の幅広い分野において、液晶表示装置(LCD)が広く普及している。また、通常、この液晶表示装置は、光源からの光を導光板や反射板などを介して液晶表示装置本体へ投光し、照明するためのバックライト装置を備えている(例えば、特許文献1参照)。 Recently, liquid crystal display devices (LCDs) are widely used in various fields such as mobile phones and thin television receivers. In addition, this liquid crystal display device usually includes a backlight device for projecting light from a light source onto a liquid crystal display device main body through a light guide plate or a reflection plate (for example, Patent Document 1). reference).
このようなバックライト装置としては、例えば、図7に示すように、拡散板101に略平行に配置される複数の棒状光源102と、この棒状光源102の反拡散板側に棒状光源102から出射する光を拡散板101に向けて反射する反射板103とを配設させたものが知られている。また、この反射板103は、棒状光源102の長手軸に平行に延伸した長手軸を有する複数の樋状の反射板で構成されており、棒状光源102のそれぞれに対して、凹面が棒状光源102側に向けて配設されている。また、この複数の樋状の反射板103は、それぞれ独立に成形されており、それぞれ独立に支持されている。なお、同図において、バックライト装置は、更に、筐体の側壁104、支柱105、液晶表示装置(LCD)106、拡散シート107、基板108を備えている。
As such a backlight device, for example, as shown in FIG. 7, a plurality of rod-
しかしながら、このような構成のバックライト装置にあっては、通常、棒状の光源として冷陰極管(CCFL)が使用されているが、消費電力やサイズなどの観点から携帯電話などのモバイル機器では光源として点状の光源であるLEDが使用されることが多い。よって、LEDの近傍ではLEDから出射される光が一様に広がらず輝度の均一性が不十分である。また、このLEDは、面発光タイプ(EELED)のものも一部あるにはあるが、点光源タイプのものが殆どであるため、導光板の入射部付近に光を拡散させるための構造や材料が必要となっている。 However, in the backlight device having such a configuration, a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) is usually used as a rod-shaped light source. However, a mobile device such as a cellular phone has a light source in terms of power consumption and size. In many cases, an LED which is a point light source is used. Therefore, the light emitted from the LED does not spread uniformly in the vicinity of the LED, and the luminance uniformity is insufficient. In addition, although some of these LEDs are of surface emission type (EELED), most of them are point light source types, so that structures and materials for diffusing light near the incident part of the light guide plate are used. Is required.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、輝度の均一性を向上させることができる発光装置、線状発光装置、面状発光装置、液晶表示装置、及び電子機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a light-emitting device, a linear light-emitting device, a planar light-emitting device, a liquid crystal display device, and an electronic apparatus that can improve luminance uniformity. And
本発明の発光装置は、基材と、前記基材に搭載され、光を発する発光素子と、凸状の面を有し、前記光を反射する第1反射面を持ち、前記基材に搭載された第1反射部材と、凹状の面を有し、前記光を反射する第2反射面を持ち、前記発光素子を基準に前記第1反射部材と反対側の位置で、前記基材に搭載された第2反射部材と、を備え、前記光を直接的に被照明物に投光し、前記第1反射面で反射した光を光照明物に投光し、前記第2反射面で反射した光を被照明物に投光するものである。 The light-emitting device of the present invention has a base material, a light-emitting element that is mounted on the base material and emits light, a convex surface, a first reflective surface that reflects the light, and is mounted on the base material. A first reflecting member that has a concave surface, a second reflecting surface that reflects the light, and is mounted on the substrate at a position opposite to the first reflecting member with respect to the light emitting element. A second reflecting member, and projects the light directly onto the object to be illuminated, projects the light reflected on the first reflecting surface onto the object to be illuminated, and reflects the reflected light on the second reflecting surface. The projected light is projected onto the object to be illuminated.
本発明の線状発光装置は、直線の上に配置された、上記第1の発光装置と、前記直線の上に配置された、上記第2の発光装置と、を備え、前記第1の発光装置の第2反射面が前記直線の方向の外側に配置され、前記第2の発光装置の第2反射面が前記直線の方向の外側に配置されるものである。 The linear light-emitting device of the present invention includes the first light-emitting device disposed on a straight line, and the second light-emitting device disposed on the straight line, and the first light-emitting device. The second reflective surface of the device is disposed outside the straight line direction, and the second reflective surface of the second light emitting device is disposed outside the straight line direction.
本発明の面状発光装置は、上記の線状発光装置と、当該線状発光装置からの光を端面から入射するように前記線状発光装置と対向配置する導光板とを備えたものである。 A planar light-emitting device of the present invention includes the above-described linear light-emitting device and a light guide plate that is disposed to face the linear light-emitting device so that light from the linear light-emitting device is incident from an end surface. .
本発明の液晶表示装置は、上記の面状発光装置と、当該面状発光装置に積層配置する液晶パネルとを備えたものである。 A liquid crystal display device according to the present invention includes the above planar light emitting device and a liquid crystal panel that is stacked on the planar light emitting device.
本発明の電子機器は、上記の液晶表示装置を含むものである。 The electronic apparatus of the present invention includes the liquid crystal display device described above.
本発明によれば、反射部材は、発光素子を挟んだ両側にこの発光素子を臨む状態で、第1反射面を1対対向配置し、または、第1反射面と第2反射面を対向配置した構成であって、第1反射面は、投光方向に向けて傾斜した平面または少なくとも一部に凸状の面を有し、第2反射面は、少なくとも一部に凹状の面を有するので、輝度の均一性を向上させることができる。 According to the present invention, the reflecting member has a pair of first reflecting surfaces facing each other with the light emitting elements facing both sides of the light emitting element, or a first reflecting surface and a second reflecting surface facing each other. The first reflecting surface has a flat surface inclined toward the light projecting direction or at least a convex surface, and the second reflecting surface has a concave surface at least partially. , Brightness uniformity can be improved.
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る携帯電話機1を示すものであり、この携帯電話機1は、本発明に係る液晶表示装置に相当する液晶表示部2を設けた上部筐体1Aと、操作部11を設けた下部筐体1Bと、これら上部筐体1Aと下部筐体1Bを回動可能に連結するヒンジ部1Cとを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a
液晶表示部2は、図2に示すように、ドライバIC211、偏光板212、ガラス基板213などを含む液晶パネル本体21と、フレキシブルプリント基板(FPC)22,22Aと、本発明に係る面状発光装置に相当する面状発光装置3と、これらを収容するホルダ25などを備えている。
As shown in FIG. 2, the liquid
面状発光装置3は、図2に示すように、被照明物に相当する導光板31と、反射シート32と、拡散シート33と、集光シート34と、リムシート35と、本発明に係る線状発光装置に相当する線状発光装置4などを備えている。このうち、導光板31は、線状発光装置4からの照明光が均一な状態で入射し、液晶パネル本体21の有効発光領域L(図3参照)の全面にわたって均一に投光させるものである。反射シート32は、線状発光装置4からの光が入射した導光板31において、液晶パネル本体21と対面する表面とは反対の裏面などから漏出する光を反射させて再び導光板31へ入射させて戻すことで、線状発光装置4からの照明光の利用効率を高めるものである。拡散シート33は、導光板31から液晶パネル本体21の有効発光領域Lへ投光された光を拡散させて輝度の均一性を高めるものである。集光シート34は、導光板31から液晶パネル本体21の有効発光領域Lへ投光された光をZ軸方向に集光することで液晶パネル本体21を鉛直方向(Z軸方向)から見た時の輝度を高めるものである。リムシート35は、面上発光装置3と液晶パネル本体21を固定するものである。
As shown in FIG. 2, the planar
線状発光装置4は、液晶表示部2の液晶パネル本体21を照明するバックライト用の面状発光装置3の要部を構成するものであり、導光板31の発光装置5と対面する一端面31A(以下、「入射端面」とよぶ)に対向配置されている。また、この線状発光装置4は、図3(B)及び図4に示すように、導光板31の入射端面31Aに平行なY軸方向に沿ってライン状に複数個設けた発光装置5で構成されている。
The linear
本実施形態の発光装置5は、第1発光装置5A〜第4発光装置5Dから構成されており、各発光装置5A〜5Dには、基板51と、この基板51上に実装された光源であるLEDチップ(以下、「LED」と略す)52と、このLED52を挟んで両側に設けた反射部材53と、この反射部材53の反射面Rに臨む凹状の窪み状空間を埋めるようにして設けた蛍光体54とを、それぞれ備えている。
The
基板51は、FPC(フレキシブルプリント基板)22を介して図示外の電源回路からの電力をLED52へ供給させるためにFPC22と電気的に接続されている。図示外の電源回路は、バッテリパックから供給される電力をLED52の駆動に適した電圧に変換する機能を有する。
The
LED52は、基板51の表面に対して垂直な方向(X軸方向)を基準にして左右対称の配光パターンで固有波長の可視光を出射するものであり、基板51上に実装されている。本実施形態では、波長がおよそ420nm乃至470nmの青色光を出射する青色LEDを用いている。
The
反射部材53は、線状発光装置4において、両端側の発光装置(第1発光装置5A及び第4発光装置5D)の反射部材と、それ以外の内側の発光装置(第2発光装置5B及び第3発光装置5C)の反射部材とで異なる構成となっている。
In the linear
即ち、線状発光装置4の両端側にある第1発光装置5A及び第4発光装置5Dの反射部材53の方は、図4及び図5(A)に示すように、反射面Rが左右非対称に形成されている。即ち、この第1発光装置5A及び第4発光装置5Dの反射部材53は、それぞれ、内側寄り(線状発光装置4の中心に近い方)に配置した、光を拡散させる凸型の反射部材(以下、「第1反射部材」とよぶ)531と、外側寄り(線状発光装置4において発光装置5を配列するライン方向の最外部に相当する)に配置した、光が特定方向に進行しないようにした凹型の反射部材(以下、「第2反射部材」とよぶ)532とで構成されている。
That is, the reflecting
第1反射部材531は、入射端面31A方向に向けて傾斜した平面状または少なくとも一部が凸状を呈する反射面(以下、「第1反射面」とよぶ)R1を形成している。第1反射面R1の凸形状は、個々の第1反射面R1の曲率を最適な状態に設定しており、反射光の方向を制御して全体の光の出射分布の均一性を向上させている。一方、第2反射部材532は、入射端面31A方向に向けて凹状を呈する反射面(以下、「第2反射面」とよぶ)R2を形成している。第2反射面R2は、導光板31の入射端面31Aの両端部近傍付近での入射方向がほぼ垂直となるような固有の曲率を有している。
The first reflecting
ここで、第1反射面R1を平面状または少なくとも一部を凸状としたのは、ここで反射した光が、導光板31の入射端面31Aに入射する際に一部方向に集中して入射するのを避け、できるだけ拡散させて入射光分布の均一化を図るようにするためである。一方、第2反射面R2を凹状としたのは、ここで反射した光が、導光板31の入射端面31Aに入射する際に、この入射端面31Aからそれてしまい入射できずに導光板31よりも外部に逃げていくのを防止することで、漏れなく入射端面31Aに入射させるようにするのと同時に、入射端面31Aの両端部側に集中して入射するのを阻止して、入射光分布の均一化も図るようにするためである。これにより、導光板31の入射端面31Aから内部に入射直後の光が、この入射端面31Aと直交する端面(以下、「側端面」とよぶ)31B,31Cに集中するのを阻止することで、側端面31B,31Cにおいて、手前側(線状発光装置4寄り)の部位から集中して出光するのも防止できる。
Here, the first reflecting surface R1 is planar or at least partially convex. The light reflected here is concentrated in a part of the direction when entering the
次に、線状発光装置4の中央側にある第2発光装置5B及び第3発光装置5Cの反射部材53の方は、図4及び図5(B)に示すように、反射面Rが左右対称のもので構成されている。即ち、この第2発光装置5B及び第3発光装置5Cの反射部材53は、いずれも、左右が第1反射部材531で構成されている。従って、この第1反射部材531は、上述したように、反射面が第1反射面R1を形成している。
Next, as shown in FIGS. 4 and 5 (B), the reflecting
このように、第2発光装置5B及び第3発光装置5Cでの反射面を第1反射面R1としたのは、LED52から出射して蛍光体54を透過後、導光板31の入射端面31Aへ向かうときの光をそれぞれ外方側へ拡散させることで、光をできるだけ均一に広がらせるようにして、各LED52から出射する光の光軸付近に反射光が集中することで導光板31での入射分布にむらが発生するのを、回避するためである。
Thus, the reason why the reflecting surfaces of the second
蛍光体54は、LED52からの青色(B)光が入射すると、その一部が蛍光物質内の電子と衝突することによって励起され、黄色(Y)の波長の蛍光を放射するようになっている。その結果、このような蛍光現象によって発生する黄色成分と、蛍光物質に吸収されないで残った青色光とが合成されて白色の光が生成される。換言すれば、青色(B)とその補色である黄色(Y)の波長の合成により、白色の光を発生させるものである。
When the blue (B) light from the
次に、本実施形態の作用について説明する。
図1において、携帯電話機1の図示外の電源を入れる。すると、図2に示す液晶表示装置である液晶表示部2内部の面状発光装置3の要部を構成する線状発光装置4において、図4に示す発光装置5の第1発光装置5A〜第4発光装置5Dに設けてあるLED52に、図示外のバッテリパック及び電源回路からFPC22を介して電力が供給される。このため、それぞれ、LED52から青色(B)光が出射される。すると、これらの青色光は、一部が蛍光体54に含まれる蛍光物質内の電子と衝突することで励起されて蛍光現象を起こし、黄色(Y)成分の光を発生する。
Next, the operation of this embodiment will be described.
In FIG. 1, the
(I)反射しない光について:
そして、これらの光、つまり青色(B)成分の光と黄色(Y)成分の光は、合成されて白色光となって蛍光体54内部を進行する。そして、図5に示すように、その進行路がX軸方向に平行かこれにほぼ近い光軸方向に進行するものや、光軸方向に対して一定角度範囲内の方向に進行する光は、図6において、反射部材53で反射されることなくそのまま導光板31に入射して屈折するとともに、この内部を進行する。
(I) Non-reflecting light:
Then, these lights, that is, the light of the blue (B) component and the light of the yellow (Y) component are combined to become white light and travel through the
その後、導光板31を透過して液晶パネル本体21に直接入射するか、直接反射シート32(図2参照)で反射された後、再度、導光板31を透過して液晶パネル本体21に入射する。また、反射部材53で反射しない青色(B)成分の光と黄色(Y)成分の光のうちの一部は、合成される前にそれぞれ単独で蛍光体54内部を進行し、そのまま導光板31に入射してから合成されることにより、白色光となって、導光板31を透過して液晶パネル本体21に直接入射する。このようにして、導光板31からの白色光は、液晶表示部2の照明光となり、液晶パネル本体21内の液晶部分に入射し、表示内容に応じて液晶パネル本体21から出射して使用者の目に入ることとなる。
Thereafter, the light passes through the
(II)反射部材53で反射する光について:
一方、合成されて白色光となって蛍光体54内部を進行し、その進行路が光軸方向に対して一定角度を越える方向に進行する光は、反射部材53の反射面Rで反射後、蛍光体54内部での光路の方向が変化して進行する。そして、この光は、蛍光体54を透過後に導光板31に入射して屈折するとともに、そのままこの内部を進行する。
(II) Regarding the light reflected by the reflecting member 53:
On the other hand, the light that is synthesized and travels in the
その後、反射部材53の反射面Rで反射せずに導光板31に入射した光の場合と同様に、導光板31を透過して液晶パネル本体21に直接入射するか、直接反射シート32で反射された後、再度、導光板31を透過して液晶パネル本体21に入射することとなる。また、反射部材53で反射した青色(B)成分の光または黄色(Y)成分の光のうちの一部は、反射部材53の反射面Rで反射後、合成される前にそれぞれ単独で蛍光体54内部を進行し、そのまま導光板31に入射してから合成される。これにより、白色光となって、導光板31を透過して液晶パネル本体21に直接入射する。このようにして、導光板31からの白色光は、液晶表示部2の照明光として液晶パネル本体21内の液晶部分に入射し、表示内容に応じて液晶パネル本体21から出射して使用者の目に入ることとなる。
Thereafter, similarly to the case of the light incident on the
ところで、本実施形態の線状発光装置4において、第1発光装置5A〜第4発光装置5Dのうち、図4に示すように、第1発光装置5A及び第4発光装置5Dの反射部材53の方は、前述したように、それぞれ、両端部寄りに配置した第2反射部材532の第2反射面R2が所定の曲率を有する凹状を呈する。従って、蛍光体54を透過後に導光板31の入射端面31Aから入射しようとする光は、導光板31の入射端面31Aの両端部近傍付近での入射方向がほぼ垂直となる。
By the way, in the linear light-emitting
このため、蛍光体54を透過後に導光板31の入射端面31Aから入射できずに導光板31から漏れる光は、従来に比べると大幅に減少する。従って、導光板31内部において側端面31B,31C寄りでの光量増大を図ることもできる。これにより、導光板31での入射分布の均一化を図ることができるようになる。
For this reason, the light leaking from the
なお、線状発光装置4の中央側にある第2発光装置5B及び第3発光装置5Cの反射部材53は、いずれも、左右両側のものが第1反射部材531で構成されており、反射面は第1反射面R1で構成されているので、LED52から出射して導光板31の入射端面31Aへ向かうときの光をそれぞれ外方側へ偏りのない状態で広がらせることができる。これにより、導光板31での入射分布にむらが発生するのを回避でき、導光板31での入射分布の均一化を図ることができる。
Note that both the left and right reflecting
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention.
本発明の発光装置は、反射部材が、発光素子を挟んだ両側に発光素子を臨む状態で、第1反射面を1対対向配置し、または、第1反射面と第2反射面を対向配置した構成であるとともに、第1反射面は、投光方向に向けて傾斜した平面または少なくとも一部に凸状の面を有し、第2反射面は、少なくとも一部に凹状の面を有するので、輝度の均一性を向上させることができるといった効果を有し、この発光装置を備えた線状発光装置、面状発光装置、液晶表示装置、及び電子機器等に有用である。 In the light emitting device of the present invention, the reflecting member is disposed so that the first reflecting surface faces the light emitting element on both sides of the light emitting element, or the first reflecting surface and the second reflecting surface are opposed to each other. Since the first reflecting surface has a flat surface inclined toward the light projecting direction or at least part of the convex surface, and the second reflecting surface has at least part of the concave surface. It has an effect of improving the uniformity of luminance, and is useful for a linear light emitting device, a planar light emitting device, a liquid crystal display device, an electronic device, and the like provided with this light emitting device.
1 携帯電話機
2 液晶表示部
21 液晶パネル本体
22 フレキシブルプリント基板(FPC)
3 面状発光装置
31 導光板(被照明物)
31A 入射端面
32 反射シート
33 拡散シート
34 集光シート
35 リムシート
4 線状発光装置
5 発光装置
5A〜5D 第1発光装置〜第4発光装置
51 基板
52 LEDチップ(発光素子)
53 反射部材
531 凸型の反射部材(第1反射部材)
532 凹型の反射部材(第2反射部材)
54 蛍光体
R 反射面
R1 凸状を呈する反射面(第1反射面)
R2 凹状を呈する反射面(第2反射面)
DESCRIPTION OF
3 Planar
31A Incident end face 32
53
532 Recessed reflection member (second reflection member)
54 Phosphor R Reflective Surface R1 Convex reflective surface (first reflective surface)
R2 concave reflecting surface (second reflecting surface)
Claims (5)
前記基材に搭載され、光を発する発光素子と、
凸状の面を有し、前記光を反射する第1反射面を持ち、前記基材に搭載された第1反射部材と、
凹状の面を有し、前記光を反射する第2反射面を持ち、前記発光素子を基準に前記第1反射部材と反対側の位置で、前記基材に搭載された第2反射部材と、
を備え、
前記光を直接的に被照明物に投光し、前記第1反射面で反射した光を光照明物に投光し、前記第2反射面で反射した光を被照明物に投光する発光装置。 A substrate;
A light emitting element mounted on the substrate and emitting light;
A first reflective member having a convex surface, having a first reflective surface for reflecting the light, and mounted on the substrate;
A second reflecting member that has a concave surface, has a second reflecting surface that reflects the light, and is mounted on the substrate at a position opposite to the first reflecting member with respect to the light emitting element;
With
Light emission that projects the light directly onto the object to be illuminated, projects the light reflected by the first reflecting surface onto the object to be illuminated, and projects the light reflected by the second reflecting surface onto the object to be illuminated. apparatus.
前記直線の上に配置された、請求項1に記載の第2の発光装置と、
を備え、
前記第1の発光装置の第2反射面が前記直線の方向の外側に配置され、
前記第2の発光装置の第2反射面が前記直線の方向の外側に配置される線状発光装置。 Disposed on the straight line, and the first light-emitting device according to claim 1,
Disposed on the straight line, and the second light-emitting device according to claim 1,
With
A second reflecting surface of the first light emitting device is disposed outside the direction of the straight line;
A linear light-emitting device in which a second reflecting surface of the second light-emitting device is disposed outside in the direction of the straight line.
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