(57)【要約】【課題】  本発明は、調光範囲を広くすることが可能な面状光源装置及びこれを用いた液晶表示装置を提供する。【解決手段】  本発明に係る解決手段は、光源部（冷陰極管３）と、光源部（冷陰極管３）から光を導き、面状に発光させる導光部（導光板１）と、光源部（冷陰極管３）からの光を反射させて導光部（導光板１）に入射させる反射部材４とを備える面状光源装置であって、反射部材４は、反射光量を変化させることができる反射光量調整手段６，７，８を備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部と、
前記光源部から光を導き、面状に発光させる導光部と、
前記光源部からの光を反射させて前記導光部に入射させる反射部材とを備える面状光源装置であって、
前記反射部材は、反射光量を調整することができる反射光量調整手段を備えていることを特徴とする面状光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の面状光源装置であって、
前記反射光量調整手段は、
前記反射部材の少なくとも一つの面に設けられたスリット部と、
前記スリット部と重ねることが可能な光吸収部を有し、前記反射部材の背面に設けられる反射板とを備え、
前記反射板を可動させることにより反射光量を調整することを特徴とする面状光源装置。
【請求項３】
請求項１に記載の面状光源装置であって、
前記反射光量調整手段は、
前記反射部材の少なくとも一つの面に設けられた第１スリット部と、
前記第１スリット部と重ねることが可能な第２スリット部を有し、前記反射部材の前面又は背面に設けられる反射板とを備え、
前記反射板を可動させることにより反射光量を調整することを特徴とする面状光源装置。
【請求項４】
請求項１に記載の面状光源装置であって、
前記反射光量調整手段は、
前記反射部材の少なくとも一つの面に設けられた少なくとも一つの窓部と、
前記窓部の位置に設けられる反射板とを備え、
前記反射板を可動させることにより反射光量を調整することを特徴とする面状光源装置。
【請求項５】
請求項４に記載の面状光源装置であって、
前記反射板は、前記窓部の中央に設けられた軸に固定され、前記軸を中心に回転することで反射光量を調整することを特徴とする面状光源装置。
【請求項６】
請求項４に記載の面状光源装置であって、
前記反射板に代えて、巻取ることが可能な反射シートを備え、
前記反射シートを巻取ることにより、前記窓部に対する前記反射シートの占める割合を変化させて反射光量を調整することを特徴とする面状光源装置。
【請求項７】
請求項２乃至請求項５のいずれか１つに記載の面状光源装置であって、
前記反射板は、前記反射部材と同じ材質又は前記反射部材と略同じ反射特性を有する材質であることを特徴とする面状光源装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載の面状光源装置と、
前記面状光源装置上に設けられ、前記面状光源装置をバックライトとして用いる液晶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、面状光源装置及びこれを用いた液晶表示装置に係る発明であって、特に、輝度調整が可能な面状光源装置及びこれを用いた液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
面状光源装置は、一般的に透過型液晶表示装置のバックライトとして用いられる場合が多い。そして、この面状光源装置の光源には、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）が用いられる場合が多い。なお、冷陰極管を点灯させるためには、インバータは必要不可欠である。
【０００３】
面状光源装置は、インバータによって輝度の調整（以下、調光ともいう）を行っている。しかし、冷陰極管の特性上、インバータのみでは最大輝度の３０％程度までしか調光することができない。さらに、船舶用途、車載用途に用いられる液晶表示装置では、夜間時の安全性を確保する上で調光範囲を広くする必要がある。
【０００４】
また、近年、液晶表示装置は様々な環境で使用されることに伴い、多様な温度状態で使用されている。特に、冷陰極管は、低温時、低電流状態で点灯しにくく、たとえ点灯したとしても封入されている水銀に偏りが生じ、通常点灯が困難となる。そのため、面状光源装置の調光範囲は、低温時により狭くなる問題があった。
【０００５】
そこで、特許文献１では、光源と導光板との間に光量調整部材を介在させることで調光配を広げている。つまり、特許文献１では、光源からの光を光量調整部材で吸収させることで、導光板に入射される光を調整し、調光範囲を広げている。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２２２３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１のように、光源と導光板との間に光量調整部材を介在させると、低輝度側の調光範囲は広くなるが、最大輝度は低下することになる。つまり、光量調整部材に、たとえ高透過率の材料を用いたとしても、少なからず光量を吸収してしまうため、光量調整部材を介在させない場合に比べて最大輝度を低下させる問題が発生する。
【０００８】
そこで、本発明は、最大輝度をほとんど低下させること無く、調光範囲を広くすることが可能な面状光源装置及びこれを用いた液晶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】
【０００９】
本発明に係る解決手段は、光源部と、光源部から光を導き、面状に発光させる導光部と、光源部からの光を反射させて導光部に入射させる反射部材とを備える面状光源装置であって、反射部材は、反射光量を変化させることができる反射光量調整手段を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に記載の面状光源装置は、反射光量を変化させることができる反射光量調整手段を備えているので、調光範囲をより広くすることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（実施の形態１）
一般的に用いられる面状光源装置の平面図を図１に示す。図１に示す面状光源装置では、導光板１の周囲に上側枠体２が設けられ、上側枠体２の下辺側に冷陰極管３（なお、図１では接続のための配線のみが図示されているだけである）が設けられている。ここで、導光板１はアクリル樹脂等の透明な材質で構成され、光源部から光を導いて面状に発光させる部材である。また、図１の光源部は冷陰極管３であり、導光板１のサイドエッジから光を入射させる構成の面状光源装置である。
【００１２】
図１のＡ−Ａ面での断面図を図２に示す。図２では、導光板１のサイドエッジ近傍に冷陰極管３が配置され、さらに導光板１を覆うように反射部材４（リフレクタ）が設けられている。そして、導光板１や反射部材４等を上側枠体２と下側枠体５とで保持している。なお、導光板１には、背面に反射シートを用いたり、前面に光学フィルム等を用いたりする場合が多いが、本発明とは直接関係していないため説明を省略する。
【００１３】
冷陰極管３からの光のうち、導光板１の方向に出射された光はそのまま導光板１に入射されるが、導光板１の方向以外に出射された光は反射部材４に反射されることにより導光板１に入射される。図３に、冷陰極管３からの光が導光板１に入射される様子が示されている。なお、図３では、光路を矢印で示している。
【００１４】
本発明に係る面状光源装置では、調光範囲を広くするために、反射部材４に反射光量調整手段を設け、反射光量を調整している。つまり、導光板１の方向以外に出射された光は図３に示すように反射部材４で反射される。そのため、反射部材４で反射される光を反射光量調整手段で調節することにより、調光範囲を広くすることが可能になる。そこで、以下に示す本実施の形態に係る面状光源装置では、反射部材４に設けられる反射光量調整手段について説明する。
【００１５】
まず、図４（ａ）に、本実施の形態に係る反射部材４の斜視図を示す。図４（ａ）に示す反射部材４は、一つの面に複数のスリット部６が設けられている。スリット部６が設けられている面は、図示していないが導光板１のサイドエッジと対向する面である。また、スリット部６の形状は、幅がａ、高さがｂ、隣接するスリット間がｃとなっている。
【００１６】
さらに、図４（ｂ）に、反射部材４の背面に取り付ける反射板７が図示されている。反射板７には、スリット部６の形状と略同じの形状を有する光吸収部８が設けられている。この光吸収部８は、無反射部であり、当該部分に入射した光は反射されないため導光板１に入射されることはない。なお、光吸収部８の形状は、幅がａ’、高さがｂ’、隣接するスリット間がｃ’となっている。また、反射板７は、光吸収部８が形成されている以外、反射部材４と同じ材質であり、反射率等の特性も同じである。また、反射板１１は、反射部材４と同じ反射特性を有する材質であっても良い。
【００１７】
本実施の形態に係る反射光量調整手段では、スリット部６を設けた反射部材４の背面に反射板７を配置し、スリット部６と光吸収部８との相対位置が変化するように反射板７を可動させる構成である。そのため、反射部材４は、スリット部６に光吸収部８以外の反射板７の部分が重なったとき、スリット部６を設けない従来の反射部材４と同様、冷陰極管３からの全ての光を効率よく反射させることができる。一方、反射部材４は、図５に示すようにスリット部６が光吸収部８の一部に重なったとき、スリット部６での反射光量が変化する。このように、本実施の形態に係る反射光量調整手段は、スリット部６に光吸収部８を任意に重ね合わせることで、反射部材４の反射光量を調整し、面状光源装置の調光範囲をより広くしている。
【００１８】
なお、反射板７の形状は、図４（ｂ）に限られず、図６に示す形状であっても良い。図６に示す反射板７では、光吸収部８を設ける代わりにスリット部９を設けている。また、スリット部９を設けた反射板７は反射部材４の背面に配置し、スリット部６とスリット部９との相対位置が変化するように反射板７を可動させる。これにより、スリット部６とスリット部９とが重なると、冷陰極管３からの光は反射部材４及び反射板７を通過することになる。そして、上側枠体２が光を吸収する色であれば、スリット部６及びスリット部９を通過した光は当該上側枠体２で吸収されるため、面状光源装置の調光が可能となる。
【００１９】
スリット部９の形状も、幅がａ’、高さがｂ’、隣接するスリット間がｃ’となっている。また、反射板７は、スリット部９が形成されている以外、反射部材４と同じ材質であり、反射率等の特性も同じである。また、反射板７は、反射部材４と同じ反射特性を有する材質であっても良い。
【００２０】
反射板７は、上述したように反射部材４の背面に設けられている。つまり、図７に示すように、反射部材４と上側枠体２との間に反射板７を設けている。但し、スリット部９を設けた反射板７の場合、図８に示すように、反射部材４と冷陰極管３との間に反射板７を設けても良い。これは、スリット部９を設けた反射板７が光吸収部８を設けておらず、光吸収部８を何らかの方法で隠す必要が無いためである。
【００２１】
上述の例では、スリット部６は、反射部材４の一つの面（導光板１のサイドエッジと対向する面）に設けられるのみであった。しかし、本発明はこれに限られず、反射部材４の別の面にもスリット部６を設けても良い。図９に、二つの面にスリット部６を設けた反射部材４の斜視図を示す。図９では、図４（ａ）で示した面に加えて、上側の面（上側枠体２と接する面）にもスリット部６を設けている。
【００２２】
図９に示す反射部材４を面状光源装置に用いる場合、図１０に示すような二つの面を覆う反射板７を用いる必要がある。図１０に示す反射板７は、図４（ｂ）に示す反射板７を２つＬ字状に継ぎ合わせた形状である。また、図１０に示す反射板７は、それぞれの面に、図４（ｂ）と同じ形状の光吸収部８が形成されている。そのため、図９に示す反射部材４に図１０に示す反射板７を組み合わせると、一つの面にスリット部６を設けた場合に比べて、反射光量を調整する範囲が広がるので面状光源装置の調光範囲がより広がる。
【００２３】
なお、図１０に示す反射板７は、図４（ｂ）に示す反射板７を２つＬ字状に継ぎ合わせた形状であるが、本発明はこれに限られず、図６に示すスリット部９を有する反射板７を２つＬ字状に継ぎ合わせる形状であっても良い。また、本発明では、図１０に示す反射板７のように２つの面を覆う形状にする必要はなく、２つ独立した反射板７がそれぞれの面を覆い、別々に稼働する構成であっても良い。
【００２４】
図示しないが、さらに反射部材４の三つの面にスリット部６を設け、それぞれの面のスリット部６に対応して反射板７を設けることで、面状光源装置の調光範囲をより広げることも可能である。
【００２５】
次に、反射部材４に設けたスリット部６と、反射板７に設けた光吸収部８又はスリット部９との関係を説明する。図１１に、反射板７を背面に設けた反射部材４を、冷陰極管３側（反射面側）から見た図を示す。図１１では、例示として２つのスリット部６が図示されている。そして、スリット部６の形状は、幅がａ、高さがｂ、隣接するスリット間がｃとなっている。また、光吸収部８又はスリット部９の形状は、幅がａ’、高さがｂ’、隣接するスリット間がｃ’となっている。
【００２６】
本発明では、反射部材４と反射板７とを組み合わせた場合、最も効果的に反射光量を調整するには、以下の関係を有することが望ましい。
【００２７】
ａ≦ａ’、ｂ≦ｂ’、ａ≦ｃ≦ｃ’
つまり、上記の関係は、スリット部６の形状は、光吸収部８又はスリット部９の形状と同等か、それよりも若干小さいことが望ましい。なお、反射部材４の二つの面又は三つの面にスリット部６を設ける場合であっても、スリット部６の形状と光吸収部８又はスリット部９の形状との関係は、上記の関係であることが望ましい。また、本実施の形態では、スリット部６の形状、及び光吸収部８又はスリット部９の形状は四角形状として説明したが、本発明はこれに限られず、他の形状であっても良い。
【００２８】
以上のように、本実施の形態に係る面状光源装置では、反射部材４がスリット部６と光吸収部８又はスリット部９を設けた反射板７とで構成される反射光量調整手段を設けているので、反射光量を任意に調整することが可能となり、調光範囲を広くすることができる。
【００２９】
また、本実施の形態に係る面状光源装置では、反射板７に、反射部材４と同じ材質又は同じ反射特性を有する材質を用いるので、最大輝度をほとんど低下させること無く、調光範囲を広くすることが可能となる。
【００３０】
なお、本実施の形態に係る面状光源装置では、冷陰極管３が導光板１のサイドエッジに設けられる構成に基づいて説明したが、本発明はこれに限られず、冷陰極管３からの光が反射部材４に反射されて導光板１に入射される構成であれば、冷陰極管３を導光板１の真下に設けても良い。
【００３１】
（実施の形態２）
本実施の形態に係る面状光源装置では、実施の形態１と異なる反射光量調整手段について説明する。図１２に、本実施の形態に係る反射部材４の斜視図を示す。図１２に示す反射部材４では、一つの面に窓部１０が設けられている。窓部１０が設けられている面は、図１３の断面図に示すように導光板１のサイドエッジと対向する面である。
【００３２】
さらに、窓部１０には、反射板１１が設けられている。この反射板１１は、窓部１０の中央部に冷陰極管と平行に設けられた軸１２に固定され、当該軸１２を中心に回転することができる。なお、反射板１１は、反射部材４と同じ材質であり、反射率等の特性も同じである。また、反射板１１は、反射部材４と同じ反射特性を有する材質であっても良い。
【００３３】
図１３の断面図に示すように、反射板１１と窓部１０のなす角を回転角θとすると、回転角θ＝０°の場合、窓部１０と反射板１１とが一致するので反射率は最大となり、窓部１０を設けない従来の反射部材４と同様、冷陰極管３からの全ての光を効率よく反射させることができる。一方、回転角θ＝９０°のように、窓部１０に対して反射板１１が直角に位置する場合、冷陰極管３からの光を反射板１１がほとんど反射しないので、反射率は最小となる。
【００３４】
このように、回転角θを任意に変えることで、反射光量を調整し、導光板１に入射される光の量を変化させている。つまり、回転角θを任意に変えて反射光量を調整することで、調光範囲を広くしている。また、反射板１１は、反射部材４から窓部１０を形成する際に取り除かれた部材を用いることができるので、材料費を低減することができる。
【００３５】
以上のように、本実施の形態に係る面状光源装置は、窓部１０と、窓部１０の軸に設けられた反射板１１とで構成される反射光量調整手段を設けるので、反射光量を変化させることが可能となり、調光範囲を広くすることができる。
【００３６】
なお、図１２では、反射板１１が窓部１０の中央に設けられた軸１２に固定されているが、本発明ではこれに限られず、軸１２の位置は任意であっても良い。さらに、本発明では、窓部１０を覆う反射板１１が可動できれば良いので、図示しないが、窓部１０の背面に反射板１１を設けて、当該反射板１１を上下させることで反射光量を変化させる構成であっても良い。
【００３７】
また、本発明では、反射部材４の一つの面に形成される窓部１０及び反射板１１の数が複数であっても良い。さらに、本発明では、窓部１０及び反射板１１を反射部材４の複数の面に形成する構成であっても良い。
【００３８】
（実施の形態３）
本実施の形態に係る面状光源装置では、実施の形態１と異なる反射光量調整手段について説明する。本実施の形態に係る反射光量調整手段は、図１４に示すように反射部材４の一つの面に窓部１０を形成し、当該窓部１０に図１５に示すような巻取り機構付き反射シート１３を取り付ける構成である。反射シート１３は、図１６に示すように窓部１０の背面（反射部材４と上側枠体２との間）に取り付けられる。
【００３９】
本実施の形態に係る反射光量調整手段は、図１１のように反射部材４と反射シート１３とを組み合わせ、反射シート１３の巻取りレベルを変化させることで、反射シート１３の窓部１０に占める割合を変化させて反射光量を調整している。例えば、反射シート１３の巻取りレベルが、窓部１０の面積の半分を占める位置に設定された場合、冷陰極管３から窓部１０へ入射した光は、半分が反射シート１３で反射されるが、残り半分は窓部１０を通過する。上側枠体２に反射吸収色（例えば、黒）を採用している場合、窓部１０を通過した光は吸収されるので、反射シート１３は反射部材４の反射光量を調整することができる。
【００４０】
なお、反射シート１３には、反射部材４の反射特性と同じ材質を用いるのが望ましい。また、反射シート１３の巻取り方向は、上下方向に限られず、左右方向であっても良い。
【００４１】
さらに、反射シート１３を設ける位置は、窓部１０の背面に限られない。つまり、図１７に示す反射部材４のように、反射シート１３を通すことができるスリット１４を上側の面に設け、図１８に示すように、反射シート１３を窓部１０の前面（反射部材４と冷陰極管３との間）に設けることもできる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態に係る面状光源装置は、反射シート１３を巻取ることにより、窓部１０に対する反射シート１３の占める割合を変化させて反射光量を調整するので、調光範囲を広くすることが可能となる。
【００４３】
なお、実施の形態１乃至実施の形態３で示した面状光源装置上に液晶パネルを配置し、当該面状光源装置をバックライトとして用いることで、船舶用途や車載用途等に用いる場合であっても十分な広さの調光範囲を確保することができる。
【００４４】
また、実施の形態１乃至実施の形態３では、冷陰極管３を光源部として説明したが、本発明はこれに限られず、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の他の光源であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に関連する面状光源装置の平面図である。
【図２】本発明に関連する面状光源装置の一部の断面図である。
【図３】冷陰極管からの光が導光板に入射される様子を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る反射光量調整手段の斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る反射光量調整手段を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る反射板の斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る面状光源装置の一部の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る面状光源装置の一部の断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る反射部材の斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る反射板の斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る反射光量調整手段を説明する図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る反射光量調整手段の斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る面状光源装置の一部の断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態３に係る反射部材の斜視図である。
【図１５】本発明の実施の形態３に係る反射シートの斜視図である。
【図１６】本発明の実施の形態３に係る面状光源装置の一部の断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態３に係る反射部材の斜視図である。
【図１８】本発明の実施の形態３に係る面状光源装置の一部の断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  導光板、２  上側枠体、３  冷陰極管、４  反射部材、５  下側枠体、６，９  スリット部、７，１１  反射板、８  光吸収部、１０  窓部、１２  軸、１３  反射シート、１４  スリット。
【図１】
2006331904.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2006331904.tif 000013
【図１２】
2006331904.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2006331904.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2006331904.tif 000018
【図１７】
2006331904.tif 000019
【図１８】
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