WO2010029801A1

WO2010029801A1 - 照明装置およびそれを備えた液晶表示装置

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Publication number: WO2010029801A1
Application number: PCT/JP2009/060844
Authority: WO
Inventors: 栄治日登
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2008-09-11
Filing date: 2009-06-15
Publication date: 2010-03-18
Also published as: US20110157516A1; CN102112801A

Abstract

　視角の変化による輝度の低下を抑制することが可能な照明装置を提供する。この照明装置（１０）は、ケース部材（１）の一方端側から他方端側に向かって配列された複数の線状光源（２）を備えている。第１光源（２ａ）に分類される線状光源（２）は、その発光方向がＺ方向に対してケース部材（１）の一方端側に傾いた方向となっているとともに、第２光源（２ｂ）に分類される線状光源（２）は、その発光方向がＺ方向に対してケース部材（１）の他方端側に傾いた方向となっている。

Description

照明装置およびそれを備えた液晶表示装置

　本発明は、照明装置およびそれを備えた液晶表示装置に関する。

　従来、面状光を出射することが可能な照明装置が知られており、液晶表示装置の液晶表示パネルを照明するためのバックライトとして利用されている。このような液晶表示装置用のバックライトには、その光源が液晶表示パネルの直下に配置されるように構成したものが存在し、直下型バックライトと称されている（たとえば、特許文献１参照）。

　図１１は、従来の直下型バックライト（照明装置）の一例を簡略化した図である。以下に、図１１を参照して、従来の直下型バックライト（照明装置）の構成の一例について説明する。

　従来の直下型バックライト（照明装置）１１０では、図１１に示すように、液晶表示パネル１２０が設置される側に光出射用の開口を持つケース部材１０１に、光源としての複数の直管型の蛍光管１０２が収納されている。この複数の蛍光管１０２は、それぞれが紙面に対して垂直な方向に延びるように配置され、かつ、蛍光管１０２が延びる方向と直交する方向（Ｘ方向）に互いに所定の間隔を隔てて配列されている。また、ケース部材１０１の光出射用の開口を塞ぐように拡散部材（拡散板や拡散シートなど）１０３が配置されており、その拡散部材１０３の最上面１０３ａが直下型バックライト１１０の光出射面（液晶表示パネル１２０を照明する光が出射される面）１１０ａとなっている。

特開２００５－２８５６２０号公報

　しかしながら、上記した従来の直下型バックライト（照明装置）１１０では、図１２および図１３に示すように、正面方向（直下型バックライト１１０の光出射面１１０ａの法線方向（Ｚ方向））に出射される光の輝度は高くなるが、正面方向から傾いた方向に出射される光の輝度が低くなる。このため、視角が正面方向（図１３の０°付近）であれば高い輝度を得ることができるが、視角が正面方向からずれると輝度が低下してしまうという不都合がある。すなわち、従来の直下型バックライト１１０では、視角の変化による輝度の低下が発生するという問題点がある。なお、図１２では、光の輝度を矢印の長さで表している。

　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、視角の変化による輝度の低下を抑制することが可能な照明装置およびそれを備えた液晶表示装置を提供することである。

　上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による照明装置は、被照明体が設置される側に光出射用の開口を持つケース部材と、ケース部材に収納された状態で被照明体の直下に配置されるとともに、ケース部材の一方端側から他方端側に向かって配列された複数の光源と、ケース部材の光出射用の開口を塞ぐように配置され、被照明体側に向く面が光出射面となる光学シートとを備えている。そして、複数の光源は、第１光源および第２光源の少なくとも２種類に分類されており、第１光源に分類される光源は、その発光方向が光出射面の法線方向に対してケース部材の一方端側に傾いた方向となっているとともに、第２光源に分類される光源は、その発光方向が光出射面の法線方向に対してケース部材の他方端側に傾いた方向となっている。

　第１の局面による照明装置では、上記のように、複数の光源を第１光源および第２光源の少なくとも２種類に分類するとともに、第１光源に分類される光源の発光方向を光出射面の法線方向に対してケース部材の一方端側に傾いた方向とし、第２光源に分類される光源の発光方向を光出射面の法線方向に対してケース部材の他方端側に傾いた方向とすることによって、正面方向（光出射面の法線方向）に出射される光の輝度は若干低くなるが、正面方向から傾いた方向に出射される光の輝度が高くなる。これにより、視角が正面方向からずれていたとしても、輝度が低下してしまうという不都合が発生するのを抑制することができる。すなわち、視角の変化による輝度の低下を抑制することが可能となり、良好な輝度が得られる視角範囲を広げることができる。

　上記第１の局面による照明装置において、好ましくは、第１光源に分類される光源および第２光源に分類される光源が１つずつ交互に並ぶように、複数の光源がケース部材の一方端側から他方端側に向かって配列されている。このように構成すれば、第１光源に分類される光源および第２光源に分類される光源のそれぞれの発光方向が互いに異なっていたとしても、輝度ムラが発生するのを抑制することができる。

　上記第１の局面による照明装置において、好ましくは、光を生成する発光体とその発光体で生成された光を反射する反射部材とを複数の光源がそれぞれ含んでおり、第１光源に分類される光源に含まれる反射部材での光の反射方向が光出射面の法線方向に対してケース部材の一方端側に傾いているとともに、第２光源に分類される光源に含まれる反射部材での光の反射方向が光出射面の法線方向に対してケース部材の他方端側に傾いている。このように構成すれば、容易に、第１光源に分類される光源の発光方向を光出射面の法線方向に対してケース部材の一方端側に傾いた方向にすることができ、第２光源に分類される光源の発光方向を光出射面の法線方向に対してケース部材の他方端側に傾いた方向にすることができる。

　上記した構成において、発光体が蛍光管であってもよいし、発光体が発光ダイオード素子であってもよい。

　また、発光体が発光ダイオード素子である場合において、第１光源に分類される光源に含まれる発光ダイオード素子の発光面が光出射面の法線方向に対してケース部材の一方端側に傾いた方向に向いているとともに、第２光源に分類される光源に含まれる発光ダイオード素子の発光面が光出射面の法線方向に対してケース部材の他方端側に傾いた方向に向いていることが好ましい。

　この発明の第２の局面による液晶表示装置は、上記第１の局面による照明装置と、照明装置からの光が照射される液晶表示パネルとを備えている。このように構成すれば、容易に、視角の変化による輝度の低下を抑制することができる。

　以上のように、本発明によれば、視角の変化による輝度の低下を抑制することが可能な照明装置およびそれを備えた液晶表示装置を容易に得ることができる。

本発明の第１実施形態による照明装置の分解斜視図である。図１に示した第１実施形態による照明装置の断面図である。図１に示した第１実施形態による照明装置の光源の斜視図である。図３の１００－１００線に沿った断面図である。第１実施形態の効果を説明するための図（光の挙動を表した図）である。第１実施形態の効果を説明するための図（輝度－視角特性を表した図）である。本発明の第２実施形態による照明装置の平面図である。図７の２００－２００線に沿った断面図である。図７に示した第２実施形態による照明装置の光源の斜視図である。図９の３００－３００線に沿った断面図である。従来の直下型バックライト（照明装置）の一例を簡略化した図である。従来の問題点を説明するための図（光の挙動を表した図）である。従来の問題点を説明するための図（輝度－視角特性を表した図）である。

　（第１実施形態）
　まず、図１～図４を参照して、第１実施形態による照明装置１０の構成について説明する。

　第１実施形態の照明装置１０は、図１に示すように、液晶表示装置に設置されるバックライトとして用いられるものであり、面状の光を生成し、その光を液晶表示パネル（被照明体）２０の裏面側から液晶表示パネル２０に対して照射するように構成されている。また、第１実施形態の照明装置１０は、直下型であって、その光源が液晶表示パネル２０の直下に配置されるようになっている。

　具体的な構造としては、この第１実施形態の照明装置１０は、図１および図２に示すように、ケース部材１と、光源としての複数の線状光源２と、光学シート３とを少なくとも備えている。

　ケース部材１は、複数の線状光源２を収納するためのものであり、液晶表示パネル２０が設置される側に光出射用の開口を持つ箱状に形成されている。すなわち、ケース部材１は、平面的に見て長方形状の底部１ａと、その底部１ａの外周部に立設された４つの側部１ｂ～１ｅとを有している。そして、ケース部材１の底部１ａの上面側の４つの側部１ｂ～１ｅで囲まれたスペースが収納スペースとなっており、その収納スペース内に複数の線状光源２が収納されている。なお、以下の説明では、ケース部材１の短手方向をＸ方向と言うとともに、ケース部材１の長手方向をＹ方向と言う。

　また、ケース部材１は、その内面（収納スペース側に向く面）において光が反射するようになっている。これにより、ケース部材１の収納スペース内において、複数の線状光源２からの光を効率良く液晶表示パネル２０側に向けて進行させることができる。なお、このようなケース部材１は、たとえば、ポリカーボネート樹脂などの反射性を有する樹脂材料を箱状に成形加工することによって得られる。また、金属板を箱状に板金加工し、その内面（収納スペース側に向く面）に白色系シートを貼り付けたり、白色印刷を施したものをケース部材１としてもよい。

　複数の線状光源２は、図３および図４に示すように、光を生成するための蛍光管４と、その蛍光管４で生成された光を反射するためのリフレクタ５とをそれぞれ含んでいる。なお、蛍光管４は、本発明の「発光体」の一例であり、リフレクタ５は、本発明の「反射部材」の一例である。

　蛍光管４は、直管型であって、その両端部のそれぞれがケース部材１の短辺側の側部１ｂおよび１ｃ（図１参照）に保持されるようになっている。また、リフレクタ５は、Ｕ字状に曲げられた銀蒸着フィルムなどからなっており、蛍光管４の所定部分を覆っている。この蛍光管４の所定部分を覆うリフレクタ５によって、線状光源２の発光方向が図４中の矢印Ｌ方向となる。

　そして、図１および図２に示すように、複数の線状光源２は、ケース部材１の収納スペース内に収納された状態（蛍光管４の両端部のそれぞれがケース部材１の短辺側の側部１ｂおよび１ｃに保持された状態）で、液晶表示パネル２０（光学シート３）の直下に配置されている。さらに、複数の線状光源２は、それぞれがＹ方向に沿って延びるように、Ｘ方向に互いに所定の間隔を隔てて配置されている。すなわち、複数の線状光源２は、ケース部材１の一方端側（長辺側の一方の側部１ｄ側）から他方端側（長辺側の他方の側部１ｅ側）に向かって配列されていることになる。

　光学シート３は、複数の線状光源２からの光の拡散や集光などを行うためのものであって、ケース部材１の光出射用の開口を塞ぐように配置されている。そして、この光学シート３を透過した光が照明光となって液晶表示パネル２０を照明する。すなわち、照明装置１０の光出射面（液晶表示パネル２０を照明する照明光が出射される面）１０ａは、光学シート３の最上面（液晶表示パネル２０側に向く面）３ａからなっていることになる。

　ここで、第１実施形態では、複数の線状光源２が第１光源２ａおよび第２光源２ｂの２種類に分類されている。そして、第１光源２ａに分類される線状光源２の発光方向がＺ方向（照明装置１０の光出射面１０ａの法線方向）に対してケース部材１の一方端側（長辺側の一方の側部１ｄ側）に傾いた方向となっているとともに、第２光源２ｂに分類される線状光源２の発光方向がＺ方向に対してケース部材１の他方端側（長辺側の他方の側部１ｅ側）に傾いた方向となっている。

　具体的には、この第１実施形態では、第１光源２ａに分類される線状光源２に含まれるリフレクタ５での光の反射方向がＺ方向に対してケース部材１の一方端側（長辺側の一方の側部１ｄ側）に傾けられているとともに、第２光源２ｂに分類される線状光源２に含まれるリフレクタ５での光の反射方向がＺ方向に対してケース部材１の他方端側（長辺側の他方の側部１ｅ側）に傾けられている。そして、第１光源２ａに分類される線状光源２および第２光源２ｂに分類される線状光源２が１つずつ交互に並ぶように、複数の線状光源２がケース部材１の一方端側から他方端側に向かって配列されている。

　また、図１に示すように、ケース部材１の光出射用の開口には、樹脂成形品や板金などからなる枠状のシャーシ６が取り付けられている。そして、このシャーシ６によって、照明装置１０により照明される液晶表示パネル２０が支持される。また、シャーシ６により支持された液晶表示パネル２０は、その外周部が金属板（ステンレス鋼板や亜鉛メッキ鋼板など）からなるベゼル７で押え付けられることによって固定される。

　第１実施形態では、上記のように、複数の線状光源２を第１光源２ａおよび第２光源２ｂの２種類に分類するとともに、第１光源２ａに分類される線状光源２の発光方向をＺ方向（照明装置１０の光出射面１０ａの法線方向）に対してケース部材１の一方端側（長辺側の一方の側部１ｄ側）に傾いた方向とし、第２光源２ｂに分類される線状光源２の発光方向をＺ方向に対してケース部材１の他方端側（長辺側の他方の側部１ｅ側）に傾いた方向とすることによって、図５および図６に示すように、正面方向（Ｚ方向）に出射される光の輝度は若干低くなるが、正面方向から傾いた方向に出射される光の輝度が従来の構成に比べて高くなる。これにより、視角が正面方向からずれていたとしても、輝度が低下してしまうという不都合が発生するのを抑制することができる。すなわち、視角の変化による輝度の低下を抑制することが可能となり、良好な輝度が得られる視角範囲を広げることができる。なお、図５では、光の輝度を矢印の長さで表している。

　この場合、第１光源２ａに分類される線状光源２および第２光源２ｂに分類される線状光源２を１つずつ交互に並べることによって、第１光源２ａに分類される線状光源２および第２光源２ｂに分類される線状光源２ｂのそれぞれの発光方向が互いに異なっていたとしても、輝度ムラが発生するのを抑制することができる。

　また、第１実施形態では、上記のように、第１光源２ａに分類される線状光源２に含まれるリフレクタ５での光の反射方向をＺ方向に対してケース部材１の一方端側（長辺側の一方の側部１ｄ側）に傾け、第２光源２ｂに分類される線状光源２に含まれるリフレクタ５での光の反射方向をＺ方向に対してケース部材１の他方端側（長辺側の他方の側部１ｅ側）に傾けることによって、容易に、第１光源２ａに分類される線状光源２の発光方向をＺ方向に対してケース部材１の一方端側に傾いた方向にすることができ、第２光源２ｂに分類される線状光源２の発光方向をＺ方向に対してケース部材１の他方端側に傾いた方向にすることができる。

　また、左右の異なる方向から異なる画像を観ることが可能な、いわゆるデュアルビュー液晶表示装置のバックライトに上記した第１実施形態の構成を適用すれば、左右の異なる方向から観るそれぞれの画像の輝度を同じように高くすることができる。

　（第２実施形態）
　次に、図７～図１０を参照して、第２実施形態による照明装置３０の構成について説明する。

　第２実施形態の照明装置３０では、図７および図８に示すように、２つ以上の点状光源３１を一列に配列したものが線状光源３２として用いられており、その線状光源３２がケース部材１の収納スペース内に複数収納されている。この複数の線状光源３２は、ケース部材１の収納スペース内に収納された状態で液晶表示パネル２０（光学シート３）の直下に配置されているとともに、ケース部材１の一方端側（長辺側の一方の側部１ｄ側）から他方端側（長辺側の他方の側部１ｅ側）に向かって所定の間隔を隔てて配列されている。

　ところで、線状光源３２となる２つ以上の点状光源３１は、図９および図１０に示すように、光を生成する発光ダイオード素子（ＬＥＤ）３３と、そのＬＥＤ３３で生成された光を反射する反射枠体３４とをそれぞれ含んでおり、１つの基板３５に実装されることによりモジュール化されている。そして、この点状光源３１の発光方向は、図１０中の矢印Ｌ方向となっている。なお、ＬＥＤ３３は、本発明の「発光体」の一例であり、反射枠体３４は、本発明の「反射部材」の一例である。

　また、図７および図８に示すように、ケース部材１の光出射用の開口は光学シート３によって塞がれており、その光学シート３を透過した光が照明光となって液晶表示パネル２０を照明するようになっている。すなわち、照明装置３０の光出射面（液晶表示パネル２０を照明する照明光が出射される面）３０ａは、光学シート３の最上面（液晶表示パネル２０側に向く面）３ａからなっていることになる。

　ここで、第２実施形態では、複数の線状光源３２が第１光源３２ａおよび第２光源３２ｂの２種類に分類されている。そして、第１光源３２ａに分類される線状光源３２の発光方向がＺ方向（照明装置３０の光出射面３０ａの法線方向）に対してケース部材１の一方端側（長辺側の一方の側部１ｄ側）に傾いた方向となっているとともに、第２光源３２ｂに分類される線状光源３２の発光方向がＺ方向に対してケース部材１の他方端側（長辺側の他方の側部１ｅ側）に傾いた方向となっている。さらに、第１光源３２ａに分類される線状光源３２および第２光源３２ｂに分類される線状光源３２が１つずつ交互に並べられている。

　具体的には、この第２実施形態では、互いに異なる方向に傾斜する装着面１ｆおよび１ｇがケース部材１の底部１ａに設けられており、そのケース部材１の装着面１ｆおよび１ｇがケース部材１の一方端側（長辺側の一方の側部１ｄ側）から他方端側（長辺側の他方の側部１ｅ側）に向かって１つずつ交互に配置されている。なお、ケース部材１の一方の装着面１ｆは、Ｚ方向に対してケース部材１の一方端側に傾いた方向に向いた面であり、ケース部材１の他方の装着面１ｇは、Ｚ方向に対してケース部材１の他方端側に傾いた方向に向いた面である。そして、ケース部材１の一方の装着面１ｆに、第１光源３２ａに分類される線状光源３２が装着されており、ケース部材１の他方の装着面１ｇに、第２光源３２ｂに分類される線状光源３２が装着されている。

　これにより、第１光源３２ａに分類される線状光源３２については、それに含まれるＬＥＤ３３の発光面３３ａ（図１０参照）がＺ方向に対してケース部材１の一方端側（長辺側の一方の側部１ｄ側）に傾いた方向に向くことになるので、発光方向がＺ方向に対してケース部材１の一方端側に傾いた方向となる。また、第２光源３２ｂに分類される線状光源３２については、それに含まれるＬＥＤ３３の発光面３３ａがＺ方向に対してケース部材１の他方端側（長辺側の他方の側部１ｅ側）に傾いた方向に向くことになるので、発光方向がＺ方向に対してケース部材１の他方端側に傾いた方向となる。さらに、この場合には、第１光源３２ａに分類される線状光源３２に含まれる反射枠体３４（図１０参照）での光の反射方向がＺ方向に対してケース部材１の一方端側に傾けられるとともに、第２光源３２ｂに分類される線状光源３２に含まれる反射枠体３４での光の反射方向がＺ方向に対してケース部材１の他方端側に傾けられる。

　なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

　このように構成された第２実施形態の照明装置３０では、上記第１実施形態と同様、視角の変化による輝度の低下を抑制することができるという効果などを得ることが可能となる。

　今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

　　　１　ケース部材
　　　２、３２　線状光源（光源）
　　　２ａ、３２ａ　第１光源
　　　２ｂ　３２ｂ　第２光源
　　　３　光学シート
　　　３ａ、１０ａ、３０ａ　光出射面
　　　４　蛍光管（発光体）
　　　５　リフレクタ（反射部材）
　　　１０、３０　照明装置
　　　２０　液晶表示パネル（被照明体）
　　　３３　ＬＥＤ（発光体）
　　　３３ａ　発光面
　　　３４　反射枠体（反射部材）

Claims

　被照明体が設置される側に光出射用の開口を持つケース部材と、
　前記ケース部材に収納された状態で前記被照明体の直下に配置されるとともに、前記ケース部材の一方端側から他方端側に向かって配列された複数の光源と、
　前記ケース部材の光出射用の開口を塞ぐように配置され、前記被照明体側に向く面が光出射面となる光学シートとを備え、
　前記複数の光源は、第１光源および第２光源の少なくとも２種類に分類されており、
　前記第１光源に分類される前記光源は、その発光方向が前記光出射面の法線方向に対して前記ケース部材の一方端側に傾いた方向となっているとともに、前記第２光源に分類される前記光源は、その発光方向が前記光出射面の法線方向に対して前記ケース部材の他方端側に傾いた方向となっていることを特徴とする照明装置。
　前記第１光源に分類される前記光源および前記第２光源に分類される前記光源が１つずつ交互に並ぶように、前記複数の光源が前記ケース部材の一方端側から他方端側に向かって配列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。
　光を生成する発光体と前記発光体で生成された光を反射する反射部材とを前記複数の光源がそれぞれ含んでおり、
　前記第１光源に分類される前記光源に含まれる前記反射部材での光の反射方向が前記光出射面の法線方向に対して前記ケース部材の一方端側に傾いているとともに、前記第２光源に分類される前記光源に含まれる前記反射部材での光の反射方向が前記光出射面の法線方向に対して前記ケース部材の他方端側に傾いていることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
　前記発光体が蛍光管であることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
　前記発光体が発光ダイオード素子であることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
　前記第１光源に分類される前記光源に含まれる前記発光ダイオード素子の発光面が前記光出射面の法線方向に対して前記ケース部材の一方端側に傾いた方向に向いているとともに、前記第２光源に分類される前記光源に含まれる前記発光ダイオード素子の発光面が前記光出射面の法線方向に対して前記ケース部材の他方端側に傾いた方向に向いていることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
　請求項１～６のいずれかに記載の照明装置と、
　前記照明装置からの光が照射される液晶表示パネルとを備えていることを特徴とする液晶表示装置。