JP2013118139A - 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】輝度ムラを抑制する。
【解決手段】バックライト装置(照明装置)12は、複数が並んで配されるLED(光源)17と、端面(光入射面19b)がLED17と対向状に配されるとともにLED17からの光の照射範囲に入る照射領域IAと照射範囲から外れた非照射領域NIAとに区分されている一方で、その板面(光出射面19a)からLED17からの光を出射させる導光板19と、導光板19を構成するものであって、照射領域IAを有するとともに、内部に存する光に対し、LED17の並び方向に当該光が拡散するのを規制することで、指向性を付与する指向性導光部28と、導光板19を構成するものであって、少なくとも非照射領域NIAを有するとともに、内部に存する光がLED17の並び方向に拡散するのを許容する非指向性導光部29と、を備える。
【選択図】図5

Description

本発明は、照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置に関する。
近年、テレビ受信装置をはじめとする画像表示装置の表示素子は、従来のブラウン管から液晶パネルやプラズマディスプレイパネルなどの薄型の表示パネルに移行しつつあり、画像表示装置の薄型化を可能としている。液晶表示装置は、これに用いる液晶パネルが自発光しないため、別途に照明装置としてバックライト装置を必要としており、バックライト装置はその機構によって直下型とエッジライト型とに大別されている。液晶表示装置の一層の薄型化を実現するには、エッジライト型のバックライト装置を用いるのが好ましく、その一例として下記特許文献1に記載されたものが知られている。
特開2009−283383号公報
上記した特許文献1に記載されたものでは、導光板の板面にプリズム構造を形成し、そのトラップ作用によって光源からの光に横方向に直進するような指向性を付与することで、導光板のうち液晶パネルの画像信号に同期する形で選択された光源に対応する帯状部分から選択的に光を出射させ、もっていわゆる動画ボケを軽減するようにしている。
ところで、導光板のうち光源と対向状をなす端面には、光源からの光が照射される照射領域と、光が照射されない非照射領域とが生じる場合があるが、この場合には導光板のうち照射領域を有する部分から出射する光のみを液晶パネルの照明光として利用するのが好ましい。ところが、デザイン上の理由などによって液晶表示装置の額縁部分を狭くする、いわゆる狭額縁化を図ろうとした場合には、導光板のうち非照射領域を有する部分からの出射光についても液晶パネルの照明光として利用することが求められる可能性がある。このとき、導光板内に入光した光には、上記したプリズム構造によって指向性が付与されるため、導光板のうち特に非照射領域を有する部分からの出射光にムラが生じ易くなっており、結果として液晶パネルへの照明光に輝度ムラが生じるおそれがあった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、輝度ムラを抑制することを目的とする。
本発明の照明装置は、複数が並んで配される光源と、端面が前記光源と対向状に配されるとともに前記光源からの光の照射範囲に入る照射領域と前記照射範囲から外れた非照射領域とに区分されている一方で、その板面から前記光源からの光を出射させる導光板と、前記導光板を構成するものであって、前記照射領域を有するとともに、内部に存する光に対し、前記光源の並び方向に当該光が拡散するのを規制することで、指向性を付与する指向性導光部と、前記導光板を構成するものであって、少なくとも前記非照射領域を有するとともに、内部に存する光が前記光源の並び方向に拡散するのを許容する非指向性導光部と、を備える。
このようにすれば、導光板の端面のうち各光源からの光の照射範囲に入る照射領域には、各光源からの光が入射される。導光板の端面に入射した光は、導光板の内部を伝播された後に導光板の板面から出射される。ここで、端面に照射領域を有する指向性導光部では、内部に存する光に対し、光源の並び方向に当該光が拡散するのを規制することで、指向性が付与されるので、例えば各光源の発光状態を制御することで各光源の照射範囲に応じた導光板の部分毎に出光状態を制御することができる。一方、端面に少なくとも非照射領域を有する非指向性導光部では、内部に存する光の量が指向性導光部から遠ざかるほど少なくなる傾向にあるものの、内部に存する光が光源の並び方向に拡散するのが許容されているので、非指向性導光部の板面からの出射光に輝度ムラが生じ難くなる。これにより、導光板の全体における板面の面内において出射光に輝度ムラが生じ難くなる。ここで、導光板の端面に非照射領域が生じる原因は、主に当該照明装置の額縁部分を狭くする構成に因ることから、上記のように非照射領域に起因する輝度ムラが抑制されることで、当該照明装置の狭額縁化を図ることが可能となる。
本発明の照明装置の実施態様として、次の構成が好ましい。
(1)前記導光板のうち前記指向性導光部の板面には、前記光源の並び方向に沿って並んで配されるとともに互いに並行する形で直線状に延在する複数のプリズムが形成されている。このようにすれば、指向性導光部の内部に存する光は、光源の並び方向に沿って並んで配されるとともに互いに並行する形で直線状に延在する複数のプリズムの界面にて全反射されることで、プリズムの延在方向に沿って直進するような指向性が付与され、もって光源の並び方向に拡散するのが規制される。
(2)前記導光板のうち前記非指向性導光部の板面には、平坦面が形成されている。このようにすれば、非指向性導光部の内部に存する光は、平坦面の界面にて全反射されることで、光源の並び方向に良好に拡散され、もって非指向性導光部の板面からの出射光に輝度ムラが生じ難くなる。また、仮に非指向性導光部の板面に光の拡散性を担保するような非平坦面を形成した場合に比べると、容易に平坦面を形成することができて導光板の製造上好適となる。
(3)前記非指向性導光部は、前記非照射領域に加えて、前記照射領域のうち前記非照射領域に隣り合う部分を有している。このようにすれば、非指向性導光部の端面のうち、照射領域のうち非照射領域に隣り合う部分には、光源からの光が直接入射されるので、その入射した光が非指向性導光部の内部において光源の並び方向に拡散される。これにより、非指向性導光部の板面からの出射光に輝度ムラが一層生じ難くなるとともに、指向性導光部の板面からの出射光との比較において光量に生じ得る差がより好適に緩和される。
(4)前記指向性導光部は、前記導光板のうち前記光源の並び方向について中央側部分によって構成されるのに対し、前記非指向性導光部は、前記導光板のうち前記光源の並び方向について端側部分によって構成されている。このようにすれば、非指向性導光部は、その内部で光が光源の並び方向に拡散されることで、板面からの出射光に輝度ムラが生じ難くなっているものの、指向性導光部との比較において出射光量の差を解消するのが難しい場合がある。その場合であっても、非指向性導光部を導光板のうち光源の並び方向について端側部分によって構成することで、非指向性導光部からの出射光が目立ち難くなり、それにより全体の輝度ムラをより抑制することが可能とされる。
(5)前記導光板における前記端面と対向状をなす板面を有するとともに、その板面に複数の前記光源と、前記光源への給電を中継する給電中継部とが実装されてなる光源基板を備えており、前記非指向性導光部は、前記端面の少なくとも一部が前記給電中継部と対向状に配されている。このようにすれば、非指向性導光部の端面の少なくとも一部には、光源基板における非発光部位である給電中継部と対向状に配されるために、非照射領域が生じているものの、非指向性導光部の内部では、光が光源の並び方向に拡散するのが許容されているので、非指向性導光部の板面からの出射光に輝度ムラが生じ難くなっている。
(6)前記導光板には、前記給電中継部を通す中継部挿通凹部が切り欠き形成されている。このようにすれば、光源基板の板面に設けられた給電中継部が、導光板に切り欠き形成された中継部挿通凹部に通されるので、仮に導光板に中継部挿通凹部を形成しない構成に比べると、光源基板の光源と導光板の端面との間の距離を短くすることができる。これにより、光源から導光板の端面に入射する光の入射効率を高くすることができ、高輝度化または低消費電力化を図ることができる。
(7)前記導光板は、前記光源の並び方向に沿って並んで配されるとともに互いに並行する形で延在する複数の分割導光板により構成される。このようにすれば、複数の分割導光板によって導光板を構成することで、一部品での製造が困難な大型サイズの導光板を容易に得ることができ、もって照明装置の大型化に好適となる。
(8)複数の前記分割導光板には、前記非指向性導光部と、前記指向性導光部のうち前記非指向性導光部に隣り合う部分とを有する混在型分割導光板が少なくとも含まれている。導光板を複数の分割導光板により構成すると、分割箇所が局所的な暗部として視認されるおそれがある。一方、非指向性導光部と指向性導光部とでは、板面からの出射光量に多少なりとも差が生じる場合があるため、仮に非指向性導光部と指向性導光部との境界位置で導光板を分割すると、その分割箇所に生じる暗部が目立ち易くなってしまう。その点、上記したように混在型分割導光板には、非指向性導光部と、指向性導光部のうち非指向性導光部に隣り合う部分とが混在しているから、非指向性導光部と指向性導光部との境界位置が導光板の分割箇所となるのが避けられており、それにより分割箇所に生じ得る暗部が目立ち難くなる。その結果、当該照明装置の出射光に輝度ムラが生じ難くなる。
(9)前記導光板には、同一の前記混在型分割導光板が複数備えられている。このようにすれば、導光板に係る製造コストを低減することができる。
(10)前記導光板の板面には、前記光源の並び方向に沿って並んで配されるとともに互いに並行する形で直線状に延在する複数のプリズムが、全域にわたって形成されており、前記非指向性導光部には、前記プリズムの谷部に充填されることで前記板面を平坦化する充填材が設けられている。このようにすれば、板面の全域にわたってプリズムが形成された汎用品の導光板を用いることができるから、仮に非指向性導光部についてのみプリズムを形成しない、特殊な構造の導光板を製造した場合に比べると、導光板に係る製造コストを低減することができる。非指向性導光部の板面は、プリズムの谷部に充填材を充填することで平坦化されているから、内部に存する光を光源の並び方向に拡散させることが可能とされる。
次に、上記課題を解決するために、本発明の表示装置は、上記記載の照明装置と、前記照明装置からの光を利用して表示を行う表示パネルとを備える。
このような表示装置によると、表示パネルに対して光を供給する照明装置が、出射光の輝度ムラが抑制されたものであるため、表示品質の優れた表示を実現することが可能となる。
本発明の表示装置の実施態様として、次の構成が好ましい。
(1)前記表示パネルは、画像を表示する表示領域と、前記表示領域を取り囲む非表示領域とに区分されており、前記導光板における前記非指向性導光部は、前記表示領域の少なくとも一部に対して平面に視て重畳する位置に配されている。このようにすれば、導光板の板面からの出射光は、表示パネルの表示領域に照射されることで、表示領域に画像が表示される。ここで、導光板における非指向性導光部は、表示領域の少なくとも一部に対して平面に視て重畳する位置に配されていることから、非指向性導光部の板面からの出射光も表示領域において画像の表示に利用される。そして、この非指向性導光板の板面からの出射光には輝度ムラが生じ難いものとされているから、画像の表示品位を十分に高く保つことができる。上記したように非指向性導光部が表示領域の少なくとも一部に対して平面に視て重畳する位置に配される構成となる原因は、主に表示装置の額縁部分を狭くする構成に因ることから、上記のように画像の表示品位が十分に高く保たれることで、当該表示装置の狭額縁化を図ることが可能となる。
(2)前記表示パネルは、一対の基板間に液晶を封入してなる液晶パネルとされる。このような表示装置は液晶表示装置として、種々の用途、例えばテレビやパソコンのディスプレイ等に適用でき、特に大型画面用として好適である。
本発明によれば、輝度ムラを抑制することができる。
本発明の実施形態1に係るテレビ受信装置の概略構成を示す分解斜視図 テレビ受信装置が備える液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図 液晶パネルの短辺方向に沿った断面構成を示す断面図 バックライト装置に備わるシャーシにおけるLED基板及び導光板の配置構成を示す平面図 図5における導光板の角部付近を拡大した平面図 液晶パネルの短辺方向に沿った断面構成を示すものであって、基板側コネクタ部及び配線側コネクタ部を示す断面図 図5のvii-vii線断面図 導光板における指向性導光部及び非指向性導光部の断面構成を示す断面図 液晶パネル及びLED基板における電気的構成を概略的に示すブロック図 バックライト装置をスキャン駆動するに際し、導光体のうち選択されたLEDの照射範囲に対応した帯状の領域から光が出射する態様を表す平面図 本発明の実施形態2に係る導光板におけるプリズムの断面構成を示す断面図 本発明の実施形態3に係る導光板を構成する分割導光板の配置構成を示す平面図 図12のxiii-xiii線断面図 本発明の実施形態4に係る導光板における充填材及び平坦面の断面構成を示す断面図 本発明の実施形態5に係る導光板に、平坦面を形成する前の状態を示す断面図 導光板に研磨加工を施して平坦面を形成した後の状態を示す断面図 本発明の実施形態6に係る導光板における樹脂材の断面構成を示す断面図 本発明の実施形態7に係る導光板における基板側コネクタ部挿通凹部と基板側コネクタ部との配置構成を示す平面図 図18における導光板の角部付近を拡大した平面図 本発明の実施形態8に係る導光板を構成する分割導光板の配置構成を示す平面図 本発明の実施形態9に係る導光板における指向性導光部と非指向性導光部との配置構成を示す平面図 本発明の実施形態10に係る導光板における非指向性導光部に形成したマイクロレンズの平面構成を示す平面図 マイクロレンズの断面構成を示す断面図 本発明の他の実施形態(1)に係る導光板の断面構成を示す断面図 本発明の他の実施形態(2)に係る導光板の角部付近を拡大した平面図 導光板における指向性導光部及び非指向性導光部の断面構成を示す断面図
<実施形態1>
本発明の実施形態1を図1から図10によって説明する。本実施形態では、液晶表示装置10について例示する。なお、各図面の一部にはX軸、Y軸及びZ軸を示しており、各軸方向が各図面で示した方向となるように描かれている。また、図3に示す上側を表側とし、同図下側を裏側とする。
本実施形態に係るテレビ受信装置TVは、図1に示すように、液晶表示装置10と、当該液晶表示装置10を挟むようにして収容する表裏両キャビネットCa,Cbと、電源Pと、チューナーTと、スタンドSとを備えて構成される。液晶表示装置(表示装置)10は、全体として横長(長手)の方形状(矩形状)をなし、縦置き状態で収容されている。この液晶表示装置10は、図2に示すように、表示パネルである液晶パネル11と、外部光源であるバックライト装置(照明装置)12とを備え、これらが枠状のベゼル13などにより一体的に保持されるようになっている。
液晶パネル11は、図2に示すように、平面に視て横長の方形(矩形状、長手状)をなしており、透光性に優れた一対のガラス製の基板が所定のギャップを隔てた状態で貼り合わせられるとともに、両基板間に液晶が封入された構成とされる。一対の基板のうち、一方の基板は、互いに直交するソース配線とゲート配線とに接続されたTFT(スイッチング素子)と、そのTFTに接続された画素電極、さらには配向膜等が設けられるアレイ基板とされるのに対し、他方の基板は、R(赤色),G(緑色),B(青色)等の各着色部が所定配列で配置されたカラーフィルタや対向電極、さらには配向膜等が設けられるCF基板とされる。アレイ基板には、TFT及び画素電極が多数個並んで設けられるとともに、これらTFT及び画素電極の周りには、格子状をなすゲート配線及びソース配線が取り囲むようにして多数本ずつ配設されている。ゲート配線とソース配線とがそれぞれTFTのゲート電極とソース電極とに接続され、画素電極がTFTのドレイン電極に接続されている。この液晶パネル11は、画面中央側にあって画像が表示可能な表示領域AAと、画面外周端側にあって表示領域AAの周りを取り囲む枠状(額縁状)をなす非表示領域NAAとに区分されている。なお、図2,図4及び図5において一点鎖線で囲った内側の領域が表示領域AAを示し、外側の領域が非表示領域NAAを示している。また、両基板の外側には偏光板が配されている。
上記した構成の液晶パネル11は、図9に示すように、液晶パネル制御部31によってその駆動が制御されるようになっている。この液晶パネル制御部31は、画像信号処理部30から出力された出力信号に基づいて、液晶パネル11へ向けて制御信号を出力するとともに液晶パネル11の駆動を制御することができる。この液晶パネル制御部31による制御と協働してバックライト装置12から光が供給されることで、液晶パネル11の表示画面に所望の画像を表示することが可能とされる。画像信号処理部30には、チューナーT(図1を参照)に入力されたテレビジョン放送信号などの画像信号が入力されるようになっており、画像信号処理部30では、入力された信号を画像処理するとともに、処理した信号を液晶パネル制御部31などに出力可能とされる。液晶パネル制御部31は、液晶パネル11においてY軸方向に沿って並列配置された多数本のゲート配線に対して順次に走査信号を供給する垂直走査を実行するとともに、X軸方向に沿って並列配置された多数本のソース配線に対して上記した垂直走査に同期したタイミングでもってデータ信号を供給する。これにより、1フレーム期間内に全ての画素電極に所定の電圧を印加することができ、もって液晶パネル11における各画素毎に光の透過率を制御することが可能とされる。
続いて、バックライト装置12について詳しく説明する。バックライト装置12は、図2に示すように、表側、つまり光出射側(液晶パネル11側)に開口する開口部14cを有した略箱型をなすシャーシ14と、シャーシ14の開口部14cを覆う形で配される光学部材15と、次述する導光板19を表側から押さえるフレーム16とを備えている。さらにはシャーシ14内には、光源であるLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)17が実装されたLED基板(光源基板)18と、LED17からの光を導光して光学部材15(液晶パネル11、光出射側)へと導く導光板19とが収容されている。そして、このバックライト装置12では、LED17を有するLED基板18が、導光板19をその長辺方向(X軸方向)の両側方から挟み込む形で対をなすとともに、その対をなすLED基板18が導光板19の短辺方向(Y軸方向)に沿って2組並んで配され、合計4枚設置されている。各LED基板18に実装されたLED17は、液晶パネル11及び導光板19における短辺側の各端部寄りに偏在するとともに、その端部に沿う方向、つまり短辺方向(Y軸方向)に沿って複数ずつが並んで配されている。このように、本実施形態に係るバックライト装置12は、いわゆるエッジライト型(サイドライト型)とされている。以下では、バックライト装置12の各構成部品について詳しく説明する。
シャーシ14は、例えばアルミニウム板や電気亜鉛めっき綱板(SECC)などの金属板からなり、図2から図4に示すように、液晶パネル11と同様に横長の方形状をなす底板14aと、底板14aにおける各辺(一対の長辺及び一対の短辺)の外端からそれぞれ表側に向けて立ち上がる側板14bとからなる。シャーシ14(底板14a)は、その長辺方向がX軸方向(水平方向)と一致し、短辺方向がY軸方向(鉛直方向)と一致している。また、側板14bには、フレーム16及びベゼル13がねじ止め可能とされる。
光学部材15は、図2に示すように、液晶パネル11及びシャーシ14と同様に平面に視て横長の方形状をなしている。光学部材15は、導光板19の表側(光出射側)に載せられていて液晶パネル11と導光板19との間に介在して配されることで、導光板19からの出射光を透過するとともにその透過光に所定の光学作用を付与しつつ液晶パネル11に向けて出射させる。光学部材15は、裏側(導光板19側、光出射側とは反対側)に配される拡散板15aと、表側(液晶パネル11側、光出射側)に配される光学シート15bとから構成される。拡散板15aは、所定の厚みを持つほぼ透明な合成樹脂製の基材内に拡散粒子を多数分散して設けた構成とされ、透過する光を拡散させる機能を有する。光学シート15bは、拡散板15aに比べると板厚が薄いシート状をなしており、3枚が積層して配されている。具体的な光学シート15bの種類としては、例えば拡散シート、レンズシート、反射型偏光シートなどがあり、これらの中から適宜に選択して使用することが可能である。なお、図3及び図6では、都合上3枚の光学シート15bを1枚に簡略化して図示している。
フレーム16は、図2に示すように、導光板19の外周端部に沿って延在する枠状(額縁状)に形成されており、導光板19の外周端部をほぼ全周にわたって表側から押さえることが可能とされる。このフレーム16は、合成樹脂製とされるとともに、表面が例えば黒色を呈する形態とされることで、遮光性を有するものとされる。フレーム16のうち両短辺部分における裏側の面、つまり導光板19及びLED基板18(LED17)との対向面には、図3に示すように、光を反射させる第1反射シート20がそれぞれ取り付けられている。第1反射シート20は、フレーム16の短辺部分におけるほぼ全長にわたって延在する大きさを有しており、導光板19におけるLED17と対向状をなす端部に直接当接されるとともに導光板19の上記端部とLED基板18とを一括して表側から覆うものとされる。また、フレーム16は、液晶パネル11における外周端部を裏側から受けることができる。
LED17は、図2及び図3に示すように、LED基板18に固着される基板部上にLEDチップを樹脂材により封止した構成とされる。基板部に実装されるLEDチップは、主発光波長が1種類とされ、具体的には、青色を単色発光するものが用いられている。その一方、LEDチップを封止する樹脂材には、LEDチップから発せられた青色の光により励起されて所定の色を発光する蛍光体が分散配合されており、全体として概ね白色光を発するものとされる。なお、蛍光体としては、例えば黄色光を発光する黄色蛍光体、緑色光を発光する緑色蛍光体、及び赤色光を発光する赤色蛍光体の中から適宜組み合わせて用いたり、またはいずれか1つを単独で用いることができる。このLED17は、LED基板18に対する実装面とは反対側の面(導光板19との対向面)が主発光面17aとなる、いわゆる頂面発光型とされている。LED17からの発光光は、図5に示すように、主発光面17aの中央位置を通る垂線と一致する光軸LAを中心にして所定の角度範囲内で三次元的に放射状に広がるものとされる。なお、図5では、LED17の照射範囲を、光軸LAを挟んだ2本の一点鎖線により図示している。
LED基板18は、図2から図4に示すように、シャーシ14の短辺方向(液晶パネル11及び導光板19におけるLED17側の端部、Y軸方向)に沿って延在する、長手の板状をなしており、その板面をY軸方向及びZ軸方向に並行させた姿勢、すなわち液晶パネル11及び導光板19(光学部材15)の板面と直交させた姿勢でシャーシ14内に収容されている。つまり、このLED基板18は、板面における長辺方向がY軸方向と、短辺方向がZ軸方向とそれぞれ一致し、さらには板面と直交する板厚方向がX軸方向と一致した姿勢とされる。LED基板18は、X軸方向について導光板19を挟んだ位置に対をなす形で配されており、詳しくは導光板19とシャーシ14における短辺側の各側板14bとの間に介在するようそれぞれ配され、シャーシ14に対してはZ軸方向に沿って表側から収容されるようになっている。LED基板18は、シャーシ14における短辺側の側板14bの内面に対して、2枚がY軸方向に並ぶ形で取り付けられている。各LED基板18は、その長さ寸法が導光板19の短辺寸法の概ね半分程度の大きさとされている。各LED基板18は、LED17が実装される実装面18aとは反対側の板面がシャーシ14における短辺側の各側板14bの内面に接する形でそれぞれ取り付けられている。従って、各LED基板18にそれぞれ実装された各LED17の発光面17aが対向状をなすとともに、各LED17における光軸LAがX軸方向(液晶パネル11の板面に並行する方向)に並行する。
LED基板18の板面のうち、内側、つまり導光板19側を向いた面(導光板19との対向面)には、図2から図4に示すように、複数(図4では6個)のLED17がLED基板18の長辺方向(液晶パネル11及び導光板19の短辺方向、Y軸方向)に沿って間欠的に並列して配されており、この一列に並列したLED17によりLED群が構成されている。各LED17は、LED基板18における導光板19側を向いた面に表面実装されており、ここが実装面18aとされている。X軸方向について隣り合うLED17間の間隔、つまりLED17の配列間隔(配列ピッチ)は、ほぼ等しいものとされる。このLED基板18の基材は、例えばアルミニウムなどの金属製とされ、その表面に絶縁層を介して既述した配線パターン(図示せず)が形成されている。なお、LED基板18の基材に用いる材料としては、合成樹脂やセラミックなどの絶縁材料を用いることも可能である。
LED基板18の実装面18aには、その長さ方向(X軸方向)に沿って延在するとともにLED群を横切って隣り合うLED17同士を直列接続する、金属膜(銅箔など)からなる配線パターン(図示せず)が形成されている。そして、LED基板18の実装面18aには、図4に示すように、配線パターンの端部に位置して基板側コネクタ部(給電中継部)22が実装されている。つまり、LED基板18は、片方の板面にのみLED17及び基板側コネクタ部23などが実装された片面実装型であると言える。この基板側コネクタ部23は、LED基板18における長さ方向の両端部のうちの一方の端部、具体的にはシャーシ14及び導光板19の短辺方向の外側の端部付近に偏心した位置に配されている。従って、シャーシ14及び導光板19における4つの角部(四隅位置)付近には、4枚のLED基板18が有する各基板側コネクタ部23がそれぞれ配されることになる。この基板側コネクタ部23は、導光板19の端面(光入射面19b)における短辺方向についての端部と対向状をなすものの、LED基板18において非発光部位であるため、導光板19の端面における短辺方向についての端部には、LED17の照射範囲から外れた非照射領域NIAが生じるものとされる。この非照射領域NIAは、導光板19のうち各基板側コネクタ部23と対向状をなす4つの角部が有する端面に生じている。
基板側コネクタ部23には、図6に示すように、中継配線部材(配線部材)24の端末に配された配線側コネクタ部25が、Z軸方向(導光板19の板厚方向)に沿って表側から嵌合接続されている。基板側コネクタ部23は、凹型をなすのに対し、配線側コネクタ部25は、凸型をなしており、これらが相互に凹凸嵌合されることで電気的な接続が図られるものとされる。中継配線部材24は、図9に示すように、LED駆動部32に接続されており、このLED駆動部32から供給される駆動電力が、中継配線部材24、配線側コネクタ部25、LED基板18の基板側コネクタ部23及び配線パターンを介して各LED17に供給されるようになっている。このLED駆動部32は、画像信号処理部30から入力された信号に基づいて各LED17の駆動を制御することが可能とされる。このとき、LED駆動部32は、画像信号処理部30から液晶パネル制御部31に入力される走査信号の垂直走査に同期して選択したLED17を順次に所定の選択期間ずつ点灯する、といったスキャン駆動を行うことが可能とされる。
導光板19は、屈折率が空気よりも十分に高く且つほぼ透明な(透光性に優れた)合成樹脂材料(例えばアクリルなど)からなり、押し出し成形や射出成形などの手法によって製造されている。導光板19は、図2及び図4に示すように、液晶パネル11及びシャーシ14の底板14aと同様に平面に視て横長の方形状をなす平板状とされており、その板面が液晶パネル11及び光学部材15の各板面と対向状をなしつつ並行している。導光板19は、その板面における長辺方向がX軸方向と、短辺方向がY軸方向とそれぞれ一致し、且つ板面と直交する板厚方向がZ軸方向と一致している。導光板19は、図3に示すように、シャーシ14内において液晶パネル11及び光学部材15の直下位置に配されており、その外周端面のうちの一対の短辺側の端面がシャーシ14における短辺側の両端部に配された対をなすLED基板18の各LED17とそれぞれ対向状をなしている。従って、LED17(LED基板18)と導光板19との並び方向がX軸方向と一致するのに対して、光学部材15(液晶パネル11)と導光板19との並び方向がZ軸方向と一致しており、両並び方向が互いに直交するものとされる。そして、導光板19は、LED17からX軸方向に沿って発せられた光を短辺側の端面から導入するとともに、その光を内部で伝播させつつ光学部材15側(表側、光出射側)へ向くよう立ち上げて板面から出射させる機能を有する。なお、導光板19は、上記した光学部材15よりも一回り大きく形成されており、その外周端部が光学部材15の外周端面よりも外側に張り出すとともに既述したフレーム16により押さえられるものとされる。
平板状をなす導光板19の板面のうち、表側を向いた面(液晶パネル11や光学部材15との対向面)は、図3に示すように、内部の光を光学部材15及び液晶パネル11側に向けて出射させる光出射面19aとなっている。導光板19における板面に対して隣り合う外周端面のうち、Y軸方向(LED17の並び方向、LED基板18の長辺方向)に沿って長手状をなす一対の短辺側の端面は、それぞれLED17(LED基板18)と所定の空間を空けて対向状をなしており、これらがLED17から発せられた光が入射される光入射面19bとなっている。このLED17と光入射面19bとの間に保有される空間の表側には、既述した第1反射シート20が配されているのに対し、同空間の裏側には、第1反射シート20との間で同空間を挟み込む形で第2反射シート21が配されている。両反射シート20,21は、上記空間に加えて導光板19におけるLED17側の端部及びLED17をも挟み込む形で配されている。これにより、LED17からの光を両反射シート20,21間で繰り返し反射することで、光入射面19bに対して効率的に入射させることができる。また、光入射面19bは、Y軸方向及びZ軸方向に沿って並行する面とされ、光出射面19aに対して略直交する面とされる。また、LED17と光入射面19bとの並び方向は、X軸方向と一致しており、光出射面19aに並行している。
導光板19の板面のうち、光出射面19aとは反対側の面19cには、図3に示すように、導光板19内の光を反射して表側へ立ち上げることが可能な第3反射シート(導光反射シート)22がその全域を覆う形で設けられている。言い換えると、第3反射シート22は、シャーシ14の底板14aと導光板19との間に挟まれた形で配されている。なお、導光板19における光出射面19aと反対側の面19cとの少なくともいずれか一方、または第3反射シート22の表面には、導光板19内の光を散乱させる散乱部(図示せず)などが所定の面内分布を持つようパターニングされており、それにより光出射面19aからの出射光が面内において均一な分布となるよう制御されている。
ここで、導光板19の光出射面19aには、図7及び図8に示すように、導光板19内を伝播する光に対し、Y軸方向、つまりLED17の並び方向に光が拡散するのを規制することで、指向性を付与するためのプリズム26が形成されている。プリズム26は、断面形状が略三角形(略直角三角形)の山型をなすとともに、X軸方向、つまりLED17の光軸LAに並行する方向(LED17の並び方向と直交する方向)に沿って直線的に延在する突条とされており、Y軸方向に沿って多数並列配置されている。このプリズム26は、後述する平坦面27よりもZ軸方向について表側に突出する形態とされている。プリズム26は、その頂角がほぼ直角(90度)に設定されているので、プリズム26の界面にて全反射した光は、導光板19内においてY軸方向(LED17の走査方向、縦方向)に拡散し得る範囲が制限されることで、X軸方向(プリズム26の延在方向、横方向)に沿ってほぼ直進するような指向性を付与されるようになっている。従って、Y軸方向に沿って並列する複数のLED17のいずれかを選択的に点灯させると、導光板19の光出射面19aのうち選択されたLED17の照射範囲に対応した横長な帯状の領域からは光が選択的に出射されるのに対し、それ以外の領域(非選択とされたLED17の照射範囲に対応した領域)からは殆ど光が出射されることがないものとされる(図10を参照)。そして、既述したように各LED17を、液晶パネル11にて行われる垂直走査に同期してスキャン駆動すると、導光板19の光出射面19aのうち上記垂直走査に同期して選択された帯状の領域が順次に所定の選択期間ずつ発光することになる。これにより、バックライト装置12を擬似的にインパルス駆動することができ、もって動画解像度を向上させていわゆる動画ボケを軽減することができる。なお、図10では導光板19の光出射面19aのうち発光する帯状の領域を網掛け状にして図示している。
その一方、導光板19のうちLED17と対向状をなす端面である光入射面19bは、図4及び図5に示すように、LED17からの光の照射範囲に入る照射領域IAと、LED17からの光の照射範囲から外れた非照射領域NIAとに区分することができる。非照射領域NIAは、既述した通り、光入射面19bのうちLED基板18側の基板側コネクタ部23と対向する部分、つまりY軸方向についての両端側部分により構成されている。一方、照射領域IAは、光入射面19bのうち上記した非照射領域NIAを除いた部分であり、Y軸方向についての中央側の大部分により構成されている。つまり、導光板19の光入射面19bには、中央側の大部分に対してY軸方向に沿って並列配置された各LED17からの光が照射されるものの、両端側部分については非発光部位である基板側コネクタ部23が対向状に配置されているために光が照射されなくなっている。ここで、仮に光出射面19aの全域にわたって上記したプリズム26を形成すると、次の問題が生じることが懸念される。すなわち、導光板19の光入射面19bには、照射領域IAと非照射領域NIAとが存在しているのに対して、光入射面19bに入射した光には、プリズム26によってX軸方向に沿って直進するような指向性が付与されるため、導光板19のうち特に非照射領域NIAを有する端側部分(短辺方向の両端側部分)からの出射光にムラが生じ易くなっていたのである。そして、デザイン上の理由などによって液晶表示装置10の額縁部分を狭くする、いわゆる狭額縁化を図るに際し、図4に示すように、導光板19のうち非照射領域NIAを有する端側部分が液晶パネル11の表示領域AA内に入る配置構成(平面に視て表示領域AAと重畳する配置構成)となった場合には、導光板19のうち非照射領域NIAを有する端側部分からの出射光を液晶パネル11への照明光として利用することが求められ、そうなると液晶パネル11の表示領域AAに表示される画像の表示品位が低下することが懸念される。
そこで、本実施形態では、図4及び図7に示すように、導光板19の光出射面19aの全域にプリズム26を形成せず、非照射領域NIAを有する端側部分については平坦面27を形成するようにしている。つまり、本実施形態に係る導光板19は、光出射面19aにプリズム26が形成されることで内部に存する光にX軸方向に沿って直進するような指向性を付与する指向性導光部28と、光出射面19aに平坦面27が形成されることで内部に存する光がY軸方向に拡散するのを許容する非指向性導光部29とから構成されている、と言える。指向性導光板28は、導光板19のうちY軸方向(LED17の並び方向)について中央側部分によって構成されているのに対し、非指向性導光部29は、導光板19のうちY軸方向について両端側部分によって構成されていて一対が備えられている。なお、指向性導光部28が有するプリズム26に係る構成及び作用については既に説明しているため、ここでの説明は割愛する。
非指向性導光部29が有する平坦面27は、図8に示すように、導光板19における光出射面19aとは反対側の面19cに並行するフラットな形態とされる。非指向性導光部29の内部に存する光は、この平坦面27の界面にて全反射されたとき、特にプリズム26のようにY軸方向に拡散するのが規制されないことから、非指向性導光部29の内部をX軸方向及びY軸方向について比較的自由に伝播することが許容されている。これにより、非指向性導光部29の光出射面19a(平坦面27)からの出射光に輝度ムラが生じ難くなっている。なお、平坦面27は、導光板19を金型を用いて樹脂成形する際に、金型の成形面の形状によってプリズム26と共に形成されている。
指向性導光部28の光入射面19bは、図4及び図5に示すように、その全域がLED17からの光が照射される照射領域IAとされる。これに対し、非指向性導光部29の光入射面19bは、LED17からの光が照射されない非照射領域NIAの全域と、照射領域IAのうち非照射領域NIAに隣り合う部分とを有している。従って、非指向性導光部29の光入射面19bのうち、指向性導光部28に隣り合う部分には、照射領域IAが含まれているので、LED17からの光が直接入射されるようになっており、その入射した光が平坦面27によってY軸方向に拡散するのが許容されることで、非指向性導光部29の全域にムラ無く行き渡るようになっている。非指向性導光部29は、非照射領域NIAの全域を有していることから、その大部分(照射領域IAを除いた部分)が基板側コネクタ部23と対向状をなす位置関係とされている。非指向性導光部29は、液晶パネル11の表示領域AAと平面に視て重畳する位置関係にあることから、その光出射面19a(平坦面27)からの出射光が液晶表示装置11の表示領域AAでの画像の表示に利用される。
本実施形態は以上のような構造であり、続いてその作用を説明する。チューナーTを介してテレビジョン放送信号などの画像信号が画像信号処理部30に入力されると、図9に示すように、そこで画像処理されてから出力信号が液晶パネル制御部31及びLED駆動部32にそれぞれ出力される。すると、液晶パネル制御部31により液晶パネル11の駆動が制御されるとともに、LED駆動部32により各LED17が駆動されるとともにバックライト装置12から液晶パネル11に照明光が照射され、もって液晶パネル11に所定の画像が表示される。
詳しくは、画像信号処理部30からの出力信号を受けて液晶パネル制御部31は、図9に示すように、液晶パネル11のゲート配線に対して順次に走査信号を供給する垂直走査を実行するとともに、ソース配線に対して上記した垂直走査に同期したタイミングでもってデータ信号を供給し、それにより、1フレーム期間内に全ての画素電極に所定の電圧を印加して液晶パネル11における各画素毎に光の透過率を制御する。一方、画像信号処理部30からの出力信号を受けてLED駆動部32は、中継配線部材24、配線側コネクタ部25、LED基板18の基板側コネクタ部23及び配線パターンを介して駆動電力を各LED17に供給することで、画像信号に同期したスキャン駆動を行っている。すなわち、LED駆動部32は、画像信号処理部30から液晶パネル制御部31に入力される走査信号の垂直走査に同期して選択したLED17を順次に所定の選択期間ずつ点灯している。選択されたLED17からの発光光は、図5に示すように、主発光面17aの中央位置を通る垂線と一致する光軸LAを中心にして所定の角度範囲内で三次元的に放射状に広がりつつ導光板19の光入射面19bにおける照射領域IAに入射される。
導光板19のうち指向性導光部28の照射領域IAに入射した光は、図7に示すように、光出射面19aに形成されたプリズム26と、その反対側の面19cに配された第3反射シート22との間で繰り返し反射されることで、指向性導光部28の内部を伝播される。このとき、指向性導光部28の内部の光は、図8に示すように、頂角がほぼ直角に設定されたプリズム26における外部との界面にて全反射されるので、Y軸方向について所定の範囲内で反射を繰り返しつつX軸方向に沿ってほぼ直進し、Y軸方向に拡散し得る範囲が規制される。従って、導光板19の光出射面19aのうち選択されたLED17の照射範囲に対応した横長な帯状の領域からは、図10に示すように、光が選択的に出射されるのに対し、それ以外の領域(非選択とされたLED17の照射範囲に対応した領域)からは殆ど光が出射されることがないものとされる。上記のようにLED17が垂直走査に同期してスキャン駆動されると、導光板19の光出射面19aのうち上記垂直走査に同期して選択された帯状の領域が順次に所定の選択期間ずつ発光することになる。これにより、バックライト装置12を擬似的にインパルス駆動することができ、もって動画解像度を向上させていわゆる動画ボケを軽減することができる。
一方、導光板19のうち非指向性導光部29の光入射面19bには、図5に示すように、指向性導光部28側の端部が照射領域IAとなっているので、ここにLED17からの光が直接入射する。なお、非指向性導光部29には、その内部において指向性導光部28側から漏れる光が多少なりとも入るものとされる。このとき、非指向性導光部29の光入射面19bのうち非照射領域NIAには、LED17からの光が直接入射されることがないため、非指向性導光部29のうち照射領域IAを有する部分と、非照射領域NIAを有する部分との間には、内部に存する光量に不均衡が生じ易くなっており、後者が前者よりも光量が少なく、また非照射領域NIAを有する部分においてY軸方向について照射領域IAを有する部分から遠ざかるほど(導光板19の短辺方向の端部に近づくほど)光量が少なくなる傾向にある。ところが、非指向性導光部29の内部に入射した光は、光出射面19aに形成された平坦面27と、その反対側の面19cに配された第3反射シート22との間で繰り返し反射されることで、非指向性導光部29の内部を伝播される。このとき、非指向性導光部29の内部の光は、図8に示すように、反対側の面19cに並行するフラットな形態の平坦面27における外部との界面にて全反射されるので、Y軸方向に拡散するのが規制されることなく、X軸方向及びY軸方向について自由に拡散しつつ内部を伝播される。従って、非指向性導光部29のうち互いにY軸方向に隣り合う照射領域IAを有する部分と、非照射領域NIAを有する部分とで、内部に存在する光量及び光出射面19a(平坦面27)からの出射光量に生じ得る差が緩和される。これにより、非指向性導光部29からの出射光に輝度ムラが生じ難くなっている。そして、指向性導光部28と非指向性導光部29との出射光量を比較してもその差が緩和され、もって導光板19の全体からの出射光に輝度ムラが生じ難いものとされる。導光板19からの出射光が液晶パネル11に照射されることで、その表示領域AAに画像が表示されることから、出射光の輝度ムラが抑制されることによって表示される画像の表示品位を十分に高いものとすることができる。
以上説明したように本実施形態のバックライト装置(照明装置)12は、複数が並んで配されるLED(光源)17と、端面(光入射面19b)がLED17と対向状に配されるとともにLED17からの光の照射範囲に入る照射領域IAと照射範囲から外れた非照射領域NIAとに区分されている一方で、その板面(光出射面19a)からLED17からの光を出射させる導光板19と、導光板19を構成するものであって、照射領域IAを有するとともに、内部に存する光に対し、LED17の並び方向に当該光が拡散するのを規制することで、指向性を付与する指向性導光部28と、導光板19を構成するものであって、少なくとも非照射領域NIAを有するとともに、内部に存する光がLED17の並び方向に拡散するのを許容する非指向性導光部29と、を備える。
このようにすれば、導光板19の端面のうち各LED17からの光の照射範囲に入る照射領域IAには、各LED17からの光が入射される。導光板19の端面に入射した光は、導光板19の内部を伝播された後に導光板19の板面から出射される。ここで、端面に照射領域IAを有する指向性導光部28では、内部に存する光に対し、LED17の並び方向に当該光が拡散するのを規制することで、指向性が付与されるので、例えば各LED17の発光状態を制御することで各LED17の照射範囲に応じた導光板19の部分毎に出光状態を制御することができる。一方、端面に少なくとも非照射領域NIAを有する非指向性導光部29では、内部に存する光の量が指向性導光部28から遠ざかるほど少なくなる傾向にあるものの、内部に存する光がLED17の並び方向に拡散するのが許容されているので、非指向性導光部29の板面からの出射光に輝度ムラが生じ難くなる。これにより、導光板19の全体における板面の面内において出射光に輝度ムラが生じ難くなる。ここで、導光板19の端面に非照射領域NIAが生じる原因は、主に当該バックライト装置12の額縁部分を狭くする構成に因ることから、上記のように非照射領域NIAに起因する輝度ムラが抑制されることで、当該バックライト装置12の狭額縁化を図ることが可能となる。
また、導光板19のうち指向性導光部28の板面には、LED17の並び方向に沿って並んで配されるとともに互いに並行する形で直線状に延在する複数のプリズム26が形成されている。このようにすれば、指向性導光部28の内部に存する光は、LED17の並び方向に沿って並んで配されるとともに互いに並行する形で直線状に延在する複数のプリズム26の界面にて全反射されることで、プリズム26の延在方向に沿って直進するような指向性が付与され、もってLED17の並び方向に拡散するのが規制される。
また、導光板19のうち非指向性導光部29の板面には、平坦面27が形成されている。このようにすれば、非指向性導光部29の内部に存する光は、平坦面27の界面にて全反射されることで、LED17の並び方向に良好に拡散され、もって非指向性導光部29の板面からの出射光に輝度ムラが生じ難くなる。また、仮に非指向性導光部29の板面に光の拡散性を担保するような非平坦面を形成した場合に比べると、容易に平坦面27を形成することができて導光板19の製造上好適となる。
また、非指向性導光部29は、非照射領域NIAに加えて、照射領域IAのうち非照射領域NIAに隣り合う部分を有している。このようにすれば、非指向性導光部29の端面のうち、照射領域IAのうち非照射領域NIAに隣り合う部分には、LED17からの光が直接入射されるので、その入射した光が非指向性導光部29の内部においてLED17の並び方向に拡散される。これにより、非指向性導光部29の板面からの出射光に輝度ムラが一層生じ難くなるとともに、指向性導光部28の板面からの出射光との比較において光量に生じ得る差がより好適に緩和される。
また、指向性導光部28は、導光板19のうちLED17の並び方向について中央側部分によって構成されるのに対し、非指向性導光部29は、導光板19のうちLED17の並び方向について端側部分によって構成されている。このようにすれば、非指向性導光部29は、その内部で光がLED17の並び方向に拡散されることで、板面からの出射光に輝度ムラが生じ難くなっているものの、指向性導光部28との比較において出射光量の差を解消するのが難しい場合がある。その場合であっても、非指向性導光部29を導光板19のうちLED17の並び方向について端側部分によって構成することで、非指向性導光部29からの出射光が目立ち難くなり、それにより全体の輝度ムラをより抑制することが可能とされる。
また、導光板19における端面と対向状をなす板面(実装面18a)を有するとともに、その板面に複数のLED17と、LED17への給電を中継する基板側コネクタ部(給電中継部)23とが実装されてなるLED基板18を備えており、非指向性導光部29は、端面の少なくとも一部が基板側コネクタ部23と対向状に配されている。このようにすれば、非指向性導光部29の端面の少なくとも一部には、LED基板18における非発光部位である基板側コネクタ部23と対向状に配されるために、非照射領域NIAが生じているものの、非指向性導光部29の内部では、光がLED17の並び方向に拡散するのが許容されているので、非指向性導光部29の板面からの出射光に輝度ムラが生じ難くなっている。
また、本実施形態に係る液晶表示装置(表示装置)10は、上記記載のバックライト装置12と、バックライト装置12からの光を利用して表示を行う液晶パネル(表示パネル)11とを備える。このような液晶表示装置10によると、液晶パネル11に対して光を供給するバックライト装置12が、出射光の輝度ムラが抑制されたものであるため、表示品質の優れた表示を実現することが可能となる。
また、液晶パネル11は、画像を表示する表示領域AAと、表示領域AAを取り囲む非表示領域NAAとに区分されており、導光板19における非指向性導光部29は、表示領域AAの少なくとも一部に対して平面に視て重畳する位置に配されている。このようにすれば、導光板19の板面からの出射光は、液晶パネル11の表示領域AAに照射されることで、表示領域AAに画像が表示される。ここで、導光板19における非指向性導光部29は、表示領域AAの少なくとも一部に対して平面に視て重畳する位置に配されていることから、非指向性導光部29の板面からの出射光も表示領域AAにおいて画像の表示に利用される。そして、この非指向性導光板19の板面からの出射光には輝度ムラが生じ難いものとされているから、画像の表示品位を十分に高く保つことができる。上記したように非指向性導光部29が表示領域AAの少なくとも一部に対して平面に視て重畳する位置に配される構成となる原因は、主に表示装置の額縁部分を狭くする構成に因ることから、上記のように画像の表示品位が十分に高く保たれることで、当該液晶表示装置10の狭額縁化を図ることが可能となる。
また、表示パネルは、一対の基板間に液晶を封入してなる液晶パネル11とされる。このような表示装置は液晶表示装置10として、種々の用途、例えばテレビやパソコンのディスプレイ等に適用でき、特に大型画面用として好適である。
<実施形態2>
本発明の実施形態2を図11によって説明する。この実施形態2では、プリズム126の形態を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係るプリズム126は、図11に示すように、Z軸方向について平坦面127よりも裏側に引っ込む形で形成されている。つまり、このプリズム126は、導光板119を樹脂成形する際に平坦面127よりも裏側に突出する山形形状の成形面を有する金型を用いて光出射面119aを溝状に成形することで形成されている。このようなプリズム126によっても上記した実施形態1と同様の作用を得ることができる。
<実施形態3>
本発明の実施形態3を図12または図13によって説明する。この実施形態3では、導光板219を複数に分割したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る導光板219は、図12及び図13に示すように、X軸方向に沿って分割されており、Y軸方向(LED217の並び方向)に沿って並んで配されるとともにX軸方向に沿って延在する形態の3枚の分割導光板33によって構成されている。導光板219は、概ね等間隔に分割されているので、各分割導光板33の幅寸法(Y軸方向についての寸法)がほぼ等しいものとされる。各分割導光板33は、隣り合うもの同士が当接された状態でシャーシ214内に収容されている。これら3枚の分割導光板33には、2種類のものが含まれており、指向性導光部228と非指向性導光部229とが混在する混在型分割導光板33Aと、指向性導光部228のみを有する指向性分割導光板33Bとが備えられている。従って、指向性導光部228は、その中央側部分が指向性分割導光板33Bに、その端側部分、つまり非指向性導光部229に隣り合う部分が混在型分割導光板33Aに、それぞれ分けて配されている、と言える。このことから、指向性導光部228と非指向性導光部229との境界位置は、隣り合う分割導光板33A,33B間の境界位置、すなわち導光板219の分割箇所に対してY軸方向についてずれた位置となっている。これにより、導光板219の分割箇所に暗部が生じたとしても、その位置が指向性導光部228と非指向性導光部229との境界位置からずれていることで、生じた暗部が目立ち難くなっている。混在型分割導光板33Aの光出射面219aには、プリズム226と平坦面227とが混在する形で形成されている。これに対し、指向性分割導光板33Bの光出射面219aには、プリズム226のみが形成されている。混在型分割導光板33Aは、導光板219の短辺方向について両端側(図12に示す上側と下側)に位置して対をなす形で配されるのに対し、指向性分割導光板33Bは、導光板219の短辺方向について中央側に位置して配されている。2枚の混在型分割導光板33Aには、同一部品が用いられている。また、指向性分割導光板33Bは、幅方向の中央位置を通るX軸方向に沿う対称線に関して線対称形状とされているので、図12に示す上下に反転したいずれの姿勢であっても使用することが可能とされる。
以上説明したように本実施形態によれば、導光板219は、LED217の並び方向に沿って並んで配されるとともに互いに並行する形で延在する複数の分割導光板33により構成される。このようにすれば、複数の分割導光板33によって導光板219を構成することで、一部品での製造が困難な大型サイズの導光板219を容易に得ることができ、もってバックライト装置の大型化に好適となる。
また、複数の分割導光板33には、非指向性導光部229と、指向性導光部228のうち非指向性導光部229に隣り合う部分とを有する混在型分割導光板33Aが少なくとも含まれている。導光板219を複数の分割導光板33により構成すると、分割箇所が局所的な暗部として視認されるおそれがある。一方、非指向性導光部229と指向性導光部228とでは、板面からの出射光量に多少なりとも差が生じる場合があるため、仮に非指向性導光部229と指向性導光部228との境界位置で導光板を分割すると、その分割箇所に生じる暗部が目立ち易くなってしまう。その点、上記したように混在型分割導光板33Aには、非指向性導光部229と、指向性導光部228のうち非指向性導光部229に隣り合う部分とが混在しているから、非指向性導光部229と指向性導光部228との境界位置が導光板219の分割箇所となるのが避けられており、それにより分割箇所に生じ得る暗部が目立ち難くなる。その結果、当該バックライト装置の出射光に輝度ムラが生じ難くなる。
また、導光板219には、同一の混在型分割導光板33Aが複数備えられている。このようにすれば、導光板219に係る製造コストを低減することができる。
<実施形態4>
本発明の実施形態4を図14によって説明する。この実施形態4では、非指向性導光部329における平坦面327の形成方法を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態では、樹脂成形した導光板319の光出射面319aに所定の加工を施すことで、図14に示すように、平坦面327を形成している。詳しくは、導光板319を樹脂成形する際には、光出射面319aの全域にわたってプリズム326を形成し、その後、製造された導光板319のうち非指向性導光部329となる部分に係る光出射面319aに形成されたプリズム326の谷部に対して充填材34を充填することで、光出射面319aを平坦化し、それにより平坦面327を形成している。この充填材34としては、例えば、透光性に優れていてほぼ透明な熱可塑性樹脂材料が用いられる。光出射面319aの全域にわたってプリズム326が形成された導光板319は、LEDをスキャン駆動するバックライト装置において汎用的に用いられる部材であるため、上記した実施形態1に記載した導光板19(樹脂成形時にプリズム26と平坦面27とが形成される導光板19)に比べると、製造コストが廉価であり、部材調達が容易なものとなっている。本実施形態では、このような廉価で調達が容易な導光板319に平坦面327を形成するための加工を追加することで、上記した実施形態1に記載した導光板19と同等の機能を持つ導光板319を低コストでもって得ることができる。
以上説明したように本実施形態によれば、導光板319の板面には、LED317の並び方向に沿って並んで配されるとともに互いに並行する形で直線状に延在する複数のプリズム326が、全域にわたって形成されており、非指向性導光部329には、プリズム326の谷部に充填されることで板面を平坦化する充填材34が設けられている。このようにすれば、板面の全域にわたってプリズム326が形成された汎用品の導光板19を用いることができるから、仮に非指向性導光部29についてのみプリズム26を形成しない、特殊な構造の導光板19を製造した場合に比べると、導光板319に係る製造コストを低減することができる。非指向性導光部329の板面は、プリズム326の谷部に充填材34を充填することで平坦化されているから、内部に存する光をLED317の並び方向に拡散させることが可能とされる。
<実施形態5>
本発明の実施形態5を図15または図16によって説明する。この実施形態5では、上記した実施形態4から非指向性導光部429における平坦面427の形成方法をさらに変更したものを示す。なお、上記した実施形態4と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態では、図15に示すように、光出射面419aの全域にわたってプリズム426を形成した導光板419を樹脂成形した後、導光板419のうち非指向性導光部429となる部分に係る光出射面419aに研磨加工を施すことでそこに形成されていたプリズム426を除去し、図16に示すように、平坦面427を形成するようにしている。このようにして平坦面427を形成することで、上記した実施形態4と同様に導光板419に係る製造コストの低減を図ることができる。
<実施形態6>
本発明の実施形態6を図17によって説明する。この実施形態6では、非指向性導光部529に樹脂材35を積層形成したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る導光板519を構成する非指向性導光部529には、図17に示すように、透光性に優れたほぼ透明な樹脂材35が積層形成されており、この樹脂材35の外面が平坦面527とされている。樹脂材35は、指向性導光部528のプリズム526の頂点よりもZ軸方向について表側に突出しており、それにより図示しない光学部材を支持することが可能とされる。
<実施形態7>
本発明の実施形態7を図18または図19によって説明する。この実施形態7では、導光板619に基板側コネクタ部623を通すための基板側コネクタ部挿通凹部36を形成したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る導光板619には、図18に示すように、LED基板618に設けられた基板側コネクタ部623を通すための基板側コネクタ部挿通凹部36が切り欠き形成されている。基板側コネクタ部挿通凹部36は、導光板619のうち四隅の各角部、つまり各非指向性導光部629における各基板側コネクタ部623との対向部分にそれぞれ形成されている。基板側コネクタ部挿通凹部36は、図19に示すように、非指向性導光部629のうち指向性導光部628寄りの端部を除いた範囲に形成されており、それにより残された非指向性導光部629の端面(光入射面619b)にはLED617からの光が照射される照射領域IAが確保されている。言い換えると、基板側コネクタ部挿通凹部36は、非指向性導光部629のうちLED617からの光が照射されない非照射領域NIAに形成されている。
基板側コネクタ部623は、内部に図示しない配線側コネクタ部用の嵌合空間を有しているなどの理由により、LED基板618の実装面618aからの突出高さがLED617よりも高いものとされている。この基板側コネクタ部623を、基板側コネクタ部挿通凹部36内に挿通することで、導光板619の光入射面619bにおける照射領域IAとLED基板618の実装面618aとの間の距離を、基板側コネクタ部623の突出高さ寸法よりも短くすることができる。これにより、LED617の主発光面617aと光入射面619bとの間の距離を短くして光の入射効率を向上させることができる。
以上説明したように本実施形態によれば、導光板619には、基板側コネクタ部623を通す中継部挿通凹部36が切り欠き形成されている。このようにすれば、LED基板618の板面に設けられた基板側コネクタ部623が、導光板619に切り欠き形成された中継部挿通凹部36に通されるので、仮に導光板に中継部挿通凹部36を形成しない構成に比べると、LED基板618のLED617と導光板619の端面との間の距離を短くすることができる。これにより、LED617から導光板619の端面に入射する光の入射効率を高くすることができ、高輝度化または低消費電力化を図ることができる。
<実施形態8>
本発明の実施形態8を図20によって説明する。この実施形態8では、上記した実施形態3のさらなる変形例であって、LED基板718の設置枚数を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1,3と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係るLED基板718は、図20に示すように、導光板719の短辺側の各端面(光入射面719b)に沿って3枚ずつ並ぶ形で合計6枚が配されている。Y軸方向に沿って並列する3枚のLED基板718のうち、両端側に配された2枚のLED基板718に実装された基板側コネクタ部723は、導光板719における短辺方向の両端部と対向状をなすのに対し、中央側に配された1枚のLED基板718に実装された基板側コネクタ部723は、導光板719における短辺方向の中央側部分と対向状をなしている。従って、導光板719には、基板側コネクタ部723と対向状をなす短辺方向の両端部と短辺方向の中央側部分の一部とにそれぞれ非指向性導光部729が形成されている。
導光板719は、分割箇所がY軸方向について隣り合うLED基板718の間の位置とほぼ一致しているので、概ね等間隔に分割されており、各分割導光板33の幅寸法(Y軸方向についての寸法)がほぼ等しいものとされる。3つの分割導光板733は、全てが混在型分割導光板733Aとされている。各混在型分割導光板733Aは、その非指向性導光部729が各基板側コネクタ部723と対向状をなすよう配置されている。従って、図20に示す上側の混在型分割導光板733Aと、中央側の混在型分割導光板733Aとは、同じ向きでシャーシ714内に収容されるのに対し、同図下側の混在型分割導光板733Aは、上記した2枚の混在型分割導光板733Aとは上下に反転した向きでシャーシ714内に収容されている。各混在型分割導光板733Aには、同一部品が用いられており、それにより導光板719に係る製造コストが低減されている。
<実施形態9>
本発明の実施形態9を図21によって説明する。この実施形態9では、上記した実施形態1からLED基板818の設置枚数を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係るLED基板818は、図21に示すように、導光板819の短辺側の各端面(光入射面819b)に沿って1枚ずつ並ぶ形で合計2枚が配されている。各LED基板818は、基板側コネクタ部823が導光板819の短辺方向についての両端部のうち図21に示す下側の端部に対して対向する姿勢で配置されている。これに対し、導光板819には、基板側コネクタ部823と対向状をなす短辺方向の一端部に非指向性導光部829が形成されており、それ以外の部分の全域が指向性導光部828とされている。
<実施形態10>
本発明の実施形態10を図22または図23によって説明する。この実施形態10では、非指向性導光部929における光出射面919aの形態を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る導光板919を構成する非指向性導光部929は、図22及び図23に示すように、その光出射面919aに多数のマイクロレンズ37を備えている。マイクロレンズ37は、平面に視て略円形状をなす略半球状の凸レンズであり、非指向性導光部929の光出射面919aにおいて多数が平面に視て千鳥状をなす形で平面配置されている。マイクロレンズ37における外部との界面となる断面円弧状の湾曲面は、非指向性導光部929の内部に存する光を全反射することが可能とされ、且つ全反射した光がY軸方向に拡散するのを許容するような曲率をもって形成されている。これにより、非指向性導光部929における光の拡散性を十分に担保することができる。
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記した各実施形態では、導光板における表裏の板面のうち光出射面側にプリズムを形成した場合を示したが、例えば、図24に示すように、導光板19‐1のうち光出射面19a‐1側とは反対側の面19c‐1にプリズム26‐1を形成するようにしても構わない。このとき、導光板19‐1は、光出射面19a‐1が全域にわたってフラットな平坦面とされるのに対し、その反対側の面19c‐1のうち非指向性導光部29‐1のみが平坦面27‐1とされるとともにそれ以外の指向性導光部28‐1にプリズム26‐1が形成される。
(2)上記した各実施形態では、指向性導光部にプリズムを形成することで、内部に存する光に所定の指向性を付与するようにしたものを示したが、例えば、図24及び図25に示すように、プリズムに代えてレンチキュラーレンズ38を指向性導光部28‐2に形成するようにしたものも本発明に含まれる。このレンチキュラーレンズ38は、指向性導光部28‐2においてLED17‐2の並び方向(Y軸方向)に沿って並列して配される多数個のシリンドリカルレンズ38aからなり、各シリンドリカルレンズ38aは、LED17‐2の光軸LAに並行する方向(X軸方向)に沿って直線的に延在するとともにY軸方向に沿って切断した断面形状が半円形状をなしている。このような構成のレンチキュラーレンズ38によっても上記したプリズムと同様に、LED17‐2から指向性導光部28‐2内に入射した光に、光軸LAに沿って直進するような指向性を付与することができる。なお、レンチキュラーレンズの断面形状を半楕円形状などとすることも可能である。
(3)上記した各実施形態では、非指向性導光板に平坦面またはマイクロレンズを形成することで、内部に存する光の拡散性を担保するようにしたものを示したが、それら以外にも例えば非指向性導光部の光出射面またはその反対側の面に光を拡散させる作用を有する拡散ビーズをコーティングしたり、或いは非指向性導光部の光出射面またはその反対側の面にマット加工(粗面化加工)を施して粗面を形成するようにしても構わない。
(4)上記した(3)以外にも、非指向性導光部の光出射面またはその反対側の面に頂角が90度以上となるプリズムや、90度以下となるプリズムを形成することも可能である。
(5)上記した各実施形態では、非指向性導光部の光入射面が、非照射領域の全域と照射領域の一部とを有する構成とされるものを示したが、非指向性導光部の光入射面が非照射領域のみを有していて、指向性導光部の光入射面が照射領域の全域を有する構成としたものも本発明に含まれる。
(6)上記した(5)以外にも、指向性導光部の光入射面が照射領域の全域と、非照射領域の一部とを有する構成とされるものも本発明に含まれる。
(7)上記した各実施形態では、導光板のうちLED基板の基板側コネクタ部と対向状をなす部分がLEDからの光が照射されない非照射領域となるので、そこに非指向性導光部を設けるようにした場合を示したが、それ以外にも例えばLEDの配列間隔を広くしたり、或いは導光板の光入射面とLEDの主発光面との間の距離を短くするのに伴って、導光板の光入射面に非照射領域が生じる場合があり、その場合でも導光板のうち非照射領域を有する部分に、非指向性導光部を設けるようにすることができる。
(8)上記した各実施形態では、導光板にプリズムを形成する手法として、導光板を樹脂成形する際に金型の成形面の形状を転写するようにした場合を示したが、それ以外にも例えば板面が全域にわたってフラットな形状の導光板を樹脂成形した後、その板面に切削加工を施すことでプリズムを形成することも可能である。また、板面が全域にわたってフラットな形状の導光板を樹脂成形した後、導光板を加熱しつつ板面に金型をプレスすることでその金型の成形面の形状を転写してプリズムを形成することも可能である。いずれにしても、板面が全域にわたってフラットな導光板は、エッジライト型のバックライト装置において広く汎用的に使用されているものであるから、そのような導光板を使用することで導光板に係る製造コストをより低廉化することが可能となる。
(9)上記した実施形態3,8では、導光板を3枚の分割導光板に分割した場合を示したが、導光板の分割数(分割導光板の枚数)は、2枚または4枚以上に変更することも勿論可能である。なお、実施形態8においては、導光板の分割数とLED基板の並列数とを一致させ、且つその分割箇所を一致させるのが好ましい。
(10)上記した実施形態3,8では、導光板の分割箇所を、指向性導光部と非指向性導光部との境界位置からずれた配置とした場合を示したが、両者を一致させる配置構成とすることも可能である。
(11)上記した実施形態4に記載した充填材に用いる材料としては、熱硬化性樹脂材料や紫外線硬化性樹脂材料などを用いることも可能である。
(12)上記した実施形態5では、導光板を研磨することで平坦面を形成した場合を示したが、研磨加工以外にも、例えば導光板に熱をかけつつ平坦面を有する金型によってプレスすることで、平坦面を形成することも可能である。
(13)上記した実施形態4から6に記載した構成を、実施形態2に記載した構成に適用することも勿論可能である。
(14)上記した実施形態7から10に記載した構成を、実施形態1以外の各実施形態に適用することも勿論可能である。
(15)上記した実施形態8では、複数の分割導光部から構成される導光板の中央側に非指向性導光部を形成したものを示したが、実施形態1のように一部品構成とされる導光板においても、中央側に非指向性導光部を形成することも勿論可能である。
(16)上記した各実施形態では、LED基板(LED)が導光板における両短辺側の端部に対向する形で配されるものを示したが、LED基板が導光板における片方の短辺側の端部のみに対向する形で配される構成のものも本発明に含まれる。
(17)上記した各実施形態では、LED基板(LED)が導光板における短辺側の端部に対向する形で配されるものを示したが、LED基板が導光板における長辺側の端部に対向する形で配される構成のものも本発明に含まれる。
(18)上記した各実施形態では、液晶パネルが有するカラーフィルタの着色部をR,G,Bの3色としたものを例示したが、着色部を4色以上とすることも可能である。
(19)上記した各実施形態では、光源としてLEDを用いたものを示したが、有機ELなどの他の光源を用いることも可能である。
(20)上記した各実施形態では、液晶表示装置のスイッチング素子としてTFTを用いたが、TFT以外のスイッチング素子(例えば薄膜ダイオード(TFD))を用いた液晶表示装置にも適用可能であり、カラー表示する液晶表示装置以外にも、白黒表示する液晶表示装置にも適用可能である。
(21)上記した各実施形態では、表示パネルとして液晶パネルを用いた液晶表示装置を例示したが、他の種類の表示パネルを用いた表示装置にも本発明は適用可能である。
(22)上記した各実施形態では、チューナーを備えたテレビ受信装置を例示したが、チューナーを備えない表示装置にも本発明は適用可能である。
10…液晶表示装置(表示装置)、11…液晶パネル(表示パネル)、12…バックライト装置(照明装置)、17,217,317,617…LED(光源)、18,618,718,818…LED基板(光源基板)、19,119,219,319,419,519,619,719,819,919…導光板、19a,119a,319a,419a,919a…光出射面(板面)、19b,619b,719b,819b,819b…光入射面(端面)、23,623,723,823…基板側コネクタ部(給電中継部)、26,126,226,326,426,526…プリズム、27,127,227,327,427,527…平坦面、28,228,528,628,828…指向性導光部、29,229,329,429,529,629,729,829,929…非指向性導光部、33,733…分割導光板、33A,733A…混在型分割導光板、34…充填材、36…基板側コネクタ部挿通凹部、AA…表示領域、IA…照射領域、NAA…非表示領域、NIA…非照射領域、TV…テレビ受信装置

Claims (15)

  1. 複数が並んで配される光源と、
    端面が前記光源と対向状に配されるとともに前記光源からの光の照射範囲に入る照射領域と前記照射範囲から外れた非照射領域とに区分されている一方で、その板面から前記光源からの光を出射させる導光板と、
    前記導光板を構成するものであって、前記照射領域を有するとともに、内部に存する光に対し、前記光源の並び方向に当該光が拡散するのを規制することで、指向性を付与する指向性導光部と、
    前記導光板を構成するものであって、少なくとも前記非照射領域を有するとともに、内部に存する光が前記光源の並び方向に拡散するのを許容する非指向性導光部と、を備える照明装置。
  2. 前記導光板のうち前記指向性導光部の板面には、前記光源の並び方向に沿って並んで配されるとともに互いに並行する形で直線状に延在する複数のプリズムが形成されている請求項1記載の照明装置。
  3. 前記導光板のうち前記非指向性導光部の板面には、平坦面が形成されている請求項1または請求項2記載の照明装置。
  4. 前記非指向性導光部は、前記非照射領域に加えて、前記照射領域のうち前記非照射領域に隣り合う部分を有している請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の照明装置。
  5. 前記指向性導光部は、前記導光板のうち前記光源の並び方向について中央側部分によって構成されるのに対し、前記非指向性導光部は、前記導光板のうち前記光源の並び方向について端側部分によって構成されている請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の照明装置。
  6. 前記導光板における前記端面と対向状をなす板面を有するとともに、その板面に複数の前記光源と、前記光源への給電を中継する給電中継部とが実装されてなる光源基板を備えており、
    前記非指向性導光部は、前記端面の少なくとも一部が前記給電中継部と対向状に配されている請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の照明装置。
  7. 前記導光板には、前記給電中継部を通す中継部挿通凹部が切り欠き形成されている請求項6記載の照明装置。
  8. 前記導光板は、前記光源の並び方向に沿って並んで配されるとともに互いに並行する形で延在する複数の分割導光板により構成される請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の照明装置。
  9. 複数の前記分割導光板には、前記非指向性導光部と、前記指向性導光部のうち前記非指向性導光部に隣り合う部分とを有する混在型分割導光板が少なくとも含まれている請求項8記載の照明装置。
  10. 前記導光板には、同一の前記混在型分割導光板が複数備えられている請求項9記載の照明装置。
  11. 前記導光板の板面には、前記光源の並び方向に沿って並んで配されるとともに互いに並行する形で直線状に延在する複数のプリズムが、全域にわたって形成されており、
    前記非指向性導光部には、前記プリズムの谷部に充填されることで前記板面を平坦化する充填材が設けられている請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の照明装置。
  12. 請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の照明装置と、前記照明装置からの光を利用して表示を行う表示パネルとを備える表示装置。
  13. 前記表示パネルは、画像を表示する表示領域と、前記表示領域を取り囲む非表示領域とに区分されており、
    前記導光板における前記非指向性導光部は、前記表示領域の少なくとも一部に対して平面に視て重畳する位置に配されている請求項12記載の表示装置。
  14. 前記表示パネルは、一対の基板間に液晶を封入してなる液晶パネルとされる請求項12または請求項13記載の表示装置。
  15. 請求項12から請求項14のいずれか1項に記載された表示装置を備えるテレビ受信装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015181806A (ja) * 2014-03-25 2015-10-22 株式会社藤商事 遊技機
JP2015181808A (ja) * 2014-03-25 2015-10-22 株式会社藤商事 遊技機
WO2017179418A1 (ja) * 2016-04-15 2017-10-19 ミネベアミツミ株式会社 光学部材、面状照明装置、及び加工方法

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