JP2004288498A - 面状光源装置及び表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】導光板を用いないエッジライト方式を採用した実用的な面状光源装置を提供することを目的とする。
【解決手段】フレーム１の側壁に線状光源２が配置され、線状光源２からの出射光をフレーム１内面で反射して前方の開口面１０から出射させる面状光源装置１００において、フレーム１の内面が、線状光源２付近の反射面を後方へ傾斜させた第１傾斜部Ｒ１と、第１傾斜部Ｒ１よりも線状光源２から遠い反射面を第１傾斜部Ｒ１よりも緩やかに前方へ傾斜させた第２傾斜部Ｒ３とを有する。
【選択図】 図１
【解決手段】フレーム１の側壁に線状光源２が配置され、線状光源２からの出射光をフレーム１内面で反射して前方の開口面１０から出射させる面状光源装置１００において、フレーム１の内面が、線状光源２付近の反射面を後方へ傾斜させた第１傾斜部Ｒ１と、第１傾斜部Ｒ１よりも線状光源２から遠い反射面を第１傾斜部Ｒ１よりも緩やかに前方へ傾斜させた第２傾斜部Ｒ３とを有する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は面状光源装置及び表示装置に係り、更に詳しくは、文字、画像等の表示装置、例えば液晶表示装置において使用される面状光源装置及びこの面状光源装置を含む表示装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、他の表示装置に比べて、薄型、軽量、低消費電力などの特徴を有し、コンピュータをはじめ、携帯電話機などの携帯端末、カーナビゲーション端末などの表示装置として広く使用されている。液晶表示装置の場合、ピクセルごとの画像情報を再現する液晶パネルそれ自体は発光しないため光源装置が別途必要であり、通常、液晶表示装置は、液晶パネルの背面側から光を照射するバックライト装置と呼ばれる光源装置を備えている。
【０００３】
この様な表示装置では、表示領域に対して均一に光を照射する必要があることから、表示領域に応じた形状の発光面を有し、この発光面内における均一性が求められている。また、装置全体を薄型化、軽量化するために、光源装置の薄型化、軽量化が求められている。このため、この種の面状光源装置では、通常、線状光源を導光板の側面方向に配置するエッジライト方式が採用されている。
【０００４】
導光板は、側面からの入射光を導光板の前面及び背面で全反射させるとともに、この入射光を散乱させる散乱パターンが背面の所定位置に形成されている。また、導光板の背面側には反射シートが設けられている。このため、散乱パターンに応じて、入射光の一部を導光板の前面から出射させることができる。すなわち、導光板は、発光面内の輝度を均一にする機能を有している。
【０００５】
しかしながら、エッジライト方式を採用した面状光源装置の場合、その総重量に占める導光板の重量、並びに、総容量に占める導光板の容量の割合が少なくない。特に、表示装置の大画面化に応じて導光板も大きくなり、表示領域の大きさに応じて面状光源装置が重くなってしまうという問題があった。また、この方式では部品点数が多く、製造コストが高いという問題もあった。
【０００６】
導光板を使用しない従来の面状光源装置には、直下型と呼ばれる方式があった。直下型の面状光源装置は、発光面の直下に複数の光源を並べて配置する方式であり、光源が配置された明るい部分と、光源が配置されていない暗い部分とが、発光面内で視認でき、輝度ムラが生じるという問題があった。この場合、発光面に拡散板を配置することにより、輝度ムラをある程度緩和することはできるが、十分な均一性を確保することは困難であった。
【０００７】
また、導光板を使用しないエッジライト方式の面状光源装置が、従来から提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２）。しかしながら、いずれも現時点において実用化には至っていない。
【０００８】
図８は、従来の面状光源装置の一構成例を示した断面図であり、特許文献１に開示された面状光源装置の構成が示されている。この面状光源装置３００は、内面が不透明白色の箱型容器２０内に光源２を配置して構成される。箱型容器２０の前壁には開口面１０が設けられ、開口面１０に対向する後壁は、光源２から遠ざかるにしたがって漸次開口面１０に近づき、光源２から最も遠い部分で開口面１０からの距離の変化が最も大きくなるように滑らかで緩やかな凹状曲面に形成されている。
【０００９】
この面状光源装置３００は、内面が不透明白色であることから、光源２が後壁に写り込んで、発光面内で輝度ムラを生じさせるのを緩和することができる。つまり、導光板を用いることなく、発光面内の輝度を概ね均一にすることができると考えられる。しかしながら、後壁における反射率が低いことから、発光面において十分な輝度を得ることができないという問題がある。
【００１０】
また、図９は、従来の面状光源装置の他の一構成例を示した断面図であり、特許文献２に開示された面状光源装置の構成が示されている。この面状光源装置３０１の内部には、側縁に沿って光源２が配置され、上方の液晶表示装置５に対向するように拡散板３が配設されている。また、上方に光を反射する鏡面反射板２１が下側に配置され、光源２から離れるに従って高くなるように傾斜した白色反射板２２が鏡面反射板２１上の光源２から比較的遠い領域に配置されている。
【００１１】
この面状光源装置３０１では、光源２からの出射光の一部を直接に上方へ伝搬させ、他の一部は鏡面反射板２１で上方に向かって全反射させている。このため、光源からの出射光を、直接、あるいは、全反射後に発光面へ到達させることによって、発光面における輝度を確保していると考えられる。しかしながら、発光面内において、光源２自体又は鏡面反射板２１に写り込んだ光源が外部から視認可能になる。
【００１２】
また、光源からの出射光は、鏡面反射板２１によって比較的効率よく白色反射板２２へ伝達されると考えられる。しかしながら、反射率の低い白色反射板２２を光源から遠い領域に配置していることから、発光面内の光源から遠い領域では輝度が低下してしまう。
【００１３】
この様にして、面状光源装置３０１では、発光面内において光源２自体又は鏡面反射板２１に写り込んだ光源が視認され、また、光源からの距離によって発光面内で大きな輝度差が生じるために、激しい輝度ムラが発生するという問題があった。
【００１４】
【特許文献１】
特開平８−２８７７１０号
【特許文献２】
実開平５−８４９３７号（実願平３−４２３２８号）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した通り、従来の面状光源装置は、導光板を用いたエッジライト方式や、直下型が採用されている。導光板を必要としないエッジライト方式についても提案はされているが、表示装置などに使用可能な性能、例えば、発光面の輝度や均一性を確保することができず、実用化には至っていない。
【００１６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、導光板を用いないエッジライト方式を採用した実用的な面状光源装置を提供することを目的とする。また、このような面状光源装置を備えた表示装置を提供することを目的とする。
【００１７】
また、本発明は、導光板を用いないエッジサイト方式の面状光源装置において、発光面の輝度を向上させるとともに、その均一性を向上させた面状光源装置を提供することを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、導光板を用いることなく、光源付近と、光源から遠い領域との輝度差を低減し、発光面の均一性を向上させた面状光源装置を提供することを目的とする。特に、発光面内の光源から遠い領域における輝度を向上させ、あるいは、反射板への光源の写り込みを抑制し、発光面の均一性を向上させた面状光源装置を提供することを目的とする。
【００１９】
さらに、本発明は、面状光源装置のより一層の軽量化又は小型化を実現することを目的とする。また、製造コストを削減して面状光源装置を安価に提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明による面状光源装置は、反射板の端部に光源が配置され、光源からの出射光を反射板で反射して前方の開口面から出射させる面状光源装置であって、上記反射板が、光源付近の反射面を後方へ傾斜させた第１傾斜部と、第１傾斜部よりも光源から遠い反射面を第１傾斜部よりも緩やかに前方へ傾斜させた第２傾斜部とを有する。
【００２１】
第１傾斜部を光源付近に設けることにより、光源から第１傾斜部へ直接照射された光をより遠く反射させることができる。この反射光は、その後、第２傾斜部において前方へ反射され、開口面から出射される。従って、光源からの出射光を有効に利用し、開口面の輝度を高めることができる。また、開口面内の光源から遠い位置における輝度を向上させ、開口面内における輝度の均一性を向上させることができる。
【００２２】
また、本発明による面状光源装置は、上記第１傾斜部が、光源から直接照射された光を開口面へ反射しない傾斜角を有する。このような構成により、光源からの出射光が、光源付近の第１傾斜部において開口面へ向けて反射されるのを防止することができる。従って、光源が第１傾斜部に写りこむのを防止し、開口面内における均一性を向上させることができる。
【００２３】
また、本発明による面状光源装置は、上記反射板が第１傾斜部及び第２傾斜部の間に、光源からの出射光を拡散させる領域を備えて構成される。このような構成により、逆の傾斜方向を有する第１傾斜部及び第２傾斜部の間に光源が写り込むのを抑制し、開口面内における均一性を向上させることができる。
【００２４】
また、本発明による面状光源装置は、上記反射板が第１傾斜部及び第２傾斜部の間に、第１傾斜部よりも反射率の低い領域を備えて構成される。このような構成により、逆の傾斜方向を有する第１傾斜部及び第２傾斜部の間に光源が写り込むのを抑制し、開口面内における均一性を向上させることができる。
【００２５】
また、本発明による面状光源装置は、上記領域が、上記第１傾斜部及び第２傾斜部の間に設けられた開口面に平行な反射面からなる。このような構成により、開口面内の光源から遠い位置における輝度を向上させるとともに、光源が写り込むのを抑制し、開口面内における均一性を向上させることができる。
【００２６】
また、本発明による面状光源装置は、上記第２傾斜部が、光源から離れるに従って傾斜角が大きくなるとともに、光源側の一部に反射率の低い領域を有する。このような構成により、第２傾斜部における傾斜角の小さい領域に光源が写り込むのを抑制し、開口面内における均一性を向上させることができる。
【００２７】
また、本発明による面状光源装置は、反射板の異なる端部に第１光源及び第２光源が配置され、第１光源及び第２光源からの出射光を反射面上の第１反射領域及び第２反射領域でそれぞれ反射し、前方の開口面から出射させる面状光源装置であって、第１反射領域が、反射面を第１光源側に向けて前方へ傾斜させた傾斜部を有し、第２反射領域が、反射面を第２光源側に向けて前方へ傾斜させた傾斜部を有し、第１反射領域及び第２反射領域の傾斜部が、互いに隣接して配置され、各傾斜部が、隣接端部を含む一部に光源からの出射光を拡散させる拡散領域をそれぞれ有する。このような構成により、反射領域の境界付近の反射光を拡散させ、境界線が視認されるのを抑制し、開口面の均一性を向上させることができる。
【００２８】
また、本発明による面状光源装置は、第１反射領域及び第２反射領域の傾斜部が、隣接端部を含む一部について反射率の低い領域をそれぞれ有する。このような構成により、境界線が視認されるのを抑制し、開口面の均一性を向上させることができる。
【００２９】
また、本発明による面状光源装置は、上記光源を内蔵するとともに上記開口面が形成されたフレームと、開口面に取り付けられる拡散板を備え、上記反射面が、フレームの内面により形成される。このような構成により、面状光源装置を小型化することができる。また、部品数の削減及び製造工程の簡略化によって、コストダウンを図ることができる。
【００３０】
また、本発明による面状光源装置は、上記フレームが絶縁性素材からなり、上記反射板が導電性膜を形成したフレーム内面からなり、導電性膜が接地されている。このような構成により、光源駆動用のインバータ回路などから発生するノイズの表示装置への影響を低減することができる。
【００３１】
また、本発明による表示装置は、上記面状光源装置と、この面状光源装置の開口面に対向して配置された表示パネルとを備えて構成される。このような構成により、高品質の文字、画像などを表示させることができる。また、面状光源装置の軽量化又は小型化により、表示装置全体を軽量化又は小型化することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による面状光源装置の一構成例を示した図である。この面状光源装置１００は、フレーム１と、線状光源２と、拡散板３により構成される。
【００３３】
フレーム１は、外形が概ね箱型に成型された面状光源装置１００の本体である。フレーム１の内部には側壁に沿って線状光源２が配置され、フレーム１の前面には発光面としての開口部１０が形成され、この開口部１０には拡散板３が取り付けられている。また、フレーム１は、不透明白色の樹脂からなり、その内面には銀などの微細な粒子が塗布又は蒸着され、鏡面状態に加工されている。このため、線状光源２からの出射光は、フレーム１の内面で全反射され、拡散板３において拡散され、開口部１０から外部へ出射される。
【００３４】
線状光源２は、対向する側壁の近くにそれぞれ配置されており、フレーム１の内面はこれらの線状光源２から出射された光を開口面１０へ均一に出射させるため、各線状光源２の配置に応じた形状に加工されている。図１では、フレーム１の左右の側壁に沿って線状光源２が配置されており、フレーム１の内面形状は、それぞれが線状光源２に対応した２つの反射領域ＲＡからなり、各反射領域ＲＡはフレーム中央に関して線対称となっている。以下では、フレーム１の内面を反射面と呼び、図１を参照して左側の反射領域ＲＡについてのみ説明する。
【００３５】
フレーム１の内部は、線状光源２が配置されたランプ配設部ＬＰと、滑らかに後方へ傾斜させた第１傾斜部Ｒ１と、開口面に平行な平坦部Ｒ２と、滑らかに前方へ傾斜させた第２傾斜部Ｒ３からなる。
【００３６】
ランプ配設部ＬＰは、冷陰極管などの線状光源２が配置される側壁付近の領域である。鏡面状態に加工された側壁は、線状光源２から側壁方向へ出射された光をフレーム中央部へ全反射し、面状光源装置１００の輝度を向上させるランプリフレクタとしての機能を有している。
【００３７】
第１傾斜部Ｒ１は、ランプ配設部ＬＰに隣接した領域であり、反射面を線状光源２から離れるに従って後退させ、ランプ配設部ＬＰとは反対側へ反射面を向けるように傾けた傾斜部であり、反射面が線状光源２よりも後方に位置している。このため、線状光源２からの光をフレーム１の中央方向へ全反射し、より遠くへ伝搬させることができる。また、より多くの光を伝搬させるため、第１傾斜部Ｒ１の反射面は、鏡面状態に加工されている。
【００３８】
例えば、第１傾斜部Ｒ１は２次曲線とすることができ、Ｘを線状光源２からの距離（ただし０≦Ｘ≦ＬＲ１）、Ｙを最も後方の反射面を基準とした前方（開口面１０への方向）への変位量、ｋ１及びＬＲ１を定数とすれば、第１傾斜部Ｒ１の反射面は次式で表すことができる。
Ｙ＝ｋ１×（ＬＲ１−Ｘ）２ （１）
【００３９】
第１傾斜部Ｒ１は線状光源２に近いため、線状光源２から直接到達した光はその強度が高い。このため、この光を開口部１０へ向けて反射すれば、開口面１０内に局所的に明るい部分が生じてしまう。このときの開口面１０を外部から見れば、第１傾斜部Ｒ１に線状光源２が写り込んだ状態となっている。従って、第１傾斜部Ｒ１の傾斜角は、線状光源２から直接到達した光を開口部１０へ向けて反射しない角度となるように予め調整しておく必要がある。このような傾斜角を採用することにより、第１傾斜部Ｒ１への線状光源２の写り込みを防止しつつ、線状光源２からの出射光を第２傾斜部Ｒ３へ伝搬することができる。
【００４０】
第２傾斜部Ｒ３は、フレーム１の中央部の領域であり、線状光源２ごとの反射領域ＲＡ内では、線状光源２から最も遠い位置に設けられている。この第２傾斜部Ｒ３は、反射面を線状光源２から離れるに従って前進させ、線状光源２側へ反射面を向けるように傾けた傾斜部であり、線状光源２、第１傾斜部Ｒ１及び平坦部Ｒ２から到来した光を開口部１０に向けて反射している。また、第２傾斜部Ｒ３は、第１傾斜部Ｒ１よりも緩やかな傾斜からなる。すなわち、平均的な傾斜角は、第１傾斜部Ｒ１よりも第２傾斜部Ｒ３のほうが小さく、第２傾斜部Ｒ３は、反射領域ＲＡの大部分を占めている。
【００４１】
例えば、第２傾斜部Ｒ３は２次曲線とすることができ、Ｘを線状光源２からの距離（ただしＬＲ３≦Ｘ）、Ｙを最も後方の反射面を基準とした前方への変位量、ｋ２（ただしｋ２＜ｋ１）及びＬＲ３を定数とすれば、第２傾斜部Ｒ３の反射面は次式で表すことができる。
Ｙ＝ｋ２×（Ｘ−ＬＲ３）２ （２）
【００４２】
フレーム１の中央部は線状光源２から遠いため、線状光源２付近に比べて、輝度が低下してしまう。このため、線状光源２から第２傾斜部Ｒ３へ直接到達した光、並びに、第１傾斜部Ｒ１及び平坦部Ｒ２で反射され到来した光を第２傾斜部Ｒ３において開口面１０へ向けて反射することにより、フレーム１の中央部の輝度を高めることができる。すなわち、線状光源２からの距離によって生じる開口面１０内の輝度差を修正し、開口面１０内における均一性を向上させることができる。
【００４３】
第２傾斜部Ｒ３の反射面は、フレーム１の中央部の輝度を高めるために鏡面状態に加工されるが、図１における頂角Ｐ付近の一部の領域は、鏡面加工されずに残され、不透明白色からなる拡散領域Ｒ４とされる。この頂角Ｐは、隣接する反射領域ＲＡの境界線であり、フレーム１のほぼ中央に位置している。この境界線Ｐ付近では、左右両側から到来する光が干渉し、開口面１０を外部から見た場合に、この境界線Ｐが視認されるという問題が生ずる。このため、第２傾斜部Ｒ３を鏡面状態に加工する際、この境界線Ｐから所定幅だけは拡散領域のまま残すことによって、開口面１０の中央部付近の輝度を高めつつ、隣接する反射領域ＲＡの境界線Ｐが視認されないようにすることができる。
【００４４】
平坦部Ｒ２は、第１傾斜部Ｒ１及び第２傾斜部Ｒ３の間に位置する開口面１０に平行な反射面からなる領域である。上述した通り、反射領域ＲＡの大部分を第２傾斜部Ｒ３が占めている。このため、この平坦部Ｒ２は、線状光源２に比較的近い位置に設けられており、線状光源２から到達する光の強度が高い。従って、この平坦部Ｒ２に線状光源２が写り込まれないように、平坦部Ｒ２は、鏡面加工が行われず、不透明白色の拡散領域として残される。なお、平坦部Ｒ３の全てを拡散領域とすることが望ましいが、少なくとも一部を拡散領域とすることにより、輝度ムラの発生を抑制することができる。
【００４５】
ここで、各領域Ｒ１〜Ｒ４の反射率について説明する。鏡面加工されている反射面（すなわち、拡散領域Ｒ２及びＲ４を除くフレーム１の全内面）における反射率は９９％以上とすることができる。これに対し、不透明白色からなる拡散領域Ｒ２及びＲ４は、光を散乱させるだけでなく、その反射率が他の領域より低くなり、例えば９０％程度となる。
【００４６】
このため、線状光源２からの光が、拡散領域において複数回反射したとすれば、その強度は著しく低下する。従って、フレーム１内面の広範囲を拡散領域にした場合には、開口面１０において十分な輝度を確保することが困難になる。つまり、輝度を向上させるという観点からは、できるだけ鏡面領域を増やし、拡散領域を少なくする必要がある。
【００４７】
その一方で、平坦部Ｒ２への線状光源２の写り込みや、境界線Ｐの写り込みによる輝度ムラは抑制する必要がある。このため、領域Ｒ２及びＲ４のみを拡散領域とし、その他の領域を鏡面領域とすることにより、輝度ムラの発生を抑制しつつ、十分な輝度を確保することが可能となる。
【００４８】
なお、領域Ｒ２及びＲ４を拡散領域ではない低反射率の領域とすることもでき、この場合も同様にして輝度ムラを抑制することができる。ただし、拡散領域にした方が、同じ輝度ムラの低減効果を得るために失われる輝度を小さくすることができるので望ましい。
【００４９】
図２は、拡散板３を取り外して図１の面状光源装置１００を開口面１０側から見た場合の様子を示した図であり、拡散領域Ｒ２，Ｒ４には斜線が付されている。また、図３は、図１の面状光源装置を組み立てる際の様子を示した斜視図である。線状光源２は、その両端に樹脂又はゴム等からなる光源保持部材４が取り付けられ、フレーム１のランプ配設部ＬＰに収納される。これらの線状光源２には、外部から電源が供給するための給電線（不図示）が接続される。その後、拡散板３が開口部に取り付けられて面状光源装置が完成する。
【００５０】
従来の面状光源装置は、フレーム１内に反射板、導光板、線状光源、ランプリフレクタ等を収納して構成されている。このため、部品数が多く組立工程も複雑であり、コストの削減が困難であるとともに、軽量化及び小型化が容易ではなかった。これに対し、この面状光源装置は導光板を必要としない。また、フレーム１の内面をランプリフレクタ及び反射板として機能させ、独立した部品としてランプリフレクタ及び反射板を必要としない。このため、部品数を削減できるとともに、図２に示したように組立工程を簡略化でき、製造コストを大幅に削減することができる。また、面状光源装置を大幅に軽量化することができ、薄型化も容易に実現することができる。
【００５１】
本実施の形態によれば、第１傾斜部Ｒ１を光源付近に設けているため、線状光源２から第１傾斜部Ｒ１へ直接照射された光をフレーム１の中央へ反射させることができる。そして、この反射光が、第２傾斜部Ｒ３において前方へ反射され、開口面１０から出射される。従って、線状光源２からの出射光を有効に利用し、開口面１０の輝度を高めることができる。また、開口面１０内の光源から遠い位置における輝度を向上させ、開口面１０内における均一性を向上させることができる。
【００５２】
また、本実施の形態によれば、第１傾斜部Ｒ１が、線状光源２から直接照射された光を開口面１０へ反射しない傾斜角を有する。このため、第１傾斜部Ｒ１に線状光源２が写り込むのを防止し、開口面１０内における均一性を向上させることができる。
【００５３】
また、本実施の形態によれば、第１傾斜部Ｒ１及び第２傾斜部Ｒ３の間の平坦部Ｒ２を拡散領域又は低反射率の領域としている。このため、光源に比較的近い平坦部Ｒ２に線状光源２が写り込むのを防止し、開口面１０内における均一性を向上させることができる。
【００５４】
また、本実施の形態によれば、第２傾斜部Ｒ３を鏡面状態とするとともに、隣接する反射領域ＲＡの境界線Ｐを含む第２傾斜部Ｒ３の一部を拡散領域又は低反射率の領域としているため、境界線が視認されるのを抑制し、開口面１０内における均一性を向上させることができる。
【００５５】
この様にして、実用的な面状光源装置、例えば、表示装置のバックライト装置として使用可能な特性を有する面状光源装置を導光板を用いることなく、かつ、エッジライト方式により実現することができる。したがって、より軽量又はより小型の面状光源装置及びこの面状光源装置を備えた表示装置を提供することができる。また、これらの製造コストを低減することができる。
【００５６】
なお、本実施の形態では、不透明白色の樹脂からなるフレームの内面に金属微粒子の蒸着などを行って、その一部を鏡面状態に加工する場合について説明したが、本発明はこのような場合に限定されない。例えば、金属からなるフレームの鏡面状態の内面に拡散反射テープを貼付して、その一部を拡散領域に加工してもよい。
【００５７】
実施の形態２．
実施の形態１では、第１傾斜部Ｒ１と第２傾斜部Ｒ３の間に平坦部Ｒ２がある場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、平坦部Ｒ２を有しない場合について説明する。
【００５８】
図４は、本発明の実施の形態２による面状光源装置１０１の一構成例を示した図である。この面状光源装置１０１は、平坦部Ｒ２を介さず、第１傾斜部Ｒ１及び第２傾斜部Ｒ３が連続して形成されている。第１傾斜部Ｒ１及び第２傾斜部Ｒ３は、互いに逆方向に傾斜する傾斜部である。このため、平坦部Ｒ２が存在しているか否かにかかわらず、第１傾斜部Ｒ１及び第２傾斜部Ｒ３の境界付近には、線状光源２が写り込む領域が存在している。
【００５９】
第１傾斜部Ｒ１と、第２傾斜部Ｒ３とを滑らかに連続させた場合、第２傾斜部Ｒ３の一部の領域、すなわち、第１傾斜部Ｒ１側の傾斜角の比較的小さい領域Ｒ５に線状光源２が写り込むことになる。このため、この領域Ｒ５については鏡面加工を行わず、不透明白色からなる拡散領域とすることにより、第２傾斜部Ｒ３の一部に線状光源２が写り込むのを防止することができる。なお、実施の形態１の場合と同様、この領域Ｒ５を低反射率の領域とすることもできる。
【００６０】
本実施の形態によれば、第２傾斜部Ｒ３の線状光源２側の一部を拡散領域又は低反射率の領域とすることにより、第２傾斜部Ｒ３に線状光源２が写り込むのを防止し、開口面１０内における均一性を向上させることができる。
【００６１】
なお、本実施の形態では、平坦部Ｒ２を介さず、第１傾斜部Ｒ１及び第２傾斜部Ｒ３が連続して形成されている場合について説明したが、平坦部Ｒ２が存在する場合であっても、第２傾斜部Ｒ３の一部に線状光源２が写り込む場合には、その領域を拡散領域とすることにより、同様に作用効果が得られる。
【００６２】
実施の形態３．
実施の形態１及び２では、フレーム１の対向する両側壁に線状光源２をそれぞれ配置した面状光源装置１００，１０１の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、フレーム１の対向する一方の側壁にのみ線状光源２を配置した面状光源装置について説明する。
【００６３】
図５は、本発明の実施の形態３による面状光源装置１０２の一構成例を示した断面図である。この面状光源装置１０２は、一方の側壁にのみ線状光源２が配置されているため、フレーム１の内面が、図１（実施の形態１）における１つの反射領域ＲＡのみで構成されている。また、実施の形態１と比較すれば、境界線Ｐが存在しないため、第２傾斜部Ｒ３の全領域が鏡面加工されており、拡散領域Ｒ４が設けられていない。ただし、実施の形態２と同様、第２傾斜部Ｒ３の第１傾斜部Ｒ１側の一部は、必要に応じて拡散領域Ｒ５とすることができる。
【００６４】
本実施の形態によれば、フレーム１の対向する一方の側壁のみに線状光源２を配置する面状光源装置についても、導光板を用いることなく、エッジライト方式により実現することができる。
【００６５】
実施の形態４．
上記の各実施の形態では、本発明による面状光源装置について説明したが、本実施の形態では、これらの面状光源装置を用いた表示装置について説明する。
【００６６】
図６は、本発明の実施の形態４による表示装置の要部の一構成例を示した断面図であり、液晶表示モジュール２００の構成が示されている。この液晶表示モジュール２００は、インターフェース回路などを取り付けることによって表示装置として機能する。また、この液晶表示モジュール２００は、面状光源装置１００に液晶パネル５を載せ、金属製の前面筐体６で固定して構成される。液晶パネル５は、その背面を面状光源装置１００の開口面１０に対向させ、その表示領域が面状光源装置１００の開口面１０に対応するように配置される。
【００６７】
図７は、図６の液晶モジュール２００を組み立てる際の様子を示した図である。まず、面状光源装置１００に液晶パネル５を載せた後、前面筐体６と面状光源装置１００のフレーム１が嵌合され、液晶モジュール２００が完成する。
【００６８】
このような液晶モジュール２００では、冷陰極管を駆動するインバータ回路から電磁波が放出されノイズとなる。このようなノイズの影響によって、液晶パネル５の表示画面上に、本来の表示画像には含まれない横スジが表示されることがある。特に、面状光源装置１００のフレーム１に樹脂などの絶縁性素材を用いた場合に、このような異常が生じやすい。
【００６９】
このため、フレーム１が絶縁性素材からなる場合には、フレーム１の内面に導電性膜を形成することにより鏡面加工し、この導電性膜を接地しておけば、そのシールド効果により、上記異常の発生を抑制することができる。導電性膜の接地は、例えば、導電性膜を前面筐体６に電気的に接続することにより行われる。
【００７０】
なお、本実施の形態では、液晶表示装置の例について説明したが、本発明は、このような場合に限定されない。すなわち、面状光源装置が必要となる種々の表示装置に本発明を適用することができる。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、第１傾斜部が光源の出射光をより遠くへ反射させ、第２傾斜部がこの反射光を開口面から出射している。このため、光源からの出射光を有効に利用し、開口面の輝度を高めることができる。また、開口部内の光源から遠い位置における輝度を向上させ、開口面内における輝度の均一性を向上させることができる。
【００７２】
また、本発明によれば、第１傾斜部が光源から直接照射された光を開口部へ反射しない傾斜角を有し、光源が第１傾斜部に写りこむのを防止している。従って、開口面内の均一性を損なうことなく、開口面の輝度を向上させることできる。
【００７３】
また、本発明によれば、第１傾斜部及び第２傾斜部の間に、光源からの出射光を拡散させる領域、あるいは、第１傾斜部よりも反射率の低い領域を設け、当該領域に光源が写り込むのを抑制している。このため、開口面内の均一性を向上させることができる。
【００７４】
また、本発明によれば、光源ごとの各反射領域において光源光を開口面へ反射する各傾斜部が、他の反射領域と隣接する端部を含む一部に光源からの出射光を拡散させる領域、あるいは、低反射率の領域をそれぞれ有している。このため、反射領域の境界線が視認されるのを抑制し、開口面の均一性を向上させることができる。
【００７５】
この様にして、導光板を用いない面状光源装置において、表示装置のバックライト装置等に求められる性能、例えば、開口面における輝度やその均一性を確保することができる。従って、より軽量又はより小型の面状光源装置及びこの面状光源装置を備えた表示装置を提供することができる。また、これらの製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による面状光源装置１００の一構成例を示した図である。
【図２】拡散板３を取り外して図１の面状光源装置１００を開口面１０側から見た場合の様子を示した図である。
【図３】図１の面状光源装置１００を組み立てる際の様子を示した斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態２による面状光源装置１０１の一構成例を示した図である。
【図５】本発明の実施の形態３による面状光源装置１０２の一構成例を示した断面図である。
【図６】本発明の実施の形態４による表示装置の要部の一構成例を示した断面図であり、液晶モジュール２００の構成が示されている。
【図７】図６の液晶モジュール２００を組み立てる際の様子を示した図である。
【図８】従来の面状光源装置の一構成例を示した断面図である。
【図９】従来の面状光源装置の他の一構成例を示した断面図である。
【符号の説明】
１００〜１０２ 面状光源装置
２００ 液晶モジュール
１ フレーム
２ 線状光源
３ 拡散板
４ 光源保持部材
５ 液晶パネル
６ 前面筐体
１０ 開口面
ＬＰ ランプ配設部
Ｒ１ 第１傾斜部
Ｒ２ 平坦部
Ｒ３ 第２傾斜部
Ｒ４，Ｒ５ 第２傾斜部の拡散領域
ＲＡ 反射領域
Ｐ 反射領域の境界線（頂角）
【発明の属する技術分野】
本発明は面状光源装置及び表示装置に係り、更に詳しくは、文字、画像等の表示装置、例えば液晶表示装置において使用される面状光源装置及びこの面状光源装置を含む表示装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、他の表示装置に比べて、薄型、軽量、低消費電力などの特徴を有し、コンピュータをはじめ、携帯電話機などの携帯端末、カーナビゲーション端末などの表示装置として広く使用されている。液晶表示装置の場合、ピクセルごとの画像情報を再現する液晶パネルそれ自体は発光しないため光源装置が別途必要であり、通常、液晶表示装置は、液晶パネルの背面側から光を照射するバックライト装置と呼ばれる光源装置を備えている。
【０００３】
この様な表示装置では、表示領域に対して均一に光を照射する必要があることから、表示領域に応じた形状の発光面を有し、この発光面内における均一性が求められている。また、装置全体を薄型化、軽量化するために、光源装置の薄型化、軽量化が求められている。このため、この種の面状光源装置では、通常、線状光源を導光板の側面方向に配置するエッジライト方式が採用されている。
【０００４】
導光板は、側面からの入射光を導光板の前面及び背面で全反射させるとともに、この入射光を散乱させる散乱パターンが背面の所定位置に形成されている。また、導光板の背面側には反射シートが設けられている。このため、散乱パターンに応じて、入射光の一部を導光板の前面から出射させることができる。すなわち、導光板は、発光面内の輝度を均一にする機能を有している。
【０００５】
しかしながら、エッジライト方式を採用した面状光源装置の場合、その総重量に占める導光板の重量、並びに、総容量に占める導光板の容量の割合が少なくない。特に、表示装置の大画面化に応じて導光板も大きくなり、表示領域の大きさに応じて面状光源装置が重くなってしまうという問題があった。また、この方式では部品点数が多く、製造コストが高いという問題もあった。
【０００６】
導光板を使用しない従来の面状光源装置には、直下型と呼ばれる方式があった。直下型の面状光源装置は、発光面の直下に複数の光源を並べて配置する方式であり、光源が配置された明るい部分と、光源が配置されていない暗い部分とが、発光面内で視認でき、輝度ムラが生じるという問題があった。この場合、発光面に拡散板を配置することにより、輝度ムラをある程度緩和することはできるが、十分な均一性を確保することは困難であった。
【０００７】
また、導光板を使用しないエッジライト方式の面状光源装置が、従来から提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２）。しかしながら、いずれも現時点において実用化には至っていない。
【０００８】
図８は、従来の面状光源装置の一構成例を示した断面図であり、特許文献１に開示された面状光源装置の構成が示されている。この面状光源装置３００は、内面が不透明白色の箱型容器２０内に光源２を配置して構成される。箱型容器２０の前壁には開口面１０が設けられ、開口面１０に対向する後壁は、光源２から遠ざかるにしたがって漸次開口面１０に近づき、光源２から最も遠い部分で開口面１０からの距離の変化が最も大きくなるように滑らかで緩やかな凹状曲面に形成されている。
【０００９】
この面状光源装置３００は、内面が不透明白色であることから、光源２が後壁に写り込んで、発光面内で輝度ムラを生じさせるのを緩和することができる。つまり、導光板を用いることなく、発光面内の輝度を概ね均一にすることができると考えられる。しかしながら、後壁における反射率が低いことから、発光面において十分な輝度を得ることができないという問題がある。
【００１０】
また、図９は、従来の面状光源装置の他の一構成例を示した断面図であり、特許文献２に開示された面状光源装置の構成が示されている。この面状光源装置３０１の内部には、側縁に沿って光源２が配置され、上方の液晶表示装置５に対向するように拡散板３が配設されている。また、上方に光を反射する鏡面反射板２１が下側に配置され、光源２から離れるに従って高くなるように傾斜した白色反射板２２が鏡面反射板２１上の光源２から比較的遠い領域に配置されている。
【００１１】
この面状光源装置３０１では、光源２からの出射光の一部を直接に上方へ伝搬させ、他の一部は鏡面反射板２１で上方に向かって全反射させている。このため、光源からの出射光を、直接、あるいは、全反射後に発光面へ到達させることによって、発光面における輝度を確保していると考えられる。しかしながら、発光面内において、光源２自体又は鏡面反射板２１に写り込んだ光源が外部から視認可能になる。
【００１２】
また、光源からの出射光は、鏡面反射板２１によって比較的効率よく白色反射板２２へ伝達されると考えられる。しかしながら、反射率の低い白色反射板２２を光源から遠い領域に配置していることから、発光面内の光源から遠い領域では輝度が低下してしまう。
【００１３】
この様にして、面状光源装置３０１では、発光面内において光源２自体又は鏡面反射板２１に写り込んだ光源が視認され、また、光源からの距離によって発光面内で大きな輝度差が生じるために、激しい輝度ムラが発生するという問題があった。
【００１４】
【特許文献１】
特開平８−２８７７１０号
【特許文献２】
実開平５−８４９３７号（実願平３−４２３２８号）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した通り、従来の面状光源装置は、導光板を用いたエッジライト方式や、直下型が採用されている。導光板を必要としないエッジライト方式についても提案はされているが、表示装置などに使用可能な性能、例えば、発光面の輝度や均一性を確保することができず、実用化には至っていない。
【００１６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、導光板を用いないエッジライト方式を採用した実用的な面状光源装置を提供することを目的とする。また、このような面状光源装置を備えた表示装置を提供することを目的とする。
【００１７】
また、本発明は、導光板を用いないエッジサイト方式の面状光源装置において、発光面の輝度を向上させるとともに、その均一性を向上させた面状光源装置を提供することを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、導光板を用いることなく、光源付近と、光源から遠い領域との輝度差を低減し、発光面の均一性を向上させた面状光源装置を提供することを目的とする。特に、発光面内の光源から遠い領域における輝度を向上させ、あるいは、反射板への光源の写り込みを抑制し、発光面の均一性を向上させた面状光源装置を提供することを目的とする。
【００１９】
さらに、本発明は、面状光源装置のより一層の軽量化又は小型化を実現することを目的とする。また、製造コストを削減して面状光源装置を安価に提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明による面状光源装置は、反射板の端部に光源が配置され、光源からの出射光を反射板で反射して前方の開口面から出射させる面状光源装置であって、上記反射板が、光源付近の反射面を後方へ傾斜させた第１傾斜部と、第１傾斜部よりも光源から遠い反射面を第１傾斜部よりも緩やかに前方へ傾斜させた第２傾斜部とを有する。
【００２１】
第１傾斜部を光源付近に設けることにより、光源から第１傾斜部へ直接照射された光をより遠く反射させることができる。この反射光は、その後、第２傾斜部において前方へ反射され、開口面から出射される。従って、光源からの出射光を有効に利用し、開口面の輝度を高めることができる。また、開口面内の光源から遠い位置における輝度を向上させ、開口面内における輝度の均一性を向上させることができる。
【００２２】
また、本発明による面状光源装置は、上記第１傾斜部が、光源から直接照射された光を開口面へ反射しない傾斜角を有する。このような構成により、光源からの出射光が、光源付近の第１傾斜部において開口面へ向けて反射されるのを防止することができる。従って、光源が第１傾斜部に写りこむのを防止し、開口面内における均一性を向上させることができる。
【００２３】
また、本発明による面状光源装置は、上記反射板が第１傾斜部及び第２傾斜部の間に、光源からの出射光を拡散させる領域を備えて構成される。このような構成により、逆の傾斜方向を有する第１傾斜部及び第２傾斜部の間に光源が写り込むのを抑制し、開口面内における均一性を向上させることができる。
【００２４】
また、本発明による面状光源装置は、上記反射板が第１傾斜部及び第２傾斜部の間に、第１傾斜部よりも反射率の低い領域を備えて構成される。このような構成により、逆の傾斜方向を有する第１傾斜部及び第２傾斜部の間に光源が写り込むのを抑制し、開口面内における均一性を向上させることができる。
【００２５】
また、本発明による面状光源装置は、上記領域が、上記第１傾斜部及び第２傾斜部の間に設けられた開口面に平行な反射面からなる。このような構成により、開口面内の光源から遠い位置における輝度を向上させるとともに、光源が写り込むのを抑制し、開口面内における均一性を向上させることができる。
【００２６】
また、本発明による面状光源装置は、上記第２傾斜部が、光源から離れるに従って傾斜角が大きくなるとともに、光源側の一部に反射率の低い領域を有する。このような構成により、第２傾斜部における傾斜角の小さい領域に光源が写り込むのを抑制し、開口面内における均一性を向上させることができる。
【００２７】
また、本発明による面状光源装置は、反射板の異なる端部に第１光源及び第２光源が配置され、第１光源及び第２光源からの出射光を反射面上の第１反射領域及び第２反射領域でそれぞれ反射し、前方の開口面から出射させる面状光源装置であって、第１反射領域が、反射面を第１光源側に向けて前方へ傾斜させた傾斜部を有し、第２反射領域が、反射面を第２光源側に向けて前方へ傾斜させた傾斜部を有し、第１反射領域及び第２反射領域の傾斜部が、互いに隣接して配置され、各傾斜部が、隣接端部を含む一部に光源からの出射光を拡散させる拡散領域をそれぞれ有する。このような構成により、反射領域の境界付近の反射光を拡散させ、境界線が視認されるのを抑制し、開口面の均一性を向上させることができる。
【００２８】
また、本発明による面状光源装置は、第１反射領域及び第２反射領域の傾斜部が、隣接端部を含む一部について反射率の低い領域をそれぞれ有する。このような構成により、境界線が視認されるのを抑制し、開口面の均一性を向上させることができる。
【００２９】
また、本発明による面状光源装置は、上記光源を内蔵するとともに上記開口面が形成されたフレームと、開口面に取り付けられる拡散板を備え、上記反射面が、フレームの内面により形成される。このような構成により、面状光源装置を小型化することができる。また、部品数の削減及び製造工程の簡略化によって、コストダウンを図ることができる。
【００３０】
また、本発明による面状光源装置は、上記フレームが絶縁性素材からなり、上記反射板が導電性膜を形成したフレーム内面からなり、導電性膜が接地されている。このような構成により、光源駆動用のインバータ回路などから発生するノイズの表示装置への影響を低減することができる。
【００３１】
また、本発明による表示装置は、上記面状光源装置と、この面状光源装置の開口面に対向して配置された表示パネルとを備えて構成される。このような構成により、高品質の文字、画像などを表示させることができる。また、面状光源装置の軽量化又は小型化により、表示装置全体を軽量化又は小型化することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による面状光源装置の一構成例を示した図である。この面状光源装置１００は、フレーム１と、線状光源２と、拡散板３により構成される。
【００３３】
フレーム１は、外形が概ね箱型に成型された面状光源装置１００の本体である。フレーム１の内部には側壁に沿って線状光源２が配置され、フレーム１の前面には発光面としての開口部１０が形成され、この開口部１０には拡散板３が取り付けられている。また、フレーム１は、不透明白色の樹脂からなり、その内面には銀などの微細な粒子が塗布又は蒸着され、鏡面状態に加工されている。このため、線状光源２からの出射光は、フレーム１の内面で全反射され、拡散板３において拡散され、開口部１０から外部へ出射される。
【００３４】
線状光源２は、対向する側壁の近くにそれぞれ配置されており、フレーム１の内面はこれらの線状光源２から出射された光を開口面１０へ均一に出射させるため、各線状光源２の配置に応じた形状に加工されている。図１では、フレーム１の左右の側壁に沿って線状光源２が配置されており、フレーム１の内面形状は、それぞれが線状光源２に対応した２つの反射領域ＲＡからなり、各反射領域ＲＡはフレーム中央に関して線対称となっている。以下では、フレーム１の内面を反射面と呼び、図１を参照して左側の反射領域ＲＡについてのみ説明する。
【００３５】
フレーム１の内部は、線状光源２が配置されたランプ配設部ＬＰと、滑らかに後方へ傾斜させた第１傾斜部Ｒ１と、開口面に平行な平坦部Ｒ２と、滑らかに前方へ傾斜させた第２傾斜部Ｒ３からなる。
【００３６】
ランプ配設部ＬＰは、冷陰極管などの線状光源２が配置される側壁付近の領域である。鏡面状態に加工された側壁は、線状光源２から側壁方向へ出射された光をフレーム中央部へ全反射し、面状光源装置１００の輝度を向上させるランプリフレクタとしての機能を有している。
【００３７】
第１傾斜部Ｒ１は、ランプ配設部ＬＰに隣接した領域であり、反射面を線状光源２から離れるに従って後退させ、ランプ配設部ＬＰとは反対側へ反射面を向けるように傾けた傾斜部であり、反射面が線状光源２よりも後方に位置している。このため、線状光源２からの光をフレーム１の中央方向へ全反射し、より遠くへ伝搬させることができる。また、より多くの光を伝搬させるため、第１傾斜部Ｒ１の反射面は、鏡面状態に加工されている。
【００３８】
例えば、第１傾斜部Ｒ１は２次曲線とすることができ、Ｘを線状光源２からの距離（ただし０≦Ｘ≦ＬＲ１）、Ｙを最も後方の反射面を基準とした前方（開口面１０への方向）への変位量、ｋ１及びＬＲ１を定数とすれば、第１傾斜部Ｒ１の反射面は次式で表すことができる。
Ｙ＝ｋ１×（ＬＲ１−Ｘ）２ （１）
【００３９】
第１傾斜部Ｒ１は線状光源２に近いため、線状光源２から直接到達した光はその強度が高い。このため、この光を開口部１０へ向けて反射すれば、開口面１０内に局所的に明るい部分が生じてしまう。このときの開口面１０を外部から見れば、第１傾斜部Ｒ１に線状光源２が写り込んだ状態となっている。従って、第１傾斜部Ｒ１の傾斜角は、線状光源２から直接到達した光を開口部１０へ向けて反射しない角度となるように予め調整しておく必要がある。このような傾斜角を採用することにより、第１傾斜部Ｒ１への線状光源２の写り込みを防止しつつ、線状光源２からの出射光を第２傾斜部Ｒ３へ伝搬することができる。
【００４０】
第２傾斜部Ｒ３は、フレーム１の中央部の領域であり、線状光源２ごとの反射領域ＲＡ内では、線状光源２から最も遠い位置に設けられている。この第２傾斜部Ｒ３は、反射面を線状光源２から離れるに従って前進させ、線状光源２側へ反射面を向けるように傾けた傾斜部であり、線状光源２、第１傾斜部Ｒ１及び平坦部Ｒ２から到来した光を開口部１０に向けて反射している。また、第２傾斜部Ｒ３は、第１傾斜部Ｒ１よりも緩やかな傾斜からなる。すなわち、平均的な傾斜角は、第１傾斜部Ｒ１よりも第２傾斜部Ｒ３のほうが小さく、第２傾斜部Ｒ３は、反射領域ＲＡの大部分を占めている。
【００４１】
例えば、第２傾斜部Ｒ３は２次曲線とすることができ、Ｘを線状光源２からの距離（ただしＬＲ３≦Ｘ）、Ｙを最も後方の反射面を基準とした前方への変位量、ｋ２（ただしｋ２＜ｋ１）及びＬＲ３を定数とすれば、第２傾斜部Ｒ３の反射面は次式で表すことができる。
Ｙ＝ｋ２×（Ｘ−ＬＲ３）２ （２）
【００４２】
フレーム１の中央部は線状光源２から遠いため、線状光源２付近に比べて、輝度が低下してしまう。このため、線状光源２から第２傾斜部Ｒ３へ直接到達した光、並びに、第１傾斜部Ｒ１及び平坦部Ｒ２で反射され到来した光を第２傾斜部Ｒ３において開口面１０へ向けて反射することにより、フレーム１の中央部の輝度を高めることができる。すなわち、線状光源２からの距離によって生じる開口面１０内の輝度差を修正し、開口面１０内における均一性を向上させることができる。
【００４３】
第２傾斜部Ｒ３の反射面は、フレーム１の中央部の輝度を高めるために鏡面状態に加工されるが、図１における頂角Ｐ付近の一部の領域は、鏡面加工されずに残され、不透明白色からなる拡散領域Ｒ４とされる。この頂角Ｐは、隣接する反射領域ＲＡの境界線であり、フレーム１のほぼ中央に位置している。この境界線Ｐ付近では、左右両側から到来する光が干渉し、開口面１０を外部から見た場合に、この境界線Ｐが視認されるという問題が生ずる。このため、第２傾斜部Ｒ３を鏡面状態に加工する際、この境界線Ｐから所定幅だけは拡散領域のまま残すことによって、開口面１０の中央部付近の輝度を高めつつ、隣接する反射領域ＲＡの境界線Ｐが視認されないようにすることができる。
【００４４】
平坦部Ｒ２は、第１傾斜部Ｒ１及び第２傾斜部Ｒ３の間に位置する開口面１０に平行な反射面からなる領域である。上述した通り、反射領域ＲＡの大部分を第２傾斜部Ｒ３が占めている。このため、この平坦部Ｒ２は、線状光源２に比較的近い位置に設けられており、線状光源２から到達する光の強度が高い。従って、この平坦部Ｒ２に線状光源２が写り込まれないように、平坦部Ｒ２は、鏡面加工が行われず、不透明白色の拡散領域として残される。なお、平坦部Ｒ３の全てを拡散領域とすることが望ましいが、少なくとも一部を拡散領域とすることにより、輝度ムラの発生を抑制することができる。
【００４５】
ここで、各領域Ｒ１〜Ｒ４の反射率について説明する。鏡面加工されている反射面（すなわち、拡散領域Ｒ２及びＲ４を除くフレーム１の全内面）における反射率は９９％以上とすることができる。これに対し、不透明白色からなる拡散領域Ｒ２及びＲ４は、光を散乱させるだけでなく、その反射率が他の領域より低くなり、例えば９０％程度となる。
【００４６】
このため、線状光源２からの光が、拡散領域において複数回反射したとすれば、その強度は著しく低下する。従って、フレーム１内面の広範囲を拡散領域にした場合には、開口面１０において十分な輝度を確保することが困難になる。つまり、輝度を向上させるという観点からは、できるだけ鏡面領域を増やし、拡散領域を少なくする必要がある。
【００４７】
その一方で、平坦部Ｒ２への線状光源２の写り込みや、境界線Ｐの写り込みによる輝度ムラは抑制する必要がある。このため、領域Ｒ２及びＲ４のみを拡散領域とし、その他の領域を鏡面領域とすることにより、輝度ムラの発生を抑制しつつ、十分な輝度を確保することが可能となる。
【００４８】
なお、領域Ｒ２及びＲ４を拡散領域ではない低反射率の領域とすることもでき、この場合も同様にして輝度ムラを抑制することができる。ただし、拡散領域にした方が、同じ輝度ムラの低減効果を得るために失われる輝度を小さくすることができるので望ましい。
【００４９】
図２は、拡散板３を取り外して図１の面状光源装置１００を開口面１０側から見た場合の様子を示した図であり、拡散領域Ｒ２，Ｒ４には斜線が付されている。また、図３は、図１の面状光源装置を組み立てる際の様子を示した斜視図である。線状光源２は、その両端に樹脂又はゴム等からなる光源保持部材４が取り付けられ、フレーム１のランプ配設部ＬＰに収納される。これらの線状光源２には、外部から電源が供給するための給電線（不図示）が接続される。その後、拡散板３が開口部に取り付けられて面状光源装置が完成する。
【００５０】
従来の面状光源装置は、フレーム１内に反射板、導光板、線状光源、ランプリフレクタ等を収納して構成されている。このため、部品数が多く組立工程も複雑であり、コストの削減が困難であるとともに、軽量化及び小型化が容易ではなかった。これに対し、この面状光源装置は導光板を必要としない。また、フレーム１の内面をランプリフレクタ及び反射板として機能させ、独立した部品としてランプリフレクタ及び反射板を必要としない。このため、部品数を削減できるとともに、図２に示したように組立工程を簡略化でき、製造コストを大幅に削減することができる。また、面状光源装置を大幅に軽量化することができ、薄型化も容易に実現することができる。
【００５１】
本実施の形態によれば、第１傾斜部Ｒ１を光源付近に設けているため、線状光源２から第１傾斜部Ｒ１へ直接照射された光をフレーム１の中央へ反射させることができる。そして、この反射光が、第２傾斜部Ｒ３において前方へ反射され、開口面１０から出射される。従って、線状光源２からの出射光を有効に利用し、開口面１０の輝度を高めることができる。また、開口面１０内の光源から遠い位置における輝度を向上させ、開口面１０内における均一性を向上させることができる。
【００５２】
また、本実施の形態によれば、第１傾斜部Ｒ１が、線状光源２から直接照射された光を開口面１０へ反射しない傾斜角を有する。このため、第１傾斜部Ｒ１に線状光源２が写り込むのを防止し、開口面１０内における均一性を向上させることができる。
【００５３】
また、本実施の形態によれば、第１傾斜部Ｒ１及び第２傾斜部Ｒ３の間の平坦部Ｒ２を拡散領域又は低反射率の領域としている。このため、光源に比較的近い平坦部Ｒ２に線状光源２が写り込むのを防止し、開口面１０内における均一性を向上させることができる。
【００５４】
また、本実施の形態によれば、第２傾斜部Ｒ３を鏡面状態とするとともに、隣接する反射領域ＲＡの境界線Ｐを含む第２傾斜部Ｒ３の一部を拡散領域又は低反射率の領域としているため、境界線が視認されるのを抑制し、開口面１０内における均一性を向上させることができる。
【００５５】
この様にして、実用的な面状光源装置、例えば、表示装置のバックライト装置として使用可能な特性を有する面状光源装置を導光板を用いることなく、かつ、エッジライト方式により実現することができる。したがって、より軽量又はより小型の面状光源装置及びこの面状光源装置を備えた表示装置を提供することができる。また、これらの製造コストを低減することができる。
【００５６】
なお、本実施の形態では、不透明白色の樹脂からなるフレームの内面に金属微粒子の蒸着などを行って、その一部を鏡面状態に加工する場合について説明したが、本発明はこのような場合に限定されない。例えば、金属からなるフレームの鏡面状態の内面に拡散反射テープを貼付して、その一部を拡散領域に加工してもよい。
【００５７】
実施の形態２．
実施の形態１では、第１傾斜部Ｒ１と第２傾斜部Ｒ３の間に平坦部Ｒ２がある場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、平坦部Ｒ２を有しない場合について説明する。
【００５８】
図４は、本発明の実施の形態２による面状光源装置１０１の一構成例を示した図である。この面状光源装置１０１は、平坦部Ｒ２を介さず、第１傾斜部Ｒ１及び第２傾斜部Ｒ３が連続して形成されている。第１傾斜部Ｒ１及び第２傾斜部Ｒ３は、互いに逆方向に傾斜する傾斜部である。このため、平坦部Ｒ２が存在しているか否かにかかわらず、第１傾斜部Ｒ１及び第２傾斜部Ｒ３の境界付近には、線状光源２が写り込む領域が存在している。
【００５９】
第１傾斜部Ｒ１と、第２傾斜部Ｒ３とを滑らかに連続させた場合、第２傾斜部Ｒ３の一部の領域、すなわち、第１傾斜部Ｒ１側の傾斜角の比較的小さい領域Ｒ５に線状光源２が写り込むことになる。このため、この領域Ｒ５については鏡面加工を行わず、不透明白色からなる拡散領域とすることにより、第２傾斜部Ｒ３の一部に線状光源２が写り込むのを防止することができる。なお、実施の形態１の場合と同様、この領域Ｒ５を低反射率の領域とすることもできる。
【００６０】
本実施の形態によれば、第２傾斜部Ｒ３の線状光源２側の一部を拡散領域又は低反射率の領域とすることにより、第２傾斜部Ｒ３に線状光源２が写り込むのを防止し、開口面１０内における均一性を向上させることができる。
【００６１】
なお、本実施の形態では、平坦部Ｒ２を介さず、第１傾斜部Ｒ１及び第２傾斜部Ｒ３が連続して形成されている場合について説明したが、平坦部Ｒ２が存在する場合であっても、第２傾斜部Ｒ３の一部に線状光源２が写り込む場合には、その領域を拡散領域とすることにより、同様に作用効果が得られる。
【００６２】
実施の形態３．
実施の形態１及び２では、フレーム１の対向する両側壁に線状光源２をそれぞれ配置した面状光源装置１００，１０１の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、フレーム１の対向する一方の側壁にのみ線状光源２を配置した面状光源装置について説明する。
【００６３】
図５は、本発明の実施の形態３による面状光源装置１０２の一構成例を示した断面図である。この面状光源装置１０２は、一方の側壁にのみ線状光源２が配置されているため、フレーム１の内面が、図１（実施の形態１）における１つの反射領域ＲＡのみで構成されている。また、実施の形態１と比較すれば、境界線Ｐが存在しないため、第２傾斜部Ｒ３の全領域が鏡面加工されており、拡散領域Ｒ４が設けられていない。ただし、実施の形態２と同様、第２傾斜部Ｒ３の第１傾斜部Ｒ１側の一部は、必要に応じて拡散領域Ｒ５とすることができる。
【００６４】
本実施の形態によれば、フレーム１の対向する一方の側壁のみに線状光源２を配置する面状光源装置についても、導光板を用いることなく、エッジライト方式により実現することができる。
【００６５】
実施の形態４．
上記の各実施の形態では、本発明による面状光源装置について説明したが、本実施の形態では、これらの面状光源装置を用いた表示装置について説明する。
【００６６】
図６は、本発明の実施の形態４による表示装置の要部の一構成例を示した断面図であり、液晶表示モジュール２００の構成が示されている。この液晶表示モジュール２００は、インターフェース回路などを取り付けることによって表示装置として機能する。また、この液晶表示モジュール２００は、面状光源装置１００に液晶パネル５を載せ、金属製の前面筐体６で固定して構成される。液晶パネル５は、その背面を面状光源装置１００の開口面１０に対向させ、その表示領域が面状光源装置１００の開口面１０に対応するように配置される。
【００６７】
図７は、図６の液晶モジュール２００を組み立てる際の様子を示した図である。まず、面状光源装置１００に液晶パネル５を載せた後、前面筐体６と面状光源装置１００のフレーム１が嵌合され、液晶モジュール２００が完成する。
【００６８】
このような液晶モジュール２００では、冷陰極管を駆動するインバータ回路から電磁波が放出されノイズとなる。このようなノイズの影響によって、液晶パネル５の表示画面上に、本来の表示画像には含まれない横スジが表示されることがある。特に、面状光源装置１００のフレーム１に樹脂などの絶縁性素材を用いた場合に、このような異常が生じやすい。
【００６９】
このため、フレーム１が絶縁性素材からなる場合には、フレーム１の内面に導電性膜を形成することにより鏡面加工し、この導電性膜を接地しておけば、そのシールド効果により、上記異常の発生を抑制することができる。導電性膜の接地は、例えば、導電性膜を前面筐体６に電気的に接続することにより行われる。
【００７０】
なお、本実施の形態では、液晶表示装置の例について説明したが、本発明は、このような場合に限定されない。すなわち、面状光源装置が必要となる種々の表示装置に本発明を適用することができる。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、第１傾斜部が光源の出射光をより遠くへ反射させ、第２傾斜部がこの反射光を開口面から出射している。このため、光源からの出射光を有効に利用し、開口面の輝度を高めることができる。また、開口部内の光源から遠い位置における輝度を向上させ、開口面内における輝度の均一性を向上させることができる。
【００７２】
また、本発明によれば、第１傾斜部が光源から直接照射された光を開口部へ反射しない傾斜角を有し、光源が第１傾斜部に写りこむのを防止している。従って、開口面内の均一性を損なうことなく、開口面の輝度を向上させることできる。
【００７３】
また、本発明によれば、第１傾斜部及び第２傾斜部の間に、光源からの出射光を拡散させる領域、あるいは、第１傾斜部よりも反射率の低い領域を設け、当該領域に光源が写り込むのを抑制している。このため、開口面内の均一性を向上させることができる。
【００７４】
また、本発明によれば、光源ごとの各反射領域において光源光を開口面へ反射する各傾斜部が、他の反射領域と隣接する端部を含む一部に光源からの出射光を拡散させる領域、あるいは、低反射率の領域をそれぞれ有している。このため、反射領域の境界線が視認されるのを抑制し、開口面の均一性を向上させることができる。
【００７５】
この様にして、導光板を用いない面状光源装置において、表示装置のバックライト装置等に求められる性能、例えば、開口面における輝度やその均一性を確保することができる。従って、より軽量又はより小型の面状光源装置及びこの面状光源装置を備えた表示装置を提供することができる。また、これらの製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による面状光源装置１００の一構成例を示した図である。
【図２】拡散板３を取り外して図１の面状光源装置１００を開口面１０側から見た場合の様子を示した図である。
【図３】図１の面状光源装置１００を組み立てる際の様子を示した斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態２による面状光源装置１０１の一構成例を示した図である。
【図５】本発明の実施の形態３による面状光源装置１０２の一構成例を示した断面図である。
【図６】本発明の実施の形態４による表示装置の要部の一構成例を示した断面図であり、液晶モジュール２００の構成が示されている。
【図７】図６の液晶モジュール２００を組み立てる際の様子を示した図である。
【図８】従来の面状光源装置の一構成例を示した断面図である。
【図９】従来の面状光源装置の他の一構成例を示した断面図である。
【符号の説明】
１００〜１０２ 面状光源装置
２００ 液晶モジュール
１ フレーム
２ 線状光源
３ 拡散板
４ 光源保持部材
５ 液晶パネル
６ 前面筐体
１０ 開口面
ＬＰ ランプ配設部
Ｒ１ 第１傾斜部
Ｒ２ 平坦部
Ｒ３ 第２傾斜部
Ｒ４，Ｒ５ 第２傾斜部の拡散領域
ＲＡ 反射領域
Ｐ 反射領域の境界線（頂角）
Claims (11)
- 反射板の端部に光源が配置され、光源からの出射光を反射板で反射して前方の開口面から出射させる面状光源装置において、
上記反射板が、光源付近の反射面を後方へ傾斜させた第１傾斜部と、
第１傾斜部よりも光源から遠い反射面を第１傾斜部よりも緩やかに前方へ傾斜させた第２傾斜部とを有することを特徴とする面状光源装置。 - 上記第１傾斜部が、光源から直接照射された光を上記開口面へ反射しない傾斜角を有することを特徴とする請求項１に記載の面状光源装置。
- 上記反射板が、第１傾斜部及び第２傾斜部の間に、光源からの出射光を拡散させる領域を備えたことを特徴とする請求項１に記載の面状光源装置。
- 上記反射板が、第１傾斜部及び第２傾斜部の間に、第１傾斜部よりも反射率の低い領域を備えたことを特徴とする請求項１に記載の面状光源装置。
- 上記領域が、上記第１傾斜部及び第２傾斜部の間に設けられた開口面に平行な反射面であることを特徴とする請求項３又は４に記載の面状光源装置。
- 上記第２傾斜部は、光源から離れるに従って傾斜角が大きくなるとともに、光源側の一部に反射率の低い領域を有することを特徴とする請求項１に記載の面状光源装置。
- 反射板の異なる端部に第１光源及び第２光源が配置され、第１光源及び第２光源からの出射光を反射板上の第１反射領域及び第２反射領域でそれぞれ反射し、前方の開口面から出射させる面状光源装置において、
第１反射領域が、反射面を第１光源側に向けて前方へ傾斜させた傾斜部を有し、
第２反射領域が、反射面を第２光源側に向けて前方へ傾斜させた傾斜部を有し、
第１反射領域及び第２反射領域の傾斜部が、互いに隣接して配置され、
各傾斜部が、隣接端部を含む一部に光源からの出射光を拡散させる拡散領域をそれぞれ有することを特徴とする面状光源装置。 - 反射板の異なる端部に第１光源及び第２光源が配置され、第１光源及び第２光源からの出射光を反射面上の第１反射領域及び第２反射領域でそれぞれ反射し、前方の開口面から出射させる面状光源装置において、
第１反射領域が、反射面を第１光源側に向けて前方へ傾斜させた傾斜部を有し、
第２反射領域が、反射面を第２光源側に向けて前方へ傾斜させた傾斜部を有し、
第１反射領域及び第２反射領域の傾斜部が、互いに隣接して配置され、
各傾斜部が、隣接端部を含む一部に反射率の低い領域をそれぞれ有することを特徴とする面状光源装置。 - 上記光源を内蔵するとともに上記開口面が形成されたフレームと、開口面に取り付けられる拡散板を備え、
上記反射面が、フレームの内面により形成されることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の面状光源装置。 - 上記フレームが、絶縁性素材からなり、
上記反射板が、導電性膜を形成したフレーム内面からなり、
導電性膜が接地されていることを特徴とする請求項９に記載の面状光源装置。 - 請求項１から１０のいずれかに記載の面状光源装置と、この面状光源装置の開口面に対向して配置された表示パネルとを備えたことを特徴とする表示装置。
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