WO2014050726A1 - 光源装置及びそれを備える表示装置 - Google Patents

光源装置及びそれを備える表示装置 Download PDF

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light source
source device
exit surface
guide plate
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Inventor
健太郎 鎌田
Original Assignee
シャープ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it

Definitions

  • the present invention relates to a light source device, and more particularly, to a light source device including a light guide plate and emitting light in a planar shape. Moreover, this invention relates to a display apparatus provided with such a light source device.
  • a liquid crystal display device is known as an example of a display device that displays an image.
  • the liquid crystal display device includes a light source device (called a backlight device) that illuminates the liquid crystal panel from the back.
  • a light source device called a backlight device
  • an edge light type light source device includes a light source and a light guide plate arranged so that light from the light source enters from an end surface (side surface).
  • light that is emitted from the light source and enters the light guide plate light having an angle component greater than the critical angle repeats total reflection in the light guide plate, and light having an angle component smaller than the critical angle is light guide plate It is emitted outside.
  • the light that repeats total reflection in the light guide plate is a little as it travels in the light guide plate due to the presence of light scattering elements (scattering dots, uneven shapes, light scattering agents, etc.) that are provided on the light guide plate and change the traveling direction of the light.
  • Each is emitted from the light exit surface. That is, light is emitted in a planar shape from the light exit surface.
  • a double-sided light guide plate may be used in order to meet a demand for increasing the brightness while suppressing an increase in cost.
  • a lens shape is formed over the entire light output surface (one main surface), and light scattering elements (scattering dots, etc.) are formed over the entire surface opposite the light output surface (the other main surface). It is common to form.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view for explaining the configuration of the conventional double-sided light guide plate 100.
  • the light emitted from the light exit surface is generally condensed in the front direction (direction perpendicular to the main surface of the light guide plate).
  • the luminance in the direction can be improved.
  • it has been found that such a configuration has a problem that the viewing angle of the entire screen tends to deteriorate.
  • an object of the present invention is to provide a light source device capable of efficiently improving luminance (luminance in the front direction) by focusing on a necessary portion.
  • another object of the present invention is to provide a display device that can provide an appropriate display quality without deteriorating the viewing angle by providing such a light source device.
  • a light source device includes a light source and light from the light source that is incident on the inside from the light incident surface and that transmits the incident light to the outside from the light exit surface.
  • a light guide device that emits light in a planar shape, and a protrusion that makes the traveling direction of light emitted outward from the light exit surface closer to a direction orthogonal to the light exit surface is provided on the light exit surface. This is a configuration (first configuration) provided only in a part of the region.
  • the protruding portion that brings the traveling direction of the light emitted outward from the light exit surface closer to the direction orthogonal to the light exit surface is provided only in a partial region of the light exit surface.
  • the partial region of the light output surface includes at least a central portion of the light output surface, and the number of the protrusions is one or more (second configuration). It may be. Improving the luminance at the center of the light exit surface is likely to be an important factor in manufacturing a light source device. This configuration can appropriately cope with such a configuration.
  • the partial region of the light exit surface further includes a plurality of positions arranged so as to surround the central portion, and the plurality of protrusions (third configuration). Configuration). This configuration is suitable as a configuration when it is desired to improve not only the central portion but also the surrounding luminance.
  • the projecting portion has a configuration (fourth configuration) provided in a pyramid shape or a cone shape. Thereby, it is easy to achieve a desired luminance improvement efficiently.
  • a configuration in which a light scattering element is provided over substantially the entire surface of the light guide plate facing the light exit surface may be.
  • the light scattering element may be provided inside the light guide plate.
  • a display device of the present invention comprises a light source device having any one of the first to fifth configurations and a display panel irradiated with light by the light source device (sixth configuration) Configuration).
  • the protrusion that approximates the traveling direction of the light emitted from the light exit surface to the outside in a direction orthogonal to the light exit surface is limited to a partial region of the light exit surface. It is configured to be provided. For this reason, in this structure, it is not necessary to condense the light radiate
  • a configuration (seventh configuration) in which the display panel is a liquid crystal panel may be employed.
  • the present invention it is possible to provide a light source device capable of efficiently improving luminance by focusing on a necessary portion.
  • a light source device capable of efficiently improving luminance by focusing on a necessary portion.
  • a display device that can display quality appropriately without deteriorating the viewing angle.
  • FIG. 1 is a schematic top view of a light source device according to a first embodiment of the present invention. Schematic sectional view when the light source device is cut at the position AA in FIG. The schematic plan view which looked at the light-guide plate with which the light source device which concerns on 1st Embodiment is provided from the lower side Schematic top view of a light source device according to a second embodiment of the present invention.
  • the top view for demonstrating schematic structure of the liquid crystal display device which concerns on embodiment of this invention Schematic sectional view when the liquid crystal display device is cut at the position BB in FIG. Schematic perspective view for explaining the configuration of a conventional double-sided light guide plate
  • FIG. 1 is a schematic top view of a light source device 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view when the light source device 1 is cut at the position AA in FIG.
  • the light source device 1 is provided with the chassis 11 obtained by processing a sheet metal, for example.
  • a light guide plate 12, a light source 13, a reflection sheet 14, and a heat spreader 15 are mounted on the chassis 11.
  • the light guide plate 12 is a flat plate member (cuboid member) having a substantially rectangular shape when viewed from above, and is formed of a resin such as polymethyl methacrylate (PMMA).
  • a light source 13 is disposed opposite to each of two end faces 12 a and 12 b (end faces 12 a and 12 b facing each other) parallel to the longitudinal direction of the light guide plate 12.
  • the light source 13 is disposed opposite to each of the two end surfaces 12a and 12b.
  • this is only an example, and for example, four end surfaces (side surfaces) constituting the light guide plate 12 are used.
  • a configuration in which the light source 13 is disposed only on any one of the end faces may be adopted.
  • the shape of the light guide plate 13 is merely an example, and the shape of the light guide plate may be, for example, a wedge shape in a cross-sectional view.
  • an LED Light Emitting Diode
  • a plurality of the light sources 13 are arranged in parallel in a direction parallel to the longitudinal direction of the end surfaces 12 a and 12 b of the light guide plate 12 while being mounted on the substrate 131.
  • the substrate 131 is fixed to the heat spreader 15.
  • a known printed substrate can be used, and for example, a flexible substrate such as an FPC (Flexible Printed Circuit) may be used, or a rigid substrate may be used.
  • the light source disposed opposite to the end faces 12a and 12b of the light guide plate 12 may have a configuration in which a plurality of point light sources are arranged in parallel as in the present embodiment, but a linear light source such as a cold cathode tube may be used. It may be configured to be arranged.
  • the light emitted from the light source 13 enters the light guide plate 12 from the end faces 12 a and 12 b of the light guide plate 12.
  • the end surfaces 12a and 12b of the light guide plate 12 are examples of the light incident surface of the present invention.
  • light having an angle component equal to or greater than the critical angle is propagated through the light guide plate 12 while being totally reflected (see arrows shown by two-dot chain lines in FIG. 2).
  • FIG. 3 is a schematic plan view of the light guide plate 12 provided in the light source device 1 according to the first embodiment as viewed from below.
  • the light source 13 mounted on the substrate 131 is also shown for easy understanding.
  • the light scattering element 16 is provided on one main surface 12 d (the lower main surface in FIG. 2) of the two main surfaces 12 c and 12 d facing each other of the light guide plate 12. ing.
  • the light scattering element 16 has a role of changing the progress of light that repeats total reflection in the light guide plate 12. Due to the presence of the light scattering element 16, light that repeats total reflection in the light guide plate 12 can be extracted from the main surface (light exit surface) 12c to the outside (see the arrow indicated by the broken line in FIG. 2).
  • the light scattering element 16 can also be a scattering dot obtained by printing on the main surface 12d (main surface opposite to the light exit surface 12c) with an ink having a higher refractive index than the material forming the light guide plate 12. Good.
  • the light scattering element may be configured to form fine irregularities, a lens shape, or the like on the main surface 12d. Further, the light scattering element may be obtained by dispersing a light scattering agent inside the light guide plate 12.
  • the scattering dots 16 when viewed along the traveling direction of light emitted from the light source 13 (vertical direction in FIG. 3), the scattering dots 16 become dense at the center of the light guide plate 13, and the end faces 12a and 12b.
  • the light scattering element 16 is patterned so as to be sparse toward. This pattern is aimed to make the distribution of light emitted from the light exit surface 12c uniform.
  • the reflection sheet 14 is disposed to face the main surface 12d (main surface facing the light exit surface 12c).
  • the reflection sheet 14 has a role of reflecting light emitted from the light guide plate 12 (main surface 12 d) to the outside and returning the light into the light guide plate 12.
  • positioned by giving the function as a reflective surface to the chassis 11 may be employ
  • the heat spreader 15 is formed of a highly heat radiating member (heat radiating member), and plays a role of radiating heat generated from the light source 13.
  • the heat spreader 15 is a separate member from the chassis 11, but the heat spreader 15 may be formed integrally with the chassis 11 (a part of the chassis 11). . Further, the heat spreader 15 may be shared by, for example, external parts of a liquid crystal display device in which the light source device 1 is incorporated.
  • an optical sheet for adjusting the light emitted from the light guide plate 12 may be disposed on the light output surface 12 c of the light guide plate 12.
  • the optical sheet include a diffusion sheet and a prism sheet, and the number and type of optical sheets may be appropriately determined.
  • the number of optical sheets may be one, or a plurality of optical sheets (may be different types) may be arranged.
  • the light exit surface 12c of the light guide plate 12 in the present embodiment has one pyramidal projection 121 at the center that projects outward from the light exit surface 12c. Is formed.
  • the protrusion 121 is provided only in a partial region of the light exit surface 12c.
  • the protrusion 121 is provided integrally with the light guide plate 12 and is preferably obtained, for example, by forming the light guide plate 12 by injection molding. In addition, you may obtain the projection part 121 by cutting etc., for example.
  • the size of the protrusion 121 (the height of the protrusion, the area in plan view, etc.) may be determined as appropriate and is not particularly limited.
  • the protrusion 121 is orthogonal to the light exit surface 12c in the traveling direction of light emitted from the light exit surface 12c after being transmitted through the light guide plate 12. Demonstrate the ability to approach the direction.
  • the protrusion part 121 is provided in the pyramid shape, not only the light which has the angle of the longitudinal direction (FIG.1 and FIG.2 left-right direction) of the light-guide plate 12, but the transversal direction of the light-guide plate 12 ( With respect to light having an angle in the vertical direction of FIGS. 1 and 2, the function of bringing the traveling direction closer to the direction orthogonal to the light exit surface 12c can be exhibited.
  • the light source device 1 can selectively improve (brighten) the central portion with respect to the luminance of light emitted from the light exit surface 12c.
  • the protrusion 121 is provided in the central portion in order to selectively improve the luminance in the central portion.However, in the case where it is desired to selectively improve the luminance in different places, not the central portion. What is necessary is just to arrange
  • the shape of the protrusion 121 is not limited to the pyramid shape, and any other shape may be used as long as it exhibits a function of bringing the light traveling direction from the light exit surface 12c to the outside to a direction orthogonal to the light exit surface 12c. It does not matter in shape.
  • the protrusion 121 may be, for example, a conical shape, and the same effect as that of the pyramid shape can be obtained even in the conical shape. Further, the protrusion 121 may have a prism shape (triangular prism shape) or the like depending on circumstances.
  • FIG. 6 is a schematic top view of the light source device 2 according to the second embodiment of the present invention.
  • the number of protrusions 121 that brings the light traveling direction from the light exit surface 12 c to the outside closer to the direction orthogonal to the light exit surface 12 c is not one.
  • a plurality are provided. This point is different from the configuration of the first embodiment.
  • the protrusion 121 is provided not in the entire area of the light exit surface 12c but only in a partial region of the light exit surface 12c. There is no change.
  • the protrusions 121 are provided at a plurality of positions surrounding the central portion in addition to the central portion of the light exit surface 12c. Specifically, in addition to the central portion, protrusions 121 are also arranged at the four corners of the rectangular portion surrounding the central portion (the imaginary portion indicated by the broken line in FIG. 6) and the midpoint of each side (total 9). Protrusion 121 is provided at the location). There may be a plurality of places where the brightness of the light exit surface 12c is desired to be improved.
  • the luminance front luminance
  • the protrusions 121 only need to be arranged at a plurality of locations where it is desired to improve the luminance (front luminance), and the arrangement and the number of the plurality of protrusions 121 are not limited to the configuration of the present embodiment and may be changed as appropriate. Of course it is good. Further, the shape of the protrusion 121 is preferably a pyramid type or a cone type, for example, as in the case of the first embodiment. ⁇ Third Embodiment>
  • FIG. 5 is a top view for explaining a schematic configuration of the liquid crystal display device 3 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view when the liquid crystal display device 3 is cut at the BB position in FIG.
  • the liquid crystal display device 3 includes a liquid crystal panel 20 and a light source device 1 (the light source device of the first embodiment).
  • the liquid crystal panel 20 and the light source device 1 are integrated by a frame-like bezel 30 that engages with the chassis 11.
  • the liquid crystal display device 3 may include, for example, an intermediate member that supports the liquid crystal panel 20. Further, the liquid crystal panel 20 may be supported by the chassis 11 without providing the intermediate member.
  • the light source device 1 of the first embodiment is applied to the liquid crystal display device 3
  • the light source device 2 of the second embodiment can be similarly applied to the liquid crystal display device.
  • the configuration in this case is the same as the configuration in the case where the light source device 1 of the first embodiment is applied, the description thereof is omitted.
  • the liquid crystal panel 20 is formed by sealing liquid crystal (not shown) between a pair of glass substrates 21 and 22 facing each other.
  • the liquid crystal panel 20 includes polarizing plates 23 and 24 attached to the outer surfaces of the pair of glass substrates 21 and 22.
  • a plurality of switching elements such as TFTs (Thin Film Transistors) and pixel electrodes to which the switching elements are connected (both not shown) are arranged in a matrix.
  • a plurality of scanning signal lines and data signal lines are formed on the first glass substrate 21 so as to intersect each other.
  • a counter electrode and a color filter are formed on the second glass substrate 22.
  • the light source device 1 functions as a backlight device that emits light from the back surface of the liquid crystal panel 20.
  • the light emitted from the light exit surface 12 c after entering the light guide plate 12 by the light emission of the light source 13 passes through the optical sheet portion 40 disposed between the light guide plate 12 and the liquid crystal panel 20 and reaches the liquid crystal panel 20.
  • the optical sheet unit 40 may be composed of one sheet or a plurality of sheets.
  • the optical sheet unit 40 may include, for example, a diffusion sheet or a prism sheet.
  • the configuration (number and type of sheets) of the optical sheet unit may be appropriately determined according to the purpose. In some cases, the optical sheet portion 40 may not be provided.
  • the optical sheet part 40 may be a structure supported by the intermediate member arrange
  • the light source devices 1 and 2 are applied to the liquid crystal display device.
  • the light source devices 1 and 2 have a configuration in which the protrusion 121 is provided so as to be limited to a partial region of the light exit surface 12c. With this configuration, it is possible to efficiently increase the brightness by focusing on a necessary portion (area) of the light exit surface 12c. In this configuration, in the entire area of the light exit surface 12c, the traveling direction of the light emitted from the light exit surface 12c is not brought close to the direction orthogonal to the light exit surface 12c, so that the conventional configuration (see FIG. 7) is used. It can suppress that a viewing angle deteriorates extremely.
  • the configuration as in this embodiment is also effective.
  • the light source device 2 of the second embodiment is applied to a liquid crystal display device, the brightness of not only the central portion of the screen but also the peripheral portion (particularly a portion that requires a certain level of brightness or more according to the standard). (Brightness) can be secured, which is convenient.
  • the shapes of the devices and the members constituting the devices of the above-described embodiments are merely examples, and the shapes may be appropriately changed.
  • the light source device according to the present invention is applied to the liquid crystal display device.
  • the application range of the light source device of the present invention is not limited to the liquid crystal display device. That is, for example, the light source device of the present invention is naturally applicable to a display device including a display panel using an electro-optic material other than liquid crystal as an optical switch material.
  • Light source device 3 Liquid crystal display device 12 Light guide plate 12a, 12b End surface (light-incidence surface) of a light guide plate 12c Main surface of light guide plate (light-emitting surface) 12d Main surface of light guide plate (surface facing light exit surface) 13 Light source 16 Light scattering element 20 Liquid crystal panel 121 Projection

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Abstract

光源装置１は、光源１３と、光源１３からの光が入光面１２ａ、１２ｂから内部に入射されるとともに、入射された光を内部伝達させて出光面１２ｃから外部に向けて面状に出射させる導光板１２と、を備える。光源装置１には、出光面１２ｃから外部に向けて出射される光の進む方向を出光面１２ｃと直交する方向に近づける突起部１２１が、出光面１２ｃの一部にのみ設けられている。

Description

光源装置及びそれを備える表示装置
　本発明は光源装置に関し、詳細には導光板を備えて面状に光を出射する光源装置に関する。また、本発明は、そのような光源装置を備える表示装置に関する。
　画像を表示する表示装置の一例として、液晶表示装置が知られている。液晶表示装置には、液晶パネルの他に、液晶パネルを背面から照らす光源装置（バックライト装置と呼ばれる）が備えられている。このような光源装置の中には、直下型と呼ばれるタイプのものや、エッジライト（サイドライト）型と呼ばれるタイプのものがある。
　例えば、特許文献１に開示されるように、エッジライト型の光源装置には、光源と、該光源からの光が端面（側面）から入射するように配置される導光板と、が備えられる。スネルの法則により、光源から出射されて導光板内に入射した光のち、臨界角以上の角度成分を有する光は導光板内で全反射を繰り返し、臨界角より小さな角度成分を有する光は導光板外へと出射される。導光板内で全反射を繰り返す光は、導光板に設けられて光の進行方向を変化させる光散乱要素（散乱ドット、凹凸形状、光散乱剤等）の存在により、導光板内を進むにつれて少しずつ出光面から出射される。すなわち、出光面から面状に光が出射される。
特開２０１２－２２８４２号公報
　ところで、エッジライト型の光源装置に含まれる導光板として、例えばコストアップを抑えつつ高輝度化を行う要請等に対応すべく、両面導光板が使用されることがある。従来の両面導光板の構造としては、出光面（一方主面）全体に亘ってレンズ形状が形成され、出光面の対向面（他方主面）全体に亘って光散乱要素（散乱ドット等）が形成されるのが一般的である。
　なお、出光面に設けられるレンズ形状としては、例えば図７に示すように、導光板１００の一の端面１０１側から、該一の端面１０１に対向する他の端面１０２側へと延びるプリズム片１０３が挙げられる。そして、このプリズム片１０３が、出光面の全体に亘って設けられるように、複数並列配置される。このようなレンズ形状は、例えば押し出し成形によって導光板を得ることで簡単に作製できる。なお、図７は、従来の両面導光板１００の構成を説明するための概略斜視図である。
　上述のような構成の両面導光板を備える光源装置においては、出光面から出射される光が全体的に正面方向（導光板の主面に垂直な方向）に集光されることになり、正面方向の輝度を向上できる。しかしながら、このような構成では、画面全体の視野角が悪化し易いといった問題があることがわかった。
　以上の点に鑑みて、本発明の目的は、必要な部分に絞って輝度（正面方向の輝度）を効率良く向上できる光源装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、そのような光源装置を備えることにより、視野角を悪化させることなく表示品位を適切とできる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本発明の光源装置は、光源と、前記光源からの光が入光面から内部に入射されるとともに、入射された光を内部伝達させて出光面から外部に向けて面状に出射させる導光板と、を備える光源装置であって、前記出光面から外部に向けて出射される光の進む方向を前記出光面と直交する方向に近づける突起部が、前記出光面の一部の領域にのみ設けられている構成（第１の構成）になっている。
　本構成によれば、出光面から外部に向けて出射される光の進む方向を出光面と直交する方向に近づける突起部が、出光面の一部の領域にのみ設けられる構成になっている。この構成では、輝度（正面方向の輝度）を向上したい部分（領域）に絞って突起部を設けることで、必要とされる輝度向上を効率良く達成することが可能である。
　上記第１の構成の光源装置において、　前記出光面の一部の領域には少なくとも前記出光面の中央部が含まれ、前記突起部は１つ或いはそれ以上である構成（第２の構成）であってよい。出光面の中央部の輝度を向上することは、光源装置を作製する上で重要な要素となり易い。本構成は、このような構成に適切に対応できる。
　上記第２の構成の光源装置において、前記出光面の一部の領域には、前記中央部を取り囲むように配置される複数位置が更に含まれ、前記突起部は複数である構成（第３の構成）であってよい。本構成は、中央部のみならず、その周囲の輝度も向上したい場合の構成として好適である。
　上記第１から第３のいずれかの構成の光源装置において、前記突起部は、ピラミッド型、或いは、円錐型に設けられる構成（第４の構成）であるのが好ましい。これにより、所望の輝度向上を効率良く達成し易い。
　上記第１から第４のいずれかの構成の光源装置において、前記導光板の、前記出光面に対向する面には略全域に亘って光散乱要素が設けられている構成（第５の構成）であってよい。なお、光散乱要素は、導光板内部に設けられても構わない。
　上記目的を達成するために本発明の表示装置は、上記第１から第５のいずれかの構成の光源装置と、前記光源装置によって光を照射される表示パネルと、を備える構成（第６の構成）になっている。
　本構成によれば、表示装置が備える光源装置は、出光面から外部に向けて出射される光の進む方向を出光面と直交する方向に近づける突起部が出光面の一部の領域に絞って設けられる構成になっている。このために、本構成では、必要以上の範囲に亘って、出光面から出射される光を出光面と直交する方向に集光しないで済む。この結果、本構成では、表示装置の視野角が悪化することを抑制できる。そして、一方では、必要な部分の輝度を向上できるために、表示品位を適切とできる。
　上記第６の構成の表示装置において、前記表示パネルが液晶パネルである構成（第７の構成）が採用されても構わない。
　本発明によると、必要な部分に絞って輝度を効率良く向上できる光源装置を提供できる。また、本発明によると、そのような光源装置を備えることにより、視野角を悪化させることなく表示品位を適切とできる表示装置を提供できる。
本発明の第１実施形態に係る光源装置の概略上面図 図１におけるＡ－Ａ位置で光源装置を切った場合の概略断面図 第１実施形態に係る光源装置が備える導光板を下側から見た概略平面図 本発明の第２実施形態に係る光源装置の概略上面図 本発明の実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を説明するための上面図 図５におけるＢ－Ｂ位置で液晶表示装置を切った場合の概略断面図 従来の両面導光板の構成を説明するための概略斜視図
　以下、本発明の光源装置及び表示装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
　図１は、本発明の第１実施形態に係る光源装置１の概略上面図である。また、図２は、図１におけるＡ－Ａ位置で光源装置１を切った場合の概略断面図である。図１及び図２に示すように、光源装置１は、例えば板金を加工することによって得られるシャーシ１１を備えている。このシャーシ１１上には、導光板１２と、光源１３と、反射シート１４と、ヒートスプレッター１５と、が搭載されている。
　導光板１２は、上面視略長方形状の平板部材（直方体状の部材）であり、例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等の樹脂によって形成される。導光板１２の長手方向に平行な２つの端面１２ａ、１２ｂ（互いに対向する端面１２ａ、１２ｂ）には、それぞれ、光源１３が対向配置される。なお、本実施形態では、２つの端面１２ａ、１２ｂのそれぞれに光源１３が対向配置される構成となっているが、これは一例にすぎず、例えば導光板１２を構成する４つの端面（側面）のいずれか１つの端面にのみ光源１３が配置される構成等としてもよい。また、導光板１３の形状も一例にすぎず、導光板の形状は、例えば断面視楔形状等であってもよい。
　光源１３としては、ＬＥＤ（Light　Emitting　Diode；発光ダイオード）が好適であるが、他の発光素子が利用されてもよい。光源１３は、基板１３１に搭載された状態で、導光板１２の端面１２ａ、１２ｂの長手方向と平行な方向に複数、並列配置されている。基板１３１は、ヒートスプレッター１５に固定されている。基板１３１としては、公知のプリント基板が使用でき、例えばＦＰＣ（Flexible　Printed　Circuit）等のフレキシブル基板であってもよいし、リジッド基板であってもよい。なお、導光板１２の端面１２ａ、１２ｂに対向配置される光源については、本実施形態のように点状光源が複数並列配置される構成でもよいが、例えば冷陰極管のような線状光源が配置される構成でもよい。
　光源１３で発光された光は、導光板１２の端面１２ａ、１２ｂから導光板１２内へと入射される。導光板１２の端面１２ａ、１２ｂは、本発明の入光面の一例である。導光板１２内に入射した光のうち、臨界角以上の角度成分を有する光は、全反射しながら導光板１２内を伝搬される（図２の二点鎖線で示す矢印参照）。
　図３は、第１実施形態に係る光源装置１が備える導光板１２を下側から見た概略平面図である。図３には、理解を容易とするために、基板１３１に搭載された光源１３も併せて示されている。図３に示すように、導光板１２の、互いに対向する２つの主面１２ｃ、１２ｄのうち、一方の主面１２ｄ（図２において下側の主面）には、光散乱要素１６が設けられている。この光散乱要素１６は、導光板１２内で全反射を繰り返す光の進行を変化させる役割を備える。この光散乱要素１６の存在によって、導光板１２内で全反射を繰り返す光を主面（出光面）１２ｃから外部に向けて取り出すことができる（図２の破線で示す矢印参照）。
　光散乱要素１６は、図３に示すように、導光板１２を形成する材料より屈折率が大きいインクを主面１２ｄ（出光面１２ｃと対向する主面）に印刷して得られる散乱ドットとしてもよい。他の形態として、光散乱要素は、微細な凹凸やレンズ形状等を主面１２ｄに形成する構成であってもよい。更に、光散乱要素は、導光板１２内部に光散乱剤を分散させることによって得てもよい。
　本実施形態においては、光源１３から出射される光の進行方向（図３の上下方向）に沿って見た場合に、導光板１３の中央部で散乱ドット１６が密になり、端面１２ａ、１２ｂに向かって疎となるように、光散乱要素１６はパターン形成されている。このパターンは、出光面１２ｃから出射される光の分布が均一となるように狙ったものである。
　反射シート１４は、主面１２ｄ（出光面１２ｃと対向する主面）に対して対向配置されている。この反射シート１４は、導光板１２（主面１２ｄ）から外部へと出射する光を反射して、導光板１２内に戻す役割を有する。反射シート１４を設けることによって、光の利用効率を高めることができる。なお、シャーシ１１に反射面としての機能を持たせることによって、反射シート１４が配置されない構成が採用されてもよい。
　ヒートスプレッター１５は、放熱性の高い部材（放熱部材）によって形成されており、光源１３から発生する熱を放熱する役割を担う。なお、本実施形態ではヒートスプレッター１５はシャーシ１１と別部材とされているが、ヒートスプレッター１５はシャーシ１１と一体的に形成される（シャーシ１１の一部とされる）構成であってもよい。また、ヒートスプレッター１５は、例えば、光源装置１が組み込まれる液晶表示装置の外観部品で共用されてもよい。
　その他、光源装置１においては、導光板１２の出光面１２ｃ上に、導光板１２から出射された光を整える光学シートが配置されてもよい。光学シートとしては、例えば拡散シートやプリズムシート等が挙げられ、光学シートの数及び種類は適宜決定されてよい。光学シートは１枚でもよいし、複数の光学シート（種類違いでもよい）が配置されても良い。
　ところで、本実施形態における導光板１２の出光面１２ｃには、図１及び図２に示すように、その中央部に出光面１２ｃに対して外部方向に突出するピラミッド型の突起部１２１が１つ形成されている。突起部１２１は、出光面１２ｃの一部の領域にのみ設けられている。この突起部１２１は、導光板１２と一体的に設けられており、例えば導光板１２を射出成型によって形成することによって好適に得られる。なお、突起部１２１は、例えば切削等によって得てもよい。突起部１２１のサイズ（突起の高さや平面視の面積等）は適宜決定されればよく、特に限定される趣旨ではない。
　この突起部１２１は、図２に一点鎖線の矢印で示すように、導光板１２内を伝達された後に出光面１２ｃから外部に向けて出射される光の進む方向を、出光面１２ｃと直交する方向に近づける機能を発揮する。なお、突起部１２１は、ピラミッド型に設けられているために、導光板１２の長手方向（図１及び図２の左右方向）の角度を有する光ばかりではなく、導光板１２の短手方向（図１及び図２の上下方向）の角度を有する光についても、その進行方向を出光面１２ｃと直交する方向に近づける機能を発揮できる。この突起部１２１を設けたことにより、光源装置１においては、出光面１２ｃから出射される光の輝度について、中央部を選択的に向上する（明るくする）ことが可能になっている。
　なお、本実施形態では、中央部の輝度を選択的に向上させるために中央部に突起部１２１を設けたが、異なる場所の輝度を選択的に向上させたい場合には、中央部ではなく、当該輝度を向上させたい場所に突起部１２１を配置すればよい。また、突起部１２１の形状はピラミッド型に限らず、出光面１２ｃから外部に向けて出射される光の進む方向を出光面１２ｃと直交する方向に近づける機能を発揮するものであれば、別の形状でも構わない。すなわち、突起部１２１は、例えば円錐型であってもよく、円錐型においてもピラミッド型と同様の効果が得られる。また、突起部１２１は、場合によってはプリズム状（三角柱状）等であっても構わない。
＜第２実施形態＞
　次に、本発明の第２実施形態に係る光源装置の概略構成について説明する。第２実施形態の光源装置の説明にあたっては、第１実施形態と重複する構成の説明は省略し、第１実施形態と異なる構成に絞って説明する。また、第１実施形態と重複する部材については、同一の符号を付して説明する。
　図６は、本発明の第２実施形態に係る光源装置２の概略上面図である。図６に示すように、第２実施形態の光源装置２では、出光面１２ｃから外部に向けて出射される光の進む方向を出光面１２ｃと直交する方向に近づける突起部１２１が１つではなく、複数設けられている。この点が、第１実施形態の構成と異なる。なお、第２実施形態の構成でも、第１実施形態の構成と同様に、突起部１２１が、出光面１２ｃの全域ではなく、出光面１２ｃの一部の領域にのみ絞って設けられている点には変わりがない。
　光源装置２においては、突起部１２１が、出光面１２ｃの中央部に加えて当該中央部を取り囲む複数位置に設けられている。詳細には、中央部に加えて、当該中央部を取り囲む矩形部（図６に破線で示される仮想の部分）の四隅と各辺の中間点にも突起部１２１が配置されている（計９箇所に突起部１２１が設けられる）。出光面１２ｃの輝度を向上させたい箇所が複数想定されることがある。この点、本実施形態のように、突起部１２１を、出光面１２ｃの輝度を向上させたい複数箇所に設けると、所望の位置のみ効率的に輝度（正面輝度）を向上することができるので便利である。
　なお、突起部１２１は、輝度（正面輝度）を向上させたい複数箇所に配置されればよく、複数の突起部１２１の配置及びその数は、本実施形態の構成に限らず、適宜変更されてよいのは当然である。また、突起部１２１の形状は、第１実施形態の場合と同様に、例えば、ピラミッド型や円錐型が好適である。
＜第３実施形態＞
　次に、本発明の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。図５は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置３の概略構成を説明するための上面図である。図６は、図５におけるＢ－Ｂ位置で液晶表示装置３を切った場合の概略断面図である。図５及び図６に示すように、液晶表示装置３は、液晶パネル２０と、光源装置１（第１実施形態の光源装置）と、を備えている。液晶パネル２０と光源装置１とは、シャーシ１１と係合する額縁状のベゼル３０によって一体化されている。
　なお、液晶表示装置３には、例えば、液晶パネル２０を支持する中間部材が含まれてもよい。また、前記中間部材を設けることなく、シャーシ１１によって液晶パネル２０が支持されるようにしてもよい。
　また、ここでは、第１実施形態の光源装置１が液晶表示装置３に適用された場合について説明するが、第２実施形態の光源装置２も液晶表示装置に同様に適用可能である。ただし、この場合の構成は、第１実施形態の光源装置１が適用される場合の構成と同様であるために、その説明は省略する。
　液晶パネル２０は、離隔対向する一対のガラス基板２１、２２の間に液晶（不図示）が封入されてなる。また、液晶パネル２０は、一対のガラス基板２１、２２の各外面に取り付けられる偏光板２３、２４を備える。
　第１のガラス基板２１には、表面にＴＦＴ（Thin　Film　Transistor:薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子及びこのスイッチング素子が接続された画素電極（いずれも不図示）がマトリクス状に複数配列されている。また、第１のガラス基板２１には、複数のスイッチング素子を駆動する複数の走査信号線及びデータ信号線（いずれも不図示）が、互いに交差するように形成されている。第２のガラス基板２２には、対向電極とカラーフィルタ（いずれも不図示）が形成されている。
　光源装置１は、液晶パネル２０の背面から光を照射するバックライト装置として機能する。光源１３の発光によって導光板１２内に入射した後に出光面１２ｃから出射された光は、導光板１２と液晶パネル２０との間に配置される光学シート部４０を通過して液晶パネル２０に至る。光学シート部４０は、１枚のシートで構成されてもよいし、複数枚のシートで構成されてもよい。光学シート部４０には、例えば拡散シートやプリズムシートが含まれてよい。光学シート部の構成（シート数や種類）は、は目的に応じて適宜決定されてよい。なお、場合によっては、光学シート部４０は設けられなくてもよい。また、光学シート部４０は、例えば、シャーシ１１や、液晶表示装置３の内部に配置される中間部材によって支持される構成であってよい。
　液晶表示装置には、上述の実施形態に係る光源装置１、２のいずれかが適用される。上述のように、光源装置１、２には、出光面１２ｃの一部の領域に絞って突起部１２１が設けられる構成となっている。この構成では、出光面１２ｃのうち、必要な部分（領域）に絞って効率良く輝度を上げることができる。そして、この構成では、出光面１２ｃの全域において、出光面１２ｃから出射される光の進む方向を出光面１２ｃと直交する方向に近づけるわけではないので、従来の構成（図７参照）のように視野角が極端に悪化することを抑制できる。
　なお、本実施形態の液晶表示装置３（第１実施形態の光源装置１が適用される構成）では、例えば画面の中央部が明るくなり、周辺部が暗くなることが想定される。液晶表示装置の画面を見る観察者は、画面の周辺部に比べて中央部の明るさに敏感であることが多い。このために、本実施形態のような構成も有効である。また、第２実施形態の光源装置２を液晶表示装置に適用した場合には、画面の中央部のみならず、周辺部の明るさ（特に規格で一定以上の明るさが要求される部分等の明るさ）も確保可能であるので便利である。
＜その他＞
　なお、以上に示した実施形態は、本発明の例示にすぎない。すなわち、本発明の範囲には、上述の実施形態を、本発明の技術的思想の範囲を超えない範囲で適宜変更したものも含まれる。
　例えば、以上に示した実施形態の装置や装置を構成する部材の形状は一例にすぎず、それらの形状は適宜変更して構わない。
　また、以上に示した実施形態では、本発明に係る光源装置が液晶表示装置に対して適用される構成とした。しかし、本発明の光源装置の適用範囲は、液晶表示装置に限定されない。すなわち、例えば、液晶以外の電気光学材料を光スイッチ材料として用いた表示パネルで構成される表示装置にも、本発明の光源装置は当然適用できる。
　　　１、２　光源装置
　　　３　液晶表示装置
　　　１２　導光板
　　　１２ａ、１２ｂ　導光板の端面（入光面）
　　　１２ｃ　導光板の主面（出光面）
　　　１２ｄ　導光板の主面（出光面に対向する面）
　　　１３　光源
　　　１６　光散乱要素
　　　２０　液晶パネル
　　　１２１　突起部

Claims (7)

  1. 　光源と、
    　前記光源からの光が入光面から内部に入射されるとともに、入射された光を内部伝達させて出光面から外部に向けて面状に出射させる導光板と、
    　を備える光源装置であって、
    　前記出光面から外部に向けて出射される光の進む方向を前記出光面と直交する方向に近づける突起部が、前記出光面の一部の領域にのみ設けられていることを特徴とする光源装置。
  2. 　前記出光面の一部の領域には少なくとも前記出光面の中央部が含まれ、前記突起部は１つ或いはそれ以上であることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
  3. 　前記出光面の一部の領域には、前記中央部を取り囲むように配置される複数位置が更に含まれ、前記突起部は複数であることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
  4. 　前記突起部は、ピラミッド型、或いは、円錐型に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光源装置。
  5. 　前記導光板の、前記出光面に対向する面には略全域に亘って光散乱要素が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光源装置。
  6. 　請求項１から５のいずれかに記載の光源装置と、
    　前記光源装置によって光を照射される表示パネルと、
    　を備えることを特徴とする表示装置。
  7. 　前記表示パネルが液晶パネルであることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011093172A1 (ja) * 2010-01-29 2011-08-04 日本ゼオン株式会社 導光板及び照明装置

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