本発明は、面状光源装置及び液晶表示装置組立体に関する。
液晶表示装置にあっては、液晶それ自体は発光しない。従って、例えば、液晶表示装置に対して光を照射する所謂直下型の面状光源装置(バックライト)をカラー液晶表示装置の背面に配置する。そして、各画素を構成する液晶セルを、一種の光シャッター(ライト・バルブ)として動作させることによって、即ち、各画素の光透過率を制御することによって、面状光源装置から射出された光(例えば、白色光)の光透過率を制御し、画像を表示している。カラー液晶表示装置の大型化に従い、面状光源装置(バックライト)も大型化しつつある。
面状光源装置の大型化に対応するために、ライトガイドとして機能する導光ブロックが複数組み合わされている面状光源装置が、例えば、特開2003−215350号公報(特許文献1)や特開平11−288611号公報(特許文献2)から周知である。
図17の(A)及び(B)に、面状光源装置を備えている液晶表示装置組立体の概念図を示す。この液晶表示装置組立体1は、所謂透過型の液晶表示装置10、透過光を拡散させる拡散板20、及び、面状光源装置60を備えている。尚、図17の(A)では、便宜の為、液晶表示装置10、拡散板20、及び、後述する導光ブロック30の一部を切り欠いた状態とした。同様に、図17の(B)においても、拡散板20の一部を切り欠いた状態とした。この面状光源装置60は、直下型の面状光源装置であって、光源40と複数の導光ブロック30を組み合わせた構成を備えている。導光ブロック30は、例えば、約100mm×約60mm×約10mmのアクリル系樹脂から成る略矩形の板であり、拡散板20と対向する頂面31、光源40側の底面32、及び、側面33を備えている。導光ブロックの底面32側には、光源40(より具体的には、後述する発光ダイオード(LED)41R,41G,41B)が収まる凹部34が設けられている。9枚の導光ブロック30はタイル状に配置されており、各導光ブロック30は、図示せぬネジ等により、筐体50の底板51に固定されている。光源40は、各導光ブロック30に対応して、筐体50の底板51に取付られている。筐体50の側板52によって、タイル状に配置されている導光ブロック30の外周が覆われている。
光源40は、例えば、発光ダイオード(LED)41R,41G,41Bの組から成る。発光ダイオード(LED)41R,41G,41Bは、それぞれ、赤色光、緑色光、青色光を射出する。これらの光は、凹部34から導光ブロック30内に入射し、導光ブロック30内で反射、散乱等により混色し白色光となり、頂面31から出射される。頂面31から出射した光は拡散板20によって拡散され、液晶表示装置10を照射する。そして、液晶表示装置10を透過する光によって、所定の画像が表示される。
特開2003−215350号公報
特開平11−288611号公報
導光ブロックが複数組み合わされている面状光源装置においては、各導光ブロックの周辺部、特に、隣接する導光ブロック間の境界において、出射光の強度が不均一となり易い。面上光源装置の構成にもよるが、導光ブロックの境界においては、一般に出射光の強度が低下する。出射光は拡散板により拡散されるので、拡散板上における輝度はある程度均一化される。しかし、図18に示すように、導光ブロックの境界における出射光の強度の不均一に起因して、拡散板上において導光ブロックの境界に倣うように相対的に輝度の低い領域が発生する。これにより、液晶表示装置組立体の表示画像においても輝度の均一性が低下し、表示画像の質が損なわれる。
従って、本発明の第1の目的は、拡散板上における導光ブロックの境界に倣う輝度低下の程度を緩和することができる面状光源装置を備え、表示画像における輝度の均一性に優れた液晶表示装置組立体を提供することにある。また、本発明の第2の目的は、拡散板上における導光ブロックの境界に倣う輝度低下の程度を緩和することができる面状光源装置を提供することにある。
上記の第1の目的を達成するための本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る液晶表示装置組立体は、
(a)液晶表示装置、
(b)液晶表示装置と対向するように配置された拡散板、及び、
(c)光を出射する光出射面を有し、拡散板と光出射面とが対向するように配置された面状光源装置、
を備えた液晶表示装置組立体に関する。
上記の第2の目的を達成するための本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る面状光源装置は、光を出射する光出射面を有し、拡散板と光出射面とが対向するように配置される面状光源装置に関する。
そして、上記の第1の目的を達成するための本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る液晶表示装置組立体を構成する面状光源装置、及び、上記の第2の目的を達成するための本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る面状光源装置は、
(A)光源、及び、
(B)複数の導光ブロック、
を備えており、
各導光ブロックは、
(C)頂面、
(D)底面、及び、
(E)側面、
を備えており、
面状光源装置の光出射面は、敷き詰められた複数の導光ブロックの頂面から構成されている。
本発明の第1の態様に係る液晶表示装置組立体を構成する面状光源装置、及び、本発明の第1の態様に係る面状光源装置にあっては、一の導光ブロックの頂面の輪郭線の内、他の導光ブロックの頂面の輪郭線に隣接する部分は、曲線及び/又は凹凸部を備える線から成り、一の導光ブロックの頂面の輪郭線と他の導光ブロックの頂面の輪郭線の内、これらの輪郭線が隣接する部分は相補的な形状を備えていることを特徴とする。この構成によれば、隣接する導光ブロック間の境界は、「曲線及び/又は凹凸部を備える線」状となり、長く伸びる直線部を有さない。これにより、拡散板上において導光ブロックの境界に倣う輝度低下の程度を緩和することができる。「曲線」として、2次以上の多項式による曲線、二葉線、三葉線、四葉線、連珠形、蝸牛線、正葉線、螺獅線、疾走線、公算曲線、引弧線、懸垂線、擺線、餘擺線、星芒形、半3次放物線、リサジュー曲線、アーネシー曲線、外サイクロイド、心臓形、内サイクロイド、クロソイド曲線、螺線を例示することができる。また、「凹凸部を備える線」における凹部や凸部の形状は任意である。凹部や凸部は、曲線で構成されていてもよいし、直線線分や曲線が任意に組み合わされて構成されていてもよい。凹部や凸部は、直線的に配列していてもよいし、曲線的に配列していてもよい。凹部や凸部は、一定の間隔で配置されていてもよいし、ランダムな間隔で配置されていてもよい。凹部や凸部は、連続的に配置されていてもよいし、離散的に配置されていてよい。凹部や凸部が離散的に配置されている場合には、これらの間は直線線分或いは任意の曲線で結ばれていればよい。「凹凸部を備える線」として、正弦波、方形波、鋸歯状波等の波形状の線を例示することができる。定性的には、凹部や凸部が配置される間隔は短い程好ましく、凹部や凸部の突出高さは高い程好ましい。導光ブロックの側面は、導光ブロックを構成する材料の地の面(例えば、平滑に形成された面)であってもよいし、例えばその上に金属の蒸着等により光反射部が形成されていてもよいし、白色塗料の塗布等により光拡散部が形成されていてもよい。光拡散部や光反射部は広く周知の方法により形成することができる。例えば、光拡散部を、サンドブラスト法等により導光ブロックの材料の地を梨地状(即ち、微細な凹凸面)に加工して形成することもできる。
本発明の第2の態様に係る液晶表示装置組立体を構成する面状光源装置、及び、本発明の第2の態様に係る面状光源装置にあっては、一の導光ブロックの頂面の輪郭線と他の導光ブロックの頂面の輪郭線の内、これらの輪郭線が隣接する部分は相補的な形状を備えており、一の導光ブロックの側面の内、他の導光ブロックの側面に隣接する部分は、一の導光ブロックの頂面の輪郭線に倣う方向に間隔を空けて配置された複数の光拡散部を備えていることを特徴とする。背景技術において説明したように、隣接する導光ブロック間の境界においては、一般に出射光の強度が低下する。この構成によれば、隣接する導光ブロック間の境界において、側面に光拡散部がある部分とそれ以外の部分では、出射光の強度の低下の程度に差が生ずる。即ち、隣接する導光ブロック間の境界においては、出射光の強度の低下の程度の強い部分と弱い部分とが交互に生ずる。これにより、拡散板上において導光ブロックの境界に倣う輝度低下の程度を緩和することができる。一の導光ブロックの頂面の輪郭線の内、他の導光ブロックの頂面の輪郭線に隣接する部分は、直線線分であってもよいし、上述した「曲線及び/又は凹凸部を備える線」であってもよい。光拡散部は、導光ブロックの側面において、頂面及び/又は底面に亙るように設けられていてもよいし、頂面及び底面に亙らないように設けられていてもよい。光拡散部と光拡散部との間は、導光ブロックを構成する材料の地のままであってもよいし、例えば、金属の蒸着等により形成された光反射部であってもよい。光拡散部や光反射部は、上述したと同様の方法により形成することができる。
本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る液晶表示装置組立体を構成する面状光源装置、及び、本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る面状光源装置(以下、これらを総称して、本発明の面状光源装置と呼ぶ場合がある)にあっては、光源は導光ブロックの底面側に配置されている構成とすることができるし、あるいは又、光源は導光ブロックの側面側に配置されている構成とすることもできる。共通の光源が複数の導光ブロックに対応する態様であってもよいし、各導光ブロック毎に独立した光源が対応する態様であってもよい。例えば、共通の光源として長尺の蛍光ランプを平面上に複数本配置し、その平面に倣って複数の導光ブロックが配置されていてもよいし、各導光ブロックに個別の光源が独立して対応する態様であってもよい。各導光ブロックに個別の光源が独立して対応する場合には、各光源の発光量が個別に制御される態様であってもよい。面状光源装置の光射出面を複数の領域に分割し、各領域に対応する光源の発光量が個別に制御される態様であってもよい。
本発明の面状光源装置にあっては、面状光源装置の光出射面は、敷き詰められた複数の導光ブロックの頂面から構成されている。換言すれば、光射出面は導光ブロック群によって形成されている。この導光ブロック群は、同一構造の導光ブロックから成る構成であってもよいし、複数の異なる構造の導光ブロックから成る構成であってもよい。面状光源装置のコスト低減の観点からは、導光ブロックの種類は少ないことが望ましく、導光ブロックが同一構造である態様はより好ましい。導光ブロックの頂面の形状は任意であり、例えば、頂面の形状を略多角形形状とすることができる。特に、同一構造の導光ブロックにより光出射面を構成する場合には、頂面の形状を略矩形形状、略三角形形状、又は、略六角形形状とするのが便宜である。略多角形形状の各辺に相当する部分は、曲線状であってもよい。例えば、略三日月形状の頂面を有する同一構造のブロックから成る構成とすることもできる。導光ブロックの側面は、頂面に対して垂直であってもよいし、頂面に対して斜めであってもよい。また、導光ブロックの側面に段が設けられていてもよい。例えば、各導光ブロックの側面側に光源を配置する場合には、側面の底面側が頂面側よりも内側になるように段を設け、底面側の側面に光源を配置してもよい。
以上に説明した各種の好ましい構成、形態を含む本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る液晶表示装置組立体、及び、本発明の面状光源装置(以下、これらを総称して、単に、本発明と呼ぶ場合がある)にあっては、導光ブロックを構成する材料として、光源からの光に対して透明な材料、即ち、光源が射出する光を余り吸収することの無い材料から導光ブロックを作製することが好ましい。具体的には、導光ブロックを構成する材料として、例えば、ガラスや、プラスチック材料(例えば、PMMA、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、非晶性のポリプロピレン系樹脂、AS樹脂を含むスチレン系樹脂)を挙げることができる。導光ブロックの底面に、光拡散部や光反射部が設けられていてもよい。光拡散部や光反射部は、上述したと同様の方法により形成することができる。
本発明にあっては、導光ブロックの熱膨張による変形等を考慮して、導光ブロック間に所定の間隙を空けることが好ましい。具体的には、一の導光ブロックの頂面の輪郭線と他の導光ブロックの頂面の輪郭線の内、これらの輪郭線が隣接する部分に、間隙(例えば1mm程度)を空けることが好ましい。間隔の幅は、導光ブロックの大きさや熱膨張の程度を勘案して、適宜決定すればよい。導光ブロックの側面が隣接する部分の間隙についても同様である。
本発明にあっては、光源と対向する導光ブロックの面には、光源からの光を導光ブロック内に好適な角度で入射させるために、凹部が設けられていてもよい。凹部の形状として、角錐、円錐、円柱、三角柱や四角柱を含む多角柱、球の一部、回転楕円体の一部、回転放物線体の一部、回転双曲線体の一部といった各種の滑らかな曲面を例示することができる。
本発明にあっては、面状光源装置を構成する光源として、冷陰極線型の蛍光ランプ、冷陰極線型の蛍光ランプ、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)等、広く周知の光源を用いることができる。蛍光ランプの形状は、直線状(直管状)、「U」字状、連続した「U」字状、「S」字状、連続した「S」字状、「W」字状等、蛍光ランプに要求される仕様に基づき決定すればよい。また、光源の発光色は、面状光源装置に要求される仕様に基づき決定すればよい。例えば、面状光源装置の発光色を白色とする場合、光源を、白色蛍光体が塗られた蛍光ランプ、白色発光ダイオード(例えば、紫外又は青色発光ダイオードと蛍光体粒子とを組み合わせて白色を発光する発光ダイオード)、又は、赤色(例えば、波長640nm)を発光する赤色発光ダイオード、緑色(例えば、波長530nm)を発光する緑色発光ダイオード、及び、青色(例えば、波長450nm)を発光する青色発光ダイオードのから成る発光ダイオード群等から構成することができる。尚、赤色、緑色、青色以外の第4番目の色を発光する発光ダイオードを更に備えていてもよい。発光ダイオードから成る光源は占有体積も小さく、各導光ブロックに個別の光源が独立して対応する構成に用いるのに好適である。
光源を構成する発光ダイオードは、所謂フェイスアップ構造を有していてもよいし、フリップチップ構造を有していてもよい。即ち、発光ダイオードは、基板、及び、基板上に形成された発光層から構成されており、発光層から光が外部に射出される構造としてもよいし、発光層からの光が基板を通過して外部に射出される構造としてもよい。より具体的には、発光ダイオード(LED)は、例えば、基板上に形成された第1導電型(例えばn型)を有する化合物半導体層から成る第1クラッド層、第1クラッド層上に形成された活性層、活性層上に形成された第2導電型(例えばp型)を有する化合物半導体層から成る第2クラッド層の積層構造を有し、第1クラッド層に電気的に接続された第1電極、及び、第2クラッド層に電気的に接続された第2電極を備えている。発光ダイオードを構成する層は、発光波長に依存して、周知の化合物半導体材料から構成すればよい。ランバーシアン方式のように、直進方向への光強度が強いレンズを発光ダイオードの光射出部分に取り付けてもよい。あるいは又、発光ダイオードに光取出しレンズを取り付けた発光ダイオード組立体を光源として使用し、発光ダイオードから射出された光が、光取出しレンズの頂面において全反射され、光取出しレンズの水平方向に主に射出される2次元方向射出構成を挙げることができる。このような構成は、例えば、日経エレクトロニクス 2004年12月20日第889号の第128ページに開示されている。
本発明にあっては、拡散板の他、拡散シート、プリズムシート、偏光変換シートといった光学機能シート群や、反射シートを介して、面状光源装置の光が照射される態様であってもよい。光学機能シート群は、離間配置された各種シートから構成されていてもよいし、積層され一体として構成されていてもよい。例えば、拡散板、プリズムシート、偏光変換シート等が積層され一体となっていてもよい。
本発明に用いられる液晶表示装置は、モノクロ液晶表示装置であってもよいし、カラー液晶表示装置であってもよい。液晶表示装置は、例えば、透明第1電極を備えたフロント・パネル、透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料から成る。
ここで、フロント・パネルは、より具体的には、例えば、ガラス基板やシリコン基板から成る第1の基板と、第1の基板の内面に設けられた透明第1電極(共通電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)と、第1の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。更には、カラー液晶表示装置では、フロント・パネルは、第1の基板の内面に、アクリル系樹脂やエポキシ系樹脂から成るオーバーコート層によって被覆されたカラーフィルターが設けられ、オーバーコート層上に透明第1電極が形成された構成を有している。透明第1電極上には配向膜が形成されている。カラーフィルターの配置パターンとして、デルタ配列、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、レクタングル配列を挙げることができる。一方、リア・パネルは、より具体的には、例えば、ガラス基板やシリコン基板から成る第2の基板と、第2の基板の内面に形成されたスイッチング素子と、スイッチング素子によって導通/非導通が制御される透明第2電極(画素電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)と、第2の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。透明第2電極を含む全面には配向膜が形成されている。これらの透過型のカラー液晶表示装置を構成する各種の部材や液晶材料は、周知の部材、材料から構成することができる。尚、スイッチング素子として、単結晶シリコン半導体基板に形成されたMOS型FETや薄膜トランジスタ(TFT)といった3端子素子や、MIM素子、バリスタ素子、ダイオード等の2端子素子を例示することができる。
尚、カラー液晶表示装置では、透明第1電極と透明第2電極の重複領域であって液晶セルを含む領域が1副画素(サブピクセル)に該当する。そして、各画素(ピクセル)を構成する赤色発光副画素は、係る領域と赤色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成され、緑色発光副画素は、係る領域と緑色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成され、青色発光副画素は、係る領域と青色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成されている。赤色発光副画素、緑色発光副画素及び青色発光副画素に配置パターンは、上述したカラーフィルターの配置パターンと一致する。
2次元マトリクス状に配列された画素(ピクセル)の数M0×N0を(M0,N0)で表記したとき、(M0,N0)の値として、具体的には、VGA(640,480)、S−VGA(800,600)、XGA(1024,768)、APRC(1152,900)、S−XGA(1280,1024)、U−XGA(1600,1200)、HD−TV(1920,1080)、Q−XGA(2048,1536)の他、(1920,1035)、(720,480)、(1280,960)等、画像表示用解像度の幾つかを例示することができるが、これらの値に限定するものではない。
液晶表示装置及び面状光源装置を駆動するための駆動回路は、例えば、パルス幅変調(PWM)信号発生回路、デューティ比制御回路、発光ダイオード(LED)駆動回路、演算回路、記憶装置(メモリ)等から構成された面状光源装置制御回路、及び、タイミングコントローラ等の周知の回路から構成された液晶表示装置駆動回路を備えている。尚、駆動回路に電気信号として1秒間に送られる画像情報の数(毎秒画像)がフレーム周波数(フレームレート)であり、フレーム周波数の逆数がフレーム時間(単位:秒)である。
本発明の第1の態様に係る液晶表示装置組立体を構成する面状光源装置、及び、本発明の第1の態様に係る面状光源装置にあっては、隣接する導光ブロック間の境界は、「曲線及び/又は凹凸部を備える線」状であり、拡散板上において導光ブロックの境界に倣う輝度低下の程度が緩和される。これにより、表示画像における輝度の均一性に優れた液晶表示装置組立体を得ることができる。
本発明の第2の態様に係る液晶表示装置組立体を構成する面状光源装置、及び、本発明の第2の態様に係る面状光源装置にあっては、隣接する導光ブロック間の境界においては、出射光の強度の低下の程度の強い部分と弱い部分とが交互に生じ、拡散板上において導光ブロックの境界に倣う輝度低下の程度が緩和される。これにより、表示画像における輝度の均一性に優れた液晶表示装置組立体を得ることができる。
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
実施例1は、本発明の第1の態様に係る液晶表示装置組立体、及び、本発明の第1の態様に係る面状光源装置に関する。図1の(A)は、実施例1の液晶表示装置組立体100及び面状光源装置160の模式的な概念図である。図1の(B)は、実施例1の液晶表示装置組立体100及び面状光源装置160の模式的な一部断面図である。尚、図1の(A)では、便宜の為、後述する液晶表示装置10、拡散板20、及び、後述する導光ブロック130の一部を切り欠いた状態とした。同様に、図1の(B)においても、拡散板20の一部を切り欠いた状態とした。
実施例1の液晶表示装置組立体100は、
(a)液晶表示装置10、
(b)液晶表示装置10と対向するように配置された拡散板20、及び、
(c)光を出射する光出射面を有し、拡散板20と光出射面とが対向するように配置された面状光源装置160、
を備えている。後述する他の実施例においても同様である。
そして、実施例1の面状光源装置160は、
(A)光源40、及び、
(B)複数の導光ブロック130、
を備えており、
各導光ブロック130は、
(C)頂面131、
(D)底面132、及び、
(E)側面133、
を備えている。後述する他の実施例においても同様である。
先ず、実施例1の液晶表示装置組立体100の基本的な構成及び動作について説明する。
液晶表示装置10は透過型のカラー液晶表示装置であり、透明第1電極を備えたフロント・パネル、透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料から成る。尚、これらの透過型のカラー液晶表示装置を構成する各種の部材や、液晶材料は、周知の部材、材料から構成することができるので、詳細な説明は省略する。後述する他の実施例においても同様である。
面状光源装置160は、直下型の面状光源装置であって、光源40と複数の導光ブロック130、より具体的には、導光ブロック130を9枚組み合わせた構成を備えている。導光ブロック130は、例えば、約100mm×約60mm×約10mmのアクリル系樹脂から成る略矩形の板である。後述する他の実施例においても同様である。
導光ブロック130は、拡散板20と対向する頂面131、光源40側の底面132、及び、側面133を備えている。9枚の導光ブロック130はタイル状に配置されており、各導光ブロック130は、図示せぬネジ等により、筐体50の底板51に固定されている。後述する他の実施例においても同様である。
導光ブロックの底面132側には、光源40(より具体的には、後述する発光ダイオード(LED)41R,41G,41B)が収まる、凹部134が設けられている。実施例1では、凹部134の形状を円柱形状としたが、これに限るものではない。
光源40は、各導光ブロック130に対応して、筐体50の底板51に取付られている。即ち、光源40は導光ブロック130の底面132側に配置されている。筐体50の側板52によって、タイル状に配置されている導光ブロック130の外周が覆われている。後述する他の実施例においても同様である。
光源40は、例えば、発光ダイオード(LED)41R,41G,41Bの組から成る。図示せぬ面状光源装置制御回路によって、例えば各光源40が一定の光量で光るように駆動され、発光ダイオード(LED)41R,41G,41Bは、それぞれ、赤色光、緑色光、青色光を射出する。これらの光は、凹部134から導光ブロック130内に入射し、導光ブロック130内で反射、散乱等により混色し白色光となり、頂面131から出射される。頂面131から出射した光は拡散板20によって拡散され、液晶表示装置10に照射される。尚、導光ブロック130内での混色を促すため、例えば白色塗料が底面132(凹部134を除く)及び側面133上に塗布されていてもよい。面状光源装置160の光出射面は、敷き詰められた複数の導光ブロック130の頂面131から構成されている。後述する他の実施例においても同様である。
尚、液晶表示装置10及び拡散板20は、例えば図示せぬフレーム等により保持されている。拡散板20は、導光ブロック130の頂面131から約10mm離間した位置に保持されている。後述する他の実施例においても同様である。
また、図示せぬ液晶表示装置駆動回路によって、表示すべき画像の明るさに応じて液晶表示装置10の画素を構成する液晶セルの光透過率が制御される。そして、液晶表示装置10を透過する光によって、所定の画像が表示される。後述する他の実施例においても同様である。
以上、実施例1の液晶表示装置組立体100の基本的な構成及び動作について説明した。次いで、図2を参照して、面状光源装置160を構成する導光ブロック130の詳細について説明する。
図2の(A)は、導光ブロック130の模式的な平面図である。図2の(B)の左側の図は、導光ブロック130を矢印Aの方向から見た側面図であり、右側は導光ブロック130を矢印Bの方向から見た側面図である。図2の(A)に示すように、導光ブロックの頂面131の輪郭線は略正弦波形状の線により構成されている。実施例1では、導光ブロックの頂面131の輪郭線の振幅を約5mmとし、側面133A,133Bに対応する輪郭線の部分に約6周期分、側面133C,133Dに対応する輪郭線の部分に約4周期分を配したが、これに限るものではない。
導光ブロックの頂面131の輪郭線の内、側面133Aと側面133Bとに対応する部分の輪郭線は同一形状であり、これらの輪郭線は相補的な形状である。また、導光ブロックの頂面131の輪郭線の内、側面133Cと側面133Dとに対応する部分の輪郭線は同一形状であり、これらの輪郭線は相補的な形状である。
そして、側面133(より具体的には、側面133A,133B,133C,133D)は、頂面131と垂直であって導光ブロックの頂面131の輪郭線に倣った波面で構成されている。従って、側面133Aと133Bとは相補的な形状であり、側面133Cと133Dとは相補的な形状である。
以上、導光ブロック130の詳細について説明した。次いで、面状光源装置160における導光ブロック130間の境界付近の構造について説明する。
既に説明したように、面状光源装置160の光出射面は、敷き詰められた複数の導光ブロック130の頂面131から構成されている。そして、実施例1では、各導光ブロック130は同一構造である。図3は、面状光源装置160において中央に配置された導光ブロック130と、これに隣接する他の導光ブロック130の隣接部の詳細図である。便宜のため、図3においては、中央に配置された導光ブロックを導光ブロック130Cとし、導光ブロック130Cの上下左右に隣接する導光ブロックを、それぞれ導光ブロック130T,130B,130L,130Rとして示した。
実施例1の面状光源装置160においては、一の導光ブロック130Cの頂面131の輪郭線の内、他の導光ブロック130T,130B,130L,130Rの頂面131の輪郭線に隣接する部分は、曲線及び/又は凹凸部を備える線(より具体的には、上述した略正弦波形状の線)から成る。尚、これらの頂面131の輪郭線が隣接する部分の間隙は約1mmとした。側面133が隣接する部分の間隙についても同様である。
また、既に説明したように、導光ブロック130の頂面131のうち、側面133A付近と側面133B付近とは相補的な形状であり、導光ブロック130の頂面131のうち、側面133C付近と側面133D付近とは相補的な形状である。従って、一の導光ブロック130Cの頂面131の輪郭線と他の導光ブロック130T,130B,130L,130Rの頂面131の輪郭線の内、これらの輪郭線が隣接する部分は相補的な形状を備えている。
上述した構成によれば、面状光源装置160にあっては、隣接する導光ブロック130間の境界は、「曲線及び/又は凹凸部を備える線」状となる。従って、導光ブロック130間の境界は長く伸びる直線部を有さない。これにより、拡散板20上において導光ブロック130の境界に倣う輝度低下の程度を緩和することができる。
以下、図4〜図8を用いて、拡散板20上における輝度分布について説明する。尚、測定の便宜上、導光ブロックは6枚をタイル状に配置した状態で測定を行った。
先ず、実施例1の面状光源装置160を構成する導光ブロック130を用いた場合について説明する。図4は、実施例1における拡散板上における輝度分布を説明するための図である。図4の(A)は、導光ブロック130の配置の模式図である。図4の(B)は、導光ブロック130の頂面131上の輝度分布である。図4の(C)は、拡散板20上における輝度分布である。
次いで、比較例として、背景技術で説明した導光ブロック30を用いた場合について説明する。図5は、比較例における拡散板上における輝度分布を説明するための図である。図5の(A)は、導光ブロック30の配置の模式図である。図5の(B)は、導光ブロック30の頂面31上の輝度分布である。図5の(C)は、拡散板20上における輝度分布である。
図4の(C)と図5の(C)とを対比すると、図4の(C)は、導光ブロックの境界に倣う輝度低下の程度が、図5の(C)よりも緩和されている。
更に、比較例として、実施例1で用いた導光ブロック130と、背景技術で説明した導光ブロック30を組み合わせた場合ついて説明する。図6は、比較例における拡散板上における輝度分布を説明するための図である。図6の(A)は、導光ブロック130,30の配置の模式図である。図6の(B)は、導光ブロック130,30の頂面131,31上の輝度分布である。図6の(C)は、拡散板20上における輝度分布である。また、図7は、図6の(C)における輝度のピーク値を基準に正規化した輝度分布のグラフと導光ブロックの配置との関係を示した斜視図である。
図7においては、導光ブロック30の境界A及び境界Bに対応する位置に対応して、輝度分布のグラフに変動が認められる。これに対し、実施例1で用いた導光ブロック130における境界A’、境界B’に対応する輝度の変動は、より軽微である。この結果からも、拡散板20上において導光ブロック130の境界に倣う輝度低下の程度が緩和されることが確認できる。
以上、実施例1の液晶表示装置組立体100及び面状光源装置160について説明したが、変形例について簡単に説明する。
図8の(A)及び(B)は、導光ブロック130の変形例であり、光源40を導光ブロック130の側面側に配置する場合の一例を示したものである。図8の(A)は変形例の導光ブロック130の平面図であり、図8の(B)の左側の図は、変形例の導光ブロック130を矢印Aの方向から見た側面図であり、右側は変形例の導光ブロック130を矢印Bの方向から見た側面図である。側面133A,133B,133C,133Dの底面132側が頂面131側よりも内側になるように段が設けられており、底部132側の側面に光源40が配置されている。尚、参考のため光源40を細線の波線で示した。
図9の(A)及び(B)は、導光ブロック130について、導光ブロックが隣接して対向しない部分を直線状とした場合の例である。図9の(A)は、変形例の液晶表示装置組立体100及び面状光源装置160の模式的な概念図であり、図9の(B)は、変形例における液晶表示装置組立体100及び面状光源装置160の模式的な一部断面図である。
図10の(A)及び(B)は、導光ブロック130の頂面の輪郭線を変えた変形例である。具体的には、輪郭線を方形波状の線とした場合の例である。図10の(A)は、変形例の液晶表示装置組立体100及び面状光源装置160の模式的な概念図であり、図10の(B)は、変形例における液晶表示装置組立体100及び面状光源装置160の模式的な一部断面図である。
図11は、図9と同様に導光ブロックが隣接して対向しない部分を直線状とした場合の変形例である。図10の(A)は、変形例の液晶表示装置組立体100及び面状光源装置160の模式的な概念図であり、図10の(B)は、変形例における液晶表示装置組立体100及び面状光源装置160の模式的な一部断面図である。
実施例2は、本発明の第2の態様に係る液晶表示装置組立体、及び、本発明の第2の態様に係る面状光源装置に関する。図12の(A)は、実施例2の液晶表示装置組立体200及び面状光源装置260の模式的な概念図である。図12の(B)は、実施例2の液晶表示装置組立体200及び面状光源装置260の模式的な一部断面図である。尚、図12の(A)では、便宜の為、後述する液晶表示装置10、拡散板20、及び、後述する導光ブロック230の一部を切り欠いた状態とした。同様に、図12の(B)においても、拡散板20の一部を切り欠いた状態とした。
実施例2において、一の導光ブロックの側面の内、他の導光ブロックの側面に隣接する部分は、一の導光ブロックの頂面の輪郭線に倣う方向に間隔を空けて配置された複数の光拡散部を備えている点が、実施例1と主に相違する。液晶表示装置組立体200及び面状光源装置260の基本的な構成及び動作は、実施例1で説明したと同様であるので、説明を省略する。
次いで、図12及び図13を参照して、面状光源装置260を構成する導光ブロック230の詳細について説明する。
導光ブロック230は、背景技術で説明した導光ブロック30と同様に、例えば、約100mm×約60mm×約10mmのアクリル系樹脂から成る略矩形の板であり、拡散板20と対向する頂面231、光源40側の底面232、及び、側面233を備えている。導光ブロックの底面232側には、光源40(より具体的には、後述する発光ダイオード(LED)41R,41G,41B)が収まる、凹部234が設けられている。凹部234は、実施例1における凹部134と同一構造である。尚、導光ブロック230内での混色を促すため、例えば白色塗料が底面232(凹部234を除く)上に塗布されていてもよい。
図13の(A)は、導光ブロック230の模式的な平面図である。図13の(B)は、導光ブロック230の頂面231及び側面233(より具体的には、側面233A,233B,233C,233D)の模式的な展開図である。図13の(A)に示すように、導光ブロックの頂面231は矩形であり、その輪郭線は直線線分により構成されているが、これに限るものではない。
そして、側面233A,233B,233C,233Dには、導光ブロック230の頂面231の輪郭線に倣う方向に間隔を空けて複数の光拡散部DAが配置されている。実施例2では、マスクを介して白色塗料を塗布することにより光拡散部DAを形成した。光拡散部DAと光拡散部DAとの間の領域は、導光ブロック230を構成するアクリル系樹脂の地の平滑面から成る光透過面TAとしたが、金属膜等を形成して光反射部としてもよい。図13の(B)に示すように、側面233A,233Bには光拡散部DAと光透過面TAが4組、側面233C,233Dには光拡散部DAと光透過面TAが3組形成されているが、これに限るものではない。
実施例2では、側面233Aにおける光拡散部DAと側面233Bにおける透過領域TAは対向して配置されている。同様に、側面233Aにおける透過領域TAと側面233Bにおける光拡散部DAも対向して配置されている。側面233Cと側面233Dに関しても同様である。
実施例1で説明したと同様に、導光ブロック230の頂面231の輪郭線の内、側面233Aと側面233Bとに対応する部分の輪郭線は同一形状であり、これらの輪郭線は相補的な形状である。また、導光ブロックの頂面231の輪郭線の内、側面233Cと側面233Dとに対応する部分の輪郭線は同一形状であり、これらの輪郭線は相補的な形状である。
そして、側面233(より具体的には、側面233A,233B,233C,233D)は、頂面231と垂直であって導光ブロックの頂面231の輪郭線に倣った平面で構成されている。従って、側面233Aと233Bとは相補的な形状であり、側面233Cと233Dとは相補的な形状である。
以上、導光ブロック230の詳細について説明した。次いで、面状光源装置260における導光ブロック230間の境界付近の構造について説明する。
実施例1で説明したと同様に、面状光源装置260の光出射面は、敷き詰められた複数の導光ブロック230の頂面231から構成されている。そして、実施例2においても、各導光ブロック230は同一構造である。図14は、面状光源装置260において中央に配置された導光ブロック230と、これに隣接する他の導光ブロック230との隣接部の詳細図である。図4と同様に、便宜のため、図14においては、中央に配置された導光ブロックを導光ブロック230Cとし、導光ブロック230Cの上下左右に隣接する導光ブロックを、それぞれ導光ブロック230T,230B,230L,230Rとして示した。
実施例2の面状光源装置260においては、一の導光ブロック230Cの頂面231の輪郭線の内、他の導光ブロック230T,230B,230L,230Rの頂面231の輪郭線に隣接する部分は、直線線分から成る。尚、これらの頂面231の輪郭線が隣接する部分の間隙は約1mmとした。側面233が隣接する部分の間隙についても同様である。
また、既に説明したように、導光ブロック230の頂面231の輪郭線の内、側面233Aと側面233Bとに対応する部分の輪郭線は同一形状であり、これらの輪郭線は相補的な形状である。また、導光ブロック230の頂面231の輪郭線の内、側面233Cと側面233Dとに対応する部分の輪郭線は同一形状であり、これらの輪郭線は相補的な形状である。従って、一の導光ブロック230Cの頂面231の輪郭線と他の導光ブロック230T,230B,230L,230Rの頂面231の輪郭線の内、これらの輪郭線が隣接する部分は相補的な形状を備えている。
そして、上述した構成によれば、面状光源装置260にあっては、例えば一の導光ブロック230Cの側面233の内、他の導光ブロック230T,230B,230L,230Rの側面233に隣接する部分は、一の導光ブロック230Cの頂面231の輪郭線に倣う方向に間隔を空けて配置された複数の光拡散部DAを備えている。
この構成によれば、隣接する導光ブロック230間の境界においては、出射光の強度の低下の程度の強い部分と弱い部分とが交互に生ずる。これにより、拡散板20上において導光ブロック230の境界に倣う輝度低下の程度を緩和することができる。
以上、実施例2の液晶表示装置組立体200及び面状光源装置260について説明したが、変形例について簡単に説明する。
図15の(A)及び(B)は、導光ブロック230の変形例である。図15の(A)は、導光ブロック230の変形例の模式的な平面図である。図15の(B)は、導光ブロック230の変形例の頂面231及び側面233(より具体的には、側面233A,233B,233C,233D)の模式的な展開図である。この変形例では、側面233Aにおける光拡散部DAと側面233Bにおける光拡散部DAは対向して配置されている。同様に、側面233Aにおける光透過面TAと側面233Bにおける光透過面TAも対向して配置されている。側面233Cと側面233Dに関しても同様である。
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例にて説明した液晶表示装置組立体、面状光源装置、液晶表示装置、導光ブロック、光源等の構成、構造は例示であり、適宜変更することができる。
実施例2の説明においては、光源を導光ブロックの底面側に配置したが、これに限るものではない。図8を用いて説明したと同様に、導光ブロックの側面側に光源を配置する構成とすることもできる。また、実施例2においては、導光ブロックを矩形の形状としたが、例えば実施例1において説明した導光ブロックの側面に、光拡散部を配置した構成とすることもできる。
実施例にあっては、導光ブロックにおいて光源が収まる凹部を円柱状としたが、これに限るものではない。例えば、複数の種類の錐面を組み合わせて凹部134を構成してもよい。同心状に2つの円錐面を組み合わせて凹部を構成した例を、図16の(A)及び(B)に示した。図16の(A)は、導光ブロックの変形例の模式的な平面図である。図16の(B)の左側の図は、導光ブロックの変形例の頂面及び側面の模式的な展開図である。錐面の傾きを異ならせて組み合わせることにより、光源から導光ブロックに入射する光の角度を調整することができる。
図1の(A)は、実施例1の液晶表示装置組立体100及び面状光源装置160の模式的な概念図である。図1の(B)は、実施例1の液晶表示装置組立体100及び面状光源装置160の模式的な一部断面図である。
図2の(A)は、導光ブロックの模式的な平面図である。図2の(B)の左側の図は、導光ブロックを矢印Aの方向から見た側面図であり、右側の図は導光ブロックを矢印Bの方向から見た側面図である。
図3は、面状光源装置において中央に配置された導光ブロックと、これに隣接する他の導光ブロックの隣接部の詳細図である。
図4は、実施例1における拡散板上における輝度分布を説明するための図である。図4の(A)は導光ブロックの配置の模式図である。図4の(B)は、導光ブロックの頂面上の輝度分布である。図4の(C)は、拡散板上における輝度分布である。
図5は、比較例における拡散板上における輝度分布を説明するための図である。図5の(A)は、導光ブロックの配置の模式図である。図5の(B)は、導光ブロックの頂面上の輝度分布である。図5の(C)は、拡散板上における輝度分布である。
図6は、比較例における拡散板上における輝度分布を説明するための図である。図6の(A)は、導光ブロックの配置の模式図である。図6の(B)は、導光ブロックの頂面上の輝度分布である。図6の(C)は、拡散板上における輝度分布である。
図7は、図6の(C)における輝度のピーク値を基準に正規化した輝度分布のグラフと導光ブロックの配置との関係を示した斜視図である。
図8の(A)及び(B)は、導光ブロックの変形例であり、光源を導光ブロックの側面側に配置する場合の一例を示したものである。図8の(A)は導光ブロックの平面図であり、図8の(B)の左側の図は、導光ブロックを矢印Aの方向から見た側面図であり、右側は導光ブロックを矢印Bの方向から見た側面図である。
図9の(A)及び(B)は、導光ブロックについて、導光ブロックが隣接して対向しない部分を直線状とした場合の例である。図9の(A)は、変形例の液晶表示装置組立体及び面状光源装置の模式的な概念図であり、図9の(B)は、変形例における液晶表示装置組立体及び面状光源装置の模式的な一部断面図である。
図10の(A)及び(B)は、導光ブロックの頂面の輪郭線を変えた変形例である。図10の(A)は、変形例の液晶表示装置組立体及び面状光源装置の模式的な概念図であり、図10の(B)は、変形例における液晶表示装置組立体及び面状光源装置の模式的な一部断面図である。
図11は、図9と同様に導光ブロックが隣接して対向しない部分を直線状とした場合の変形例である。図11の(A)は、変形例の液晶表示装置組立体及び面状光源装置の模式的な概念図であり、図11の(B)は、変形例における液晶表示装置組立体及び面状光源装置の模式的な一部断面図である。
図12の(A)は、実施例2の液晶表示装置組立体200及び面状光源装置260の模式的な概念図である。図12の(B)は、実施例2の液晶表示装置組立体200及び面状光源装置260の模式的な一部断面図である。
図13の(A)は、導光ブロックの模式的な平面図である。図13の(B)の左側の図は、導光ブロックの頂面及び側面の模式的な展開図である。
図14は、面状光源装置において中央に配置された導光ブロックと、これに隣接する他の導光ブロックの隣接部の詳細図である。
図15の(A)は、導光ブロックの変形例の模式的な平面図である。図15の(B)は、導光ブロックの変形例の頂面及び側面の模式的な展開図である。
図16の(A)は、導光ブロックの変形例の模式的な平面図である。図15の(B)は、導光ブロックの変形例の頂面及び側面の模式的な展開図である。
図17の(A)は、背景技術における液晶表示装置組立体の模式的な概念図である。図1の(B)は、背景技術における液晶表示装置組立体の模式的な一部断面図である。
図18は、導光ブロックの境界における出射光の強度の不均一に起因して、拡散板上において導光ブロックの境界に倣うように相対的に輝度の低い領域が発生する様子を説明するための模式的な正面図である。
符号の説明
1,100,200・・・液晶表示装置組立体、60,160,260・・・面状光源装置、10・・・液晶表示装置、20・・・拡散板、40・・・光源、30,130,230・・・導光ブロック、31,131,231・・・頂面、32,132,232・・・底面、33,133,233・・・側面、34,134,234・・・凹部、50・・・筐体、51・・・底板、52・・・側板、TA・・・光透過面、DA・・・光拡散部