JP7341371B2 - 面状光源装置及び表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、面状光源装置及び面状光源装置を備える表示装置に関するものである。

一般的に、表示装置は、光を発光する面状光源装置と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とを備えている。従来の表示装置では、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、発光領域を分割し、分割後の各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、面状光源装置から必要以上に光が出射されることを抑制できる。そのため、表示装置の消費電力を低減しながら高コントラストな画像出力が可能である。

例えば特許文献１の表示装置は、互いに独立して駆動可能な複数の光源と、複数の光源から入射した光を特定の出射面から出射させる導光板と、導光板を複数のセルに分割する隔壁を備えることが開示されている。また、隔壁は部分的に切り欠きを有し、導光板は隔壁の切り欠きを通して隣接するセルの間で繋がっている。すなわち、導光板はセル間で完全には分断されておらず、隣接するセル間で導光板は部分的に繋がっている。このような隔壁を備えることにより、導光板から出射される光の輝度を局所的に調整することができ、各セルの光源から出射された光の一部は切り欠きを通して隣接するセルに入射される。これにより、例えば高輝度の発光が要求されるセルと、低輝度の発光が要求されるセルとが隣接している場合等に、低輝度のセルの光源を点灯させる必要がなくなることが記載されている。

特開２０１８－１３７０４４号公報

ローカルディミングは、上述のとおり分割後の各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技術である。そのため、分割後の各発光領域から隣接する他の分割後の発光領域へと出射される漏れ光を抑制することが重要である。しかしながら、特許文献１では、各セルの光源から出射された光の一部は切り欠きを通して隣接するセルに入射される。このような構成では、隣接するセルへの漏れ光が増大し、ローカルディミングの効果が低減する虞があった。

本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであり、隣接する分割後の発光領域への漏れ光を抑制することができる面状光源装置及び表示装置を提供することを目的とするものである。

本開示に係る面状光源装置は、発光領域を分割することが可能な面状光源装置であって、分割後の各発光領域に対応して配置され、側面から入射された光を上面から出射する複数の導光板と、１枚の導光板に１つ設置され、導光板の側面と対面する位置に光を発する発光面を有し、互いに独立して駆動可能な複数の光源と、複数の導光板の各々を、１枚の導光板と１つの光源をそれぞれ含むように囲む隔壁とを備えたものである。

また、本開示に係る表示装置は、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たものである。

本開示によれば、分割後の各発光領域から隣接する他の分割後の発光領域への漏れ光を抑制することができる。

実施の形態１の表示装置を示す正面断面図である。 実施の形態１の面状光源装置を示す正面断面図 実施の形態１の面状光源装置を示す平面断面図である。 実施の形態１の導光板を示す斜視図である。 実施の形態１の隔壁を示す斜視図である。 実施の形態１の面状光源装置を示す正面断面図である。 実施の形態１の面状光源装置を示す正面断面図である。 実施の形態１の隔壁を示す斜視図である。 比較例に係る面状光源装置を示す正面断面図である。 実施の形態１の面状光源装置の他の例を示す平面断面図である。 実施の形態１の面状光源装置を示す正面断面図である。 実施の形態１の面状光源装置の他の例を示す平面断面図である。 実施の形態１の面状光源装置を示す平面断面図 実施の形態２の面状光源装置を示す正面断面図である。

以下で、一実施形態である面状光源装置及び表示装置について、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軸は後述する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。また、ｚ軸正方向側を「前面側」、ｚ軸の負方向側を「背面側」と称す。

実施の形態１．
図１を用いて、実施の形態１における面状光源装置３０及び面状光源装置３０を備える表示装置１００について説明する。図１は、実施の形態１の表示装置１００を示す正面断面図である。図１に示すように、表示装置１００は、表示パネル１０、光学シート群２０、面状光源装置３０を備える。

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１１と、第２の基板１２と、その間に挟持された液晶層とを備える。第１の基板１１には、ガラス等の絶縁性基板上に、カラーフィルタ、遮光層としてのブラックマトリクス、及び対向電極等が設けられる。また、第２の基板１２には、ガラス等の絶縁性基板上に、画素電極、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）等が設けられる。第１の基板１１と第２の基板１２との間には、その間隔を保持するスペーサ、第１の基板１１と第２の基板１２とを貼り合わせるとともに液晶を封止するシール材、液晶を配光させる配向膜等が設けられる。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１２の外周部上には、駆動用ＩＣ（図示せず）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が接続されている。駆動用ＩＣは、第２の基板１２の外周部に接続されたテープ状の配線基板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及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てもよい。そして、表示パネル１０は、後述する面状光源装置３０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２０は、図１に示すように、表示パネル１０及び面状光源装置３０の間に設けられた複数のシート状の部材であり、面状光源装置３０から出射された光の強度分布や角度を調整する。具体的な光学シート群２０の構成は、表示装置１００の背面側から順に、拡散板２１、拡散シート２２、２枚のプリズムシート２３、偏光シート２４である。拡散板２１及び拡散シート２２は、面状光源装置３０から出射された光を拡散させ、表示パネル１０で生じうる隔壁３４による暗部を抑制する部材である。プリズムシート２３は、拡散板２１と拡散シート２２を透過した光の視野角を狭め、ｚ軸正方向の輝度を向上させる部材である。２枚のプリズムシート２３は、プリズム方向が直交するように配置される。偏光シート２４は、プリズムシート２３を透過した光のうち、表示パネル１０を透過しないｓ波を反射し再利用することで光の利用効率を向上させる部材である。

面状光源装置３０は、光学シート群２０に対して背面側に配置され、光学シート群２０を介して表示パネル１０に光を出射する。図１に示すように、実施の形態１の面状光源装置３０は、光源基板３１、複数の光源３２、複数の導光板３３、隔壁３４、反射シート３５を備えている。

光源基板３１は、面状光源装置３０において最も背面側に位置する板状の部材であり、例えば長方形を成している。また、光源基板３１の前面側の面である実装面には、複数の光源３２が配置されている。光源基板３１には、光源３２を１個単位又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。

光源３２について図２を用いて説明する。図２は実施の形態１の面状光源装置３０を示す正面断面図である。光源３２は、光源基板３１上に実装される発光ダイオードであり、光を発する発光面３２１を備える。そして、光源３２は１枚の導光板３３に１つ設置される。具体的に、光源３２は、導光板３３の入射面３３１に光源３２の発光面３２１が対面するように設置される。光源３２の光軸方向は光源基板３１と平行とするのが最も好ましいが、光源基板３１に対して角度がついてもよい。また、複数の光源３２は、上述の通り互いに独立して駆動可能である。

次に、導光板３３について図２～図４を用いて説明する。図３は実施の形態１の面状光源装置３０を示す平面断面図であり、図４は実施の形態１の導光板３３を示す斜視図である。

導光板３３は、発光領域を分割することが可能な面状光源装置３０において、分割後の各発光領域に対応して配置される。導光板３３は、アクリル樹脂等を材料とする多角形状の部材であり、後述する反射シート３５の前面側の面上に配置される。また、図３に示すように複数の導光板３３はマトリクス状に配置されることで、面状光源装置３０を製造する際に導光板３３及び光源３２の設置が容易となる。そして、複数の導光板３３をマトリクス状に配置する場合、画面上の輝度ムラを小さくするために、導光板３３同士の隙間は小さくするとよい。さらに、導光板３３同士の隙間が小さくするため、表示装置１００の前面側から見て導光板３３の形状は矩形にするとよい。

図４に示すように、導光板３３は、側面に光源３２から発せられた光を内部に入射させるための入射面３３１を備える。また、導光板３３は、側面に光源３２の少なくとも一部を収納するための凹部３３４を備えてもよい。凹部３３４は、図４に示す破線部であり、導光板３３の側面の一部に形成された凹みである。凹部３３４を備える場合は、入射面３３１は凹部３３４に形成されてもよい。図４は、導光板３３の角部に入射面３３１が形成された凹部３３４を備える例である。例えば、光源３２が十分に小さい場合には、凹部３３４はなくてもよく、導光板３３の側面に入射面３３１が形成されていればよい。さらに、導光板３３の背面側である下面には光拡散部３３３を備え、前面側の上面には出射面３３２を備える。つまり、光拡散部３３３と出射面３３２とは対面して設けられる。光拡散部３３３は、光拡散部３３３に当たった光を拡散反射させ、全反射条件を崩すことにより出射面３３２からｚ軸正方向に光を出射させる。光拡散部３３３は、例えば出射面３３２からの出射光が任意の輝度分布となるよう配置を調整した透明インクのドットパターン、複数の溝部や突条部等で構成されるプリズムパターン等である。

図２に示すように、光源３２の発光面３２１から出射した光は、側面に形成された入射面３３１から導光板３３に入射し、下面の光拡散部３３３によりｚ軸正方向へ光路変換され、上面の出射面３３２からｚ軸正方向へ出射される。これにより、各導光板３３は１つの面光源として機能し、隣接する導光板３３の輝度分布との重ね合わせによって均一な面状光源装置３０を実現する。

また、図２及び図４に示すように、導光板３３はその前面側に凹部３３４の上部を覆う凸部３３５を備えていてもよい。凸部３３５は、光源３２上部の少なくとも一部を覆うように張り出した形状である。さらに、凸部３３５の背面側である光源３２と対面する面には、反射部３３６を備える。反射部３３６は、光源３２から入射面３３１に入射せずに直上に抜けていく光を反射する。さらに、反射部３３６は、入射面３３１に入射した後に凸部３３５まで導光してきた光をｚ軸正方向に反射する。凹部３３４及び凸部３３５は、各発光領域の輝度分布の対称性が保たれる範囲であれば形状及び大きさは限定されない。

次に、隔壁について図５～図８を用いて説明する。図５は実施の形態１の隔壁３４を示す斜視図である。図６及び図７は実施の形態１の面状光源装置３０を示す正面断面図である。図６は図３のＡ－Ａ’断面における断面図であり、図６（Ａ）は面状光源装置３０の断面図であり、図６（Ｂ）及び（Ｃ）は第１の隔壁３４１の断面図である。図７は図３のＢ―Ｂ’断面における断面図であり、図７（Ａ）は面状光源装置３０の断面図であり、図７（Ｂ）及び（Ｃ）は第２の隔壁３４２の断面図である。図８は実施の形態１の隔壁３４を示す斜視図である。なお、図６（Ａ）及び図７（Ａ）において、光の経路を破線の矢印で示す。

隔壁３４は、複数の導光板３３の各々を、１枚の導光板３３と、それに対応する光源３２（より具体的にはその発光面３２１）をそれぞれ含むように囲む。これにより、隔壁３４は、表示パネル１０に対する面状光源装置３０の発光領域を、複数の発光領域に分割する。図５～図８に示す例では、隔壁３４は、光源基板３１の前面側であり光源３２が実装される面である実装面上において、反射シート３５を挟んで分割後の発光領域に対応して配される複数の導光板３３の各々を、それらに対応する光源３２の少なくとも発光面２３１を含むように囲んでいる。これにより、光源基板３１の実装面上の一定の高さ領域を物理的に複数に分割している。

隔壁３４は、図５に示すように表示装置１００の前面側から見て格子形状であり、例えば高反射な白色樹脂及び金属により形成される。
隔壁３４は、図６に示す導光板３３の間に位置する第１の隔壁３４１と、図７に示す面状光源装置３０の発光領域の最外周を囲う第２の隔壁３４２とを備える。
格子形状の隔壁３４が形成する１つのセルには、上述のとおり導光板３３及び光源３２がそれぞれ１つずつ配置された分割後の発光領域が形成される。また、導光板３３は隔壁３４が成すセルにより側面を完全に囲まれ、隣接する導光板３３とは分離されている。

第１の隔壁３４１は、図６に示すように、ｚ軸に平行な壁面を備える垂直部３４１ａと、垂直部３４１ａの上部にｚ軸正方向にテーパ状に細くなる壁面を備えるテーパ部３４１ｂとを含有してもよい。そして、第１の隔壁３４１は、隣接する導光板３３との間に間隙ｄ１を設けて配置されてもよい。この間隙ｄ１を設けることで、面状光源装置３０を製造する際に、隔壁３４に導光板３３をはめ込み易くなる。間隙ｄ１は、導光板３３の側面から出射した光を導光板３３の内部に十分反射可能な距離とし、０ｍｍ≦ｄ１≦０．２ｍｍが好ましい。ただし、隔壁３４と導光板３３を一体成型する、又は密着させる場合には間隙ｄ１はなくてもよい。また、図６（Ａ）では、第１の隔壁３４１は、導光板３３の出射面３３２の位置で垂直部３４１ａからテーパ部３４１ｂへと切り替わっているが、切り替わる位置は出射面３３２より高くてもよく、低くてもよい。
ここで、図６（Ｂ）に示すように垂直部３４１ａとテーパ部３４１ｂとを合わせた高さをＨ１と称する。また、図６（Ｃ）に示すようにテーパ部３４１ｂの勾配をθ１と称する。勾配θ１は、ｚ軸断面図におけるｙ軸に対するテーパ部３４１ｂの壁面の傾き度合いである。高さＨ１及び勾配θ１を適宜調整することにより、分割後の各発光領域における輝度分布を任意に形成することができ、第１の隔壁３４１の直上に生じうる暗部を抑制可能である。好ましい勾配θ１は、３０度≦θ１≦６０度である。

第２の隔壁３４２は、図７に示すように、ｚ軸に平行な壁面を備える垂直部３４２ａと、垂直部３４２ａの上部にｚ軸正方向にテーパ状に細くなる壁面を備えるテーパ部３４２ｂとを含有してもよい。テーパ部３４２ｂは、導光板３３側のみ傾斜を有していればよい。また、第２の隔壁３４２は、第１の隔壁３４１と同様に、導光板３３との間に間隙ｄ１を設けて配置されてもよく、垂直部３４２ａからテーパ部３４２ｂへと切り替わる位置は出射面３３２より高くてもよく、低くてもよい。
ここで、図７（Ｂ）に示すように垂直部３４２ａとテーパ部３４２ｂとを合わせた高さをＨ２と称する。また、図７（Ｃ）に示すようにテーパ部３４２ｂの勾配をθ２と称する。勾配θ２は、ｚ軸断面図におけるｙ軸に対するテーパ部３４２ｂの壁面の傾き度合いである。高さＨ２及び勾配θ２を適宜調整することにより、分割後の各発光領域の輝度分布を任意に形成することができ、第２の隔壁３４２の直上に生じうる暗部を抑制可能である。好ましい勾配θ２は、１０度≦θ２≦３０度である。

図６（Ａ）及び図７（Ａ）に示すように、隔壁３４の垂直部３４１ａ、３４２ａは、導光板３３の側面から出射される光を反射し導光板３３の内部に戻すことで、光の利用効率を高めることができる。隔壁３４のテーパ部３４１ｂ、３４２ｂは、導光板３３の出射面３３２又は側面から出射し隣接する他の分割後の発光領域へと漏れ出す光をｚ軸正方向に反射する。これにより、隣接する他の分割後の発光領域への漏れ光を抑制することができる。

ここで、隔壁３４は分割後の各発光領域から隣接する他の分割後の発光領域への漏れ光を抑制する効果を有するが、隔壁３４は隣接する他の分割後の発光領域への漏れ光を完全に抑制するものでなくてもよい。例えば、テーパ部３４１ｂ、３４２ｂに反射された光の一部は隣接する他の分割後の発光領域へと漏れる場合がある。また、導光板３３の出射面３３２から第１の隔壁３４１の上部を超えて隣接する他の分割後の発光領域に漏れる場合もある。そのため、例えば複数の光源３２を全点灯させた場合、面状光源装置３０の最外周の分割後の発光領域以外は、隣接する８つの分割後の発光領域からの漏れ光で輝度が増大する。一方、最外周の分割後の発光領域は隣接する他の分割後の発光領域の数が少ないため暗くなりやすい。そこで、第２の隔壁３４２のテーパ部３４２ｂは、隣接する他の分割後の発光領域以外からの漏れ光も利用するために、第２の隔壁３４２の高さＨ２は第１の隔壁３４１の高さＨ１よりも高くするとよい。また、第２の隔壁３４２の高さＨ２は、表示パネル１０の表示領域外に光が漏れないよう、光学シート群２０が設けられた高さとするとよい。図１は、第２の隔壁３４２は、光学シート群２０の拡散板２１が設けられた高さであり、拡散板２１は第２の隔壁３４２により支持されている。

また、図８に示すように、隔壁３４は光源３２の少なくとも一部を収納するための穴３４３を備えていてもよい。図８は、光源３２は隔壁３４が成すセルの角部に配置され、垂直部３４１ａ、３４２ａに穴３４３が形成された例である。穴３４３を設けることにより、光源３２を導光板３３の中心から隔壁３４側へと遠ざけて配置することができる。これにより、光源３２は導光板３３への光照射領域を広げることができる。さらに、光源３２直上の導光板３３の反射部３３６の面積を小さくすることができ、光源３２直上に生じうる暗部の影響を低減できる。ここで、光源３２から導光板３３への光照射領域が、導光板３３の入射面３３１の幅に収まるようにする。

図２に戻り、反射シート３５は、光源基板３１と導光板３３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３５には複数の孔が形成され、この孔から光源３２が反射シート３５の前面側に向かって突き出る。そして、光源３２から発せられ、導光板３３を通して出射された光のうち、導光板３３の出射面３３２と対向する面から出射された光は、反射シート３５で反射して再び導光板３３に戻り、導光板３３の出射面３３２から出射される。
また、反射シート３５の代わりに光源３２の実装基板に白色塗装を施してもよいが、反射シート３５は白色塗装より反射率が高く光の利用効率を向上させることができる。

このように、本実施の形態における面状光源装置３０及び面状光源装置３０を備える表示装置１００は、分割後の各発光領域に対応して配置され、側面から入射された光を上面から出射する複数の導光板３３と、互いに独立して駆動可能な複数の光源３２と、複数の導光板３３の各々を、１枚の導光板３３と１つの光源３２をそれぞれ含むように囲む隔壁３４とを備える。これにより、導光板３３の側面又は出射面３３２から隣接する他の分割後の発光領域の方向に出射される光は隔壁３４により遮られる。そのため、分割後の各発光領域から隣接する他の分割後の発光領域への漏れ光を抑制することができる。

次に、実施の形態１係る面状光源装置３０及び面状光源装置３０を備える表示装置１００の効果について詳細に説明する。
図９は比較例に係る面状光源装置を示す正面断面図である。ローカルディミングでは、発光領域を複数に分割する必要がある。そのため、図９に示すように、１つの表示パネル１０の背後に、複数の光源３２の発光面３２１を表示パネル１０に向けて配置した直下型の面状光源装置が一般的である。図９に示す例では、ローカルディミングに対応するために、複数の光源３２は、全体として表示領域全体を照らすことができるとともに、分割後の発光領域に対応して各発光領域全体を個別に照らすことができるように配置される。しかし、直下型の面状光源装置では、表示パネル１０の背後から対応する分割後の発光領域全体を照射するために、光源３２から光学シート群２０までの投射距離を十分にとる必要があり、薄型化が困難である。例えば、薄型化のために投射距離を短くした場合、投射距離に対して個々の分割後の発光領域が広くなるために、光の広がり角を大きくしたり、１つの分割後の発光領域に対して複数の光源３２を配置したりする必要がある。すると、隣接する他の分割後の発光領域への漏れ光が多くなる、均一照射が難しくなるなどの問題があった。そこで、本実施の形態では、導光板３３の側面から光を入射して上面から光を出射する導光方式の面状光源装置３０とした上で、分割後の発光領域ごとに独立の導光板３３を設け、さらに各導光板３３に対して独立して駆動可能な光源３２を配置するとともに、各導光板３３を、当該導光板３３と対応する光源３２を含めて囲む隔壁３４を備える構成により、薄型化に有利なエッジ型でのローカルディミングを可能としている。さらに、各導光板３３は面光源として機能するため、画面上の輝度の均一性を確保しやすく輝度ムラが生じにくい。

ところで、導光方式の面状発光装置の一態様として、特に導光板の発光領域が広い場合に、１枚の導光板に複数の光源を設けて、導光板の出射面から十分な輝度を得る構成が考えられる。しかし、１枚の導光板に複数の光源を設けると、部品点数の増加、消費電力の増大といった問題に加えて、導光板からの出力光量の面内分布の調整などが難しくなるなどの課題となる。これに対して、上述した実施の形態では、分割により相対的に小さくなる導光板３３に対して１つの光源３２を設ける構成としているので、簡易な構成で均一照射を実現できる。
図１０は実施の形態１の面状光源装置３０の他の例を示す平面断面図である。図１０に示す例は、１枚の導光板３３に対して１つの光源３２を設ける際、隣接する他の分割後の発光領域において光源３２の向きが互いに異なるように配置している。例えば、図１０に示す例では、互いに近接して突き合わされた導光板３３の４つの角部のうち一つのみに光源３２が設置されるように互いの向きを変えて配置されている。これにより、図１０に示す例は、一つの角部に配した光源３２の発光面３２１の反対側の面を他の三つの角部からの漏れ光で輝度を補うことができる。そして、１枚の導光板３３に対して１つの光源３２が設けられた面状光源装置３０を実現可能としている。ただし、図１０に示すように複数の光源３２を異なる方向に配置した場合、光源３２の基板実装が容易でない。

以上より、好ましい光源３２の配置としては、まず、各導光板３３の角部、つまり発光領域の角部が挙げられる。さらに、実装容易性の点から、図３に示すように、分割後の各発光領域にそれぞれ設けられた複数の光源３２の光軸が同一となるように配置することがより好ましい。すなわち、複数の光源３２の発光面３２１が同一の向きになるように設置するとよい。
本実施の形態の面状光源装置３０は、発光領域の分割数に応じて複数の導光板３３を備えるとともに、１枚の導光板３３に対して１つの光源３２を設けることにより、制御の容易性と、部品点数の増加及び消費電力の増大の抑制とを両立している。また、面状光源装置３０は、導光板３３の角部に光源３２を配置してもよく、その場合は、画面上の輝度ムラをより低減することができる。導光板３３の角部に光源３２を配置することにより、光源３２から発せられた光の広がり角が小さい場合でも、光源３２から出射された光が導光板３３内で十分に広がり、光源３２横の領域に暗部が生じにくくなるからである。ただし、光源３２の出射光の広がり角が大きい場合には、光源３２を角部以外の側面に設けてもよい。さらに、面状光源装置３０は複数の光源３２の光軸が同一となるように配置してもよく、その場合、光源３２の基板実装が容易となる。

次に、導光板３３の効果について図１１を用いて説明する。図１１は、実施の形態１の面状光源装置３０を示す正面断面図である。光の経路を破線の矢印で示す。図１１（Ａ）に示す面状光源装置３０の導光板３３は、凸部３３５を有しないものである。この場合、図１１（Ａ）の楕円で示した光源３２の前面側の領域ａ１は、輝度が十分ではなく暗部になりやすい。一方、図１１（Ａ）の楕円で示した光源３２の発光面３２１の前面側の領域ａ２は、光源３２から入射面３３１に入射せずに表示装置１００の前面側に向かう光が、導光板３３から出射された光よりも輝度の高いスポットとして、画面上に現れる可能性がある。このような輝度ムラを抑制するためには、図１１（Ｂ）に示すように導光板３３に凸部３３５を備えるとよい。凸部３３５は、光源３２の前面側の少なくとも一部を覆うように張り出して形成され、凸部３３５の背面側である光源３２と対面する面には反射部３３６を備える。反射部３３６は、光源３２から入射面３３１に入射せずに表示装置１００の前面側に抜けていく光を遮光することにより、領域ａ２の輝度の高いスポットの発生を抑制する。さらに、反射部３３６は入射面３３１に入射した後に凸部３３５まで導光してきた光をｚ軸正方向に反射し、前述の反射部３３６の遮光によって発生しうる領域ａ１の暗部を低減する。

次に、隔壁３４の効果について図１２を用いてさらに説明する。図１２は実施の形態１の面状光源装置３０の他の例を示す平面断面図である。光の経路を破線の矢印で示す。図１２（Ａ）に示す隔壁３４は、テーパ部３４１ｂを有さず、垂直部３４１ａのみを有する。なお、第２の隔壁３４２においても同様とする。つまり、図１２（Ａ）に示す隔壁３４は、壁面全体がｚ軸に平行である。このような隔壁３４であっても、導光板３３の側面又は出射面３３２から隣接する他の分割後の発光領域の方向に出射される光を遮ることができるので、分割後の各発光領域から隣接する他の分割後の発光領域への漏れ光を抑制することができる。また、隔壁３４に到達した光を反射により導光板３３内に戻すこともできるので、反射戻り光を利用した輝度制御が可能となる。
また、図１２（Ｂ）に示す隔壁３４は、垂直部３４１ａを有さず、テーパ部３４１ｂのみを有する。つまり、図１２（Ｂ）に示す隔壁３４は、隔壁３４の導光板３３側の壁面と隔壁３４の底面との成す角が鋭角であり、隔壁３４全体がテーパ状である。このような隔壁３４であっても、導光板３３の側面又は出射面３３２から隣接する他の分割後の発光領域の方向に出射される光を遮ることにより、分割後の各発光領域から隣接する他の分割後の発光領域への漏れ光を抑制することができる。

しかしながら、図１２（Ａ）に示す隔壁３４の場合、導光板３３の出射面３３２又は側面から出射した光のほとんどが、導光板３３の内部に反射されるため、隔壁３４の真上に暗部が生じやすくなるなど、画面上に輝度ムラが生じる可能性が考えられる。
また、図１２（B）に示す隔壁３４の場合、導光板３３の出射面３３２又は側面から出射した光は、導光板３３の内部ではなくｚ軸正方向に反射されやすくなる。そのため、隔壁３４ｂの真上に生じうる暗部を抑制することができる一方で、導光板３３の出射面３３２の輝度が不十分となる可能性が考えられる。例えば、１つの分割後の発光領域に複数の光源３２を備える場合に比べ、１つの分割後の発光領域に１つの光源３２を備える場合には、導光板３３の出射面３３２の輝度が小さくなるなどが考えられる。

そこで、上述したように、隔壁３４は、垂直部３４１ａ、３４２ａとテーパ部３４１ｂ、３４２ｂとを備えることがより好ましい。図１３は、実施の形態１の面状光源装置３０を示す平面断面図であり、光の経路を破線の矢印で示す。垂直部３４１ａ、３４２ａは、導光板３３の側面から出射される光を反射し導光板３３の内部に戻すことで、光の利用効率を高めることができる。また、導光板３３に戻された光が、導光板３３の内部で拡散されるため出射面３３２の面輝度分布がより均一となる。テーパ部３４１ｂ、３４２ｂでは、導光板３３の出射面３３２又は側面から出射し隣接する他の分割後の発光領域へと漏れ出す光をｚ軸正方向に反射する。これにより、隣接する他の分割後の発光領域への漏れ光を抑制することができる。これにより、光の利用効率を高め、ローカルディミング制御時に分割後の各発光領域から隣接する他の分割後の発光領域への漏れ光を抑制することができる。

また上述のとおり、第２の隔壁３４２の高さＨ２は第１の隔壁３４１の高さＨ１よりも高くするとよい。これにより、第２の隔壁３４２のテーパ部３４２ｂは、隣接する他の分割後の発光領域以外からの漏れ光もｚ軸正方向に反射することができる。そのため、暗くなりやすい面状光源装置３０の最外周の分割後の発光領域の輝度を向上させ、画面上の輝度均一性を高めることができる。

実施の形態２．
実施の形態２における面状光源装置３０及び面状光源装置３０を備える表示装置１００について説明する。図１４は実施の形態２の面状光源装置３０を示す正面断面図である。実施の形態２の面状光源装置３０及び面状光源装置３０を備える表示装置１００は、導光板３３の光が入射する入射面３３１が形成された側面にレンズ３３７を備えることを特徴とする。その他の構成は実施の形態１と同様である。

導光板３３の入射面３３１はレンズ３３７を備える。図１４は、導光板３３の入射面３３１がレンズ３３７の形状とした例である。

実施の形態１では、広範囲を照射するために光源３２の発光面３２１が幅広なものを想定していた。それに対し、実施の形態２は、より小型な光源３２を使用した場合を想定した実施例である。この場合に、本実施の形態では、入射面３３１での光の広がり角を大きくするために、導光板３３の導光板３３の光が入射する入射面３３１が形成された側面にレンズ３３７を設ける。

実施の形態１と同様に、本実施の形態における面状光源装置３０及び面状光源装置３０を備える表示装置１００は、分割後の各発光領域に対応して配置され、側面から入射された光を上面から出射する複数の導光板３３と、互いに独立して駆動可能な複数の光源３２と、複数の導光板３３の各々を、１枚の導光板３３と１つの光源３２をそれぞれ含むように囲む隔壁３４とを備える。これにより、導光板３３の側面又は出射面３３２から隣接する他の分割後の発光領域の方向に出射される光は隔壁３４により遮られる。そのため、分割後の各発光領域から隣接する他の分割後の発光領域への漏れ光を抑制することができる。

また、本実施の形態における面状光源装置３０及び面状光源装置３０を備える表示装置１００は、導光板３３の光が入射する入射面３３１が形成された側面にレンズ３３７を設けることにより、入射面３３１での光の広がり角を拡大することができる。これにより、実施の形態１と同様の効果をより小型かつ安価な光源３２で実現可能である。また、通常のエッジ型の面状光源装置では、導光板３３の入射面３３１に複数の光源３２が配列されるため複雑なレンズ形状を入射面３３１形成できない。それに対し、実施の形態２では光源３２と入射面３３１が１対１で対応しているため、使用する光源３２によって最適かつ複雑なレンズ３３７を設計可能である。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において変更可能である。

例えば、光学シート群２０は表示装置１００の背面側から順に、拡散板２１、拡散シート２２、２枚のプリズムシート２３、偏光シート２４である例を示したが、必ずしも同じ構成でなくともよい。
また、導光板３３をｚ軸正方向から見た際の形状は矩形が望ましいが、ひし形、三角形、五角形、六角形、七角形、八角形等の多角形状であってもよい。
また、導光板３３の光拡散部３３３は、導光板３３の出射面３３２における全反射条件を崩すものであればよい。例えば、白色インクによるドットパターン印刷、サンドブラストや微細構造、レンズ形状でもよい。
また、隔壁３４の材質として高反射な白色樹脂や金属を用いる例を示したが、隔壁３４の形状に合わせて加工した反射シート３５を他の材質の部材に貼りつけたものでもよいし、反射材を塗布したものでもよい。また、反射テープを直接導光板３３側の端面に貼り付けてもよい。さらに、隔壁３４は導光板３３から隣接する他の分割後の発光領域に出射する光を反射ではなく遮光するものであってもよい。その場合でも、ローカルディミング制御時に分割後の各発光領域から隣接する他の分割後の発光領域への漏れ光を抑制することができる。

１０ 表示パネル、１１ 第１の基板、１２ 第２の基板、２０ 光学シート群、２１ 拡散板、２２ 拡散シート、２３ プリズムシート、２４ 偏光シート、３０ 面状光源装置、３１ 光源基板、３２ 光源、３２１ 発光面、３３ 導光板、３３１ 入射面、３３２ 出射面、３３３ 光拡散部、３３４ 凹部、３３５凸部、３３６反射部、３３７ レンズ、３４ 隔壁、３４１ 第１の隔壁、３４１ａ 垂直部、３４１ｂ テーパ部、
３４２ 第２の隔壁、３４２ａ 垂直部、３４２ｂ テーパ部、３４３ 穴、３５ 反射シート、１００ 表示装置

Claims (14)

1. 発光領域を分割することが可能な面状光源装置であって、
   分割後の各前記発光領域に対応して配置され、側面から入射された光を上面から出射する複数の導光板と、
   １枚の前記導光板に１つ設置され、前記導光板の前記側面と対面する位置に前記光を発する発光面を有し、互いに独立して駆動可能な複数の光源と、
   前記複数の導光板の各々を、１枚の前記導光板と１つの前記光源をそれぞれ含むように囲む隔壁と、
   を備える面状光源装置。
2. 前記光源は光源基板の実装面上に配置され、
   前記隔壁は、前記光源基板に対して垂直な壁面を備える垂直部と、前記垂直部の上部に設けられテーパ状の壁面を備えるテーパ部とを有することを特徴とする請求項１に記載の面状光源装置。
3. 前記導光板は、前記光源上部の少なくとも一部を覆うように張り出した凸部を備え、
   前記凸部は前記光源と対面する面に前記光を反射する反射部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の面状光源装置。
4. 前記隔壁は、前記複数の導光板の間に位置する第１の隔壁と、前記発光領域の最外周に位置する第２の隔壁とを有し、
   前記第２の隔壁は前記第１の隔壁よりも高いことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の面状光源装置。
5. 前記隔壁は、前記光源の少なくとも一部を収納する穴を備えることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の面状光源装置。
6. 前記複数の光源は、光軸が同一方向となるように配置されたことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の面状光源装置。
7. 前記導光板の前記光が入射する側面はレンズを備えることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の面状光源装置。
8. 前記隔壁は、前記導光板の前記側面又は前記上面から隣接する他の分割後の前記発光領域の方向に出射される前記光を反射することを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の面状光源装置。
9. 前記導光板は、前記上面と対面する下面にドットパターン又はプリズムパターンが形成されたことを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の面状光源装置。
10. 前記導光板は多角形状であり、
    前記光源は前記導光板の角部に設置されることを特徴とする請求項１～９のいずれか一項に記載の面状光源装置。
11. 前記複数の導光板はマトリクス状に配列されることを特徴とする請求項１～１０のいずれか一項に記載の面状光源装置。
12. 前記光源が実装された光源基板と前記導光板の間に設けられ、前記光源に対応する位置に孔を有する反射シートを備えることを特徴とする請求項１～１１のいずれか一項に記載の面状光源装置。
13. 請求項１から請求項１２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、
    を備える表示装置。
14. 前記面状光源装置と前記表示パネルの間に設けられ、出射された光の強度分布や角度を調整する光学シート群を備え、
    前記隔壁は前記発光領域の最外周に位置する第２の隔壁を有し、前記第２の隔壁は前記光学シート群が設けられた高さであることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。

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