JP5021070B2 - 発光素子、照明装置および液晶表示装置 - Google Patents
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Description
2 バックライト(照明装置)
3 液晶表示パネル
5 光源
5a、5a’ 光源(第1の光源、第2の光源)
5b、5b’ 光源(第1の光源、第2の光源)
5c、5c’ 光源(第1の光源、第2の光源)
7a (導光体の)発光面
7b (導光体の)裏面(底面)
8 光学シート
8a (光学シートの)下面
9 凹部
9c 受光面(第1の受光面、第2の受光面)
10 保持部(第1の突起部、第2の突起部)
11 発光素子
13 透明板
13a (透明板の)表面(突起部が形成された面と反対側の面)
21 発光素子
31 フォトダイオード(センサ)
32 バックライト(照明装置)
70 導光体
70a 発光面
70d テーパー面(調光手段)
<液晶表示装置の断面構成>
図2は、本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置1の概略構成を示す断面図である。液晶表示装置1は、バックライト2(照明装置)と、バックライト2に対向して配置される液晶表示パネル3とを備えている。
上記バックライト2の構成について以下に詳しく説明する。
図3は、発光面7a側から導光体7を透視して見た場合の導光体7の外観を示す斜視図である。図中の矢印R・Lは、前述したように、各光源5の主たる発光方向(光の出射方向)を示すものである。本実施の形態のバックライト2では、5aと5a’、5bと5b’、5cと5c’のように、2つの光源が、所定の距離を開けて互いに対向して配置されている。そして、一方の光源5a・5b・5cからの光が他方の光源5a’・5b’・5c’に向かってそれぞれ照射されるとともに、一方の光源5a’・5b’・5c’からの光が他方の光源5a・5b・5cに向かってそれぞれ照射されるように、各光源の発光方向が設定されている。
図4は、図3で導光体7の一点鎖線で囲んだAの部分を拡大し、さらに発光面7aに上記保持部10を設けた状態を示す部分拡大図である。この図4に示す構成を発光素子11と呼ぶことにする。発光素子11は、照明装置を構成する最小単位としての本発明の発光素子に相当する。この発光素子11の平面図を図1(a)に、底面図を図1(c)に示し、図1(a)のA−A線に沿う矢視断面図を図1(b)に示す。図1(a)〜(c)および図4に示すように、発光素子11は、第1の光源および第2の光源としての光源5a・5a’と、光源からの光を面発光させる導光体7と、発光面7aから突き出した第1の突起部および第2の突起部としての保持部10を有している。
上述したバックライト2と同様に、発光素子11には、発光面7aまたは裏面7bの少なくとも何れかに、光源5a・5a’からの光を発光面7aに導き、発光面7aから出射させるためにシボ加工などによって形成された微細な凹凸形状(光拡散部材)、あるいは樹脂成形によって導光体7と一体成形された微細なプリズム(光拡散部材)が形成されていてもよい。そして、この凹凸形状またはプリズムの密度(すなわち、単位面積あたりの凸部(または凹部)の数)は、光源5a・5a’を基準とした発光面7aまたは裏面7b上の位置に応じて異なっていることが好ましい。具体的には、発光面7aまたは裏面7bに上記凹凸形状またはプリズムを形成していない状態、あるいは上記凹凸形状またはプリズムを均一な密度で形成した状態において、発光面7a上に出現する輝度分布に応じて、輝度ムラが減少するように凹凸形状またはプリズムの密度を変化させることが好ましい。
上記のような輝度分布が生じる発光面7aに対し、保持部10を形成する位置は、発光面7aの輝度ムラを抑制する上で重要である。なぜなら、保持部10は、発光面7aと光学シート8との間に一定間隔の空隙を設け、その空隙内で多重反射を起こさせることにより、輝度の不均一性を低減する役割を担っているが、発光面7aから発せられた光が保持部10において反射することによって、輝度ムラを発生させる要因ともなるからである。従来の照明装置では、保持部を設ける位置については考慮されていないので、そのような照明装置をバックライトとして使用した表示装置では、表示品位の低下につながってしまう。
導光体7の変形例である導光体70を図12に示す。図12は、図11に示すB−B’線で導光体70を切断したと仮定した場合の断面を示している。
以上のように、本実施の形態のバックライト2は、図4に示す発光素子11を複数個組み合わせて構成することができる。このように、発光素子11を複数個組み合わせてバックライト2を構成する場合、各発光素子11をそれぞれ独立して駆動することのできる駆動部(図示せず)を備えていることが好ましい。このような構成によれば、発光素子11ごとに発光の強度を変更することができる。そのため、液晶表示パネル3の各表示領域に合わせてバックライト2の強度を領域ごとに変更することができる。
発光素子11の配置の仕方としては、上述のような格子状の配置以外の配置も可能である。以下には発光素子11の配置の他の例について説明する。
図15に示す発光素子21は、図14に示す発光素子21と同じ光源の配置を有している。しかし、図15では、この発光素子21がx方向に沿って互い違いに配置されている。つまり、発光素子21内に備えられた光源5a’が、x方向に隣接する他の発光素子21内に備えられた光源5bと近接しないように配置されている。一方、y方向に隣接する各発光素子21は、一列に並んで配置されている。
図17は、先細の形状を備えた保持部10の変形例として、リブ状の保持部20を示している。保持部20は、所定の幅および高さを有し、その奥行きは、光源5a、5a’の各上方に位置する導光体7の端辺全体にわたっている。
本発明の他の実施の形態について図18〜20に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、上記実施の形態1の図面に示した部材と同一の構成および機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
本発明のさらに他の実施の形態について図21〜22に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、上記実施の形態1の図面に示した部材と同一の構成および機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
Claims (17)
- 第1の光源と該第1の光源からの光を発する発光面を備えた導光体と該発光面に対して突き出した第1の突起部とを備えた発光素子と、
上記発光面から発せられる光を拡散させる機能を有した光学シートと、を備え、光の照射対象に対し、上記発光面からの光を照射する照明装置において、
上記第1の光源は、上記発光面に垂直な方向の光の成分よりも上記発光面に平行な第1の方向の光の成分の方が大きくなるような指向性を有し、
上記導光体は、少なくとも、上記第1の方向の光の成分を受光する第1の受光面を有し、
上記光学シートは、上記第1の突起部を介して、上記発光面と上記発光面と対向配置された光学シートとの間に一定の間隔を有する空隙を保つように配置され、
上記第1の突起部は、上記発光面上の輝度を、低輝度から高輝度へ、複数段階にレベル分けした場合に、最低レベルの輝度を示す第1の領域上に配置されていることを特徴とする照明装置。 - 上記発光面に垂直な方向の光の成分よりも上記発光面に平行な第2の方向の光の成分の方が大きくなるような指向性を有した第2の光源をさらに備え、
上記導光体は、上記第2の光源から上記第2の方向の光の成分を受光する第2の受光面をさらに有し、
上記第1の方向と第2の方向とは、異なっていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の照明装置。 - 上記発光面に対して突き出した第2の突起部を備え、
上記第2の突起部は、上記発光面と上記発光面と対向配置された光学シートとの間に一定の間隔を有する空隙を保持でき、かつ、上記第2の光源の近傍において上記最低レベルを示す第2の領域上に配置されていることを特徴とする請求の範囲第2項に記載の照明装置。 - 上記第1の受光面および第2の受光面は、上記導光体の底面に形成された凹部の内面を構成していることを特徴とする請求の範囲第2項に記載の照明装置。
- 第1の光源と該第1の光源からの光を発する発光面を備えた導光体とを備えた発光素子と、
上記第1の光源から発せられる光を拡散させる機能を有した光学シートと、を備え、光の照射対象に対し、上記発光面からの光を照射する照明装置において、
上記第1の光源は、上記発光面に垂直な方向の光の成分よりも上記発光面に平行な第1の方向の光の成分の方が大きくなるような指向性を有し、
上記導光体は、少なくとも、上記第1の方向の光の成分を受光する第1の受光面を有し、
上記光学シートは、上記発光面に向かって突き出した第1の突起部を備え、かつ、上記発光面と上記発光面と対向配置された光学シートとの間に一定の間隔を有する空隙を保つように配置され、
上記第1の突起部は、上記発光面上の輝度を、低輝度から高輝度へ、複数段階にレベル分けした場合に、最低レベルの輝度を示す第1の領域と接するように、上記光学シート側に配置されていることを特徴とする照明装置。 - 上記導光体は、上記発光面に対向する底面を備え、
上記発光面の発光輝度を均一に近づけるように、上記発光面または底面上の位置によって分布密度の変化する凹凸が、上記発光面および底面の少なくとも一方に形成されていることを特徴とする請求の範囲第1項から第5項のいずれか1項に記載の照明装置。 - 上記発光面に面する上記光学シートの下面には、上記光学シートの発光輝度を均一に近づけるように、上記下面上の位置によって分布密度が変化する凹凸が形成されていることを特徴とする請求の範囲第1項から第6項のいずれか1項に記載の照明装置。
- 上記第1の突起部が一体に形成された透明板を備えていることを特徴とする請求の範囲第1項または第5項に記載の照明装置。
- 上記透明板における、上記第1の突起部が形成された面と反対側の面には、粗面加工が施されていることを特徴とする請求の範囲第8項に記載の照明装置。
- 上記第1の光源からの距離が、上記第1の方向に沿って大きくなるに従い、上記導光体の厚さが小さくなっていることを特徴とする請求の範囲第1項または第5項に記載の照明装置。
- 上記発光面において上記第1の光源から出射された光が直接到達する明領域には、光の到達量を低下させる調光手段が設けられていることを特徴とする請求の範囲第1項または第5項に記載の照明装置。
- 上記第1の突起部は、光透過性および光拡散性を有する材料で形成されていることを特徴とする請求の範囲第1項または第5項に記載の照明装置。
- 上記第1の突起部および/または上記第2の突起部は、光透過性および光拡散性を有する材料で形成されていることを特徴とする請求の範囲第3項に記載の照明装置。
- 上記発光素子を複数個組み合わせて構成されていることを特徴とする請求の範囲第1項から第13項の何れか1項に記載の照明装置。
- 上記発光素子をそれぞれ独立して駆動する駆動部をさらに備えていることを特徴とする請求の範囲第14項に記載の照明装置。
- 上記導光体の内部には、センサがさらに設けられていることを特徴とする請求の範囲第1項から第15項のいずれか1項に記載の照明装置。
- 請求の範囲第1項から第16項のいずれか1項に記載の照明装置をバックライトとして備えていることを特徴とする液晶表示装置。
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