JP2012204336A - 照明装置および表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 LEDを光源として用いた直下型の照明装置において、面方向において強度が均一化された光を表示パネルに照射することができ、薄型化が可能な照明装置を提供する。
【解決手段】 バックライトユニット1において発光部11は、プリント基板12に実装されるLED111と、入射する光を反射する反射板113と、LED111を覆うように設けられ入射する光を拡散させる第1レンズ112とを備える。反射板113は、LED111に対応する領域に開口が形成されて、プリント基板12上に設けられる基部1131と、基部1131から外方になるにつれてプリント基板12から離反して延びる第1および第2外周縁部1132,1133とを含む。この反射板113は、基部1131の反射率の方が、第1および第2外周縁部1132,1133の反射率よりも小さい。
【選択図】 図1
【解決手段】 バックライトユニット1において発光部11は、プリント基板12に実装されるLED111と、入射する光を反射する反射板113と、LED111を覆うように設けられ入射する光を拡散させる第1レンズ112とを備える。反射板113は、LED111に対応する領域に開口が形成されて、プリント基板12上に設けられる基部1131と、基部1131から外方になるにつれてプリント基板12から離反して延びる第1および第2外周縁部1132,1133とを含む。この反射板113は、基部1131の反射率の方が、第1および第2外周縁部1132,1133の反射率よりも小さい。
【選択図】 図1
Description
本発明は、表示パネルに背面側から光を照射する照明装置、この照明装置を備える表示装置に関する。
液晶表示装置は、2枚の透明基板の間に液晶が封入され、電圧が印加されることにより液晶分子の向きが変えられ光透過率を変化させることで予め定められた映像等が光学的に表示される。この液晶表示装置には、液晶自体が発光体ではないので、たとえば透過型の液晶パネルの背面側に冷陰極蛍光管(CCFL)、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)などを光源とした光を照射するバックライトユニットが備えられる。
バックライトユニットには、冷陰極管やLED(Light Emitting Diode)等の光源を底面に並べて光拡散板を介して光を出す直下型と、冷陰極管やLED等の光源を導光板と呼ばれる透明な板のエッジ部に配して、導光板エッジから光を通して背面に設けられたドット印刷やパターン形状によって前面に光を出すエッジライト型とがある。
LEDは、低消費電力、長寿命、水銀を使わないことによる環境負荷低減などの優れた特性を有するが、強い指向性を有し基本的に単色であることから、バックライトユニットの光源としての利用が遅れていた。しかしながら近年、照明用途での高演色高輝度白色LEDの急速な普及に伴って、バックライトユニットの光源としては、冷陰極蛍光管からLEDへの移行が進んでいる。
LEDは強い指向性を有するので、液晶パネルの背面において面方向に強度を均一化して光を照射するという観点では、直下型よりもエッジライト型が有効である。しかしながら、エッジライト型のバックライトユニットは、導光板のエッジ部に集中して光源が配置されることによる発熱が大きくなる、液晶パネルのベゼル部が大きくなるという問題が生じる。さらに、エッジライト型のバックライトユニットは、表示画像の高品質化および省電力化が可能な制御方法として注目されている部分的な調光制御(ローカルディミング)についても制約が大きく、表示画像の高品質化および省電力化が達成可能な小分割領域の制御ができないという問題がある。
そこで、部分的な調光制御に有利な直下型のバックライトユニットにおいて、強い指向性を有するLEDを光源として用いた場合であっても、面方向において強度が均一化された光を液晶パネルに照射することが可能な方法の検討が進められている。
たとえば、特許文献1には、直下型のバックライトユニットにおいて、反射部材の反射面の形状を略逆角錐形状とし、反射部材の一端の狭開口部にLEDを配置し、反射部材の他端の広開口部に拡散板を介して液晶パネルを配置し、広開口部の大きさをLEDの指向特性の最大広がり範囲と略同等とし、反射部材の反射面を光源の指向特性の広がり範囲に沿う傾斜面と略接するように形成する技術が開示されている。また、特許文献2には、LEDを覆うようにレンズを設けることで、LEDから出射した光をレンズにより拡散させる技術が開示されている。
特許文献1に開示される技術では、反射部材の広開口部の大きさをLEDの指向特性の最大広がり範囲と略同等とし、反射部材の反射面を光源の指向特性の広がり範囲に沿う傾斜面と略接するように形成するので、面方向において強度が均一化された光を液晶パネルに照射することが可能となる。しかしながら、反射部材の広開口部の大きさ、および反射面の形状は、光源の指向特性に依存するので、強い指向性を有して広がりの小さい光を出射するLEDを光源とした場合には、反射部材における狭開口部から広開口部までの距離が長くなる、すなわち、光源から拡散板までの距離が長くなってバックライトユニットの薄型化が困難となってしまう。
特許文献2に開示される技術では、LEDを覆うようにレンズを設けることで、LEDから出射した光をレンズにより拡散させるので、面方向において強度が均一化された光を液晶パネルに照射するための、光源から拡散板までの距離を短くすることができる。しかしながら、レンズから出射した光は、その出射方向が水平方向に近づくにつれて、液晶パネルに対する照射効率が低下する。また、レンズに入射した光の一部はレンズ内で反射してLEDが実装される基板表面に到達し、その基板表面で反射して再度レンズに入射することになる。このようにしてレンズに再入射した光の一部は、LEDの光軸方向と平行にレンズから出射するので、この部分の光の強度が大きくなって液晶パネルにおいて輝点むらが発生してしまう。
したがって本発明の目的は、LEDを光源として用いた直下型の照明装置において、面方向において強度が均一化された光を表示パネルに照射することができ、薄型化が可能な照明装置、および、この照明装置を備える表示装置を提供することである。
本発明は、表示パネルを備える表示装置に用いられる直下型の照明装置において、
表示パネルに光を照射する複数の発光部と、
表示パネルと平行に配置され、前記複数の発光部が設けられる基板とを備え、
前記発光部は、
前記基板上に設けられ、光を出射する発光素子と、
前記発光素子に対応する領域に開口が形成されて、前記基板上に設けられる基部と、基部から外方になるにつれて前記基板から離反するように延びる外周縁部とを含んで構成され、入射する光の少なくとも一部を反射する反射板と、
前記発光素子を覆うように設けられ、前記発光素子から出射した光を拡散させる第1光学部材とを備え、
前記基部の光の反射率は、前記外周縁部の光の反射率よりも小さいことを特徴とする照明装置である。
表示パネルに光を照射する複数の発光部と、
表示パネルと平行に配置され、前記複数の発光部が設けられる基板とを備え、
前記発光部は、
前記基板上に設けられ、光を出射する発光素子と、
前記発光素子に対応する領域に開口が形成されて、前記基板上に設けられる基部と、基部から外方になるにつれて前記基板から離反するように延びる外周縁部とを含んで構成され、入射する光の少なくとも一部を反射する反射板と、
前記発光素子を覆うように設けられ、前記発光素子から出射した光を拡散させる第1光学部材とを備え、
前記基部の光の反射率は、前記外周縁部の光の反射率よりも小さいことを特徴とする照明装置である。
また本発明の照明装置では、前記第1光学部材は、前記発光素子に対向する側の中央部に、前記発光素子を取り囲む凹部が形成され、凹部よりも外方の領域が、入射する光を散乱させるように構成されていることを特徴とする。
また本発明の照明装置では、前記第1光学部材の前記凹部は、前記発光素子の光軸上に頂点が位置する円錐形状に形成されることを特徴とする。
また本発明の照明装置では、前記反射板の前記外周縁部は、前記基板に対する傾斜角度が異なる複数の領域を有し、
前記複数の領域の傾斜角度は、前記基部から外方になるにつれて大きくなることを特徴とする。
前記複数の領域の傾斜角度は、前記基部から外方になるにつれて大きくなることを特徴とする。
また本発明の照明装置では、前記反射板は、前記基部から前記発光素子の上端部に向けて内方に延びる内周縁部をさらに含むことを特徴とする。
また本発明の照明装置では、前記発光部は、前記第1光学部材を覆うように設けられ、前記第1光学部材から出射した光を拡散させる第2光学部材をさらに備えることを特徴とする。
また本発明の照明装置では、前記複数の発光部にそれぞれ備えられる前記反射板は、互いに一体的に成形されることを特徴とする。
また本発明は、表示パネルと、
前記表示パネルに背面側から光を照射する前記照明装置とを備えることを特徴とする表示装置である。
前記表示パネルに背面側から光を照射する前記照明装置とを備えることを特徴とする表示装置である。
本発明によれば、照明装置は、表示パネルに光を照射する複数の発光部と、基板とを備える。複数の発光部は、それぞれ、基板上に設けられ、光を出射する発光素子と、入射する光の少なくとも一部を反射する反射板と、発光素子を覆うように設けられ、発光素子から出射した光を拡散させる第1光学部材とを備える。発光部が備える反射板は、発光素子に対応する領域に開口が形成されて、基板上に設けられる基部と、基部から外方になるにつれて基板から離反するように延びる外周縁部とを含む。この反射板は、基部の光の反射率の方が、外周縁部の光の反射率よりも小さい。
本発明に係る照明装置において、発光素子から出射した、指向性が強く広がりの小さな光は、第1光学部材に入射し、この第1光学部材で拡散される。第1光学部材から出射した光のうち、その出射方向が基板と平行に近い方向である光は、反射板の外周縁部に入射する。この反射板の外周縁部は、外方になるにつれて基板から離反するように延びるので、外周縁部に入射した光を、基板に平行な表示パネル側に反射させることができ、面方向において外周縁部に対応した領域の光量を増加させることができる。また、第1光学部材の内部で反射して発光素子の近傍における基板側に出射した光は、反射板の基部に入射する。反射板の基部と外周縁部とでは、基部の方が光の反射率が小さいので、基部で反射して第1光学部材に再入射する光の光量を小さくすることができ、面方向において基部に対応した領域の光量の増加を抑制することができる。
また、本発明に係る照明装置は、発光素子から出射した光を、発光素子を覆うように設けられた第1光学部材により拡散させるので、面方向において強度が均一化された光を表示パネルに照射することを、反射板のみで行う従来技術に比べて、薄型化が可能なものとなる。
したがって、本発明に係る照明装置は、各発光部内において、面方向における強度が均一化された光を表示パネルに照射することができるとともに、薄型化が可能なものとなる。
また本発明によれば、第1光学部材は、発光素子に対向する側の中央部に、発光素子を取り囲む凹部が形成され、凹部よりも外方の領域が、入射する光を散乱させるように構成されている。第1光学部材に入射した光は、その一部が第1光学部材の内部で反射して反射板の基部に入射するが、第1光学部材の発光素子に対向する側の面において、凹部よりも外方の領域を散乱構造とすることによって、この散乱構造とされた領域から出射して反射板の基部に入射する光の光量を小さくすることができるとともに、基部で反射して第1光学部材に再入射する光の光量を小さくすることができるので、面方向において基部に対応した領域の光量の増加を抑制することができる。
また本発明によれば、第1光学部材の凹部は、発光素子の光軸上に頂点が位置する円錐形状に形成される。これによって、発光素子から出射され、第1光学部材に入射した光を効率よく拡散することができる。
また本発明によれば、反射板の外周縁部は、基板に対する傾斜角度が異なる複数の領域を有し、この複数の領域の傾斜角度は、基部から外方になるにつれて大きくなる。これによって、面方向において外周縁部に対応した領域の、表示パネル側に反射する光の光量を増加させることができ、面方向における強度がより均一化された光を表示パネルに照射することができる。
また本発明によれば、反射板は、基部から発光素子の上端部に向けて内方に延びる内周縁部をさらに含む。第1光学部材に入射した光は、その一部が第1光学部材の内部で反射して基板側に出射されるが、この基板側に出射した光の一部は、内周縁部に入射する。この反射板の内周縁部は、基部から発光素子の上端部に向けて内方に延びるので、内周縁部に入射した光を、外周縁部側に反射させることができ、面方向における強度がより均一化された光を表示パネルに照射することができる。
また本発明によれば、発光部は、第1光学部材を覆うように設けられ、第1光学部材から出射した光を拡散させる第2光学部材をさらに備える。これによって、第1光学部材から出射した光は、第2光学部材に入射し、第2光学部材により拡散することができるので、面方向における強度がより均一化された光を表示パネルに照射することができる。
また本発明によれば、複数の発光部にそれぞれ備えられる反射板は、互いに一体的に成形される。これによって、複数の発光部の基板に対する配置位置の精度を向上することができるとともに、照明装置の組立作業時に、反射板を取り付ける作業数を低減することができるので、組立作業の効率を向上することができる。
また本発明によれば、表示装置は、面方向において強度が均一化された光を表示パネルに照射することができる、本発明に係る照明装置を備えているので、輝度むらなどの発生がなく、高画質画像を表示パネルに表示することができる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る液晶表示装置100の構成を示す分解斜視図である。図2は、図1における切断面線A−Aで切断した液晶表示装置100の断面図である。本発明の表示装置である液晶表示装置100は、テレビジョンまたはパーソナルコンピュータなどにおいて、画像情報を出力することによって画像を表示画面に表示する装置である。表示画面は、液晶素子を有する透過型の表示パネルである液晶パネル2によって形成され、液晶パネル2は、矩形平板状に形成される。液晶パネル2において、厚み方向の2つの向きを前面21側および背面22側とする。液晶表示装置100は画像を、前面21側から見て視認可能に表示する。
液晶表示装置100は、液晶パネル2と、本発明に係る照明装置であるバックライトユニット1とを備える。
液晶パネル2は、バックライトユニット1が備えるフレーム部材13の底部131と平行に、側壁部132により支持される。液晶パネル2は、2枚の基板を含み、厚み方向から見て長方形の板状に形成される。液晶パネル2は、TFT(thin film transistor)等のスイッチング素子を含み、2枚の基板の隙間には液晶が注入されている。液晶パネル2は、背面22側に配置されるバックライトユニット1からの光がバックライトとして照射されることによって、表示機能を発揮する。前記2枚の基板には、液晶パネル2における画素の駆動制御用のドライバー(ソースドライバ)、種々の素子および配線が設けられている。
また、液晶表示装置100において、液晶パネル2とバックライトユニット1との間には、拡散板3が、液晶パネル2に平行に配置される。なお、液晶パネル2と拡散板3との間に、光学シートを配置してもよい。
拡散板3は、バックライトユニット1から照射される光を、面方向に拡散することによって、輝度が局所的に偏ることを防止する。光学シートは、拡散板3を介して背面22側から到達した光の進行の向きを、前面21側に向ける。拡散板3では、輝度が面方向に偏ることを防ぐために、光の進行方向は、ベクトル成分として、面方向の成分を多く含む。これに対し光学シートは、面方向のベクトル成分を多く含む光の進行方向を、厚み方向の成分を多く含む光の進行方向に変換する。具体的には、光学シートは、レンズまたはプリズム状に形成される部分が面方向に多数並んで形成され、これによって、厚み方向に進行する光の拡散度を小さくする。したがって、液晶表示装置100による表示において、輝度を上昇させることができる。
バックライトユニット1は、液晶パネル2に背面22側から光を照射する直下型のバックライト装置である。バックライトユニット1は、液晶パネル2に光を照射する複数の発光部11と、プリント基板12と、フレーム部材13とを含む。
フレーム部材13は、バックライトユニット1の基本構造体であり、液晶パネル2と予め定められた間隔をあけて対向する平板状の底部131と、底部131に連なり底部131から立ち上がる側壁部132とからなる。底部131は、厚み方向から見て長方形に形成され、その大きさは液晶パネル2よりも少し大き目である。側壁部132は、底部131のうち短辺を成す2つの端部と、長辺を成す2つの端部とから液晶パネル2の前面21側に立ち上がって形成される。これによって、平板状の側壁部132が底部131の周囲に4つ、形成される。
プリント基板12は、フレーム部材13の底部131に固定される。このプリント基板12上には、複数の発光部11が設けられる。プリント基板12は、たとえば、導電層が両面に形成されたガラスエポキシからなる基板である。
複数の発光部11は、液晶パネル2に光を照射するものである。本実施形態では、複数の発光部11を1つの群として、拡散板3を介して液晶パネル2の背面22の全体にわたって対向するように、複数の発光部11がプリント基板12上にマトリクス状に設けられる。各発光部11は、フレーム部材13の底部131に垂直な方向から見て正方形に形成され、その大きさは光量が6000cdとなるように規定され、一辺の長さは、たとえば55mmである。
複数の発光部11は、それぞれ、発光素子である発光ダイオード(LED)111と、第1光学部材である第1レンズ112と、反射板113とを含む。
LED111は、プリント基板12に実装され、光を出射する。LED111は、発光部11をフレーム部材13の底部131に垂直な方向から見たときに、中央部に位置する。複数の発光部11において、それぞれのLED111による光の出射の制御は、互いに独立して制御可能である。これによって、バックライトユニット1は、部分的な調光制御(ローカルディミング)が可能である。
第1レンズ112は、LED111を覆うように設けられ、LED111から出射した光を拡散させる。図3は、第1レンズ112の構成を示す図である。第1レンズ112は、半球状に形成される透明なレンズであり、たとえばガラス、アクリル樹脂などからなる。
第1レンズ112は、LED111に対向する側の中央部に、LED111を取り囲む凹部1121が形成される。凹部1121は、LED111の光軸L上に頂点が位置する円錐形状に形成される。このように、円錐形状の凹部1121を有する第1レンズ112とすることによって、LED111から出射され、凹部1121から第1レンズ112に入射した光を、効率よく拡散することができる。
また、第1レンズ112のLED111に対向する側の面となる底面1122において、凹部1121よりも外方の領域は、入射する光を散乱させるように構成される。底面1122における散乱構造は、第1レンズ112がガラスにより構成されている場合にはブラスト処理により実現でき、第1レンズ112がアクリル樹脂により構成されている場合には成型時のパターン付与処理により実現できる。第1レンズ112に入射した光は、その一部が第1レンズ112の内部で反射し、後述する反射板113の基部1131に入射するが、第1レンズ112の底面1122において、凹部1121よりも外方の領域を散乱構造とすることによって、この散乱構造とされた領域から出射して反射板113の基部1131に入射する光の光量を小さくすることができるとともに、基部1131で反射して第1レンズ112に再入射する光の光量を小さくすることができるので、面方向において基部1131に対応した領域の光量の増加を抑制することができる。
反射板113は、入射する光の少なくとも一部を反射する。図4は、反射板113の構成を示す図である。反射板113は、LED111から照射される光に対して高い反射率、理想的には100%の反射率を有する。ここで、反射板113を構成する材料自身の反射率は、JIS−K−7375に準拠して測定することができる。
反射板113は、高輝性PET(Polyethylene Terephthalate)、アルミニウムなどからなる。高輝性PETとは、蛍光剤を含有した発泡性PETであり、たとえば、東レ株式会社製のE60V(商品名)などを挙げることができる。反射板113は、矩形板状に形成され、その厚みは、たとえば0.1〜0.5mmである。
反射板113は、基部1131と、第1外周縁部1132と、第2外周縁部1133とを含む。
基部1131は、LED111に対応する領域に開口が形成されて、プリント基板12上に設けられる。換言すれば、基部1131は、開口が形成され、その開口によってLED111が液晶パネル2側の面に露出するように、プリント基板12に沿って外方(LED111から遠ざかる方向)に延びる。すなわち、基部1131の内周縁がLED111が露出する開口となる。基部1131のプリント基板12に対する傾斜角度、すなわち、基部1131とプリント基板12との成す角度のうち小さい方の角度は、0〜15°に設定され、たとえば0°である。また、基部1131は、その外周縁で囲まれる領域が、フレーム部材13の底部131に垂直な方向から見て正方形に形成され、その一辺の長さは、たとえば10mmである。
第1外周縁部1132は、基部1131の外周縁端部に連なり、外方(LED111から遠ざかる方向)になるにつれてプリント基板12から離反するように傾斜して延びる。第1外周縁部1132のプリント基板12に対する傾斜角度、すなわち、第1外周縁部1132とプリント基板12との成す角度のうち小さい方の角度は、15〜75°に設定され、たとえば15°である。また、第1外周縁部1132は、その外周縁で囲まれる領域が、フレーム部材13の底部131に垂直な方向から見て正方形に形成され、その一辺の長さは、たとえば30mmである。
第2外周縁部1133は、第1外周縁部1132の外周縁端部に連なり、外方(LED111から遠ざかる方向)になるにつれてプリント基板12から離反するように傾斜して延びる。第2外周縁部1133のプリント基板12に対する傾斜角度、すなわち、第2外周縁部1133とプリント基板12との成す角度のうち小さい方の角度は、75〜90°に設定され、たとえば75°である。また、第2外周縁部1133は、その外周縁で囲まれる領域が、フレーム部材13の底部131に垂直な方向から見て正方形に形成され、その一辺の長さは、たとえば55mmである。
本実施形態において反射板113は、基部1131の光の反射率の方が、第1外周縁部1132および第2外周縁部1133の光の反射率よりも小さくなるように構成されている。基部1131の反射率は、第1外周縁部1132および第2外周縁部1133の反射率に対して60〜90%の割合に設定される。具体的には、第1外周縁部1132および第2外周縁部1133の反射率を100%とした場合、基部1131の反射率は75%である。反射板113において、基部1131の反射率を低くする方法としては、表面をブラスト処理して散乱構造とする方法、無彩色の色素を含有する塗布液を塗布することで表面の色調を変える方法などが挙げられる。
反射板113を備えることによる、各発光部11内における面方向の輝度均一性の向上効果は、発光部11の開口部側、すなわち液晶パネル2側において液晶パネル2に平行な平面上の輝度分布を、反射板113の有無について比較することによって測定することができる。反射板113を備えない場合には、発光部11内における輝度分布は、LED111が配置される中央部が周縁部よりも輝度が大きくなって、面方向において輝度が局所的に偏る結果となるが、反射板113を備えることによって、発光部11内の面方向における輝度が均一なものとなる。
なお、発光部11内における輝度分布の測定には、CCD(Charge Coupled Device)カメラのような2次元的な測定ができる機器を用いることができ、たとえば、面輝度計(ProMetric、サイバネット社製)を挙げることができる。
また、複数の発光部11にそれぞれ備えられる反射板113は、互いに一体的に成形されるのが好ましい。複数の反射板113を一体成形する方法としては、反射板113が発泡性PETにより構成されている場合には押出し成型加工を挙げることができ、反射板113がアルミニウムにより構成されている場合にはプレス加工を挙げることができる。このように、複数の発光部11にそれぞれ備えられる反射板113を一体成形することによって、複数の発光部11のプリント基板12に対する配置位置の精度を向上することができるとともに、バックライトユニット1の組立作業時に、反射板113を取り付ける作業数を低減することができるので、組立作業の効率を向上することができる。
以上のように構成されるバックライトユニット1を備える液晶表示装置100における、LED111から出射した光の光路について図5を用いて説明する。図5は、液晶表示装置100における光路を説明するための図である。
バックライトユニット1において、LED111から出射した、指向性が強くて広がりの小さな光は、第1レンズ112に入射し、この第1レンズ112で拡散される。第1レンズ112から出射した光のうち、その出射方向がプリント基板12と平行に近い方向である光は、反射板113の第1外周縁部1132または第2外周縁部1133に入射する。この反射板113の第1外周縁部1132および第2外周縁部1133は、外方(LED111から遠ざかる方向)になるにつれてプリント基板12から離反して延びるので、第1外周縁部1132および第2外周縁部1133に入射した光を、プリント基板12に平行な液晶パネル2側に反射させることができ、面方向において第1外周縁部1132および第2外周縁部1133に対応した領域の光量を増加させることができる。
また、第1レンズ112の内部で反射してLED111の近傍におけるプリント基板12側に出射した光は、反射板113の基部1131に入射する。反射板113の基部1131と、第1外周縁部1132および第2外周縁部1133とでは、基部1131の方が光の反射率が小さいので、基部1131で反射して第1レンズ112に再入射する光の光量を小さくすることができ、面方向において基部1131に対応した領域の光量の増加を抑制することができる。
したがって、本実施形態においてバックライトユニット1は、各発光部11内において、面方向における強度が均一化された光を液晶パネル2に照射することができる。これによって、液晶表示装置100では、液晶パネル2の面方向において輝度が局所的に偏ることが防止され、輝度むらの発生が抑制された高品質の画像を表示することができる。
また、バックライトユニット1は、LED111から出射した光を、LED111を覆うように設けられた第1レンズ112により拡散させるので、面方向において強度が均一化された光を液晶パネル2に照射することを、反射板113のみで行う場合に比べて、薄型化が可能なものとなる。
図6は、本発明の第2実施形態に係る液晶表示装置200の構成を示す断面図である。本実施形態の液晶表示装置200は、前述した第1実施形態の液晶表示装置100に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
液晶表示装置200は、バックライトユニット201の発光部211の構成が、前述したバックライトユニット1の発光部11の構成と異なること以外は、液晶表示装置100と同様である。
バックライトユニット201の発光部211は、反射板213の構成が前述した反射板113と異なる。発光部211が備える反射板213は、基部2131と、外周縁部2132とを含む。
基部2131は、LED111が液晶パネル2側の面に露出する開口を形成し、外方(LED111から遠ざかる方向)になるにつれてプリント基板12から離反するように傾斜して延びる。基部2131のプリント基板12に対する傾斜角度、すなわち、基部2131とプリント基板12との成す角度のうち小さい方の角度は、0〜10°に設定され、たとえば10°である。また、基部2131は、その外周縁で囲まれる領域が、フレーム部材13の底部131に垂直な方向から見て正方形に形成され、その一辺の長さは、たとえば30mmである。
外周縁部2132は、基部2131の外周縁端部に連なり、外方(LED111から遠ざかる方向)になるにつれてプリント基板12から離反するように傾斜して延びる。外周縁部2132のプリント基板12に対する傾斜角度、すなわち、外周縁部2132とプリント基板12との成す角度のうち小さい方の角度は、10〜90°に設定され、たとえば75°である。また、外周縁部2132は、その外周縁で囲まれる領域が、フレーム部材13の底部131に垂直な方向から見て正方形に形成され、その一辺の長さは、たとえば55mmである。
本実施形態において反射板213は、基部2131の光の反射率の方が、外周縁部2132の光の反射率よりも小さくなるように構成されている。
第1レンズ112から出射した光のうち、その出射方向がプリント基板12と平行に近い方向である光は、反射板113の基部2131または外周縁部2132に入射する。この反射板213の基部2131および外周縁部2132は、外方(LED111から遠ざかる方向)になるにつれてプリント基板12から離反して延びるので、基部2131および外周縁部2132に入射した光を、プリント基板12に平行な液晶パネル2側に反射させることができる。
また、第1レンズ112の内部で反射してLED111の近傍におけるプリント基板12側に出射した光は、反射板213の基部2131に入射する。反射板213の基部2131と外周縁部2132とでは、基部2131の方が光の反射率が小さいので、基部2131で反射して第1レンズ112に再入射する光の光量を小さくすることができる。
したがって、本実施形態においてバックライトユニット201は、各発光部211内において、面方向における強度が均一化された光を液晶パネル2に照射することができる。これによって、液晶表示装置200では、液晶パネル2の面方向において輝度が局所的に偏ることが防止され、輝度むらの発生が抑制された高品質の画像を表示することができる。
図7は、本発明の第3実施形態に係る液晶表示装置300の構成を示す断面図である。本実施形態の液晶表示装置300は、前述した第1実施形態の液晶表示装置100に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
液晶表示装置300は、バックライトユニット301の発光部311の構成が、前述したバックライトユニット1の発光部11の構成と異なること以外は、液晶表示装置100と同様である。
バックライトユニット301の発光部311では、反射板113の基部1131には、拡散板3の発光部311側の面から反射板113の第1レンズ112側の面までの距離の1/3以下の直径を有し、入射する光を拡散させる透明球状粒子312が複数配置されている。透明球状粒子312は、たとえば、ガラス、アクリル樹脂などからなる。この透明球状粒子312は、接着剤により反射板113の基部1131に固定される。本実施形態では、拡散板3の発光部311側の面から反射板113の第1レンズ112側の面までの距離が8mmであるのに対して、透明球状粒子312の直径は1mmである。
このように、反射板113の基部1131に複数の透明球状粒子312を配置することによって、反射板113の基部1131に照射される光を透明球状粒子312により拡散させることができるので、面方向における強度がより均一化された光を液晶パネル2に照射することができる。
図8は、本発明の第4実施形態に係る液晶表示装置400の構成を示す断面図である。本実施形態の液晶表示装置400は、前述した第1実施形態の液晶表示装置100に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
液晶表示装置400は、バックライトユニット401の発光部411の構成が、前述したバックライトユニット1の発光部11の構成と異なること以外は、液晶表示装置100と同様である。
バックライトユニット401の発光部411は、反射板413の構成が前述した反射板113と異なる。発光部411が備える反射板413は、基部4131と、第1外周縁部4132と、第2外周縁部4133と、内周縁部4134とを含む。基部4131、第1外周縁部4132、および第2外周縁部4133は、前述した反射板113における基部1131、第1外周縁部1132、および第2外周縁部1133と、それぞれ同様に構成されるので説明は省略する。
反射板413の内周縁部4134は、基部4131の内周縁端部からLED111の上端部に向けて内方に傾斜して延びる。
第1レンズ112に入射した光は、その一部が第1レンズ112の内部で反射してプリント基板12側に出射されるが、このプリント基板12側に出射した光の一部は、内周縁部4134に入射する。この反射板413の内周縁部4134は、基部4131からLED111の上端部に向けて内方に延びるので、内周縁部4134に入射した光を、第1外周縁部4132および第2外周縁部4133側に反射させることができ、面方向における強度がより均一化された光を液晶パネル2に照射することができる。
図9は、本発明の第5実施形態に係る液晶表示装置500の構成を示す断面図である。本実施形態の液晶表示装置500は、前述した第1実施形態の液晶表示装置100に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
液晶表示装置500は、バックライトユニット501の発光部511の構成が、前述したバックライトユニット1の発光部11の構成と異なること以外は、液晶表示装置100と同様である。
バックライトユニット501の発光部511では、第2光学部材である第2レンズ512が、第1レンズ112を覆うように設けられる。この第2レンズ512は、第1レンズ112と同様に構成され、入射する光を拡散させる。これによって、第1レンズ112から出射した光は、第2レンズ512に入射し、第2レンズ512により拡散することができるので、面方向における強度がより均一化された光を液晶パネル2に照射することができる。
1,201,301,401,501 バックライトユニット
2 液晶パネル
3 拡散板
11,211,311,411,511 発光部
12 プリント基板
13 フレーム部材
100,200,300,400,500 液晶表示装置
111 LED
112 第1レンズ
113,213,413 反射板
312 透明球状粒子
512 第2レンズ
1121 凹部
1131 基部
1132 第1外周縁部
1133 第2外周縁部
2 液晶パネル
3 拡散板
11,211,311,411,511 発光部
12 プリント基板
13 フレーム部材
100,200,300,400,500 液晶表示装置
111 LED
112 第1レンズ
113,213,413 反射板
312 透明球状粒子
512 第2レンズ
1121 凹部
1131 基部
1132 第1外周縁部
1133 第2外周縁部
Claims (8)
- 表示パネルを備える表示装置に用いられる直下型の照明装置において、
表示パネルに光を照射する複数の発光部と、
表示パネルと平行に配置され、前記複数の発光部が設けられる基板とを備え、
前記発光部は、
前記基板上に設けられ、光を出射する発光素子と、
前記発光素子に対応する領域に開口が形成されて、前記基板上に設けられる基部と、基部から外方になるにつれて前記基板から離反するように延びる外周縁部とを含んで構成され、入射する光の少なくとも一部を反射する反射板と、
前記発光素子を覆うように設けられ、前記発光素子から出射した光を拡散させる第1光学部材とを備え、
前記基部の光の反射率は、前記外周縁部の光の反射率よりも小さいことを特徴とする照明装置。 - 前記第1光学部材は、前記発光素子に対向する側の中央部に、前記発光素子を取り囲む凹部が形成され、凹部よりも外方の領域が、入射する光を散乱させるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
- 前記第1光学部材の前記凹部は、前記発光素子の光軸上に頂点が位置する円錐形状に形成されることを特徴とする請求項2に記載の照明装置。
- 前記反射板の前記外周縁部は、前記基板に対する傾斜角度が異なる複数の領域を有し、
前記複数の領域の傾斜角度は、前記基部から外方になるにつれて大きくなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の照明装置。 - 前記反射板は、前記基部から前記発光素子の上端部に向けて内方に延びる内周縁部をさらに含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の照明装置。
- 前記発光部は、前記第1光学部材を覆うように設けられ、前記第1光学部材から出射した光を拡散させる第2光学部材をさらに備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の照明装置。
- 前記複数の発光部にそれぞれ備えられる前記反射板は、互いに一体的に成形されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の照明装置。
- 表示パネルと、
前記表示パネルに背面側から光を照射する照明装置であって、請求項1〜7のいずれか1つに記載の照明装置とを備えることを特徴とする表示装置。
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- 2011-03-28 JP JP2011071194A patent/JP2012204336A/ja not_active Withdrawn
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