JP5179651B2 - 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置 - Google Patents
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Description
本発明は、照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置に関する。
近年、テレビ受信装置をはじめとする画像表示装置の表示素子は、従来のブラウン管から液晶パネルやプラズマディスプレイパネルなどの薄型表示素子を適用した薄型表示装置に移行しつつあり、画像表示装置の薄型化を可能としている。液晶表示装置は、これに用いる液晶パネルが自発光しないため、別途に照明装置としてバックライト装置を必要としており、バックライト装置はその機構によって直下型とサイドライト型とに大別されている。なお、サイドライト型のバックライト装置の一例として下記特許文献1に記載されたものがあり、直下型のバックライト装置の一例として下記特許文献2に記載されたものがある。
(発明が解決しようとする課題)
サイドライト型のバックライト装置では、光源から発せられた光が導光板内に入射してから、導光板の光出射面を出射するまでの間の光路長を十分に確保することができるので、輝度ムラが生じ難いという利点がある。しかし、導光板内に入射した光が直接光出射面から出射せず、導光板における光出射面とは反対側の面に設置した反射シートによって立ち上げられてから出射するため、光の利用効率が芳しくなく、全体の輝度が低くなりがちとなる、という問題があった。
サイドライト型のバックライト装置では、光源から発せられた光が導光板内に入射してから、導光板の光出射面を出射するまでの間の光路長を十分に確保することができるので、輝度ムラが生じ難いという利点がある。しかし、導光板内に入射した光が直接光出射面から出射せず、導光板における光出射面とは反対側の面に設置した反射シートによって立ち上げられてから出射するため、光の利用効率が芳しくなく、全体の輝度が低くなりがちとなる、という問題があった。
一方、直下型のバックライト装置は、導光板の直下に光源が配され、光源からの光が直接的に光出射面から出射するので、高い輝度が得られるという利点がある。しかし、光出射面における面内の輝度分布は、光源の近傍領域が局所的に高くなりがちで、輝度ムラが生じ易いという問題があった。上記した特許文献2では、そのような輝度ムラを緩和すべく、導光板における光源側とは反対側の面のうち、光源に対して平面視重畳する領域に、光を光源側へ反射させる反射面を形成するようにしている。しかしながら、例えば液晶表示装置の薄型化を図るべく導光板を薄型にしたり、或いはさらなる輝度の向上を図るべく高出力の光源を使用した場合には、上記した手法では十分な輝度ムラ防止効果が得られなくなるおそれがあった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、高い輝度を得つつも輝度ムラを好適に抑制することを目的とする。
(課題を解決するための手段)
本発明の照明装置は、光源と、前記光源に対向し光が入射される光入射面、及び前記光入射面に沿って並行するとともに光を出射させる光出射面を有する導光体と、前記光入射面に配され、光を散乱させる光散乱構造と、前記光出射面に配され、光を反射させる光反射部とを備える。
本発明の照明装置は、光源と、前記光源に対向し光が入射される光入射面、及び前記光入射面に沿って並行するとともに光を出射させる光出射面を有する導光体と、前記光入射面に配され、光を散乱させる光散乱構造と、前記光出射面に配され、光を反射させる光反射部とを備える。
このように、光入射面と光出射面とが互いに並行する導光体を用いているので、光源から発せられた光の利用効率が高く、もって光出射面から出射する光の輝度を高くすることができる。上記した構成では、高い輝度が得られる反面、光出射面のうち光源の近傍領域における輝度分布が局所的に高くなりがちで輝度ムラが生じ易くなる傾向にある。そこで、本発明では、光入射面に光散乱構造を配するとともに、光出射面に光反射部を配するようにしており、その作用及び効果は次の通りである。
すなわち、光源から発せられた光は、光入射面に入射する際に光散乱構造により散乱される。これにより、光出射面のうち光源の近傍領域における輝度を低減できる。そして、導光体内に入射した光が光出射面に達すると、光反射部によりその光反射率に応じた割合で反射される。つまり、光反射部における光反射率を適宜に調整することにより、上記した光散乱構造とも相まって光出射面における輝度分布の均一化を図ることが可能とされる。
本発明の実施態様として、次の構成が好ましい。
(1)前記光散乱構造は、前記光入射面の面内における光の散乱度合いが前記光源の中心から遠ざかる方向へ向けて小さくなるよう形成されている。光源からの出射光量は、光源の中心から遠ざかる方向へ向けて少なくなる傾向とされるのに対し、光散乱構造による光の散乱度合いが、光源からの出射光量の分布に対して比例する設定とされているから、輝度ムラを一層好適に抑制することができる。
(1)前記光散乱構造は、前記光入射面の面内における光の散乱度合いが前記光源の中心から遠ざかる方向へ向けて小さくなるよう形成されている。光源からの出射光量は、光源の中心から遠ざかる方向へ向けて少なくなる傾向とされるのに対し、光散乱構造による光の散乱度合いが、光源からの出射光量の分布に対して比例する設定とされているから、輝度ムラを一層好適に抑制することができる。
(2)前記光源は、前記光出射面の面内において点状をなす点状光源とされており、前記光散乱構造は、前記点状光源の中心を取り囲むよう環状をなす複数の環状凹部または環状凸部からなる。このようにすれば、環状をなす複数の環状凹部または環状凸部により点状光源からの出射光を良好に散乱させることができる。
(3)前記環状凹部または前記環状凸部は、前記点状光源の中心に対して同心円状に配されている。このようにすれば、環状凹部または環状凸部の態様(配列ピッチなど)により光の散乱度合いを容易に制御することが可能となる。
(4)前記光散乱構造は、前記光入射面の面内において点状をなす多数の点状凹部または点状凸部からなる。このようにすれば、点状凹部または点状凸部の態様(面積、分布密度など)により光の散乱度合いを容易に制御することが可能となる。
(5)前記点状凹部または前記点状凸部は、その面積が前記光源の中心から遠ざかる方向へ向けて大きくなるよう形成されている。このようにすれば、光源からの出射光量の分布に対して点状凹部または点状凸部の面積が反比例するよう、面積を変化させることで、輝度ムラを一層好適に抑制することができる。
(6)前記点状凹部または前記点状凸部は、その分布密度が前記光源の中心から遠ざかる方向へ向けて低くなるよう形成されている。このようにすれば、光源からの出射光量の分布に対して点状凹部または点状凸部の分布密度が比例するよう、分布密度を変化させることで、輝度ムラを一層好適に抑制することができる。
(7)前記光源は、前記光出射面の面内において点状をなす点状光源とされており、前記点状凹部または前記点状凸部は、前記点状光源の中心から放射状に並列配置されている。このようにすれば、放射状に並列配置した点状凹部または点状凸部により点状光源からの出射光を良好に散乱させることができる。
(8)前記光反射部は、前記光出射面に対して一体的に形成されている。このようにすれば、仮に光反射部を光出射面とは別体とした場合には、光出射面と光反射部との間に隙間が空く事態が生じるおそれがあるが、上記した構成によれば、そのような事態を回避することができ、もって所望の光反射機能を確実に発揮させることができる。
(9)前記光反射部は、前記光出射面に対して印刷されることで形成されている。このようにすれば、仮に光出射面の形状によって光反射機能を持たせた場合には、光出射面の形状を形成する際に高い精度が要求されるため、良品率が低下するなどの問題が生じるおそれがあるが、上記した構成によれば、そのような問題を回避することができ、もって良品率の向上させて低コスト化などを図ることが可能となる。
(10)前記光反射部は、前記光出射面の面内において光反射率が領域毎に異なるように構成されている。このようにすれば、光出射面に達した光は、光反射部により光出射面の領域毎に反射効率並びに出射効率が制御されるので、輝度ムラを好適に抑制することができる。
(11)前記光反射部は、前記光出射面のうち少なくとも前記光源と重畳する光源重畳領域に配されている。このようにすれば、導光体を通して光源の存在を視認し難くなり、輝度ムラを一層好適に抑制することができる。
(12)前記光反射部は、前記光出射面のうち前記光源と重畳しない光源非重畳領域にも配され、前記光源重畳領域における光反射率が前記光源非重畳領域における光反射率よりも大きくなるものとされている。このようにすれば、導光体内の光量が相対的に多い光源重畳領域については光反射部の光反射率が相対的に大きいので、光が相対的に反射され易く、その反射光を上記光量が相対的に少ない光源非重畳領域に向かわせることができる。一方、光源非重畳領域では光反射部の光反射率が相対的に小さいので、光が相対的に透過し易い。これにより、光出射面における光の出射効率の均一化が図られる。
(13)前記光反射部は、前記光出射面の面内における光反射率が前記光源から遠ざかる方向へ向けて小さくなるよう形成されている。このようにすれば、導光体内の光量の分布に対して光出射面の面内における光反射部による光反射率が比例するよう、光反射率を変化させることで、輝度ムラを好適に抑制することができる。
(14)前記光反射部は、前記光出射面の面内において点状をなし、光反射性を備える多数のドットからなる。このようにすれば、ドットの態様(面積、分布密度など)により光反射率を容易に制御することが可能となる。
(15)前記ドットは、その面積が前記光源の中心から遠ざかる方向へ向けて小さくなるよう形成されている。このようにすれば、導光体内の光量の分布に対してドットの面積が比例するよう、面積を変化させることで、輝度ムラを一層好適に抑制することができる。
(16)前記ドットは、その分布密度が前記光源の中心から遠ざかる方向へ向けて小さくなるよう形成されている。このようにすれば、導光体内の光量の分布に対してドットの分布密度が比例するよう、分布密度を変化させることで、輝度ムラを一層好適に抑制することができる。
(17)前記光源は、前記光出射面の面内において点状をなす点状光源とされており、前記ドットは、前記点状光源の中心から放射状に並列配置されている。このようにすれば、放射状に並列配置したドットにより、光出射面における光の出射効率の均一化を図ることができる。
(18)前記光反射部は、表面が白色または銀色を呈する。このようにすれば、表面における光反射率を高くすることができ、反射光量の制御機能を一層高めることができる。
(19)前記導光体のうち前記光出射面とは反対側の面には、光を前記光出射面側へ反射させる反射シートが延在して配されている。このようにすれば、光を効率的に光出射面へ導くことができ、輝度の向上などに好適となる。
(20)前記導光体における前記反射シートの設置面には、光を散乱させる第2の光散乱構造が設けられている。このようにすれば、第2の光散乱構造にて散乱させた光が反射シートによって光出射面側へ反射される。光出射面からの光の出射光量は、第2の光散乱構造による散乱度合いに比例する傾向とされる。従って、第2の光散乱構造における光の散乱度合いにより光出射面からの光の出射効率を制御することが可能とされ、もって輝度ムラの抑制に好適となる。
(21)前記第2の光散乱構造は、前記反射シートの設置面の面内における光の散乱度合いが前記光源から遠ざかる方向へ向けて大きくなるよう形成されている。このようにすれば、導光体内の光量は、光源から遠ざかる方向へ向けて少なくなる傾向とされる。これに対し、反射シートの面内における第2の光散乱構造による光の散乱度合いは、上記した導光体内の光量の分布に対して反比例するよう変化するので、光出射面における光の出射効率の一層の均一化を図ることができ、もって輝度ムラをさらに好適に抑制することができる。
(22)前記光源は、前記光出射面の面内において点状をなす点状光源とされており、前記第2の光散乱構造は、前記点状光源を取り囲むよう環状をなす複数の環状凹部または環状凸部からなる。このようにすれば、環状をなす複数の環状凹部または環状凸部により導光体内の光を良好に散乱させることができる。
(23)前記環状凹部または前記環状凸部は、前記点状光源の中心に対して同心円状に配されている。このようにすれば、環状凹部または環状凸部の態様(配列ピッチなど)により光の散乱度合いを容易に制御することが可能となる。
(24)前記第2の光散乱構造は、前記反射シートの設置面の面内において点状をなす多数の点状凹部または点状凸部からなる。このようにすれば、点状凹部または点状凸部の態様(面積、分布密度など)により光の散乱度合いを容易に制御することが可能となる。
(25)前記点状凹部または前記点状凸部は、その面積が前記光源から遠ざかる方向へ向けて小さくなるよう形成されている。このようにすれば、導光体内の光量の分布に対して点状凹部または点状凸部の面積が比例するよう、面積を変化させることで、輝度ムラを一層好適に抑制することができる。
(26)前記点状凹部または前記点状凸部は、その分布密度が前記光源から遠ざかる方向へ向けて高くなるよう形成されている。このようにすれば、導光体内の光量の分布に対して点状凹部または点状凸部の分布密度が反比例するよう、分布密度を変化させることで、輝度ムラを一層好適に抑制することができる。
(27)前記光源は、前記光出射面の面内において点状をなす点状光源とされており、前記点状凹部または前記点状凸部は、前記点状光源を中心にして放射状に並列配置されている。このようにすれば、放射状に並列配置した点状凹部または点状凸部により導光体内の光を良好に散乱させることができる。
(28)前記導光体における前記光出射面とは反対側の面には、前記光源を収容する光源収容凹部が形成され、前記光源収容凹部の内面に前記光入射面が形成されている。このようにすれば、導光体における光源収容凹部内に光源が収容されるので、全体を薄型化することができる。
(29)前記導光体及び前記光源は、前記光出射面に沿う少なくとも一方向について複数ずつ並列して配されている。このようにすれば、大型化に好適となる。
(30)前記導光体及び前記光源は、前記光出射面に沿って二次元的に並列して配されている。このようにすれば、さらなる大型化に好適となる。
(31)隣り合う前記導光体間には、前記導光体よりも屈折率が低い低屈折率層が介在している。このようにすれば、導光体における低屈折率層との境界面において導光体内の光を全反射させることができる。従って、隣り合う導光体間で互いの内部の光が混じり合うことを防ぐことができ、もって各導光体の光出射面からの出光の是非について個別に独立して制御することができる。
(32)前記低屈折率層は、空気層とされる。このようにすれば、低屈折率層を形成するための格別な部材が不要となるので、低コストで対応することができる。
(33)前記光源は、1つの前記導光体に対して複数配されている。このようにすれば、輝度の向上を図ることができる。
(34)前記光源は、LEDとされる。このようにすれば、高輝度化などを図ることができる。
次に、上記課題を解決するために、本発明の表示装置は、上記記載の照明装置と、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。
このような表示装置によると、表示パネルに対して光を供給する照明装置が、高い輝度を得つつも輝度ムラを好適に抑制することができるものであるから、表示品質の優れた表示を実現することが可能となる。
前記表示パネルとしては液晶パネルを例示することができる。このような表示装置は液晶表示装置として、種々の用途、例えばテレビやパソコンのディスプレイ等に適用でき、特に大型画面用として好適である。
(発明の効果)
本発明によれば、高い輝度を得つつも輝度ムラを好適に抑制することができる。
本発明によれば、高い輝度を得つつも輝度ムラを好適に抑制することができる。
<実施形態1>
本発明の実施形態1を図1から図10によって説明する。本実施形態では、液晶表示装置10について例示する。なお、各図面の一部にはX軸、Y軸及びZ軸を示しており、各軸方向が各図面で示した方向となるように描かれている。また、図2及び図3に示す上側を表側とし、同図下側を裏側とする。
本発明の実施形態1を図1から図10によって説明する。本実施形態では、液晶表示装置10について例示する。なお、各図面の一部にはX軸、Y軸及びZ軸を示しており、各軸方向が各図面で示した方向となるように描かれている。また、図2及び図3に示す上側を表側とし、同図下側を裏側とする。
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(表示装置)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とを備えており、その表示面11aが鉛直方向(Y軸方向)に沿うようスタンドSによって支持されている。液晶表示装置10は、全体として横長の方形を成し、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12(照明装置)とを備え、これらが枠状をなすベゼル13などにより一体的に保持されるようになっている。
なお、「表示面11aが鉛直方向に沿う」とは、表示面11aが鉛直方向に平行となる態様に限定されず、水平方向に沿う方向よりも相対的に鉛直方向に沿う方向に設置されたものを意味し、例えば鉛直方向に対して0°〜45°、好ましくは0°〜30°傾いたものを含むことを意味するものである。
次に、液晶表示装置10を構成する液晶パネル11及びバックライト装置12について順次に説明する。このうち、液晶パネル(表示パネル)11は、平面視矩形状をなしており、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が配されている。
続いて、バックライト装置12について詳しく説明する。バックライト装置12は、大まかには、図3に示すように、表側(液晶パネル11側、光出射側)に開口した略箱型をなすシャーシ14と、シャーシ14の開口部を覆うようにして配される光学部材15と、シャーシ14内に配される光源であるLED16(Light Emitting Diode:発光ダイオード)と、LED16が実装されたLED基板17と、LED16から発せられる光を光学部材15へと導く導光板18とを備える。また、このバックライト装置12は、光学部材15を構成する拡散板15a,15bを裏側から受ける受け部材19と、拡散板15a,15bを表側から押さえる押さえ部材20と、LED16の発光に伴って生じる熱の放熱を促すための放熱部材21とを備える。
続いて、バックライト装置12を構成する各部材について詳しく説明する。シャーシ14は、金属製とされ、液晶パネル11と同様に矩形状をなす底板14aと、底板14aの各辺の外端から立ち上がる側板14bと、各側板14bの立ち上がり端から外向きに張り出す受け板14cとからなり、全体としては表側に向けて開口した浅い略箱型(略浅皿状)をなしている。シャーシ14は、その長辺方向が水平方向(X軸方向)と一致し、短辺方向が鉛直方向(Y軸方向)と一致している。シャーシ14における各受け板14cには、表側から受け部材19や押さえ部材20が載置可能とされる。各受け板14cには、ベゼル13や受け部材19や押さえ部材20がねじ止め可能とされる。なお、底板14aには、LED基板17や導光板18を取り付けるための取付構造(図示せず)が設けられている。この取付構造は、例えばLED基板17や導光板18をねじ部材によって取り付ける場合には、ねじ部材を締め付けるねじ孔またはねじ部材を挿通するねじ挿通孔とされる。
光学部材15は、液晶パネル11と導光板18との間に介在しており、導光板18側に配される拡散板15a,15bと、液晶パネル11側に配される光学シート15cとから構成される。拡散板15a,15bは、所定の厚みを持つ透明な樹脂製の基材内に拡散粒子を多数分散して設けた構成とされ、透過する光を拡散させる機能を有する。拡散板15a,15bは、同等の厚さのものが2枚、積層して配されている。光学シート15cは、拡散板15a,15bと比べると板厚が薄いシート状をなしており、3枚が積層して配されている。具体的には、光学シート15cは、拡散板15a,15b側(裏側)から順に、拡散シート、レンズシート、反射型偏光シートとなっている。なお、光学部材15をなす拡散板15a,15b及び光学シート15cにおける各々の厚みは、例えば100μm〜3mmの範囲で適宜設定することが可能とされる。
受け部材19及び押さえ部材20は、共に液晶パネル11や光学部材15の外周縁に沿う枠状をなしている。このうち、受け部材19は、シャーシ14における受け板14c上に直接載置されるとともに、光学部材15のうち裏側の拡散板15bの外周縁を裏側から受けることが可能とされる。一方、押さえ部材20は、受け部材19上に載置されるとともに光学部材15のうち表側の拡散板15aを表側から押さえることが可能とされる。従って、受け部材19と押さえ部材20との間で2枚の拡散板15a,15bを挟持可能とされる。また、押さえ部材20は、液晶パネル11の外周縁を裏側から受けることが可能とされ、液晶パネル11の外周縁を表側から押さえるベゼル13との間で液晶パネル11を挟持可能とされる。なお、ベゼル13は、受け部材19や押さえ部材20と同様に液晶パネル11の表示領域を取り囲むよう枠状に形成される。
放熱部材21は、熱伝導性に優れた合成樹脂材料または金属材料からなるとともにシート状をなしており、シャーシ14の底板14aにおける内面に沿って延在している。放熱部材21は、シャーシ14の底板14aとLED基板17との間に介在して配されている。
LED基板17は、表面が光の反射性に優れた白色を呈する合成樹脂製とされており、シャーシ14の底板14aに沿って延在するとともに放熱部材21上に載置されている。LED基板17には、金属膜からなる配線パターンが形成されるとともにその所定の位置にLED16が実装されている。このLED基板17には、図示しない外部の制御基板が接続されていて、そこからLED16の点灯に必要な電力が供給されるとともにLED16の駆動制御が可能となっている。また、LED基板17にもシャーシ14に対する図示しない取付構造が設けられており、例えばねじ部材によって取り付けられる場合は、ねじ部材が締め付けられるねじ孔またはねじ部材を通すねじ挿通孔が取付構造として設けられる。このような取付構造は、次述する導光板18にも同様に設けられており、重複する説明は割愛するものとする。
続いて、本実施形態に係るLED16及び導光板18について説明する。LED16及び導光板18は、図2及び図3に示すように、一対一で対応した組が1つの光源ユニットUを構成しており、その光源ユニットUが多数、表示面11a(X軸方向及びY軸方向)に沿って二次元的に並列配置(平面配置)されている。先に、LED16及び導光板18の配列形態について説明する。
詳しくは、LED16は、LED基板17上に表面実装される、いわゆる表面実装型とされており、LED基板17における表側の面上にX軸方向及びY軸方向について碁盤目状に(行列状に)多数並列配置されている。導光板18は、LED基板17と光学部材15における裏側の拡散板15bとの間に介在して配されるとともに、X軸方向及びY軸方向について各LED16に対応した位置、つまり碁盤目状に(行列状に、タイル状に)多数並列配置されている。LED基板17におけるLED16の配列ピッチ(配列間隔)は、導光板18の配列ピッチとほぼ同じに揃えられている。導光板18は、X軸方向及びY軸方向に隣り合う導光板18に対して平面に視て互いに重畳することがなく、所定の間隔(隙間、クリアランス)を空けて配されており、そこには空気層ARが保有されている。続いて、LED16及び導光板18の個別の構造について説明する。
LED16は、図4及び図5に示すように、全体として略ブロック状をなすとともに平面視矩形状をなしており、その長辺方向をX軸方向に、短辺方向をY軸方向に一致させた状態で配されている。LED16は、図5に示すように、全体として略ブロック状をなしており、LED基板17に固着される基板部上にLEDチップを樹脂材により封止した構成とされる。基板部に実装されるLEDチップは、主発光波長の異なる3種類があり、具体的には各LEDチップがR(赤色)、G(緑色)、B(青色)を単色発光するようになっている。このLED16は、LED基板17に対する実装面とは反対側の面が発光面16aとなる、トップ型とされている。LED16における光軸LAは、Z軸方向(後述するLED16と光入射面18bとの並び方向)とほぼ一致しており、液晶パネル11の表示面11a(後述する導光板18の光入射面18b及び光出射面18c)と直交する設定とされている。なお、LED16から発せられる光は、光軸LAを中心にして所定の角度範囲内で三次元的にある程度放射状に広がるのであるが、その指向性は冷陰極管などと比べると高くなっている。つまり、LED16の発光強度は、光軸LAに沿った方向が際立って高く、光軸LAに対する傾き角度が大きくなるに連れて急激に低下するような傾向の角度分布を示す。
導光板18は、屈折率が空気よりも相対的に高く且つほぼ透明な(透光性に優れた)合成樹脂材料(例えば、PC(polycarbonate)、AS(acrylonitrile styrene copolymer)、PS(polystyrene)、PMMA(polymethyl methacrylate)、PET(polyethylene terephthalate)等)からなる。導光板18は、図4及び図5に示すように、全体として略板状をなすとともに平面視略矩形状をなしており、その長辺方向をX軸方向に、短辺方向をY軸方向に一致させた状態で配されている。
この導光板18は、図5に示すように、LED基板17と拡散板15bとの間に介在するとともにLED基板17に対して取り付けられており、LED基板17上に実装されたLED16に対して表側から被せられている。逆に言うと、LED16は、導光板18に対して直下位置に対向状に配されている。そして、導光板18における裏側の面、つまりLED基板17との対向面(光出射面18cとは反対側の面)には、LED16を収容可能なLED収容凹部18aが形成されている。LED収容凹部18aは、導光板18のうちX軸方向及びY軸方向についてほぼ中央位置に配されており、各寸法がLED16の各寸法よりも大きく設定されている(図6及び図8)。従って、収容状態では、LED16は導光板18におけるほぼ中心位置に配されるとともに、互いに対向するLED収容凹部18aの内面とLED16の外面との間には所定の隙間が空けられる。また、LED収容凹部18aは、平面視略円形状をなしている。
そして、LED収容凹部18aの内面のうち、裏側を向いた面、つまりLED16の発光面16aとの対向面は、発光面16aから発せられた光を導光板18内に入射させる光入射面18bとなっている。光入射面18bは、X軸方向及びY軸方向(表示面11a)に沿って並行する面とされる。光入射面18bにおけるX軸方向及びY軸方向についての中心Cは、LED16における同中心Cに対して同心状をなす(図8)。一方、導光板18のうち表側の面、つまり拡散板15bとの対向面は、導光板18内の光を出射させる光出射面18cとされる。光出射面18cは、導光板18における表側の面の全域にわたるものとされるとともに、X軸方向及びY軸方向、つまり上記光入射面18bに沿って並行する面とされる。そして、LED16から発せられた、平面視略点状をなす光は、導光板18内を伝播することで、光出射面18cから略面状の光として出射されるようになっている。従って、導光板18及びLED16によって構成される光源ユニットUは、光出射面18cが面発光する、面光源であると言える。なお、光出射面18bにおけるX軸方向及びY軸方向についての中心Cも、LED16における同中心Cに対して同心状をなす。
さらには、導光板18の裏側の面、つまり光出射面18cとは反対側の面におけるLED収容凹部18aを除いた領域(以下、反射シート22の設置面18dという)には、光を光出射面18c側へ反射させるための反射シート22が配されている。反射シート22は、表面が光の反射性に優れた白色または銀色を呈する合成樹脂製とされており、導光板18における設置面18dに対して接着剤などにより一体的に取り付けられている。反射シート22は、それ自身の光反射率が例えば80%以上とされるのが好ましい。反射シート22は、導光板18とLED基板17との間に介在している。反射シート22のうちLED16と平面視重畳する部分には、LED16を通すための開口部22aが形成されている。開口部22aは、平面に視てLED収容部18aよりも小さく形成されており、その開口縁部がLED収容凹部18aの内側に張り出して配されている。また、導光板18のうち、隣り合う導光板18と隙間を空けつつ対向する各側端面18e(空気層ARとの境界面)は、Z軸方向に沿ってほぼ真っ直ぐな面とされていて、そこでは光の乱反射が殆ど生じることがない。従って、導光板18内の光のうち、空気層ARとの境界面である側端面18eに対する入射角が臨界角を超えるものについてはそこで全反射し、外部に漏れ出すことが殆どない。
ところで、本実施形態に係るバックライト装置12は、導光板18の直下にLED16が配される直下型とされているので、サイドライト型のものと比べると、光の利用効率が高くて高い輝度が得られるという利点が得られる。しかし、その反面、光出射面18cにおける面内の輝度分布は、LED16の近傍領域が局所的に高くなりがちで、輝度ムラが生じ易いという問題があった。この問題は、例えば導光板18を薄型化したり、或いはさらに輝度を向上させるべくLED16を高出力化すると、益々深刻化する傾向にあった。
そこで、本実施形態では、次の構成を採用することにより、上記問題の解決を図るようにしている。すなわち、導光板18のうち光入射面18bには、光を散乱させる第1光散乱構造23が配されるとともに、光出射面18cには、光を反射させる光反射部24が配され、さらに反射シート22の設置面18dには、光を散乱させる第2光散乱構造25が配されている。
先に、第1光散乱構造23について詳しく説明する。第1光散乱構造23は、図5及び図8に示すように、導光板18を樹脂成形する際に用いる成形金型(図示せず)によって光入射面18bに成形される、複数の環状凸部23aにより構成される。環状凸部23aは、X軸方向及びY軸方向について光入射面18b及びLED16の中心Cを取り囲むよう平面視略円環状をなしている。つまり、環状凸部23aは、光入射面18b及びLED16の中心Cに対して同心円状に配されていると言える。環状凸部23aは、断面形状が先窄みの山形(略三角形)をなしており、その表面は、Z軸方向、つまりLED16の光軸LAに対して傾斜している。従って、LED16の発光面16aから出射された出射光は、環状凸部23aの傾斜状の表面に当たることで散乱され易くなっている。これにより、導光板18内に入射する光は、第1光散乱構造23によって散乱されることで、導光板18内においてX軸方向及びY軸方向、つまり光入射面18bの面方向について広範囲に拡がるようになっている。
各環状凸部23aは、光入射面18b及びLED16の中心Cから遠ざかるほど径寸法が大きくなり、上記中心Cに近づくほど径寸法が小さくなるよう、複数並列して配されている。各環状凸部23aは、光入射面18bからの突出寸法(Z軸方向についての寸法)がほぼ同じに揃えられているものの、突出基端部における幅寸法(X軸方向またはY軸方向についての寸法)が上記中心Cに近づくほど小さくなり、上記中心Cから遠ざかるほど大きくなるよう形成されている。従って、各環状凸部23a間の配列ピッチ、並びに光入射面18bにおける環状凸部23aの分布密度(単位面積当たりの設置個数)は、上記中心Cから遠ざかるほど小さく(低く)、上記中心Cに近づくほど大きく(高く)なる傾向とされる。これにより、光入射面18bにおける光の散乱度合いは、図9に示すように、上記中心Cから遠ざかるほど小さくなり、上記中心Cに近づくほど大きくなる傾向とされる。なお、図9は、光入射面18bにおいてX軸方向(導光板18の長辺方向)のB点からB′点までの光の散乱度合いをプロットしたグラフとなっている。上記した環状凸部23aの幅寸法、配列ピッチ並びに分布密度は、連続的に漸次変化するよう設定され、光入射面18bにおける光の散乱度合いも同様とされる。また、各環状凸部23aの表面におけるZ軸方向に対する傾斜角度は、上記中心Cから遠ざかるほど大きくなり、上記中心Cに近づくほど小さくなる傾向にある。
これに対し、LED16からの出射光量は、その中心Cから遠ざかるほど少なくなり、中心Cに近づくほど多くなる傾向にある。つまり、光入射面18bにおける光の散乱度合いは、既述した通りLED16からの出射光量の分布に比例するよう変化する設定とされる。これにより、LED16からの出射光量が相対的に多い領域では、光入射面18bにおける光の散乱度合いが相対的に大きく、LED16からの出射光量が相対的に少ない領域では、光入射面18bにおける光の散乱度合いが相対的に小さくなり、もって光入射面18bに入射した光の面内分布を均一化することができる。これにより、LED16が導光板18を通して直接的に視認され難くなり、ランプイメージを軽減することができる。
なお、上記した説明では、光入射面18bの基準位置を環状凸部23aの突出基端としているが、例えば光入射面18bの基準位置を環状凸部23aの突出先端とすれば、光入射面18bには環状凹部が形成されているものとして捉えることも可能である。
なお、上記した説明では、光入射面18bの基準位置を環状凸部23aの突出基端としているが、例えば光入射面18bの基準位置を環状凸部23aの突出先端とすれば、光入射面18bには環状凹部が形成されているものとして捉えることも可能である。
次に、光反射部24について詳しく説明する。光反射部24は、図6に示すように、光出射面18c上に配された、平面視略丸形をなす多数のドット24aからなる。光反射部24を構成する各ドット24aは、光出射面18c及びLED16の中心Cから放射状に並列して配されている。各ドット24aは、例えば金属酸化物が含有されたペーストを光出射面18cに印刷することにより形成されており、光出射面18cに対して一体化されている。当該印刷手段としては、スクリーン印刷、インクジェット印刷等が好適である。ドット24aをなす材料は、表面が白色または銀色を呈するとともに優れた光反射性を備えており、それ自身の光反射率が導光板18をなす材料よりも十分に大きいものとされる。
光反射部24は、光出射面18cの面内において光反射率が領域毎に異なるように構成されている。詳しくは、光出射面18cは、LED16に対して平面視重畳する光源重畳領域SAと、LED16に対して重畳しない光源非重畳領域SNとに分けられるのに対し、光反射部24をなす各ドット24aは、光源重畳領域SAから光源非重畳領域SNにわたる、光出射面18cの全域に所定の分布でもって配されるとともに、その配置に応じて各ドット24aの径寸法、すなわち面積が変化するものとされる。各ドット24aの面積は、光源重畳領域SAでは、ほぼ一定とされるものの、光源非重畳領域SNでは、光出射面18c及びLED16の中心Cから遠ざかるほど連続的に漸次小さく、上記中心Cに近づくほど連続的に漸次大きくなっている。従って、光出射面18cにおける光反射率は、図7に示すように、光源重畳領域SAでは、ほぼ一定とされるものの、光源非重畳領域SNでは、上記中心Cから遠ざかるほど小さく、上記中心Cに近づくほど大きくなるよう、グラデーション状に変化する設定とされる。なお、図7は、光出射面18cにおいてX軸方向(導光板18の長辺方向)のA点からA′点までの光反射率をプロットしたグラフとなっている。一方で、導光板18内の光量は、上記中心Cから遠ざかるほど少なく、上記中心Cに近づくほど多くなる傾向とされる。つまり、光出射面18cにおける光反射率は、導光板18内の光量に比例するよう変化する設定とされている。これにより、相対的に光量の多い領域では、光反射率を相対的に大きく(高く)することで出光を抑制し、相対的に光量の少ない領域では、光反射率を相対的に小さく(低く)することで出光を促すことができ、もって光出射面18cからの出射光量の面内分布を均一化することができる。
続いて、第2光散乱構造25について詳しく説明する。第2光散乱構造25は、図5及び図8に示すように、導光板18を樹脂成形する際に用いる成形金型(図示せず)によって反射シート22の設置面18dに成形される、複数の環状凸部25aにより構成される。環状凸部25aは、X軸方向及びY軸方向についてLED16の中心Cを取り囲むよう平面視略円環状をなしている。つまり、環状凸部25aは、LED16の中心Cに対して同心円状に配されていると言える。環状凸部25aは、断面形状が先窄みの山形(略三角形)をなしており、その表面は、Z軸方向、つまりLED16の光軸LAに対して傾斜している。従って、導光板18内を伝播して設置面18dに達した光は、環状凸部25aの傾斜状の表面に当たることで散乱され易くなっている。これにより、設置面18dに達した光は、第2光散乱構造25によって散乱されるとともに反射シート22によって光出射面18c側に立ち上げられ、光出射面18cに対する入射角が臨界角を超えない光となって光出射面18cから外部へと出射される。このときの光出射面18cからの出射光量は、第2光散乱構造25による光の散乱度合いに比例する傾向とされる。なお、環状凸部25aのうち、中心Cからの距離が導光板18の短辺寸法の1/2を超えるものについては、有端の部分的な円環状部により構成される。
各環状凸部25aは、LED16の中心Cから遠ざかるほど径寸法が大きくなり、上記中心Cに近づくほど径寸法が小さくなるよう、複数並列して配されている。各環状凸部25aは、設置面18dからの突出寸法(Z軸方向についての寸法)がほぼ同じに揃えられているものの、突出基端部における幅寸法(X軸方向またはY軸方向についての寸法)が上記中心Cに近づくほど大きくなり、上記中心Cから遠ざかるほど小さくなるよう形成されている。従って、各環状凸部25a間の配列ピッチ、並びに設置面18dにおける環状凸部25aの分布密度は、上記中心Cから遠ざかるほど大きく(高く)、上記中心Cに近づくほど小さく(低く)なる傾向とされる。これにより、設置面18dにおける光の散乱度合いは、図10に示すように、上記中心Cから遠ざかるほど大きくなり、上記中心Cに近づくほど小さくなる傾向とされる。なお、図10は、設置面18dにおいてX軸方向(導光板18の長辺方向)のA点からA′点までの光の散乱度合いをプロットしたグラフとなっている。上記した幅寸法、配列ピッチ並びに分布密度は、連続的に漸次変化するよう設定され、設置面18dにおける光の散乱度合いも同様とされる。また、各環状凸部25aの表面におけるZ軸方向に対する傾斜角度は、上記中心Cから遠ざかるほど小さくなり、上記中心Cに近づくほど大きくなる傾向にある。
これに対し、導光板18内の光量は、その中心Cから遠ざかるほど少なくなり、中心Cに近づくほど多くなる傾向にある。つまり、設置面18dにおける光の散乱度合いは、既述した通り導光板18内の光量の分布に反比例するよう変化する設定とされている。これにより、相対的に光量の多い領域では、設置面18dにおける光の散乱度合いを相対的に小さくすることで出光を抑制し、相対的に光量の少ない領域では、設置面18dにおける光の散乱度合いを相対的に大きくすることで出光を促すことができ、もって光出射面18cからの出射光量の面内分布を均一化することができる。これにより、第1光散乱構造23及び光反射部24とも相まって、光出射面18cにおける輝度ムラの発生を好適に防ぐことが可能とされる。
なお、上記した説明では、設置面18dの基準位置を環状凸部25aの突出基端としているが、例えば設置面18dの基準位置を環状凸部25aの突出先端とすれば、設置面18dには環状凹部が形成されているものとして捉えることも可能である。
なお、上記した説明では、設置面18dの基準位置を環状凸部25aの突出基端としているが、例えば設置面18dの基準位置を環状凸部25aの突出先端とすれば、設置面18dには環状凹部が形成されているものとして捉えることも可能である。
本実施形態は以上のような構造であり、続いてその作用を説明する。液晶表示装置10の電源をONし、各LED16を点灯させると、LED16の発光面16aから出射した光は、図5に示すように、大まかには、光入射面18bに入射してから、導光板18内を伝播した後、光出射面18cから出射される。
詳しくは、LED16からの出射光は、光入射面18bに入射する段階でそこに形成された第1光散乱構造23により散乱される。ここで、第1光散乱構造23による光入射面18bの面内における光の散乱度合いが、LED16からの出射光量の分布に対して比例する設定とされているので、導光板18内に入射した光が光入射面18bの面方向に広範囲に拡がりつつ伝播されることで、光出射面18cから直接的に出射するのが抑制されるととともに、その面内分布が均一化される。
導光板18内を伝播する光のうち、反射シート22に向かう光は、反射シート22の設置面18dに形成された第2光散乱構造25により散乱される。ここで、反射シート22(設置面18d)に向かう光量は、LED16に近づくほど多く、LED16から遠ざかるほど少なくなる傾向とされる。これに対応して第2光散乱構造25における光の散乱度合いは、導光板18内において反射シート22に向かう光量に反比例する設定とされているから、相対的にLED16に近くて光量が多い領域(例えば、図8のB点またはB′点に近い領域)ほど光が散乱され難く、相対的にLED16から遠くて光量が少ない領域(例えば、図8のA点またはA′点に近い領域)ほど光が散乱され易くなっている。ここで、設置面18dにおいて光が散乱され難いと、反射シート22により光出射面18c側に立ち上げられたとき光出射面18cに対する入射角が臨界角を超える光が多くなって全反射され易くなるのに対し、設置面18dにおいて光が散乱され易いと、反射シート22により光出射面18c側に立ち上げられたとき光出射面18cに対する入射角が臨界角を超えない光が多くなって全反射され難くなる。従って、反射シート22に向かう光量が多くなるほど、光出射面18cからの出光が抑制されるのに対し、反射シート22に向かう光量が少なくなるほど、光出射面18cからの出光が促進されることになり、もって光出射面18cからの出射光量の均一化を図ることができる。
ところで、導光板18内を伝播して光出射面18cに達する光は、光入射面18bから直接的に到達する直接光と、反射シート22や側端面18eにて反射されてから間接的に到達する間接光とに分けることができる。直接光に関しては上記した第1光散乱構造23により、間接光に関しては上記した第2光散乱構造24により、それぞれ光出射面18cにおける面内分布の均一化がある程度図られるのであるが、本実施形態ではそれに加えて光出射面18cに配した光反射部24によりさらなる均一化を図るようにしている。詳しくは、光反射部24は、光出射面18cにおける光反射率が光源重畳領域SAでは相対的に高い値で一定とされるのに対し、光源非重畳領域SNでは光源重畳領域SAよりも低い値で且つLED16(光源重畳領域SA)に近づくほど大きくなり、LED16から遠ざかるほど小さくなるように形成されている。従って、導光板18内にて光出射面18cに向かう光量が相対的に多い光源重畳領域SAでは、相対的に面積が大きな光反射部24によって多くの光が裏側へ反射されるとともに光出射面25からの出光が抑制される。一方で、光出射面18cに向かう光量が相対的に少ない光源非重畳領域SNでは、相対的に面積が小さな光反射部24によって裏側へ反射される光量が少なくなって光出射面18cからの出光が促進される。しかも、光源非重畳領域SNでは、光反射率が上記したように変化する設定とされているので、導光板18内の光量に応じて光反射部24による反射光量及び光出射面18cからの出射光量が適切に制御され、もって光出射面18c全体からの出射光量の面内分布を均一なものとすることができる。
個々の導光板18においては、上記したようにして光出射面18cから光が出射される。一方、シャーシ14内において二次元的に多数枚が並列配置された各導光板18間には、図4に示すように、導光板18よりも屈折率が低い空気層ARが介在しているので、各導光板18内の光が側端面18eから隣り合う導光板18側へ漏れ出すことが殆ど避けられるようになっている。従って、隣り合う導光板18間で光が相互に行き交ったり、混じり合うことが防がれており、各導光板18における光学的独立性が担保されている。これにより、各導光板18に対応した各LED16の点灯または非点灯を個別に制御することで、各導光板18における光出射面18cからの出光の是非について個別に独立して制御することができ、もってエリアアクティブと呼ばれるバックライト装置12の駆動制御を実現することができる。これにより、液晶表示装置10における表示性能として極めて重要なコントラスト性能を著しく向上させることができる。
以上説明したように本実施形態のバックライト装置12は、光源であるLED16と、LED16に対向し光が入射される光入射面18b、及び光入射面18bに沿って並行するとともに光を出射させる光出射面18cを有する導光板18と、上記した光入射面18bに配され、光を散乱させる第1光散乱構造23と、上記した光出射面18cに配され、光を反射させる光反射部24とを備える。
このように、光入射面18bと光出射面18cとが互いに並行する導光板18を用いているので、LED16から発せられた光の利用効率が高く、もって光出射面18cから出射する光の輝度を高くすることができる。上記した構成では、高い輝度が得られる反面、光出射面18cのうちLED16の近傍領域における輝度分布が局所的に高くなりがちで輝度ムラが生じ易くなる傾向にある。そこで、本実施形態では、光入射面18bに第1光散乱構造23を配するとともに、光出射面18cに光反射部24を配するようにしており、その作用及び効果は次の通りである。
すなわち、LED16から発せられた光は、光入射面18bに入射する際に第1光散乱構造23により散乱される。これにより、光出射面18cのうちLED16の近傍領域における輝度を低減できる。そして、導光板18内に入射した光が光出射面18cに達すると、光反射部24によりその光反射率に応じた割合で反射される。つまり、光反射部24における光反射率を適宜に調整することにより、上記した第1光散乱構造23とも相まって光出射面18cにおける輝度分布の均一化を図ることが可能とされる。以上により、高い輝度を得つつも輝度ムラを好適に抑制することができる。これにより、例えばバックライト装置12並びに液晶表示装置10を薄型化すべく、より薄型の導光板を用いたり、或いはさらなる輝度の向上を図るべくより高出力のLEDを用いることが可能となり、もってより薄型化されたバックライト装置12並びに液晶表示装置10を提供できる、或いは表示品位に極めて優れた液晶表示装置10を提供することができる。
また、第1光散乱構造23は、光入射面18bの面内における光の散乱度合いがLED16の中心Cから遠ざかる方向へ向けて小さくなるよう形成されている。LED16からの出射光量は、LED16の中心Cから遠ざかる方向へ向けて少なくなる傾向とされるのに対し、第1光散乱構造23による光の散乱度合いが、LED16からの出射光量の分布に対して比例する設定とされているから、輝度ムラを一層好適に抑制することができる。
また、LED16は、光出射面18cの面内において点状をなしており、第1光散乱構造23は、点状のLED16の中心Cを取り囲むよう環状をなす複数の環状凸部23a(環状凹部)からなる。このようにすれば、環状をなす複数の環状凸部23aによりLED16からの出射光を良好に散乱させることができる。
また、環状凸部23aは、LED16の中心Cに対して同心円状に配されている。このようにすれば、環状凸部23aの態様(配列ピッチなど)により光の散乱度合いを容易に制御することが可能となる。
また、光反射部24は、光出射面18cに対して一体的に形成されている。このようにすれば、仮に光反射部を光出射面18cとは別体とした場合には、光出射面18cと光反射部との間に隙間が空く事態が生じるおそれがあるが、上記した構成によれば、そのような事態を回避することができ、もって所望の光反射機能を確実に発揮させることができる。
また、光反射部24は、光出射面18cに対して印刷されることで形成されている。このようにすれば、仮に光出射面の形状によって光反射機能を持たせた場合には、光出射面の形状を形成する際に高い精度が要求されるため、良品率が低下するなどの問題が生じるおそれがあるが、上記した構成によれば、そのような問題を回避することができ、もって良品率の向上させて低コスト化などを図ることが可能となる。
また、光反射部24は、光出射面18cの面内において光反射率が領域毎に異なるように構成されている。このようにすれば、光出射面18cに達した光は、光反射部24により光出射面18cの領域毎に反射効率並びに出射効率が制御されるので、輝度ムラを好適に抑制することができる。
また、光反射部24は、光出射面18cのうち少なくともLED16と重畳する光源重畳領域SAに配されている。このようにすれば、導光板18を通してLED16の存在を視認し難くなり、輝度ムラを一層好適に抑制することができる。
また、光反射部24は、光出射面18cのうちLED16と重畳しない光源非重畳領域SNにも配され、光源重畳領域SAにおける光反射率が光源非重畳領域SNにおける光反射率よりも大きくなるものとされている。このようにすれば、導光板18内の光量が相対的に多い光源重畳領域SAについては光反射部24の光反射率が相対的に大きいので、光が相対的に反射され易く、その反射光を上記光量が相対的に少ない光源非重畳領域SNに向かわせることができる。一方、光源非重畳領域SNでは光反射部24の光反射率が相対的に小さいので、光が相対的に透過し易い。これにより、光出射面18cにおける光の出射効率の均一化が図られる。
また、光反射部24は、光出射面18cの面内における光反射率がLED16から遠ざかる方向へ向けて小さくなるよう形成されている。このようにすれば、導光板18内の光量の分布に対して光出射面18cの面内における光反射部24による光反射率が比例するよう、光反射率を変化させることで、輝度ムラを好適に抑制することができる。
また、光反射部24は、光出射面18cの面内において点状をなし、光反射性を備える多数のドット24aからなる。このようにすれば、ドット24aの態様(面積、分布密度など)により光反射率を容易に制御することが可能となる。
また、ドット24aは、その面積がLED16の中心Cから遠ざかる方向へ向けて小さくなるよう形成されている。このようにすれば、導光板18内の光量の分布に対してドット24aの面積が比例するよう、面積を変化させることで、輝度ムラを一層好適に抑制することができる。
また、ドット24aは、その分布密度がLED16の中心Cから遠ざかる方向へ向けて小さくなるよう形成されている。このようにすれば、導光板18内の光量の分布に対してドット24aの分布密度が比例するよう、分布密度を変化させることで、輝度ムラを一層好適に抑制することができる。
また、LED16は、光出射面18cの面内において点状をなしており、ドット24aは、LED16の中心Cから放射状に並列配置されている。このようにすれば、放射状に並列配置したドット24aにより、光出射面18cにおける光の出射効率の均一化を図ることができる。
また、光反射部24は、表面が白色または銀色を呈する。このようにすれば、表面における光反射率を高くすることができ、反射光量の制御機能を一層高めることができる。
また、導光板18のうち光出射面18cとは反対側の面には、光を光出射面18c側へ反射させる反射シート22が延在して配されている。このようにすれば、光を効率的に光出射面18cへ導くことができ、輝度の向上などに好適となる。
また、導光板18における反射シート22の設置面18dには、光を散乱させる第2光散乱構造25が設けられている。このようにすれば、第2光散乱構造25にて散乱させた光が反射シート22によって光出射面18c側へ反射される。光出射面18cからの光の出射光量は、第2光散乱構造25による散乱度合いに比例する傾向とされる。従って、第2光散乱構造25における光の散乱度合いにより光出射面18cからの光の出射効率を制御することが可能とされ、もって輝度ムラの抑制に好適となる。
また、第2光散乱構造25は、反射シート22の設置面18dの面内における光の散乱度合いがLED16から遠ざかる方向へ向けて大きくなるよう形成されている。このようにすれば、導光板18内の光量は、LED16から遠ざかる方向へ向けて少なくなる傾向とされる。これに対し、反射シート22の面内における第2光散乱構造25による光の散乱度合いは、上記した導光板18内の光量の分布に対して反比例するよう変化するので、光出射面18cにおける光の出射効率の一層の均一化を図ることができ、もって輝度ムラをさらに好適に抑制することができる。
また、LED16は、光出射面18cの面内において点状をなしており、第2光散乱構造25は、LED16を取り囲むよう環状をなす複数の環状凸部25a(環状凹部)からなる。このようにすれば、環状をなす複数の環状凸部25aにより導光板18内の光を良好に散乱させることができる。
また、環状凸部25aは、LED16の中心Cに対して同心円状に配されている。このようにすれば、環状凸部25aの態様(配列ピッチなど)により光の散乱度合いを容易に制御することが可能となる。
また、導光板18における光出射面18cとは反対側の面には、LED16を収容するLED収容凹部18aが形成され、LED収容凹部18aの内面に光入射面18bが形成されている。このようにすれば、導光板18におけるLED収容凹部18a内にLED16が収容されるので、全体を薄型化することができる。
また、導光板18及びLED16は、光出射面18cに沿う少なくとも一方向について複数ずつ並列して配されている。このようにすれば、大型化に好適となる。
また、導光板18及びLED16は、光出射面18cに沿って二次元的に並列して配されている。このようにすれば、さらなる大型化に好適となる。
また、隣り合う導光板18間には、導光板18よりも屈折率が低い低屈折率層として空気層ARが介在している。このようにすれば、導光板18における空気層ARとの境界面である側端面18eにおいて導光板18内の光を全反射させることができる。従って、隣り合う導光板18間で互いの内部の光が混じり合うことを防ぐことができ、もって各導光板18の光出射面18cからの出光の是非について個別に独立して制御することができる。また、低屈折率層を形成するための格別な部材が不要となるので、低コストで対応することができる。
また、光源は、LED16とされる。このようにすれば、高輝度化などを図ることができる。
以上、本発明の実施形態1を示したが、本発明は上記実施の形態に限られるものではなく、例えば以下のような変形例を含むこともできる。なお、以下の各変形例において、上記実施形態と同様の部材には、上記実施形態と同符号を付して図示及び説明を省略するものもある。
[実施形態1の変形例1]
実施形態1の変形例1について図11または図12を用いて説明する。ここでは、第1光散乱構造23‐1の態様を変更したものを示す。
実施形態1の変形例1について図11または図12を用いて説明する。ここでは、第1光散乱構造23‐1の態様を変更したものを示す。
第1光散乱構造23‐1は、光入射面18b‐1の面内において平面に視て点状をなす複数の点状凸部23bにより構成されている。点状凸部23bは、平面視略円形をなすとともに、断面形状が先窄みの略U字型または略半球型をなしており、その表面は曲面とされる。従って、LED16から出射された出射光は、点状凸部23bの曲面状の表面に当たることで散乱され易くなっている。また、点状凸部23bは、導光板18‐1を樹脂成形する際に用いる成形金型(図示せず)によって光入射面18b‐1に成形されている。
各点状凸部23bは、LED16の中心Cから放射状に並列して配されるとともに、上記中心Cから遠ざかるほど径寸法及び面積が大きくなり、上記中心Cに近づくほど径寸法及び面積が小さくなるよう形成されている。また、各点状凸部23bは、光入射面18b‐1からの突出寸法(Z軸方向についての寸法)がほぼ同じに揃えられている。従って、各点状凸部23b間の配列ピッチ、並びに光入射面18b‐1における点状凸部23bの分布密度(単位面積当たりの設置個数)は、上記中心Cから遠ざかるほど小さく(低く)、上記中心Cに近づくほど大きく(高く)なる傾向とされる。これにより、光入射面18b‐1における光の散乱度合いは、上記中心Cから遠ざかるほど小さくなり、上記中心Cに近づくほど大きくなる傾向とされる(図9参照)。上記した点状凸部23bの面積、配列ピッチ並びに分布密度は、連続的に漸次変化するよう設定され、光入射面18b‐1における光の散乱度合いも同様とされる。
なお、上記した説明では、光入射面18b‐1の基準位置を点状凸部23bの突出基端としているが、例えば光入射面18b‐1の基準位置を点状凸部23bの突出先端とすれば、光入射面18b‐1には点状凹部が形成されているものとして捉えることも可能である。
以上説明したように実施形態1の変形例1によれば、第1光散乱構造23‐1は、光入射面18b‐1の面内において点状をなす多数の点状凸部23b(点状凹部)からなる。このようにすれば、点状凸部23bの態様(面積、分布密度など)により光の散乱度合いを容易に制御することが可能となる。
また、点状凸部23bは、その面積がLED16の中心Cから遠ざかる方向へ向けて大きくなるよう形成されている。このようにすれば、LED16からの出射光量の分布に対して点状凸部23bの面積が反比例するよう、面積を変化させることで、輝度ムラを一層好適に抑制することができる。
また、点状凸部23bは、その分布密度がLED16の中心Cから遠ざかる方向へ向けて低くなるよう形成されている。このようにすれば、LED16からの出射光量の分布に対して点状凸部23bの分布密度が比例するよう、分布密度を変化させることで、輝度ムラを一層好適に抑制することができる。
また、LED16は、光出射面の面内において点状をなしており、点状凸部23bは、LED16の中心Cから放射状に並列配置されている。このようにすれば、放射状に並列配置した点状凸部23bによりLED16からの出射光を良好に散乱させることができる。
[実施形態1の変形例2]
実施形態1の変形例2について図13または図14を用いて説明する。ここでは、上記した変形例1から第1光散乱構造23‐2の態様をさらに変更したものを示すとともに、変形例1と重複する説明に関しては割愛する。
実施形態1の変形例2について図13または図14を用いて説明する。ここでは、上記した変形例1から第1光散乱構造23‐2の態様をさらに変更したものを示すとともに、変形例1と重複する説明に関しては割愛する。
第1光散乱構造23‐2をなす各点状凸部23b‐2は、径寸法及び面積が全てほぼ同じに揃えられるものの、光入射面18b‐2の面内における配列ピッチ及び分布密度が領域毎に異なるよう形成されている。詳しくは、各点状凸部23b‐2は、LED16の中心Cから遠ざかるほど配列ピッチが大きくなって分布密度が小さくなり、上記中心Cに近づくほど配列ピッチが小さくなって分布密度が大きくなるように配されている。つまり、各点状凸部23b‐2を光入射面18b‐2の面内に偏在配置することにより、光入射面18b‐2における光の散乱度合いを、上記中心Cから遠ざかるほど小さく、上記中心Cに近づくほど大きくすることができる。この変形例2によれば、全ての点状凸部23b‐2の径寸法及び面積がほぼ同じとされるので、例えば導光板18‐2を製造する際に使用する成形金型の設計を容易にすることができる。
[実施形態1の変形例3]
実施形態1の変形例3について図15または図16を用いて説明する。ここでは、第2光散乱構造25‐3の態様を変更したものを示す。
実施形態1の変形例3について図15または図16を用いて説明する。ここでは、第2光散乱構造25‐3の態様を変更したものを示す。
第2光散乱構造25‐3は、反射シート22の設置面18d‐3の面内において平面に視て点状をなす複数の点状凸部25bにより構成されている。点状凸部23bは、平面視略円形をなすとともに、断面形状が先窄みの略U字型または略半球型をなしており、その表面は曲面とされる。従って、導光板18‐3内にて設置面18d‐3に達した光は、点状凸部25bの曲面状の表面に当たることで散乱され易くなっている。また、点状凸部25bは、導光板18‐3を樹脂成形する際に用いる成形金型(図示せず)によって光入射面18b‐3に成形されている。
各点状凸部25bは、LED16の中心Cから放射状に並列して配されるとともに、上記中心Cから遠ざかるほど径寸法及び面積が小さくなり、上記中心Cに近づくほど径寸法及び面積が大きくなるよう形成されている。また、各点状凸部25bは、設置面18d‐3からの突出寸法(Z軸方向についての寸法)がほぼ同じに揃えられている。従って、各点状凸部25b間の配列ピッチ、並びに設置面18d‐3における点状凸部25bの分布密度(単位面積当たりの設置個数)は、上記中心Cから遠ざかるほど大きく(高く)、上記中心Cに近づくほど小さく(低く)なる傾向とされる。これにより、設置面18d‐3における光の散乱度合いは、上記中心Cから遠ざかるほど大きくなり、上記中心Cに近づくほど小さくなる傾向とされる(図10参照)。上記した点状凸部25bの面積、配列ピッチ並びに分布密度は、連続的に漸次変化するよう設定され、設置面18d‐3における光の散乱度合いも同様とされる。
なお、上記した説明では、設置面18d‐3の基準位置を点状凸部25bの突出基端としているが、例えば設置面18d‐3の基準位置を点状凸部25bの突出先端とすれば、設置面18d‐3には点状凹部が形成されているものとして捉えることも可能である。
以上説明したように実施形態1の変形例3によれば、第2光散乱構造25‐3は、反射シート22の設置面18d‐3の面内において点状をなす多数の点状凸部25bからなる。このようにすれば、点状凸部25bの態様(面積、分布密度など)により光の散乱度合いを容易に制御することが可能となる。
また、点状凸部25bは、その面積がLED16から遠ざかる方向へ向けて小さくなるよう形成されている。このようにすれば、導光板18‐3内の光量の分布に対して点状凸部25bの面積が比例するよう、面積を変化させることで、輝度ムラを一層好適に抑制することができる。
また、点状凸部25bは、その分布密度がLED16から遠ざかる方向へ向けて高くなるよう形成されている。このようにすれば、導光板18‐3内の光量の分布に対して点状凸部25bの分布密度が反比例するよう、分布密度を変化させることで、輝度ムラを一層好適に抑制することができる。
また、LED16は、光出射面の面内において点状をなしており、点状凸部25bは、LED16を中心Cにして放射状に並列配置されている。このようにすれば、放射状に並列配置した点状凸部25bにより導光板18‐3内の光を良好に散乱させることができる。
[実施形態1の変形例4]
実施形態1の変形例4について図17または図18を用いて説明する。ここでは、上記した変形例3から第1光散乱構造25‐4の態様をさらに変更したものを示すとともに、変形例3と重複する説明に関しては割愛する。
実施形態1の変形例4について図17または図18を用いて説明する。ここでは、上記した変形例3から第1光散乱構造25‐4の態様をさらに変更したものを示すとともに、変形例3と重複する説明に関しては割愛する。
第1光散乱構造25‐4をなす各点状凸部25b‐4は、径寸法及び面積が全てほぼ同じに揃えられるものの、設置面18d‐4の面内における配列ピッチ及び分布密度が領域毎に異なるよう形成されている。詳しくは、各点状凸部25b‐4は、LED16の中心Cから遠ざかるほど配列ピッチが小さくなって分布密度が大きくなり、上記中心Cに近づくほど配列ピッチが大きくなって分布密度が小さくなるように配されている。つまり、各点状凸部25b‐4を設置面18d‐4の面内に偏在配置することにより、設置面18d‐4における光の散乱度合いを、上記中心Cから遠ざかるほど大きく、上記中心Cに近づくほど小さくすることができる。この変形例4によれば、全ての点状凸部25b‐4の径寸法及び面積がほぼ同じとされるので、例えば導光板18‐4を製造する際に使用する成形金型の設計を容易にすることができる。なお、この変形例4に上記した変形例2にて示した構成を適用するとより好ましい。
[実施形態1の変形例5]
実施形態1の変形例5について図19または図20を用いて説明する。ここでは、光反射部24‐5の態様を変更したものを示す。
実施形態1の変形例5について図19または図20を用いて説明する。ここでは、光反射部24‐5の態様を変更したものを示す。
光反射部24‐5は、光出射面18c‐5における光反射率がLED16からの距離に応じて段階的に逐次変化するよう形成されている。詳しくは、光出射面18c‐5における光反射率は、LED16の中心Cから遠ざかるほど段階的に逐次小さくなり、上記中心Cに近づくほど段階的に逐次大きくなる設定とされる。具体的には、光反射部24‐5を構成する各ドット24a‐5の面積は、光源重畳領域SAにおいて最も大きく、光源非重畳領域SNではLED16(光源重畳領域SA)から遠ざかる方向に向けて段階的に逐次小さくなっている。つまり、光出射面18c‐5における光反射率は、LED16からの距離に応じてストライプ状に変化している。
より詳細には、光出射面18c‐5における光反射率は、X軸方向のE‐5点からE′‐5点までの第1領域A1、E‐5点(E′‐5点)からD‐5点(D′‐5点)までの第2領域A2、D‐5点(D′‐5点)からC‐5点(C′‐5点)までの第3領域A3、C‐5点(C′‐5点)からB‐5点(B′‐5点)までの第4領域A4、B‐5点(B′‐5点)からA‐5点(A′‐5点)までの第5領域A5の順で段階的に減少している。各領域A2〜A5は、LED16の中心Cに対して同心とされる略円環状をなしている。第1領域A1は、略円形状で光源重畳領域SAと一致しており、光出射面18c‐5における光反射率が最大となっている。一方、第2領域A2〜第5領域A5は、光源非重畳領域SNに配されており、このうち第1領域A1に最も近い第2領域A2において光反射率が最も大きく、第1領域A1から最も遠く、導光板18‐5のX軸方向の端に位置する第5領域A5において光反射率が最も小さくなっている。以上の構成により、光出射面18c‐5から出射する光の輝度分布をなだらかに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A1〜A5を形成する手段によれば、当該導光板18‐5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。
[実施形態1の変形例6]
実施形態1の変形例6について図21または図22を用いて説明する。ここでは、光反射部24‐6の態様を変更したものを示す。
実施形態1の変形例6について図21または図22を用いて説明する。ここでは、光反射部24‐6の態様を変更したものを示す。
光反射部24‐6は、光出射面18c‐6における光反射率がLED16からの距離に応じて連続的に漸次変化するよう形成されている。詳しくは、光出射面18c‐6における光反射率は、LED16の中心Cから遠ざかるほど連続的に漸次小さくなり、上記中心Cに近づくほど連続的に漸次大きくなる設定とされる。具体的には、光反射部24‐6を構成する各ドット24a‐6の面積は、LED16の中心Cに最も近く且つ平面視重畳するものが最大となり、そこから遠ざかる方向に向けて連続的に漸次小さくなり、導光板18‐6におけるX軸方向の最も端寄りに配されたものが最小となる。つまり、各ドット24a‐6の面積は、LED16の中心Cからの距離に反比例している。このような構成の導光板18‐6によれば、導光板18‐6全体として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。
[実施形態1の変形例7]
実施形態1の変形例7について図23または図24を用いて説明する。ここでは、光反射部24‐7の態様を変更したものを示す。
実施形態1の変形例7について図23または図24を用いて説明する。ここでは、光反射部24‐7の態様を変更したものを示す。
光反射部24‐7をなす各ドット24a‐7は、径寸法及び面積が全てほぼ同じに揃えられるものの、光出射面18c‐7の面内における配列ピッチ及び分布密度が領域毎に異なるよう形成されている。詳しくは、各ドット24a‐7は、LED16の中心Cから遠ざかるほど配列ピッチが大きくなって分布密度が小さくなり、上記中心Cに近づくほど配列ピッチが小さくなって分布密度が大きくなるように配されている。つまり、各ドット24a‐7を光出射面18c‐7の面内に偏在配置することにより、光出射面18c‐7における光反射率を、上記中心Cから遠ざかるほど小さく、上記中心Cに近づくほど大きくすることができる。この変形例4によれば、全てのドット24a‐7の径寸法及び面積がほぼ同じとされるので、例えば光出射面18c‐7に光反射部24‐7を印刷する上で必要となる印刷パターン設計を容易に行うことができる。
<実施形態2>
本発明の実施形態2を図25から図29によって説明する。この実施形態2では、1枚の導光板118に対して複数のLED116を配したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本発明の実施形態2を図25から図29によって説明する。この実施形態2では、1枚の導光板118に対して複数のLED116を配したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
導光板118には、図25,図26及び図28に示すように、LED収容凹部118aが4つ形成されている。各LED収容凹部118aは、導光板118においてX軸方向及びY軸方向に沿って2つずつ並んで配されている。より詳しくは、各LED収容凹部118a(各光入射面118b、各光源重畳領域SA)は、その中心Cが導光板118における四隅を結ぶ対角線上に位置するよう配されている。LED基板117には、各LED収容凹部118aに対応した位置にそれぞれ4つのLED116が実装されており、導光板118をLED基板117に対して表側から被せ付けると、各LED116が各LED収容凹部118a内に収容されるとともに、各LED116が各光入射面118bに対して対向状に配される。つまり、本実施形態に係る光源ユニットは、1枚の導光板118と、4つのLED116とから構成されている。
次に、光出射面118cに配された光反射部124、及び反射シート122の設置面118dに配された第2光散乱構造125について詳しく説明する。なお、各光入射面118bに配された第1光散乱構造123については、実施形態1の変形例1と同様であり、重複する説明は割愛する。
光反射部124は、図26に示すように、光出射面118c上に配された平面視略丸形をなす多数のドット124aにより構成されている。各ドット124aは、各LED収容凹部118a及び各LED116の中心Cからそれぞれ放射状に並列して配されている。この光反射部124は、光出射面118cの面内において光反射率が領域毎に異なるように構成されている。詳しくは、各ドット124aは、各光源重畳領域SAから光源非重畳領域SNにわたる、光出射面118cの全域に所定の分布でもって配されるとともに、その配置に応じて径寸法、すなわち面積が変化するものとされる。各ドット124aの面積は、各光源重畳領域SAでは、ほぼ一定とされるものの、光源非重畳領域SNでは、各LED収容凹部118a及び各LED116の中心Cから遠ざかるほど連続的に漸次小さく、上記各中心Cに近づくほど連続的に漸次大きくなっている。従って、光出射面118cにおける光反射率は、図27に示すように、光源重畳領域SAでは、ほぼ一定とされるものの、光源非重畳領域SNでは、上記中心Cから遠ざかるほど小さく、上記中心Cに近づくほど大きくなるよう、グラデーション状に変化する設定とされる。つまり、光出射面118cにおける光反射率は、各LED116からの距離に反比例する傾向にあると言える。これにより、光出射面118cからの出射光量の面内分布を均一化することができる。
第2光散乱構造125は、図28に示すように、上記した実施形態1の変形例3と同様に、反射シート122の設置面118dの面内において平面に視て点状をなす多数の点状凸部125bにより構成されている。なお、各点状凸部125bの形状や作用について、上記した実施形態1の変形例3と重複する説明については割愛するものとする。
第2光散乱構造125を構成する各点状凸部125bは、各LED116の中心Cからそれぞれ放射状に並列して配されるとともに、上記中心Cから遠ざかるほど径寸法及び面積が小さくなり、上記中心Cに近づくほど径寸法及び面積が大きくなるよう形成されている。各点状凸部125b間の配列ピッチ、並びに設置面118dにおける点状凸部125bの分布密度(単位面積当たりの設置個数)は、上記中心Cから遠ざかるほど大きく(高く)、上記中心Cに近づくほど小さく(低く)なる傾向とされる。これにより、設置面118dにおける光の散乱度合いは、図29に示すように、上記中心Cから遠ざかるほど大きくなり、上記中心Cに近づくほど小さくなる傾向とされる。上記した点状凸部125bの面積、配列ピッチ並びに分布密度は、連続的に漸次変化するよう設定され、設置面118dにおける光の散乱度合いも同様とされる。これにより、第1光散乱構造123及び光反射部124とも相まって、光出射面118cにおける輝度ムラの発生を好適に防ぐことが可能とされる。
なお、本実施形態に係る導光板118は、上記した実施形態1と同様にシャーシ内に複数枚を並列配置して使用することが可能であり、それ以外にも平面に視た大きさを液晶パネル及び光学部材と同等にしてシャーシ内に1枚のみを配置して使用することも可能である。
以上説明したように本実施形態によれば、LED116は、1つの導光板118に対して複数配されている。このようにすれば、輝度の向上を図ることができる。
<他の実施形態>
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。
(1)光入射面における光の散乱度合いに分布を持たせるには、例えば第1光散乱構造をなす環状凸部または点状凸部(環状凹部または点状凹部)のZ軸方向についての寸法を変化させるようにしても構わない。その場合、環状凸部または点状凸部の基端部の幅寸法も併せて変化させるようにしてもよいし、基端部の幅寸法については一定とすることも可能である。なお、反射シートの設置面における光の散乱度合いに分布を持たせるにあたっても、第2光散乱構造に関して上記と同様に設定することが可能である。
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。
(1)光入射面における光の散乱度合いに分布を持たせるには、例えば第1光散乱構造をなす環状凸部または点状凸部(環状凹部または点状凹部)のZ軸方向についての寸法を変化させるようにしても構わない。その場合、環状凸部または点状凸部の基端部の幅寸法も併せて変化させるようにしてもよいし、基端部の幅寸法については一定とすることも可能である。なお、反射シートの設置面における光の散乱度合いに分布を持たせるにあたっても、第2光散乱構造に関して上記と同様に設定することが可能である。
(2)上記した(1)以外にも、光入射面における光の散乱度合いに分布を持たせるには、第1光散乱構造をなす環状凸部または点状凸部(環状凹部または点状凹部)における配列ピッチ、分布密度、断面積、表面積などを設置位置に応じて適宜変化させるようにすればよく、そのような設計手法により光の散乱度合いの分布を自由に設定することが可能とされる。なお、反射シートの設置面における光の散乱度合いに分布を持たせるにあたっても、第2光散乱構造に関して上記と同様に設定することが可能である。
(3)第1光散乱構造及び第2光散乱構造をなす環状凸部または点状凸部(環状凹部または点状凹部)の具体的な形状については、適宜に変更可能である。例えば環状凸部(環状凹部)について、断面U字型などとすることも可能である。また、点状凸部(点状凹部)について、断面山形とし、さらに全体を角錐状(三角錐状、四角錐状等)などとすることも可能である。
(4)光入射面における、第1光散乱構造による光の散乱度合いの分布について、上記した実施形態1の変形例5,6にて示した「光反射部による光出射面の光反射率の分布」と同様に設定することも可能である。すなわち、光入射面における光の散乱度合いが、LEDの中心からの距離に応じて段階的に逐次変化する態様となるよう第1光散乱構造を形成したり、或いは光入射面における光の散乱度合いが、LEDの中心からの距離に応じて連続的に漸次変化する態様となるよう第1光散乱構造を形成することも可能である。なお、反射シートの設置面における、第2光散乱構造による光の散乱度合いについても、上記と同様に設定することが可能である。
(5)第1光散乱構造の具体的な形成方法としては、樹脂成形以外にも、例えばシリカの微粉末を光入射面にコーティングするようにしてもよい。その場合、光入射面には、光を散乱させることが可能な粗面が形成されることになり、その粗面により第1光散乱構造が構成される。それ以外の手法としては、例えば光入射面に対してブラスト処理を施すことで、第1光散乱構造となる粗面を形成するようにしてもよい。なお、第2光散乱構造についても、具体的な形成方法を上記と同様に変更することができる。
(6)第1光散乱構造及び第2光散乱構造を点状凸部(点状凹部)により構成する場合、必ずしも点状凸部をLEDの中心から放射状に配する必要はなく、点状凸部を他の並列態様とすることも可能である。その場合、点状凸部を不規則に配することも可能である。
(7)上記した各実施形態では、第1光散乱構造が光入射面のほぼ全域に、第2光散乱構造が設置面のほぼ全域に、光反射部が光出射面のほぼ全域にそれぞれ配されたものを示したが、第1光散乱構造、第2光散乱構造及び光反射部について、各面内において部分的に配するようにしても構わない。
(8)光反射部を構成する各ドットの平面形状は適宜に変更可能である。具体的には、丸形以外にも、楕円形、四角形などの多角形等、任意の形状を選択することができる。
(9)光反射部の具体的な形成方法としては、印刷以外にも、例えばメタル蒸着等の他の手法を用いことも可能である。
(10)上記した各実施形態では、光反射部が光出射面に一体に形成されたものを示したが、光出射面に対して光反射部を別体とすることも可能である。具体的には、導光板とは別体の透明なシートの表面に対して光反射部を一体に形成し、そのシートを導光板における光出射面上に積層配置するようにすればよい。その場合、光反射部付きシートを導光板に対して接着剤を介して貼り付けることもできるし、接着剤を用いずに単に載せて配することも可能である。
(11)上記した各実施形態では、光反射部が白色または銀色を呈するものを例示したが、それ以外の色を呈するようにしたものも本発明に含まれる。
(12)上記した実施形態1では、LED及び導光板(光源ユニット)がシャーシ内にて二次元的に並列配置されるものを示したが、一次元的に並列配置されるものも本発明に含まれる。具体的には、LED及び導光板が鉛直方向にのみ並列配置されるものや、LED及び導光板が水平方向にのみ並列配置されるものも本発明に含まれる。
(13)上記した実施形態2において、導光板におけるLEDの設置位置、設置個数などは適宜に変更可能である。
(14)上記した各実施形態では、低屈折率層として空気層を利用したものを示したが、低屈折率材料からなる低屈折率層を導光板における各隙間に介設するようにしたものも本発明に含まれる。
(15)上記した各実施形態では、R,G,Bをそれぞれ単色発光する3種類のLEDチップを内蔵したLEDを用いたものを示したが、青色または紫色を単色発光する1種類のLEDチップを内蔵し、蛍光体によって白色光を発光するタイプのLEDを用いたものも本発明に含まれる。
(16)上記した各実施形態では、R,G,Bをそれぞれ単色発光する3種類のLEDチップを内蔵したLEDを用いたものを示したが、C(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー)をそれぞれ単色発光する3種類のLEDチップを内蔵したLEDを用いたものも本発明に含まれる。
(17)上記した各実施形態では、点状光源としてLEDを用いたものを例示したが、LED以外の点状光源を用いたものも本発明に含まれる。
(18)上記した各実施形態では、光源として点状光源であるLEDを用いたものを例示したが、冷陰極管や熱陰極管などの線状光源を用いたものも本発明に含まれる。その場合、1本の線状光源をX軸方向またはY軸方向に並列する複数の導光板の各光入射面に対して対向配置し、複数の導光板に対して一括して光を供給するようにしてもよい。このとき、光入射面に形成する第1光散乱構造は、線状光源の軸線に沿った線状をなす突条または溝により構成されるようにしてもよい。この点は、第2光散乱構造についても同様である。
(19)上記した各実施形態及び上記(17),(18)以外にも、有機ELなどの面状光源を用いたものも本発明に含まれる。
(20)上記した各実施形態以外にも、光学部材の構成については適宜に変更可能である。具体的には、拡散板の枚数や光学シートの枚数及び種類などについては適宜に変更可能である。また、同じ種類の光学シートを複数枚用いることも可能である。
(21)上記した各実施形態では、液晶パネル及びシャーシがその短辺方向を鉛直方向と一致させた縦置き状態とされるものを例示したが、液晶パネル及びシャーシがその長辺方向を鉛直方向と一致させた縦置き状態とされるものも本発明に含まれる。
(22)上記した各実施形態では、液晶表示装置のスイッチング素子としてTFTを用いたが、TFT以外のスイッチング素子(例えば薄膜ダイオード(TFD))を用いた液晶表示装置にも適用可能であり、カラー表示する液晶表示装置以外にも、白黒表示する液晶表示装置にも適用可能である。
(23)上記した各実施形態では、表示素子として液晶パネルを用いた液晶表示装置を例示したが、他の種類の表示素子を用いた表示装置にも本発明は適用可能である。
(24)上記した各実施形態では、チューナーを備えたテレビ受信装置を例示したが、チューナーを備えない表示装置にも本発明は適用可能である。
10…液晶表示装置(表示装置)、11…液晶パネル(表示パネル)、12…バックライト装置(照明装置)、16…LED(光源)、18…導光板(導光体)、18a…LED収容凹部(光源収容凹部)、18b…光入射面、18c…光出射面、18d…設置面、22…反射シート、23…第1光散乱構造(光散乱構造)、23a…環状凸部、23b…点状凸部、24…光反射部、24a…ドット、25…第2光散乱構造(第2の光散乱構造)、25a…環状凸部、25b…点状凸部、AR…空気層(低屈折率層)、C…中心、SA…光源重畳領域、SN…光源非重畳領域、TV…テレビ受信装置
Claims (38)
- 光源と、
前記光源に対向し光が入射される光入射面、及び前記光入射面に沿って並行するとともに光を出射させる光出射面を有する導光体と、
前記光入射面に配され、光を散乱させる光散乱構造と、
前記光出射面に配され、光を反射させる光反射部とを備える照明装置。 - 前記光散乱構造は、前記光入射面の面内における光の散乱度合いが前記光源の中心から遠ざかる方向へ向けて小さくなるよう形成されている請求項1記載の照明装置。
- 前記光源は、前記光出射面の面内において点状をなす点状光源とされており、前記光散乱構造は、前記点状光源の中心を取り囲むよう環状をなす複数の環状凹部または環状凸部からなる請求項2記載の照明装置。
- 前記環状凹部または前記環状凸部は、前記点状光源の中心に対して同心円状に配されている請求項3記載の照明装置。
- 前記光散乱構造は、前記光入射面の面内において点状をなす多数の点状凹部または点状凸部からなる請求項2記載の照明装置。
- 前記点状凹部または前記点状凸部は、その面積が前記光源の中心から遠ざかる方向へ向けて大きくなるよう形成されている請求項5記載の照明装置。
- 前記点状凹部または前記点状凸部は、その分布密度が前記光源の中心から遠ざかる方向へ向けて低くなるよう形成されている請求項5または請求項6記載の照明装置。
- 前記光源は、前記光出射面の面内において点状をなす点状光源とされており、前記点状凹部または前記点状凸部は、前記点状光源の中心から放射状に並列配置されている請求項5から請求項7のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記光反射部は、前記光出射面に対して一体的に形成されている請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記光反射部は、前記光出射面に対して印刷されることで形成されている請求項9記載の照明装置。
- 前記光反射部は、前記光出射面の面内において光反射率が領域毎に異なるように構成されている請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記光反射部は、前記光出射面のうち少なくとも前記光源と重畳する光源重畳領域に配されている請求項11記載の照明装置。
- 前記光反射部は、前記光出射面のうち前記光源と重畳しない光源非重畳領域にも配され、前記光源重畳領域における光反射率が前記光源非重畳領域における光反射率よりも大きくなるものとされている請求項12記載の照明装置。
- 前記光反射部は、前記光出射面の面内における光反射率が前記光源から遠ざかる方向へ向けて小さくなるよう形成されている請求項13記載の照明装置。
- 前記光反射部は、前記光出射面の面内において点状をなし、光反射性を備える多数のドットからなる請求項14記載の照明装置。
- 前記ドットは、その面積が前記光源の中心から遠ざかる方向へ向けて小さくなるよう形成されている請求項15記載の照明装置。
- 前記ドットは、その分布密度が前記光源の中心から遠ざかる方向へ向けて小さくなるよう形成されている請求項15または請求項16記載の照明装置。
- 前記光源は、前記光出射面の面内において点状をなす点状光源とされており、前記ドットは、前記点状光源の中心から放射状に並列配置されている請求項15から請求項17のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記光反射部は、表面が白色または銀色を呈する請求項1から請求項18のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記導光体のうち前記光出射面とは反対側の面には、光を前記光出射面側へ反射させる反射シートが延在して配されている請求項1から請求項19のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記導光体における前記反射シートの設置面には、光を散乱させる第2の光散乱構造が設けられている請求項20記載の照明装置。
- 前記第2の光散乱構造は、前記反射シートの設置面の面内における光の散乱度合いが前記光源から遠ざかる方向へ向けて大きくなるよう形成されている請求項21照明装置。
- 前記光源は、前記光出射面の面内において点状をなす点状光源とされており、前記第2の光散乱構造は、前記点状光源を取り囲むよう環状をなす複数の環状凹部または環状凸部からなる請求項22記載の照明装置。
- 前記環状凹部または前記環状凸部は、前記点状光源の中心に対して同心円状に配されている請求項23記載の照明装置。
- 前記第2の光散乱構造は、前記反射シートの設置面の面内において点状をなす多数の点状凹部または点状凸部からなる請求項22記載の照明装置。
- 前記点状凹部または前記点状凸部は、その面積が前記光源から遠ざかる方向へ向けて小さくなるよう形成されている請求項25記載の照明装置。
- 前記点状凹部または前記点状凸部は、その分布密度が前記光源から遠ざかる方向へ向けて高くなるよう形成されている請求項25または請求項26記載の照明装置。
- 前記光源は、前記光出射面の面内において点状をなす点状光源とされており、前記点状凹部または前記点状凸部は、前記点状光源を中心にして放射状に並列配置されている請求項25から請求項27のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記導光体における前記光出射面とは反対側の面には、前記光源を収容する光源収容凹部が形成され、前記光源収容凹部の内面に前記光入射面が形成されている請求項1から請求項28のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記導光体及び前記光源は、前記光出射面に沿う少なくとも一方向について複数ずつ並列して配されている請求項1から請求項29のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記導光体及び前記光源は、前記光出射面に沿って二次元的に並列して配されている請求項30記載の照明装置。
- 隣り合う前記導光体間には、前記導光体よりも屈折率が低い低屈折率層が介在している請求項30または請求項31記載の照明装置。
- 前記低屈折率層は、空気層とされる請求項32記載の照明装置。
- 前記光源は、1つの前記導光体に対して複数配されている請求項1から請求項33のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記光源は、LEDとされる請求項1から請求項34のいずれか1項に記載の照明装置。
- 請求項1から請求項35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表示装置。
- 前記表示パネルは、一対の基板間に液晶を封入してなる液晶パネルとされる請求項36記載の表示装置。
- 請求項36または請求項37に記載された表示装置を備えるテレビ受信装置。
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