(57)【要約】【課題】正面輝度や正面コントラストの向上を図ったときでも、視野角特性が悪化するのを防止することができる照明装置、及びこれを用いた表示装置を提供する。【解決手段】冷陰極蛍光管（光源）と、冷陰極蛍光管からの光を発光する発光面を具備した照明装置において、発光面からの光を集光するレンズシート１１を備え、レンズシート１１では、上記発光面の中心に関して、頂部１１ａ１が同心円状となるように、複数のレンズ部１１ａが設けられている。【選択図】図４
2010192319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源からの光を発光する発光面を備えた照明装置であって、
前記発光面からの光を集光するレンズシートを備え、
前記レンズシートでは、前記発光面の中心に関して、頂部が同心円状となるように、複数のレンズ部が設けられている、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記複数のレンズ部は、頂部が等間隔となるように、設けられている請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記複数のレンズ部は、隣接する２つの頂部の間隔が前記発光面の中心から遠ざかるにつれて、大きくなるように、設けられている請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置を用いたことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷陰極蛍光管などの光源を有する照明装置、特に光源からの光を発光する発光面と、この発光面からの光を集光するレンズシートを備えた照明装置、及びこれを用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば液晶表示装置は、在来のブラウン管に比べて薄型、軽量などの特長を有するフラットパネルディスプレイとして、液晶テレビ、モニター、携帯電話などに幅広く利用されている。このような液晶表示装置には、光を発光する照明装置（バックライト）と、照明装置に設けられた光源からの光に対してシャッターの役割を果たすことで所望画像を表示する液晶パネルとが含まれている。
【０００３】
また、上記照明装置では、液晶パネルに対する光源の配置の仕方によって直下型とエッジライト型とに大別されるが、２０インチ以上の液晶パネルを備えた液晶表示装置では、エッジライト型よりも高輝度・大型化を図り易い直下型の照明装置が一般的に使用されている。すなわち、直下型の照明装置は、液晶パネルの背後（非表示面）側に、複数の線状光源を配置して構成されており、液晶パネルのすぐ裏側に線状光源を配置できるため、多数の線状光源を使用することが可能となり、高輝度が得やすく高輝度・大型化に適している。また、直下型の照明装置は、装置内部が中空構造であるため、大型化しても軽量であることからも、高輝度・大型化に適している。
【０００４】
また、従来の照明装置では、例えば下記特許文献１に記載されているように、線状光源としての複数の冷陰極蛍光管が一定の間隔寸法をおいて互いに平行に配列されており、これら冷陰極蛍光管からの出射光が上記液晶パネルに対向配置された発光面から平面状の面状光として当該液晶パネルに出射されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１５８７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のような従来の照明装置では、液晶表示装置の性能を向上させるために、発光面の中央部での輝度を高めることが要求されている。つまり、液晶表示装置では、例えば工場出荷の検査時において、液晶パネルの中心位置での正面輝度や正面コントラストが測定され、その測定結果に基づき当該液晶表示装置での性能評価が一般的に行われているからである。
【０００７】
そこで、上記のような従来の照明装置では、一般的に、光を集光するレンズシートを発光面側に設置することにより、発光面の中央部での正面輝度や正面コントラストを高めていた。
【０００８】
ところが、従来の照明装置では、複数の三角条が液晶パネルの縦方向または横方向に平行に設けられたレンズシートを用いていたので、視野角特性が悪化するという問題点を生じることがあった。具体的には、複数の三角条が上記縦方向に平行に設けられたレンズシートが用いられた場合、従来の照明装置では、上記横方向での視野角特性の悪化を招くことがあった。一方、複数の三角条が上記横方向に平行に設けられたレンズシートが用いられた場合、従来の照明装置では、上記縦方向での視野角特性の悪化を招くことがあった。
【０００９】
このように、従来の照明装置では、正面輝度や正面コントラストの向上を図ったときに、視野角特性が悪化するという問題点を生じることがあった。
【００１０】
上記の課題を鑑み、本発明は、正面輝度や正面コントラストの向上を図ったときでも、視野角特性が悪化するのを防止することができる照明装置、及びこれを用いた表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明にかかる照明装置は、光源と、前記光源からの光を発光する発光面を備えた照明装置であって、
前記発光面からの光を集光するレンズシートを備え、
前記レンズシートでは、前記発光面の中心に関して、頂部が同心円状となるように、複数のレンズ部が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
上記のように構成された照明装置におけるレンズシートでは、上記発光面の中心に関して、頂部が同心円状となるように、複数のレンズ部が設けられている。これにより、上記従来例と異なり、正面輝度や正面コントラストの向上を図ったときでも、視野角特性が悪化するのを防止することができる。
【００１３】
また、上記照明装置において、前記複数のレンズ部は、頂部が等間隔となるように、設けられてもよい。
【００１４】
この場合、照明輝度や正面コントラストの向上を図りつつ、視野角特性の悪化を防止することができる。
【００１５】
また、上記照明装置において、前記複数のレンズ部は、隣接する２つの頂部の間隔が前記発光面の中心から遠ざかるにつれて、大きくなるように、設けられていることが好ましい。
【００１６】
この場合、照明輝度や正面コントラストの向上を容易に図りつつ、視野角特性の悪化を防止することができる。
【００１７】
また、本発明の表示装置は、上記いずれかの照明装置を用いたことを特徴とするものである。
【００１８】
上記のように構成された表示装置では、正面輝度や正面コントラストの向上を図ったときでも、視野角特性が悪化するのを防止することができる照明装置が用いられているので、高輝度で表示品位に優れた表示装置を容易に構成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、正面輝度や正面コントラストの向上を図ったときでも、視野角特性が悪化するのを防止することができる照明装置、及びこれを用いた表示装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる照明装置を用いたテレビ受信装置及び液晶表示装置を説明する分解斜視図である。
【図２】上記液晶表示装置、及び照明装置の要部構成を説明する図である。
【図３】図２に示した液晶パネルの要部構成を説明する図である。
【図４】図２に示したレンズシートを説明する図であり、（ａ）は上記レンズシートの平面図であり、（ｂ）は上記レンズシートの部分拡大断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかる照明装置でのレンズシートを説明する図であり、（ａ）は上記レンズシートの平面図であり、（ｂ）は上記レンズシートの部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の照明装置、及び表示装置の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合を例示して説明する。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００２２】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる照明装置を用いたテレビ受信装置及び液晶表示装置を説明する分解斜視図である。図において、本実施形態のテレビ受信装置１は、表示装置としての液晶表示装置２を備えており、アンテナやケーブル（図示せず）などによりテレビ放送を受信可能に構成されている。液晶表示装置２は、表キャビネット３及び裏キャビネット４に収納された状態で、スタンド５によって立設されるようになっている。また、テレビ受信装置１では、液晶表示装置２の表示面２ａが表キャビネット３を介在させて視認可能に構成されている。この表示面２ａは、スタンド５により、重力の作用方向（鉛直方向）に平行となるように設置されている。
【００２３】
また、テレビ受信装置１では、液晶表示装置２と裏キャビネット４との間に、支持板６に取り付けられるＴＶチューナー回路基板６ａ、後述の照明装置等のテレビ受信装置１の各部を制御する制御回路基板６ｂ、及び電源回路基板６ｃが配置されている。そして、テレビ受信装置１では、ＴＶチューナー回路基板６ａ上のＴＶチューナーで受信されたテレビ放送の映像信号に応じた画像が表示面２ａ上に表示されるとともに、表キャビネット３に設けられたスピーカ３ａから音声が再生出力される。なお、裏キャビネット４には、多数の通気孔が形成されており、照明装置や電源等で発生した熱を適切に放熱できるようになっている。
【００２４】
次に、図２を参照して、液晶表示装置２について具体的に説明する。
【００２５】
図２は、上記液晶表示装置、及び照明装置の要部構成を説明する図である。図において、液晶表示装置２には、文字及び画像などの情報を表示する表示部としての液晶パネル７と、液晶パネル７の非表示面側（図の下側）に配置されて、当該液晶パネル７を照明する照明光を発生する照明装置８とが設けられており、これらの液晶パネル７と照明装置８とが透過型の液晶表示装置２として一体化されている。また、液晶表示装置２では、液晶パネル７の非表示面側及び表示面側に、透過軸が互いにクロスニコルに配置された一対の偏光板１２及び１３がそれぞれ設置されている。
【００２６】
照明装置８には、有底状のケーシング８ａと、ケーシング８ａに収納された複数本の冷陰極蛍光管９が互いに等ピッチで設けられている。ケーシング８ａの内面には、例えば反射シート８ｂが設置されており、光源としての冷陰極蛍光管９からの光を液晶パネル７側に反射させることにて当該冷陰極蛍光管９の光利用効率を向上させるようになっている。
【００２７】
また、各冷陰極蛍光管９には、直管状のものが用いられており、その両端部に設けられた電極部（図示せず）がケーシング８ａの外側にて支持されている。また、各冷陰極蛍光管９には、直径３．０〜４．０ｍｍ程度の発光効率に優れた細管化されたものが使用されており、各冷陰極蛍光管９は、図示しない光源保持具によって拡散板１０及び反射シート８ｂとの各間の距離を所定の距離に保たれた状態で、ケーシング８ａの内部に保持されている。さらに、複数の冷陰極蛍光管９は、その長手方向が重力の作用方向と直交する方向に平行となるように配置されている。これにより、冷陰極蛍光管９では、その内部に封入された水銀（蒸気）が重力の作用により長手方向の一方の端部側に集まるのが防がれて、ランプ寿命が大幅に向上されている。
【００２８】
また、ケーシング８ａの外側には、液晶パネル７を駆動する駆動回路１４、及び複数の各冷陰極蛍光管９をインバータ駆動にて高周波点灯させるインバータ回路１５が設置されている。これらの駆動回路１４及びインバータ回路１５は、ともに制御回路基板６ｂ（図１）上に設けられており、ケーシング８ａの外側と対向するように配置されている。
【００２９】
また、照明装置８では、ケーシング８ａの開口部を覆うように設置された拡散板１０と、拡散板１０の上方に設置されたレンズシート１１とが設けられている。拡散板１０は、例えば厚さ２ｍｍ程度の長方形状の合成樹脂またはガラス材を用いて構成されている。また、拡散板１０は、ケーシング８ａ上で移動可能に保持されており、冷陰極蛍光管９の発熱やケーシング８ａの内部の温度上昇等の熱の影響により、当該拡散板１０に伸縮（塑性）変形が生じたときでも、ケーシング８ａ上で移動することで変形を吸収可能になっている。さらに、拡散板１０では、発光面１０ａがレンズシート１１に対向するように設けられている。この発光面１０ａは、冷陰極蛍光管（光源）９からの光を発光する照明装置８の発光面を構成しており、平面状の上記照明光を液晶パネル７側に向かって発光する。
【００３０】
レンズシート１１は、発光面１０ａから液晶パネル７への照明光を集光する光学シートであり、発光面１０ａから出射された面状光を、所定の輝度（例えば、１００００ｃｄ／ｍ2）以上の輝度を有する面状光に変換して、照明光として液晶パネル７側に入射させるように構成されている。また、このレンズシート１１には、後に詳述するように、頂部が同心円状となるように、複数のレンズ部が設けられており、正面輝度や正面コントラストの向上を図りつつ、視野角特性の悪化を防止することができるようになっている。
【００３１】
尚、上記の説明以外に、拡散板１０とレンズシート１１との間において、液晶パネル７の表示面での表示品位の向上を行うためなどの拡散シートや、偏光反射シートなどの公知の光学シート材を適宜設置する構成でもよい。
【００３２】
続いて、図３を参照して、液晶パネル７について具体的に説明する。
【００３３】
図３は、図２に示した液晶パネルの要部構成を説明する図である。
【００３４】
図３に示すように、液晶パネル７は、アクティブマトリクス型の液晶表示素子であって、マトリクス状に配置された複数の走査線ＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、…（以下、“ＧＬ”にて総称する。）及び複数のデータ線ＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ３、…（以下、“ＤＬ”にて総称する。）を具備している。そして、液晶パネル７では、走査線ＧＬとデータ線ＤＬとの交差部にスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor）１９が設けられている。また、液晶パネル７では、走査線ＧＬとデータ線ＤＬとで囲まれた領域に画素電極２０が設置されており、ＲＧＢの画素がストライプ状に構成されている。
【００３５】
また、液晶パネル７には、走査線ＧＬに対して選択信号（ゲート信号）を順次供給するゲートドライバ１８、データ線ＤＬに対してデータ信号（電圧信号）を供給するソースドライバ１７、及び液晶表示装置２（図１）の外部からの映像信号が入力されるとともに、入力された映像信号に応じて走査線ＧＬ及びデータ線ＤＬへの各指令信号（選択信号やデータ信号を含む。）を生成して、対応するソースドライバ１７及びゲートドライバ１８に出力する制御部１６が設けられている。これらのソースドライバ１７、ゲートドライバ１８、及び制御部１６は、駆動回路１４（図２）に含まれている。
【００３６】
このように構成された液晶パネル７において、走査線ＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、ＧＬ４、…に所定電圧の選択信号が順次印加されると、ゲートパルスが印加された走査線ＧＬに接続されている薄膜トランジスタ１９がＯＮ状態となり、その時点においてデータ線ＤＬに印加されているデータ信号（階調電圧）が、薄膜トランジスタ１９に書き込まれる。これにより、この薄膜トランジスタ１９のドレイン電極に接続された画素電極２０の電位は、データ線ＤＬの階調電圧と等しくなる。この結果、画素電極２０と対向電極（図示せず）との間に介在する上記液晶分子の配列が階調電圧に応じて変化することにより、当該画素の階調表示が実現される。
【００３７】
一方、走査線ＧＬに非選択電圧が印加されている期間は、薄膜トランジスタ１９がオフ状態になるため、画素電極２０の電位は書き込み時に印加された電位に保持される。
【００３８】
続いて、図４を参照して、上記レンズシート１１について具体的に説明する。
【００３９】
図４は図２に示したレンズシートを説明する図であり、図４（ａ）は上記レンズシートの平面図であり、図４（ｂ）は上記レンズシートの部分拡大断面図である。
【００４０】
図４（ａ）に示すように、レンズシート１１は、矩形状に構成されており、このレンズシート１１では、当該レンズシート１１が拡散板１０に対向して配置された場合に、その中心Ｏが拡散板１０の発光面１０ａの中心と、当該発光面１０ａと垂直な方向で、互いに一致するようになっている。すなわち、照明装置８では、レンズシート１１の中心Ｏと発光面１０ａの中心とが一致するように、レンズシート１１は拡散板１０に対して組み付けられている。
【００４１】
また、図４（ｂ）に示すように、レンズシート１１には、断面形状が三角形状のレンズ部１１ａが複数設けられている。これらのレンズ部１１ａは、図４（ｂ）に“Ｈ”にて示すように、中心Ｏに関して、同心円状で、かつ、等間隔に設けられている。すなわち、レンズシート１１では、複数のレンズ部１１ａは、中心Ｏに関して、頂部１１ａ１が同心円状で、かつ、等間隔に設けられている。尚、レンズシート１１では、中心Ｏを含んだ中央部は、図４（ｂ）に例示するように、平板状に構成されている。
【００４２】
以上のように構成された本実施形態の照明装置８では、発光面１０ａからの光を集光するレンズシート１１が設けられている。このレンズシート１１では、発光面１０ａの中心に関して、頂部１１ａ１が同心円状で、かつ、等間隔になるように、複数のレンズ部１１ａが設けられている。従って、本実施形態の照明装置８では、複数のレンズ部１１ａによって正面輝度や正面コントラストの向上を図ることができるとともに、頂部１１ａ１が同心円状で、かつ、等間隔に設けられているので、視野角特性が悪化するのを防止することができる。この結果、本実施形態の照明装置８では、上記従来例と異なり、正面輝度や正面コントラストの向上を図ったときでも、視野角特性が悪化するのを防止することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、正面輝度や正面コントラストの向上を図ったときでも、視野角特性が悪化するのを防止することができる照明装置８が用いられているので、高輝度で表示品位に優れた液晶表示装置（表示装置）２を容易に構成することができる。
【００４４】
［第２の実施形態］
図５は本発明の第２の実施形態にかかる照明装置でのレンズシートを説明する図であり、図５（ａ）は上記レンズシートの平面図であり、図５（ｂ）は上記レンズシートの部分拡大断面図である。図において、本実施形態と上記第１の実施形態との主な相違点は、複数のレンズ部は、隣接する２つの頂部の間隔が発光面の中心から遠ざかるにつれて、大きくなるように、設けられている点である。なお、上記第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。
【００４５】
すなわち、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、本実施形態のレンズシート１１では、断面形状が三角形状のレンズ部１１ｂが複数設けられている。これらのレンズ部１１ｂは、図５（ｂ）に“Ｈ１”及び“Ｈ２”にて例示するように、中心Ｏに関して、同心円状で、かつ、隣接する２つの頂部１１ｂ１の間隔が当該中心Ｏ（発光面の中心）から遠ざかるにつれて、大きくなるように、設けられている。
【００４６】
以上の構成により、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態では、複数のレンズ部１１ｂは、隣接する２つの頂部１１ｂ１の間隔が発光面の中心から遠ざかるにつれて、大きくなるように、設けられているので、照明輝度や正面コントラストの向上を容易に図りつつ、視野角特性の悪化を防止することができる。
【００４７】
尚、上記の実施形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４８】
例えば、上記の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明の照明装置はこれに限定されるものではなく、光源の光を利用して、画像、文字などの情報を表示する非発光型の表示部を備えた各種表示装置に適用することができる。具体的には、半透過型の液晶表示装置、あるいは液晶パネルをライトバルブに用いた投写型表示装置に本発明の照明装置を好適に用いることができる。
【００４９】
また、上記の説明以外に、本発明は、レントゲン写真に光を照射するシャウカステンあるいは写真ネガ等に光を照射して視認をし易くするためのライトボックスや、看板や駅構内の壁面などに設置される広告等をライトアップする発光装置の照明装置として好適に用いることができる。
【００５０】
また、上記の説明では、冷陰極蛍光管を用いた場合について説明したが、本発明の光源はこれに限定されるものではなく、熱陰極蛍光管やキセノン蛍光管などの他の放電蛍光管、あるいはＵ字管や擬似Ｕ字管などの非直管状の放電蛍光管、または発光ダイオードなどの点状光源を使用することもできる。
【００５１】
また、上記の説明では、直下型の照明装置を構成するとともに、拡散板の発光面を当該照明装置の発光面とした場合について説明したが、本発明の照明装置はこれに限定されない。具体的には、例えば導光板を有するエッジライト型の照明装置を用いるとともに、導光板の発光面を当該照明装置の発光面とする構成でもよい。
【００５２】
また、上記の説明では、断面形状が三角形状のレンズ部を使用した場合について説明したが、本発明のレンズ部はこれに限定されるものではない。具体的には、例えば断面形状が半円状や１／４円状のレンズ部を使用することもできる。
【００５３】
また、上記の説明では、レンズシートの中央部を平板状に構成した場合について説明したが、本発明のレンズシートはこれに限定されるものではなく、例えば先端部が発光面の中心に向かって突出するように構成された円錐状のレンズ部をレンズシートの中央部に設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、正面輝度や正面コントラストの向上を図ったときでも、視野角特性が悪化するのを防止することができる照明装置、及びこれを用いた表示装置に対して有用である。
【符号の説明】
【００５５】
２  液晶表示装置（表示装置）
８  照明装置
９  冷陰極蛍光管（光源）
１０ａ  発光面
１１  レンズシート
１１ａ、１１ｂ  レンズ部
１１ａ１、１１ｂ１  頂部
【図１】
2010192319.tif 000003
【図２】
2010192319.tif 000004
【図３】
2010192319.tif 000005
【図４】
2010192319.tif 000006
【図５】
2010192319.tif 000007