(57)【要約】【課題】広告媒体用として最適な照明装置及びこの照明装置を備えた液晶表示装置を提供する。【解決手段】導光板２３と、導光板２３の側面に対向配置されたＬＥＤ光源２４と、導光板２３の裏面２３ｂに配置された反射シート２２と、導光板２３の出射面２３ｃ上に配置された光学シート２５と、を備えたバックライト２０及びこのバックライト２０を備えた液晶表示装置１であって、バックライト２０の光出射領域内に、周辺領域に対して輝度比が１．２〜１．５倍の高輝度領域が形成されている。【選択図】図６
2015210854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板と、
前記導光板の側面に対向配置されたＬＥＤ光源と、
前記導光板の裏面に配置された反射シートと、
前記導光板の出射面上に配置された光学シートと、を備えた照明装置あって、
前記照明装置の光出射領域内に、周辺領域に対して輝度比が１．２〜１．５倍の高輝度領域が形成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記高輝度領域は、前記導光板の表面加工によって出射光分布を変えることにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記導光板の裏面に光を前記出射面へと指向させるドットが設けられ、前記ドットの配置パターンによって出射光分布を変えることにより、前記高輝度領域が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記高輝度領域は、前記反射シートの表面加工によって出射光分布を変えることにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
前記反射シートの裏面に光を前記出射面へと指向させるドットが設けられ、前記ドットの配置パターンによって出射光分布を変えることにより、前記高輝度領域が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記１から５の何れかに記載の照明装置と、
前記照明装置の前方に配置される液晶パネルと、を備え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、照明装置及び照明装置を備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
主に室内で使用されている液晶表示装置等からなるテレビでは、３００〜４００ｃｄ／ｍ２程度の輝度で十分である。
【０００３】
一方、主に屋内外に設置される看板等の広告媒体は、従来から用いられている紙の他に、最近では表示装置を用いたものが普及してきている。屋外での使用が前提となるこのような広告媒体用の表示装置の場合、テレビで要求される４００ｃｄ／ｍ２程度の輝度では全く不十分であり、最低でも１０００ｃｄ／ｍ２以上の輝度が必要となる。また、晴天下での視認性等を考慮すると、表示装置には２０００ｃｄ／ｍ２以上というような超高輝度が要求される。
【０００４】
このような広告媒体用の表示装置としては、大型化が容易な液晶表示装置が多用されている。液晶表示装置は、Plasma Display Panel（ＰＤＰ）等の自発光型表示装置とは異なり、表示を行うためにはバックライトと呼ばれる照明装置が必要となる。
【０００５】
このバックライトの光源としては、従来主流であった冷陰極管（ＣＣＦＬ）から、最近では発光ダイオード（ＬＥＤ）が主流となってきている。このＬＥＤ光源を用いたバックライトとしては、直下型バックライトが知られている。
【０００６】
また、直下型バックライトの他に、液晶表示装置の薄型化に適したエッジライト型バックライトもよく知られている。このエッジライト型バックライトは、導光板の側面にＬＥＤ光源を複数配置することで線状光源化し、この線状光源を導光板の前面から出射して面状光源へと変換するものである。
【０００７】
このようなエッジライト型バックライトに用いられる導光板としては、特許文献１に記載されているようなもの等、様々なものが知られている。そして、このような導光板は、出射面や裏面にシートを配置したり、導光板自体にパターンを形成したりすることで、出射光の均一化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２０９６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のように、広告媒体用の表示装置は、２０００ｃｄ／ｍ２というような超高輝度が要求される。このような高輝度を実現する方法として、光源であるＬＥＤチップへの電流量を増やす方法がある。しかしながら、ＬＥＤチップへ流す電流量を増やすと、ＬＥＤチップからの発熱が大きな問題となり、ＬＥＤチップへ流す電流量だけで広告媒体用の表示装置に要求されるような高輝度を実現することはかなり難しい。
【００１０】
一方、広告に必要されている点として、如何にして人の注意を惹くか、ということがある。そのため広告には、人間の目を惹き付けやすくするために、一部に特徴的な模様な色等を配したりすることで、人間の目を惹き付ける様々な工夫が施されている。
【００１１】
したがって、広告媒体用の表示装置においても、当然ながら人間の目を惹き付けることが要求される。人間の特性として、まず明るい個所に目が向きやすいという特性があることが一般的に知られている。したがって、この特性を利用し、表示面の一部に高輝度な領域を形成することにより、広告媒体用の表示装置においても、人間の目を惹き付けることが可能となる。
【００１２】
また、表示面の一部に高輝度領域を形成しておくことにより、広告媒体用の表示装置として要求されるような超高輝度を実現することができる。
【００１３】
そこで、本発明は、広告媒体用として最適な照明装置及びこの照明装置を備え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】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の照明装置は、導光板と、前記導光板の側面に対向配置されたＬＥＤ光源と、前記導光板の裏面に配置された反射シートと、前記導光板の出射面上に配置された光学シートと、を備えた照明装置であって、前記照明装置の光出射領域内において、周辺領域に対する輝度比が１．２〜１．５倍の高輝度領域が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の照明装置によれば、光出射領域内に、周辺領域に対して非常に輝度の高い高輝度領域が形成されているため、意図的な輝度ムラ生じ、人間の目を惹き付けやすくなる。
【００１６】
また、本発明の照明装置は、前記高輝度領域が、前記導光板の表面加工によって出射光分布を変えることにより形成されていることを特徴とする。たとえば、前記導光板の裏面に光を前記出射面へと指向させるドットが設けられ、前記ドットの配置パターンによって出射光分布を変えることにより、前記高輝度領域が形成される。
【００１７】
本発明の照明装置によれば、加工コストを抑えて高輝度領域を形成することができる。
【００１８】
また、本発明の照明装置は、前記高輝度領域が、前記反射シートの表面加工によって出射光分布を変えることにより形成されていることを特徴とする。たとえば、前記反射シートの裏面に光を前記出射面へと指向させるドットが設けられ、前記ドットの配置パターンによって出射光分布を変えることにより、前記高輝度領域が形成される。
【００１９】
本発明の照明装置によれば、加工コストを抑えて高輝度領域を形成することができる。
【００２０】
また、本発明の液晶表示装置は、前記照明装置と、前記照明装置の前方に配置される液晶パネルと、を備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明の液晶表示装置によれば、表示面の一部に高輝度領域が形成されるため、人間の目を惹き付けやすくなる。したがって本発明の液晶表示装置は、人間の目を惹き付けることが要求される広告媒体用の液晶表示装置に適したものとなる。また、広告媒体用の液晶表示装置として要求されるような非常に高い輝度を部分的に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態の液晶表示装置の正面図である。
【図２】実施形態の液晶表示装置の分解斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本実施形態のバックライトの光出射領域内における高輝度領域と周辺領域を示す概念図である。
【図５】図５（Ａ）は本実施形態の導光板の裏面側の平面図であり、図５（Ｂ）は導光板の裏面に形成されたドットによる光の指向作用を模式的に示す図である。
【図６】図６（Ａ）は本実施形態のバックライトの出射光分布であり、図６（Ｂ）は比較用のバックライトの出射光分布である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための一例を示すものであり、本発明をこの実施形態に特定することを意図するものではない。本発明は、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態にも適応できるものである。
【００２４】
図１は本発明の実施形態に係る液晶表示装置１の正面図である。また、図２は液晶表示装置１の分解斜視図である。また、図３は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００２５】
液晶表示装置１は、液晶パネル１０と、照明装置の一例であるバックライト２０とを備え、液晶パネル１０の前面側に位置する額縁状の前面枠１１によって一体に固定されている。
【００２６】
液晶パネル１０は、一対の透明な矩形状のガラス基板が所定のギャップを保持して貼り合わせられているとともに、基板間に液晶材料が注入されている。また、一対のガラス基板は、一方が薄膜トランジスタのアレイ基板であり、他方がカラーフィルタ、透明電極が形成された基板である。
【００２７】
また、液晶パネル１０には、駆動用ＩＣや制御用ＩＣ等が実装された実装基板１２がガラス基板の端部にフィルム配線１３を介して接続されている。なお、図示していないが、液晶パネル１０の前面側と後面側には、それぞれ偏光板が貼り付けられている。また、本実施形態においては、液晶パネル１０のサイズが４７インチであり、縦の長さが約６０ｃｍ、横の長さが約１０４ｃｍの液晶パネル１０を用いた。
【００２８】
前面枠１１は、金属製の部材であり、図３に示すように断面が逆Ｌ字状となっている。前面枠１１の開口部１４から液晶パネル１０の表示領域が露出する。
【００２９】
バックライト２０は、箱状のシャーシ２１と、シャーシ２１の内側に収納された反射シート２２と、導光板２３と、ＬＥＤ光源２４と、光学シート２５と、シャーシ２１の前部に位置する額縁状の中枠２６と、によって構成されている。
【００３０】
シャーシ２１は、アルミニウム等の熱伝導性の良い金属からなる箱状の部材である。また、シャーシ２１は、液晶パネル１０よりも若干大きな矩形状の部材である。このシャーシ２１は、底面２１ａと、底面２１ａの４辺からそれぞれ立ち上がった側壁２１ｂとで構成されている。
【００３１】
反射シート２２は、シャーシ２１の底面２１ａの内側と略同じ大きさであり、その上に導光板２３が配置される。反射シート２２は、ポリエステルフィルム等からなり、導光板２３側の表面で光が鏡面反射や拡散反射するような加工が施されている。
【００３２】
導光板２３は、矩形状の板状部材であり、可視領域で無色透明な樹脂等で形成されている。導光板２３は、側面（入射面２３ａ）側に配置されたＬＥＤ光源２４からの光が、導光板２３内部を全反射しながら進んでいくうちに導光板２３の裏面２３ｂ側に加工された反射ドットによって向きを変え、全反射角より小さくなった成分の光が導光板２３の表面
（出射面２３ｃ）から出射してくことを利用して、面状光源を形成するものである。この反射ドットについては詳細を後述する。
【００３３】
また、導光板２３の出射面２３ｃには、導光板２３の短辺と直交する方向（ＬＥＤチップ３２の出射光と平行な方向）に伸びる半円錐形状のレンチキュラーレンズ加工が施されている。バックライト２０は、導光板２３の出射面２３ｃにレンチキュラーレンズ加工を施すことで、光の指向性と利用効率を高め、輝度の向上を図っている。
【００３４】
ＬＥＤ光源２４は、導光板２３の短辺両側に配置されており、金属ベース板３１と、金属ベース板３１の表面に半田付けされた複数のＬＥＤチップ３２を備えている。
【００３５】
ＬＥＤ光源２４を構成する金属ベース板３１は、放熱性に優れた部材が最適であり、例えば、銅やアルミニウムを主成分とする金属板からなり、０．５〜１．５ｍｍの板厚からなる。なお、金属ベース板３１は、熱伝導性のよい接着剤を用いてシャーシ２１へ固定している。金属ベース板３１をネジ止めによりシャーシ２１へ固定しても構わないが、接着剤で固定することにより、ネジ等によるＬＥＤチップ３２からの出射光への影響を防ぐことができる。
【００３６】
金属ベース板３１の表面には、絶縁層が形成され、絶縁層の上には銅箔からなる金属箔層がＬＥＤチップ３２へ給電するための配線形状をなして形成されている。そして、ＬＥＤチップ３２が金属箔層の所定位置に半田付けされている。図２に示すようにＬＥＤチップ３２が側壁２１ｂに沿って複数配置されることによって、側壁２１ｂの横に線状光源化されたＬＥＤ光源２４が形成される。なお、ＬＥＤチップ３２から照射された光を効率良く反射するために、ＬＥＤチップ３２が半田付けされる個所を除き、金属箔層３４の表面や絶縁層３３の表面には白色絶縁膜（図示せず）が形成されている。
【００３７】
なお、バックライト２０から出射された光が白色光となるものであれば、ＬＥＤチップ３２は、既知の様々なものを用いることができる。例えば、ＬＥＤチップ３２は、LED照明で用いられるような青色発光素子に、黄色蛍光体を塗布し、補色効果により疑似白色発光するものでもよい。また、色再現性を拡大するためにＬＥＤチップ３２には、赤色、緑色、青色の発光素子をそれぞれ用いて白色光とするものでもよい。
【００３８】
光学シート２５は、導光板２３の出射面２３ｃから出射した光を、効率良く液晶パネル１０に照射するためのシート状部材である。本実施形態では、光学シート２５は、３枚のシートからなり、導光板２３の出射面２３ｃ上に第１プリズムシートであるプリズムシート２５ａを配置し、プリズムシート２５ａの上に第２プリズムシートであるプリズムシート２５ｂを配置し、プリズムシート２５ｂの上に、反射型偏光シート２５ｃを配置している。
【００３９】
反射型偏光シート２５ｃは、例えば住友スリーエム社のＤＢＥＦ（登録商標）等があり、液晶パネル１０の後面側に貼り付けられた偏光板を通過しない成分の光を反射してリサイクルすることによって、偏光板を通過する光へと変換するものである。この反射型偏光シート２５ｃを用いることで、バックライト２０から出射される光の利用効率が上がり、輝度が向上する。
【００４０】
中枠２６は、金属製や樹脂製の額縁状の部材である。中枠２６は、図示しない係合手段によって、シャーシ２１の側壁２１ｂと係合する。そして、中枠２６は、シャーシ２１の側壁２１ｂと係合することによって、シャーシ２１内に収納された光学シート２５等をシャーシ２１内で固定する。また、中枠２６の前方側には液晶パネル１０が載置される。液晶パネル１０は、前面枠１１と中枠２６とが図示しない係合手段によって係合することに
よって、前面枠１１と中枠２６との間で強固に固定される。
【００４１】
このような構成の液晶表示装置１を広告媒体として用いる上で、液晶表示装置１には、広告として重要な要素である人間の目を惹き付けることが要求される。人間の特性として、最初に明るい個所に目が向きやすいという特性がある。したがって、この特性を利用し、液晶表示装置１は、表示面の一部に、表示面内における周辺領域に対して輝度比が１．２〜１．５倍の高輝度領域を形成することにより、人間の目を惹き付けやすくしている。
【００４２】
図４は、光出射領域内における高輝度領域と周辺領域を示す概念図である。図４は、バックライト２０の中枠２６の開口部から露出する光出射領域の平面図を示している。この光出射領域は液晶パネル１０のサイズと略同様であり、横方向の長さＨが約１０４ｃｍ、縦方向の長さＶが約６０ｃｍとなっている。そして、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５は、出射領域の長辺側と短辺側をそれぞれ４等分した交点である。したがって、長さＡはＨ／４、長さＢはＶ／４となる。
【００４３】
バックライト２０は、Ｐ１〜Ｐ５それぞれの点で輝度の測定を行った。そして、本実施形態では測定したＰ１の輝度を中心に高輝度領域とし、測定したＰ２〜Ｐ５の輝度を周辺領域とし、Ｐ２〜Ｐ５の輝度に対してＰ１の輝度は、１．２〜１．５倍となっている。なお、本実施形態においては、輝度の測定をバックライト２０の光出射領域にて行っているが、前面枠１１の開口部から露出する液晶パネル１０の表示領域で輝度の測定を行っても構わない。
【００４４】
高輝度領域であるＰ１と周辺領域であるＰ２〜Ｐ５との間でこのような大きな輝度比を設けた場合、液晶表示装置１をテレビとして使用するのであれば輝度ムラが大き過ぎてしまい、テレビを視聴する者がＰ１に目が奪われてしまうことになる。そのため、バックライト２０はテレビ用の表示装置に用いることができない。
【００４５】
一方、バックライト２０を広告媒体用として用いることで、液晶表示装置１の表示面に対して、周りに比べて輝度の高いＰ１に目を向けやすくすることができる。したがって、液晶表示装置１は、人間の目を惹き付けやすいため、広告媒体用として適した表示装置となる。
【００４６】
次に、表示面の一部に周辺領域に対して輝度比が１．２〜１．５倍の高輝度領域を形成する具体的な方法について説明する。図５（Ａ）は、導光板２３の裏面２３ｂ側の平面図である。図５（Ｂ）は、導光板２３の裏面２３ｂに形成されたドットによる光の指向作用を模式的に示す図である。
【００４７】
図５（Ａ）に示すように、本実施形態では、Ｐ１付近での出射光が増えるようなドットパターンを導光板２３の裏面２３ｂに形成している。具体的には、導光板２３の裏面２３ｂには、大きさの異なる５種類の誘電体のドット（Ｄ１〜Ｄ５）が形成されている。ドットＤ１〜Ｄ５は、インクジェット法によって形成されており、インクの塗布量を変えることで、ドットの大きさを３０〜８０μｍの範囲内で設定し、形成されている。ドットＤ１〜Ｄ５の大きさ、形成領域等、ドット密度を変えることによって、導光板２３からの出射光分布を変えている。図５（Ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ３２から出射され導光板２３に入射した光のうち、ドットＤ１〜Ｄ５に斜めに入射した光は、ドットＤ１〜Ｄ５による反射作用によって上方向に持ち上げられ、導光板２３の出射面２３ｃへと向けられる。したがって、ドットＤ１〜Ｄ５の大きさが大きいほど、一つのドットによって出射面２３ｃへと向けられる光の量が多くなる。また、導光板２３の裏面２３ｂに対するドットＤ１〜Ｄ５の占める割合が高いほど、出射面２３ｃへと向けられる光の量が多くなる。図５（Ａ）のドットパターンでは、導光板２３の裏面２３ｂの中心付近に大きなドットが密集し
ており、裏面２３ｂの周辺に向かうに従ってドットの大きさが小さくドットの密度が疎となっている。よって、このドットパターンによると、導光板２３のＰ１付近での出射光の量がその周りに比べて高められる。
【００４８】
このようなドットＤ１〜Ｄ５が形成された導光板２３を用いたバックライト２０の出射光分布を図６に示す。図６（Ａ）はバックライト２０の出射光分布であり、図６（Ｂ）は一般的な導光板を用いたバックライトの出射光分布を示している。
【００４９】
図６（Ａ）からわかるように、バックライト２０は、Ｐ１に対応する位置を中心に破線で示した縦長状の狭い範囲に高い輝度が分布している。またＰ１に対応する位置での輝度は、１３５０ｃｄ／ｍ２であった。
【００５０】
また、比較用のバックライトは図６（Ｂ）からもわかるように、破線で示したＰ１〜Ｐ５に対応する面内の広い範囲で高い輝度が分布しているが、Ｐ１に対応する位置での輝度は１０５０ｃｄ／ｍ２と、バックライト２０に比べ大幅に低い輝度になっていた。
【００５１】
このように、導光板２３の裏面２３ｂのドット密度を変えることによって、出射光領域内において周辺領域に対して輝度比が１．２〜１．５倍の高輝度領域を形成することが可能となる。
【００５２】
なお、高輝度領域を形成する方法は、導光板２３の裏面２３ｂのドット密度を変える以外の方法でも構わない。具体的には、高輝度領域は、導光板２３の裏面２３ｂに凹凸パターンを形成し、この凹凸パターンの密度を変えることによって形成しても構わない。また、高輝度領域は、導光板２３の裏面２３ｂを利用するだけでなく、導光板２３の出射面２３ｃを利用して、出射面２３ｃにドットを形成したり凹凸パターンを形成したりしても構わない。
【００５３】
導光板２３の表面は、インクジェット法や成型により加工できるため、コストを抑えてドット密度を変えるような特殊な加工を行うことができる。また、導光板の表面加工や光学設計に関しては、通常導光板に要求される輝度の均一化の目的で、従来から様々な技術が開発されている。したがって、導光板２３の加工には、このような技術を活用することができる。
【００５４】
また、高輝度領域は、導光板２３の裏面２３ｂを利用するだけでなく、反射シート２２の反射パターンを利用して形成しても構わない。反射シート２２は、表面に印刷法やインクジェット法によって任意のパターンを形成できるため、コストを抑えることができる。たとえば、反射シート２２の裏面に、図５（Ａ）と同様のパターンで、光を導光板２３の出射面２３ｃへと向かわせるドットを形成する。導光板２３の裏面２３ｂに臨界角を超えて入射した光は、裏面２３ｂを透過して反射シート２２裏面のドットに入射し、図５（Ｂ）と同様の反射作用によって、導光板２３の出射面３ｃへと向けられる。これにより、導光板２３のＰ１付近（図４参照）の出射光量が高められる。また、高輝度領域は、反射シート２２だけでなく、光学シート２５を利用して形成しても構わない。
【００５５】
このように、表示面の一部に周辺領域に対して輝度比が１．２〜１．５倍の高輝度領域を形成することにより、液晶表示装置１は高輝度領域により人間の目を惹き付けやすくなる。また、表示面の一部に高輝度領域を形成しておくこと、液晶表示装置１は広告媒体用の表示装置として要求されるような超高輝度を部分的に実現することができる。
【００５６】
なお、本実施形態においては、高輝度領域は図４のＰ１である、バックライト２０の出射領域内の中心であるが、液晶表示装置１の使用状態によって、Ｐ１以外の点を高輝度領
域としても構わない。例えば、液晶表示装置１を高い位置に設置する場合、Ｐ４、Ｐ５が高輝度領域となるように形成しても構わない。また、液晶表示装置１は、図１のように横置きで使用する必要はなく、縦置きで使用しても構わない。
【符号の説明】
【００５７】
１…液晶表示装置
１０…液晶パネル
１１…前面枠
１２…実装基板
１３…フィルム配線
１４…開口部
２０…バックライト
２１…シャーシ
２１ａ…底面
２１ｂ…側壁
２２…反射シート
２３…導光板
２３ａ…入射面
２３ｂ…裏面
２３ｃ…出射面
２３ｄ…レンチキュラーレンズ
２４…ＬＥＤ光源
２５…光学シート
２５ａ、２５ｂ…プリズムシート
２５ｃ…反射型偏光シート
２６…中枠
３１…金属ベース板
３２…ＬＥＤチップ
【図１】
2015210854.tif 000003
【図２】
2015210854.tif 000004
【図３】
2015210854.tif 000005
【図４】
2015210854.tif 000006
【図５】
2015210854.tif 000007
【図６】
2015210854.tif 000008