JP5144809B2 - 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置 - Google Patents
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Description
ところで、特許文献1に開示された装置において、消費電力のより一層の抑制を実現するためには、配置する光源の数を減少させることが望ましい。しかしながら、このような構成にすると、特許文献1に採用されたような調光用ドットパターンでは、局所的な暗所が形成される場合がある。すなわち、局所的な暗所の形成を抑制するためには、拡散板の反射率の設定や調光用ドットパターンの配置態様を光源の配置に即してより正確に行う必要がある。
上記課題を解決するために、本発明の照明装置は、光源と、前記光源を収容し、前記光源の光を出射するための開口部を有するシャーシと、前記光源と対向し、前記開口部を覆う形で配される光学部材と、を備え、前記シャーシには、前記光源が配置されている光源配置領域と、前記光源が配置されていない光源非配置領域とが形成され、前記光学部材は、前記光源配置領域と重畳する光源重畳部と、前記光源非配置領域と重畳する光源非重畳部と、を有し、少なくとも前記光源重畳部には前記光源からの光を反射する光反射部が形成されており、前記光学部材の面内の光反射率分布において、最も大きい面内光反射率を最大光反射率Rmax、最も小さい面内光反射率を最小光反射率Rminとしたときに、最大光反射率Rmaxは前記光源重畳部において40%以上とされるとともに、光反射率が(Rmax+Rmin)/2となる全半値幅Hは当該光学部材のうち前記光源からの光を透過する透過領域の幅の25%〜80%とされることを特徴とする。
このような構成によれば、光源重畳部において光源からの光が反射され易くなることに伴い、シャーシ内で再び反射されて光源非重畳部に到達する光量が大きくなり得るため、光源非重畳部がより一層暗所となり難く、ほぼ均一な照明輝度分布を実現することが可能となる。
光学部材の中央部には、光源からの光が集光し易いため、当該部位で最大光反射率Rmaxを示す構成とすることにより、光源からの光を良好に反射し、ほぼ均一な照明輝度分布を実現することが可能となる。
このように、光反射部をドットパターンにより構成することにより、そのパターンの態様(数(密度)、面積等)により反射の程度を制御することができ、容易に均一な照明輝度を得ることが可能となる。
このように、光反射部を白色とすることにより、当該光反射部に容易に光反射性を付与することが可能となる。
このような構成によれば、光反射部において、比較的長波長側の色相の光を吸収することが可能となる。これにより、光反射部に到達する光が黄色味を帯びている場合、その黄色味の色相の光を吸収することができ、均一な白色光を得ることが可能となる。
このような構成によれば、光反射部に光反射機能と黄色味を白色に変化させる色味調整機能とを同時に付与することが可能となる。
あるいは、前記光反射部は、光反射率の大きい部位から小さい部位へ向けて、その光反射率が段階的に逐次小さくなるものとすることができる。
このように、光学部材の光反射率をグラデーションをなすように、より具体的には連続的に漸次、あるいは段階的に逐次小さくすることにより、照明光の輝度分布をなだらかにすることができ、ひいては当該照明装置全体としてムラの少ない均一性に優れた照明輝度分布を実現することが可能となる。
このように、光源配置領域の面積が光源非配置領域の面積よりも小さいものとした場合にも、本発明の構成によれば、光源の光をシャーシ内で光源非配置領域へ導くことができる。したがって、照明輝度の均一性を保持しつつ、低コスト化及び省電力化においてより大きな効果が期待できる。
このように、シャーシの中央部に光源配置領域を設けることにより、当該照明装置の中央部に十分な輝度を確保することができ、当該照明装置を備える表示装置においても表示中央部の輝度が確保されることとなるため、良好な視認性を得ることが可能となる。
この場合、光学部材の光反射率分布によって、当該光学部材における領域ごとに光透過率をコントロールすることに加えて、光拡散部材によって光の拡散が可能となるため、当該照明装置における面内輝度を一層均一化することが可能となる。
あるいは、前記光学部材は、前記光源からの光を拡散する光拡散部材に熱圧着されているものとすることができる。
この場合、光学部材の光反射率分布によって、当該光学部材における領域ごとに光透過率をコントロールするとともに、光拡散部材によって光の拡散が可能となるため、当該照明装置における面内輝度を一層均一化することが可能となる。
このようにすれば、高輝度化などを図ることができる。
このようにすれば、長寿命化などを図ることができ、また調光を容易に行うことが可能となる。
このようにすれば、長寿命化並びに低消費電力化などを図ることができる。
このような表示装置によると、照明装置において省電力化しつつ局所的な暗部のないなだらかな照明輝度分布を得ることが可能となるため、当該表示装置においても省電力化しつつ表示ムラが抑制された良好な表示を実現することが可能となる。
このようなテレビ受信装置によると、表示ムラのない視認性に優れた装置を提供することが可能となる。
本発明の照明装置によると、省電力化しつつ、局所的な暗部のないなだらかな照明輝度分布を得ることが可能となる。また、本発明の表示装置によると、そのような照明装置を備えてなるため、省電力化しつつ、表示ムラのない良好な表示を実現することが可能となる。また、本発明のテレビ受信装置によると、そのような表示装置を備えてなるため、表示ムラのない視認性に優れた装置を提供することが可能となる。
本発明の実施形態1を図1ないし図12によって説明する。
まず、液晶表示装置10を備えたテレビ受信装置TVの構成について説明する。
本実施形態に係るテレビ受信装置TVは、図1に示すように、液晶表示装置10と、当該液晶表示装置10を挟むようにして収容する表裏両キャビネットCa,Cbと、電源Pと、チューナーTと、スタンドSとを備えて構成される。液晶表示装置(表示装置)10は、全体として横長の方形を成し、縦置き状態で収容されている。この液晶表示装置10は、図2に示すように、表示パネルである液晶パネル11と、外部光源であるバックライト装置(照明装置)12とを備え、これらが枠状のベゼル13などにより一体的に保持されるようになっている。
液晶パネル(表示パネル)11は、一対のガラス基板が所定のギャップを隔てた状態で貼り合わせられるとともに、両ガラス基板間に液晶が封入された構成とされる。一方のガラス基板には、互いに直交するソース配線とゲート配線とに接続されたスイッチング素子(例えばTFT)と、そのスイッチング素子に接続された画素電極、さらには配向膜等が設けられ、他方のガラス基板には、R(赤色),G(緑色),B(青色)等の各着色部が所定配列で配置されたカラーフィルタや対向電極、さらには配向膜等が設けられている。なお、両基板の外側には偏光板11a,11bが配されている(図3及び図4参照)。
図9は拡散板に形成された光反射部の配置態様を示す模式図、図10は図9の拡散板の熱陰極管と対向する面における光反射率の分布態様を説明する平面図、図11は図9の拡散板の短辺方向における光反射率の変化を示すグラフである。なお、図9ないし図11においては、拡散板の長辺方向をX軸方向とし、これらの短辺方向をY軸方向としている。また、図11において、横軸はY軸方向(短辺方向)を示しており、Y軸方向のY1側の端部(Y1端)から中央、及び中央からY2側の端部(Y2端)までの光反射率をプロットしたグラフとなっている。
なお、表1中、全半値幅Hの透過領域TAに対する占有割合とは、拡散板15aの短辺方向の光反射率分布において光反射率が(Rmax+Rmin)/2となる位置での全半値幅Hの長さが、拡散板15aの透過領域TAの短辺方向(拡散板15aの光反射率が変化する方向に沿った方向)の幅に対して占める割合を示している。
また、照明品位については、図12に示す当該バックライト装置12の照明輝度分布において、所定以上の輝度を有し、かつ輝度分布が非常になだらかであるものを◎、所定以上の輝度を有し、かつ輝度分布がほぼなだらかであるものを○、所定以上の輝度を有さない、あるいは輝度分布がなだらかでないものを×と評価している。
拡散板15aの中央部には、熱陰極管17からの光が集光し易いため、当該部位で最大光反射率Rmaxを示す構成とすることにより、熱陰極管17からの光を良好に反射し、ほぼ均一な照明輝度分布を実現することが可能となる。
このような構成によれば、熱陰極管17から出射された光は、まず拡散板15aのうち光源重畳部DAに概ね到達する。この光源重畳部DAには光反射部50が形成されているため、到達した光の多くが反射される(つまり透過されない)こととなり、熱陰極管17からの出射光量に対して照明光の輝度が抑制される。一方、ここで反射された光は、シャーシ14内で再び反射させ、光源非重畳部DNに到達させることが可能となり得、当該光源非重畳部DNにおいて所定の照明光の輝度を得ることができる。こうして、多数の熱陰極管17を並べることなく当該バックライト装置12を省電力化できるとともに、全体としてほぼ均一な輝度分布を得ることが可能となる。
このように、拡散板15aの光反射部50の光反射率をグラデーションをなすように、より具体的には連続的に漸次小さくすることにより、照明光の輝度分布をなだらかにすることができ、ひいては当該バックライト装置12全体としてムラの少ない均一性に優れた照明輝度分布を実現することが可能となる。
このような構成によれば、シャーシ14全体に万遍なく熱陰極管17を配置する場合に比して、熱陰極管17の数を減少させることができ、当該バックライト装置12の低コスト化及び省電力化を実現することが可能となる。
このように、光源配置領域LAの面積が光源非配置領域LNの面積よりも小さいものとした場合にも、本実施形態の構成によれば、熱陰極管17からの光を光反射部50により反射することにより、シャーシ14内で光源非配置領域LNへ導くことができる。したがって、照明輝度の均一性を保持しつつ、低コスト化及び省電力化においてはより大きな効果が期待できる。
この場合、バックライト装置12の中央部に十分な輝度を確保することができ、当該バックライト装置12を備える液晶表示装置10においても表示中央部の輝度が確保されることとなるため、良好な視認性を得ることが可能となる。
この場合、光反射部50の光反射率分布によって、拡散板15aにおける光源重畳部DAと光源非重畳部DNとの光透過率をコントロールすることに加えて、光拡散部材によって光の拡散が可能となるため、当該バックライト装置12における面内輝度を一層均一化することが可能となる。
例えば拡散板15aの光反射率の分布態様の一変形例として、図13及び図14に示すものを採用することができる。図13は拡散板の熱陰極管と対向する面における光反射率の分布態様の一変形例について示す平面図、図14は図13の拡散板の短辺方向における光反射率の変化を示すグラフである。なお、本例において、上記実施形態1と同一の構成要素・構成部材については同一の符号を付して説明を省略している。
このような構成によれば、光源非重畳部DN(光源非配置領域LN)における照明光の輝度分布をなだらかにすることができ、ひいては当該バックライト装置12全体としてなだらかな照明輝度分布を実現することが可能となる。さらに、このように光反射率が異なる複数の領域52,53,54,55を形成する手段によれば、当該拡散板150aの製造方法が簡便なものとなり、コスト削減に寄与することが可能となる。
光反射部50に対して色味調整機能を付与した例を図15ないし図18を用いて説明する。
図15は拡散板の熱陰極管と対向する面に形成された光反射部の配置態様について示す平面図、図16は各色味のスペクトル図、図17は拡散板の熱陰極管と対向する面における色味の強さの分布態様を説明する平面図、図18は図17の拡散板の短辺方向における色味の強さの変化を示すグラフである。なお、図17及び図18においては、拡散板の長辺方向をX軸方向とし、これらの短辺方向をY軸方向としている。また、図18において、横軸はY軸方向(短辺方向)を示しており、Y軸方向のY1側の端部(Y1端)から中央、及び中央からY2側の端部(Y2端)までの光反射率をプロットしたグラフとなっている。
Sr=x(λ)/(2*(y(λ)+z(λ)))・・・式(1)、
Sg=y(λ)/(2*(x(λ)+z(λ)))・・・式(2)、
Sb=z(λ)/(2*(x(λ)+y(λ)))・・・式(3)。
上記実施形態1では、拡散板15aに光反射部50を形成する構成を例示したが、例えば図19に示すような光学部材の構成を採用することができる。すなわち、図19に示すように、透明な(透光性の高い)光反射シート152のうち熱陰極管17と対向する面には、熱陰極管17からの光を反射する光反射部50が形成されている。この光反射シート152は、熱陰極管17からの光を拡散する拡散板153aのうち熱陰極管17側の面に接着剤等で貼り付けられている。なお、光反射シート152を拡散板153aに熱圧着した構成としてもよい。このような構成によっても、光反射性と光拡散性とを併有する光学部材を得ることができ、バックライト装置12における面内輝度を均一化することが可能となる。
次に、本発明の実施形態2を図20ないし図23によって説明する。この実施形態2では、実施形態1から光源の配置態様を変更したものを示し、その他は前記実施形態1と同様である。前記実施形態1と同一部分には、同一符号を付して重複する説明を省略する。
図20はバックライト装置に備わるシャーシの概略構成を示す平面図、図21は拡散板のうち冷陰極管と対向する面の中央部に形成された光反射部の配置態様を示す模式図、図22は拡散板のうち冷陰極管と対向する面の端部に形成された光反射部の配置態様を示す模式図、図23は拡散板の短辺方向における光反射率を示すグラフである。なお、図23において、横軸はY軸方向(短辺方向)を示しており、Y軸方向のY1側の端部(Y1端)から中央、及び中央からY2側の端部(Y2端)までの光反射率をプロットしたグラフとなっている。
次に、本発明の実施形態3を図24ないし図27によって説明する。この実施形態3では、実施形態1からさらに光源の配置態様を変更したものを示し、その他は前記実施形態1と同様である。前記実施形態1と同一部分には、同一符号を付して重複する説明を省略する。
図24は液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図、図25はLED光源の配置態様を示すシャーシの概略平面図、図26は拡散板のうちLED光源と対向する面に形成された光反射部の配置態様を示す模式図、図27は拡散板の短辺方向における光反射率を示すグラフである。なお、図27において、横軸はY軸方向(短辺方向)を示しており、Y軸方向のY1側の端部(Y1端)から中央、及び中央からY2側の端部(Y2端)までの光反射率をプロットしたグラフとなっている。
実施形態3におけるLED基板81上のLED光源80の配置態様として、図28又は図29に示すような態様を採用することもできる。すなわち、実施形態3では六方最密配置となるように、言い換えれば隣接するLED光源80間の距離が全て等しくなるように当該LED光源80を配置したが、図28に示すように各LED光源80を縦横方向に整列して格子状に配列することもできる。あるいは、図29に示すように、各LED光源80を縦横方向に整列させるものの、隣り合う列同士でLED光源80の位置を互い違いにずらした配列とすることもできる。
以上、本発明の実施形態について示したが、本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
Claims (6)
- 光源と、
前記光源を収容し、前記光源の光を出射するための開口部を有するシャーシと、
前記光源と対向し、前記開口部を覆う形で配される光学部材と、を備え、
前記光源は、前記シャーシの中央部に配される1本の熱陰極管からなり、
前記光学部材は、前記光源と対向する板面を有する拡散板からなり、
前記シャーシには、前記光源が配置されている光源配置領域と、前記光源が配置されていない光源非配置領域とが形成され、
前記光学部材は、前記光源配置領域と重畳する光源重畳部と、前記光源非配置領域と重畳する光源非重畳部と、を有し、少なくとも前記光源重畳部には前記光源からの光を反射する光反射部が形成されており、
前記光学部材の面内の光反射率分布において、最も大きい面内光反射率を最大光反射率Rmax、最も小さい面内光反射率を最小光反射率Rminとしたときに、最大光反射率Rmaxは前記光源重畳部において40%以上とされるとともに、光反射率が(Rmax+Rmin)/2となる全半値幅Hは当該光学部材のうち前記光源からの光を透過する透過領域の幅の25%〜80%とされ、
前記シャーシは、前記光学部材と対向する部分が少なくとも、帯状の第1端部と、前記第1端部とは反対側の端部に位置する帯状の第2端部と、前記第1端部と前記第2端部とに挟まれる帯状の中央部とに区分され、前記中央部は前記光源が配置される前記光源配置領域とされる一方、前記第1端部及び前記第2端部は前記光源が配置されていない前記光源非配置領域とされ、
前記光源配置領域は、その面積が前記シャーシにおける前記光学部材と対向する部分の面積に占める割合が4%〜60%とされ、
前記全半値幅Hは、前記光源配置領域よりも広範囲にわたるものとされることを特徴とする照明装置。 - 前記光学部材は、自身の光反射率が30%とされるのに対し、前記光反射部は、前記光学部材の最大光反射率Rmaxが前記光源重畳部において65%以上となり、前記光源非重畳部においては前記光学部材の光反射率が前記光源重畳部に近い側から遠い側に向けて小さくなって前記光学部材の最小光反射率Rminが30%となるよう形成されていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
- 前記光反射部は、白色を呈する材料と、シアンないしブルーを呈する材料との混合により構成されており、
前記光反射部は、前記光源重畳部においてシアンの色味が最も強くなっており、前記光源非重畳部においては前記光源重畳部に近い側から遠い側に向けてシアンの色味が連続的に小さくなっていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の照明装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の照明装置と、
前記照明装置からの光を利用して表示を行う表示パネルと、を備えることを特徴とする表示装置。 - 前記表示パネルが液晶を用いた液晶パネルであることを特徴とする請求項4に記載の表示装置。
- 請求項4又は請求項5に記載された表示装置を備えることを特徴とするテレビ受信装置。
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