JP2020042945A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】バックライトの光源に起因する目玉ムラの発生をより抑制する照明装置を提供する。【解決手段】照明装置100は、筐体10と、筐体10に配置された反射シート11と、反射シート11上に配置された導光板と、筐体10において、導光板の端面に対向して設けられた複数の光源20と、を備える。反射シート11には、光源20と対向する領域において、光源20の幅よりも大きい幅を有する第1領域と、光源20の幅以下の幅を有し、第1領域よりも光源20から離れる方向に形成された第2領域とからなる切欠き部11aが設けられている。筐体10には、切欠き部11aと重畳する遮光テープ30が配置されている。【選択図】図3

Description

本発明は、照明装置に関する。
近年、液晶表示装置は、高精細、狭額縁化が進んでいる。特に、車載関係では、車内装のインテリ化が進んできており、モバイル製品のようなスペースの厳しい狭額縁の製品が要望されている。ここで、入光側の額縁の寸法が、例えば、6〜7mm程しかない場合、額縁による斜光が不十分となり、液晶表示装置を斜めから視認した場合に、所謂目玉ムラが視認されてしまうことがある。
特許文献1は、フレームの鏡面反射を利用し、疑似的に斜め方向から観察した場合の光源の範囲を広げ、出光領域を広げることで、目玉ムラを解消する技術を開示している。
国際公開第2016/194716号
特許文献1は、反射シートを光源から離れた位置に配置することによって、反射シートよりも反射率の高いフレームで光を反射させている。しかしながら、反射率シートよりも反射率の高いフレームで全体的な出光領域を広げるだけでは、目玉ムラを解消できない。
そこで、本発明は、バックライトの光源に起因する目玉ムラの発生をより抑制することのできる照明装置を提供することを課題とする。
本発明の照明装置は、筐体と、前記筐体に配置された反射シートと、前記反射シート上に配置された導光板と、前記筐体において、前記導光板の端面に対向して設けられた光源と、を備え、前記反射シートには、前記光源と対向する領域において、前記光源の幅よりも大きい幅を有する第1領域と、前記光源の幅以下の幅を有し、前記第1領域よりも前記光源から離れる方向に形成された第2領域とからなる切欠き部が設けられており、前記筐体には、前記切欠き部と重畳する遮光テープが配置されている。
本発明によれば、バックライトの光源に起因する目玉ムラの発生をより抑制することができる。
図1は、本実施形態に係る照明装置の詳細構成を示す斜視模式図である。 図2は、本発明の実施形態に係る照明装置の積層構造の断面を模式的に示す図である。 図3は、本発明の実施形態に係る照明装置の反射シートの構成を説明するための図である。 図4は、切欠き部の構成を説明するための図である。 図5は、切欠き部を形成する位置を説明するための図である。 図6は、遮光テープを配置する方法を説明するための図である。 図7は、遮光テープを配置することで異物の侵入を防止する方法を説明するための図である。 図8は、本発明の実施形態に係るパネル構造の光の拡散度を説明するための図である。
以下に図面を参照して、本発明に係る実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含む。
図1は、本実施形態に係る表示装置の詳細構成を示す斜視模式図である。以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。X軸、Y軸、及びZ軸は、それぞれ互いに直交する。本開示において、X軸方向は「第1方向」に相当し、Y軸方向は「第2方向」に相当し、Z軸方向は「第3方向」に相当する。また、本開示において、X軸及びY軸を含むXY平面をZ軸方向から見るXY平面視は「平面視」に相当する。
図1に示す例において、照明装置100は、X軸方向(第1方向)に延びる二辺と、Y軸方向(第2方向)に延びる二辺と、を有する。照明装置100は、液晶パネル40と、液晶パネル40を照明するバックライト6と、を含み、液晶パネル40とバックライト6とがZ軸方向(第3方向)に積層されている。
なお、照明装置100は、XY平面視で矩形状であっても良い。本実施形態において、矩形とは、角丸の長方形を含む。つまり、四隅において、各辺が直交せずに、曲線である形状の四角を含む。例えば、XY平面視で長方形であっても良いし、角部の少なくとも1つが曲率を有していてもよい。さらにあるいは、照明装置100は、XY平面視で矩形状以外の形状を有していてもよい。
液晶パネル40は、XY平面に平行に設けられた表示領域と、表示領域の外周に設けられた周辺領域と、を有する。表示領域は、Z軸方向(第3方向)から観察者より表示が確認できる。
バックライト6は、液晶パネル40の背面から、少なくとも表示領域に対して光を照射する。
バックライト6は、XY平面視で表示領域に対応する位置に設けられた導光板(
図示せず)に対して、X軸方向(第1方向)及びY軸方向(第2方向)の一方端又は両端に並ぶ複数の光源(例えば、白色光を発する発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode))を有する、所謂サイドライト型のバックライトであっても良い。また、バックライト6は、XY平面視で表示領域の直下に設けられた光源(例えば、白色光を発するLED)を有する、所謂直下型のバックライトであっても良い。なお、バックライト6の光源への電力供給及び制御信号は、液晶パネル40から供給される。
バックライト6と液晶パネル40とは、例えば、接着テープを介して貼り合わされる。接着テープとしては、例えば、透光性の両面粘着シート(OCA:Optical Clear Adhesive)であることが好ましい。
図1に示すように、液晶パネル40は、TFT基板51と、TFT基板51に対向配置されるカラーフィルタ基板52と、第1偏光板53と、第2偏光板55と、ドライバIC59と、FPC(Flexible Printed Circuit)基板9と、を備える。
図1に示す例において、液晶パネル40は、バックライト6側から、第2偏光板55、TFT基板51、カラーフィルタ基板52、第1偏光板53の順で、Z軸方向(第3方向)に積層されている。本開示において、TFT基板51は「第1基板」に相当し、カラーフィルタ基板52は「第2基板」に相当する。
カラーフィルタ基板52及びTFT基板51は、透光性を有するガラスなどの基体である。TFT基板51は、基体上に薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)素子が形成されている。カラーフィルタ基板52には、カラーフィルタ、遮光層などが設けられている。TFT基板51と、カラーフィルタ基板52との間には、液晶層が注入されている。
TFT基板51は、カラーフィルタ基板52より、XY平面視で面積が大きい。X軸方向(第1方向)に延びるTFT基板51の一辺がカラーフィルタ基板52に対して張り出した状態で、TFT基板51とカラーフィルタ基板52とが貼り合わされる。TFT基板51には、マトリクス状に配設された複数の画素電極と、この画素電極と絶縁して形成された共通電極とを有する。TFT基板51には、TFT素子を介して、画素電極に画素信号を供給する画素信号線、各TFT素子を駆動する走査信号線等の配線が形成される。なお、共通電極がTFT基板51になくて、共通電極がカラーフィルタ基板52に設けられても良い。
具体的に、図1に示す例では、TFT基板51のX軸方向(第1方向)の大きさと、カラーフィルタ基板52のX軸方向(第1方向)の大きさとが等しく、TFT基板51のY軸方向(第2方向)の大きさが、カラーフィルタ基板52のX軸方向(第1方向)の大きさよりも大きい。
また、図1に示すように、TFT基板51のX軸方向(第1方向)の両端の二辺と、カラーフィルタ基板52のX軸方向(第1方向)の両端の二辺とがそれぞれ重なり、TFT基板51のY軸方向(第2方向)の一方端の一辺と、カラーフィルタ基板52のY軸方向(第2方向)の一方端の一辺とが重なる。そしてTFT基板51のY軸方向(第2方向)の他方端の一辺と、カラーフィルタ基板52のY軸方向(第2方向)の他方端の一辺とがずれて貼り合わされる。
XY平面視において、カラーフィルタ基板52から張り出したTFT基板51の張り出し部51aを除く領域では、TFT基板51とカラーフィルタ基板52とがZ軸方向(第3方向)に重なる。これにより、液晶パネル40のXY平面視における外周端の端面は、TFT基板51の外周端の端面とXY平面視で一致する。
次の、本実施形態に係る照明装置のパネル構造の断面の構造と、反射シートの構成について説明する。図2は、本発明の実施形態に係る照明装置の積層構造の断面を模式的に示す図である。図3は、本発明の実施形態に係る照明装置の反射シートの構成を説明するための図である。
図2に示すように、照明装置100は、筐体10と、反射シート11と、導光板12と、拡散シート13と、第1プリズムシート14と、第2プリズムシート15と、偏光シート16と、光源20と、遮光テープ30と、液晶パネル40とを備える。図1では、筐体10を省略して記載したが、図2では筐体10も含めて記載している。
筐体10は、照明装置100の外側を構成する部材である。筐体10の内部には、照明装置100を構成する各部材が配置される。筐体10の材料に特に制限はなく、例えば、アルミニウムから形成することができる。
反射シート11は、筐体10の表面に配置されている。反射シート11は、導光板12の下面側から漏れ出した光を反射して、導光板12に再び入射させる。反射シート11は、光を反射させる機能に加えて、光を拡散させる機能や、光を散乱させる機能などを有していてもよい。反射シート11には、照明装置の分野において周知のものを用いることができる。具体的には、反射シート11は、例えば、ESR(Enhanced Specular Reflector)シートである。具体的には後述するが、反射シート11は、光源20の下部の領域において、切欠き部11aを有している。
導光板12は、光源20に対向している前後方向の端面から入射した光を、内部で拡散させ、拡散させた光を上方向の出射面から出射する。導光板12には、照明装置の分野において周知のものを用いることができる、具体的には、導光板12には、アクリル樹脂や、ポリカーボネート樹脂などの透過性樹脂が用いられる。
拡散シート13は、導光板12の出射面上に配置された透過性の光学部材である。拡散シート13は、導光板12の出射された光を拡散させることで、光の光学特性を調整する。なお、拡散シート13には、例えば、照明装置の分野において、周知のものを用いることができる。
第1プリズムシート14は、拡散シート13上に配置された透過性の光学部材である。第1プリズムシート14は、導光板12の出射面上から出射され、拡散シート13を介した光の光学特性を調整する。第1プリズムシート14の表面には、例えば、断面が三角形状のプリズム構造が形成されている。
第2プリズムシート15は、第1プリズムシート14上に配置された透過性の光学部材である。第2プリズムシート15は、導光板12の出射面上から出射され、拡散シート13と、第1プリズムシート14とを介した光の光学特性を調整する。第2プリズムシート15の表面には、例えば、断面が三角形状のプリズム構造が形成されていることが好ましい。
第1プリズムシート14と、第2プリズムシート15とは、集光シートとして機能する。第1プリズムシート14と、第2プリズムシート15とのそれぞれにプリズム構造が形成されている場合には、第1プリズムシート14のプリズム構造と、第2プリズムシート15のプリズム構造とが直交することが好ましい。これにより、集光機能を高めることができる。なお、第1プリズムシート14と、第2プリズムシート15とには、例えば、照明装置の分野において、周知のものを用いることができる。
偏光シート16は、入射した光のうち、所定の方向に偏光した光のみを透過させる光学シートである。偏光シート16には、照明装置の分野において、周知のものを用いることができる。具体的には、偏光シート16には、例えば、ポリカーボネート樹脂を用いることができる。
光源20は、X方向に沿って所定の間隔で複数設けられており、例えば、発光ダイオード(LCD:Light Emitting Diode)である。光源20は、光源20に対向している導光板12の端面に向かって、光を照射する。
遮光テープ30は、光源20の下部の領域における筐体10に配置されており、遮光性の高い材料から構成されたテープである。ここで、遮光テープ30は、遮光性の効果を高めるために黒色であることが好ましいが、これに限定されず、例えば、灰色であってもよい。遮光テープ30は、光源20の下部の領域に配置されているので、導光板12の下面側から漏れ出した光や、光源20が下方向に向かって出射した光を遮光する。遮光テープ30は、筐体10の全面に配置されている必要はなく、光源20の下部の領域のみに配置されていればよい。
液晶パネル40は、偏光シート16上に配置されている。上述したように、液晶パネル40は、TFT基板51と、カラーフィルタ基板52と、TFT基板51と、カラーフィルタ基板52との間に注入された液晶層とを含む構造を有している。
なお、以下では、反射シート11と、導光板12と、拡散シート13と、第1プリズムシート14と、第2プリズムシート15と、偏光シート16と、液晶パネル40とをまとめてパネル構造と呼ぶこともある。また、上述したパネル構造の構成は、例示であり、本発明を限定するものでない。
図3を用いて、本実施形態に係る照明装置100の反射シート11の構成について説明する。図3は、照明装置100の反射シート11の構成を説明するための図である。なお、図3では、説明の簡単のため、筐体10、反射シート11、光源20、および遮光テープ30以外の構成については省略している。また、図3に示す光源20の数は、本発明を限定するものではない。
図3に示すように、反射シート11は、光源20の下部の領域において、切欠き部11aを有している。本実施形態では、切欠き部11aから露出するように遮光テープ30が配置されている。本実施形態では、このような構造を有することで、遮光テープ30が、導光板12の下面側から漏れ出した光や、光源20が下方向に向かって出射した光を遮光する。切欠き部11aは、光源20の近傍では幅が広く、光源20から離れた領域では幅のせまい凸状の形状を有している。切欠き部11aと、隣接する切欠き部11aとは、互いに重ならないように形成されている。
図4を用いて、反射シート11が有する切欠き部11aの構成について説明する。図4は、切欠き部11aの構成を説明するための図である。
図4に示すように、切欠き部11aは、凸状の形状をしており、幅の広い第1領域11a−1と、幅の狭い第2領域11a−2とを有する。
第1領域11a―1の幅方向の長さL1は、光源20の幅方向の長さDよりも長いことが好ましい。例えば、光源20の幅方向の長さDが3mmである場合には、第1領域11a−1の幅方向の長さL1は、4mmである。具体的には、第1領域11a−1の幅方向の長さL1は、光源20が出射する光のうち、幅方向に広がった光を遮光テープ30が吸収できるような長さとすればよい。また、第1領域11a−1の幅方向の長さL1は、隣接する第1領域11a−1と重ならない長さとすればよい。
第2領域11a−2の幅方向の長さL2は、光源20の幅方向の長さDと同等である。例えば、光源20の幅方向の長さDが3mmである場合には、第2領域11a−2の幅方向の長さL2は、3mmである。第2領域11a−2の幅方向の長さL2は、3mmよりも短くてもよい。すなわち、第2領域11a−2の幅方向の長さL2は、光源20の幅方向の長さD以下であることが好ましい。
切欠き部11aを、第1領域11a−1と、第2領域11a−2とを含む形状とすることで、例えば、4mm×4mmの四角形の切欠き部を形成する場合と比べて、反射シート11を切り欠く面積を小さくすることができる。これにより、反射シート11を切り欠くことに起因する輝度の低下を抑制することができる。
切欠き部11aの光源20から出射された光の進行方向における長さL3は、特に制限はないが、第1領域11a―1の幅方向の長さL1が4mmである場合には、例えば、4mmである。具体的には、切欠き部11aの光の進行方向における長さL3は、光源20が出射する光のうち、光の進行方向であり、かつ下方向に出射する光を遮光テープ30が吸収できる長さとすればよい。この場合、切欠き部11aの光の進行方向における長さL3は、例えば、光源20が出射する光の出射角度と、光源20から反射シート11までの距離とに基づいて決定することができる。この場合、長さL3のうち、例えば、第1領域11a−1の光の進行方向の長さを1mm以上とし、残りの長さを第2領域11a−2とすることができる。なお、第2領域11a−2の光の進行方向における長さを短くするに従って、輝度のロスも大きくなる。そのため、第2領域11a−2の光の進行方向における長さは、照明装置100の輝度を考慮して、第2領域11a−2の光の進行方向における長さを決定してもよい。また、光源20の先端から、図1に図示の液晶パネル40のアクティブエリアまでの距離R1は、例えば、4.1mmである。切欠き部11aは、光源20の先端から液晶パネル40のアクティブエリアまでの間の領域に形成されていることが好ましい。
図5を用いて、照明装置100において、切欠き部11aが設けられている位置について説明する。図5は、切欠き部11aが設けられている位置を説明するための図である。
図5に示すように、光源20は、X方向に沿った筐体10の第1側面10Aと、筐体10の第2側面10Bとに沿って複数設けられている。ここで、第1側面10Aに設けられた光源20から液晶パネル40のアクティブエリアまでの距離と、第2側面10Bに設けられた光源20からアクティブエリアまでの距離は異なっている。
第1側面10Aに設けられた光源20からアクティブエリアまでの距離R1は、上述したように、例えば、4.1mmである。一方、第2側面10Bに設けられた光源20からアクティブエリアまでの距離R2は、例えば、4.9mmである。この場合、切欠き部11aは、反射シート11の第1側面11Aのみに設け、反射シート11の第2側面11Bには設けなくてもよい。これは、光源20からアクティブエリアまでの距離が長ければ、光源20から出射された光が十分に拡散するので、目玉ムラが発生しないためである。換言すれば、本実施形態では、目玉ムラが発生する側面にのみ切欠き部11aを設ければよい。
図5に示した例では、光源20は、筐体10の第1側面10Aと、第2側面10Bとの両方に設けられているものとして説明したが、これは例示であり、本発明を限定するものではない。光源20は、第1側面10Aと、第2側面10Bとの少なくとも一方に設けられていればよい。
図6と、図7とを用いて、遮光テープ30を筐体10に配置する方法の一例について説明する。図6は、遮光テープ30を配置する方法を説明するための図である。図7は、遮光テープ30の他の効果を説明するための図である。
図6に示すように、遮光テープ30は、筐体10の第1側面10Aに沿って貼り付けられている。遮光テープ30は、例えば、接着剤を介して、筐体10の第1側面10Aに沿って貼り付けられている。遮光テープ30は、筐体10の内部の前面に設けられている必要はなく、光源20の真下の近傍の領域に貼り付けられていればよい。この場合、遮光テープ30は、スタッド部70のスタッド穴部71を覆うように貼り付けられる。なお、図7では、説明を判り易くするためにスタッド穴部71が示されているが、実際には、スタッド穴部71は遮光テープ30によって覆われている。
図7は、筐体10の背面の構成を示している。図7に示すように、筐体10の背面にはスタッド穴部71に対応するスタッド部70が設けられている。本実施形態の照明装置100は、例えば、スタッド部70にスタッドピンをねじ込むことによって、ユーザの所望の箇所に取り付けられる。この時、スタッド部70にスタッドピンをねじ込む際に発生する、スタッド部70の削りかすなどの異物が照明装置100の内部に侵入してしまうことが問題となることがある。本実施形態では、スタッド穴部71は遮光テープ30で覆われているので、照明装置100の内部への異物の侵入が抑制される。換言すれば、遮光テープ30は、照明装置100の内部への異物の侵入を防止する。
図8を用いて、パネル構造の光の拡散度合いについて説明する。図8は、パネル構造の光の拡散度合いを説明するための図である。本実施形態は、筐体10に遮光テープ30を配置することに加えて、パネル構造の光の拡散度合いを調整することによっても、目玉ムラの発生を抑制することができる。
パネル構造60は、場所に応じて異なる拡散度を有している。具体的には図8に示すように、パネル構造60は、光源20と対向する領域Aと、光源20と、隣接する光源20との間の領域に対向する領域Bとを有している。この場合、領域Aと、領域Bとでは、光の拡散度が異なっている。
領域Aの光の拡散度合いは、領域Bの光の拡散度合いよりも弱い。このため、光源20から出射された光を直接受ける領域Aでの光の拡散が抑制されるため、領域Aにおける輝度が低くなる。また、光源20から出射された光を直接受けない領域Bではより光が拡散されるので、領域Bの位置における輝度が高くなる。これにより、本実施形態は、導光板12における光の拡散度合いを均一にすることができるので、目玉ムラを抑制することができる。領域Aと、領域Bの拡散度合いを調整する方法に特に制限はない。例えば、領域Aにおける導光板12の表面を、領域Bにおける導光板12の表面を滑らかにすることによって、領域Aと、領域Bとの拡散度合いを調整すればよい。例えば、領域Aにおける導光板12の内部に導入する散乱粒子の数を、領域Bにおける導光板12の内部における散乱粒子の数を少なくすればよい。また、領域Aにおける各シートの光学特性と、領域Bにおける各シートの光学特性とを調整することによって、領域Aにおける光の拡散度合いと、領域Bにおける光の拡散度合いを調整するようにしてもよい。
上述のとおり、本実施形態は、反射シート11に第1領域11a−1と、第2領域11a−2とを有する切欠き部11aを設け、かつ切欠き部11aから遮光テープ30を露出させている。これにより、本実施形態は、目玉ムラの発生を抑制しつつ、輝度のロスも抑制することができる。
また、本実施形態は、光源20と対向するパネル構造60の光の拡散度合いよりも、光源20と、光源20との間の領域に対向するパネル構造60の光の拡散度合いの方が大きい。これにより、本実施形態は、目玉ムラの発生をより抑制することができる。
また、本実施形態は、遮光テープ30を筐体10に設けられたスタッド穴部71を覆うように配置している。これにより、本実施形態は、目玉ムラの発生を抑制しつつ、照明装置100の表示領域への異物の侵入を防止することができる。
上述した内容により実施形態が限定されるものではない。また、上述した実施形態の構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述の実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。
6 バックライト
10 筐体
11 反射シート
11a 切欠き部
11a−1 第1領域
11a−2 第2領域
12 導光板
13 拡散シート
14 第1プリズムシート
15 第2プリズムシート
16 偏光シート
20 光源
30 遮光テープ
40 液晶パネル
51 TFT基板(第1基板)
52 カラーフィルタ基板(第2基板)
53 第1偏光板
55 第2偏光板
70 スタッド部
71 スタッド穴部
100 照明装置

Claims (4)

  1. 筐体と、
    前記筐体に配置された反射シートと、
    前記反射シート上に配置された導光板と、
    前記筐体において、前記導光板の端面に対向して設けられた光源と、
    を備え、
    前記反射シートには、前記光源と対向する領域において、前記光源の幅よりも大きい幅を有する第1領域と、前記光源の幅以下の幅を有し、前記第1領域よりも前記光源から離れる方向に形成された第2領域とからなる切欠き部が設けられており、
    前記筐体には、前記切欠き部と重畳する遮光テープが配置されている、
    照明装置。
  2. 前記反射シートと、前記導光板とを含むパネル構造は、前記光源に対向する部分の光の拡散度合いよりも、前記光源と、前記光源に隣接する光源との間の領域に対向する部分の光の拡散度合いの方が大きい、
    請求項1に記載の照明装置。
  3. 前記切欠き部の大きさは、前記光源が出射する光の出射角度に応じて決定される、
    請求項1または2に記載の照明装置。
  4. 前記遮光テープは、前記筐体に設けられたスタッド穴部を覆うように配置されている、
    請求項1から3のいずれか1項に記載の照明装置。
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