(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
近年、液晶表示装置では、液晶パネルのバックライト光源として、複数の側面発光型(サイドビュー型)の発光装置を搭載した照明装置が、多用されている。この種の照明装置は、導光板と、複数の発光装置とを有する構成になっている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
導光板は、各発光装置から出射された光を導光して、光を液晶パネルの裏面に向けて出射する部材である。導光板は、一乃至複数の端面を入射面とし、一主面を出射面とする平板状に形成されており、出射面が液晶パネルの裏面と対向するように配置されている。
【0004】
なお、側面発光型の発光装置としては、例えば、表面(導光板の入射面に対向する側の面)に設けられた凹部の内部に発光素子としてのLED(Light Emitting Diode)素子が収納されたLEDパッケージが、用いられている(例えば、特許文献2参照)。
【0005】
係る構成において、照明装置は、各発光装置が、導光板の入射面に向けて光を出射する。すると、導光板が、入射面から入射された光を導光して、光を出射面から液晶パネルの裏面に向けて出射する。
【0006】
なお、この種の照明装置は、近年の液晶表示装置の薄型化・大画面化に伴い、薄型化や高出力化が要求されている。そこで、照明装置の中には、高出力化を図るために、導光板の両側の端部から光を入射させるように構成された装置もある。しかしながら、照明装置は、導光板の両側の端部から光を入射させる構成にした場合に、その分だけ大型化する、という不具合が生じる。そのため、照明装置としては、導光板の片側の端部から光を入射させる構成の方が好ましい。導光板の片側の端部から光を入射させる構成において、高出力化を図るためには、発光装置の個数を増やすことが考えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、例えば特許文献1に開示されている従来の照明装置における発光装置の配置形態では、複数の発光装置をさらに密に配置することが困難であるため、高出力化(外部に出射する光の光量を増大させること)を図ることが困難である、という問題点があった。
【0009】
本発明は、前記した問題点を解決するためになされたものであり、複数の発光装置を密に配置して、高出力化を実現できる照明装置、及び、当該照明装置を用いる液晶表示装置を提供することを主な課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記課題を解決するため、第1発明は、照明装置であって、平坦な一端面を入射面とし、一主面を出射面とする導光板と、樹脂成形体の表面に設けられた凹部の内部に発光素子が収納されており、当該凹部を前記導光板の前記入射面に向けて配置された複数の発光装置と、を有し、前記複数の発光装置のうちの隣接する2つの発光装置は、前記導光板に対して、同じ方向に傾斜して配置されているとともに、一方の発光装置の前記樹脂成形体の表面の端部が他方の発光装置の前記樹脂成形体の裏面の端部と対向するように配置されている構成とする。
【0011】
第1発明に係る照明装置は、複数の発光装置を密に配置するための仕組みとして、隣接する2つの発光装置が、(1)導光板に対して、同じ方向に傾斜して配置されているという特徴と、(2)一方の発光装置の樹脂成形体の表面の端部が他方の発光装置の樹脂成形体の裏面の端部と対向するように配置されているという特徴とを備えている。
【0012】
これらの特徴により、第1発明に係る照明装置は、複数の発光装置を、導光板に対して斜めに向けて、密集して配置することができる。その結果、第1発明に係る照明装置は、複数の発光装置の密集度を向上させて、高出力化を図ることができる。
【0013】
また、第2発明は、照明装置であって、複数の山部が形成された一端面を入射面とし、一主面を出射面とする導光板と、樹脂成形体の表面に設けられた凹部の内部に発光素子が収納されており、前記導光板の前記山部の其々に対応し且つ前記凹部を前記山部に向けて配置された複数の発光装置と、を有し、前記複数の発光装置のうちの隣接する2つの発光装置は、前記導光板に対して、同じ方向に傾斜して配置されているとともに、一方の発光装置の前記樹脂成形体の表面の端部が他方の発光装置の前記樹脂成形体の裏面の端部と対向するように配置されている構成とする。
【0014】
第2発明に係る照明装置は、第1発明に係る照明装置と同様に、複数の発光装置を密に配置するための仕組みとして、隣接する2つの発光装置が、(1)導光板に対して、同じ方向に傾斜して配置されているという特徴と、(2)一方の発光装置の樹脂成形体の表面の端部が他方の発光装置の樹脂成形体の裏面の端部と対向するように配置されているという特徴とを備えている。
【0015】
これらの特徴により、第2発明に係る照明装置は、第1発明に係る照明装置と同様に、複数の発光装置を、導光板に対して斜めに向けて、密集して配置することができる。その結果、第2発明に係る照明装置もまた、複数の発光装置の密集度を向上させて、高出力化を図ることができる。
【0016】
しかも、第2発明に係る照明装置によれば、一の発光装置から出射された出射光が隣接して配置された他の発光装置の裏面に到達する前に導光板の入射面に入射させることができる。このため、各発光装置から出射される出射光を導光板に効率良く入射させることができる。その結果、第2発明に係る照明装置によれば、第1発明に係る照明装置よりも、さらに照明装置の高出力化を図りやすい。
【0017】
また、第3発明は、液晶表示装置であって、液晶パネルと、前記液晶パネルに重ねて配置され、前記液晶パネルに向けて光を出射する第1発明又は第2発明に係る照明装置と、を備える構成とする。
【0018】
この液晶表示装置は、第1発明又は第2発明に係る照明装置を備えているため、所望の光量を容易に得ることができ、薄型化・大画面化を容易に実現することができる。
【発明の効果】
【0019】
第1発明及び第2発明に係る照明装置は、複数の発光装置を密に配置して、高出力化を実現することができる。
また、第3発明に係る液晶表示装置は、所望の光量を容易に得ることができ、薄型化・大画面化を容易に実現することができる。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態(以下、「本実施形態」と称する)につき詳細に説明する。なお、各図は、各構成要素の形状、大きさ、及び、配置関係を、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
【0022】
[実施形態1]
<液晶表示装置及び照明装置の構成>
以下、
図1A及び
図1Bを参照して、本実施形態1に係る液晶表示装置1及び当該液晶表示装置1に用いる照明装置20の構成につき説明する。
【0023】
図1Aに示すように、液晶表示装置1は、液晶パネル10と照明装置20とを有している。
液晶パネル10は、画像の形成手段である。この液晶パネル10は、平板状に形成されている。そして、液晶パネル10は、照明装置20の後記する導光板50がその裏面に配置されている。
【0024】
<照明装置の構成>
照明装置20は、液晶パネル10のバックライト光源である。
照明装置20は、回路基板30、複数の発光装置40、及び、導光板50を備えている。
回路基板30は、各発光装置40の点灯動作及び消灯動作を制御する回路が搭載された基板である。なお、回路基板30は、液晶パネル10での画像の形成動作を制御する回路が搭載されていてもよい。また、これらの回路は、一つの回路として統合されていてもよい。
【0025】
複数の発光装置40は、液晶パネル10の裏面に出射する光の光源である。ここでは、各発光装置40は、側面発光型(サイドビュー型)のLEDパッケージとして構成されており、回路基板30の上に搭載されているものとして説明する。なお、本実施形態1では、回路基板30は、その縦幅が液晶パネル10の縦幅とほぼ同じサイズに形成されている。
【0026】
図1Bに示すように、各発光装置40は、樹脂成形体の表面に、凹部41が設けられている。ここでは、樹脂成形体は、略長方体形状であるが、この限りではない。凹部41は、凹部41の底面に対向する方向から凹部41を見た場合に、その外形が四角形や円形等の形状に形成されている。なお、「四角形」は、ここでは、角部分が円弧状に形成された、略正方形及び略長方形を含んでいる。また、「円形」は、ここでは、真円形及び楕円形を含んでいる。
【0027】
凹部41は、底面42及び内壁43によって構成されている。底面42及び内壁43は、それぞれ、光を反射する反射面として構成されている。凹部41は、その内部に、発光素子46としてのLED素子が収納され封止樹脂で封止されている。発光素子46は、凹部41の底面42に固定設置されている。発光素子46が出射した光は、凹部41の反射面として構成された底面42及び内壁43に反射しながら凹部41の外部に出射されて、導光板50の入射面51から導光板50の内部に入射する。
【0028】
隣接する2つの発光装置40は、導光板50に対して、ほぼ同じ方向に傾斜して配置されている。
図1A(a)及び
図1Bに示す例では、照明装置20は、隣接する2つの発光装置40が導光板50に対して傾斜角度θ1の傾きで傾斜して配置された関係になるように、構成されている。なお以下、このような発光装置40の配置関係は、隣接する少なくとも2つの発光装置40に適用されればよいが、3つ以上の発光装置40に適用されてもよく、更には全ての発光装置40に適用されてもよい。
【0029】
以下、発光装置40の構成を説明する場合に、導光板50の入射面51を平坦面と見なしたとき、導光板50の入射面51に近い側の端部を「前端部」と称し、導光板50の入射面51から遠い側の端部を「後端部」と称して、説明する場合がある。また、発光装置40の凹部41の内壁43を前端部側と後端部側とで区別する場合に、前端部側の内壁43を「内壁43a」と称し、後端部側の内壁43を「内壁43b」と称する。
【0030】
本実施形態1では、隣接する2つの発光装置40は、互いに略一定の離間距離t(
図1A(a)及び
図1B参照)で離間した状態で、かつ、導光板50に対して傾斜角度θ1(
図1A(a)及び
図1B参照)の傾きで略平行に配置されている。
【0031】
また、発光装置40は、樹脂成形体の表面の端部(後端部)が、隣接して配置された発光装置40(以下、「隣接発光装置」と称する)の樹脂成形体の裏面の端部(前端部)と、重畳幅w(
図1A(a)及び
図1B参照)分だけ重なって対向するように、配置されている。
【0032】
なお、隣接発光装置の樹脂成形体の裏面の端部(前端部)に対向する発光装置40の樹脂成形体の表面の端部部分(後端部部分)は、発光装置40から出射された光が隣接発光装置の樹脂成形体の裏面で遮光されるのを抑制又は回避できるように、好ましくは、光が出射される部分(後記する凹部41)よりも外側の部分になるように、重畳幅wが設定されているとよい。
【0033】
導光板50は、各発光装置40から出射された光を導光して、光を液晶パネル10の裏面に向けて出射する部材である。本実施形態1では、導光板50は、照明装置20の小型化を図るために、片側の端部から光を入射させる構成になっている。したがって、本実施形態1では、導光板50は、一端面を入射面51とし、一主面を出射面52とする平板状に形成されており、出射面52が液晶パネル10の裏面と対向するように配置されている。ここでは、導光板50の入射面51が平坦面状に形成されている場合として説明する。
【0034】
係る構成において、照明装置20は、各発光装置40の発光素子46が、光を出射する。このとき、発光素子46が出射した光は、直接出射する直接光と、凹部41の反射面として構成された底面42及び内壁43で反射した反射光とが、前端部側の内壁43aと後端部側の内壁43bとの間から凹部41の外部に向けて出射される。その結果、光は、導光板50の入射面51に向けて出射される。そして、発光装置40は、端部が重なるように設置されているので、単純に並列したものと比較して、より多くの発光装置40を密に配置することができ、それにより、より多くの光を導光板50に入射させることができる。導光板50は、入射面51から入射された光を導光して、光を出射面52から液晶パネル10の裏面に向けて出射する。
【0035】
このような本実施形態1に係る照明装置20は、複数の発光装置40を密に配置するための仕組みとして、隣接する2つの発光装置40が、(1)導光板50に対して、同じ方向に傾斜して配置されているという特徴と、(2)一方の発光装置40の樹脂成形体の表面の端部(後端部)が他方の発光装置40の樹脂成形体の裏面の端部(前端部)と対向するように、配置されているという特徴とを備えている。
【0036】
これらの特徴により、照明装置20は、複数の発光装置40を、導光板50に対して斜めに向け、密集して配置することができる。その結果、照明装置20は、複数の発光装置40の密集度を向上させて、高出力化を図ること(外部(ここでは、液晶表示装置1の液晶パネル10の裏面)に出射する光の光量を増大させること)ができる。
【0037】
なお、
図1A(a)及び
図1Bに示すように、導光板50に対する各発光装置40の傾斜角度θ1(より厳密には、導光板の入射面51に対する発光装置40の樹脂成形体の表面の傾斜角度)は、好ましくは、45°以下の値にするとよい。これにより、発光装置40は、導光板50に対して、出射光を効率良く導光板50に入射させることができる。その結果、照明装置20は、この特徴によっても、さらに、高出力化を図ることができる。
【0038】
また、本実施形態1に係る照明装置20は、発光装置40として既存のLEDパッケージを用いることができる。その結果、照明装置20の製造者は、照明装置20を駆動させる回路やアプリケーションプログラムの変更等の対応を容易に行うことができる。
【0039】
以上の通り、本実施形態1に係る照明装置20によれば、複数の発光装置40を密に配置して、高出力化を図ることができる。
【0040】
[実施形態2]
実施形態1に係る照明装置20は、前記した(1)と(2)の特徴を備えているが、照明装置20は、本実施形態2のように構成されていることがさらに望ましい。
【0041】
以下、
図2を参照して、本実施形態2に係る照明装置20の構成につき説明する。ここでは、本実施形態2に係る照明装置20、発光装置40、及び、導光板50を、それぞれ、「照明装置20a」、「発光装置40a」、及び、「導光板50a」と称して説明する。
【0042】
図2に示す例では、照明装置20aは、実施形態1に係る照明装置20と同様に、複数の発光装置40aが導光板50aに対して傾斜角度θ1の傾きで傾斜して配置された関係になるように、構成されている。
【0043】
隣接する2つの発光装置40aは、実施形態1に係る発光装置40と同様に、互いに略一定の離間距離tで離間した状態で、かつ、導光板50aに対して傾斜角度θ1の傾きで略平行に配置されている。また、発光装置40aは、実施形態1に係る発光装置40と同様に、表面の端部(後端部)が、隣接発光装置の裏面の端部(前端部)と、重畳幅w分だけ重なって対向するように、配置されている。
【0044】
本実施形態2では、導光板50aの入射面51aは、複数の山部61が形成されている。より詳細には、導光板50aの入射面51aは、同形状の山部61がノコギリ歯状に連続して形成されている。そして、山部61は、それぞれ、その先端部63の角度θ2が鋭角になるように2つの平坦面62a,62bを有して構成されている。そして、山部61は、一方の平坦面62aが発光装置40aの樹脂成形体の表面と平行に対向するように、その先端部63が、隣接して配置された2つの発光装置40aの間に配置された状態となるように形成されている。
【0045】
なお、照明装置20aは、導光板50aの先端部63を2つの発光装置40aの間に配置しやすくするために、角度θ2が鋭角に形成されている。その角度θ2は、値を小さくすると、導光板50aの先端部63を2つの発光装置40aの間に配置しやすくなる代わりに、導光板50aの入射面51aの山部61の頂点から谷部66の頂点までの距離が長くなりやすい。そのため、角度θ2の値は、山部61の頂点から谷部66の頂点までの許容可能な距離に応じて設定される。なお、導光板50aは、隣接する2つ山部61の間すなわち1つの山部61の平坦面62aとそれに隣接する山部61の平坦面62bの間(谷部66とも言える)に別の平坦面を有していてもよい。これにより、山部61の頂点から谷部66の頂点までの距離を比較的短くしても、導光板50aの先端部63を2つの発光装置40aの間に配置しやすくすることができる。
【0046】
なお、
図2に示すように、導光板50aに対する各発光装置40aの傾斜角度θ1(より厳密には、導光板の入射面51aを平坦面と見なしたときの入射面51aに対する発光装置40の樹脂成形体の表面の傾斜角度)は、好ましくは、45°以下の値にするとよい。これにより、発光装置40aは、導光板50aに対して、出射光を効率良く導光板50aに入射させることができる。その結果、照明装置20aは、この特徴によっても、さらに高出力化を図ることができる。
【0047】
また、本実施形態2に係る照明装置20aもまた、発光装置40aとして既存のLEDパッケージを用いることができる。その結果、照明装置20aの製造者は、照明装置20aを駆動させる回路やアプリケーションプログラムの変更等の対応を容易に行うことができる。
【0048】
以上の通り、本実施形態2に係る照明装置20aによれば、実施形態1に係る照明装置20と同様に、複数の発光装置40aを密に配置して、高出力化を図ることができる。
しかも、本実施形態2に係る照明装置20aによれば、発光装置40aから出射された出射光が隣接発光装置の裏面に到達する前に導光板50aの入射面51aに入射するため、前記した遮光の発生を抑制又は回避することができるとともに、出射光を効率良く導光板50aに入射させることができる。その結果、照明装置20aによれば、実施形態1に係る照明装置20よりも、さらに高出力化を図ることができる。
【0049】
[実施形態3]
本実施形態3は、発光装置40の凹部41の内部に設けられた、反射面としての内壁43の傾斜角を発光装置40の前端部側と後端部側とで異なる値に設定することによって、発光装置40の配光特性が片側に偏るように、照明装置20を構成するものである。
【0050】
以下、
図3及び
図4を参照して、本実施形態3に係る照明装置20の構成につき説明する。ここでは、本実施形態3に係る照明装置20、発光装置40、及び、導光板50を、それぞれ、「照明装置20b」、「発光装置40b」、及び、「導光板50b」と称して説明する。
【0051】
実施形態2に係る照明装置20aは、導光板50aの入射面51aをノコギリ歯状に形成することによって、発光装置40aの出射光を効率良く導光板50aに入射させている。これに対して、本実施形態3に係る照明装置20bは、導光板50bの入射面51を平坦面状に形成したまま、発光装置40の出射光を導光板50に効率良く入射させるものである。
【0052】
本実施形態3に係る照明装置20bは、そのための構成として、発光装置40bの凹部41の内壁43の傾斜角が発光装置40bの前端部側と後端部側とで異なる値に設定された構成になっている。
【0053】
すなわち、各発光装置40bは、前端部側の内壁43aの傾斜角θaと後端部側の内壁43bの傾斜角θbとが異なる値に設定されている。具体的には、導光板50bの入射面51を平坦面と見なしたとき、入射面51に近い側である前端部側の内壁43aの傾斜角θaが、入射面51から遠い側である後端部側の内壁43bの傾斜角θbよりも大きい値に設定された構成になっている。
【0054】
この構成によれば、前端部側の内壁43aの傾斜角θaが後端部側の内壁43bの傾斜角θbよりも大きいため、各発光装置40bから出射される出射光を導光板50bに効率良く入射させることができる。その結果、この構成によれば、照明装置20bの高出力化を図りやすい。また、この構成によれば、出射光が隣接して配置された他の発光装置40bの樹脂成形体の裏面で遮光されないように、後端部側の内壁43bの傾斜角θbを小さくすることにより、このような遮光の発生を抑制又は回避することができる。
【0055】
なお、傾斜角θa,傾斜角θbは、内壁43a,43bがそれぞれ平坦面状に形成されている場合に、「傾斜角θa」が凹部41の底面42に対する垂線49と内壁43aとがなす角度を意味しており、また、「傾斜角θb」が垂線49と内壁43bとがなす角度を意味している。ここで、内壁43a,43bがそれぞれ平坦面状に形成されている場合とは、
図4(a)に示すように、凹部41の底面42に対向する方向から凹部41を見た場合に、凹部41の下端部である底面42の外形と凹部41の上端部である開口44の外形とが四角形(ただし、略正方形及び略長方形を含む)の形状に形成されている場合を意味している。
【0056】
また、傾斜角θa,傾斜角θbは、内壁43a,43bがそれぞれ曲面状に形成されている場合に、「傾斜角θa」が凹部41の底面42に対する垂線49と内壁43aとがなす最大の角度を意味しており、また、「傾斜角θb」が垂線49と内壁43bとがなす最大の角度を意味している。ここで、内壁43a,43bがそれぞれ曲面状に形成されている場合とは、
図4(b)に示すように、凹部41の底面42に対向する方向から凹部41を見た場合に、凹部41の下端部である底面42の外形と凹部41の上端部である開口44の外形とが円形(ただし、楕円形を含む)の形状に形成されている場合を意味している。
【0057】
なお、
図4(a)は、凹部41の下端部である底面42が略正方形状に形成され、また、凹部41の上端部である開口44が略長方形状に形成された凹部41の構成を示している。
図4(a)から明らかなように、凹部41は、開口44の中心位置が底面42の中心位置よりも前端部側(
図4(a)の左側)の位置に設けられている。これにより、前端部側の内壁43aの傾斜角θaが後端部側の内壁43bの傾斜角θbよりも大きい値に設定されている。
【0058】
一方、
図4(b)は、凹部41の下端部である底面42が円形状に形成され、また、凹部41の上端部である開口44が楕円形状に形成された凹部41の構成を示している。
図4(b)から明らかなように、凹部41は、開口44が後端部側(
図4(b)の右側)方向よりも前端部側(
図4(b)の左側)方向に向けて延伸する形状になっている。これにより、凹部41は、前端部側の内壁43aの最大の傾斜角θaが、後端部側の内壁43bの最大の傾斜角θbよりも大きい値に設定されている。
【0059】
係る構成において、本実施形態3に係る照明装置20bは、発光装置40bの凹部41の内部に設けられた、反射面としての内壁43の傾斜角を発光装置40bの前端部側と後端部側とで異なる値に設定されている。これにより、発光装置40bは、配光特性を片側に偏るように設定することができる。このような照明装置20bは、実施形態2に係る照明装置20aのように導光板50aの入射面51aをノコギリ歯状に形成しなくても、
図3に示すように導光板50bの入射面51を平坦面状に形成したまま、発光装置40bの出射光を導光板50bに効率良く入射させることができる。
【0060】
なお、各発光装置40bの後端部側の内壁43bの傾斜角θbは、好ましくは、内壁43bを導光板50bに向けて延長させた延長線が隣接発光装置の樹脂成形体の裏面と交わらないように設定されているとよい。
【0061】
以上の通り、本実施形態3に係る照明装置20bによれば、実施形態2に係る照明装置20aと同様に、複数の発光装置40bを密に配置して、高出力化を図ることができる。
また、本実施形態3に係る照明装置20bによれば、各発光装置40bから出射された出射光が隣接発光装置の樹脂成形体の裏面に向かって出射されるのを抑制することができるため、前記した遮光の発生を抑制又は回避することができるとともに、出射光を導光板50bに効率良く入射させることができる。その結果、照明装置20bは、実施形態2に係る照明装置20aと同様に、実施形態1に係る照明装置20よりも、さらに高出力化を図ることができる。
しかも、本実施形態3に係る照明装置20bによれば、各発光装置40bの配光特性を片側に偏るように設定することができるため、実施形態2に係る照明装置20aのように導光板50aの入射面51aをノコギリ歯状に形成しなくても、出射光を導光板50bに効率良く入射させることができる。したがって、照明装置20bによれば、導光板50bの入射面51を平坦面状に形成してもよい。
【0062】
本発明は、前記した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や変形を行うことができる。
【0063】
例えば、実施形態1〜実施形態3に係る照明装置20,20a,20bは、それぞれに対応する各発光装置40,40a,40bを左回り方向に回転させた構成にすることも可能である。
【0064】
また、例えば、実施形態2に係る発光装置40aは、実施形態3に係る発光装置40bと同様に、前端部側の内壁43aの傾斜角θaと後端部側の内壁43bの傾斜角θbとが異なる値に設定された構成にすることができる。これにより、発光装置40aは、配光特性を片側に偏るように設定することができる。その結果、この構成によれば、出射光を導光板50に効率良く入射させることができ、さらに、照明装置20aの高出力化を図ることができる。
【0065】
また、例えば、実施形態3に係る照明装置20bは、各発光装置40bの十分な放熱効率を確保することができるのであれば、実施形態2に係る照明装置20aよりも離間距離tの値を小さくして、照明装置20aよりも各発光装置40bを近接させることができる。