JP2010282900A - 面状光源及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 光源2と該光源2を光入射面である基端側端面に配し光源2から入射され導光した光を光路変換して上面側及び側面側から出射する導光部材3とを備えた複数のライトユニット4と、これらライトユニット4が反射面上に並べられた反射部材5と、を備え、導光部材3が、長尺形状とされ、複数のライトユニット4が、互いに導光部材3を長尺方向に隣接させて複数列並べられ、これらの列が互いに間隔を空けて配置されている。
【選択図】図1
Description
従来の大型液晶TV装置のバックライトとしては、以下の2種類の方式が知られている。
一つは、表示画面である液晶表示パネルの直下にLEDやCCFL(冷陰極管)等の複数の光源を表示画面全体に向けて並べ、これら光源からの出射光で直接、液晶表示パネルを照明する、いわゆる直下方式である。
しかしながら、従来の直下方式では、表示画面の真下に光源を複数配置するため、光源が直下に有る場所と無い場所とで表示画面での明るさに大きな差があり、表示画面全体を良好な混色性で輝度ムラなく均一な明るさにするためには、光源と表示画面との間を広く設定する必要がある。このため、直下方式では、バックライト全体が厚くなってしまう問題があった。
また、従来のエッジ方式等の導光板で照明する方式では、表示画面と同じサイズの大型の導光板を配置するか、複数の導光板を隙間無く近接状態に敷き詰めて表示画面と同じサイズの導光面を確保する必要があるため、導光板重量がかさむという不都合があった。また、大型の導光板を作製する方法として射出成形方式を採用した場合、大面積でかつ薄型のものを作製する際に、形状全体に樹脂が転写、充填され難いという限界があった。また、樹脂を十分に充填するためには、成型機を大型化し、射出圧力を上げることで解決される場合もあるが、大型の成型機は設備費用の多大なコストがかかるため、製品コスト的に採用が難しい。さらに、1枚の導光板を用いて光源を導光板の端部に配置するエッジ方式では、部分的な光源の点灯が難しくローカルディミング等による消費電力の低減が難しいという不都合もあった。また、導光板の端部にLED等の複数の光源が密集して配されるため、熱的対策が必要になる等の問題もある。
すなわち、この面状光源では、導光部材が、四角形状の反射面の対角線に対して平行に並べられているので、同様の個数で導光部材のピッチを最小にでき、四角形状の反射面の辺に平行に配置するよりも輝度均一性を向上させることができる。
すなわち、この面状光源では、導光部材の上面の両側端部が、面取りされているので、導光部材の上面の両側端部がエッジ部である場合に生じる明るい部分を抑制して、見栄えを向上させることができる。例えば、導光部材の上面における長尺方向に直交する断面形状を、円弧状又は台形状に形成することで、導光部材の上面の両側端部が面取り形状となる。また、面取り形状によって指向性を変えることも可能になる。
すなわち、この面状光源では、導光部材の上面が、フレネルレンズ形状に形成されているので、導光部材の上面を種々の曲率や角度で円弧状や台形状に加工する場合よりも平面の加工で済むため、指向性の異なる種々の条件のフレネルレンズ形状を容易に得ることができる。
すなわち、この面状光源では、導光部材の基端側端面に、光源の上部まで突出すると共に上面に光遮蔽部が設けられた庇部が形成されているので、光源から斜め上方に出射された光が庇部を介して光遮光部で吸収又は反射され、上方に出射されることを防ぐことができる。したがって、光源の実装ズレによって光源と入光面となる基端側端面との間にある程度の隙間が生じても、該隙間から光源の斜め上方に光が出射されて生じるホットスポットの発生を抑制することができる。
すなわち、この面状光源では、同じ列に並ぶ導光部材が、隣接する他の列の導光部材と異なる向きに基端側端面を配しているので、隣接する列毎に光の入射方向が異なり、隣接する列同士で輝度分布の高低が相違し、輝度が平均化されて全体としてより良好な輝度均一性及び見栄えを得ることができる。
すなわち、この面状光源では、同じ列に並ぶ導光部材が、隣接する他の列の導光部材と配列方向において異なる位置に基端側端面を配しているので、隣接する列毎に配列方向における輝度分布が異なり、隣接する列同士で輝度分布の高低が相違し、輝度が平均化されて全体としてさらに良好な輝度均一性及び見栄えを得ることができる。
すなわち、この面状光源では、導光部材の底部に、反射部材に形成された取付孔に嵌め込み可能な突出フック部が形成されているので、取付孔に突出フック部を嵌め込むだけで導光部材を高い位置決め精度で容易に設置することができる。
すなわち、この液晶表示装置では、上記本発明の面状光源を備えているので、軽量化及び薄型化が可能で、輝度均一性及び見栄えの良好な大面積の画像表示を得ることができる。
すなわち、本発明に係る面状光源によれば、複数のライトユニットが、互いに導光部材を長尺方向に隣接させて複数列並べられ、これらの列が互いに間隔を空けて配置されているので、軽量化及び薄型化を図ることができると共に全体として良好な輝度均一性及び見栄えを得ることができる。また、ライトユニット毎にローカルディミング等の部分的な点灯制御も可能であり、消費電力を低減することもできると共に、光源の密集がなく熱的対策が不要である。
したがって、大型成型機や金型加工が不要で、簡単かつ低コストに作製可能な小型サイズの導光部材を複数設置することで、大型サイズを実現できると共に、全体として輝度均一性に優れ、見栄えの良好な面状光源を得ることができる。また、この面状光源を備えた液晶表示装置によれば、軽量かつ薄型であると共に、良好な輝度均一性により見栄えの良好な大面積の画像表示を得ることができる。
また、この面状光源1は、上記導光部材3が短冊状の長尺形状とされ、複数の上記ライトユニット4が、互いに導光部材3を長尺方向に隣接させて複数列並べられ、これら列が互いに間隔を空けて配置されている。
なお、例えば大型サイズのバックライトで主流の縦横比である16:9となるように反射部材5の反射面の形状を決定しても構わない。
また、この面状光源1では、同じ列に並ぶ導光部材3が、隣接する他の列の導光部材3と異なる向きに基端側端面3aを配している。
なお、この導光部材3の基端側端面3aにおける光源2に対向した領域には、例えば断面V字状の入光プリズムを複数形成しても構わない。
また、導光部材3の光出射面となる上面や両側面には、例えば白色ドットパターンやプリズム形状等の微細光学形状を形成して出射方向調整や輝度調整を行っても構わない。
この光源2に用いられるLED光源は、例えば基端側端面3aに光出射面である先端面を対向させて設置された白色LEDである。この白色LEDは、例えば基板上の半導体発光素子を樹脂材で封止したものであり、半導体発光素子として、例えば青色(波長λ:470〜490nm)LED素子又は紫外光(波長λ:470nm未満)LED素子であって、例えばサファイア基板などの絶縁性基板上に窒化ガリウム系化合物半導体(例えばInGaN系化合物半導体)の複数の半導体層が積層されて形成されたものである。
なお、本実施形態では、液晶表示パネル11の画面側及び面状光源1の光出射面側を表面側又は上面側として記載している。
上記プリズムシート13は、拡散シート12Bからの光を上面側に集光するための透明シート状の部材であり、平行な複数の稜線を有するプリズム部を上面側に有している。また、プリズムシート13は、光源2の光軸に対して、プリズム部の稜線がねじれの位置に設定され、特に、上方への高い指向性が得られる方向として、光源2の光軸に直交する方向と平行に設定される。
さらに、同じ列に並ぶ導光部材3が、隣接する他の列の導光部材3と配列方向において異なる位置に基端側端面3aを配しているので、隣接する列毎に配列方向における輝度分布が異なり、隣接する列同士で輝度分布の高低がより相違し、輝度がさらに平均化されて全体として良好な輝度均一性及び見栄えを得ることができる。
また、導光部材23の上面の両側端部が、面取りされているので、導光部材23の上面の両側端部がエッジ部である場合に生じる明るい部分を抑制して、見栄えを向上させることができる。また、導光部材23の面取り角度を変更することで面取り形状によって指向性を変えることも可能になる。
したがって、第4実施形態の面状光源では、導光部材43の上面が、フレネルレンズ形状に形成されているので、導光部材43の上面を種々の曲率や角度で円弧状や台形状に加工する場合よりも平面の加工で済むため、指向性の異なる種々の条件のフレネルレンズ形状を容易に得ることができる。
この結果、図10に示すように、上面が平坦面である導光部材3を並べた場合には、導光部材3の側端部におけるエッジ部が明るく目立っているのに対し、図11に示すように、面取りされた台形状の導光部材23を並べた場合には、側端部が目立たず面内の輝度均一性及び見栄えが向上していることがわかる。
なお、光源としてLED光源を採用したが、蛍光管等の他の光源を採用しても構わない。
なお、上記各実施形態では、液晶表示パネルの大きさに対応した大きさの拡散板、拡散シート及びプリズムシートを採用しているが、これらを複数に分割したものを並べて配置する構成を採用しても構わない。
Claims (9)
- 光源と該光源を光入射面である基端側端面に配し前記光源から入射され導光した光を光路変換して上面側及び側面側から出射する導光部材とを備えた複数のライトユニットと、
これらライトユニットが反射面上に並べられた反射部材と、を備え、
前記導光部材が、長尺形状とされ、
複数の前記ライトユニットが、互いに前記導光部材を長尺方向に隣接させて複数列並べられ、これらの列が互いに間隔を空けて配置されていることを特徴とする面状光源。 - 請求項1に記載の面状光源において、
前記反射面が、四角形状とされ、
前記導光部材が、前記反射面の対角線に対して平行に並べられていることを特徴とする面状光源。 - 請求項1又は2に記載の面状光源において、
前記導光部材の前記上面の両側端部が、面取りされていることを特徴とする面状光源。 - 請求項1又は2に記載の面状光源において、
前記導光部材の前記上面が、フレネルレンズ形状に形成されていることを特徴とする面状光源。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の面状光源において、
前記導光部材の前記基端側端面に、前記光源の上部まで突出した庇部が形成され、
該庇部上面に上方に出射される光を吸収する光吸収機能又は内部に反射する光反射機能を有した光遮蔽部が形成されていることを特徴とする面状光源。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の面状光源において、
同じ列に並ぶ前記導光部材が、隣接する他の列の前記導光部材と異なる向きに前記基端側端面を配していることを特徴とする面状光源。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の面状光源において、
同じ列に並ぶ前記導光部材が、隣接する他の列の前記導光部材と配列方向において異なる位置に前記基端側端面を配していることを特徴とする面状光源。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の面状光源において、
前記導光部材の底部に、前記反射部材に形成された取付孔に嵌め込み可能な突出フック部が形成されていることを特徴とする面状光源。 - 液晶表示パネルと、
該液晶表示パネルの裏面側に配された請求項1から8のいずれか一項に記載の面状光源と、を備えていることを特徴とする液晶表示装置。
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