JP2020170033A - 表示装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度のバラつきを抑制しつつ液晶パネルを傾斜配置できる表示装置を提供する。【解決手段】第１入射面及び第１入射面と直交する出射面３２Ｂを有する導光部材３２と、第１入射面に光を出射する光源と、光源が配置された基板３１Ｂとを有する光源基板３１と、出射面３２Ｂと対向する位置において基板３１Ｂの表面３１Ｃに対して傾斜して配置された第２入射面３３Ａを有する液晶パネル３３とを備える表示装置である。導光部材３２は、出射面に配置された凸状の光拡散部を有し、光源の光軸方向に沿った厚みが一定である。光拡散部は、液晶パネル３３と離間する。光源の光軸方向から視て、導光部材３２の出射面３２Ｂと基板３１Ｂの表面３１Ｃとがなす第２角度は、０°よりも大きく、かつ液晶パネル３３の第２入射面３３Ａと基板３１Ｂの表面３１Ｃとがなす第１角度以下である。【選択図】図４

Description

本開示は、表示装置及び画像形成装置に関する。

近年の画像形成装置には、液晶パネルを用いた表示装置が設けられる。液晶パネルを用いた表示装置では、基板に設けられた光源（つまりバックライト）の出射光が導光部材によって液晶パネルに導かれる。

表示装置の厚みを抑えることを目的として、バックライトを導光部材の側面に配置する構成が知られている。このような構成において、導光部材の断面をくさび形状として、輝度のバラつきを抑制する技術が公知である（特許文献１参照）。

特開２０００−９８３７７号公報

画像形成装置によっては、液晶パネルが基板に対して傾斜して配置される。このような構成では、液晶パネルの傾斜の下部と上部とで基板上に配置された光源との距離に差が生じる。そのため、輝度のバラつきが発生しやすい。また、上述の断面がくさび形状の導光部材を用いても、この輝度のバラつきは抑えられない。

本開示の一局面は、輝度のバラつきを抑制しつつ、液晶パネルを傾斜配置できる表示装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本開示の一態様は、第１第１入射面（３２Ａ）及び第１第１入射面（３２Ａ）と直交する出射面（３２Ｂ）を有する導光部材（３２）と、導光部材（３２）の第１第１入射面（３２Ａ）に光を出射する光源（３１Ａ）と、光源（３１Ａ）が配置された基板（３１Ｂ）とを有する光源基板（３１）と、導光部材（３２）の出射面（３２Ｂ）と対向する位置において基板（３１Ｂ）の表面（３１Ｃ）に対して傾斜して配置された第２入射面（３３Ａ）を有する液晶パネル（３３）と、を備える表示装置（３）である。

導光部材（３２）は、出射面（３２Ｂ）に配置された凸状の光拡散部（３２Ｄ）を有すると共に、光源（３１Ａ）の光軸方向に沿った厚みが一定である。導光部材（３２）の光拡散部（３２Ｄ）は、液晶パネル（３３）と離間する。

光源（３１Ａ）の光軸方向から視て、導光部材（３２）の出射面（３２Ｂ）と基板（３１Ｂ）の表面（３１Ｃ）とがなす第２角度は、０°よりも大きく、かつ液晶パネル（３３）の第２入射面（３３Ａ）と基板（３１Ｂ）の表面（３１Ｃ）とがなす第１角度以下である。

このような構成によれば、導光部材（３２）の出射面（３２Ｂ）が液晶パネル（３３）に近づく向きに基板（３１Ｂ）に対して傾斜して配置されるので、液晶パネル（３３）の傾斜の下部と上部との間における出射面（３２Ｂ）との距離の差を縮小できる。その結果、輝度のバラつきを抑制しつつ、液晶パネル（３３）を光源基板（３１）に対して傾斜配置できる。

また、導光部材（３２）の光拡散部（３２Ｄ）が液晶パネル（３３）と離間して配置されるため、光拡散部（３２Ｄ）に起因する凹凸模様が液晶パネル（３３）を通して視認されることが抑制される。そのため、表示装置（３）の表示部分の外観を改善することができる。

因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本開示は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。

図１は、実施形態における画像形成装置の模式的な斜視図である。 図２は、図１の表示装置の模式的な分解斜視図である。 図３Ａは、図２の導光部材の模式的な平面図であり、図３Ｂは、図２の導光部材の模式的な側面図であり、図３Ｃは、図３Ａ，３Ｂとは異なる実施形態の導光部材の模式的な部分拡大図である。 図４Ａは、図２の表示装置の光源基板と液晶パネルとフレームとを示す模式的な平面図であり、図４Ｂは、図４ＡのＩＶＢ−ＩＶＢ線での模式的な断面図である。 図５は、比較例の表示装置の模式的な断面図である。 図６Ａは、液晶パネルの第２入射面上のＸ方向の照度の分布を示すグラフであり、図６Ｂは、液晶パネルの第２入射面上のＹ方向の照度の分布を示すグラフである。

以下に説明する「本開示の実施形態」は実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的手段や構造等に限定されるものではない。

本実施形態を説明する各図に付された方向を示す矢印等は、各図相互の関係を理解し易くするために記載したものである。本開示は、各図に付された方向に限定されるものではない。

少なくとも符号を付して説明した部材又は部位は、「複数」や「２つ以上」等の断りをした場合を除き、少なくとも１つ設けられている。以下、本開示の実施形態を図面と共に説明する。

［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示す画像形成装置１は、プリンタ２と、表示装置３とを備える。

＜プリンタ＞
プリンタ２は、排紙トレイ、給紙トレイ、画像形成部、フレーム等を有する。プリンタ２は、給紙トレイに配置された用紙に画像形成部によって画像を形成し、排紙トレイに排出する。

＜表示装置＞
表示装置３は、プリンタ２に関する情報を表示する表示機能と、プリンタ２に対する操作を入力する入力機能とを有する。

表示装置３は、プリンタ２の上方かつ前方に配置されている。表示装置３は、図２に示すように、光源基板３１と、導光部材３２と、液晶パネル３３と、フレーム３４と、ケース３５とを有する。

（光源基板）
光源基板３１は、ＬＥＤ（発光ダイオード）で構成された光源３１Ａと、光源３１Ａが配置された基板３１Ｂとを有する。

光源３１Ａは、後述する液晶パネル３３に光を供給する。具体的には、光源３１Ａは、後述する導光部材３２の第１入射面３２Ａに光を出射する。本実施形態では、光源３１Ａの光軸方向は、左右方向であり、後述する第１入射面３２Ａの法線方向と平行である。

基板３１Ｂは、実装された光源３１Ａに電力を供給すると共に、液晶パネル３３の駆動制御を行う。また、基板３１Ｂは、表示装置３に対する入力操作を処理する回路も有している。

基板３１Ｂは、表面３１Ｃと、裏面３１Ｄと、白色部３１Ｅとを有する。光源３１Ａは、表面３１Ｃに配置されている。また、導光部材３２及び液晶パネル３３は、基板３１Ｂの表面３１Ｃ側に配置されている。本実施形態では、基板３１Ｂの表面３１Ｃ及び裏面３１Ｄは、水平方向と平行であり、表面３１Ｃが上方を向くように配置されている。

白色部３１Ｅは、基板３１Ｂにおいて表面３１Ｃの一部が白色に着色された部位である。白色部３１Ｅは、表面３１Ｃのうち少なくとも後述する導光部材３２と重なる位置に設けられている。

（導光部材）
導光部材３２は、光源３１Ａの光を拡散しつつ液晶パネル３３に導く６面体状の部材である。導光部材３２は、図３Ａ，３Ｂに示すように、第１入射面３２Ａと、出射面３２Ｂと、対向面３２Ｃと、光拡散部３２Ｄと、凹部３２Ｅとを有する。

第１入射面３２Ａは、光源３１Ａと対向して配置される面である。光源３１Ａから出射された光は、第１入射面３２Ａから導光部材３２内に進入する。本実施形態では、第１入射面３２Ａは、鉛直方向及び前後方向に平行である。また、第１入射面３２Ａには、後述する凹部３２Ｅが設けられている。

出射面３２Ｂは、第１入射面３２Ａと直交する面である。第１入射面３２Ａから導光部材３２内に進入した光は、出射面３２Ｂから液晶パネル３３に向かって出射される。本実施形態では、出射面３２Ｂは、左右方向と平行であり、かつ鉛直方向及び前後方向と交差している。出射面３２Ｂには、後述する光拡散部３２Ｄが配置されている。

対向面３２Ｃは、光源基板３１の基板３１Ｂの表面３１Ｃに載置された面である。対向面３２Ｃは、第１入射面３２Ａと直交しかつ出射面３２Ｂに対し傾斜すると共に、基板３１Ｂの表面３１Ｃと平行である。つまり、本実施形態では、対向面３２Ｃは、水平方向と平行である。なお、対向面３２Ｃと表面３１Ｃとの間には、空隙が設けられていてもよい。

上述した基板３１Ｂの白色部３１Ｅは、表面３１Ｃの対向面３２Ｃと対向する領域に設けられている。また、対向面３２Ｃの面積は、出射面３２Ｂの面積よりも小さい。そのため、導光部材３２の前側の第１側面３２Ｆと、後側の第２側面３２Ｇとは、出射面３２Ｂから対向面３２Ｃに向かうに連れて互いに近接するように傾斜している。

導光部材３２は、光源３１Ａの光軸方向に沿った厚みが一定である。つまり、導光部材３２の光源３１Ａの光軸と垂直な断面形状は、第１入射面３２Ａからの距離に関わらず一定である。なお、導光部材３２の厚みとは、対向面３２Ｃから出射面３２Ｂまでの鉛直方向の距離を意味し、後述する光拡散部３２Ｄの厚み（つまり光拡散部３２Ｄの突出量）は考慮されない。

光拡散部３２Ｄは、出射面３２Ｂに配置された凸状の部位である。具体的には、光拡散部３２Ｄは、出射面３２Ｂから液晶パネル３３に向かって突出した複数の凸部によって構成されている。また、光拡散部３２Ｄは、液晶パネル３３と離間して配置されている。つまり、導光部材３２と液晶パネル３３との間には空気層が設けられている。

図３Ａ，３Ｂでは、光拡散部３２Ｄは、球の一部で構成されている（つまり平面形状が円形である）が、光拡散部３２Ｄの形状はこれに限定されない。また、光拡散部３２Ｄは、必ずしも一定のピッチで格子状に配置されなくてもよい。

凹部３２Ｅは、第１入射面３２Ａのうち、光源３１Ａに近接し、光源３１Ａと対向する領域に設けられている。凹部３２Ｅは、対向面３２Ｃと直交する面（つまり鉛直方向と平行な面）を含んでいる。凹部３２Ｅは、第１入射面３２Ａの一部を内側に向かって凹ませることで形成されている。

本実施形態では、凹部３２Ｅは、出射面３２Ｂから対向面３２Ｃまで到達している。また、凹部３２Ｅは、出射面３２Ｂの法線方向から視て、Ｃ字状の輪郭を有する切欠きである。光源３１Ａから出射された光は、主に凹部３２Ｅを通過することで、導光部材３２内に拡散される。

なお、図３Ａ，３Ｂに示す凹部３２Ｅの形状は一例である。導光部材３２は、図３Ｃに示すように、出射面３２Ｂの法線方向から視て、波形状に連なった複数の溝で構成された凹部３２Ｅを有してもよい。

（液晶パネル）
液晶パネル３３は、液晶層を含むパネル本体と、拡散シートとを有する。パネル本体は、例えば、液晶層と、液晶層を挟む２つの基板及び偏光板とを有する。拡散シートは、パネル本体の導光部材３２側の面に積層されている。つまり、拡散シートは、パネル本体と導光部材３２との間に配置されている。

液晶パネル３３は、図４Ａ，４Ｂに示すように、導光部材３２の出射面３２Ｂと対向するように配置されている。液晶パネル３３は、出射面３２Ｂと対向する位置において基板３１Ｂの表面３１Ｃに対して傾斜して配置された第２入射面３３Ａを有する。第２入射面３３Ａは、拡散シートの裏面（つまり、導光部材３２側の面）で構成されている。

また、光源３１Ａの光軸方向（つまり、導光部材３２の第１入射面３２Ａの法線方向）から視て、導光部材３２の出射面３２Ｂと基板３１Ｂの表面３１Ｃとがなす第２角度θ２は、０°よりも大きい。また、第２角度θ２は、液晶パネル３３の第２入射面３３Ａと基板３１Ｂの表面３１Ｃとがなす第１角度θ１以下である。

これにより、液晶パネル３３の傾斜の下部（つまり前方部）と上部（つまり後方部）との間における出射面３２Ｂとの距離の差が縮小される。さらに、第２角度θ２は、第１角度θ１よりも小さいとよい。これにより、液晶パネル３３の下部と上部との間における出射面３２Ｂとの距離の差がさらに縮小できる。また、導光部材３２の最大厚みが小さくなるので、導光部材３２の形成が容易になる。

（フレーム）
フレーム３４は、液晶パネル３３を導光部材３２と離間させつつ保持する部材である。フレーム３４は、基板３１Ｂに固定されている。

フレーム３４は、導光部材３２の出射面３２Ｂと直交する面を囲む反射部材３４Ａを有する。具体的には、反射部材３４Ａは、導光部材３２における第１側面３２Ｆと、第２側面３２Ｇと、第１入射面３２Ａの反対側に設けられた第３側面３２Ｈ（図３Ａ参照）とにそれぞれ対向する３つの反射面を有する。各反射面は、例えば白色に着色されることで形成されている。

（ケース）
ケース３５は、光源基板３１、導光部材３２、液晶パネル３３、及びフレーム３４を格納する。ケース３５は、図２に示すように、液晶パネル３３が露出する開口３５Ａの他、操作スイッチ類が配置される複数の開口を有する。

［１−２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）導光部材３２の出射面３２Ｂが液晶パネル３３に近づく向きに基板３１Ｂに対して傾斜して配置されるので、液晶パネル３３の傾斜の下部と上部との間における出射面３２Ｂとの距離の差を縮小できる。その結果、輝度のバラつきを抑制しつつ、液晶パネル３３を光源基板３１に対して傾斜配置できる。

（１ｂ）導光部材３２の光拡散部３２Ｄが液晶パネル３３と離間して配置されるため、光拡散部３２Ｄに起因する凹凸模様が液晶パネル３３を通して視認されることが抑制される。そのため、表示装置３の表示部分の外観を改善することができる。

（１ｃ）導光部材３２の対向面３２Ｃが、基板３１Ｂの表面３１Ｃに載置されることで、導光部材３２の位置決め及び出射面３２Ｂの傾斜角の調整が容易になる。
（１ｄ）基板３１Ｂが白色部３１Ｅを有することで、対向面３２Ｃから漏れた光を白色部３１Ｅによる反射によって対向面３２Ｃから導光部材３２内に戻すことができる。

（１ｅ）導光部材３２が凹部３２Ｅを有することで、導光部材３２内において、第１入射面３２Ａと垂直な面方向に光を拡散させることができる。さらに、凹部３２Ｅが出射面３２Ｂから対向面３２Ｃまで到達していることで、導光部材３２の厚み方向全体にわたって、光を拡散させることができる。

（１ｆ）導光部材３２の対向面３２Ｃの面積が出射面３２Ｂの面積よりも小さいことで、出射面３２Ｂの面積を確保しつつ、導光部材３２の基板３１Ｂに対する設置面積を小さくできる。その結果、基板３１Ｂにおいて配線や他の部品が配置可能な領域が大きくなるので、基板３１Ｂを小型化できる。

（１ｇ）反射部材３４Ａによって、導光部材３２の側面から漏れた光を導光部材３２内に戻すことができる。

［２．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

（２ａ）上記実施形態の表示装置３において、導光部材３２は必ずしも基板３１Ｂの表面３１Ｃに載置されなくてもよい。つまり、導光部材３２は、表面３１Ｃから離間して配置されてもよい。

（２ｂ）上記実施形態の表示装置３において、基板３１Ｂは必ずしも白色部３１Ｅを有さなくてもよい。また、フレーム３４には、必ずしも反射部材３４Ａが設けられなくてもよい。

（２ｃ）上記実施形態の表示装置３において、導光部材３２の凹部３２Ｅは、必ずしも出射面３２Ｂから対向面３２Ｃまで到達しなくてもよい。さらに、導光部材３２は、必ずしも凹部３２Ｅを有さなくてもよい。

（２ｄ）上記実施形態の表示装置３において、導光部材３２の対向面３２Ｃの面積は、出射面３２Ｂの面積以上であってもよい。

（２ｅ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

［３．実施例］
以下に、本開示の効果を確認するために行った試験の内容とその評価とについて説明する。

実施例としての図２の表示装置３と、比較例としての図５の表示装置１０３とについて、輝度のバラつきを照度の解析により求めた。図５の表示装置１０３では、導光部材１３２の出射面１３２Ｂは、液晶パネル１３３と離間しているが、基板１３１Ｂの表面１３１Ｃと平行である。つまり、表示装置１０３では、光源の光軸方向から視て、出射面１３２Ｂと表面１３１Ｃとがなす第２角度は、０°である。

実施例及び比較例それぞれのＸ方向（つまり左右方向）における液晶パネル３３の第２入射面３３Ａ上の照度の分布を図６Ａに、Ｙ方向（つまり前後方向）における照度の分布を図６Ｂに示す。図６Ａ，６Ｂから明らかなように、実施例では、比較例に対してＸ方向及びＹ方向の双方において照度のばらつきが小さい。このため、液晶パネル３３の輝度のバラつきも小さくなる。

１…画像形成装置、２…プリンタ、３…表示装置、３１…光源基板、３１Ａ…光源、
３１Ｂ…基板、３１Ｃ…表面、３１Ｄ…裏面、３１Ｅ…白色部、３２…導光部材、
３２Ａ…第１入射面、３２Ｂ…出射面、３２Ｃ…対向面、３２Ｄ…光拡散部、
３２Ｅ…凹部、３２Ｆ…第１側面、３２Ｇ…第２側面、３２Ｈ…第３側面、
３３…液晶パネル、３３Ａ…第２入射面、３４…フレーム、３４Ａ…反射部材、
３５…ケース、３５Ａ…開口。

Claims (9)

1. 第１入射面及び前記第１入射面と直交する出射面を有する導光部材と、
   前記導光部材の前記第１入射面に光を出射する光源と、前記光源が配置された基板とを有する光源基板と、
   前記導光部材の前記出射面と対向する位置において前記基板の表面に対して傾斜して配置された第２入射面を有する液晶パネルと、
   を備え、
   前記導光部材は、前記出射面に配置された凸状の光拡散部を有すると共に、前記光源の光軸方向に沿った厚みが一定であり、
   前記導光部材の前記光拡散部は、前記液晶パネルと離間し、
   前記光源の光軸方向から視て、前記導光部材の前記出射面と前記基板の前記表面とがなす第２角度は、０°よりも大きく、かつ前記液晶パネルの前記第２入射面と前記基板の前記表面とがなす第１角度以下である、表示装置。
2. 前記導光部材は、前記第１入射面と直交しかつ前記出射面に対し傾斜すると共に、前記基板の前記表面と平行な対向面をさらに有し、
   前記対向面は、前記基板の前記表面に載置される、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記基板は、前記表面の前記対向面と対向する領域に設けられると共に、白色に着色された白色部を有する、請求項２に記載の表示装置。
4. 前記導光部材は、前記第１入射面に設けられた凹部を有し、
   前記凹部は、前記光源と対向すると共に、前記対向面と直交する面を含む、請求項２又は請求項３に記載の表示装置。
5. 前記凹部は、前記出射面から前記対向面まで到達する、請求項４に記載の表示装置。
6. 前記対向面の面積は、前記出射面の面積よりも小さい、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の表示装置。
7. 前記導光部材の前記出射面と直交する面を囲む反射部材をさらに備える、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の表示装置。
8. 前記第２角度は、前記第１角度よりも小さい、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の表示装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の表示装置を備える、画像形成装置。

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