WO2011074410A1 - 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a lighting device, a display device, and a television receiver.
- liquid crystal panels and plasma display panels have been used as display elements of image display apparatuses, which enables thinning of image display apparatuses.
- the liquid crystal panel does not emit light, and thus a separate illumination device (backlight device) is required.
- This illuminating device includes an LED (light source) disposed on a side end (side edge) of the illuminating device, and a light guide plate that emits light from the LED toward a display surface of a liquid crystal panel. More specifically, the LEDs are arranged toward the light incident surface of the light guide plate, and light incident from the light incident surface is guided by repeating total reflection in the light guide plate, and the light exit surface. It is emitted from.
- LED light source
- a light guide plate that emits light from the LED toward a display surface of a liquid crystal panel. More specifically, the LEDs are arranged toward the light incident surface of the light guide plate, and light incident from the light incident surface is guided by repeating total reflection in the light guide plate, and the light exit surface. It is emitted from.
- an illumination device having a configuration in which a plurality of light guide plates are arranged in a matrix.
- Each light guide plate is provided with a light source, and the brightness of light emitted from each light guide plate can be controlled by individually controlling the light sources. Thereby, brightness control for each region corresponding to each light guide plate can be performed on the light exit surface of the lighting device, and higher display quality can be obtained (so-called local dimming method).
- a light source may be arranged between adjacent light guide plates.
- a gap is generated between the adjacent light guide plates.
- the part corresponding to the gap becomes a dark part, the uniformity of light is lowered, and there is a possibility that luminance unevenness occurs.
- the total number of light guide plates to be used is likely to increase, and the workability associated with assembly of the light guide plates is reduced.
- the present invention has been completed based on the above circumstances, and an object thereof is to provide an illuminating device with improved workability when the light guide plate is assembled. It is another object of the present invention to provide a display device and a television receiver provided with such a lighting device.
- an illumination device of the present invention includes a light source, a light incident surface on which light from the light source is incident, and a light emitting surface that emits the light, and the light emitting surface is planarly viewed.
- the inclined surface is inclined so as to protrude outward, and one of the inclined surfaces on both sides is opposed to the light emitting surface of the light source to be the light incident surface.
- two side surfaces are inclined surfaces, and the inclined surfaces protrude toward the outside of the light guide plate in one side direction of the light output surface as approaching the light output surface side. It is inclined.
- the light exit surface and the opposite surface thereof have different sizes, and the light exit surface and the opposite surface have the same size (for example, the light guide plate).
- positioning the direction of a light-projection surface toward a predetermined direction becomes favorable.
- the inclined surfaces on both sides are symmetrical, regardless of which of the inclined surfaces on either side is the light incident surface, the optical characteristics (for example, refraction of incident light on the light incident surface). Etc.) is the same. That is, when the light guide plate is disposed, either one of the two inclined surfaces may be disposed toward the light source. For this reason, for example, as compared with a configuration in which only one surface of the light guide plate is selected and arranged toward the light source, the work of aligning the direction of the light guide plate with respect to the light source is facilitated.
- the light emitting surface is provided with a transmission / scattering portion that transmits and scatters the light in the light guide plate to emit the light from the light emitting surface, and the light emitting surface in the one side direction is provided with the light scattering surface.
- the distribution density of the transmission scattering portion at the light source side end may be set lower than the distribution density of the transmission scattering portion on the center side in the one side direction of the light exit surface.
- the light in the light guide plate can be emitted from the light exit surface by the transmission / scattering portion.
- the light incident surface is an inclined surface that is inclined so as to protrude to the outer side (light source side) of the light guide plate in one side direction of the light output surface as it approaches the light output surface side
- the incident light is easily refracted toward the light exit surface side.
- the light exit surface on the light source side the light incident surface side on which light is incident
- light with a small incident angle with respect to the light exit surface increases, and a large amount of light that is not totally reflected (emitted light). Become. For this reason, it is conceivable that the amount of emitted light increases at the end on the light source side.
- the distribution density of the transmission scattering portion at the light source side end in the one side direction of the light emission surface is set lower than the distribution density of the transmission scattering portion on the center side in the one side direction of the light emission surface; did.
- the light emission amount at the end on the light source side on the light emission surface can be reduced.
- the distribution density at the end on the light source side only needs to be smaller than the distribution density on the center side. Is also included.
- the transmission / scattering part may be constituted by a dot pattern. With such a configuration, it is possible to easily set the distribution density of the transmission / scattering portion by setting the mode (area, arrangement interval, etc.) of each dot.
- the light guide plate has a shape extending in a direction intersecting the one side direction of the light emitting surface, and a plurality of the light sources are arranged along a direction intersecting the one side direction of the light emitting surface.
- the total number of light guide plates is reduced, and workability for assembly is improved.
- the “direction intersecting the one side direction of the light emitting surface” includes, for example, “a direction along the surface direction of the light emitting surface and intersecting the one side direction of the light emitting surface”. Can do.
- the light source and the light guide plate include a chassis, and the light source and the light guide plate are arranged in a plurality along the bottom plate of the chassis.
- the inclined surface is arranged so as to face the inclined surface of the other light guide plate, and the light source is between the inclined surface of the one light guide plate and the inclined surface of the other light guide plate. It can be arranged in the formed light source arrangement region.
- the light source is arranged in the light source arrangement region formed between two adjacent light guide plates among the plurality of light guide plates arranged along the bottom plate of the chassis,
- the dimension in the direction intersecting the surface (bottom surface) of the bottom plate can be reduced. That is, by arranging a plurality of light guide plates, it is possible to reduce the thickness of the lighting device while achieving a configuration capable of realizing the local dimming method.
- the light source arrangement region is formed by facing the inclined surface of one light guide plate and the inclined surface of the other light guide plate.
- the upper end side (side closer to the light emitting surface) of the light source arrangement region is narrower than the configuration in which the light source arrangement region is formed between two parallel surfaces. Can do. That is, in plan view, it is possible to narrow the distance between the light emitting surfaces of both light guide plates, and to suppress uneven brightness that may occur in the gap between the light emitting surfaces.
- the lower end side (the side far from the light emitting surface) of the light source arrangement area is widened, for example, only one of the two surfaces (two faces facing each other) constituting the light source arrangement area is an inclined surface. In comparison, it is easy to enlarge the light source arrangement area. Thereby, it can suppress that the heat
- the light source arrangement area is compared with a configuration in which only one of the two surfaces (two faces facing each other) constituting the light source arrangement area is an inclined surface. It is easy to form the lower end side (the side far from the light exit surface) of the substrate. Thereby, it becomes easy to set a light source arrangement area widely, and it can suppress that the heat at the time of a light source emitting light is confined in a light source arrangement area. As a result, it is possible to suppress the temperature rise of the light source and to increase the operation reliability.
- a diffusion plate arranged to cover the space between the two adjacent light guide plates from the light emitting surface side may be provided.
- a light emitting diode can be exemplified. Power consumption can be reduced by using a light emitting diode.
- the surface of the light guide plate opposite to the light exit surface may be covered with a reflecting member that reflects light from the light source toward the light exit surface.
- a display device of the present invention includes the above-described illumination device and a display panel that performs display using light from the illumination device.
- a liquid crystal panel can be exemplified as the display panel.
- Such a display device can be applied as a liquid crystal display device to various uses, for example, a desktop screen of a television or a personal computer, and is particularly suitable for a large screen.
- a television receiver includes the display device.
- the disassembled perspective view which shows schematic structure of the television receiver which concerns on embodiment of this invention.
- the disassembled perspective view which shows schematic structure of the liquid crystal display device with which the television receiver of FIG. 1 is provided.
- the top view which shows the structure of the backlight apparatus with which the liquid crystal display device of FIG. 2 is provided.
- FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross-sectional configuration along the short side direction of the liquid crystal display device of FIG. 2 (cross-sectional view taken along line AA of FIG. 4).
- the top view which shows the light-projection surface of a light-guide plate.
- FIG. 6 is an enlarged sectional view showing the vicinity of an LED in FIG.
- FIGS. 5 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
- the X axis, the Y axis, and the Z axis are drawn in a part of each drawing, and the drawing is such that the directions of the respective axes are the same in each drawing.
- the upper side shown in FIG. 5 is the front side, and the lower side is the back side.
- the television receiver TV includes a liquid crystal display device 10 (display device), front and back cabinets Ca and Cb that are accommodated so as to sandwich the liquid crystal display device 10, and a power source P.
- a tuner T is provided, and the display surface 11a is supported by the stand S so as to be along, for example, the vertical direction (Y-axis direction).
- the liquid crystal display device 10 has a horizontally long rectangular shape as a whole, and includes a liquid crystal panel 11 as a display panel and a backlight device 12 (illumination device) as an external light source, as shown in FIG.
- a bezel 13 having a shape (see FIG. 5) or the like is integrally held.
- the liquid crystal panel 11 (display panel) has a rectangular shape in plan view, and a pair of glass substrates are bonded together with a predetermined gap therebetween, and liquid crystal is sealed between the glass substrates. It is said.
- One glass substrate is provided with a switching element (for example, TFT) connected to a source wiring and a gate wiring orthogonal to each other, a pixel electrode connected to the switching element, an alignment film, and the like.
- the substrate is provided with a color filter and counter electrodes in which colored portions such as R (red), G (green), and B (blue) are arranged in a predetermined arrangement, and an alignment film.
- a polarizing plate 11b is disposed outside both substrates (see FIG. 5).
- the backlight device 12 roughly covers a chassis 14 having a substantially box shape opened on the front side (the liquid crystal panel 11 side, the light emitting side), and an opening of the chassis 14.
- the optical member 15 arranged as described above, the LED 16 (Light Emitting Diode) as a light source arranged in the chassis 14, the LED substrate 17 on which the LED 16 is mounted, and the light emitted from the LED 16 as an optical member And a light guide plate 30 guided to the 15 side.
- the backlight device 12 includes a receiving member 19 that receives the diffusion plates 15a and 15b constituting the optical member 15 from the back side, and a pressing member 20 that presses the diffusion plates 15a and 15b from the front side.
- the chassis 14 is made of metal, and as shown in FIG. 5, the bottom plate 14a has a rectangular shape, the side plate 14b rises from the outer end of each side of the bottom plate 14a, and the rising end of each side plate 14b. And a receiving plate 14c projecting outward from the bottom, and as a whole, has a shallow substantially box shape (substantially shallow dish shape) opened toward the front side.
- the long side direction of the chassis 14 coincides with the horizontal direction (X-axis direction), and the short side direction coincides with the vertical direction (Y-axis direction).
- a receiving member 19 and a pressing member 20 can be placed on each receiving plate 14c in the chassis 14 from the front side.
- the bezel 13, the receiving member 19, and the pressing member 20 are fixed to the receiving plate 14c by screws.
- the optical member 15 is interposed between the liquid crystal panel 11 and the light guide plate 30, and is disposed on the liquid crystal panel 11 side with diffusion plates 15 a and 15 b disposed on the light guide plate 30 side. And an optical sheet 15c.
- the diffusing plates 15a and 15b have a configuration in which a large number of diffusing particles are dispersed in a transparent resin base material having a predetermined thickness, and have a function of diffusing transmitted light.
- Two diffuser plates 15a and 15b having the same thickness are stacked and arranged.
- the optical sheet 15c has a sheet shape that is thinner than the diffusion plates 15a and 15b, and three optical sheets are laminated.
- the optical sheet 15c includes three sheets of a diffusion sheet, a lens sheet, and a reflective polarizing sheet in order from the diffusion plates 15a and 15b side (back side).
- the configuration of the optical sheet 15c is not limited to the configuration described above, and can be changed as appropriate. For example, only one of a diffusion sheet, a lens sheet, and a reflective polarizing sheet may be used, and the number of sheets used can be changed as appropriate.
- the receiving member 19 is arranged on the outer peripheral end of the chassis 14 and can receive the outer peripheral end of the diffusion plates 15a and 15b over substantially the entire periphery.
- the diffusion plate 15a on the front side is placed on a step portion 19a formed at the inner end portion of the receiving member 19, as shown in FIG.
- the holding member 20 is disposed at the outer peripheral end of the chassis 14, and the width dimension thereof is sufficiently smaller than the short side dimension of the chassis 14 and the diffusion plates 15 a and 15 b, so that the diffusion plate 15 a It is possible to locally press the outer peripheral end.
- the pressing member 20 has a pressing piece 20 a extending inward of the chassis 14, the back side surface of the pressing piece 20 a presses the diffusion plate 15 a, and the front side surface is a cushioning material 20 b.
- the liquid crystal panel 11 can be received via the.
- a protrusion 20c that can be fitted into a recess 19b formed in the receiving member 19 is provided on the back side of the pressing member 20, and the positioning of the pressing member 20 is achieved by fitting the protrusion 20c into the recess 19b. Has been.
- the LED 16 is arranged on the side end (side edge) of each light guide plate 30.
- the light guide plate 30 has a rectangular plate shape that is long in the X-axis direction in plan view, and the short-side direction is the short-side direction of the chassis 14 (Y-axis direction, vertical direction).
- the long side direction is parallel to the long side direction (X-axis direction, horizontal direction) of the chassis 14.
- the light guide plates 30 are arranged in a plurality of rows (19 rows in this embodiment) in the Y-axis direction on the bottom plate 14 a of the chassis 14.
- the LEDs 16 are respectively arranged between adjacent light guide plates 30 (light source arrangement region 36 described later), and a plurality of LEDs 16 are arranged in the X-axis direction.
- the LED 16 has a configuration (so-called surface mount type) that is surface-mounted on the LED substrate 17 as shown in FIGS.
- the LED 16 has a substantially block shape as a whole, and is a side-emitting type in which a side surface adjacent to a mounting surface (a bottom surface in contact with the LED substrate 17) with respect to the LED substrate 17 is a light emitting surface 16a.
- the LED 16 has its optical axis LA arranged along the direction along the Y-axis direction.
- the optical axis LA of the LED 16 is arranged in a direction parallel to the display surface 11 a of the liquid crystal panel 11 or the light emitting surface 31 of the light guide plate 30, in other words, the optical axis LA of the chassis 14 is The short side direction (direction along the bottom plate 14a of the chassis 14), that is, the vertical direction coincides with the light emission direction (light emission direction from the light emitting surface 16a) upward in the vertical direction.
- the light emitted from the LED 16 spreads radially to some extent within a predetermined angle range around the optical axis LA, but its directivity is higher than that of, for example, a cold cathode tube. Yes. That is, the light emission intensity of the LED 16 exhibits an angular distribution in which the direction along the optical axis LA is conspicuously high and rapidly decreases as the tilt angle with respect to the optical axis LA increases.
- the LED 16 has a configuration in which a plurality of LED chips, which are light emitting elements, are sealed in a housing with a resin material or the like.
- the LED 16 includes, for example, three types of LED chips having different main emission wavelengths. Specifically, each LED chip emits R (red), G (green), and B (blue) in a single color. It has become.
- the base end side of the LED 16 is soldered to the land on the LED substrate 17.
- the LED substrate 17 is made of a synthetic resin whose surface (including the surface facing the light guide plate 30) is white with excellent light reflectivity. As shown by the broken line in FIG. 4, the LED substrate 17 has a rectangular plate shape extending in the X-axis direction when viewed in plan, and the long side dimension is set to be substantially the same as the long side dimension of the bottom plate 14a. . Further, a mounting hole (not shown) for screwing the LED board 17 is formed in the bottom plate 14a at a predetermined position.
- a wiring pattern (not shown) made of a metal film is formed on the LED substrate 17, and a plurality of LEDs 16 are mounted at predetermined positions.
- a control board (not shown) is connected to the LED board 17, and electric power necessary for lighting the LED 16 is supplied from the LED board 17 and drive control of the LED 16 is possible.
- a plurality of LEDs 16 are arranged on the LED substrate 17 along the long side direction.
- a photo sensor (not shown) is mounted on the LED substrate 17. By detecting the light emission state of each LED 16 with this photo sensor, each LED 16 can be feedback-controlled.
- the entire light guide plate 30 has a symmetrical shape centered on the symmetry axis L1 passing through the center position in the short side direction (Y-axis direction), and has a trapezoidal cross-sectional shape.
- the light guide plate 30 is made of a synthetic resin material (for example, polycarbonate or the like) having a refractive index sufficiently higher than that of air and substantially transparent (excellent translucency).
- the surface of the light guide plate 30 facing the front side, that is, almost the entire area facing the diffusion plate 15b is a light emitting surface 31 having a rectangular shape (square shape) in plan view.
- the light emission surface 31 is a substantially smooth surface and is substantially parallel to the plate surfaces of the diffusion plates 15a and 15b (or the display surface 11a of the liquid crystal panel 11).
- the side surfaces on both sides in the one side direction (Y-axis direction) of the light emitting surface 31 are inclined surfaces 32 directed to the LED 16 side.
- the inclined surface 32 is inclined so as to protrude to the outside of the light guide plate 30 in the Y-axis direction as it approaches the light emitting surface 31 side. That is, in the light guide plate 30, the left inclined surface 32 (denoted by reference numeral 32A) shown in FIG. 5 is inclined so as to protrude toward the left side of FIG. 5 as it approaches the light emitting surface 31 side, and the right side shown in FIG.
- the inclined surface 32 (denoted by 32B) is inclined so as to protrude to the right side of FIG. 5 as it approaches the light emitting surface 31 side.
- the inclined surfaces 32A and 32B on both sides have a symmetrical shape (for example, a symmetrical shape with the above-described symmetry axis L1 as the center).
- one of the inclined surfaces 32 on both sides is arranged in a shape facing the corresponding LED 16. More specifically, the inclined surface 32A is disposed to face the light emitting surface 16a of the LED 16, and is a light incident surface on which light from the LED 16 is incident. That is, the light guide plate 30 in the present embodiment has two inclined surfaces 32 on both sides in the Y-axis direction, and the light from the LED 16 is incident from one inclined surface 32A.
- a transmission / scattering portion 35 that transmits and scatters light is formed on almost the entire surface of the light emission surface 31.
- the transmission / scattering portion 35 is configured by a dot pattern, and is configured by arranging a plurality of dots 35a having a circular shape in plan view, for example, in a zigzag shape (staggered or staggered) as shown in FIG. ing.
- Each dot 35a is formed, for example, by printing a paste mixed with transparent fine particles (such as plastic or glass), which is a transmission diffusion material, on the light emitting surface 31.
- the printing means silk screen printing, ink jet printing and the like are suitable.
- the refractive index of such transparent fine particles is set to be approximately the same as the refractive index of the light guide plate 30, for example.
- the light within the light guide plate 30 is scattered by the transmission / scattering unit 35 to generate light whose incident angle with respect to the light exit surface 31 does not exceed the critical angle (that is, light that is not totally reflected), and thus the light exit surface.
- the light can be emitted from 31 to the outside.
- the area of the dot 35a at the end Y1 on the LED 16 side in the Y-axis direction is the dot 35a at the center (in FIG. 6). It is set smaller than the area of (reference numeral 35a1).
- the distribution density of the transmission / scattering portions 35 at the end portion Y1 (light source side end portion) on the LED 16 side is the center side in the Y-axis direction. It is set to be lower than the distribution density of the transmission / scattering portion 35.
- the distribution density of the transmission / scattering portion 35 may be set as described above by appropriately setting the arrangement interval of each dot 35a.
- the distribution density of the transmission / scattering portion 35 at the end portion Y1 (light source side end portion) on the LED 16 side is It is good also as a structure which becomes lower than the distribution density of the transmission scattering part 35 of a center part.
- the end portion Y1 on the LED 16 side is not limited to the range shown in FIG.
- the distribution density of the transmission / scattering portion 35 may be configured to be relatively low on the end side (outside) on the LED 16 side in the Y-axis direction and relatively high on the center side in the Y-axis direction.
- a light reflection sheet 24 (reflection member) is laid on the bottom plate 14a of the chassis 14.
- the light reflecting sheet 24 is disposed so as to cover almost the entire surface of the back side of the light guide plate 30 (the surface 33 opposite to the light emitting surface 31).
- the light reflection sheet 24 is made of, for example, a synthetic resin, and the surface thereof is white with excellent light reflectivity.
- a plurality of light guide plates 30 are arranged in the Y-axis direction along the bottom plate 14a of the chassis 14 (see FIG. 3).
- the two light guide plates 30 adjacent to each other have an inclined surface 32 (for example, an inclined surface 32A in FIG. 5) on one light guide plate 30 and an inclined surface 32 (for example, an inclined surface 32B in FIG. 5) on the other light guide plate 30. ).
- positioned is formed between both adjacent inclined surface 32A, 32B.
- each light guide plate 30 has a shape extending in the X-axis direction (a direction intersecting one side direction (Y-axis direction) of the light emission surface 31 described above), and correspondingly, a light source arrangement is provided.
- the region 36 has a shape extending in the X-axis direction.
- a plurality of LEDs 16 are arranged along the extending direction (X-axis direction) of the light source arrangement region 36.
- a plurality of LEDs 16 are arranged on the light guide plate 30 over substantially the entire length in the long side direction.
- the extending direction of the light guide plate 30 is not limited to the X-axis direction, and may be “a direction intersecting one side direction of the light emitting surface”.
- the X-axis direction described above can be referred to as “a direction along the surface direction (X-axis and Y-axis directions) of the light emitting surface and intersecting one side direction of the light emitting surface”.
- the length YB of the lower end (back end) of the light source arrangement region 36 in the Y-axis direction is the upper end (front end, end near the light emitting surface 31). ) Is set larger than the length YA. That is, the light source arrangement region 36 has a substantially trapezoidal shape in a side view in which the upper end portion is the narrowest and increases in width toward the back side.
- the optical member 15 (diffusing plates 15a, 15b, etc.) described above is set in an area that can cover all the light guide plates 30 arranged on the chassis 14. Thereby, the optical member 15 collects all the light guide plates 30 including the gaps between adjacent light guide plates 30 (regions between the light guide plates 30 and corresponding to the upper end portion of the light source arrangement region 36) as a light emitting surface. It is configured to cover from the 31 side (front side).
- the light guide plate 30 is assembled to the LED substrate 17 in a state where each LED 16 is surface-mounted. Specifically, after each LED board 17 is attached to a predetermined position with respect to the bottom plate 14 a of the chassis 14, the light guide plate 30 is attached to a position corresponding to each LED 16 on each LED board 17.
- the inclined surface 32 needs to be arranged toward the LED 16 side. Further, in order to emit light emitted from the light guide plate 30 to the liquid crystal panel 11 side, it is necessary to arrange the light emitting surface 31 toward the liquid crystal panel 11 side. That is, when the backlight device 12 is assembled, it is necessary to correctly align the light guide plate 30 with the LED 16.
- two side surfaces of the side surfaces of the light guide plate 30 are inclined surfaces 32, and the inclined surfaces 32 become closer to the light emitting surface 31 side in the Y-axis direction (one side of the light emitting surface 31). (In the direction) is inclined so as to protrude to the outside of the light guide plate 30.
- the light emitting surface 31 and the opposite surface 33 have different sizes, and the light emitting surface 31 and the opposite surface 33 have the same size.
- positioning the direction of the light-projection surface 31 toward a predetermined direction becomes favorable.
- any one of the two inclined surfaces 32A and 32B may be disposed so as to face the light emitting surface 16a of the LED 16 (in this embodiment, the inclined surface 32A is provided). It faces the light emitting surface 16a).
- work which aligns the direction of a light-guide plate with respect to LED16 becomes easy.
- the inclined surfaces 32A and 32B on both sides may be asymmetric.
- the assembly of the backlight device 12 and the liquid crystal display device 10 is completed by incorporating other members. From the above, in this embodiment, workability when the light guide plate 30 is arranged on the chassis 14 can be improved. Accordingly, it is possible to provide the backlight device 12 with improved workability when the light guide plate 30 is assembled, and the liquid crystal display device 10 and the television receiver TV using the backlight device 12.
- the light emitting surface 31 is provided with a transmission / scattering portion 35 that transmits and scatters the light in the light guide plate 30 so as to be emitted from the light emitting surface 31. Is set lower than the distribution density of the transmission / scattering portion 35 at the center in the Y-axis direction.
- the inclined surface 32 is an inclined surface that is inclined so as to protrude to the outside (the LED 16 side) of the light guide plate 30 in the Y-axis direction as it approaches the light emitting surface 31 side.
- the light incident on the inclined surface 32A that is the incident surface is easily refracted toward the light emitting surface 31 (refracted light is indicated by an arrow LB).
- the light with which the incident angle with respect to the light-projection surface 31 becomes small increases. As a result, more light that is not totally reflected (emitted light) increases on the light exit surface 31.
- the distribution density of the transmission / scattering portion 35 is uniform over the entire surface of the light emitting surface 31, the amount of emitted light may increase at the end portion on the LED 16 side. Thereby, in the light emission surface 31, the edge part by the side of LED16 will become bright compared with a center part, and there exists a concern about the situation which becomes a brightness nonuniformity.
- the distribution density of the transmission / scattering portion 35 at the LED 16 side end in the Y-axis direction is set lower than the distribution density of the central transmission / scattering portion 35 in the Y-axis direction.
- a portion where the density of the transmission / scattering portion 35 is low has a smaller light emission amount than a portion where the density is high.
- the light emission amount of the edge part by the side of LED16 can be made low.
- the situation where the light emission amount at the end portion on the LED 16 side becomes higher than that on the central side is suppressed. And luminance unevenness due to this can be suppressed.
- the transmission / scattering portion 35 is constituted by a dot pattern. With such a configuration, it is possible to easily set the distribution density of the transmission / scattering portion 35 by setting the mode (area, arrangement interval, etc.) of each dot 35a.
- the light guide plate 30 has a shape extending in the X-axis direction (a direction intersecting one side direction of the light emitting surface 31), and a plurality of LEDs 16 are arranged along the X-axis direction.
- the luminance distribution in the X-axis direction can be controlled by individually lighting the plurality of LEDs 16 arranged along the X-axis direction.
- a plurality of light guide plates 30 and LEDs 16 having such a configuration are arranged in the Y-axis direction.
- the brightness distribution in the planar direction (X-axis direction and Y-axis direction) on the light emission side of the backlight device 12 is controlled by individually controlling lighting or non-lighting of each LED 16 by a control board (not shown). It can be controlled (so-called local dimming method).
- the contrast performance that is extremely important as the display performance in the liquid crystal display device 10 can be remarkably improved.
- the chassis 14 which accommodates LED16 and the light-guide plate 30 is provided, LED16 and the light-guide plate 30 are arranged in multiple numbers along the bottom plate 14a of the chassis 14, and in two light-guide plates 30 adjacent, in one light-guide plate 30.
- the inclined surface 32A is arranged to face the inclined surface 32B of the other light guide plate 30, and the LED 16 is formed between the inclined surface 32A of the one light guide plate 30 and the inclined surface 32B of the other light guide plate 30. It is arranged in the light source arrangement area 36.
- arranged along the bottom plate 14a of the chassis 14 In the backlight device 12, the dimension in the Z-axis direction (direction intersecting the surface (bottom surface) of the bottom plate 14a of the chassis 14) can be reduced. That is, by arranging a plurality of light guide plates 30, it is possible to reduce the thickness of the backlight device 12 while achieving a configuration capable of realizing the local dimming method.
- the light source arrangement region 36 is formed by facing the inclined surface 32A of one light guide plate 30 and the inclined surface 32B of the other light guide plate 30.
- the upper end side (side closer to the light emitting surface) of the light source arrangement region 36 is made narrower than the configuration in which the light source arrangement region is formed between two parallel surfaces. be able to. That is, in plan view, it is possible to narrow the interval between the light emitting surfaces 31 of the two light guide plates 30 adjacent to each other (length YA in FIG. 7), and suppress luminance unevenness that may occur in the gap between the light emitting surfaces 31. can do.
- the light source arrangement region 36 is formed between the inclined surfaces 32A and 32B, for example, compared with a configuration in which only one of the two surfaces (two surfaces facing each other) constituting the light source arrangement region 36 is an inclined surface.
- the lower end (corresponding to the length YB in FIG. 7) side (the side far from the light exit surface 31) of the light source arrangement region 36 can be easily formed.
- the high temperature of the LED 16 can be suppressed and the operation reliability can be further increased.
- the backlight device 12 includes diffusion plates 15a and 15b arranged so as to cover the space between two adjacent light guide plates 30 from the light emitting surface 31 side.
- an LED 16 (light emitting diode) is provided. Power consumption can be reduced by using a light emitting diode.
- the surface 33 opposite to the light emitting surface 31 is covered with a light reflecting sheet 24 that reflects the light from the LED 16 toward the light emitting surface 31 side.
- the Y-axis direction (the short side direction of the chassis 14) is exemplified as the “one side direction of the light emitting surface” in the present invention, but is not limited thereto.
- the “one side direction of the light exit surface” may be, for example, the X-axis direction (long side direction of the chassis 14). Further, it may be any one direction on a plane along the X-axis direction and the Y-axis direction.
- the present invention is not limited thereto.
- a scattering reflection portion that scatters and reflects light may be formed on the surface 33 opposite to the light emission surface 31, and light scattered and reflected by the scattering reflection portion may be emitted from the light emission surface 31. .
- the transmission / scattering unit 35 is configured by printing a dot pattern, but the configuration is not limited thereto.
- the transmission / scattering unit 35 may be configured to transmit and scatter light, and may be configured by making the light exit surface 31 have an uneven shape or a lens shape.
- the arrangement number and arrangement direction of the LED 16 and the light guide plate 30 are not limited to those of the above-described embodiment, and can be appropriately changed.
- the diffusion plates 15a and 15b cover the entire light guide plate 30 disposed on the chassis 14, but the present invention is not limited to this.
- the diffusion plates 15a and 15b may be configured to cover only the gap between the adjacent light guide plates 30 (between the light guide plates 30) from the light emitting surface 31 side.
- the LED 16 is configured by combining three LED chips that emit monochromatic light of R (red), G (green), and B (blue) has been described.
- an LED chip that emits blue light in a single color may be incorporated and white light may be emitted by a phosphor.
- light sources other than LED it is also possible to apply light sources other than LED as a light source.
- the TFT is used as the switching element of the liquid crystal display device.
- the present invention can also be applied to a liquid crystal display device using a switching element other than TFT (for example, a thin film diode (TFD)), and color display.
- a switching element other than TFT for example, a thin film diode (TFD)
- TFT thin film diode
- the present invention can be applied to a liquid crystal display device that displays black and white.
- the liquid crystal display device using the liquid crystal panel 11 as the display panel has been exemplified, but the present invention can also be applied to a display device using another type of display panel.
- the television receiver provided with the tuner is exemplified, but the present invention can also be applied to a display device not provided with the tuner.
- SYMBOLS 10 Liquid crystal display device (display device), 11 ... Liquid crystal panel (display panel), 12 ... Backlight device (illumination device), 14 ... Chassis, 14a ... Bottom plate of chassis, 15a, 15b ... Diffusion plate, 16 ... LED ( Light source, light emitting diode), 16a: light emitting surface, 24: light reflecting sheet (reflective member), 30: light guide plate, 31: light emitting surface, 32: inclined surface, 32A: inclined surface (inclination facing the light emitting surface of the light source) Surface (light incident surface) and inclined surface of one light guide plate, 32B... Inclined surface (inclined surface of the other light guide plate), 33... Surface opposite to the light exit surface of the light guide plate, 35. Part, 36 ... light source arrangement area, TV ... TV receiver, Y1 ... LED16 side end (light source side end)
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Abstract
導光板組付け時の作業性を向上させた照明装置と、このような照明装置を用いた表示装置及びテレビ受信装置を提供することを目的とする。本発明に係る照明装置は、LED(16)と、LED(16)からの光が入射する傾斜面(32A)及び、その光を出射させる光出射面(31)を有し、光出射面(31)が平面視方形状をなす導光板(30)と、を備え、導光板(30)は、光出射面(31)の一辺方向における両側の側面が、光出射面(31)側に近づくにつれて、光出射面(31)の一辺方向における導光板(30)の外側に突き出す形で傾斜する傾斜面(32A,32B)とされ、両側の傾斜面(32A,32B)はそれぞれ対称な形状をなし、その傾斜面(32A,32B)のうち、いずれか一方がLED(16)の発光面(16a)と対向して光入射面されていることを特徴とする。
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、画像表示装置の表示素子としては、液晶パネルやプラズマディスプレイパネルなどの薄型表示素子が用いられ、画像表示装置の薄型化を可能としている。表示素子として液晶パネルを用いた場合、液晶パネルは自発光しないため、別途に照明装置(バックライト装置)を必要としている。
照明装置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。この照明装置は、当該照明装置の側端部(サイドエッジ)に配されたLED(光源)と、LEDからの光を液晶パネルの表示面に向けて出射させる導光板とを備える。より具体的に説明すると、LEDは、導光板の光入射面に向かって配されており、光入射面から入射した光は、導光板内で全反射を繰り返すことで導光され、光出射面から出射される。
(発明が解決しようとする課題)
上述した特許文献1の照明装置において、導光板を組み付ける際には、光出射面を所定の方向(例えば、液晶パネル側)に向けて配する必要がある。このため、導光板の光出射面の向きに留意して組付け作業を行う必要があり、この点において作業性を改善する余地があった。
上述した特許文献1の照明装置において、導光板を組み付ける際には、光出射面を所定の方向(例えば、液晶パネル側)に向けて配する必要がある。このため、導光板の光出射面の向きに留意して組付け作業を行う必要があり、この点において作業性を改善する余地があった。
また、複数の導光板を行列状に配列した構成の照明装置が知られている。各導光板には、それぞれ光源が配されており、各光源を個別に駆動制御することで、各導光板から出射される光の輝度を制御することができる。これにより、照明装置の光出射面において、各導光板に対応した領域毎の輝度制御を行うことができ、より高い表示品質を得ることができる(いわゆるローカルディミング方式)。
上記のように複数の導光板を配列した構成では、光源を隣り合う導光板間に配する場合がある。この場合、光源を配するスペースを確保するために、隣り合う導光板間には隙間が生じる。このため、その隙間に対応する箇所が暗部となってしまい、光の均一性が低下し、輝度ムラとなるおそれがあった。また、複数の導光板を行列状に配列する結果、使用する導光板の総枚数が多くなりやすく、導光板の組付けに係る作業性が低下するといった問題も懸念される。
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、導光板組付け時の作業性を向上させた照明装置を提供することを目的としている。また、本発明は、そのような照明装置を備えた表示装置、テレビ受信装置を提供することを目的としている。
(課題を解決するための手段)
上記課題を解決するために、本発明の照明装置は、光源と、前記光源からの光が入射する光入射面及び、その光を出射させる光出射面を有し、前記光出射面が平面視方形状をなす導光板と、を備え、前記導光板は、前記光出射面の一辺方向における両側の側面が、前記光出射面側に近づくにつれて、前記光出射面の前記一辺方向における前記導光板の外側に突き出す形で傾斜する傾斜面とされ、両側の前記傾斜面のうち、いずれか一方が前記光源の発光面と対向して前記光入射面とされていることに特徴を有する。
上記課題を解決するために、本発明の照明装置は、光源と、前記光源からの光が入射する光入射面及び、その光を出射させる光出射面を有し、前記光出射面が平面視方形状をなす導光板と、を備え、前記導光板は、前記光出射面の一辺方向における両側の側面が、前記光出射面側に近づくにつれて、前記光出射面の前記一辺方向における前記導光板の外側に突き出す形で傾斜する傾斜面とされ、両側の前記傾斜面のうち、いずれか一方が前記光源の発光面と対向して前記光入射面とされていることに特徴を有する。
導光板に対して光源からの光を入射させるためには、光入射面を光源の発光面側へ向けて配する必要がある。また、導光板からの出射光を所定の方向に出射させるためには、光出射面を、その所定の方向に向けて配する必要がある。つまり、照明装置を組み立てる際には、光源に対する導光板の向きを合わせる必要がある。
本発明においては、導光板の側面のうち、2つの側面が傾斜面とされており、その傾斜面は光出射面側に近づくにつれて、光出射面の一辺方向における導光板の外側に突き出す形で傾斜されている。このようにすれば、導光板において、光出射面と、その反対側の面とが異なる大きさとなり、光出射面と、その反対側の面とが同じ大きさである場合(例えば、導光板が直方体形状をなす場合など)と比較して、両面の区別がつきやすい。これにより、光出射面の向きを所定の方向へ向けて配置させる際の作業性が良好となる。
さらに、両側の傾斜面をそれぞれ対称な形状とした場合、両側の傾斜面のうち、どちらを光入射面とした場合であっても、その光学的特性(例えば、光入射面における入射光の屈折など)は同じとなる。つまり、導光板を配する際には、2つの傾斜面のうち、いずれか一方を光源に向けて配すればよい。このため、例えば、導光板の一面のみを選択して、光源に向けて配する構成と比較して、光源に対して導光板の向きを合わせる作業が容易となる。
また、上記構成において、前記光出射面には、前記導光板内の光を透過散乱させることで、前記光出射面から出射させる透過散乱部が設けられ、前記光出射面の前記一辺方向における前記光源側端部の前記透過散乱部の分布密度が、前記光出射面の前記一辺方向における中央側の前記透過散乱部の分布密度よりも低く設定されているものとすることができる。
このような構成とすれば、透過散乱部によって、導光板内の光を光出射面から出射させることが可能となる。本発明のように、光入射面が、光出射面側に近づくにつれて、光出射面の一辺方向における導光板の外側(光源側)に突き出す形で傾斜する傾斜面である場合、光入射面に入射した光は、光出射面側へ屈折されやすい。これにより、光出射面において光源側(光が入射される光入射面側)の端部では、光出射面に対する入射角の小さい光が多くなり、全反射されない光(出射される光)が多くなる。このため、光源側の端部において、出射される光の量が多くなることが考えられる。
そこで、本発明においては、光出射面の一辺方向における光源側端部の透過散乱部の分布密度を、光出射面の一辺方向における中央側の透過散乱部の分布密度よりも低く設定することとした。このように設定すれば、光出射面において光源側の端部の光出射量を、低くすることができる。このため、本発明のような傾斜をなす光入射面に光を入射させた場合であっても、光源側の端部の光出射量が、中央部と比べて高くなってしまう事態を抑制でき、これによる輝度ムラを抑制できる。なお、本発明においては、光源側の端部における分布密度が、中央側における分布密度より小さければよく、例えば、透過散乱部を光源側の端部に形成せず、中央側にのみ配する構成も含まれる。
また、前記透過散乱部はドットパターンによって構成されるものとすることができる。このような構成とすれば、各ドットの態様(面積、配置間隔等)を設定することにより、透過散乱部の分布密度を容易に設定することが可能となる。
また、前記導光板は、前記光出射面の前記一辺方向と交差する方向に延びる形状をなし、前記光出射面の前記一辺方向と交差する方向に沿って、複数の前記光源が配列されているものとすることができる。このような構成とすれば、複数の光源を個別に点灯させることで、光出射面の一辺方向と交差する方向における輝度分布を制御することができる。さらに、例えば、光出射面の一辺方向と交差する方向に複数の導光板を配列する構成と比べて、導光板の総枚数が減り、組み付けにかかる作業性が良好となる。なお、「前記光出射面の前記一辺方向と交差する方向」とは、例えば、「前記光出射面の面方向に沿うとともに前記光出射面の前記一辺方向と交差する方向」などを例示することができる。
また、前記光源及び前記導光板を収容するシャーシを備え、前記光源及び前記導光板は、前記シャーシの底板に沿って、複数配列され、隣り合う2つの前記導光板において、一方の前記導光板における前記傾斜面が、他方の前記導光板における前記傾斜面を向く形で配され、前記光源は、前記一方の前記導光板における前記傾斜面と前記他方の前記導光板における前記傾斜面との間に形成された光源配置領域に配されているものとすることができる。
このように、シャーシの底板に沿って配された複数の導光板のうち、隣り合う2つの導光板の間に形成された光源配置領域に光源を配する構成とすれば、照明装置において、シャーシの底板の面(底面)と交差する方向の寸法を小さくできる。つまり、複数の導光板を配列することで、ローカルディミング方式を実現可能な構成としつつも照明装置の薄型化を図ることができる。
さらに、この光源配置領域は、一方の導光板における傾斜面と、他方の導光板における傾斜面とを向かい合わせることで形成されている。このような構成とすれば、仮に、平行をなす2つの面の間に光源配置領域が形成される構成と比較して、光源配置領域の上端側(光出射面に近い側)を狭くすることができる。つまり、平面視において、両導光板の光出射面同士の間隔を狭くすることが可能となり、光出射面間の隙間に生じ得る輝度ムラを抑制することができる。
また、光源配置領域の下端側(光出射面から遠い側)は広くなるから、例えば、光源配置領域を構成する両面(向かい合う2つの面)のうち、いずれか片面のみを傾斜面とした構成と比較して、光源配置領域を大きくすることが容易となる。これにより、光源が発光する際の熱が光源配置領域内にこもることを抑制でき、その結果、光源の高温化を抑制し、その動作信頼性をより高くすることができる。
また、傾斜面間に光源配置領域を形成すれば、例えば、光源配置領域を構成する両面(向かい合う2つの面)のうち、いずれか片面のみを傾斜面とした構成と比較して、光源配置領域の下端側(光出射面から遠い側)を広く形成しやすい。これにより、光源配置領域を広く設定しやすくなり、光源が発光する際の熱が光源配置領域内にこもることを抑制できる。その結果、光源の高温化を抑制し、その動作信頼性をより高くすることができる。
また、前記隣り合う2つの前記導光板間を前記光出射面側から覆う形で配された拡散板を備えているものとすることができる。これにより、照明装置において、導光板の光出射面に対応する箇所と、導光板間に対応する箇所との輝度の差を均一にでき、導光板間に対応する箇所が暗部となることを抑制できる。
また、前記光源としては、発光ダイオードを例示することができる。発光ダイオードを使用することで消費電力を抑えることができる。
また、前記導光板における前記光出射面とは反対側の面には、前記光源からの光を前記光出射面側へ反射させる反射部材が覆われているものとすることができる。このような構成とすれば、導光板から、反射部材側へ出射された光を、再度光出射面側へ反射させることができ、光の利用効率を高くすることができる。
次に、上記課題を解決するために、本発明の表示装置は、上述した照明装置と、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、を備えることを特徴とする。
また、前記表示パネルとしては液晶パネルを例示することができる。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スクトップ画面等に適用でき、特に大型画面用として好適である。
次に、上記課題を解決するために、本発明のテレビ受信装置は、上記表示装置を備えることを特徴とする。
(発明の効果)
本発明によれば、導光板組付け時の作業性を向上させた照明装置、または薄型かつローカルディミングを可能とする照明装置と、これらの照明装置を用いた表示装置及びテレビ受信装置を提供することが可能となる。
本発明によれば、導光板組付け時の作業性を向上させた照明装置、または薄型かつローカルディミングを可能とする照明装置と、これらの照明装置を用いた表示装置及びテレビ受信装置を提供することが可能となる。
<実施形態>
本発明の一実施形態を図1ないし図7によって説明する。なお、各図面の一部にはX軸、Y軸及びZ軸が描かれており、各軸方向が各図面で共通した方向となるように描かれている。また、図5に示す上側を表側とし、同図下側を裏側とする。
本発明の一実施形態を図1ないし図7によって説明する。なお、各図面の一部にはX軸、Y軸及びZ軸が描かれており、各軸方向が各図面で共通した方向となるように描かれている。また、図5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(表示装置)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とを備えており、その表示面11aが例えば鉛直方向(Y軸方向)に沿うようにスタンドSによって支持されている。液晶表示装置10は、全体として横長の方形を成し、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12(照明装置)とを備え、これらが枠状をなすベゼル13(図5参照)などにより一体的に保持されるようになっている。
次に、液晶表示装置10を構成する液晶パネル11及びバックライト装置12について順次に説明する。このうち、液晶パネル11(表示パネル)は、平面視矩形状をなしており、一対のガラス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、両ガラス基板間に液晶が封入された構成とされる。一方のガラス基板には、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スイッチング素子(例えばTFT)と、そのスイッチング素子に接続された画素電極、さらには配向膜等が設けられ、他方のガラス基板には、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ている。なお、両基板の外側には偏光板11bが配されている(図5参照)。
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、大まかには、図2及び図4に示すように、表側(液晶パネル11側、光出射側)に開口した略箱型をなすシャーシ14と、シャーシ14の開口部を覆うようにして配される光学部材15と、シャーシ14内に配される光源であるLED16(Light Emitting Diode:発光ダイオード)と、LED16が実装されたLED基板17と、LED16から発せられる光を光学部材15側へ導く導光板30とを備える。また、図5に示すように、バックライト装置12は、光学部材15を構成する拡散板15a,15bを裏側から受ける受け部材19と、拡散板15a,15bを表側から押さえる押さえ部材20と、を備える。
シャーシ14は、金属製とされ、図5に示すように、液晶パネル11と同様に矩形状をなす底板14aと、底板14aの各辺の外端から立ち上がる側板14bと、各側板14bの立ち上がり端から外向きに張り出す受け板14cとからなり、全体としては表側に向けて開口した浅い略箱型(略浅皿状)をなしている。シャーシ14は、その長辺方向が水平方向(X軸方向)と一致し、短辺方向が鉛直方向(Y軸方向)と一致している。シャーシ14における各受け板14cには、表側から受け部材19や押さえ部材20が載置可能とされる。受け板14cには、ベゼル13、受け部材19及び押さえ部材20がネジ止めされることで、固定されている。
光学部材15は、図5に示すように、液晶パネル11と導光板30との間に介在しており、導光板30側に配される拡散板15a,15bと、液晶パネル11側に配される光学シート15cとから構成される。拡散板15a,15bは、所定の厚みを持つ透明な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。拡散板15a,15bは、同等の厚さのものが2枚、積層して配されている。光学シート15cは、拡散板15a,15bと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。本実施形態では、光学シート15cは、拡散板15a,15b側(裏側)から順に、拡散シート、レンズシート、反射型偏光シートの3枚から構成されている。なお、光学シート15cの構成は、上述した構成に限定されず適宜変更可能である。例えば、拡散シート、レンズシート、反射型偏光シートのうち、いずれかのシートのみを用いてもよいし、各シートの使用枚数も、適宜変更可能である。
受け部材19は、シャーシ14における外周端部に配されるとともに、拡散板15a,15bにおける外周端部をほぼ全周にわたって受けることが可能とされる。例えば、表側の拡散板15aは、図5に示すように、受け部材19の内端部に形成された段部19aに載置されている。押さえ部材20は、図3に示すように、シャーシ14における外周端部に配されるとともに、その幅寸法がシャーシ14や拡散板15a,15bの短辺寸法よりも十分に小さく、拡散板15aの外周端部を局所的に押さえることが可能とされる。
押さえ部材20は、図5に示すように、シャーシ14の内側に延びる押さえ片20aを有しており、その押さえ片20aの裏側の面が拡散板15aを押さえ付け、表側の面が緩衝材20bを介して液晶パネル11を受けることが可能とされる。また、押さえ部材20の裏面側には、受け部材19に形成された凹部19bに嵌合可能な突起20cが設けられており、突起20cが凹部19bに嵌合することで、押さえ部材20の位置決めがされている。
本実施形態に係るバックライト装置12においては、各導光板30の側端部(サイドエッジ)にLED16を配した構成とされている。次に、導光板30及びLED16の構成について説明をする。導光板30は、図3及び図4に示すように、平面視において、X軸方向に長い矩形板状をなし、その短辺方向がシャーシ14の短辺方向(Y軸方向、鉛直方向)と平行をなし、その長辺方向がシャーシ14の長辺方向(X軸方向、水平方向)と平行をなしている。導光板30は、シャーシ14の底板14a上において、Y軸方向に複数列(本実施形態では19列)配列されている。LED16は、Y軸方向に配列された導光板30において、隣り合う導光板30間(後述する光源配置領域36)にそれぞれ配されており、X軸方向に複数配列されている。
LED16は、図4及び図5に示すように、LED基板17上に表面実装された構成(いわゆる表面実装型)となっている。LED16は、全体として略ブロック状をなすとともに、LED基板17に対する実装面(LED基板17に当接される底面)に隣接する側面が発光面16aとなる側面発光型とされる。LED16は、その光軸LAが、Y軸方向に沿った方向に沿って配されている。より具体的には、LED16の光軸LAは、液晶パネル11の表示面11a又は導光板30の光出射面31と並行する方向に配されており、言い換えると、光軸LAは、シャーシ14の短辺方向(シャーシ14の底板14aに沿った方向)、つまり鉛直方向と一致しているとともにその発光方向(発光面16aからの光の出射方向)は鉛直方向の上向きとされている。
なお、LED16から発せられる光は、光軸LAを中心にして所定の角度範囲内で三次元的にある程度放射状に広がるのであるが、その指向性は、例えば冷陰極管などと比べると高くなっている。つまり、LED16の発光強度は、光軸LAに沿った方向が際立って高く、光軸LAに対する傾き角度が大きくなるに連れて急激に低下するような傾向の角度分布を示す。
LED16は、発光素子である複数のLEDチップを樹脂材などでハウジング内に封止した構成とされる。このLED16は、例えば、主発光波長の異なる3種類のLEDチップを内蔵しており、具体的には各LEDチップがR(赤色)、G(緑色)、B(青色)を単色発光するようになっている。また、LED16の基端側はLED基板17上のランドに対して半田付けされている。
LED基板17は、表面(導光板30との対向面を含む)が光の反射性に優れた白色を呈する合成樹脂製とされている。LED基板17は、図4の破線に示すように、平面に視てX軸方向に延びる矩形の板状をなし、その長辺寸法は、底板14aの長辺寸法とほぼ同じで設定されている。また、底板14aには、LED基板17をネジ止めするための取付孔(図示せず)が所定位置に貫通形成されている。
LED基板17には、金属膜からなる配線パターン(不図示)が形成され、複数のLED16が所定の位置に実装されている。このLED基板17には、図示しない制御基板が接続されており、そこからLED16の点灯に必要な電力が供給されるとともにLED16の駆動制御が可能となっている。LED基板17上には、複数のLED16が、その長辺方向に沿って配列されている。また、LED基板17上には、LED16以外にもフォトセンサ(不図示)が実装されており、このフォトセンサによって各LED16の発光状態を検出することで、各LED16をフィードバック制御可能とされる。
図5に示すように、導光板30は、その全体が短辺方向(Y軸方向)の中央位置を通る対称軸L1を中心にした対称形状となっており、断面視台形状をなしている。導光板30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(例えばポリカーボネートなど)からなる。
導光板30のうち表側を向いた面、すなわち、拡散板15bとの対向面のほぼ全域は、平面視矩形状(方形状)をなす光出射面31とされる。光出射面31は、ほぼ平滑な面とされるとともに概ね拡散板15a,15bの板面(或いは液晶パネル11の表示面11a)と並行する形態とされる。そして、導光板30の側面のうち、光出射面31の一辺方向(Y軸方向)における両側の側面は、それぞれLED16側に指向する傾斜面32とされる。
傾斜面32は、光出射面31側に近づくにつれて、Y軸方向における導光板30の外側に突き出す形で傾斜する。つまり、導光板30において、図5で示す左側の傾斜面32(符号32Aを付す)は、光出射面31側に近づくにつれて図5の左側に突き出す形で傾斜しており、図5で示す右側の傾斜面32(符号32Bを付す)は、光出射面31側に近づくにつれて図5の右側に突き出す形で傾斜している。そして、両側の傾斜面32A,32Bはそれぞれ対称な形状をなしている(例えば、前述した対称軸L1を中心にした対称形状)。
本実施形態においては、両側の傾斜面32のうち、いずれか一方の傾斜面32(導光板30において図5の左側の傾斜面32A)が、対応するLED16を向く形で配されている。より具体的には、傾斜面32Aは、LED16の発光面16aと対向して配されており、LED16からの光が入射する光入射面となっている。つまり、本実施形態における導光板30は、傾斜面32をY軸方向の両側に2面有しており、LED16からの光は、一方の傾斜面32Aから入射される構成となっている。
光出射面31のほぼ全面には、光を透過散乱させる透過散乱部35が形成されている。この透過散乱部35は、ドットパターンによって構成されており、図6に示すように、例えば平面視丸形をなす複数のドット35aをジグザグ状(千鳥状、互い違い状)に配置することで構成されている。各ドット35aは、例えば、透過拡散材料である透明微粒子(プラスチックやガラス等)が混入されたペーストを光出射面31に印刷することで形成される。当該印刷手段としては、シルクスクリーン印刷、インクジェット印刷等が好適である。なお、このような透明微粒子の屈折率は、例えば導光板30の屈折率と同程度で設定される。この透過散乱部35にて導光板30内の光を散乱させることで、光出射面31に対する入射角が、臨界角を超えない光(すなわち全反射されない光)を生み出し、もって光を光出射面31から外部へと出射させることが可能なっている。
本実施形態においては、図6に示すように、Y軸方向におけるLED16側の端部Y1のドット35a(図6においては符号35a2を付す)の面積を、中央部のドット35a(図6においては符号35a1を付す)の面積より、小さく設定されている。これにより、光出射面31のY軸方向(光出射面31の一辺方向)において、LED16側の端部Y1(光源側端部)の透過散乱部35の分布密度が、Y軸方向における中央側の透過散乱部35の分布密度よりも低くなるように設定されている。
なお、各ドット35aの面積を変更する以外にも、各ドット35aの配置間隔を適宜設定することで、透過散乱部35の分布密度を上記のように設定してもよい。なお、透過散乱部35(ドット35a)を端部Y1に形成せず、中央側のみに形成することで、LED16側の端部Y1(光源側端部)の透過散乱部35の分布密度が、中央部の透過散乱部35の分布密度よりも低くなる構成としてもよい。また、LED16側の端部Y1とは、図6に示した範囲に限定されるものではない。透過散乱部35の分布密度が、Y軸方向におけるLED16側の端部側(外側)では相対的に低く、Y軸方向の中央側では相対的に高く設定されている構成であればよい。
以上の構成によって、導光板30の傾斜面32A(光入射面)から入射された光は、全反射によって導光板30内で導光され、光出射面31における透過散乱部35にて散乱されることで、光出射面31から出射される(光出射面31から出射される出射光を図7における矢線LC及びLDで示す)。そして、光出射面31からの出射光は、液晶パネル11の背面側に照射される。
また、シャーシ14の底板14aには、光反射シート24(反射部材)が敷設されている。光反射シート24は、導光板30の裏側の面(光出射面31の反対側の面33)のほぼ全域を覆う形で配されている。光反射シート24は、例えば、合成樹脂製とされ、表面が光の反射性に優れた白色を呈するものとされる。この光反射シート24によって、導光板30から、光反射シート24側へ出射された光を、再度光出射面31側へ反射させることができ、光の利用効率を高くすることができる。なお、光反射シート24の材料、色などは、本実施形態のものに限定されるものではなく、光を反射する機能を備えているものであればよい。
上述したように、導光板30は、シャーシ14の底板14aに沿って、Y軸方向に複数枚が配列されている(図3参照)。そして、隣り合う2つの導光板30は、一方の導光板30における傾斜面32(例えば、図5における傾斜面32A)が、他方の導光板30における傾斜面32(例えば、図5における傾斜面32B)を向く形で配されている。これにより、隣り合う両傾斜面32A,32Bの間にはLED16が配置される光源配置領域36が形成されている。
上述したように、各導光板30は、X軸方向(上述した光出射面31の一辺方向(Y軸方向)と交差する方向)に延びる形状をなしており、これに対応して、光源配置領域36は、図4に示すように、X軸方向に延びる形状をなす。そして、この光源配置領域36の延設方向(X軸方向)に沿って、複数のLED16が配列されている。言い換えると、LED16は、導光板30において、長辺方向のほぼ全長に渡って複数個配列されている。
なお、導光板30の延設方向は、X軸方向に限定されず「光出射面の一辺方向と交差する方向」であればよい。なお、上述したX軸方向は、言い換えると、「光出射面の面方向(X軸及びY軸方向)に沿うとともに光出射面の一辺方向と交差する方向」ということができる。
なお、導光板30の延設方向は、X軸方向に限定されず「光出射面の一辺方向と交差する方向」であればよい。なお、上述したX軸方向は、言い換えると、「光出射面の面方向(X軸及びY軸方向)に沿うとともに光出射面の一辺方向と交差する方向」ということができる。
また、図7に示すように、Y軸方向における光源配置領域36の下端部(裏側の端部)の長さYBは、上端部(表側の端部、光出射面31に近い側の端部)の長さYAより、大きく設定されている。つまり、光源配置領域36は、その上端部が最も狭く、裏側に向かうにつれて、その広さが大きくなる側面視略台形状をなしている。
なお、前述した光学部材15(拡散板15a,15bなど)は、シャーシ14上に配された全ての導光板30を覆うことが可能な面積で設定されている。これにより、光学部材15は、隣り合う導光板30同士の隙間(導光板30間、光源配置領域36の上端部に対応する領域)を含んだ、全ての導光板30を一括して光出射面31側(表側)から覆う構成となっている。
次に、本実施形態における作用及び効果を説明する。バックライト装置12の製造工程において、導光板30は、各LED16が表面実装された状態のLED基板17に対して組み付けられる。詳しくは、シャーシ14の底板14aに対して各LED基板17を所定の位置に取り付けた後、各LED基板17における各LED16に対応した位置に導光板30を取り付けるようにする。
このとき、導光板30に対してLED16からの光を入射させるためには、傾斜面32をLED16側へ向けて配する必要がある。また、導光板30からの出射光を液晶パネル11側に出射させるためには、光出射面31を、液晶パネル11側に向けて配する必要がある。つまり、バックライト装置12を組み立てる際には、LED16に対して導光板30の向きを正しく合わせる必要がある。
本実施形態においては、導光板30の側面のうち、2つの側面が傾斜面32とされており、その傾斜面32は光出射面31側に近づくにつれて、Y軸方向(光出射面31の一辺方向)における導光板30の外側に突き出す形で傾斜されている。このようにすれば、導光板30において、光出射面31と、その反対側の面33とが異なる大きさとなり、光出射面31と、その反対側の面33とが同じ大きさである場合(例えば、導光板30が直方体形状をなす場合など)と比較して、両面の区別がつきやすい。これにより、光出射面31の向きを所定の方向へ向けて配置させる際の作業性が良好となる。
さらに、両側の傾斜面32A,32Bはそれぞれ対称な形状をなしているから、両側の傾斜面32A,32Bのうち、どちらを光入射面とした場合であっても、その光学的特性は同じとなる。これにより、導光板30を配する際には、2つの傾斜面32A,32Bのうち、いずれか一方をLED16の発光面16aと対向させて配すればよい(本実施形態では、傾斜面32Aを発光面16aに対向させている)。このため、導光板30の一面のみを選択して、LED16に向けて配する構成と比較して、LED16に対して導光板の向きを合わせる作業が容易となる。なお、両側の傾斜面32A,32Bは非対称な形状であってもよい。
そして、各導光板30を正しい向きでシャーシ14に取り付けた後、他の部材を組み込むことでバックライト装置12並びに液晶表示装置10の組み付けが完了する。以上のことから、本実施形態においては、導光板30をシャーシ14上に配置させる際の作業性を向上させることができる。これにより、導光板30組付け時の作業性を向上させたバックライト装置12及び、このようなバックライト装置12を用いた液晶表示装置10及びテレビ受信装置TVを提供することが可能となる。
また、光出射面31には、導光板30内の光を透過散乱させることで、光出射面31から出射させる透過散乱部35が設けられ、Y軸方向におけるLED16側端部の透過散乱部35の分布密度が、Y軸方向における中央部の透過散乱部35の分布密度よりも低く設定されている。
本実施形態において、傾斜面32は、光出射面31側に近づくにつれて、Y軸方向における導光板30の外側(LED16側)に突き出す形で傾斜する傾斜面とされている。このため、図7に示すように、入射面である傾斜面32Aに入射した光は、光出射面31側へ屈折されやすい(屈折された光を矢線LBで示す)。これにより、LED16側の端部では、光出射面31に対する入射角が小さくなる光が多くなる。その結果、光出射面31において、全反射されない光(出射される光)が多くなる。このため、仮に透過散乱部35の分布密度が光出射面31の全面に渡って均一な場合は、LED16側の端部では、出射される光の量が多くなることが考えられる。これにより、光出射面31において、LED16側の端部が、中央部に比べて明るくなってしまい、輝度ムラとなる事態が懸念される。
そこで、本実施形態においては、Y軸方向におけるLED16側端部の透過散乱部35の分布密度を、Y軸方向における中央側の透過散乱部35の分布密度よりも低く設定することとした。透過散乱部35の密度が低い箇所は、高い箇所と比べて光出射量が少なくなる。このため、光出射面31においてLED16側の端部の光出射量を低くすることができる。これにより、本実施形態のような傾斜をなす傾斜面32に光を入射させた場合であっても、LED16側の端部の光出射量が、中央側と比べて高くなってしまう事態を抑制でき、これによる輝度ムラを抑制できる。
また、透過散乱部35はドットパターンによって構成されている。このような構成とすれば、各ドット35aの態様(面積、配置間隔等)を設定することにより、透過散乱部35の分布密度を容易に設定することが可能となる。
また、導光板30は、X軸方向(光出射面31の一辺方向と交差する方向)に延びる形状をなし、X軸方向に沿って、複数のLED16が配列されている。このような構成とすれば、X軸方向に沿って配された複数のLED16を個別に点灯させることで、X軸方向における輝度分布を制御することができる。そして、このような構成の導光板30及びLED16が、Y軸方向に複数配列されている。この構成により、制御基板(不図示)によって各LED16の点灯または非点灯を個別に制御することで、バックライト装置12の光出射側の平面方向(X軸方向及びY軸方向)における輝度分布を制御することができる(いわゆるローカルディミング方式)。これにより、液晶表示装置10における表示性能として極めて重要なコントラスト性能を著しく向上させることができる。
そして、このような構成(X軸方向に延びる導光板30と、同方向に沿って配列されるLED16を備えた構成)とすれば、例えば、X軸方向に複数の導光板及び、これに対応するLED16を配列する構成と比べて、導光板30の部品点数が減り、組み付けにかかる作業性が良好となる。
また、LED16及び導光板30を収容するシャーシ14を備え、LED16及び導光板30は、シャーシ14の底板14aに沿って、複数配列され、隣り合う2つの導光板30において、一方の導光板30における傾斜面32Aが、他方の導光板30における傾斜面32Bを向く形で配され、LED16は、一方の導光板30における傾斜面32Aと他方の導光板30における傾斜面32Bとの間に形成された光源配置領域36に配されている。
このように、シャーシ14の底板14aに沿って配された複数の導光板30のうち、隣り合う2つの導光板30の間に形成された光源配置領域36にLED16を配する構成とすれば、バックライト装置12において、Z軸方向(シャーシ14の底板14aの面(底面)と交差する方向)の寸法を小さくできる。つまり、複数の導光板30を配列することで、ローカルディミング方式を実現可能な構成としつつもバックライト装置12の薄型化を図ることができる。
さらに、この光源配置領域36は、一方の導光板30における傾斜面32Aと、他方の導光板30における傾斜面32Bとを向かい合わせることで形成されている。このような構成とすれば、仮に、平行をなす2つの面の間に光源配置領域が形成される構成と比較して、光源配置領域36の上端側(光出射面に近い側)を狭くすることができる。つまり、平面視において、隣り合う両導光板30の光出射面31同士の間隔(図7の長さYA)を狭くすることが可能となり、光出射面31間の隙間に生じ得る輝度ムラを抑制することができる。
また、傾斜面32A,32B間に光源配置領域36を形成すれば、例えば、光源配置領域36を構成する両面(向かい合う2つの面)のうち、いずれか片面のみを傾斜面とした構成と比較して、光源配置領域36の下端(図7の長さYBに対応)側(光出射面31から遠い側)を広く形成しやすい。これにより、光源配置領域36を広く設定しやすくなり、LED16が発光する際の熱が光源配置領域36内にこもることを抑制できる。その結果、LED16の高温化を抑制し、その動作信頼性をより高くすることができる。
また、隣り合う2つの導光板30間を光出射面31側から覆う形で配された拡散板15a,15bを備えている。これにより、バックライト装置12において、導光板30の光出射面31に対応する箇所と、導光板30間に対応する箇所との輝度の差を均一にでき、導光板30間に対応する箇所が暗部となることを抑制できる。
また、光源としては、LED16(発光ダイオード)を備えている。発光ダイオードを使用することで消費電力を抑えることができる。
また、光出射面31とは反対側の面33には、LED16からの光を光出射面31側へ反射させる光反射シート24が覆われている。このような構成とすれば、導光板30から、光反射シート24側へ出射された光を、再度光出射面31側へ反射させることができ、光の利用効率を高くすることができる。
<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。
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)上記実施形態においては、本発明における「光出射面の一辺方向」として、Y軸方向(シャーシ14の短辺方向)を例示したが、これに限定されない。「光出射面の一辺方向」を、例えば、X軸方向(シャーシ14の長辺方向)としてもよい。また、X軸方向及びY軸方向に沿った平面上における、任意の一方向であってもよい。
(2)上記実施形態においては、導光板30の光出射面31に透過散乱部35を形成することで、光出射面31から光を出射可能とする構成を例示したが、これに限定されない。例えば、光出射面31と反対側の面33に、光を散乱反射させる散乱反射部を形成し、この散乱反射部によって散乱反射された光が、光出射面31から出射される構成としてもよい。
(3)上記実施形態においては、ドットパターンを印刷することで、透過散乱部35を構成したが、この構成に限定されない。例えば、透過散乱部35は、光を透過散乱させる構成であればよく、光出射面31を凹凸形状やレンズ形状などとすることで構成してもよい。
(4)LED16及び導光板30の配列数及び配列方向は、上記実施形態のものに限定されるものではなく適宜変更可能である。
(5)上記実施形態においては、拡散板15a,15bが、シャーシ14上に配された導光板30全てを覆う構成としたが、これに限定されない。例えば、拡散板15a,15bは、隣り合う導光板30同士の隙間(導光板30間)のみを光出射面31側から覆う構成としてもよい。
(6)上記した各実施形態では、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)を単色発光する3つのLEDチップを組み合わせることで、LED16を構成する場合を示したが、これに限定されない。例えば、青色を単色発光するLEDチップを内蔵し、蛍光体によって白色光を発光する構成のものであってもよい。また、光源としてLED以外の光源を適用することも可能である。
(7)上記した実施形態では、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。
(8)上記した実施形態では、表示パネルとして液晶パネル11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。
(9)上記した実施形態では、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)、14…シャーシ、14a…シャーシの底板、15a,15b…拡散板、16…LED(光源、発光ダイオード)、16a…発光面、24…光反射シート(反射部材)、30…導光板、31…光出射面、32…傾斜面、32A…傾斜面(光源の発光面と対向する傾斜面(光入射面)、及び一方の導光板における傾斜面)、32B…傾斜面(他方の導光板における傾斜面)、33…導光板における光出射面とは反対側の面、35…透過散乱部、36…光源配置領域、TV…テレビ受信装置、Y1…LED16側の端部(光源側端部)
Claims (12)
- 光源と、
前記光源からの光が入射する光入射面及び、その光を出射させる光出射面を有し、前記光出射面が平面視方形状をなす導光板と、を備え、
前記導光板は、前記光出射面の一辺方向における両側の側面が、前記光出射面側に近づくにつれて、前記光出射面の前記一辺方向における前記導光板の外側に突き出す形で傾斜する傾斜面とされ、
両側の前記傾斜面のうち、いずれか一方が前記光源の発光面と対向して前記光入射面とされていることを特徴とする照明装置。 - 前記両側の前記傾斜面はそれぞれ対称な形状をなしていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
- 前記光出射面には、前記導光板内の光を透過散乱させることで、前記光出射面から出射させる透過散乱部が設けられ、
前記光出射面の前記一辺方向における前記光源側端部の前記透過散乱部の分布密度が、前記光出射面の前記一辺方向における中央側の前記透過散乱部の分布密度よりも低く設定されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の照明装置。 - 前記透過散乱部はドットパターンによって構成されることを特徴とする請求項3に記載の照明装置。
- 前記導光板は、前記光出射面の前記一辺方向と交差する方向に延びる形状をなし、
前記光出射面の前記一辺方向と交差する方向に沿って、複数の前記光源が配列されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記光源及び前記導光板を収容するシャーシを備え、
前記光源及び前記導光板は、前記シャーシの底板に沿って、それぞれ複数配列され、
隣り合う2つの前記導光板において、一方の前記導光板における前記傾斜面が、他方の前記導光板における前記傾斜面を向く形で配され、
前記光源は、前記一方の前記導光板における前記傾斜面と、前記他方の前記導光板における前記傾斜面との間に形成された光源配置領域に配されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記隣り合う2つの前記導光板間を前記光出射面側から覆う形で配された拡散板を備えていることを特徴とする請求項6に記載の照明装置。
- 前記光源は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記導光板における前記光出射面とは反対側の面には、前記光源からの光を前記光出射面側へ反射させる反射部材が覆われていることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の照明装置。
- 請求項1から請求項9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、を備えることを特徴とする表示装置。 - 前記表示パネルが液晶を用いた液晶パネルであることを特徴とする請求項10に記載の表示装置。
- 請求項10または請求項11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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