JP2006344409A

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Publication number: JP2006344409A
Application number: JP2005166954A
Authority: JP
Inventors: Norihiro Dejima; 範宏出島; Shin Kurihara; 慎栗原
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2005-06-07
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2006-12-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a downlight fixture using small number of LED light sources, excellent in view angle property and distribution of brightness. <P>SOLUTION: The light fixture is composed of a plurality of LED light sources arranged on a circuit board and a light control plate arranged at LED light source side. Prism structures for controlling irradiation direction of the light emitted from the LED light sources are formed on the light control plate in correspondence with respective LED light sources. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

Translated fromJapanese

本発明は、携帯情報機器や携帯電話や液晶テレビなどに用いられる液晶表示装置の液晶素子を照明する照明装置に関する。 The present invention relates to an illuminating device that illuminates a liquid crystal element of a liquid crystal display device used in a portable information device, a mobile phone, a liquid crystal television, and the like.

近年の携帯電話やモバイルコンピュータなどに用いられる表示装置には、高精彩カラー画像が少ない消費電力で得られる液晶表示装置が多く用いられている。これらの液晶表示装置に用いられる液晶素子を照明するため、高輝度の白色ＬＥＤを用いた光源が照明装置用光源として用いられるようになっている。これらの表示装置の照明に用いられている白色ＬＥＤは、青色ＬＥＤの発光面の直前に黄色蛍光体を分散させた樹脂を配して、黄色光と青色光とを混色させて白色光を得る構造としたものが良く知られている。一方、ＬＥＤ光源を用いたバックライトは中型・大型液晶表示装置にも用いられつつある。ＬＥＤ光源を用いたバックライトとしては、小型液晶表示装置と同様にバックライトの側面から光を導入するサイドライト型バックライトが多用されてきたが、照明画面が大きいために用いられるＬＥＤ光源の数は数百個にもなるものが出現している。このように大量のＬＥＤ光源を用いないで中型・大型液晶表示素子を照明するために、これら中型・大型液晶表示素子の背面から直接照明光を照射する、いわゆる直下型照明装置が考案されている。この直下型照明装置は、１つのＬＥＤ光源でより広い領域を照射するために、ＬＥＤ光源の近傍真上に光反射構造を設けて実質的に光照射領域を広げる工夫をしたものが開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開平１１−１２１８０８号公報（第２、３頁、第１図）2. Description of the Related Art Liquid crystal display devices that can obtain high-definition color images with low power consumption are often used for display devices used in recent mobile phones and mobile computers. In order to illuminate liquid crystal elements used in these liquid crystal display devices, a light source using a high-intensity white LED is used as a light source for an illumination device. The white LED used for illumination of these display devices is arranged with a resin in which a yellow phosphor is dispersed just before the light emitting surface of the blue LED, and mixes yellow light and blue light to obtain white light. The structure is well known. On the other hand, backlights using LED light sources are also being used in medium and large-sized liquid crystal display devices. As a backlight using an LED light source, a sidelight type backlight that introduces light from the side surface of the backlight has been widely used as in the case of a small liquid crystal display device. However, the number of LED light sources used because the illumination screen is large. Hundreds of things have appeared. Thus, in order to illuminate medium- and large-sized liquid crystal display elements without using a large amount of LED light sources, a so-called direct-type illumination device that directly illuminates illumination light from the back of these medium- and large-sized liquid crystal display elements has been devised. . In order to irradiate a wider area with a single LED light source, this direct illumination device is disclosed in which a light reflecting structure is provided immediately above the LED light source to substantially widen the light irradiation area. (For example, see Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 11-121808 (pages 2, 3 and 1)

しかしながら、従来の直下型照明装置は、非自発光素子である液晶表示素子に照射される光の照射方向が十分制御されていないために液晶表示装置の視角特性と輝度分布が良くないという課題を有していた。また、光反射構造体をＬＥＤ光源の近傍真上に設けた場合には、光反射構造体がＬＥＤ光源の発光面に近過ぎるため、十分に照射領域を広げることができず、ＬＥＤ光源の数を減らすことができないという課題を有していた。 However, the conventional direct illumination device has a problem that the viewing angle characteristic and the luminance distribution of the liquid crystal display device are not good because the irradiation direction of the light irradiated to the liquid crystal display element which is a non-self-luminous element is not sufficiently controlled. Had. In addition, when the light reflecting structure is provided immediately above the LED light source, the light reflecting structure is too close to the light emitting surface of the LED light source, so that the irradiation area cannot be sufficiently expanded, and the number of LED light sources There was a problem that it was not possible to reduce.

本発明は、より少ないＬＥＤ光源を用いて、視角特性と輝度分布が良い直下型照明装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a direct illumination device having a good viewing angle characteristic and luminance distribution using fewer LED light sources.

本発明の液晶表示装置の照明装置は、回路基板上に配置された複数のＬＥＤ光源と、これらＬＥＤ光源側に配した光制御板とからなり、各ＬＥＤ光源１つ１つに対して各ＬＥＤ光源からの出射光の照射方向を制御するためのプリズム構造が光制御板上に形成された構造である。このプリズム構造は光制御板の裏面に形成されたＬＥＤ光源からの照射光の中心を共通の中心として有する同心円凸状プリズム群とするか、もしくは光制御板の光照射面に形成されたＬＥＤ光源からの照射光の中心を共通の中心として有する同心円凹状プリズム群とした。このような構成によって、ＬＥＤ光源からの光を目的の方向に指向性を持たせて照射することが可能となり、その結果、表示装置の視角特性と輝度分布を向上させることができる。 The illuminating device for a liquid crystal display device of the present invention comprises a plurality of LED light sources arranged on a circuit board and a light control plate arranged on the LED light source side, and each LED light source is provided with each LED. The prism structure for controlling the irradiation direction of the light emitted from the light source is formed on the light control plate. This prism structure is a concentric convex prism group having the center of the irradiation light from the LED light source formed on the back surface of the light control plate as a common center, or the LED light source formed on the light irradiation surface of the light control plate A concentric concave prism group having the center of the irradiation light from the common center. With such a configuration, it becomes possible to irradiate the light from the LED light source with directivity in a target direction, and as a result, it is possible to improve the viewing angle characteristic and the luminance distribution of the display device.

同心円凸プリズム群の光制御板の厚み方向の断面を、ＬＥＤ光源の光が所定の角度範囲に入射する内側同心円面と、光制御板内部に入射した光が光制御板の光出射面に対して略垂直反射されるように配された外側同心円面で形成する三角形状で構成した。あるいは、同心円凹プリズム群の光制御板の厚み方向の断面を、光制御板の内部に入射した光が光制御板の光出射面から所定の角度範囲に出射するように配された内側同心円面と略垂直な面を持った外側同心円面で構成する三角形状とした。このような構成によって、損失を最小にして所定の出射角を持った光を光制御板の光出射面から出射させることが可能となり、視角特性に係わる上記課題を解決することができた。 A cross section of the light control plate in the thickness direction of the concentric convex prism group is shown with respect to the inner concentric surface where the light from the LED light source enters the predetermined angle range, and the light incident inside the light control plate with respect to the light exit surface of the light control plate. And formed in a triangular shape formed by outer concentric circular surfaces arranged so as to be substantially vertically reflected. Alternatively, the cross-section in the thickness direction of the light control plate of the concentric concave prism group is an inner concentric surface arranged so that light incident on the light control plate is emitted within a predetermined angle range from the light emission surface of the light control plate. And a triangular shape composed of an outer concentric surface having a substantially vertical surface. With such a configuration, it is possible to emit light having a predetermined emission angle with a minimum loss from the light emission surface of the light control plate, and to solve the above-mentioned problems related to viewing angle characteristics.

また、同心円凸プリズム群の光制御板の厚み方向の断面または同心円凹プリズム群の光制御板の厚み方向の断面を形成する三角形の高さをＬＥＤ光源から遠ざかるに従って高くして、光制御板からの出射光強度が一様になるようにした。これにより、輝度分布が一様な照明装置が実現できる。さらに、ＬＥＤ光源と光制御板との間に光拡散板を設けることによって、より均一な輝度分布が実現できる。 Further, the height of the triangle that forms the cross section in the thickness direction of the light control plate of the concentric circular convex prism group or the cross section in the thickness direction of the light control plate of the concentric circular concave prism group is increased as the distance from the LED light source is increased. The intensity of the emitted light was made uniform. Thereby, the illuminating device with uniform luminance distribution is realizable. Furthermore, a more uniform luminance distribution can be realized by providing a light diffusion plate between the LED light source and the light control plate.

そして、光制御板のＬＥＤ光源に対する真上の位置に、部分透過鏡を配した。さらにまた、光制御板と回路基板との間隙に光反射層を配した。このような構成によって、光制御板から出射される照明光の輝度分布を一様にすることができると同時に、ＬＥＤ光源の光の利用効率を向上させることができた。その結果、使用するＬＥＤ光源の個数を減らすことが可能となった。 A partial transmission mirror was disposed at a position directly above the LED light source of the light control plate. Furthermore, a light reflecting layer is disposed in the gap between the light control board and the circuit board. With such a configuration, the luminance distribution of the illumination light emitted from the light control plate can be made uniform, and at the same time, the light use efficiency of the LED light source can be improved. As a result, the number of LED light sources to be used can be reduced.

さらにまた、回路基板上に実装されているＬＥＤ光源をモールドする透明樹脂として非通水性材料を用い、その非通水性材料中に青色光を緑色光および赤色光に波長変換する蛍光体粒子を混合して、白色ＬＥＤ光源とした。透明樹脂のモールド形状を略球形表面を有するドーム型とすることによって、光利用効率を向上させることができ、より高輝度な照明装置とすることが可能となった。 Furthermore, a non-water-permeable material is used as a transparent resin for molding the LED light source mounted on the circuit board, and phosphor particles that convert blue light into green light and red light are mixed in the non-water-permeable material. Thus, a white LED light source was obtained. By making the mold shape of the transparent resin into a dome shape having a substantially spherical surface, it is possible to improve the light utilization efficiency and to obtain a lighting device with higher brightness.

そして、上述した構成の照明装置を液晶表示素子の背面に配することによって、高輝度で高精彩な液晶表示装置が実現できた。そして、照明装置と液晶表示素子の間に拡散板を設けることによって、さらに輝度分布を向上させることが可能となる。また、微細なプリズムが並行に配列したプリズムシートを配することによって出射光の趣向性を改善することが可能となりさらに高輝度の液晶表示装置とすることができた。 A high-brightness and high-definition liquid crystal display device can be realized by arranging the illumination device having the above-described configuration on the back surface of the liquid crystal display element. Then, by providing a diffusion plate between the lighting device and the liquid crystal display element, the luminance distribution can be further improved. Further, by arranging a prism sheet in which fine prisms are arranged in parallel, the preference of the emitted light can be improved, and a liquid crystal display device with higher luminance can be obtained.

本発明の照明装置は、回路基板上に配列されたＬＥＤ光源からの光を光制御板によって直接被照明物に照射するために、回路基板の大きさを変えるだけで任意の大きさの被照明物を照明することができる。さらに、ＬＥＤ光源の数を減らすことが可能になるので、液晶表示装置などの製造価格と消費電力を低減できるという効果を有する。 The illumination device of the present invention irradiates an object to be illuminated with light of an arbitrary size simply by changing the size of the circuit board in order to directly irradiate the object to be illuminated with the light control plate with the light from the LED light sources arranged on the circuit board Objects can be illuminated. Furthermore, since the number of LED light sources can be reduced, the manufacturing price and power consumption of a liquid crystal display device and the like can be reduced.

本発明の照明装置の構成を図１に模式的に示す。本発明による照明装置は、図１に示すように、複数の点光源１が配置された基板２と、点光源を介してこの基板と対向するように配置された光制御板３を備えており、この光制御板上には点光源からの出射光の照射方向を制御するためのプリズム体４が一つ一つの点光源に対応して設けられている。 The structure of the illumination device of the present invention is schematically shown in FIG. As shown in FIG. 1, the illuminating device according to the present invention includes asubstrate 2 on which a plurality ofpoint light sources 1 are arranged, and alight control plate 3 arranged to face the substrate via the point light sources. On the light control plate, prism bodies 4 for controlling the irradiation direction of the emitted light from the point light source are provided corresponding to each point light source.

ここで、点光源からの照射光の中心を共通の中心とする同心円凸状プリズムを光制御板の光入射面に設けて、これをプリズム体とすることができる。このとき、同心円凸状プリズムの断面を、点光源からの光が所定の角度範囲に入射する内側同心円面と、光制御板内部に入射した光が当該光制御板の光出射面に対して略垂直反射されるように配された外側同心円面で形成した三角形状とする。さらに、同心円凸状プリズムの断面を形成する三角形の高さが点光源から遠ざかるに従って高くなるようにしてもよい。 Here, a concentric convex prism having the center of the irradiation light from the point light source as a common center is provided on the light incident surface of the light control plate, and this can be used as a prism body. At this time, the cross-section of the concentric convex prism is roughly divided into the inner concentric surface where the light from the point light source enters the predetermined angular range, and the light incident inside the light control plate with respect to the light exit surface of the light control plate. A triangular shape formed by outer concentric circular surfaces arranged to be vertically reflected. Further, the height of the triangle forming the cross section of the concentric convex prism may be increased as the distance from the point light source is increased.

あるいは、点光源からの照射光の中心を共通の中心とする同心円凹状プリズムを光制御板の光照射面に設けて、これをプリズム体とすることができる。このとき、同心円凹状プリズムの断面を、点光源からの光が所定の角度範囲に入射する内側同心円面と、光制御板内部に入射した光が当該光制御板の光出射面に対して略垂直反射されるように配された外側同心円面で形成した三角形状とする。さらに、同心円凹状プリズムの断面を形成する三角形の深さが点光源から遠ざかるほど深くなるようにしてもよい。 Alternatively, a concentric concave prism having the center of the irradiation light from the point light source as a common center may be provided on the light irradiation surface of the light control plate to form a prism body. At this time, the cross section of the concentric concave prism is divided into an inner concentric surface where light from a point light source is incident within a predetermined angle range, and light incident inside the light control plate is substantially perpendicular to the light exit surface of the light control plate. A triangular shape formed by outer concentric circular surfaces arranged to be reflected. Further, the depth of the triangle forming the cross section of the concentric concave prism may be deepened as the distance from the point light source is increased.

また、点光源と光制御板の間に光拡散板を設けることとした。また、光制御板の光出射面の点光源の真上の位置に部分透過鏡を設けることとした。また、光制御板と回路基板の間に、点光源と対応する部位に開口を有する光反射層を設けることとした。 In addition, a light diffusion plate is provided between the point light source and the light control plate. In addition, a partial transmission mirror is provided at a position directly above the point light source on the light exit surface of the light control plate. Further, a light reflection layer having an opening at a portion corresponding to the point light source is provided between the light control plate and the circuit board.

本発明による表示装置は、上述したいずれかの構成の照明装置を用いて、非自発光型の表示素子を背後から照明する構成であるため、従来より明るい表示が可能になる。あるいは、少ない光源数で従来と同等の明るさが実現できる。 Since the display device according to the present invention is configured to illuminate a non-self-luminous display element from behind using the illumination device having any one of the above-described configurations, a brighter display than before is possible. Or brightness equivalent to the conventional one can be realized with a small number of light sources.

以下に点光源としてＬＥＤ光源を用いた例を、図面を用いて具体的に説明する。 Hereinafter, an example in which an LED light source is used as a point light source will be specifically described with reference to the drawings.

図１は本実施例の照明装置の構成を模式的に示す斜視図である。ＬＥＤ光源１は回路基板２上に行列状に配列されている。図示されていないが、回路基板２には各ＬＥＤ光源１に電力を供給する配線が形成されており、これらの配線を外部の制御回路や電源に接続するためのコネクタも設けられている。ＬＥＤ光源１は回路基板２に形成された配線にワイヤーボンディングや導電ペーストなどを用いて接続されている。また、各ＬＥＤ光源１は透明樹脂でポッティングされている。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of the illumination device of this embodiment. TheLED light sources 1 are arranged in a matrix on thecircuit board 2. Although not shown, wiring for supplying power to eachLED light source 1 is formed on thecircuit board 2, and a connector for connecting these wirings to an external control circuit or a power source is also provided. TheLED light source 1 is connected to the wiring formed on thecircuit board 2 by using wire bonding or conductive paste. EachLED light source 1 is potted with a transparent resin.

一方、光制御板３は透明基材で形成されており、各ＬＥＤ光源１に対応する位置の真上に各ＬＥＤ光源１からの光を所定の角度範囲に均一に照射するための同心円プリズム４が形成されている。この同心円プリズム４を光制御板３の光入射面、すなわちＬＥＤ光源１と対向する面側に設ける場合は同心円凸プリズム群を形成し、光出射面側に設ける場合は同心円凹プリズム群を形成する。 On the other hand, thelight control plate 3 is formed of a transparent base material, and a concentric prism 4 for uniformly irradiating light from eachLED light source 1 within a predetermined angular range directly above a position corresponding to eachLED light source 1. Is formed. When the concentric prism 4 is provided on the light incident surface of thelight control plate 3, that is, on the side facing the LEDlight source 1, a concentric convex prism group is formed, and when it is provided on the light emitting surface side, a concentric concave prism group is formed. .

光制御板３の光出射面側に同心円凹プリズム群を形成した場合、ＬＥＤ光源近傍を拡大した部分断面図を図２に模式的に示す。この同心円凹プリズム群４ａの同心円の中心はＬＥＤ光源１のほぼ真上に位置するように配置されている。また、図を見やすくするために省略されているが、同心円凹プリズム群４ａにすぐに隣接して隣接したＬＥＤ光源からの光を制御する他の同心円凹プリズム群が形成されている。同心円凹プリズム群４ａの最外円の径はＬＥＤ光源の輻射分布と光制御板３の板厚およびＬＥＤ光源１と光制御板３との間隔によって決定される。図２の矢印で示されているようにＬＥＤ光源１から出射した光は、光制御板３に屈折して入射した後、同心円凹プリズム群４ａによって略垂直に出射される。視角特性を調整するときは、同心円凹プリズム群４ａの断面形状を調節することによって、出射広がり角を調節することができる。 FIG. 2 schematically shows an enlarged partial cross-sectional view of the vicinity of the LED light source when a concentric circular prism group is formed on the light exit surface side of thelight control plate 3. The center of the concentric circles of the concentricconcave prism group 4 a is arranged so as to be located almost directly above theLED light source 1. Further, although omitted for the sake of clarity, another concentric concave prism group for controlling light from the adjacent LED light source is formed immediately adjacent to the concentricconcave prism group 4a. The diameter of the outermost circle of the concentricconcave prism group 4a is determined by the radiation distribution of the LED light source, the thickness of thelight control plate 3, and the distance between the LEDlight source 1 and thelight control plate 3. As indicated by the arrows in FIG. 2, the light emitted from the LEDlight source 1 is refracted and incident on thelight control plate 3 and then emitted substantially vertically by the concentricconcave prism group 4a. When adjusting the viewing angle characteristics, the exit divergence angle can be adjusted by adjusting the cross-sectional shape of the concentriccircular prism group 4a.

また、ＬＥＤ光源１は回路基板２に直接実装され、モールド５で覆われている。ＬＥＤ光源１として青色ＬＥＤ光源チップを用いた場合、モールド５には緑色蛍光体と赤色蛍光体を波長変換用蛍光体として混合した透光性樹脂が用いられる。本実施例では、モールド５はほぼ半球形に形成されている。モールドを半球形状にすることにより、光の利用効率を向上させることができ、より高輝度な照明装置が実現できる。このとき、透光性樹脂は非通水性材料とするのが望ましい。あるいは、ＬＥＤ光源１として白色ＬＥＤ光源を用いる場合は、あらかじめ青色ＬＥＤ光源と波長変換用蛍光体とを同一パッケージに封入したものを用いることができる。 The LEDlight source 1 is directly mounted on thecircuit board 2 and covered with amold 5. When a blue LED light source chip is used as theLED light source 1, a translucent resin in which a green phosphor and a red phosphor are mixed as a wavelength conversion phosphor is used for themold 5. In this embodiment, themold 5 is substantially hemispherical. By making the mold into a hemispherical shape, the light utilization efficiency can be improved, and a higher-luminance lighting device can be realized. At this time, the translucent resin is preferably a non-water-permeable material. Or when using a white LED light source as theLED light source 1, what encapsulated the blue LED light source and the wavelength conversion fluorescent substance in the same package beforehand can be used.

また、光制御板３とＬＥＤ光源１の間に光拡散板６を配した構成の照明装置を図３に示す。このように光拡散板６を設けることによって、ＬＥＤ光源１からの照射光を広げてより均一な照明が可能となる。 Moreover, the illuminating device of the structure which has arrange | positioned thelight diffusing plate 6 between thelight control board 3 and the LEDlight source 1 is shown in FIG. By providing thelight diffusing plate 6 in this way, the irradiation light from the LEDlight source 1 can be spread and more uniform illumination can be achieved.

図４を用いて上述の同心円凹プリズム群４ａを詳細に説明する。ここでは、光制御板３の表面に形成されている同心円凹プリズム群４ａの断面形状は、プリズムを形成する外周面が光制御板３の光出射面に対してほぼ垂直になっており、内周面はプリズム断面の頂角が４０〜５０度となるように形成されている。この角度は光制御板３から出射される光出射角により決定される。例えば、出射光が光制御板３からほぼ垂直に出射するようにするには、同心円凹プリズムの１つに入射する光に対して、そのプリズムの頂角が９０度からＬＥＤ光の光制御板３の裏面への入射角を引いた値になるようにすれば良い。この場合には、ＬＥＤ光源１に近いプリズムの頂角は、それよりも遠いプリズムの頂角よりも大きい角度になる。 The above-mentioned concentriccircular prism group 4a will be described in detail with reference to FIG. Here, the cross-sectional shape of the concentricconcave prism group 4a formed on the surface of thelight control plate 3 is such that the outer peripheral surface forming the prism is substantially perpendicular to the light exit surface of thelight control plate 3. The peripheral surface is formed such that the apex angle of the prism cross section is 40 to 50 degrees. This angle is determined by the light emission angle emitted from thelight control plate 3. For example, in order to emit the emitted light from thelight control plate 3 almost vertically, the light control plate for LED light from the apex angle of the prism is 90 degrees with respect to the light incident on one of the concentric concave prisms. A value obtained by subtracting the incident angle on the back surface of 3 may be used. In this case, the apex angle of the prism close to the LEDlight source 1 is larger than the apex angle of the farther prism.

また、同心円凹プリズム群４ａの外周にあるプリズムに入射する光ほどその強度が弱くなる。これは、このような光に対しては、ＬＥＤ光源１の輻射強度が弱い上に、光制御板３の裏面での反射率が大きくなるためである。そのため、同心円凹プリズム群４ａの深さは、外周に行くほど深くなるように形成されている。具体的には、プリズムに入射する光強度と深さとの積がおよそ一定になるように設計されている。 Moreover, the intensity | strength becomes weak, so that the light which injects into the prism in the outer periphery of the concentriccircular prism group 4a. This is because for such light, the radiation intensity of the LEDlight source 1 is weak and the reflectance on the back surface of thelight control plate 3 is increased. Therefore, the depth of the concentric circularconcave prism group 4a is formed so as to increase toward the outer periphery. Specifically, the product of the light intensity incident on the prism and the depth is designed to be approximately constant.

このようにして、本発明の照明装置の出射角を制御すると同時に輝度分布の良好な照明装置を実現することができた。また、図４で示した同心円凹プリズムの間隙に存在する平坦部３ａの幅を調節することによって、出射光強度分布を変えることが可能である。同心円凹プリズム群４ａの深さだけで出射光強度分布の調節が可能な場合は、平坦部３ａを省略することができる。 In this way, it was possible to realize an illuminating device having a good luminance distribution while controlling the emission angle of the illuminating device of the present invention. Further, by adjusting the width of theflat portion 3a existing in the gap between the concentric prisms shown in FIG. 4, the emitted light intensity distribution can be changed. If the emitted light intensity distribution can be adjusted only by the depth of the concentricconcave prism group 4a, theflat portion 3a can be omitted.

図５は、本実施例の照明装置を模式的に示す部分断面図である。本実施例では、光制御板３のモールド５に対応する位置にモールド５の表面形状と相似な凹部９が形成され、回路基板２と光制御板３との間隙に光反射層７が設けられている。凹部９を形成することによってＬＥＤ光源１からの光は凹部９の表面でほとんど屈折されずに光制御板３の内部に導入することとなり、光制御板３の表面での反射損失を最小にすることができる。また、このことによって、同心円凹プリズム群４ａに入射する光の入射角を、ＬＥＤ光源１の発光面とプリズム位置とを結んだ直線によって決めることが可能となった。このようにして得られる入射角を使って屈折の法則に基づいて計算することによって、所望の出射角を得るための同心円凹プリズムの内周面の角度を決定することができる。同心円凹プリズムの外周円の角度は、内周円の角度と光制御板３の垂線に対して鏡対称になるように決める。このようにして、同心円凹プリズム群４ａの断面形状は二等辺三角形となる。同心円凹プリズム群４ａの断面形状を二等辺三角形とすることによって、他のＬＥＤ光源から光制御板３内部に入射し、そのままその内部を導波してきた光をも効率良く光出射面側から出力することが可能となり、輝度の向上をはかることができた。 FIG. 5 is a partial cross-sectional view schematically showing the illumination device of the present embodiment. In this embodiment, aconcave portion 9 similar to the surface shape of themold 5 is formed at a position corresponding to themold 5 of thelight control plate 3, and alight reflection layer 7 is provided in the gap between thecircuit board 2 and thelight control plate 3. ing. By forming therecess 9, the light from the LEDlight source 1 is introduced into thelight control plate 3 with almost no refraction at the surface of therecess 9, thereby minimizing the reflection loss on the surface of thelight control plate 3. be able to. In addition, this makes it possible to determine the incident angle of the light incident on the concentricconcave prism group 4a by a straight line connecting the light emitting surface of the LEDlight source 1 and the prism position. By calculating based on the law of refraction using the incident angle obtained in this way, the angle of the inner peripheral surface of the concentric concave prism for obtaining a desired exit angle can be determined. The angle of the outer circumferential circle of the concentric concave prism is determined so as to be mirror-symmetric with respect to the angle of the inner circumferential circle and the perpendicular of thelight control plate 3. Thus, the cross-sectional shape of the concentric circularconcave prism group 4a is an isosceles triangle. By making the cross-sectional shape of the concentricconcave prism group 4a is an isosceles triangle, the light incident on the inside of thelight control plate 3 from another LED light source and guided as it is is output efficiently from the light emitting surface side. It was possible to improve the brightness.

本実施例においても、同心円凹プリズム群４ａの頂角を同心円の内側に行くほど大きくすることで、より指向性の高い照明が可能となる。また、同心円凹プリズム群４ａの深さを同心円の内側に行くほど浅くすることによって、より一様な輝度分布の照明を実現することが可能となる。また、実施例１と同様に、同心円凹プリズムの間隙に存在する平坦部３ａの幅を調節することによって、出射光強度分布を変えることが可能である。同心円凹プリズム群４ａの深さだけで出射光強度分布の調節が可能な場合は、平坦部３ａを省略することができる。 Also in this embodiment, by increasing the apex angle of the concentriccircular prism group 4a toward the inner side of the concentric circle, illumination with higher directivity becomes possible. Further, by making the depth of the concentricconcave prism group 4a shallower toward the inner side of the concentric circle, it is possible to realize illumination with a more uniform luminance distribution. Similarly to the first embodiment, the intensity distribution of the emitted light can be changed by adjusting the width of theflat portion 3a existing in the gap between the concentric concave and convex prisms. If the emitted light intensity distribution can be adjusted only by the depth of the concentricconcave prism group 4a, theflat portion 3a can be omitted.

また、同心円凹プリズムの表面で反射した光は、全反射臨界角よりも小さな角度で光制御板３の内部に戻って、光制御板３の裏面を透過してしまうため損失光となる。この損失光を再利用して有効に用いるために回路基板２と光制御板３の間に光反射層７が配されている。この光反射層７は、フィルム上にＡｇやＡｌなどの反射率の高い金属を蒸着したものや、反射率の高い白色顔料を透明フィルム内に混合したり表面に塗布したりしたものを用いることができる。この光反射層７は、回路基板２の表面や光制御板３の裏面に直接形成しても良い。これにより、照明装置の輝度を向上させることができる。 Further, the light reflected by the surface of the concentric concave prism returns to the inside of thelight control plate 3 at an angle smaller than the total reflection critical angle, and is transmitted through the back surface of thelight control plate 3 and becomes lost light. Alight reflection layer 7 is disposed between thecircuit board 2 and thelight control plate 3 in order to reuse the lost light and use it effectively. Thelight reflecting layer 7 is formed by depositing a highly reflective metal such as Ag or Al on the film, or by mixing a highly reflective white pigment in the transparent film or coating the surface. Can do. Thelight reflecting layer 7 may be directly formed on the front surface of thecircuit board 2 or the back surface of thelight control plate 3. Thereby, the brightness | luminance of an illuminating device can be improved.

さらに、光制御板３の光出射面に形成されている同心円凹プリズム群の中心に部分透過鏡８を配した。ＬＥＤ光源１として、低角輻射光強度が弱く高角輻射光強度が大きなＬＥＤ光源を用いる場合は、この部分透過鏡８を省略することができるが、一般のＬＥＤ光源は低角輻射光強度が大きいために、同心円凹プリズム群４ａの中心部の出射光強度が際立って大きくなる。部分透過鏡８は、このＬＥＤ光源１の低角輻射光を所定の割合だけ透過し、それ以外の光を反射して再利用しようとするものである。この部分透過鏡８としては、ＡｌやＡｇやＣｒなどの金属をマスク蒸着したり、カーボンなどの黒色顔料や黒色染料を含む樹脂を印刷したりすることで形成することができる。その透過率は形成する部分透過鏡８の膜厚によって調節することができる。あるいはまた、部分透過鏡に複数の開口を設けて、この開口面積を調節することによっても透過率の調節をすることができる。 Further, a partial transmission mirror 8 is arranged at the center of the concentric concave / convex prism group formed on the light exit surface of thelight control plate 3. When the LED light source is an LED light source having a low low-angle radiant light intensity and a high high-angle radiant light intensity, the partial transmission mirror 8 can be omitted, but a general LED light source has a high low-angle radiant light intensity. Therefore, the intensity of the emitted light at the center of the concentricconcave prism group 4a is remarkably increased. The partial transmission mirror 8 transmits the low-angle radiant light of the LEDlight source 1 by a predetermined ratio and reflects other light to be reused. The partial transmission mirror 8 can be formed by depositing a metal such as Al, Ag, or Cr by mask vapor deposition or printing a resin containing a black pigment such as carbon or a black dye. The transmittance can be adjusted by the film thickness of the partial transmission mirror 8 to be formed. Alternatively, the transmittance can be adjusted by providing a plurality of openings in the partial transmission mirror and adjusting the opening area.

さらに、この部分透過鏡８の透過率が、ＬＥＤ光源１からの輻射強度に合わせて、中心部の透過率を低く、周辺部の透過率を高くなるように構成した。これによって、より均一な照明が可能となる。このような透過率分布を有する部分透過鏡を作製するには、金属蒸着時に透過率分布に合わせた複数のマスクを用いたり、上記樹脂の印刷濃度分布を調節したり、開口分布を調節することによって可能となる。 Further, the transmittance of the partial transmission mirror 8 is configured such that the transmittance at the center portion is low and the transmittance at the peripheral portion is high in accordance with the radiation intensity from the LEDlight source 1. This enables more uniform illumination. In order to manufacture a partial transmission mirror having such a transmittance distribution, it is necessary to use a plurality of masks matched to the transmittance distribution during metal deposition, adjust the printing density distribution of the resin, or adjust the aperture distribution. Is possible.

図４では部分透過鏡８は光制御板３の光出射面側に形成したが、凹部９の内面やモールド５の表面に形成しても良い。このように凹部９やモールド５の表面に形成することによって、ＬＥＤ光源１の真上の光強度分布のみならず、実質的にＬＥＤ光源１からの輻射光強度分布そのものを制御するのと同様の効果を得ることが可能となり、より光強度分布の均一化をはかれる。あるいは、部分透過鏡８を光制御板３の内部にサンドイッチする形で形成しても良い。 In FIG. 4, the partial transmission mirror 8 is formed on the light exit surface side of thelight control plate 3, but may be formed on the inner surface of therecess 9 or the surface of themold 5. By forming on the surface of therecess 9 or themold 5 in this manner, not only the light intensity distribution directly above theLED light source 1 but also the radiation intensity distribution itself from the LEDlight source 1 is substantially controlled. The effect can be obtained, and the light intensity distribution can be made more uniform. Alternatively, the partial transmission mirror 8 may be formed so as to be sandwiched inside thelight control plate 3.

本実施例によって、ＬＥＤ光源１からの光の利用効率が良くなると同時に、よりＬＥＤ光源１から離れた場所まで光を導くことが可能となり、従来のサイドライト型照明装置に用いられるＬＥＤ光源の使用個数をおよそ半分に減らすことができた。 According to the present embodiment, the light use efficiency from the LEDlight source 1 is improved, and at the same time, the light can be guided to a place further away from the LEDlight source 1, and the use of the LED light source used in the conventional sidelight type illumination device can be achieved. We were able to reduce the number to about half.

図６は本実施例の照明装置の構成を模式的に示す断面図である。本実施例では、同心円プリズムとして、光制御板３の光入射面に同心円凸プリズム４ｂが設けられている。この同心円凸プリズム４ｂはＬＥＤ光源１の真上に中心を持って配置されている。ＬＥＤ光源１やモールド５に関しては、前述の実施例と同様なのでその説明を省略する。 FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the illumination device of this embodiment. In the present embodiment, a concentricconvex prism 4 b is provided on the light incident surface of thelight control plate 3 as a concentric circular prism. The concentricconvex prism 4b is arranged with the center right above theLED light source 1. Since the LEDlight source 1 and themold 5 are the same as those in the above-described embodiment, the description thereof is omitted.

図６の矢印で示されるように、ＬＥＤ光源１から出射した光はモールド５を介して同心円凸プリズムの内周面から光制御板３の内部に入り、その外周面で全反射されて光制御板３の光出射面から出射される。前述の実施例と同様に、同心円凸プリズム群４ｂの断面形状を調節することによって、出射広がり角を調節することができる。これにより、視角特性を任意に調整することが可能になる。 As indicated by the arrows in FIG. 6, the light emitted from the LEDlight source 1 enters thelight control plate 3 from the inner peripheral surface of the concentric convex prism via themold 5 and is totally reflected by the outer peripheral surface to control the light. The light is emitted from the light exit surface of theplate 3. As in the previous embodiment, the exit divergence angle can be adjusted by adjusting the cross-sectional shape of the concentricconvex prism group 4b. As a result, the viewing angle characteristic can be arbitrarily adjusted.

図７を用いて上述の同心円凸プリズム群４ｂを詳細に説明する。ＬＥＤ光源１から出射した光は、図中の矢印で示されるようにモールド５を介して同心円凸プリズム群４ｂの内周面に入射した後、同じプリズムの外周面で全反射されて光制御板３の光出射面から出射する。ここでは、同心円凸プリズムの内周面に入射した光が内周面に対して垂直に入射するように構成されている。このとき、入射時の反射損失が最小となっている。また、外周面で反射された後の出射角は外周面の角度を変えることによって調整することができる。 The above-mentioned concentricconvex prism group 4b will be described in detail with reference to FIG. The light emitted from the LEDlight source 1 enters the inner peripheral surface of the concentricconvex prism group 4b through themold 5 as indicated by the arrow in the figure, and is then totally reflected by the outer peripheral surface of the same prism to be a light control plate. 3 is emitted from the light exit surface. Here, the light incident on the inner peripheral surface of the concentric convex prism is configured to enter perpendicularly to the inner peripheral surface. At this time, the reflection loss at the time of incidence is minimized. Further, the emission angle after being reflected by the outer peripheral surface can be adjusted by changing the angle of the outer peripheral surface.

内周面に対してＬＥＤ光源１からの光を垂直に入射させるためには、内周面が光制御板３の裏面に立てた垂線となす角度と、ＬＥＤ光源１からの光と光制御板３の裏面とがなす角度とを等しくして内周面角とすれば良い。実際はＬＥＤ光源１の発光面は広がりを持っているために、内周面角度近傍の角度で最適化が図られる。 In order for the light from the LEDlight source 1 to enter perpendicularly with respect to the inner peripheral surface, the angle between the inner peripheral surface and a perpendicular line standing on the back surface of thelight control plate 3, the light from the LEDlight source 1, and the light control plate The angle formed by the back surface of No. 3 may be made equal to the inner peripheral surface angle. Actually, since the light emitting surface of the LEDlight source 1 is widened, optimization is achieved at an angle near the inner peripheral surface angle.

一方、同心円凸プリズム群４ｂの外周面が光制御板３の裏面に立てた垂線となす角度の２倍が、９０度からＬＥＤ光源１からの光と光制御板３の裏面とがなす角度を引いた値になるようにすれば、外周面で反射された光が光制御板３の光出射面から垂直に出射する。実際はＬＥＤ光源１の発光面は広がりを持っているために、外周面角度近傍の角度で最適化が図られる。また、光制御板３からの光出射方向を垂直出射からズラす場合は、外周面の角度を前記計算値からずらせてやれば良い。このずらせた角度の２倍の角度だけ出射光の角度を変化させることができる。このように、同心円凸プリズム群の頂角は同心円の内側になるに従って大きくなり、その断面形状も変化する。 On the other hand, twice the angle formed by the outer peripheral surface of the concentricconvex prism group 4b and the perpendicular formed on the back surface of thelight control plate 3 is the angle formed by the light from the LEDlight source 1 and the back surface of thelight control plate 3 from 90 degrees. If the value is subtracted, the light reflected by the outer peripheral surface is emitted vertically from the light exit surface of thelight control plate 3. Actually, since the light emitting surface of the LEDlight source 1 is widened, the optimization is achieved at an angle near the outer peripheral surface angle. Further, when the light emission direction from thelight control plate 3 is shifted from the vertical emission, the angle of the outer peripheral surface may be shifted from the calculated value. The angle of the emitted light can be changed by an angle twice the shifted angle. As described above, the apex angle of the concentric convex prism group increases as it goes inside the concentric circle, and the cross-sectional shape thereof also changes.

また、同心円凸プリズム群４ｂの間隙の平坦部３ａの幅を調節することによって、出射光強度分布を制御することができる。すなわち、一般に同心円凸プリズム群４ｂの外周に行くほどＬＥＤ光源１からの照射光強度は弱くなるために、外周に形成される平坦部３ａの幅を狭くすることで光制御板１からの出射光強度を均一にすることができる。設計上は、プリズム最外周近傍においては、この平坦部３ａを省略しても良い。 Further, the intensity distribution of the emitted light can be controlled by adjusting the width of theflat portion 3a of the gap of the concentricconvex prism group 4b. That is, since the intensity of light emitted from the LEDlight source 1 generally decreases toward the outer periphery of the concentricconvex prism group 4b, the light emitted from thelight control plate 1 is reduced by narrowing the width of theflat portion 3a formed on the outer periphery. The strength can be made uniform. In terms of design, theflat portion 3a may be omitted in the vicinity of the outermost periphery of the prism.

図８は、本実施例の照明装置を模式的に示す部分断面図である。本実施例では、図５で示した構成と同様に、回路基板２と光制御板３の間に光反射層７が配されており、また光制御板３の光出射面におけるＬＥＤ光源１の真上に部分透過鏡８が配されている。 FIG. 8 is a partial cross-sectional view schematically showing the illumination device of the present embodiment. In the present embodiment, alight reflecting layer 7 is disposed between thecircuit board 2 and thelight control plate 3 as in the configuration shown in FIG. 5, and the LEDlight source 1 on the light emitting surface of thelight control plate 3 is arranged. A partial transmission mirror 8 is arranged directly above.

光制御板３の内面や平坦部３ａで反射した光は、光制御板３の裏面を透過するため損失光となる。この損失光を再利用して有効に用いるために光反射層７が配されている。この光反射層７は、フィルム上にＡｇやＡｌなどの反射率の高い金属を蒸着したものや、反射率の高い白色顔料を透明フィルム内に混合したり表面に塗布したりしたものを用いることができる。この光反射層７は、より回路基板２の近傍に配置されており、回路基板２の表面に直接形成しても良い。このような構成により、照明装置の輝度を向上できる。 The light reflected by the inner surface of thelight control plate 3 and theflat portion 3 a passes through the back surface of thelight control plate 3 and becomes lost light. Alight reflecting layer 7 is disposed in order to reuse the lost light and use it effectively. Thelight reflecting layer 7 is formed by depositing a highly reflective metal such as Ag or Al on the film, or by mixing a highly reflective white pigment in the transparent film or coating the surface. Can do. Thelight reflecting layer 7 is arranged closer to thecircuit board 2 and may be directly formed on the surface of thecircuit board 2. With such a configuration, the luminance of the lighting device can be improved.

一方、図５の場合と同様に、ＬＥＤ光源１に低角輻射光強度が弱く高角輻射光強度が大きなＬＥＤ光源を用いる場合は、この部分透過鏡８を省略することができるが、一般の安価なＬＥＤ光源は低角輻射光強度が大きいために、同心円凸プリズム群４ｂの中心部の出射光強度が際立って大きくなる。部分透過鏡８は、このＬＥＤ光源１の低角輻射光を所定の割合だけ透過し、それ以外の光を反射して再利用しようとするものである。この部分透過鏡８としては、ＡｌやＡｇやＣｒなどの金属をマスク蒸着したり、カーボンなどの黒色顔料や黒色染料を含む樹脂を印刷したりすることで形成することができる。その透過率は形成する部分透過鏡８の膜厚によって調節することができる。あるいはまた、部分透過鏡に複数の開口を設けて、この開口面積を調節することによっても透過率の調節をすることができる。さらにまた、この部分透過鏡８の透過率を、ＬＥＤ光源１からの輻射強度に合わせて、中心部の透過率を低く、周辺部の透過率を低くすることによって、より均一な照明が可能となる。このような透過率分布を有する部分透過鏡を作製するには、金属蒸着時に透過率分布に合わせた複数のマスクを用いたり、樹脂の印刷濃度分布を調節したりすればよい。本実施例では、部分反射鏡８が光制御板３の光出射面側に形成されている場合を示したが、裏面側やモールド５の表面に形成しても良い。 On the other hand, as in the case of FIG. 5, in the case where an LED light source having a low low-angle radiant light intensity and a high high-angle radiant light intensity is used as theLED light source 1, the partial transmission mirror 8 can be omitted. Since such an LED light source has a high low-angle radiant light intensity, the emitted light intensity at the center of the concentricconvex prism group 4b is significantly increased. The partial transmission mirror 8 transmits the low-angle radiant light of the LEDlight source 1 by a predetermined ratio and reflects other light to be reused. The partial transmission mirror 8 can be formed by depositing a metal such as Al, Ag, or Cr by mask vapor deposition or printing a resin containing a black pigment such as carbon or a black dye. The transmittance can be adjusted by the film thickness of the partial transmission mirror 8 to be formed. Alternatively, the transmittance can be adjusted by providing a plurality of openings in the partial transmission mirror and adjusting the opening area. Furthermore, the transmittance of the partial transmission mirror 8 is matched to the radiation intensity from the LEDlight source 1, and the central portion has a low transmittance and the peripheral portion has a low transmittance, thereby enabling more uniform illumination. Become. In order to manufacture a partial transmission mirror having such a transmittance distribution, a plurality of masks matched to the transmittance distribution may be used during metal deposition, or the print density distribution of the resin may be adjusted. In the present embodiment, the case where the partial reflecting mirror 8 is formed on the light emitting surface side of thelight control plate 3 is shown, but it may be formed on the back surface side or the surface of themold 5.

図９は、上述した構成の照明装置を用いた表示装置を模式的に示す斜視図である。ここでは、非自発光型の表示素子として液晶表示素子を用いた実施例を示している。図示するように、本実施例の表示装置は、上述した構成を持つ照明装置１０を用いて液晶素子１３を照明している。照明装置１０と液晶素子１３の間には、拡散シート１１とプリズムシート１２が設けられている。照明装置１０のＬＥＤ光源が実装された回路基板には、ＬＥＤ光源に電力を供給するためのコネクタケーブル１４が配されている。また、液晶素子１３にはこれに画像信号と電力を供給するコネクタケーブル１５が配されている。 FIG. 9 is a perspective view schematically showing a display device using the illumination device having the above-described configuration. Here, an example in which a liquid crystal display element is used as a non-self-luminous display element is shown. As shown in the figure, the display device of this example illuminates theliquid crystal element 13 using theillumination device 10 having the above-described configuration. Adiffusion sheet 11 and aprism sheet 12 are provided between theillumination device 10 and theliquid crystal element 13. On the circuit board on which the LED light source of theillumination device 10 is mounted, aconnector cable 14 for supplying power to the LED light source is arranged. Theliquid crystal element 13 is provided with aconnector cable 15 for supplying an image signal and power thereto.

照明装置から照射された光は、拡散シート１１で拡散されてより均一な光となり、プリズムシート１２に入射する。プリズムシート１２は、略直角の頂角を持った平行な稜線を持ったプリズム群が形成された透明なシートであり、稜線に垂直な方向の光成分をより垂直にそろえる機能をする。図９ではプリズムシート１２は１枚だけが図示されているが、互いに直交した稜線を持った２枚のプリズムシートを配しても良い。照明装置１０の出射光が光制御板から垂直になるようにした場合は、プリズムシート１２を省略することができる。また、図８に示すように照明装置１０内部に拡散板を配する場合は、拡散シート１１を省略することができる。さらに、図４や図８に示すように照明装置１０の内部に光反射層を形成する場合は、照明装置１０と液晶素子１３との間隙に選択反射偏光子を配することによって、光利用効率を向上させることができる。液晶素子１３としては単純マトリックス型液晶素子でも、アクティブマトリックス型液晶素子でも用いることができる。このような構成の液晶表示装置は、少ない光源数で明るい画像を表示することができる。 The light emitted from the illumination device is diffused by thediffusion sheet 11 to become more uniform light, and enters theprism sheet 12. Theprism sheet 12 is a transparent sheet in which a prism group having parallel ridgelines with substantially perpendicular apex angles is formed, and functions to align light components in a direction perpendicular to the ridgelines more vertically. In FIG. 9, only oneprism sheet 12 is illustrated, but two prism sheets having ridge lines orthogonal to each other may be arranged. When the light emitted from theillumination device 10 is perpendicular to the light control plate, theprism sheet 12 can be omitted. Further, as shown in FIG. 8, thediffusion sheet 11 can be omitted when a diffusion plate is arranged inside thelighting device 10. Furthermore, when a light reflection layer is formed inside theillumination device 10 as shown in FIGS. 4 and 8, the light use efficiency is achieved by arranging a selective reflection polarizer in the gap between theillumination device 10 and theliquid crystal element 13. Can be improved. As theliquid crystal element 13, a simple matrix type liquid crystal element or an active matrix type liquid crystal element can be used. The liquid crystal display device having such a configuration can display a bright image with a small number of light sources.

本発明の照明装置を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the illuminating device of this invention.本発明の照明装置の構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the illuminating device of this invention typically.本発明の照明装置の構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the illuminating device of this invention typically.本発明の照明装置の構成を模式的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows typically the structure of the illuminating device of this invention.本発明の照明装置の構成を模式的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows typically the structure of the illuminating device of this invention.本発明の照明装置の構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the illuminating device of this invention typically.本発明の照明装置の構成を模式的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows typically the structure of the illuminating device of this invention.本発明の照明装置の構成を模式的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows typically the structure of the illuminating device of this invention.本発明の表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the structure of the display apparatus of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ＬＥＤ光源
２回路基板
３光制御板
４同心円プリズム群
５モールド
６光拡散板
７光反射層
８部分透過鏡
１０照明装置
１１拡散シート
１２プリズムシート
１３液晶素子
１４、１５コネクタケーブルDESCRIPTION OFSYMBOLS 1LED light source 2Circuit board 3 Light control board 4 Concentriccircular prism group 5Mold 6Light diffusing plate 7 Light reflection layer 8Partial transmission mirror 10Illuminating device 11Diffusion sheet 12Prism sheet 13Liquid crystal element 14, 15 Connector cable

Claims

Translated fromJapanese

複数の点光源が配置された基板と、前記点光源を介して前記基板と対向するように設けられた光制御板と、を備える照明装置であって、前記複数の点光源の１つ１つに対して前記点光源からの出射光の照射方向を制御するためのプリズム体が前記光制御板上に形成されたことを特徴とする照明装置。 A lighting device comprising: a substrate on which a plurality of point light sources are arranged; and a light control plate provided so as to face the substrate via the point light sources, each one of the plurality of point light sources On the other hand, a prism body for controlling the irradiation direction of the emitted light from the point light source is formed on the light control plate.

前記点光源と前記光制御板の間に光拡散板が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1, wherein a light diffusing plate is provided between the point light source and the light control plate.

前記光制御板の光出射面には、前記点光源の真上の位置に部分透過鏡が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。 The illumination device according to claim 1, wherein a partial transmission mirror is provided on a light exit surface of the light control plate at a position directly above the point light source.

前記光制御板と前記回路基板の間に、前記点光源と対応する部位に開口を有する光反射層が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1, wherein a light reflection layer having an opening at a portion corresponding to the point light source is provided between the light control plate and the circuit board.

前記プリズム体は前記光制御板の光入射面に形成された前記点光源からの照射光の中心を共通の中心として有する同心円凸状プリズムであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置。 The said prism body is a concentric convex prism which has the center of the irradiation light from the said point light source formed in the light-incidence surface of the said light control board as a common center, The any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. The lighting device according to one item.

前記プリズム体は前記光制御板の光照射面に形成された前記点光源からの照射光の中心を共通の中心として有する同心円凹状プリズムであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置。 The said prism body is a concentric conical prism which has the center of the irradiation light from the said point light source formed in the light irradiation surface of the said light control board as a common center. The lighting device according to item.

前記同心円凸状プリズムの断面は、前記点光源からの光が所定の角度範囲に入射する内側同心円面と、前記光制御板内部に入射した光が当該光制御板の光出射面に対して略垂直反射されるように配された外側同心円面で形成された三角形状であることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。 The cross-section of the concentric convex prism has an inner concentric surface on which light from the point light source is incident within a predetermined angle range, and light that is incident on the light control plate with respect to the light exit surface of the light control plate. 6. The illumination device according to claim 5, wherein the illumination device has a triangular shape formed by outer concentric circular surfaces arranged so as to be vertically reflected.

前記同心円凸状プリズムの断面を形成する三角形の高さが前記点光源から遠ざかるに従って高いことを特徴とする請求項７に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 7, wherein a height of a triangle forming a cross section of the concentric convex prism increases as the distance from the point light source increases.

前記同心円凹状プリズムの断面は、前記点光源からの光が所定の角度範囲に入射する内側同心円面と、前記光制御板内部に入射した光が当該光制御板の光出射面に対して略垂直反射されるように配された外側同心円面で形成された三角形状であることを特徴とする請求項６に記載の照明装置。 The cross section of the concentric concave prism has an inner concentric surface on which light from the point light source is incident within a predetermined angle range, and light incident on the light control plate is substantially perpendicular to the light exit surface of the light control plate. The lighting device according to claim 6, wherein the lighting device has a triangular shape formed by outer concentric surfaces arranged to be reflected.

前記同心円凹状プリズムの断面を形成する三角形の深さが前記点光源から遠ざかるほど深くなることを特徴とする請求項９に記載の照明装置。 The illumination device according to claim 9, wherein a depth of a triangle forming a cross section of the concentric concave prism increases as the distance from the point light source increases.

前記点光源がＬＥＤ光源であり、青色光を緑色光および赤色光に波長変換する蛍光体粒子が混合された非通水性材料を用いて前記ＬＥＤ光源がモールドされたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の照明装置。 2. The point light source is an LED light source, and the LED light source is molded using a non-water-permeable material mixed with phosphor particles that convert blue light into green light and red light. The illuminating device as described in any one of 10-10.

前記モールドの形状が半球状であることを特徴とする請求項１１に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 11, wherein the mold has a hemispherical shape.

非自発光型の表示素子と、前記表示素子を背後から照明するために設けられた請求項１〜１２のいずれかに記載の構成を有する照明装置を備えることを特徴とする表示装置。 A display device comprising: a non-self-luminous display element; and an illuminating device having a configuration according to claim 1 provided to illuminate the display element from behind.