JP2020145152A - バックライト装置及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】視認性の高い液晶表示装置、及びこれを実現するためのバックライト装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置１０１における液晶パネル１９の背面に光を照射するためのバックライト装置１００であって、光源４５と、基板５１と、光源４５が発した光の一部を透過させる板状の光学部材２９と、を備え、光学部材２９は、第１領域Ａ１１と、２以上の第２領域Ａ２１と、を有し、第１領域Ａ１１では、一の光源４５の実装位置から離れるにしたがって光の透過率が大きくなり、第２領域Ａ２１では、隣接する他の第２領域Ａ２１と接する箇所において所定方向における光学部材２９の中央部から外周部に近づくにしたがって光の透過率が大きくなる。【選択図】図２

Description

本発明は、液晶パネルの背面に光を照射するためのバックライト装置及び当該バックライト装置を備える液晶表示装置に関する。

近年、液晶表示装置の利用機会が増え、より高効率、より高性能な液晶表示装置が考案されている。例えば、特許文献１には、集光性の高い幾何学構造体と、拡散性の高い略半球状レンズとを適宜配置することにより、輝度ムラを低減し、液晶表示装置の画面全体の輝度分布を均一に制御できる光学シートが開示されている。

特開２０１２−２４２６４９号公報

ところで、液晶表示装置の性能指標において向上が求められる最たるものの一つとして、ユーザによる視認性の高さが挙げられる。しかしながら、特許文献１に開示された光学シートでは、輝度ムラを十分に低減できるとは言えない。また、従来の液晶表示装置では、高効率化のために用いられる光源が限られるなどの制限があり、高い視認性を有する液晶表示装置の実現は困難である。

本発明は上記に鑑みてなされ、その目的は、視認性の高い液晶表示装置、及びこれを実現するためのバックライト装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るバックライト装置は、液晶表示装置における液晶パネルの背面に光を照射するためのバックライト装置であって、複数の光源と、前記複数の光源が表面に実装された基板と、前記基板の前記表面に対向して配置され、前記複数の光源が発した光の一部を透過させる板状の光学部材と、を備え、前記光学部材は、前記複数の光源のうちの一の光源に対応する第１領域と、前記第１領域とは異なり、前記複数の光源のうち第１方向に互いに隣接する２以上の光源を組み合わせて形成される配置概形を有する、２以上の第２領域と、を有し、前記第１領域では、前記一の光源の実装位置から離れるにしたがって光の透過率が大きくなり、前記２以上の第２領域のうちの一の第２領域では、第１方向とは異なる第２方向に隣接する他の第２領域と接する箇所において前記第２方向と交差する所定方向における前記光学部材の中央部から外周部に近づくにしたがって光の透過率が大きくなる。

これによれば、光学部材のうち、光源の光が直接光として入射される第１領域においては、光源からの距離に基づく透過率を設定でき、多重反射により略均一化された光が入射される第２領域においては、設定される第２領域の概形に基づいて透過率を設定できる。したがって、光学部材を透過した光は、光源の直上及び近傍においては均一な光となる。また、光源から離れた領域では、光学部材の外周部においては高輝度な光となり、他の中央部等では均一な光となる。すなわち、外周部における吸収を加味した均一な輝度のバックライト装置を実現することができる。よって、外周部（つまり端部）まで均一な輝度のバックライト装置により、視認性の高い液晶表示装置が実現できる。

例えば、前記複数の光源の各々は、光源ごとに一体的に駆動される複数の発光素子から構成され、前記光源または前記発光素子からの距離が同等である箇所では、前記第２領域における光の透過率よりも、前記第１領域内で隣接する発光素子どうしの間に対応する第３領域における光の透過率の方が小さいと規定されても良い。

これによれば、分割駆動によりバックライト装置の省電力化を実現しながらも、外周部における吸収を加味した均一な輝度のバックライト装置を実現することができる。よって、外周部まで均一な輝度のバックライト装置により、視認性の高い液晶表示装置が実現できる。

また、前記複数の光源及び前記基板を収容し、前記基板の前記表面が対向する箇所に開口部を有するハウジングをさらに備え、前記ハウジングの前記開口部には、前記光学部材の前記外周部が取り付けられる段差部が設けられ、前記段差部の表面の少なくとも一部には、前記光を反射する反射面が形成されていても良い。

これによれば、光学部材をハウジングに取り付けるために設けられた段差部において吸収される光を低減することができ、外周部における吸収を低下させることによる均一な輝度のバックライト装置を実現することができる。よって、外周部まで均一な輝度のバックライト装置により、視認性の高い液晶表示装置が実現できる。

また、前記ハウジングに接し、前記光学部材の前記外周部を前記段差部に固定するための枠状の固定部材をさらに備え、前記固定部材の前記光学部材を固定する表面の少なくとも一部には、前記光を反射する反射面が形成されていても良い。

これによれば、光学部材を固定するための固定部材において吸収される光を低減することができ、外周部における吸収を低下させることによる均一な輝度のバックライト装置を実現することができる。よって、外周部まで均一な輝度のバックライト装置により、視認性の高い液晶表示装置が実現できる。

また、さらに、前記光学部材を透過した光を拡散する拡散板を備え、前記拡散板は、当該拡散板の外周部の少なくとも一部には、前記拡散板の前記光学部材から光が入射する入射面側から、前記入射面側とは反対側の出射面側に向けて拡径する傾斜面が形成されていても良い。

これによれば、拡散板の外周部において吸収される光を、出射面に向けて反射させることができ、外周部における輝度を高めることによる均一な輝度のバックライト装置を実現することができる。よって、外周部まで均一な輝度のバックライト装置により、視認性の高い液晶表示装置が実現できる。

また、前記傾斜面は、凸面で形成されていても良い。

これによれば、拡散板の外周部において吸収される光を、出射面に向けて集光して反射させることができ、外周部における輝度を高めることによる均一な輝度のバックライト装置を実現することができる。よって、外周部まで均一な輝度のバックライト装置により、視認性の高い液晶表示装置が実現できる。

また、前記拡散板の前記傾斜面に沿って傾斜した反射面を有する反射部材をさらに備えても良い。

これによれば、拡散板の外周部において吸収される光を、出射面に向けて効率的に反射させることができ、外周部における輝度を高めることによる均一な輝度のバックライト装置を実現することができる。よって、外周部まで均一な輝度のバックライト装置により、視認性の高い液晶表示装置が実現できる。

また、前記光学部材及び前記拡散板を含む光学ユニットは、平面視において、前記光学ユニットの各角の少なくとも一部が切欠状構造に形成された多角形状であり、前記段差部は、前記光学ユニットの各角の少なくとも一部に形成された切欠状構造に対応する突出構造を有しても良い。

これによれば、顕著に光の減衰が生じる角部において吸収される光を低減することができ、外周部における吸収を低下させることによる均一な輝度のバックライト装置を実現することができる。よって、外周部まで均一な輝度のバックライト装置により、視認性の高い液晶表示装置が実現できる。

また、前記光学部材の前記第１領域及び前記第２領域には、前記光が透過する透過部が複数形成され、各々の前記透過部の面積が大きいほど、光の透過率が大きくなっても良い。

これによれば、上記の透過率の分布を、光を透過する透過部によって実現でき、さらに当該透過部の面積を中央部から外周部にかけて変化させることで、外周部における吸収を加味した均一な輝度のバックライト装置を実現することができる。よって、外周部まで均一な輝度のバックライト装置により、視認性の高い液晶表示装置が実現できる。

また、前記透過部は、前記光学部材の主面に対する鉛直方向に前記光学部材を貫通する貫通孔であっても良い。

これによれば、透過部として、反射性の板面に貫通孔を設ければよく、さらに貫通孔の平面視における面積（つまり孔の大きさ）を中央部から外周部にかけて変化させるだけで良い。簡易かつ高い信頼度の均一な輝度のバックライト装置を実現することができる。よって、外周部まで均一な輝度のバックライト装置により、視認性の高い液晶表示装置が実現できる。

また、本発明の一態様に係る液晶表示装置は、前記液晶パネルと、前記液晶パネルの背面に光を照射するための上記いずれかに記載のバックライト装置と、を備える。

これによれば、外周部まで均一な輝度が保たれた光が液晶パネルの背面に照射される。よって、外周部まで均一な表示が可能となり、視認性の高い液晶表示装置を実現することができる。

本発明によると、視認性の高い液晶表示装置、及びこれを実現するためのバックライト装置が提供される。

図１は、実施の形態１に係る液晶表示装置の使用例を説明する図である。 図２は、実施の形態１に係るバックライト装置の断面図である。 図３は、従来のバックライト装置における光学部材の構成を説明する図である。 図４は、実施の形態１に係るバックライト装置の光学部材の構成を説明する図である。 図５は、実施の形態２に係るバックライト装置の光学部材の構成を説明する図である。 図６は、実施の形態３に係るバックライト装置の光学部材の構成を説明する図である。 図７は、実施の形態４に係るバックライト装置の断面図である。 図８は、実施の形態５に係るバックライト装置の断面図である。 図９は、実施の形態６に係るバックライト装置を説明する図である。 図１０は、バックライト装置の輝度分布を説明する概念図である。 図１１は、比較例及び実施例に係るバックライト装置の輝度分布を説明する図である。 図１２は、図１１に示すｘｉ−ｘｉ線における輝度分布を二次元面上にプロットした図である。

（発明に至った経緯）
液晶表示装置においてユーザによる視認性の高さを向上するために、様々な対策がとられている。中でも液晶パネルに裏面から光を照射するバックライト装置における対策として輝度均一性の向上が試みられている。

しかしながら、厳密に画面全体にわたって輝度均一性を保つことは難しい。したがって、既存の液晶テレビ等においては、画面中央から端部（外周部）に向かって緩やかに変化する輝度低下が、表示品位を著しく損なわない範囲で容認されている。

一方で、自動車等の移動体の電装化が進み、クラスターに液晶モニターが搭載される事例が多くなっている。クラスターに搭載される液晶モニターには、移動体の運転に必要な情報が映し出される為、画面全体を確実に視認できなければならない。よって、角部を含む端部での輝度低下は、好ましくない。つまり、バックライト装置においては、厳密に画面全体にわたる輝度均一性が求められる。

さらに、自動車等の移動体においては、限られたスペースに液晶表示装置を配置しなければならず、表示画面に対して必要最小限の筐体サイズに収めなければならない。つまり、輝度を均一化するための他の装置を新たに内蔵することは困難である。

本発明は、上記に鑑みてなされ、より均一な輝度の光を照射可能な照射バックライト装置、及びこれにより実現される、より視認性の高い液晶表示装置を提供することを目的とする。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。各図は、必ずしも各寸法または各寸法比等を厳密に図示したものではない。

また、各図において、それぞれ互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向を適宜用いて説明する。特にＺ軸方向のプラス側を上側、マイナス側を下側として説明する場合がある。

（実施の形態１）
はじめに、図１を用いて、実施の形態１における液晶表示装置について説明する。図１は、実施の形態１に係る液晶表示装置の使用例を説明する図である。図１では、液晶表示装置１０１が移動体の計器盤に用いられる例を示す図である。図１に示すように、液晶表示装置１０１は、一例として車両等の移動体のクラスターに用いられ、速度、油温、燃料残量、及び走行距離等の移動体に関する情報を表示面に表示する。

なお、液晶表示装置１０１は、この他に、テレビ、コンピュータ、スマートホン、タブレット端末等の液晶ディスプレイとして用いられても良い。液晶表示装置１０１は、移動体の運転者からの視認性が高い必要がある。また、液晶表示装置１０１に表示される情報量が増大しつつあるため、液晶表示装置１０１は、表示面の端部まで利用可能な表示性能が求められる。液晶表示装置１０１を表示面の端部まで利用するためには、表示面の中央部と同等程度の輝度が端部においても保たれる必要がある。

液晶表示装置１０１の輝度は、液晶パネルの背面に光を照射するためのバックライト装置によって決まる。バックライト装置による液晶表示装置１０１の輝度について、本実施の形態におけるバックライト装置の構成とともに図２を用いて説明する。

図２は、実施の形態１に係るバックライト装置の断面図である。図２には、液晶パネル１９に沿って、当該液晶パネル１９の背面側に配置されることにより液晶表示装置１０１を構成するバックライト装置１００を示している。なお、図２の断面は、液晶パネル１９の表示面と直交する面でバックライト装置１００を切断した断面である。図２では、液晶パネル１９は、当該液晶パネル１９が配置され得る位置に破線の矩形として示している。

図２に示すように、バックライト装置１００は、複数の光源４５、ハウジング１１、光学ユニット２０、及び固定部材１７を備える。

光源４５は、液晶パネル１９の背面に対して光を発するための発光装置である。光源４５は、板状の基板５１の表面上に二次元状に実装される。つまり、基板５１の表面に行方向、列方向それぞれに離間して複数実装される。本実施の形態においては、各々の光源４５は、単一の発光素子１３によって構成される。

発光素子１３は、基板５１上に実装されたチップＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｅｄ Ｄｉｏｄｅ）によって実現される。発光素子１３は、基板５１の表面に対して所定の配向角をもつ光を出射する。また、発光素子１３は、基板５１上にプリントされた配線パターンによって外部と電気的に接続さている。発光素子１３は、例えば、基板５１から外部へと延びるフラットケーブルによって制御装置に接続され、当該制御装置によって光源４５単位で駆動される。

発光素子１３が実装された基板５１としては、ガラス及びエポキシを主成分とする基板５１等の任意の材料で構成されるプリント基板が用いられる。なお、基板５１は、複数に分割されても良い。例えば、基板５１は、行方向が長手方向となる短冊状の単位基板を列方向に並べて構成した基板ユニットにより実現しても良い。

また、基板５１の表面のうち複数の光源４５が実装されていない領域は、反射性シート１５によって覆われている。反射性シートによって覆われることにより、当該領域には、反射面が形成される。反射性シート１５は、例えば、発泡ポリエチレンテレフタル酸等の拡散反射シートが用いられる。反射性シート１５には、複数の光源４５をそれぞれ露出させるための複数の孔が形成されている。なお、反射性シート１５としては、これに限らず、例えば樹脂製のフィルムにアルミが蒸着されたアルミ蒸着フィルム等の正反射フィルムであっても良い。

このように、表面に光源４５としての発光素子１３が実装され、かつ反射性シート１５によって当該表面が覆われた基板５１が、ハウジング１１に収容される。ハウジング１１は、光源４５及び基板５１を収容する筐体である。また、ハウジング１１は、基板５１の表面が対向する箇所に開口部を有し、光源４５から発せられた光が当該開口部から出射される。

ここで、ハウジング１１は、基板５１が収容される底部４１と、開口部に設けられた段差部４３とを有する。ハウジング１１の底部４１は、基板５１の形状と略同等の形状である。これにより、基板５１が収容された際に、ハウジング１１の底部４１の略全域にわたって基板５１が配置される。つまり、ハウジング１１の開口部の略全域を光源４５によって照射することができる。

このような構造により、ハウジング１１は、底部４１に基板５１を収容し、かつ、段差部４３に光学ユニット２０の外周部を取り付けることができる。よって、ハウジング１１の開口部は、底部４１に対応する形状、及び大きさに規定される。ハウジング１１の底部４１と段差部４３とを接続する壁部４９には、前述した反射性シート１５が配置される。

ハウジング１１の底部４１の外周部から開口部に向けて立ち上がった壁部４９に配置された反射性シート１５は、基板５１の表面を覆う反射性シート１５と接続された一体構造である。このようにして、ハウジング１１の内部には、光学ユニット２０と反射性シート１５とで囲まれた空間が形成される。詳細は後述するが、光学ユニット２０は、光源４５が発した光の一部を透過し、他の一部を反射する。したがって、光学ユニット２０によって反射された光は空間内で反射を繰り返しながら伝搬していく。反射性シート１５が一体構造であることにより、このような反射光の漏れが少なく、光の利用効率が高まる。

光学ユニット２０は、光学部材２９、拡散板２７、プリズムシート２５、偏光シート２３、及びルーバシート２１がこの順に積層された板状の構造体である。

なお、板状とは、比較的厚みの大きい形状だけでなく、比較的厚みの小さいシート状の形状も含む概念である。また、透過とは、光が、ある部材の一方面から他方面に到達することであり、透明の部材内部を光が導光されることだけでなく、孔を通過して光が一方面から他方面に到達することも含む概念である。

ルーバシート２１は、いわゆるのぞき見防止シートである。したがって、ルーバシート２１は、液晶パネル１９の背面に対して所定の角度を超える広角側への光の照射を抑制する。これにより、不必要な方向にノイズ光となる光が出射されることを抑制できる。

偏光シート２３は、光源４５が発した光のうち、所定の方向の偏光のみを透過し、他の方向の偏光を反射する偏光フィルタである。

偏光板が液晶パネル１９に備えられるが、この偏光板は、上記所定の方向の偏光以外を吸収する構成であり、吸収される分だけ光の利用効率が低下する。このため、バックライト装置１００側に偏光シート２３として反射性の偏光フィルタを備え、前記液晶パネル１９に備えられる偏光板の吸収軸方向の偏光成分を一旦ハウジング１１側に戻してリサイクルする事により、光の利用効率を向上することが可能である。

プリズムシート２５は、光源４５が発した光の配向角を狭くすることで、輝度を向上させる集光部材である。プリズムシート２５を備えることにより、光源４５が発する光の量を増加させることなく、バックライト装置１００から出射する光の輝度を向上することができる。

拡散板２７は、光源４５が発した光を拡散させることにより、略均一化された光（均一に近くなっている光）を出射する。拡散板２７は、一例として微粒子が分散された樹脂等により構成される。拡散板２７は、光を略均一化することで、バックライト装置１００から出射される光を、出射面のあらゆる箇所において略均一な輝度に調整する。

光学部材２９は、光源４５が発した光の一部を透過させ、他の一部を反射する板状の構造体である。本実施の形態において、複数の光源４５はそれぞれが離間して二次元状に配置されている。つまり、光源４５の直上及びその近傍においては輝度が比較的高い箇所（高輝度領域）が形成される一方、隣接する２つの光源４５の間、及び光源４５とハウジング１１の壁部４９との間においては、輝度が低下する箇所（低輝度領域）が形成される。即ち輝度ムラが生じる。

光学部材２９は、高輝度領域に対応する領域では透過率が低く、低輝度領域に対応する領域では透過率が高くなるように構成されている。これにより、光学部材２９は、このような輝度ムラのある光が入射されると、高輝度領域に対応する領域では、光の多くを反射する一方で、低輝度領域に対応する領域では、光の多くを透過する。光学部材２９は、このように板面上の箇所ごとに光の透過率が異なっている。このような、透過率の差により、光学部材２９は、光源４５の配置による輝度ムラを略均一化する。つまり、光学部材２９は、いわゆる輝度均一化部材である。光学部材２９については、後述でさらに詳しく説明する。

固定部材１７は、ハウジング１１の開口端に接し、光学部材２９の外周部を段差部４３に固定するための部材である。固定部材１７は、光学部材２９の外周部、及びハウジング１１の開口部に沿うため、当該外周部及び開口部に対応する枠状の形状に形成されている。固定部材１７は、ハウジング１１に固定されることで、光学ユニット２０の外周部を下方向に押圧し、かつ、光学部材２９の外周部を段差部４３に固定する。

以下では、光学部材２９について、図３を用いてさらに詳述する。図３は、従来のバックライト装置における光学部材の構成を説明する図である。

図３の（ａ）は、従来の光学部材２９ａの板面を平面視した図である。また、図３の（ｂ）は、光学部材２９ａを図３の（ａ）に示すｉｉｉ−ｉｉｉ断面において切断した断面図を示している。なお、図３の（ｂ）には、光学部材２９ａとともに光源４５と、反射性シート１５によって覆われた基板５１とを併せて図示している。

図３に示すように、光学部材２９ａは、板面を上下方向に貫通する貫通孔３１によって光を透過する透過部が形成されている。また、光の透過率は、当該貫通孔３１の孔径（つまり、面積）によって規定される。つまり、孔径が大きいほど多くの光を透過することができ、透過率が高い。一方で、孔径が小さいほど透過できる光は少なく、透過率が低い。従来の光学部材２９ａにおいては、光源４５に最も近い位置（つまり、光源４５の直上）の貫通孔３１が最も孔径が小さく、光源４５から離れるにしたがって貫通孔３１の孔径が大きくなる。バックライト装置１００には複数の光源４５が実装されている。最も透過率が高くなる（つまり光源４５の発した光が最も少なく入射する）箇所は、各光源４５からの距離が等しい位置である。また同様に、光学部材２９ａの外周部も各光源４５からの位置が遠いため、透過率が高い箇所となっている。このように、最も透過率の高い箇所が光学部材２９ａ上に均一に並び、光学部材２９ａを透過した光は、均一な輝度に調整される。

ここで、光学部材２９ａを含む光学ユニット２０は、外周部が、前述した段差部４３に固定される。このような構成において、光学ユニット２０内では、光源４５が発した光が透過され、出射面から出射される。しかしながら、光学ユニット２０を構成する各部材は、透過性と反射性とを有するため、光学ユニット２０内では光が面内方向に広がる。このような面内方向に広がる光は、外周部に達した際に、ハウジング１１に向けて照射される。ハウジング１１は、反射性を有しないため、光学ユニット２０の外周部では、吸収による光の減衰が生じる。このような減衰により、光学ユニット２０の外周部（角部を含む）において、顕著に輝度の低下が起こる。

このような光の減衰に対処するためには、光学部材２９を透過した際に、外周部における輝度を中央部に対して高く設定する必要がある。

図４は、実施の形態１に係るバックライト装置の光学部材の構成を説明する図である。図４は、本実施の形態における光学部材２９について、図３と同一の視点で示した図である。図４の（ａ）は、本実施の形態の光学部材２９の板面を平面視した図である。また、図４の（ｂ）は、光学部材２９を図４の（ａ）に示すｉｖ−ｉｖ断面において切断した断面図を示している。なお、図４の（ｂ）には、光学部材２９とともに光源４５と、反射性シート１５によって覆われた基板５１とを併せて図示している。図４に示すように本実施の形態においては、光学部材２９の外周部における貫通孔３１の孔径が中央部に比べて大きくなっており、角部における貫通孔３１の孔径が最も大きくなっている。つまり、吸収による光の減衰が顕著な位置の順に透過率が高くなるように設定されている。

ここで、各光源４５に対応する第１領域Ａ１１においては、光源４５が発した光が直接光として多く入射されるため、光源４５の実装位置から離れるにしたがって透過率が大きくなると規定される。これは、従来の光学部材２９ａにおける第１領域Ａ１１ａについても略同様と考えて良い。一方、本実施の形態では、第１領域Ａ１１以外の領域である第２領域Ａ２１に入射される光は、光源４５が発した光が光学ユニット２０、及び反射性シート１５によって反射を繰り返し、輝度が均一に近くなっている光である。

このため、第２領域Ａ２１において入射される光は、外周部においてハウジング１１に吸収される光の分の補正を行う必要がある。一例として、図４の（ａ）に示すように、複数の光源４５のうちＹ軸方向（第１方向）に互いに隣接する３つの光源４５を組み合わせて形成される第２領域Ａ２１の光源４５の配置概形を考える。光源４５の配置により、第２領域Ａ２１は、Ｙ軸方向に長尺の矩形の概形を形成する。この矩形は、光学部材２９のＹ軸方向の全域にわたり、Ｘ軸方向の一部にわたる領域に対応している。また、光学部材２９の全域にわたって複数の第２領域Ａ２１が隣接して配列されている。具体的には、図４に示すように、３つの光源４５を組み合わせて形成される第２領域Ａ２１がＸ軸方向（第２方向）に沿って４つ隣接して配置されている。

ここで、略均一化された光は、複数の第２領域Ａ２１のうちの一の第２領域Ａ２１についてみたときに、図中に矢印で示す、隣接する他の第２領域Ａ２１と接する箇所において、第２方向と交差するＹ軸方向（所定方向）における光学部材２９の中央部から外周部に近づくにしたがって、光学部材２９を透過した後にハウジング１１の吸収による光の減衰で輝度が低下していく。つまり、一の第２領域Ａ２１では、隣接する他の第２領域Ａ２１と接する箇所では、Ｙ軸方向における光学部材２９の中央部から外周部に近づくにしたがって、光学部材２９における光の透過率が大きくなるよう規定する。言い換えると、一の第２領域Ａ２１では、隣接する他の第２領域Ａ２１と接する箇所において、光学部材２９の外周部以上の透過率を示す箇所は、中央部から外周部にかけての他の箇所に存在しない。なお、中央部から外周部に近づくにしたがって大きくなる、上記の透過率の変化は、平均的な傾向であり、局所的な透過率の大小があっても良い。外周部における透過率が最大、かつ、外周部と同等以上の透過率を示す箇所が他に存在しなければ良い。

これにより、光源４５からの直接光が支配的な第１領域Ａ１１においては、光源４５から伝搬する光量にしたがって、透過する光が均一化される。一方で、光源４５から多重反射を介して伝搬する略均一化された光が支配的な第２領域Ａ２１においては、配置概形にしたがって、中央部に比べ、外周部においてより多くの光が透過される。外周部において透過される光の量は、外周部においてハウジング１１によって吸収される光の量に対応する。

よって、外周部における吸収を加味した均一な輝度のバックライト装置１００を実現することができる。よって、外周部まで均一な輝度のバックライト装置１００により、視認性の高い液晶表示装置１０１が実現できる。

図４の（ａ）では、第２領域Ａ２１は、光学部材２９のＹ軸方向における全域が含まれている。このため、図中に矢印で示すＹ軸方向（所定方向の一例）における貫通孔３１の孔径の分布を、光学部材２９の中央部から外周部に近づくにしたがって孔径が大きくなるようにすれば良い。

一方で図３の（ａ）では、図中に矢印で示す、一の第２領域Ａ２１ａと隣接する他の第２領域Ａ２１ａとが接する箇所において、外周部における透過率が最大であるものの、同等の透過率を示す箇所が複数存在する。具体的には、複数の光源４５からの距離が最も遠くなり、光源４５から届く直接光が最も少ない複数の箇所において透過率が最大となっている。このような構成では、光学部材２９ａを透過した光は、略均一となった後、外周部においてハウジング１１によって一部の光が吸収される。つまり、バックライト装置から出射された際に外周部において輝度の低下が生じる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について、図４及び図５を用いて説明する。図５は、実施の形態２に係るバックライト装置の光学部材の構成を説明する図である。図５は、本実施の形態における光学部材２９ｂについて、図４と同一の視点で示した図である。図５の（ａ）は、本実施の形態の光学部材２９ｂの板面を平面視した図である。また、図５の（ｂ）は、光学部材２９ｂを図５の（ａ）に示すｖ−ｖ断面において切断した断面図を示している。

本実施の形態では、光源４５の構成が前述した実施の形態１と異なっている。より具体的には、各光源４５の各々は、光源４５ごとに一体的に駆動される複数の発光素子１３から構成される。本実施の形態では、一例として、一つの光源４５が、２つの発光素子１３から構成される例について説明する。本実施の形態におけるバックライト装置１００は、例えば、分割駆動（ローカルディミング）を行うことができる液晶表示装置１０１に用いられる。分割駆動を行うことにより、個々の光源４５を個別にＯＮ／ＯＦＦ制御することができる。つまり、必要な箇所の光源４５のみを点灯させ、他の光源４５を消灯させる制御を行う。これによれば、必要な箇所の光源４５のみが点灯されるため、エネルギー効率が良い。

図５に示すように、光源４５の２つの発光素子１３どうしは、Ｘ軸方向に近接して配置される。つまり、全体としてみたときに発光素子１３の配置は均一ではない。このような不均一な発光素子１３の配置が行われる場合においては、貫通孔３１による光学部材２９ｂの透過率分布も不均一になる。よって、本実施の形態においては、光源４５が少なくとも均一に配置されたＹ軸方向（所定方向の一例）を用いる。

図５に示す複数の光源４５のうちＹ軸方向に互いに隣接する３つの光源４５を組み合わせて形成される第２領域Ａ２３の光源４５の配置概形を考える。光源４５の配置により、第２領域Ａ２３は、Ｙ軸方向に長尺の矩形の概形を形成する。この矩形は、光学部材２９ｂのＹ軸方向における全域にわたる領域に対応している。また、光学部材２９ｂの全域にわたって複数の第２領域Ａ２３が隣接して配列されている。具体的には、図５に示すように、各々が２つの発光素子１３を含む３つの光源４５を組み合わせて形成された第２領域Ａ２３がＸ軸方向（第２方向）に沿って２つ隣接して配置されている。

光学部材２９ｂは、一の第２領域Ａ２３では、隣接する他の第２領域Ａ２３と接する箇所において、少なくとも図中に矢印で示すＹ軸方向（所定方向の一例）における中央部から外周部に近づくにしたがって、光学部材２９ｂにおける光の透過率が大きくなるよう規定する。これにより、第２領域Ａ２３においては、配置概形にしたがって、中央部に比べ、外周部においてより多くの光が透過される。

また、ここで、光源４５に対応する第１領域Ａ１３内で隣接する発光素子１３どうしは、離間されている。光学部材２９ｂの当該離間に対応する領域にも、貫通孔３１が設けられている。離間に対応する光学部材２９ｂ上の領域を第３領域Ａ３３とする。第２領域Ａ２３または第３領域Ａ３３において、光源４５または発光素子１３からの距離が同等である箇所では、第２領域Ａ２３における透過率よりも、第３領域Ａ３３における透過率の方が小さく規定する。これにより、近接して隣り合う光源４５の間と、その他の領域とで、光学部材２９ｂを透過した光の輝度を均一に調整することができる。

以上の構成とすることで、本実施の形態におけるバックライト装置１００は、不均一に発光素子が配置される場合においても外周部における吸収を加味した均一な輝度のバックライト装置１００を実現することができる。よって、外周部まで均一な輝度のバックライト装置１００により、視認性の高い液晶表示装置１０１が実現できる。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３について、図４及び図６を用いて説明する。図６は、実施の形態３に係るバックライト装置の光学部材の構成を説明する図である。図６は、本実施の形態における光学部材２９ｃについて、図４と同一の視点で示した図である。図６の（ａ）は、本実施の形態の光学部材２９ｃの板面を平面視した図である。また、図６の（ｂ）は、光学部材２９ｃを図６の（ａ）に示すｖｉ−ｖｉ断面において切断した断面図を示している。

本実施の形態では、光学部材２９ｃの形状が前述した実施の形態１と異なっている。より具体的には、実施の形態１では、バックライト装置１００が単純な矩形である例を説明した。これに対して本実施の形態では、バックライト装置１００が面内方向に窪むような、複雑な形状である場合について説明する。例えば、車両等の計器盤に液晶表示装置１０１を搭載する場合、デザイン性の観点から、当該液晶表示装置１０１は柔軟な形状適合性を有することが望ましい。

各光源４５に対応する第１領域Ａ１５においては、実施の形態１と同様に、光源４５が発した光が直接光として多く入射されるため、光源４５の実装位置から離れるにしたがって透過率が大きくなると規定される。

一方で、図６に示すように、本実施の形態における光学部材２９ｃは、バックライト装置１００の形状により、光源４５が均一に配置される領域（図６の（ａ）中のＹ軸方向マイナス側の２つ×Ｘ軸方向の４つ＝８つ）と、不均一（不連続）な領域とが存在する。よって、本実施の形態においては、光源４５が少なくとも均一に配置されたＹ軸方向（所定方向の一例）を用いる。

図６に示す複数の光源４５のうちＹ軸方向に互いに隣接する３つの光源４５を組み合わせて形成される第２領域Ａ２５の光源４５の配置概形を考える。光源４５の配置により、第２領域Ａ２５は、Ｙ軸方向に長尺の矩形の概形を形成する。この矩形は、光学部材２９ｃのＹ軸方向における全域にわたる領域を示している。また、光学部材２９ｃの全域にわたって複数の第２領域Ａ２５およびＡ２５ａが隣接して配列されている。具体的には、図６に示すように、３つの光源４５を組み合わせて形成される第２領域Ａ２５と、２つの光源４５を組み合わせて形成される第２領域Ａ２５ａとがＸ軸方向（第２方向）に沿ってそれぞれ２つ隣接して配置されている。より詳細には、第２領域Ａ２５、第２領域Ａ２５ａ、第２領域Ａ２５ａ、第２領域Ａ２５がこの順に隣接して配置されている。

光学部材２９ｃは、Ｙ軸方向マイナス側の２つの光源４５のみが均一な光源４５の配置領域であった。つまり、光学部材２９ｃは、一の第２領域Ａ２５では、隣接する他の第２領域Ａ２５ａと接する箇所において、均一な光源４５の配置領域に対応する、図中に矢印で示すＹ軸方向（所定方向の一例）の一部における中央部から外周部に近づくにしたがって、光学部材２９ｃにおける光の透過率が大きくなるよう規定する。これにより、第２領域Ａ２５においては、配置概形にしたがって、中央部に比べ、外周部においてより多くの光が透過される。

なお、図中の矢印をＹ軸方向プラス側の不均一な光源４５の配置領域まで延長した場合においても、外周部のうち角部が最も透過率が高くなる必要があるため、中央部から外周部に近づくにしたがって、光学部材２９ｃにおける光の透過率が大きくなる。つまり、一の第２領域Ａ２５において、隣接する他の第２領域Ａ２５ａと接していない箇所も含め、Ｙ軸方向における中央部から外周部に近づくにしたがって、光学部材２９ｃにおける光の透過率が大きくなる。ただし、光学部材２９ｃにおける光の透過率は、均一な光源４５の配置領域と、不均一な光源４５の配置領域との境界において急激に変化する。

以上の構成とすることで、本実施の形態におけるバックライト装置１００は、バックライト装置１００が複雑な形状の場合においても外周部における吸収を加味した均一な輝度のバックライト装置１００を実現することができる。よって、外周部まで均一な輝度のバックライト装置１００により、視認性の高い液晶表示装置１０１が実現できる。

（実施の形態４）
次に、実施の形態４について、図７を用いて説明する。図７は、実施の形態４に係るバックライト装置の断面図である。図７は、本実施の形態におけるバックライト装置１００を、図２と同様の断面で切断した断面図を示している。前述した実施の形態１（図２参照）に比べて、本実施の形態におけるバックライト装置１００は、反射性シート１５の構成が異なる。よって以降では、反射性シート１５を中心に説明し、既述の構成と実質的に同一の構成については省略または簡略化して説明する。

本実施の形態におけるバックライト装置１００は、光学部材２９だけでは外周部における光の減衰が顕著であり、輝度を略均一化しきれないような場合に対処できる。本実施の形態におけるバックライト装置１００は、段差部４３のＺ軸マイナス側の表面、及びＸ軸方向の表面（つまり光学ユニット２０の側端が対向する面）において反射性シート１５を備える。また、固定部材１７のうち、光学ユニット２０に接する表面にも同様に反射性シート１５を備える。

これにより、光学ユニット２０の外周部は反射性シート１５によって覆われるため、外周部における光の減衰を大幅に抑制することができる。したがって、外周部における吸収が抑制され、均一な輝度のバックライト装置１００を実現することができる。よって、外周部まで均一な輝度のバックライト装置１００により、視認性の高い液晶表示装置１０１が実現できる。

なお、光源４５の配置特性等により、外周部の一部のみで光の減衰が生じる場合には、このような一部の箇所に対応する段差部４３及び／または固定部材１７の表面にのみに反射性シート１５を備えても良い。なお、このような反射性シート１５は、一体的に形成されてもよく、個別のシートを張り合わせて略一体化しても良い。これは、基板５１及び壁部４９を覆う反射性シート１５についても同様である。

（実施の形態５）
次に、実施の形態５について、図８を用いて説明する。図８は、実施の形態５に係るバックライト装置の断面図である。図８には、図７と同様の断面を示しており、Ｘ軸方向マイナス側の図示を省略している。図８の（ａ）は、実施の形態５の第１例を示している。また、図８の（ｂ）は、実施の形態５の第２例を示している。また、図８の（ｃ）は、実施の形態５の第３例を示している。また、図８の（ｄ）は、実施の形態５の第４例を示している。

本実施の形態では、実施の形態４において説明したバックライト装置１００に加えて、光学ユニット２０の構成が異なっている。より具体的には、光学ユニット２０のうち、拡散板２７について、外周部における構成が異なっている。

例えば、拡散板２７内をＸ軸方向に進む光は、実施の形態４で説明したような反射性シート１５を備えたとしても、Ｘ軸方向に反射されるのみで出射面からは出射されない。これに対して、本実施の形態における拡散板２７ａ及び２７ｂは、拡散板２７内をＸ軸方向に進む光は、外周部において反射され、出射面の外周部に向かう。

図８の（ａ）に示すように本実施の形態の第１例では、拡散板２７ａの外周部の少なくとも一部には、拡散板２７ａの光学部材２９から光が入射する入射面側から、入射面側とは反対側の出射面側に向けて拡径する傾斜面が形成されている。また、当該傾斜面は、凸面で形成されている。これにより、傾斜面で反射された光は、出射面の外周部に照射される。

また、図８の（ｂ）に示すように本実施の形態の第２例では、第１例に示した拡散板２７ａの構成に加えて、傾斜面に沿う形状の反射面を有する。これは、当該反射面を有する反射部材によって構成される。例えば、反射部材は、傾斜面貼り付けられた反射シートを、樹脂等の充填によって支持する構成である。なお、反射の様式は拡散反射であってもよく、正反射であっても良い。このような反射部材により、第１例に比べてより効率的に光を出射面の外周部に導くことができる。

また、図８の（ｃ）に示すように本実施の形態の第３例では、拡散板２７ｂの外周部の少なくとも一部には、拡散板２７ｂの光学部材２９から光が入射する入射面側から、入射面側とは反対側の出射面側に向けて拡径する傾斜面が形成されている。また、当該傾斜面は、平面で形成されている。これにより、傾斜面で反射された光は、出射面の外周部近傍に照射される。

また、図８の（ｄ）に示すように本実施の形態の第４例では、第３例に示した拡散板２７ｂの構成に加えて、傾斜面に沿う形状の反射面を有する。これは、当該反射面を有する反射部材によって構成される。例えば、反射部材は、傾斜面貼り付けられた反射シートを、樹脂等の充填によって支持する構成である。なお、反射の様式は拡散反射であってもよく、正反射であっても良い。このような反射部材により、第３例に比べてより効率的に光を出射面の外周部に導くことができる。

以上の構成によって、実施の形態５におけるバックライト装置１００は、出射面の外周部近辺を任意に照射し、外周部における輝度の低下を抑制することができる。

（実施の形態６）
次に、実施の形態６について、図９を用いて説明する。図９は、実施の形態６に係るバックライト装置を説明する図である。図９の（ａ）は、本実施の形態におけるバックライト装置１００の角部を示す斜視図である。また図９の（ｂ）は、図９の（ａ）に示すｂ−ｂ線においてバックライト装置１００を切断した断面図である。また、図９の（ｃ）は、図９の（ａ）に示すｃ−ｃ線においてバックライト装置１００を切断した断面図である。

なお、図９の（ａ）では、光学ユニット２０ｄを簡略化し、透過して見える光源４５及び反射性シート１５等を示している。

本実施の形態におけるバックライト装置１００は、角部における段差部４３を最小にする構成である。つまり、本実施の形態では、角部において光学ユニット２０ｄが段差部４３に接する面積が小さく、光の吸収も少ないため、光が減衰されにくい。

より具体的には、光学部材２９及び拡散板２７を含む光学ユニット２０ｄは、平面視において、光学ユニット２０ｄの角部の少なくとも一部が切欠状構造に形成された多角形状である。また、段差部４３は、光学ユニット２０ｄの角部に形成された切欠状構造に対応する突出構造１１ａを有する。角部を除く外周部は、既述の実施の形態と同様の構成であるため、光学ユニット２０ｄはハウジング１１に固定され、かつ、角部ではハウジング１１及び図示しないが固定部材１７に接する面積が少なくなる。よって、吸収による光の減衰が特に顕著である角部において、吸収が抑えられる。これにより、角部における吸収を抑制した均一な輝度のバックライト装置１００を実現することができる。よって、角部まで均一な輝度のバックライト装置１００により、視認性の高い液晶表示装置１０１が実現できる。

（実施例）
以下ではさらに、実施例について、図１０〜図１２を用いて説明する。図１０は、バックライト装置の輝度分布を説明する概念図である。また、図１１は、比較例及び実施例に係るバックライト装置の輝度分布を説明する図である。また、図１２は、図１１に示すｘｉ−ｘｉ線における輝度分布を二次元面上にプロットした図である。

図１０に示すように、バックライト装置１００の出射面から出射される光を、撮像装置により撮像すると、中央部から外周部にかけて高輝度部分、中輝度部分、低輝度部分のように輝度分布が形成される。バックライト装置１００ではハウジング１１が存在することや、外周部よりも外側に光源を配置できないこと等により、外周部に向かって輝度が低下していく分布図がみられる。

図１１の（ａ）は、比較例に係るバックライト装置の実際の輝度分布である。図１１の（ｂ）は、実施例に係るバックライト装置の実際の輝度分布である。図１１の（ａ）に示すように比較例におけるバックライト装置では、光の照射がないハウジング１１部分は黒くなり、さらに内側に出射面がみられる。輝度の低い白い箇所が図中で比較的内側まで及んでいることがわかる。一方で、図１１の（ｂ）に示すように実施例におけるバックライト装置１００では、光の照射がないハウジング１１部分は黒くなり、さらに内側に出射面がみられる。輝度の低い白い箇所が図中で外周部のごく一部にとどまることがわかる。

図１２に示すように、実際に輝度を数値化して比較した際、比較例におけるバックライト装置では、中央部が高輝度となり、外周部に向かうにつれて輝度が低下していく様子がわかる。一方で、実施例におけるバックライト装置１００では、中央部では比較例よりも輝度が低かった。しかしながら、比較例におけるバックライト装置で輝度が顕著に低下する外周部において実施例におけるバックライト装置１００の輝度の方が高くなる位置が現れる。実施例におけるバックライト装置１００は、図１２に示すように、中央部から外周部にかけて均一な輝度を保つ理想的なバックライト装置１００であることがわかる。

（その他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態に係るバックライト装置及び液晶表示装置について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。

例えば、実施の形態１では、所定方向としてＹ軸方向を例示した。これは、光学部材を複数の第２領域に分けたときの形状による。つまり、第２領域としてＸ軸方向（第１方向）に沿って互いに隣接する２以上の光源を組み合わせた場合、Ｘ軸方向とは異なるＹ軸方向（第２方向）に対して、交差する所定方向が例えばＸ軸方向となる。このような第２領域の設定は、液晶表示装置の設計、及び用途等に応じて適宜選択すれば良い。

また、第１領域は、実施の形態１〜３においては光源の直上、及びその近傍として説明したが、第１領域は、光源の出力光、及び光源と光学部材との距離等に応じて適宜設定される。多重反射による略均一化された光に対して、直接光が十分無視できる光学部材上の位置を界面として、内側を第１領域、外側を第２領域とすれば良い。

また、貫通孔は、透過部の一例であるが、例えば、透過部に替えて、反射部を逆の密度プロットで形成し、結果的に同様の透過率分布を示す光学部材を用いる構成であっても良い。

また、ハウジングに段差部を設けて光学ユニットを固定する構成を説明した。例えば、ハウジングの底部から立ち上がるピンによって光学ユニットを下方から支持する構成であってもよく、この場合段差部４３は形成されていなくても良い。また、その際に、光学ユニットの側面が接する壁部に反射性シートを配置し、光の減衰を大幅に低減しても良い。

さらに、上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしても良い。

本発明のバックライト装置及び液晶表示装置は、例えば、端部まで均一な輝度を有する液晶ディスプレイ等として適用することができる。

１１ ハウジング
１１ａ 突出構造
１３ 発光素子
１５ 反射性シート
１７ 固定部材
１９ 液晶パネル
２０、２０ｄ 光学ユニット
２１ ルーバシート
２３ 偏光シート
２５ プリズムシート
２７、２７ａ、２７ｂ 拡散板
２９、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ 光学部材
３１ 貫通孔
４１ 底部
４３ 段差部
４５ 光源
４９ 壁部
５１ 基板
１００ バックライト装置
１０１ 液晶表示装置
Ａ１１、Ａ１１ａ、Ａ１３、Ａ１５ 第１領域
Ａ２１、Ａ２１ａ、Ａ２３、Ａ２５、Ａ２５ａ 第２領域
Ａ３３ 第３領域

Claims (11)

1. 液晶表示装置における液晶パネルの背面に光を照射するためのバックライト装置であって、
   複数の光源と、
   前記複数の光源が表面に実装された基板と、
   前記基板の前記表面に対向して配置され、前記複数の光源が発した光の一部を透過させる板状の光学部材と、を備え、
   前記光学部材は、
   前記複数の光源のうちの一の光源に対応する第１領域と、
   前記第１領域とは異なり、前記複数の光源のうち第１方向に互いに隣接する２以上の光源を組み合わせて形成される配置概形を有する、２以上の第２領域と、を有し、
   前記第１領域では、前記一の光源の実装位置から離れるにしたがって光の透過率が大きくなり、
   前記２以上の第２領域のうちの一の第２領域では、第１方向とは異なる第２方向に隣接する他の第２領域と接する箇所において前記第２方向と交差する所定方向における前記光学部材の中央部から外周部に近づくにしたがって光の透過率が大きくなる
   バックライト装置。
2. 前記複数の光源の各々は、光源ごとに一体的に駆動される複数の発光素子から構成され、
   前記光源または前記発光素子からの距離が同等である箇所では、前記第２領域における光の透過率よりも、前記第１領域内で隣接する発光素子どうしの間に対応する第３領域における光の透過率の方が小さいと規定される
   請求項１に記載のバックライト装置。
3. 前記複数の光源及び前記基板を収容し、前記基板の前記表面が対向する箇所に開口部を有するハウジングをさらに備え、
   前記ハウジングの前記開口部には、前記光学部材の前記外周部が取り付けられる段差部が設けられ、
   前記段差部の表面の少なくとも一部には、前記光を反射する反射面が形成されている
   請求項１または２に記載のバックライト装置。
4. 前記ハウジングに接し、前記光学部材の前記外周部を前記段差部に固定するための枠状の固定部材をさらに備え、
   前記固定部材の前記光学部材を固定する表面の少なくとも一部には、前記光を反射する反射面が形成されている
   請求項３に記載のバックライト装置。
5. さらに、前記光学部材を透過した光を拡散する拡散板を備え、
   前記拡散板は、当該拡散板の外周部の少なくとも一部には、前記拡散板の前記光学部材から光が入射する入射面側から、前記入射面側とは反対側の出射面側に向けて拡径する傾斜面が形成されている
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のバックライト装置。
6. 前記傾斜面は、凸面で形成されている
   請求項５に記載のバックライト装置。
7. 前記拡散板の前記傾斜面に沿って傾斜した反射面を有する反射部材をさらに備える
   請求項５または６に記載のバックライト装置。
8. 前記光学部材及び前記拡散板を含む光学ユニットは、平面視において、前記光学ユニットの各角の少なくとも一部が切欠状構造に形成された多角形状であり、
   前記段差部は、前記光学ユニットの各角の少なくとも一部に形成された切欠状構造に対応する突出構造を有する
   請求項３に従属する請求項５に記載のバックライト装置。
9. 前記光学部材の前記第１領域及び前記第２領域には、前記光が透過する透過部が複数形成され、
   各々の前記透過部の面積が大きいほど、光の透過率が大きくなる
   請求項１〜８のいずれか一項に記載のバックライト装置。
10. 前記透過部は、前記光学部材の主面に対する鉛直方向に前記光学部材を貫通する貫通孔である
    請求項９に記載のバックライト装置。
11. 前記液晶パネルと、
    前記液晶パネルの背面に光を照射するための請求項１〜１０のいずれか一項に記載のバックライト装置と、を備える
    液晶表示装置。