JP2013152811A - Lighting device, display device, and television receiving apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置に関する。 The present invention relates to a lighting device, a display device, and a television receiver.
例えば、液晶テレビなどの液晶表示装置に用いる液晶パネルは、自発光しないため、別途に照明装置としてバックライト装置を必要としている。このバックライト装置は、液晶パネルの裏側(表示面とは反対側)に設置されるようになっており、液晶パネル側の面が開口したシャーシと、シャーシ内に収容される光源と、シャーシ内に配されて光をシャーシの開口部側に反射させる反射シートと、シャーシの開口部に配されて光源が発する光を効率的に液晶パネル側へ放出させるための光学部材(拡散シート等)とを備える。このようなバックライト装置の光源としてLEDを用いたものが、下記特許文献1に記載されている。
For example, since a liquid crystal panel used for a liquid crystal display device such as a liquid crystal television does not emit light, a backlight device is separately required as a lighting device. This backlight device is installed on the back side of the liquid crystal panel (the side opposite to the display surface), and has a chassis with an open surface on the liquid crystal panel side, a light source accommodated in the chassis, And a reflection sheet that reflects light toward the opening of the chassis, and an optical member (such as a diffusion sheet) that is disposed at the opening of the chassis and efficiently emits light emitted from the light source toward the liquid crystal panel. Is provided. A device using an LED as a light source of such a backlight device is described in
ところで、LEDとして、その配光分布に異方性を有するものをバックライト装置の光源として用いた場合には、バックライト装置の出射光に輝度ムラが生じることが懸念され、その対応に苦慮していた。 By the way, when an LED having an anisotropy in its light distribution is used as the light source of the backlight device, there is a concern that luminance unevenness may occur in the emitted light of the backlight device, and it is difficult to deal with it. It was.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、輝度ムラを抑制することを目的とする。 The present invention has been completed based on the above circumstances, and an object thereof is to suppress luminance unevenness.
本発明の照明装置は、光を出射させる光出射部を有するシャーシと、前記シャーシ内に収容され、長手状をなす発光体を有していて前記光出射部に向けて発せられる光の配光分布に異方性を有する光源と、前記光源に対して前記光出射部側に配され、前記光源からの光に、前記光源に係る前記配光分布を前記発光体の長さ方向と交差する方向について補完するよう相補的な光学作用を付与して光を出射させる光学部材と、を備える。 The illumination device of the present invention has a chassis having a light emitting part for emitting light, and a light distribution that is accommodated in the chassis and has a light emitting body having a longitudinal shape, and is emitted toward the light emitting part. A light source having anisotropy in distribution, and arranged on the light emitting unit side with respect to the light source, and intersects the light distribution according to the light source with the light source from the light source in the length direction of the light emitter An optical member that emits light by applying a complementary optical action so as to complement the direction.
このようにすれば、シャーシ内に収容された光源から発せられた光は、光学部材により所定の光学作用を付与された後にシャーシの光出射部から外部へと出射される。光源は、長手状をなす発光体を有しているため、その配光分布に異方性を有しており、発光体の長さ方向と交差する方向について発光強度が不足しがちとなっている。これに対し、光源から発せられた光には、光学部材によって光源に係る配光分布を発光体の長さ方向と交差する方向について補完するよう相補的な光学作用が付与されるので、光出射部からの出射光に係る配光分布を等方化することができる。これにより、出射光に輝度ムラが生じ難くすることができる。 In this way, the light emitted from the light source accommodated in the chassis is emitted from the light emitting part of the chassis to the outside after being given a predetermined optical action by the optical member. Since the light source has a light emitting body having a longitudinal shape, the light distribution has anisotropy, and the light emission intensity tends to be insufficient in the direction intersecting the length direction of the light emitting body. Yes. On the other hand, the light emitted from the light source is given a complementary optical action so as to complement the light distribution of the light source in the direction intersecting the length direction of the light emitter by the optical member. The light distribution relating to the light emitted from the section can be made isotropic. Thereby, it is possible to make it difficult for luminance unevenness to occur in the emitted light.
本発明の実施態様として、次の構成が好ましい。
(1)前記光学部材は、前記光源からの光に前記発光体の長さ方向と交差する方向について選択的に集光作用を付与する選択性集光部を有している。このようにすれば、光源から発せられた光のうち発光体の長さ方向と交差する方向に向かう光には、光学部材が有する選択性集光部によって選択的に集光作用が付与されてから出射される。この光学部材からの出射光のうち発光体の長さ方向と交差する方向に向かう光は、集光作用が付与されるのに伴って、一定以上の輝度が得られる出光範囲が拡張されている。これにより、光学部材からの出射光のうち発光体の長さ方向に向かう光と同長さ方向と交差する方向に向かう光とで、一定以上の輝度が得られる出光範囲に差が生じ難くなり、もって出射光の等方化が図られる。
The following configuration is preferable as an embodiment of the present invention.
(1) The optical member includes a selective light condensing unit that selectively condenses light from the light source in a direction intersecting the length direction of the light emitter. If it does in this way, the condensing effect | action will be selectively given to the light which goes to the direction which cross | intersects the length direction of a light-emitting body among the light emitted from the light source by the selective condensing part which an optical member has. It is emitted from. Of the emitted light from the optical member, the light that travels in the direction intersecting the length direction of the light emitter is expanded as the light output range in which a certain level of brightness is obtained as the condensing action is applied. . This makes it difficult for a difference in the light output range in which a certain level or more of luminance can be obtained between the light emitted from the optical member and the light traveling in the length direction of the light emitter and the light traveling in the direction intersecting the length direction. Thus, the emitted light is isotropic.
(2)前記選択性集光部は、前記発光体の長さ方向に沿って延在する形状とされ且つ複数が前記発光体の長さ方向と直交する方向に沿って並んで配されるプリズムからなる。このようにすれば、光源からの光のうち発光体の長さ方向と交差方向に向かう光には、選択性集光部である、発光体の長さ方向に沿って延在する形状のプリズムによって選択的に集光作用が付与される。そして、選択性集光部を構成するプリズムは、発光体の長さ方向と直交する方向に沿って複数が並んで配されているから、光源からの光をより効率的に集光することができ、それにより出射光に輝度ムラをより生じ難くさせることができる。 (2) The selective condensing part has a shape extending along the length direction of the light emitter, and a plurality of prisms arranged side by side along a direction orthogonal to the length direction of the light emitter. Consists of. If it does in this way, the prism of the shape extended along the length direction of a light-emitting body which is a selective condensing part to the light which goes to the length direction of a light-emitting body among the lights from a light source The light collecting action is selectively given by. And since the prism which comprises a selective condensing part is arranged in multiple numbers along the direction orthogonal to the length direction of a light-emitting body, it can condense the light from a light source more efficiently. Thus, luminance unevenness can be made less likely to occur in the emitted light.
(3)前記発光体は、その長さ方向に沿って並ぶ複数の発光素子からなり、前記選択性集光部は、前記光源からの光に前記発光素子の並び方向と交差する方向について選択的に集光作用を付与している。このようにすれば、発光体が複数の発光素子からなるものとされるから、その発光効率が高くなるとともに放熱設計が容易なものとなる。光源から発せられた光のうち発光素子の並び方向と交差する方向に向かう光には、光学部材が有する選択性集光部によって選択的に集光作用が付与されてから出射される。この光学部材からの出射光のうち発光素子の並び方向と交差する方向に向かう光は、集光作用が付与されるのに伴って、一定以上の輝度が得られる出光範囲が拡張されている。これにより、光学部材からの出射光のうち発光素子の並び方向に向かう光と発光素子の並び方向と交差する方向に向かう光とで、一定以上の輝度が得られる出光範囲に差が生じ難くなり、もって出射光の等方化が図られる。 (3) The light-emitting body includes a plurality of light-emitting elements arranged along a length direction thereof, and the selective condensing unit is selective in a direction intersecting the arrangement direction of the light-emitting elements to the light from the light source. Is provided with a light condensing action. In this way, since the light emitter is composed of a plurality of light emitting elements, the luminous efficiency is increased and the heat dissipation design is facilitated. Of the light emitted from the light source, the light that travels in the direction intersecting with the direction in which the light emitting elements are arranged is emitted after being selectively given a condensing action by the selective condensing part of the optical member. Of the light emitted from the optical member, the light that travels in the direction intersecting with the direction in which the light emitting elements are arranged has an extended light output range in which a certain level of brightness is obtained as the light condensing action is applied. As a result, it is difficult for a difference in the light output range in which a certain level or higher luminance is obtained between the light emitted from the optical member in the direction in which the light emitting elements are arranged and the light in the direction intersecting with the direction in which the light emitting elements are arranged. Thus, the emitted light is isotropic.
(4)前記シャーシは、前記光出射部とは反対側に配される底板を有しており、前記光源は、前記底板の板面内において複数が互いに前記配光分布を揃えた姿勢で並んで配されている。このようにすれば、底板の板面内に並んで配される複数の光源は、互いに配光分布を揃えた姿勢とされているから、仮に姿勢が異なる光源を含ませた場合に比べると、光源の設置に係るコストを低減させることができる。また、複数の光源が、互いに配光分布を揃えた姿勢とされていても、各光源から発せられた光には、光学部材によって光源に係る配光分布を発光体の長さ方向と交差する方向について補完するよう相補的な光学作用が付与されるから、光出射光からの出射光が好適に等方化される。 (4) The chassis has a bottom plate disposed on the opposite side of the light emitting portion, and the light sources are arranged in a posture in which a plurality of light distributions are aligned with each other within a plate surface of the bottom plate. It is arranged with. In this way, since the plurality of light sources arranged side by side in the plate surface of the bottom plate have a posture in which the light distribution distribution is aligned with each other, compared to a case where light sources having different postures are included, Costs related to the installation of the light source can be reduced. In addition, even if a plurality of light sources have a posture in which the light distributions are aligned with each other, the light distribution from the light sources intersects with the light source in the length direction of the light source by the optical member. Since a complementary optical action is provided so as to complement the direction, the outgoing light from the light outgoing light is preferably isotropic.
(5)前記シャーシは、前記光出射部とは反対側に配される底板を有しており、複数の前記光源が互いに前記配光分布を揃えた姿勢で実装されるとともに前記底板に沿って延在する形で配される光源基板を備えている。このようにすれば、光源基板に実装される複数の光源は、互いに配光分布を揃えた姿勢とされているから、仮に姿勢が異なる光源を含ませた場合に比べると、光源基板に係る製造コストを低減させることができる。また、複数の光源が、互いに配光分布を揃えた姿勢とされていても、各光源から発せられた光には、光学部材によって光源に係る配光分布を発光体の長さ方向と交差する方向について補完するよう相補的な光学作用が付与されるから、光出射光からの出射光が好適に等方化される。 (5) The chassis has a bottom plate arranged on the side opposite to the light emitting portion, and a plurality of the light sources are mounted in a posture in which the light distribution distribution is aligned with each other and along the bottom plate A light source substrate arranged in an extending form is provided. In this way, since the plurality of light sources mounted on the light source substrate are in an attitude in which the light distribution distribution is aligned with each other, it is possible to manufacture the light source board as compared with a case where light sources having different attitudes are included. Cost can be reduced. In addition, even if a plurality of light sources have a posture in which the light distributions are aligned with each other, the light distribution from the light sources intersects with the light source in the length direction of the light source by the optical member. Since a complementary optical action is provided so as to complement the direction, the outgoing light from the light outgoing light is preferably isotropic.
(6)前記光源は、前記シャーシ内において複数が並んで配されており、前記光学部材は、前記光出射部を覆う形で配される面状光学部材とされる。このようにすれば、シャーシ内において並んで配された複数の光源から光出射部に向けて発せられた光には、光出射部を覆う形で配される面状光学部材によって各光源に係る配光分布を発光体の長さ方向と交差する方向について補完するよう相補的な光学作用が付与されることで、光出射部からの出射光に係る配光分布を良好に等方化することができる。面状光学部材によってシャーシ内の複数の光源から光に光学作用を付与することができるので、仮に各光源毎に個別に光学部材を設置した場合に比べると、低コスト化を図ることができる。 (6) A plurality of the light sources are arranged side by side in the chassis, and the optical member is a planar optical member that is arranged to cover the light emitting portion. In this way, light emitted from a plurality of light sources arranged side by side in the chassis toward the light emitting unit is related to each light source by the planar optical member arranged to cover the light emitting unit. By providing a complementary optical action so as to complement the light distribution distribution in the direction intersecting the length direction of the light emitter, the light distribution distribution related to the light emitted from the light emitting portion can be satisfactorily made isotropic. Can do. Since the optical action can be imparted to the light from the plurality of light sources in the chassis by the planar optical member, the cost can be reduced as compared with the case where the optical member is individually installed for each light source.
(7)前記面状光学部材は、前記光源からの光を拡散させる光拡散性基材部と、前記光拡散性基材部の表面に形成されるとともに前記光源からの光に前記発光体の長さ方向と交差する方向について選択的に集光作用を付与する選択性集光部とを有する。このようにすれば、面状光学部材が有する光拡散性基材部により光源からの光を拡散させるとともに、選択性集光部により光源からの光を発光体の長さ方向と交差する方向について選択的に集光することで、光源からの光には、光源に係る配光分布を補完するよう相補的な光学作用が付与される。 (7) The planar optical member is formed on a surface of the light diffusing base material portion for diffusing light from the light source, and on the surface of the light diffusing base material portion. A selective condensing unit that selectively imparts a condensing action in a direction intersecting the length direction. In this way, the light from the light source is diffused by the light diffusing substrate part of the planar optical member, and the light from the light source is intersected with the length direction of the light emitter by the selective condensing part. By selectively condensing, the light from the light source is given a complementary optical action so as to complement the light distribution relating to the light source.
(8)前記面状光学部材は、前記光源からの光を透過させる光透過性基材部と、前記光透過性基材部の表面に形成されるとともに前記光源からの光に前記発光体の長さ方向と交差する方向について選択的に集光作用を付与する選択性集光部とを有する。このようにすれば、面状光学部材が有する光透過性基材部により光源からの光を透過させるとともに、選択性集光部により光源からの光を発光体の長さ方向と交差する方向について選択的に集光することで、光源からの光には、光源に係る配光分布を補完するよう相補的な光学作用が付与される。 (8) The planar optical member is formed on the surface of the light-transmitting base material portion that transmits light from the light source, and on the surface of the light-transmitting base material portion. A selective condensing unit that selectively imparts a condensing action in a direction intersecting the length direction. If it does in this way, while the light from a light source will be permeate | transmitted by the light-transmissive base-material part which a planar optical member has, about the direction which cross | intersects the length direction of a light-emitting body with the light from a light source by a selective condensing part By selectively condensing, the light from the light source is given a complementary optical action so as to complement the light distribution relating to the light source.
(9)前記選択性集光部は、前記光源からの光を集光させる方向である集光方向と直交する方向に沿って前記面状光学部材の全長にわたって延在するとともに、前記集光方向に沿って複数が並んで配されるプリズムからなる。このようにすれば、各光源からの光には、選択性集光部である、集光方向と直交する方向に沿って延在する形状のプリズムによって選択的に集光作用が付与される。そして、選択性集光部を構成するプリズムは、集光方向と直交する方向に沿って面状光学部材の全長にわたって延在するとともに、集光方向に沿って複数が並んで配されているから、各光源からの光をより効率的に集光することができ、それにより出射光に輝度ムラをより生じ難くさせることができる。 (9) The selective condensing unit extends over the entire length of the planar optical member along a direction orthogonal to a condensing direction, which is a direction for condensing light from the light source, and the condensing direction. And a plurality of prisms arranged side by side. If it does in this way, the condensing effect | action will be selectively given to the light from each light source by the prism of the shape extended along the direction orthogonal to the condensing direction which is a selective condensing part. And the prism which comprises a selective condensing part is extended over the full length of a planar optical member along the direction orthogonal to a condensing direction, and since it is arranged in multiple numbers along the condensing direction The light from each light source can be collected more efficiently, thereby making it possible to make the unevenness of the emitted light less likely to occur.
(10)前記光源は、前記シャーシ内において複数が並んで配されており、前記光学部材は、前記光源を前記光出射部側から個別に覆う形で配される複数のレンズ部材とされる。このようにすれば、シャーシ内において並んで配された複数の光源を、光出射部側から個別に覆う形で配されるレンズ部材によって各光源からの光に、各光源に係る配光分布を発光体の長さ方向と交差する方向について補完するよう相補的な光学作用がそれぞれ付与されることで、光出射部からの出射光に係る配光分布を良好に等方化することができる。 (10) A plurality of the light sources are arranged side by side in the chassis, and the optical member is a plurality of lens members that are arranged so as to individually cover the light sources from the light emitting unit side. In this way, a plurality of light sources arranged side by side in the chassis are distributed to the light from each light source by the lens member arranged in a form that individually covers from the light emitting unit side, and the light distribution distribution related to each light source is changed. By providing complementary optical actions so as to complement each other in the direction intersecting with the length direction of the light emitter, the light distribution relating to the light emitted from the light emitting portion can be made isotropic well.
次に、上記課題を解決するために、本発明の表示装置は、上記記載の照明装置と、前記照明装置からの光を利用して表示を行う表示パネルとを備える。 Next, in order to solve the above problem, a display device of the present invention includes the above-described illumination device and a display panel that performs display using light from the illumination device.
このような表示装置によると、表示パネルに対して光を供給する照明装置が、出射光に輝度ムラを生じさせ難いものであるため、表示品質の優れた表示を実現することが可能となる。 According to such a display device, since the illumination device that supplies light to the display panel is less likely to cause uneven brightness in the emitted light, display with excellent display quality can be realized.
前記表示パネルとしては液晶パネルを例示することができる。このような表示装置は液晶表示装置として、種々の用途、例えばテレビやパソコンのディスプレイ等に適用でき、特に大型画面用として好適である。 An example of the display panel is a liquid crystal panel. Such a display device can be applied as a liquid crystal display device to various uses such as a display of a television or a personal computer, and is particularly suitable for a large screen.
本発明によれば、輝度ムラを抑制することができる。 According to the present invention, luminance unevenness can be suppressed.
<実施形態1>
本発明の実施形態1を図1から図12によって説明する。本実施形態では、液晶表示装置10について例示する。なお、各図面の一部にはX軸、Y軸及びZ軸を示しており、各軸方向が各図面で示した方向となるように描かれている。また、図4及び図5に示す上側を表側とし、同図下側を裏側とする。
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A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the liquid
本実施形態に係るテレビ受信装置TVは、図1に示すように、液晶表示装置10と、当該液晶表示装置10を挟むようにして収容する表裏両キャビネットCa,Cbと、電源Pと、チューナーTと、スタンドSとを備えて構成される。液晶表示装置(表示装置)10は、全体として横長(長手)の方形状(長方形状)をなし、縦置き状態で収容されている。この液晶表示装置10は、図2に示すように、表示パネルである液晶パネル11と、外部光源であるバックライト装置(照明装置)12とを備え、これらが枠状のベゼル13などにより一体的に保持されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the television receiver TV according to the present embodiment includes a liquid
次に、液晶表示装置10を構成する液晶パネル11及びバックライト装置12について順次に説明する。このうち、液晶パネル(表示パネル)11は、平面に視て横長な方形状をなしており、一対のガラス基板が所定のギャップを隔てた状態で貼り合わせられるとともに、両ガラス基板間に液晶が封入された構成とされる。一方のガラス基板には、互いに直交するソース配線とゲート配線とに接続されたスイッチング素子(例えばTFT)と、そのスイッチング素子に接続された画素電極、さらには配向膜等が設けられ、他方のガラス基板には、R(赤色),G(緑色),B(青色)等の各着色部が所定配列で配置されたカラーフィルタや対向電極、さらには配向膜等が設けられている。なお、両基板の外側には偏光板が配されている。
Next, the
続いて、バックライト装置12について詳しく説明する。バックライト装置12は、図2に示すように、表側(光出射側、液晶パネル11側)に開口する光出射部14bを有した略箱型をなすシャーシ14と、シャーシ14の光出射部14bを覆うようにして配される面状光学部材(光学部材)15と、シャーシ14の外縁部に沿って配され面状光学部材15の外縁部をシャーシ14との間で挟んで保持するフレーム16とを備える。さらに、シャーシ14内には、光源であるLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)17と、LED17が実装されたLED基板18と、シャーシ14内の光を表側(光出射側、面状光学部材15側)に反射させる反射シート19とが備えられる。このように、本実施形態に係るバックライト装置12は、シャーシ14内において液晶パネル11及び面状光学部材15の直下位置にLED17が配された、いわゆる直下型とされる。以下では、バックライト装置12の各構成部品について詳しく説明する。
Next, the
シャーシ14は、例えばアルミニウム板や電気亜鉛めっき綱板(SECC)などの金属板からなり、図3から図5に示すように、液晶パネル11と同様に横長な方形状(矩形状、長方形状)をなす底板14aと、底板14aの各辺(一対の長辺及び一対の短辺)の外端からそれぞれ表側(光出射側)に向けて立ち上がる側板14cと、各側板14cの立ち上がり端から外向きに張り出す受け板14dとからなり、全体としては表側に向けて開口した浅い略箱型(略浅皿状)をなしている。シャーシ14は、その長辺方向がX軸方向と一致し、短辺方向がY軸方向と一致している。シャーシ14における底板14aは、LED基板18に対して裏側、つまりLED17の光出射側とは反対側に配されている。シャーシ14における各受け板14dには、表側からフレーム16及び次述する面状光学部材15が載置可能とされる。各受け板14dには、フレーム16がねじ止めされている。
The
面状光学部材15は、図2に示すように、液晶パネル11及びシャーシ14と同様に平面に視て横長の方形状をなしている。面状光学部材15は、図4及び図5に示すように、その外縁部が受け板14dに載せられることで、シャーシ14の光出射部14bを全域にわたって覆うとともに、液晶パネル11とシャーシ14内のLED17との間に介在して配される。面状光学部材15は、LED17に対して表側、つまり光出射側に所定の間隔を空けて対向状をなしている。面状光学部材15は、裏側(LED17側、光出射側とは反対側)に配される付形拡散板15aと、表側(液晶パネル11側、光出射側)に配される光学シート15bとから構成される。なお、付形拡散板15aの構成については後に詳しく説明する。
As shown in FIG. 2, the planar
光学シート15bは、付形拡散板15aと比べると板厚が薄いシート状をなしており、3枚が積層して配されている。具体的には、光学シート15bは、裏側(付形拡散板15a側)から順に、拡散シート15b1、プリズムシート(レンズシート)15b2、及び反射型偏光シート15b3からなるものとされる。なお、3枚の各シート15b1,15b2,15b3は、平面に視た大きさがほぼ同じ程度とされている。このうち、最も裏側に配される拡散シート15b1は、ほぼ透明な(透光性に優れた)合成樹脂製でシート状の光透過性基材部内に拡散粒子を多数分散して設けた構成とされ、透過する光を拡散させる機能を有する。積層方向(Z軸方向)について中央に配されるプリズムシート15b2は、ほぼ透明な合成樹脂製でシート状の光透過性基材部と、光透過性基材部における板面に積層して形成されるプリズム部(図示せず)とから構成されており、透過光に対して集光作用を付与することが可能とされる。最も表側(液晶パネル11側)に配される反射型偏光シート15b3は、例えば屈折率の互いに異なる層を交互に積層した多層構造を有しており、LED17からの光のうちp波を透過させ、s波を裏側へ反射させる構成とされる。裏側に戻されたs波は、後述する反射シート19などによって表側に反射されることでs波とp波に分離されてから再び反射型偏光シート15b3へと向かって出射光として利用されるので、光の利用効率(輝度)に優れる。
The
フレーム16は、図2に示すように、液晶パネル11及び面状光学部材15の外周縁部に沿う枠状をなしている。このフレーム16と各受け板14dとの間で面状光学部材15における外縁部を挟持可能とされている(図4及び図5)。また、このフレーム16は、液晶パネル11における外縁部を裏側から受けることができ、表側に配されるベゼル13との間で液晶パネル11の外縁部を挟持可能とされる(図4及び図5)。
As shown in FIG. 2, the
次に、LED17及びLED17が実装されるLED基板18について説明する。LED17は、LED基板18上に表面実装されるとともにその発光面17aがLED基板18側とは反対側を向いた、いわゆる頂面発光型とされており、その光軸がZ軸方向、つまり液晶パネル11の表示面(面状光学部材15の板面)と直交する方向と一致している。なお、LED17の詳しい構成及びその配光分布に関しては後に詳しく説明する。また、ここで言う「光軸」とは、LED17における発光光のうち、発光強度が最も高い(ピークとなる)光の進行方向と一致する軸のことである。
Next, the
LED基板18は、図3から図5に示すように、縦長な方形状(矩形状、長方形状)をなしており、長辺方向がY軸方向と一致し、短辺方向がX軸方向と一致する状態でシャーシ14内において底板14aに沿って延在しつつ収容されている。LED基板18の基材は、シャーシ14と同じアルミ系材料などの金属製とされ、その表面に絶縁層を介して銅箔などの金属膜からなる配線パターン(図示せず)が形成され、さらには最外表面には、白色を呈する反射層(図示せず)が形成された構成とされる。なお、LED基板18の基材に用いる材料としては、セラミックなどの絶縁材料を用いることも可能である。このLED基板18の基材の板面のうち、表側を向いた板面(面状光学部材15側を向いた板面)には、上記した構成のLED17が表面実装されており、ここが実装面18aとされる。LED17は、LED基板18の実装面18aの面内において複数ずつ行列状(マトリクス状、碁盤目状)に並列して配されるとともに、配線パターンによって相互が電気的に接続されている。具体的には、LED基板18の実装面18a上には、その短辺方向(X軸方向)に沿って4個(偶数個)ずつ、長辺方向(Y軸方向)に沿って12個(偶数個)ずつのLED17が行列状に並列配置されている。LED基板18における各LED17の配列ピッチは、ほぼ一定とされ、詳しくはX軸方向(行方向)及びY軸方向(列方向)についてそれぞれほぼ等間隔に配列されている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
上記した構成のLED基板18は、図3に示すように、シャーシ14内においてX軸方向に沿って複数枚が互いに長辺方向及び短辺方向を揃えた状態で並列して配置されている。具体的には、LED基板18は、シャーシ14内においてX軸方向に沿って5枚並んで配されており、その並び方向がX軸方向と一致している。X軸方向に並ぶLED基板18の配列ピッチは、ほぼ一定となっており、隣り合うLED基板18においてX軸方向について端寄りに配されるとともに互いに隣り合うLED17の配列ピッチが、各LED基板18におけるLED17の配列ピッチと概ね同じ程度となるように設定されている。つまり、シャーシ14の底板14aの面内においてLED17は、X軸方向(行方向)及びY軸方向(列方向)についてそれぞれほぼ等間隔となるよう行列状に並列配置されていると言える。具体的には、LED17は、シャーシ14の底板14aの面内においてその長辺方向(X軸方向)に沿って20個ずつ、短辺方向(Y軸方向)に沿って12個ずつが行列状に並列配置されている。これらのLED17群の全てに対して、シャーシ14の光出射部14bを覆う形で配された面状光学部材15は、所定の間隔を空けつつ対向状に配されている。なお、各LED基板18には、図示しない配線部材が接続されるコネクタ部が設けられており、配線部材を介して図示しないLED駆動基板(光源駆動基板)から駆動電力が供給されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the plurality of
反射シート19は、合成樹脂製とされ、表面が光の反射性に優れた白色を呈するものとされる。反射シート19は、図3から図5に示すように、シャーシ14の内面のほぼ全域にわたって敷設される大きさを有しているので、シャーシ14内に配されたLED基板18をほぼ全域にわたって表側(光出射側、面状光学部材15側)から覆うことが可能とされる。この反射シート19によりシャーシ14内の光を表側(光出射側、面状光学部材15側)に向けて反射させることができるようになっている。反射シート19は、LED基板18(底板14a)に沿って延在するとともに各LED基板18を一括してそのほぼ全域を覆う大きさの底部19aと、底部19aの各外端から表側に立ち上がるとともに底部19aに対して傾斜状をなす4つの立ち上がり部19bと、各立ち上がり部19bの外端から外向きに延出するとともにシャーシ14の受け板14dに載せられる延出部19cとから構成されている。この反射シート19の底部19aが各LED基板18における表側の面、つまりLED17の実装面18aに対して表側に重なるよう配される。また、反射シート19の底部19aには、各LED17と平面視重畳する位置に各LED17を個別に挿通するLED挿通孔(光源挿通孔)19dが開口して設けられている。このLED挿通孔19dは、各LED17の配置に対応してX軸方向及びY軸方向について行列状(マトリクス状)に複数が並列配置されている。
The
ここで、LED17の詳しい構成及びその配光分布について説明する。LED17は、図7及び図8に示すように、発光源であるLED素子(LEDチップ、発光素子)20と、LED素子20からの光によって励起されることで発光する蛍光体を含有する封止材(透光性樹脂材料)21と、LED素子20が封止材21により封止された状態で実装される基板部22とからなる。このLED17は、LED素子20を封止する封止材21が略半球型(ドーム型)に形成され、その封止材21における半球状の表面である発光面17aから発せられる出射光が放射状に拡散されるようになっている。以下、図7及び図8を参照しつつLED17の構成部位について順次に詳しく説明する。なお、図7及び図8では、LED17における有効発光範囲、つまり一定以上の輝度が得られる発光光の拡散角度範囲を一点鎖線により図示している。
Here, the detailed configuration of the
LED素子20は、例えばInGaN系の材料からなる半導体であり、順方向に電圧が印加されることで発光するものとされる。LED素子20は、その発光光における主発光波長が青色の波長領域(約420nm〜約480nm)に存しており、青色光を単色発光する青色LED素子であると言える。LED素子20の主発光波長は、440nm〜460nmの範囲とされるのがより好ましく、具体的には例えば451nmとされる。
The
封止材21は、ほぼ透明な熱硬化性樹脂材料からなるものとされ、具体的にはエポキシ樹脂材料やシリコーン樹脂材料などからなる。封止材21は、LED17の製造工程ではLED素子20が実装された基板部22上に充填されることで、LED素子20を封止するとともにその保護を図るものとされる。この封止材21には、次述する蛍光体が分散配合されており、蛍光体を保持する分散媒(バインダ)として機能する。
The sealing
蛍光体は、LED素子20からの光(青色光)によって励起されることで、所定の波長領域に存する光を発光するものであり、本実施形態に係るLED17においては蛍光体として発光光(蛍光)における主発光波長が互いに異なる2種類のもの(次述する第1の蛍光体及び第2の蛍光体)が用いられている。具体的には、第1の蛍光体は、LED素子20からの光に励起されることで、主発光波長が緑色の波長領域(約500nm〜約570nm)に存する光を発する緑色蛍光体とされる。第2の蛍光体は、LED素子20からの光に励起されることで、主発光波長が赤色の波長領域(約600nm〜約780nm)に存する光を発する赤色蛍光体とされる。具体的には、緑色蛍光体(第1の蛍光体)としては、サイアロン系蛍光体の一種であるβ−SiAlONを用いるのが好ましく、また赤色蛍光体(第2の蛍光体)としては、カズン系蛍光体の一種であるカズンを用いるのが好ましい。なお、β−SiAlONは、その発光光の主発光波長が例えば約540nm程度とされるのに対し、カズンは、その発光光の主発光波長が例えば約650nm程度とされる。
The phosphor emits light existing in a predetermined wavelength region by being excited by light (blue light) from the
従って、このLED17は、LED素子20から発せられる青色光(青色成分の光)と、第1の蛍光体である緑色蛍光体から発せられる緑色光(緑色成分の光)と、第2の蛍光体である赤色蛍光体から発せられる赤色光(赤色成分の光)とにより、全体として概ね白色の光を発することが可能とされている。このような構成によれば、仮に蛍光体として、緑色蛍光体及び赤色蛍光体に代えて黄色光を発する黄色蛍光体を用いることで、白色光を発する構成とした場合に比べると、緑色光及び赤色光における発光強度を高くすることができ、もって出射光における演色性の点で優れる。このLED17における出射光の色度は、例えば緑色蛍光体及び赤色蛍光体における含有量の絶対値や相対値に応じて変化するものとされるため、これら緑色蛍光体及び赤色蛍光体の含有量を適宜調整することでLED17における出射光の色度を調整することが可能とされる。
Therefore, the
基板部22は、表面が光の反射性に優れた白色を呈するセラミック材料または合成樹脂材料(例えばポリアミド系樹脂材料)からなる。基板部22は、LED基板18における実装面18aに並行する板状をなしており、LED素子20が実装される面側とは反対側の板面がLED基板18の実装面18aに取り付けられている。基板部22は、平面に視て略正方形状をなしている(図6を参照)。そして、この基板部22上には、LED素子20が複数、具体的には2つが所定の間隔を空けて並んで配されている。2つのLED素子20は、共に基板部22の板面における中心から外れた位置(偏心した位置)にそれぞれ配されており、詳しくは平面に視て基板部22の中心を通る直線上に配されるとともに、基板部22の中心に関して点対称状の配置とされる。これら2つのLED素子20は、図6に示すように、平面に視て全体としてLED素子20の並び方向に沿って細長い長手状をなしており、長手状の発光体23を構成している、と言える。この発光体23の長さ方向(Y軸方向)が、2つのLED素子20の並び方向と一致しており、2つのLED素子20の並び方向と直交する方向(X軸方向)が、発光体23の幅方向と一致している。
The
続いて、LED17の配光分布について図11を用いて説明する。図11では、横軸をLED17の光軸(正面方向)に対する角度(単位は「度」)とし、縦軸を発光強度(任意単位)としている。また、「発光強度」の具体的な単位は、例えば、放射輝度(W/sr・m2)、放射束(W)、放射照度(W/m2)などとすることができ、それ以外の放射量に関する物理量とすることも可能である。なお、図11における実線は、LED17を、LED素子20の並び方向(発光体23の長さ方向、広角方向、Y軸方向)に沿って切断した断面に関する配光分布であるのに対し、図11における破線は、LED17を、LED素子20の並び方向と直交する方向(発光体23の幅方向、狭角方向、X軸方向)に沿って切断した断面に関する配光分布である。このLED17の配光分布は、図11に示すように、上記したLED素子20の配置、言い換えると発光体23の平面形状に起因して異方性を有している。すなわち、LED17の発光光のうち、2つのLED素子20の並び方向(発光体23の長さ方向)に沿って進行する光は、図11の実線に示すように、他の方向に沿って進行する光に比べて有効発光範囲、つまり一定以上の輝度が得られる発光光の拡散角度範囲が最も広くなっている。この有効発光範囲(拡散角度範囲)が最も広くなる光の進行方向が、広角方向とされており、LED素子20の並び方向(発光体23の長さ方向)と一致している。LED17の配光分布は、広角方向について略対称状をなしている。一方、LED17の発光光のうち、2つのLED素子20の並び方向と直交する方向(発光体23の幅方向)に沿って進行する光は、図11の破線に示すように、他の方向に沿って進行する光に比べて有効発光範囲、つまり一定以上の輝度が得られる発光光の拡散角度範囲が最も狭くなっている。この有効発光範囲(拡散角度範囲)が最も狭くなる光の進行方向が、狭角方向とされており、LED素子20の並び方向と直交する方向(発光体23の幅方向)と一致している。LED17の配光分布は、狭角方向について略対称状をなしている。LED17の配光分布における広角方向と狭角方向とは、互いに直交する関係にある。
Next, the light distribution of the
上記のように配光分布に異方性を有するLED17をバックライト装置12に用いるに際して、LED17の実装性を担保すべく、全てのLED17について互いに配光分布が揃う姿勢、つまり同一の取付向きとすると、シャーシ14の光出射部14bからの出射光に係る輝度分布にムラが生じることが懸念される。なお、本実施形態では、各LED17は、図6に示すように、発光体23の長さ方向(LED素子20の並び方向)がY軸方向と一致し、発光体23の幅方向がX軸方向と一致する姿勢でLED基板18に実装されるとともにシャーシ14内に収容されている。そこで、本実施形態では、図7に示すように、シャーシ14の光出射部14bを覆う形で配される面状光学部材15によってLED17からの光に、LED17に係る配光分布を補完するよう相補的な光学作用を付与して光を出射させるようにしている。具体的には、面状光学部材15のうちの付形拡散板15aには、LED17からの光のうち発光体23の幅方向(配光分布における狭角方向、LED素子20の並び方向と直交する方向)に進行する光に対して選択的に集光作用を付与するプリズム部(選択性集光部)25が設けられている。以下、付形拡散板15aの詳しい構成について説明する。
When the
付形拡散板15aは、ほぼ透明で透光性に優れた合成樹脂材料(例えばポリカーボネイトやアクリル)からなり、図9及び図10に示すように、LED17からの光を拡散させる光拡散性基材部24と、光拡散性基材部24の表面に形成されるとともにLED17からの光に発光体23の幅方向について選択的に集光作用を付与するプリズム部25とを有してなるものとされる。光拡散性基材部24は、所定の厚みを持つ板状をなしていて、その内部に光を拡散させることが可能な拡散粒子を多数分散配合した構成とされている。光拡散性基材部24内には、多数の拡散粒子がランダムに分散されているので、LED17からの光を概ね等方的(無指向的)に拡散反射させることができる。従って、LED17からの光が光拡散性基材部24を透過した段階では、拡散粒子によって光が拡散されているものの、LED17の配光分布における異方性については依然として残存したままとなっている。
The shaped diffusing
一方、プリズム部25は、図7及び図9に示すように、光拡散性基材部24における表側(光出射側、LED17との対向面とは反対側)の板面に形成されており、LED17における発光体23の長さ方向(Y軸方向、LED素子20の並び方向、広角方向)に沿って延在するプリズム26を、発光体23の幅方向(X軸方向、LED素子20の並び方向と直交する方向、狭角方向)に沿って多数並列配置してなるものとされる。プリズム26は、X軸方向に沿って切断した断面形状が略三角形の山型をなすとともに、Y軸方向に沿って直線的に延在してY軸方向について付形拡散板15aの全長にわたる長さの突条からなる。プリズム26は、X軸方向及びZ軸方向の双方に対して傾斜した傾斜面26aを一対有しており、これらの傾斜面26aによってLED17からの光を反射または屈折させることで、光に集光作用を付与することができる。なお、プリズム26における頂角、つまり一対の傾斜面26aがなす角度は、例えば90度〜110度の範囲とされ、特に90度程度とされるのが好ましい。詳しくは、LED17からの光がプリズム26の傾斜面26aに達したとき、入射角が臨界角に満たない光については、入射角及び付形拡散板15aの屈折率によって導き出される屈折角にて傾斜面26aによって屈折されつつ出射されるのに対し、入射角が臨界角を超える光については、傾斜面26aによって全反射される。このうち、前者の傾斜面26aにより屈折された光については、入射時よりも正面方向に向けて進行するよう立ち上げられるので、X軸方向についてLED17からの光を集光することができる。従って、この付形拡散板15aにおけるプリズム部25の集光方向は、プリズム26の幅方向(プリズム26の長さ方向と直交する方向、複数のプリズム26の並び方向、発光体23の幅方向、狭角方向)と一致していると言える。その一方で、Y軸方向については、プリズム部25によってLED17からの光が集光されることがないので、プリズム部25の非集光方向は、プリズム26の長さ方向(複数のプリズム26の並び方向と直交する方向、発光体23の長さ方向、広角方向)と一致していると言える。なお、傾斜面26aによって全反射された光については、裏側に戻されて光拡散性基材部24にて拡散反射されるなどして再びプリズム26の傾斜面26aへと向かうことでいずれは傾斜面26aによって屈折されつつ外部へと出射されるようになっている。つまり、この付形拡散板15aでは、LED17からの光の一部を全反射して再利用することで、出射光に係る輝度をより高いものとすることができる。
On the other hand, as shown in FIGS. 7 and 9, the
続いて、付形拡散板15aのうちLED17と同心状をなす部分からの出射光に係る輝度分布(配光分布)について図12を参照しつつ説明する。図12では、横軸を付形拡散板15aのLED17と同心状をなす部分における正面方向(付形拡散板15aからZ軸方向に沿って表側に向かう方向)に対する角度(単位は「度」)とし、縦軸を発光強度(任意単位)としている。また、「発光強度」の具体的な単位は、例えば、放射輝度(W/sr・m2)、放射束(W)、放射照度(W/m2)などとすることができ、それ以外の放射量に関する物理量とすることも可能である。なお、図12における実線は、付形拡散板15aをX軸方向(発光体23の幅方向、狭角方向)に沿って切断した断面に関する輝度分布であるのに対し、図12における二点鎖線は、比較例であるプリズム部25を有さない構成(光透過性基材部のみからなる構成)の拡散板をX軸方向に沿って切断した断面に関する輝度分布である。この付形拡散板15aのうちLED17と同心状をなす部分からの出射光における集光方向(X軸方向)についての輝度分布は、図12の実線に示すように、水平方向(角度:±90度)から所定の角度範囲においては、プリズム部25によって出射光が正面方向へと立ち上げられることで出射光の輝度(発光強度)が二点鎖線で示す比較例よりも低下しているのに対して、正面方向(角度:0度)から所定の角度範囲においては、プリズム部25の集光作用によって出射光の輝度が比較例よりも向上している。従って、例えば実線と二点鎖線との交点から比較例(二点鎖線)のピーク点までの間に輝度の基準値をとったとき、この基準輝度値を超える輝度が得られる角度範囲は、付形拡散板15aの方が比較例の拡散板よりも広くなっている。つまり、付形拡散板15aは、プリズム部25による集光作用によって、その集光方向(X軸方向)について一定以上の輝度が得られる出光角度範囲が拡張されている、と言える。なお、比較例の拡散板のピーク輝度値に対する付形拡散板15aのピーク輝度値の比率は、例えば1.1〜1.2程度とされる。また、付形拡散板15aからの出射光のうち、プリズム部25による集光作用を受けないY軸方向(非集光方向)に沿って進行する光に関する輝度分布は、図12において二点鎖線に示す輝度分布と概ね同様とされる。
Next, the luminance distribution (light distribution) related to the light emitted from the portion of the shaped
本実施形態は以上のような構造であり、続いてその作用を説明する。液晶表示装置10を使用するにあたってバックライト装置12の各LED17を点灯させると、各LED17から発せられた光は、図4及び図5に示すように、面状光学部材15に対して直接的に、または反射シート19などにて反射されてから間接的に入射し、面状光学部材15を透過した後、液晶パネル11へ向けて出射される。
This embodiment has the structure as described above, and the operation thereof will be described subsequently. When each LED 17 of the
ここで、シャーシ14内に行列配置された各LED17は、LED素子20の配置に起因して配光分布に異方性を有しており、その発光光における有効発光範囲、つまり一定以上の輝度が得られる拡散角度範囲が広角方向では最も広いものの、そこから狭角方向に近づくに連れて次第に狭くなり、狭角方向では最も狭くなっている(図11を参照)。このため、仮に面状光学部材15としてプリズム部25を有さない通常の拡散板を用いた場合には、その拡散板からの出射光の輝度分布は、各LED17の配光分布がそのまま反映されたものとなり、具体的にはLED17の配光分布における広角方向については出光角度範囲が十分に広いものの、狭角方向については出光角度範囲が狭くなってしまい、結果として出射光の出光角度範囲に偏りが生じて輝度ムラとして視認されることが懸念される。その点、本実施形態では、図7に示すように、面状光学部材15にプリズム部25を有する付形拡散板15aを含ませ、付形拡散板15aによってLED17からの光に、LED17の配光分布を発光体23の長さ方向と交差する方向について補完するよう相補的な光学作用を付与するようにしている。これにより、シャーシ14の光出射部14bからの出射光に係る輝度分布(配光分布)が等方化され、もって出射光に輝度ムラが生じ難くなる。
Here, the
より具体的には、LED17から付形拡散板15aに入射した光は、図7及び図8に示すように、まず光拡散性基材部24内において、ランダムに分散配合された多数の拡散粒子によって概ね等方的に拡散反射される。従って、光が光拡散性基材部24を透過した段階では、拡散粒子によって光の拡散が図られているものの、LED17の配光分布における異方性については依然として残存したままとなっている。光拡散性基材部24からプリズム部25に入射した光は、各プリズム26における傾斜面26aに当たることで屈折または反射される。ここで、各プリズム26は、図9及び図10に示すように、Y軸方向に沿って延在していて付形拡散板15aの全長にわたる長さを有するとともにX軸方向に沿って多数が並ぶ配置とされ、且つX軸方向に沿って切断した断面形状が三角形状をなしているから、その傾斜面26aによって屈折された光は、図7に示すように、X軸方向について集光され、入射時よりも正面方向に向けて進行するよう立ち上げられる。そして、プリズム部25によって集光されつつ表側へ出射される出射光は、その集光方向(X軸方向)について一定以上の輝度が得られる出光角度範囲が拡張されている(図12の実線を参照)。この付形拡散板15aの集光方向は、LED17の配光分布において発光光の拡散角度範囲が相対的に狭い狭角方向と一致(並行)していることから、LED17からの光に付形拡散板15aによる集光作用が付与されることで、LED17の配光分布において不足しがちだった狭角方向に向かう光の輝度(発光強度)が補われるとともに狭くなりがちだった出光角度範囲の拡張が図られている。
More specifically, as shown in FIG. 7 and FIG. 8, the light incident on the shaped diffusing
一方、付形拡散板15aからの出射光のうち、Y軸方向に進行する光については、図8に示すように、付形拡散板15aの非集光方向がY軸方向、つまりLED17の配光分布において発光光の拡散角度範囲が相対的に広い広角方向と一致(並行)しているため、プリズム部25による集光作用が殆ど付与されず、その輝度分布は、LED17における広角方向についての配光分布がほぼそのまま反映されたものとなっている。既述したように、付形拡散板15aからの出射光のうちのX軸方向(発光体23の幅方向、LED17の配光分布における狭角方向)に進行する光は、図7に示すように、付形拡散板15aによって拡散角度範囲の拡張が図られていることから、Y軸方向(発光体23の長さ方向、LED17の配光分布における広角方向)に進行する光との間に生じ得る拡散角度範囲の差が緩和され、もって出射光の等方化が図られている。以上により、各LED17における異方性を有する配光分布が補完されるとともに、付形拡散板15aからの出射光には、輝度ムラが生じ難くなっている。また、プリズム26の傾斜面26aによって全反射されて裏側に戻された光は、光拡散性基材部24などにより再度表側へ向けて反射されることで、出射光として利用されるので、出射光の輝度を一層向上させることができる。しかも、付形拡散板15aは、シャーシ14の光出射部14bを覆う形で配されていて、シャーシ14内に収容された全てのLED17からの光に集光作用を一括して付与するとともに全てのLED17における配光分布を一括して補完していることから、仮にLED17毎に個別に光学部材を設置した場合に比べると、低コスト化を図ることができる。
On the other hand, among the light emitted from the shaped
以上説明したように本実施形態のバックライト装置(照明装置)12は、光を出射させる光出射部14bを有するシャーシ14と、シャーシ14内に収容され、長手状をなす発光体23を有していて光出射部14bに向けて発せられる光の配光分布に異方性を有するLED(光源)17と、LED17に対して光出射部14b側に配され、LED17からの光に、LED17に係る配光分布を発光体23の長さ方向と交差する方向について補完するよう相補的な光学作用を付与して光を出射させる光学部材である付形拡散板15aと、を備える。
As described above, the backlight device (illumination device) 12 of the present embodiment includes the
このようにすれば、シャーシ14内に収容されたLED17から発せられた光は、光学部材である付形拡散板15aにより所定の光学作用を付与された後にシャーシ14の光出射部14bから外部へと出射される。LED17は、長手状をなす発光体23を有しているため、その配光分布に異方性を有しており、発光体23の長さ方向と交差する方向について発光強度が不足しがちとなっている。これに対し、LED17から発せられた光には、光学部材である付形拡散板15aによってLED17に係る配光分布を発光体23の長さ方向と交差する方向について補完するよう相補的な光学作用が付与されるので、光出射部14bからの出射光に係る配光分布を等方化することができる。これにより、出射光に輝度ムラが生じ難くすることができる。
In this way, the light emitted from the
また、光学部材である付形拡散板15aは、LED17からの光に発光体23の長さ方向と交差する方向について選択的に集光作用を付与するプリズム部(選択性集光部)25を有している。このようにすれば、LED17から発せられた光のうち発光体23の長さ方向と交差する方向に向かう光には、光学部材である付形拡散板15aが有するプリズム部25によって選択的に集光作用が付与されてから出射される。この光学部材である付形拡散板15aからの出射光のうち発光体23の長さ方向と交差する方向に向かう光は、集光作用が付与されるのに伴って、一定以上の輝度が得られる出光範囲が拡張されている。これにより、光学部材である付形拡散板15aからの出射光のうち発光体23の長さ方向に向かう光と同長さ方向と交差する方向に向かう光とで、一定以上の輝度が得られる出光範囲に差が生じ難くなり、もって出射光の等方化が図られる。
The shaped
また、プリズム部25は、発光体23の長さ方向に沿って延在する形状とされ且つ複数が発光体23の長さ方向と直交する方向に沿って並んで配されるプリズム26からなる。このようにすれば、LED17からの光のうち発光体23の長さ方向と交差方向に向かう光には、プリズム部25である、発光体23の長さ方向に沿って延在する形状のプリズム26によって選択的に集光作用が付与される。そして、プリズム部25を構成するプリズム26は、発光体23の長さ方向と直交する方向に沿って複数が並んで配されているから、LED17からの光をより効率的に集光することができ、それにより出射光に輝度ムラをより生じ難くさせることができる。
The
また、発光体23は、その長さ方向に沿って並ぶ複数のLED素子(発光素子)20からなり、プリズム部25は、LED17からの光にLED素子20の並び方向と交差する方向について選択的に集光作用を付与している。このようにすれば、発光体23が複数のLED素子20からなるものとされるから、その発光効率が高くなるとともに放熱設計が容易なものとなる。LED17から発せられた光のうちLED素子20の並び方向と交差する方向に向かう光には、光学部材である付形拡散板15aが有するプリズム部25によって選択的に集光作用が付与されてから出射される。この光学部材である付形拡散板15aからの出射光のうちLED素子20の並び方向と交差する方向に向かう光は、集光作用が付与されるのに伴って、一定以上の輝度が得られる出光範囲が拡張されている。これにより、光学部材である付形拡散板15aからの出射光のうちLED素子20の並び方向に向かう光とLED素子20の並び方向と交差する方向に向かう光とで、一定以上の輝度が得られる出光範囲に差が生じ難くなり、もって出射光の等方化が図られる。
The
また、シャーシ14は、光出射部14bとは反対側に配される底板14aを有しており、LED17は、底板14aの板面内において複数が互いに配光分布を揃えた姿勢で並んで配されている。このようにすれば、底板14aの板面内に並んで配される複数のLED17は、互いに配光分布を揃えた姿勢とされているから、仮に姿勢が異なるLEDを含ませた場合に比べると、LED17の設置に係るコストを低減させることができる。また、複数のLED17が、互いに配光分布を揃えた姿勢とされていても、各LED17から発せられた光には、光学部材である付形拡散板15aによってLED17に係る配光分布を発光体23の長さ方向と交差する方向について補完するよう相補的な光学作用が付与されるから、光出射光からの出射光が好適に等方化される。
The
また、シャーシ14は、光出射部14bとは反対側に配される底板14aを有しており、複数のLED17が互いに配光分布を揃えた姿勢で実装されるとともに底板14aに沿って延在する形で配されるLED基板(光源基板)18を備えている。このようにすれば、LED基板18に実装される複数のLED17は、互いに配光分布を揃えた姿勢とされているから、仮に姿勢が異なるLED17を含ませた場合に比べると、LED基板18に係る製造コストを低減させることができる。また、複数のLED17が、互いに配光分布を揃えた姿勢とされていても、各LED17から発せられた光には、光学部材である付形拡散板15aによってLED17に係る配光分布を発光体23の長さ方向と交差する方向について補完するよう相補的な光学作用が付与されるから、光出射光からの出射光が好適に等方化される。
The
また、LED17は、シャーシ14内において複数が並んで配されており、光学部材である付形拡散板15aは、光出射部14bを覆う形で配される面状光学部材15とされる。このようにすれば、シャーシ14内において並んで配された複数のLED17から光出射部14bに向けて発せられた光には、光出射部14bを覆う形で配される面状光学部材15によって各LED17に係る配光分布を発光体23の長さ方向と交差する方向について補完するよう相補的な光学作用が付与されることで、光出射部14bからの出射光に係る配光分布を良好に等方化することができる。面状光学部材15によってシャーシ14内の複数のLED17から光に光学作用を付与することができるので、仮に各LED17毎に個別に光学部材を設置した場合に比べると、低コスト化を図ることができる。
A plurality of
また、面状光学部材15は、LED17からの光を拡散させる光拡散性基材部24と、光拡散性基材部24の表面に形成されるとともにLED17からの光に発光体23の長さ方向と交差する方向について選択的に集光作用を付与するプリズム部25とを有する。このようにすれば、面状光学部材15が有する光拡散性基材部24によりLED17からの光を拡散させるとともに、プリズム部25によりLED17からの光を発光体23の長さ方向と交差する方向について選択的に集光することで、LED17からの光には、LED17に係る配光分布を補完するよう相補的な光学作用が付与される。
Further, the planar
また、プリズム部25は、LED17からの光を集光させる方向である集光方向と直交する方向に沿って面状光学部材15の全長にわたって延在するとともに、集光方向に沿って複数が並んで配されるプリズム26からなる。このようにすれば、各LED17からの光には、プリズム部25である、集光方向と直交する方向に沿って延在する形状のプリズム26によって選択的に集光作用が付与される。そして、プリズム部25を構成するプリズム26は、集光方向と直交する方向に沿って面状光学部材15の全長にわたって延在するとともに、集光方向に沿って複数が並んで配されているから、各LED17からの光をより効率的に集光することができ、それにより出射光に輝度ムラをより生じ難くさせることができる。
The
<実施形態2>
本発明の実施形態2を図13によって説明する。この実施形態2では、面状光学部材115のうちプリズムシート115b2を用いてLED117の配光分布を補完したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
<
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this
本実施形態に係る面状光学部材115には、図13に示すように、上記した実施形態1に記載した付形拡散板15aに代えて、プリズム部を有さない拡散板27が含まれている。拡散板27は、光拡散性基材部124のみを有していることから、LED117からの光が透過されて得られる出射光には、LED117の配光分布における異方性が残存している。これに対し、面状光学部材115の光学シート115bを構成するプリズムシート115b2は、LED117からの光に、LED117に係る配光分布を発光体123の長さ方向と交差する方向について補完するよう相補的な光学作用を付与するものとされる。
As shown in FIG. 13, the planar
プリズムシート115b2は、ほぼ透明で透光性に優れた合成樹脂材料(例えばポリカーボネイトやアクリル)からなり、LED117からの光を透過させる光透過性基材部28と、光透過性基材部28の表面に形成されるとともにLED117からの光に発光体123の幅方向について選択的に集光作用を付与するプリズム部29とを有してなるものとされる。プリズムシート115b2の光透過性基材部28は、厚みが拡散板27よりも薄く且つ拡散粒子を含有していない点で、上記した実施形態1に記載した付形拡散板15aの光拡散性基材部24とは構成上相違している。プリズムシート115b2のプリズム部29は、上記した実施形態1に記載した付形拡散板15aのプリズム部25と同様の構造とされており、同様の集光作用、つまりX軸方向(発光体123の幅方向)についてLED117からの光を集光しつつ出射することでX軸方向について出射光に係る出光角度範囲を拡張することができるものとされる。
The prism sheet 115b2 is made of a synthetic resin material (e.g., polycarbonate or acrylic) that is substantially transparent and excellent in translucency, and includes a light-transmitting
以上説明したように本実施形態によれば、面状光学部材115であるプリズムシート115b2は、LED117からの光を透過させる光透過性基材部28と、光透過性基材部28の表面に形成されるとともにLED117からの光に発光体123の長さ方向と交差する方向について選択的に集光作用を付与するプリズム部29とを有する。このようにすれば、面状光学部材115であるプリズムシート115b2が有する光透過性基材部28によりLED117からの光を透過させるとともに、プリズム部29によりLED117からの光を発光体123の長さ方向と交差する方向について選択的に集光することで、LED117からの光には、LED117に係る配光分布を補完するよう相補的な光学作用が付与される。
As described above, according to the present embodiment, the prism sheet 115b2 that is the planar
<実施形態3>
本発明の実施形態3を図14または図15によって説明する。この実施形態3では、LED217を個別に覆うレンズ部材30を設置したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
<Embodiment 3>
Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. 14 or FIG. In this Embodiment 3, what installed the
本実施形態に係るLED基板218には、図14及び図15に示すように、LED217から発せられた光に拡散作用を付与して出射させるレンズ部材30が取り付けられている。レンズ部材30は、ほぼ透明で(高い透光性を有し)且つ屈折率が空気よりも高い合成樹脂材料(例えばポリカーボネートやアクリルなど)からなる。レンズ部材30は、所定の厚みを有するとともに、平面に視て略真円形状に形成されており、LED基板218に対して各LED217を表側から個別に覆うよう、つまり平面に視て各LED217と重畳するようそれぞれ取り付けられている。レンズ部材30は、裏側を向き、LED基板218(LED217)と対向する面がLED217からの光が入射される光入射面30aとされるのに対し、表側を向き、面状光学部材215と対向する面が光を出射する光出射面30bとされる。このうち、光入射面30aは、全体としてはLED基板218の板面に並行するものの、平面に視てLED217と重畳する領域に断面逆V字型の略円錐状をなす光入射側凹部30cが形成されており、この光入射側凹部30cの傾斜面によってLED217からの光を広角に屈折させることができる。これに対し、光出射面30bは、扁平な略球面状に形成されており、それにより、出射光を広角に屈折させつつ出射させることが可能とされる。以上により、このレンズ部材30は、LED217から発せられた指向性の強い光を拡散させつつ出射させることができ、拡散レンズであると言える。また、レンズ部材30は、平面に視てLED217とほぼ同心となる位置に配されている。このような構成において、レンズ部材30からの出射光に係る配光分布に異方性が生じていても、付形拡散板215aによる集光作用によって各LED217の配光分布を補完することができる。
As shown in FIGS. 14 and 15, the
<実施形態4>
本発明の実施形態4を図16または図17によって説明する。この実施形態4では、上記した実施形態3に記載したレンズ部材330の構造を変更したものを示す。なお、上記した実施形態3と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
<Embodiment 4>
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 16 or FIG. In this Embodiment 4, what changed the structure of the
本実施形態に係るレンズ部材(光学部材)330は、図16及び図17に示すように、その光出射面330bにプリズム部(選択性集光部)31が形成されている。このプリズム部31は、LED317における発光体323の長さ方向(Y軸方向、LED素子320の並び方向、広角方向)に沿って延在するプリズム32を、発光体323の幅方向(X軸方向、LED素子320の並び方向と直交する方向、狭角方向)に沿って多数並列配置してなるものとされる。プリズム32は、X軸方向に沿って切断した断面形状が略三角形の山型をなすとともに、Y軸方向に沿って直線的に延在してY軸方向についてレンズ部材330を全域にわたって横断する突条からなる。プリズム32は、X軸方向及びZ軸方向の双方に対して傾斜した傾斜面32aを一対有しており、これらの傾斜面32aによってLED317からの光を反射または屈折させることで、LED317からの光にX軸方向について選択的に集光作用を付与することができる。このように、本実施形態に係るレンズ部材330は、LED317からの光を集光して出射させる集光レンズであると言え、各LED317毎に個別に設置されたレンズ部材330によって各LED317の配光分布を個別に補完することができるものとされる。なお、本実施形態に係る面状光学部材315には、上記した実施形態1に記載した付形拡散板15aに代えて、プリズム部を有さない拡散板327が含まれている。この拡散板327の構成は、上記した実施形態2に記載した拡散板27と同様であるから、重複する説明は省略する。
As shown in FIGS. 16 and 17, the lens member (optical member) 330 according to the present embodiment has a prism portion (selective condensing portion) 31 formed on the
以上説明したように本実施形態によれば、LED317は、シャーシ314内において複数が並んで配されており、光学部材は、LED317を光出射部側から個別に覆う形で配される複数のレンズ部材330とされる。このようにすれば、シャーシ314内において並んで配された複数のLED317を、光出射部側から個別に覆う形で配されるレンズ部材330によって各LED317からの光に、各LED317に係る配光分布を発光体323の長さ方向と交差する方向について補完するよう相補的な光学作用がそれぞれ付与されることで、光出射部からの出射光に係る配光分布を良好に等方化することができる。
As described above, according to the present embodiment, a plurality of
<実施形態5>
本発明の実施形態5を図18または図19によって説明する。この実施形態5では、上記した実施形態3からレンズ部材430の構造を変更したものを示す。なお、上記した実施形態3と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
<Embodiment 5>
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 18 or FIG. In the fifth embodiment, the structure of the
本実施形態に係るレンズ部材430は、図18に示すように、平面に視て横長な略楕円形状をなしている。詳しくは、略楕円形状をなすレンズ部材430は、その長軸方向がX軸方向、つまりLED417における発光体423の幅方向(LED素子420の並び方向と直交する方向、狭角方向)と一致し、短軸方向がY軸方向、つまりLED417における発光体423の長さ方向(LED素子320の並び方向、広角方向)と一致する姿勢で、LED基板に取り付けられている。このレンズ部材430は、LED417からの光を拡散させつつ出射させる拡散レンズの一種であり、その出射光に係る輝度分布には、平面形状に応じた異方性が存在している。すなわち、このレンズ部材430は、光出射面430bから長軸方向(X軸方向)に向けて出射させる光量(輝度、発光強度)の方が、短軸方向(Y軸方向)に向けて出射させる光量よりも相対的に多くなっている。これは、レンズ部材430が略楕円形状であるため、光出射面430bのうち長軸方向に向けて光を出射させるのに寄与する部分の面積が、短軸方向に向けて光を出射させるのに寄与する部分の面積よりも相対的に広くなっていることに起因している。従って、このレンズ部材430は、出射光の出光角度範囲が光の進行方向によって異なっており、相対的に出光角度範囲が広い広角方向が長軸方向(X軸方向)と一致し、相対的に出光角度範囲が狭い狭角方向が短軸方向(Y軸方向)と一致している。
As shown in FIG. 18, the
このレンズ部材430の出射光に係る輝度分布は、図19に示される通りである。図19では、横軸をレンズ部材430における正面方向に対する角度(単位は「度」)とし、縦軸を発光強度(任意単位)としている。また、「発光強度」の具体的な単位は、例えば、放射輝度(W/sr・m2)、放射束(W)、放射照度(W/m2)などとすることができ、それ以外の放射量に関する物理量とすることも可能である。なお、図19における実線は、レンズ部材430をX軸方向(発光体423の幅方向、狭角方向)に沿って切断した断面に関する輝度分布であるのに対し、図19における二点鎖線は、比較例である平面に視て真円形状とされるレンズ部材(上記した実施形態3に記載したレンズ部材30と同等のもの)をX軸方向に沿って切断した断面に関する輝度分布である。図19に示される通り、レンズ部材430からの出射光のうち、X軸方向に向かう光は、Y軸方向に向かう光に比べてより広角に拡散されるとともに、その出光に寄与する光出射面430bの面積がより多くなっているため、水平方向(±90度)から正面方向(0度)に至る概ね全体にわたって輝度が向上している。従って、一定以上の輝度が得られる角度範囲は、レンズ部材430の方が比較例のレンズ部材よりも広くなっている。つまり、レンズ部材430は、その拡散作用によって、広角方向(X軸方向)について一定以上の輝度が得られる出光角度範囲が拡張されている、と言える。また、レンズ部材430からの出射光のうち、狭角方向(Y軸方向)に沿って進行する光に関する輝度分布は、図19において二点鎖線に示す輝度分布と概ね同様とされる。
The luminance distribution relating to the light emitted from the
上記のように出射光に係る輝度分布に異方性を有するレンズ部材430は、その輝度分布における広角方向が、LED417の配光分布における狭角方向(発光体423の幅方向、LED素子420の並び方向と直交する方向)と一致し、レンズ部材430の輝度分布における狭角方向が、LED417の配光分布における広角方向(発光体423の長さ方向、LED素子420の並び方向)と一致する姿勢でLED基板に取り付けられている。従って、LED417から発せられた光のうち、その配光分布における狭角方向に向かって進行する光は、レンズ部材430によって広角に拡散されることで、狭くなりがちな出光角度範囲が拡張されるので、LED417の配光分布における広角方向に向かって進行する光との間に生じ得る出光角度範囲の差が緩和され、もって出射光の等方化及び輝度ムラの緩和が図られている。このように、レンズ部材430は、LED417からの光に発光体423の長さ方向と直交(交差)する方向について選択的に光拡散作用を付与する選択性光拡散構造を有している、と言える。また、本実施形態では、各LED417毎に個別に設置されたレンズ部材430によって各LED417の配光分布を個別に補完することができるものとされる。
As described above, in the
<実施形態6>
本発明の実施形態6を図20または図21によって説明する。この実施形態6では、付形拡散板515aに集光構造としてシリンドリカルレンズ部33を設けるようにしたものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
<Embodiment 6>
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 20 or FIG. In the sixth embodiment, a
本実施形態に係る付形拡散板515aには、図20及び図21に示すように、凸型のシリンドリカルレンズ34を多数本備えてなるシリンドリカルレンズ部(選択性集光部)33が設けられている。つまり、この付形拡散板515aは、いわゆるレンチキュラーレンズシートとなっている。シリンドリカルレンズ部33を構成するシリンドリカルレンズ34は、付形拡散板515aの光拡散性基材部524における表側の板面において、Y軸方向に沿って延在するとともにX軸方向に沿って多数本が並列して配置されている。シリンドリカルレンズ34は、X軸方向に沿って切断した断面形状が略半円形状(蒲鉾型)の山型をなすとともに、Y軸方向に沿って直線的に延在してY軸方向について付形拡散板515aの全長にわたる長さを有している。このようなシリンドリカルレンズ34を用いた場合でも、上記した実施形態1と同様の集光作用を得ることができる。
As shown in FIGS. 20 and 21, the shaped
<実施形態7>
本発明の実施形態7を図22から図25によって説明する。この実施形態7では、LED617及び付形拡散板615aの姿勢を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
<
A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this
本実施形態に係るLED617は、図22,図24及び図25に示すように、その全てについて、発光体623の長さ方向(LED素子620の並び方向)がX軸方向と一致し、発光体623の幅方向がY軸方向と一致する姿勢でLED基板618に実装されるとともにシャーシ614内に収容されている。従って、本実施形態に係るLED617の配光分布における広角方向は、X軸方向と一致し、狭角方向がY軸方向と一致していることになる。これに対して、付形拡散板615aは、図23から図25に示すように、プリズム部625を構成するプリズム626がX軸方向に沿って延在するとともに、Y軸方向に沿って多数並列配置されている。従って、本実施形態に係る付形拡散板615aは、LED617からの光を集光する集光方向がY軸方向と一致し、LED617からの光を殆ど集光しない非集光方向がX軸方向と一致している。このように、本実施形態に係るLED617及び付形拡散板615aは、その姿勢が上記した実施形態1に記載したものとは平面に視て90度回動しているが、得られる作用及び効果については実施形態1と同様となっている。
As shown in FIGS. 22, 24, and 25, the
<実施形態8>
本発明の実施形態8を図26から図28によって説明する。この実施形態8では、LED717におけるLED素子720を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
<Eighth embodiment>
An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this Embodiment 8, what changed the
本実施形態に係るLED717は、図26から図28に示すように、平面に視て細長い長手の方形状をなすLED素子720(発光体723)を1つ有している。このようなLED素子720を発光体723として有するLED717は、その配光分布に異方性を有しており、有効発光範囲(拡散角度範囲)が最も広い広角方向がLED素子720の長さ方向と一致し、有効発光範囲が最も狭い狭角方向がLED素子720の幅方向と一致している。なお、このLED717の配光分布は、上記した実施形態1に記載したLED17と概ね同様である(図11を参照)。このLED717は、LED素子720の長さ方向がY軸方向と一致し、LED素子720の幅方向がX軸方向と一致する姿勢でLED基板718に実装されるとともにシャーシ714内に収容されている。このような構成のLED717を用いた場合でも、付形拡散板715aによって各LED717からの光に集光作用を付与することで、各LED717の配光分布を補完することができる。
As shown in FIGS. 26 to 28, the
<実施形態9>
本発明の実施形態9を図29によって説明する。この実施形態9では、LED817におけるLED素子820を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
<Ninth Embodiment>
A ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the ninth embodiment, the
本実施形態に係るLED817は、図29に示すように、3つのLED素子820を有している。3つのLED素子820は、LED817における中心位置と、中心位置に配されたものを挟み込む両側位置とに配されており、全てLED817の中心を通る直線上に配されるとともに、同中心に関して点対称状の配置とされる。これら3つのLED素子820は、全て同一の部材とされ、いずれも青色発光タイプとされる。3つのLED素子820からなる発光体823は、全体としてY軸方向に沿って細長い長手状をなしている。このようなLED素子820を発光体823として有するLED817は、その配光分布に異方性を有しており、有効発光範囲(拡散角度範囲)が最も広い広角方向が3つのLED素子820の並び方向と一致し、有効発光範囲が最も狭い狭角方向が3つのLED素子820の並び方向と直交する方向と一致している。なお、このLED817の配光分布は、上記した実施形態1に記載したLED17と概ね同様である(図11を参照)。
The
<実施形態10>
本発明の実施形態10を図30によって説明する。この実施形態10では、LED基板918を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
<
A tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this
本実施形態に係るLED基板918は、図30に示すように、平面に視て横長な方形状(短冊状)をなすとともにその長さ方向に沿ってLED917が直線的に並んで配される構成とされる。このLED基板918は、シャーシ914内においてX軸方向及びY軸方向にそれぞれ複数ずつ、互いに長さ方向及び幅方向を揃えた状態で並列して配置されている。つまり、LED基板918は、シャーシ914内においてX軸方向を行方向とし、Y軸方向を列方向として行列状に配置されている。具体的には、LED基板918は、シャーシ914内においてX軸方向(行方向)に3枚ずつ、Y軸方向(列方向)に9枚ずつ、合計27枚が行列状に並列して配置されている。なお、本実施形態では、X軸方向について隣り合うLED基板918同士をコネクタ35により電気的に接続することで、各LED基板918への駆動電力の供給が図られている。
As shown in FIG. 30, the
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記した各実施形態では、LEDの発光体の長さ方向と付形拡散板の非集光方向(実施形態5ではレンズ部材に係る輝度分布の狭角方向)とが一致し、LEDの発光体の幅方向と付形拡散板の集光方向(実施形態5ではレンズ部材に係る輝度分布の広角方向)とが一致する関係のものを示したが、LEDの発光体の長さ方向と付形拡散板の非集光方向(実施形態5ではレンズ部材に係る輝度分布の狭角方向)とが0度以上90度以下の角度でもって交差し、LEDの発光体の幅方向と付形拡散板の集光方向(実施形態5ではレンズ部材に係る輝度分布の広角方向)とが0度以上90度以下の角度でもって交差する配置としたものも本発明に含まれる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1) In each of the above-described embodiments, the length direction of the light emitter of the LED matches the non-condensing direction of the shaped diffuser (in the fifth embodiment, the narrow-angle direction of the luminance distribution related to the lens member), and the LED Although the relationship between the width direction of the light emitter and the light condensing direction of the shaped diffuser plate (in the fifth embodiment, the wide-angle direction of the luminance distribution related to the lens member) is shown, the length direction of the light emitter of the LED is shown. And the non-condensing direction of the shaped diffuser plate (in the fifth embodiment, the narrow-angle direction of the luminance distribution related to the lens member) intersects at an angle of 0 degrees or more and 90 degrees or less, and the width direction of the light emitter of the LED is attached. The present invention also includes an arrangement in which the condensing direction of the shaped diffuser plate (in the fifth embodiment, the wide-angle direction of the luminance distribution related to the lens member) intersects at an angle of 0 ° to 90 °.
(2)上記した各実施形態では、各LEDに係る配光分布において、広角方向と狭角方向とが直交する関係とされた場合を示したが、各LEDに係る配光分布において、広角方向と狭角方向とが0度以上90度以下の角度でもって交差する関係とされたものも本発明に含まれる。 (2) In each of the above-described embodiments, the case where the wide-angle direction and the narrow-angle direction are orthogonal to each other in the light distribution distribution related to each LED has been shown. However, in the light distribution distribution related to each LED, the wide-angle direction And the narrow-angle direction intersect with each other at an angle of 0 ° to 90 ° are also included in the present invention.
(3)上記した各実施形態では、各LEDに係る配光分布が広角方向及び狭角方向についてそれぞれ略対称状をなすものを示したが、各LEDに係る配光分布が広角方向または狭角方向のいずれかの方向について非対称状とされるものも本発明に含まれる。また、各LEDに係る配光分布が広角方向及び狭角方向についてそれぞれ非対称状とされるものも本発明に含まれる。 (3) In each of the above-described embodiments, the light distribution distribution related to each LED is substantially symmetrical in the wide-angle direction and the narrow-angle direction. However, the light distribution distribution related to each LED is the wide-angle direction or the narrow-angle direction. What is made asymmetric with respect to any of the directions is also included in the present invention. In addition, the present invention includes those in which the light distribution of each LED is asymmetric in the wide-angle direction and the narrow-angle direction.
(4)上記した各実施形態以外にも、面状光学部材(付形拡散板またはプリズムシート)またはレンズ部材におけるプリズムまたはシリンドリカルレンズの具体的な形状については適宜に変更可能である。具体的には、実施形態1,4においては、プリズムの頂角を図示以外の角度に変更したり、プリズムを非対称形状とすることができる。また、実施形態6においては、シリンドリカルレンズの球面における曲率を図示以外のものに変更することができる。
(4) In addition to the above-described embodiments, the specific shape of the prism or cylindrical lens in the planar optical member (shaped diffusing plate or prism sheet) or lens member can be changed as appropriate. Specifically, in
(5)上記した各実施形態では、プリズム部またはシリンドリカルレンズ部を、面状光学部材またはレンズ部材における表側の面に形成した場合を示したが、プリズム部またはシリンドリカルレンズ部を、面状光学部材またはレンズ部材における裏側の面に形成したものも本発明に含まれる。 (5) In each of the above-described embodiments, the case where the prism portion or the cylindrical lens portion is formed on the surface on the front side of the planar optical member or the lens member has been shown. However, the prism portion or the cylindrical lens portion is replaced with the planar optical member. Or what was formed in the back side surface in a lens member is also contained in this invention.
(6)上記した各実施形態では、プリズム部またはシリンドリカルレンズ部を、面状光学部材またはレンズ部材に一体形成した場合を示したが、プリズム部またはシリンドリカルレンズ部を、面状光学部材またはレンズ部材の基材とは別部品とし、基材に対して取り付けることで一体化するようにしたものも本発明に含まれる。 (6) In each of the above-described embodiments, the case where the prism portion or the cylindrical lens portion is integrally formed with the planar optical member or the lens member is shown. However, the prism portion or the cylindrical lens portion is replaced with the planar optical member or the lens member. What is made into a separate part from the base material of this, and was integrated by attaching with respect to a base material is also contained in this invention.
(7)上記した各実施形態では、付形拡散板とプリズムシートとレンズ部材とのいずれか1つによって、LEDの配光分布を補完するようにしたものを示したが、付形拡散板とプリズムシートとレンズ部材とのうちいずれか2つまたは全てを併用して、LEDの配光分布を補完するようにしても構わない。具体的には、実施形態1,6に記載した付形拡散板と、実施形態2に記載したプリズムシートと、実施形態4,5に記載したレンズ部材とから適宜に2つ以上を重複して使用することが可能である。 (7) In each of the embodiments described above, the light distribution distribution of the LED is complemented by any one of the shaped diffuser plate, the prism sheet, and the lens member. Any two or all of the prism sheet and the lens member may be used together to supplement the light distribution of the LED. Specifically, two or more are appropriately overlapped from the shaped diffusion plate described in the first and sixth embodiments, the prism sheet described in the second embodiment, and the lens member described in the fourth and fifth embodiments. It is possible to use.
(8)上記した実施形態5では、略楕円形状のレンズ部材による異方性を有する拡散作用によってLEDの配光分布を補完するものを示したが、この手法を面状光学部材にも同様に適用することが可能である。 (8) In the fifth embodiment described above, the light distribution distribution of the LED is complemented by the diffusion action having anisotropy by the substantially elliptical lens member, but this method is applied to the planar optical member as well. It is possible to apply.
(9)上記した実施形態6では、付形拡散板に選択性集光部としてシリンドリカルレンズ部を設けたものを示したが、このシリンドリカルレンズ部は、実施形態2のプリズムシートや、実施形態4のレンズ部材においても、プリズム部に代えて設けることが可能である。
(9) In Embodiment 6 described above, the shaped diffuser plate is provided with a cylindrical lens portion as a selective condensing portion. However, this cylindrical lens portion may be the prism sheet of
(10)上記した実施形態7に記載したLEDと付形拡散板との配置構成は、他の実施形態(実施形態2〜6,8〜10)にも同様に適用可能である。 (10) The arrangement configuration of the LED and the shaped diffuser plate described in the seventh embodiment can be similarly applied to the other embodiments (the second to sixth and eighth to tenth embodiments).
(11)上記した各実施形態では、シャーシ内に収容されるLEDが全て同一の部材とされた場合を示したが、シャーシ内に異なる構造のLEDが混在する構成としたものも本発明に含まれる。その場合、シャーシ内に収容されるLEDに、配光分布に異方性を有するLEDが少なくとも1種類含まれているのであれば、配光分布に等方性を有するLEDが含まれていても構わない。また、シャーシ内にLED素子の配置が異なるLEDを複数種類収容したり、蛍光体の種類や配合比率などが異なるLEDを複数種類収容することも可能である。 (11) In each of the above-described embodiments, the case where all the LEDs accommodated in the chassis are the same member is shown, but the present invention includes a configuration in which LEDs having different structures are mixed in the chassis. It is. In that case, if the LED accommodated in the chassis includes at least one kind of LED having anisotropy in the light distribution, the LED having isotropicity in the light distribution may be included. I do not care. It is also possible to accommodate a plurality of types of LEDs having different LED element arrangements in the chassis, or a plurality of types of LEDs having different phosphor types, blending ratios, and the like.
(12)上記した各実施形態では、シャーシ内に収容されるLED基板が全て同一の部材とされた場合を示したが、シャーシ内に異なる構造のLED基板が混在する構成としたものも本発明に含まれる。 (12) In each of the above-described embodiments, the case where all the LED boards accommodated in the chassis are the same member is shown. However, the present invention includes a configuration in which LED boards having different structures are mixed in the chassis. include.
(13)上記した実施形態1,9のようにLEDが複数のLED素子を有する場合には、複数のLED素子に発光色(主発光波長)が異なるものを含ませることも可能である。具体的には、実施形態9のように3つのLED素子を有するLEDでは、赤色光を発光する赤色発光LED素子と、緑色光を発光する緑色発光LED素子と、青色光を発光する青色発光LED素子とを設けるようにしてもよい。
(13) When the LED has a plurality of LED elements as in
(14)上記した実施形態1,9のようにLEDが複数のLED素子を有するものにおいて、複数のLED素子の平面配置を適宜に変更することも可能である。具体的には、実施形態9のように3つのLED素子を有するLEDでは、3つのLED素子をいずれもLEDの中心から外れた配置とし、中心を取り囲むよう略環状(トライアングル状)に配置することも可能である。 (14) In the case where the LED has a plurality of LED elements as in the first and ninth embodiments, the planar arrangement of the plurality of LED elements can be changed as appropriate. Specifically, in the LED having three LED elements as in the ninth embodiment, the three LED elements are all arranged off the center of the LED, and are arranged in a substantially annular shape (triangle shape) so as to surround the center. Is also possible.
(15)上記した各実施形態以外にも、LEDにおける封止材に含有させる蛍光体の種類は適宜に変更可能である。例えば、赤色蛍光体及び緑色蛍光体に加えて、LED素子からの青色光によって黄色光を発光する黄色蛍光体を用いることも可能である。逆に、赤色蛍光体及び緑色蛍光体に代えて黄色蛍光体を用いることも可能である。 (15) Besides the above-described embodiments, the type of phosphor to be included in the sealing material in the LED can be changed as appropriate. For example, in addition to the red phosphor and the green phosphor, a yellow phosphor that emits yellow light by blue light from the LED element can be used. Conversely, a yellow phosphor may be used instead of the red phosphor and the green phosphor.
(16)上記した各実施形態では、LEDがLED素子を1個から3個有する場合を示したが、LEDがLED素子を4個以上有する構成としたものも本発明に含まれる。 (16) In each of the above-described embodiments, the case where the LED has 1 to 3 LED elements is shown. However, the present invention includes a configuration in which the LED has 4 or more LED elements.
(17)上記した各実施形態以外にも、LED基板に実装するLEDの具体的な設置数及び配置、シャーシにおけるLED基板の設置数及び配置などは適宜に変更可能である。 (17) Besides the above-described embodiments, the specific number and arrangement of LEDs mounted on the LED board, the number and arrangement of LED boards in the chassis, and the like can be changed as appropriate.
(18)上記した各実施形態では、カラーフィルタの着色部を3色とした場合を示したが、赤色、緑色、青色の3色に黄色を加えて4色の着色部からなるカラーフィルタを備えたものにも本発明は適用可能である。 (18) In each of the above-described embodiments, the case where the color filter has three colored portions has been described. However, a color filter including four color portions by adding yellow to three colors of red, green, and blue is provided. The present invention can also be applied to other types.
(19)上記した各実施形態では、光源としてLEDを用いたものを示したが、有機ELなどの他の光源を用いることも可能である。 (19) In the above-described embodiments, the LED is used as the light source. However, other light sources such as an organic EL can be used.
(20)上記した各実施形態では、液晶パネル及びシャーシがその短辺方向を鉛直方向と一致させた縦置き状態とされるものを例示したが、液晶パネル及びシャーシがその長辺方向を鉛直方向と一致させた縦置き状態とされるものも本発明に含まれる。 (20) In each of the above-described embodiments, the liquid crystal panel and the chassis are illustrated in a vertically placed state in which the short side direction coincides with the vertical direction. However, the liquid crystal panel and the chassis have the long side direction in the vertical direction. Those that are in a vertically placed state matched with are also included in the present invention.
(21)上記した各実施形態では、液晶表示装置のスイッチング素子としてTFTを用いたが、TFT以外のスイッチング素子(例えば薄膜ダイオード(TFD))を用いた液晶表示装置にも適用可能であり、カラー表示する液晶表示装置以外にも、白黒表示する液晶表示装置にも適用可能である。 (21) In each of the embodiments described above, a TFT is used as a switching element of a liquid crystal display device. However, the present invention can also be applied to a liquid crystal display device using a switching element other than TFT (for example, a thin film diode (TFD)). In addition to the liquid crystal display device for display, the present invention can also be applied to a liquid crystal display device for monochrome display.
(22)上記した各実施形態では、表示パネルとして液晶パネルを用いた液晶表示装置を例示したが、他の種類の表示パネルを用いた表示装置にも本発明は適用可能である。 (22) In each of the above embodiments, a liquid crystal display device using a liquid crystal panel as an example of the display panel has been exemplified. However, the present invention can also be applied to display devices using other types of display panels.
(23)上記した各実施形態では、チューナーを備えたテレビ受信装置を例示したが、チューナーを備えない表示装置にも本発明は適用可能である。 (23) In each of the above-described embodiments, the television receiver provided with the tuner has been exemplified. However, the present invention can also be applied to a display device that does not include the tuner.
10…液晶表示装置(表示装置)、11…液晶パネル(表示パネル)、12…バックライト装置(照明装置)、14,314,614,714,914…シャーシ、14a…底板、14b…光出射部、15,115,215,315…面状光学部材(光学部材)、15a,215a,515a,615a,715a…付形拡散板(光学部材、面状光学部材)、17,117,217,317,417,617,717,817,917…LED(光源)、18,218,618,718,918…LED基板(光源基板)、20,320,420,620,720,820…LED素子(発光素子)、23,123,323,423,623,723,823…発光体、24,524…光拡散性基材部、25,625…プリズム部(選択性集光部)、26,626…プリズム、28…光透過性基材部、29…プリズム部(選択性集光部)、31…プリズム部(選択性集光部)、32…プリズム、33…シリンドリカルレンズ部(選択性集光部)、34…シリンドリカルレンズ(プリズム)、330,430…レンズ部材(光学部材)、TV…テレビ受信装置
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記シャーシ内に収容され、長手状をなす発光体を有していて前記光出射部に向けて発せられる光の配光分布に異方性を有する光源と、
前記光源に対して前記光出射部側に配され、前記光源からの光に、前記光源に係る前記配光分布を前記発光体の長さ方向と交差する方向について補完するよう相補的な光学作用を付与して光を出射させる光学部材と、を備える照明装置。 A chassis having a light emitting portion for emitting light;
A light source housed in the chassis, having a light emitting body having a longitudinal shape, and having anisotropy in a light distribution of light emitted toward the light emitting portion;
Complementary optical action that is arranged on the light emitting part side with respect to the light source and complements the light distribution from the light source in the direction intersecting the length direction of the light emitter. And an optical member that emits light by applying light.
前記選択性集光部は、前記光源からの光に前記発光素子の並び方向と交差する方向について選択的に集光作用を付与している請求項2または請求項3記載の照明装置。 The light emitter comprises a plurality of light emitting elements arranged along the length direction thereof,
The lighting device according to claim 2 or 3, wherein the selective condensing unit selectively imparts a condensing function to light from the light source in a direction intersecting with an arrangement direction of the light emitting elements.
前記光源は、前記底板の板面内において複数が互いに前記配光分布を揃えた姿勢で並んで配されている請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の照明装置。 The chassis has a bottom plate disposed on the side opposite to the light emitting part,
5. The lighting device according to claim 1, wherein a plurality of the light sources are arranged side by side in a posture in which the light distributions are aligned with each other within a plate surface of the bottom plate.
複数の前記光源が互いに前記配光分布を揃えた姿勢で実装されるとともに前記底板に沿って延在する形で配される光源基板を備えている請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の照明装置。 The chassis has a bottom plate disposed on the side opposite to the light emitting part,
6. The light source board according to claim 1, further comprising: a light source substrate that is mounted in a posture in which the light distributions are aligned with each other and that extends along the bottom plate. The lighting device described in 1.
前記光学部材は、前記光出射部を覆う形で配される面状光学部材とされる請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の照明装置。 A plurality of the light sources are arranged side by side in the chassis,
The lighting device according to any one of claims 1 to 6, wherein the optical member is a planar optical member that is disposed so as to cover the light emitting portion.
前記光学部材は、前記光源を前記光出射部側から個別に覆う形で配される複数のレンズ部材とされる請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の照明装置。 A plurality of the light sources are arranged side by side in the chassis,
The lighting device according to any one of claims 1 to 10, wherein the optical member is a plurality of lens members arranged so as to individually cover the light source from the light emitting unit side.
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