WO2016175111A1 - 直下型バックライト装置及び液晶表示装置 - Google Patents

直下型バックライト装置及び液晶表示装置 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a direct backlight device and a liquid crystal display device. More specifically, the present invention relates to a direct type backlight device that is preferably used for a small-sized liquid crystal display device, and a liquid crystal display device using the same.
  • the backlight device is a lighting fixture used in a display device such as a liquid crystal display device.
  • the backlight device is disposed on the back surface of the liquid crystal panel, and light generated by the backlight device is transmitted through the liquid crystal panel so that an observer of the display device Display is performed by being injected to the side.
  • Backlight devices are roughly classified into an edge light type and a direct type from the structural aspect.
  • a light guide plate is provided adjacent to the lower surface of an optical sheet group including a diffusion sheet, a prism sheet, etc., and a light source is arranged linearly on one end surface of the light guide plate.
  • the structure to do is mentioned. The light emitted from the light source enters the light guide plate and is emitted toward the direction (observer side) to be illuminated by the light guide plate.
  • Examples of the structure of the direct type backlight device include a structure in which a diffusion plate is provided adjacent to the lower surface of an optical sheet group including a diffusion sheet, a prism sheet, and the like, and a light source is disposed immediately below the diffusion plate. The light emitted from the light source is emitted toward the viewer side in parallel with the main plane of the diffuser plate.
  • the backlight device is preferably a surface light source that can irradiate light from the entire exit surface on the liquid crystal panel side in order to irradiate the liquid crystal panel with light.
  • a point light source such as a light emitting diode (LED) or a line light source such as a cold cathode fluorescent tube (CCFL) is used as the light source of the backlight device, the occurrence of spot-like or linear luminance unevenness is suppressed.
  • a light guide plate and an optical sheet group are arranged in an edge light type backlight device, and a diffusion plate, an optical sheet group and the like are arranged in a direct type backlight device.
  • the edge light type is suitable for medium and small displays because it is easy to reduce the thickness
  • the direct type is suitable for relatively large backlight devices because there are few restrictions on the light source placement method and it is easy to increase brightness. Used.
  • a bottom wall (mounting substrate 2), an optical member group 8 arranged to face the inner surface of the bottom wall with a predetermined distance, and a bottom wall, A side wall 6 that holds the optical member group 8 at a predetermined distance and a plurality of LEDs 1 as light sources fixed to the inner surface of the bottom wall are provided, and the side wall 6 has a bottom wall, the side wall 6, and an optical member inside thereof.
  • the direct type backlight device another member is disposed to support the diffusion plate, and the distance between the diffusion plate and the light source is ensured.
  • the side wall 6 holds a predetermined distance between the bottom wall to which the light source is fixed and the optical member group 8.
  • the frame area of the backlight device becomes wide due to the width and thickness of the member itself, and the thickness increases.
  • the present invention has been made in view of the above-described present situation, and an object thereof is to provide a narrow frame and thin direct type backlight device and a liquid crystal display device including the direct type backlight device. is there.
  • the present inventors have paid attention to a direct type backlight device in which a light source is not disposed at an end portion. Then, in order to realize thinness in the direct type backlight device, a method of supporting the diffusion plate without providing another member such as a side wall was examined. Then, paying attention to providing the diffusion plate itself with a support function, by repeatedly examining and providing a protrusion on the diffusion plate, the diffusion plate is supported by the diffusion plate itself from the structure supporting the diffusion plate, and the narrow frame and It has been found that a thin backlight device can be obtained. As a result, the inventors have conceived that the above problems can be solved brilliantly and have reached the present invention.
  • one embodiment of the present invention includes a base member, a plurality of light-emitting elements arranged on the surface of the base member, and a diffusion plate in order from the back side to the front side. And a plurality of protrusions protruding toward the plurality of light emitting elements, and the tips of the protrusions are not overlapped with the plurality of light emitting elements in a plan view, or the base member or the base member It may be a direct type backlight device in contact with a member arranged on the surface.
  • a thin frame and thin liquid crystal display device can be obtained. That is, another embodiment of the present invention may include a liquid crystal panel and a direct type backlight device, and the direct type backlight device may be a liquid crystal display device disposed on the back surface of the liquid crystal panel.
  • the direct type backlight device of the present invention since the light source is not provided on the side surface, the light source has a narrow frame, and the diffusion plate can be maintained by the protrusion of the diffusion plate without providing a separate member. it can.
  • the liquid crystal display device of the present invention includes a narrow-frame and thin direct-type backlight device, it can be made narrow and thin.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a direct type backlight device according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a schematic plan view illustrating an example of a direct type backlight device according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing another example of the direct type backlight device according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a liquid crystal display device including the direct type backlight device according to the first embodiment.
  • 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of a direct type backlight device according to Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a schematic plan view illustrating an example of a direct type backlight device according to Embodiment 2.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a direct type backlight device according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a schematic plan view illustrating an example of a direct type backlight device according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a direct type backlight device 100A according to the first embodiment
  • FIG. 2 is a schematic plan view illustrating an example of the direct type backlight device 100A according to the first embodiment. is there.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view taken along the line AB in FIG.
  • the direct type backlight device 100A according to the first embodiment includes a base member 10, a plurality of light emitting elements 20 arranged on the surface of the base member 10, and a diffusion plate 30 in this arrangement.
  • the diffusion plate 30 has a plurality of protrusions 31 protruding toward the plurality of light emitting elements 20, and the tips of the protrusions 31 are not overlapped with the plurality of light emitting elements 20 in plan view. It contacts the base member 10 or the member 40 disposed on the surface of the base member 10.
  • the direct type backlight device 100A is configured such that light generated by the plurality of light emitting elements 20 is emitted upward through the diffusion plate 30, and the front side of the direct type backlight device 100A is The back side of the direct type backlight device 100A, which is the upper side of FIG. 1, is the lower side of FIG.
  • the backlight device of the present invention is a direct type
  • the plurality of light emitting elements 20 are arranged on the surface of the base member 10 in a planar shape, preferably at regular intervals. Therefore, as compared with the edge light type in which the light emitting elements are arranged at the end portions, the area that can be arranged is wide and the degree of freedom of the number of light emitting elements that can be arranged is high, which is advantageous in securing high luminance.
  • the base member 10 is not particularly limited as long as it is a member serving as a base for disposing the light emitting element 20 on the surface, and may be a member constituting the back surface of the direct type backlight device.
  • Examples of the base member 10 include those formed from polyethylene terephthalate (PET), glass epoxy resin, and the like.
  • the base member 10 may include a drive circuit and a control circuit for causing the plurality of light emitting elements 20 to emit light. When the base member 10 itself reflects light, the member 40 does not have to be disposed on the surface of the base member 10.
  • the base member 10 may have the member 40 disposed on the surface thereof, and the member 40 disposed on the surface of the base member 10 may be a reflective layer.
  • the reflective layer is not particularly limited as long as it reflects the light incident from the diffusion plate 30, and examples thereof include a thin film of metal such as silver and aluminum, and a resin film such as polyester. By disposing the reflective layer, it is possible to reflect the light emitted from the light emitting element 20 and increase the amount of light emitted from the emission surface.
  • the light emitting element 20 for example, a light emitting diode (LED), a cold cathode fluorescent tube (CCFL), or the like can be used. From the viewpoint of making the backlight device thin, it is preferable to use an LED. When used as a backlight device for a liquid crystal display device, a white light emitting diode is preferable.
  • LED light emitting diode
  • CCFL cold cathode fluorescent tube
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating another example of the direct type backlight device 100A according to the first embodiment. As shown in FIGS. 2 and 3, the plurality of light emitting elements 20 may be arranged in a matrix.
  • the interval between two adjacent light emitting elements may be 5 mm to 20 mm.
  • An interval between two adjacent light emitting elements refers to an interval between two light emitting elements arranged closest to each other among the plurality of light emitting elements. 2 and 3, the plurality of light emitting elements 20 are arranged in a matrix, and two adjacent light emitting elements are arranged at an interval X.
  • the interval between two adjacent light emitting elements is set to 5 mm to 20 mm, sufficient luminance as a surface light source can be ensured.
  • a more preferable lower limit of the distance between two adjacent light emitting elements is 7 mm, and a more preferable upper limit is 15 mm. Note that the interval between two adjacent light emitting elements arranged in the row direction and the interval between two adjacent light emitting elements arranged in the column direction may be the same or different.
  • the diffusing plate 30 is not particularly limited as long as it is a member having a function of diffusing light incident from the light emitting element 20 on the back side, and those normally used in the field of backlight devices can be used. By providing the diffusion plate 30, it is possible to reduce a luminance difference between a region where the light emitting element 20 is arranged on the back side and a region where the light emitting element 20 is not arranged on the back side, and luminance within the light emitting surface. A direct type backlight device with little variation is obtained.
  • Examples of the diffusion plate 30 include those formed from polycarbonate, acrylic resin, and the like.
  • Examples of the manufacturing method of the diffusing plate 30 include an injection molding manufacturing method (injection molding method) and the like. According to the injection molding manufacturing method, the protrusions can be easily formed.
  • the diffusion plate 30 itself has a support function, and there is no need to support the diffusion plate 30 by another member. Moreover, the light emitted from the light emitting elements 20 is not blocked by the tips of the protrusions 31 coming into contact with the plurality of light emitting elements 20 in a plan view.
  • the height 31h of the protrusion 31 may be 3 mm to 15 mm.
  • the height 31 h of the protrusion 31 refers to the base member 10 or the base member from the surface on the back side of the diffusion plate 30 in the region where the protrusion 31 is not formed.
  • positioned on the surface of 10 is said.
  • the distance between the light emitting element 20 and the diffusing plate 30 is so short that the light emitted from the light emitting element 20 cannot be sufficiently diffused and is observed from the emission surface.
  • the shape of the light emitting element 20 may be visually recognized.
  • a more preferable lower limit of the height of the protrusion 31 is 5 mm. In consideration of thinning, a more preferable upper limit is 10 mm.
  • the thickness of the protrusion 31 is, for example, about 3 mm.
  • the plurality of protrusions 31 may be regularly arranged. For example, they may be arranged in a matrix as shown in FIGS.
  • the plurality of protrusions 31 may have an interval between two adjacent protrusions of 10 mm to 30 mm.
  • the interval between the two adjacent protrusions 31 is determined by the distance between the closest points in the portion (protrusion tip) in contact with the base member 10 or the member 40, and is arranged closest among the plurality of protrusions 31.
  • the distance between the two projected portions. 2 and 3, the plurality of protrusions 31 are arranged in a matrix, and two adjacent protrusions are arranged at an interval Y. If the distance between two adjacent protrusions is less than 10 mm, the light emitted from the light emitting element 20 may be blocked and the luminance of the backlight device may be reduced.
  • a more preferable lower limit of the interval between two adjacent protrusions is 15 mm, and a more preferable upper limit is 25 mm. It should be noted that the interval between two adjacent protrusions arranged in the row direction and the interval between two adjacent protrusions arranged in the column direction may be the same or different.
  • the direct type backlight device 100 ⁇ / b> A according to the first embodiment may further include an optical sheet 50 on the front surface side of the diffusion plate 30.
  • the optical sheet 50 By disposing the optical sheet 50, the light emitted from the light emitting element 20 can be diffused and reflected, and the luminance of the backlight device can be improved.
  • the optical sheet 50 include a diffusion sheet and a prism sheet.
  • the optical sheet 50 may be used alone, or a plurality of optical sheets may be used in an overlapping manner.
  • the diffusion sheet those normally used in the field of backlight devices can be used. By disposing the diffusion sheet, the light emitted from the plurality of light emitting elements 20 and diffused by the diffusion plate 30 can be further diffused to suppress the occurrence of luminance unevenness.
  • the diffusion sheet can be obtained, for example, by mixing materials having different refractive indexes, dispersing a transparent spherical material on a transparent sheet, or forming irregularities on the surface of the transparent sheet.
  • the prism sheet changes the traveling direction of the light emitted from the plurality of light emitting elements 20 and diffused by the diffusion plate 30 to improve the luminance intensively toward the exit surface of the backlight device (condensing function).
  • the structure of the prism sheet include a structure in which structures such as a triangular pyramid, a quadrangular pyramid, and a hemisphere are arranged on the surface.
  • the material for the prism sheet include resins such as acrylic, styrene, polycarbonate, polyethylene terephthalate, acrylonitrile, epoxy acrylate, and urethane acrylate.
  • the direct type backlight device 100A according to the first embodiment is disposed on the back surface of the liquid crystal panel in the liquid crystal display device.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a liquid crystal display device 1000 including the direct type backlight device 100A according to the first embodiment. As shown in FIG. 4, the direct type backlight device 100 ⁇ / b> A may be disposed on the back surface of the liquid crystal panel 200.
  • the liquid crystal panel 200 is not particularly limited, and a liquid crystal panel commonly used in the field of liquid crystal display devices can be used.
  • the configuration of the liquid crystal panel 200 includes, for example, a color filter substrate having a color filter, a counter electrode, and the like, a liquid crystal layer, a TFT substrate having a pixel electrode, a signal wiring, a thin layer transistor, and the like in order Examples include a configuration in which a pair of polarizing plates are disposed on the surface of the filter substrate and the TFT substrate opposite to the liquid crystal layer.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a direct type backlight device 100B according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic plan view illustrating an example of the direct type backlight device 100B according to the second embodiment. is there.
  • FIG. 5 is a schematic sectional view taken along line CD in FIG.
  • the area where the tips of the plurality of protrusions 31 are in contact with the base member 10 or the member 40 disposed on the surface of the base member 10 is wider than in the first embodiment. Further, as illustrated in FIG.
  • the light emitting elements 20 may be disposed between two adjacent light emitting elements 20 so as to form a dome-shaped space above the light emitting elements 20.
  • emitted from the several light emitting element 20 can be diffused more, and generation
  • One embodiment of the present invention includes a base member, a plurality of light-emitting elements arranged on the surface of the base member, and a diffusion plate in order from the back side to the front side.
  • a plurality of protrusions protruding toward the plurality of light-emitting elements, and the tips of the protrusions are located at positions that do not overlap with the light-emitting elements in a plan view, or the surface of the base member or the base member It may be a direct type backlight device in contact with a member disposed above.
  • the height of the protrusion may be 3 mm to 15 mm.
  • an interval between two adjacent light emitting elements may be 5 mm to 20 mm.
  • the plurality of protrusions may have an interval between two adjacent protrusions of 10 mm to 30 mm.
  • the member disposed on the surface of the base member may be a reflective layer.
  • the direct type backlight device may further include an optical sheet on the front side of the diffusion plate.
  • the light emitting element may be a light emitting diode.
  • Another aspect of the present invention may include the liquid crystal panel and a direct backlight device, and the direct backlight device may be a liquid crystal display device disposed on the back surface of the liquid crystal panel.
  • base member 20 light emitting element 30: diffuser plate 31: protrusion 31h: height of protrusion 40: member 50 disposed on the surface of the base member: optical sheet X: interval Y between two adjacent light emitting elements : Distance between two adjacent protrusions 100A: Direct-type backlight device 100B according to the first embodiment: Direct-type backlight device 200 according to the second embodiment: Liquid crystal panel 1000: Direct-type backlight device according to the first embodiment Provided liquid crystal display device

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Abstract

本発明は、狭額縁かつ薄型の直下型バックライト装置を提供する。本発明の直下型バックライト装置は、背面側から前面側に向かって順に、基底部材と、上記基底部材の表面上に配置された複数の発光素子と、拡散板とを有し、上記拡散板は、上記複数の発光素子側に向かって突出した複数の突起部を有し、上記突起部の先端は、平面視において上記複数の発光素子と重複しない位置で、上記基底部材、又は、上記基底部材の表面上に配置された部材と接するものである。

Description

直下型バックライト装置及び液晶表示装置
本発明は、直下型バックライト装置及び液晶表示装置に関する。より詳しくは、中小型の液晶表示装置に好適に用いられる直下型バックライト装置、及び、それを用いた液晶表示装置に関するものである。
バックライト装置は、液晶表示装置等の表示装置に用いられる照明器具であり、例えば、液晶パネルの背面に配置し、バックライト装置で生じた光が、液晶パネルを透過し、表示装置の観察者側に射出されることで表示が行われる。バックライト装置は、構造面からエッジライト型と直下型とに大別される。
エッジライト型のバックライト装置の構造としては、例えば、拡散シート、プリズムシート等を含む光学シート群の下面に隣接して導光板を設け、その導光板の一つの端面に直線状に光源を配置する構造が挙げられる。光源から照射された光は、導光板に入射され、導光板により照明すべき方向（観察者側）に向かって射出される。
直下型のバックライト装置の構造としては、例えば、拡散シート、プリズムシート等を含む光学シート群の下面に隣接して拡散板を設け、その拡散板の直下に光源を配置する構造が挙げられる。光源から照射された光は、拡散板の主平面に平行に観察者側に向かって射出される。
バックライト装置は、液晶パネルに光を照射するため、液晶パネル側の射出面全体から光を照射できる面光源であることが好ましい。バックライト装置の光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の点光源、又は、冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）等の線光源を用いた場合に、点状又は線状の輝度ムラの発生を抑制し面光源とするために、エッジライト型のバックライト装置では、導光板、光学シート群が配置され、直下型のバックライト装置では、拡散板、光学シート群等が配置される。
エッジライト型は、厚みを薄くしやすいため、中型及び小型ディスプレイに好適に用いられ、直下型は、光源の配置方法に制限が少なく輝度を上げやすいため、比較的大型のバックライト装置に好適に用いられる。
直下型のバックライト装置としては、例えば、特許文献１に、底壁（実装基板２）と、所定距離をあけて底壁の内面に対向して配置された光学部材群８と、底壁と光学部材群８の間を所定距離に保持する側壁６と、底壁の内面に固定された光源としての複数のＬＥＤ１とを備え、側壁６は、その内側に、底壁と側壁６と光学部材群８から形成される空間の中央部に向かって突出した突出部Ｐを有しており、最外部にあるＬＥＤ１の発光面の少なくとも一部は、突出部Ｐと重なっていて光学部材群８の垂直方向からは見えない位置にある直下型ＬＥＤバックライト装置が開示されている。このような構成により、駆動装置やその制御回路の増大や、液晶表示装置の外形の変化なしに、表示領域の端部の色ムラ（色むらが問題にならない場合は輝度ムラ）を改善できる直下型ＬＥＤバックライト装置を提供するとしている。
特開２０１３－１１４８８０号公報
近年、テレビ、ノートパソコン、タブレット端末、スマートフォン等に用いられる中型、小型ディスプレイは、薄型化、狭額縁化が進んでいる。エッジライト型のバックライト装置において、狭額縁を達成しようとすると、光源からの射出光を充分に拡散することが困難となり、光源近傍の輝度が高くなるといういわゆる目玉ムラが発生するという問題があった。一方で、直下型のバックライト装置を用いると、狭額縁化が可能となるが、光源からの光を拡散し面光源とするために一定の距離が必要であり、拡散板と光源との距離（クリアランス）を確保するため、厚みが増加するという問題があった。
直下型のバックライト装置では、拡散板を支えるために別部材を配置し、拡散板と光源との距離を確保している。例えば、特許文献１では、側壁６により、光源が固定された底壁と光学部材群８との間に所定距離を保持している。しかしながら、拡散板と光源との間に別部材を設けると、その部材自体の幅や厚みにより、バックライト装置の額縁領域が広くなり、厚さが増すという問題があった。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、狭額縁かつ薄型の直下型バックライト装置、及び、該直下型バックライト装置を備えた液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、狭額縁化を達成するために、光源を端部に配置しない直下型のバックライト装置に着目した。そして、直下型のバックライト装置において、薄型を実現するために、側壁等の別部材を設けずに拡散板を支える方法を検討した。そして、拡散板自体に支持機能を持たせることに着目し、検討を重ね、拡散板に突起部を設けることで、拡散板を別部材で支える構造から拡散板自体で支える構造とし、狭額縁かつ薄型のバックライト装置が得られることを見出した。これにより、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達することができた。
すなわち、本発明の一態様は、背面側から前面側に向かって順に、基底部材と、上記基底部材の表面上に配置された複数の発光素子と、拡散板とを有し、上記拡散板は、上記複数の発光素子側に向かって突出した複数の突起部を有し、上記突起部の先端は、平面視において上記複数の発光素子と重複しない位置で、上記基底部材、又は、上記基底部材の表面上に配置された部材と接する直下型バックライト装置であってもよい。
更に、上記直下型バックライト装置を備えることで、狭額縁かつ薄型の液晶表示装置を得ることができる。すなわち、本発明の他の一態様は、液晶パネルと、直下型バックライト装置とを備え、上記直下型バックライト装置は、上記液晶パネルの背面に配置される液晶表示装置であってもよい。
本発明の直下型バックライト装置によれば、光源を側面に有さないため狭額縁であり、かつ、別部材を設けなくとも拡散板の突起部により拡散板を維持できるため薄型にすることができる。また、本発明の液晶表示装置は、狭額縁かつ薄型の直下型バックライト装置を備えるため、狭額縁かつ薄型とすることができる。
実施形態１に係る直下型バックライト装置の一例を示した断面模式図である。 実施形態１に係る直下型バックライト装置の一例を示した平面模式図である。 実施形態１に係る直下型バックライト装置の他の一例を示した断面模式図である。 実施形態１に係る直下型バックライト装置を備えた液晶表示装置の一例を示した断面模式図である。 実施形態２に係る直下型バックライト装置の一例を示した断面模式図である。 実施形態２に係る直下型バックライト装置の一例を示した平面模式図である。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、各実施形態の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る直下型バックライト装置１００Ａの一例を示した断面模式図であり、図２は、実施形態１に係る直下型バックライト装置１００Ａの一例を示した平面模式図である。なお、図１は、図２のＡ－Ｂ線に沿った断面模式図である。図１に示したように、実施形態１に係る直下型バックライト装置１００Ａは、基底部材１０と、基底部材１０の表面上に配置された複数の発光素子２０と、拡散板３０とをこの並び順で有し、拡散板３０は、複数の発光素子２０側に向かって突出した複数の突起部３１を有し、突起部３１の先端は、平面視において複数の発光素子２０と重複しない位置で基底部材１０、又は、基底部材１０の表面上に配置された部材４０と接する。図１において、直下型バックライト装置１００Ａは、複数の発光素子２０で生じた光が拡散板３０を通って上方に発せられるように構成されており、直下型バックライト装置１００Ａの前面側は、図１の上側であり、直下型バックライト装置１００Ａの背面側は、図１の下側である。
本発明のバックライト装置は直下型であるため、複数の発光素子２０が、基底部材１０の表面上に、好ましくは一定間隔で、面状に配置される。そのため、発光素子を端部に配置するエッジライト型と比較して、配置できる面積が広く、配置できる発光素子数の自由度が高いため、高輝度を確保するには有利である。
基底部材１０は、表面上に発光素子２０を配置するための下地となる部材であれば特に限定されず、直下型バックライト装置の背面を構成する部材であってもよい。基底部材１０としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ガラスエポキシ樹脂等から形成されたものが挙げられる。基底部材１０は、複数の発光素子２０を発光させるための駆動回路、制御回路を含んでもよい。基底部材１０自体が光を反射する場合は、基底部材１０の表面上に部材４０を配置しなくてもよい。
基底部材１０は、表面上に部材４０を配置してもよく、基底部材１０の表面上に配置された部材４０は、反射層であってもよい。反射層は、拡散板３０から入射した光を反射するものであれば特に限定されないが、例えば、銀、アルミニウム等の金属の薄膜、ポリエステル等の樹脂フィルム等が挙げられる。反射層を配置することで、発光素子２０から照射された光を反射し、射出面から射出する光の量を多くすることができる。
発光素子２０としては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）等を用いることができる。バックライト装置を薄型にする観点からは、ＬＥＤを用いることが好ましい。液晶表示装置用のバックライト装置として用いる場合には、白色の発光ダイオードであることが好ましい。
複数の発光素子２０は、規則的に配置されてもよい。図３は、実施形態１に係る直下型バックライト装置１００Ａの他の一例を示した断面模式図である。図２及び３に示したように、複数の発光素子２０は、マトリクス状に配置されてもよい。
複数の発光素子２０は、隣り合う二つの発光素子の間隔が、５ｍｍ～２０ｍｍであってもよい。隣り合う二つの発光素子の間隔とは、複数の発光素子のうち、最も近くに配置された二つの発光素子間の間隔をいう。図２及び３では、複数の発光素子２０はマトリクス状に配置されており、隣り合う二つの発光素子は間隔Ｘで配置されている。隣り合う二つの発光素子の間隔を５ｍｍ～２０ｍｍとすることで、面光源として充分な輝度を確保することができる。隣り合う二つの発光素子の間隔のより好ましい下限は７ｍｍであり、より好ましい上限は１５ｍｍである。なお、行方向に配置された隣り合う二つの発光素子の間隔と、列方向に配置された隣り合う二つの発光素子の間隔とは同じでもよいし、異なってもよい。
拡散板３０は、背面側の発光素子２０から入射した光を拡散する機能を有する部材であれば特に限定されず、バックライト装置の分野において通常使用されるものを用いることができる。拡散板３０が設けられることによって、背面側に発光素子２０が配置された領域と、背面側に発光素子２０が配置されていない領域との輝度差を低減することができ、発光面内における輝度ばらつきの少ない直下型バックライト装置が得られる。拡散板３０としては、ポリカーボネート、アクリル樹脂等から形成されたものが挙げられる。拡散板３０の製法としては、例えば、インジェクションモールディング製法（射出成形法）等が挙げられ、インジェクションモールディング製法によれば、突起部を容易に形成することができる。
突起部３１の先端は、基底部材１０又は基底部材１０の表面上に配置された部材４０と接するため、拡散板３０自体が支持機能を有し、他の部材により拡散板３０を支える必要がない。また、突起部３１の先端が、平面視において複数の発光素子２０と重複しない位置で接することで、発光素子２０から射出した光を遮らない。
突起部３１の高さ３１ｈは、３ｍｍ～１５ｍｍであってもよい。本明細書中、突起部３１の高さ３１ｈとは、突起部３１が形成されていない領域の拡散板３０の背面側の表面から、突起部３１の先端が、基底部材１０、又は、基底部材１０の表面上に配置された部材４０と接する面までの距離をいう。突起部３１の高さを調整することで、発光素子２０と拡散板３０との間に一定の距離を設け、発光素子２０からの射出光を充分に拡散し、面光源とすることができる。突起部３１の高さが、３ｍｍ未満であると、発光素子２０と拡散板３０との距離が近いため、発光素子２０から射出された光を充分に拡散できず、射出面から観察した場合に発光素子２０の形状が視認されることがある。
突起部３１の高さのより好ましい下限は５ｍｍである。薄型化を考慮すると、より好ましい上限は１０ｍｍである。突起部３１の太さは、例えば、３ｍｍ程度とされる。
複数の突起部３１は、規則的に配置されてもよい。例えば、図２及び３に示したようにマトリクス状に配置されてもよい。
複数の突起部３１は、隣り合う二つの突起部の間隔が、１０ｍｍ～３０ｍｍであってもよい。隣り合う二つの突起部３１の間隔とは、基底部材１０又は部材４０と接する部分（突起の先端）において最も接近した点同士の距離によって決められ、複数の突起部３１のうち、最も近くに配置された二つの突起部の間隔である。図２及び３では、複数の突起部３１はマトリクス状に配置されており、隣り合う二つの突起部は間隔Ｙで配置されている。隣り合う二つの突起部の間隔が１０ｍｍ未満であると、発光素子２０からの射出光を遮りバックライト装置の輝度が低下することがあり、３０ｍｍを超えると拡散板を支えることが困難となることがある。隣り合う二つの突起部の間隔のより好ましい下限は１５ｍｍであり、より好ましい上限は２５ｍｍである。なお、行方向に配置された隣り合う二つの突起部の間隔と、列方向に配置された隣り合う二つの突起部の間隔とは同じでもよいし、異なってもよい。
実施形態１に係る直下型バックライト装置１００Ａは、更に、拡散板３０の前面側に光学シート５０を有してもよい。光学シート５０を配置することで、発光素子２０から射出された光を拡散、反射し、バックライト装置の輝度を向上させることができる。光学シート５０としては、例えば、拡散シート、プリズムシート等が挙げられる。光学シート５０は、単独で用いてもよいし、複数の光学シートを重ねて用いてもよい。
拡散シートとしては、バックライト装置の分野において通常使用されるものを用いることができる。拡散シートを配置することで、複数の発光素子２０から射出され拡散板３０により拡散された光を、更に拡散し輝度ムラの発生を抑制することができる。拡散シートは、例えば、屈折率の異なる材料を混合すること、透明なシート上に透明な球状の材料を分散させること、表面に透明なシートの表面に凹凸を形成すること等により得られる。
プリズムシートとしては、バックライト装置の分野において通常使用されるものを用いることができる。プリズムシートは、複数の発光素子２０から射出され拡散板３０により拡散された光の進行方向を変化させて、バックライト装置の射出面に向かって輝度を集中的に向上させる機能（集光機能）を有する。プリズムシートの構造としては、表面に三角錐、四角錐、半球等の構造が配列された構造が挙げられる。プリズムシートの材料としては、例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート等の樹脂が挙げられる。
実施形態１に係る直下型バックライト装置１００Ａは、液晶表示装置において、液晶パネルの背面に配置される。図４は、実施形態１に係る直下型バックライト装置１００Ａを備えた液晶表示装置１０００の一例を示した断面模式図である。図４に示したように、液晶パネル２００の背面に上記直下型バックライト装置１００Ａが配置されてもよい。液晶パネル２００は、特に限定されず、液晶表示装置の分野において通常使用されるものを用いることができる。液晶パネル２００の構成としては、例えば、カラーフィルタ、対向電極等を備えたカラーフィルタ基板と、液晶層と、画素電極、信号配線、薄層トランジスタ等を備えたＴＦＴ基板とを順に有し、カラーフィルタ基板とＴＦＴ基板の液晶層と反対側の面に一対の偏光板が配置された構成等が挙げられる。
（実施形態２）
実施形態２は、突起部３１の形状が異なる点以外は、実施形態１と同様である。図５は、実施形態２に係る直下型バックライト装置１００Ｂの一例を示した断面模式図であり、図６は、実施形態２に係る直下型バックライト装置１００Ｂの一例を示した平面模式図である。なお、図５は、図６のＣ－Ｄ線に沿った断面模式図である。実施形態２では、複数の突起部３１の先端と、基底部材１０、又は、基底部材１０の表面上に配置された部材４０とが接する面積が実施形態１よりも広い。また、図５に示したように、発光素子２０の上部にドーム状の空間を形成するように、隣り合う二つの発光素子２０の間に配置されてもよい。このような構成とすることで、複数の発光素子２０から射出される光をより拡散することができ、より輝度ムラの発生を抑制することができる。
［付記］
本発明の一態様は、背面側から前面側に向かって順に、基底部材と、上記基底部材の表面上に配置された複数の発光素子と、拡散板とを有し、上記拡散板は、上記複数の発光素子側に向かって突出した複数の突起部を有し、上記突起部の先端は、平面視において上記複数の発光素子と重複しない位置で、上記基底部材、又は、上記基底部材の表面上に配置された部材と接する直下型バックライト装置であってもよい。
上記突起部の高さは、３ｍｍ～１５ｍｍであってもよい。
上記複数の発光素子は、隣り合う二つの発光素子の間隔が、５ｍｍ～２０ｍｍであってもよい。
上記複数の突起部は、隣り合う二つの突起部の間隔が、１０ｍｍ～３０ｍｍであってもよい。
上記基底部材の表面上に配置された部材は、反射層であってもよい。
上記直下型バックライト装置は、更に、上記拡散板の前面側に光学シートを有してもよい。
上記発光素子は、発光ダイオードであってもよい。
本発明の他の一態様は、上記液晶パネルと、直下型バックライト装置とを備え、上記直下型バックライト装置は、上記液晶パネルの背面に配置される液晶表示装置であってもよい。
１０：基底部材
２０：発光素子
３０：拡散板
３１：突起部
３１ｈ：突起部の高さ
４０：基底部材の表面上に配置された部材
５０：光学シート
Ｘ：隣り合う二つの発光素子の間隔
Ｙ：隣り合う二つの突起部の間隔
１００Ａ：実施形態１に係る直下型バックライト装置
１００Ｂ：実施形態２に係る直下型バックライト装置
２００：液晶パネル
１０００：実施形態１に係る直下型バックライト装置を備えた液晶表示装置

 

Claims (8)

  1. 背面側から前面側に向かって順に、
    基底部材と、
    前記基底部材の表面上に配置された複数の発光素子と、
    拡散板とを有し、
    前記拡散板は、前記複数の発光素子側に向かって突出した複数の突起部を有し、
    前記突起部の先端は、平面視において前記複数の発光素子と重複しない位置で、前記基底部材、又は、前記基底部材の表面上に配置された部材と接することを特徴とする直下型バックライト装置。
  2. 前記突起部の高さは、３ｍｍ～１５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の直下型バックライト装置。
  3. 前記複数の発光素子は、隣り合う二つの発光素子の間隔が、５ｍｍ～２０ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の直下型バックライト装置。
  4. 前記複数の突起部は、隣り合う二つの突起部の間隔が、１０ｍｍ～３０ｍｍであることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の直下型バックライト装置。
  5. 前記基底部材の表面上に配置された部材は、反射層であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の直下型バックライト装置。
  6. 前記直下型バックライト装置は、更に、前記拡散板の前面側に光学シートを有することを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の直下型バックライト装置。
  7. 前記発光素子は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の直下型バックライト装置。
  8. 液晶パネルと、前記請求項１～７のいずれかに記載の直下型バックライト装置とを備え、
    前記直下型バックライト装置は、前記液晶パネルの背面に配置されることを特徴とする液晶表示装置。
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