JP2010108900A - 表示装置及び発光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発光モジュール40aは、配線基板42における発光部41の取り付け面側に固定され、発光部41から出射された光を拡散板12側に向けて反射する反射板44と、発光部41から反射板44側へと進行する光の光量を調整する吸収部46とを備える。そして、発光モジュール40aでは、吸収部46によって、発光部41から照射されて反射板44側へと進行する光の一部を吸収し、残りの光を拡散板12側へと反射することによって、輝度ムラの発生を抑制している。
【選択図】図6
Description
このバックライトとしては、例えば表示パネルの直下(背面)に平面状に光源を配置するいわゆる直下型が知られている。この直下型のバックライトは、高輝度を確保できる点で優れているが、光源が配置されている直上が周囲と比較して明るくなるため、輝度ムラが発生し易くなる。また、混色を促進するために光源から表示パネル等の被照射物までの光路長をある程度確保する必要がある。そのため、直下型のバックライトは、装置の厚みが厚くなりやすい。
本発明は、発光装置等において、反射部の光源付近で反射した光に起因する輝度ムラの発生を抑制することを目的とする。さらに、発光装置等において、発光装置等全体に亘って均一に光照射を行うことを目的とする。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1は本実施形態の液晶表示装置の全体構成を示す図である。
この液晶表示装置は、液晶表示モジュール20と、この液晶表示モジュール20の背面側(図1に示す例では下側)に設けられるバックライト装置10とを備えている。なお、図1には、液晶表示装置を使用する際の縦方向Vと横方向Hとを矢印で示している。また、本実施の形態の液晶表示装置は、縦方向Vよりも横方向Hの方が大きい横長形状を有しているが、縦長形状の構成としても良い。
なお、バックライト装置10の構成単位は任意に選択される。例えば、光源装置11だけの単位にて「バックライト装置」と呼び、拡散板12、プリズムシート13、14、輝度向上フィルム15などを含まない流通形態もあり得る。
図3は発光モジュール40aの斜視図を示している。
図3に示すように、発光モジュール40aは、横方向Hに沿って並べられた複数の発光ダイオード(以下の説明ではLEDと呼ぶ)を有し、縦方向VすなわちBottom側からTop側に向けて光を発する発光部41と、発光部41が取り付けられて発光部41を支持するとともに発光部41の複数のLEDに給電を行う電気経路を具備する配線基板42と、配線基板42に設けられ複数のLEDに給電するコネクタ43とを備える。そして、発光部41は、横方向Hに沿って一列に並べられた42個のLEDパッケージ50を有している。そして、各LEDパッケージ50は、それぞれ、横方向Hに沿って一列に並べられた4個のLEDを備えている。
一方、配線基板42の裏面には、Top側であって横方向Hに沿って形成された裏側放熱パッド92が設けられている。裏側放熱パッド92は、図3等に示す発光モジュール40aを構成し、後述の図6(b)に示すように、バックライトフレーム31に取り付けを行った際に、熱伝導性を有する接着剤を介してバックライトフレーム31と接触するようになっている。
また、表側放熱パッド91及び裏側放熱パッド92は、各色のLED52に適宜対応して、配線基板42に形成される負電極(例えば、第1緑用負電極84等)と熱的に接続している。
そして、図6(b)に示すように、調整部材45は、第2反射部44bのTop側から、さらにTop側に向けて第1反射部44aとほぼ平行に延びて設けられる。このとき、調整部材45は、発光部41からの光を適宜調整して透過できるように所定の厚みを有している。そして、調整部材45のバックライトフレーム31側(図中下側)には、空間が形成される。即ち、図6(b)に示すように、調整部材45は、反射板44からTop側に延びた庇のように設けられる。
これに対し、上記のとおり、本実施形態の吸収部46の呈する色は、無彩色である灰色に設定されている。これにより、吸収部46は、発光部41から照射される光の成分(波長分布)は変えないようにしつつ、発光部41から照射される光の一部を吸収して光量を減少させた後、表示パネル21に向けて反射することができる。
図7は、吸収部46の呈する色として、マンセル表色系の明度(無彩色)に規定されるN値をN2〜N9まで段階的にそれぞれ設定したバックライト装置10を発光させて、各段階におけるバックライト装置10の光量分布を観察した結果である。ここで、バックライト装置10において吸収部46が配置される領域の光量が、他の領域と比較して顕著に著しく高くなった状態を「輝線の発生」と呼び、他の領域と比較して著しく低下している状態を「暗線の発生」と呼ぶ。そして、図7では、上記の光量分布の結果として、吸収部46のN値と、輝線及び暗線の発生との関係を示している。なお、図7には、輝線あるいは暗線が発生していない場合を「無し」、発生しているがその程度が小さい場合を「弱」、発生の程度が顕著な場合を「強」、弱と強との中間を「中」と表示している。
また、N7に設定した場合、輝線が発生したもののその程度は小さく、暗線については発生しなかった。さらに、N8に設定した場合、暗線は生じていないものの、輝線ははっきりと判る程度に生じた。そして、N9に設定した場合、暗線は生じていないものの、輝線の程度が顕著になった。
そこで、本実施形態では、バックライト装置10において輝線および暗線の発生が抑制されるように、吸収部46の呈する色をマンセル表色系の明度でN5以上N7以下に設定している。特に、本実施形態においては、吸収部46の呈する色は、輝線および暗線の発生が見られなかったN6に設定している。
図示しない電源により、給電ケーブル33を介して発光装置32を構成する発光モジュール40a〜40eに電圧がかけられる。すると、例えば発光モジュール40aでは、発光部41を構成する各LEDパッケージ50に設けられた赤色LED52R、第1緑色LED52Ga、青色LED52B、第2緑色LED52Gbに、それぞれ電流が流れる。その結果、各LEDパッケージ50の赤色LED52R、第1緑色LED52Ga、青色LED52B、第2緑色LED52Gbから、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の光がTop側に向けて出射される。
なお、本実施形態のバックライト装置10では、発光部41から表示パネル21面と略平行な方向に照射し、反射板44によって表示パネル21へ向けて光を照射している。これにより、発光部41から照射された各色の光が混色するのに十分な光路長さが確保される。従って、例えば発光部41から拡散板12までの距離を短くすることができるため、バックライト装置10の薄型化を実現することが可能となる。
ここでは、発光モジュール40bを例に説明する。なお、説明の便宜上、発光部41から照射される光のうち、第1反射部44aへと向かう光を光Bm1、第2反射部44bへと向かう光を光Bm2、発光モジュール40aの調整部材45へと向かう光を光Bm3、吸収部46へと向かう光を光Bm4と呼ぶ。
図8に示すように、発光部41から照射された光Bm1は、第1反射部44aで反射する。このとき、光Bm1の一部は第1反射部44aにて拡散反射して拡散板12へと進行する。また、光Bm1の一部は、第1反射部44aにて正反射してTop側に向けて進行した後、拡散板12に入射する。
発光部41から照射された光Bm2は、第2反射部44bで反射する。このとき、光Bm2の一部は、第2反射部44bにて拡散反射して拡散板12へと進行する。また、光Bm2の一部は、第2反射部44bで正反射してTop側に向けて進行した後、拡散板12へと入射する。
このような構成を採用することで、発光モジュール40では、反射板44による光の反射量の均一化を図ることが可能となる。
上述のとおり、拡散光の性質上、発光部41付近の光量は、他の領域と比較して大きくなる。さらに、発光部41から照射されて第1反射部44aの近い位置に入射する光ほど、その入射角が小さくなるため、第1反射部44aで反射した光の反射角も小さくなる。従って、第1反射部44aにおいて発光部41に近い側で反射した光は、例えば拡散板12における発光部41の直上付近に集中しやすくなる。そのため、発光部41の直上付近の光量は、他の領域と比較して顕著になりやすい。
これに基づいて、吸収部46における可視光の反射率を設定し、上述のように発光モジュール40において輝度ムラの発生を抑制することができる。図7を参照しながら説明したように、吸収部46の呈する色は、マンセル表色系の明度でN5以上N7以下であることが好ましい。これは、上記のとおり、吸収部46の可視光の反射率を19%以上42%以下に設定することに相当する。
なお、図9に示す吸収部146が設けられる位置等の基本構成は、図6を参照しながら説明した吸収部46と同様である。
図9に示す反射調整部及び低反射部の一例としての吸収部146は、白色部147と黒色部148とを備えている。白色部147は、第1反射部44aに白色を呈する塗料等を塗布して形成される。さらに、白色部147上に、例えば黒色を呈する塗料等により黒色部148が形成される。そして、黒色部148は、所定の形状を有するドット(点)が所定の間隔にて複数形成されることによって構成される。
そして、吸収部146は、発光部41から反射板44側へと向かう光の一部を吸収して光量を低下させ、残りの光(この場合は発光部41からの入射量に対して30%)を拡散板12側に向けて反射する。このようにして、発光モジュール40に吸収部146を設けることによっても、光源装置11における輝度ムラの発生を抑制することができる。
図10は、実施形態2が適用される光源装置11の全体構成を説明するための図である。図10(a)は実施形態2のバックライト装置10の全体構成図を、図10(b)は(a)に示すB−B断面を示す図である。
なお、実施形態1と同様な部材等については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図10(a)に示すように、実施形態2のバックライト装置10における発光装置32は、それぞれが横方向Hに沿って延び、且つ、縦方向Vに複数(本実施の形態では4つ)配列に配置された発光モジュール40a〜40dを有している。また、発光モジュール40aは最も下側(Bottom側)に、発光モジュール40dは最も上側(Top側)に、それぞれ位置する。そして、図10(a)に示すように、発光モジュール40a、発光モジュール40b、発光モジュール40c、発光モジュール40dの順に隣り合うように、バックライトフレーム31に配列される。なお、実施形態2における発光モジュール40a〜40dは、それぞれ図3に示すものとほぼ同様の構成を有している。
このように、実施形態2の光源装置32では、各発光モジュール40における発光部41の光の照射方向を、バックライトフレーム31の縦方向Vの両端側から中央部に向けることによって、液晶パネル21側へ向けて効率良く光照射を行うことができる。
図11は、発光モジュール40aの斜視図である。図12は、この例の発光モジュール40に適用されるLEDパッケージ50を示している。また、図13は、図12に示すLEDパッケージ50に対する他の例を示している。
なお、上記までに説明した部材等と同様のものについては同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図12(a)及び(b)に示すように、この例におけるLEDパッケージ50は、板状基板51のLED52が取り付けられる側の面に低反射膜153が形成されている。低反射膜153は、上述のように灰色を呈しており、マンセル表色系で定義される明度(無彩色)でN6に相当する。なお、低反射膜153は、マンセル表色系で定義される明度(無彩色)でN5以上N7以下であることが好ましい。なお、この例では、板状基板51及び低反射膜153が基台として機能する。
図13(a)は、LEDパッケージ50の全体図である。図13(b)は、図13(a)に示すLEDパッケージ50のC−C断面の断面図である。
図13(a)及び(b)に示すように、この例におけるLEDパッケージ50は、4個のLED52(赤色LED52R、第1緑色LED52Ga、青色LED52B及び第2緑色LED52Gb)と、凹部530を有するとともに、これら4個のLED52を凹部530の内側に収容する樹脂ケース510を備えている。また、図13(b)に示すように、樹脂ケース510の凹部530を埋めるように、LED52の発光光に対して透明な封止樹脂540を設けている。封止樹脂540を設けることにより、凹部530の内側に配置される4個のLED52を例えば湿気などから保護している。
なお、樹脂ケース510のLED52が取り付けられる側の面が上述のように灰色を呈していれば良い。例えば、任意の色を呈する材料を用いて樹脂ケース510を成型したのち、樹脂ケース510の表面を灰色に塗装する、あるいは灰色を呈する膜(層)を樹脂ケース510の表面に形成することでも構わない。この場合には、樹脂ケース510及びその表面に形成される灰色の膜(層)が基台として機能する。
実際にLEDパッケージ50を発光させるには、配線基板42に給電することにより、リードフレーム520を介して各LED52に電流を流す。これにより、LEDパッケージ50における各LED52が発光する。
Claims (13)
- 画像表示を行う表示パネルと、当該表示パネルの背面に設けられ当該表示パネルの背面から光を照射する発光装置とを備える表示装置であって、
前記発光装置は、
一端側から他端側へと延びて展開されるフレームと、
前記フレームに配置される発光モジュールとを有し、
前記発光モジュールは、
前記一端側から前記他端側に向けて光を照射する発光部と、
前記発光部の前記フレーム側に設けられ、当該発光部から照射される光を前記表示パネル側に向けて反射する反射部と、
前記発光部の前記他端側であって前記反射部よりも前記一端側に設けられ、マンセル表色系の明度で規定される値がN5以上N7以下である無彩色を呈し、当該発光部から照射される光の一部を反射する反射調整部と
を備えることを特徴とする表示装置。 - 前記表示パネルと前記反射調整部との間に設けられ、前記発光部から照射されて当該表示パネル側へと向かう光の一部を透過する透過調整部をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の表示装置。
- 前記反射部は、
前記発光部の前記フレーム側にて、当該フレームに沿って展開され、当該発光部から照射される光を前記表示パネル側に向けて反射する第1の反射部と、
前記発光部の前記フレーム側にて、当該発光部から離れるに従って前記表示パネル側に近づく方向に傾斜し、当該発光部から照射される光を当該表示パネル側に向けて反射する第2の反射部と
を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の表示装置。 - 前記発光モジュールは、前記フレームに複数設けられ、
前記複数の発光モジュールは、前記一端側から前記他端側に向かう方向に並べて配置されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の表示装置。 - 前記発光部は、発光素子と、当該発光素子を取り付ける基台とを有し、
前記基台の前記発光素子が取り付けられる側の面は、マンセル表色系の明度で規定される値がN5以上N7以下である無彩色を呈し、当該発光素子から照射される光の一部を反射することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記基台は、配線パターンが形成された配線基板であり、
前記配線基板の前記発光素子が取り付けられる側の面が、前記無彩色を呈することを特徴とする請求項5記載の表示装置。 - 前記基台は、樹脂にて構成され、前記発光素子を載せる樹脂ケースであり、
前記樹脂ケースの表面が前記無彩色を呈することを特徴とする請求項5に記載の表示装置。 - 一端側から他端側へと延びて展開されるフレームと、
前記フレームに配置される発光モジュールとを有し、
前記発光モジュールは、
前記一端側から前記他端側に向けて光を照射する発光部と、
前記発光部の前記フレーム側に設けられ、当該発光部から照射される光を当該フレームとは逆側に向けて反射する反射部と、
前記発光部の前記他端側であって前記反射部よりも前記一端側に設けられ、マンセル表色系の明度で規定される値がN5以上N7以下である無彩色を呈し、当該発光部から照射される光の一部を反射する反射調整部と
を備えることを特徴とする発光装置。 - 前記発光部を挟んで前記反射調整部と対向するように設けられ、当該発光部から照射される光の一部を透過する透過調整部をさらに備えることを特徴とする請求項8記載の発光装置。
- 前記反射部は、
前記発光部の前記フレーム側にて、当該フレームに沿って展開され、当該発光部から照射される光を当該フレームと逆側に向けて反射する第1の反射部と、
前記発光部の前記フレーム側にて、当該発光部から離れるに従って前記フレームから遠ざかる方向に傾斜し、当該発光部から照射される光を当該フレームと逆側に向けて反射する第2の反射部と
を備えることを特徴とする請求項8又は9記載の発光装置。 - 前記発光モジュールは、前記フレームに複数設けられ、
前記複数の発光モジュールは、前記一端側から前記他端側に向かう方向に並べて配置されることを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項記載の発光装置。 - 前記発光部は、発光素子と、当該発光素子を取り付ける基台とを有し、
前記基台の前記発光素子が取り付けられる側の面は、マンセル表色系の明度で規定される値がN5以上N7以下である無彩色を呈し、当該発光素子から照射される光の一部を反射することを特徴とする請求項8乃至11のいずれか1項記載の発光装置。 - 一端側から他端側へと延びて展開されるフレームと、
前記フレームに配置される発光モジュールとを有し、
前記発光モジュールは、
前記一端側から前記他端側に向けて光を照射する発光部と、
前記発光部の前記フレーム側に設けられ、当該発光部から照射される光を当該フレームとは逆側に向けて反射する反射部と、
前記発光部の前記他端側であって前記反射部よりも前記一端側に設けられ、前記発光部から照射される光に対する反射率が、当該反射部よりも低く且つ20%以上40%以下に設定される低反射部と
を備えることを特徴とする発光装置。
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