JP4693691B2 - Light emitting device and liquid crystal display device - Google Patents
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Description
本発明は、発光装置およびこれを備えた液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device and a liquid crystal display device including the light emitting device.
近年においては、テレビジョン受像機の表示装置やパーソナルコンピュータの表示装置などとして、薄型で軽量な液晶表示装置が普及している。液晶表示装置は、画像などを表示するための液晶表示パネルと、液晶表示パネルを背面側から照射するための発光装置とを備える。発光装置が光を発することにより、液晶表示パネルにより形成される画像などを映し出すことができる。発光装置のうち光源としてLED(発光ダイオード)を複数用いた装置が提案されている。 In recent years, thin and light liquid crystal display devices have become widespread as display devices for television receivers and display devices for personal computers. The liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel for displaying an image and the like, and a light emitting device for irradiating the liquid crystal display panel from the back side. When the light emitting device emits light, an image or the like formed by the liquid crystal display panel can be displayed. Among light emitting devices, devices using a plurality of LEDs (light emitting diodes) as light sources have been proposed.
特開2005−115372号公報においては、上面が開口したハウジングと、ハウジングの反射性底面に支持された発光ダイオードと、発光ダイオードの上方に配置された拡散体とを備えるバックライトが開示されている。また、ハウジングが高さを有し、LEDのピッチに対する高さの比を約0.3から1.2までの間にする(たとえば、拡散板とLEDとの距離が20mmの場合に、それぞれのLEDの間隔を6mm以上24mm以下にする)バックライトが開示されている。このバックライトは、高効率で良好な色一様性を有し、空間的および時間的に調整可能な輝度分布を有すると開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-115372 discloses a backlight including a housing having an open top surface, a light emitting diode supported on the reflective bottom surface of the housing, and a diffuser disposed above the light emitting diode. . Also, the housing has a height, and the ratio of the height to the pitch of the LED is between about 0.3 and 1.2 (for example, when the distance between the diffusion plate and the LED is 20 mm, A backlight is disclosed in which the distance between the LEDs is 6 mm or more and 24 mm or less. This backlight is disclosed as having high efficiency, good color uniformity, and a spatially and temporally adjustable luminance distribution.
特開2003−297127号公報においては、発光ダイオードと、光学素子とを備え、光学素子は、発光ダイオードからの光の強度に応じて、発光ダイオードからの光の屈折特性を変化させることにより、照射される照射光の密度が均一になるように構成されているバックライト装置が開示されている。発光ダイオードから発光する光束のうち、中心付近は広げて、周辺付近は集光するような機能を有する発光素子を設けることが開示されている。このバックライト装置によれば、小型化を図りつつ、表示パネルのほぼ全域に対して、均一な光を供給することができることが開示されている。 In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-297127, a light emitting diode and an optical element are provided, and the optical element emits light by changing the refraction characteristics of light from the light emitting diode according to the intensity of light from the light emitting diode. A backlight device is disclosed that is configured so that the density of irradiated light is uniform. It is disclosed that a light emitting element having a function of spreading the light emitted from the light emitting diode near the center and condensing the light near the center is disclosed. According to this backlight device, it is disclosed that uniform light can be supplied to almost the entire area of the display panel while reducing the size.
特開2006−19141号公報においては、凹部が形成された導光板と、凹部に配置された複数の側面発光型発光素子とを備えるバックライトが開示されている。側面発光型発光素子は、側面発光型赤色LED、側面発光型緑色LEDおよび側面発光型青色LEDを含む。側面方向に出射された光は、凹部の側面から導光板に導入され、導光板を伝播して3色の混色が起きる。光は、上面に配置された拡散シートを介して、バックライト光として外部へ出射される。このバックライトによれば、異なる発光色光源の各発光素子からの光を効率よく混色できると開示されている。 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2006-19141 discloses a backlight including a light guide plate having a recess and a plurality of side-emitting light emitting elements arranged in the recess. The side-emitting light emitting element includes a side-emitting red LED, a side-emitting green LED, and a side-emitting blue LED. The light emitted in the side surface direction is introduced into the light guide plate from the side surface of the recess, and propagates through the light guide plate to cause mixing of three colors. The light is emitted to the outside as backlight light through the diffusion sheet disposed on the upper surface. According to this backlight, it is disclosed that light from each light emitting element of different light emission color light sources can be mixed efficiently.
特開2005−340750号公報においては、基板上に、赤色、緑色、青色のLEDが配置され、これらのLEDを密封して円筒側面形状を有するモールド部を備えるLEDパッケージが開示されている。また、基板の表面には、光を吸収しない材料が塗布され、その上面には、突出した光散乱手段がドット形に形成されることが開示されている。このLEDパッケージによれば、十分な光進行経路を確保して、均一な色相および強度を有する白色光を放出することができることが開示されている。
LEDの発光特性は、一般的に中心部分の光の強度が最も強いため、LEDが配置されている領域は明るくなるが、その周りの領域は暗くなる。たとえば、液晶表示パネルの真下に複数のLEDが配置された直下型のバックライト装置においては、LEDが配置されている部分が明るく、LEDが配置されている部分の周りの部分が暗くなる。このように、発光強度に角度依存性を有する光源を備えた発光装置は輝度が不均一になるという問題がある。 In general, the light emission characteristics of an LED are such that the light intensity at the central portion is the strongest, so that the area where the LED is disposed becomes bright, but the surrounding area becomes dark. For example, in a direct type backlight device in which a plurality of LEDs are arranged directly under a liquid crystal display panel, a portion where the LEDs are arranged is bright and a portion around the portion where the LEDs are arranged is dark. As described above, the light emitting device including the light source having the angle dependency on the light emission intensity has a problem that the luminance becomes non-uniform.
上記の特開2005−115372号公報に開示されたバックライトにおいては、LEDが数多くなるという問題がある。たとえば、LEDと拡散板までとの距離を約20mmにする場合、すなわち、バックライトの厚さを約20mmにする場合においては、LED同士の間隔は、6mm以上24mm以下にする必要がある。この間隔以上にLED同士の間隔を広げた場合においては、バックライトの表面において均一な輝度を実現することができないという問題がある。たとえば、45インチサイズの液晶表示装置に取付けられるバックライト装置を製造したときには、1300個以上のLEDが必要となってしまう。このように、LED同士の間隔を狭くした場合には、数多くのLEDが必要になってしまうという問題がある。 The backlight disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-115372 has a problem that the number of LEDs increases. For example, when the distance between the LED and the diffusion plate is about 20 mm, that is, when the thickness of the backlight is about 20 mm, the distance between the LEDs needs to be 6 mm or more and 24 mm or less. When the interval between the LEDs is increased beyond this interval, there is a problem that uniform brightness cannot be realized on the surface of the backlight. For example, when a backlight device to be attached to a 45-inch size liquid crystal display device is manufactured, 1300 or more LEDs are required. Thus, when the space | interval of LED is narrowed, there exists a problem that many LEDs will be needed.
ここで、図20に、高効率なLEDを用いる前提で、45インチサイズの液晶表示装置において、900個のLEDを削減して400個のLEDを用いてバックライト装置を製造したときの光の輝度分布を示す。横軸は、バックライト装置の放出面における位置であり、縦軸は、それぞれの位置における光の輝度である。一点鎖線は、それぞれのLEDからの光の輝度を表わし、実線は、それぞれのLEDからの光の和を示す。 Here, in FIG. 20, on the premise of using high-efficiency LEDs, in a 45-inch size liquid crystal display device, 900 LEDs are reduced, and the backlight device is manufactured using 400 LEDs. The luminance distribution is shown. The horizontal axis is the position on the emission surface of the backlight device, and the vertical axis is the luminance of light at each position. The alternate long and short dash line represents the luminance of the light from each LED, and the solid line represents the sum of the light from each LED.
バックライト装置の表面における輝度のむらの定義を、[(輝度の最大値−輝度の最小値)/(輝度の最大値)]とした場合においては、約23%程度の大きな輝度のむらが発現する。このように、LEDの個数を減らすと、放出面における光の輝度が均一な発光装置を製造することが困難であるという問題があった。 When the definition of the luminance unevenness on the surface of the backlight device is [(maximum luminance−minimum luminance) / (maximum luminance)], a large luminance unevenness of about 23% appears. Thus, when the number of LEDs is reduced, there is a problem that it is difficult to manufacture a light emitting device with uniform light intensity on the emission surface.
また、上記の特開2003−297127号公報のバックライト装置においては、LED同士の間隔がある程度小さい場合においては、一様な輝度分布を有する光を発光することができると考えられるものの、LEDの個数を少なくするために、LED同士の間隔を広げた場合においては、輝度の均一化を図ることが困難であるという問題がある。 Further, in the backlight device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-297127, it is considered that light having a uniform luminance distribution can be emitted when the distance between the LEDs is small to some extent. In order to reduce the number of LEDs, there is a problem that it is difficult to make the luminance uniform when the interval between the LEDs is widened.
また、上記の特開2006−19141号公報においては、光源の上部に特殊なレンズを搭載した側面発光型のLEDが必要であり、装置が高価になるという問題がある。 In the above Japanese Patent Laid-Open No. 2006-19141, a side-emitting LED having a special lens mounted on the upper part of the light source is necessary, and there is a problem that the device is expensive.
本発明は、均一な輝度で発光する発光装置およびこれを備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the light-emitting device which light-emits with uniform brightness | luminance, and a liquid crystal display device provided with the same.
本発明に基づく発光装置は、互いに略平行になるように形成された入射面および出射面を含む導光板を備える。上記導光板の内部に光を供給するための複数の光源を備える。上記光の進行方向を変更するための光路変更手段を備える。上記導光板の内部を進行する上記光を出射させるように形成された光出射手段を備える。上記導光板は、板状に形成されている。上記光路変更手段は、上記導光板の内部に供給される上記光の一部が上記入射面および上記出射面のうち少なくともひとつの面で反射しながら上記導光板の内部を進行するように、上記光の進行方向を変更するように形成されている。上記光出射手段は、上記導光板の内部を進行する上記光の少なくとも一部を上記出射面から出射させるように形成されている。 The light emitting device according to the present invention includes a light guide plate including an incident surface and an output surface that are formed to be substantially parallel to each other. The light guide plate includes a plurality of light sources for supplying light. The optical path changing means for changing the traveling direction of the light is provided. A light emitting means formed to emit the light traveling through the light guide plate; The light guide plate is formed in a plate shape. The optical path changing means is configured so that a part of the light supplied to the inside of the light guide plate travels inside the light guide plate while being reflected by at least one of the incident surface and the exit surface. It is formed so as to change the traveling direction of light. The light emitting means is formed to emit at least part of the light traveling inside the light guide plate from the emission surface.
上記発明において好ましくは、上記光路変更手段は、上記入射面に配置されている。
上記発明において好ましくは、上記光路変更手段は、回折格子を含む。
In the above invention, preferably, the optical path changing means is arranged on the incident surface.
Preferably, in the above invention, the optical path changing means includes a diffraction grating.
上記発明において好ましくは、上記回折格子は、上記光を回折するための回折面を含む。上記回折面は、断面形状が凹凸に形成されている。 In the above invention, preferably, the diffraction grating includes a diffraction surface for diffracting the light. The diffractive surface has an uneven cross-sectional shape.
上記発明において好ましくは、上記導光板は、上記入射面および上記出射面が互いにほぼ平行になるように形成されている。上記回折格子は、上記光を回折するための回折面を含む。上記回折面は、断面形状が凹凸に形成されている。上記凹凸は、中心部のピッチが周辺部のピッチよりも狭くなるように形成されている。上記凹凸は、上記中央部で回折された上記光と上記周辺部で回折された上記光とが、ほぼ同じ向きに向かうように形成されている。上記凹凸は、回折された上記光が、上記出射面および上記入射面において全反射するように形成されている。 In the present invention, preferably, the light guide plate is formed such that the incident surface and the light exit surface are substantially parallel to each other. The diffraction grating includes a diffraction surface for diffracting the light. The diffractive surface has an uneven cross-sectional shape. The irregularities are formed such that the pitch at the center is narrower than the pitch at the periphery. The unevenness is formed such that the light diffracted at the central portion and the light diffracted at the peripheral portion are directed in substantially the same direction. The unevenness is formed so that the diffracted light is totally reflected on the exit surface and the entrance surface.
上記発明において好ましくは、上記光出射手段は、上記入射面に配置された反射体を含む。上記反射体は、錐状に形成されている。上記反射体は、上記導光板を進行する上記光が上記出射面および上記入射面に入射するときの上記出射面の法線または上記入射面の法線に対する入射角度をα°としたときに、頂角がほぼ(180−α)°になるように形成されている。 In the above invention, preferably, the light emitting means includes a reflector disposed on the incident surface. The reflector is formed in a cone shape. When the incident light with respect to the normal of the exit surface or the normal of the entrance surface is α ° when the light traveling through the light guide plate is incident on the exit surface and the entrance surface, The apex angle is formed to be approximately (180−α) °.
上記発明において好ましくは、上記光出射手段は、上記入射面に配置された反射体を含む。上記反射体は、平面視したときに帯状に形成されている。上記反射体は、平面視したときに上記光源を中心に同心円状に形成されている。上記反射体は、上記入射面に対して傾斜するように形成され、上記導光板の内部を進行する上記光を反射する反射面を有する。上記反射体は、上記導光板を進行する上記光が上記出射面または上記入射面に入射するときの上記出射面の法線または上記入射面の法線に対する入射角度をα°としたときに、上記入射面と上記反射面とがなす角度がほぼ(α/2)°になるように形成されている。 In the above invention, preferably, the light emitting means includes a reflector disposed on the incident surface. The reflector is formed in a band shape when viewed in plan. The reflector is formed concentrically around the light source when viewed in plan. The reflector is formed so as to be inclined with respect to the incident surface, and has a reflecting surface that reflects the light traveling inside the light guide plate. When the incident light with respect to the normal of the exit surface or the normal of the entrance surface when the light traveling through the light guide plate is incident on the exit surface or the entrance surface is α °, The angle formed by the incident surface and the reflecting surface is approximately (α / 2) °.
上記発明において好ましくは、上記光出射手段は、上記入射面に配置された反射体を含む。上記反射体は、散乱効果を有するように形成されている。 In the above invention, preferably, the light emitting means includes a reflector disposed on the incident surface. The reflector is formed to have a scattering effect.
上記発明において好ましくは、複数の上記光源同士の間に複数の上記光出射手段が配置されている。上記光出射手段は、上記光源同士を結ぶ線分のほぼ中点から上記光源に向かって数密度が徐々に小さくなるように配置されている。 In the above invention, preferably, the plurality of light emitting means are arranged between the plurality of light sources. The light emitting means is arranged so that the number density gradually decreases from a substantially middle point of a line segment connecting the light sources to the light source.
本発明に基づく液晶表示装置は、上述の発光装置と、上記発光装置の発する光が入射するように配置された液晶表示パネルとを備える。 The liquid crystal display device based on this invention is equipped with the above-mentioned light-emitting device and the liquid crystal display panel arrange | positioned so that the light which the said light-emitting device emits may inject.
本発明によれば、均一な輝度で発光する発光装置およびこれを備えた液晶表示装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light-emitting device which light-emits with uniform brightness | luminance, and a liquid crystal display device provided with this can be provided.
(実施の形態1)
図1から図4を参照して、本発明に基づく実施の形態1における発光装置およびこれを備えた液晶表示装置について説明する。
(Embodiment 1)
With reference to FIGS. 1-4, the light-emitting device in
図1は、本実施の形態における液晶表示装置の概略断面図である。本実施の形態における液晶表示装置は、液晶表示パネル1を備える。液晶表示パネル1は、板状に形成されている。液晶表示パネル1は、表面にそれぞれの画素に対応するように画素電極が形成された第1の基板としての基板3aと、第2の基板としての基板3bとを有する。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display device according to the present embodiment. The liquid crystal display device in the present embodiment includes a liquid
本実施の形態における基板3a,3bは、ガラス板で形成されている。基板3aと基板3bとの間には、液晶層2が形成されている。液晶層2は、基板3aと基板3bとに挟まれる空間に封入されている。基板3aの外側の表面には、第1の偏光板としての偏光板4aが配置されている。偏光板4aは、基板3aの主面を覆うように配置されている。基板3bの外側の表面には、第2の偏光板としての偏光板4bが配置されている。偏光板4bは、基板3bの主面を覆うように配置されている。
The
本実施の形態における液晶表示装置は、光学シート5を備える。光学シート5は、液晶表示パネル1の表面のうち基板3aの側に配置されている。光学シート5は、液晶表示パネル1とバックライト装置41との間に配置されている。本実施の形態における光学シート5は、輝度上昇フィルム6,7を含む。輝度上昇フィルム6は、DBEF(Dual Brightness Enhancement Film)である。輝度上昇フィルム7は、BEF(Brightness Enhancement Film)である。光学シート5は、拡散板8とを含む。
The liquid crystal display device in the present embodiment includes an
本実施の形態における液晶表示装置は、発光装置としてのバックライト装置41を備える。本実施の形態におけるバックライト装置41は、液晶表示パネル1の背面に複数の光源が配置された背面直下型の発光装置である。バックライト装置41は、面状に形成された面発光装置である。バックライト装置41と液晶表示パネル1とは、互いに対向するように配置されている。バックライト装置41は、液晶表示パネル1の主面の全体に向けて発光することができるように形成されている。
The liquid crystal display device in this embodiment includes a
本実施の形態におけるバックライト装置41は、反射板13を含む。バックライト装置41は、光源としての複数のLED10を含む。本実施の形態におけるLED10は、白色光を発するように形成されている。LED10は、互いに離れて配置されている。LED10は、反射板13の表面に配置されている。反射板13は、LED10の光を反射することができるように形成されている。
The
本実施の形態におけるバックライト装置41は、導光板11を含む。導光板11は、板状に形成されている。導光板11は、表裏の主面を有する。導光板11は、主にLED10の光が入射する入射面11aと、主にLED10の光が出射する出射面11bとを有する。入射面11aおよび出射面11bは、平面状に形成されている。入射面11aと出射面11bとは、互いにほぼ平行になるように形成されている。
The
本実施の形態における導光板11は、LED10と離れて配置されている。LED10は、導光板11の入射面11aに対向するように配置されている。導光板11の本体は、LED10の光の吸収率が低い材料で形成されている。導光板11の本体は、たとえば、合成樹脂によって形成されている。
The
本実施の形態における導光板11は、光路変更手段としての散乱体31を備える。散乱体31は、導光板11に供給される光の少なくとも一部が、入射面11aまたは出射面11bで反射しながら、導光板の内部を進行するように、光の少なくとも一部の進行方向を変化させるように形成されている。散乱体31は、入射する光の一部が、散乱体31を通過して、他の一部が、散乱体31の表面で反射するように形成されている。
The
散乱体31としては、たとえば、白色のインクを導光板11の本体の表面に塗布することにより形成することができる。または、散乱体31としては、導光板11の本体の表面の一部を光を散乱するためのいわゆるシボ面にすることにより形成される。
The
本実施の形態における散乱体31は、導光板11の出射面11bに配置されている。散乱体31は、互い離れて配置されている。散乱体31は、LED10の真上に配置されている。散乱体31は、LED10の位置に対応するように配置されている。
The
本実施の形態における導光板11は、光出射手段としての反射体21を含む。本実施の形態における反射体21は、円錐状に形成されている。本実施の形態における反射体21は、導光板11の本体の成形時に、錐状の部分が形成され、この錐状の部分の表面に高反射率の反射膜が形成されている。本実施の形態における反射膜は、銀蒸着により形成されている。
The
反射体21は、導光板11の入射面11aに配置されている。反射体21は、互いに離れて配置されている。反射体21は、散乱体31が配置されている位置同士の間に配置されている。反射体21は、散乱体31が配置されている位置同士の間のほぼ中央部分に配置されている。
The
図2に、本実施の形態におけるバックライト装置の概略平面図を示す。図1は、図2におけるI−I線に関する矢視断面図である。本実施の形態における複数のLED10は、格子状に配置されている。本実施の形態におけるLED10は、いわゆる正方配置で配置されている。散乱体31は、平面形状が円形になるように形成されている。散乱体31は、平面的に透視したときに、円形の中心にLED10が位置するように配置されている。散乱体31は、1個のLED10に対して、それぞれ1個ずつ形成されている。本実施の形態における反射体21は、正方配置で配置されている。
FIG. 2 is a schematic plan view of the backlight device according to this embodiment. 1 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG. The plurality of
図1を参照して、本実施の形態におけるバックライト装置41においては、矢印61に示すように、LED10から光が発光される。LED10から出射された光は、導光板11の本体の内部を通って、散乱体31に入射する。散乱体31に入射した光の一部は、矢印63に示すように、散乱体31を通過する。散乱体31を通過するときに、一部の光が散乱される。
Referring to FIG. 1, in
散乱体31に入射した光の一部は、反射される。散乱体31で反射した光の一部は、矢印62に示すように、入射面11aおよび出射面11bで全反射を繰返しながら、導光板11の内部を進行する。入射面11aにおいては、散乱体31で反射した光の一部は、全反射の入射角度を満たさずに入射面11aを通過する。この光は、反射板13の表面で反射され、再び導光板11の内部に入射する。出射面11bにおいて、全反射の入射角度を満たさない光は、液晶表示パネル1に向けて出射される。
A part of the light incident on the
散乱体31で反射した光の一部は、反射体21に入射する。この光は、反射体21の表面で反射され、矢印64に示すように、液晶表示パネル1に向けて出射される。矢印64に示す出射光は、LED10が配置されている位置とは異なる位置から液晶表示パネル1に向けて出射される。本実施の形態においては、LED10同士のほぼ中点の位置を中心に光が出射される。
A part of the light reflected by the
バックライト装置41を出射した光は、光学シート5を通って液晶表示パネル1に入射する。液晶表示パネル1においては、たとえば、それぞれの画素における光の透過または遮蔽が行なわれ、画像や映像などを表示することができる。
The light emitted from the
図3に、本実施の形態におけるバックライト装置の光の輝度を説明するグラフを示す。横軸は、バックライト装置の導光板の出射面における位置であり、縦軸は、光の輝度である。破線は、反射体の表面で反射することにより出射する光を示す。一点鎖線は、散乱体を通過して出射する光を示す。実線は、バックライト装置から出射される光の和を示す。 FIG. 3 is a graph illustrating the luminance of light of the backlight device in this embodiment. The horizontal axis is the position on the exit surface of the light guide plate of the backlight device, and the vertical axis is the luminance of light. A broken line shows the light radiate | emitted by reflecting on the surface of a reflector. The alternate long and short dash line indicates the light emitted through the scatterer. The solid line indicates the sum of light emitted from the backlight device.
本実施の形態におけるバックライト装置は、散乱体31を通過する光と、反射体21の表面で反射されて出射する光との光量比がほぼ1:1になるように形成されている。実線で示す出射される光の和のグラフが示すように、輝度の分布がほとんどなく、光の輝度がバックライト装置の出射面にわたってほぼ一様であることがわかる。
The backlight device according to the present embodiment is formed so that the light quantity ratio between the light passing through the
すなわち、バックライト装置の表面における輝度のむらの定義を、[(輝度の最大値−輝度の最小値)/(輝度の最大値)]とした場合に、輝度のむらは、ほぼ0%である。このように、本実施の形態におけるバックライト装置においては、光をほぼ均一に出射することができる。さらに、光源同士の間隔を広げた場合においても、均一な輝度の発光装置を提供することができる。または、光源の個数を減らすことができる。 That is, when the definition of the luminance unevenness on the surface of the backlight device is [(maximum luminance−minimum luminance) / (maximum luminance)], the luminance unevenness is almost 0%. Thus, in the backlight device according to the present embodiment, light can be emitted almost uniformly. Furthermore, even when the interval between the light sources is widened, a light emitting device with uniform luminance can be provided. Alternatively, the number of light sources can be reduced.
液晶表示装置においては、表示面全体に亘って均一な輝度を有する装置を提供することができる。 In the liquid crystal display device, a device having uniform luminance over the entire display surface can be provided.
本実施の形態における光出射手段としての反射体は、錐体に形成されている。錐体は表面が傾斜しているために、入射する光が入射角度に応じて、さまざまな方向に向かって反射される。すなわち、光束が広がる散乱効果を有する。このため、バックライト装置の表面における光の輝度をより均一にすることができる。 The reflector as the light emitting means in the present embodiment is formed in a cone . For cones whose surface is inclined, the light incident in response to the incident angle is reflected toward the various directions. That is, it has a scattering effect that the light flux spreads. For this reason, the brightness | luminance of the light in the surface of a backlight apparatus can be made more uniform.
本実施の形態においては、光源としてのLEDが正方配置で配置されているが、この形態に限られず、任意の配置方法を採用することができる。 In the present embodiment, the LEDs as the light sources are arranged in a square arrangement, but the arrangement is not limited to this form, and any arrangement method can be adopted.
図4に、本実施の形態における他のLEDの配置方法の概略平面図を示す。図4における発光装置においては、LED10が、正六角形の角となる部分に配置されている。すなわち、図4におけるLED10は六方配置で配置されている。この他、光源としてのLEDは、任意の位置に配置することができる。
FIG. 4 shows a schematic plan view of another LED arrangement method in the present embodiment. In the light emitting device in FIG. 4, the
本実施の形態における散乱体は、導光板の表面に、白色のインクが塗布されているが、この形態に限られず、光路変更手段は、少なくとも一部の光の進行方向を変更可能に形成されていれば構わない。 The scatterer in the present embodiment is coated with white ink on the surface of the light guide plate. However, the scatterer is not limited to this form, and the optical path changing means is formed so that at least part of the traveling direction of light can be changed. It doesn't matter if it is.
本実施の形態における光出射手段は、円錐形の反射体を含むが、この形態に限られず、任意の形状を採用することができる。光出射手段は、導光板の内部を進行する光の少なくとも一部を出射面から出射させるように形成されていれば構わない。また、錐体としては円錐体に限られず、たとえば、四角錐の形状に形成されていても構わない。本実施の形態においては、光源同士の間に、1個の光出射手段が配置されているが、この形態に限られず、光源同士の間に、複数の光出射手段が配置されていても構わない。 The light emitting means in the present embodiment includes a conical reflector, but is not limited to this form, and any shape can be adopted. The light emitting means may be formed so that at least a part of the light traveling inside the light guide plate is emitted from the emission surface. Further, the cone is not limited to a cone, and may be formed in a quadrangular pyramid shape, for example. In the present embodiment, one light emitting unit is disposed between the light sources, but the present invention is not limited to this mode, and a plurality of light emitting units may be disposed between the light sources. Absent.
本実施の形態における光源としては、白色光を発光するLEDを例に取り上げて説明したが、この形態に限られず、たとえば、赤色、緑色および青色のそれぞれの色を発光する複数種類のLEDが均等に配置されていても構わない。または、光源としては任意の光を発する機器を本発明を適用することができる。特に、発光強度に角度依存性を有する光源を備えた発光装置に本発明を適用することにより、輝度の均一化の効果が顕著になる。 The light source in the present embodiment has been described by taking an example of an LED that emits white light. However, the present invention is not limited to this mode. For example, a plurality of types of LEDs that emit red, green, and blue colors are equally provided. You may arrange in. Alternatively, the present invention can be applied to a device that emits arbitrary light as a light source. In particular, by applying the present invention to a light-emitting device provided with a light source having an angle dependency on the light emission intensity, the effect of uniforming the brightness becomes remarkable.
(実施の形態2)
図5を参照して、本発明に基づく実施の形態2における発光装置および液晶表示装置について説明する。本実施の形態における液晶表示装置は、散乱体の配置が実施の形態1と異なる。
(Embodiment 2)
With reference to FIG. 5, the light-emitting device and the liquid crystal display device in
本実施の形態における液晶表示装置は、発光装置としてのバックライト装置42を備える。バックライト装置42は、導光板11とLED10が表面に配置された反射板13とを備える。導光板11は、光路変更手段としての散乱体32を有する。散乱体32は、導光板11の入射面11aに配置されている。散乱体32は、LED10の真上に配置されている。
The liquid crystal display device in the present embodiment includes a
導光板11は、光出射手段としての反射体22を含む。反射体22は、円錐状に形成されている。反射体22は、導光板11の入射面11aに配置されている。反射体22は、散乱体32同士の間に配置されている。反射体22は、散乱体32同士の間のほぼ中央部分に配置されている。
The
本実施の形態におけるバックライト装置においては、矢印61に示すように、LED10の光が散乱体32に入射する。このときに、LED10から発せられた光は、導光板11の本体の内部を通らずに、直接的に散乱体32に入射する。散乱体32に入射した光は、散乱または反射される。
In the backlight device according to the present embodiment, the light from the
散乱体32に入射した光の一部は、矢印63に示すように、導光板11の出射面11bを通過して液晶表示パネルに向けて出射する。散乱体32に入射した光の一部は、矢印62に示すように、出射面11bで全反射して、導光板11の内部を進行する。導光板11の内部を進行する光の一部は、反射体22に入射する。この光は、矢印64に示すように、反射体22の表面で反射して、液晶表示パネル1に向けて導光板11から出射する。
A part of the light incident on the
反射体22の表面で反射する光は、LED61が配置されている位置とは異なる位置から出射される。出射面11bにおいて、全反射の入射角度を満たさない光は、出射面11bから液晶表示パネル1に向けて出射される。入射面11aにおいて、全反射の入射角度を満たさない光は、入射面11aから反射板13に入射して、反射板13の表面で反射したのちに、再び導光板11に入射する。
The light reflected by the surface of the
このように、本実施の形態における発光装置は、光路変更手段としての散乱体32が導光板11の入射面11aに配置されている。すなわち、散乱体32の一部が入射面11aに接するように配置されている。この構成により、LED10から発せられた光が導光板11の入射面11aで反射したり、導光板11に入った光が入射面11aから反射板13に向けて出射したりする光を少なくすることができ、導光板11の内部を進行する光をより多くすることができる。LEDが配置されている位置と異なる位置からより多くの光を出射することができ、輝度の均一化をより容易に行なうことができる。
As described above, in the light emitting device in the present embodiment, the
また、本実施の形態においては、散乱体および反射体が、導光板の一方の主面に配置されている。すなわち、導光板の同一の面に、散乱体と反射体とが形成されている。この構成により、導光板の製造が容易になって生産性が向上する。 Moreover, in this Embodiment, the scatterer and the reflector are arrange | positioned at one main surface of the light-guide plate. That is, the scatterer and the reflector are formed on the same surface of the light guide plate. With this configuration, the light guide plate can be easily manufactured and productivity can be improved.
その他の構成、作用および効果については、実施の形態1と同様であるので、ここでは説明は繰返さない。 Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof will not be repeated here.
(実施の形態3)
図6を参照して、本発明に基づく実施の形態3における発光装置および液晶表示装置について説明する。本実施の形態においては、導光板の光路変更手段の構成が実施の形態1と異なる。
(Embodiment 3)
With reference to FIG. 6, the light-emitting device and the liquid crystal display device in Embodiment 3 based on this invention are demonstrated. In the present embodiment, the configuration of the optical path changing means of the light guide plate is different from that of the first embodiment.
本実施の形態における液晶表示装置は、バックライト装置43を備える。バックライト装置43は、導光板14を含む。導光板14は、板状に形成されている。導光板14は、入射面14aと出射面14bとを有する。入射面14aと出射面14bとは、平面状に形成され、互いにほぼ平行になるように形成されている。
The liquid crystal display device in the present embodiment includes a
本実施の形態における導光板14は、光路変更手段としての凹レンズ部14cを有する。凹レンズ部14cは、入射面14aに形成されている。凹レンズ部14cは、入射面14aの表面から凹むように形成されている。凹レンズ部14cは、凹レンズの作用を有し、入射する光を散乱するように形成されている。凹レンズ部14c同士の間には、反射体21が配置されている。
The
本実施の形態においては、LED10から出射された光が、矢印61に示すように凹レンズ部14cに入射する。凹レンズ部14cに入射した光の一部は、矢印66に示すように、液晶表示パネルに向かう。凹レンズ部14cに入射した光の一部は、矢印65に示すように、出射面14bまたは入射面14aにおいて、全反射の入射角度の条件を満たして全反射しながら導光板14の内部を進行する。導光板14の内部を進行する光の一部は、反射体21に入射する。
In the present embodiment, the light emitted from the
反射体21に入射した光の一部は、矢印67に示すように、導光板14から出射されて液晶表示パネル1に向かう。または、出射面14bにおいて、全反射の条件を満たさない光は、導光板14から出射されて液晶表示パネル1に向かう。反射体21の表面で光が反射して液晶表示パネル1に向かうことにより、LED10が配置されている位置とは異なる位置から光が出射される。
A part of the light incident on the
本実施の形態における光路変更手段は、凹レンズ部14cを含む。この構成により、LED10から発せられた光のうち、導光板14の入射面14aで反射される光を少なくすることができ、導光板14により多くの光を導入することができる。
The optical path changing means in the present embodiment includes a
その他の構成、作用および効果については、実施の形態1または2と同様であるのでここでは説明を繰返さない。 Since other configurations, operations, and effects are the same as those in the first or second embodiment, description thereof will not be repeated here.
(実施の形態4)
図7から図12を参照して、本発明に基づく実施の形態4における発光装置および液晶表示装置について説明する。本実施の形態においては、光路変更手段の構成が実施の形態2と異なる。
(Embodiment 4)
With reference to FIGS. 7 to 12, a light-emitting device and a liquid crystal display device according to Embodiment 4 of the present invention will be described. In the present embodiment, the configuration of the optical path changing means is different from that of the second embodiment.
図7は、本実施の形態における液晶表示装置の概略断面図である。本実施の形態における液晶表示装置は、バックライト装置44を備える。バックライト装置44は、導光板11を含む。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display device in the present embodiment. The liquid crystal display device in the present embodiment includes a
本実施の形態における導光板11は、光路変更手段としての回折格子33を含む。回折格子33は、導光板11の入射面11aに配置されている。回折格子33は、LED10の真上に配置されている。回折格子33同士の間には、反射体22が配置されている。
The
本実施の形態における反射体22は、円錐状に形成されている。反射体22の底面の円形の直径は、0.5mmになるように形成されている。反射体22は、頂角が120°になるように形成されている。
The
図8に、本実施の形態におけるバックライト装置の回折格子の部分の概略平面図を示す。図9に、本実施の形態におけるバックライト装置の回折格子の部分の概略断面図を示す。図9は、図8におけるIX−IX線に関する矢視断面図である。 FIG. 8 shows a schematic plan view of the diffraction grating portion of the backlight device in the present embodiment. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the diffraction grating portion of the backlight device according to this embodiment. 9 is a cross-sectional view taken along the line IX-IX in FIG.
本実施の形態における回折格子33は、凹凸面33aを有する。凹凸面33aが、光の回折面になる。凹凸面33aは、同心円状の凹凸を含む。凹凸の断面形状は矩形状になるように形成されている。回折格子33は、表面の凹凸のピッチが、1μmになるように形成されている。LED10は、凹凸面33aの凹凸のほぼ中央部分に配置されている。すなわち、LED10は、回折格子33を平面的に透視したときに、同心円状の中心に配置されている。
The
回折格子は、導光板11の本体としてアクリル樹脂を用いた場合に、たとえば、リソグラフィ法により形成することができる。または、導光板11の表面に成型基材を塗布した後に回折格子の金型を加熱した上で押付けることにより形成することができる。回折格子は、レンズなどに比べて容易に形成することができる。また、回折格子は、安価に製造することができる。
When the acrylic resin is used as the main body of the
回折格子としては、たとえば、導光板の屈折率を1.5、LEDからの出射光の波長を500nm、回折格子の深さを0.5μm、凹凸の形状を矩形状とすることができる。LEDから出射した光は、この回折格子でほぼ100%が回折される。この回折格子において回折された光は、導光板の出射面で全反射するか、または、出射面を通過して液晶表示パネルに向かう。 As the diffraction grating, for example, the refractive index of the light guide plate can be 1.5, the wavelength of the light emitted from the LED can be 500 nm, the depth of the diffraction grating can be 0.5 μm, and the uneven shape can be rectangular. Almost 100% of the light emitted from the LED is diffracted by this diffraction grating. The light diffracted by the diffraction grating is either totally reflected at the exit surface of the light guide plate or passes through the exit surface toward the liquid crystal display panel.
図7を参照して、本実施の形態においては、矢印61に示すように、LED10から出射した光が回折格子33に入射する。回折格子33に入射した光の一部は、出射面11bで全反射の条件を満たさずに、矢印69に示すように液晶表示パネル1に向かう。回折格子33に入射した光の一部は、矢印68に示すように、回折された後に全反射を繰り返しながら導光板11の内部を進行する。
Referring to FIG. 7, in the present embodiment, light emitted from
導光板11の内部を進行する光の一部は、反射体22の表面で反射して、矢印70に示すように液晶表示パネル1に向かう。導光板11の内部を進行する光のうち、出射面11bにおいて全反射の条件を満たさない光は、液晶表示パネル1に向かう。
A part of the light traveling inside the
本実施の形態におけるバックライト装置において、回折格子を通って液晶表示パネルに向かう光と、反射体の表面で反射して液晶表示パネルに向かう光との光量比が1:1の場合には、バックライト装置の表面における輝度は、実施の形態1における図4の場合と同様になる。本実施の形態においても、バックライト装置の出射面全体にわたって輝度を均一にすることができる。 In the backlight device according to the present embodiment, when the light amount ratio between the light traveling through the diffraction grating toward the liquid crystal display panel and the light reflected from the surface of the reflector toward the liquid crystal display panel is 1: 1, The luminance on the surface of the backlight device is the same as in the case of FIG. 4 in the first embodiment. Also in this embodiment, the luminance can be made uniform over the entire emission surface of the backlight device.
本実施の形態における光路変更手段は、回折格子を含む。この構成により、光路変更手段を容易に形成することができる。または、光路変更手段を安価に製造することができる。また、回折格子の格子ピッチや回折面の凹凸の深さを変えることにより、回折効率や回折角度を変更することができる。たとえば、回折格子を出た光のうち、導光板の出射面で全反射する光と、出射面で全反射せずに液晶表示パネルに向かう光との比率を容易に最適化することができる。この結果、発光装置の表面において所望の輝度分布を得ることができる。 The optical path changing means in the present embodiment includes a diffraction grating. With this configuration, the optical path changing means can be easily formed. Alternatively, the optical path changing means can be manufactured at low cost. Further, the diffraction efficiency and the diffraction angle can be changed by changing the grating pitch of the diffraction grating and the depth of the unevenness of the diffraction surface. For example, it is possible to easily optimize the ratio of the light exiting the diffraction grating to be totally reflected by the exit surface of the light guide plate and the light directed to the liquid crystal display panel without being totally reflected by the exit surface. As a result, a desired luminance distribution can be obtained on the surface of the light emitting device.
図10に、回折格子の製造不良等により、回折効率が設計値から逸れた場合の光の輝度のグラフを示す。図10に示すグラフにおいては、回折格子を通って直接的に液晶表示パネルに向かう光と、反射体の表面にて反射して液晶表示パネルに向かう光との光量の比が5:3になっている。回折格子を通って直接的に液晶表示パネルに向かう光の輝度が、反射体で反射した光の輝度よりも大きくなっている。 FIG. 10 shows a graph of light luminance when the diffraction efficiency deviates from the design value due to a manufacturing failure of the diffraction grating. In the graph shown in FIG. 10, the ratio of the amount of light directly going to the liquid crystal display panel through the diffraction grating and the light reflected by the surface of the reflector and going to the liquid crystal display panel is 5: 3. ing. The luminance of the light that goes directly to the liquid crystal display panel through the diffraction grating is larger than the luminance of the light reflected by the reflector.
図10に示すように、導光板から出射される光の和の均一性は低下しているものの、図19に示す従来の技術における例に比べて輝度の均一性が大きく改善されていることが分かる。図10に示す例においては、輝度むらが約10%である。この程度の不均一性であれば、実用上はほとんど問題なく用いることができる。 As shown in FIG. 10, although the uniformity of the sum of the light emitted from the light guide plate is reduced, the luminance uniformity is greatly improved compared to the example in the prior art shown in FIG. I understand. In the example shown in FIG. 10, the luminance unevenness is about 10%. Such non-uniformity can be used practically without any problem.
このように、本実施の形態におけるバックライト装置は、回折格子に製造誤差などが生じたとしても十分に輝度の均一性を向上させることができる。このため、製品の不良率を格段に小さくすることができる。 As described above, the backlight device in this embodiment can sufficiently improve the luminance uniformity even if a manufacturing error or the like occurs in the diffraction grating. For this reason, the defective rate of a product can be remarkably reduced.
回折格子の凹凸のピッチや深さなどの回折面の構成、または、反射体の形状や大きさなどは、光源の特性や導光板の特性などに応じて、発光装置の表面で均一な輝度が得られるように形成されることが好ましい。 Depending on the characteristics of the light source and the characteristics of the light guide plate, the structure of the diffractive surface, such as the pitch and depth of the unevenness of the diffraction grating, or the shape and size of the reflector, etc., has a uniform brightness on the surface of the light emitting device. It is preferable to be formed so as to be obtained.
図11に、本実施の形態におけるバックライト装置の他の回折格子の部分の概略平面図を示す。図12に、本実施の形態におけるバックライト装置の他の回折格子の部分の概略断面図を示す。図12は、図11におけるXII−XII線に関する矢視断面図である。 FIG. 11 is a schematic plan view of another diffraction grating portion of the backlight device according to the present embodiment. FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of another diffraction grating portion of the backlight device according to this embodiment. 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG.
本実施の形態における他の回折格子34は、回折面としての凹凸面34aを有する。凹凸面34aは、平面視したときに同心円状に形成されている。凹凸面34aは、断面形状において三角形の凸部を複数有する。凹凸面34aの凸部は、先端が尖るように形成されている。三角形の凸部が連続して繋がる形状を有することにより凹凸が形成されている。凹凸面34aは、鋸歯状に形成されている。回折格子34は、凹凸面34aが、LED10に対向するように配置される。
The
他の回折格子34においては、LED10から発せられる光を所望の方向に向けて回折させることができる。たとえば、回折格子で回折される光のうち、導光板の表面において全反射する光の量を多くすることができる。導光板の内部を進行する光量を多くすることができ、LEDが配置されている位置とは異なる位置から出射される光量を大きくすることができる。この結果、容易に輝度の均一化を行なうことができる。
In the
その他の構成、作用および効果については、実施の形態1から3と同様であるのでここでは説明を繰返さない。 Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first to third embodiments, and thus description thereof will not be repeated here.
(実施の形態5)
図13から図15を参照して、本発明に基づく実施の形態5における発光装置および液晶表示装置について説明する。本実施の形態における発光装置および液晶表示装置は、回折格子の構成が実施の形態4と異なる。
(Embodiment 5)
A light emitting device and a liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The light emitting device and the liquid crystal display device in this embodiment are different from those in Embodiment 4 in the configuration of the diffraction grating.
図13に、本実施の形態における発光装置としてのバックライト装置の第1の概略断面図を示す。バックライト装置45は、導光板11を備える。本実施の形態における導光板11は、入射面11aに配置された回折格子35を含む。
FIG. 13 shows a first schematic cross-sectional view of a backlight device as a light emitting device in the present embodiment. The
回折格子35は、鋸歯状の断面形状を有する凹凸面35aを含む。本実施の形態における凹凸面35aの凹凸は、平面視したときに同心円状に形成されている。本実施の形態における凹凸は、中央部のピッチが周辺部のピッチよりも小さくなるように形成されている。本実施の形態における凹凸は、中央部から外周部に向けて徐々にピッチが大きくなるように形成されている。
The
本実施の形態における凹凸面35aは、回折格子35の中央部で回折された光と周辺部で回折された光とが、ほぼ同じ向きに向かうように形成されている。すなわち、回折格子の中央部で回折された光と周辺部で回折された光とが、出射面11bに対してほぼ同じ入射角度で入射するように形成されている。
The
矢印61に示すように、LED10から出射される光は、ある程度の広がりを有して出射される。凹凸面35aで回折された光の多くは、矢印71に示すように、ほぼ同じ向きに向かうように回折される。矢印72,73に示すように、凹凸面35aで回折された光のうち、出射面11bで全反射の条件を満たさない光は、出射面11bから液晶表示パネルに向けて出射される。矢印75に示すように、凹凸面35aで回折された光のうち、出射面11bで全反射の条件を満たす光は、導光板11の内部で全反射を繰り返しながら進行する。
As indicated by the
図14に、本実施の形態におけるバックライト装置の第2の概略断面図を示す。本実施の形態における導光板11は、円錐形状の反射体23を有する。反射体23は、回折格子35から離れて配置されている。反射体23は、回折格子35同士の間に配置されている。回折格子35が入射面11aまたは出射面11bにて光が全反射の条件を満たすような角度で、かつ、ほぼ同じ向きに回折するように形成されていることにより、導光板11の内部を進行する光を増加させることができる。
In FIG. 14, the 2nd schematic sectional drawing of the backlight apparatus in this Embodiment is shown. The
矢印71,75に示すように、導光板11の内部を進行する光の一部は、反射体23の表面で反射する。反射体23の表面で反射することにより、矢印74に示すようにバックライト装置45から出射される。
As indicated by
図15に、本実施の形態における反射体の部分の拡大概略断面図を示す。図15は、回折格子35から反射体23に向かう方向に沿って切断したときの断面図である。反射体23は、頂角θ1を有する。反射体23は、導光板11の内部を進行する光を反射するための反射面23aを有する。反射面23aは、導光板11の入射面11aに対して、傾斜するように形成されている。
FIG. 15 shows an enlarged schematic cross-sectional view of a reflector portion in the present embodiment. FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the direction from the
本実施の形態においては、導光板11を進行する光が出射面11bまたは入射面11aに入射するときには、ほぼ同じ角度で入射する。導光板11を進行する光は、出射面11bの法線81または入射面11aの法線に対する角度αで入射する。
In the present embodiment, when the light traveling through the
本実施の形態における反射体23は、頂角θ1がほぼ(180−α)°になるように形成されている。この構成により、矢印74に示すように、出射面11bに対してほぼ垂直な方向に出射する光の強度を強くすることができる。この結果、たとえば、バックライト装置の正面の輝度を強くすることができる。または、広がった光を正面の方向に出射させる機能を有するBEFなどの輝度上昇フィルムを排除することが可能になる。
The
たとえば、出射面11bおよび入射面11aにおける光の入射角度αが、ほぼ45°になるように回折格子35を設計した場合においては、反射体23の頂角θ1を(180−45)°、すなわち135°にすることにより、正面における輝度を上げることができる。
For example, when the
その他の構成、作用および効果については、実施の形態1から4と同様であるのでここでは説明を繰返さない。 Since other configurations, operations, and effects are the same as those in the first to fourth embodiments, description thereof will not be repeated here.
(実施の形態6)
図16から図18を参照して、本発明に基づく実施の形態6における発光装置および液晶表示装置について説明する。
(Embodiment 6)
A light-emitting device and a liquid crystal display device according to Embodiment 6 according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図16に、本実施の形態におけるバックライト装置の概略断面図を示す。本実施の形態におけるバックライト装置46は、導光板11を備え、導光板11は回折格子35を含む。本実施の形態における回折格子35は、一の方向に光を回折できるように形成されている。本実施の形態における導光板11は、光出射手段としての反射体25を含む。反射体25は、導光板11の入射面11aに配置されている。
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of the backlight device in this embodiment. The
反射体25は、断面形状が三角形になるように形成されている。反射体25は、反射面25aを有する。反射面25aは、導光板11の入射面11aに対して傾斜するように形成されている。反射面25aは、回折格子35に向かうように形成されている。反射面25aは、導光板11の内部を進行する光を反射可能に形成されている。
The
図17に、本実施の形態におけるバックライト装置の概略平面図を示す。本実施の形態における反射体25は、平面視したときに、帯状に形成されている。反射体25は、互いに間隔をあけて形成されている。反射体25は、平面視したときに、同心円状に形成されている。反射体25は、平面的に透視したときに、中心にLED10が配置されるように形成されている。
FIG. 17 shows a schematic plan view of the backlight device in the present embodiment. The
図18に、本実施の形態における導光板の反射体の部分の拡大概略断面図を示す。回折格子35で回折された光は、矢印75に示すように、入射面11aまたは出射面11bで全反射を繰返しながら進行する。導光板11の内部を進行する光は、入射面11aの法線または出射面11bの法線81に対して角度αで入射する。すなわち、それぞれの光の入射面11aまたは出射面11bに対する入射角度がα°になるように進行する。
FIG. 18 shows an enlarged schematic cross-sectional view of the reflector portion of the light guide plate in the present embodiment. The light diffracted by the
本実施の形態においては、反射面25aの傾斜角度θ2が(90−α)°になるように形成されている。このため、反射面25aで反射する光を、矢印74に示すように、出射面11bに対してほぼ垂直な方向に向けることができる。本実施の形態における発光装置においても、正面の輝度を向上させることができる。または、広がった光を正面の方向に出射させる機能を有するBEFなどの輝度上昇フィルムを排除することができる。
In the present embodiment, the
また、反射体が、平面視したときに同心円状に形成されていることより、発光装置の表面における輝度をより均一にすることができる。 Further, since the reflectors are formed concentrically when viewed in plan, the luminance on the surface of the light emitting device can be made more uniform.
その他の構成、作用および効果については、実施の形態1から5と同様であるのでここでは説明を繰返さない。 Since other configurations, operations, and effects are the same as those in the first to fifth embodiments, description thereof will not be repeated here.
(実施の形態7)
図19を参照して、本発明に基づく実施の形態7における発光装置および液晶表示装置について説明する。本実施の形態においては、光出射手段としての反射体の構成が実施の形態1と異なる。
(Embodiment 7)
Referring to FIG. 19, a light emitting device and a liquid crystal display device according to
図19は、本実施の形態におけるバックライト装置の概略平面図である。本実施の形態におけるバックライト装置は、光出射手段としての反射体24が複数配置されている。反射体24は、平面的に透視したときに、LED10を取り囲むように配置されている。反射体24は、LED10から遠くなるに従って徐々に数密度が増えるように形成されている。すなわち、反射体24は、LED10同士を結んだ線分の中点において、数密度が最も大きくなるように配置され、LED10に向かうについて徐々に密度が少なくなるように配置されている。
FIG. 19 is a schematic plan view of the backlight device according to the present embodiment. In the backlight device according to the present embodiment, a plurality of
本実施の形態においては、使用するLED10の特性や散乱体31の特性などにより、LED10が配置されている部分が最も明るく、LED10から離れるにつれて輝度が小さくなる場合に、LED10から離れた部分の光の輝度をより上げることができる。バックライト装置の表面において輝度をより均一にすることができる。
In the present embodiment, when the portion where the
このように、光出射手段を複数配置する場合においては、光の輝度が弱い部分に多くの光出射手段を配置することにより、バックライト装置の表面における輝度をより均一にすることができる。 As described above, when a plurality of light emitting means are arranged, the luminance on the surface of the backlight device can be made more uniform by arranging many light emitting means in the portion where the luminance of light is weak.
その他の構成、作用および効果については、実施の形態1から6と同様であるのでここでは説明を繰返さない。 Since other configurations, operations, and effects are the same as those in the first to sixth embodiments, description thereof will not be repeated here.
上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には、同一の符号を付している。また、上述の説明において、上または下などの記載は、鉛直方向の絶対的な上下方向を示すものではなく、それぞれの位置関係を相対的に示すものである。 In the respective drawings described above, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals. In the above description, descriptions such as “up” and “down” do not indicate absolute vertical directions in the vertical direction, but indicate relative positions.
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。 In addition, the said embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It is not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 液晶表示パネル、2 液晶層、3a,3b 基板、4a,4b 偏光板、5 光学シート、6,7 輝度上昇フィルム、8 拡散板、10 LED、11,14 導光板、11a,14a 入射面、11b,14b 出射面、14c 凹レンズ部、13 反射板、21〜25 反射体、23a,25a 反射面、31,32 散乱体、33〜35 回折格子、33a,34a,35a 凹凸面、41〜46 バックライト装置、61〜75 矢印、81 法線。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記導光板の内部に光を供給するための複数の光源と、
前記光の進行方向を変更するための光路変更手段と、
前記導光板の内部を進行する前記光を出射させるように形成された光出射手段と
を備え、
前記導光板は、板状に形成され、
前記光路変更手段は、前記導光板の内部に供給される前記光の一部が前記入射面および前記出射面のうち少なくともひとつの面で反射しながら前記導光板の内部を進行するように、前記光の進行方向を変更するように形成され、
前記光出射手段は、前記導光板の内部を進行する前記光の少なくとも一部を前記出射面から出射させるように形成され、
前記光路変更手段は、回折格子を含み、
前記導光板は、前記入射面および前記出射面が互いにほぼ平行になるように形成され、
前記回折格子は、前記光を回折するための回折面を含み、
前記回折面は、断面形状が凹凸に形成され、
前記凹凸は、中心部のピッチが周辺部のピッチよりも狭くなるように形成され、
前記凹凸は、前記中央部で回折された前記光と前記周辺部で回折された前記光とが、ほぼ同じ向きに向かうように形成され、
前記凹凸は、回折された前記光が、前記出射面および前記入射面において全反射するように形成された、発光装置。 A light guide plate including an entrance surface and an exit surface formed so as to be substantially parallel to each other;
A plurality of light sources for supplying light into the light guide plate;
An optical path changing means for changing the traveling direction of the light;
Light emitting means formed so as to emit the light traveling inside the light guide plate,
The light guide plate is formed in a plate shape,
The optical path changing means is configured so that a part of the light supplied to the inside of the light guide plate travels inside the light guide plate while being reflected by at least one of the incident surface and the exit surface. Formed to change the direction of light travel,
The light emitting means is formed to emit at least part of the light traveling inside the light guide plate from the emission surface ,
The optical path changing means includes a diffraction grating,
The light guide plate is formed such that the entrance surface and the exit surface are substantially parallel to each other,
The diffraction grating includes a diffraction surface for diffracting the light,
The diffractive surface is formed with an uneven cross-sectional shape,
The unevenness is formed such that the pitch of the central part is narrower than the pitch of the peripheral part,
The unevenness is formed such that the light diffracted at the central portion and the light diffracted at the peripheral portion are directed in substantially the same direction,
The unevenness is a light emitting device formed so that the diffracted light is totally reflected on the exit surface and the entrance surface .
前記回折面は、断面形状が凹凸に形成されている、請求項1に記載の発光装置。 The diffraction grating includes a diffraction surface for diffracting the light,
The light-emitting device according to claim 1 , wherein the diffractive surface has an uneven cross-sectional shape.
前記反射体は、錐状に形成され、
前記反射体は、前記導光板を進行する前記光が前記出射面および前記入射面に入射するときの前記出射面の法線または前記入射面の法線に対する入射角度をα°としたときに、頂角がほぼ(180−α)°になるように形成された、請求項1に記載の発光装置。 The light emitting means includes a reflector disposed on the incident surface,
The reflector is formed in a cone shape,
When the incident angle with respect to the normal of the exit surface or the normal of the entrance surface when the light traveling through the light guide plate is incident on the exit surface and the entrance surface is α °, The light emitting device according to claim 1 , wherein the light emitting device is formed so that an apex angle is approximately (180−α) °.
前記反射体は、平面視したときに帯状に形成され、
前記反射体は、平面視したときに前記光源を中心に同心円状に形成され、
前記反射体は、前記入射面に対して傾斜するように形成され、前記導光板の内部を進行する前記光を反射する反射面を有し、
前記反射体は、前記導光板を進行する前記光が前記出射面または前記入射面に入射するときの前記出射面の法線または前記入射面の法線に対する入射角度をα°としたときに、前記入射面と前記反射面とがなす角度がほぼ(α/2)°になるように形成された、請求項1に記載の発光装置。 The light emitting means includes a reflector disposed on the incident surface,
The reflector is formed in a band shape when viewed in plan,
The reflector is formed concentrically around the light source when viewed in plan,
The reflector has a reflecting surface that is formed to be inclined with respect to the incident surface and reflects the light traveling inside the light guide plate;
The reflector, when the light traveling through the light guide plate is incident on the exit surface or the entrance surface, the normal of the exit surface or the incident angle with respect to the normal of the entrance surface is α °, The light-emitting device according to claim 1 , wherein an angle formed by the incident surface and the reflecting surface is substantially (α / 2) °.
前記反射体は、散乱効果を有するように形成された、請求項1に記載の発光装置。 The light emitting means includes a reflector disposed on the incident surface,
The light emitting device according to claim 1, wherein the reflector is formed to have a scattering effect.
前記光出射手段は、前記光源同士を結ぶ線分のほぼ中点から前記光源に向かって数密度が徐々に小さくなるように配置された、請求項1に記載の発光装置。 A plurality of the light emitting means are arranged between the plurality of light sources,
2. The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting means is arranged so that the number density gradually decreases from a substantially middle point of a line segment connecting the light sources toward the light source.
前記発光装置の発する光が入射するように配置された液晶表示パネルと
を備える、液晶表示装置。 A light emitting device according to any one of claims 1 to 9 ,
A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal display panel arranged so that light emitted from the light emitting device is incident thereon.
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
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JP2002298629A (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-11 | Nichia Chem Ind Ltd | Light emitting device |
JP2004503808A (en) * | 2000-06-15 | 2004-02-05 | ノキア コーポレイション | Method and apparatus for distributing light in a light guide |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11329041A (en) * | 1998-05-14 | 1999-11-30 | Nippon Denyo | Surface light source device |
JP2004503808A (en) * | 2000-06-15 | 2004-02-05 | ノキア コーポレイション | Method and apparatus for distributing light in a light guide |
JP2002298629A (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-11 | Nichia Chem Ind Ltd | Light emitting device |
JP2004325530A (en) * | 2003-04-21 | 2004-11-18 | Eeshikku Kk | Display device of light emitting element combination |
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