(57)【要約】【課題】発光輝度分布がより均一な面光源装置、及び、その面光源装置を備えた液晶表示装置を提供する。【解決手段】冷陰極管３１と、冷陰極管３１に対向した光入射面３３Ａ及び冷陰極管３１に対して略直交する方向に延びた側面３３Ｂを有する主要部３３０と、側面３３Ｂから突出した凸部３３２と、を備えた導光体３３と、導光体３３を支持するフレーム３２と、を備え、凸部３３２は、冷陰極管３１の反対側において側面３３Ｂと交差する第１端面３３２Ａと、第１端面３３２Ａと第１交差部ＣＰ１で交差する第２端面３３２Ｂと、を有するとともに、冷陰極管３１から主要部３３０を介して凸部３３２に入射した光を第１端面３３２Ａ及び第２端面３３２Ｂのいずれか１つで反射して主要部３３０に戻す形状であって、第１交差部ＣＰ１で第１端面３３２Ａと第２端面３３２Ｂとが交差する角は鈍角である面光源装置。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源に対向した光入射面及び前記光源に対して略直交する方向に延びた側面を有する主要部と、前記側面から突出した凸部と、を備えた導光体と、
前記導光体を支持するフレームと、を備え、
前記凸部は、前記光源の反対側において前記側面と交差する第１端面と、前記第１端面と第１交差部で交差する第２端面と、を有するとともに、前記光源から前記主要部を介して前記凸部に入射した光を前記第１端面及び第２端面のいずれか１つで反射して前記主要部に戻す形状であって、前記第１交差部で前記第１端面と前記第２端面とが交差する角は鈍角である面光源装置。
【請求項２】
前記凸部は、さらに前記光源側において前記側面と第２交差部で交差する第３端面を備え、
前記第１端面と前記第２端面の法線との成す角は、前記第1交差部及び前記第２交差部を通る線と前記法線とが成す角以上である請求項１記載の面光源装置。
【請求項３】
前記第１端面と前記第２端面の法線との成す角をθとし、前記第２交差部と前記第２端面との距離をｂとし、前記第１交差部と前記第２交差部を通る前記第２端面の法線との距離をａとしたとき、ｔａｎθ≧ａ／ｂである請求項２記載の面光源装置。
【請求項４】
前記第２端面の法線と前記第１端面の法線との成す角は、前記第１端面の法線と前記第１交差部及び前記第２交差部を通る線との成す角以下である請求項２記載の面光源装置。
【請求項５】
前記第２端面と前記光源側で交差する端面は、前記第２端面に対して９０度以下の角度を成している請求項１記載の面光源装置。
【請求項６】
複数の表示画素が配置された表示部を有する液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを照明する面光源装置と、を備え、
前記面光源装置は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の面光源装置である液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光体を備える面光源装置、及びその面光源装置を備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置は複数の表示画素が配置された表示部を有する液晶表示パネルと、液晶表示パネルを照明する面光源装置とを有している。面光源装置は、光源と、光源からの出射光を液晶表示パネルに向けて出射する導光体と、導光体を支持するフレームとを有している。
【０００３】
上記の面光源装置において、従来、導光体を固定するために導光体の側面に凸部を有し、その凸部をフレームの凹部と嵌合させて導光体を固定し、耐衝撃性を高める液晶表示装置が提案されている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００１−１３３７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし上記のように導光体に凸部を設けると、凸部に入射した光がその端面で２回以上反射する場合がある。この場合、光が反射する際に輝度の損失が生じることによって、面光源装置の輝度分布が不均一になることがあった。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、輝度分布がより均一な面光源装置、及び、その面光源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】
【０００６】
本発明の態様による面光源装置は、光源と、前記光源に対向した光入射面及び前記光源に対して略直交する方向に延びた側面を有する主要部と、前記側面から突出した凸部と、を備えた導光体と、前記導光体を支持するフレームと、を備え、前記凸部は、前記光源の反対側において前記側面と交差する第１端面と、前記第１端面と第１交差部で交差する第２端面と、を有するとともに、前記光源から前記主要部を介して前記凸部に入射した光を前記第１端面及び第２端面のいずれか１つで反射して前記主要部に戻す形状であって、前記第１交差部で前記第１端面と前記第２端面とが交差する角は鈍角である。
【０００７】
本発明の態様による液晶表示装置は、複数の表示画素が配置された表示部を有する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する面光源装置と、を備え、前記面光源装置は、光源と、前記光源に対向した光入射面及び前記光源に対して略直交する方向に延びた側面を有する主要部と、前記側面から突出した凸部と、を備えた導光体と、前記導光体を支持するフレームと、を備え、前記凸部は、前記光源の反対側において前記側面と交差する第１端面と、前記第１端面と第１交差部で交差する第２端面と、を有するとともに、前記光源から前記主要部を介して前記凸部に入射した光を前記第１端面及び第２端面のいずれか１つで反射して前記主要部に戻す形状であって、前記第１交差部で前記第１端面と前記第２端面とが交差する角は鈍角である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、輝度分布均一性が向上された面光源装置、及び、その面光源装置を備えた液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。
【００１０】
図１に示すように、液晶表示装置１は、略矩形状の液晶表示パネル１０、液晶表示パネル１０を背面から照明する面光源装置３０、および面光源装置３０のフレームに取り付けられ、液晶表示パネル１０の周縁部を保持するベゼルカバー２０を備えている。
【００１１】
液晶表示パネル１０は、対向配置されたアレイ基板１２および対向基板１４を備えている。アレイ基板１２と対向基板１４との間には液晶組成物１５が挟持され、アレイ基板１２と対向基板１４との外面には、それぞれ偏向板（図示せず）が固定されている。液晶表示パネル１０は、画像を表示させる表示領域に相当する矩形状の有効表示部１６を有している。有効表示部１６は、マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸによって構成されている。
【００１２】
有効表示部１６には、表示画素ＰＸの列に沿って配置された複数の信号線ＤＬと、表示画素ＰＸの行に沿って配置された複数の走査線ＳＬとが配置されている。信号線ＤＬと走査線ＳＬとの交差部付近には、スイッチング素子ＳＷが配置されている。スイッチング素子ＳＷのゲート電極は走査線ＳＬに接続され、ソース電極は信号線ＤＬに接続され、ドレイン電極はアレイ基板１２上において各表示画素ＰＸに配置された画素電極ＰＥに接続されている。対向基板１４には、画素電極ＰＥに対向配置され、全ての表示画素ＰＸに共通に設けられた対向電極ＣＥが配置されている。
【００１３】
面光源装置３０は、その発光面３０Ａが液晶表示パネル１０の背面側に対向するように配置される。矩形枠状のベゼルカバー２０は、液晶表示パネル１０の有効表示部１６を露出させる略矩形状の窓部２０Ａを有し、液晶表示パネル１０の表面側に取り付けられる。
【００１４】
図２及び図３に示すように、面光源装置３０は、光源としての冷陰極管３１と、導光体３３と、導光体３３を支持するフレーム３２と、リフレクタ３７と、複数の光学シート３４，３５、フレーム３２との間でこれらを一体的に保持するカバー３６とを備えている。導光体３３は、冷陰極管３１に対向した光入射面３３Ａ及び冷陰極管３１が延びている方向（Ｘ方向）に対して略直交する方向（Ｙ方向）に延びた側面３３Ｂと光入射面３３Ａから入射した光が出射される光出射面３３Ｃ及び光出射面３３Ｃに対向する対向面３３Ｄを有する主要部３３０と、側面３３Ｂから突出した凸部３３２と、を有している。
【００１５】
冷陰極管３１には、その周囲を覆うリフレクタ３７が取り付けられる。リフレクタ３７は、その断面が略Ｕ字状で、導光体３３をその厚さ方向（Ｚ方向）から挟持するように取り付けられる。光入射面３３Ａとリフレクタ３７とは、冷陰極管３１を導光体３３の長手方向（Ｘ方向）の全長にわたって囲み、リフレクタ３７が冷陰極管３１からの出射光を光入射面３３Ａに向けて反射させている。
【００１６】
複数の光学シート３４、３５は、光出射面３３Ｃ、及び対向面３３Ｄにそれぞれ対向するように配置されている。光学シート３４は、光出射面３３Ｃから出射された光に対して所定の光学特性を付与するもので、例えば、拡散シート、集光シート、プリズムシート等である。光学シート３５は、導光体３３の対向面３３Ｄから漏れ出た光を導光体３３に戻すべく反射する反射シートである。
【００１７】
上記の冷陰極管３１、導光体３３、及び光学シート３４、３５は、図２に示すように重ねられ、フレーム３２及びカバー３６に収容される。図２及び図３に示すように、フレーム３２は、導光体３３の凸部３３２と嵌合する凹部３２０を有している。フレーム３２は、冷陰極管３１及び導光体３３を支持するとともに、凹部３２０によってＹ方向に導光体３３を固定する。
【００１８】
導光体３３の凸部３３２は複数の端面を有し、冷陰極管３１から主要部３３０を介して凸部３３２に入射した光を、その複数の端面のいずれか１つで反射して主要部３３０に戻す形状となっている。ただし、ここで言う凸部３３２の複数の端面には、主要部３３０の光出射面３３Ｃ及び対向面３３Ｄから延びる面を含まないものとする。
【００１９】
本実施形態では、凸部３３２が３つの端面を有する場合について説明する。すなわち、図４及び図５に示すように、凸部３３２は、Ｙ方向において冷陰極管３１の反対側で側面３３Ｂと交差する第１端面３３２Ａと、第１端面３３２Ａと第１交差部ＣＰ１で交差するとともに側面３３Ｂと略平行に延びた第２端面３３２Ｂと、冷陰極管３１側で側面３３Ｂと第２交差部ＣＰ２で交差する第３端面３３２Ｃと、を有している。
【００２０】
第１交差部ＣＰ１で第１端面３３２Ａと第２端面３３２Ｂとが交差する角は鈍角であり、第２端面３３２Ｂと第３端面３３２Ｃとは略直交している。ここで、第１端面３３２Ａと第２端面３３２Ｂとの交差する角とは、第1端面３３２Ａと第２端面３３２Ｂとが交差してできる角のうち、凸部３３２内にできる角のことである。
【００２１】
上記の凸部３３２に対して、冷陰極管３１から凸部３３２に入射する光は、第２端面３３２Ｂの法線ＮＬ１より冷陰極管３１側から入射すると考えられるため、ここでは、法線ＮＬ１に対して冷陰極管３１の反対側から入射する光については考慮しない。
【００２２】
すなわち、冷陰極管３１から凸部３３２に入射した光が、最初に第３端面３３２Ｃで反射されることはなく、最初に第２端面３３２Ｂで反射された光が第３端面３３２Ｃで再び反射されることもない。
【００２３】
このとき、凸部３３２に入射した光が第２端面３３２Ｂのみで反射される条件、すなわち、第２端面３３２Ｂで反射された光が第１端面３３２Ａで再び反射されない条件について以下に説明する。
【００２４】
第２端面３３２Ｂで反射された光が第１端面３３２Ａで再び反射されないためには、第２端面３３２Ｂで反射するときに最も大きい反射角で反射する光が、第２端面３３２Ｂの法線ＮＬ１と第１端面３３２Ａとが成す角θ以下の反射角で反射されることが必要である。従って、第２端面３３２Ｂで反射される光のうちで、その入射角が最も大きくなる場合に、入射角がθ以下となっていれば良い。
【００２５】
ここで、最も入射角が大きくなる場合とは、冷陰極管３１から出射された光が第２交差部ＣＰ２を通って第２端面３３２Ｂの第１交差部ＣＰ１で反射される場合である。従って、凸部３３２に入射して第２端面３３２Ｂで反射された光が第１端面３３２Ａで再び反射されない条件は、第１端面３３２Ａと第２端面３３２Ｂの法線ＮＬ１との成す角θが、第１交差部ＣＰ１及び第２交差部ＣＰ２を通る線Ｌ１と法線ＮＬ１とが成す角θ´以上（θ≧θ´）であることとなる。
【００２６】
つまり、第１端面３３２Ａと第２端面３３２Ｂの法線ＮＬ１との成す角をθとし、第２交差部ＣＰ２と第２端面との距離をｂとし、第１交差部ＣＰ１と第２交差部ＣＰ２を通る第２端面３３２Ｂの法線との距離をａとしたとき、ｔａｎθ≧ａ／ｂである。
【００２７】
本実施形態の場合、第２交差部ＣＰ２から第２端面３３２Ｂまでの最短距離（図４に示した例では第３端面３３２Ｃの長さに相当）をｂとし、第１交差部ＣＰ１を通る法線ＮＬ１から第２交差部ＣＰ２までの最短距離（図４に示した例では、第２端面３３２Ｂの長さに相当）をａとしたとき、ｔａｎθ≧ａ／ｂとなっていることである。
【００２８】
上記の場合、冷陰極管３１から主要部３３０を介して凸部３３２に入射して、第２端面３３２Ｂで反射される光は、法線ＮＬ１に対して入射角及び反射射角がθ´以下となるため、第１端面３３２Ａで再び反射されることなく主要部３３０に戻る。
【００２９】
次に、冷陰極管３１から主要部３３０を介して凸部３３２に入射した光が第１端面３３２Ａのみで反射される条件、すなわち、第１端面３３２Ａで反射された光が、第３端面３３２Ｃで再び反射されない条件について以下に説明する。なお、上記の場合と同様に、Ｘ方向に対して冷陰極管３１の反対側から入射する光については考慮しないため、第１端面３３２Ａで反射された光が第２端面３３２Ｂで再び反射されない場合に、第３端面３３２Ｃで再び反射されることはない。
【００３０】
第１端面３３２Ａで反射された光が再び第３端面３３２Ｃで反射されないためには、第１端面３３２Ａで冷陰極管３１側に反射される光であって、最も大きい反射角で反射される光が、第１端面３３２Ａの法線ＮＬ２と第１交差部ＣＰ１及び第２交差部ＣＰ２を通る線Ｌ１との成す角θr以下の反射角で反射されれば良い。すなわち、第１端面の法線ＮＬ２に対して冷陰極管３１の反対側から凸部３３２に入射する光であって、第１端面３３２Ａで反射される光のうち、その入射角が最も大きくなる場合に、入射角がθr以下となっていれば良い。
【００３１】
ここで、第１端面の法線ＮＬ２に対して冷陰極管３１の反対側から凸部３３２に入射する光であって、第１端面３３２Ａで反射される光のうち、その入射角が最も大きくなる場合とは、凸部３３２にＸ方向から光が入射する場合である。従って、図５に示すように、第２端面３３２Ｂの法線ＮＬ１と第１端面３３２Ａの法線ＮＬ２との成す角θiが、法線ＮＬ２と第１交差部ＣＰ１及び第２交差部ＣＰ２を通る線Ｌ１との成す角θr以下（θi≦θr）となることが条件となる。
【００３２】
このとき、冷陰極管３１から主要部３３０を介して凸部３３２に入射し、第1端面３３２Ａで反射する光の入射角、及び、反射角の大きさはθi以下となる。θiはθr以下であることから、第１端面３３２Ａで反射された光は、法線ＮＬ２に対してθi以下の反射角で反射して第３端面３３２Ｃで再び反射されることなく主要部３３０に戻る。
【００３３】
上記のことから、θ≧θ´であり、かつ、θi≦θrである場合、第１端面３３２Ａ又は第２端面３３２Ｂで反射された光は、凸部３３２の端面のいずれかで再び反射されることなく主要部３３０にもどる。例えば、θ＝θ´であり、θi＝θrである場合、θが６０度となり、第１端面３３２Ａと第２端面３３２Ｂとが交差する角は１５０度となる。
【００３４】
以上説明したように、導光体３３が、上記のような側面３３Ｂから突出する凸部３３２を有することによって、冷陰極管３１から導光体３３に主要部３３０を介して凸部３３２に入射する光は、凸部のいずれか１つの端面のみで反射し、再び反射することなく主要部３３０に戻る。従って、凸部３３２に入射した光の輝度の損失が抑制され、面光源装置３０の輝度分布が不均一になること防止することができる。
【００３５】
すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置１によれば、発光輝度分布がより均一な面光源装置３０を備えた液晶表示装置１を提供することができる。
【００３６】
この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【００３７】
例えば、図６に示すように、導光体３３の凸部３３２より冷陰極管３１側と冷陰極管３１の反対側とで、側面３３Ｂが同一平面上になく、互いに略平行に延びる面であっても良い。この場合にも、θ≧θ´、及び、θi≦θrの条件を満たすことによって、上記の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
また、図７に示すように、凸部３３２の第２端面３３２Ｂと第3端面３３２Ｃとが交差する角θ２３は、９０度以下であれば良い。例えば、図７に示す場合では、第２端面３３２Ｂは、側面３３Ｂと略平行に延びて第３端面３３２Ｃと９０度以下の角度で交差している。この場合にも、θ≧θ´、及び、θi≦θrの条件を満たすことによって、上記の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
さらに、凸部３３２は四角形（すなわち３つの端面を有する形状）である必要はなく、多角形であれば良い。例えば、図８に示すような形状であっても良い。この場合、凸部３３２は、第２端面３３２Ｂ及び第３端面３３２Ｃと交差する第４端面３３２Ｄをさらに有している。第２端面３３２Ｂは、側面３３Ｂと略平行に延び、第４端面３３２Ｄと９０度以下の角度で交差している。第３端面３３２Ｃは、側面３３Ｂに対して略直交する方向（Ｘ方向）に延びている。この場合にも、θ≧θ´、及び、θi≦θrの条件を満たすことによって、上記の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の一構成例を概略的に示す分解斜視図。
【図２】図１に示す面光源装置の一構成例を概略的に示す分解斜視図。
【図３】図２に示す面光源装置の導光体をフレームに収容したときの一構造例を説明する図。
【図４】図２に示す導光体の凸部の一構造例を説明する図。
【図５】図２に示す導光体の凸部の一構造例を説明する図。
【図６】図２に示す導光体の凸部の他の構造例を説明する図。
【図７】図２に示す導光体の凸部の他の構造例を説明する図。
【図８】図２に示す導光体の凸部の他の構造例を説明する図。
【符号の説明】
【００４２】
ＰＸ…表示画素、ＮＬ１…第１法線、ＮＬ２…第２法線、１…液晶表示装置、ＣＰ１…第１交差部、ＣＰ２…第２交差部、１０…液晶表示パネル、１６…有効表示部、３０…面光源装置、３０Ａ…発光面、３１…冷陰極管、３２…フレーム、３３Ａ…光入射面、３３Ｂ…側面、３３…導光体、３２０…凹部、３３０…主要部、３３２…凸部、３３２Ａ…第１端面、３３２Ｂ…第２端面、３３２Ｃ…第３端面
【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】
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【図８】
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