JP2012204139A - バックライトおよび表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】バックライトの反射板と表示パネルとの間に設けられた光学シートに起因して生じる不具合に対処する。
【解決手段】バックライト20は、発光体26を有する光源25と、表示パネル15に対面する位置に配置された反射偏向シート30と、を含む。反射偏向シートは、表示パネルに対面する側から受けた発光体からの光を表示パネルに向けて反射する反射面30aを有する。反射偏向シートの反射面の傾斜角度θaは、発光体からの距離に応じて、連続的または不連続的に変化している。
【選択図】図1
【解決手段】バックライト20は、発光体26を有する光源25と、表示パネル15に対面する位置に配置された反射偏向シート30と、を含む。反射偏向シートは、表示パネルに対面する側から受けた発光体からの光を表示パネルに向けて反射する反射面30aを有する。反射偏向シートの反射面の傾斜角度θaは、発光体からの距離に応じて、連続的または不連続的に変化している。
【選択図】図1
Description
本発明は、表示パネルを照明するバックライト、並びに、表示パネルと当該表示パネルを照明するバックライトとを有する表示装置に関する。
今日、透過型の表示パネル、典型的には、液晶表示パネル(LCDパネル)と、この表示パネルを背面側から面状に照明する面光源装置としてのバックライトと、と有する表示装置が、広く使用に供されている。
図12に示すように、バックライトは、発光体26を含んだ光源25a,25bと、光源光を液晶表示パネルの側へ向けるための反射板Dと、液晶表示パネルおよび反射板Dの間に配置された多数の光学シート類と、を含んでいる。多数の光学シート類は、発光体からの光の進行方向を変化させて、所望の光学特性で液晶表示パネルを照明することができるように設計されている。図12に示されたバックライトは、エッジライト型として構成され、反射板Dの側から液晶表示パネルの側に向けて、導光板A、集光シートBおよび光拡散シートCが順に設けられている。光源25a,25bの発光体26は、導光板Aの側方に配置され、発光体26で発光された光は導光板Aの側面から当該導光板A内に入射する。導光板内へ入射した光は、導光板Aの一対の主面で反射を繰り返し、入射面とは反対側となる側面へ向けて導光される。導光板内を進む光は、導光方向に進むにつれて少しずつ導光板の一方の主面(出光面)から出射する。この結果、導光板の出光面からの出射光量が、導光方向に沿って、或る程度均一化される。導光板Aから出射した光は、集光シートBに入射し、その後さらに、光拡散シートCへ入射する。集光シートBは、光の進行方向を正面方向へ絞り込み正面方向輝度を向上させる機能(集光機能)を有している。また、導光板の背面側には、反射板Dが設けられている。
一方、図12に示されているように、液晶表示パネルは、画素毎に液晶の配向を制御し得る液晶セル11と、液晶セルの入光側に配置された下偏光板13と、液晶セル11の出光側に配置された上偏光板12と、を有している。一対の偏光板12,13は、特定の偏光成分の光を透過させ、前記特定の偏光成分以外の成分の光を吸収する偏光子と、偏光子に接着され偏光子を保護する保護フィルムと、を有している。
ところが、バックライトの反射板と表示パネルとの間に多数の光学シート類(導光板A、集光シートB、光拡散シートC等)が含まれることに起因して、種々の問題が生じている。まず、光学シートの数量が増えると、表示装置の製造コストが直接的に上昇してしまう。とりわけ、導光板Aについては、その厚みが厚いことから、単に材料費が高くなるというだけでなく、表示装置の薄型化や軽量化を阻害することにもなり、さらには、導光板Aを支持するための特別な支持構造をバックライトに設ける必要も生じ得る。加えて、バックライトの反射板と表示パネルとの間に多数の光学シートが含まれる場合、バックライトの組み立て時に行う光学シート間の位置決めや、光学シートと発光体との間での位置決めが煩雑となり、このことも、表示装置の製造コストを上昇させてしまう原因となる。
また、導光板Aからは、常に出光側の主面を介して光が出射するわけではなく、多くの光が裏面側の主面からも出射する。さらに、集光シートBや光拡散シートCは、入射光を全て透過させるわけでなく、入射光の一部はこれらの光学シートで反射される。これらの出光側に進まない光は、導光板Aの背面に設けられた反射板D(図12参照)或いは他の光学シートで反射され、再利用され得る。しかしながら、各光学シートでの反射の度に、光の一部が吸収されてしまう。このような光量損失の量は、バックライトの反射板と表示パネルとの間に多数の光学シート類が設けられている場合に相乗的に増大してしまう。すなわち、バックライト(表示装置)に多数の光学シートが含まれている場合、光源の発光体で発光される光の利用効率は著しく低下してしまう。
さらに、発光体からの発熱により、光学シートが加熱され、当該光学シートには曲がり、撓み、反り等の変形が生じ得る。このとき、多数の光学シートが設けられているバックライト(表示装置)では、隣り合う光学シート同士が接触または擦れ合うこともある。光学シート同士が変形し密着している箇所は、もはや期待した光学機能を発揮することができず、さらに、密着箇所が視認されてしまうこともある。また、光学シート同士が擦れ合うと、光学シートに傷が生じたり、さらには、カスが生じることもあり、著しく表示画質が劣化することになる。
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、バックライトの反射板と表示パネルとの間に設けられた光学シートに起因して生じる不具合に対処することを目的とする。
本発明によるバックライトは、
表示パネルを照明するバックライトであって、
発光体を有する光源と、
前記表示パネルに対面する位置に配置され、前記表示パネルに対面する側から受けた前記発光体からの光を前記表示パネルに向けて反射する反射面を有した反射偏向シートと、を備え、
前記反射偏向シートの前記反射面の傾斜角度は、前記発光体からの距離に応じて変化している。
表示パネルを照明するバックライトであって、
発光体を有する光源と、
前記表示パネルに対面する位置に配置され、前記表示パネルに対面する側から受けた前記発光体からの光を前記表示パネルに向けて反射する反射面を有した反射偏向シートと、を備え、
前記反射偏向シートの前記反射面の傾斜角度は、前記発光体からの距離に応じて変化している。
本発明によるバックライトにおいて、前記反射偏向シートは、前記表示パネルに直面する位置に配置されていてもよい。
本発明によるバックライトにおいて、前記反射偏向シートは、前記表示パネルのパネル面への法線方向に沿って、前記表示パネルに直面する位置に配置されていてもよい。
本発明によるバックライトにおいて、前記反射偏向シートは、各々が前記反射面の一部分を形成する単位反射面を有した複数の単位要素を含み、前記単位要素の前記単位反射面の傾斜角度は、前記複数の単位要素のうちの少なくとも二つ単位要素の間で、異なっているようにしてもよい。
本発明によるバックライトにおいて、前記反射偏向シートは、各々が前記反射面の一部分を形成する単位反射面を有した複数の単位要素を含み、前記単位要素の前記単位反射面の傾斜角度は、前記複数の単位要素の間で、異なっていてもよい。
本発明によるバックライトにおいて、前記反射偏向シートは、シート状の本体部をさらに有し、前記複数の単位要素は、前記本体部の一方の側に配置されていてもよい。
本発明によるバックライトにおいて、前記複数の単位要素は、前記本体部の前記表示パネルに対面する側の面上に設けられ、前記反射偏向シートの前記表示パネルに対面する側の表面を形成するようにしてもよい。
本発明によるバックライトにおいて、前記反射偏向シートの前記表示パネルに対面する側の表面は、金属によって形成されていてもよい。
本発明によるバックライトにおいて、前記複数の単位要素は、前記本体部の前記表示パネルに対面する側とは反対側の面上に設けられ、前記反射偏向シートの前記表示パネルに対面する側とは反対側の表面を形成するようにしてもよい。
本発明によるバックライトにおいて、前記反射偏向シートの前記表示パネルに対面する側とは反対側の表面は、金属によって形成されていてもよい。
本発明によるバックライトにおいて、前記複数の単位要素は一方向に配列され、各単位要素は前記一方向と交差する方向に直線状または曲線状に延びていてもよい。
本発明によるバックライトにおいて、前記光源の前記発光体は、前記一方向において、前記表示パネルの外方となる位置に配置されていてもよい。
本発明によるバックライトにおいて、前記一方向に沿った前記表示パネルの両方の縁部のそれぞれに対応するようにして、一対の光源が設けられていてもよい。
本発明によるバックライトにおいて、前記光源は、前記一方向と直交する方向に延びる線状の発光体、あるいは、前記一方向と直交する方向に並べられた複数の発光体を有するようにしてもよい。
本発明によるバックライトにおいて、前記光源の前記発光体で発光された光を受けて当該光を前記反射偏向シートに向ける光学素子を有し、前記光学素子は、前記一方向において、前記表示パネルの外方となる位置に配置されていてもよい。
本発明によるバックライトにおいて、前記光源の前記発光体で発光された光を受けて当該光を前記反射偏向シートに向ける光学素子を有するようにしてもよい。
本発明によるバックライトにおいて、前記光学素子はレンズを含むようにしてもよい。
本発明によるバックライトにおいて、前記光学素子は反射板を含むようにしてもよい。
本発明によるバックライトにおいて、前記反射板は、凹面状の反射面を有するようにしてもよい。
本発明によるバックライトにおいて、前記光源の前記発光体は、前記表示パネルのパネル面への法線方向に沿って、前記表示パネルからずれて配置されていてもよい。
本発明によるバックライトにおいて、前記反射偏向シートの前記反射面は、正反射機能を有していてもよいし、あるいは、拡散反射機能(乱反射機能、散乱反射機能)を有していてもよいし、さらに、前記反射板が、異方性拡散反射機能を有していてもよい。
本発明による表示装置は、
上述した本発明によるバックライトのいずれかと、
前記バックライトによって照明される表示パネルと、を備える。
上述した本発明によるバックライトのいずれかと、
前記バックライトによって照明される表示パネルと、を備える。
本発明によれば、バックライトの反射板と表示パネルとの間に設けられた光学シートに起因して生じる不具合を、効果的に抑制または防止することができる。
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
図1〜図3は本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち図1および図2は、それぞれ、表示装置およびバックライトの概略構成を示す斜視図および側面図である。図3は、表示装置を示す平面図であり、表示パネルと光源の発光体との位置関係を示している。
図1に示された表示装置10は、透過型の画像形成装置としての表示パネル15と、表示パネルを背面側から照明するバックライト20と、を有している。本実施の形態において、表示装置10は、液晶表示装置として構成され、表示パネル15は、液晶表示パネル(LCDパネル)として構成されている。バックライト20は、液晶表示パネル15の背面側に、言い換えると、液晶表示パネル15に関して観察者側とは反対側に配置され、面状に光を照明する面光源装置として構成されている。バックライト20は、液晶表示パネル15に直面する位置に配置された反射偏向シート(反射偏向素子)30と、発光体(発光部)26を含む光源25と、を有している。詳しくは後述するように、光源25の発光体26で発光された光は、反射偏向シート30を介して液晶表示パネル15を背面側(入光側)から照明するようになる。以下、液晶表示パネル15、バックライト20の光源25、バックライトの反射偏向シート30について、順に、説明していく。
なお、本明細書において、「出光側」とは、予定された光路、すなわち、光源25の発光体26から反射偏向シート30を経て液晶表示パネル15を透過し、観察者へ向かう光の光路における下流側(観察者側、図2においては紙面の上側)のことであり、「入光側」とは、この予定された光路における上流側のことである。
また、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」はフィルムや板とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。一具体例として、「反射偏向シート」には、「反射偏向フィルム」や「反射偏向板」と呼ばれ得る部材も含まれる。
さらに、本明細書において、「正面方向」とは、液晶表示パネル15の最も観察者に近い側(最出光側)の面によって形成される表示装置10の表示面10aへの法線方向ndのことを指し、本実施の形態では、液晶表示パネル15のパネル面への法線方向ndと平行な方向と一致する。また、本明細書において、「パネル面(シート面、フィルム面、板面)」とは、対象となるシート状の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材の平面方向と一致する面のことを指す。
さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、「平行」や「直交」等の用語については、厳密な意味に縛られることなく、同様の光学的機能を期待し得る程度の誤差を含めて解釈することとする。
まず、液晶表示パネル15について説明する。液晶表示パネル15は、一対の偏光板12,13と、一対の偏光板間に配置された液晶セル11と、を有している。そして、液晶表示パネル15の一対の偏光板のうちの入光側の偏光板13と、光源25と、によって、光学モジュール19が形成されている。なお、以下においては、液晶表示パネル15に含まれる一対の偏光板を区別するため、表示装置10の配置状態に関係なく、入光側の偏光板13を下偏光板と呼び、出光側の偏光板12を上偏光板と呼ぶ。
なお、図1〜図3に示すように、本実施の形態において、液晶表示パネル15、並びに、液晶表示パネル15をなす構成要素としての一対の偏光板12,13および液晶セル11、さらには、後に詳述する反射偏向シート30は、平面視において、四角形形状となるように構成されている。結果として、液晶表示パネル15は、第1方向d1に対向する一対の縁部15c1,15c2と、第2方向d2に対向するもう一対の縁部と、の二対の縁部を有している。本実施の形態において、第1方向d1と第2方向d2とは、互いに直交している。
偏光板12,13は、入射した光を直交する偏光成分に分解し、一方の偏光成分を透過させ、もう一方の偏光成分を吸収する機能(吸収型の偏光分離機能)を有している。一方、液晶セル11は、一対の透明基板と、この透明基板間に設けられた液晶層と、を有している。この液晶層に対して、一つの画素を形成する領域毎に、電界印加がなされ得るようになっており、電界印加された液晶層の配向は変化するようになる。入光側に配置された下偏光板13を透過した特定方向(透過軸と平行な方向)の偏光成分は、一例として、液晶セル11のうちの電界印加されている液晶層の領域を通過する際にその偏光方向を90°回転させ、電界印加されていない液晶層を通過する際にその偏光方向を維持する。このため、液晶層の各領域への電界印加の有無によって、下偏光板13を透過した特定方向の偏光成分が、下偏光板13の出光側に配置された上偏光板12をさらに透過するか、あるいは、上偏光板12で吸収されて遮断されるか、を制御することができる。
次に、光源25について説明する。図1〜図3に示すように、光源25は、液晶表示パネル15の第1方向d1に対向する一対の縁部15c1,15c2のうちの一方の縁部15c1に対応して設けられている。より詳細には、光源25の発光体26が、液晶表示パネル15(下偏光板13)の第1方向d1における一方の縁部15c1の近傍に設けられている。そして図3に示すように、発光体26は、平面視において、この縁部15c1を横切るように光を放射する。
光源25をなす発光体26として、種々の既知な発光体、例えば冷陰極管、とりわけ配光方向が絞られた冷陰極管を用いることができる。ただし、図示する例では、複数の点状の発光体26、典型的には、複数の発光ダイオード(LED)26によって光源25が構成されている。光源25をなす多数の点状発光体26は、対応する縁部15c1の長手方向に沿って並べて配置されている。すなわち、本実施の形態では、光源25をなす多数の点状発光体26は、第1方向d1に直交する第2方向d2に並べて配置されている。
図3および図2によく示されているように、この表示装置10では、光源25をなす発光体26は、エッジライト型の液晶表示装置と同様に、液晶表示パネル15のパネル面に沿って液晶表示パネル15の外輪郭の外方に位置している。より詳細には、光源25の発光体は、それぞれ、第1方向d1に対向する一対の縁部15c1,15c2の外方となる位置に配置されている。すなわち、図3に示すように、平面視において(正面方向から観察した場合において)、光源25をなす発光体26は、液晶表示パネル15(より厳密には、液晶表示パネル15のうちの表示面10をなすようになる領域)と重ならない位置に配置されている。
また、本実施の形態に係る表示装置10では、図2に示すように、光源25をなす発光体26は、液晶表示パネル15から正面方向にずれた位置に配置されている。より詳細には、光源25をなす発光体26は、液晶表示パネル15の最も光源に近い側(最入光側)に位置する下偏光板13の入光側面よりも、液晶表示パネル15のパネル面への法線方向nd(本実施の形態では、正面方向と平行な方向)に沿って、観察者側とは反対の側へずれた位置に配置されている。とりわけ本実施の形態では、光源25をなす発光体26は、液晶表示パネル15のパネル面への法線方向nd(本実施の形態では、正面方向と平行な方向)に沿って、反射偏向シート30と、液晶表示パネル15と、の間に配置されている。
次に、反射偏向シート30について説明する。反射偏向シート30は、光源25をなす発光体26で発光された光を受けて、当該光を液晶表示パネル15の入光面に向けて反射する働きを有している。図1および図2に示すように、反射偏向シート30は、液晶表示パネル15から正面方向にずれた位置に配置されている。より詳細には、反射偏向シート30は、液晶表示パネル15の最入光側に位置する下偏光板13よりも、液晶表示パネル15のパネル面への法線方向nd(本実施の形態では、正面方向と平行な方向)に沿って、観察者側とは反対の側へずれた位置に配置されている。
図1および図2に示すように本実施の形態において、反射偏向シート30は、液晶表示パネル15に直面する位置に配置されている。すなわち、反射偏向シート30と液晶表示パネル15との間に他の部材が設けられておらず、これにより、反射偏向シート30で反射された光は、液晶表示パネル15の最入光側に位置する下偏光板13に直接入射すること、つまり、他の部材を介すことなくそのまま下偏光板13に入射すること、が可能となっている。
同様に、反射偏向シート30は、図2に示すように、光源25をなす発光体26からも正面方向にずれた位置に配置されている。これにより、光源25の発光体26で発光された光は、反射偏向シート30に直接入射すること、言い換えると、他の部材を介すことなくそのまま入射すること、が可能となっている。
さらに、図示された本実施の形態では、液晶表示パネル15のパネル面への法線方向nd(本実施の形態では、正面方向と平行な方向)に沿って、液晶表示パネル15および光源25をなす発光体26は、反射偏向シート30を基準として同じ側、具体的には、共に出光側に配置されている。結果として、光源25の発光体26で発光された光が反射偏向シート30の液晶表示パネル15(偏光板13)に対面する側の面へ直接入射し、且つ、反射偏向シート30へ入射して当該反射偏向シート30で反射した光は、反射偏向シート30での反射によって正面方向に沿った進行方向を折り返して、液晶表示パネル15(偏光板13)の反射偏向シート30に対面する側の面(入光面)へ直接入射し得るようにすることができる。
反射偏向シート30は、液晶表示パネル15に対面する側から受けた発光体26からの光を液晶表示パネル15へ向けて反射する反射面30aを有している。図2に示すように、反射偏向シート30の反射面30aの正面方向(法線方向nd)に対する傾斜角度θaは、発光体26からの距離に応じて変化している。この反射面30aでの反射によって、光源25の発光体26で発光された光の進行方向を正面方向へ偏向し、当該正面方向へ進行方向を絞り込まれた光によって液晶表示パネル15の入光面の各位置を照明するようになっている。すなわち、反射偏向シート30の反射面30aでの正面方向への集光機能(偏向機能)により、表示装置10の表示面10a(液晶表示パネル15の出光面)における正面方向輝度を改善している。
なお、反射偏向シート30の反射面30aの正面方向(法線方向nd)に対する傾斜角度θaが変化しているとは、反射面30aの傾斜角度θaが一定ではないことを意味している。そして、ここでいう、反射面30aの傾斜角度θaが変化するとは、発光体26からの距離に応じて連続的に変化することだけでなく、不連続的、言い換えると、段階的または階段状に変化することも含む。したがって、反射面30aの傾斜角度θaが発光体26からの距離に応じて変化しているとは、発光体26からの距離が異なる一部の領域において反射面30aの傾斜角度θaが一定となる態様を排除するものではない。
なお、図1〜図3に示されているように、また上述したように、本実施の形態では、光源25の発光体26は、第1方向d1に直交する第2方向に並べて配置されている。したがって、反射偏向シート30の反射面30aの正面方向(法線方向nd)に対する傾斜角度θaは、第1方向d1に沿って、連続的または不連続的に変化することになる。
図示された本実施の形態に係る反射偏向シート30は、各々が反射面30aの一部分を形成する複数の単位要素32を有している。そして、単位要素32によって形成される反射面30aの一部、すなわち単位反射面32aの傾斜角度は、複数の単位要素32のうちの少なくとも二つ単位要素の間で、異なっている。これにより、反射面30aの傾斜角度θaが一定ではなくなる。ただし図示された形態では、各単位要素32によって形成される単位反射面32aの傾斜角度は、すべての複数の単位要素32の間で異なっている。
反射偏向シート30は、シート状の本体部34を有している。本実施の形態において、本体部34は、そのシート面が液晶表示パネル15のパネル面と平行になるように配置されている。この本体部34は、複数の単位要素32を支持している。すなわち、複数の単位要素32は本体部34上に設けられている。本実施の形態において、複数の単位要素32は、本体部34の液晶表示パネル15に対面する側の面上に設けられている。そして、反射偏向シート30の液晶表示パネル15に対面する側の表面を形成している。したがって、単位反射面32aを有した単位要素32によってなされている反射偏向シート30の液晶表示パネル15に対面する側の面により、反射偏向シート30の反射面30aが形成されている。
図示された本実施の形態において、複数の単位要素32は、本体部34のシート面と平行な方向に並べられて、本体部34上に配列されている。各単位要素32は、本体部34上を、その配列方向と交差する方向に線状に延びている。とりわけ図示する例において、各単位要素32は、第1方向d1を配列方向として、第1方向d1に並べられている。また、各単位要素32は、第1方向d1(配列方向)と直交する第2方向d2に沿って、直線状に延びている。さらに、各単位要素32は、柱状に形成され、その長手方向に沿って、つまり第2方向d2に沿って同一の断面形状を有するようになっている。
図2に示す断面、つまり、単位要素32の配列方向および本体部34のシート面への法線方向ndの両方向に平行な断面(以下においては、単に「反射偏向シートの主切断面」とも呼ぶ)において、各単位要素32は、本体部34上に一辺が位置する三角形形状となっている。図示する例において、各単位要素32は、発光体26に対面するように配置され発光体26からの光を反射する反射面30aを形成する単位反射面32aと、発光体26に対面しない側に配置された接続面32bと、を有している。
接続面32bは、隣り合う二つの単位反射面32aを接続する面をなしている。接続面32bは、同一の単位要素32に含まれる単位反射面32aよりも急斜面として、言い換えると、正面方向に対する傾斜角度が小さくなるように、形成されている。とりわけ、図示する例では、各単位要素32の接続面32bは、正面方向に延びる面として形成されている。したがって、反射偏向シートの主切断面において、各単位要素32は直角三角形形状を有している。
一方、単位反射面32aの傾斜角度θaは、その単位反射面32aを含む単位要素32が設けられる位置に応じて、言い換えると、当該単位要素32が配置される位置の光源25をなす発光体26からの距離に応じて決定されている。より具体的には、単位反射面32aの傾斜角度θaは、光源25をなす発光体26から当該単位反射面32aへ入射するようになる光の当該単位反射面32aへの入射角度θbを考慮して決定されている。このため、光源25をなす発光体26からの距離が異なる位置へ配置される各単位要素32の単位反射面32aでの反射によって、発光体26からの光を観察者側に向けて正面方向に偏向させることが可能となっている。
図1および図2に示すように、本実施の形態では、光源25をなす発光体26から各単位要素32への光の入射角度(当該光の進行方向が正面方向に対してなす角度)θbは、単位要素の位置が発光体26から離間するにつれて、0°の側から90°の側へ向けて、大きくなっていく。したがって、発光体26からの光を正面方向へ偏向する単位要素32の単位反射面32aの傾斜角度θa(反射面)は、単位要素の位置が発光体26から離間するにつれて、90°の側から0°の側へ向けて、小さくなっていく。
なお、図2に示すように、図示された一実施の形態では、単位要素32の幅W、すなわち、本体部34のシート面に沿った単位要素32の長さは、複数の単位要素32の間で同一となっている。したがって、上述した単位反射面32aの変化を実現するため、単位要素32の高さH、より厳密に表現すると、本体部34のシート面への法線方向ndに沿った単位要素32の高さは、単位要素32の位置が発光体26から離間するにつれて高くなっていく。このため、反射偏向シートの主切断面である図2から理解され得るように、同一の発光体26からの光が、第1方向d1に沿って並べられた全ての単位要素32に入射するようにすることがより確実に実現されるようになる。これにより、第1方向d1に沿った反射偏向シート30の実質的な全域に光源25からの光を照射することが可能となり、結果として、第1方向d1に沿った液晶表示パネル15の実質的な全域を、反射偏向シート30からの反射光によって、照明することが可能となる。
なお、図示された例に限られることなく、単位要素32の幅Wが、複数の単位要素32の間で、一定でなくてもよい。例えば、単位要素32の幅Wが、単位要素32の位置が発光体26から離間するにつれて、長くなっていくようにしてもよい。このような態様によれば、光源25からの光が、発光体26から離間して配置された単位要素32に入射しやすくなる。その一方で、光源25からの光が発光体26から離間して配置された単位要素32に入射することを確保しながら、単位要素32の幅Wが、単位要素32の位置が発光体26から離間するにつれて、短くなっていくようにしてもよい。このような態様によれば、複数の単位要素32の間で高低差を低減することができる。この場合、反射偏向シート30の厚みが薄くなり、バックライト20および表示装置10の薄型化を可能にすることができる。
具体的な寸法として、反射偏向シート30の単位要素32の幅Wを50μm以上50mm以下とすることができる。また、反射偏向シート30の単位要素32の高さHを5μm以上20mm以下とすることができる。さらに、反射偏向シート30のシート状の本体部34の厚みを50μm以上2mm以下とすることができる。
なお、以上の反射偏向シート30は、液晶表示パネル15に対面する側の面を反射面30aとして構成されている。したがって、少なくとも反射偏向シート30の液晶表示パネル15に対面する側の面は、反射性を有した材料からなる層、例えば金属からなる層、あるいは、反射性粒子を含有したインキ層として、構成され得る。すなわち、材料費や加工費等を考慮して、反射偏向シート30が、その全体を反射性材料から形成されるのではなく、図1に示すように、加工性、とりわけ成形性に優れ且つ材料費の比較的安価な材料を用いて上述した形状に形成された基材部36aと、基材部36a上の少なくとも一分部を被覆する反射性層36bから構成されるようにしてもよい。この場合、反射性層36bの一部または全部が、上述した反射面30a並びに単位反射面32aを構成するようになる。
ここで、基材部36aは、例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、アクリロニトリル等の一以上を主成分とする樹脂を原料とした押し出し成形によって、作製され得る。あるいは、基材部36aを、ポリエチレンテレフタレート等からなるシート状基材上に、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂(電離放射線硬化型樹脂等)を用いて単位要素32をなすようになる部分を賦型することにより、作製することもできる。また、反射性層36bは、アルミニウムや銀のような高い反射性を有した材料を、基材部36a上に蒸着やスパッタすることによって、形成され得る。あるいは、反射性層36bは、反射性を呈するアルミなどの金属フレークや粒子を含有したインキを基材部36a上に塗工することによって、形成され得る。
なお、反射偏向シート30の反射面30a(単位要素32の単位反射面32a)での反射は、正反射であってもよいし、拡散反射(乱反射、散乱反射)であってもよい。また、反射偏向シート30の反射面30a(単位要素32の単位反射面32a)での反射が拡散反射の場合には、当該反射は、等方性拡散でもよく、あるいは、異方性拡散でもよい。例えば、反射性を呈する粒子を含有したインキ層によって反射偏向シート30の反射面30aを形成した場合、当該反射面30aでの反射を拡散反射とすることができる。また、この際、反射性粒子が、長手方向を有するとともに特定の方向への配向性を持つようにして分散されている場合、当該反射面30aでの反射を異方性拡散反射とすることができる。さらには、反射偏向シート30の反射面30a(単位要素32の単位反射面32a)上に、プリズム、レンズ、マイクロレンズといった透明な光学要素を設け、これにより、反射偏向シート30が、これらの光学要素に起因して、等方性拡散反射機能または異方性拡散反射機能を発現するようにしてもよい。
ところで、LEDのような点状発光体26は、光を均一な光度で放射状に発光するのではなく、指向性を有している。すなわち、LEDのような点状発光体26は、各方向に異なる光度(単位:カンデラ)で光を放射する。一般的には、発光体26は、特定の方向にピーク光度を持つ。そして、当該特定の方向に対する傾斜角度が大きくなるにつれて、光度の値はしだいに低下していく。好ましくは、このような発光体26の指向特性(配光特性、さらに言い換えると、光度の角度(方向)分布)を考慮して、光源25をなす発光体26の配置が決定される。具体的には、液晶表示パネル15のパネル面への法線方向ndと第1方向d1との両方向に沿った面、つまり、図2の断面において、反射偏向シート30での反射を介し、液晶表示パネル15の一対の縁部15c1,15c2の中間点となる領域に向けて最高光度で光を発光するように、発光体26の配置(位置、向き)が調節されることが好ましい。この場合、観察者によって最も明るさの増減が感知されやすくなる表示面10aの中央で映像の明るさを最も明るくすることができる。すなわち、発光体26で発光体された光を極めて効率的に使用することが可能となる。
また、例えば発光体26が指向性を持たない又は弱い指向性しか持たない場合等、発光体26で発光されたすべての光が、反射偏向シート30に入射するようになる訳ではない。また、反射偏向シート30での反射によって液晶表示パネル15へ向けられた光がすべて液晶表示パネル15に入射する訳でなく、一部の光は液晶表示パネル15の入光側面で反射されることも想定される。このため、反射偏向シート30と液晶表示パネル15との間に、好ましくは発光体26を取り囲むようにして、補助反射板(図示せず)を設けるようにしてもよい。このような補助反射板によれば、光源25からの光の利用効率を向上させることができる。また、別の方法として、補助反射板を設けることに代えて、あるいは、補助反射板を設けることに加えて、反射偏向シート30が、光源25をなす発光体26を取り囲むようにして液晶表示パネルの縁部まで延びるようにしてもよい。このような形態によっても、発光体26で発光された光の利用効率を向上させることができる。
次に、主として図2を参照しながら、表示装置10の作用について説明する。
図2に示すように、光源25の発光体26は、反射偏向シート30の反射面30aに向けて光を発光する。すなわち、光源25の発光体26で発光された光は、直接、すなわち他の部材に入射することなく反射偏向シート30へ入射し、反射偏向シート30の反射面30aでの反射によって、進行方向を変更される。図2に示すように、反射偏向シート30で反射された当該光は、直接、すなわち他の部材に入射することなく、液晶表示パネル15に入射する。
なお、上述したように、反射偏向シート30の反射面30aの傾斜角度θaは、光源25の発光体26からの距離に応じて、すなわち第1方向d1に沿って、連続的または不連続的に変化するようになっている。このような反射面30aの傾斜角度θaの変化によれば、反射偏向シート30の第1方向に沿った各位置に互いに異なる入射角度θbで入射した光を、それぞれ、各光の進行方向をその入射角度θbに応じて適切に変化させることが可能となる。すなわち、反射偏向シート30の第1方向に沿った各位置に互いに異なる入射角度θbで入射した光を、それぞれ、正面方向へ向けて反射することが可能となる。
以上のようにして、バックライト20は、その進行方向が正面方向に対してなす角度が小さくなるように偏向されている光によって、液晶表示パネル15を照明するようになる。液晶表示パネル15に入射した光は、下偏光板13から、液晶セル11および上偏光板12へと向かう。この際、液晶セル11は、画素毎に光を選択的に透過させ、これにより、表示装置10の観察者が、映像を観察することができるようになる。上述したように、バックライト20は正面方向へ集光された光によって液晶表示パネル15を照明するため、表示面10aでの正面方向輝度は高く、観察者が明るく感じる映像を表示面10a上に表示することができる。
ところで、図12に示すように、従来の表示装置1に組み込まれていた光学シート類(図12の例では、導光板A、集光シートB、光拡散シートC)は、光の進行方向を補正するための部材であったが、その反面、入射光の一部を損失する原因となっていた。従来の表示装置1においては、多くの光が、いずれかの光学シートにおいて反射し、その進行方向を複数回折り返した後に表示パネル内に入射していた。結果として、光源25a,25bとなる発光体26で発光された光の多くが、いずれかの光学シートに吸収され、映像の表示に使用され得なかった。
この点に関して、本実施の形態によれば、バックライト20の反射偏向シート30と液晶表示パネル15との間には、光学シート類が設けられていない。そして、光源25をなす発光体26で発光された光は、反射偏向シート30での反射を経るだけで、液晶表示パネル15へ直接入射し得るように、液晶表示パネル15、光源25の発光体26および反射偏向シート30が位置決めされている。このため、光源25の発光体26からの光の利用効率を格段に上げることができる。
また、本実施の形態によれば、表示装置に組み込まれる部材(光学シート)の数量を大幅に減じることができ、表示装置の製造コストを直接的に大幅に低減することができる。また、表示装置あるいはバックライトの組み立て時に必要となる光学シート類の位置決めといった煩雑な作業を省くことが可能となり、この点からも表示装置の製造コストを低減することができる。さらに、表示装置に組み込まれる部材(光学シート)を省くことにより、表示装置の薄型化および軽量化も可能となる。また、優れた集光機能(偏向機能)を付与され表示装置10の輝度特性の改善、とりわけ正面方向輝度の向上を実現し得る反射偏向シート30は、液晶表示パネルを背面側から覆っていた従来の反射板に代わるものであり、この反射板はこれまで必須の要素と考えられていた部材である。この点から、本実施の形態による製造コストの低減や薄型化および軽量化といった効果は、極めて有用であると考える。
加えて、本実施の形態によれば、光源25の発光体26からの光は、反射偏向シート30での反射によってその進行方向を正面方向において一回折り返された後に、液晶表示パネル15に入射する。このため、光源25を、正面方向において液晶表示パネル15と反射偏向シート30との間に配置することができる。したがって、本実施の形態によれば、反射偏向シート30を用いて積極的に光路調節を図りながら、正面方向に沿った表示装置10の寸法を大幅に小型化すること、すなわち、表示装置を薄型化することが可能となる。
さらに、本実施の形態によれば、反射偏向シート30が、正面方向において、液晶表示パネル15と直面する位置に配置されており、バックライト20の反射偏向シート30と液晶表示パネル15との間に光学シート類が配置されていない。したがって、光学シートの曲がり、撓み、反り等の変形に起因した表示画質の劣化といった従来の不具合を効果的に回避することができる。なお、従来の表示装置では、図12に示すように、発光体26に側方に配置され、発光体26からの光を導光する導光板Aが設けられていた。導光板Aは、導光方向に沿った光量分布を均一化させるため、所定の光学作用を光に及ぼし得るように構成されている。その結果として、導光板Aの厚みは他の光学シート類と比較して極端に厚くなっており、導光板Aの材料費や重量が嵩み、表示装置の製造コストが上昇してしまうといった不具合が生じていた。また、或る程度の厚みを有した導光板Aをバックライトに組み込もうとすると、それなりの支持機構を設置する必要も生じていた。一方、本実施の形態によれば、導光板Aが組み込まれておらず、光源25をなす発光体26で発光された光は、反射偏向シート30で反射されることによって、液晶表示パネル15へ直接入射し得るようになっているため、このような従来の不具合は生じ得ない。
ところで、本実施の形態では、導光板Aを排除しているため、明るさの面内ばらつきを十分に均一化させることができないとも予想され得る。この点について、本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、光源25をなす発光体26の指向特性や液晶表示パネル15の大きさ等を考慮にいれながら、液晶表示パネル15、光源25をなす発光体26および反射偏向シート30の位置関係を適宜設定することにより、観察者が明るさの面内ばらつきに違和感を覚えない程度にまで、明るさの面内ばらつきを均一化させ得ることを知見した。
表示装置10の表示面10aに表示される映像を観察する観察者は、表示面10a上の中央の領域における明るさの増減を敏感に感知することができる。その一方で、観察者は、表示面10a上の中央から離間した縁部における明るさの増減に対しては、鈍感となる。この傾向は、とりわけ、家庭用のテレビ受像機として用いられる表示装置10に対して顕著となる。本件発明者らの実験により得られた知見によれば、表示装置10の表示面10上の中心から、表示面10a上の縁部までの距離の三分の二までの範囲(図3において点線で囲まれる範囲)内における明るさが或る程度均一化されていれば、表示面10aに表示される映像を肉眼で観察する際に違和感を覚えることはなかった。平面視矩形状の表示面10aを採用した本実施の形態について言い換えると、表示装置10の表示面10上の中心に中心を揃えて位置する範囲であって、高さが表示面10の高さの三分の二であるとともに、幅が表示面10の幅の三分の二である範囲において、明るさの面内ばらつきを均一化させることが有効であると、知見された。
より具体的な評価として、液晶表示パネル15の入光側面(バックライトに対面する側の面、観察者側とは反対側の面)のうちの第1方向d1における一対の縁部15c1,15c2の中間点が配置されるべき位置において液晶表示パネル15のパネル面への法線方向ndから測定される照度E(0)と、液晶表示パネル15の入光側面のうちの、第1方向d1における一対の縁部15c1,15c2の間の長さLの三分の一だけ前記中間点から第1方向d1に沿って一方の側へずれた点が配置されるべき位置において液晶表示パネル15のパネル板面への法線方向ndから測定される照度E(−L/3)と、第1方向d1における一対の縁部15c1,15c2の間の長さLの三分の一だけ前記中間点から第1方向d1に沿って他方の側へずれた点が配置されるべき位置において液晶表示パネル15のパネル面への法線方向ndから測定される照度E(L/3)と、が次の関係式を満たしていれば、液晶表示パネル15での光制御機能(光学機能、光拡散機能、後述する集光機能)も考慮して、表示装置10を観察する観察者が表示面10aでの明るさのばらつきを肉眼で感知できない程度にすることができた。
0.1≦(E(L/3)+E(−L/3))/(2×E(0))≦2.0
なお、言い換えると、照度E(L/3)は、液晶表示パネル15の入光側面のうちの、第1方向d1における一対の縁部15c1,15c2の間の長さLの六分の一だけ一方の側の縁部15c1から第1方向d1に沿って他方の側へずれた点が配置されるべき位置において液晶表示パネル15のパネル面への法線方向ndから測定される照度のことである。同様に、照度E(−L/3)は、液晶表示パネル15の入光側面のうちの、第1方向d1における一対の縁部15c1,15c2の間の長さLの六分の一だけ他方の側の縁部15c2から第1方向d1に沿って一方の側へずれた点が配置されるべき位置において液晶表示パネル15のパネル面への法線方向ndから測定される照度のことである。
0.1≦(E(L/3)+E(−L/3))/(2×E(0))≦2.0
なお、言い換えると、照度E(L/3)は、液晶表示パネル15の入光側面のうちの、第1方向d1における一対の縁部15c1,15c2の間の長さLの六分の一だけ一方の側の縁部15c1から第1方向d1に沿って他方の側へずれた点が配置されるべき位置において液晶表示パネル15のパネル面への法線方向ndから測定される照度のことである。同様に、照度E(−L/3)は、液晶表示パネル15の入光側面のうちの、第1方向d1における一対の縁部15c1,15c2の間の長さLの六分の一だけ他方の側の縁部15c2から第1方向d1に沿って一方の側へずれた点が配置されるべき位置において液晶表示パネル15のパネル面への法線方向ndから測定される照度のことである。
加えて、本件発明者らが、鋭意実験を重ねたところ、液晶表示パネル15の入光側面のうちの第1方向d1における一対の縁部15c1,15c2の中間点が配置されるべき位置において液晶表示パネル15のパネル面への法線方向ndから測定される照度E(0)が、液晶表示パネル15の入光側面が配置されるべき位置において液晶表示パネル15のパネル面への法線方向ndから測定され得る最高照度の0.5倍以上1倍以下となっていることが好ましいことが、知見された。前記中間点が配置されるべき位置において液晶表示パネル15のパネル面への法線方向ndから測定される照度E(0)が最高照度の0.5倍未満になると、表示面10aの中央での明るさの低下を肉眼で感知されるようになり、したがって、観察者によって明るさの増減を感知されやすい領域に有効に光を届けることができていないことになる。すなわち、発光体26で発光される光を有効利用できていないことになる。
そして、本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、光源25をなす発光体26、反射偏向シート30および液晶表示パネル15の相対位置を調節することにより、導光板を含まない本実施の形態によるバックライト20(表示装置10)で上述した理想的な照度の面内分布を実現することができた。具体的には、液晶表示パネル15の一対の縁部15c1,15c2間の第1方向d1に沿った長さLや発光体26の配光特性等に応じて、発光体26から、一対の縁部15c1,15c2のうちの当該発光体26に近接する側の縁部までの、液晶表示パネル15のパネル面に沿った長さと、発光体26から液晶表示パネル15の入光側面までの液晶表示パネル15のパネル面への法線方向ndに沿った長さと、発光体26から反射偏向シート30(例えば、反射偏向シート30の本体部34)までの液晶表示パネル15のパネル面への法線方向ndに沿った長さと、を適宜設定することにより、所望の照度分布を得ることができた。
以上のように本実施の形態によれば、発光体26からの光を受ける反射偏向シート30が、液晶表示パネル15に対面する位置に配置され、液晶表示パネル15に対面する側から受けた発光体26からの光を液晶表示パネル15に向けて反射する反射面30aを有している。そして、反射偏向シート30の反射面30aの正面方向に対する傾斜角度θaは、発光体26からの距離に応じて、連続的または不連続的に変化している。この結果、光源25をなす発光体26からの距離に応じて異なる入射角度θbで偏向反射シート30の各位置へ入射する発光体26からの光を、正面方向へ集光(偏向)して液晶表示パネル15に向けることができる。このように、本実施の形態によれば、極めて簡単な構成により、発光体26で発光された光の進行方向を調節して、液晶表示パネル15を照明する光の光学特性を制御し得るようになっている。結果として、液晶表示パネル15とバックライト20の反射偏向シート30との間に配置されていた光学シート類の数を低減すること、或いは、光学シート類を排除することができ、これにより、当該光学シート類に起因して生じる不具合の発生を効果的に抑制または防止することができる。
上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を適宜参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いており、重複する説明を省略する。
上述した実施の形態において、光源25の発光体26で発光された光が、直接、反射偏向シート30へ入射する例、すなわち、光源25の発光体26で発光された光が、他の部材を介することなく反射偏向シート30へ入射する例を示したが、この例に限られない。光源25の発光体26で発光された光を受けて反射偏向シート30に向ける光学素子21が、設けられてもよい。光学素子21は、種々の目的、例えば、発光体26で発光された光の進行方向を反射偏向シート30に向けること、さらには反射偏向シート30のみに向けることを目的として、あるいは、発光体26の指向特性(配光特性、さらに言い換えると、光度の角度(方向)分布)を解消または補正して、反射偏向シート30の各位置に入射する光の光量分布を均一化させることを目的として、設けられ得る。
図4に示された例では、光学素子21はレンズ22として構成されている。図4に示された例では、光源25の発光体26が弱い指向特性しか有していないため、発光体26で発光された光は、広い角度範囲内の方向へ放射されるようになっている。図4に示された例において、光学素子21は、発光体26に対面する位置に配置されたレンズ22、とりわけ凸レンズとして形成されている。このレンズ22からなる光学素子21によれば、発光体26から発散される光をある程度まとめて、反射偏向シート30に向けることが可能となる。
また、図5に示された例において、光学素子21は、反射板23として構成されている。図5に示された例では、反射板23が、曲面状の反射面23aを有している。したがって、曲面状の反射面23aによって光源25の発光体26で発光された光を反射することにより、単に発光体26で発光された光の進行方向を変化させるだけでなく、発光体26で発光された光を発散させること(発散角度を広げること)、収束させること(発散角度を狭めること)が可能となる。図5に示した例では、反射板23が凹面状の反射面23aを有しており、発光体26で発光された光をより広い発散角度を有した光束に整形している。加えて、反射板23の反射面23aが、平坦面および曲面を適宜つなぎ合わせて形成されている場合には、反射偏向シート30の各位置に入射する光の光量バラツキを均一化させることも可能となる。
図4および図5に示された例において、光学素子21は、光源25をなす発光体26の近傍に配置されている。また、光学素子21は、第1方向d1において、液晶表示パネル15の外方となる位置に配置されている。
また、上述した実施の形態において、光源25の点状発光体26として、LEDを例示したが、これに限られず、その他の点状発光体を用いてもよい。例えば、点状発光体として、レーザ光を生成するレーザ光源を用いてもよい。また、上述した実施の形態では、図3に示すように、液晶表示パネル15の一つの縁部15c1の全長に沿って、発光体26を並べて配置した例を示したが、これに限られない。例えば、レーザ光源に代表されるような高出力の発光体(発光部)を用いる場合には、例えば、図6および図7に示すように、光源25をなす発光体26の数を減らすことができる。
ここで、図6および図7は、反射偏向シート30とともに光源25を示す平面図である。図6に示す例においては、光源25は、一つの発光体26によって形成されている。図6に示す例において、反射偏向シート30は、光源25をなす単一の発光体26を中心とした同心円上を延びる複数の単位要素32を有している。一方、図7に示す例においては、第1方向d1に直交する第2方向d2に並べられた三つの点状の発光体26によって、光源25が形成されている。図7に示す例において、反射偏向シート30は、三つの発光体26のうちの真ん中の発光体を中心とした同心円上を延びる複数の単位要素32を有している。また、最も内側の単位要素32は、その外周が平面視において三つの発光体26を全て取り囲むような大きさに形成されている。
さらに、光源25の発光体26は、点状発光体に限られず、例えば冷陰極管等の線状発光体を用いてもよい。
さらに、上述した実施の形態において、光源が一つだけ設けられている例を示したが、これに限られない。例えば、図8〜図10に示すように、第1方向d1における液晶表示パネル15の一つの縁部15c1,15c2のそれぞれに対応して、一対の光源25a,25bが設けられているようにしてもよい。図8〜図10に示された例では、すなわち、一方の光源25aが、液晶表示パネル15の第1方向d1に対向する一対の縁部のうちの一方の縁部15c1の近傍に設けられ、他方の光源25bが、液晶表示パネル15の第1方向d1に対向する一対の縁部のうちの他方の縁部15c2の近傍に設けられている。
図8〜図10に示された例において、一つの光源25a,25bは、反射偏向シート30を挟んで対称的に構成されている。同様に、反射偏向光学シート30は、第1方向d1における中心を中心として、対称的に構成されている。図8〜図10に示された形態は、それぞれ、図2、図4及び図5に示された形態に対応している。すなわち、図8は、上述した実施の形態において一つの光源25a,25bを採用した変形例であり、図9は、レンズ22からなる光学素子21を含んだ図4の形態において、一つの光源25a,25bを採用した変形例であり、図10は、反射板23からなる光学素子21を含んだ図5の形態において、一つの光源25a,25bを採用した変形例である。図9および図10に示された変形例において、光学素子21は、一対の光源25a,25bのそれぞれに対応して一対設けられている。
また、反射偏向シート30に対して種々の変更が可能である。例えば、既に言及したように、反射偏向シート30の反射面30aが、正反射機能ではなく、拡散反射機能(乱反射機能、散乱反射機能)を有していてもよい。反射偏向シート30が光源25の発光体26からの光を拡散反射させる場合には、液晶表示パネル15の入光側面をより均一な明るさの分布で照明することが可能となる。また、反射偏向シート30が拡散反射機能を有する場合、反射偏向シート30での反射による拡散は、等方性拡散でもよいし、異方性拡散であってもよい。反射偏向シート30の拡散反射機能が異方性の拡散反射機能である場合には、反射偏向シート30は、第1方向d1、第2方向d2、第1方向d1および第2方向d2以外のいずれかの方向に、最も強い反射機能を発揮するようにしてもよい。
また、既に言及したように、反射面30aを画成する単位要素32が、直線状に延びている必要はなく、図6および図7に示すように、曲線状に延びるようにしてもよい。さらには、線状の単位要素32が本体部34上に配列されている例を示したが、これに限られず、点状の単位要素32が本体部34上に配列されてもよい。すなわち、反射偏向シート30の反射面30aを画成する単位要素32が、二次元配列されてマイクロレンズ(フライアイレンズ)を構成する点状の要素であってもよい。
また、上述した実施の形態において、反射面30aを画成する単位要素32が、反射偏向シートの主切断面において断面三角形形状として構成されている例を示したが、これに限られず、種々の形状に適宜設計され得る。例えば、反射偏向シートの主切断面における単位要素32の断面形状をなす三角形形状の頂部が面取りされていてもよい。また、反射偏向シートの主切断面において、単位反射面32aが、外方に膨出した曲線となるように変形されてもよい(図示せず)。すなわち、反射偏向シート30の反射面30aは、平面(平坦な面)である必要はなく、曲面として構成されてもよいし、二以上の平面(平坦な面)からなる折れ面として構成されていてもよいし、一以上の曲面および一以上の平面(平坦な面)の組み合わせとして構成されていてもよい。
さらに、上述した実施の形態において、反射偏向シート30の液晶表示パネル15に対面する側に突出する面によって、反射面30aが形成されている例を示したが、これに限られない。図11に示す例のように、反射偏向シート30の液晶表示パネル15に対面する側とは反対側の面によって、反射面30aが形成されるようにしてもよい。すなわち、図11に示された例においては、発光体で発光された光は、反射偏向シート30の液晶表示パネル15に対面する側の面から、当該反射偏向シート30に入射する。そして、反射偏向シート30へ入射した光は、反射偏向シート30内を厚み方向に進み、反射偏向シート30の液晶表示パネル15に対面する側とは反対側の面によってなされる反射面30aで反射されて、液晶表示パネル15へ向けて進むようになる。
図11に示された例において、反射偏向シート30は、シート状の本体部34と、本体部34の液晶表示パネル15に対面する側とは反対側の面上に設けられた複数の単位要素32と、を有している。そして、単位要素32は、反射偏向シート30の液晶表示パネル15に対面する側とは反対側の表面を形成している。この単位要素32は、上述した実施の形態と同様に、反射面30aを形成する単位反射面32aと、隣り合う二つの単位反射面32aを接続する接続面32bと、を有している。また、図11に示された反射偏向シート30は、図1に示した例と同様に、成形性に優れ且つ材料費の比較的安価な材料を用いて上述した所定形状に形成された基材部36aと、基材部36a上の一分部を被覆する反射性を有した反射性層36bと、から構成されるようにしてもよい。金属層等からなる反射性層36bが、反射偏向シート30(基材部36a)の液晶表示パネル15に対面する側とは反対側の面上に形成されるとともに反射偏向シート30(基材部36a)の液晶表示パネル15に対面する側の面上には形成されていない場合、光源25からの光が、液晶表示パネル15に対面する側の面を介して反射偏向シート30内に入射し、且つ、液晶表示パネル15に対面しない側の面によって形成された反射面30aで反射されるようにすることができる。
さらに、上述した実施の形態において特に言及しなかったが、液晶表示パネル15が、光の進行方向を変化させる光制御機能を有した光学フィルムを含むようにしてもよい。この光学フィルムは、例えば、上偏光板12に出光側から積層されて液晶表示パネル15に含まれるようにしてもよいし、あるいは、下偏光板13の偏光子よりも反射偏向シート30側に配置された光学フィルムとして液晶表示パネル15に含まれるようにしてもよい。このような光学フィルムは、光を等方的または異方的に拡散させる光拡散機能を光制御機能として呈するようにしてもよい。
また、下偏光板13の偏光子よりも反射偏向シート30側に配置される光学フィルムとして、光の進行方向がある方向(典型的には、正面方向)に対してなす角度を小さくするように当該光の進行方向を変化させる集光機能を有した集光シートや、特定の偏光成分を透過させるとともに、その他の偏光成分を反射して再び光源側へ戻す反射型の偏向分離機能を有した偏光分離フィルムが、好適に用いられる。集光シートを設けた場合、表示面10aでの正面方向輝度をさらに向上させることが可能となる。偏光分離フィルムを設けることによって、下偏光板13の偏光子を透過し得る偏光成分の光を選択的に偏光子へ入射させ、その他の光を反射偏向シート30の側に戻すことができる。反射偏向シート30の側に戻された光は、その後の反射等によって、偏光状態を変化させて偏光分離フィルムへ再度入射し得る。輝度の向上に役立ち得る偏光分離フィルムとして、米国3M社から入手可能な「DBEF」(登録商標)を用いることができる。また、「DBEF」以外にも、韓国Shinwha Intertek社から入手可能な高輝度偏光シート「WRPS」や、あるいは、ワイヤーグリッド偏光子等を、偏光分離フィルムとして用いることができる。
以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
なお、バックライトの反射板Dと、液晶表示パネル15と、の間に多数の光学シートが含まれた従来の表示装置1との比較において、本発明の一実施の形態に係るバックライト20および表示装置10の利点を説明してきたが、このような記載は、本発明の一実施の形態に係るバックライト20および表示装置10が、バックライトの反射偏向シート30と液晶表示パネル15との間に配置された光学シートを含むことを排除するものではない。すなわち、本発明は、バックライトの反射偏向シート30と液晶表示パネル15との間に、一以上の光学シートが配置されている態様をも含み、このような態様においても、上述した優れた作用効果を享受することができる。
10 表示装置
11 液晶セル
12 偏光板、上偏光板
13 偏光板、下偏光板
15 表示パネル、液晶表示パネル
19 光学モジュール
20 バックライト、面光源装置
21 光学素子
22 レンズ
23 反射板
25,25a,25b 光源
26 発光体、発光部
30 反射偏向シート、反射偏向素子
30a 反射面
32 単位要素
32a 単位反射面
34 本体部
36a 基材部
36b 反射性層
11 液晶セル
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15 表示パネル、液晶表示パネル
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21 光学素子
22 レンズ
23 反射板
25,25a,25b 光源
26 発光体、発光部
30 反射偏向シート、反射偏向素子
30a 反射面
32 単位要素
32a 単位反射面
34 本体部
36a 基材部
36b 反射性層
Claims (21)
- 表示パネルを照明するバックライトであって、
発光体を有する光源と、
前記表示パネルに対面する位置に配置され、前記表示パネルに対面する側から受けた前記発光体からの光を前記表示パネルに向けて反射する反射面を有した反射偏向シートと、を備え、
前記反射偏向シートの前記反射面の傾斜角度は、前記発光体からの距離に応じて変化している、バックライト。 - 前記反射偏向シートは、前記表示パネルに直面する位置に配置されている、請求項1に記載のバックライト。
- 前記反射偏向シートは、前記表示パネルのパネル面への法線方向に沿って、前記表示パネルに直面する位置に配置されている、請求項1または2に記載のバックライト。
- 前記反射偏向シートは、各々が前記反射面の一部分を形成する単位反射面を有した複数の単位要素を含み、
前記単位要素の前記単位反射面の傾斜角度は、前記複数の単位要素のうちの少なくとも二つ単位要素の間で、異なっている、請求項1〜3のいずれか一項に記載のバックライト。 - 前記反射偏向シートは、各々が前記反射面の一部分を形成する単位反射面を有した複数の単位要素を含み、
前記単位要素の前記単位反射面の傾斜角度は、前記複数の単位要素の間で、異なっている、請求項1〜4のいずれか一項に記載のバックライト。 - 前記反射偏向シートは、シート状の本体部をさらに有し、
前記複数の単位要素は、前記本体部の一方の側に配置されている、請求項4または5に記載のバックライト。 - 前記複数の単位要素は、前記本体部の前記表示パネルに対面する側の面上に設けられ、前記反射偏向シートの前記表示パネルに対面する側の表面を形成する、請求項6に記載のバックライト。
- 前記反射偏向シートの前記表示パネルに対面する側の表面は、金属によって形成されている、請求項7に記載のバックライト。
- 前記複数の単位要素は、前記本体部の前記表示パネルに対面する側とは反対側の面上に設けられ、前記反射偏向シートの前記表示パネルに対面する側とは反対側の表面を形成する、請求項6に記載のバックライト。
- 前記反射偏向シートの前記表示パネルに対面する側とは反対側の表面は、金属によって形成されている、請求項9に記載のバックライト。
- 前記複数の単位要素は一方向に配列され、各単位要素は前記一方向と交差する方向に直線状または曲線状に延びている、請求項4〜10のいずれか一項に記載のバックライト。
- 前記光源の前記発光体は、前記一方向において、前記表示パネルの外方となる位置に配置されている、請求項11に記載のバックライト。
- 前記一方向に沿った前記表示パネルの両方の縁部のそれぞれに対応するようにして、一対の光源が設けられている、請求項11または12に記載のバックライト。
- 前記光源は、前記一方向と直交する方向に延びる線状の発光体、あるいは、前記一方向と直交する方向に並べられた複数の発光体を有する、請求項11〜13のいずれか一項に記載のバックライト。
- 前記光源の前記発光体で発光された光を受けて当該光を前記反射偏向シートに向ける光学素子を有し、
前記光学素子は、前記一方向において、前記表示パネルの外方となる位置に配置されている、請求項11〜14のいずれか一項に記載のバックライト。 - 前記光源の前記発光体で発光された光を受けて当該光を前記反射偏向シートに向ける光学素子を有する、請求項1〜14のいずれか一項に記載のバックライト。
- 前記光学素子はレンズを含む、請求項15または16に記載のバックライト。
- 前記光学素子は反射板を含む、請求項15〜17のいずれか一項に記載のバックライト。
- 前記反射板は、凹面状の反射面を有する、請求項18に記載のバックライト。
- 前記光源の前記発光体は、前記表示パネルのパネル面への法線方向に沿って、前記表示パネルからずれて配置されている、請求項1〜19のいずれか一項に記載のバックライト。
- 請求項1〜20のいずれか一項に記載されたバックライトと、
前記バックライトによって照明される表示パネルと、を備える表示装置。
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