(57)【要約】  バックライト装置は、マトリクス状に配置された複数の光源と、複数の光源の各々の四方を囲むように配置された隔壁を有し、複数の光源が発する光を反射する反射シートと、反射シートの上部に位置し、複数の光源から出射した光と反射シートが反射した光の輝度を均一化するための輝度均一板と、輝度均一板を支持する支持部材と、を備える。反射シートは、四方に配置された隔壁のうち少なくとも一方の隔壁の四隅以外に、開口部を有し、支持部材は、開口部に配置され、開口部を遮蔽する遮蔽部を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置された複数の光源と、
前記複数の光源の各々の四方を囲むように配置された隔壁を有し、前記複数の光源から出射する光を反射する反射シートと、
前記反射シートの上部に位置し、前記複数の光源から出射した光と前記反射シートが反射した光の輝度を均一化するための輝度均一板と、
前記輝度均一板を支持する支持部材と、を備え、
前記反射シートは、前記四方に配置された前記隔壁のうち少なくとも一方の前記隔壁の四隅以外に、開口部を有し、
前記支持部材は、前記開口部に配置され、前記開口部を遮蔽する遮蔽部を有する、バックライト装置。
【請求項２】
前記開口部は、互いに隣接する前記光源を結ぶ直線が前記隔壁と交差する部分に設けられる、請求項１記載のバックライト装置。
【請求項３】
前記輝度均一板の上部に前記輝度均一板から出射した光を拡散する拡散板を備え、
前記支持部材は、前記輝度均一板を支持する第１の支持部分と、前記拡散板を支持する第２の支持部分と、を有する、請求項１記載のバックライト装置。
【請求項４】
マトリクス状に配置された複数の光源と、
前記複数の光源の各々の四方を囲むように配置された隔壁を有し、前記複数の光源から出射する光を反射する反射シートと、
前記反射シートの上部に位置し、前記複数の光源から出射した光と前記反射シートが反射した光の輝度を均一化するための輝度均一板と、を備え、
前記反射シートは、前記四方に配置された前記隔壁のうち少なくとも一方の前記隔壁の上部であって、四隅以外に、前記輝度均一板を支持する支持部を有する、バックライト装置。
【請求項５】
前記支持部は、互いに隣接する前記光源を結ぶ直線が前記隔壁と交差する部分に位置する、請求項４記載のバックライト装置。
【請求項６】
前記輝度均一板の上部に前記輝度均一板から出射した光を拡散する拡散板を備え、
前記支持部は、前記輝度均一板を支持する第１の支持部分と、前記拡散板を支持する第２の支持部分と、を有する、請求項４記載のバックライト装置。
【請求項７】
液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面側に位置し、前記液晶パネルに対応する大きさの請求項１〜６のいずれか記載のバックライト装置と、を備えた液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、複数の光源を含むバックライト装置と、当該バックライト装置を備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は薄型、低消費電力、高精細などの特徴を有し、製造技術の発達による画面サイズの大型化も伴い、テレビ分野への普及が進行している。液晶表示装置で表示される画像は、その表示方法に起因して、コントラスト感（ダイナミックレンジ）が低いという問題点が指摘されている。そのため、近年は表示画像の画質向上に関する技術開発が盛んになされている。【０００３】
特許文献１は、図９に示すような、複数の光源（冷陰極蛍光管１０１）が照明領域ごとに隔壁１０２によって隔離された直下型のバックライトを開示する。光源の下には輝度調整用の白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、不図示）が配置されている。ＬＥＤ上にはレンズ、拡散板、光学シートが設けられ（不図示）、隣接する照明領域間における照明光の輝度比、すなわちダイナミックレンジを広げることが記載されている。また、各照明領域を隔壁１０２によって分割することにより、隣接する照明領域間における照明光の相互干渉を抑制することができ、より高品位の画像を得ることが可能となることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−９９２５０号公報
【発明の概要】
【０００５】
従来の液晶表示装置は、隔壁１０２により隣接する照明領域間の照明光が遮られるため、隔壁１０２の上方近傍が暗くなるという問題が生じる。また、ＬＥＤ上に配置されているレンズのため、薄型化が困難であるという課題が生じる。
【０００６】
本開示は、薄型化を実現しながら輝度ムラを抑制し、輝度分布を一定に出来る液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
本開示にかかるバックライト装置は、マトリクス状に配置された複数の光源と、複数の光源の各々の四方を囲むように配置された隔壁を有し、複数の光源から出射する光を反射する反射シートと、反射シートの上部に位置し、複数の光源から出射した光と反射シートが反射した光の輝度を均一化するための輝度均一板と、輝度均一板を支持する支持部材と、を備える。反射シートは、四方に配置された隔壁のうち少なくとも一方の隔壁の四隅以外に、輝度均一板を支持する支持部材を設置するための開口部を有し、支持部材は、前記開口部に配置され、開口部を遮蔽する遮蔽部を有する。
【０００８】
本開示にかかる他のバックライト装置は、マトリクス状に配置された複数の光源と、複数の光源の各々の四方を囲むように配置された隔壁を有し、複数の光源から出射する光を反射する反射シートと、反射シートの上部に位置し、複数の光源から出射した光と反射シートが反射した光の輝度を均一化するための輝度均一板と、を備える。反射シートは、四方に配置された隔壁のうち少なくとも一方の隔壁の上部であって、四隅以外に、輝度均一板を支持する支持部を有する。
【０００９】
本開示にかかる液晶表示装置は、薄型化を実現しながら輝度ムラを抑制し、輝度分布を一定に出来る液晶表示装置を得るのに有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１にかかる液晶表示装置全体の概略構成を示す分解斜視図
【図２】実施の形態１にかかる液晶表示装置の一部を拡大して示す分解斜視図
【図３】実施の形態１にかかる反射シートの部分拡大図
【図４】実施の形態１にかかる支持部材の詳細な構成を示す図
【図５】実施の形態１にかかる反射シートに支持部材を取付けた状態を説明する図
【図６】実施の形態１にかかる液晶表示装置の内部構成を説明する図
【図７】実施の形態１にかかる光の伝達状態の一例を説明する図
【図８】実施の形態２にかかる反射シートの部分拡大図
【図９】従来の表示装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１２】
なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１３】
（実施の形態１）
以下、図１〜７を用いて、実施の形態１を説明する。図１は、液晶表示装置全体の概略構成を示す分解斜視図であり、図２は、液晶表示装置の一部を拡大して示す分解斜視図である。
【００１４】
［１−１．構成］
［１−１−１．液晶表示装置の構成］
図１に示すように、液晶表示装置１０は、ベゼル１２と、長方形の平板形状で透過型の液晶パネル１１と、液晶パネル１１の背面側に配置され、液晶パネル１１に対応する大きさの直方形上のバックライト装置２０とからなる。
【００１５】
液晶パネル１１は、バックライト装置２０から放射された光を透過するように配置されている。
【００１６】
ベゼル１２は、液晶表示装置１０の前面のケーシングを兼ねている。ベゼル１２の材料としては、製品におけるデザイン性や軽量性などの観点から、主にプラスチック樹脂が使用される。
【００１７】
［１−１−２．バックライト装置の構成］
バックライト装置２０は、複数の光源２１が実装された複数のプリント基板２８と、複数のプリント基板２８を収容するシャーシ２２と、液晶パネル１１と光源２１の間に配置される光学部２６、拡散板２５、輝度均一板２４、反射シート２３とで構成される。
【００１８】
プリント基板２８は、略矩形上の形状をなし、光源２１を駆動する電力を供給している。本開示におけるプリント基板２８は、６個の光源２１を一列に実装している。各プリント基板２８は、図１に示すように、７行×２列に、シャーシ２２内に配置されている。すなわち、複数の光源２１はマトリクス状に配置されている。なお、プリント基板２８の形状、大きさ、枚数、配置、実装される光源２１の数は、本開示の要旨ではないので、特に限定するものではない。
【００１９】
光源２１は、赤色光、青色光、緑色光などの単色の光を発光する複数の光源で構成されてもよい。または、光源２１は、白色光を発光する光源のみで構成されてもよい。光源２１としては、ＬＥＤなどを用いることができる。
【００２０】
シャーシ２２は、これ自体が液晶表示装置１０の背面のケーシングを兼ねている。シャーシ２２は、プラスチック樹脂や、表裏に高放射性セラミックスシートが貼付された金属、または黒色などのアルマイト処理された金属や、カーボンブラックを塗布した金属からなり、上記金属にはアルミニウムや鉄などを主成分とした合金などを用いている。
【００２１】
反射シート２３は、各光源２１を囲むように配置され、各光源２１から出射された光を輝度均一板２４の方向に反射する。反射シート２３には、各光源２１を取り囲むマトリックス状の隔壁２３１が形成されている。本開示では、光源２１の四方を隔壁２３１で囲まれた領域を発光領域２３５と称する。反射シート２３は、光源２１から発射される光を効率よく反射するように、その表面が鏡面や白色などの状態となっている。なお、本開示のバックライト装置２０においては、発光領域２３５間のピッチ（マトリックス一辺の長さ）は５０ｍｍとしている。
【００２２】
また、図２に示すように、各隔壁２３１には開口部２３２が形成され、開口部２３２には支持部材２７が配置されている。支持部材２７は、光反射機能を有し、輝度均一板２４と拡散板２５の支持を行う。支持部材２７は、例えば、ポリカーボネートなどの高反射部材を用い、射出成型などで作成する。
【００２３】
輝度均一板２４は、反射シート２３の上面に配置され、光源２１から出射された光と反射シート２３により反射された光の輝度を均一化して出射する。輝度均一板２４は、支持部材２７を取り付けるための穴２４１を複数有する。この穴２４１は、支持部材２７の上部が通過できる大きさを有する。また、輝度均一板２４は、各発光領域２３５において、光源２１の配光に対応した穴（不図示）を複数有する。発光領域２３５においては、光源２１に近い位置ほど輝度が高くなるので、光源２１に近い位置ほど小さい穴が設けられている。このように穴を形成することで、輝度の均一化を図ることができる。輝度均一板２４は、例えば、高反射のＰＥＴなどで成形される。
【００２４】
拡散板２５は、輝度均一板２４の上面に配置され、輝度均一板２４が出射した光を拡散する。拡散板２５は、支持部材２７で支持される。拡散板２５は、例えばアクリル樹脂などの板状体からなり、一方の面から入射した光を拡散させて他方の面から出射させるために、微小な粒子を分散させた半透明な樹脂により構成されている。また、拡散板２５は、ポリメチルメタクリレートやポリカーボネート等の空気よりも屈折率が高い公知の透明樹脂を用いて、射出成型などで作成することができる。
【００２５】
光学部２６は、拡散板２５の上部に配置され、拡散板２５から出射された光を更に拡散、集光する。光学部２６は、液晶パネル１１に対応する大きさで、光学シート積層体を備えている。この光学シート積層体は、例えば、拡散板２５から入射される光を前方の液晶パネル１１側に向けて集光させるプリズムシート、拡散板２５から入射される光をさらに拡散させる拡散シート、拡散板２５から入射される光の偏光面が液晶パネル１１の偏光面に対応するように特定の偏光面を有する光を透過させる偏光シート等により構成されている。光学部２６を通過した光は拡散されより均一な面光源とすることができる。
【００２６】
［１−１−３．反射シート］
図３は、反射シート２３の部分拡大図である。反射シート２３には、各光源２１の四方を取り囲むようにマトリックス状の隔壁２３１が形成されている。言い換えると、隔壁２３１はバックライト装置２０をマトリックス状に複数の発光領域２３５に分割している。また、図３に示すように、各隔壁２３１の中央部分には、開口部２３２が設けられている。即ち、開口部２３２は、互いに隣接する光源２１を結ぶ直線が隔壁２３１と交差する部分に設けられる。なお、開口部２３２は、必ずしも各隔壁２３１の中央部分に設けられる必要はなく、発光領域２３５の四隅以外に設けられればよい。また、開口部２３２は、必ずしも全ての隔壁２３１に設ける必要はなく、発光領域２３５を区画する四方の隔壁２３１うち少なくとも一方の隔壁２３１に設けられればよい。ここで、四隅とは、隔壁２３１が交差する領域を示す。ここで、本開示における隔壁２３１の高さは、４．５ｍｍである。
【００２７】
開口部２３２は、上部に配置する輝度均一板２４を支持する支持部材２７を設置するためのものである。開口部２３２には、支持部材２７を差し込むための穴２３３が形成されている。なお、輝度均一板２４に設ける穴２４１の位置は、開口部２３２の穴２３３の位置に合わせて決定する。
【００２８】
また、図３に示すように、反射シート２３の発光領域２３５の中央部分には、開口２３４が設けられている。開口２３４は、光源２１を反射シート２３の表面に出すために設けられる。
【００２９】
［１−１−４．支持部材］
図４は支持部材２７の詳細な構成を示す図である。図５は反射シート２３に支持部材２７を取付けた状態を説明する図である。図６は、液晶表示装置１０の内部構成を説明する図である。
【００３０】
図４に示すように、支持部材２７は、第１の支持部分２７１、第２の支持部分２７２、２つの遮蔽部２７３、固定部２７４、スナップフィット２７５、固定部２７６を有する。
【００３１】
スナップフィット２７５は隔壁２３１の開口部２３２に形成された穴２３３に差し込まれる。固定部２７４は、支持部材２７を開口部２３２の穴２３３に差し込んだ際に、穴２３３方向への支持部材２７の動きを係止する。
【００３２】
ここで、シャーシ２２には、各開口部２３２の穴２３３に対応した位置に穴（不図示）が形成されている。スナップフィット２７５はこのシャーシ２２の穴にも差し込まれ、スナップフィット２７５の一部はシャーシ２２の穴を貫通した状態で係止する。これにより、反射シート２３、プリント基板２８、シャーシ２２は、固定部２７４とスナップフィット２７５との間に挟み込まれた状態となる。
【００３３】
遮蔽部２７３は、支持部材２７が隔壁２３１の開口部２３２に設置されることにより、開口部２３２を遮蔽する。図３に示す開口部２３２に支持部材２７が配置されると、図５に示すように、支持部材２７の２つの遮蔽部２７３が、開口部２３２を遮蔽する。すなわち、遮蔽部２７３は、隔壁２３１の一部を補うように、開口部２３２を遮蔽する形状に形成されている。遮蔽部２７３の上端と隔壁２３１とは同程度の高さに設定され、遮蔽部２７３の側面は開口部２３２の側面形状に沿った形状を有する。
【００３４】
第１の支持部分２７１は、図４に示すように遮蔽部２７３の上に平板状に形成され、図６に示すように輝度均一板２４を支持する。本開示において、第１の支持部分２７１は円形状に形成されているが、これに限定されない。第１の支持部分２７１は、輝度均一板２４の穴２４１より大きく、輝度均一板２４を水平に支持できる平面形状であればよい。
【００３５】
固定部２７６は、図６に示すように、第１の支持部分２７１と共に輝度均一板２４を挟み込む。これにより、輝度均一板２４を固定することができる。
【００３６】
第２の支持部分２７２は、支持部材２７の先端に形成され、拡散板２５を小さい面積で支持する。第２の支持部分２７２は、平面状でも曲面状でも構わない。
【００３７】
ここで、図６に示すように、間隙Ｌ１は輝度均一板２４と隔壁２３１の上端との間隙であり、間隙Ｌ２は拡散板２５と輝度均一板２４との間隙であり、光学距離Ｌ３は拡散板２５と反射シート２３間の距離で定義される光学距離である。つまり、光学距離Ｌ３は拡散板２５の下面と反射シート２３の発光領域２３５の上面との距離である。本開示においては、間隙Ｌ１は、光学距離Ｌ３の５％〜３０％に設定することが望ましい。これにより、隣接する発光領域２３５への光漏れを最小限にすると共に、輝度均一板２４における隔壁２３１の上部に位置する部分の輝度ムラを抑制することができる。また、間隙Ｌ２は光学距離Ｌ３の５０％以下に設定することが望ましい。より好ましくは、光学距離Ｌ３の３０％〜５０％に設定することが望ましい。これにより、輝度ムラを抑制することができる。
【００３８】
［１−２．動作］
以上のように構成された液晶表示装置１０について、その動作を以下説明する。図７は、液晶表示装置１０における光の伝達状態の一例を説明する図である。
【００３９】
各光源２１は、独立して点灯または消灯の制御が行われる。光源２１が点灯されると、光源２１から出射した光は、周囲の隔壁２３１および反射シート２３により反射された間接光と共に、輝度均一板２４に入射する。図７に示すように、各光源２１の周囲に隔壁２３１を設けたことにより、光源２１が出射した光の発光領域２３５間における相互干渉を抑制することができる。
【００４０】
また、光束の強度は距離の二乗に反比例することから、隔壁２３１の四隅は、光源２１からの距離が最も長いため、輝度の低下が大きい。支持部材２７を隔壁２３１の四隅に設けた場合、四隅近傍では輝度が低下するのに加え、支持部材２７が光の伝達を遮断することになり、さらに輝度が低下する。そのため、本開示においては、支持部材２７を隔壁２３１の四隅以外に設けている。
【００４１】
本開示では、光源２１からの距離が最も短く、輝度低減が少ない隔壁２３１の略中央部に開口部２３２が設けられ、支持部材２７が設置される。中央部は最も輝度が高いところであるため、支持部材２７による光の伝達の遮断による輝度の低減の影響が小さい。
【００４２】
また、図６に示すように、支持部材２７により、隔壁２３１と輝度均一板２４との間には間隙Ｌ１が形成されており、この間隙Ｌ１の空間は四隅の上部にも形成されている。この空間において、隣接する発光領域の光源２１から出射する光は交錯し、輝度均一板２４に入射する。すなわち、隣接する発光領域２３５が共に点灯している場合の四隅の輝度ムラを抑制することができる。
【００４３】
このような支持部材２７の配置より、支持部材２７を配置することに起因する隔壁２３１上の輝度ムラを最小限にすることができる。
【００４４】
輝度均一板２４は入射した光の輝度を均一化して出射する。輝度均一板２４から出射された光は、拡散板２５に入射する。拡散板２５は入射した光を拡散して出射する。拡散板２５から出射した光は、光学部２６に入射し更に拡散、集光され、液晶パネル１１に照射される。
【００４５】
［１−３．効果など］
以上のように、本実施の形態のバックライト装置は、マトリクス状に配置された複数の光源と、複数の光源の各々の四方を囲むように配置された隔壁を有し、複数の光源が発する光を反射する反射シートと、反射シートの上部に位置し、複数の光源から出射した光と反射シートが反射した光の輝度を均一化するための輝度均一板と、輝度均一板を支持する支持部材と、を備える。反射シートは、四方に配置された隔壁のうち少なくとも一方の隔壁の四隅以外に、開口部を有し、支持部材は、開口部に配置され、開口部を遮蔽する遮蔽部を有する。
【００４６】
これにより、発光領域２３５外への各光源２１の光の漏れを最小にすることができる。すなわち、隣接する光源２１のから出射する光の相互干渉を抑制することが出来る。
【００４７】
また、支持部材２７は、光源２１からの距離が短い隔壁２３１の略中央部に配置される。これにより、支持部材２７が光束を遮蔽することによる隔壁２３１の上部に位置する輝度均一板２４の部分の輝度ムラ発生を抑制することができる。
【００４８】
また、支持部材２７が遮蔽部２７３を有することで、隔壁２３１の開口部２３２を遮蔽でき、開口部２３２から隣接する発光領域２３５への光束の漏れを最小限に出来る。
【００４９】
また、複数の支持部材２７で輝度均一板２４を支持することで、輝度均一板２４と隔壁２３１との距離を一定に保つことができる。そのため、輝度分布を一定に保つことができる。
【００５０】
以上のことから、本開示のバックライト装置２０は、液晶パネル１１のコントラストを向上させることができる。また、ＬＥＤ上にレンズを配置しないため薄型化が実現できる。
【００５１】
（実施の形態２）
実施の形態２では、実施の形態１における支持部材２７と反射シート２３（隔壁２３１）を一体構成した場合について説明する。それ以外は、実施の形態１と同様であるため、重複した記載を省略する。
【００５２】
図８は、本開示の実施の形態２にかかる反射シート３３の部分拡大図である。反射シート３３は、図８に示すように、開口３３４、隔壁３３１及び支持部３７を有する。開口３３４は、光源２１を反射シート３３の表面に出すために設けられる。隔壁３３１は、開口３３４が中央に位置し、開口３３４の四方を囲むように形成される。実施の形態１と同様に、隔壁３３１が開口３３４（光源２１）の四方を囲むことによって、発光領域３３５が形成される。支持部３７は、図８に示すように、いくつかの隔壁３３１の上部中央に設けられている。言い換えると、支持部３７は、隔壁３３１の上部であって、互いに隣接する開口３３４（光源２１）を結ぶ直線が隔壁３３１と交差する部分に位置している。
【００５３】
支持部３７は、第１の支持部分３７１、第２の支持部分３７２および固定部３７６を有する。第１の支持部分３７１は、反射シート３３の上部に位置する輝度均一板２４を支持する。固定部３７６は、第１の支持部分３７１と共に輝度均一板２４を挟み込み、輝度均一板２４を固定する。第２の支持部分３７２は、支持部３７の先端に形成され、拡散板２５を支持する。
【００５４】
このように、支持部３７と隔壁３３１を一体形成することで、隔壁３３１に開口部を設けたり、支持部材を使用する必要がなくなる。また、一体形成することで、支持部３７が固定され、輝度均一板２４の反りやたわみを防止することができる。
【００５５】
なお、支持部３７は、実施の形態１同様、隔壁３３１の四隅以外に設けるのが望ましい。また、支持部３７は、隔壁３３１の略中央部に設けることが望ましい。本実施の形態では、支持部３７は反射シート３３の隔壁３３１と一体的に構成されているが、支持部３７を別体に構成し隔壁３３１の上部中央に配置することもできる。
【００５６】
（他の実施の形態）
以上のように、本開示における実装の例示として、実施の形態１および２を説明した。しかしながら、本開示は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１および２で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
【００５７】
なお、本開示における、各構成要素のサイズは一例であり、これに限定するものではない。
【００５８】
また、実施の形態２においては、支持部３７をいくつかの隔壁３３１の上部中央に設けたがこれに限定するものではない。実施の形態１の開口部２３２と同様、四隅以外かつ四方のうち少なくとも一方の隔壁３３１の一部に設けられればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本開示は、バックライト装置と、バックライト装置を備える液晶表示装置全般に適用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  液晶表示装置
１１  液晶パネル
１２  ベゼル
２０  バックライト装置
２１  光源
２２  シャーシ
２３，３３  反射シート
２３１，３３１  隔壁
２３２  開口部
２３３，２４１  穴
２３４，３３４  開口
２３５，３３５  発光領域
２４  輝度均一板
２５  拡散板
２６  光学部
２７  支持部材
２７１，３７１  第１の支持部分
２７２，３７２  第２の支持部分
２７３  遮蔽部
２７４，２７６，３７６  固定部
２７５  スナップフィット
２８  プリント基板
３７  支持部
【図１】
2017002307.tif 000003
【図２】
2017002307.tif 000004
【図３】
2017002307.tif 000005
【図４】
2017002307.tif 000006
【図５】
2017002307.tif 000007
【図６】
2017002307.tif 000008
【図７】
2017002307.tif 000009
【図８】
2017002307.tif 000010
【図９】
2017002307.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月19日(2017.12.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、複数の光源を含むバックライト装置と、当該バックライト装置を備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は薄型、低消費電力、高精細などの特徴を有し、製造技術の発達による画面サイズの大型化も伴い、テレビ分野への普及が進行している。液晶表示装置で表示される画像は、その表示方法に起因して、コントラスト感（ダイナミックレンジ）が低いという問題点が指摘されている。そのため、近年は表示画像の画質向上に関する技術開発が盛んになされている。
【０００３】
特許文献１は、図９に示すような、複数の光源（冷陰極蛍光管１０１）が照明領域ごとに隔壁１０２によって隔離された直下型のバックライトを開示する。光源の下には輝度調整用の白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、不図示）が配置されている。ＬＥＤ上にはレンズ、拡散板、光学シートが設けられ（不図示）、隣接する照明領域間における照明光の輝度比、すなわちダイナミックレンジを広げることが記載されている。また、各照明領域を隔壁１０２によって分割することにより、隣接する照明領域間における照明光の相互干渉を抑制することができ、より高品位の画像を得ることが可能となることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−９９２５０号公報
【発明の概要】
【０００５】
従来の液晶表示装置は、隔壁１０２により隣接する照明領域間の照明光が遮られるため、隔壁１０２の上方近傍が暗くなるという問題が生じる。また、ＬＥＤ上に配置されているレンズのため、薄型化が困難であるという課題が生じる。
【０００６】
本開示は、薄型化を実現しながら輝度ムラを抑制し、輝度分布を一定に出来る液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
本開示にかかるバックライト装置は、マトリクス状に配置された複数の光源と、複数の光源の各々の四方を囲むように配置された隔壁を有し、複数の光源から出射する光を反射する反射シートと、反射シートの上部に位置し、複数の光源から出射した光と反射シートが反射した光の輝度を均一化するための輝度均一板と、輝度均一板を支持する支持部材と、を備える。反射シートは、四方に配置された隔壁のうち少なくとも一方の隔壁の四隅以外に、輝度均一板を支持する支持部材を設置するための開口部を有し、支持部材は、前記開口部に配置され、開口部を遮蔽する遮蔽部を有する。
【０００８】
本開示にかかる他のバックライト装置は、マトリクス状に配置された複数の光源と、複数の光源の各々の四方を囲むように配置された隔壁を有し、複数の光源から出射する光を反射する反射シートと、反射シートの上部に位置し、複数の光源から出射した光と反射シートが反射した光の輝度を均一化するための輝度均一板と、を備える。反射シートは、四方に配置された隔壁のうち少なくとも一方の隔壁の上部であって、四隅以外に、輝度均一板を支持する支持部を有する。
【０００９】
本開示にかかる液晶表示装置は、薄型化を実現しながら輝度ムラを抑制し、輝度分布を一定に出来る液晶表示装置を得るのに有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１にかかる液晶表示装置全体の概略構成を示す分解斜視図
【図２】実施の形態１にかかる液晶表示装置の一部を拡大して示す分解斜視図
【図３】実施の形態１にかかる反射シートの部分拡大図
【図４】実施の形態１にかかる支持部材の詳細な構成を示す図
【図５】実施の形態１にかかる反射シートに支持部材を取付けた状態を説明する図
【図６】実施の形態１にかかる液晶表示装置の内部構成を説明する図
【図７】実施の形態１にかかる光の伝達状態の一例を説明する図
【図８】実施の形態２にかかる反射シートの部分拡大図
【図９】従来の表示装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１２】
なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１３】
（実施の形態１）
以下、図１〜７を用いて、実施の形態１を説明する。図１は、液晶表示装置全体の概略構成を示す分解斜視図であり、図２は、液晶表示装置の一部を拡大して示す分解斜視図である。
【００１４】
［１−１．構成］
［１−１−１．液晶表示装置の構成］
図１に示すように、液晶表示装置１０は、ベゼル１２と、長方形の平板形状で透過型の液晶パネル１１と、液晶パネル１１の背面側に配置され、液晶パネル１１に対応する大きさの直方形上のバックライト装置２０とからなる。
【００１５】
液晶パネル１１は、バックライト装置２０から放射された光を透過するように配置されている。
【００１６】
ベゼル１２は、液晶表示装置１０の前面のケーシングを兼ねている。ベゼル１２の材料としては、製品におけるデザイン性や軽量性などの観点から、主にプラスチック樹脂が使用される。
【００１７】
［１−１−２．バックライト装置の構成］
バックライト装置２０は、複数の光源２１が実装された複数のプリント基板２８と、複数のプリント基板２８を収容するシャーシ２２と、液晶パネル１１と光源２１の間に配置される光学部２６、拡散板２５、輝度均一板２４、反射シート２３とで構成される。
【００１８】
プリント基板２８は、略矩形状の形状をなし、光源２１を駆動する電力を供給している。本開示におけるプリント基板２８は、６個の光源２１を一列に実装している。各プリント基板２８は、図１に示すように、７行×２列に、シャーシ２２内に配置されている。すなわち、複数の光源２１はマトリクス状に配置されている。なお、プリント基板２８の形状、大きさ、枚数、配置、実装される光源２１の数は、本開示の要旨ではないので、特に限定するものではない。
【００１９】
光源２１は、赤色光、青色光、緑色光などの単色の光を発光する複数の光源で構成されてもよい。または、光源２１は、白色光を発光する光源のみで構成されてもよい。光源２１としては、ＬＥＤなどを用いることができる。
【００２０】
シャーシ２２は、これ自体が液晶表示装置１０の背面のケーシングを兼ねている。シャーシ２２は、プラスチック樹脂や、表裏に高放射性セラミックスシートが貼付された金属、または黒色などのアルマイト処理された金属や、カーボンブラックを塗布した金属からなり、上記金属にはアルミニウムや鉄などを主成分とした合金などを用いている。
【００２１】
反射シート２３は、各光源２１を囲むように配置され、各光源２１から出射された光を輝度均一板２４の方向に反射する。反射シート２３には、各光源２１を取り囲むマトリックス状の隔壁２３１が形成されている。本開示では、光源２１の四方を隔壁２３１で囲まれた領域を発光領域２３５と称する。反射シート２３は、光源２１から発射される光を効率よく反射するように、その表面が鏡面や白色などの状態となっている。なお、本開示のバックライト装置２０においては、発光領域２３５間のピッチ（マトリックス一辺の長さ）は５０ｍｍとしている。
【００２２】
また、図２に示すように、各隔壁２３１には開口部２３２が形成され、開口部２３２には支持部材２７が配置されている。支持部材２７は、光反射機能を有し、輝度均一板２４と拡散板２５の支持を行う。支持部材２７は、例えば、ポリカーボネートなどの高反射部材を用い、射出成型などで作成する。
【００２３】
輝度均一板２４は、反射シート２３の上面に配置され、光源２１から出射された光と反射シート２３により反射された光の輝度を均一化して出射する。輝度均一板２４は、支持部材２７を取り付けるための穴２４１を複数有する。この穴２４１は、支持部材２７の上部が通過できる大きさを有する。また、輝度均一板２４は、各発光領域２３５において、光源２１の配光に対応した穴（不図示）を複数有する。発光領域２３５においては、光源２１に近い位置ほど輝度が高くなるので、光源２１に近い位置ほど小さい穴が設けられている。このように穴を形成することで、輝度の均一化を図ることができる。輝度均一板２４は、例えば、高反射のＰＥＴなどで成形される。
【００２４】
拡散板２５は、輝度均一板２４の上面に配置され、輝度均一板２４が出射した光を拡散する。拡散板２５は、支持部材２７で支持される。拡散板２５は、例えばアクリル樹脂などの板状体からなり、一方の面から入射した光を拡散させて他方の面から出射させるために、微小な粒子を分散させた半透明な樹脂により構成されている。また、拡散板２５は、ポリメチルメタクリレートやポリカーボネート等の空気よりも屈折率が高い公知の透明樹脂を用いて、射出成型などで作成することができる。
【００２５】
光学部２６は、拡散板２５の上部に配置され、拡散板２５から出射された光を更に拡散、集光する。光学部２６は、液晶パネル１１に対応する大きさで、光学シート積層体を備えている。この光学シート積層体は、例えば、拡散板２５から入射される光を前方の液晶パネル１１側に向けて集光させるプリズムシート、拡散板２５から入射される光をさらに拡散させる拡散シート、拡散板２５から入射される光の偏光面が液晶パネル１１の偏光面に対応するように特定の偏光面を有する光を透過させる偏光シート等により構成されている。光学部２６を通過した光は拡散されより均一な面光源とすることができる。
【００２６】
［１−１−３．反射シート］
図３は、反射シート２３の部分拡大図である。反射シート２３には、各光源２１の四方を取り囲むようにマトリックス状の隔壁２３１が形成されている。言い換えると、隔壁２３１はバックライト装置２０をマトリックス状に複数の発光領域２３５に分割している。また、図３に示すように、各隔壁２３１の中央部分には、開口部２３２が設けられている。即ち、開口部２３２は、互いに隣接する光源２１を結ぶ直線が隔壁２３１と交差する部分に設けられる。なお、開口部２３２は、必ずしも各隔壁２３１の中央部分に設けられる必要はなく、発光領域２３５の四隅以外に設けられればよい。また、開口部２３２は、必ずしも全ての隔壁２３１に設ける必要はなく、発光領域２３５を区画する四方の隔壁２３１のうち少なくとも一方の隔壁２３１に設けられればよい。ここで、四隅とは、隔壁２３１が交差する領域を示す。ここで、本開示における隔壁２３１の高さは、４．５ｍｍである。
【００２７】
開口部２３２は、上部に配置する輝度均一板２４を支持する支持部材２７を設置するためのものである。開口部２３２には、支持部材２７を差し込むための穴２３３が形成されている。なお、輝度均一板２４に設ける穴２４１の位置は、開口部２３２の穴２３３の位置に合わせて決定する。
【００２８】
また、図３に示すように、反射シート２３の発光領域２３５の中央部分には、開口２３４が設けられている。開口２３４は、光源２１を反射シート２３の表面に出すために設けられる。
【００２９】
［１−１−４．支持部材］
図４は支持部材２７の詳細な構成を示す図である。図５は反射シート２３に支持部材２７を取付けた状態を説明する図である。図６は、液晶表示装置１０の内部構成を説明する図である。
【００３０】
図４に示すように、支持部材２７は、第１の支持部分２７１、第２の支持部分２７２、２つの遮蔽部２７３、固定部２７４、スナップフィット２７５、固定部２７６を有する。
【００３１】
スナップフィット２７５は隔壁２３１の開口部２３２に形成された穴２３３に差し込まれる。固定部２７４は、支持部材２７を開口部２３２の穴２３３に差し込んだ際に、穴２３３方向への支持部材２７の動きを係止する。
【００３２】
ここで、シャーシ２２には、各開口部２３２の穴２３３に対応した位置に穴（不図示）が形成されている。スナップフィット２７５はこのシャーシ２２の穴にも差し込まれ、スナップフィット２７５の一部はシャーシ２２の穴を貫通した状態で係止する。これにより、反射シート２３、プリント基板２８、シャーシ２２は、固定部２７４とスナップフィット２７５との間に挟み込まれた状態となる。
【００３３】
遮蔽部２７３は、支持部材２７が隔壁２３１の開口部２３２に設置されることにより、開口部２３２を遮蔽する。図３に示す開口部２３２に支持部材２７が配置されると、図５に示すように、支持部材２７の２つの遮蔽部２７３が、開口部２３２を遮蔽する。すなわち、遮蔽部２７３は、隔壁２３１の一部を補うように、開口部２３２を遮蔽する形状に形成されている。遮蔽部２７３の上端と隔壁２３１とは同程度の高さに設定され、遮蔽部２７３の側面は開口部２３２の側面形状に沿った形状を有する。
【００３４】
第１の支持部分２７１は、図４に示すように遮蔽部２７３の上に平板状に形成され、図６に示すように輝度均一板２４を支持する。本開示において、第１の支持部分２７１は円形状に形成されているが、これに限定されない。第１の支持部分２７１は、輝度均一板２４の穴２４１より大きく、輝度均一板２４を水平に支持できる平面形状であればよい。
【００３５】
固定部２７６は、図６に示すように、第１の支持部分２７１と共に輝度均一板２４を挟み込む。これにより、輝度均一板２４を固定することができる。
【００３６】
第２の支持部分２７２は、支持部材２７の先端に形成され、拡散板２５を小さい面積で支持する。第２の支持部分２７２は、平面状でも曲面状でも構わない。
【００３７】
ここで、図６に示すように、間隙Ｌ１は輝度均一板２４と隔壁２３１の上端との間隙であり、間隙Ｌ２は拡散板２５と輝度均一板２４との間隙であり、光学距離Ｌ３は拡散板２５と反射シート２３間の距離で定義される光学距離である。つまり、光学距離Ｌ３は拡散板２５の下面と反射シート２３の発光領域２３５の上面との距離である。本開示においては、間隙Ｌ１は、光学距離Ｌ３の５％〜３０％に設定することが望ましい。これにより、隣接する発光領域２３５への光漏れを最小限にすると共に、輝度均一板２４における隔壁２３１の上部に位置する部分の輝度ムラを抑制することができる。また、間隙Ｌ２は光学距離Ｌ３の５０％以下に設定することが望ましい。より好ましくは、光学距離Ｌ３の３０％〜５０％に設定することが望ましい。これにより、輝度ムラを抑制することができる。
【００３８】
［１−２．動作］
以上のように構成された液晶表示装置１０について、その動作を以下説明する。図７は、液晶表示装置１０における光の伝達状態の一例を説明する図である。
【００３９】
各光源２１は、独立して点灯または消灯の制御が行われる。光源２１が点灯されると、光源２１から出射した光は、周囲の隔壁２３１および反射シート２３により反射された間接光と共に、輝度均一板２４に入射する。図７に示すように、各光源２１の周囲に隔壁２３１を設けたことにより、光源２１が出射した光の発光領域２３５間における相互干渉を抑制することができる。
【００４０】
また、光束の強度は距離の二乗に反比例することから、隔壁２３１の四隅は、光源２１からの距離が最も長いため、輝度の低下が大きい。支持部材２７を隔壁２３１の四隅に設けた場合、四隅近傍では輝度が低下するのに加え、支持部材２７が光の伝達を遮断することになり、さらに輝度が低下する。そのため、本開示においては、支持部材２７を隔壁２３１の四隅以外に設けている。
【００４１】
本開示では、光源２１からの距離が最も短く、輝度低減が少ない隔壁２３１の略中央部に開口部２３２が設けられ、支持部材２７が設置される。中央部は最も輝度が高いところであるため、支持部材２７による光の伝達の遮断による輝度の低減の影響が小さい。
【００４２】
また、図６に示すように、支持部材２７により、隔壁２３１と輝度均一板２４との間には間隙Ｌ１が形成されており、この間隙Ｌ１の空間は四隅の上部にも形成されている。この空間において、隣接する発光領域の光源２１から出射する光は交錯し、輝度均一板２４に入射する。すなわち、隣接する発光領域２３５が共に点灯している場合の四隅の輝度ムラを抑制することができる。
【００４３】
このような支持部材２７の配置より、支持部材２７を配置することに起因する隔壁２３１上の輝度ムラを最小限にすることができる。
【００４４】
輝度均一板２４は入射した光の輝度を均一化して出射する。輝度均一板２４から出射された光は、拡散板２５に入射する。拡散板２５は入射した光を拡散して出射する。拡散板２５から出射した光は、光学部２６に入射し更に拡散、集光され、液晶パネル１１に照射される。
【００４５】
［１−３．効果など］
以上のように、本実施の形態のバックライト装置は、マトリクス状に配置された複数の光源と、複数の光源の各々の四方を囲むように配置された隔壁を有し、複数の光源が発する光を反射する反射シートと、反射シートの上部に位置し、複数の光源から出射した光と反射シートが反射した光の輝度を均一化するための輝度均一板と、輝度均一板を支持する支持部材と、を備える。反射シートは、四方に配置された隔壁のうち少なくとも一方の隔壁の四隅以外に、開口部を有し、支持部材は、開口部に配置され、開口部を遮蔽する遮蔽部を有する。
【００４６】
これにより、発光領域２３５外への各光源２１の光の漏れを最小にすることができる。すなわち、隣接する光源２１から出射する光の相互干渉を抑制することが出来る。
【００４７】
また、支持部材２７は、光源２１からの距離が短い隔壁２３１の略中央部に配置される。これにより、支持部材２７が光束を遮蔽することによる隔壁２３１の上部に位置する輝度均一板２４の部分の輝度ムラ発生を抑制することができる。
【００４８】
また、支持部材２７が遮蔽部２７３を有することで、隔壁２３１の開口部２３２を遮蔽でき、開口部２３２から隣接する発光領域２３５への光束の漏れを最小限に出来る。
【００４９】
また、複数の支持部材２７で輝度均一板２４を支持することで、輝度均一板２４と隔壁２３１との距離を一定に保つことができる。そのため、輝度分布を一定に保つことができる。
【００５０】
以上のことから、本開示のバックライト装置２０は、液晶パネル１１のコントラストを向上させることができる。また、ＬＥＤ上にレンズを配置しないため薄型化が実現できる。
【００５１】
（実施の形態２）
実施の形態２では、実施の形態１における支持部材２７と反射シート２３（隔壁２３１）を一体構成した場合について説明する。それ以外は、実施の形態１と同様であるため、重複した記載を省略する。
【００５２】
図８は、本開示の実施の形態２にかかる反射シート３３の部分拡大図である。反射シート３３は、図８に示すように、開口３３４、隔壁３３１及び支持部３７を有する。開口３３４は、光源２１を反射シート３３の表面に出すために設けられる。隔壁３３１は、開口３３４が中央に位置し、開口３３４の四方を囲むように形成される。実施の形態１と同様に、隔壁３３１が開口３３４（光源２１）の四方を囲むことによって、発光領域３３５が形成される。支持部３７は、図８に示すように、いくつかの隔壁３３１の上部中央に設けられている。言い換えると、支持部３７は、隔壁３３１の上部であって、互いに隣接する開口３３４（光源２１）を結ぶ直線が隔壁３３１と交差する部分に位置している。
【００５３】
支持部３７は、第１の支持部分３７１、第２の支持部分３７２および固定部３７６を有する。第１の支持部分３７１は、反射シート３３の上部に位置する輝度均一板２４を支持する。固定部３７６は、第１の支持部分３７１と共に輝度均一板２４を挟み込み、輝度均一板２４を固定する。第２の支持部分３７２は、支持部３７の先端に形成され、拡散板２５を支持する。
【００５４】
このように、支持部３７と隔壁３３１を一体形成することで、隔壁３３１に開口部を設けたり、支持部材を使用する必要がなくなる。また、一体形成することで、支持部３７が固定され、輝度均一板２４の反りやたわみを防止することができる。
【００５５】
なお、支持部３７は、実施の形態１同様、隔壁３３１の四隅以外に設けるのが望ましい。また、支持部３７は、隔壁３３１の略中央部に設けることが望ましい。本実施の形態では、支持部３７は反射シート３３の隔壁３３１と一体的に構成されているが、支持部３７を別体に構成し隔壁３３１の上部中央に配置することもできる。
【００５６】
（他の実施の形態）
以上のように、本開示における実装の例示として、実施の形態１および２を説明した。しかしながら、本開示は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１および２で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
【００５７】
なお、本開示における、各構成要素のサイズは一例であり、これに限定するものではない。
【００５８】
また、実施の形態２においては、支持部３７をいくつかの隔壁３３１の上部中央に設けたがこれに限定するものではない。実施の形態１の開口部２３２と同様、四隅以外かつ四方のうち少なくとも一方の隔壁３３１の一部に設けられればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本開示は、バックライト装置と、バックライト装置を備える液晶表示装置全般に適用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０    液晶表示装置
１１    液晶パネル
１２    ベゼル
２０    バックライト装置
２１    光源
２２    シャーシ
２３，３３    反射シート
２３１，３３１    隔壁
２３２    開口部
２３３，２４１    穴
２３４，３３４    開口
２３５，３３５    発光領域
２４    輝度均一板
２５    拡散板
２６    光学部
２７    支持部材
２７１，３７１    第１の支持部分
２７２，３７２    第２の支持部分
２７３    遮蔽部
２７４，２７６，３７６    固定部
２７５    スナップフィット
２８    プリント基板
３７    支持部
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置された複数の光源と、
前記複数の光源の各々の四方を囲むように配置された隔壁を有し、前記複数の光源から出射する光を反射する反射シートと、
前記反射シートの上部に位置し、前記複数の光源から出射した光と前記反射シートが反射した光の輝度を均一化するための輝度均一板と、
前記輝度均一板を支持する支持部材と、を備え、
前記反射シートは、前記四方に配置された前記隔壁のうち少なくとも一方の前記隔壁の四隅以外に、開口部を有し、
前記支持部材は、前記開口部に配置され、前記開口部を遮蔽する遮蔽部を有する、バックライト装置。
【請求項２】
前記開口部は、互いに隣接する前記光源を結ぶ直線が前記隔壁と交差する部分に設けられる、請求項１記載のバックライト装置。
【請求項３】
前記輝度均一板の上部に前記輝度均一板から出射した光を拡散する拡散板を備え、
前記支持部材は、前記輝度均一板を支持する第１の支持部分と、前記拡散板を支持する第２の支持部分と、を有する、請求項１記載のバックライト装置。
【請求項４】
マトリクス状に配置された複数の光源と、
前記複数の光源の各々の四方を囲むように配置された隔壁を有し、前記複数の光源から出射する光を反射する反射シートと、
前記反射シートの上部に位置し、前記複数の光源から出射した光と前記反射シートが反射した光の輝度を均一化するための輝度均一板と、を備え、
前記反射シートは、前記四方に配置された前記隔壁のうち少なくとも一方の前記隔壁の上部であって、四隅以外に、前記輝度均一板を支持する支持部を有する、バックライト装置。
【請求項５】
前記支持部は、互いに隣接する前記光源を結ぶ直線が前記隔壁と交差する部分に位置する、請求項４記載のバックライト装置。
【請求項６】
前記輝度均一板の上部に前記輝度均一板から出射した光を拡散する拡散板を備え、
前記支持部は、前記輝度均一板を支持する第１の支持部分と、前記拡散板を支持する第２の支持部分と、を有する、請求項４記載のバックライト装置。
【請求項７】
液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面側に位置し、前記液晶パネルに対応する大きさの請求項１〜６のいずれか記載のバックライト装置と、を備えた液晶表示装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2017002307.tif 000012
【図２】
2017002307.tif 000013
【図３】
2017002307.tif 000014
【図４】
2017002307.tif 000015
【図５】
2017002307.tif 000016
【図６】
2017002307.tif 000017
【図７】
2017002307.tif 000018
【図８】
2017002307.tif 000019
【図９】
2017002307.tif 000020
【国際調査報告】
2017002307.tif 000021
2017002307.tif 000022
2017002307.tif 000023