(57)【要約】【課題】表示装置において、光の利用効率を保持しつつ、輝度ムラを抑制することを課題とする。【解決手段】(A)自身の外周端面のうち光源３０と対向する部分である光源対向部３２ａから光が入射され、一対の板面のいずれか一方である光出射面３２ｂから光を出射させる導光板３２と、(B)その導光板３２の外周に沿って設けられ、導光板３２の外周部から漏れる光の少なくとも一部を導光板３２側に反射可能なフレーム３８と、を備えた照明装置において、フレーム３８を、フレーム本体部３８ａから導光板３２に向かって突出する複数の凸部３８ｂによってフレーム本体部３８ａに近づくほど光出射面３２ｂに直交する方向の間隔が狭くなる空間である収束空間３８ｃが形成されたものとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
自身の外周端面のうち前記光源と対向する部分である光源対向部から前記光源の光が入射され、一対の板面のいずれか一方である光出射面から光を出射させる導光板と、
その導光板の外周に沿って設けられ、前記導光板の外周部から漏れる光の少なくとも一部を前記導光板側に反射可能なフレームと、
を備えた照明装置であって、
前記フレームが、
前記導光板の外周に沿って延在させられるフレーム本体部と、そのフレーム本体部から前記導光板に向かって突出する複数の凸部とを含んで構成され、それら複数の凸部によって前記フレーム本体部に近づくほど前記光出射面に直交する方向の間隔が狭くなる空間である収束空間が形成された照明装置。
【請求項２】
前記複数の凸部のうちの少なくとも一部のものが、前記フレーム本体部の延びる方向に直交する方向の断面が山型とされ、それら複数の凸部のうち前記光出射面に直交する方向に並ぶ２つのものの間が前記収束空間とされた請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記複数の凸部のうちの少なくとも一部のものが、前記フレーム本体部の延びる方向に直交する方向の断面が曲面形状の山型とされた請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記複数の凸部が、それぞれが前記導光板の外周端面に沿って延びて断面が山型の複数の凸条を含み、それら複数の凸条が、前記光出射面に直交する方向に並んで設けられ、
前記複数の凸条の間の空間が、前記収束空間とされた請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
前記複数の凸条が、断面が曲面形状の山型とされた請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記複数の凸部が、前記導光板の中心側を向く面が形成されたものを含んで構成された請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記複数の凸部が、前記導光板の外周端面のうち前記光源対向部を除いた部分の全域に設けられた請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の照明装置と、その照明装置からの光を利用して画像を表示する表示パネルと、を備えた表示装置。
【請求項９】
前記表示パネルが、一対の基板間に液晶を封入してなる液晶パネルとされた請求項８に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関し、また、その照明装置を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明装置の一例として、表示装置に備わるものが知られており、下記特許文献１には、光源と導光板とを備え、導光板の外周端面のうち光源と対向する部分からその光源の光が入射し、一対の板面のいずれか一方から光を出射して被照明部材を照明するように構成された照明装置が記載されている。そして、その下記特許文献１に記載された照明装置は、導光板を囲むように設けられたフレームの内面に反射層を形成し、導光板の外周部から漏れた光を反射するように構成されたことを特徴とし、光利用効率の向上が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０６５０６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の照明装置は、導光板の外周付近から出射する光が多くなったり、反射層によって反射した光が導光板に戻らずにフレーム近傍から被照明部材側に光が漏れてしまったりすることで、被照明部材が照明される光にムラ（輝度ムラ）が生じるという問題がある。
【０００５】
本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、光の利用効率を保持しつつ、輝度ムラを抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の照明装置は、
光源と、
自身の外周端面のうち前記光源と対向する部分である光源対向部から前記光源の光が入射され、一対の板面のいずれか一方である光出射面から光を出射させる導光板と、
その導光板の外周に沿って設けられ、前記導光板の外周部から漏れる光の少なくとも一部を前記導光板側に反射可能なフレームと、
を備えた照明装置であって、
前記フレームが、
前記導光板の外周に沿って延在させられるフレーム本体部と、そのフレーム本体部から前記導光板に向かって突出する複数の凸部とを含んで構成され、それら複数の凸部によって前記フレーム本体部に近づくほど前記光出射面に直交する方向の間隔が狭くなる空間である収束空間が形成されたことを特徴とする。
【０００７】
例えば、フレームが導光板の外周端面に平行な壁面において光を反射させる場合、水平面に対して大きく傾斜して被照明部材に向かう方向の成分を有する光は、そのフレームの壁面で反射すると、被照明部材に向かって出射してしまう虞がある。それに対し、上記のように構成された照明装置によれば、水平方向に対して大きく傾斜した光を、収束空間において複数回反射させることによって減衰させることができるため、フレームの反射によって被照明部材に向かって出射する光の量を抑えることができる。また、複数の凸部によって反射して水平方向に近くなった光が、導光板に戻されるため、フレームが光を反射させない場合に比較して、光の利用効率を高めることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光の利用効率を保持しつつ、輝度ムラを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施例の表示装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施例の表示装置の側面断面図である。
【図３】本発明の第１実施例の表示装置の平面断面図である。
【図４】本発明の第１実施例の表示装置の要部を拡大して示す側面断面図である。
【図５】第１実施例の変形例である表示装置の平面断面図である。
【図６】図５に示すフレームの正面図である。
【図７】本発明の第２実施例の表示装置が備える照明装置のフレームの正面図である。
【図８】本発明の第３実施例の表示装置が備える照明装置のフレームの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態として、本発明のいくつかの実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記の実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。
【実施例１】
【００１１】
本発明の第１実施例の表示装置である液晶表示装置１０を、図１の分解斜視図および図２の断面図に示す。液晶表示装置１０は、図１に示すように、全体としては縦長の方形状をなしている。液晶表示装置１０は、画像を表示可能な表示パネルとしての液晶パネル１２と、その液晶パネル１２に画像表示のための光を照射する本発明の照明装置であるバックライト装置１４とを含んで構成される。本液晶表示装置１０は、例えば、スマートフォンなどの携帯型情報端末に用いられるものであるが、これに限定されない。なお、各図面の一部にはＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を示しており、各軸方向が各図面で共通な方向となるように描かれている。液晶表示装置１０における短辺方向が各図面のＸ軸方向と一致し、長辺方向が各図面のＹ軸方向と一致している。また、それらＸＹ平面に直交する方向がＺ方向と一致し、図２を基準として、上下方向と呼ぶ場合もある。
【００１２】
液晶パネル１２は、ほぼ透明で優れた透光性を有する一対の基板２０ａ，２０ｂを有する。一対の基板２０ａ，２０ｂのうち上側（表側）がＣＦ基板２０ａとされ、下側（裏側）がアレイ基板２０ｂとされる。一対の基板２０ａ，２０ｂの外面側には、一対の偏光板２２ａ，２２ｂが貼り付けられている。また、液晶パネル１２は、一対の基板２０ａ，２０ｂが所定のギャップを隔てた状態で貼り合わせられており、それら一対の基板２０ａ，２０ｂの間に挟持されて電界印加に伴って光学特性が変化する物質である液晶分子を含む液晶層と、液晶層を取り囲んで液晶層を封じるシール部と（いずれも図示省略）を有する。アレイ基板２０ｂにおける長辺方向の一端部は、ＣＦ基板２０ａよりも外側に突き出しており、その突き出し部分には、例えば、液晶パネル１２を制御するためのＬＣＤコントローラ２４が実装されている。
【００１３】
液晶パネル１２の内部構造について簡単に説明するが、内部構造に係る各種構造物の図示は一部を除いて省略する。アレイ基板２０ｂの内面側には、スイッチング素子であるＴＦＴ（Thin Film Transistor）及び画素電極が多数個マトリクス状（行列状）に並んで設けられる。アレイ基板２０ｂの内面側には、ＴＦＴ及び画素電極の周りに格子状をなすゲート配線及びソース配線が取り囲むようにして配設されている。ゲート配線及びソース配線には、画像に係る信号がそれぞれ伝送される。一方、ＣＦ基板２０ａの内面側には、各画素電極に対応した位置に多数個のカラーフィルタが設けられている。カラーフィルタは、Ｒ，Ｇ，Ｂの三色が交互に並ぶ配置とされる。ＣＦ基板２０ａの内面側には、隣り合うカラーフィルタ間の混色を防ぐなどのために遮光部（ブラックマトリクス）２６が設けられている。遮光部２６は、詳しい図示は省略するが、液晶パネル１２における中央部分の表示領域ＡＡでは、隣り合うカラーフィルタ間を仕切るよう格子状に形成されている。これに対し、液晶パネル１２における外周部分の非表示領域ＮＡＡではベタ状に形成されている。
【００１４】
バックライト装置１４は、液晶パネル１２の裏側に配されており、光源３０と、その光源３０からの光を導光する方形板状の導光板３２と、導光板３２の表側に配される光学シート３４と、導光板３２の裏側に配される光反射シート３６と、導光板３２および光学シート３４を囲むような形状のフレーム３８とを含んで構成される。バックライト装置１４は、光源３０の光が導光板３２に対して片側からのみ入光される片側入光タイプのエッジライト型とされている。光源３０は、バックライト装置１４の長辺方向における一対の端部のうちの片方の端部に配されている。
【００１５】
光源３０は、複数のＬＥＤ３０ａ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）と、それら複数のＬＥＤ３０ａが実装されたＬＥＤ基板３０ｂとを含んで構成される。各ＬＥＤ３０ａは、ＬＥＤチップを封止材により封止することで構成されている。各ＬＥＤ３０ａは、ＬＥＤチップが例えば青色光を単色発光するものとされ、封止材に蛍光体（黄色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体など）が分散配合されることで全体として白色光を発する。なお、ＬＥＤ３０ａの構成はこれに限定されず適宜変更可能である。ＬＥＤ基板３０ｂは、絶縁材料製で可撓性を有するフィルム状（シート状）をなし、ＬＥＤ基板３０ｂ上には、複数のＬＥＤ３０ａが間隔を空けて並ぶ形で実装されている。複数のＬＥＤ３０ａは、例えば等間隔で配列されているが、これに限定されない。
【００１６】
導光板３２は、ほぼ透明な合成樹脂材料（例えばＰＭＭＡなどのアクリル樹脂やポリカーボネートなど）とされ、屈折率が空気よりも十分に高いものとなっている。導光板３２は、図１に示すように、液晶パネル１２と同様に縦長の方形板状をなしている。図２に示すように、導光板３２における４辺の外周端面のうち１つの面は、光源３０と対向配置される光源対向面（光源対向部）３２ａとされる。光源対向面３２ａは、複数のＬＥＤ３０ａの並び方向に沿って直線的に延在している（図１参照）。そして、光源３０から出射された光は光源対向面３２ａから導光板３２内部に導入される。一方、導光板３２の一対の板面のうち、表側（液晶パネル１２側）を向く板面は光出射面３２ｂとされ、導光板３２に導入された光は、内部で伝播された後に光出射面３２ｂから光学シート３４側へ向けて出射される。
【００１７】
光学シート３４は、光に等方性集光作用を付与するマイクロレンズシート３４ａと、光に異方性集光作用を付与するプリズムシート３４ｂと、光を偏光反射する反射型偏光シート３４ｃによって構成されている。また、裏側からマイクロレンズシート３４ａ、プリズムシート３４ｂ、反射型偏光シート３４ｃの順で積層されている。なお、光学シート３４を構成する各シートの種類や枚数は適宜変更可能である。光反射シート３６は、光反射性に優れており、導光板３２における光出射面３２ｂとは反対側の板面から漏れた光を表側に向けて反射させる機能を有している。フレーム３８は、表面が白色を呈する合成樹脂製（例えばポリカーボネート製）で、図１および図３に示すようにコの字形状のものとされ、導光板３２の光源対向面３２ａを除く部分を囲むように配されている。フレーム３８は、遮光性を有する固定テープ４０を介して液晶パネル１２に対して固定されている。そして、液晶パネル１２は、導光板３２の光出射面３２ｂと重なる形で配され、光出射面３２ｂから出射された光を用いて画像を表示することが可能な構成となっている。
【００１８】
フレーム３８は、上述したように、表面が白色を呈する合成樹脂製のものとされており、導光板３２の外周付近から漏れた光を反射させる機能を有している。本発明の照明装置であるバックライト装置１４は、このフレーム３８の形状に特徴を有するものであり、以下に詳しく説明する。
【００１９】
従来のバックライト装置は、フレームの内壁が単なる平面（導光板の側面にほぼ平行な面）からなっていたため、導光板３２の外周付近から漏れた光をそのフレームですべて反射させると、導光板の外周付近から液晶パネル１２の表示領域ＡＡに出射する光が多くなったり、フレームによって反射した光が導光板に戻らずにフレーム近傍から液晶パネル１２の表示領域ＡＡに光が漏れてしまったりすることで、液晶パネル１２の外周付近が明るくなってしまうという問題がある。
【００２０】
本実施例に係るバックライト装置１４のフレーム３８は、図４に示すように、導光板３２の外側に立設して設けられて外周端面における光源対向面３２ａを除く３辺を囲むフレーム本体部３８ａと、そのフレーム本体部３８ａの内壁に導光板３２の外周端面に沿って延びて導光板３２に向かって突出する複数の凸条３８ｂ（本実施例においては３本）とを有している。複数の凸条３８ｂは、上下方向（Ｚ方向、光出射面３２ｂに直交する方向）に並んで設けられ、それぞれが山型の断面、詳しく言えば、外側に膨らむ曲面形状の断面とされている。また、それら複数の凸条３８ｂの２つのものの間には、フレーム本体部３８ａに近づくほど上下方向の間隔が狭くなる収束空間３８ｃが形成されている。つまり、本実施例においては、複数の凸条３８ｂがフレーム本体部３８ａの内壁に沿って設けられていることで、複数の凸部が、外周端面のうち光源対向面３２ａを除いた部分の全域にわたって設けられていると考えることができる。
【００２１】
なお、本実施例におけるフレーム３８の構成は、フレーム３８の導光板３２側の表面に導光板３２の外周面に沿って延びる複数の溝が形成され、それら複数の溝が収束空間３８ｃとして機能するものとなっていると考えることもできる。また、本実施例においては、複数の凸条３８ｂは、その断面形状が、外側に膨らんだ曲面形状の山型とされていたが、内側に窪んだ曲面形状の山型であってもよく、直線形状の山型であってもよい。
【００２２】
例えば、導光板３２の外周面から外に漏れる光が、水平面に対して大きく傾斜して上方（表側）へ向かう成分を有するもの（臨界角に近いもの）になると、上述した従来のバックライト装置においては、フレームの内壁に反射され、液晶パネル１２の表示領域ＡＡから出射されてしまう場合がある。それに対して、本バックライト装置１４は、フレーム３８が複数の凸条３８ｂを有しているため、上記のような光の一部は、例えば、図４に示すように、凸条３８ｂの先端に近い下側を向く部分において反射して、導光板３２に戻されることになる。また、光の他の一部は、収束空間３８ｃ内に入り込み、その収束空間３８ｃを形成する２本の凸条３８ｂの間で複数回反射することによって減衰させられるようになっている。したがって、本実施例の液晶表示装置１０によれば、導光板３２の外周面から漏れた臨界角に近い光の一部を、導光板３２に戻すこと、および、収束空間３８ｃにおいて減衰させることができるため、光の利用効率を保持しつつ、フレーム３８の反射によって表示領域ＡＡに漏れる光の量を抑えることができる。
【００２３】
＜変形例＞
図５および図６に、上記実施例の変形例の液晶表示装置５０を示す。上記第１実施例の液晶表示装置１０とは、バックライト装置を構成するフレームの形状のみ異なる。本変形例に係るフレーム５２は、図６のフレーム５２の正面図に示すように、フレーム本体部６０に対して、上記第１実施例のフレーム３８の凸条３８ｂと同じ形状の２本の凸条６２ａ，６２ｂが設けられており、それらの間に収束空間６４が形成されている。
【００２４】
また、図６に示すように、２本の凸条６２ａ，６２ｂの下方側（裏面側）には、複数の凸部６６が２本の凸条６２ａ，６２ｂの延びる方向に並んで設けられている。それら複数の凸部６６の各々は、いずれも鉛直面での断面形状が、２本の凸条６２ａ，６２ｂと同様に、外側に膨らむ曲面形状の山型の断面とされている。ただし、図５に示すように、複数の凸部６６の各々は、平面での断面形状がフレーム本体部６０の延びる方向に対して傾斜しており、導光板３２の中心側を向いた形状となっている。なお、それら複数の凸部６６と凸条６２ｂとの間にも、収束空間６８が形成されている。
【００２５】
以上のように構成された本変形例の液晶表示装置５０は、上記第１実施例の液晶表示装置１０と同様に、２本の凸条６２ａ，６２ｂおよび複数の凸部６６と、それらの間に形成された収束空間６４，６８とによって、導光板３２の外周面から漏れた臨界角に近い光の一部を、導光板３２に戻すこと、および、収束空間６４，６８において減衰させることができるため、光の利用効率を保持しつつ、フレーム５２の反射によって表示領域ＡＡに漏れる光の量を抑えることができる。また、本変形例の液晶表示装置５０は、複数の凸部６６が、導光板３２の中心を向く面を有するものとされているため、それら複数の凸部６６によって反射した光を、平面視において導光板３２の中心側に集めることができ、光の利用効率を高めることができる。
【実施例２】
【００２６】
上記第１実施例においては、バックライト装置が備えるフレーム３８が、複数の凸条３８ｂを有するものとされていたが、本実施例においては、フレーム７０が、図７の正面図に示すように、フレーム本体部７２に複数の半球状の凸部７４が設けられたものとなっている。なお、本実施例においては、複数の半球状の凸部７４が、千鳥状に配置されているが、格子状に配置されていてもよく、ランダムに配置されていてもよい。そして、本実施例の液晶表示装置においては、複数の凸部７４のうち隣接するものの間が収束空間として機能する。
【００２７】
したがって、本実施例においても、導光板３２の外周面から漏れた臨界角に近い光の一部を、導光板３２に戻すこと、および、収束空間において減衰させることができるため、光の利用効率を保持しつつ、フレーム７０の反射によって表示領域ＡＡに漏れる光の量を抑えることができる。
【００２８】
また、図８に示すように、バックライト装置が備えるフレーム８０を、フレーム本体部８２に複数の楕円状の凸部８４が設けられたものとすることもできる。この場合には、複数の凸部８４の上下方向において重なっている部分の間の空間が収束空間として機能する。
【符号の説明】
【００２９】
１０…液晶表示装置〔表示装置〕（第１実施例）、１２…液晶パネル〔表示パネル〕、１４…バックライト装置〔照明装置〕、２６…遮光部、３０…光源、３０ａ…ＬＥＤ、３２…導光板、３２ａ…光源対向面〔光源対向部〕、３２ｂ…光出射面、３８…フレーム、３８ａ…フレーム本体部、３８ｂ…凸条〔凸部〕、３８ｃ…収束空間、５０…液晶表示装置（変形例）、５２…フレーム、６０…フレーム本体部、６２ａ，６２ｂ…凸条〔凸部〕、６４…収束空間、６６…凸部、６８…収束空間、７０…フレーム（第２実施例）、７２…フレーム本体部、７４…凸部、８０…フレーム、８２…フレーム本体部、８４…凸部８４
【図１】
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【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】
2019185855.tif 000009
【図８】
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