(57)【要約】【課題】線状光源の削減に伴う輝度むらを防止することができる面発光装置及び液晶表示装置を提供すること。【解決手段】本発明の面発光装置１は、複数の線状光源２と、反射板３と、複数の導光部材４と、拡散板５と、レンズシート６を具備している。複数の線状光源２は、所定間隔をおいて平行に配置されている。反射板３は、線状光源２の一方の側に配置され線状光源２からの光を反射する。複数の導光部材４は、線状光源２の間に配置され、線状光源２の横方向及び下方向へ出射される光を線状光源２の間に導く。拡散板５は、反射板３、線状光源２及び導光部材４から出射される光を拡散して出射する。【選択図】図１
2010073675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔をおいて平行に配置されている複数の線状光源と、
前記線状光源の一方の側に配置され前記線状光源からの光を反射する反射板と、
前記線状光源の間に配置され、前記線状光源の横方向及び下方向へ出射される光を前記
線状光源の間に導く複数の導光部材と、
前記反射板、前記線状光源及び前記導光部材から出射される光を拡散する拡散板と、
を具備することを特徴とする面発光装置。
【請求項２】
前記導光部材は、光入射側部が前記線状光源の横面及び下面に対向する垂直面と当該垂
直面の下部から前記線状光源の下方に延びる底面とを有し、光出射側部が前記光入射側部
から入射され導かれた光を全反射できるようにプリズム面を有することを特徴とする請求
項１に記載の面発光装置。
【請求項３】
前記導光部材の前記線状光源直下のプリズム面は前記線状光源の光を左右導光部材に分割する構造を有することを特徴とする請求項２に記載の面発光装置。
【請求項４】
前記導光部材の前記線状光源直下のプリズム面は前記線状光源と直行する方向に交互に配置する構造を有していることを特徴とする請求項２に記載の面発光装置。
【請求項５】
前記導光部材のプリズム面は、前記光入射側部から入射され導かれる光線に対し３０度
から６０度までの傾斜角度を有することを特徴とする請求項２に記載の面発光装置。
【請求項６】
前記導光部材の前記光出射側部の上部は、マット状部、凹レンズ状部又は凸レンズ状部
を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の面発光装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の面発光装置と、
前記面発光装置により発光された光を受ける液晶表示パネルと、を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状に発光する面発光装置及び液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置としては、冷陰極管を光源とした装置が広く用いられている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。そして、液晶表示装置としては、冷陰極管の線状光源を高い均斉度を持つ面光源へ変化させるために、エッジライト型と直下型の面発光装置を有するものが提案されている。
【０００３】
エッジライト型の面発光装置は、図１３に示すように、線状光源１０１、リフレクタ１０２、導光部材１０３、反射板１０４、拡散板１０５及びレンズシート１０６を具備している。この面発光装置からの光は、液晶表示パネル１０７に照射される。この面発光装置は、線状光源１０１からの光を導光部材１０３により導くことにより液晶表示パネル１０７へ高い均斉度で光を出射する。この面発光装置は、薄型化に優れているが、高い輝度が得られないという欠点がある。
【０００４】
直下型の面発光装置（特許文献３参照）は、図１４に示すように、並列に配置されている複数の線状光源１０１、反射板１０４、拡散板１０５及びレンズシート１０６を具備している。この面発光装置からの光は、液晶表示パネル１０７に照射される。この面発光装置は、線状光源１０１及び反射板１０４からの光を拡散板１０５を介し拡散することにより大型の液晶表示装置においても液晶表示パネル１０７へ高い均斉度と高輝度を得ることができるが、薄型化の点で難がある。
【０００５】
現在の液晶表示装置に求められていることは、低コスト、省電力化、大型化及び薄型化
であり、特に、大型の液晶表示装置の低コスト及び省電力化への要請が強い。対応策とし
て、直下型の面発光装置では、例えば、３２インチの液晶ＴＶで冷陰極管の本数が１２本
から１０本へと２本の冷陰極管の削減が進められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１５９６２２号公報
【特許文献２】特開２００８−１２９５８７号公報
【特許文献３】特開２００８−１４６０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の直下型の面発光装置では、線状光源の間の輝度差（以後「輝度むら」と記す）は液晶表示パネルと線状光源の間に拡散板を備えることで高い均斉度を得ていたが、線状光源の本数の削減にともなって線状光源の間の距離が長くなったため、現状の拡散板のみでは輝度むらを抑えて高い均斉度を得ることができていないという問題がある。
【０００８】
その原因としては、直下型の面発光装置では、拡散板の線状光源の真上部分には、線状光源から出射される光が直接入射され、さらに線状光源の下からの反射光でかなりの輝度を得ることができるが、拡散板のそれ以外の部分（線状光源の真上部分でない部分）には、反射板などで反射された反射光が主に入射されるのみで、拡散板に入射され、それらの光を拡散しても、発光面上の線状光源の真上部分の輝度が高くなり輝度むらが発生し、発光面の輝度を均一にすることができないためである。
【０００９】
一方、図１４に示す従来の線状光源の間の距離が短い面発光装置では、各線状光源から
出射される光が線状光源の間部分で重なるため、高い均斉度が得られている。
【００１０】
本発明の目的は、線状光源の削減に伴う輝度むらを防止することができる面発光装置及
び液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明に係る面発光装置は、所定間隔をおいて平行に配置されている複数の線
状光源と、前記線状光源の一方の側に配置され前記線状光源からの光を反射する反射板と
、前記線状光源の間に配置され、前記線状光源の横方向及び下方向へ出射される光を前記
線状光源の間に導く複数の導光部材と、前記反射板、前記線状光源及び前記導光部材から
出射される光を拡散する拡散板と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明に係る面発光装置は、請求項１に記載の面発光装置において、前記導光
部材は、光入射側部が前記線状光源の横面及び下面に対向する垂直面と当該垂直面の下部
から前記線状光源の下方に延びる底面とを有し、光出射側部が前記光入射側部から入射さ
れ導かれた光を全反射できるようにプリズム面を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明に係る面発光装置は、請求項２に記載の面発光装置において、前記導光部材の前記線状光源直下のプリズムが前記線状光源の光を左右導光部材に分割する構造をしていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明に係る面発光装置は、請求項２に記載の面発光装置において、前記導光部材の前記線状光源直下のプリズムが前記線状光源と直行する方向に交互に配置する構造を有していることを特徴とする請求項２に記載の面発光装置。
【００１５】
請求項５の発明に係る面発光装置は、請求項２に記載の面発光装置において、前記導光
部材のプリズム面が、前記光入射側部から入射され導かれる光線に対し３０度から６０度
までの傾斜角度を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明に係る面発光装置は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の面発光
装置において、前記導光部材の前記光出射側部の上部が、マット状部、凹レンズ状部又は
凸レンズ状部を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項７の発明に係る液晶表示装置は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の面発
光装置と、前記面発光装置により発光された光を受ける液晶表示パネルと、を具備するこ
とを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、線状光源の横方向及び下方向へ出射される光を前記線状光源の間に導
く導光部材を具備するため、導光部材からの光により線状光源の間の輝度を十分な大きさ
にすることができるから、線状光源の削減に伴う輝度むらを防止することができる。
【００１９】
また、請求項２から請求項７のいずれかの発明によれば、導光部材は、白色膜等の吸収
をともなう乱反射ではなく、プリズム面での光の全反射を利用しているため光の減衰がな
いから、輝度を損なうことが少ない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の線状光源、反射板及び導光部材を示す略平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の要部における光路を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置あたかも１つの光源を示す略平面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の要部における光路を示す概略図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の要部における光路を示す概略図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置あたかも１つの光源を示す略平面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の要部を示す概略図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の要部を示す概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る液晶表示装置の要部を示す概略図である。
【図１１】本発明の実施の形態５に係る液晶表示装置の要部を示す概略図である。
【図１２】本発明の実施の形態６に係る液晶表示装置の要部を示す概略図である。
【図１３】従来の液晶表示装置の１例を示す概略図である。
【図１４】従来の液晶表示装置の他の例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置を示す概略図である。図２は、本発
明の実施の形態１に係る液晶表示装置の線状光源、反射板及び導光部材を示す略平面図で
ある。図３は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の要部における光路を示す概略
図である。
【００２２】
図１及び図２に示すように、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置は、面発光装置
１と、面発光装置１により発光された光を受ける液晶表示パネル７と、を具備している。
【００２３】
面発光装置１は、複数の線状光源２と、反射板３と、複数の導光部材４と、拡散板５と、レンズシート６を具備している。複数の線状光源２は、所定間隔をおいて平行に配置されている。反射板３は、線状光源２の一方の側に配置され線状光源２からの光を反射する。複数の導光部材４は、線状光源２の間に配置され、線状光源２の横方向及び下方向へ出
射される光を線状光源２の間に導く。拡散板５は、反射板３、線状光源２及び導光部材４
から出射される光を拡散して出射する。レンズシート６は、拡散板５の光の出射側に配置
されている。液晶表示パネル７は、レンズシート６の光の出射側に配置されている。
【００２４】
線状光源２は、例えば、内径４．０ｍｍの冷陰極線型蛍光管であり白色光を発光するラ
ンプで構成されている。図１の実施の形態１では、３本の線状光源２が、光源ハウス内に
等間隔で平行に配置され、フレーム（図示ぜず）で固定されている。
【００２５】
反射板３は、線状光源２に対して液晶表示パネル７の反対側に配置され、線状光源２の
各々から液晶表示パネル７と反対方向に出射される光を液晶表示パネル７の方向へ反射さ
せる。拡散板５は、線状光源２とレンズシート６の間に配置され、線状光源２の各々から
出射される光、反射板３により反射された光、及び、導光部材４から出射される光を拡散
して出射する。レンズシート６は、拡散板５からの光を集光して液晶表示パネル７の方向
へ出射する。
【００２６】
複数の導光部材４は、複数の線状光源２の間に、液晶表示パネル７に対向するように配
置されている。導光部材４は、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）で成型さ
れているが、この材料に限られることなく、全光線の透過率の高い他の材料で形成するこ
とができる。導光部材４の材料として、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレ
ン（ＰＳ）、アクリロニトリルスチレン（ＡＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、メタクリ
ルスチレン（ＭＳ）又はガラスなどが挙げられる。また、このような導光部材４は、押出
成形や射出成型で作製することができる。
【００２７】
隣接する線状光源２から出射される光は、図３の矢印で表示されるように、導光部材４００に入射される。導光部材４００は、光入射側部が線状光源２の横面及び下面に対向する垂直面４０１とこの垂直面４０１の下部から線状光源２の下方に延びている底面４０２とを有している
。導光部材４００の光出射側部は、光入射側部から入射され導かれた光を全反射できるようにプリズム面４０３、４０４を有している。
【００２８】
線状光源２の横面から出射される光は、導光部材４００に入射後に導光され、プリズム面４０３により全反射されて液晶表示パネル７の方向へ出射される。また、線状光源２の下面から出射される光は、導光部材４００に入射後にプリズム面４０４によりプリズム面４０３の方向へ全反射され、さらに、このプリズム面４０３により全反射されて液晶表示パネル７の方向へ出射される。
【００２９】
導光部材４００のプリズム面４０３、４０４が光入射側部から入射され導かれる光線に対し３０度未満の傾斜角度を有する場合には、プリズム面４０３、４０４からの全反射光は拡散板５に対して垂直に入射できない。また、導光部材４００のプリズム面４０３、４０４が光入射側部から入射され導かれる光線に対し６０度より大きい傾斜角度を有する場合には、入射される光はプリズム面４０３、４０４で全反射できずプリズム面４０３、４０４で透過することになるため、良好な結果を得られない。したがって、導光部材４００のプリズム面４０３、４０４は、光入射側部から入射され導かれる光線に対し３０度から６０度までの傾斜角度を有することが望ましい。なお、導光部材４００のプリズム面４０３、４０４は、光入射側部から入射され導かれる光線に対し４５度の傾斜角度を有することが最も望ましい。
【００３０】
本発明の実施の形態１では、線状光源２の間に配置された導光部材４００が、あたかも１つの光源として機能し、拡散板５の線状光源２の真上部分以外の部分にも、導光部材４００からの光がさらに入射されるので、輝度むらを低減することができる。
【００３１】
図３に示すように、導光部材４００の光出射側部の上面は、線状光源２の外径頂点の線Ｘ０−Ｙ０の上に配置されている。これにより、線状光源２からの光を効率的に導光部材４００に入射させることができるため、導光部材４００の光出射側部からより強い輝度の光が出射されるようになる。
【００３２】
（実施の形態２）
図５、図６は、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の要部をおける導光部材下側プリズムが交互に配置した構造を示す概略図である。
【００３３】
図５に示す導光部材４１０、４２０は線状光源２から出射される光を矢印で表示されるように、導光部材４１０、４２０に入射させる。線状光源２の横面から出射される光は、導光部材４１０、４２０に入射後に導光され、プリズム面４１３、４２３により全反射されて液晶表示パネル７の方向へ出射される。また、線状光源２の下面から出射される光は、導光部材４１０に入射後にプリズム面４１４によりプリズム面４１３の方向へ全反射され、さらに、このプリズム面４１３により全反射されて液晶表示パネル７の方向へ出射される。
【００３４】
導光部材４００とは異なり導光部材４１０、４２０では下側プリズム面が左右の片方のみに与えられている。この場合だとあたかも１つの光源として作用する光が左右でその光幅が異なり輝度ムラを与えることになる。しかし、このプリズム面を左右の導光部材４１０、４２０で交互に配置することにより、それに沿った全反射を得ることができる。
【００３５】
導光部材４１０、４２０を組み合わせた構成にすることで交互の全反射が生じ、拡散板を介して得られる発光部の幅は導光部材４００より構成した場合と比べると、より広がり（幅：ｂ  ＜  ａ  ＜  ｃ）（図４、図７）、均斉度をさらに向上させることができる。
【００３６】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態２、及び３に係る液晶表示装置の要部を示す概略図である。図８に示すように、本発明の実施の形態２、及び３に係る液晶表示装置は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置において、導光部材４の光出射側部の上部が、マット状部４５を有している。これ以外の本発明の実施の形態２、及び３に係る液晶表示装置の構成は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成と同じである。
【００３７】
（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４に係る液晶表示装置の要部を示す概略図である。図９に
示すように、本発明の実施の形態４に係る液晶表示装置は、本発明の実施の形態１に係る
液晶表示装置において、導光部材４の光出射側部の上部が、凹レンズ状部４６を有している。これ以外の本発明の実施の形態４に係る液晶表示装置の構成は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成と同じである。
【００３８】
（実施の形態５）
図１０は、本発明の実施の形態５に係る液晶表示装置の要部を示す概略図である。図１０に示すように、本発明の実施の形態５に係る液晶表示装置は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置において、導光部材４の光出射側部の上部が、凸レンズ状部４７を有している。これ以外の本発明の実施の形態５に係る液晶表示装置の構成は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成と同じである。
【００３９】
（実施の形態６）
図１１は、本発明の実施の形態６に係る液晶表示装置の要部を示す概略図である。図１１に示すように、本発明の実施の形態６に係る液晶表示装置は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置において、導光部材４の光入射側部に光源保持部材９を有している。これ以外の本発明の実施の形態６に係る液晶表示装置の構成は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成と同じである。
【００４０】
光源保持部材９は、導光部材４に固定されている支持部９１と、この支持部９１の突出部に固定されている湾曲状の受け部９２と、を有している。受け部９２は、線状光源２を受けて所定位置に保持している。
【００４１】
（実施の形態７）
図１２は、本発明の実施の形態７に係る液晶表示装置の要部を示す概略図である。図１２に示すように、本発明の実施の形態７に係る液晶表示装置は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置において、導光部材４の上部に複数の板支持部材１０を有している。これ以外の本発明の実施の形態６に係る液晶表示装置の構成は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成と同じである。
【００４２】
複数の板支持部材１０は、下端部が導光部材４に固定されている。複数の板支持部材１０は、拡散板５を所定位置に支持している。
【００４３】
（実施の形態８）
本発明の実施の形態８に係る液晶表示装置は、面発光装置１が、複数の点光源（例えば、ＬＥＤ）と、反射板３と、複数の導光部材と、拡散板５と、レンズシート６を具備している。前記複数の点光源は、所定間隔をおいて配置されている。この場合の複数の導光部材は、前記複数の点光源（点状光源）を包囲するように配置されている。これらの導光部材は、前記点光源の横方向及び下方向へ出射される光を前記点光源の間に導くものである。これ以外の本発明の実施の形態８に係る液晶表示装置の構成は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成と同じである。
【００４４】
前記導光部材は、光入射側部が前記点光源の横面及び下面に対向する垂直面と当該垂直面の下部から前記点光源の下方に延びる底面とを有し、光出射側部が前記光入射側部から入射され導かれた光を全反射できるようにプリズム面を有している。本発明の実施の形態８に係る液晶表示装置は、複数の点光源が離れて配置されている場合にも、導光部材が、前記点光源の横方向及び下方向へ出射される光を前記点光源の間に導くため、拡散板５の前記点光源の真上部分以外の部分にも、導光部材からの光がさらに入射されるので、輝度むらを低減することができる。
【実施例１】
【００４５】
本発明の導光部材は以下の方法で作成した。厚み７．５ｍｍのアクリル板から４０ｍｍ（ランプ長手方向）×１７．５ｍｍ（ランプ短手方向）の小片を切り出した。その小片がランプを囲えるようにランプ長手方向の四隅１角を５ｍｍ（厚み）×４０ｍｍ（ランプ長手方向）×２．５ｍｍ（ランプ短手方向）の大きさで削り取った。さらに、小片の前記切除に対向する四隅１角とランプを囲む部分の下側をΘ＝４５°になるように削り取ることで光を全反射させるためのプリズムを作成した。乱反射を避けるため研磨紙で表面を鏡面仕上げに施した。
バックライト装置は下面側から順に、光を反射する反射板、ランプ、１つのランプとして機能する輝線を作り出す導光部材、そして光を拡散し、面発光する拡散板とを備えた。直径４．０ｍｍのランプを３本備え、その各ランプを反射板から高さ９ｍｍ、ランプ間隔をそれぞれ４０ｍｍで配置した。導光部材は視聴者側へ光を全反射するプリズムがランプ間で互いに向きあうようにそれぞれのランプ間に配置した。拡散板は反射板から２７ｍｍの位置に配置した。
上記構成で固定したときに、従来の拡散板のみの構成では、輝度ムラが生じ、輝度が低下するが、本願発明の導光部材を用いた場合はムラが生じず、輝度があまり低下しないことを確認した。以下に、目視での評価結果を示す。
【実施例２】
【００４６】
本発明の導光部材は以下の方法で作成した。厚み１０．０ｍｍのアクリル板からＡ１ｍｍ（ランプ長手方向）×２２．０ｍｍ（ランプ短手方向）とＢ１ｍｍ（ランプ長手方向）×１８．０ｍｍ（ランプ短手方向）の２種類の小片を切り出した。Ａについてはランプ横、および下面の光を全反射させる導光部材として使用するため、四隅の１角を５ｍｍ（厚み）×１ｍｍ（ランプ長手方向）×５．０ｍｍ（ランプ短手方向）の大きさで切り取った。さらに、前記切除部の下面、およびそれに対向する四隅１角をΘ＝４５°になるように削り取ることで光を全反射させるためのプリズムを作成した。乱反射を避けるため研磨紙で表面を鏡面仕上げに施した。また、Ｂについてはランプ横面の光を全反射させる導光部材として使用するため、四隅の１角をΘ＝４５°になるように削り取ることで光を全反射させるためのプリズムを作成した。乱反射を避けるため研磨紙で表面を鏡面仕上げに施した。これら２種類の導光部材（ＡとＢ）を一対とし、ランプ長手方向に４０対（４０ｍｍに相当）を交互に配置した。
バックライト装置は下面側から順に、光を反射する反射板、ランプ、１つのランプとして機能する輝線を作り出す導光部材（ＡとＢ）、そして光を拡散し、面発光する拡散板とを備えた。直径４．０ｍｍのランプを３本備え、その各ランプを反射板から高さ９ｍｍ、ランプ間隔をそれぞれ４０ｍｍで配置した。導光板は視聴者側へ光を全反射するプリズムがランプ間で互いに向きあうようにそれぞれのランプ間に配置した。拡散板は反射板から２７ｍｍの位置に配置した。
上記構成で固定したときに、従来の拡散板のみの構成では、輝度ムラが生じ、輝度が低下するが、本願発明の導光板を用いた場合はムラが生じず、輝度があまり低下しないことを確認した。さらに、実施例１より高い均斉度であることを確認した。以下の表１に、目視での評価結果を示す。
【表１】
2010073675.tif 000003
【符号の説明】
【００４７】
１  面発光装置
２  線状光源
３  反射板
４  導光部材
５  拡散板
６  レンズシート
７  液晶表示パネル
８  あたかも１つの光源
９  光源保持部材
１０  板支持部材
【図１】
2010073675.tif 000004
【図２】
2010073675.tif 000005
【図３】
2010073675.tif 000006
【図４】
2010073675.tif 000007
【図５】
2010073675.tif 000008
【図６】
2010073675.tif 000009
【図７】
2010073675.tif 000010
【図８】
2010073675.tif 000011
【図９】
2010073675.tif 000012
【図１０】
2010073675.tif 000013
【図１１】
2010073675.tif 000014
【図１２】
2010073675.tif 000015
【図１３】
2010073675.tif 000016
【図１４】
2010073675.tif 000017