JP7221411B2 - 面状光源装置及び液晶表示装置 - Google Patents

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Description

本開示は、導光体を用いた面状光源装置及び面状光源装置を備える液晶表示装置に関するものである。
一般的に、液晶表示装置は、光を発光する面状光源装置、及び面状光源装置からの光を部分的に遮光したり透過させたりすることによって画像を表示する表示パネルを備えている。従来の液晶表示装置では、暗い画像を表示するときでも、明るい画像を表示するときと同様の光を面状光源装置から出射させていた。しかし近年では、液晶表示装置の画面を複数の発光領域に分け、それぞれの発光領域に表示する画像の明るさに合わせて、面状光源装置の明るさを部分的に調整する「ローカルディミング」と呼ばれる技術が実用化されている。ローカルディミングによれば、面状光源装置が必要以上に光を出射することが抑制されるため、液晶表示装置の消費電力を低減できる。
ここで、ローカルディミングでは、各発光領域からその隣の発光領域へと光が出射されることを防止することが重要になる。そこで、例えば、特許文献1のように、発光領域毎に分けられた導光体の間に、各発光領域からその隣の発光領域へと光が出射されることを防止するための遮光枠である区画フレームを設けることが提案されている。
特開2010-276789号公報
しかし、特許文献1のように、導光体の間に区画フレームを設けると、面状光源装置の区画フレーム部分が暗くなり、区画フレームが表示画面上に暗線として現れる可能性があった。
本開示は、面状光源装置の区画フレーム部分が暗くなることを抑制することができる面状光源装置及び液晶表示装置を提供することを目的とする。
本開示に係る面状光源装置は、光源基板の実装面上に配置され、独立して駆動可能な複数の光源と、複数の光源に含まれる第1の光源から入射した光を第1の光源から光源基板に向かう方向と反対方向である出射方向に第1の出射面から出射する第1の導光体と、第1の導光体が収められた第1の発光領域と実装面上で隣接する第2の発光領域に収められ、複数の光源に含まれる第2の光源から入射した光を出射方向に第2の出射面から出射する第2の導光体と、第1の導光体と第2の導光体との間に位置して第1の発光領域と第2の発光領域とを仕切るとともに第1の出射面との間に隙間を空けて設けられた隔壁を有し、隔壁の第1の導光体側の壁面と隔壁の底面との成す角は鋭角である、区画フレームと、を備え、隔壁は、第1の出射面に向かって張り出した凸部を有し、凸部は、実装面と直交する方向から見たとき、第1の出射面と重なる。
本開示に係る液晶表示装置は、上述の面状光源装置と、面状光源装置からの光を透過させる又は遮光することで画面に画像を表示させる表示パネルと、を備える。
本開示によれば、面状光源装置の区画フレーム部分が暗くなることを抑制することができる。
実施の形態1に係る液晶表示装置の分解斜視図である。 実施の形態1に係る面状光源装置から拡散板を除いた斜視図である。 実施の形態1に係る光源と導光体との位置関係を示す斜視図である。 図3のA-A断面における断面図である。 実施の形態1に係る導光体の背面側の面を、背面側から見た斜視図である。 実施の形態1に係る導光体の一部を、光源基板の実装面と直交する方向及び光源の出射方向に平行な面で切断した断面図である。 図2のB-B断面における断面図である。 図2のC-C断面における断面図である。 比較例に係る面状光源装置の区画フレーム周辺の断面及び区画フレームで反射される光の経路を示す図である。 実施の形態1に係る面状光源装置の区画フレーム周辺の断面及び区画フレームで反射される光の経路を示す図である。 比較例に係る面状光源装置の区画フレーム周辺の断面及び区画フレームで反射される光の経路を示す図である。 実施の形態1の変形例に係る面状光源装置の区画フレーム周辺の断面及び区画フレームで反射される光の経路を示す図である。 比較例に係る面状光源装置の区画フレーム周辺の断面及び区画フレームで反射される光の経路を示す図である。 実施の形態1に係る面状光源装置の区画フレーム周辺の断面及び区画フレームで反射される光の経路を示す図である。 比較例に係る面状光源装置の光源周辺の断面及び光源から発せられる光の経路を示す図である。 比較例に係る面状光源装置の光源周辺の断面及び光源から発せられる光の経路を示す図である。 実施の形態2に係る液晶表示装置の面状光源装置から拡散板を除いた斜視図である。 実施の形態3に係る液晶表示装置の面状光源装置から拡散板を除いた平面図である。 比較例に係る導光体及び導光体から出射される光の方向を示す図である。 実施の形態3に係る導光体及び導光体から出射される光の方向を示す図である。
以下で、一実施形態である面状光源装置及びこれを用いた液晶表示装置について、添付した図面を参照しながら説明する。各実施の形態において同一の構成については、同一の符号を付す。なお、各図において、x軸は面状光源装置が備える光源基板の長辺方向を表し、y軸は面状光源装置が備える光源基板の短辺方向を表し、z軸は面状光源装置が備える光源基板の実装面と直交する方向を表す。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る液晶表示装置の分解斜視図である。図1に示すように、液晶表示装置100は、表示パネル10、光学シート群15、面状光源装置20、フロントフレーム30、中間フレーム31、およびリアフレーム32を備えている。また、表示パネル10及び面状光源装置20は、フロントフレーム30、中間フレーム31、およびリアフレーム32を有する筐体に収納される。以下の説明では、液晶表示装置の各構成要素から見て、フロントフレーム30側を「前面側」、リアフレーム32側を「背面側」と称す。また、図1及び他の図において、前面側はz軸の正方向側に対応し、背面側はz軸の負方向側に対応する。
図1に示すように、表示パネル10は液晶表示パネルである。また、表示パネル10は、第1の基板101と、第2の基板102と、その間に挟持された液晶とを含んでいる。第1の基板101には、ガラスなどの絶縁性基板上に、カラーフィルタ、遮光層としてのブラックマトリクス、および対向電極などが設けられている。また、第2の基板102には、ガラスなどの絶縁性基板上に、画素電極および、画素電極に画像信号を供給するための薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)などが設けられている。第1の基板101と第2の基板102との間には、その間隔を保持するスペーサ、第1の基板101と第2の基板102とを貼り合わせるとともに液晶を封止するシール材、および液晶を配光させる配向膜などが設けられる。また、表示パネル10の外側の表面と裏面には偏光板が設けられる。
表示パネル10の第2の基板102には、駆動用ICが実装されている。また、表示パネル10には、駆動用ICを制御するための回路基板12が接続されている。駆動用ICは、第2の基板102の外周部に接続されたテープ状の配線基板(例えばTCP(Tape Carrier Package)、およびCOF(Chip on Film)等)上に配置されていてもよい。さらに、表示パネル10の前面側に、ユーザによるタッチ操作を検出するタッチパネルおよび当該タッチパネルを保護する透明の保護部材が設置されることもある。また、回路基板12を保護するカバーが、リアフレーム32の背面側に設けられることもある。そして、表示パネル10は、後述する面状光源装置20からの光を透過させる又は遮光することで、表示パネル10の前面側の面である画面に画像が表示される。
光学シート群15は、図1に示すように、表示パネル10及び面状光源装置20に挟まれた複数のシート状の部材である。また、光学シート群15は、面状光源装置20から出射された光の強度分布や出射角を調整するように機能する。具体的には、光学シート群15は、背面側から、拡散シート151、プリズムシート152、および偏向シート153を備える。拡散シート151は、面状光源装置20から照射された光によって、表示パネル10の画面上に発生する縞模様の現象(モアレ)を抑制するためのシート状の部材である。プリズムシート152は、面状光源装置20から放射された光の視野角を狭め、表示パネル10の画面の輝度を向上させるシート状の部材である。偏向シート153は、面状光源装置20から放射された光を表示パネル10の偏向方向に合わせるための機能に、プリズムシート152を通過した光によって発生する表示パネル10の画面上のモアレを抑制する機能が付加されたシート状の部材である。
面状光源装置20は、光学シート群15に対して背面側に配置され、光学シート群15を介して表示パネル10に光を照射する。図1に示すように、実施の形態1に係る面状光源装置20は、光源基板21、複数の光源22、複数の導光体23、区画フレーム24、反射シート25、および拡散板26を備えている。
光源基板21は、図1に示すように、面状光源装置20において最も背面側に位置する板状の部材であり、長方形を成している。また、光源基板21の前面側の面である実装面は、後述する区画フレーム24により、複数の発光領域80に分けられている。そして、各発光領域80は、光源基板21の実装面と直交する方向から見たときに、長方形を成している。さらに、光源基板21の実装面には、複数の光源22が配置されている。これに加え、光源基板21は、光源22を1個単位または数個単位で独立して駆動できるように配線が設けられている。なお、発光領域80が成す長方形の長辺は、光源基板21が成す長方形の長辺と平行であり、また発光領域80が成す長方形の短辺は、光源基板21が成す長方形の短辺と平行である。
光源22は、発光ダイオードであり、光源基板21の実装面に複数配置されている。また、光源22は、光源基板21が成す長方形の長辺方向と平行な方向に光を出射する。さらに、光源22は、上述の通り、独立して駆動可能である。
導光体23は、アクリル樹脂等を材料とする直方体状の部材であり、光源基板21の実装面と直交する方向から見ると長方形を成している。また、導光体23は、後述する反射シート25の前面側の面に複数配置されている。さらに、導光体23は、光源22から発せられた光を光源22から光源基板21に向かう方向と反対方向である出射方向(z軸の正方向)に出射面から出射する。
区画フレーム24は、反射率の高い樹脂、例えばポリカーボネートを材料とする。また、区画フレーム24は、光源基板21の実装面と直交する方向から見たときに、格子を成している。そして、この区画フレーム24が成す格子によって、光源基板21の前面側の領域は、複数の発光領域80に分けられる。なお、区画フレーム24は、例えば、金属などを材料としてもよいし、樹脂の表面にアルミ等を蒸着してもよい。
反射シート25は、光源基板21と区画フレーム24との間に挟まれるシート状の部材である。また、反射シート25には複数の孔が形成され、この孔から光源基板21の前面側の面上に配置された光源22が反射シート25の前面側に向かって突き出る。そして、光源22から発せられ、導光体23を通して出射された光のうち、導光体23の光源基板側の面、つまり、出射面と対向する反出射面から出射された光は、反射シート25で反射し、再び導光体23に戻り、その後、導光体23の出射面から出射される。
拡散板26は、区画フレーム24の前面側に配置されており、面状光源装置20において、最も前面側に位置している。また、拡散板26は、光源基板の実装面と直交する方向から見たときに、長方形を成す板状の部材である。そして、拡散板26は、複数の導光体23から出射された光を、拡散板26内部の細かな粒子によって散乱させ、拡散板26の前面側の面で面発光を実現させる。
光源基板21、光源22、導光体23、区画フレーム24、反射シート25および拡散板26を備える面状光源装置20は、リアフレーム32内に収納される。また、面状光源装置20の前面側に位置する光学シート群15もリアフレーム32内に収納される。そして、面状光源装置20及び光学シート群15が収納されたリアフレーム32の前面側に、中間フレーム31が載せられ、中間フレーム31の前面側に、さらに表示パネル10が載せられる。そして、表示パネル10を挟んで、中間フレーム31の前面側にフロントフレーム30が載せられることで、表示パネル10および面状光源装置20がフロントフレーム30、中間フレーム31およびリアフレーム32を有する筐体に収納され、一つの液晶表示装置100となる。なお、中間フレーム31には、面状光源装置20から出射した光を表示パネル10に入射させるための開口が設けられており、フロントフレーム30には、表示パネル10の表示領域を露出するための開口が設けられている。
次に、実施の形態1に係る面状光源装置20について、より詳しく説明する。図2は、実施の形態1係る面状光源装置から拡散板を除いた斜視図である。図3は、実施の形態1に係る光源と導光体との位置関係を示す斜視図である。図4は、図3のA-A断面における断面図である。図5は、実施の形態1に係る導光体の背面側の面を、背面側から見た斜視図である。図6は、実施の形態1に係る導光体の一部を、光源基板の実装面と直交する方向及び光源の出射方向に平行な面で切断した断面図である。図7は、図2のB-B断面における断面図である。図8は、図2のC-C断面における断面図である。なお、図4において、光源から発せられる光の経路を破線で示す。また、図7において、断面が示された部材と光源との位置関係の理解を助けるために光源を破線で示す。図8においても、光源を破線で示す。
図2に示すように、光源基板21の前面側の面である実装面には、反射シート25が位置している。さらに、反射シート25の前面側の面には、複数の導光体23及び区画フレーム24が位置している。また、光源22は、光源基板21の実装面上に配置されているものの、上述のように、反射シート25に設けられた複数の孔から、反射シート25の前面側に向かって突き出ている。その結果、実装面と平行な方向で、光源22と導光体23とが並んでいる。さらに、区画フレーム24は、光源基板21の長辺方向に並ぶ複数の第1の隔壁241、及び光源基板21の短辺方向に並ぶ複数の第2の隔壁242を有する。従って、区画フレーム24の隔壁は、第1の隔壁241と第2の隔壁242を含んでいる。また、第1の隔壁241及び第2の隔壁242によって、区画フレーム24は、格子を成している。そして、格子を成す区画フレーム24によって、光源基板21の前面側の領域は、複数の発光領域80に分割されている。
光源22は、図2に示すように、1つの発光領域80に対して、2つずつ配置されている。具体的には、1つの発光領域80が成す長方形の短辺に沿うように、各短辺に1つずつ光源22が配置されている。また、1つの発光領域80に配置された2つの光源22は互いに向き合い、1つの導光体23を挟むように配置されている。そして、2つの光源22は、2つの光源22が挟む導光体23に向かって光を照射する。つまり、1つの発光領域80に配置された2つの光源22は、互いに反対方向に向かって光を照射している。
導光体23は、図2に示すように、一つの発光領域80に対して、1つ配置されている。また、導光体23には、光源22が収まる溝が設けられている。ここで、面状光源装置20が備える複数の光源22に含まれる第1の光源221及び複数の導光体23に含まれる第1の導光体231を例として具体的に説明すると、図3に示すように、第1の導光体231における前面側に位置する第1の出射面231a及び背面側に位置する反出射面231b以外の面、つまり、第1の導光体231における側面であって、第1の導光体231が成す直方体の短辺側に位置する2つの側面それぞれに溝が設けられている。そして、この溝に第1の光源221が収められている。なお、以下で、第1の導光体231の側面の溝における第1の光源221からの光が入射する面を入射面231sと称す。
また、図4に示すように、第1の光源221における第1の導光体231の入射面231sと対向する面には、光を発する発光面221pが設けられている。また、この発光面221pは、その周囲を筐体221hに囲まれている。そして、光源基板21の実装面と直交する方向(z軸方向)において、発光面221pの中心221cは、第1の導光体231の入射面231sの中心231cよりも光源基板21に近い。さらに、光源基板21の実装面と直交する方向において、発光面221pの光源基板側に位置する端部221eの位置は、第1の導光体231の入射面231sの光源基板側に位置する端部231eの位置よりも前面側に位置する、つまり、光源基板21から遠い。
また、図5に示すように、第1の導光体231の第1の出射面231aと対向する面である反出射面231bには、凹部231dが複数設けられている。この凹部231dは、第1の導光体231に入射した光を反射する。複数の凹部231dで反射された光の多くは、第1の出射面231aに向かう。また、複数の凹部231dは、その深さがすべて同じではない。例えば、図6に示すように、複数の凹部231dに含まれる第1の凹部231d1、第2の凹部231d2及び第3の凹部231d3は、それぞれ深さが異なる。ただし、第1の凹部231d1の表面が成す球面の曲率半径r1、第2の凹部231d2の表面が成す球面の曲率半径r2及び第3の凹部231d3の表面が成す球面の曲率半径r3は、同じである。つまり、複数の凹部231dの表面の形状は、同じ曲率半径の球面である。また、第1の導光体231の入射面側に位置にする凹部231dから、第1の導光体231の中央側に位置する凹部231dに向かって、凹部231dの深さは深くなる。例えば、第1の凹部231d1よりも第1の導光体231の中央側に位置する第3の凹部231d3の深さは深い。これは、第1の光源221からの光が入射面側よりも届きにくい第1の導光体231の中央側で、より多くの光を反射させるためである。なお、複数の凹部231dの表面が成す球面は、導光体の製造において可能な範囲の球面を意味し、完全な球面を意味するわけではない。
上述の通り、区画フレーム24は、光源基板21の前面側、つまり、実装面上を複数の発光領域80に分けている。さらに、区画フレーム24の隔壁は、第1の光源221との間に第1の導光体231を挟んで第1の光源221と対向する第1の隔壁241、及び第1の隔壁241と交差する第2の隔壁242を含んでいる。ここで、区画フレーム24が有する第1の隔壁241及び第2の隔壁242について、複数の光源22に含まれる第1の光源221及び第2の光源222、223、並びに複数の導光体23に含まれる第1の導光体231、及び第2の導光体232、233を例に具体的に説明する。
図7に示すように、第1の隔壁241は、複数の導光体23に含まれる第1の導光体231と第2の導光体232との間に位置にして、第1の導光体231が収められた第1の発光領域801と、第2の導光体232が収められた第2の発光領域802とを仕切っている。第1の導光体231は、第1の光源221から入射した光を、第1の光源221から光源基板21に向かう方向と反対方向である出射方向に、前面側に位置する第1の出射面231aから出射する。また、第2の導光体232は、第2の光源222から入射した光を、第2の光源222から光源基板21に向かう方向と反対方向である出射方向に、前面側に位置する第2の出射面232aから出射する。さらに、第2の導光体232は、第1の導光体231が収められた第1の発光領域801と光源基板21の実装面上で隣接する第2の発光領域802に収められている。ここで、第1の隔壁241は、第1の導光体231の第1の出射面231aとの間に隙間c11を空けて設けられている。また、第1の隔壁241の第1の導光体231側の壁面241w1と第1の隔壁241の底面241bとの成す角θ1は鋭角、つまり、90度未満である。これに加え、第1の隔壁241は、第2の導光体232の第2の出射面232aとの間に、隙間c12を空けて設けられている。また、第1の隔壁241の第2の導光体側の壁面241w2と第1の隔壁241の底面241bとの成す角θ2は鋭角、つまり、90度未満である。
図8に示すように、第2の隔壁242は、複数の導光体23に含まれる第1の導光体231と第2の導光体233の間に位置にして、第1の導光体231が収められた第1の発光領域801と、第2の導光体233が収められた第2の発光領域803とを仕切っている。ここで、第2の導光体233は、第2の光源223から入射した光を、第2の光源223から光源基板21に向かう方向と反対方向である出射方向に、前面側に位置する第2の出射面233aから出射する。さらに、第2の導光体233は、第1の導光体231が収められた第1の発光領域801に実装面上で隣接する第2の発光領域803に収められている。そして、第2の隔壁242は、第1の導光体231の第1の出射面231aとの間に隙間c21を空けて設けられている。また、第2の隔壁242の第1の導光体側の壁面242w1と第2の隔壁242の底面242bとの成す角θ3は鋭角、つまり、90度未満である。これに加え、第2の隔壁242は、第2の導光体233の第2の出射面233aとの間に隙間c22を空けて設けられている。また、第2の隔壁242の第2の導光体側の壁面242w2と第2の隔壁242の底面242bとの成す角θ4は鋭角、つまり、90度未満である。なお、第1の導光体231の出射方向と第2の導光体232、233の出射方向とは同じである。
さらに、図7及び図8に示すように、第1の隔壁241の形状と第2の隔壁242の形状とは異なる。具体的には、第1の隔壁241の壁面241w1と底面241bとの成す角θ1は、第1の隔壁241と交差する第2の隔壁242の壁面242w1と底面242bとの成す角θ3又は壁面242w2と底面242bとの成す角θ4よりも小さい。また、第1の隔壁241の壁面241w2と底面241bとの成す角θ2は、第1の隔壁241と交差する第2の隔壁242の壁面242w1と底面242bとの成す角θ3又は壁面242w2と底面242bとの成す角θ4よりも小さい。さらに、光源基板21の実装面と直交する方向において、第2の隔壁242の高さH2は、第1の隔壁241の高さH1よりも高い。なお、後述するが、第2の隔壁242には、第1の隔壁241よりも前面側に向かう方向の光が到達するため、可能な限りその高さを高くしている。その際、隔壁の幅は可能な限り小さくしたいため、結果として、第2の隔壁242の各壁面と底面242bとの成す角は、第1の隔壁241の各壁面と底面241bとの成す角よりも大きくなっている。
以上のように構成された実施の形態1係る面状光源装置20及び面状光源装置20を備える液晶表示装置100では、光源22が点灯することで発せられた光は導光体23を介して、導光体23の出射面から出射される。出射された光は拡散板26内部の細かな粒子によって散乱され、拡散板26の前面側の面で面発光が実現される。この面発光による光は、光学シート群15を介して、表示パネル10に照射される。そして、表示パネル10に照射された光を、表示パネル10が部分的に遮光したり透過させたりすることによって、表示パネル10の前面側の面である画面に画像が表示される。このとき、表示する画像の明るさに合わせて、面状光源装置20における各発光領域の光源22の明るさを独立して制御することで、ローカルディミングが行われる。
次に、実施の形態1係る面状光源装置20及び面状光源装置20を備える液晶表示装置100の効果について図を参照しながら説明する。図9は、比較例に係る面状光源装置の区画フレーム周辺の断面及び区画フレームで反射される光の経路を示す図である。図10は、実施の形態1に係る面状光源装置20の区画フレーム周辺の断面及び区画フレームで反射される光の経路を示す図である。図11は、比較例に係る面状光源装置の区画フレーム周辺の断面及び区画フレームで反射される光の経路を示す図である。図12は、実施の形態1の変形例に係る面状光源装置の区画フレーム周辺の断面及び区画フレームで反射される光の経路を示す図である。図13は、比較例に係る面状光源装置の区画フレーム周辺の断面及び区画フレームで反射される光の経路を示す図である。図14は、実施の形態1に係る面状光源装置20の区画フレーム周辺の断面及び区画フレームで反射される光の経路を示す図である。図15は、比較例に係る面状光源装置の光源周辺の断面及び光源から発せられる光の経路を示す図である。図16は、比較例に係る面状光源装置の光源周辺の断面及び光源から発せられる光の経路を示す図である。なお、図9から図16において、光の経路を破線の矢印で示す。
図9に示すように、比較例に係る面状光源装置の区画フレームは、光源基板21の実装面と直交する方向に平行である壁面281w1が設けられた隔壁281を有する。このような面状光源装置では、導光体23を通って区画フレームに漏れ出た光は、隔壁281の壁面281w1により反射された後、その光が通過した導光体23が収められた発光領域又はその光が通過した導光体23の内部に向かう。この場合、図9の一点鎖線の楕円で示される隔壁281に対して前面側の領域、つまり、区画フレームに対して前面側の領域には、光が向かわないため、区画フレーム部分が暗くなり、区画フレームが表示画面上に暗線として現れる可能性がある。一方、実施の形態1に係る面状光源装置20の区画フレーム24の第1の隔壁241では、図10に示すように、導光体23に含まれる第1の導光体231を通って、区画フレーム24に漏れ出た光は、第1の隔壁241の壁面241w1により反射される。このとき、壁面241w1と底面241bとの成す角は鋭角である。これにより、壁面241w1は、前面側を向いている。その結果、第1の導光体231から区画フレーム24に漏れ出た光は、第1の隔壁241の壁面241w1により、図10の一点鎖線の楕円で示される第1の隔壁241に対して前面側の領域、つまり、区画フレーム24に対して前面側の領域に向けて反射される。ここで、図11に示す比較例に係る面状光源装置のように、導光体23の出射面と区画フレーム24が有する隔壁との間に隙間がない場合、導光体23から区画フレーム24に向かった光の多くは、区画フレーム24が有する隔壁の壁面により反射された後、再び、導光体23の内部へ戻ってしまう。しかし、実施の形態1に係る面状光源装置20では、図10に示すように、第1の導光体231の第1の出射面231aと区画フレーム24の第1の隔壁241との間に隙間c11が設けられているため、壁面241w1により反射された光は、第1の導光体231に戻ることなく、この隙間c11から区画フレーム24に対して前面側の領域に向かうことができる。その結果、実施の形態1に係る面状光源装置20及び面状光源装置20を備える液晶表示装置100では、区画フレーム部分が暗くなることを抑制することができる。なお、図12に示すように、第1の導光体231の第1の出射面231aと区画フレーム24の第1の隔壁241との間にわずかでも隙間c11が設けられていれば、そこから光が区画フレーム24に対して前面側の領域に向かうことが可能になるため、区画フレーム部分が暗くなることを抑制する効果を得ることができる。もちろん、第1の導光体231の第1の出射面231aと区画フレーム24の第1の隔壁241との間の隙間c11が大きいほど、上述の効果は大きくなる。また、上記では、区画フレーム24の第1の隔壁241の壁面241w1で反射された光を例に説明したが、壁面241w2で反射された光も、壁面241w1で反射された光と同様の原理で、区画フレーム24の前面側の領域に向かう。その結果、壁面241w2も、区画フレーム部分が暗くなることを抑制することに寄与する。また、第2の隔壁242の各壁面についても、壁面241w1、241w2と同様の原理で、区画フレーム部分が暗くなることを抑制することに寄与する。
また、実施の形態1に係る面状光源装置20及び面状光源装置20を備える液晶表示装置100では、第1の隔壁241の壁面241w1と底面241bとの成す角θ1は、第1の隔壁241と交差する第2の隔壁242の壁面242w1と底面242bとの成す角θ3よりも小さい。これにより、導光体からの光を効率よく、区画フレームに対して前面側の領域に反射することができる。具体的には、第1の隔壁241は第1の導光体231を挟んで第1の光源221と対向することから、第1の隔壁241の壁面241w1には、第2の隔壁242と比較して、第1の導光体231の内部で方向を変えられることなく光源基板21の実装面と平行に近い角度で進む光が多く到達する。この場合、図13に示すように、第1の隔壁241の壁面241w1を、第2の隔壁242の壁面242w1よりも光源基板21の実装面に直交する方向(図13におけるz軸に平行な平面)に近づけると、第1の隔壁241に到達した光の多くは、その光が通過した第1の導光体231に向かってしまう。この場合、第1の導光体231から来た光の多くを区画フレーム24に対して前面側の領域に導くことができない。しかし、実施の形態1に係る面状光源装置20及び面状光源装置20を備える液晶表示装置100では、第1の隔壁241の壁面241w1と底面241bとの成す角θ1は、第1の隔壁241と交差する第2の隔壁242の壁面242w1と底面242bとの成す角θ3よりも小さい。これにより、第2の隔壁242の壁面242w1よりも光源基板21の実装面に直交する方向に近づける場合と比較して、第1の導光体231から来た光をより多く、区画フレーム24に対して前面側の領域に向かって反射させることが可能になる。以上のような理由から、実施の形態1に係る面状光源装置20及び面状光源装置20を備える液晶表示装置100では、第1の隔壁241の壁面241w1を、第2の隔壁242の壁面242w1よりも光源基板21の実装面に直交する方向に近づける場合と比較して、導光体からの光を効率よく、区画フレームに対して前面側の領域に反射することができる。なお、上記では、区画フレーム24の第1の隔壁241の壁面241w1を例に説明したが、壁面241w2についても、壁面241w2と底面241bとの成す角θ2は、第2の隔壁242の壁面242w1と底面242bとの成す角θ3及び壁面242w2と底面242bとの成す角θ4よりも小さいため、実装面と平行に近い角度で進む光を第2の隔壁242の各壁面よりも多く反射でき、導光体からの光を効率よく、区画フレームに対して前面側の領域に反射することができる。
また、前述のとおり、第1の隔壁241は第1の導光体231を挟んで第1の光源221と対向することから、第1の隔壁241には、第2の隔壁242と比較して、第1の導光体231又は第2の導光体232の内部で方向を変えられることなく光源基板21の実装面と平行に近い角度で進む光が多く到達する。つまり、第2の隔壁242には、第1の隔壁241と比較して、第1の導光体231の内部で方向が変えられた光が割合として多く到達する。このとき、図14に示すように、第2の隔壁242には、第1の隔壁241に届く光と比較して、前面側(z軸の正方向側)に向かう光が割合として多く到達する。ここで、第2の隔壁242の高さを、第1の隔壁241の高さよりも低くすると、これらの光の多くを、第2の隔壁で反射することが難しくなる。これに対応するため、実施の形態1に係る面状光源装置20及び面状光源装置20を備える液晶表示装置100では、光源基板21の実装面と直交する方向において、第2の隔壁242の高さを、第1の隔壁241の高さよりも高くしている。これにより、第2の隔壁242の高さを、第1の隔壁241の高さよりも低くする場合と比較して、第1の導光体231から来た光を効率よく、区画フレーム24に対して前面側の領域に向かって反射させることが可能になる。以上のような理由から、実施の形態1に係る面状光源装置20及び面状光源装置20を備える液晶表示装置100では、第2の隔壁242の高さを、第1の隔壁241の高さよりも低くする場合と比較して、導光体からの光を効率よく、区画フレームに対して前面側の領域に反射することができる。
これに加え、実施の形態1に係る面状光源装置20及び面状光源装置20を備える液晶表示装置100では、光源22から発せられた光を効率的に導光体23に入射させることできる。複数の光源22に含まれる第1の光源221及び複数の導光体23に含まれる第1の導光体231を例に具体的に説明すると、第1の光源221が光を発する発光面221pと第1の導光体231の入射面231sとの間には、組み立てや各部材の熱膨張を考慮して、隙間を設ける必要がある。ここで、図15に示すように、光源基板21の実装面と直交する方向において、第1の光源221の発光面221pの中心221cの位置と、第1の導光体231の入射面231sの中心231cの位置とが同じ場合、第1の光源221から発せられた光の一部は、第1の導光体231に入射せずに第1の導光体231よりも前面側の領域に向かってしまう。そこで、実施の形態1に係る面状光源装置20では、光源基板21の実装面と直交する方向において、第1の光源221の発光面221pの中心221cが、第1の導光体231の入射面231sの中心231cよりも光源基板に近い(図4参照)。これにより、第1の光源221から発せられ、第1の導光体231に入射せずに第1の導光体231よりも前面側の領域に向かってしまっていた光の一部を、第1の導光体231に入射させることができる。その結果、実施の形態1に係る面状光源装置20では、第1の光源221の発光面221pの中心221cが、第1の導光体231の入射面231sの中心231cに対して、光源基板21の実装面と直交する方向において、同じ位置に位置している、又は、光源基板と遠いときよりも、第1の導光体231に第1の光源221から多くの光を入射させることができる。なお、第1の光源221から発せられ、第1の導光体231よりも背面側に向かう光は、反射シート25で反射して第1の導光体231に入射する。このとき、仮に、反射シート25がない場合でも、第1の光源221から発せられ、第1の導光体231よりも光源基板側に向かう光は、光源基板21で反射して第1の導光体231に入射する。また、例えば、反射シート25の厚みが大きく、図16に示すように、光源基板21の実装面と直交する方向において、発光面221pの光源基板側に位置する端部221eの位置が、入射面231sの光源基板側に位置する端部231eの位置よりも光源基板近い場合には、第1の光源221の発光面221pの一部が第1の導光体231の入射面231sと対向しないため、第1の光源221から発せられる光が第1の導光体231に十分に届かなくなってしまう。しかし、実施の形態1に係る面状光源装置20では、光源基板21の実装面と直交する方向において、発光面221pの光源基板側に位置する端部221eの位置は、入射面231sの光源基板側に位置する端部231eの位置よりも実装面から遠い。従って、実施の形態1に係る面状光源装置20では、第1の光源221の発光面221pが第1の導光体231の入射面231sと対向するため、第1の光源221から発せられた光の一部が第1の導光体231に届かなくなってしまうという事態を抑制することができる。
また、実施の形態1に係る面状光源装置20では、第1の導光体231の出射面と対向する面である反出射面231bに、深さの異なる複数の凹部231dが設けられている。ここで、複数の凹部231dの表面の形状は、同じ曲率半径の球面である。これにより、複数の凹部231dを切削加工により形成する場合に、深さの異なる凹部ごとに工具を使い分ける必要がなく、切削する深さを変えるだけで、深さの異なる複数の凹部231dを第1の導光体231に形成することができる。
実施の形態2.
図17は、実施の形態2に係る液晶表示装置の面状光源装置20Aから拡散板を除いた斜視図である。実施の形態2に係る液晶表示装置の面状光源装置20Aと実施の形態1に係る液晶表示装置の面状光源装置20との相違点は、区画フレームの隔壁である。従って、実施の形態2に係る区画フレームの符号を24Aとし、区画フレーム24Aが有する隔壁のうち、実施の形態1から変更された隔壁の符号を241Aとする。
実施の形態2に係る区画フレーム24Aは、第1の光源221との間に第1の導光体231を挟んで第1の光源221と対向する第1の隔壁241Aと、第1の隔壁241Aと交差する第2の隔壁242を有する。第1の隔壁241Aは、図17に示すように、凸部241pを有する。凸部241pは、第1の隔壁241Aから、第1の導光体231の第1の出射面231aに向かって張り出している。また、凸部241pは、光源基板21の実装面と直交する方向から見たとき、その一部が第1の導光体231と重なっている。さらに、凸部241pは、光源基板21の実装面と直交する方向から見たとき、第1の光源221と重なる。なお、第1の隔壁241Aは、実施の形態1に係る第1の隔壁241に対応しており、凸部241pを有する以外は、第1の隔壁241と同じ構成である。また、第2の隔壁242については、実施の形態1からの変更はない。さらに、凸部241pは、第1の隔壁241Aと一体で成形された部材であっても、第1の隔壁241Aと別の部材であって第1の隔壁241Aに固定されたものでもよい。
以上のような凸部241pを第1の隔壁241Aが有することにより、第1の導光体231が、振動などの理由で、区画フレーム24で区切られた第1の発光領域801から外れそうになっても、凸部241pが光源基板21の実装面と直交する方向から見たときに第1の導光体231と重なる位置にあるため、凸部241pがストッパーとして機能する。これにより、実施の形態2係る液晶表示装置の面状光源装置20Aでは、振動などによる、第1の発光領域801からの第1の導光体231の脱落又は欠損を抑制することができる。
ところで、光源22から発せられた光のうち導光体23を経ずに前面側に向かう光は、導光体23から出射された光よりも輝度の高いスポットとして、表示パネル上に現れる可能性がある。しかし、実施の形態2に係る面状光源装置20Aでは、区画フレーム24Aの第1の隔壁241Aの凸部241pが、光源基板21の実装面と直交する方向から見たとき、第1の光源221と重なるに設けられている。これにより、第1の光源221から発せられた光のうち、第1の導光体231を経ずに前面側に向かう光を遮光することできる。結果として、実施の形態2係る液晶表示装置の面状光源装置20Aでは、第1の光源221から発せられた光のうち第1の導光体231を経ずに前面側に向かう光が、第1の導光体231から出射された光よりも輝度の高いスポットとして、表示画面上に現れることを抑制できる。
実施の形態2に係る液晶表示装置の面状光源装置20Aにおける他の構成は、実施の形態1に係る液晶表示装置の面状光源装置20と同様である。従って、実施の形態2に係る液晶表示装置の面状光源装置20Aにおける他の構成、効果は、実施の形態1に係る液晶表示装置の面状光源装置20での説明のとおりである。なお、実施の形態2に係る液晶表示装置の面状光源装置20Aの説明では、区画フレーム24の第1の隔壁241Aを例として説明した。しかし、第1の発光領域801からの第1の導光体231の脱落又は欠損を防ぐという機能だけを達成するのであれば、第1の導光体231に向かって張り出した凸部が、光源基板21の実装面と直交する方向から見たとき、光源22と重なる位置に設けられている必要はない。この場合、第2の隔壁242に凸部が設けられていてもよい。また、仮に、光源22が第2の隔壁242に沿って設けられている場合には、第2の隔壁242に設けられた凸部が、光源基板21の実装面と直交する方向から見たとき、光源22と重なる位置に設けられていることで、第1の光源221から発せられた光のうち第1の導光体231を経ずに前面側に向かう光が、第1の導光体231から出射された光よりも輝度の高いスポットとして、表示画面上に現れることを抑制できる。
実施の形態3.
図18は、実施の形態3に係る面状光源装置20Bから拡散板を除いた平面図である。図19は、比較例に係る導光体及び導光体から出射される光の方向を示す平面図である。図20は、実施の形態3に係る導光体及び導光体から出射される光の方向を示す平面図である。実施の形態3である液晶表示装置の面状光源装置20Bと実施の形態2である液晶表示装置の面状光源装置20Aとの相違点は、導光体と区画フレームである。従って、実施の形態3に係る第1の導光体の符号を231Bとし、区画フレームの符号を24Bする。
面状光源装置20Bでは、図18に示すように、第1の導光体231Bは、光源基板21の実装面と直交する方向から見たとき、長方形に面取りが施された八角形を成している。これにより、第1の導光体231Bには、新たな側面231qが形成される。また、面状光源装置20Bの区画フレーム24Bは、光源基板21の実装面と直交する方向から見たとき、第1の導光体231Bが成す長方形の面取りが施された部分と平行に伸びるとともに、第1の導光体231Bが成す長方形の面取りが施された部分と対向する脇壁243を有する。ここで、脇壁243と第1の導光体231Bの出射面との間には隙間が設けられている。また、脇壁243に設けられた壁面と脇壁243の底面との成す角は鋭角、つまり、90度未満である。さらに、脇壁243は、光源基板21の実装面と直交する方向から見たとき、区画フレーム24で囲まれる長方形状の発光領域の4つの角それぞれに設けられている。なお、第1の導光体231Bが成す長方形の面取りが施された部分と脇壁243が平行であるとは、面状光源装置の製造において現実的に可能な範囲の平行であり、厳密な平行を意味するものではない。
以上のように構成された実施の形態3に係る面状光源装置20Bでは、実施の形態2に係る面状光源装置20Aと比較して、区画フレーム部分が暗くなることをさらに抑制することができる。具体的には、導光体の側面から区画フレームに漏れ出る光の方向は、図19に示すように、基本的にその側面と直交する方向である。従って、実施の形態2に係る第1の導光体231のように側面が交差する角に面取りが施されていない場合、光源基板21の実装面と直交する方向から見たときに、第1の導光体231が成す長方形の角付近は暗くなる。しかし、実施の形態3に係る第1の導光体231Bは、図20に示すように、光源基板21の実装面と直交する方向から見たとき、第1の導光体231Bが成す長方形の各角に面取りが施されている。結果として、実施の形態3に係る第1の導光体231Bでは、実施の形態1または実施の形態2に係る第1の導光体231が成す長方形の角に対して、新たな側面231qが形成されたことになる。これにより、実施の形態3に係る第1の導光体231Bでは、実施の形態1または実施の形態2に係る第1の導光体231で光を出すことができなかった方向に、光を出すことができる。そして、新たな側面231qからの光を、区画フレーム24Bの各隔壁は、区画フレーム24Bの前面側に向けて反射することできる。結果として、実施の形態3に係る面状光源装置20Bでは、実施の形態2に係る面状光源装置20Aと比較して、区画フレーム部分が暗くなることをさらに抑制することができる。
また、実施の形態3に係る面状光源装置20Bでは、光源基板21の実装面と直交する方向から見たとき、第1の導光体231Bが成す長方形に施された面取り部分と平行に伸びて、第1の導光体231Bが成す長方形に施された面取り部分と対向する、つまり、新たな側面231qと対向する脇壁243を有している。また、脇壁243と第1の導光体231Bの出射面との間には、隙間が設けられている。そして、脇壁243の壁面と脇壁243の底面との成す角は鋭角である。これにより、脇壁243は、前面側を向いている。また、脇壁243は、新たな側面231qと平行に伸びて対向しているため、新たな側面231qからの光を第1の隔壁241や第2の隔壁242によりも多く、区画フレーム24Bに対して前面側の領域に反射することができる。従って、第1の導光体231Bの新たな側面231qから区画フレーム24Bに向けて漏れ出た光は、脇壁243の壁面によって、第1の隔壁241及び第2の隔壁242だけが設けられている場合よりも、区画フレーム24Bの前面側の領域に向かいやすくなる。なお、実施の形態3に係る液晶表示装置の面状光源装置20Bでは、区画フレーム24Bが脇壁243を有するが、第1の導光体231Bに面取りが施されているだけでも、実施の形態2に係る液晶表示装置の面状光源装置20Aと比較して、区画フレーム部分が暗くなることをさらに抑制することができる。
実施の形態3に係る液晶表示装置の面状光源装置20Bにおける他の構成は、実施の形態2に係る液晶表示装置の面状光源装置20Aと同様である。従って、実施の形態3に係る液晶表示装置の面状光源装置20Bにおける他の構成、効果は、実施の形態2に係る液晶表示装置の面状光源装置20Aでの説明のとおりである。また、実施の形態2に係る液晶表示装置の面状光源装置20Aにおいて実施の形態1に係る液晶表示装置の面状光源装置20と同様であると述べた構成、効果については、実施の形態3に係る液晶表示装置の面状光源装置20Bについても実施の形態1に係る液晶表示装置の面状光源装置20と同様である。従って、実施の形態2に係る液晶表示装置の面状光源装置20Aにおいて実施の形態1に係る液晶表示装置の面状光源装置20と同様であると述べた構成、効果であって、実施の形態3に係る液晶表示装置の面状光源装置20Bにおける上記以外の構成、効果は、実施の形態1に係る液晶表示装置の面状光源装置20での説明のとおりである。
他の実施形態.
本開示に係る面状光源装置及び面状光源装置を備える液晶表示装置は、前述の実施の形態に限らずその要旨の範囲内において変更可能である。例えば、光源は1つの発光領域に対して1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。また、光源基板21上に白色の塗装を施すなどすることで反射シート25を代用できる。つまり、反射シート25は必須の構成ではない。さらに、導光体23に設けられた光源22を収めるための溝も必須ではない。これに加え、第1の隔壁241と第2の隔壁242の形状が同じであってもよい。また、光源22からの光が導光体23に入射すれば、光源22の発光面の中心が、導光体23の入射面の中心よりも光源基板側に位置することは必須ではない。さらに、導光体23によって光源22から入射した光を出射面から出射する機構は、導光体23の光源基板側の面に設けられた凹部に代えて、導光体23内部に微細孔を設けることによって達成されてもよい。また、区画フレームが有する隔壁に設けられた片方の壁面だけが、隔壁の底面と成す角が鋭角であってもよいし、全ての隔壁の全ての壁面が、隔壁の底面と成す角が鋭角であってもよい。そして、上記の実施形態において、複数ある光源、導光体及び隔壁のうち、その一部の光源、導光体及び隔壁について、その構成及び効果を説明したが、本開示に係る面状光源装置が備える他の光源、導光体及び隔壁についても同様の構成や効果を有していてもよく、また、一部の光源、導光体及び隔壁だけが、上記の構成や効果を有していてもよい。さらに、面状光源装置に含まれる複数の光源、複数の導光体のうち、どれを第1の光源とし、どれを第1の導光体とするかは任意である。これに加え、各実施の形態を組み合わせてもよい。
20 面状光源装置、20A 面状光源装置、20B 面状光源装置、21 光源基板、22 光源、221p 発光面、24 区画フレーム、24A 区画フレーム、24B
区画フレーム、100 液晶表示装置、221 第1の光源、222 第2の光源、223 第2の光源、231 第1の導光体、231a 第1の出射面、231d 凹部、231s 入射面、231B 第1の導光体、232 第2の導光体、232a 第2の出射面、233 第2の導光体、233a 第2の出射面、241 第1の隔壁、241b 底面、241A 第1の隔壁、241w1 壁面、241w2 壁面、241p 凸部、242 第2の隔壁、242b 底面、242w1 壁面、242w2 壁面、243 脇壁、801 第1の発光領域、802 第2の発光領域、803 第2の発光領域

Claims (10)

  1. 光源基板の実装面上に配置され、独立して駆動可能な複数の光源と、
    前記複数の光源に含まれる第1の光源から入射した光を前記第1の光源から前記光源基板に向かう方向と反対方向である出射方向に第1の出射面から出射する第1の導光体と、
    前記第1の導光体が収められた第1の発光領域と前記実装面上で隣接する第2の発光領域に収められ、前記複数の光源に含まれる第2の光源から入射した光を前記出射方向に第2の出射面から出射する第2の導光体と、
    前記第1の導光体と前記第2の導光体との間に位置して前記第1の発光領域と前記第2の発光領域とを仕切るとともに前記第1の出射面との間に隙間を空けて設けられた隔壁を有し、前記隔壁の前記第1の導光体側の壁面と前記隔壁の底面との成す角は鋭角である、区画フレームと、を備え
    前記隔壁は、前記第1の出射面に向かって張り出した凸部を有し、
    前記凸部は、前記実装面と直交する方向から見たとき、前記第1の出射面と重なる面状光源装置。
  2. 前記隔壁は、前記第1の光源との間に前記第1の導光体を挟んで前記第1の光源と対向する第1の隔壁、及び前記第1の隔壁と交差する第2の隔壁を含み、
    前記第1の隔壁の前記第1の導光体側の壁面と前記第1の隔壁の底面との成す角の角度は、前記第2の隔壁の前記第1の導光体側の壁面と前記第2の隔壁の底面との成す角の角度よりも小さい、請求項1に記載の面状光源装置。
  3. 前記隔壁は、前記第1の光源との間に前記第1の導光体を挟んで前記第1の光源と対向する第1の隔壁、及び前記第1の隔壁と交差する第2の隔壁を含み、
    前記実装面と直交する方向において、前記第2の隔壁の高さは、前記第1の隔壁の高さよりも高い、請求項1に記載の面状光源装置。
  4. 前記隔壁は、前記第1の光源との間に前記第1の導光体を挟んで前記第1の光源と対向する第1の隔壁、及び前記第1の隔壁と交差する第2の隔壁を含み、
    前記第1の隔壁の前記第1の導光体側の壁面と前記第1の隔壁の底面との成す角の角度は、前記第2の隔壁の前記第1の導光体側の壁面と前記第2の隔壁の底面との成す角の角度よりも小さく、
    前記実装面と直交する方向において、前記第2の隔壁の高さは、前記第1の隔壁の高さよりも高い、請求項1に記載の面状光源装置。
  5. 前記実装面と直交する方向において、前記第1の光源の光を発する発光面の中心は、前記第1の光源から発せられた光が入射する前記第1の導光体の入射面の中心よりも前記光源基板に近く、
    前記実装面と直交する方向において、前記発光面の前記光源基板側に位置する端部の位置は、前記入射面の前記光源基板側に位置する端部の位置よりも前記光源基板から遠い、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の面状光源装置。
  6. 前記第1の出射面と対向する面には、深さの異なる複数の凹部が設けられ、
    前記複数の凹部の表面の形状は、同じ曲率半径の球面である、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の面状光源装置。
  7. 前記凸部は、前記実装面と直交する方向から見たとき、前記第1の光源と重なる、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の面状光源装置。
  8. 前記第1の導光体は、前記実装面と直交する方向から見たとき、長方形に面取りが施された八角形を成している、請求項1から請求項のいずれか一項に記載の面状光源装置。
  9. 前記区画フレームは、前記実装面と直交する方向から見たときに前記長方形の面取りが施された部分と平行に伸びるとともに前記長方形の面取りが施された部分と対向する脇壁を有し、
    前記脇壁と前記第1の出射面との間には隙間が設けられ、
    前記脇壁の壁面と前記脇壁の底面との成す角は鋭角である、請求項に記載の面状光源装置。
  10. 請求項1から請求項のいずれか一項に記載の面状光源装置と、
    前記面状光源装置からの光を透過させる又は遮光することで画面に画像を表示させる表示パネルと、を備える液晶表示装置。
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