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JP4509913B2 - Surface light source device and display device - Google Patents

Surface light source device and display device Download PDF

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JP4509913B2
JP4509913B2 JP2005327603A JP2005327603A JP4509913B2 JP 4509913 B2 JP4509913 B2 JP 4509913B2 JP 2005327603 A JP2005327603 A JP 2005327603A JP 2005327603 A JP2005327603 A JP 2005327603A JP 4509913 B2 JP4509913 B2 JP 4509913B2
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Description

本発明は、面光源装置および表示装置に関し、さらに詳しくは、液晶ディスプレイなどのバックライト用の光源に好適な面光源装置および該面光源装置を備えた表示装置に関する。   The present invention relates to a surface light source device and a display device, and more particularly to a surface light source device suitable for a backlight light source such as a liquid crystal display and a display device including the surface light source device.

近年、発光ダイオード素子は発光効率が著しく向上し、照明への応用が進んでいる。特に、液晶ディスプレイのバックライトとして発光ダイオード素子を用いた場合には、良好な色再現性と高速応答性が実現でき、高品位な画質を達成することが期待されている。   In recent years, light emitting diode elements have significantly improved luminous efficiency, and their application to lighting has been advanced. In particular, when a light emitting diode element is used as a backlight of a liquid crystal display, good color reproducibility and high speed response can be realized, and high quality image quality is expected.

従来、液晶ディスプレイのバックライトとしては、薄型化、低消費電力化のために、光源として冷陰極管を筐体の端面に配置したいわゆるエッジライト型のものが主流であったが(特許文献1,2)、近年液晶ディスプレイの大型化の要求が高まり、エッジライト型では輝度の向上および均一化を図るには限界がある。そのため、大型の液晶ディスプレイ用として直下型ライトの採用が検討されている(特許文献3)。   Conventionally, as a backlight of a liquid crystal display, a so-called edge light type backlight in which a cold cathode tube is arranged on an end face of a casing as a light source has been mainly used for thinning and low power consumption (Patent Document 1). 2) In recent years, demand for larger liquid crystal displays has increased, and there is a limit to the improvement and uniformity of luminance in the edge light type. Therefore, the adoption of a direct type light for a large-sized liquid crystal display has been studied (Patent Document 3).

図18は、液晶ディスプレイに用いられる従来の直下型面光源装置の構造を示した断面図である。この面光源装置11は、液晶表示パネル21の直下に配置される。面光源装置11には、発光ダイオード素子を用いたLEDランプ1が筐体12の底面に二次元的に配列されており、これらのLEDランプ1を光源としている。筐体12の底面および側面は反射シート13で覆われている。LEDランプ1の上方には、LEDランプ1から通常は2〜5cmの距離を隔てて、拡散板14とプリズムシート15が配置されている。   FIG. 18 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional direct type surface light source device used for a liquid crystal display. The surface light source device 11 is disposed immediately below the liquid crystal display panel 21. In the surface light source device 11, LED lamps 1 using light emitting diode elements are two-dimensionally arranged on the bottom surface of the housing 12, and these LED lamps 1 are used as light sources. The bottom surface and side surfaces of the housing 12 are covered with a reflection sheet 13. Above the LED lamp 1, a diffusion plate 14 and a prism sheet 15 are disposed at a distance of usually 2 to 5 cm from the LED lamp 1.

LEDランプ1を発光させると、出射された光は直接または反射シート13によって反射されて拡散板14に向かい、拡散板14内で乱反射し、その後、プリズムシート15を通過することで垂直方向に光線が傾けられ、液晶表示パネル21に入射する。異なるLEDランプ1から出射した光は、拡散板14との間の空間で混じりあい、さらに拡散板14内で乱反射することにより混合が促進され、これによって輝度と色度が均一化される。一般にLEDランプ1は直上方向が最も明るくなるような輝度分布の異方性があり、LEDランプ1の直上に相当する部分の輝度は高くなるので、拡散板14において、当該部分の拡散度を高くすることにより、輝度の均一化を高めることができる。   When the LED lamp 1 is caused to emit light, the emitted light is reflected directly or by the reflecting sheet 13 toward the diffusing plate 14, diffusely reflected in the diffusing plate 14, and then passes through the prism sheet 15 so as to be reflected in the vertical direction. Is inclined and enters the liquid crystal display panel 21. Light emitted from different LED lamps 1 is mixed in the space between the diffuser plates 14 and further diffusely reflected in the diffuser plate 14 to promote mixing, thereby making the luminance and chromaticity uniform. In general, the LED lamp 1 has an anisotropy in the luminance distribution such that the upward direction is the brightest, and the luminance corresponding to the portion directly above the LED lamp 1 is increased. By doing so, it is possible to improve the uniformity of luminance.

しかし、従来の面光源装置では、上記のように輝度および色度を均一化させるため拡散板を設け、さらにLEDランプと拡散板との距離をあけているが、それでもLEDランプの直上部分での輝度が高くなるという問題があった。   However, in the conventional surface light source device, as described above, a diffusion plate is provided to make the luminance and chromaticity uniform, and the distance between the LED lamp and the diffusion plate is further increased. There was a problem that the brightness was increased.

特に、単色LEDランプではなく複数色(RGB)のLEDランプを用いて混色する場合には、混色が十分でなく、色むらが見えてしまうという問題があった。
このような輝度むら等を低減するために、LEDランプの直上に相当する部分で拡散板の拡散度を高くしたり、いわゆるライティング・カーテンをLEDランプの直上部に設けて直上部の輝度を低下させたりすることが行われている。
In particular, when color mixing is performed using a multi-color (RGB) LED lamp instead of a single color LED lamp, there is a problem that the color mixture is not sufficient and color unevenness is visible.
In order to reduce such unevenness in brightness, the diffusion level of the diffuser is increased in the portion corresponding to the portion directly above the LED lamp, or a so-called lighting curtain is provided directly above the LED lamp to decrease the brightness directly above the LED lamp. It has been done.

しかし、これらの手段は光の利用効率の低下を招いている。また、LEDランプと拡散板の間の距離を大きくすれば輝度むらと色度むらを低減できるが、これはバックライトの厚さの増大を招き、フラットパネルディスプレイにとっては好ましくないものであった。   However, these means lead to a decrease in light use efficiency. Further, if the distance between the LED lamp and the diffusion plate is increased, the luminance unevenness and the chromaticity unevenness can be reduced. However, this causes an increase in the thickness of the backlight, which is not preferable for a flat panel display.

このような直下型の面光源装置において、輝度と色度の均一化を十分に達成し、かつ面
光源装置が厚くならないようにするためには、図17に示すように、LEDランプ1を配置した基板3の前方に、LEDランプ1と対向する導光板4を配置することにより、導光板4内で光を拡散させて均一に導光板4内を伝播させることが有効である。
In such a direct type surface light source device, in order to sufficiently achieve uniform luminance and chromaticity and to prevent the surface light source device from becoming thick, the LED lamp 1 is arranged as shown in FIG. It is effective to disperse light in the light guide plate 4 and to propagate the light guide plate 4 uniformly by disposing the light guide plate 4 facing the LED lamp 1 in front of the substrate 3.

しかし、このような導光板を用いた場合であっても、LEDランプの前方位置で導光板の輝度が高くなり、輝度むらを解消することはできない。
特開2003−344852号公報 特開2005−268021号公報 特開平7−191311号公報
However, even when such a light guide plate is used, the luminance of the light guide plate increases at the front position of the LED lamp, and the luminance unevenness cannot be eliminated.
JP 2003-344852 A Japanese Patent Laying-Open No. 2005-268021 Japanese Patent Laid-Open No. 7-191311

本発明は、その厚さを増加させることなく、光源の直上の位置における輝度が高いことによる輝度むらが低減された面光源装置を提供することを目的としている。
また本発明は、例えばRGBなど複数色の光源を用いる場合に、輝度むらだけでなく色むらも低減された面光源装置を提供することを目的としている。
An object of the present invention is to provide a surface light source device in which luminance unevenness due to high luminance at a position immediately above a light source is reduced without increasing the thickness.
Another object of the present invention is to provide a surface light source device in which not only luminance unevenness but also color unevenness is reduced when light sources of a plurality of colors such as RGB are used.

さらに本発明は、このような面光源装置を備えた表示装置を提供することを目的としている。   A further object of the present invention is to provide a display device provided with such a surface light source device.

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、最も輝度が高くなる光軸を有するLEDランプなどの光源を用いた場合において、当該光軸が導光板に対して傾斜するように光源を配置することで、面光源装置の厚みを増大させることなく光源と導光板との光軸方向における間隔を大きくすることができ、また、光源から発した光軸方向へ向かう光と、導光板背面との反射・屈折が促進され、これにより、輝度むらおよび色むらが低減されることを見出し本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies, the present inventors have arranged the light source so that the optical axis is inclined with respect to the light guide plate when a light source such as an LED lamp having an optical axis with the highest luminance is used. Thus, the distance in the optical axis direction between the light source and the light guide plate can be increased without increasing the thickness of the surface light source device, and the light emitted from the light source toward the optical axis direction and the back surface of the light guide plate Reflection and refraction are promoted, and as a result, it has been found that luminance unevenness and color unevenness are reduced, and the present invention has been completed.

さらに、導光板背面の特定の位置に凹部を設けることで、輝度むらおよび色むらがさらに低減されることを見出し本発明を完成するに至った。
本発明は、以下の[1]〜[10]に記述したとおりである。
Furthermore, the present inventors have found that luminance unevenness and color unevenness can be further reduced by providing a concave portion at a specific position on the back surface of the light guide plate, thereby completing the present invention.
The present invention is as described in the following [1] to [10].

[1] 輝度分布に異方性があり、最も輝度が高くなる光軸を有する複数の光源が、基板へ2次元に配列され、基板の前方に、前記複数の光源と対向するように導光板が配置された面光源装置であって、
前記複数の光源は、光軸が導光板に対して傾斜するように配置されていることを特徴とする面光源装置。
[1] A light guide plate in which a plurality of light sources having an anisotropy in luminance distribution and having an optical axis with the highest luminance are two-dimensionally arranged on a substrate and face the plurality of light sources in front of the substrate Is a surface light source device arranged,
The surface light source device, wherein the plurality of light sources are arranged such that an optical axis is inclined with respect to the light guide plate.

[2] 導光板に対する光軸の角度が、10度〜80度であることを特徴とする[1]に記載の面光源装置。   [2] The surface light source device according to [1], wherein an angle of an optical axis with respect to the light guide plate is 10 degrees to 80 degrees.

[3] 導光板の背面における、当該背面と光源の光軸との交点が含まれる位置に、凹部が設けられていることを特徴とする[1]または[2]に記載の面光源装置。   [3] The surface light source device according to [1] or [2], wherein a concave portion is provided at a position on the back surface of the light guide plate where an intersection of the back surface and the optical axis of the light source is included.

[4] 前記凹部の形状が、円錐、角錐、円柱、角柱または半球であることを特徴とする[3]に記載の面光源装置。   [4] The surface light source device according to [3], wherein the shape of the recess is a cone, a pyramid, a cylinder, a prism, or a hemisphere.

[5] 導光板の前面に、凹部が設けられていることを特徴とすることを特徴とする[3]または[4]に記載の面光源装置。   [5] The surface light source device according to [3] or [4], wherein a concave portion is provided on the front surface of the light guide plate.

[6] 導光板の前面に、光散乱用のドットが設けられていることを特徴とする[3]または[4]に記載の面光源装置。   [6] The surface light source device according to [3] or [4], wherein dots for light scattering are provided on the front surface of the light guide plate.

[7] 前記複数の光源は、LEDランプであることを特徴とすることを特徴とする[1]〜[6]のいずれかに記載の面光源装置。   [7] The surface light source device according to any one of [1] to [6], wherein the plurality of light sources are LED lamps.

[8] 前記LEDランプは、赤色LEDランプ、緑色LEDランプおよび青色LEDランプからなることを特徴とする[7]に記載の面光源装置。   [8] The surface light source device according to [7], wherein the LED lamp includes a red LED lamp, a green LED lamp, and a blue LED lamp.

[9] [1]〜[8]のいずれかに記載の面光源装置を備えることを特徴とする表示装置。   [9] A display device comprising the surface light source device according to any one of [1] to [8].

[10] 表示部が液晶パネルであることを特徴とする[9]に記載の表示装置。   [10] The display device according to [9], wherein the display unit is a liquid crystal panel.

本発明の面光源装置は、薄型でありながら輝度の均一性が良好であり、複数色の光源を用いた場合には、色度の均一性も良好である。
本発明の表示装置は、上記の面光源装置をバックライトとして液晶ディスプレイ等の表示装置が構成されているので、高画質の画像を得ることができる。
Although the surface light source device of the present invention is thin, the luminance uniformity is good, and when a light source of a plurality of colors is used, the chromaticity uniformity is also good.
In the display device of the present invention, since a display device such as a liquid crystal display is configured using the above-described surface light source device as a backlight, a high-quality image can be obtained.

以下、図面を参照しながら本発明について詳細に説明する。本発明の面光源装置は、基板と、この基板へ2次元に配列された光源と、これらの光源と対向するように配置された導光板と、を備えている。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The surface light source device of the present invention includes a substrate, light sources arranged two-dimensionally on the substrate, and a light guide plate arranged to face these light sources.

光源が配置される基板は、光源から発生する熱を十分に逃がすための放熱性を有していることが好ましい。放熱性をもつ基板材料としては、アルミニウム、銅、ステンレス等の金属、窒化アルミニウム等の高熱伝導性セラミックスなどが挙げられる。   It is preferable that the board | substrate with which a light source is arrange | positioned has the heat dissipation for releasing the heat | fever generated from a light source fully. Examples of the substrate material having heat dissipation include metals such as aluminum, copper and stainless steel, and high thermal conductive ceramics such as aluminum nitride.

上記の基板には、光源の端子が電気的に接続される回路基板、例えば、ガラスエポキシ基板などの絶縁性樹脂基板に銅箔を貼り合わせ、銅箔を回路状にエッチングした回路基板を貼り合わせてもよい。   The circuit board to which the terminal of the light source is electrically connected, for example, an insulating resin substrate such as a glass epoxy substrate, is bonded to the above substrate, and a circuit substrate in which the copper foil is etched into a circuit shape is bonded. May be.

本発明において用いられる光源は、輝度分布に異方性があり、最も輝度が高くなる光軸を有している。このような光源は通常、直上の方向が最も明るく、直上の方向に対する角度が大きくなると次第に輝度が下がる。この場合、光軸とは、最も輝度が高くなる直上の方向のことである。   The light source used in the present invention has an anisotropy in the luminance distribution and has an optical axis with the highest luminance. Such light sources are usually brightest in the direction immediately above, and the brightness gradually decreases as the angle with respect to the direction directly above increases. In this case, the optical axis is the direction immediately above where the luminance is highest.

上記の光源としては、LEDランプが好ましい。LEDランプは通常、発光ダイオード素子がパッケージに実装されたパッケージ部と、透明な材質からなり発光ダイオード素子からの発光に方向性をもたせるためのレンズ作用を有するレンズ部と、から構成されている。パッケージ部には、外部と電気的に接続して直流電流を供給するための端子が設けられている。   As the light source, an LED lamp is preferable. The LED lamp is usually composed of a package part in which a light emitting diode element is mounted in a package and a lens part made of a transparent material and having a lens action for directing light emitted from the light emitting diode element. The package portion is provided with a terminal for supplying a direct current while being electrically connected to the outside.

複数のLEDランプを基板へ配置する態様としては、赤色(R)の発光ダイオード素子を実装した赤色LEDランプ、緑色(G)の発光ダイオード素子を実装した緑色LEDランプ、および青色(B)の発光ダイオード素子を実装した青色LEDランプを基板に配置し、これらの三原色の混色により白色を発光させる態様が好ましい。   As a mode of arranging a plurality of LED lamps on a substrate, a red LED lamp mounted with a red (R) light emitting diode element, a green LED lamp mounted with a green (G) light emitting diode element, and blue (B) light emission A mode in which a blue LED lamp mounted with a diode element is disposed on a substrate and white light is emitted by mixing these three primary colors is preferable.

R,G,Bの各LEDランプは、例えば、R,G,B各1個ずつで1単位としたもの、R1個、G2個、B1個で1単位としたもの、R2個、G2個、B1個で1単位としたも
のなどを単位配列として、基板に規則的に配列する仕方で配置される。例えば、単位配列がR2個、G2個、B1個を線状に配列したものである場合には、R,G,B,G,Rの順番で各色LEDランプが配置される。
The R, G, B LED lamps are, for example, one each of R, G, B, one unit, one unit of R1, G2, one unit of B1, R2, G2, Arranged in a manner of regular arrangement on the substrate, with B1 as one unit as a unit arrangement. For example, when the unit arrangement is a linear arrangement of R2, G2, and B1, each color LED lamp is arranged in the order of R, G, B, G, R.

また、面光源装置が白色照明用である場合、R,G,Bの組み合わせのほか、黄、橙などのいわゆる中間色のLEDランプを用いて、他のLEDランプからの発光との混色によって白色を発光させるようにしてもよい。   In addition, when the surface light source device is for white illumination, in addition to the combination of R, G, and B, a so-called intermediate color LED lamp such as yellow or orange is used, and white color is obtained by mixing with light emitted from other LED lamps. You may make it light-emit.

LEDランプの配置間隔は、特に限定されないが、ハイパワー素子を用いる場合には、5mm以上であることが好ましい。
基板と導光板との間には、反射層が設けられる。このような反射層の例としては、基板の前面に貼り合わせた白色反射シート、基板の前面に印刷した白色塗料の膜などが挙げられる。
The arrangement interval of the LED lamps is not particularly limited, but is preferably 5 mm or more when a high power element is used.
A reflective layer is provided between the substrate and the light guide plate. Examples of such a reflective layer include a white reflective sheet bonded to the front surface of the substrate, a white paint film printed on the front surface of the substrate, and the like.

導光板は、典型的には透明な樹脂からなる板状の部材であり、その厚さは、好ましくは0.3mm〜30mm、より好ましくは0.5mm〜20mm、さらに好ましくは0.8mm〜15mmである。厚さが0.3mm未満であると、導光板の機能として不十分になるおそれがある。また、厚さが30mmを超えると、光量の減衰が大きくなり必要な輝度を確保できなくなるおそれがある。いわゆる直下型バックライトにおいて、輝度と色度の均一化を十分に達成し、かつ面光源装置が厚くならないようにするためには、導光板を用いることが有効である。すなわち、直下型バックライトでは、LEDランプなどの光源は前向きに設置されているので、導光板内に光を拡散させ均一に伝播させた後に前方へ光を取り出すことが望ましい。   The light guide plate is a plate-like member typically made of a transparent resin, and the thickness thereof is preferably 0.3 mm to 30 mm, more preferably 0.5 mm to 20 mm, and still more preferably 0.8 mm to 15 mm. It is. If the thickness is less than 0.3 mm, the function of the light guide plate may be insufficient. On the other hand, if the thickness exceeds 30 mm, there is a risk that the attenuation of the amount of light will increase and the required luminance cannot be ensured. In a so-called direct type backlight, it is effective to use a light guide plate in order to sufficiently achieve uniform brightness and chromaticity and to prevent the surface light source device from becoming thick. That is, in the direct type backlight, since a light source such as an LED lamp is installed forward, it is desirable that light is diffused and uniformly propagated in the light guide plate, and then extracted forward.

基板に配置されたLEDランプの導光板よりもさらに前方には、好ましくは1cm〜5cmの間隔をおいて、図18に示した面光源装置と同様に拡散板を配置することが好ましい。例えば、底面および側面を反射シートで覆った筐体の底面にLEDランプを配列し、筐体の上面側に拡散板が配置される。   It is preferable to dispose a diffuser plate in the front of the light guide plate of the LED lamp disposed on the substrate, preferably at a distance of 1 cm to 5 cm, similarly to the surface light source device shown in FIG. For example, LED lamps are arranged on the bottom surface of a housing whose bottom surface and side surfaces are covered with a reflection sheet, and a diffusion plate is disposed on the top surface side of the housing.

以上のような構成を備えた本発明の面光源装置では、上記光源が、光軸が導光板に対して傾斜するように配置されている。図1〜図3は、本発明の面光源装置の実施形態を示した断面図であり、LEDランプが配置された基板および導光板の一部を示している。   In the surface light source device of the present invention having the above-described configuration, the light source is disposed such that the optical axis is inclined with respect to the light guide plate. 1-3 is sectional drawing which showed embodiment of the surface light source device of this invention, and has shown the board | substrate with which the LED lamp is arrange | positioned, and a part of light-guide plate.

図1に示すように、LEDランプ1は、基板3に設けられた凹部3a内の傾斜面に設置され、その光軸2は、基板3の前方にLEDランプ1と対向するように配置された導光板4に対して、角度θだけ傾斜している。   As shown in FIG. 1, the LED lamp 1 is installed on an inclined surface in a recess 3 a provided in the substrate 3, and its optical axis 2 is arranged in front of the substrate 3 so as to face the LED lamp 1. The light guide plate 4 is inclined by an angle θ.

このように光軸2が導光板4に対して傾斜するようにLEDランプ1を配置することで、基板3の背面から導光板4の前面までの厚みtを増大させることなく、LEDランプ1と導光板4との光軸方向における間隔l2を、図17のように光軸2が導光板4に対して
傾斜せず垂直となるようにLEDランプ1を配置した場合の間隔l1に比較して大きくす
ることができる。さらに、LEDランプ1から発した光軸方向へ向かう光と、導光板4の背面との反射・屈折が促進される。このようにすることで、輝度むらが小さくなり、RGBなどの複数色のLEDランプを用いた場合には、同時に色むらも小さくなる。
Thus, by arranging the LED lamp 1 so that the optical axis 2 is inclined with respect to the light guide plate 4, the LED lamp 1 and the LED lamp 1 can be formed without increasing the thickness t from the back surface of the substrate 3 to the front surface of the light guide plate 4. The distance l 2 in the optical axis direction with respect to the light guide plate 4 is compared with the distance l 1 when the LED lamp 1 is arranged so that the optical axis 2 is not inclined with respect to the light guide plate 4 as shown in FIG. And can be enlarged. Further, reflection / refraction of the light emitted from the LED lamp 1 toward the optical axis direction and the back surface of the light guide plate 4 is promoted. By doing so, the luminance unevenness is reduced, and when an LED lamp of a plurality of colors such as RGB is used, the color unevenness is simultaneously reduced.

導光板4に対する光軸2の角度θは、好ましくは10度〜80度、より好ましくは15〜75度、さらに好ましくは30〜60度である。角度θが小さ過ぎると、1つのLEDランプあたりの面積が大きくなり、全体として輝度が低下する場合がある。角度θが大き過ぎると、光軸を導光板に対して傾けることによる上記の効果が十分に得られない場合がある。   The angle θ of the optical axis 2 with respect to the light guide plate 4 is preferably 10 to 80 degrees, more preferably 15 to 75 degrees, and further preferably 30 to 60 degrees. If the angle θ is too small, the area per LED lamp increases, and the brightness as a whole may decrease. If the angle θ is too large, the above-described effect due to tilting the optical axis with respect to the light guide plate may not be obtained sufficiently.

基板は、図1に示す構造の他、図2に示すように、LEDランプ1が取り付けられる基板3の凹部3aを、平面部3bを介して間隔をおいて設ける構造であってもよい。
また、図3に示すように、LEDランプ1のパッケージ部1bを基板3内に埋め込み、レンズ部1aのみ基板3の前面に露出させるようにしてもよい。この場合、LEDランプ1の端子を基板3の背面側に位置させることができる。
In addition to the structure shown in FIG. 1, the substrate may have a structure in which the recesses 3 a of the substrate 3 to which the LED lamp 1 is attached are provided at intervals via the flat part 3 b as shown in FIG. 2.
Further, as shown in FIG. 3, the package portion 1b of the LED lamp 1 may be embedded in the substrate 3, and only the lens portion 1a may be exposed on the front surface of the substrate 3. In this case, the terminal of the LED lamp 1 can be positioned on the back side of the substrate 3.

複数のLEDランプを基板に設置する仕方は、光軸の傾斜方向がLEDランプの配列方向を向くようにしてもよく、光軸の傾斜方向がLEDランプの配列方向と垂直な方向を向くようにしてもよい。あるいは、それぞれのLEDランプにおける光軸の傾斜方向が、互いに異なる方向を向くようにしてもよい。   The method of installing a plurality of LED lamps on the substrate may be such that the inclination direction of the optical axis is directed to the arrangement direction of the LED lamps, and the inclination direction of the optical axis is directed to a direction perpendicular to the arrangement direction of the LED lamps. May be. Or you may make it the inclination direction of the optical axis in each LED lamp face a mutually different direction.

複数のLEDランプを基板に設置する態様を図4〜図7に示す。なお、2次元に配列されたLEDランプのうち1列のみ部分的に示し、図7では2列のみ部分的に示している。
図4では、LEDランプ1の光軸2の傾斜方向がLEDランプ1の配列方向と垂直な方向を向くように、基板3の凹部3aにLEDランプ1を配置している。
The aspect which installs a some LED lamp in a board | substrate is shown in FIGS. Of the LED lamps arranged two-dimensionally, only one row is partially shown, and only two rows are partially shown in FIG.
In FIG. 4, the LED lamp 1 is arranged in the concave portion 3 a of the substrate 3 so that the inclination direction of the optical axis 2 of the LED lamp 1 is oriented in a direction perpendicular to the arrangement direction of the LED lamps 1.

図5では、LEDランプ1の光軸2の傾斜方向がLEDランプ1の配列方向と垂直な方向を向き、かつ、隣接するLEDランプ1の光軸2の傾斜方向が互いに反対方向を向くように、基板3の凹部3aにLEDランプ1を配置している。   In FIG. 5, the inclination direction of the optical axis 2 of the LED lamp 1 is directed in a direction perpendicular to the arrangement direction of the LED lamps 1, and the inclination directions of the optical axes 2 of the adjacent LED lamps 1 are opposite to each other. The LED lamp 1 is disposed in the recess 3 a of the substrate 3.

図6では、LEDランプ1の光軸2の傾斜方向がLEDランプ1の配列方向を向くように、基板3の凹部3aにLEDランプ1を配置している。
図7では、LEDランプ1の光軸2の傾斜方向がLEDランプ1の配列方向と垂直な方向を向き、かつ、隣接する2つの列におけるLEDランプ1の光軸2の傾斜方向が互いに反対方向を向くように、基板3の凹部3aにLEDランプ1を配置している。
In FIG. 6, the LED lamp 1 is arranged in the concave portion 3 a of the substrate 3 so that the inclination direction of the optical axis 2 of the LED lamp 1 faces the arrangement direction of the LED lamp 1.
In FIG. 7, the inclination direction of the optical axis 2 of the LED lamp 1 is oriented in a direction perpendicular to the arrangement direction of the LED lamps 1, and the inclination directions of the optical axis 2 of the LED lamps 1 in two adjacent rows are opposite to each other. The LED lamp 1 is disposed in the concave portion 3a of the substrate 3 so as to face.

また、複数のLEDランプを基板に設置する仕方は、基板に設けた凹部にLEDランプを設置する他、図8(a)〜図8(d)に示すようにしてもよい。図8(a),図8(b)では、基板3に対して傾くように支持部材6によって支持された傾斜板5にLEDランプ1を設置し、これにより導光板に対して光軸が傾くようにLEDランプ1を設置している。   Moreover, the method of installing a plurality of LED lamps on the substrate may be as shown in FIGS. 8A to 8D, in addition to installing the LED lamps in the recesses provided on the substrate. 8 (a) and 8 (b), the LED lamp 1 is installed on the inclined plate 5 supported by the support member 6 so as to be inclined with respect to the substrate 3, whereby the optical axis is inclined with respect to the light guide plate. As shown, the LED lamp 1 is installed.

図8(c)では、LEDランプ1が設置された傾斜板5を、基板3に対して傾くように支持部材6によって支持し、傾斜板5と基板3との間に、樹脂接着剤などのように流動性および硬化性をもつ目止め材7を充填し硬化させてこれらを固定し、これにより導光板に対して光軸が傾くようにLEDランプ1を設置している。   In FIG. 8C, the inclined plate 5 on which the LED lamp 1 is installed is supported by the support member 6 so as to be inclined with respect to the substrate 3, and a resin adhesive or the like is interposed between the inclined plate 5 and the substrate 3. Thus, the sealing material 7 having fluidity and curability is filled and cured to fix them, and thus the LED lamp 1 is installed so that the optical axis is inclined with respect to the light guide plate.

図8(d)では、基板3上に設置された支持部材6に、LEDランプ1が設置された一対の傾斜板5を、互いに反対方向へ傾くように支持し、これにより、導光板に対してそれぞれのLEDランプ1の光軸が互いに異なる方向へ傾くようにLEDランプ1を設置している。   In FIG. 8 (d), a pair of inclined plates 5 on which the LED lamps 1 are installed are supported on the support member 6 installed on the substrate 3 so as to be inclined in opposite directions. The LED lamps 1 are installed so that the optical axes of the LED lamps 1 are inclined in different directions.

本発明における好ましい態様では、導光板の背面における、当該背面と光源の光軸との交点が含まれる位置に、凹部が設けられている。図9〜図16は、このような例を示した断面図である。図示したように、導光板4の背面における、当該背面とLEDランプ1の光軸2との交点が含まれる位置には、凹部4aが設けられている。
このような凹部4aを設けることによって、LEDランプ1から光軸方向へ出射された光は、凹部4aで散乱され、さらに導光板の前面および/または背面で反射された後に導光板4の前面から出射される。そのため、導光板の光出射面における輝度分布の均一性をさ
らに高めることができる。また、複数色のLEDランプを用いた場合には、同時に色むらも小さくなる。
In the preferable aspect in this invention, the recessed part is provided in the position where the intersection of the said back surface and the optical axis of a light source is included in the back surface of a light-guide plate. 9 to 16 are sectional views showing such an example. As shown in the drawing, a recess 4 a is provided on the back surface of the light guide plate 4 at a position including the intersection of the back surface and the optical axis 2 of the LED lamp 1.
By providing such a recess 4a, the light emitted from the LED lamp 1 in the optical axis direction is scattered by the recess 4a and further reflected from the front and / or back of the light guide plate and then from the front surface of the light guide plate 4. Emitted. Therefore, it is possible to further improve the uniformity of the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate. In addition, when a multi-color LED lamp is used, color unevenness is reduced at the same time.

凹部4aの形状は、図9のような円錐形状、図10のような円柱形状、図11のような半球形状など、各種の形状であってよい。また、図12,図13に示すような非対称な形状であってもよい。   The shape of the recess 4a may be various shapes such as a conical shape as shown in FIG. 9, a cylindrical shape as shown in FIG. 10, and a hemispherical shape as shown in FIG. Further, the shape may be asymmetric as shown in FIGS.

好ましくは、凹部4aの形状は、円錐、角錐、円柱、角柱または半球である。凹部4aの形状が円錐または角錐である場合、その頂角は、例えば90度〜120度である。
凹部4aは、必ずしも導光板4の背面とLEDランプ1の光軸2との交点が含まれる位置のみに設けられている必要はなく、図14に示すように、当該位置と共に、それ以外の位置にも設けるようにしてもよい。
Preferably, the shape of the recess 4a is a cone, a pyramid, a cylinder, a prism, or a hemisphere. When the shape of the recess 4a is a cone or a pyramid, the apex angle is, for example, 90 degrees to 120 degrees.
The recess 4a does not necessarily have to be provided only at a position where the intersection of the back surface of the light guide plate 4 and the optical axis 2 of the LED lamp 1 is included. As shown in FIG. May be provided.

また、輝度むらおよび色むらをより低減するために、図15,図16に示すように、導光板4の前面にも凹部4bも設けるようにしてもよい。凹部4bの配置箇所としては、図15のような、導光板4の背面における凹部4aの直上の位置、図16のような、導光板4の背面における隣接する凹部4aの間の位置などが挙げられる。   Further, in order to further reduce luminance unevenness and color unevenness, a recess 4b may also be provided on the front surface of the light guide plate 4 as shown in FIGS. As the arrangement location of the recess 4b, a position just above the recess 4a on the back surface of the light guide plate 4 as shown in FIG. 15, a position between adjacent recesses 4a on the back surface of the light guide plate 4 as shown in FIG. It is done.

また、光のロスを生じることなく輝度の均一性をより高めるために、導光板の前面に光散乱ドットを設けてもよい。光散乱ドットは、散乱性インクをドット印刷するか、あるいは導光板と一体成形することによって形成することができる。例えば、導光板の前面と光源から発する光の光軸との交点付近に、円形のパターンであり、導光板の透過率が、ドットパターンの中心が最低であり周辺に行くほど大きくなるようなパターンが設けられる。   Further, in order to further improve the luminance uniformity without causing light loss, light scattering dots may be provided on the front surface of the light guide plate. The light scattering dots can be formed by dot printing of scattering ink or by forming the light scattering dots integrally with the light guide plate. For example, a pattern that is a circular pattern near the intersection of the front surface of the light guide plate and the optical axis of light emitted from the light source, and the transmittance of the light guide plate is the lowest at the center of the dot pattern and increases toward the periphery Is provided.

本発明の表示装置は、以上に説明した面光源装置を備えている。典型的には、当該表示装置の表示部は液晶パネルであり、面光源装置は、図18のように液晶パネルの背面にバックライトとして配置される。   The display device of the present invention includes the surface light source device described above. Typically, the display unit of the display device is a liquid crystal panel, and the surface light source device is disposed as a backlight on the back surface of the liquid crystal panel as shown in FIG.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変形、変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, In the range which does not deviate from the summary, various deformation | transformation and change are possible.

図1は、本発明の一実施形態における面光源装置を示した一部断面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a surface light source device according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の他の実施形態における面光源装置を示した一部断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a surface light source device according to another embodiment of the present invention. 図3は、本発明の他の実施形態における面光源装置を示した一部断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a surface light source device according to another embodiment of the present invention. 図4は、本発明の他の実施形態における面光源装置の光源配置を示した一部斜視図である。FIG. 4 is a partial perspective view showing a light source arrangement of a surface light source device according to another embodiment of the present invention. 図5は、本発明の他の実施形態における面光源装置の光源配置を示した一部斜視図である。FIG. 5 is a partial perspective view showing a light source arrangement of a surface light source device according to another embodiment of the present invention. 図6は、本発明の他の実施形態における面光源装置の光源配置を示した一部斜視図である。FIG. 6 is a partial perspective view showing a light source arrangement of a surface light source device according to another embodiment of the present invention. 図7は、本発明の他の実施形態における面光源装置の光源配置を示した一部斜視図である。FIG. 7 is a partial perspective view showing a light source arrangement of a surface light source device according to another embodiment of the present invention. 図8は、光源を光軸が導光板に対して傾斜するように設置するための具体例を示した断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a specific example for installing the light source so that the optical axis is inclined with respect to the light guide plate. 図9は、本発明の他の実施形態における面光源装置の光源および導光板の配置を示した一部断面図である。FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing the arrangement of light sources and light guide plates of a surface light source device according to another embodiment of the present invention. 図10は、本発明の他の実施形態における面光源装置の光源および導光板の配置を示した一部断面図である。FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing the arrangement of light sources and light guide plates of a surface light source device according to another embodiment of the present invention. 図11は、本発明の他の実施形態における面光源装置の光源および導光板の配置を示した一部断面図である。FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing the arrangement of light sources and light guide plates of a surface light source device according to another embodiment of the present invention. 図12は、本発明の他の実施形態における面光源装置の光源および導光板の配置を示した一部断面図である。FIG. 12 is a partial cross-sectional view showing the arrangement of light sources and light guide plates of a surface light source device according to another embodiment of the present invention. 図13は、本発明の他の実施形態における面光源装置の光源および導光板の配置を示した一部断面図である。FIG. 13 is a partial cross-sectional view showing the arrangement of light sources and light guide plates of a surface light source device according to another embodiment of the present invention. 図14は、本発明の他の実施形態における面光源装置の光源および導光板の配置を示した一部断面図である。FIG. 14 is a partial cross-sectional view showing the arrangement of light sources and light guide plates of a surface light source device according to another embodiment of the present invention. 図15は、本発明の他の実施形態における面光源装置の光源および導光板の配置を示した一部断面図である。FIG. 15 is a partial cross-sectional view showing the arrangement of light sources and light guide plates of a surface light source device according to another embodiment of the present invention. 図16は、本発明の他の実施形態における面光源装置の光源および導光板の配置を示した一部断面図である。FIG. 16 is a partial cross-sectional view showing the arrangement of light sources and light guide plates of a surface light source device according to another embodiment of the present invention. 図17は、面光源装置の光源および導光板の配置を示した一部断面図であり、光軸が導光板に対して垂直となるように光源を配置した場合を示している。FIG. 17 is a partial cross-sectional view showing the arrangement of the light source and the light guide plate of the surface light source device, and shows the case where the light source is arranged so that the optical axis is perpendicular to the light guide plate. 図18は、液晶表示パネルの直下に配置された従来の直下型面光源装置の断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view of a conventional direct type surface light source device arranged directly under a liquid crystal display panel.

符号の説明Explanation of symbols

1 LEDランプ
1a レンズ部
1b パッケージ部
2 光軸
3 基板
3a 凹部
3b 平面部
4 導光板
4a 凹部
4b 凹部
5 傾斜板
6 支持部材
7 目止め材
11 面光源装置
12 筐体
13 反射シート
14 拡散板
15 レンズシート(プリズムシート)
21 液晶パネル
θ 基板面に対する光軸の角度
1 LEDランプと導光板の背面との光軸方向における間隔
2 LEDランプと導光板の背面との光軸方向における間隔
t 基板背面から導光板前面までの厚み
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 LED lamp 1a Lens part 1b Package part 2 Optical axis 3 Board | substrate 3a Recessed part 3b Flat part 4 Light guide plate 4a Recessed part 4b Recessed part 5 Inclined board 6 Support member 7 Sealing material 11 Surface light source device 12 Case 13 Reflective sheet 14 Diffuser 15 Lens sheet (prism sheet)
21 angle l 1 LED lamp and the back and the interval t light guide plate front from the substrate rear in the optical axis direction between the back of the interval l 2 LED lamp and a light guide plate in the optical axis direction of the light guide plate of the optical axis with respect to the liquid crystal panel θ substrate surface Thickness up to

Claims (10)

輝度分布に異方性があり、最も輝度が高くなる光軸を有する複数の光源が、基板へ2次元に配列され、基板の前方に、前記複数の光源と対向するように導光板が配置された面光源装置であって、
前記複数の光源は、光軸が導光板に対して傾斜するように配置されていることを特徴とする面光源装置。
A plurality of light sources having an anisotropy in luminance distribution and an optical axis with the highest luminance are two-dimensionally arranged on the substrate, and a light guide plate is disposed in front of the substrate so as to face the plurality of light sources. A surface light source device,
The surface light source device, wherein the plurality of light sources are arranged such that an optical axis is inclined with respect to the light guide plate.
導光板に対する光軸の角度が、10度〜80度であることを特徴とする請求項1に記載の面光源装置。   The surface light source device according to claim 1, wherein an angle of an optical axis with respect to the light guide plate is 10 degrees to 80 degrees. 導光板の背面における、当該背面と光源の光軸との交点が含まれる位置に、凹部が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の面光源装置。   3. The surface light source device according to claim 1, wherein a concave portion is provided at a position on the back surface of the light guide plate at an intersection of the back surface and the optical axis of the light source. 前記凹部の形状が、円錐、角錐、円柱、角柱または半球であることを特徴とする請求項3に記載の面光源装置。   The surface light source device according to claim 3, wherein the shape of the recess is a cone, a pyramid, a cylinder, a prism, or a hemisphere. 導光板の前面に、凹部が設けられていることを特徴とする請求項3または4に記載の面光源装置。   5. The surface light source device according to claim 3, wherein a concave portion is provided on the front surface of the light guide plate. 導光板の前面に、光散乱用のドットが設けられていることを特徴とする請求項3または4に記載の面光源装置。   The surface light source device according to claim 3, wherein light scattering dots are provided on a front surface of the light guide plate. 前記複数の光源は、LEDランプであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の面光源装置。   The surface light source device according to claim 1, wherein the plurality of light sources are LED lamps. 前記LEDランプは、赤色LEDランプ、緑色LEDランプおよび青色LEDランプからなることを特徴とする請求項7に記載の面光源装置。   The surface light source device according to claim 7, wherein the LED lamp includes a red LED lamp, a green LED lamp, and a blue LED lamp. 請求項1〜8のいずれかに記載の面光源装置を備えることを特徴とする表示装置。   A display device comprising the surface light source device according to claim 1. 表示部が液晶パネルであることを特徴とする請求項9に記載の表示装置。   The display device according to claim 9, wherein the display unit is a liquid crystal panel.
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