(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
該光源と対向する光入射面および該光入射面の反対側に位置する反対面を有し、前記光源からの光が入射される導光板と、
前記導光板の下面と対向配置する第１部位を有した反射体と、
前記反射体の前記第１部位に対して前記導光板とは反対側より前記第１部位に固定される固定部材と、を備え、
前記反射体は、前記第１部位以外の第２部位で前記導光板に固定されているとともに、前記第１部位と前記第２部位との間に、応力吸収部を有しており、
前記応力吸収部は、前記反対面に対向しており、
前記反射体の前記第２部位は前記導光板の上面の端部で固定されており、
前記導光板は、射出成型により作製されており、その側面にゲート跡を有しており、
前記導光板の上面の端部は、前記ゲート跡を有する側面側、もしくは前記ゲート跡を有する側面と反対に位置する側面側に位置する、光源装置。
【請求項２】
光源と、
該光源と対向する光入射面および該光入射面の反対側に位置する反対面を有し、前記光源からの光が入射される導光板と、
前記導光板の下面と対向配置する第１部位を有した反射体と、
前記反射体の前記第１部位に対して前記導光板とは反対側より前記第１部位に固定される固定部材と、を備え、
前記反射体は、前記第１部位以外の第２部位で前記導光板に固定されているとともに、前記第１部位と前記第２部位との間に、応力吸収部を有しており、
前記応力吸収部は、前記反対面に対向しており、
前記導光板は、射出成型により作製されており、その側面にゲート跡を有しており、
前記反射体の第２部位は、前記ゲート跡を有する側面もしくは前記ゲート跡を有する側面と反対に位置する側面に固定される、光源装置。
【請求項３】
前記光源はＬＥＤである、請求項１または２に記載の光源装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の光源装置と、該光源装置での前記導光板の上面と対向配置される液晶表示パネルとを備える、液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置および該光源装置を備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光源装置において、光源にＬＥＤ（Light Emitting Diode）を採用したものがある（例えば特許文献１）。このような光源装置では、ＬＥＤにおいて大きな熱が発生するため、この熱が導光板に伝達されることで、導光板が高温になりやすい。そのため、反射体が導光板の下面でのみ固定されていると、導光板の熱収縮によって反射体に皺が生じてしまい、導光板の出射光に輝度ムラが発生してしまう場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−６８９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明に係る光源装置は、このような事情のもとで考え出されたものであって、出射光に輝度ムラが発生するのを低減できる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る光源装置の一態様は、光源と、該光源と対向する光入射面および該光入射面の反対側に位置する反対面を有し、前記光源からの光が入射される導光板と、前記導光板の下面と対向配置する第１部位を有した反射体と、前記反射体の前記第１部位に対して前記導光板とは反対側より前記第１部位に固定される固定部材と、を備え、前記反射体は、前記第１部位以外の第２部位で前記導光板に固定されているとともに、前記第１部位と前記第２部位との間に、応力吸収部を有しており、前記応力吸収部は、前記反対面に対向しており、前記反射体の前記第２部位は前記導光板の上面の端部で固定されており、前記導光板は、射出成型により作製されており、その側面にゲート跡を有しており、前記導光板の上面の端部は、前記ゲート跡を有する側面側、もしくは前記ゲート跡を有する側面と反対に位置する側面側に位置する。また、本発明に係る光源装置の他の態様は、光源と、該光源と対向する光入射面および該光入射面の反対側に位置する反対面を有し、前記光源からの光が入射される導光板と、前記導光板の下面と対向配置する第１部位を有した反射体と、前記反射体の前記第１部位に対して前記導光板とは反対側より前記第１部位に固定される固定部材と、を備え、前記反射体は、前記第１部位以外の第２部位で前記導光板に固定されているとともに、前記第１部位と前記第２部位との間に、応力吸収部を有しており、前記応力吸収部は、前記反対面に対向しており、前記導光板は、射出成型により作製されており、その側面にゲート跡を有しており、前記反射体の第２部位は、前記ゲート跡を有する側面もしくは前記ゲート跡を有する側面と反対に位置する側面に固定される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る光源装置は、出射光に輝度ムラが発生するのを低減できる。
【０００７】
本発明に係る液晶表示装置は、上述の光源装置を備えることで、表示品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光源装置を表す図である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂに沿った断面図である。
【図２】（ａ）は導光板のゲート跡を示す斜視図である。（ｂ）は、反射体の第１部位、第２部位および応力吸収部の範囲を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を表す断面図である。
【図４】液晶表示パネルの斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る光源装置を表す図である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂに沿った断面図である。
【図６】図１に示す光源装置の変形例を表す図である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂに沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の一実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本発明に係る光源装置、およびこれを備えた液晶表示装置は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。
【００１１】
まず、本発明の第１の実施形態に係る光源装置Ｘ１について説明する。
【００１２】
光源装置Ｘ１は、光源１０と、導光板２０と、反射体３０と、拡散板Ｋと、プリズムＰと、筐体４０とを備えている。
【００１３】
複数の光源１０は、直方体状の導光板２０の一辺に沿って配列されている。光源１０は、導光板２０に向けて光を出射する役割を有するものである。また、光源装置Ｘ１では、光源１０にＬＥＤを採用しているが、例えばＥＬ（Electro-Luminescence）、ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）、ハロゲンランプ、キセノンランプなどを採用してもよい。ここで、光源１０にＬＥＤもしくはＥＬを採用すると、光源装置Ｘ１の小型化が図れるため好適である。
【００１４】
光源装置Ｘ１のように、例えば光源１０にＬＥＤを採用する場合、ＬＥＤは配線基板に実装されている。ＬＥＤは、配線基板が有する配線導体と電気的に接続されており、外部駆動回路からの所定の駆動電流が、配線基板を介してＬＥＤに供給される。この駆動電流が供給されると、ＬＥＤから導光板２０の光入射面２０ｃに向けて光が出射される。なお、各図において、配線基板は省略されている。
【００１５】
導光板２０は、光源１０と対向するようにして配置されている。導光板２０は、光源１０から出射された光を液晶表示パネルなどの照射対象に導く役割を有するものである。また、導光板２０の形状は、例えば直方体状とされる。導光板２０の材料としては、例えばアクリル樹脂およびポリカーボネート樹脂などの透光性を有する材料が挙げられる。
【００１６】
導光板２０は、上面２０ａと、下面２０ｂと、光入射面２０ｃと、ゲート面２０ｄとを有する。上面２０ａは、導光板２０内の光を対象に向けて出射する面である。下面２０ｂは、上面２０ａとは反対側に位置する面であり、後述する光拡散体２１が設けられている。
【００１７】
光拡散体２１は、導光板２０を介して入射する光を拡散する役割を有するものである。光拡散体２１は、例えば所定のパターンで配置される複数の点状の構造体である。光拡散体２１の形状としては、例えば半球状などが挙げられる。また、光拡散体２１の材料としては、上述の導光板２０の材料と同様のものが挙げられる。光拡散体２１は、導光板２０の下面２０ｂに、例えば周知のスクリーン印刷法やインクジェット印刷法などによって前述の材料を塗布したり、また、金型成型などによって導光板２０の下面２０ｂに所定形状の突起を設けることで形成される。
【００１８】
導光板２０の光入射面２０ｃは、光源１０から出射された光が入射する面であり、複数の光源１０が対向配置されている。光入射面２０ｃは、一つの側面に相当するが、これには限られず、二つ以上の側面に光源１０を対向配置することで光入射面を複数としてもよい。
【００１９】
導光板２０は、例えば射出成型法によって作製される。具体的には、溶融した樹脂をスプルーやランナーなどを介して、金型の一部に設けられた注入口から金型内に射出充填し、充填した樹脂を固化させ、その後、スプルーやランナーなどの不要な部分を切り落とすなどの外形加工を施すことで、導光板２０が作製される。
【００２０】
ゲート面２０ｄは、図１（ｂ）および図２（ａ）に示すように、ゲート跡２０ｄ１を有する側面である。射出成型法により作製された導光板２０では、導光板２０の側面に、スプルーやランナーなどの不要な部分を切り落としたゲート跡２０ｄ１が存在する。導光板２０では、ゲート面２０ｄが光入射面２０ｃとは反対側に位置している。
【００２１】
導光板２０が射出成形法で作製される場合は、樹脂を金型内に射出するため、射出された樹脂には注入口から金型の奥に向かう流れが生じる。これにより、樹脂を構成する分子の構造が流れ方向に広がる場合がある。すなわち、射出成形法により作製される導光板２０は、樹脂の流れ方向であるゲート面２０ｄに垂直な方向において、大きく熱収縮する場合がある。
【００２２】
反射体３０は、光源１０を覆うようにして、導光板２０の下面２０ａ、光入射面２０ｃおよびゲート面２０ｄと対向配置されている。反射体３０は、光を導光板２０に向けて反射する役割を有するものである。反射体３０の形状はシート状である。反射体３０は、可撓性を有する基材上に反射性を有する膜が積層されてなる。また、反射体３０は、光入射面２０ｃおよびゲート面２０ｄ以外の側面と対向するように配置してもよい。
【００２３】
反射体３０は、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、第１部位３１と、第２部位３２と、応力吸収部３３とを有している。第１部位３１は、導光板２０の下面２０ｂと対向するとともに、後述の下側筐体４２に接着部材Ｓを介して固定される部位である。第２部位３２は、導光板２０の上面２０ａの端部に接着部材Ｓを介して固定される部位である。また、接合部材Ｓは、導光板２０の光入射面２０ｃもしくはゲート面２０ｄに沿って線状に存在している。これにより、反射体３０と導光板２０との位置関係を強固に固定できるため、好ましい。また、応力吸収部３３は、導光板２０が熱収縮した際に反射体３０に生じる応力を吸収する。また、応力吸収部３３は、第１部位３１と第２部位３２との間に位置する部位である。応力吸収部３３は、反射体３０の第１部位３１と第２部位３２との間に存在する撓みの部分であり、反射体３０に応力が加わった際に、撓みが伸張することで、反射体３０に加わる応力を吸収できる。
【００２４】
また、反射体３０の第２部位３２が、導光板２０の上面２０ａの端部で固定されている。そのため、例えば反射体３０の第２部位３２が導光板２０の下面２０ｂもしくは側面に固定されている場合に比べて、反射体３０の第１部位３１と第２部位３２との間に位置する応力吸収部３３、すなわち撓みが大きく確保される。したがって、反射体３０に発生する応力がより吸収されやすくなる。また、反射体３０の第２部位３２が、導光板２０の上面２０ａの一端部だけではなく、両端部で固定されているため、さらに反射体３０に発生する応力がより吸収されやすくなるため、好ましい。
【００２５】
反射体３０は、例えばＰＥＴ系材料からなる基材上に、銀などの金属を真空蒸着することで作製される。
【００２６】
接着部材Ｓは、部材同士を接着する機能を有するものである。また、接着部材Ｓは、樹脂を硬化させてなる。接着部材Ｓの材料は、例えばシリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂などの樹脂（熱伝導率が０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上）が挙げられる。また、これら樹脂に金属粒子やセラミックス粒子を含有させると、熱伝導性および導電性が向上し、光源１０の熱が反射体３０に伝達されやすくなり、また、導光板２０に帯電する静電気を反射体３０に逃がしやすくなるため好ましい。
【００２７】
拡散板Ｋは、導光板２０の上面２０ａと対向するようにして配置されている。拡散板Ｋは、導光板２０の上面２０ａから照射対象に向けて出射される光の輝度の均一性を高める役割を有するものである。拡散板Ｋは、可撓性を有する基材上に光散乱性を含む樹脂が積層されてなる。拡散板Ｋの形状はシート状である。拡散板Ｋは、例えばＰＥＴなどの樹脂材料からなる基材上に、シリカビーズなどをした含有の樹脂を塗布し、この樹脂を硬化させることで作製される。なお、平面図においては、拡散板Ｋは省略されている。
【００２８】
プリズムＰは、導光板２０の上面２０ａに、拡散板Ｋを介して対向するようにして配置されている。プリズムＰは、入射される光を屈折する役割を有するものである。プリズムＰは、可撓性を有する基材上に、断面視形状が略三角形状のプリズム構造体を積層されている。プリズムＰは、例えばＰＥＴなどの樹脂材料からなる基材上に、樹脂をプリズムパターンが形成されている金型に塗布し硬化させたプリズム構造体を積層して製造される。なお、平面図においては、プリズムＰは省略されている。
【００２９】
筐体４０は、光源１０と導光板２０とを収容するようにして配置されている。筐体４０は、光源１０、導光板２０および反射体３０を外部の物体から保護する役割を有するものである。筐体４０は、上側筐体４１と、固定部材としての下側筐体４２とを有している。上側筐体４１と下側筐体４２とは嵌合されており、嵌合された状態で上側筐体４１と下側筐体４２とは図示しないネジなどにより固定されている。
【００３０】
上側筐体４１は、導光板２０の上方に配置されている。上側筐体４１の形状は箱状であり、導光板２０の上面２０ａに対応する部位に開口部が設けられている。上側筐体４１の材料としては、例えばポリカーボネート樹脂などの樹脂、ステンレス（ＳＵＳ）あるいはアルミニウムなどの金属が挙げられる。
【００３１】
下側筐体４２は、導光板２０および反射体３０を収容するように配置されている。下側筐体４２は、反射体３０の第１部位３１に接着部材Ｓを介して固定されている。下側筐体４２の形状は箱状の構造をしている。本実施形態においては、下側筐体４２と反射体３０の第１部位３１とは、導光板２０の一辺に沿って線状に存在する接着部材Ｓを介して２箇所で固定されているが、これには限られない。例えば、下側筐体４２と反射体３０の第１部位３１とが全面で固定されると、反射体３０が下側筐体４２により強固に両者の位置関係が保持されるため好ましい。下側筐体４２の材料としては、例えばポリカーボネート樹脂などの樹脂、ＳＵＳあるいはアルミニウムなどの金属が挙げられる。中でも、下側筐体４２の材料に金属を用いると、光源１０から発生し、反射体３０に伝達される熱を下側筐体４２に逃がしやすくなるため、好ましい。
【００３２】
また、下側筐体４２の熱収縮率は、反射体３０の熱収縮率より小さくなっている。そのため、反射体３０および下側筐体４２に光源１０からの熱が伝達された場合でも、下側筐体４２が熱収縮することによる反射体３０の第１部位３１に皺が生じるのが抑制される。ここで、熱収縮率は、下側筐体４２もしくは反射体３０をある温度まで昇温させた後に、昇温前の温度まで下げた時に、下側筐体４２もしくは反射体３０の体積の収縮程度を観測することで測定することができる。また、熱収縮率は、熱による体積の収縮しやすさを表しており、大きければ収縮しやすいことを示している。
【００３３】
また、下側筐体４２の剛性率は、反射体３０の剛性率より大きくなっている。そのため、反射体３０に光源１０からの熱が伝達され、反射体３０が熱収縮する場合に、下側筐体４２が反射体３０の熱収縮を低減し、反射体３０の第１部位３１に皺が生じるのが抑制される。ここで、剛性率は、下側筐体４２もしくは反射体３０に一方向から一定の力を加えることで、下側筐体４２もしくは反射体３０が変形する変位を観測することで測定できる。剛性率は変形のしにくさを表しており、大きければ変形しにくいことを示している。
【００３４】
光源装置Ｘ１では、反射体３０において、下側筐体４２に固定されている第１部位３１と、導光板２０の上面２０ａの端部に固定されている第２部位３２との間に、応力吸収部３３が設けられている。そのため、光源１０から伝達された熱により導光板２０が熱収縮し、導光板２０に固定されている反射体３０の第２部位３２が引っ張られることで、反射体３０に応力が発生した場合でも、応力吸収部３３が伸張することでその応力が吸収される。また、第１部位３１は下側筐体４２に固定されているため、導光板２０の熱収縮に起因する反射体３０に発生する応力が第１部位３１に加わった場合、もしくは第１部位３１自体が熱収縮する場合でも、第１部位３１が収縮するのを低減できる。したがって、反射体３０の第１部位３１に皺が生じることにより出射光に輝度ムラが発生するのを低減できる。
【００３５】
射出成形法により作製された導光板２０は、樹脂の流れ方向であるゲート面２０ｄに垂直な方向において、大きく熱収縮する場合がある。そのため、反射体３０の第２部位３２が導光板２０の上面２０ａにおけるゲート面２０ｄに垂直な方向の端部に固定されていると、導光板２０のゲート面２０ｄに垂直な方向での熱収縮に起因して、反射体３０の第１部位３１に皺が発生するのをより低減できるため好ましい。
【００３６】
上述した光源装置Ｘ１は、外部駆動回路からの所定の駆動電流が、光源１０に供給されると、光源１０から導光板２０の光入射面２０ｃに向けて光が出射される。光入射面２０ｃから導光板２０の内部に入射した光は、導光板２０の光拡散体２１、反射体３０などにより反射され、導光板２０の上面２０ａから後述する液晶表示パネル５０に向けて出射されることによって光源装置として機能する。
【００３７】
次に、光源装置Ｘ１を備える液晶表示装置Ｙについて説明する。
【００３８】
液晶表示装置Ｙは、図３に示すように、光源装置Ｘ１と、液晶表示パネル５０とを備えている。
【００３９】
液晶表示パネル５０は、光源装置Ｘ１の導光板２０の上面２０ａに、拡散体ＫおよびプリズムＰを介して対向するようにして配置されている。液晶表示パネル５０は、第１基体５１と、第２基体５２と、封止部材５３とを備えている。液晶表示パネル５０は、図４に示すように、第１基体５１と第２基体５２との間に液晶層（図示せず）を介在させ、液晶層を封止部材５３により封止してなる。液晶表示パネル５０は、画像を表示するための複数の画素をからなる表示領域ＤＡを有している。
【００４０】
液晶表示装置Ｙは、光源装置Ｘ１を備えている。そのため、光源装置Ｘ１からの出射光における輝度ムラの発生が低減され、製品の画像品質が向上する。
【００４１】
液晶表示装置Ｙは、外部に設けられた液晶表示パネル用駆動回路によって画素ごとに液晶層を制御して、光源装置Ｘ１の光を液晶表示パネル５０に透過させ、液晶表示パネル７０の表示領域ＤＡに画像を表示させることで、表示装置として機能する。
【００４２】
次に、本発明の第２の実施形態に係る光源装置Ｘ２について説明する。なお、光源装置Ｘ２の説明において、上述の光源装置Ｘ１と重複する事項の説明は省略する。
【００４３】
光源装置Ｘ１は、導光板２０に代えて導光板２０Ａを、反射体３０に代えて反射体３０Ａを採用している点で異なる。
【００４４】
導光板２０Ａは、導光板２０とは異なり、ゲート面２０ｄが光入射面２０Ａｃと交差する側面に位置している。
【００４５】
反射体３０Ａは、反射体３０とは異なり、その一端部が、光入射面２０Ａｃではない側面であって、ゲート面２０ｄとは反対に位置する側面に沿った上面２０Ａの端部に固定されている。
【００４６】
光源装置Ｘ２では、光源装置Ｘ１と同様な効果を得ることができる。
【００４７】
なお、液晶表示装置Ｙでは、光源装置Ｘ１の代わりに光源装置Ｘ２を採用しても、上述した液晶表示装置Ｙの効果と同様な効果を得ることができる。
【００４８】
以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４９】
光源装置Ｘ１、Ｘ２では、反射体３０の第２部位３２が複数存在するが、これに限られず、図６に示すように一箇所であってもよい。
【００５０】
光源装置Ｘ１、Ｘ２では、反射体３０の第２部位３２は導光板３０の上面２０ａで固定されているが、これに限られない。例えば、反射体３０の第２部位３２を、図６に示すように側面で固定してもよい。この側面は、導光板２０の光入射面２０ｃ、ゲート面２０ｄなどいずれの側面であってもよいが、ゲート面２０ｄ、もしくはゲート面２０ｄとは反対に位置する側面であれば、ゲート面２０ｄに垂直な方向での熱収縮に起因する、反射体３０の第１部位３１に皺が発生するのをより低減できるため好ましい。
【００５１】
液晶表示装置Ｙは、さらに液晶表示パネル５０の上方にタッチパネルなどを備えてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
Ｘ１、Ｘ２    光源装置
Ｙ    液晶表示装置
１０    光源  
２０    導光板
３０    反射体
４０    筐体
４１  上側筐体
４２  下側筐体
５０    液晶表示パネル
【図１】
0005550281.tif 000002
【図２】
0005550281.tif 000003
【図３】
0005550281.tif 000004
【図４】
0005550281.tif 000005
【図５】
0005550281.tif 000006
【図６】
0005550281.tif 000007