JP5835803B2 - Surface light unit - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示パネルのバックライトなどの照明に用いる面状ライトユニットに関する。 The present invention relates to a planar light unit used for illumination such as a backlight of a liquid crystal display panel.
ノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）、カーナビゲーション装置、モバイルタイプＰＣ、携帯電話機、ＰＤＡ、ＡＴＭ（現金自動預け払い機）等のディスプレイには、画像表示のための液晶表示装置が広く採用されている。この液晶表示装置には、液晶表示パネルの裏面側から光を照射して表示画面の輝度を高めるバックライトユニットが用いられている。 Liquid crystal display devices for displaying images are widely used for displays such as notebook PCs (personal computers), car navigation devices, mobile type PCs, mobile phones, PDAs, and ATMs (automated teller machines). This liquid crystal display device uses a backlight unit that emits light from the back side of the liquid crystal display panel to increase the brightness of the display screen.
このバックライトユニットには、蛍光管やＬＥＤ等の光源からの光を導光して主面全体から液晶表示パネルに向けて出射させる導光板を用いたタイプが知られているが、その他に、導光板を用いずに光反射面部材と発光面部材との間の空間に光を出射させて、反射および拡散させる中空式面照明装置が提案されている。 In this backlight unit, a type using a light guide plate that guides light from a light source such as a fluorescent tube or an LED and emits the light from the entire main surface toward the liquid crystal display panel is known. There has been proposed a hollow surface illumination device that emits light into a space between a light reflecting surface member and a light emitting surface member without using a light guide plate, and reflects and diffuses the light.
例えば、特許文献１及び２には、中空のユニットケースの底面側に光反射部材を配置し、ユニットケースの光反射部材と対向する表側に発光面部材を配置し、光反射部材と発光面部材とで挟まれる空間を中空導光領域とし、配線基板に多数個のＬＥＤを列設実装して成るＬＥＤ光源を中空導光領域に隣接して、中空導光領域に出射するように配置した中空式照明装置が提案されている。この中空式照明装置では、ＬＥＤ光源からの光を集光するＬＥＤコリメータをＬＥＤ光源の出射部に配置している。
For example, in
しかしながら、上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、上記特許文献１及び２に記載の中空式照明装置では、コリメータレンズを用いてＬＥＤから出射される光を集光して中空導光領域に向けて出射させているが、コリメータレンズで制御し切れなかった光が上方や下方に向けて出射されてしまい、光の利用効率が低下してしまう問題があった。上記特許文献１及び２では、できるだけ多くの光を集光させるためにコリメータレンズを複雑で特殊な形状としているが、この場合、部材コストが増大してしまう問題があると共に、このような特殊なコリメータレンズでも集光に限界があり、上下に制御し切れなかった光が少なからず出射されてしまっていた。
However, the following problems remain in the conventional technology.
That is, in the hollow illuminating devices described in
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、レンズで集光し切れない光も用いて光の利用効率を向上させ、輝度を向上させることができる面状ライトユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a planar light unit that can improve the light utilization efficiency by using the light that cannot be completely collected by the lens and can improve the luminance. Objective.
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係る面状ライトユニットは、反射シートと、該反射シート上に設置されたシート支持部材と、該シート支持部材上に設置され前記反射シートとの間に空間を空けて配された拡散シートと、前記反射シートの少なくとも一辺側に並んで配置された複数の光源と、複数の前記光源の光出射面側に設置されていると共に前記光源から出射される光を該光源の前方の前記空間に向けて集光する集光レンズとを備え、該集光レンズの上方に、前記集光レンズ側からの光を前記空間に向けて反射可能に傾斜した上部反射面部を設けていることを特徴とする。 The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, the planar light unit according to the first aspect of the present invention provides a space between a reflection sheet, a sheet support member installed on the reflection sheet, and the reflection sheet installed on the sheet support member. A plurality of light sources arranged side by side on at least one side of the reflection sheet, and light emitted from the light sources and disposed on the light emission surface side of the plurality of light sources. A condensing lens that collects light toward the space in front of the light source, and an upper reflecting surface portion that is inclined above the condensing lens so that light from the condensing lens side can be reflected toward the space. It is characterized by.
この面状ライトユニットでは、集光レンズの上方に、集光レンズ側からの光を前記空間に向けて反射可能に傾斜した上部反射面部を設けているので、集光レンズで制御し切れなかった光のうち集光レンズの上方に出射された光を、上部反射面部で前記空間に向けて反射し前方へ進行させることで、光の利用効率を向上させ、輝度を向上させることができる。このため、集光レンズが簡易なレンズ形状であっても輝度を向上させることができる。また、上部反射面部が、光の前方への進行方向をコントロールする機能を有するので、輝度分布を制御することが可能になり、輝度均一性を向上させることも可能である。 In this planar light unit, the upper reflecting surface portion that is inclined so as to reflect the light from the condensing lens side toward the space above the condensing lens is provided, and thus cannot be completely controlled by the condensing lens. Of the light, the light emitted above the condenser lens is reflected toward the space by the upper reflection surface portion and travels forward, whereby the light utilization efficiency can be improved and the luminance can be improved. For this reason, even if a condensing lens is a simple lens shape, a brightness | luminance can be improved. In addition, since the upper reflecting surface portion has a function of controlling the traveling direction of light forward, it is possible to control the luminance distribution and improve the luminance uniformity.
第２の発明に係る面状ライトユニットは、第１の発明において、前記集光レンズの下方に、前記集光レンズ側からの光を前記空間に向けて反射可能に傾斜した下部反射面部を設けていることを特徴とする。
すなわち、この面状ライトユニットでは、集光レンズの下方に、集光レンズ側からの光を空間に向けて反射可能に傾斜した下部反射面部を設けているので、集光レンズで制御し切れなかった光のうち集光レンズの下方に出射された光を、下部反射面部で前記空間に向けて反射し前方へ進行させることで、さらに光の利用効率を向上させ、より輝度を向上させることができる。したがって、上部反射面部だけでなく下部反射面部でも光を反射させて、上下に出射される光を両方とも前方の前記空間へ進行させることができる。
The planar light unit according to a second aspect of the present invention is the surface light unit according to the first aspect, wherein a lower reflection surface portion is provided below the condenser lens and is inclined so as to reflect light from the condenser lens side toward the space. It is characterized by.
That is, in this planar light unit, the lower reflection surface portion that is inclined so that the light from the condenser lens side can be reflected toward the space is provided below the condenser lens, and thus cannot be completely controlled by the condenser lens. The light emitted below the condenser lens is reflected toward the space by the lower reflecting surface portion and travels forward, thereby further improving the light utilization efficiency and further improving the brightness. it can. Therefore, light can be reflected not only at the upper reflecting surface portion but also at the lower reflecting surface portion, and both the light emitted up and down can be advanced to the space ahead.
第３の発明に係る面状ライトユニットは、第１又は第２の発明において、前記反射シートの前記光源側の端部が上方に折り返されて前記上部反射面部を構成していることを特徴とする。
すなわち、この面状ライトユニットでは、反射シートの光源側の端部が上方に折り返されて上部反射面部を構成しているので、反射シートに上部反射面部の機能を設けて一体化することで、別部材を設ける必要が無く、部材コストや組立工程を低減することができる。
A planar light unit according to a third invention is characterized in that, in the first or second invention, an end portion on the light source side of the reflection sheet is folded upward to constitute the upper reflection surface portion. To do.
That is, in this planar light unit, the end of the light source side of the reflection sheet is folded upward to form the upper reflection surface portion, so by providing the reflection sheet with the function of the upper reflection surface portion, There is no need to provide a separate member, and the member cost and assembly process can be reduced.
第４の発明に係る面状ライトユニットは、第１から第３のいずれかの発明において、前記上部反射面部が、前記集光レンズよりも前方に突出して配されていることを特徴とする。
すなわち、この面状ライトユニットでは、上部反射面部が集光レンズよりも前方に突出して配されているので、集光レンズの斜め上方に出射される光も突出した上部反射面部で前方の前記空間に向けて反射することができ、より光の利用効率を向上させることができる。
A planar light unit according to a fourth invention is characterized in that, in any one of the first to third inventions, the upper reflecting surface portion is arranged to protrude forward from the condenser lens.
That is, in this planar light unit, since the upper reflection surface portion is arranged to protrude forward from the condensing lens, the space in front of the upper reflection surface portion from which light emitted obliquely above the condensing lens also protrudes. Can be reflected toward the light source, and the light utilization efficiency can be further improved.
第５の発明に係る面状ライトユニットは、第１から第４のいずれかの発明において、前記上部反射面部が、前記光源毎に設けられ前記光源の並ぶ方向側かつ上方に斜め出射した光を前記空間に向けて反射可能に形成されたドーム状の凹曲面部とされていることを特徴とする。
すなわち、この面状ライトユニットでは、上部反射面部が、光源毎に設けられ光源の並ぶ方向側かつ上方に斜め出射した光を前記空間に向けて反射可能に形成されたドーム状の凹曲面部とされているので、集光レンズから横斜め上方に出射された光もドーム状の凹曲面部（上部反射面部）が前方の前記空間に向けて反射することができ、さらに光の利用効率を向上させることができる。
The planar light unit according to a fifth aspect of the present invention is the planar light unit according to any one of the first to fourth aspects, wherein the upper reflecting surface portion is provided for each of the light sources, and obliquely emits light emitted upward in the direction in which the light sources are arranged. The dome-shaped concave curved surface portion is formed so as to be reflective toward the space.
That is, in this planar light unit, the upper reflective surface portion is provided for each light source, and is formed with a dome-shaped concave curved surface portion that is formed so as to reflect light obliquely emitted upward in the direction in which the light sources are arranged and toward the space. Therefore, light emitted obliquely upward from the condenser lens can be reflected by the dome-shaped concave curved surface portion (upper reflective surface portion) toward the front space, further improving the light utilization efficiency. Can be made.
第６の発明に係る面状ライトユニットは、第１から第５のいずれかの発明において、前記光源が、ＬＥＤ素子であり、該ＬＥＤ素子が実装された基板を備え、該基板の前記ＬＥＤ素子の周囲が、反射面とされていることを特徴とする。
すなわち、この面状ライトユニットでは、基板のＬＥＤ素子の周囲が反射面とされているので、集光レンズ内や他の部分で反射して基板側に戻ってきた光を基板の反射面で前方に向けて再度反射させることで、より光の利用効率を向上させることができる。
A planar light unit according to a sixth aspect of the present invention is the planar light unit according to any one of the first to fifth aspects, wherein the light source is an LED element, and the LED element is provided on the substrate. The area around the is a reflecting surface.
That is, in this planar light unit, since the periphery of the LED element on the substrate is a reflective surface, the light reflected by the condensing lens and other parts and returned to the substrate side is forwarded by the reflective surface of the substrate. The light utilization efficiency can be further improved by reflecting the light again toward the light.
第７の発明に係る面状ライトユニットは、第１から第６のいずれかの発明において、前記シート支持部材が、前記拡散シートの外周部に沿って延在して前記拡散シートをその外周部全体にわたって固定する支持フレームであり、該支持フレームの一部が、前記集光レンズの上方を覆った上部傾斜面とされ、該上部傾斜面に前記上部反射面部が設けられていることを特徴とする。
すなわち、この面状ライトユニットでは、シート支持部材が、拡散シートの外周部に沿って延在して拡散シートをその外周部全体にわたって固定する支持フレームであるので、拡散板が無くてもシート支持部材が拡散シートの外周部全体（拡散シートの各辺）を受けて張設状態を強固に保持することで、撓みを防ぐことができる。また、拡散板が無いことから、輝度の向上を図ることができると共に、軽量化および部材コストの削減を図ることが可能である。また、拡散シートの外周部を枠状の支持部材が保持し、発光面領域に対応して開口した窓部があることで、支持フレームによる輝度の低下が無いと共に、軽量化を図ることができる。さらに、支持フレームの一部が、集光レンズの上方を覆った上部傾斜面とされ、該上部傾斜面に上部反射面部が設けられているので、支持フレームの上部傾斜面によって集光レンズの上方に上部反射面部を容易に設けることができる。
The planar light unit according to a seventh aspect of the present invention is the sheet light unit according to any one of the first to sixth aspects, wherein the sheet support member extends along the outer peripheral portion of the diffusion sheet and the diffusion sheet is disposed on the outer peripheral portion A support frame that is fixed throughout, wherein a part of the support frame is an upper inclined surface that covers the upper side of the condenser lens, and the upper reflective surface portion is provided on the upper inclined surface. To do.
That is, in this planar light unit, the sheet support member is a support frame that extends along the outer peripheral portion of the diffusion sheet and fixes the diffusion sheet over the entire outer peripheral portion. When the member receives the entire outer peripheral portion of the diffusion sheet (each side of the diffusion sheet) and firmly holds the stretched state, bending can be prevented. Further, since there is no diffusion plate, it is possible to improve the luminance, reduce the weight and reduce the member cost. In addition, since the frame-shaped support member holds the outer peripheral portion of the diffusion sheet and there is a window portion opened corresponding to the light emitting surface region, there is no decrease in luminance due to the support frame, and the weight can be reduced. . Further, a part of the support frame is an upper inclined surface covering the upper side of the condenser lens, and the upper inclined surface is provided on the upper inclined surface. It is possible to easily provide the upper reflecting surface portion.
第８の発明に係る面状ライトユニットは、第７の発明において、前記シート支持部材が、白色材料で形成されていることを特徴とする。
すなわち、この面状ライトユニットでは、シート支持部材が白色材料で形成されているので、表面が白色のシート支持部材に照射された光が反射および拡散されて輝度の向上を図ることができる。特に、上部傾斜面も白色となるため、別途反射シート等を上部傾斜面に配置しない場合でも、上部傾斜面がそのまま上部反射面として機能する。
According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect, the sheet support member is formed of a white material.
That is, in this planar light unit, since the sheet supporting member is formed of a white material, the light applied to the sheet supporting member having a white surface is reflected and diffused, so that the luminance can be improved. In particular, since the upper inclined surface is also white, the upper inclined surface functions as the upper reflecting surface as it is even when a separate reflecting sheet or the like is not disposed on the upper inclined surface.
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る面状ライトユニットによれば、集光レンズの上方に、集光レンズ側からの光を前記空間に向けて反射可能に傾斜した上部反射面部を設けているので、集光レンズで制御し切れなかった光を上部反射面部で前記空間に向けて反射して、光の利用効率を向上させ、簡易な形状の集光レンズであっても輝度を向上させることができる。
したがって、この面状ライトユニットを備えた液晶表示装置や照明装置では、高輝度で低コストの装置とすることができる。
The present invention has the following effects.
That is, according to the planar light unit according to the present invention, the upper reflection surface portion that is inclined so as to reflect the light from the condenser lens side toward the space is provided above the condenser lens. Light that cannot be controlled by the lens is reflected toward the space by the upper reflection surface portion, so that the light use efficiency can be improved, and the brightness can be improved even with a simple-shaped condensing lens.
Therefore, a liquid crystal display device or lighting device provided with the planar light unit can be a high-luminance and low-cost device.
以下、本発明に係る面状ライトユニットの第１実施形態を、図１から図３に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能又は認識容易な大きさとするために必要に応じて縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, a planar light unit according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In each drawing used in the following description, the scale is appropriately changed as necessary to make each member a recognizable or easily recognizable size.
本実施形態における面状ライトユニット１は、例えば液晶表示パネルのバックライトユニットに用いられるものであって、図１及び図２に示すように、上部が開口した箱状のバックケース２と、該バックケース２の底面上に設置された反射シート３と、該反射シート３上に設置されたシート支持部材４と、該シート支持部材４上に設置された拡散シート５と、該拡散シート５上に設置された第１プリズムシート６Ａおよび第２プリズムシート６Ｂと、これらプリズムシート上に設置された偏光シート７と、該偏光シート７上に設置された発光面領域を窓部とした枠状のフロントケース８と、反射シート３の少なくとも一辺側に並んで配置され反射シート３と拡散シート５との間の空間に光を照射する複数の光源Ｌと、複数の光源Ｌが実装された帯状のフレキシブルプリント基板９と、複数の光源Ｌの光出射面側に設置されていると共に光源Ｌから出射される光を該光源Ｌの前方の前記空間に向けて集光する集光レンズ１０とを備えている。
The planar light unit 1 in this embodiment is used for a backlight unit of a liquid crystal display panel, for example, and as shown in FIGS. 1 and 2, a box-shaped
なお、本実施形態では、フロントケース８側の光出射面側を表面側又は上面側として記載している。
上記シート支持部材４は、拡散シート５の外周部（４辺）に沿って延在した四角枠状の支持部材である。このシート支持部材４は、白色材料の樹脂で成形されている。
また、シート支持部材４は、拡散シート５をその外周部全体にわたって固定している。すなわち、拡散シート５は、シート支持部材４上に外周部全体（４辺全部）にわたって両面テープ（図示略）によって接着され固定されている。
In the present embodiment, the light emission surface side on the
The
Moreover, the sheet |
さらに、このシート支持部材４は、拡散シート５の外周部に沿って延在して拡散シート５をその外周部全体にわたって固定する支持フレームであり、光源Ｌ側のフレーム部分が切り欠かれて、複数の光源Ｌを実装したフレキシブルプリント基板９および集光レンズ１０が設置可能なスペースを設けてある。また、図２の（ａ）に示すように、シート支持部材４の一部（光源Ｌ側のフレーム部分の下面）が、集光レンズ１０の上方を覆った上部傾斜面４ａとされている。この上部傾斜面４ａには、上部反射シート１３が設置されて上部反射面部Ｒ１とされている。すなわち、この上部反射面部Ｒ１は、集光レンズ１０の上方に、集光レンズ１０側からの光を前記空間に向けて反射可能に傾斜して設けている。また、上部反射面部Ｒ１は、集光レンズ１０の突出方向の途中から形成され、集光レンズ１０よりも前方に突出して配されている。
Further, the
なお、従来の導光板を用いたバックライトでは、光源から出射された光を近接した導光板の端面にできるだけ入光させるように光学設計されるが、本実施形態の面状ライトユニット１では、導光板を用いない中空構造であるため、集光レンズ１０による集光及び上部反射面部Ｒ１による反射は、できるだけ光源Ｌから離間した奥へ集光及び反射させるように光学設計される。
また、シート支持部材４は、上述したように白色材料で形成されることが好ましいが、金属製であっても構わない。
In addition, in the backlight using the conventional light guide plate, it is optically designed so as to make the light emitted from the light source enter the end face of the adjacent light guide plate as much as possible. However, in the planar light unit 1 of the present embodiment, Since it is a hollow structure that does not use a light guide plate, the light condensing by the condensing
The
上記光源Ｌとしては、ＬＥＤ素子が採用されている。また、複数の光源Ｌは、フレキシブルプリント基板９上に実装されている。さらに、このフレキシブルプリント基板９の光源Ｌの周囲には、基板側反射シートＲ２が設置されて反射面とされている。この基板側反射シートＲ２は、図３に示すように、各ＬＥＤ素子（光源Ｌ）が設置される領域に矩形状の実装窓を複数設けてフレキシブルプリント基板９上に設置されたテープ状の反射シートである。
As the light source L, an LED element is employed. The plurality of light sources L are mounted on the flexible printed
なお、本実施形態では、白色ＬＥＤのＬＥＤ素子が採用されている。この白色ＬＥＤは、例えば基板上の半導体発光素子を樹脂材で封止したものであり、半導体発光素子として、例えば青色（波長λ：４７０〜４９０ｎｍ）ＬＥＤ素子又は紫外光（波長λ：４７０ｎｍ未満）ＬＥＤ素子であって、例えばサファイア基板などの絶縁性基板上に窒化ガリウム系化合物半導体（例えばＩｎＧａＮ系化合物半導体）の複数の半導体層が積層されて形成されたものである。上記樹脂材は、シリコーン樹脂を主剤とし、例えばＹＡＧ蛍光体が添加されている。このＹＡＧ蛍光体は、半導体発光素子からの青色光又は紫外光を黄色光に変換させて混色効果により白色光を生じさせるものである。なお、白色ＬＥＤとしては、上記以外でも種々のものが採用可能である。 In the present embodiment, a white LED element is employed. This white LED is, for example, a semiconductor light emitting element on a substrate sealed with a resin material. As the semiconductor light emitting element, for example, a blue (wavelength λ: 470 to 490 nm) LED element or ultraviolet light (wavelength λ: less than 470 nm). An LED element is formed by laminating a plurality of semiconductor layers of a gallium nitride compound semiconductor (for example, an InGaN compound semiconductor) on an insulating substrate such as a sapphire substrate. The resin material is mainly composed of a silicone resin, and, for example, a YAG phosphor is added. This YAG phosphor converts white light or ultraviolet light from a semiconductor light emitting element into yellow light and generates white light by a color mixing effect. Various white LEDs other than those described above can be used.
これら複数の光源Ｌを実装したフレキシブルプリント基板９は、バックケース２の内壁面の一つに伝熱テープ（図示略）を介して接着されている。この伝熱テープは、フレキシブルプリント基板９の保持と光源Ｌの放熱のために用いられている。
なお、フレキシブルプリント基板９は、白色のレジストを用いたものが好ましい。この場合、漏れ光がフレキシブルプリント基板９の白色レジストで白色光として反射され、輝度の向上に寄与する。
The flexible printed
The flexible printed
上記反射シート３、上部反射シートＲ１及び基板側反射シートＲ２は、光反射機能を有する金属板、フィルム、箔等、銀蒸着膜を設けたフィルムや、アルミ金属蒸着膜を設けたフィルム、白色シートなどが採用可能であり、本実施形態では、例えばポリエステル系樹脂を用いた多層膜構造の反射フィルムを用いている。
The
上記第１プリズムシート６Ａは、拡散シート５上に配され、上記第２プリズムシート６Ｂは、第１プリズムシート６Ａ上に配されている。第１プリズムシート６Ａ及び第２プリズムシート６Ｂは、拡散シート５からの光を上面側に集光するための透明シート状の部材であり、平行な複数の稜線を有するプリズム部を上面側に有している。また、第１プリズムシート６Ａは、光源Ｌの光軸に対して、プリズム部の稜線がねじれの位置に設定され、特に、上方への高い指向性が得られる方向として、光源Ｌの光軸に直交する方向と平行に設定される。
The
また、第２プリズムシート６Ｂは、光源Ｌの光軸に対して、プリズム部の稜線が平行に設定されている。すなわち、第１プリズムシート６Ａと第２プリズムシート６Ｂとは、互いのプリズム部の稜線がねじれの位置に配され、平面視で互いに稜線が直交している。このような第１プリズムシート６Ａおよび第２プリズムシート６Ｂとしては、例えば住友スリーエム株式会社製のＢＥＦ(Brightness Enhancement Firm：商品名)シートが採用可能である。
In the
上記偏光シート７は、光のＳ成分とＰ成分の内、一方の成分のみを透過し、他方を反射する反射型偏光フィルムである。反射された成分の光は、反射シート３側に戻り、再度、反射型偏光フィルムに入射するまでの間に、反射型偏光フィルムを透過する成分の光に変換される。このような反射型偏光フィルムは、例えば住友スリーエム株式会社製のＤ−ＢＥＦ(商品名)シートが採用可能である。なお、偏光シート７として、吸収型偏光シートを採用しても構わない。
The
上記集光レンズ１０は、光源Ｌの並び方向に沿って延在しているコリメートレンズである。この集光レンズ１０は、複数の光源Ｌを収納可能な断面矩形状の溝部を延在方向に沿って有していると共に、光源Ｌの光軸方向に突出した断面円弧状の先端形状を有した棒状の凸レンズである。このため、この集光レンズ１０は、押出成形で容易に形成でき、生産性が高く低コストである。この集光レンズ１０により、複数の光源Ｌから出射された光は、例えば縦方向で１０°の出射角度に集光される。このように集光された光は、反射シート３で反射されて拡散シート５を介して拡散し、第１プリズムシート６Ａ、第２プリズムシート６Ｂおよび偏光シート７を通してフロントケース８の窓部（発光面領域）から上方に出射される。
The
特に、本実施形態では、図２の（ａ）に示すように、集光レンズ１０で制御し切れず上下に出射された光は、上方の傾斜した上部反射面部Ｒ１で前方に反射され、フロントケース８の窓部から上方に直接出射されず、反射シート３を介して反射又は拡散されて上方に出射される。
なお、例えば、図２の（ｂ）に示す比較例のように、シート支持部材１０４の一部であって集光レンズ１０の上方に配された部分に、反射シート３と平行な平坦な反射面が形成されている場合では、集光レンズ１０で制御し切れず上下に出射された光は、互いに平行な下方の反射シート３と上方の上部反射シート１３とで反射されて前方に進行し難いと共に、光源Ｌの近傍から上方に出射され易くなってしまう。この場合、光の利用効率が低くなってしまうと共に、光源Ｌ近傍での輝度が強くなって全体の輝度均一性が低くなってしまう。
In particular, in the present embodiment, as shown in FIG. 2A, the light emitted up and down without being controlled by the
For example, as in the comparative example shown in FIG. 2B, a flat reflection parallel to the
これに対して本実施形態の面状ライトユニット１では、集光レンズ１０の上方に、集光レンズ１０側からの光を前記空間に向けて反射可能に傾斜した上部反射面部Ｒ１を設けているので、集光レンズ１０で制御し切れなかった光のうち集光レンズ１０の上方に出射された光を、上部反射面部Ｒ１で前記空間に向けて反射し前方へ進行させることができる。したがって、光の利用効率を向上させることができ、集光レンズ１０が簡易なレンズ形状であっても輝度を向上させることができる。また、上部反射面部Ｒ１が、光の前方への進行方向をコントロールする機能を有するので、輝度分布を制御することが可能になり、輝度均一性を向上させることも可能である。
On the other hand, in the planar light unit 1 of the present embodiment, the upper reflection surface portion R1 that is inclined so as to be able to reflect the light from the
また、上部反射面部Ｒ１が集光レンズ１０よりも前方に突出して配されているので、集光レンズ１０の斜め上方に出射される光も突出した上部反射面部Ｒ１で前方の前記空間に向けて反射することができ、より光の利用効率を向上させることができる。
なお、従来の導光板を用いたバックライトでは、光源から出射された光を導光板に入光させるため、光源と導光板の端面とが近接状態に配置される。これに対して、本実施形態の面状ライトユニット１では、導光板が無い中空構造のバックライトであるため、光源Ｌ及び集光レンズ１０の前方には空間があり、上部反射面部Ｒ１を設けるスペースを確保することができる。
Further, since the upper reflection surface portion R1 is disposed so as to protrude forward from the
Note that, in a backlight using a conventional light guide plate, the light source and the end face of the light guide plate are arranged close to each other so that light emitted from the light source enters the light guide plate. On the other hand, since the planar light unit 1 of the present embodiment is a hollow backlight without a light guide plate, there is a space in front of the light source L and the
さらに、フレキシブルプリント基板９の光源Ｌの周囲が反射面とされているので、集光レンズ１０内や他の部分で反射して基板側に戻ってきた光を基板側反射シートＲ２で前方に向けて再度反射させることで、より光の利用効率を向上させることができる。
Furthermore, since the periphery of the light source L of the flexible printed
また、シート支持部材４が、拡散シート５の外周部に沿って延在して拡散シート５をその外周部全体にわたって固定する支持フレームであるので、拡散板が無くてもシート支持部材４が拡散シート５の外周部全体（拡散シート５の各辺）を受けて張設状態を強固に保持することで、撓みを防ぐことができる。また、拡散板が無いことから、輝度の向上を図ることができると共に、軽量化および部材コストの削減を図ることが可能である。
Further, since the
また、拡散シート５の外周部を枠状の支持部材が保持し発光面領域に対応して開口した窓部があることで、支持フレームによる輝度の低下が無いと共に、軽量化を図ることができる。さらに、シート支持部材４の一部が、集光レンズ１０の上方を覆った上部傾斜面４ａとされ、該上部傾斜面４ａに上部反射面部Ｒ１が設けられているので、シート支持部材４の上部傾斜面４ａによって集光レンズ１０の上方に上部反射面部Ｒ１を容易に設けることができる。
In addition, since the frame-like support member holds the outer peripheral portion of the
次に、本発明に係る面状ライトユニットの第２から第８実施形態について、図４から図８を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。また、以下の各実施形態を説明する図では、光学シートやフロントケースを省略して構成を簡易的に図示している。 Next, second to eighth embodiments of the planar light unit according to the present invention will be described below with reference to FIGS. Note that, in the following description of the embodiment, the same components described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Moreover, in the figure explaining each following embodiment, an optical sheet and a front case are abbreviate | omitted and the structure is shown in figure simply.
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、上部反射面部Ｒ１が集光レンズ１０の突出方向の途中から形成されていると共に上部反射シート１３が貼り付けられて上部反射面部Ｒ１が形成されているのに対し、第２実施形態の面状ライトユニット２１では、図４の（ａ）に示すように、上部傾斜面２４ａが、集光レンズ１０の基端側から形成されていると共に、上部反射シート１３を設置せずに白色材料で形成されたシート支持部材２４を用いて上部傾斜面２４ａを白色面の上部反射面部Ｒ２１としている点である。
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that, in the first embodiment, the upper reflecting surface portion R1 is formed in the middle of the protruding direction of the
したがって、第２実施形態の面状ライトユニット２１では、上部反射面部Ｒ２１が集光レンズ１０の基端側から形成されているので、集光レンズ１０の基端側から上方に出射される光も前方に反射して進行させることができ、より光の利用効率を向上させることができる。
また、シート支持部材４が白色材料で形成されているので、表面が白色のシート支持部材４に照射された光が反射および拡散されて輝度の向上を図ることができる。特に、上部傾斜面４ａも白色となるため、別途反射シート等を上部傾斜面４ａに配置しない場合でも、上部傾斜面がそのまま上部反射面部Ｒ１として機能する。したがって、白色面の上部反射面部Ｒ２１で光を反射するため、上部反射シート１３が不要で部材コストを低減することができる。
Therefore, in the planar
In addition, since the
第３実施形態と第２実施形態との異なる点は、第２実施形態では、集光レンズ１０の上方に上部傾斜面２４ａ及び上部反射面部Ｒ２１が設けられているのに対し、第３実施形態の面状ライトユニット３１では、図４の（ｂ）に示すように、さらに集光レンズ１０の下方に、集光レンズ１０側からの光を前記空間に向けて反射可能に傾斜した下部反射面部Ｒ３３を設けている点である。
The difference between the third embodiment and the second embodiment is that, in the second embodiment, the upper
すなわち、第３実施形態では、バックケース３２の一辺側において内底面が傾斜しており、その傾斜面に沿って反射シート３が載置されることで、下部反射面部Ｒ３３とされている。
したがって、第３実施形態の面状ライトユニット３１では、集光レンズ１０の下方に、集光レンズ１０側からの光を空間に向けて反射可能に傾斜した下部反射面部Ｒ３３を設けているので、集光レンズ１０で制御し切れなかった光のうち集光レンズ１０の下方に出射された光を、下部反射面部Ｒ３３で前記空間に向けて反射し前方へ進行させることで、さらに光の利用効率を向上させ、より輝度を向上させることができる。
That is, in the third embodiment, the inner bottom surface is inclined on one side of the
Therefore, in the planar
したがって、上部反射面部Ｒ２１だけでなく下部反射面部Ｒ３３でも光を反射させて、上下に出射される光を両方とも前方の前記空間へ進行させることができる。
なお、バックケース３２の一辺側において内底面を傾斜させて、その傾斜面に沿って反射シート３を載置されて下部反射面部Ｒ３３としているが、バックケース３２の他辺側（一辺の反対側））においても内底面を光源Ｌ側に向けて傾斜させて、その傾斜面に沿って反射シート３を載置することで反射面部としても構わない。この場合、輝度が低下し易い光源Ｌから離間した奥の部分でも、反射面部の反射により輝度を向上させることも可能である。
Therefore, the light can be reflected not only by the upper reflecting surface portion R21 but also by the lower reflecting surface portion R33, and both the light emitted up and down can be advanced to the front space.
The inner bottom surface is inclined on one side of the
第４実施形態と第２実施形態との異なる点は、第２実施形態では、上部反射面部Ｒ２１が一定の傾斜角度の傾斜面であるのに対し、第４実施形態の面状ライトユニット４１では、図５の（ａ）に示すように、シート支持部材４４の上部反射面部Ｒ４１が、先端から基端に向けて曲率が漸次大きく変化している曲面の傾斜面とされている点である。
したがって、第４実施形態では、集光レンズ１０から上方に出射される光のうち基端側の光ほど出射角度が垂直に近づくが、大きな曲率の曲面で前方に反射させることができ、より効果的に前方に集光可能である。
The difference between the fourth embodiment and the second embodiment is that, in the second embodiment, the upper reflecting surface portion R21 is an inclined surface having a constant inclination angle, whereas in the planar
Therefore, in the fourth embodiment, the light emitted upward from the
第５実施形態と第４実施形態との異なる点は、第４実施形態では、上部反射面部Ｒ４１が、基端から先端に向けて曲率が漸次小さく変化している曲面の傾斜面とされているのに対し、第５実施形態の面状ライトユニット５１では、図５の（ｂ）に示すように、さらに集光レンズ１０の下方に、集光レンズ１０側からの光を前記空間に向けて反射可能に傾斜した下部反射面部Ｒ５３を設け、該下部反射面部Ｒ５３が、先端から基端に向けて曲率が漸次大きく変化している曲面の傾斜面とされている点である。
The difference between the fifth embodiment and the fourth embodiment is that, in the fourth embodiment, the upper reflecting surface portion R41 is a curved inclined surface whose curvature gradually changes from the base end to the tip end. On the other hand, in the planar
すなわち、第５実施形態では、バックケース５２の一辺側において内底面が曲面状に傾斜しており、その傾斜面に沿って反射シート３が載置されることで、下部反射面部Ｒ５３とされている。
したがって、第５実施形態の面状ライトユニット５１では、集光レンズ１０の下方に、集光レンズ１０側からの光を空間に向けて反射可能に曲面状に傾斜した下部反射面部Ｒ５３を設けているので、上部反射面部Ｒ４１だけでなく曲面状の下部反射面部Ｒ５３でも光を反射させて、上下に出射される光を両方とも前方の前記空間へ効果的に進行させることができる。
That is, in the fifth embodiment, the inner bottom surface is inclined in a curved shape on one side of the
Therefore, in the planar
第６実施形態と第４実施形態との異なる点は、第４実施形態では、上部反射面部Ｒ４１が、基端から先端に向けて曲率が漸次小さく変化している曲面の傾斜面とされているのに対し、第６実施形態の面状ライトユニット６１では、図６に示すように、シート支持部材６４の上部反射面部Ｒ６１が、光源Ｌ毎に設けられ光源Ｌの並ぶ方向側かつ上方に斜め出射した光を前記空間に向けて反射可能に形成されたドーム状の凹曲面部とされている点である。
The difference between the sixth embodiment and the fourth embodiment is that, in the fourth embodiment, the upper reflecting surface portion R41 is a curved inclined surface whose curvature gradually changes from the base end to the tip end. On the other hand, in the planar
したがって、第６実施形態では、上部反射面部Ｒ６１が、光源Ｌ毎に設けられ光源Ｌの並ぶ方向側かつ上方に斜め出射した光を前記空間に向けて反射可能に形成されたドーム状の凹曲面部とされているので、集光レンズ１０から横斜め上方に出射された光もドーム状の凹曲面部（上部反射面部Ｒ６１）が前方の前記空間に向けて反射することができ、さらに光の利用効率を向上させることができる。
Therefore, in the sixth embodiment, the upper reflective surface portion R61 is provided for each light source L, and is formed with a dome-shaped concave curved surface formed so as to be able to reflect light obliquely emitted upward in the direction in which the light sources L are aligned and upward. Therefore, the light emitted obliquely upward from the
第７実施形態と第６実施形態との異なる点は、第６実施形態では、上部反射面部Ｒ６１が、ドーム状の凹曲面部とされているのに対し、第７実施形態の面状ライトユニット７１では、図７に示すように、さらに集光レンズ１０の下方に、集光レンズ１０側からの光を前記空間に向けて反射可能に傾斜した下部反射面部Ｒ７３を設け、該下部反射面部Ｒ７３が、光源Ｌ毎に設けられ光源Ｌの並ぶ方向側かつ上方に斜め出射した光を前記空間に向けて反射可能に形成されたドーム状の凹曲面部とされている点である。
The difference between the seventh embodiment and the sixth embodiment is that in the sixth embodiment, the upper reflective surface portion R61 is a dome-shaped concave curved surface portion, whereas the planar light unit of the seventh embodiment. 71, as shown in FIG. 7, a lower reflecting surface portion R73 is provided below the collecting
すなわち、第７実施形態では、バックケース７２の一辺側において内底面が光源Ｌ毎にドーム状の凹曲面部とされて傾斜しており、その凹曲面部に沿って曲面加工された反射シート３が載置されることで、下部反射面部Ｒ７３とされている。この下部反射面部Ｒ７３は、上部反射面部Ｒ６１の直下に形成されている。
したがって、第７実施形態の面状ライトユニット７１では、集光レンズ１０の下方に、集光レンズ１０側からの光を空間に向けて反射可能に曲面状に傾斜した下部反射面部Ｒ７３を設けているので、上部反射面部Ｒ６１だけでなくドーム状の凹曲面部とされた下部反射面部Ｒ７３でも光を反射させて、上下に出射される光を両方とも前方の前記空間へ効果的に進行させることができる。
That is, in the seventh embodiment, on the one side of the
Therefore, in the planar
第８実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、上部傾斜面４ａに上部反射シート１３を設けて上部反射面部Ｒ１を構成しているのに対し、第８実施形態の面状ライトユニット８１では、図８に示すように、反射シート８３の光源Ｌ側の端部８３ａが上方に折り返されて上部反射面部Ｒ８１を構成している点である。また、第１実施形態では、フレキシブルプリント基板９に基板側反射シートＲ２が設けられているのに対し、第８実施形態では、折り返された反射シート８３の途中部分が、フレキシブルプリント基板９上に配されて、基板側反射シートＲ２の代わりに反射面８３ｂを構成している点である。
The difference between the eighth embodiment and the first embodiment is that, in the first embodiment, the
したがって、第８実施形態の面状ライトユニット８１では、反射シート８３の光源Ｌ側の端部８３ａが上方に折り返されて上部反射面部Ｒ８１を構成しているので、反射シート８３に上部反射面部Ｒ８１の機能を設けて一体化することで、別部材を設ける必要が無く、部材コストや組立工程を低減することができる。また、折り返された反射シート８３の途中部分が、フレキシブルプリント基板９上の反射面８３ｂとしても機能するので、別途基板側反射シートＲ２を用意する必要が無く、さらに部材コストや組立工程を低減することができる。
Therefore, in the planar
なお、本発明は上記各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種々の変更を加えることができる。 In addition, this invention is not limited to said each embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
例えば、上記各実施形態の面状ライトユニットでは、液晶表示装置のバックライト用としているが、面状光源として他の照明用途に用いても構わない。なお、単に照明用として採用する場合は、光学シートは無くても構わない。
また、上記各実施形態のように上部反射面部をシート支持部材に設けることが好ましいが、バックケースやフロントケースに設けても構わない。
また、上記各実施形態では、拡散シートの外周部とシート支持部材とを両面テープを用いて接着しているが、他の接着または固定の手段を用いても構わない。例えば、接着剤等で接着しても構わない。
For example, although the planar light unit of each of the above embodiments is used for a backlight of a liquid crystal display device, it may be used as another planar light source for other illumination purposes. In addition, when adopting only for illumination, the optical sheet may not be provided.
Moreover, although it is preferable to provide an upper reflective surface part in a sheet | seat support member like each said embodiment, you may provide in a back case and a front case.
In each of the above embodiments, the outer peripheral portion of the diffusion sheet and the sheet supporting member are bonded using a double-sided tape, but other bonding or fixing means may be used. For example, it may be bonded with an adhesive or the like.
また、２枚のプリズムシートを用いているが、１枚のプリズムシートを採用したライトユニットとしても構わない。さらに、拡散シートを複数枚重ねて設置しても構わない。
さらに、フロントケースの代わりに、リムシートを用いても構わない。このリムシートは、液晶表示パネルとバックライトユニット（面状ライトユニット）との接合に用いる両面テープであって、遮光及び反射の機能を有したシートである。
また、コリメータレンズを用いて光源の光を集光しているが、このレンズの形状を工夫して、指向性を非対称にすることで、輝度を向上させることができる。
In addition, although two prism sheets are used, a light unit employing one prism sheet may be used. Further, a plurality of diffusion sheets may be stacked and installed.
Further, a rim seat may be used instead of the front case. This rim sheet is a double-sided tape used for joining a liquid crystal display panel and a backlight unit (planar light unit), and has a light shielding and reflecting function.
Moreover, although the light of the light source is condensed using a collimator lens, the luminance can be improved by devising the shape of this lens and making the directivity asymmetric.
また、上記各実施形態では、シート支持部材が、拡散シートの外周部に沿って延在した支持フレームであるが、反射シートの対向する２辺上に立設される一対の支持部と、一対の支持部間に架け渡され反射シート上に間隔を空けて配された透明板部とで構成されたシート支持部材としても構わない。この場合、透明板部が反射シートの外周部だけでなく全体の受けとなって高剛性が得られると共に、透明材料で形成された透明板部を光が透過することで光の減衰がほとんど無く、輝度の低下を抑制することができる。なお、透明板部のうち上部反射面部として機能させる上部傾斜面は、反射面となるように上部反射シート等を貼り付けておく必要がある。 In each of the above embodiments, the sheet support member is a support frame extending along the outer peripheral portion of the diffusion sheet, but a pair of support portions erected on two opposite sides of the reflection sheet, and a pair It is also possible to use a sheet support member composed of a transparent plate portion that is spanned between the support portions and arranged on the reflection sheet with a space therebetween. In this case, the transparent plate portion receives not only the outer peripheral portion of the reflective sheet but also the entire plate and high rigidity is obtained, and light is hardly attenuated by transmitting light through the transparent plate portion formed of a transparent material. , A decrease in luminance can be suppressed. In addition, it is necessary to affix an upper reflective sheet etc. so that the upper inclined surface made to function as an upper reflective surface part among transparent plates may become a reflective surface.
１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１…面状ライトユニット、２，３２，５２，７２…バックケース、３，８３…反射シート、４，２４，４４，６４…シート支持部材、４ａ，２４ａ…上部傾斜面、６Ａ…第１プリズムシート、６Ｂ…第２プリズムシート、７…偏光シート、８…フロントケース、９…フレキシブルプリント基板、１０…集光レンズ、Ｌ…光源、Ｒ１，Ｒ２１，Ｒ８１…上部反射面部、Ｒ２…基板側反射シート、Ｒ３…下部反射面部
1, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81 ... planar light unit, 2, 32, 52, 72 ... back case, 3, 83 ... reflective sheet, 4, 24, 44, 64 ...
Claims (8)
該反射シート上に設置されたシート支持部材と、
該シート支持部材上に設置され前記反射シートとの間に空間を空けて配された拡散シートと、
前記反射シートの少なくとも一辺側に並んで配置された複数の光源と、
複数の前記光源の光出射面側に設置されていると共に前記光源から出射される光を該光源の前方の前記空間に向けて集光する集光レンズとを備え、
該集光レンズの上方に、前記集光レンズ側からの光を前記空間に向けて反射可能に傾斜した上部反射面部を設け、
前記集光レンズが、複数の前記光源を収納可能な断面矩形状の溝部を延在方向に沿って有していると共に、前記光源の光軸方向に突出した断面円弧状の先端形状を有した棒状の凸レンズであることを特徴とする面状ライトユニット。 A reflective sheet;
A sheet support member installed on the reflective sheet;
A diffusion sheet installed on the sheet support member and spaced from the reflective sheet; and
A plurality of light sources arranged side by side on at least one side of the reflective sheet;
A condenser lens that is disposed on the light exit surface side of the plurality of light sources and collects the light emitted from the light sources toward the space in front of the light sources;
Provided above the condenser lens is an upper reflective surface portion that is inclined so that light from the condenser lens side can be reflected toward the space ;
The condensing lens has a groove with a rectangular cross section capable of accommodating a plurality of the light sources along the extending direction, and has a distal end shape with a circular arc shape protruding in the optical axis direction of the light source. A planar light unit, which is a rod- like convex lens .
前記集光レンズの下方に、前記集光レンズ側からの光を前記空間に向けて反射可能に傾斜した下部反射面部を設けていることを特徴とする面状ライトユニット。 In the planar light unit according to claim 1,
A planar light unit having a lower reflection surface inclined below the condenser lens so as to reflect light from the condenser lens side toward the space.
前記反射シートの前記光源側の端部が上方に折り返されて前記上部反射面部を構成していることを特徴とする面状ライトユニット。 In the planar light unit according to claim 1 or 2,
The planar light unit, wherein the light source side end portion of the reflection sheet is folded upward to form the upper reflection surface portion.
前記上部反射面部が、前記集光レンズよりも前方に突出して配されていることを特徴とする面状ライトユニット。 In the planar light unit according to any one of claims 1 to 3,
The planar light unit, wherein the upper reflecting surface portion is arranged to protrude forward from the condenser lens.
前記上部反射面部が、前記光源毎に設けられ前記光源の並ぶ方向側かつ上方に斜め出射した光を前記空間に向けて反射可能に形成されたドーム状の凹曲面部とされていることを特徴とする面状ライトユニット。 In the planar light unit according to any one of claims 1 to 4,
The upper reflecting surface portion is a dome-shaped concave curved surface portion that is provided for each light source and is formed so as to reflect light obliquely emitted upward in the direction in which the light sources are arranged and toward the space. A planar light unit.
前記光源が、ＬＥＤ素子であり、
該ＬＥＤ素子が実装された基板を備え、
該基板の前記ＬＥＤ素子の周囲が、反射面とされていることを特徴とする面状ライトユニット。 In the planar light unit according to any one of claims 1 to 5,
The light source is an LED element;
A board on which the LED element is mounted;
A planar light unit having a reflective surface around the LED element of the substrate.
前記シート支持部材が、前記拡散シートの外周部に沿って延在して前記拡散シートをその外周部全体にわたって固定する支持フレームであり、
該支持フレームの一部が、前記集光レンズの上方を覆った上部傾斜面とされ、該上部傾斜面に前記上部反射面部が設けられていることを特徴とする面状ライトユニット。 In the planar light unit according to any one of claims 1 to 6,
The sheet support member is a support frame that extends along an outer periphery of the diffusion sheet and fixes the diffusion sheet over the entire outer periphery;
A planar light unit, wherein a part of the support frame is an upper inclined surface that covers an upper portion of the condenser lens, and the upper reflective surface portion is provided on the upper inclined surface.
前記シート支持部材が、白色材料で形成されていることを特徴とする面状ライトユニット。 The planar light unit according to claim 7,
The planar light unit, wherein the sheet supporting member is made of a white material.
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