JP2020167013A - 面光源装置および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】色再現範囲が広い面光源装置および液晶表示装置を提供する。【解決手段】面光源装置２００において、導光体を切り抜いて形成された切り抜き部の内壁に光入射面が設けられ、導光体の１面に形成された光出射面に導光体内の光を偏光させる光拡散部が複数形成された導光板９と、異なる色の光を発光する複数の発光体で構成され、切り抜き部の内側に設けられた光源８と、光出射面側から切り抜き部をすべて覆うように設けられた第１の反射部材１０と、導光板９の側面に設けられた第２の反射部材１１とを有する光源部７と、１面に開口部が形成されその内面が反射面となっている中空の箱型形状であり、光出射面の反対側の面と箱型形状の底面６１の内側とを当接させるように、光源部７を底面６１の内側全体に複数設けられた反射部６と、透過する光を散乱させ、開口部を覆うように配置された拡散板とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、面光源装置および液晶表示装置に関する。

近年、４Ｋ８Ｋ放送が開始されたことに伴い、４Ｋ８Ｋ放送に対応する液晶表示装置が増えている。４Ｋ８Ｋ放送に対応する液晶表示装置は、従来の液晶表示装置よりも高い解像度を有する一方、液晶パネルを透過する光の透過率が低下するため、より多くの光量を照射することができるバックライトユニットを必要とする。

また、４Ｋ８Ｋ放送に対応する液晶表示装置は、高解像度に伴い大型化している。液晶表示装置が大型化したことに伴い、液晶パネルに表示される画像のコントラストを改善する必要があるため、４Ｋ８Ｋ放送に対応する液晶表示装置には、ローカルディミングという技術が広く用いられている。なお、ローカルディミングとは、発光領域を複数の領域に分割された液晶表示装置のバックライトユニットにおいて、それぞれの領域毎に照射する光量を制御する技術である。

このため、４Ｋ８Ｋ放送に対応する液晶表示装置では、通常、より多くの光源を並べることができ、ローカルディミングに適した直下型のバックライトユニットが採用されている。なお、直下型のバックライトユニットとは、複数の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：以下、ＬＥＤという）が敷き詰められ、液晶パネルの背面全体に光を照射するバックライトユニットのことである。

例えば、特許文献１では、直下型のバックライトを採用し、発光素子から出射した光を発光素子に当接した光学部材により精度よく反射および屈折させ、輝度が均一化された光を被照射体である液晶パネルに照射している。

特開２０１２−２１６７６４号公報

しかしながら特許文献１では、バックライトの発光素子の混色については考慮されていないため、白色ＬＥＤの代わりに色純度の高い発光素子を複数使用すると、色むらが発生し、色再現範囲を広げることが難しいという問題点があった。

本発明は、上記した問題点を解決するためになされたものであり、色純度の高い発光体を複数使用しても、色むらを抑制し、色再現範囲が広い面光源装置および液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る面光源装置は、光を透過する材料で形成された導光体と、導光体の一部を切り抜いて形成された切り抜き部と、切り抜き部の内壁に形成され光が導光体の内部へ入射する光入射面と、導光体の１面に形成され導光体から外へ光を出射する光出射面と、導光体に形成され導光体内の光を光出射面に偏光させる光拡散部とを有する導光板と、異なる色の光を発光する複数の発光体で構成され、切り抜き部の内側に設けられ、発光体から発光された光が出射される発光面と光入射面とが対向するように配置された光源と、光を反射し、光出射面側から切り抜き部をすべて覆うように設けられた第１の反射部材と、光を反射し、導光板の側面に設けられた第２の反射部材とを有する光源部と、１面に開口部が形成されその内面が反射面となっている中空の箱型形状であり、光源部の光出射面の反対側の面と箱型形状の底面の内側とを当接させるように、光源部を底面の内側全体に複数設けられた反射部と、透過する光を散乱させ、反射部の開口部を覆うように配置された拡散板とを備える。
また、本発明に係る液晶表示装置は、面光源装置と、光を画像光に変換する液晶パネルと、面光源装置から出射された光を、液晶パネルの表示面の法線方向に向けたり、拡散させたりする光学シートとを備える。

本発明は、複数の発光色で構成された複数の発光体を有する光源と光源から出射された光の強さを調整する導光板とを有する光源部を備えたことにより、色むらを抑制し、色再現範囲を広くすることができる。

本発明の実施の形態１を示す液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。 本発明の実施の形態１を示す面光源装置に用いられる光源部の配置を概略的に示す図である。 本発明の実施の形態１を示す面光源装置に用いられる光源の構成を示した図である。 本発明の実施の形態１を示す面光源装置に用いられる光源部の構成を示した図である。 本発明の実施の形態２を示す液晶表示装置の構成を概略的に示す構成図である。 本発明の実施の形態２を示す面光源装置に用いられる光源部の構成を示した図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１における面光源装置および液晶表示装置について説明する。図１に示すとおり、液晶表示装置１００は、液晶層を有する透過型の液晶パネル１、光学シート２および面光源装置２００を備えている。液晶パネル１は、液晶表示装置１００の前面に設けられている。光学シート２は、液晶パネル１の裏面１ｂ側に設けられており、第１の光学シート３および第２の光学シート４を有している。液晶パネル１の裏面１ｂには、第１の光学シート３、第２の光学シート４、面光源装置２００が順に配置されている。そのため、面光源装置２００は、第２の光学シート４および第１の光学シート３を通して、液晶パネル１の裏面１ｂに向けて光を照射することができる。

液晶パネル１は、矩形形状をしており、面光源装置２００から照射された光を画像光に変換する。「画像光」とは、画像情報を有する光のことである。液晶パネル１は、前面に画像を表示する表示面１ａを有している。表示面１ａは、矩形形状をしており、表示面１ａの隣接する２辺は直交している。また、液晶パネル１の液晶層は、図示していないが、表示面１ａに平行な面状の構造をしている。なお、本実施の形態では、表示面１ａの形状を矩形形状として説明するが、表示面１ａの形状は、他の形状であってもよい。

また、本実施の形態では、説明を容易にするために、各図中にｘｙｚ直交座標系の座標軸を示す。通常、液晶表示装置１００は、液晶パネル１の長辺方向を水平にして配置されるため、液晶パネル１の短辺方向をｘ軸方向、長辺方向をｙ軸方向、ｘ軸およびｙ軸を含む平面であるｘ−ｙ平面に垂直な方向をｚ軸方向とすると、ｘ軸は上下方向を、ｙ軸は液晶パネル１の表示面１ａ側から見て左右方向を、ｚ軸は液晶表示装置１００の奥行方向を示す。なお、図１は、液晶表示装置１００を表示面１ａ側から見て右側面から見た図であるため、ｘ軸方向は図１の上下方向、ｙ軸方向は図１が描かれている紙面に垂直な方向、ｚ軸方向は図１の左右方向となる。

また、液晶パネル１の表示面１ａ側から見て、左側を＋ｙ軸方向、右側を−ｙ軸方向とする。すなわち、図１が描かれている紙面に向かう方向が＋ｙ軸方向になる。また、上側を＋ｘ軸方向、下側を−ｘ軸方向、液晶パネル１の表示面１ａ側を＋ｚ軸方向、液晶パネル１の裏面１ｂ側を−ｚ軸方向とする。

第１の光学シート３は、面光源装置２００から照射された光を拡散させることにより、輝度むらなど光の輝度が局所的に偏ることを抑制している。

第２の光学シート４は、表面に加工が施されており、面光源装置２００から放射された光を、液晶パネル１の表示面１ａの法線方向に向ける機能を有している。

面光源装置２００は、図１に示すとおり、面光源装置２００の前面となる面光源装置２００の＋ｚ軸方向側に拡散板５を、面光源装置２００の底面となる面光源装置２００の−ｚ軸方向側に反射部６を備えている。また、面光源装置２００は、反射部６の底面６１の内側に、複数の光源部７を有している。光源部７から出射された光は、拡散板５を透過した後、面光源装置２００から外に出射される。

光源部７は、複数の光源８、導光板９、第１の反射部材１０および第２の反射部材１１を有している。図２に示すとおり、複数の光源部７は、反射部６の底面６１の内側全体に、碁盤の目のように敷き詰められている。なお、複数の光源部７が碁盤の目のように敷き詰められることにより、各光源部７の範囲で、ローカルディミングを行うことができる。

拡散板５は、透過する光を拡散、すなわち、散乱させている。拡散板５は、例えば、薄板形状であってもよいし、シート状であってもよいし、基板上に形成された膜状であってもよい。なお、基板とは、例えば、光を透過する透明な板などで構成されている。

図１に示すとおり、反射部６は、矩形形状をしている一つの底面６１と底面６１の周囲に設けられる４つの側面６２とで構成されている。底面６１は、ｘ−ｙ平面に平行な面であり、４つの側面６２は、底面６１の各辺に接続されている。反射部６は、反射部６の底面６１に対向する前面となる反射部６の＋ｚ軸方向側に、開口部６３を形成している。そのため、反射部６は、１面に開口部６３が形成された中空の箱型形状をしている。なお、拡散板５は、反射部６の開口部６３を覆うように配置されている。すなわち、拡散板５は、反射部６の蓋に相当している。

図１および図２に示すとおり、反射部６の４つの側面６２のうち、底面６１のｙ軸方向と平行な辺を持つ側面６２ａおよび側面６２ｂは、底面６１側から開口部６３側の方向である＋ｚ軸方向に向けて、互いの間隔が広がるように傾斜している。すなわち、底面６１のｙ軸方向と平行な辺を持つ−ｘ軸方向側の側面６２ａは、ｙ−ｚ平面に対して、−ｙ軸方向から見て、底面６１との接続部分を中心に、反時計回りに回転し、底面６１のｙ軸方向と平行な辺を持つ＋ｘ軸方向側の側面６２ｂは、ｙ−ｚ平面に対して、−ｙ軸方向から見て、底面６１との接続部分を中心に、時計回りに回転している。

また、反射部６の４つの側面６２のうち、底面６１のｘ軸方向と平行な辺を持つ側面６２ｃおよび側面６２ｄは、底面６１側から開口部６３側の方向である＋ｚ軸方向に向けて、互いの間隔が広がるように傾斜している。すなわち、底面６１のｘ軸方向と平行な辺を持つ−ｙ軸方向側の側面６２ｃは、ｚ−ｘ平面に対して、＋ｘ軸方向から見て、底面６１との接続部分を中心に、反時計回りに回転し、底面６１のｘ軸方向と平行な辺を持つ＋ｙ軸方向側の側面６２ｄは、ｚ−ｘ平面に対して、＋ｘ軸方向から見て、底面６１との接続部分を中心に、時計回りに回転している。

反射部６は、光を反射する部材で構成されており、少なくとも反射部６の内面側は光を反射する反射面になっている。すなわち、反射部６の底面６１の内側の面および側面６２の内側の面は、反射面になっている。側面６２は、＋ｚ軸方向に向けて広がるように傾斜しているため、側面６２の反射面は、＋ｚ軸方向を向いている。なお、反射部６の反射面は、例えば、拡散反射面であってもよい。

また、反射部６は、例えば、ポリエチレンテレフタラートなどの樹脂によって形成された光反射シートや基板の表面に金属を蒸着させた光反射シートなどを採用することができる。

図３に示すとおり、光源８は、ベース部１３と複数の発光体１２によって構成されており、複数の発光体１２は、一体になるようソケットに設置されたり、透明樹脂でモールドしたりしてパッケージ化されている。光源８は、ベース部１３のある１面に、パッケージ化された複数の発光体１２よりも大きく窪んだ窪み部が形成されており、パッケージ化された複数の発光体１２は、窪み部の中に配置されている。

複数の発光体１２のそれぞれから発光された光は、窪み部の開口から、窪み部の外側に向けて光を出射する。ここでは、便宜上、光が光源８から外に出射されるベース部１３上のエリアを発光面１４と称することとする。なお、本実施の形態では、発光面１４および窪み部内には何も含まれていない状態で説明するが、例えば、発光面１４に透明な板状の窓を設けたり、発光面１４と窪み部とを透明な材料で丸ごと封止するように構成してもよい。発光面１４から出射される光は、発光面１４に対して垂直方向に出射された光が最も光の強度が高いことから、発光面１４の中心を通り、発光面１４に対して垂直な軸を光軸Ｃとする。

複数の発光体１２は、例えば発光体１２ａ、１２ｂ、１２ｃで構成されている。発光体１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、それぞれ異なる色の光を発光するものであり、発光の有無や強さなどはそれぞれ独立して制御できるように構成されている。例えば、発光体１２ａを赤色発光体、発光体１２ｂを緑色発光体、発光体１２ｃを青色発光体とすることで、光源８から幅広い色彩の光を出射することができる。なお、発光体１２ａ、１２ｂ、１２ｃの配置順は入れ替わってもよい。また、本実施の形態では、発光体の数を３個として説明するが、発光体の数は３個に限定されたものではない。例えば、前述の３個の発光体に加えて、白色の光を発光する発光体を追加してもよい。

導光板９は、光を透過する材料で形成された導光体１５を有している。導光体１５は、光源８から出射された光を内部へ透過させるように、透明材料でできている。導光体１５には、例えばアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）などの透明材料が使用される。また、導光体１５は、平板状になっている。なお、導光体１５は、導光板９内でｚ軸方向の厚みが変化していてもよい。

図４に示すとおり、導光板９は、導光体１５の中央部に立方体で切り抜いたような切り抜き部１６が形成されている。切り抜き部１６の内壁には、導光板９の内部へ光を入射する光入射面１７が形成されている。なお、光入射面１７は平面になっており、光入射面１７のうち、−ｘ軸方向にある光入射面を光入射面１７ａ、＋ｘ軸方向にある光入射面を光入射面１７ｂ、−ｙ軸方向にある光入射面を光入射面１７ｃ、＋ｙ軸方向にある光入射面を光入射面１７ｄとする。

導光板９の切り抜き部１６の内側に、４つの光源８が設けられている。４つの光源８の発光面１４は、それぞれ異なる方向に向くように構成されている。実施の形態１では、４つの光源８の発光面１４は、光入射面１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄとそれぞれ対向するように配置されている。４つの光源８のうち、光入射面１７ａと対向している光源を光源８ａ、光入射面１７ｂと対向している光源を光源８ｂ、光入射面１７ｃと対向している光源を光源８ｃ、光入射面１７ｄと対向している光源を光源８ｄとすると、光源８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄから出射された光は、それぞれ光入射面１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに入射される。

なお、光入射面１７は、光源８から出射された光を効率よく導光板９に取り込むため、光源８の発光面１４の面積と同じまたはそれ以上とする。また、光源８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの各発光面と各発光面にそれぞれ対向している光入射面１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄとのクリアランスは、例えば１ｍｍ以下とする。

また、光源８は、複数の発光体１２を一体化したものでなく、色純度の高い光源を複数並列に並べて配置してもよい。この場合、それぞれの光源８の光を異なる光入射面１７に出射するように構成してもよいし、複数の光源８の光を一つの光入射面１７に出射するように構成してもよい。また、光源８は、発光面１４を２つ以上有している多面発光のＬＥＤを用いてもよい。

導光板９の側面１８は、それぞれ対向する光入射面１７と平行になっている。導光板９の側面１８のうち、光入射面１７ａと対向する側面を側面１８ａ、光入射面１７ｂと対向する側面を側面１８ｂ、光入射面１７ｃと対向する側面を側面１８ｃ、光入射面１７ｄと対向する側面を側面１８ｄとする。

図１に示すとおり、導光板９は、導光体１５の切り抜き部１６が形成された１面に導光体１５から外へ光を出射する光出射面１９を設けている。光出射面１９が設けられた＋ｚ軸方向側の面を導光板９の前面とする。光出射面１９は、平面形状をしている。また、図４に示すとおり、導光体１５は、導光体１５内の光を光出射面１９に偏光させる光拡散部２０が複数形成されている。光拡散部２０は、例えば機械加工により平板をレンズ形状に削った半球状の形状をしている。

なお、光拡散部２０は、例えば円錐形状でもよい。また、光拡散部２０は、円柱形状をしていてもよい。また、光拡散部２０は、光出射面１９での全反射条件を崩し、光拡散部２０から光を出射するための構造になっていればよい。例えば、サンドブラストや微細構造でもよい。さらに、白色もしくは透明インクによるドットパターンの印刷で作成してもよい。

第１の反射部材１０は、光を反射する。なお、第１の反射部材１０は、透過成分と反射成分をもつ光学シートで構成される。

図１および図４に示すとおり、第１の反射部材１０は、導光板９の光出射面１９側から導光板９の切り抜き部１６をすべて覆うように設けられている。なお、第１の反射部材１０の大きさは、導光板９の切り抜き部１６をすべて覆うことができればよく、光出射面１９の面積より十分小さいものとする。

第１の反射部材１０が導光板９の切り抜き部１６をすべて覆うように設けたことにより、光源８から出射された光のうち、導光板９に入射されない光が直接導光板９の切り抜き部１６から出射されることを防ぎ、導光板９の内部に輝点が発生しないようにしている。

第２の反射部材１１は、光を反射する。また、第２の反射部材１１は、導光板９の側面１８に設けられている。第２の反射部材１１は、第２の反射部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄで構成されており、それぞれ導光板９の側面１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄに取り付けられている。第２の反射部材１１は、導光板９の側面１８に到達した光を反射して、導光板９の内部方向へ戻す。第２の反射部材１１が導光板９の側面１８に到達した光を反射し、導光板９の内部方向へ戻すことにより、隣接する導光板９に光が入射し、想定範囲以外のエリアが発光することを防いでいる。

なお、第１の反射部材１０および第２の反射部材１１は、例えば、ポリエチレンテレフタラートなどの樹脂によって形成された光反射シートまたは基板の表面に金属を蒸着させた光反射シートなどを採用してもよい。

また、第１の反射部材１０および第２の反射部材１１は、例えば、透過率１０％以下、反射率９０％以上のものを使用する。第１の反射部材１０は、例えば、５％以上の透過率をもった素材であることが望ましい。第２の反射部材１１は、例えば、９５％以上の反射率をもった素材であることが望ましい。なお、第１の反射部材１０および第２の反射部材１１は、粘着性のあるシールのようなものでもよい。

図１および図２に示すとおり、反射部６は、光源部７を底面６１の内側全体に複数設けている。光源部７は、光出射面１９側から反射部６の開口部６３方向に光を取り出すために、光出射面１９の反対側の面が反射部６の底面６１の内側に当接するように取り付けられている。そのため、光出射面１９は、反射部６の開口部６３に対向している。

なお、光源部７における導光板９の４つの光入射面１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは、４つの側面１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄに対して傾斜していてもよい。さらに、光入射面１７は、平面ではなく、凸形状や凹形状でもよい。また、光源部７の光出射面１９は、平面ではなく、例えば凸面形状や凹面形状でもよい。

次に、本実施の形態１に用いられる光源８から出射された光線の挙動について説明する。なお、光源８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄからそれぞれ出射された光線は同じ挙動をするため、本実施の形態では、一例として、光源８ｂから出射された光線Ｌ１の挙動について説明する。

図４に示すとおり、光源８ｂから出射された光線Ｌ１は、隣接する光入射面１７ｂに達すると、光入射面１７ｂで屈折し、導光板９の内部へ入っていく。

このとき、スネルの法則により、光入射面１７ｂで屈折する光線Ｌ１の屈折角は、光入射面１７ｂに入射された光線Ｌ１の入射角よりも小さくなる。なお、入射角は、光線Ｌ１が光入射面１７ｂに入射されるとき、入射方向と光入射面１７ｂの法線とがなす角度を、屈折角は、光線Ｌ１が光入射面１７ｂで屈折したとき、屈折した方向と光入射面１７ｂの法線とがなす角度をいう。

また、フレネルの式により、光線Ｌ１は、屈折率の異なる物質の界面である光入射面１７ｂに入射されると、一部の光線Ｌ１は界面で反射し、他の一部の光線Ｌ１は光入射面１７ｂで屈折して導光板９の内部へ透過する。

導光板９の内部へ進行した光線Ｌ１の一部は、光入射面１７ｂに対向する導光板９の側面１８ｂに到達すると、側面１８ｂおよび第２の反射部材１１ｂによって反射される。側面１８ｂおよび第２の反射部材１１ｂで反射された光線Ｌ１は、−ｘ軸方向へ進行する。

光線Ｌ１は、導光板９の光出射面１９、光出射面１９の反対側の面、側面１８での全反射および導光板９における光出射面１９の反対側の面と接している反射部６の底面６１、導光板９の側面１８に設けられた第２の反射部材１１での反射により伝播する。

光線Ｌ１は、導光板９の内部を伝播した後、光出射面１９に達する。光出射面１９に達した光線Ｌ１の一部は、光拡散部２０で、光拡散部２０の光学特性に従って散乱、屈折、反射する。

光拡散部２０から出射された光の一部は、＋ｚ軸方向に広がっていく。また、光拡散部２０から出射された光の一部は、光拡散部２０で−ｚ軸方向に散乱、屈折した後、反射部６での反射により＋ｚ軸方向に広がっていく。そして、＋ｚ軸方向に広がった光は、拡散板５に到達する。

拡散板５に到達した光の一部は、拡散されて、面光源装置２００から出射される。一つの光源部７から出射された光は、拡散板５の一部分にだけ照射するため、この光源部７を図２のように碁盤の目のように配置することにより、面光源装置２００全体から均一に光を出射させることができる。

拡散板５に到達した光の一部は、反射して、反射部６の内部を進行する。反射部６の内部を進行した光は、反射部６の底面６１または側面６２で反射されて、再び拡散板５に到達する。

拡散板５を透過する光は散乱される。そして、拡散板５を透過した光は、均一性を増した面状の照明光となる。拡散板５を透過した光は、液晶パネル１の裏面１ｂに向けて放射される。この放射された光は、第２の光学シート４および第１の光学シート３を透過して、液晶パネル１の裏面１ｂに照射される。

なお、本実施の形態では、導光板９は透明材料であるが、拡散材を含む材料を採用してもよい。導光板９に入射された光線Ｌ１は、拡散材により拡散されて、進行方向を変える。また、導光板９の内部を進む光線Ｌ１は、ランダムな方向に進行方向が変更される。ランダムな方向に進行方向を変更された光線Ｌ１は、導光板９の光出射面１９に達する。このため、導光板９の光出射面１９に達した光線Ｌ１は十分拡散されているので、光拡散部２０の数を少なくすることができる。

このように上記した実施の形態１によれば、複数の発光色で構成された複数の発光体１２を有する光源８と光源８から出射された光の強さを調整する導光板９とを有する光源部７を備えたことにより、色むらを抑制し、色再現範囲を広くすることができる。

また、複数の色の光を出射する光源８の発光面１４と導光板９の光入射面１７とが対向するように配置し、導光板９の光出射面１９に光拡散部２０を複数設けたことにより、光源８から導光板９の内部へ出射された光の強さを調整し、さらに光の混色効果も得ることができる。

また、第１の反射部材１０を設けることにより、導光板９内に入射されなかった光源８からの出射光が直接反射部６の開口部６３に到達することを防ぎ、一部分のみ高い輝度分布をもつ輝点が発生することを防ぐことができる。

また、導光板９の光入射面１７を光源８の発光面１４の面積と同じ、または、それ以上としたことにより、光源８から出射された光を効率よく導光板９に取り込むことができる。

また、導光板９の光出射面１９を平面状にしたことにより、光出射面１９から出射される光の強度を上げることができる。

また、導光板９に拡散材を含ませることにより、導光板９の内部で十分光を拡散することができ、光拡散部２０の数を減らすことができる。

また、光源８から出射される光の色を３色にしたことにより、液晶パネル１に設けられているカラーフィルタによる光損失を最小限に抑制しながら、色再現範囲を広げることができる。

また、光源８が発光面１４を２つ以上有することにより、光源部７に搭載する光源８の個数を減らすことができる。

また、反射部６の側面６２を、底面６１側から開口部６３側に向けて、互いの間隔が広がるように傾斜させたことにより、反射部６で反射させた光を効率よく拡散板５へ送ることができる。

また、導光板９の光入射面１７を４つ設けたことにより、光源８から導光板９の内部へ出射された光の強さを効率よく調整することができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２における面光源装置および液晶表示装置について図５および図６を用いて説明する。なお、図５および図６中、図１から図４と同一符号は同一または相当部分を示す。本実施の形態２の面光源装置４００および液晶表示装置３００は、実施の形態１の面光源装置２００および液晶表示装置１００が４つの光源８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、および、矩形状の導光板９を有する光源部７を備えているのに対し、２つの光源８ｅ、８ｆ、および、光入射面３２と対向する側面３３をＶ字型に形成された導光板３１を有する光源部３０を備えている。

図５に示すとおり、光源部３０は、導光板３１、光源８、第１の反射部材３４および第２の反射部材３５を有している。図６に示すとおり、導光板３１は、導光体３８の中央部に直方体で切り抜いたような切り抜き部３６が形成されており、切り抜き部３６の内壁には、導光板３１の内部に光を入射する光入射面３２が形成されている。光入射面３２は、平面になっており、光入射面３２のうち、−ｙ軸方向にある光入射面を光入射面３２ｃ、＋ｙ軸方向にある光入射面を光入射面３２ｄとする。

切り抜き部３６の内側に、２つの光源８が設けられており、それぞれの発光面１８は、光入射面３２ｃ、３２ｄとそれぞれ対向するように配置されている。２つの光源８のうち、光入射面３２ｃと対向している光源を光源８ｅ、光入射面３２ｄと対向している光源を光源８ｆとすると、光源８ｅ、８ｆから出射された光は、それぞれ光入射面３２ｃ、３２ｄに入射される。

なお、光入射面３２は、光源８から出射された光を効率よく導光板３１に取り込むため、光源８の発光面１４の面積と同じまたはそれ以上とする。また、光源８ｅ、８ｆの各発光面と各発光面にそれぞれ対向している光入射面３２ｃ、３２ｄとのクリアランスは、例えば１ｍｍ以下とする。

また、光源８は、一体化されたＬＥＤでなく、色純度の高い複数の光源を、それぞれの発光面がそれぞれの光入射面３２に対向するように、並列に配置してもよい。また、光源８は、発光面１４を２つ以上有している多面発光のＬＥＤを用いてもよい。

光入射面３２ｃと対向している導光板３１の側面３３ｃは、ｘ−ｙ平面において、光源８ｅの光軸Ｃ２との交点を中心に−ｙ軸方向に光源８ｅから離れていくＶ字型形状をしている。また、光入射面３２ｄと対向している導光板３１の側面３３ｄは、ｘ−ｙ平面において、光源８ｆの光軸Ｃ３との交点を中心に＋ｙ軸方向へ光源８ｆから離れていくＶ字型形状をしている。なお、第２の反射部材３５ｃは、導光板３１の側面３３ｃに、側面３３ｃの形状に合わせて設けられる。また、第２の反射部材３５ｄは、導光板３１の側面３３ｄに、側面３３ｄの形状に合わせて設けられる。

第１の反射部材３４は、導光板３１の光出射面３７に、導光板３１の切り抜き部３６をすべて覆うように設けられている。なお、第１の反射部材３４の大きさは、導光板３１の切り抜き部３６をすべて覆うことができればよく、光出射面３５の面積より十分小さいものとする。

次に、本実施の形態２に用いられる光源８ｅ、８ｆから出射された光線の挙動について図６を用いて説明する。なお、光源８ｅ、８ｆからそれぞれ出射された光線は同じ挙動をするため、本実施の形態では、一例として、光源８ｆから出射された光線Ｌ２の挙動について説明する。

光源８ｆから出射された光線Ｌ２は、光入射面３２ｄに達すると、光入射面３２ｄで屈折し、導光板３１内部へ入射される。

導光板３１の内部を進行した光線Ｌ２の一部は、Ｖ字型形状の側面３３ｄおよび第２の反射部材３５ｄによって−ｙ軸方向へ反射される。

Ｖ字型形状の側面３３ｄおよび第２の反射部材３５ｄで−ｙ軸方向へ反射された光線Ｌ２の一部は、側面３３ａおよび第２の反射部材３５ａによって−ｘ軸方向から＋ｘ軸方向へ、もしくは側面３３ｂおよび第２の反射部材３５ｂによって＋ｘ軸方向から−ｘ軸方向へ反射される。これにより、光源８ｆの光軸Ｃ３の方向のみならず、光軸Ｃ３の方向に垂直な方向にも光を伝播させることができる。

このように上記した実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を奏する。さらに、対向する２つの側面３３ｃ、３３ｄをＶ字型形状にした導光板３１を備えたことにより、２つの光源８ｅ、８ｆから出射される光だけで、導光板３１全体の光の強さを調整することができ、導光板３１の切り抜き部３６の内部に設ける光源８の数を減らすことができる。

なお、上述の各実施の形態においては、「平行」または「垂直」などの部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す用語を用いている場合がある。これらは、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを表している。このため、請求の範囲に部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す記載をした場合には、製造上の公差または組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを示している。

また、以上のように本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらの各実施の形態に限るものではない。

１ 液晶パネル
２ 光学シート
５ 拡散板
６ 反射部
７ 光源部
８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆ 光源
９ 導光板
１０ 第１の反射部材
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 第２の反射部材
３０ 光源部
３１ 導光板
３４ 第１の反射部材
３５、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ 第２の反射部材

Claims (11)

1. 光を透過する材料で形成された導光体と、前記導光体の一部を切り抜いて形成された切り抜き部と、前記切り抜き部の内壁に形成され光が前記導光体の内部へ入射する光入射面と、前記導光体の１面に形成され前記導光体から外へ光を出射する光出射面と、前記導光体に形成され前記導光体内の光を光出射面に偏光させる光拡散部とを有する導光板と、
   異なる色の光を発光する複数の発光体で構成され、前記切り抜き部の内側に設けられ、前記発光体から発光された光が出射される発光面と前記光入射面とが対向するように配置された光源と、
   光を反射し、前記光出射面側から前記切り抜き部をすべて覆うように設けられた第１の反射部材と、
   光を反射し、前記導光板の側面に設けられた第２の反射部材と、
   を有する光源部と、
   １面に開口部が形成されその内面が反射面となっている中空の箱型形状であり、前記光源部の光出射面の反対側の面と箱型形状の底面の内側とを当接させるように、前記光源部を前記底面の内側全体に複数設けられた反射部と、
   透過する光を散乱させ、前記反射部の開口部を覆うように配置された拡散板と、
   を備えた面光源装置。
2. 前記導光板は、前記光源の発光面の面積と同じ、または、それ以上の光入射面が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
3. 前記導光板は、平面状の光出射面を設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の面光源装置。
4. 前記導光板は、拡散材を含む請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の面光源装置。
5. 前記光源から出射される光の色は、３色であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の面光源装置。
6. 前記光源は、前記発光面を２つ以上有していることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の面光源装置。
7. 前記反射部は、前記底面の周囲に設けられた側面が前記底面側から前記開口部側に向けて、互いの間隔が広がるように傾斜していることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の面光源装置。
8. 前記導光板は、前記光入射面を４つ設けられ、
   前記光源は、前記発光面が前記導光板のそれぞれの前記光入射面に対向する位置に配置されたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の面光源装置。
9. 前記導光板は、前記光入射面を２つ設けられ、前記光入射面がそれぞれ対向するように配置され、
   前記光源は、前記発光面が前記導光板のそれぞれの前記光入射面に対向する位置に配置されたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の面光源装置。
10. 前記導光板は、前記光入射面と対向する前記導光板の側面が、前記光源の光軸との交点を中心に前記光源から離れていくＶ字型形状をしていることを特徴とする請求項９に記載の面光源装置。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の面光源装置と、
    光を画像光に変換する液晶パネルと、
    前記面光源装置から出射された光を、前記液晶パネルの表示面の法線方向に向けたり、拡散させたりする光学シートと、
    を備えた液晶表示装置。

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