KR20080012773A - Hollow type surface illuminator - Google Patents

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KR20080012773A
KR20080012773A KR1020070077595A KR20070077595A KR20080012773A KR 20080012773 A KR20080012773 A KR 20080012773A KR 1020070077595 A KR1020070077595 A KR 1020070077595A KR 20070077595 A KR20070077595 A KR 20070077595A KR 20080012773 A KR20080012773 A KR 20080012773A
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요오지 가와사끼
쥰이찌 기노시따
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하리손 도시바 라이팅구 가부시키가이샤
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Abstract

A hollow type surface illuminator is provided to emit light from a light source of a side of the rear of a light emitting surface in a direction parallel to the light emitting surface, and refract, reflect and diffuse the light to be guided to the light emitting surface. A light reflection surface member(2) is disposed in a bottom side of a hollow unit case(1), and a light emitting surface member(3) is disposed in a surface side facing the light reflection surface member of the unit case. A space inserted between the light emitting surface member and the light reflection surface member of the unit case is a hollow light guide area. An LED(Light Emitting Diode) light source is configured by linearly mounting plural LEDs(7) on a wiring substrate. The LED light source is disposed so as to emit light to the hollow light guide area as being adjacent to the hollow light guide area. An LED collimator(9) for collecting the light from the LED light source so as to be parallel on an LED optical axis of a unit thickness direction is disposed in a light emitting unit of the LED light source so as to be parallel to the arrangement of the LED. In the LED collimator, a refraction light-convergence function unit and a total reflection light-convergence function unit are installed. The refraction light-convergence function unit induces or emits the light, from the arrangement of the LEDs, to a body. The total reflection light-convergence function unit totally reflects the light induced into the body and emits the light to the hollow light guide area.

Description

중공식 면 조명 장치{Hollow Type Surface Illuminator }Hollow Type Surface Illuminator

본 발명은, 예를 들어 액정 표시 장치의 백라이트 유닛과 같이 발광면으로부터 균일한 휘도 분포의 조명광을 출사하는 중공식 면 조명 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hollow surface illuminating device which emits, for example, illumination light having a uniform luminance distribution from a light emitting surface, such as a backlight unit of a liquid crystal display device.

최근, 액정 표시 장치용 백라이트 유닛의 광원으로서, 냉음극 방전등으로부터 LED로 대체되는 움직임으로부터 진행하고 있다. 이것은, LED에는 유해 물질인 수은이 포함되지 않아 환경 조화형의 광원으로서 적합한 것, 또한 최근의 대폭적인 발광 효율의 향상에 의해 소비 전력을 대폭 저감할 수 있는 것에 의한 부분이 크다. LED를 광원으로서 구비하는 백라이트 유닛은, 지금까지 휴대 전화기나 모바일 단말과 같이 대략 소형 기기에 대한 용도가 중심이었지만, 최근에는 20 인치형 이상의 액정 모니터나 액정 텔레비전 등, 대형의 액정 표시 장치에도 채용의 움직임이 진행되고 있다.In recent years, as a light source of the backlight unit for liquid crystal display devices, it progresses from the movement replaced by LED from a cold cathode discharge lamp. This is largely due to the fact that the LED does not contain mercury, which is a harmful substance, which is suitable as a light source of environmental harmony type, and that the power consumption can be greatly reduced by the recent significant improvement in luminous efficiency. Backlight units equipped with LEDs as a light source have been mainly used for small devices such as mobile phones and mobile terminals, but in recent years, adoption of large-size liquid crystal displays, such as liquid crystal monitors and liquid crystal televisions of 20 inches or more This is going on.

대형 액정 표시 장치의 경우, 그 백라이트 유닛에는 고휘도인 것이 요구된다. 그로 인해, 소형의 백라이트 유닛에서 일반적으로 채용되고 있는, 도광판의 측부에 광원을 배치하여 발광시키고, 도광판에 측면으로부터 도광하여 확산, 반사시키고, 도광판의 표면측의 면 발광부로부터 출사시키는 사이드라이트 방식은 대형 액정 표시 장치의 백라이트로서는 채용되고 있지 않다. 대형 액정 표시 장치용의 백라이트 유닛으로서는, 일본 특허 공개 제2005-316337호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 면 발광부의 바로 아래에 LED 광원을 배치한 직하형(直下型)의 백라이트 유닛이 일반적이 되어 있다.In the case of a large liquid crystal display device, the backlight unit is required to have high brightness. Therefore, the side light system which arrange | positions a light source to the side part of the light guide plate generally employ | adopted in a small backlight unit, emits light, guides it to the light guide plate from the side, diffuses and reflects, and emits it from the surface light-emitting part of the surface side of the light guide plate. Is not employed as a backlight of a large liquid crystal display device. As a backlight unit for a large liquid crystal display device, as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2005-316337, the direct type backlight unit which arrange | positioned the LED light source directly under the surface light-emitting part becomes common, have.

이러한 직하형의 백라이트 유닛에서는, 광원이 LED이기 때문에, 배열한 다수의 LED와 면 발광부와의 거리가 지나치게 근접하면 휘도 불균일, 색 불균일로서 인식되고, 그것이 비치는 액정의 표시 품질을 악화시켜 버린다. 이 현상은, 고휘도를 실현하기 위해, 1개당 전력이 1 W 클래스 이상의 고출력 LED를 광원으로 한 경우에 한층 현저하게 나타난다. 반면, 휘도 불균일, 색 불균일을 저감시키기 위해 LED와 면 발광부(확산판)와의 거리를 멀게 하는 것은, 장치 전체의 두께를 증가시키는 것으로 이어지고, 최근의 박형화의 경향에 반하여 바람직하지 않다.In such a direct type backlight unit, since the light source is an LED, when the distance between a plurality of arranged LEDs and the surface light emitting unit is too close, it is recognized as a luminance unevenness or a color unevenness, which deteriorates the display quality of the liquid crystal reflected by it. This phenomenon is more remarkable when high power LEDs of 1W class or more are used as light sources in order to realize high brightness. On the other hand, the distance between the LED and the surface light emitting portion (diffusion plate) in order to reduce the luminance nonuniformity and the color nonuniformity leads to an increase in the thickness of the entire apparatus, which is not preferable against the recent trend of thinning.

박형이고 또한 대형화가 가능한 중공식 사이드라이트 방식의 백라이트 유닛으로서, 일본 특허 공개 평8-171806호 공보에 기재된 것이 알려져 있다. 이 문헌에 기재된 백라이트 유닛은, 하우징에, 한쪽측에 사광부를 갖는 긴 광원과, 이 광원의 광 사출 방향 전방측 바닥부로 확대되고 상기 광원으로부터 멀어지는 부위를 상향으로 경사지게 한 난반사층과, 이 난반사층에서 난반사된 광을 상면을 향해 유도하는 공기층과, 하우징의 상면에 마련하는 광확산층과, 광원의 사광부에 근접 배치하는 긴 볼록 렌즈체를 구비한 구성이다. 이 종래의 백라이트 유닛에서는, 긴 볼록 렌즈체의 집광 특성에 의해 긴 광원으로부터의 광이 난반사층의 1부위에 선 형상으로 집광하는 경향이 있어, 발광면 전체에서 균일한 휘도를 얻는 것이, 특히 대면적의 백라이트 유닛에서는 어려운 문제점이 있다.As a hollow sidelight type backlight unit that is thin and can be enlarged, one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-171806 is known. The backlight unit described in this document includes an elongated light source in a housing, a long light source having a light emitting portion on one side, a diffuse reflection layer in which a portion extending from the light emitting direction front side bottom of the light source is inclined upward and away from the light source; An air layer for guiding light diffusely reflected from the layer toward the upper surface, a light diffusing layer provided on the upper surface of the housing, and a long convex lens body disposed close to the oblique portion of the light source. In this conventional backlight unit, the light from the long light source tends to be linearly condensed on one part of the diffuse reflection layer due to the light condensing characteristics of the long convex lens body, and it is particularly desirable to obtain uniform luminance across the entire light emitting surface. There is a difficult problem in the area of the backlight unit.

한편, 중공식 사이드라이트 방식의 백라이트 유닛으로서, 일본 특허 공개 제2006-106212호 공보(특허 문헌 3)에 기재된 것도 알려져 있다. 그러나, 이 문헌 3에 기재된 백라이트 유닛은, 광원의 LED 개수가 적고, 백라이트 유닛으로서 필요한 백색광을 대면적에 발광시키는 것이 곤란한 문제점이 있다.On the other hand, as a hollow sidelight type backlight unit, what is described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-106212 (patent document 3) is also known. However, the backlight unit described in this document 3 has a problem in that the number of LEDs of the light source is small and it is difficult to emit white light required as the backlight unit in a large area.

본원에 있어서,「사이드라이트 방식」이라 함은, 발광면의 배면부 측방의 광원으로부터 발광면에 평행한 방향으로 광을 출사하고, 이 광을 굴절, 반사, 확산시켜 발광면에 도광하는 조명 방식을 말한다.In the present application, the term "side light system" refers to an illumination system that emits light in a direction parallel to the light emitting surface from a light source on the rear side of the light emitting surface and guides the light to the light emitting surface by refracting, reflecting and diffusing the light. Say.

본 발명은, 상기한 바와 같은 종래의 기술적 과제에 비추어 이루어진 것으로, 사이드라이트 방식의 중공식 면 조명 장치이며, 장치를 대형화하는 일없이 조명광의 고휘도화, 또한 고균제도화가 가능한 중공식 면 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described conventional technical problem, and is a side light type hollow surface lighting apparatus, and has a hollow surface lighting apparatus capable of high luminance and high uniformity of illumination light without increasing the size of the apparatus. It aims to provide.

본 발명의 특징은, 중공식 면 조명 장치이며, 중공의 유닛 케이스의 바닥면측에 광반사면 부재를 배치하고, 상기 유닛 케이스의 상기 광반사면 부재와 대향하는 표면측에 발광면 부재를 배치하고, 상기 유닛 케이스에 있어서의 상기 광반사면 부재와 발광면 부재 사이에 끼워지는 공간을 중공 도광 영역으로 하고, 배선 기판에 다수개의 LED를 줄지어 실장하여 이루어지는 LED 광원을 상기 중공 도광 영역에 인접하여, 상기 중공 도광 영역에 출사하도록 배치하고, 상기 LED 광원으로부터의 광을 유닛 두께 방향의 LED 광축 상에 대해 평행해지도록 집광하는 LED 콜리메이터를 상기 LED 광원의 출사부에 상기 LED의 배열과 평행하게 배치하고, 상기 LED 콜리메이터에는, 상기 LED의 배열로부터의 광을 굴절시켜 체내에 도입 혹은 출사하는 굴절 집광 기능부와, 체내에 도입한 광을 전반사시켜 상기 중공 도광 영역에 출사 시키는 전반사 집광 기능부를 마련한 점이다.A feature of the present invention is a hollow surface illuminating device, comprising a light reflection surface member disposed on a bottom surface side of a hollow unit case, a light emitting surface member disposed on a surface side facing the light reflection surface member of the unit case, An LED light source formed by arranging a plurality of LEDs in a line on a wiring board, with a space fitted between the light reflection surface member and the light emitting surface member in a unit case, and adjacent to the hollow light guide region, An LED collimator arranged to emit light in the light guiding area and condensing the light from the LED light source to be parallel to the LED optical axis in the unit thickness direction in parallel to the array of the LEDs at the emission part of the LED light source; The LED collimator includes a refractive condensing function unit that refracts light from the array of LEDs and introduces or exits the body, and the body By total internal reflection the light introducing section is provided that the total reflection function of condensing light emitted to the hollow light guide region.

상기 중공식 면 조명 장치에 있어서, 상기 유닛 케이스의 광반사면 부재에는 고반사율을 갖는 확산 반사성 부재를 이용할 수 있다.In the hollow surface illuminating device, a diffuse reflective member having a high reflectance can be used for the light reflection surface member of the unit case.

또한, 상기 중공식 면 조명 장치에 있어서, 상기 유닛 케이스의 발광면 부재에는, 상기 중공 도광 영역으로부터의 광을 투과시켜 확산시키는 광투과성 확산 부재를 이용할 수 있다.Moreover, in the said hollow surface illuminating device, the light transmissive diffusion member which permeate | transmits and diffuses the light from the said hollow light guide area | region can be used for the light emitting surface member of the said unit case.

또한, 상기 중공식 면 조명 장치에 있어서, 상기 LED 광원은, 적색 LED 및 청색 LED를 상기 배선 기판에 소정의 배열로 줄지어 실장하여 이루어지고, 또한 상기 중공 도광 영역의 표면측이며, 또한 상기 발광면 부재의 이면측에 상기 청색 LED로부터 방출된 청색광을 흡수하여 녹색광으로 변환하는 파장 변환 시트를 설치할 수 있다.In the hollow surface illuminating device, the LED light source is formed by arranging red LEDs and blue LEDs in a predetermined arrangement on the wiring board, and is a surface side of the hollow light guide region, and the light emission. The wavelength conversion sheet which absorbs the blue light emitted from the said blue LED and converts it into green light can be provided in the back surface side of a surface member.

본 발명에 따르면, LED 광원의 출사측에 LED 콜리메이터를 배치함으로써 LED 광원의 광을 효율적이고, 또한 평행도가 높은 광으로서 유닛 케이스 내의 중공 도광 영역에 도입하여, 면 발광부의 전체로부터 불균일 없이 출사시킬 수 있고, 그 결과로서, 고휘도이고, 또한 균제도(均齊度)도 높은 조명광을 출사할 수 있어, 대형 액정 표시 장치의 백라이트 유닛으로서도 채용할 수 있는 LED 광원, 사이드라이트 방식의 중공식 면 조명 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, by arranging the LED collimator on the output side of the LED light source, the light of the LED light source can be introduced into the hollow light guiding region in the unit case as efficient and highly parallel light, and can be emitted unevenly from the whole surface light emitting part. As a result, an LED light source and a side light type hollow surface illuminating device which can emit an illumination light with high brightness and high uniformity and can also be employed as a backlight unit of a large liquid crystal display device. Can provide.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 기초로 하여 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail based on drawing.

(제1 실시 형태)(1st embodiment)

도1, 도2는 본 발명의 하나의 실시 형태의 중공식 면 조명 장치로서의 액정 표시 장치용의 백라이트 유닛을 도시하고 있다. 이 백라이트 유닛은, 직사각형의 유닛 케이스(1)의 바닥면 중앙에서 1개의 변에 평행한 선을 따라 산형으로 솟아오르고, 그 능선의 양측으로 멀어질수록 점차 낮아지는 산형의 광반사면 부재(2)가 배치되어 있다. 이 유닛 케이스(1)의 표면측 개구면에 발광면 부재(3)가 배치되어 있다. 그리고, 유닛 케이스(1)에 발광면 부재(3)측으로부터 전방 프레임(4)을 씌우고, 유닛 케이스(1)와 일체화함으로써 본 실시 형태의 백라이트 유닛이 조립되어 있다. 유닛 케이스(1) 내의, 광반사면 부재(2)와 발광면 부재(3) 사이에 끼워지는 공간 부분은 중공 도광 영역(10)으로 되어 있다.1 and 2 show a backlight unit for a liquid crystal display device as a hollow surface illuminating device of one embodiment of the present invention. The backlight unit rises in a ridge along a line parallel to one side from the center of the bottom surface of the rectangular unit case 1, and the light reflection surface member 2 of the ridge is gradually lowered toward both sides of the ridge line. Is arranged. The light emitting surface member 3 is arrange | positioned at the surface side opening surface of this unit case 1. As shown in FIG. Then, the backlight unit of the present embodiment is assembled by covering the unit case 1 with the front frame 4 from the light emitting surface member 3 side and integrating with the unit case 1. The space portion fitted between the light reflection surface member 2 and the light emitting surface member 3 in the unit case 1 is a hollow light guide region 10.

광반사면 부재(2)는, 금속 혹은 수지의 기재에 고반사성, 또한 확산 반사성을 갖는 재료, 예를 들어 백색 PET 필름이나 백색 잉크를 적층시키고, 또한 발광면 부재(3)에서의 휘도 분포가 균일해지도록, 발광면 부재(3)와의 거리를 변화시키는 형상으로 되어 있다. 광확산 반사성을 갖는 재료로서는, 상기한 것 외에, 경면 반사성을 갖는 고반사 알루미늄 등에 광투과성 확산재를 코팅한 것이라도 좋다.The light reflection surface member 2 laminates a material having high reflectivity and diffuse reflection, such as a white PET film or white ink, on a metal or resin substrate, and has a uniform luminance distribution on the light emitting surface member 3. It is a shape which changes the distance with the light emitting surface member 3 so that it may become. As the material having light diffusing reflectivity, in addition to the above, a light-transmitting diffusing material may be coated on high reflecting aluminum having specular reflectivity or the like.

발광면 부재(3)는, 적어도 광투과 확산판(3A)에 대해, 또한 확산 시트(3B, 3C), 렌즈 시트(3D) 등의 광학 시트를 중첩하여 구성한 것이고, 중공 도광 영역(10)을 통과하여, 산형의 광반사 부재(2)에 있어서 반사되어 온 광을 균일하게 확산, 출사시킴으로써, 발광면에서의 휘도 불균일을 없애, 균제도를 높게 하는 작용을 한다.The light emitting surface member 3 is configured by overlapping optical sheets such as the diffusion sheets 3B and 3C and the lens sheet 3D at least with respect to the light-transmitting diffusion plate 3A and at least the hollow light guide region 10. By passing through and uniformly diffusing and radiating the light reflected by the light reflecting member 2 of the mountain type, the luminance nonuniformity on the light emitting surface is eliminated and the uniformity is enhanced.

유닛 케이스(1)는 알루미늄 합금 등의 고열전도성의 금속으로 형성되어 있다. 이 유닛 케이스(1)에 있어서의 광반사면 부재(2)의 능선에 평행한 양 측면 각각에 LED 기판(5)이 배치되어 있다. 이 LED 기판(5)은, 유닛 케이스(1)의 상기 측면에 수용할 수 있는 폭을 갖는 가늘고 긴 배선 기판(6) 상에 다수개의 LED(7)를 일렬 혹은 복수열로 줄지어 실장한 것이다. 배선 기판(6)은 고열전도성의 알루미늄계, 알루미늄계 합금 등의 금속이나, 질화알루미늄 등의 세라믹에 의해 형성되어 있고, 고열전도성의 유닛 케이스(1)의 측벽에 나사 고정, 접착 그 밖의 수단으로 고정되어 있다. 또한, 이 배선 기판(6)과 유닛 케이스(1)의 측벽과의 사이에는 고열전도성의 양면 테이프, 시트 혹은 그리스를 개재시키는 것이 바람직하다. LED 기판(5) 상에 실장되는 LED(7)에는, 원하는 백색 색도로 합성시키기 위한 수량비로 배치한 적색, 녹색, 청색의 3색 LED, 혹은 청색 LED 칩과 황색 형광체와의 조합으로 백색으로 발광하는 복수의 LED를 이용하고 있다.The unit case 1 is formed of metal of high thermal conductivity, such as aluminum alloy. The LED board | substrate 5 is arrange | positioned at each side surface parallel to the ridgeline of the light reflection surface member 2 in this unit case 1, respectively. This LED board | substrate 5 mounts many LEDs 7 in a row or several rows on the elongate wiring board 6 which has the width | variety which can be accommodated in the said side surface of the unit case 1, and is mounted. . The wiring board 6 is made of a metal such as high thermal conductivity aluminum or aluminum alloy, or a ceramic such as aluminum nitride. The wiring board 6 is screwed to the side wall of the high thermal conductivity unit case 1 by means of screw fixing or other means. It is fixed. In addition, it is preferable to interpose a high thermal conductive double-sided tape, sheet or grease between the wiring board 6 and the side wall of the unit case 1. The LED 7 mounted on the LED substrate 5 emits white light by combining red, green, and blue tricolor LEDs or blue LED chips and yellow phosphors arranged in a quantity ratio for synthesis into a desired white chromaticity. A plurality of LEDs are used.

그리고 LED 기판(5)의 출사측과 중공 도광 영역(10)과의 사이에, LED(7)의 열(列)을 덮고, LED(7)로부터 확산 방사된 방사광을 입광하는 오목홈(8)으로 구성되는 입사면이 형성된 가늘고 긴 LED 콜리메이터(9)가 배치되어 있다.The concave groove 8 covering the row of the LEDs 7 between the exit side of the LED substrate 5 and the hollow light guiding region 10 and receiving the radiated radiation diffused from the LEDs 7. The elongate LED collimator 9 in which the incidence surface which consists of these is formed is arrange | positioned.

이 LED 콜리메이터(9)는, LED 기판(5)에 실장된 LED(7)로부터 확산 방사된 광을 입광하기 위한 오목홈(8)과, 그 오목홈(8)의 상하 양단부에 연접하여 만곡한 전반사면과, 복수의 만곡면을 서로 연결한 방사면에 의해 형성되고, 이 방사면에 높이에 준하여 대략 평행광으로 집광한 광을 중공 도광 영역(10)에 입광시키기 위한 광학 부재이고, 예를 들어 아크릴이나 폴리카보네이트와 같은 투명 수지, 혹은 글래스로 형성되어 있다.The LED collimator 9 is formed by concave grooves 8 for receiving light diffused and radiated from the LEDs 7 mounted on the LED substrate 5 and the upper and lower ends of the concave grooves 8 to be curved. It is an optical member formed by the total reflection surface and the radiation surface which connected the some curved surface to each other, and the light condensed by the substantially parallel light according to the height to this radiation surface in the hollow light guide area | region 10 is an optical member, for example, For example, it is formed of transparent resin such as acrylic or polycarbonate or glass.

도3, 도4에 상세하게 도시되어 있는 바와 같이, LED 콜리메이터(9)의 LED(7)의 열(列)에 면하는 입사부측에 오목홈(8)이 형성되어 있다. 이 오목홈(8)의 홈 벽면은, LED(7)의 광축에 가까운 각도의 방사광을 체내에 도광하는 볼록 형상의 입사면(InA)과, LED(7)의 광축으로부터 멀어진 각도의 방사광을 체내에 도광하는 평면형상의 입사면(InB1, InB2)으로 되어 있다. LED 콜리메이터(9)의 도면에 있어서 하측과 상측에 위치하는 측면은, 체내의 광을 전반사하도록 만곡한 전반사면(TIR1, TIR2)으로 되어 있다. LED 콜리메이터(9)의 출사부는, 입사면(InA)으로부터의 입사광에 대응하는 볼록 형상의 출사면(ExA)과, 입사면(InB1, InB2)으로부터 입사한 후, 전반사면(TIR1, TIR2)에서 전반사한 광에 대응하는 오목 곡면 형상의 출사면(ExB1, ExB2)으로 되어 있다.As shown in detail in Figs. 3 and 4, a concave groove 8 is formed on the side of the incidence portion facing the row of the LEDs 7 of the LED collimator 9. The groove wall surface of the concave groove 8 has a convex incidence surface InA for guiding the radiation light at an angle close to the optical axis of the LED 7, and an emission light at an angle away from the optical axis of the LED 7. Planar incidence surfaces InB1 and InB2 that are guided to the surface are formed. In the figure of the LED collimator 9, the side surface located in the lower side and the upper side becomes the total reflection surface TIR1, TIR2 which curved to totally reflect the light in a body. The light emitting part of the LED collimator 9 enters the convex output surface ExA corresponding to the incident light from the incident surface InA, and enters from the incident surfaces InB1 and InB2, and then on the total reflection surfaces TIR1 and TIR2. The concave curved exit surfaces ExB1 and ExB2 correspond to the totally reflected light.

상기 실시 형태의 백라이트 유닛에서는, 도4에 상세하게 도시한 바와 같이, LED 콜리메이터(9)에 의해, LED 기판(5)의 LED(7)로부터의 광을 중공 도광 영역(10)의 두께 방향으로 집광하여 이 중공 도광 영역(10)에 입사시킬 수 있다. 즉, LED 콜리메이터(9)에 있어서, LED(7)로부터 입사면(InA)에 입사한 광(RYA)은, 단면 볼록 형상의 입사면(InA) 및 출사면(ExA)에 의해 굴절하고, 중공 도광 영역(10)의 두께 방향으로 집광된다. 또한 입사면(InB1, InB2)에 입사한 광(RYB1, RYB2)은, 전반사면(TIR1, TIR2)에서의 전반사와 출사면(ExB1, ExB2)에서의 굴절에 의해, 중공 도광 영역(10)의 두께 방향으로 집광된다.In the backlight unit of the above embodiment, as shown in detail in FIG. 4, the LED collimator 9 causes the light from the LED 7 of the LED substrate 5 to be in the thickness direction of the hollow light guide region 10. The light can be collected and incident on the hollow light guiding region 10. That is, in the LED collimator 9, the light RYA incident on the incident surface InA from the LED 7 is refracted by the incident surface InA and the exit surface ExA having a convex cross section, and is hollow. The light is collected in the thickness direction of the light guide region 10. In addition, the light RYB1 and RYB2 incident on the incident surfaces InB1 and InB2 are formed by the total reflection on the total reflection surfaces TIR1 and TIR2 and the refraction on the exit surfaces ExB1 and ExB2. It is condensed in the thickness direction.

LED 콜리메이터(9)로부터 중공 도광 영역(10)에 출사한 광(RYA, RYB1, RYB2) 은, 형상을 최적화한 반사면 부재(2)의 반사면에서 발광면 부재(3)의 방향으로 반사되고, 이 발광면 부재(3)의 발광면으로부터 고휘도이고, 또한 휘도 불균일이 없는 상태에서 출사된다.Light RYA, RYB1, and RYB2 emitted from the LED collimator 9 to the hollow light guiding region 10 are reflected in the direction of the light emitting surface member 3 on the reflective surface of the reflective surface member 2 whose shape is optimized. The light is emitted from the light emitting surface of the light emitting surface member 3 in a state of high brightness and no luminance unevenness.

본 실시 형태의 백라이트 유닛에 따르면, LED 콜리메이터(9)의 존재에 의해 광원인 LED(7)로부터 넓은 각도로 방사되는 광을, 광 이용 효율 80 ％ 이상의 고효율이면서 좁은 각도로 집광시킬 수 있고, 중공 도광 영역(10)에 있어서의 반사 손실을 최저한으로 억제할 수 있어, 종래의 중공 방식의 백라이트 유닛보다도 휘도를 향상시킬 수 있다. 또한, 종래의 중공 방식의 백라이트 유닛에서는, 광원으로부터 가능한 한 먼 쪽에 광을 도달시키기 위해 중공 도광 영역의 반사면을 경면 반사성, 혹은 그것에 가까운 반사 특성으로 하여, 발광면에 국소적인 휘선(輝線) 등이 발생하고 있었지만, 본 실시 형태의 백라이트 유닛의 경우, 광원의 집광성이 높으므로, 반사면을 확산 반사성으로 해도 휘도 균제도를 높게 할 수 있고, 또한 국소적인 휘선의 발생도 방지할 수 있다.According to the backlight unit of the present embodiment, the light emitted from the LED 7 which is the light source by the presence of the LED collimator 9 at a wide angle can be focused at a narrow angle with a high efficiency of 80% or more light utilization efficiency, The reflection loss in the light guide region 10 can be suppressed to the minimum, and the luminance can be improved as compared with the conventional hollow backlight unit. In addition, in the conventional hollow backlight unit, in order to reach the light as far as possible from the light source, the reflective surface of the hollow light guiding region is specularly reflective or close to the reflective characteristic, so as to show local bright lines or the like on the light emitting surface. Although this has occurred, in the case of the backlight unit of the present embodiment, since the light converging property of the light source is high, the luminance uniformity can be increased even when the reflecting surface is diffusely reflective, and the occurrence of local bright lines can also be prevented.

도5a 및 도5b는, 본 실시의 형태의 백라이트 유닛(30)에 있어서의, 발광면의 마주 보는 2측면 각각에 설치된 한 쌍의 LED 광원(5)에 의한 광원 라인에 직각인 방향(LED배열 방향에 직각 혹은 LED의 광축 방향에 평행한 방향)을 휘도 분포 측정 라인(31)으로 하고, 그 휘도 분포 측정 라인(31) 상에 있어서의 한 쌍의 LED 광원(5)에 의한 광원 라인 사이의 휘도 분포를 나타내고 있다. 또한, LED 광원(5)은 이 경우, 도5a의 백라이트 유닛(30)에 있어서 상하 각각의 긴 변의 위치에 서로 대향하도록 설치되어 있다.5A and 5B show a direction perpendicular to the light source line by a pair of LED light sources 5 provided on each of two opposite surfaces of the light emitting surface in the backlight unit 30 of the present embodiment (LED arrangement). A direction perpendicular to the direction or parallel to the optical axis direction of the LED) as the luminance distribution measuring line 31 and between the light source lines by the pair of LED light sources 5 on the luminance distribution measuring line 31. The luminance distribution is shown. In this case, the LED light source 5 is provided so as to face each other at the positions of the long sides of the upper and lower sides in the backlight unit 30 of FIG. 5A.

(제2 실시 형태)(2nd embodiment)

도6, 도7을 이용하여, 본 발명의 제2 실시 형태의 백라이트 유닛에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 백라이트 유닛은 LED 콜리메이터(9A)로서, 도6, 도7에 도시하는 것을 이용한 것을 특징으로 하고, 도1, 도2에 나타낸 제1 실시 형태에 있어서의 LED 콜리메이터(9)와 같은 형상이지만, 오목홈(8A)의 홈 벽면이 이루는 입사면(InA, InB1, InB2)을 프리즘면으로 하고 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 그 밖의 구성은, 도1, 도2에 나타낸 제1 실시 형태의 백라이트 유닛과 공통이다.6 and 7, the backlight unit according to the second embodiment of the present invention will be described. The backlight unit of the present embodiment is the LED collimator 9A, and the one shown in Figs. 6 and 7 is used, and the same as the LED collimator 9 in the first embodiment shown in Figs. Although it is a shape, the entrance surface InA, InB1, InB2 which the groove wall surface of the recessed groove 8A makes is made into a prism surface. In addition, in this embodiment, the other structure is common with the backlight unit of 1st Embodiment shown in FIG.

본 실시 형태의 백라이트 유닛에서는, 도7에 도시한 바와 같이, LED 기판(5)상의 LED(7)로부터의 광은, LED 콜리메이터(9A)에 그 오목홈(8A)의 홈 벽면이 이루는 입사면(InA, InB1, InB2)으로부터 입사할 때에 프리즘면에 의해 효과적으로 LED 콜리메이터 방향으로 확산한다. 따라서, LED(7)로부터의 광은, 이 LED 콜리메이터(9A)의 체내 전체에 확산시킨 후, 출사면(ExA, ExB1, ExB2)으로부터 중공 도광 영역(10)에 출사한다. 그리고 제1 실시 형태와 마찬가지로, LED 콜리메이터(9A)로부터 중공 도광 영역(10)에 출사한 광은, 형상을 최적화한 반사면 부재(2)의 반사면에서 발광면 부재(3)의 방향으로 반사되고, 이 발광면 부재(3)의 발광면으로부터 고휘도이고, 또한 휘도 불균일이 없는 상태에서 출사된다.In the backlight unit of this embodiment, as shown in FIG. 7, the light from the LED 7 on the LED substrate 5 is an incident surface of the groove wall surface of the recess 8A in the LED collimator 9A. When incident from (InA, InB1, InB2), the prism face effectively diffuses in the LED collimator direction. Therefore, the light from the LED 7 diffuses into the entire body of the LED collimator 9A and then exits from the exit surfaces ExA, ExB1 and ExB2 to the hollow light guide region 10. And like the first embodiment, the light emitted from the LED collimator 9A to the hollow light guide region 10 is reflected in the direction of the light emitting surface member 3 on the reflecting surface of the reflecting surface member 2 whose shape is optimized. The light is emitted from the light emitting surface of the light emitting surface member 3 in a state of high brightness and no luminance unevenness.

또한, 본 실시 형태에서는, LED 콜리메이터(9)의 오목홈(8A)의 홈 벽면이 이루는 입사면(InA, InB1, InB2)을 모두 프리즘면으로 했지만, 이들 중 1면만, 혹은 2면을 프리즘면으로 해도 광확산 효과는 향상된다.In addition, in this embodiment, all the incident surfaces InA, InB1, and InB2 which the groove wall surface of the recessed groove 8A of the LED collimator 9 makes are prism surfaces, but only one surface or these two surfaces were prism surfaces. Even if it does, the light-diffusion effect will improve.

(제3 실시 형태)(Third embodiment)

도8, 도9를 이용하여, 본 발명의 제3 실시 형태의 백라이트 유닛에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 백라이트 유닛은 LED 콜리메이터(9B)로서, 도8, 도9에 도시하는 것을 이용한 것을 특징으로 하고, 도1, 도2에 나타낸 제1 실시 형태에 있어서의 LED 콜리메이터(9)와 같은 형상이지만, 길이 방향의 양단부 각각에서 오목홈(8B)을 도중에 끊기게 하고, 그 오목홈(8B)의 홈단부 벽면을 단부 입사면(InC)으로 하고, 또한, LED 콜리메이터(9B)의 단부면을 단부 전반사면(TIR3)으로 하고 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서도, 그 밖의 구성은, 도1, 도2에 나타낸 제1 실시 형태의 백라이트 유닛과 공통이다.8 and 9, the backlight unit according to the third embodiment of the present invention will be described. The backlight unit of the present embodiment is the LED collimator 9B, and the one shown in Figs. 8 and 9 is used, and the same as the LED collimator 9 in the first embodiment shown in Figs. Although the shape is concave, the recess 8B is cut off at each of both ends in the longitudinal direction, and the groove end wall surface of the recess 8B is the end incident surface InC, and the end face of the LED collimator 9B is The end total reflection surface TIR3 is used. In addition, also in this embodiment, another structure is common with the backlight unit of 1st Embodiment shown in FIG.

본 실시 형태의 백라이트 유닛에서는, 도9에 도시한 바와 같이, LED 기판(5) 상의 LED(7)로부터의 광은, LED 콜리메이터(9B)에 그 오목홈(8B)의 홈 벽면이 이루는 입사면(InA, InB1, InB2)으로부터 입사하는 동시에, 길이 방향의 양단부에 있어서는 단부 입사면(InC)으로부터 입사한다. 그리고, LED 콜리메이터(9B)의 체내에서는, 도4에 도시한 바와 마찬가지로 입사광을 굴절시키거나 전반사시켜 출사면(ExA, ExB1, ExB2)으로부터 효과적으로 집광하여 중공 도광 영역(10)에 출사시키는 동시에, LED 콜리메이터(9B)의 양단부에 있어서는, 도9에 도시하는 바와 같이, 단부 입사면(InC)으로부터 단부 체내에 입사한 광을 단부 전반사면(TIR3)에 의해 전반사시켜 출사면(ExA, ExB1, ExB2)으로부터 중공 도광 영역(10)에 출사시킨다.In the backlight unit of this embodiment, as shown in FIG. 9, the light from the LED 7 on the LED substrate 5 is an incident surface of the groove wall surface of the concave groove 8B in the LED collimator 9B. Incident is input from (InA, InB1, InB2) and incident from the end incident surface InC at both ends in the longitudinal direction. In the body of the LED collimator 9B, as shown in Fig. 4, the incident light is refracted or totally reflected to effectively collect the light from the exit surfaces ExA, ExB1, and ExB2, and emit the light to the hollow light guiding region 10 at the same time. At both ends of the collimator 9B, as shown in Fig. 9, the light incident on the end body from the end incidence surface InC is totally reflected by the end total reflection surface TIR3 so as to emit light (ExA, ExB1, ExB2). Radiate | emitted to the hollow light guide area | region 10 from the inside.

이것에 의해, 본 실시 형태의 백라이트 유닛에서는, LED 기판(5)의 단부에 위치하는 LED(7)로부터의 광이 유닛 케이스(1)의 벽면에 접촉할을 때의 반사ㆍ흡수 손실을 억제할 수 있어, 발광면의 휘도를 향상시킬 수 있다.As a result, in the backlight unit of the present embodiment, reflection and absorption loss when light from the LED 7 located at the end of the LED substrate 5 contacts the wall surface of the unit case 1 can be suppressed. The brightness of the light emitting surface can be improved.

또한, 본 제3 실시 형태에 있어서도, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 오목홈(8B)의 홈 벽면의 1면 혹은 복수면을 프리즘면으로 할 수 있고, 그것에 의해 LED 콜리메이터(9B)로의 입사광의 확산 정도를 향상시킬 수 있다.In addition, also in the third embodiment, as in the second embodiment, one surface or a plurality of surfaces of the groove wall surface of the concave groove 8B can be a prism surface, whereby the degree of diffusion of incident light into the LED collimator 9B is achieved. Can improve.

(제4 실시 형태)(4th embodiment)

도10 내지 도12d를 이용하여, 본 발명의 제4 실시 형태의 백라이트 유닛에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 백라이트 유닛은, LED 기판(5)의 구성과, 중공 도광 영역(2)의 표면측이며, 또한 발광면 부재(3)의 이면측에 배치한 파장 변환 시트(130)를 특징으로 한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서도, 그 밖의 구성은, 도1, 도2에 나타낸 제1 실시 형태의 백라이트 유닛과 공통이다.10 to 12D, a backlight unit according to a fourth embodiment of the present invention will be described. The backlight unit of this embodiment is characterized by the structure of the LED substrate 5 and the wavelength conversion sheet 130 arranged on the front side of the hollow light guide region 2 and disposed on the back side of the light emitting surface member 3. do. In addition, also in this embodiment, another structure is common with the backlight unit of 1st Embodiment shown in FIG.

도10, 도11에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 백라이트 유닛에서는, LED 기판(5)은, 배선 기판(6) 상에 청색광을 발광하는 청색 LED(7B)와 적색광을 발광하는 적색 LED(7R)를 교대 배열한 구성이고, 다른 실시 형태와 같이 녹색 LED는 이용하고 있지 않다. 또한, 청색광과 적색광과 녹색광과의 혼합에 의해 백색광을 만들기 위해, 중공 도광 영역(10)의 출광면측, 즉 표면측이며, 또한 발광면 부재(3)의 이면측에 청색광을 녹색광으로 변환하는 파장 변환 시트(130)를 설치하고 있다.10 and 11, in the backlight unit of the present embodiment, the LED substrate 5 includes a blue LED 7B for emitting blue light on the wiring board 6 and a red LED for emitting red light ( 7R) is arranged alternately, and green LED is not used like other embodiment. In addition, in order to make white light by mixing blue light, red light, and green light, it is the light exit surface side, ie, the surface side of the hollow light guide region 10, and converts blue light into green light on the back surface side of the light emitting surface member 3. The wavelength conversion sheet 130 is provided.

청색 LED(7B)와 적색 LED(7R)는, 예를 들어 그들의 개수가 2 : 1의 비율, 혹은 휘도가 2 : 1의 비율로 되도록 준비되고, 배선 기판(6)에 실장되어 있다. 그들의 LED는 표면 발광형이라도 좋고, 단부면 발광형이라도 좋다. 단, 그 발광이 콜리메이터(9)의 홈(8) 내에 입사하도록 배선 기판(6)에 마운트되어 있다.The blue LED 7B and the red LED 7R are prepared, for example, in such a manner that their number is in a ratio of 2: 1 or in a ratio of 2: 1, and mounted on the wiring board 6. These LEDs may be surface emitting type or end surface emitting type. However, the light emission is mounted on the wiring board 6 so as to enter the groove 8 of the collimator 9.

적색 LED(7R)의 방출광의 피크 파장은 590 내지 670 나노미터의 범위인 것이 바람직하다. 이러한 발광 소자는, 예를 들어 InGaAlP계의 화합물 반도체를 이용하여 실현할 수 있다. 다양한 용도에 대해, 적색 LED(7R)의 InGaAlP 활성층의 조성 등을 조정함으로써, 이 파장 범위 중에서 가장 바람직한 피크 파장을 얻을 수 있다. 한편, 청색 LED(7B)의 방출광의 피크 파장은 420 내지 480 나노미터의 범위인 것이 바람직하다. 이러한 반도체 발광 소자는, 예를 들어 InGaAlN계의 화합물 발광을 이용하여 실현할 수 있다. 이 경우도, 다양한 용도에 대해, 청색 LED(7B)의 InGaAlN 활성층의 조성 등을 조정함으로써, 이 파장 범위 중에서 가장 바람직한 피크 파장을 얻을 수 있다.The peak wavelength of the emitted light of the red LED 7R is preferably in the range of 590 to 670 nanometers. Such a light emitting element can be realized using, for example, an InGaAlP-based compound semiconductor. By adjusting the composition and the like of the InGaAlP active layer of the red LED 7R for various uses, the most preferable peak wavelength can be obtained in this wavelength range. On the other hand, the peak wavelength of the emitted light of the blue LED 7B is preferably in the range of 420 to 480 nanometers. Such a semiconductor light emitting element can be realized using, for example, InGaAlN-based compound light emission. Also in this case, the most preferable peak wavelength can be obtained in this wavelength range by adjusting the composition etc. of the InGaAlN active layer of the blue LED 7B for various uses.

파장 변환 시트(130)는 수지에 의해 형성하고 있다. 즉, 파장 변환 시트(130)는, 수지 중에 형광체를 분산시켜 시트 형상으로 성형한 것이다. 이 파장 변환 시트(130)는, 투광성 필름의 표면(또는 이면)에 형광체를 도포한 것이라도 좋다.The wavelength conversion sheet 130 is formed of resin. That is, the wavelength conversion sheet 130 is formed by dispersing a phosphor in a resin and forming a sheet. This wavelength conversion sheet 130 may apply | coat the fluorescent substance to the surface (or back surface) of a translucent film.

파장 변환 시트(130)에 분산 혹은 함유시키고 있는 형광체는, 청색 LED(7B)로부터 방출된 청색광을 흡수하여 녹색광을 방출하는 것이다. 녹색광의 피크 파장은 520 내지 560 나노미터의 범위인 것이 바람직하다. 이러한 형광체의 재료로서는, 예를 들어 ZnS에 Cu나 Al을 첨가한 것이나, (BaㆍMg)Al10O17에 Eu나 Mn 등을 첨가한 것을 예를 들 수 있다.The phosphor dispersed or contained in the wavelength conversion sheet 130 absorbs the blue light emitted from the blue LED 7B and emits green light. The peak wavelength of the green light is preferably in the range of 520 to 560 nanometers. As the material of such a phosphor, for example, it can be given to ZnS would the addition of Cu or Al, such as for example the addition of Eu and Mn to (Ba and Mg) Al 10 O 17.

도12a 내지 도12d는 파장 변환 시트(130)의 단면 구조를 예시하고 있다. 즉, 도12a는 수지 등의 필름 형상의 모체(130c)의 표면에 형광체층(130f)을 도포하 여 형성한 파장 변환 시트(130)를 나타내고 있다. 또한, 도12b는 수지의 모체 중에 형광체를 분산시켜 형성한 파장 변환 시트(130)를 도시하고 있다. 도12c는, 복수의 투광성 필름(130c)을 적층하고, 그들의 사이에 형광체를 도포하고, 또는 분산시킨 층(130s)을 형성한 구조의 파장 변환 시트(130)를 도시하고 있다. 또한, 파장 변환 시트(130)는 일체 구조일 필요는 없고, 도12d에 도시한 바와 같이, 각각이 형광체를 함유한 복수의 필름(130s)을 적층하여 구성해도 좋다. 또한, 파장 변환 시트(130)는 발광면 부재(3)와 별개의 부재라도 좋지만, 일체적으로 형성해도 좋다.12A to 12D illustrate the cross-sectional structure of the wavelength conversion sheet 130. That is, FIG. 12A shows the wavelength conversion sheet 130 formed by coating the phosphor layer 130f on the surface of a film-like matrix 130c such as resin. 12B shows the wavelength conversion sheet 130 formed by dispersing the phosphor in the matrix of the resin. FIG. 12C illustrates the wavelength conversion sheet 130 having a structure in which a plurality of light-transmitting films 130c are laminated, a phosphor is coated, or a layer 130s formed therein is formed. In addition, the wavelength conversion sheet 130 does not need to be an integral structure, and as shown in FIG. 12D, a plurality of films 130s each containing a phosphor may be laminated. In addition, although the wavelength conversion sheet 130 may be a member separate from the light emitting surface member 3, you may form integrally.

본 실시 형태에 따르면, 파장 변환 시트(130)에 포함시키는 형광체의 재질이나 조성을 조절함으로써, 녹색광의 파장을 조절할 수 있다. 예를 들어, LCD의 백라이트로서 이용하는 경우, 파장 변환 시트(130)에 포함시키는 형광체의 재료나 조성을 적절하게 선택함으로써, LCD의 녹색 컬러 필터의 투과 특성에 합치한 광이 얻어진다. 이와 같이 하면, 효율이 낮은 녹색 LED를 이용할 필요가 없어진다. 그 결과로서, 전체의 비용을 내리면서 높은 휘도와 색채 재현이 얻어진다.According to the present embodiment, the wavelength of the green light can be adjusted by adjusting the material or composition of the phosphor included in the wavelength conversion sheet 130. For example, when using as a backlight of LCD, the light matching the transmission characteristic of the green color filter of LCD is obtained by selecting suitably the material and composition of the fluorescent substance contained in the wavelength conversion sheet 130. FIG. This eliminates the need to use a low efficiency green LED. As a result, high luminance and color reproduction are obtained while lowering the overall cost.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 녹색의 발광은 LED 기판(5)측에서는 없고, 발광면측에 있어서 파장 변환 시트(130)에 의해 얻어진다. 따라서, 녹색 LED를 이용한 경우에 생기는, 녹색 LED의 개체차에 의한 특성 변동을 해소할 수 있다. 또한, 파장 변환 시트(130)는, 광반사면 부재(2)에 의해 균일도가 향상된 청색 발광에 의해 여기되기 때문에, 발광면 부재(3)의 출광면 전체에서 녹색의 휘도 분포가 균일해지도록 파장 변화용의 형광체의 농도 분포를 파장 변환 시트(130)의 각 부분에서 조정하지 않아도 좋다. 즉, 녹색의 파장 변환광의 휘도가 청색 여기광의 휘도의 5배 이상으로 되도록, 파장 변환 시트(130)의 전체면에 걸쳐 균일해지도록 파장 변환용 형광체의 농도를 조정하면 좋다. 이와 같이 하면, 최종적으로 발광면 부재(3)로부터 방사되는 광으로서는, 인간의 시감도(視感度)에 대응한 백색광이 얻어진다.In addition, according to this embodiment, green light emission does not exist in the LED substrate 5 side, but is obtained by the wavelength conversion sheet 130 in the light emitting surface side. Therefore, the characteristic fluctuation by the individual difference of the green LED which arises when using a green LED can be eliminated. In addition, since the wavelength conversion sheet 130 is excited by the blue light emission with improved uniformity by the light reflection surface member 2, the wavelength change is made so that the luminance distribution of green is uniform in the entire light exit surface of the light emitting surface member 3. It is not necessary to adjust the concentration distribution of the phosphor for dragon in each part of the wavelength conversion sheet 130. That is, the concentration of the phosphor for wavelength conversion may be adjusted so as to be uniform over the entire surface of the wavelength conversion sheet 130 so that the luminance of the green wavelength conversion light becomes 5 times or more of the luminance of the blue excitation light. In this way, as the light finally emitted from the light emitting surface member 3, white light corresponding to human visibility is obtained.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 적색 LED(7R)에 가하는 전류치를 독립으로 제어함으로써, 적색광의 휘도도 녹색광의 1/5 정도로 제어한다. 마찬가지로, 청색광과 적색광의 휘도비도 제어할 수 있기 때문에 색 온도도 일정 범위로 조정 가능하다. 이 경우, RGB 3색 LED 각각을 소위 RGGB 배열하는 방식에 있어서 3색의 LED를 조정하는 것보다도 제어 회로가 간단하게 된다.In addition, according to the present embodiment, by controlling the current value applied to the red LED 7R independently, the luminance of the red light is also controlled to about 1/5 of the green light. Similarly, since the luminance ratio of blue light and red light can also be controlled, the color temperature can also be adjusted in a certain range. In this case, the control circuit is simpler than adjusting the three-color LEDs in the so-called RGGB arrangement of each of the RGB three-color LEDs.

적색 LED와, 청색 LED와, 청색광을 흡수하여 녹색광을 방출하는 형광체를 동일한 패키지에 밀봉하여 백색광을 방출시키는 백색 LED 패키지의 경우, 일단 형광체를 혼입하면 녹색 휘도/청색 휘도비는 고정되어, 후에 조절할 수 없다. 형광체를 패키지마다 소정의 분포, 농도로 안정적으로 혼입하는 것은 실제로는 어렵다. 즉, 녹색 휘도/청색 휘도의 비는 패키지마다 변동되는 일이 많다. 이로 인해, 제조한 상태 그대로 후공정에서 처리를 거치지 않고는 패키지 제품을 이용하여 소정의 휘도비(5 : 1)로 제어하는 것은 어렵고, 수율이 발생하여 선별이 필요하게 된다.In the case of a red LED, a blue LED, and a white LED package which emits white light by sealing a phosphor emitting green light by absorbing blue light in the same package, once the phosphor is mixed, the green luminance / blue luminance ratio is fixed. Can't. It is practically difficult to mix phosphors stably at a predetermined distribution and concentration for each package. In other words, the ratio of green luminance / blue luminance often varies from package to package. For this reason, it is difficult to control to a predetermined | prescribed brightness ratio (5: 1) using a packaged product, without going through a post process as it is, and a yield arises and selection is needed.

이것에 반해, 본 실시 형태에 따르면, 청색 LED(7B)와, 형광체를 함유하는 파장 변환 시트(130)가 별개의 부재로서 구성되어 있다. 따라서, 이들을 적절하게 조합함으로써, 청색광과 녹색광의 휘도의 균형을 용이하게 조정할 수 있다. 예를 들어, 녹색의 형광체의 함유량이 상이한 복수의 파장 변환 시트(130)를 준비해 두고, 발광면 부재(3)의 표면측으로부터 방출되는 청색광의 휘도에 따라서 이들 복수의 파장 변환 시트(130) 중 어느 하나를 선택하여 이용함으로써, 청색광과 녹색광의 균형을 최적으로 조정할 수 있다.In contrast, according to the present embodiment, the blue LED 7B and the wavelength conversion sheet 130 containing the phosphor are configured as separate members. Therefore, by combining these properly, the balance of the luminance of blue light and green light can be easily adjusted. For example, a plurality of wavelength conversion sheets 130 having different contents of green phosphors are prepared, and among these plurality of wavelength conversion sheets 130 in accordance with the luminance of blue light emitted from the surface side of the light emitting surface member 3. By selecting and using either one, the balance between blue light and green light can be optimally adjusted.

또한, 예를 들어, 파장 변환 시트(130)로서, 도12d에 예시한 바와 같이, 형광체를 함유한 복수의 필름을 적층시킨 적층 구조를 채용한 경우에도, 형광체의 양을 용이하게 변경할 수 있다는 효과가 얻어진다. 즉, 청색 LED(7B)로부터 방출되는 청색광의 휘도와, 용도에 따라서 각각 요구되는 녹색/청색의 균형에 따라서, 필요한 매수의 시트를 적층시킴으로써 최적의 균형이 용이하게 얻어진다.For example, as the wavelength conversion sheet 130, as illustrated in FIG. 12D, even when a laminated structure in which a plurality of films containing phosphors are laminated is adopted, the amount of the phosphor can be easily changed. Is obtained. That is, according to the luminance of the blue light emitted from the blue LED 7B and the green / blue balance required for each use, the optimum balance is easily obtained by laminating the required number of sheets.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태의 백라이트 유닛의 분해 사시도.1 is an exploded perspective view of a backlight unit of a first embodiment of the present invention;

도2는 본 발명의 제1 실시 형태의 백라이트 유닛의 단면도.Fig. 2 is a sectional view of the backlight unit of the first embodiment of the present invention.

도3은 본 발명의 제1 실시 형태에서 채용한 LED 콜리메이터의 일부 파단 사시도. 3 is a partially broken perspective view of the LED collimator employed in the first embodiment of the present invention.

도4는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 LED 콜리메이터의 집광 특성을 나타내는 단면도.Fig. 4 is a sectional view showing the light condensing characteristics of the LED collimator in the first embodiment of the present invention.

도5a 및 도5b는 본 발명의 제1 실시 형태의 백라이트 유닛의 휘도 분포 특성을 나타내는 그래프.5A and 5B are graphs showing luminance distribution characteristics of the backlight unit of the first embodiment of the present invention.

도6은 본 발명의 제2 실시 형태의 백라이트 유닛에 있어서 채용한 LED 콜리메이터의 일부 파단 사시도.Fig. 6 is a partially broken perspective view of the LED collimator employed in the backlight unit of the second embodiment of the present invention.

도7은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 LED 콜리메이터의 광확산 특성을 나타내는 단면도.Fig. 7 is a cross-sectional view showing light diffusing characteristics of the LED collimator in the second embodiment of the present invention.

도8은 본 발명의 제3 실시 형태의 백라이트 유닛에 있어서 채용한 LED 콜리메이터의 일부 파단 사시도.Fig. 8 is a partially broken perspective view of the LED collimator employed in the backlight unit of the third embodiment of the present invention.

도9는 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 LED 콜리메이터의 단부면에 있어서의 광선의 거동을 도시하는 단면도.Fig. 9 is a cross-sectional view showing the behavior of light rays on the end face of the LED collimator in the third embodiment of the present invention.

도10은 본 발명의 제4 실시 형태의 백라이트 유닛의 분해 사시도.Fig. 10 is an exploded perspective view of a backlight unit of a fourth embodiment of the present invention.

도11은 본 발명의 제4 실시 형태의 백라이트 유닛의 단면도.Fig. 11 is a sectional view of a backlight unit of a fourth embodiment of the present invention.

도12a는 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서의 파장 변환 시트의 구조예를 나 타내는 단면도.Fig. 12A is a sectional view showing a structure example of a wavelength conversion sheet in accordance with a fourth embodiment of the present invention.

도12b는 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서의 파장 변환 시트의 다른 구조예를 나타내는 단면도.Fig. 12B is a sectional view showing another structural example of the wavelength conversion sheet in the fourth embodiment of the present invention.

도12c는 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서의 파장 변환 시트의 또 다른 구조예를 나타내는 단면도.Fig. 12C is a cross-sectional view showing still another structural example of the wavelength conversion sheet in the fourth embodiment of the present invention.

도12d는 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서의 파장 변환 시트의 또 다른 구조예를 나타내는 단면도.Fig. 12D is a sectional view showing still another structural example of the wavelength conversion sheet in the fourth embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 유닛 케이스1: unit case

2 : 광반사면 부재2: light reflection surface member

3 : 발광면 부재3: light emitting surface member

3A : 광투과 확산판3A: light transmission diffuser

3B, 3C : 확산 시트3B, 3C: Diffusion Sheet

3D : 렌즈 시트3D: Lens Sheet

5 : LED 기판5: LED substrate

6 : 배선 기판6: wiring board

7 : LED7: LED

8 : 오목홈8: concave groove

9 : LED 콜리메이터9: LED collimator

10 : 중공 도광 영역10: hollow light guide region

30 : 백라이트 유닛30: backlight unit

Claims (4)

중공의 유닛 케이스의 바닥면측에 광반사면 부재를 배치하고,The light reflection surface member is arrange | positioned at the bottom surface side of a hollow unit case, 상기 유닛 케이스의 상기 광반사면 부재와 대향하는 표면측에 발광면 부재를 배치하고,A light emitting surface member is disposed on a surface side of the unit case that faces the light reflecting surface member; 상기 유닛 케이스에 있어서의 상기 광반사면 부재와 발광면 부재 사이에 끼워지는 공간을 중공 도광 영역으로 하고,A space fitted between the light reflection surface member and the light emitting surface member in the unit case is a hollow light guide region, 배선 기판에 다수개의 LED를 줄지어 실장하여 이루어지는 LED 광원을 상기 중공 도광 영역에 인접하여, 상기 중공 도광 영역에 출사하도록 배치하고,An LED light source formed by mounting a plurality of LEDs in a line on a wiring board is disposed so as to be emitted to the hollow light guide region adjacent to the hollow light guide region, 상기 LED 광원으로부터의 광을 유닛 두께 방향의 LED 광축 상에 대해 평행해지도록 집광하는 LED 콜리메이터를 상기 LED 광원의 출사부에 상기 LED의 배열과 평행하게 배치하고,An LED collimator for condensing the light from the LED light source to be parallel to the LED optical axis in the unit thickness direction, disposed in parallel with the arrangement of the LEDs at the exit of the LED light source, 상기 LED 콜리메이터에는, 상기 LED의 배열로부터의 광을 굴절시켜 체내에 도입 혹은 출사하는 굴절 집광 기능부와, 체내에 도입한 광을 전반사시켜 상기 중공 도광 영역에 출사시키는 전반사 집광 기능부를 마련한 것을 특징으로 하는 중공식 면 조명 장치.The said LED collimator is provided with the refractive condensing function part which refracts the light from the said array of LEDs, and introduce | transduces or exits the body, and the total reflection condensing function part which totally reflects the light introduced in the body and emits it to the said hollow light guide area | region, It characterized by the above-mentioned. Hollow side lighting device. 제1항에 있어서, 상기 유닛 케이스의 광반사면 부재는, 고반사율을 갖는 확산 반사성 부재에 의해 구성한 것을 특징으로 하는 중공식 면 조명 장치.The hollow surface illuminating device according to claim 1, wherein the light reflecting surface member of the unit case is made of a diffuse reflective member having a high reflectance. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유닛 케이스의 발광면 부재는, 상기 중공 도광 영역으로부터의 광을 투과시켜 확산시키는 광투과성 확산 부재에 의해 구성한 것을 특징으로 하는 중공식 면 조명 장치.The hollow surface illuminating device according to claim 1 or 2, wherein the light emitting surface member of the unit case is constituted by a light transmitting diffusing member that transmits and diffuses light from the hollow light guide region. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 LED 광원은 적색 LED 및 청색 LED만을 상기 배선 기판에 소정의 배열로 줄지어 실장하고, 또한 상기 중공 도광 영역의 표면측이며, 또한 상기 발광면 부재의 이면측에 상기 청색 LED로부터 방출된 청색광을 흡수하여 녹색광으로 변환하는 파장 변환 시트를 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 중공식 면 조명 장치.The LED light source according to claim 1 or 2, wherein only the red LEDs and the blue LEDs are mounted in a predetermined arrangement on the wiring board, and the front side of the hollow light guide region and the rear surface of the light emitting surface member. A hollow surface illuminating device comprising a wavelength conversion sheet on the side for absorbing blue light emitted from the blue LED and converting the light into green light.
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