JP2013143220A - 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】輝度ムラを抑制する。
【解決手段】バックライト装置(照明装置)12は、LED(光源)17と、LED17の周囲の少なくとも一部に設けられ、LED17の設置面である実装面18cに対して角度をなすよう傾斜する光反射面22aを有し、その光反射面22aがLED17側とは反対側を指向してなる指向性反射部22と、を備える。LED17の周囲に戻された光は、LED17の周囲の少なくとも一部に設けられた指向性反射部22が有する光反射面22aによってLED17の設置面である実装面18cに対して光反射面22aが傾斜した角度に応じた角度付けがなされつつLED17側とは反対側に向けて反射されて、当該バックライト装置12の出射光として利用される。
【選択図】図7
【解決手段】バックライト装置(照明装置)12は、LED(光源)17と、LED17の周囲の少なくとも一部に設けられ、LED17の設置面である実装面18cに対して角度をなすよう傾斜する光反射面22aを有し、その光反射面22aがLED17側とは反対側を指向してなる指向性反射部22と、を備える。LED17の周囲に戻された光は、LED17の周囲の少なくとも一部に設けられた指向性反射部22が有する光反射面22aによってLED17の設置面である実装面18cに対して光反射面22aが傾斜した角度に応じた角度付けがなされつつLED17側とは反対側に向けて反射されて、当該バックライト装置12の出射光として利用される。
【選択図】図7
Description
本発明は、照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置に関する。
例えば、液晶テレビなどの液晶表示装置に用いる液晶パネルは、自発光しないため、別途に照明装置としてバックライト装置を必要としている。このバックライト装置は、液晶パネルの裏側(表示面とは反対側)に設置されるようになっており、液晶パネル側の面が開口したシャーシと、シャーシ内に収容される光源と、シャーシ内に配されて光をシャーシの開口部側に反射させる反射シートと、シャーシの開口部に配されて光源が発する光を効率的に液晶パネル側へ放出させるための光学部材(拡散シート等)とを備える。
上記したバックライト装置の構成部品のうち、光源として例えばLEDを用いる場合があり、その場合には、シャーシ内にLEDを実装したLED基板を収容する。さらには、LEDから発せられた光は、強い指向性を持つ傾向にあるため、その指向性を緩和することを目的として、LED基板に対して各LEDに対応して個別に拡散レンズを取り付ける場合がある。なお、LED及び拡散レンズを用いたバックライト装置の一例として下記特許文献1に記載されたものが知られている。
上記したようにLEDからの光は、拡散レンズによって拡散されることでその指向性が緩和されているものの、液晶表示装置の薄型化が進行して拡散レンズから光学部材までの距離が短くなると、LEDからの光の指向性を十分に緩和できなくなり、結果としてバックライト装置からの出射光に輝度ムラが生じるおそれがあった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、輝度ムラを抑制することを目的とする。
本発明の照明装置は、光源と、前記光源の周囲の少なくとも一部に設けられ、前記光源の設置面に対して角度をなすよう傾斜する光反射面を有し、その光反射面が前記光源側とは反対側を指向してなる指向性反射部と、を備える。
このようにすれば、光源から発せられた光には、そのまま当該照明装置の出射光として利用されるもの以外にも、例えば他の部材に当たって反射されるなどすることで、光源の周囲へと戻されるものが存在する。この光源の周囲に戻された光は、光源の周囲の少なくとも一部に設けられた指向性反射部が有する光反射面によって光源の設置面に対して光反射面が傾斜した角度に応じた角度付けがなされつつ光源側とは反対側に向けて反射されて、当該照明装置の出射光として利用される。これにより、上記した指向性反射部による反射光と光源からの直接光とを利用した当該照明装置の出射光に輝度ムラが生じ難くなる。
本発明の実施態様として、次の構成が好ましい。
(1)光を外部へと出射させる光出射部と、前記光源に対して前記光出射部側とは反対側に配されるとともに前記光源の設置面に沿って延在する底板とを有するシャーシが備えられている。このようにすれば、光源から発せられた光は、直接または指向性反射部の光反射面にて反射されることでシャーシの光出射部に達し、そこから外部へと出射される。ここで、底板から光出射部までの距離が短くなるほど、光出射部からの出射光には輝度ムラが生じ易くなる傾向にあるものの、指向性反射部による反射光が角度付けされつつ光源側とは反対側に向かって進行することで輝度ムラが抑制されているから、当該照明装置の薄型化を図る上で好適である。
(1)光を外部へと出射させる光出射部と、前記光源に対して前記光出射部側とは反対側に配されるとともに前記光源の設置面に沿って延在する底板とを有するシャーシが備えられている。このようにすれば、光源から発せられた光は、直接または指向性反射部の光反射面にて反射されることでシャーシの光出射部に達し、そこから外部へと出射される。ここで、底板から光出射部までの距離が短くなるほど、光出射部からの出射光には輝度ムラが生じ易くなる傾向にあるものの、指向性反射部による反射光が角度付けされつつ光源側とは反対側に向かって進行することで輝度ムラが抑制されているから、当該照明装置の薄型化を図る上で好適である。
(2)前記指向性反射部は、前記光源を取り囲む環状をなしている。このようにすれば、指向性反射部の光反射面によって反射された光は、光源側とは反対側に向けて放射状に広がるよう拡散されるから、シャーシの光出射部からの出射光に一層輝度ムラが生じ難くなる。
(3)前記光源は、前記底板の面内において複数ずつ行列状に並列する形で配されており、前記指向性反射部は、複数の前記光源毎に個別に設けられている。このようにすれば、底板の面内において複数ずつ行列状に並列する形で配された各光源から発せられた光の一部が、各光源毎に個別に設けられた各指向性反射部によって反射されることで、隣り合う光源間に暗部が生じ難くなり、光出射部からの出射光により一層輝度ムラが生じ難くなる。
(4)前記光源を前記光出射部側から覆う形で配されるとともに前記光源からの光に光学作用を付与してその光を出射させる光学素子が備えられており、前記指向性反射部は、前記底板と前記光学素子との間に介在する形で配されている。このようにすれば、光源を点灯させると、光源をその光出射側から覆う形で配される光学素子によって光源からの光に光学作用が付与されてから光出射部へと出射される。光源からの光には、光学素子にて反射されて光源の周囲に戻されるものも存在しているが、その光を底板と光学素子との間に介在する形で配される指向性反射部によって反射させて、その反射光を角度付けしつつ光源側とは反対側に向かって進行させることができるから、当該照明装置の出射光に輝度ムラが生じ難いものとされる。
(5)前記光学素子と前記光源の設置面との間には、前記光学素子を前記光源の設置面から前記光出射部側に離れた位置に支持する光学素子支持部が前記光学素子の周方向に沿って設けられており、前記指向性反射部は、前記光源と前記光学素子支持部との間に位置して配されている。このようにすれば、光学素子支持部によって光学素子を光源の設置面から光出射部側に離れた位置に支持することができるから、光学素子の光学的機能を十分に発揮させることができる。その上で、指向性反射部を光源と光学素子支持部との間に位置する配置としているから、仮に指向性反射部を光学素子支持部に対して光源側とは反対側に配置した場合に比べると、光源から指向性反射部までの距離がより近くなる。これにより、光源から光を指向性反射部の光反射面によってより多く反射させることができ、もって輝度ムラの抑制に一層好適となる。
(6)前記光学素子は、前記光源からの光を拡散させて出射させる拡散レンズとされる。このようにすれば、光源からの光を、光学素子である拡散レンズによって拡散させつつ出射させることができる。指向性反射部によって拡散レンズから光源の周囲に戻された光に角度付けしつつ光源側とは反対側に向かわせることができるのも相まって、当該照明装置の出射光に輝度ムラが一層生じ難くなる。
(7)前記光出射部を覆う形で配されるとともに前記光源からの光に光学作用を付与してその光を出射させる光学部材が備えられている。このようにすれば、光源を点灯させると、光出射部を覆う形で配される光学部材によって光源からの光に光学作用が付与されてから外部へと出射される。光源からの光には、光学部材にて反射されて光源の周囲に戻されるものも存在しているが、その光を指向性反射部によって反射することで、その反射光を角度付けしつつ光源側とは反対側に向かわせることができるから、当該照明装置の出射光に輝度ムラが生じ難いものとされる。
(8)前記底板に沿って延在するとともに前記光源が複数並んだ状態で実装される光源基板が備えられており、前記指向性反射部は、前記光源基板における前記光源の実装面に設けられている。このようにすれば、光源からの光に光源基板における光源の周囲に戻されるものが存在していても、その光を実装面に設けられた指向性反射部によって反射させることで、その反射光を角度付けしつつ光源側とは反対側に向かわせることができ、もって当該照明装置の出射光に輝度ムラが生じ難くすることができる。
(9)前記指向性反射部は、前記光源基板の前記実装面から突出する形態とされる。このようにすれば、仮に光源基板における実装面を凹ませることで指向性反射部を形成した場合に比べると、光源基板の板厚が薄くなることが避けられるので、光源基板の強度が低下するのを防ぐことができる。
(10)前記指向性反射部は、前記光源基板とは別部品とされていて前記実装面に取り付けられている。このようにすれば、仮に光源基板に指向性反射部を一体形成した場合には専用設計の光源基板を製造する必要があるが、指向性反射部を光源基板とは別部品とすれば、光源基板として汎用的なものを用いることが可能となり、それにより製造コストを低減することができる。また、指向性反射部に用いる材料などを自由に選択することができるので、例えば指向性反射部の光反射率を容易に高くすることが可能となる。
(11)前記指向性反射部の前記光反射面には、光を鏡面反射させる鏡面反射層が形成されている。このようにすれば、指向性反射部の光反射面に形成した鏡面反射層によって光を鏡面反射させているので、仮に光反射面にて光を拡散反射させた場合に比べると、反射光をより適切に角度付けすることができ、それにより輝度ムラの抑制に一層好適となる。
次に、上記課題を解決するために、本発明の表示装置は、上記記載の照明装置と、前記照明装置からの光を利用して表示を行う表示パネルとを備える。
このような表示装置によると、表示パネルに対して光を供給する照明装置が、出射光に輝度ムラが生じ難いものであるため、表示品質の優れた表示を実現することが可能となる。
前記表示パネルとしては液晶パネルを例示することができる。このような表示装置は液晶表示装置として、種々の用途、例えばテレビやパソコンのディスプレイ等に適用でき、特に大型画面用として好適である。
本発明によれば、輝度ムラを抑制することができる。
<実施形態1>
本発明の実施形態1を図1から図7によって説明する。本実施形態では、液晶表示装置10について例示する。なお、各図面の一部にはX軸、Y軸及びZ軸を示しており、各軸方向が各図面で示した方向となるように描かれている。また、図4及び図5に示す上側を表側とし、同図下側を裏側とする。
本発明の実施形態1を図1から図7によって説明する。本実施形態では、液晶表示装置10について例示する。なお、各図面の一部にはX軸、Y軸及びZ軸を示しており、各軸方向が各図面で示した方向となるように描かれている。また、図4及び図5に示す上側を表側とし、同図下側を裏側とする。
本実施形態に係るテレビ受信装置TVは、図1に示すように、液晶表示装置10と、当該液晶表示装置10を挟むようにして収容する表裏両キャビネットCa,Cbと、電源Pと、チューナーTと、スタンドSとを備えて構成される。液晶表示装置(表示装置)10は、全体として横長(長手)の方形状(矩形状、長方形状)をなし、縦置き状態で収容されている。この液晶表示装置10は、図2に示すように、表示パネルである液晶パネル11と、外部光源であるバックライト装置(照明装置)12とを備え、これらが枠状のベゼル13などにより一体的に保持されるようになっている。
次に、液晶表示装置10を構成する液晶パネル11及びバックライト装置12について順次に説明する。このうち、液晶パネル(表示パネル)11は、平面に視て横長な方形状をなしており、一対のガラス基板が所定のギャップを隔てた状態で貼り合わせられるとともに、両ガラス基板間に液晶が封入された構成とされる。一方のガラス基板には、互いに直交するソース配線とゲート配線とに接続されたスイッチング素子(例えばTFT)と、そのスイッチング素子に接続された画素電極、さらには配向膜等が設けられ、他方のガラス基板には、R(赤色),G(緑色),B(青色)等の各着色部が所定配列で配置されたカラーフィルタや対向電極、さらには配向膜等が設けられている。なお、両基板の外側には偏光板が配されている。
続いて、バックライト装置12について詳しく説明する。バックライト装置12は、図2に示すように、表側(光出射側、液晶パネル11側)に開口する光出射部14bを有した略箱型をなすシャーシ14と、シャーシ14の光出射部14bを覆うようにして配される光学部材15と、シャーシ14の外縁部に沿って配され光学部材15の外縁部をシャーシ14との間で挟んで保持するフレーム16とを備える。さらに、シャーシ14内には、光源であるLED17(Light Emitting Diode:発光ダイオード)と、LED17が実装されたLED基板(光源基板)18と、LED基板18においてLED17に対応した位置に取り付けられる拡散レンズ(光学素子)19とが備えられる。その上、シャーシ14内には、LED基板18をシャーシ14との間で保持することが可能な基板保持部材20と、シャーシ14内の光を表側(光出射側、光学部材15側)に向けて反射させる反射シート(反射部材)21とが備えられる。このように、本実施形態に係るバックライト装置12は、シャーシ14内において液晶パネル11及び光学部材15の直下位置にLED17が配された、いわゆる直下型とされる。以下では、バックライト装置12の各構成部品について詳しく説明する。
シャーシ14は、例えばアルミニウム板や電気亜鉛めっき綱板(SECC)などの金属板からなり、図3から図5に示すように、液晶パネル11と同様に横長な方形状(矩形状、長方形状)をなす底板14aと、底板14aの各辺(一対の長辺及び一対の短辺)の外端からそれぞれ表側(光出射側)に向けて立ち上がる側板14cと、各側板14cの立ち上がり端から外向きに張り出す受け板14dとからなり、全体としては表側に向けて開口した浅い略箱型(略浅皿状)をなしている。シャーシ14は、その長辺方向がX軸方向と一致し、短辺方向がY軸方向と一致している。シャーシ14における底板14aは、LED基板18に対して裏側、つまりLED17の光出射側とは反対側に配されている。シャーシ14における各受け板14dには、表側からフレーム16及び次述する光学部材15が載置可能とされる。各受け板14dには、フレーム16がねじ止めされている。シャーシ14の底板14aには、基板保持部材20を取り付けるための取付孔14eが開口して設けられている。取付孔14eは、底板14aにおいて基板保持部材20の取付位置に対応して複数分散配置されている。
光学部材15は、図2に示すように、液晶パネル11及びシャーシ14と同様に平面に視て横長の方形状をなしている。光学部材15は、図4及び図5に示すように、その外縁部が受け板14dに載せられることで、シャーシ14の光出射部14bを覆うとともに、液晶パネル11とLED17との間に介在して配される。光学部材15は、LED17に対して表側、つまり光出射側に所定の間隔を空けて対向状をなしている。光学部材15は、裏側(LED17側、光出射側とは反対側)に配される拡散板15aと、表側(液晶パネル11側、光出射側)に配される光学シート15bとから構成される。拡散板15aは、所定の厚みを持つほぼ透明な樹脂製の基材内に拡散粒子を多数分散して設けた構成とされ、透過する光を拡散させる機能を有する。光学シート15bは、拡散板15aと比べると板厚が薄いシート状をなしており、2枚が積層して配されている。具体的な光学シート15bの種類としては、例えば拡散シート、レンズシート、反射型偏光シートなどがあり、これらの中から適宜に選択して使用することが可能である。
フレーム16は、図2に示すように、液晶パネル11及び光学部材15の外周縁部に沿う枠状をなしている。このフレーム16と各受け板14dとの間で光学部材15における外縁部を挟持可能とされている(図4及び図5)。また、このフレーム16は、液晶パネル11における外縁部を裏側から受けることができ、表側に配されるベゼル13との間で液晶パネル11の外縁部を挟持可能とされる(図4及び図5)。
次に、LED17及びLED17が実装されるLED基板18について説明する。LED17は、図4及び図5に示すように、LED基板18に固着される基板部上にLEDチップを樹脂材により封止した構成とされる。基板部に実装されるLEDチップは、主発光波長が1種類とされ、具体的には、青色を単色発光するものが用いられている。その一方、LEDチップを封止する樹脂材には、LEDチップから発せられた青色の光により励起されて所定の色を発光する蛍光体が分散配合されており、それにより、このLED17は、全体として白色発光が可能とされる。なお、蛍光体としては、例えば黄色光を発光する黄色蛍光体、緑色光を発光する緑色蛍光体、及び赤色光を発光する赤色蛍光体の中から適宜組み合わせて用いたり、またはいずれか1つを単独で用いることができる。このLED17は、LED基板18に対する実装面とは反対側の頂面(光学部材15との対向面)が発光面となる、いわゆる頂面発光型とされており、図7に示すように、その光軸LAがZ軸方向、つまりLED基板18における実装面18c(液晶パネル11の表示面、光学部材15の板面)と直交する方向と一致するよう配されている。図7では光軸LAを一点鎖線にて図示している。なお、ここで言う「光軸」とは、LED17における発光光のうち、発光強度が最も高い(ピークとなる)光の進行方向と一致する軸のことである。
LED基板18は、図3及び図4に示すように、平面に視て横長の方形状をなす基材を有しており、長辺方向がX軸方向と一致し、短辺方向がY軸方向と一致する状態でシャーシ14内において底板14aに沿って延在しつつ収容されている。LED基板18の基材は、シャーシ14と同じアルミ系材料などの金属製とされ、その表面に絶縁層を介して銅箔などの金属膜からなる図示しない配線パターンが形成された構成とされる。なお、LED基板18の基材に用いる材料としては、セラミックなどの絶縁材料を用いることも可能である。そして、このLED基板18の基材の板面のうち、表側を向いた面(光学部材15側を向いた面)には、上記した構成のLED17が表面実装されており、ここがLED17の実装面(設置面)18cとされる。LED17は、LED基板18における長辺方向(X軸方向)に沿って複数が直線的に並列して配されるとともに、LED基板18に形成された配線パターンにより直列接続されている。各LED17の配列ピッチは、ほぼ一定となっており、つまり各LED17は、X軸方向(行方向)について等間隔に配列されていると言える。また、LED基板18における長辺方向の両端部には、配線パターンの端部に接続されたコネクタ部18aが形成されており、このコネクタ部18aが外部のLED駆動基板(図示せず)に電線やフレキシブル配線基板などを介して接続されることで、駆動電力を各LED17に供給することが可能とされている。また、LED基板18には、基板保持部材20を通すための挿通孔18bが所定位置に貫通形成されている。
上記した構成のLED基板18は、図3に示すように、シャーシ14内においてX軸方向及びY軸方向にそれぞれ複数ずつ、互いに長辺方向及び短辺方向を揃えた状態で並列して配置されている。つまり、LED基板18及びそこに実装されたLED17は、シャーシ14内において共にX軸方向(シャーシ14及びLED基板18の長辺方向)を行方向とし、Y軸方向(シャーシ14及びLED基板18の短辺方向)を列方向として行列状に配置(マトリクス状に配置、平面配置)されている。具体的には、LED基板18は、シャーシ14内においてX軸方向に3枚ずつ、Y軸方向に9枚ずつ、合計27枚が並列して配置されている。X軸方向に沿って並んだ3枚のLED基板18は、互いに隣り合うコネクタ部18a同士が接続されることで、それぞれが有するLED17が互いに直列に接続される。つまり、X軸方向に沿って並ぶ3枚のLED基板18によって1つのLED基板群(光源基板群)が構成されており、シャーシ14の底板14aの面内には、LED基板群がY軸方向(LED基板群を構成するLED基板18の並び方向と略直交する方向)に沿って複数(9つ)間欠的に並んで配されている。各LED基板群には、図示しないLED駆動回路基板から個別に駆動電力が供給されるようになっており、それにより各LED基板群毎に輝度を異ならせる駆動を実現することが可能とされる。
拡散レンズ19は、ほぼ透明で(高い透光性を有し)且つ屈折率が空気よりも高い合成樹脂材料(例えばポリカーボネートやアクリルなど)からなる。拡散レンズ19は、図4及び図5に示すように、所定の厚みを有するとともに、平面に視て略円形状に形成されており、LED基板18に対して各LED17を表側から個別に覆うよう、つまり平面に視て各LED17と重畳するようそれぞれ取り付けられている。そして、この拡散レンズ19は、LED17から発せられた指向性の強い光を拡散させつつ出射させることができる。つまり、LED17から発せられた光は、拡散レンズ19を介することにより指向性が緩和されるので、隣り合うLED17間の間隔を広くとってもその間の領域が暗部として視認され難くなる。これにより、LED17の設置個数を少なくすることが可能となっている。この拡散レンズ19は、平面に視てLED17とほぼ同心となる位置に配されている。
この拡散レンズ19のうち、裏側を向き、LED基板18(LED17)と対向する面がLED17からの光が入射される光入射面19aとされるのに対し、表側を向き、光学部材15と対向する面が光を出射する光出射面19bとされる。このうち、光入射面19aは、図7に示すように、全体としてはLED基板18の板面(X軸方向及びY軸方向)に沿って並行する形態とされるものの、平面に視てLED17と重畳する領域に光入射側凹部19cが形成されることでLED17の光軸LAに対して傾斜した傾斜面を有している。光入射側凹部19cは、断面逆V字型の略円錐状をなすとともに拡散レンズ19においてほぼ同心位置に配されている。LED17から発せられて光入射側凹部19c内に入った光は、傾斜面によって広角に屈折されつつ拡散レンズ19に入射する。光入射面19aからは、LED基板18に対する取付構造であるレンズ支持部(光学素子支持部)19dが裏側に向けて突出する形で設けられており、このレンズ支持部19dがLED基板18の実装面18cに対して接着剤などによって固着されている。レンズ支持部19dは、断面形状が略円形状となる略円柱状をなしており、拡散レンズ19のうち外周端位置よりもやや内寄りの位置に配されている(図6を参照)。レンズ支持部19dは、拡散レンズ19の中心位置からの距離がほぼ等しい位置に3つ、拡散レンズ19の周方向に沿って間欠的に並んで配されており、その角度間隔がほぼ等しく、約120度とされる。このレンズ支持部19dにより、拡散レンズ19は、その本体部分(光入射面19aや光出射面19bを有する円盤状部分)がLED基板18の表側に離れた位置に支持される。光出射面19bは、扁平な略球面状に形成されており、それにより、拡散レンズ19から出射する光を広角に屈折させつつ出射させることが可能とされる。この光出射面19bのうち平面に視てLED17と重畳する領域には、略擂鉢状をなす光出射側凹部19eが形成されている。この光出射側凹部19eにより、LED17からの光の多くを広角に屈折させつつ出射させたり、或いはLED17からの光の一部をLED基板18側に反射させることができる。
基板保持部材20は、ポリカーボネートなどの合成樹脂製とされており、表面が光の反射性に優れた白色を呈する。基板保持部材20は、図4及び図5に示すように、LED基板18の板面に沿う本体部20aと、本体部20aから裏側、つまりシャーシ14側に向けて突出してシャーシ14に固定される固定部20bとを備える。本体部20aは、平面に視て略円形の板状をなすとともに、シャーシ14の底板14aとの間でLED基板18及び次述する反射シート21を共に挟持可能とされる。固定部20bは、LED基板18及びシャーシ14の底板14aにおける基板保持部材20の取付位置に対応してそれぞれ形成された挿通孔18b及び取付孔14eを貫通しつつ底板14aに対して係止可能とされる。この基板保持部材20は、図3に示すように、LED基板18の面内において多数個が行列状に並列配置されており、具体的にはX軸方向について隣り合う拡散レンズ19(LED17)の間の位置にそれぞれ配されている。
なお、基板保持部材20のうち、画面中央側に配された一対の基板保持部材20には、図2から図4に示すように、本体部20aから表側に突出する支持部20cが設けられており、この支持部20cによって拡散板15aを裏側から支持することが可能とされ、それによりLED17と光学部材15とのZ軸方向の位置関係を一定に維持することができるとともに光学部材15の不用意な変形を規制することができる。
反射シート21は、合成樹脂製とされ、表面が光の反射性に優れた白色を呈するものとされる。反射シート21は、図3から図5に示すように、シャーシ14の内面のほぼ全域にわたって敷設される大きさを有しているので、シャーシ14内に配されたLED基板18をほぼ全域にわたって表側(光出射側、光学部材15側)から覆うことが可能とされる。この反射シート21によりシャーシ14内の光を表側(光出射側、光学部材15側)に向けて反射させることができるようになっている。反射シート21は、LED基板18(底板14a)に沿って延在するとともに各LED基板18を一括してそのほぼ全域を覆う大きさの底部21aと、底部21aの各外端から表側に立ち上がるとともに底部21aに対して傾斜状をなす4つの立ち上がり部21bと、各立ち上がり部21bの外端から外向きに延出するとともにシャーシ14の受け板14dに載せられる延出部21cとから構成されている。この反射シート21の底部21aが各LED基板18における表側の面、つまりLED17の実装面18aに対して表側に重なるよう配される。また、反射シート21の底部21aには、図7に示すように、各拡散レンズ19(各LED17)と平面視重畳する位置に各拡散レンズ19(各LED17)を個別に挿通するレンズ挿通孔(光源挿通孔)21dが開口して設けられている。このレンズ挿通孔21dは、各LED17の配置に対応してX軸方向及びY軸方向について行列状(マトリクス状)に複数が並列配置されている。
上記したように本実施形態に係るLED基板18には、実装されたLED17を表側から個別に覆う形で拡散レンズ19が取り付けられており、この拡散レンズ19によってLED17から発せられた光の指向性を緩和することができる。ところが、液晶表示装置10の薄型化を図るよう要請があった場合、拡散レンズ19から光学部材15(光出射部14b)までの距離を短くすると、拡散レンズ19のみではLED17からの光の指向性を十分に緩和できなくなり、結果としてバックライト装置12から液晶パネル11に照射される照明光に輝度ムラが生じるおそれがあった。
そこで、本実施形態に係るLED基板18におけるLED17の実装面18cには、図7に示すように、LED17からの光の指向性を緩和するために指向性反射部22が設けられている。指向性反射部22は、LED基板18におけるLED17の実装面18cにおいてLED17の周囲に配されるとともに、LED基板18の実装面18cに対して所定の角度をなすよう傾斜した光反射面22aを有しており、この光反射面22aがLED17側とは反対側を指向するものとされる。指向性反射部22の光反射面22aは、LED17から発せられてLED基板18におけるLED17の実装面18c側に戻された光を反射し、その反射光に光反射面22aがLED基板18の実装面18cに対してなす角度に応じた角度付けをすることができる。これにより、光反射面22aにて反射された光をLED17側とは反対側(光軸LAに交わることなく光軸LAから遠ざかる方向)へと進行させることができ、もって液晶表示装置10を薄型化した場合でもバックライト装置12からの出射光に輝度ムラが生じ難くすることができる。この指向性反射部22は、シャーシ14の底板14aの面内において複数ずつ行列状に並列配置された各LED17毎に個別に設けられているので、各指向性反射部22によって各LED17からの光がそれぞれ放射状に反射されることで、隣り合うLED17間に暗部が生じ難くなっている。以下、指向性反射部22の詳しい構成について説明する。
指向性反射部22は、図6に示すように、LED基板18におけるLED17の実装面18cにおいてLED17の周りを全周にわたって取り囲むよう、平面に視て(光出射側から視て)略円環状(ドーナツ状)に形成されており、光反射面22aも同様の形状とされる。従って、指向性反射部22の光反射面22aにて反射された光は、LED17側とは反対側に向けて放射状に広がるように拡散されることになる。指向性反射部22は、LED基板18の実装面18cにおいてLED17と拡散レンズ19におけるレンズ支持部19dとの間に挟まれる位置に配されている。つまり、指向性反射部22は、レンズ支持部19dよりもLED17(光軸LA)に近い位置に配されている、と言える。なお、図6では、拡散レンズ19及びそのレンズ支持部19dを二点鎖線にて図示している。
指向性反射部22は、図7に示すように、LED基板18とは別部品とされていてその実装面18aに接着材などの固着部材を介して一体的に取り付けられている。指向性反射部22は、合成樹脂製とされ、その表面が光の反射性に優れた白色を呈するものとされる。指向性反射部22は、LED基板18(シャーシ14の底板14a)と拡散レンズ19との間に介在する形で配されている。言い換えると、指向性反射部22は、拡散レンズ19によって表側から全域にわたって覆われている。指向性反射部22は、LED基板18におけるLED17の実装面18cから表側、つまりLED17と同方向に突出する形態とされている。指向性反射部22は、その頂部が拡散レンズ19の光入射面19aよりも低くなっており、頂部が拡散レンズ19の光入射側凹部19c内に進入する高さを有するLED17よりも低くなっている。
指向性反射部22は、その幅及び高さが全周にわたって一定とされていて、LED17を挟み込む形で配される一対の部分の断面形状が対称形状となっている。指向性反射部22は、その断面形状が略三角形状をなしている。指向性反射部22は、一対の外面がLED基板18の実装面18c及びLED17の光軸LAの双方に対してそれぞれ傾斜しており、そのうち相対的に外側(LED17から遠い側)に配された外面が上記した光反射面22aを構成している。光反射面22aは、LED基板18の実装面18cからの高さがLED17(光軸LA)に近づく方向に向かうのに従って次第に高くなるのに対し、逆にLED17から遠ざかる方向に向かうのに従って次第に低くなって実装面18aに至るような傾斜面とされている。光反射面22aは、LED17及び拡散レンズ19の径方向(中心と外周端とを結んだ線に沿う方向)について、LED17側とは反対側を指向しており、具体的にはLED17とは非対向状をなしつつ斜め表側を向いている。光反射面22aと拡散レンズ19の光入射面19aとの間の間隔は、LED17に近づく方向に向かうのに従って次第に小さくなるのに対し、逆にLED17から遠ざかる方向に向かうのに従って次第に大きくなっている。この光反射面22aは、次述する第2光反射面22bに比べると、LED基板18の実装面18aに対してなす角度(傾斜角度)が小さくなっており、相対的に緩やかな勾配を有している。従って、光反射面22aは、その幅寸法及び面積が第2光反射面22bよりも相対的に大きくなっている。
また、指向性反射部22における一対の外面のうち、相対的に内側(LED17に近い側)に配された外面は、図7に示すように、LED17及び拡散レンズ19の径方向についてLED17側を指向する第2光反射面22bとされる。この第2光反射面22bによる反射光は、LED17側(光軸LAに交わるよう光軸LAに近づく方向)へと進行されるようになっている。第2光反射面22bは、LED基板18の実装面18cからの高さがLED17から遠ざかる方向に向かうのに従って次第に高くなるのに対し、逆にLED17に近づく方向に向かうのに従って次第に低くなって実装面18aに至るような傾斜面とされている。第2光反射面22bは、LED17とは対向状をなしつつ斜め表側を向いている。第2光反射面22bは、上記した光反射面22aに比べると、LED基板18の実装面18aに対してなす角度(傾斜角度)が大きくなっており、相対的に急な勾配を有している。従って、第2光反射面22bは、その幅寸法及び面積が光反射面22aよりも相対的に小さくなっている。
本実施形態は以上のような構造であり、続いてその作用を説明する。液晶表示装置10を製造するには、それぞれ別途に製造した液晶パネル11、バックライト装置12及びベゼル13などを組み付けるようにする。以下、バックライト装置12の製造手順を主として液晶表示装置10の製造手順について説明する。
バックライト装置12の製造に際しては、先行してLED基板18にLED17及び拡散レンズ19を実装するとともに、指向性反射部22を取り付けておく。その手順としては、LED基板18の実装面18cにLED17を実装した後に指向性反射部22を取り付け、その後に拡散レンズ19を実装する。具体的なバックライト装置12の組み付け作業では、上記のようにしてユニット化したLED基板18をシャーシ14内に表側から収容した後、反射シート21を敷設し、それから基板保持部材20を取り付けることで、各LED基板18及び反射シート21をシャーシ14に対して取付状態に保持する。その後、シャーシ14の光出射部14bを覆う形で各光学部材15を積層配置してから、フレーム16を取り付けることで、光学部材15の保持を図るとともに、バックライト装置12における表側の各部品の組み付けが完了する。それから、液晶パネル11及びベゼル13を組み付けることで、液晶表示装置10における表側の各部品の組み付けが完了する。
上記のようにして製造された液晶表示装置10の電源PをONすると、図4及び図5に示すように、電源Pからの電力供給を受けて、図示しないLED駆動基板から電線やフレキシブル配線基板などを介して各LED基板18に実装された各LED17に駆動電力が供給されて点灯されるとともに、図示しないコントロール基板から液晶表示用の各種信号が液晶パネル11に供給される。各LED17から発せられた光は、拡散レンズ19に入射されてから、広角に屈折されつつ出射されることで、光学部材15に対してムラなく直接的に照射され、また反射シート21によって反射されてから光学部材15に照射される。光学部材15に照射された光は、光学部材15を透過する過程で所定の光学作用(拡散作用や集光作用など)を付与される。そして、光学部材15を透過した光が液晶パネル11に照射されることで、液晶パネル11の表示面に所定の画像が表示されるようになっている。
拡散レンズ19の作用について詳しく説明する。LED17から発せられた光は、図7に示すように、まず拡散レンズ19の光入射面19aに入射する。このとき、光の大半は、光入射面19aのうち光入射側凹部19cにおける傾斜面に入射することで、その傾斜角度に応じて広角に屈折されつつ拡散レンズ19内に入射する。そして、入射した光は、拡散レンズ19内を伝播した後、光出射面19bから出射されるのであるが、この光出射面19bは、扁平な略球面状をなしているので、外部の空気層との界面にて光がさらに広角に屈折されつつ出射される。しかも、光出射面19bのうちLED17からの光量が最も多くなる領域には、略擂鉢状をなす光出射側凹部19eが形成され、且つその周面が扁平な略球面状をなしているので、光出射側凹部19eの周面にて光を広角に屈折させつつ出射させたり、或いはLED基板18側に反射させることができる。このように、LED17から発せられた指向性の強い光を、拡散レンズ19により広角に拡散させることができるので、光学部材15に達した光における、光学部材15の面内の分布を均一なものとすることができる。
ところが、液晶表示装置10を薄型化した場合には、拡散レンズ19から光学部材15までの距離が短くなるため、拡散レンズ19のみではLED17からの光の指向性を十分に緩和できなくなり、例えば光学部材15のうちLED17の直上に位置する部位(光軸LAと交わる位置付近の部位)が他の部位に比べて明るくなり過ぎる、といった輝度ムラが生じることが懸念される。その点、本実施形態では、図7に示すように、LED基板18におけるLED17の実装面18cに指向性反射部22を設けるようにしているから、拡散レンズ19に当たってLED基板18側(実装面18c側)に戻された光を、実装面18cに対して角度をなすよう傾斜する光反射面22aによってLED17側とは反対側に向けて傾斜角度に応じた角度付けをしつつ反射することができる。指向性反射部22の光反射面22aにて反射された光は、再び拡散レンズ19の光入射面19aに入射されることで、広角に屈折されつつ光出射面19bから光学部材15側に向けて出射されるか、拡散レンズ19を介することなく直接光学部材15側に向けて出射される。このように、指向性反射部22によって裏側、つまり実装面18c側に戻された光を、指向性反射部22の光反射面22aによってLED17側とは反対の外側に向けて広角に拡散させることができるので、拡散レンズ19による光の拡散作用を補完することができる。これにより、光学部材15に照射される光に偏りが生じ難くなるので、バックライト装置12の出射光に輝度ムラが生じ難くなる。もって、液晶表示装置10のさらなる薄型化を図りつつも、液晶パネル11に表示される画像の表示品位を高く維持することができる。
しかも、指向性反射部22は、図6に示すように、LED17を取り囲む略円環状をなすとともに、シャーシ14の底板14aの面内において行列状に並列配置された各LED17毎に個別に設けられているから、各LED17からの光を各LED17の中心から放射方向にそれぞれ拡散させることができ、それにより隣り合うLED17間に生じ得る暗部を極めて生じ難くすることができるとともに輝度ムラの抑制に一層好適となる。さらには、指向性反射部22は、図7に示すように、拡散レンズ19とLED基板18(底板14a)との間に介在する形で配されているから、LED17から発せられて拡散レンズ19に当たることで、実装面18c側に戻された光を効率的に外向きに反射させて拡散を図ることができ、もって輝度ムラの抑制により一層好適となる。その上、指向性反射部22は、図6及び図7に示すように、実装面18cの面内においてLED17と拡散レンズ19のレンズ支持部19dとの間に挟まれる配置とされており、レンズ支持部19dよりもLED17の近くに配されている。拡散レンズ198によって実装面18c側に戻される光量は、実装面18cの面内においてLED17に近づくほど多くなる傾向にあることから、指向性反射部22が上記した配置とされることで、より多くの光を効率的に外向きに反射させて拡散を図ることができ、もって輝度ムラの抑制にさらに一層好適となる。また、LED17から発せられた光は、図7に示すように、拡散レンズ19以外にも、光学部材15(特に光学シート15bであるレンズシートや反射型偏光シート)によって実装面18c側に戻される場合があり、その場合でも上記した構成の指向性反射部22によってLED17側とは反対の外側に向かうよう反射させることができる。
以上説明したように本実施形態のバックライト装置(照明装置)12は、LED(光源)17と、LED17の周囲の少なくとも一部に設けられ、LED17の設置面である実装面18cに対して角度をなすよう傾斜する光反射面22aを有し、その光反射面22aがLED17側とは反対側を指向してなる指向性反射部22と、を備える。
このようにすれば、LED17から発せられた光には、そのまま当該バックライト装置12の出射光として利用されるもの以外にも、例えば他の部材に当たって反射されるなどすることで、LED17の周囲へと戻されるものが存在する。このLED17の周囲に戻された光は、LED17の周囲の少なくとも一部に設けられた指向性反射部22が有する光反射面22aによってLED17の設置面である実装面18cに対して光反射面22aが傾斜した角度に応じた角度付けがなされつつLED17側とは反対側に向けて反射されて、当該バックライト装置12の出射光として利用される。これにより、上記した指向性反射部22による反射光とLED17からの直接光とを利用した当該バックライト装置12の出射光に輝度ムラが生じ難くなる。
また、光を外部へと出射させる光出射部14bと、LED17に対して光出射部14b側とは反対側に配されるとともにLED17の設置面である実装面18cに沿って延在する底板14aとを有するシャーシ14が備えられている。このようにすれば、LED17から発せられた光は、直接または指向性反射部22の光反射面22aにて反射されることでシャーシ14の光出射部14bに達し、そこから外部へと出射される。ここで、底板14aから光出射部14bまでの距離が短くなるほど、光出射部14bからの出射光には輝度ムラが生じ易くなる傾向にあるものの、指向性反射部22による反射光が角度付けされつつLED17側とは反対側に向かって進行することで輝度ムラが抑制されているから、当該バックライト装置12の薄型化を図る上で好適である。
また、指向性反射部22は、LED17を取り囲む環状をなしている。このようにすれば、指向性反射部22の光反射面22aによって反射された光は、LED17側とは反対側に向けて放射状に広がるよう拡散されるから、シャーシ14の光出射部14bからの出射光に一層輝度ムラが生じ難くなる。
また、LED17は、底板14aの面内において複数ずつ行列状に並列する形で配されており、指向性反射部22は、複数のLED17毎に個別に設けられている。このようにすれば、底板14aの面内において複数ずつ行列状に並列する形で配された各LED17から発せられた光の一部が、各LED17毎に個別に設けられた各指向性反射部22によって反射されることで、隣り合うLED17間に暗部が生じ難くなり、光出射部14bからの出射光により一層輝度ムラが生じ難くなる。
また、LED17を光出射部14b側から覆う形で配されるとともにLED17からの光に光学作用を付与してその光を出射させる光学素子である拡散レンズ19が備えられており、指向性反射部22は、底板14aと光学素子である拡散レンズ19との間に介在する形で配されている。このようにすれば、LED17を点灯させると、LED17をその光出射側から覆う形で配される光学素子である拡散レンズ19によってLED17からの光に光学作用が付与されてから光出射部14bへと出射される。LED17からの光には、光学素子である拡散レンズ19にて反射されてLED17の周囲に戻されるものも存在しているが、その光を底板14aと光学素子である拡散レンズ19との間に介在する形で配される指向性反射部22によって反射させて、その反射光を角度付けしつつLED17側とは反対側に向かって進行させることができるから、当該バックライト装置12の出射光に輝度ムラが生じ難いものとされる。
また、光学素子である拡散レンズ19とLED17の設置面である実装面18cとの間には、光学素子である拡散レンズ19をLED17の設置面である実装面18cから光出射部14b側に離れた位置に支持するレンズ支持部(光学素子支持部)19dが光学素子である拡散レンズ19の周方向に沿って設けられており、指向性反射部22は、LED17とレンズ支持部19dとの間に位置して配されている。このようにすれば、レンズ支持部19dによって光学素子である拡散レンズ19をLED17の設置面である実装面18cから光出射部14b側に離れた位置に支持することができるから、光学素子である拡散レンズ19の光学的機能を十分に発揮させることができる。その上で、指向性反射部22をLED17とレンズ支持部19dとの間に位置する配置としているから、仮に指向性反射部22をレンズ支持部19dに対してLED17側とは反対側に配置した場合に比べると、LED17から指向性反射部22までの距離がより近くなる。これにより、LED17から光を指向性反射部22の光反射面22aによってより多く反射させることができ、もって輝度ムラの抑制に一層好適となる。
また、光学素子は、LED17からの光を拡散させて出射させる拡散レンズ19とされる。このようにすれば、LED17からの光を、光学素子である拡散レンズ19によって拡散させつつ出射させることができる。指向性反射部22によって拡散レンズ19からLED17の周囲に戻された光に角度付けしつつLED17側とは反対側に向かわせることができるのも相まって、当該バックライト装置12の出射光に輝度ムラが一層生じ難くなる。
また、光出射部14bを覆う形で配されるとともにLED17からの光に光学作用を付与してその光を出射させる光学部材15が備えられている。このようにすれば、LED17を点灯させると、光出射部14bを覆う形で配される光学部材15によってLED17からの光に光学作用が付与されてから外部へと出射される。LED17からの光には、光学部材15にて反射されてLED17の周囲に戻されるものも存在しているが、その光を指向性反射部22によって反射することで、その反射光を角度付けしつつLED17側とは反対側に向かわせることができるから、当該バックライト装置12の出射光に輝度ムラが生じ難いものとされる。
また、底板14aに沿って延在するとともにLED17が複数並んだ状態で実装されるLED基板18が備えられており、指向性反射部22は、LED基板18におけるLED17の実装面18cに設けられている。このようにすれば、LED17からの光にLED基板18におけるLED17の周囲に戻されるものが存在していても、その光を実装面18cに設けられた指向性反射部22によって反射させることで、その反射光を角度付けしつつLED17側とは反対側に向かわせることができ、もって当該バックライト装置12の出射光に輝度ムラが生じ難くすることができる。
また、指向性反射部22は、LED基板18の実装面18cから突出する形態とされる。このようにすれば、仮にLED基板18における実装面18cを凹ませることで指向性反射部を形成した場合に比べると、LED基板18の板厚が薄くなることが避けられるので、LED基板18の強度が低下するのを防ぐことができる。
また、指向性反射部22は、LED基板18とは別部品とされていて実装面18cに取り付けられている。このようにすれば、仮にLED基板18に指向性反射部22を一体形成した場合には専用設計のLED基板18を製造する必要があるが、指向性反射部22をLED基板18とは別部品とすれば、LED基板18として汎用的なものを用いることが可能となり、それにより製造コストを低減することができる。また、指向性反射部22に用いる材料などを自由に選択することができるので、例えば指向性反射部22の光反射率を容易に高くすることが可能となる。
<実施形態2>
本発明の実施形態2を図8によって説明する。この実施形態2では、指向性反射部122の光反射面122aに鏡面反射層23を形成したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本発明の実施形態2を図8によって説明する。この実施形態2では、指向性反射部122の光反射面122aに鏡面反射層23を形成したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る指向性反射部122の光反射面122aには、図8に示すように、光を鏡面反射する鏡面反射層23が形成されている。鏡面反射層23は、例えば合成樹脂製の基材の表面に金属を蒸着させることでその表面を鏡面とした構成であり、指向性反射部122とは別部品でシート状またはフィルム状をなしている。鏡面反射層23は、指向性反射部122の光反射面122aの全周にわたって形成されており、光反射面122aと同様に平面に視て略円環状をなしている。鏡面反射層23が光反射面122aに形成されることで、拡散レンズ119などから実装面118c側に戻された光を鏡面反射することができ、それにより反射光に実装面118cに対して光反射面122aがなす角度に応じた角度付けをより適切に行うことができる。もって、光反射面122aによる反射光をより効率的にLED117側とは反対側に向けて拡散させることができる。
以上説明したように本実施形態によれば、指向性反射部122の光反射面122aには、光を鏡面反射させる鏡面反射層23が形成されている。このようにすれば、指向性反射部122の光反射面122aに形成した鏡面反射層23によって光を鏡面反射させているので、仮に光反射面にて光を拡散反射させた場合に比べると、反射光をより適切に角度付けすることができ、それにより輝度ムラの抑制に一層好適となる。
<実施形態3>
本発明の実施形態3を図9によって説明する。この実施形態3では、指向性反射部222の光反射面222aの断面形状を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本発明の実施形態3を図9によって説明する。この実施形態3では、指向性反射部222の光反射面222aの断面形状を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る指向性反射部222の光反射面222aは、図9に示すように、断面形状が内向きに引っ込む略弓形をなす曲面により構成されている。詳しくは、光反射面222aは、その断面形状が指向性反射部222の頂点と実装面218cとを結んだ線よりも内側を通るよう内向き(実装面側218c側)に窄んだ形状とされている。この光反射面222aに対する接線は、LED基板218の実装面218c及びLED217の光軸LAの双方に対して傾斜した傾斜面とされる。
<実施形態4>
本発明の実施形態4を図10によって説明する。この実施形態4では、指向性反射部322の光反射面322aの断面形状を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本発明の実施形態4を図10によって説明する。この実施形態4では、指向性反射部322の光反射面322aの断面形状を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る指向性反射部322の光反射面322aは、図10に示すように、断面形状が外向きに膨らんだ略弓形をなす曲面により構成されている。詳しくは、光反射面322aは、その断面形状が指向性反射部322の頂点と実装面318cとを結んだ線よりも外側を通るよう外向き(実装面側318c側とは反対側)に膨出した形状とされている。この光反射面322aに対する接線は、LED基板318の実装面318c及びLED317の光軸LAの双方に対して傾斜した傾斜面とされる。
<実施形態5>
本発明の実施形態5を図11によって説明する。この実施形態5では、指向性反射部422の第2光反射面422bの断面形状を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本発明の実施形態5を図11によって説明する。この実施形態5では、指向性反射部422の第2光反射面422bの断面形状を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る指向性反射部422の第2光反射面422bは、図11に示すように、断面形状がLED417の光軸LAに並行する真っ直ぐな面により構成されている。つまり、指向性反射部422は、断面形状がほぼ直角三角形とされる。第2光反射面422bは、LED417に対して正対する形で対向している。
<実施形態6>
本発明の実施形態6を図12によって説明する。この実施形態6では、指向性反射部522の光反射面522aの断面形状を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本発明の実施形態6を図12によって説明する。この実施形態6では、指向性反射部522の光反射面522aの断面形状を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る指向性反射部522の光反射面522aは、図12に示すように、2段階の傾斜角度を有している。詳しくは、光反射面522aは、LED基板518の実装面518cに対してなす角度が相対的に小さな第1傾斜面522a1と、上記角度が相対的に大きな第2傾斜面522a2とから構成されており、第1傾斜面522a1が相対的に低い位置(実装面518c側)に、第2傾斜面522a2が相対的に高い位置(指向性反射部522の頂部側)にそれぞれ配されている。第2傾斜面522a2は、実装面518cに対する角度が第1傾斜面522a1よりも大きくなっているから、光をより広角に反射させることができる。その上で、第2傾斜面522a2は、第1傾斜面522a1よりも内側、つまりLED517の近くに配されていて反射光量が相対的に多くなっているから、光をより効率的にLED517側とは反対側に向けて反射させることができる。
<実施形態7>
本発明の実施形態7を図13によって説明する。この実施形態7では、指向性反射部622の光反射面622aの断面形状を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本発明の実施形態7を図13によって説明する。この実施形態7では、指向性反射部622の光反射面622aの断面形状を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る指向性反射部622の光反射面622aは、図13に示すように、2段階の傾斜角度を有している。詳しくは、光反射面622aは、LED基板618の実装面618cに対してなす角度が相対的に小さな第1傾斜面622a1と、上記角度が相対的に大きな第2傾斜面622a2とから構成されており、第1傾斜面622a1が相対的に高い位置(指向性反射部622の頂部側)に、第2傾斜面622a2が相対的に低い位置(実装面618c側)にそれぞれ配されている。
<実施形態8>
本発明の実施形態8を図14によって説明する。この実施形態8では、拡散レンズを省略したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本発明の実施形態8を図14によって説明する。この実施形態8では、拡散レンズを省略したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係るLED基板718には、図14に示すように、拡散レンズが設けられていない構成とされる。実装面718cに設けられた指向性反射部722には、反射シート721が表側から被せられている。詳しくは、反射シート721の底部721aには、LED717を挿通するLED挿通孔721eが開口形成されており、そのLED挿通孔721aの孔縁部が指向性反射部722に被せられることで、光反射面722aを構成している。このような構成のものでは、LED717から発せられた光は、そのまま表側へと出射されて図示しない光学部材(図7を参照)へと照射される。光学部材に達した光は、全てが透過されることはなく、一部については裏側に反射されて戻され、この戻された光を反射シート721によって反射することで再び光学部材側に立ち上げることができる。このとき、反射シート721の底部721aの一部については、指向性反射部722上に被せられることでその光反射面722aを構成しているので、光反射面722aによる反射光に実装面718cに対する傾斜角度に応じた角度付けを行うことができ、それによりその反射光をLED717側とは反対側に向けて拡散させることができる。
<実施形態9>
本発明の実施形態9を図15から図18によって説明する。この実施形態9では、バックライト装置812をエッジライト型に変更した場合を示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本発明の実施形態9を図15から図18によって説明する。この実施形態9では、バックライト装置812をエッジライト型に変更した場合を示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る液晶表示装置810は、図15に示すように、液晶パネル811と、エッジライト型のバックライト装置812とをベゼル813などにより一体化した構成とされる。なお、液晶パネル811の構成は、上記した実施形態1と同様であるから、重複する説明は省略する。以下、エッジライト型のバックライト装置812の構成について説明する。
バックライト装置812は、図15に示すように、表側(液晶パネル811側)に向けて開口する光出射部814bを有した略箱型をなすシャーシ814と、シャーシ814の光出射部814bを覆う形で配される複数の光学部材815とを備える。さらに、シャーシ814内には、光源であるLED817(Light Emitting Diode:発光ダイオード)と、LED817が実装されたLED基板818と、LED817からの光を導光して光学部材815(液晶パネル811)へと導く導光板24と、導光板24を表側から押さえるフレーム816とが備えられる。そして、このバックライト装置812は、その長辺側の両端部にLED817を有するLED基板818をそれぞれ備えるとともに、両LED基板818間に挟まれた中央側に導光板24を配置してなる、いわゆるエッジライト型(サイドライト型)とされている。このように本実施形態に係るバックライト装置812は、エッジライト型であるから、実施形態1にて示した直下型のバックライト装置12で用いていた拡散レンズ19、基板保持部材20、反射シート21などが備えられていない。続いて、バックライト装置812の各構成部品について詳しく説明する。
シャーシ814は、金属製とされ、図15及び図16に示すように、液晶パネル811と同様に横長の方形状をなす底板814aと、底板814aの各辺の外端からそれぞれ立ち上がる側板814cとからなり、全体としては表側に向けて開口した浅い略箱型をなしている。シャーシ814(底板814a)は、その長辺方向がX軸方向(水平方向)と一致し、短辺方向がY軸方向(鉛直方向)と一致している。また、側板814cには、フレーム816及びベゼル813がねじ止め可能とされる。なお、光学部材815は、図15に示すように、光学シート815bが3枚備えられている点を除いては、上記した実施形態1と同様であるから、重複する説明は省略する。
フレーム816は、図15に示すように、導光板24の外周端部に沿って延在する枠状(額縁状)に形成されており、導光板24の外周端部をほぼ全周にわたって表側から押さえることが可能とされる。このフレーム816は、合成樹脂製とされるとともに、表面が例えば黒色を呈する形態とされることで、遮光性を有するものとされる。フレーム816のうち両長辺部分における裏側の面、つまり導光板24及びLED基板818(LED817)との対向面には、図16に示すように、光を反射させる第1反射シート25がそれぞれ取り付けられている。第1反射シート25は、フレーム816の長辺部分におけるほぼ全長にわたって延在する大きさを有しており、導光板24におけるLED817側の端部に直接当接されるとともに導光板24の上記端部とLED基板818とを一括して表側から覆うものとされる。また、フレーム816は、液晶パネル811における外周端部を裏側から受けることができる。
LED817は、上記した実施形態1と同様の構成であるから、重複する説明は省略する。LED基板818は、図15に示すように、シャーシ814の長辺方向(X軸方向、導光板24における光入射面24bの長手方向)に沿って延在する細長い板状をなすとともに、その主板面をX軸方向及びZ軸方向に並行した姿勢、つまり液晶パネル811及び導光板24(光学部材815)の板面と直交させた姿勢でシャーシ814内に収容されている。LED基板818は、導光板24をその短辺方向(Y軸方向)の両側方から挟み込む形で一対配されている。LED基板818の主板面であって内側、つまり導光板24側を向いた面(導光板24との対向面)には、上記した構成のLED817が実装されている。LED817は、LED基板818の実装面818cにおいて、その長さ方向(X軸方向)に沿って複数が一列に(直線的に)並列配置されている。従って、LED817は、バックライト装置812における長辺側の両端部においてそれぞれ長辺方向に沿って複数ずつ並列配置されていると言える。各LED基板818は、LED817の実装面818cが互いに対向状をなす姿勢でシャーシ814内に収容されているので、両LED基板818にそれぞれ実装された各LED817の発光面が対向状をなすとともに、各LED817における光軸がY軸方向とほぼ一致する。
導光板24は、屈折率が空気よりも十分に高く且つほぼ透明な(透光性に優れた)合成樹脂材料(例えばアクリルなど)からなる。導光板24は、図15に示すように、液晶パネル811及びシャーシ814と同様に平面に視て横長の方形状をなしており、その長辺方向がX軸方向と、短辺方向がY軸方向とそれぞれ一致している。導光板24は、シャーシ814内において液晶パネル811及び光学部材815の直下位置に配されており、シャーシ814における長辺側の両端部に配された一対のLED基板818間にY軸方向について挟み込まれる形で配されている。従って、LED817(LED基板818)と導光板24との並び方向がY軸方向と一致するのに対して、光学部材815(液晶パネル811)と導光板24との並び方向がZ軸方向と一致しており、両並び方向が互いに直交するものとされる。そして、導光板24は、LED817からY軸方向に向けて発せられた光を導入するとともに、その光を内部で伝播させつつ光学部材815側(Z軸方向)へ向くよう立ち上げて出射させる機能を有する。
導光板24の主面のうち、表側を向いた面が、図16に示すように、内部の光を光学部材815及び液晶パネル811に向けて出射させる光出射面24aとなっている。導光板24における主面に対して隣り合う外周端面のうち、X軸方向に沿って長手状をなす長辺側の両端面は、それぞれLED817(LED基板818)と所定の間隔を空けて対向状をなしており、これらがLED817から発せられた光が入射される光入射面24bとなっている。光入射面24bは、X軸方向及びZ軸方向に沿って並行する面とされ、光出射面24aに対して略直交する面とされる。導光板24における光出射面24aとは反対側の面24cには、導光板24内の光を反射して表側へ立ち上げることが可能な第2反射シート26がその全域を覆う形で設けられている。第2反射シート26は、平面に視てLED基板818(LED817)と重畳する範囲にまで拡張されるとともに、表側の第1反射シート25との間でLED基板818(LED817)を挟み込む形で配されている。これにより、LED817からの光を両反射シート25,26間で繰り返し反射することで、光入射面24bに対して効率的に入射させることができる。なお、導光板24における光出射面24aまたはその反対側の面24cの少なくともいずれか一方には、内部の光を反射させる反射部(図示せず)または内部の光を散乱させる散乱部(図示せず)が所定の面内分布を持つようパターニングされており、それにより光出射面24aからの出射光が面内において均一な分布となるよう制御されている。
このような構成のバックライト装置812におけるLED基板818の実装面818cには、図17に示すように、指向性反射部822が設けられている。指向性反射部822は、LED基板818の実装面818cにおいてLED817に対して隣り合う位置、言い換えると隣り合うLED817間に挟まれる位置に配されている。指向性反射部822は、実装面818cに対して傾斜する光反射面822aを一対有しており、各光反射面822aが対象となるLED817側とは反対側を指向している。具体的には、一対の光反射面822aのうち図17に示す左側の光反射面822aは、その左側に隣り合うLED817側とは反対側、つまり右側を指向しているのに対し、同図右側の光反射面822aは、その右側に隣り合うLED817側とは反対側、つまり左側を指向している。指向性反射部822は、図18に示すように、Z軸方向についての寸法がLED817よりも相対的に大きなものとされ、それによりより多くの光を反射することが可能とされている。この指向性反射部822は、導光板24側から実装面818c側に戻された光を光反射面822aにより角度付けしつつ反射することで、その反射光をX軸方向(LED817の並列方向)についてLED817から遠ざかる方向へと拡散させることができる。
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記した各実施形態では、指向性反射部がLEDを取り囲むよう平面に視て略円環状に形成された場合を示したが、それ以外にも例えば指向性反射部が平面に視て三角形または四角形の枠状(環状)に形成されたものも本発明に含まれる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記した各実施形態では、指向性反射部がLEDを取り囲むよう平面に視て略円環状に形成された場合を示したが、それ以外にも例えば指向性反射部が平面に視て三角形または四角形の枠状(環状)に形成されたものも本発明に含まれる。
(2)上記した各実施形態では、指向性反射部がLEDを取り囲むよう平面に視て略円環状に形成された場合を示したが、指向性反射部がLEDの周囲において部分的に配されるような構成としたものも本発明に含まれる。その場合、指向性反射部の配置構成としては、例えばLEDの周囲においてその周方向に沿って複数を間欠的に並んで配置することができる。
(3)上記した各実施形態では、指向性反射部が平面に視てLEDと拡散レンズのレンズ支持部との間に挟まれる配置とされた場合を示したが、指向性反射部がレンズ支持部よりも外側に配置されたものも本発明に含まれる。
(4)上記した各実施形態では、指向性反射部が拡散レンズとシャーシの底板との間に介在する配置とされ、拡散レンズによって表側から全域にわたって覆われる構成とした場合を示したが、指向性反射部が拡散レンズによって部分的に表側から覆われる配置としたものや、指向性反射部が拡散レンズとは平面に視て重ならない配置としたものも本発明に含まれる。
(5)上記した実施形態2では、指向性反射部の光反射面に鏡面反射層を形成した場合を示したが、逆に光反射面に光を拡散反射させる拡散反射層(粗面など)を形成することも可能である。
(6)上記した実施形態6,7では、指向性反射部の光反射面が2段階の傾斜角度を有する構成のものを示したが、指向性反射部の光反射面が3段階以上の傾斜角度を有する構成としたものも本発明に含まれる。
(7)上記した各実施形態では、LED基板にLED及び拡散レンズが一列に直線的に並んで配されるものを示したが、LED基板にLED及び拡散レンズが行列状に複数ずつ並んで配される構成としたものも本発明に含まれる。その場合でも、LED基板をシャーシ内に行列状に複数ずつ並ぶよう配置することが可能である。
(8)上記した各実施形態以外にも、LED基板に実装するLEDの数及びLED基板の長さ寸法などは適宜に変更可能である。
(9)上記した各実施形態以外にも、シャーシに収容するLED基板の本数、具体的にはX軸方向に沿って並ぶLED基板の並列数、Y軸方向に沿って並ぶLED基板の並列数などは適宜に変更可能である。
(10)上記した実施形態9では、LED基板(LED)が導光板における両長辺側の端部に一対配されるものを示したが、例えばLED基板(LED)が導光板における両短辺側の端部に一対配されるものも本発明に含まれる。
(11)上記した(10)以外にも、LED基板(LED)を導光板における両長辺及び両短辺の各端部に対して一対ずつ配したものや、逆にLED基板(LED)を導光板における一方の長辺または一方の短辺の端部に対してのみ1つ配したものも本発明に含まれる。
(12)上記した各実施形態では、カラーフィルタの着色部を3色とした場合を示したが、赤色、緑色、青色の3色に黄色を加えて4色の着色部からなるカラーフィルタを備えたものにも本発明は適用可能である。
(13)上記した各実施形態では、光源としてLEDを用いたものを示したが、有機ELなどの他の光源を用いることも可能である。
(14)上記した各実施形態では、液晶パネル及びシャーシがその短辺方向を鉛直方向と一致させた縦置き状態とされるものを例示したが、液晶パネル及びシャーシがその長辺方向を鉛直方向と一致させた縦置き状態とされるものも本発明に含まれる。
(15)上記した各実施形態では、液晶表示装置のスイッチング素子としてTFTを用いたが、TFT以外のスイッチング素子(例えば薄膜ダイオード(TFD))を用いた液晶表示装置にも適用可能であり、カラー表示する液晶表示装置以外にも、白黒表示する液晶表示装置にも適用可能である。
(16)上記した各実施形態では、表示パネルとして液晶パネルを用いた液晶表示装置を例示したが、他の種類の表示パネルを用いた表示装置にも本発明は適用可能である。
(17)上記した各実施形態では、チューナーを備えたテレビ受信装置を例示したが、チューナーを備えない表示装置にも本発明は適用可能である。
10,810…液晶表示装置(表示装置)、11,811…液晶パネル(表示パネル)、12,812…バックライト装置(照明装置)、14,814…シャーシ、14a,814a…底板、14b,814b…光出射部、15,815…光学部材、17,117,217,317,417,517,717,817…LED(光源)、18,218,318,518,618,718,818…LED基板(光源基板)、18c,118c,218c,318c,518c,618c,718c,818c…実装面(設置面)、19,119…拡散レンズ(光学素子)、19d…レンズ支持部(光学素子支持部)、22,122,222,322,422,522,622,722,822…指向性反射部、22a,122a,222a,322a,522a,622a,722a,822a…光反射面、23…鏡面反射層、TV…テレビ受信装置
Claims (15)
- 光源と、
前記光源の周囲の少なくとも一部に設けられ、前記光源の設置面に対して角度をなすよう傾斜する光反射面を有し、その光反射面が前記光源側とは反対側を指向してなる指向性反射部と、を備える照明装置。 - 光を外部へと出射させる光出射部と、前記光源に対して前記光出射部側とは反対側に配されるとともに前記光源の設置面に沿って延在する底板とを有するシャーシが備えられている請求項1記載の照明装置。
- 前記指向性反射部は、前記光源を取り囲む環状をなしている請求項2記載の照明装置。
- 前記光源は、前記底板の面内において複数ずつ行列状に並列する形で配されており、
前記指向性反射部は、複数の前記光源毎に個別に設けられている請求項3記載の照明装置。 - 前記光源を前記光出射部側から覆う形で配されるとともに前記光源からの光に光学作用を付与してその光を出射させる光学素子が備えられており、
前記指向性反射部は、前記底板と前記光学素子との間に介在する形で配されている請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記光学素子と前記光源の設置面との間には、前記光学素子を前記光源の設置面から前記光出射部側に離れた位置に支持する光学素子支持部が前記光学素子の周方向に沿って設けられており、
前記指向性反射部は、前記光源と前記光学素子支持部との間に位置して配されている請求項5記載の照明装置。 - 前記光学素子は、前記光源からの光を拡散させて出射させる拡散レンズとされる請求項5または請求項6記載の照明装置。
- 前記光出射部を覆う形で配されるとともに前記光源からの光に光学作用を付与してその光を出射させる光学部材が備えられている請求項2から請求項7のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記底板に沿って延在するとともに前記光源が複数並んだ状態で実装される光源基板が備えられており、
前記指向性反射部は、前記光源基板における前記光源の実装面に設けられている請求項2から請求項8のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記指向性反射部は、前記光源基板の前記実装面から突出する形態とされる請求項9記載の照明装置。
- 前記指向性反射部は、前記光源基板とは別部品とされていて前記実装面に取り付けられている請求項10記載の照明装置。
- 前記指向性反射部の前記光反射面には、光を鏡面反射させる鏡面反射層が形成されている請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の照明装置。
- 請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の照明装置と、前記照明装置からの光を利用して表示を行う表示パネルとを備える表示装置。
- 前記表示パネルは、一対の基板間に液晶を封入してなる液晶パネルとされる請求項13記載の表示装置。
- 請求項13または請求項14に記載された表示装置を備えるテレビ受信装置。
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