JP4049235B2 - 面光源装置及び該面光源装置を備えた画像表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯型パソコンやナビゲーション装置等の画像表示パネルを照明する面光源装置及びこの面光源装置を備えた画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、画像表示装置としての液晶表示装置は、携帯型パソコン等に使用され、面光源装置から出射される面状の照明光を液晶表示パネル（画像表示パネル）に照射し、液晶表示パネルの表面上に画像を表示させるようになっている。
【０００３】
図７は、このような液晶表示装置６０に使用される面光源装置６１の一例を示すものである。この図７に示す面光源装置６１は、平板状の導光板６２と、この導光板６２の一側面（入射面）６３に対向するように配置された蛍光ランプ（光源）６４と、導光板６２の下面６２ａ側に配置された反射シート６５と、導光板６２の上面６２ｂ側に配置されたプリズムシート６６と、蛍光ランプ６４を囲むように配置されたリフレクター（反射部材）６７と、を備えている。
【０００４】
このように構成された面光源装置６１は、蛍光ランプ６４から発せられた光が導光板６２の入射面６３から導光板６２の内部に入射し、この導光板６２の内部に入射した光が導光板６２の上面６２ｂと下面６２ａで反射されながら導光板６２の内部を伝搬されるうちに、導光板６２の上面６２ｂや下面６２ａに対して臨界角以下になった光が導光板６２の上面６２ｂ又は下面６２ａから導光板６２の外部に出射する。この出射光のうちで導光板６２の下面６２ａ側から出射する光は、反射シート６５で反射されて導光板６２の内部に再度入射し、その後直接又は上記の如き振舞を繰り返して導光板６２の上面６２ｂから導光板６２の外部に出射する。そして、導光板６２の上面６２ｂから出射した光は、プリズムシート６６を通過することによりその進行方向が液晶表示パネル６８側に補正され、液晶表示パネル４８を効率的に照射する。
【０００５】
又、図７に示すような面光源装置６１は、導光板６２の入射面側エッジ（光源側端縁）７０からも蛍光ランプ６４の光Ｈが導光板６２の内部に入射する。この導光板６２の入射面側エッジ７０から入射した光Ｈは、図８に示すように、プリズムシート６６の入射面６３近傍側の出射面（上面）６６ａに入射面６３と平行の明るい筋状の輝線７１を生じる。この輝線７１は、輝度ムラの発生原因となるものであるため、出射光の品位が著しく低下する。従って、このような面光源装置６１で液晶表示パネル６８を照明しても、液晶表示パネル６８の画像は見にくいものとなる。
【０００６】
そこで、本発明の出願人は、図９に示すように、反射シート６５を導光板６２の入射面側エッジ７０から蛍光ランプ６４側へ突出させて、導光板６２の入射面側エッジ７０から導光板６２の内部に入射する光Ｈを反射シート６５で遮り、輝線の発生を防止する技術を案出し、既に出願している（特開平１０−１１２２１４号公報参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年、液晶表示装置６０に使用される面光源装置６１は、液晶表示パネル６８上の画面を明るくして見やすくするため（図７参照）、リフレクター６７の内面（反射面）に銀の被膜層を形成し、従来の白色のリフレクター６７よりも反射効率を高め、蛍光ランプ６４の光を従来よりも効率的に導光板６２に導く技術が開発されている。しかし、このような技術を図９に示すような構成の面光源装置６１に適用すると、導光板６２の入射面側エッジ７０から蛍光ランプ６４側へ突出している反射シート６５が白色ＰＥＴシートで形成されており、白色の反射シート６５の反射率が銀色のリフレクター６７の反射率よりも低いため、蛍光ランプ６４側へ突出している反射シート６５の分だけ導光板６２の入射面６３への入光量が低下し、出射光の輝度が低下する。
【０００８】
そこで、本発明は、輝線の発生を防止することができると共に、出射光の輝度の向上を図ることができる面光源装置及びこの面光源装置を備えた画像表示装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、側面から入射した光を面状に出射する導光板と、この導光板の側面に対向するように配置される光源と、この光源の光を銀色の内面で反射して前記導光板の側面に導く反射部材と、前記導光板の一方の面側に配置され、導光板から出射した光を導光板側に反射する反射シートと、上記導光板，光源，反射部材及び反射シートを収容するフレームと、を備えた面光源装置に関するものである。そして、前記反射部材は、金属板で形成され、前記フレームに固定されることにより前記フレームの梁部材として機能すると共に前記反射シート及び導光板を支持する支持板部材として機能する基部を備えている。又、前記反射シートは、前記導光板の光源側端縁から光源側へ突出する突出部を備え、この突出部の光源側の面に銀色の反射層が形成されたことを特徴としている。
【００１２】
このような構成の本発明によれば、金属製の反射部材の基部がフレームに固定されることにより、反射部材の基部がフレームを補強する梁部材として機能すると共に、反射シート及び導光板を支持する支持板部材として機能するため、フレームの肉厚を反射部材で補強される分だけ薄くすることができる。従って、本発明によれば、フレームの薄型化・小型化を図ることが可能になり、ひいては面光源装置の薄型化・小型化を図ることが可能になる。しかも、本発明は、反射シートの突出部が導光板の光源側端縁から入射する光を物理的に遮蔽するため、輝線の発生を防止することができる。又、反射シートの突出部には反射部材と同様の銀色の反射層が形成されているため、導光板への入射光量が増加し、導光板からの出射光量が増大する。
【００１３】
請求項２の発明は画像表示装置に関するもので、前記請求項１に記載の面光源装置と、この面光源装置から出射された光で面状に照明される画像表示パネルと、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
このような構成の本発明によれば、画像表示パネルが輝線を生じることがない高輝度の出射光で均一に面照明されることになり、従来例よりも明るく鮮明な高品位の画像表示が可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。
【００１６】
［第１の実施の形態］
図１〜図３は、本発明の実施の形態に係る面光源装置１に関するものである。このうち、図１は、本発明の実施の形態に係る面光源装置１の分解斜視図である。又、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す断面図である。又、図３は、図２の一部拡大図である。これらの図において、略矩形状に形作られたフレーム２内には、反射シート３，導光板４及びプリズムシート５が順次重ねて収容されている。そして、導光板４の一方の側面（入射面）６側に対向するように蛍光ランプ（光源）７が配置されており、この蛍光ランプ７がフレーム２に固定される金属製のリフレクター（反射部材）８内に収容されている。
【００１７】
フレーム２は、白色の合成樹脂を射出成形することにより略矩形状に形成されており、その一方の端部Ｅ１に上記金属製のリフレクター８が固定されており、その他方の端部Ｅ２にリフレクター８と対向するように金属製の支持板１０が固定されている。
【００１８】
ここで、フレーム２は、リフレクター８が固定される第１の辺１１と、この第１の辺１１の一方の端部に略直交する第２の辺１２と、前記第１の辺１１の他方の端部に略直交する第３の辺１３と、これら第２の辺１２及び第３の辺１３に略直交する第４の辺１４とを備え、第２の辺１２と第３の辺１３の内側に反射シート３の下面３ａを支持する舌片１５，１５が形成されている。そして、第１の辺１１の両端部には、リフレクター固定部１６が一対形成されている。又、第４の辺１４の両端部には、支持板固定部１７が一対形成されている。そして、このフレーム２の上部周縁には、液晶表示パネル（画像表示パネル）１８を収容するためのパネル係合部２０が形成されている。尚、フレーム２の下面側には、リフレクター８に係合する第１の係合部２１と支持板１０に係合する第２の係合部２２がそれぞれ形成されている。
【００１９】
リフレクター８は、ステンレスやアルミ合金等の金属板で形成されており、その内面全域に銀の反射層２３が形成されている（図３参照）。このリフレクター８は、フレーム２の第１の辺１１側のリフレクター固定部１６，１６にねじ２４，２４で固定される基部２５と、この基部２５から起立する起立壁部２６と、この起立壁部２６から基部２５と略平行になるように導光板４側へ折り曲げられた鍔部２７と、からなっている。そして、下方の基部２５は、上方の鍔部２７よりも長く形成されており、反射シート３の下面３ａ側に密接し、反射シート３，導光板４及びプリズムシート５の一端側を安定して支持できるようになっている。又、上方の鍔部２７は、液晶表示パネル１８の裏面側を支持するパネル支持面部分２７ａと、このパネル支持面部分２７ａから折り曲げ形成された導光板押さえ部分２７ｂとを備えており、この導光板押さえ部分２７ｂが導光板４の上面（出射面）２８側に位置している。そして、このように構成されたリフレクター８は、蛍光ランプ７の光を銀の反射層２３で反射し、その反射光を導光板４の一方の側面（入射面）６に導くようになっている。
【００２０】
又、このようなリフレクター８は、フレーム２に固定されることにより、基部２５がフレーム２の梁部材として機能すると共に、反射シート３，導光板４及びプリズムシート５を支持する支持板部材として機能して、フレーム２を補強することができる。従って、フレーム２は、リフレクター８で補強される分だけ、薄肉化・小型化することができる。又、リフレクター８は、基部２５と鍔部２７で反射シート３及び導光板４を挟持することができるため、フレーム２側に反射シート３及び導光板４を挟持する部分を形成する必要がなくなる。従って、この点においても、フレーム２の薄肉化・小型化が可能になる。尚、リフレクター８の基部２５と鍔部２７は、反射シート３及び導光板４を微小な隙間をもって挟持するか、又は所定の弾性力で挟持するようになっている。ここで、リフレクター８の基部２５と鍔部２７が所定の弾性力で反射シート３及び導光板４を挟持する場合は、導光板４の入射面側エッジ（光源側端縁）３０がリフレクター８の弾性力と導光板４及びプリズムシート５の重量で反射シート３に押し付けられる。又、リフレクター８の基部２５と鍔部２７が微小な隙間をもって挟持する場合は、導光板４の入射面側エッジ３０が導光板４及びプリズムシート５の重量で反射シート３に押し付けられる。
【００２１】
支持板１０は、リフレクター８と同様にステンレスやアルミ合金等の金属板で断面略Ｌ字形状に形成されており（図１参照）、フレーム２の第４の辺１４側の支持板固定部１７，１７にねじ３１，３１で固定されるようになっている。ここで、支持板１０は、支持板固定部１７に固定されて、反射シート３の下面３ａ側を支持する基部３２と、この基部３２から起立して第４の辺１４の外側に係合する背板部３３とを備えており、フレーム２の第４の辺１４と一体化してフレーム２を補強するようになっているため、前記リフレクター８の機能と相俟ってフレーム２の薄型化・小型化を図ることが可能になる。
【００２２】
反射シート３は、優れた反射性を有する白色ＰＥＴシートで形成されており、フレーム２内に収容できる大きさで、且つ導光板４の入射面６よりも蛍光ランプ７側へ突出する突出部３４が形成されている。そして、この反射シート３の突出部３４の蛍光ランプ７側の面（上面）３ｂ側には、銀の反射層３５が形成されている（図１〜図３及び図６参照）。例えば、本実施の形態は、反射シート３の突出部３４の長さＬが１〜２ｍｍであり、銀の反射層３５の長さがその突出部３４の長さと同様の長さに形成されている。尚、反射シート３の導光板４に対向する面（反射面）３ｂ側全域に銀の反射層３５を形成することも考えられるが、この場合は、出射光の輝度が高まる反面、ギラツキ感が生じて見づらくなるという新たな問題を生じることになる。
【００２３】
導光板４は、アクリル樹脂等の合成樹脂を射出成形することにより、上面（出射面）２８が略矩形状であり、且つ断面形状が略楔形形状に形成されており、蛍光ランプ７から遠ざかるにしたがって板厚が薄くなるように形成されている。尚、導光板４の入射面６を粗面化し、入射面６近傍の出射光量を調整し、出射光の明暗が繰り返し生じる現象（写り込み現象）を抑えるようにしてもよい。又、導光板４の上面２８や下面（一方の面）３７には、光拡散性のインク（例えば、炭酸マグネシウム、酸化チタン等を顔料とするインク）を選択的に付着させたり、梨地面（シボ面）を部分的に形成し、光を拡散させることにより出射光量を調整するようにしてもよい。
【００２４】
プリズムシート５は、ポリカーボネート等の透光性のシート材で形成されており、導光板４に対向する面（下面）に断面略三角形状のプリズム面３８が多数連続して形成されている。尚、このプリズムシート５のプリズム面３８は、導光板４の入射面６と略平行する方向へ延びており、導光板４から出射した光の進行方向を補正し、液晶表示パネル１８を面状に効率的に照射できるように工夫されている。
【００２５】
以上のように構成された本実施の形態の面光源装置１は、蛍光ランプ７から発せられた光が導光板４の入射面６から導光板４の内部に入射して、その入射光が導光板４内を伝播し、その光が出射面２８に対して臨界角以下になると出射面２８から出射する。そして、導光板４から出射した光は、プリズムシート５で進行方向を補正され、液晶表示パネル１８を面状に照明する。
【００２６】
ここで、本実施の形態の面光源装置１は、反射シート３の突出部３４が入射面側エッジ３０よりも蛍光ランプ７側へ突出しており、この反射シート３の突出部３４により導光板４の入射面側エッジ３０が遮蔽され、この入射面側エッジ３０から光Ｈが入射するのが防止される。又、本実施の形態の面光源装置１は、反射シート３の突出部３４にリフレクター８の反射層２３と同様の銀色の反射層３５が形成されているため、反射シート３の突出部３４が白色の従来例よりも反射効率が良くなり、導光板４の入射面６からの入光量が増加する。
【００２７】
このように、本実施の形態の面光源装置１は、反射シート３の突出部３４が導光板４の入射面側エッジ３０よりも蛍光ランプ７側へ突出しており、その反射シート３と導光板４の入射面側エッジ３０が密接し、入射面側エッジ３０から入射する光Ｈを反射シート３で物理的に遮蔽することができるため、導光板４の入射面側エッジ３０から入射する光Ｈに起因する輝線の発生を防止することができる。又、本実施の形態の面光源装置１は、反射シート３の突出部３４にリフレクター８の反射層２３と同様の銀色の反射層３５が形成されており、この突出部３４の反射層３５がリフレクター８の反射層２３と同様の反射率で蛍光ランプ７の光を反射するため、従来例に比較して、導光板４の入射面６に入射する光量が増加して、導光板４の出射面２８から出射する出射光量が増加する。従って、本実施の形態の面光源装置１によれば、輝線の発生がなく、明るく均一な面照明が可能になる。
【００２８】
尚、ここで、本実施の形態の面光源装置１において、フレーム２のパネル係合部２０に液晶表示パネル（画像表示パネル）１８を収容し、この液晶表示パネル１８をフレーム２に組み付けることにより、面光源装置１から出射される面状の照明光で液晶表示パネル１８上の画像を表示する画像表示装置４０が構成される。従って、画像表示装置４０は、液晶表示パネル１８が輝線がない高輝度の出射光で均一に照明されることになり、従来例よりも明るく鮮明な高品位の画像表示が可能になる。
【００２９】
［第２の実施の形態］
図４〜図５は、本発明の第２の実施の形態に係る面光源装置４１に関するものである。このうち、図４は、本発明の実施の形態に係る面光源装置４１の分解斜視図である。又、図５は、図４のＢ−Ｂ線に沿って切断して示す断面図である。尚、本実施の形態において、前記第１の実施の形態の構成と共通する構成については同一符号を付し、重複する説明を省略して詳述する。
【００３０】
これらの図において、略矩形状に形作られたフレーム４２内には、反射シート３，導光板４及びプリズムシート５が順次重ねて収容されている。そして、導光板４の一方の側面（入射面）６側に対向するように蛍光ランプ（光源）７が配置されており、この蛍光ランプ７の両端部がフレーム４２の枠体４３に着脱可能な状態で固定されている。又、蛍光ランプ７の周囲をリフレクター４４で覆ってあり、蛍光ランプ７の光をリフレクター４４で反射し、その反射光をリフレクター４４で導光板４の入射面６に導くようになっている。
【００３１】
フレーム４２は、白色の合成樹脂を射出成形することにより形成されており、略矩形状の合成樹脂製の枠体４３と、反射シート３等を下方から支持する張り出し部４５，４６と、枠体４３の上面側切り欠き部４７にねじ４８，４８で固定される板部材５０と、を備えている。そして、枠体４３及び板部材５０の上面側には、液晶表示パネル（画像表示パネル）１８を係合するためのパネル係合部５１ａ，５１ｂが形成されている。
【００３２】
リフレクター４４は、蛍光ランプ７を取り囲むように、白色ＰＥＴフィルムや金属板で略Ｕ字形状に形成されたものであり、内面に銀の反射層５２が形成されており、フレーム４２内に蛍光ランプ７と共に収容されるようになっている。そして、リフレクター４４の開口部の上端部５３が導光板４の蛍光ランプ７側の上面２８に当接し、リフレクター４４の開口部の下端部５４が反射シート３の蛍光ランプ７側の下面３ａに当接するようになっている。その結果、蛍光ランプ７から発せられた光は、導光板４の入射面６から導光板４の内部に直接入射すると共に、リフレクター４４の反射層５２で反射させられた後に導光板４の入射面６から導光板４の内部に入射する。尚、リフレクター４４の下端部５４は、フレーム４２の張り出し部４６で支持されている。
【００３３】
反射シート３は、優れた反射性を有する白色ＰＥＴシートで形成されており、フレーム２内に収容できる大きさで、且つ導光板４の入射面６よりも蛍光ランプ７側へ突出する突出部３４が形成されている。そして、この反射シート３の突出部３４の蛍光ランプ７側の面（上面）３ｂ側には、銀の反射層３５が形成されている（図４〜図６参照）。例えば、本実施の形態は、前記第１の実施の形態と同様に、反射シート３の突出部３４の長さＬが１〜２ｍｍであり、銀の反射層３５の長さがその突出部３４の長さと同様の長さに形成されている。
【００３４】
以上のように構成された本実施の形態の面光源装置４１は、前記第１の実施の形態と同様に、輝線の発生がなく、明るく均一な面照明が可能になる。
【００３５】
又、本実施の形態の面光源装置４１において、フレーム４２のパネル係合部５１ａ，５１ｂに液晶表示パネル（画像表示パネル）１８を収容し、この液晶表示パネル１８をフレーム４２に組み付けることにより、面光源装置４１から出射される面状の照明光で液晶表示パネル１８上の画像を表示する画像表示装置５５が構成される。従って、画像表示装置５５は、液晶表示パネル１８が輝線がない高輝度の出射光で均一に照明されることになり、従来例よりも明るく鮮明な高品位の画像表示が可能になる。
【００３６】
尚、上記の第２の実施の形態において、板部材５０を枠体４３にねじ４８，４８で固定し、反射シート３を入射面側エッジ３０に押圧することにより、反射シート３が僅かに変形して入射面側エッジ３０を確実に覆い、入射面側エッジ３０からの光Ｈの入射を反射シート３により一層確実に遮蔽することができる。
【００３７】
又、上記の各実施の形態において、断面が略楔形形状の導光板４を例に採って説明したが、これに限られず、導光板４の上面（出射面）２８と下面３７が平行に形成されたものや、その他の適宜形状の導光板４が使用される。
【００３８】
又、本発明は、上記の各実施の形態に限られず、導光板４の複数の側面側に蛍光ランプ７を配置する場合にも適用される。
【００３９】
又、上記各実施の形態は、光源として蛍光ランプ７を例に採って説明したが、これに限られず、多数の発光ダイオードを一列に並べたものを光源として使用するようにしてもよい。
【００４０】
又、上記各実施の形態は、導光板４の上面２８に１枚のプリズムシート５のみを配置する態様を示したが、これに限られず、導光板４の上面２８に拡散シートや、プリズム面が略直交するように組み合わされた２枚のプリズムシートや、保護シート等を適宜配置してもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の面光源装置は、反射シートの突出部を導光板の光源側端縁よりも光源側へ突出させて、導光板の光源側端縁から入射する光を反射シートで物理的に遮蔽できると共に、反射シートの突出部の導光板に対向する面側に反射部材の反射層と同様の銀の反射層を形成することにより、反射部材の光の反射効率を高め、光の利用効率を高めることができるため、輝線の発生がなく、明るい均一面照明が可能になる。
【００４２】
又、本発明の画像表示装置は、上記のような面光源装置を備えているため、画像表示パネルが輝線のない高輝度の出射光で均一に照明されることになり、従来例よりも明るく鮮明な高品位の画像表示が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る面光源装置の分解斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す面光源装置の断面図である。
【図３】図２に示す面光源装置の光源側を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る面光源装置の分解斜視図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿って切断して示す面光源装置の光源側断面図である。
【図６】反射シートの突出部を示す平面図である。
【図７】第１の従来の面光源装置の光源に直交する線に沿って切断して示す断面図である。
【図８】第１の従来例の不具合発生状態を示す図である。図７（ａ）は従来の面光源装置の不具合発生状態を示す正面側断面図（図７の光源側を拡大して示す断面図）であり、図７（ｂ）は、同面光源装置の不具合発生状態を示す平面図である。
【図９】第２の従来例を示す面光源装置の要部断面図である。
【符号の説明】
１，４１……面光源装置、３……反射シート、４……導光板、６……入射面（側面）、７……蛍光ランプ（光源）、８，４４……リフレクター、１８……液晶表示パネル（画像表示パネル）、２５……基部、３０……入射面側エッジ（光源側端縁）、３４……突出部、３５……反射層、３７……下面（一方の面）、４０，５５……画像表示装置

Claims (2)

1. 側面から入射した光を面状に出射する導光板と、
   この導光板の側面に対向するように配置される光源と、
   この光源の光を銀色の内面で反射して前記導光板の側面に導く反射部材と、
   前記導光板の一方の面側に配置され、導光板から出射した光を導光板側に反射する反射シートと、
   上記導光板，光源，反射部材及び反射シートを収容するフレームと、
   を備えた面光源装置において、
   前記反射部材は、金属板で形成され、前記フレームに固定されることにより前記フレームの梁部材として機能すると共に前記反射シート及び導光板を支持する支持板部材として機能する基部を備え、
   前記反射シートは、前記導光板の光源側端縁から光源側へ突出する突出部を備え、この突出部の光源側の面に銀色の反射層が形成されたことを特徴とする面光源装置。
2. 前記請求項１に記載の面光源装置と、この面光源装置から出射された光で面状に照明される画像表示パネルと、を備えたことを特徴とする画像表示装置。

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