バックライト装置および表示装置
【課題】狭いベゼル幅を実現することのでき、かつ、照度ムラが少ないバックライト装置および表示装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、バックライト装置は、光学シートと、前記光学シートと対向して配置される光源と、前記光源から照射される光を前記光学シートに導く第１の導光手段と、を備えている。前記第１の導光手段は、前記光源と対向し、前記光源からの光が入射される入射面と、前記光学シートと対向する出射面と、前記入射面から前記出射面へ光を導く曲面形状の湾曲部と、を有し、前記光源から前記第１の導光手段へ入射された光の一部は、前記湾曲部の外側から漏れて前記光学シートへ到達する。
【解決手段】実施形態によれば、バックライト装置は、光学シートと、前記光学シートと対向して配置される光源と、前記光源から照射される光を前記光学シートに導く第１の導光手段と、を備えている。前記第１の導光手段は、前記光源と対向し、前記光源からの光が入射される入射面と、前記光学シートと対向する出射面と、前記入射面から前記出射面へ光を導く曲面形状の湾曲部と、を有し、前記光源から前記第１の導光手段へ入射された光の一部は、前記湾曲部の外側から漏れて前記光学シートへ到達する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、バックライト装置および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）が広く用いられるようになってきている。ＬＣＤは、一対のガラス基板の間に液晶材料を配置して構成される液晶パネルと、液晶パネルの背面から液晶パネルに光を照射するバックライト装置とを備えている。バックライト装置はエッジ型および直下型の２種類に大別される。
【０００３】
エッジ型のバックライト装置は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源から、液晶パネルの背面に配置された導光板の側面に向けて光を照射し、広く拡散させた光を、導光板の液晶パネルと対向する面から取り出すものである。この方式によると、バックライト装置を薄くできるが、その反面、大型化すると液晶パネルの中央を明るく照射できないため照度ムラができやすい、あるいは、光源を配置するためにベゼル幅を広くする必要がある、という問題がある。ベゼル幅が広いと、表示領域が小さく見えてしまうことがある。
【０００４】
一方、直下型のバックライト装置は、液晶パネルの直下にアレイ状に光源を配置し、拡散板等を介して液晶パネルに光を照射するものである。この方式によると、エッジ型とは対照的に、液晶パネルの中央を明るく照射できるため照度ムラが出にくく、ベゼル幅を狭くすることもできるが、バックライト装置が厚くなったり、光源を多数配置したりしなければならないためコスト高になるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平７−１４４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
狭いベゼル幅を実現することのでき、かつ、照度ムラが少ないバックライト装置および表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、バックライト装置は、光学シートと、前記光学シートと対向して配置される光源と、前記光源から照射される光を前記光学シートに導く第１の導光手段と、を備えている。前記第１の導光手段は、前記光源と対向し、前記光源からの光が入射される入射面と、前記光学シートと対向する出射面と、前記入射面から前記出射面へ光を導く曲面形状の湾曲部と、を有し、前記光源から前記第１の導光手段へ入射された光の一部は、前記湾曲部の外側から漏れて前記光学シートへ到達する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る画像表示装置１１０を含む画像表示システムの概略ブロック図。
【図２】表示モジュール２００の概略ブロック図。
【図３】バックライト装置６および液晶パネル１の斜視図。
【図４】図３のバックライト装置６および液晶パネル１をＡ方向から見た正面図。
【図５】光源モジュール１０の詳細を示す上面図。
【図６】バックライト装置６のレイパスを示す図。
【図７】図４のバックライト装置６の変形例の正面図。
【図８】図４のバックライト装置６の別の変形例の正面図。
【図９】図４のバックライト装置６の別の変形例であるバックライト装置６１および液晶パネル１の断面図。
【図１０】図９のバックライト装置６１のレイパスを示す図。
【図１１】図４の別の変形例であるバックライト装置６２および液晶パネル１の断面図。
【図１２】図１１のバックライト装置６２のレイパスを示す図。
【図１３】図１１の変形例であるバックライト装置６３および液晶パネル１の断面図。
【図１４】図１３のバックライト装置６３のレイパスを示す図。
【図１５】図４の変形例であるバックライト装置６４および液晶パネル１の断面図。
【図１６】図１５のバックライト装置６４のレイパスを示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る画像表示装置１１０を含む画像表示システムの概略ブロック図である。
【００１１】
画像表示装置１１０は、各部の動作を制御する制御部１５６と、操作部１１６と、受光部１１８とを備えている。制御部１５６は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１５７と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１５８と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５９と、フラッシュメモリ１６０とを有する。
【００１２】
制御部１５６は、操作部１１６から入力される操作信号や、リモートコントローラ１１７から送信され受光部１１８を介して入力される操作信号に応じて、ＲＯＭ１５７に予め記憶されたシステム制御プログラムおよび各種処理プログラムを起動させる。制御部１５６は、ＲＡＭ１５８をＣＰＵ１５９のワークメモリとし、起動したプログラムに従って各部の動作を制御する。また制御部１５６は、各種設定に必要な情報等を例えばＮＡＮＤフラッシュメモリ等のような不揮発性のメモリであるフラッシュメモリ１６０に格納して使用する。
【００１３】
また、画像表示装置１１０は、入力端子１４４と、チューナ１４５と、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）復調器１４６と、ＴＳ（Transport Stream）復号器１４７ａと、信号処理部１２０とを備えている。
【００１４】
入力端子１４４は、ＢＳ／ＣＳデジタル放送受信用のアンテナ１４３が受信した衛星デジタルテレビジョン放送信号を、衛星デジタル放送用のチューナ１４５に送信する。チューナ１４５は、受信したデジタル放送信号のチューニングを行い、チューニングされたデジタル放送信号をＰＳＫ復調器１４６に送信する。ＰＳＫ復調器１４６は、デジタル放送信号からＴＳを復調し、復調されたＴＳをＴＳ復号器１４７ａに送信する。ＴＳ復号器１４７ａは、ＴＳをデジタル映像信号、デジタル音声信号、およびデータ信号を含むデジタル信号に復号した後、信号処理部１２０にこれらを送信する。
【００１５】
ここでのデジタル映像信号とは、画像表示装置１１０が出力可能な映像に関するデジタル信号であり、デジタル音声信号とは、画像表示装置１１０が出力可能な音声に関するデジタル信号である。またデータ信号とは、復調されたサービスについての各種情報を示すデジタル信号である。
【００１６】
また、画像表示装置１１０は、入力端子１４９と、２つのチューナ１５０ａ，１５０ｂを有するチューナ部１５０と、２つのＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）復調器１５１と、２つのＴＳ復号器１４７ｂと、アナログチューナ１６８と、アナログ復調器１６９とを備えている。
【００１７】
入力端子１４９は、地上波デジタル放送受信用のアンテナ１４８が受信した地上波デジタルテレビジョン放送信号を、地上波デジタル放送用のチューナ部１５０に送信する。チューナ部１５０のチューナ１５０ａ，１５０ｂは、それぞれ受信したデジタル放送信号のチューニングを行い、チューニングされたデジタル放送信号を、２つ存在するＯＦＤＭ復調器１５１に送信する。ＯＦＤＭ復調器１５１は、デジタル放送からＴＳを復調し、復調されたＴＳをそれぞれ対応するＴＳ復号器１４７ｂに送信する。ＴＳ復号器１４７ｂは、ＴＳをデジタル映像信号および音声信号等に復号した後、信号処理部１２０にこれらを送信する。チューナ部１５０のチューナ１５０ａ，１５０ｂのそれぞれで取得した地上波デジタルテレビジョン放送は、２つずつのＯＦＤＭ復調器１５１、ＴＳ復号器１４７ｂによってそれぞれ同時にデジタル映像信号、デジタル音声信号、およびデータ信号を含むデジタル信号として復号された後に、信号処理部１２０に送信されることが可能である。
【００１８】
アンテナ１４８は、地上波アナログテレビジョン放送信号も受信可能である。受信された地上波アナログテレビジョン放送信号は、図示しない分配器によって分配されて、アナログチューナ１６８に送信される。アナログチューナ１６８は、受信したアナログ放送信号のチューニングを行い、チューニングされたアナログ放送信号をアナログ復調器１６９に送信する。アナログ復調器１６９はアナログ放送信号の復調を行い、復調されたアナログ放送信号を信号処理部１２０に送信する。また、画像表示装置１１０は、一例として、アンテナ１４８が接続される入力端子１４９にＣＡＴＶ（Common Antenna Television）用のチューナを接続することによってＣＡＴＶも視聴できる。
【００１９】
また、画像表示装置１１０は、ライン入力端子１３７と、音声処理部１５３と、スピーカ１１５と、グラフィック処理部１５２と、ＯＳＤ（On Screen Display）信号生成部１５４と、映像処理部１５５と、と、表示モジュール２００とを備えている。
【００２０】
信号処理部１２０は、ＴＳ復号器１４７ａ、１４７ｂ、または制御部１５６から送信されたデジタル信号に、適切な信号処理を施す。より具体的には、信号処理部１２０はデジタル信号をデジタル映像信号、デジタル音声信号、およびデータ信号に分離する。分離されたデジタル映像信号はグラフィック処理部１５２に、音声信号は音声処理部１５３に送信される。また信号処理部１２０は、アナログ復調器１６９から送信された放送信号を、所定のデジタルフォーマットの映像信号および音声信号に変換する。デジタルに変換された映像信号はグラフィック処理部１５２に、音声信号は音声処理部１５３に送信される。
また信号処理部１２０は、ライン入力端子１３７からの入力信号にも所定のデジタル信号処理を施す。
【００２１】
音声処理部１５３は、入力された音声信号を、スピーカ１１５で再生可能なフォーマットのアナログ音声信号に変換する。アナログ音声信号は、スピーカ１１５に送信されて再生される。
【００２２】
ＯＳＤ信号生成部１５４は、制御部１５６の制御に従って、ＵＩ（ユーザ・インタフェース）画面などを表示するためのＯＳＤ信号を生成する。また信号処理部１２０においてデジタル放送信号から分離されたデータ信号は、ＯＳＤ信号生成部１５４により適切なフォーマットのＯＳＤ信号に変換され、グラフィック処理部１５２に送信される。
【００２３】
グラフィック処理部１５２は、信号処理部１２０から送信されるデジタル映像信号のデコード処理を行う。デコードされた映像信号は、ＯＳＤ信号生成部１５４から送信されたＯＳＤ信号と重ね合わせて合成され、映像処理部１５５に送信される。グラフィック処理部１５２は、デコードされた映像信号またはＯＳＤ信号を、映像処理部１５５に選択的に送信することもできる。
【００２４】
映像処理部１５５は、グラフィック処理部１５２から送信された信号を、表示モジュール２００で表示可能なフォーマットのアナログ映像信号に変換する。アナログ映像信号は、表示モジュール２００に送信されて表示される。表示モジュール２００の詳細は図２を用いて後述する。
【００２５】
さらに、画像表示装置１１０は、ＬＡＮ（Local Area Network）端子１３１と、ＬＡＮ
Ｉ／Ｆ（Interface）１６４と、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）端子１３３と、ＵＳＢ Ｉ／Ｆ１６５と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１７０とを備えている。
【００２６】
ＬＡＮ端子１３１はＬＡＮ Ｉ／Ｆ１６４を介して制御部１５６に接続されている。ＬＡＮ端子１３１はイーサネット（登録商標）を用いた一般的なＬＡＮ対応ポートとして使用される。本実施形態において、ＬＡＮ端子１３１にはＬＡＮケーブルが接続されており、インターネット１３０と通信可能となっている。
【００２７】
ＵＳＢ端子１３３はＵＳＢ Ｉ／Ｆ１６５を介して制御部１５６に接続されている。ＵＳＢ端子１３３は、一般的なＵＳＢ対応ポートとして使用される。ＵＳＢ端子１３３には、例えばハブを介して、携帯電話、デジタルカメラ、各種メモリカードに対するカードリーダ／ライタ、ＨＤＤ、キーボード等が接続される。制御部１５６は、ＵＳＢ端子１３３を介して接続される機器との間で、情報の通信（送受信）を行うことができる。
【００２８】
ＨＤＤ１７０は画像表示装置１１０に内蔵される磁気記憶媒体であって、画像表示装置１１０が有する各種情報を記憶する機能を有する。
【００２９】
図２は、表示モジュール２００の概略ブロック図である。表示モジュール２００は、液晶パネル（表示パネル）１と、タイミングコントローラ２と、ゲートドライバ３と、ソースドライバ４と、バックライトコントローラ５と、バックライト装置６とを備えている。
【００３０】
液晶パネル１は、一対のガラス基板を対向配置して、これらガラス基板の間に液晶材料を配置した構造である。液晶パネル１は、複数（例えば１０８０本）の走査線と、複数（例えば１９２０＊３本）の信号線と、走査線および信号線の各交差箇所に形成される液晶画素とを有する。
【００３１】
タイミングコントローラ２は、図１の映像処理部から入力される入力映像信号をソースドライバ４に供給するとともに、ゲートドライバ３、ソースドライバ４およびバックライトコントローラ５の動作タイミングを制御する。
【００３２】
ゲートドライバ３は走査線の１つを順繰りに選択する。ソースドライバ４は入力映像信号を液晶パネル１の信号線に供給する。この入力映像信号はゲートドライバ３に選択された走査線に接続される液晶画素に供給され、入力映像信号の電圧に応じて、液晶画素内の液晶材料の配向が変化する。ゲートドライバ３およびソースドライバ４はパネルコントローラを構成する。
【００３３】
一方、バックライト装置６は液晶パネル１の背面に設けられ、液晶パネル１に光を照射する。照射された光のうち、液晶材料の配向に応じた強度の光が液晶材料を透過して、液晶パネル１上に表示される。
【００３４】
図３は、バックライト装置６および液晶パネル１の斜視図であり、図４は、図３のバックライト装置６および液晶パネル１をＡ方向から見た正面図である。以下では、バックライト装置６から液晶パネル１に向かう方向を上と呼ぶ。
【００３５】
バックライト装置６は、光源モジュール１０と、主導光路（第１の導光手段）１１ａ，１１ｂと、導光板（第２の導光手段）１２ａ，１２ｂと、副導光路（第３の導光手段）１３ａ，１３ｂと、光学シート１４と、シャーシ１５ａ，１５ｂとを有する。以下、各部材が左右対称に設けられるため、添え字「ａ」を付した一方の部材について主に説明する。
【００３６】
図５は、光源モジュール１０の詳細を示す上面図である。図４および図５に示すように、光源モジュール１０は、フレーム１０１と、それぞれが複数のＬＥＤを含む２列のＬＥＤ光源（第１の光源）１０２ａ，１０２ｂと、主導光路１１ａ，１１ｂおよび副導光路１３ａ，１３ｂを支持するクリップ１０３（図５では省略）とを有する。光源モジュール１０を液晶パネル１の側方ではなく、液晶パネル１と対向して下方に配置するため、画像表示装置１１０のベゼルを薄くすることができる。なお、ＬＥＤに代えて他の光源を用いてもよい。
【００３７】
ＬＥＤ光源１０２ａ，１０２ｂは、液晶パネル１の方向へ垂直に光を照射する。図４に示すように、ＬＥＤ光源１０２ａは主導光路１１ａの入射面１１１ａと対向して設けられ、ＬＥＤ光源１０２ａが照射する光の少なくとも一部、例えば９９％は入射面１１１ａから主導光路１１ａへ入射する。光の取り出し効率を向上するため、フレーム１０１およびクリップ１０３の表面に反射材を塗布してもよい。
【００３８】
ＬＥＤ光源１０２ａに含まれるＬＥＤを、４〜５個単位で点灯輝度を個別に制御することにより、ローカルディミング（表示領域を複数の領域に分割し、その領域ごとに明るさを制御すること）ができる。
【００３９】
主導光路１１ａは、例えば厚さ２ｍｍ程度のアクリルから形成され、液晶パネル１とＬＥＤ光源１０２ａとの間に配置される。また、主導光路１１ａは、光源モジュール１０のクリップ１０３により、フレーム１０１と垂直に支持される。熱膨張を考慮して、フレーム１０１上のＬＥＤ光源１０２ａと主導光路１１ａの入射面１１１ａとの間には隙間が設けられるのが望ましい。
【００４０】
主導光路１１ａの液晶パネル１側の端面１１２ａは三角プリズム形状になっており、ＬＥＤ光源１０２ａが照射した光が液晶パネル１と平行かつ縁側に反射し、導光板１２ａ側へ導かれるよう４５度傾斜した反射面となる。端面１１２ａは光を効率よく反射するよう反射材が塗布されていてもよい。主導光路１１ａの液晶パネル１と直交する方向の長さは、光が十分に拡散するように設計される。また、主導光路１１ａを設けず、空気層と端面１１２ａの位置に配置される鏡等の反射面により、導光手段を形成してもよい。
【００４１】
導光板１２ａは、例えば厚さ２ｍｍ程度のアクリル製の矩形の板である。導光板１２ａはシャーシ１５ａ上にあって液晶パネル１と対向し、主導光路１１ａより液晶パネル１の縁側に配置される。言い換えると、導光板１２ａ，１２ｂは、主導光路１１ａ，１１ｂを挟むように配置される。主導光路１１ａから出射した光は、主導光路１１ａと対向する面１２１ａから導光板１２ａに入射する。
【００４２】
導光板１２ａの下面の少なくとも一部には、シルク印刷等の拡散部材１２２ａが塗布されている。拡散部材において光は散乱し、導光板１２ａと対向する液晶パネル１上の領域（第１の領域）に出射される。拡散部材の密度を制御することで、液晶パネル１を照明する光を均一にできる。一方、光の拡散を抑制して直進性を向上し、細かい領域単位でのローカルディミングを可能にするために、導光板１２の上面には、光の進行方向に沿って、例えば頂角９０度、ピッチ１０μｍのプリズム形状のスリット溝（不図示）が形成されていてもよい。
【００４３】
導光板１２ａと主導光路１１ａとは光学的に接着するのが望ましい。両者の間に空気層を挟むと屈折して光の特性が変化するためである。空気層を挟む場合もできるだけ近接して配置することで、両者の間から液晶パネル１へ光が漏れるのを抑えることができる。また、主導光路１１ａと導光板１２ａとを一体に形成して、部品点数を減らしてもよい。
【００４４】
副導光路１３ａは主導光路１１ａより細く、例えば厚さ０．５ｍｍ程度のアクリルから形成される。副導光路１３ａは、主導光路１２ａより液晶パネル１の中央側で、液晶パネル１と光源モジュール１０との間に配置される。また、副導光路１３ａは、光源モジュール１０のクリップ１０３により、フレーム１０１と垂直に支持される。
【００４５】
副導光路１３ａは、ＬＥＤ光源１０２ａの直上ではなく、ずれた位置に配置され、ＬＥＤ光源１０２ａが照射する光の少なくとも一部が副導光路１３ａに入射する。副導光路１３ａは主導光路１１ａより薄く、しかも、ＬＥＤ光源１０２ａからずれて配置されるため、副導光路１３ａに入射する光量は主導光路１２ａに入射する光量より少なく、例えばＬＥＤ光源１０２ａが照射する光の１％程度である。副導光路１３ａとＬＥＤ光源１０２ａとの距離を調整したり、副導光路１３ａのＬＥＤ光源１０２ａ側の側面に反射ドット（反射部材）を適切に印刷したりして、副導波路１３ａに入射する光の量を調整してもよい。
これにより、液晶パネル１上に照度ムラが生じるのを抑制できる。
【００４６】
副導光路１３ａに入射した光は、液晶パネル１と対向する面から出射し、副導光路１３ａと対向する液晶パネル１の領域およびその近辺の領域（第２の領域）を照明する。できるだけ液晶パネル１の広い領域を照明できるよう、液晶パネル１と副導光路１３ａの上端面との間には空間を設けてもよい。
【００４７】
図２および図３に戻り、光学シート１４は、例えば光拡散フィルムであり、液晶パネル１に対向して、その直下に配置される。光学シートにより光の利用効率を向上できる。
【００４８】
なお、主導光路１１ａと副導光路１３ａとの間隔を一定に保つために、これらの間に光学シート（不図示）を挟んでもよい。また、光源モジュール１０と導光板１２ａ，１２ｂとの間に、クリアランスを一定に保つためのスペーサ（不図示）を挿入してもよい。スペーサの素材は、導光板１２の熱膨張を考慮して、弾性を有する素材であることが望ましい。さらに、導光板１２ａ，１２ｂとシャーシ１５ａ，１５ｂとの間にそれぞればねを設けて、構造を安定させてもよい。
【００４９】
図６は、バックライト装置６のレイパスを示す図である。
【００５０】
図６（ａ）は、ＬＥＤ光源１０２ａから照射される光のうち、主導光路１１ａに入射する光のレイパスを示している。この光は主導光路１１ａの側面で全反射しながら拡散し、外側に漏れ出ることなく三角プリズム形状の端面１１２ａに到達する。光は端面１１２ａで液晶パネル１に沿ってほぼ平行な方向かつ縁側に反射し、導光板１２ａに入射する。導光板１２ａには下面に拡散部材１２２ａが塗布されており、拡散部材１２２ａで拡散した光が導光板１２ａの上方に出射する。
【００５１】
このようにして、主導光路１１ａに入射した光により、液晶パネル１のうち、導光板１２ａと対向する領域（第１の領域）２０が照明される。一方、端面１１２ａは光を透過しないため、主導光路１１ａと対向する、領域２０より液晶パネル１の中央側の領域（第２の領域）２１は、主導光路１１ａに入射した光にはほとんど照明されない。
【００５２】
図６（ｂ）は、ＬＥＤ光源１０２ａから照射される光のうち、副導光路１３ａに入射する光のレイパスを示している。この光は副導光路１３ａの側面で全反射しながら拡散し、外側に漏れ出ることなく、液晶パネル１と対向する面から出射される。そして、さらに空気層中で拡散して、導光板１２ａと対向しない領域、言い換えると、主導光路１１ａおよび副導光路１３ａと対向する領域２１を照明する。
【００５３】
すなわち、主導光路１１ａに入射した光は主導光路１１ａの上方の領域２１をほとんど照明できないが、副導光路１３ａに入射した光により領域２１を照明できる。また、副導光路１３ａをＬＥＤ光源１０２ａからずらして配置したり、副導光路１３ａを主導光路１１ａより細く形成したりすることで、領域２１を照明する光の量を調整でき、液晶パネル１に照度ムラが生じるのを抑制できる。
【００５４】
以下、変形例をいくつか示す。
【００５５】
図７（ａ）に斜視図を、同（ｂ）に断面図を示すように、副導光路１３ａの上端面にレンズキャップ１６のような拡散部材を配置し、副導光路１３ａから出射される光の輝度分布を制御してもよい。また、図８に示すように、液晶パネル１と、副導光路１３ａ，１３ｂの上端面との間に拡散板１７のような拡散部材を配置してもよい。
【００５６】
図９は、図４の変形例であるバックライト装置６１および液晶パネル１の断面図である。 バックライト装置６１の光源モジュール１０’は、主導光路１１ａ用のＬＥＤ光源１０２ａに加え、ＬＥＤ光源１０４ａと、ＬＥＤ光源１０５ａとを有する。ＬＥＤ光源（第２の光源）１０４ａは副導光路１３ａ用に配置される。また、主導光路１１ａの、副導光路１３ａとは反対側の側面に対向して、副導光路１８ａがさらに配置される。ＬＥＤ光源１０２ａから照射される光量に比べ、ＬＥＤ光源１０４ａ，１０５ａから照射される光量は少ない。
【００５７】
また、ＬＥＤ光源１０２ａから照射された光が副導光路１３ａに入射しないよう、また、ＬＥＤ光源１０４ａから照射された光が主導光路１１ａに入射しないよう、ＬＥＤ光源１０２ａとＬＥＤ光源１０４ａとの間に遮光板１０６ａを設けてもよい。同様に、ＬＥＤ光源１０２ａとＬＥＤ光源１０５ａとの間に遮光板１０７ａを設けてもよい。
【００５８】
図１０は、図９のバックライト装置６１のレイパスを示す図である。図６（ｂ）と同様に、副導波路１３ａから出射した光は領域２１を照明する。図９のバックライト装置６１では、副導光路１３ａに専用のＬＥＤ光源１０４ａを設けるため、その光量をＬＥＤ光源１０２ａとは独立して制御できる。結果として、主導光路１１ａおよび副導光路１３ａの上方の領域２１の照度を細かく調整でき、液晶パネル１上の照度ムラをさらに低減できる。
【００５９】
また、ＬＥＤ光源１０５ａから副導光路１８ａに入射した光は、液晶パネル１と対向する面から取り出され、主導光路１１ａの出射面と導光板１２ａの入射面との接合部分上方およびその近傍の領域（第３の領域）２２を照明する。領域２２では、導光板１２ａに入射した光が十分には拡散しておらず、暗くなることもある。この場合には、ＬＥＤ光源１０５ａおよび副導光路１８ａを設けることで、液晶パネル１の照度ムラを抑制できる。
【００６０】
図１１は、図４の別の変形例であるバックライト装置６２および液晶パネル１の断面図である。同図のバックライト装置６２は、主導光路として曲面形状のライトチューブ１１ａ’を有する。ライトチューブ１１ａ’は、ＬＥＤ光源１０２ａと対向し、光が入射する入射面１１１ａ’と、導光板１２ａと対向し、光が出射する出射面１１３ａ’と、入射面から出射面へ光を導く曲面形状の導光路１１４ａ’とを有する。また、バックライト装置６２が副導光路を有する場合、これも曲面形状のライトチューブ１３ａ’とする。部品点数を減らすために、例えば、矩形のアクリル板を加熱しながら曲げることで、一体となったライトチューブ１１ａ’および導光板１２ａを形成してもよい。なお、バックライト装置６２においても、ライトチューブ１１ａ’用のＬＥＤ光源とライトチューブ１３ａ’用のＬＥＤ光源とを別個に設けてもよい。
【００６１】
図１２は、図１１のバックライト装置６２のレイパスを示す図である。ＬＥＤ光源１０２ａからライトチューブ１１ａ’へ照射された光の大部分は、ライトチューブ１１ａ’に導かれて導光板１２ａに入射する。ただし、導光路１１４ａ’の外側の曲面１１５ａ’から光の一部が漏れて透過し、液晶パネル１のライトチューブ１１ａ’上の領域２０を照明する。液晶パネル１へ漏れる光の量は、例えばライトチューブの半径により制御できる。
これにより液晶パネル１の照度ムラを抑制できる。バックライト装置６２では、ＬＥＤ光源１０２ａと、ライトチューブの曲面１１５ａ’が、領域２０を照明する手段となる。
【００６２】
さらに副導光路としてライトチューブ１３ａ’を設けてもよい。ＬＥＤ光源１０２ａからライトチューブ１３ａ’に入射した光が導光路１１４ａ’の内側の曲面１１６ａ’および外側の曲面１１ａ５’を通過して、領域２０および領域２１を照明し、液晶パネル１の照度ムラを抑制してもよい。
【００６３】
図１３は、図１１の変形例であるバックライト装置６３および液晶パネル１の断面図であり、図１４は、そのレイパスを示す図である。図１３に示すバックライト装置６３は、ライトチューブ１１ａ’，１１ｂ’の間に副導光路１３が配置される。そして、副導光路１３から出射して拡散した光により液晶パネル１の領域２１を照明してもよい。図１３に示すように副導光路１３専用のＬＥＤ光源１０６を設けてもよいし、ＬＥＤ光源１０２ａ，１０２ｂから照射される光の一部が副導光路１３に入射するようにしてもよい。
【００６４】
図１５は、図４の変形例であるバックライト装置６４および液晶パネル１の断面図であり、図１６は、そのレイパスを示す図である。図１３に示すバックライト装置６４は、主導光路１１ａと導光板１２ａとの間に副導光路１３ａが配置される。副導光路１３ａの上端を光学シート１４（光学シート１４を設けない場合は液晶パネル１）に近接させ、導光板１２ａの液晶パネル１と対向する上面より上側に、副導光路１３ａの出射面１３１ａがあるようにするのが望ましい。光の直進性を向上させるために導光板１２ａの上面にプリズム形状のスリット溝１２３ａが形成されている場合、副導光路１３ａ上端の出射面１３１ａから出射した光が導光板１２ａの下面あるいは主導光板１１ａと対向する面１２１ａから入射してしまうと、スリット溝１２３ａで光が散乱してしまうためである。主導光路１１ａから出射して導光板１２ａに入射した光が副導光路１３ａを横切るが、この光と副導光路１３ａを通る光とが、互いに干渉することはない。
【００６５】
このように、本実施形態では、液晶パネル１の下に光源を設け、光源から照射される光を液晶パネル１に沿う方向に導く主導光路１１ａ，１１ｂを設けるため、光源を液晶パネル１の側方に配置する必要がなく、ベゼルを薄くすることができる。また、主導光路１１ａ，１１ｂを通る光には照明されない液晶パネル１上の領域を照明し、液晶パネル１の照度が均一となるように照明する手段を設けるため、液晶パネル１上に照度ムラができるのを抑制できる。
【００６６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６７】
６ バックライト装置
１０ 光源モジュール
１０１ フレーム
１０２ａ，１０２ｂ，１０４ａ，１０５ａ ＬＥＤ光源
１０３ クリップ
１１ａ，１１ｂ 主導光路
１１ａ’ ライトチューブ
１２ａ，１２ｂ 導光板
１２３ スリット溝
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ａ’，１８ａ 副導光路
１４ 光学シート
１５ａ，１５ｂ シャーシ
１６ レンズキャップ
１７ 拡散板
１１０ 画像表示装置
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、バックライト装置および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）が広く用いられるようになってきている。ＬＣＤは、一対のガラス基板の間に液晶材料を配置して構成される液晶パネルと、液晶パネルの背面から液晶パネルに光を照射するバックライト装置とを備えている。バックライト装置はエッジ型および直下型の２種類に大別される。
【０００３】
エッジ型のバックライト装置は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源から、液晶パネルの背面に配置された導光板の側面に向けて光を照射し、広く拡散させた光を、導光板の液晶パネルと対向する面から取り出すものである。この方式によると、バックライト装置を薄くできるが、その反面、大型化すると液晶パネルの中央を明るく照射できないため照度ムラができやすい、あるいは、光源を配置するためにベゼル幅を広くする必要がある、という問題がある。ベゼル幅が広いと、表示領域が小さく見えてしまうことがある。
【０００４】
一方、直下型のバックライト装置は、液晶パネルの直下にアレイ状に光源を配置し、拡散板等を介して液晶パネルに光を照射するものである。この方式によると、エッジ型とは対照的に、液晶パネルの中央を明るく照射できるため照度ムラが出にくく、ベゼル幅を狭くすることもできるが、バックライト装置が厚くなったり、光源を多数配置したりしなければならないためコスト高になるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平７−１４４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
狭いベゼル幅を実現することのでき、かつ、照度ムラが少ないバックライト装置および表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、バックライト装置は、光学シートと、前記光学シートと対向して配置される光源と、前記光源から照射される光を前記光学シートに導く第１の導光手段と、を備えている。前記第１の導光手段は、前記光源と対向し、前記光源からの光が入射される入射面と、前記光学シートと対向する出射面と、前記入射面から前記出射面へ光を導く曲面形状の湾曲部と、を有し、前記光源から前記第１の導光手段へ入射された光の一部は、前記湾曲部の外側から漏れて前記光学シートへ到達する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る画像表示装置１１０を含む画像表示システムの概略ブロック図。
【図２】表示モジュール２００の概略ブロック図。
【図３】バックライト装置６および液晶パネル１の斜視図。
【図４】図３のバックライト装置６および液晶パネル１をＡ方向から見た正面図。
【図５】光源モジュール１０の詳細を示す上面図。
【図６】バックライト装置６のレイパスを示す図。
【図７】図４のバックライト装置６の変形例の正面図。
【図８】図４のバックライト装置６の別の変形例の正面図。
【図９】図４のバックライト装置６の別の変形例であるバックライト装置６１および液晶パネル１の断面図。
【図１０】図９のバックライト装置６１のレイパスを示す図。
【図１１】図４の別の変形例であるバックライト装置６２および液晶パネル１の断面図。
【図１２】図１１のバックライト装置６２のレイパスを示す図。
【図１３】図１１の変形例であるバックライト装置６３および液晶パネル１の断面図。
【図１４】図１３のバックライト装置６３のレイパスを示す図。
【図１５】図４の変形例であるバックライト装置６４および液晶パネル１の断面図。
【図１６】図１５のバックライト装置６４のレイパスを示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る画像表示装置１１０を含む画像表示システムの概略ブロック図である。
【００１１】
画像表示装置１１０は、各部の動作を制御する制御部１５６と、操作部１１６と、受光部１１８とを備えている。制御部１５６は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１５７と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１５８と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５９と、フラッシュメモリ１６０とを有する。
【００１２】
制御部１５６は、操作部１１６から入力される操作信号や、リモートコントローラ１１７から送信され受光部１１８を介して入力される操作信号に応じて、ＲＯＭ１５７に予め記憶されたシステム制御プログラムおよび各種処理プログラムを起動させる。制御部１５６は、ＲＡＭ１５８をＣＰＵ１５９のワークメモリとし、起動したプログラムに従って各部の動作を制御する。また制御部１５６は、各種設定に必要な情報等を例えばＮＡＮＤフラッシュメモリ等のような不揮発性のメモリであるフラッシュメモリ１６０に格納して使用する。
【００１３】
また、画像表示装置１１０は、入力端子１４４と、チューナ１４５と、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）復調器１４６と、ＴＳ（Transport Stream）復号器１４７ａと、信号処理部１２０とを備えている。
【００１４】
入力端子１４４は、ＢＳ／ＣＳデジタル放送受信用のアンテナ１４３が受信した衛星デジタルテレビジョン放送信号を、衛星デジタル放送用のチューナ１４５に送信する。チューナ１４５は、受信したデジタル放送信号のチューニングを行い、チューニングされたデジタル放送信号をＰＳＫ復調器１４６に送信する。ＰＳＫ復調器１４６は、デジタル放送信号からＴＳを復調し、復調されたＴＳをＴＳ復号器１４７ａに送信する。ＴＳ復号器１４７ａは、ＴＳをデジタル映像信号、デジタル音声信号、およびデータ信号を含むデジタル信号に復号した後、信号処理部１２０にこれらを送信する。
【００１５】
ここでのデジタル映像信号とは、画像表示装置１１０が出力可能な映像に関するデジタル信号であり、デジタル音声信号とは、画像表示装置１１０が出力可能な音声に関するデジタル信号である。またデータ信号とは、復調されたサービスについての各種情報を示すデジタル信号である。
【００１６】
また、画像表示装置１１０は、入力端子１４９と、２つのチューナ１５０ａ，１５０ｂを有するチューナ部１５０と、２つのＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）復調器１５１と、２つのＴＳ復号器１４７ｂと、アナログチューナ１６８と、アナログ復調器１６９とを備えている。
【００１７】
入力端子１４９は、地上波デジタル放送受信用のアンテナ１４８が受信した地上波デジタルテレビジョン放送信号を、地上波デジタル放送用のチューナ部１５０に送信する。チューナ部１５０のチューナ１５０ａ，１５０ｂは、それぞれ受信したデジタル放送信号のチューニングを行い、チューニングされたデジタル放送信号を、２つ存在するＯＦＤＭ復調器１５１に送信する。ＯＦＤＭ復調器１５１は、デジタル放送からＴＳを復調し、復調されたＴＳをそれぞれ対応するＴＳ復号器１４７ｂに送信する。ＴＳ復号器１４７ｂは、ＴＳをデジタル映像信号および音声信号等に復号した後、信号処理部１２０にこれらを送信する。チューナ部１５０のチューナ１５０ａ，１５０ｂのそれぞれで取得した地上波デジタルテレビジョン放送は、２つずつのＯＦＤＭ復調器１５１、ＴＳ復号器１４７ｂによってそれぞれ同時にデジタル映像信号、デジタル音声信号、およびデータ信号を含むデジタル信号として復号された後に、信号処理部１２０に送信されることが可能である。
【００１８】
アンテナ１４８は、地上波アナログテレビジョン放送信号も受信可能である。受信された地上波アナログテレビジョン放送信号は、図示しない分配器によって分配されて、アナログチューナ１６８に送信される。アナログチューナ１６８は、受信したアナログ放送信号のチューニングを行い、チューニングされたアナログ放送信号をアナログ復調器１６９に送信する。アナログ復調器１６９はアナログ放送信号の復調を行い、復調されたアナログ放送信号を信号処理部１２０に送信する。また、画像表示装置１１０は、一例として、アンテナ１４８が接続される入力端子１４９にＣＡＴＶ（Common Antenna Television）用のチューナを接続することによってＣＡＴＶも視聴できる。
【００１９】
また、画像表示装置１１０は、ライン入力端子１３７と、音声処理部１５３と、スピーカ１１５と、グラフィック処理部１５２と、ＯＳＤ（On Screen Display）信号生成部１５４と、映像処理部１５５と、と、表示モジュール２００とを備えている。
【００２０】
信号処理部１２０は、ＴＳ復号器１４７ａ、１４７ｂ、または制御部１５６から送信されたデジタル信号に、適切な信号処理を施す。より具体的には、信号処理部１２０はデジタル信号をデジタル映像信号、デジタル音声信号、およびデータ信号に分離する。分離されたデジタル映像信号はグラフィック処理部１５２に、音声信号は音声処理部１５３に送信される。また信号処理部１２０は、アナログ復調器１６９から送信された放送信号を、所定のデジタルフォーマットの映像信号および音声信号に変換する。デジタルに変換された映像信号はグラフィック処理部１５２に、音声信号は音声処理部１５３に送信される。
また信号処理部１２０は、ライン入力端子１３７からの入力信号にも所定のデジタル信号処理を施す。
【００２１】
音声処理部１５３は、入力された音声信号を、スピーカ１１５で再生可能なフォーマットのアナログ音声信号に変換する。アナログ音声信号は、スピーカ１１５に送信されて再生される。
【００２２】
ＯＳＤ信号生成部１５４は、制御部１５６の制御に従って、ＵＩ（ユーザ・インタフェース）画面などを表示するためのＯＳＤ信号を生成する。また信号処理部１２０においてデジタル放送信号から分離されたデータ信号は、ＯＳＤ信号生成部１５４により適切なフォーマットのＯＳＤ信号に変換され、グラフィック処理部１５２に送信される。
【００２３】
グラフィック処理部１５２は、信号処理部１２０から送信されるデジタル映像信号のデコード処理を行う。デコードされた映像信号は、ＯＳＤ信号生成部１５４から送信されたＯＳＤ信号と重ね合わせて合成され、映像処理部１５５に送信される。グラフィック処理部１５２は、デコードされた映像信号またはＯＳＤ信号を、映像処理部１５５に選択的に送信することもできる。
【００２４】
映像処理部１５５は、グラフィック処理部１５２から送信された信号を、表示モジュール２００で表示可能なフォーマットのアナログ映像信号に変換する。アナログ映像信号は、表示モジュール２００に送信されて表示される。表示モジュール２００の詳細は図２を用いて後述する。
【００２５】
さらに、画像表示装置１１０は、ＬＡＮ（Local Area Network）端子１３１と、ＬＡＮ
Ｉ／Ｆ（Interface）１６４と、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）端子１３３と、ＵＳＢ Ｉ／Ｆ１６５と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１７０とを備えている。
【００２６】
ＬＡＮ端子１３１はＬＡＮ Ｉ／Ｆ１６４を介して制御部１５６に接続されている。ＬＡＮ端子１３１はイーサネット（登録商標）を用いた一般的なＬＡＮ対応ポートとして使用される。本実施形態において、ＬＡＮ端子１３１にはＬＡＮケーブルが接続されており、インターネット１３０と通信可能となっている。
【００２７】
ＵＳＢ端子１３３はＵＳＢ Ｉ／Ｆ１６５を介して制御部１５６に接続されている。ＵＳＢ端子１３３は、一般的なＵＳＢ対応ポートとして使用される。ＵＳＢ端子１３３には、例えばハブを介して、携帯電話、デジタルカメラ、各種メモリカードに対するカードリーダ／ライタ、ＨＤＤ、キーボード等が接続される。制御部１５６は、ＵＳＢ端子１３３を介して接続される機器との間で、情報の通信（送受信）を行うことができる。
【００２８】
ＨＤＤ１７０は画像表示装置１１０に内蔵される磁気記憶媒体であって、画像表示装置１１０が有する各種情報を記憶する機能を有する。
【００２９】
図２は、表示モジュール２００の概略ブロック図である。表示モジュール２００は、液晶パネル（表示パネル）１と、タイミングコントローラ２と、ゲートドライバ３と、ソースドライバ４と、バックライトコントローラ５と、バックライト装置６とを備えている。
【００３０】
液晶パネル１は、一対のガラス基板を対向配置して、これらガラス基板の間に液晶材料を配置した構造である。液晶パネル１は、複数（例えば１０８０本）の走査線と、複数（例えば１９２０＊３本）の信号線と、走査線および信号線の各交差箇所に形成される液晶画素とを有する。
【００３１】
タイミングコントローラ２は、図１の映像処理部から入力される入力映像信号をソースドライバ４に供給するとともに、ゲートドライバ３、ソースドライバ４およびバックライトコントローラ５の動作タイミングを制御する。
【００３２】
ゲートドライバ３は走査線の１つを順繰りに選択する。ソースドライバ４は入力映像信号を液晶パネル１の信号線に供給する。この入力映像信号はゲートドライバ３に選択された走査線に接続される液晶画素に供給され、入力映像信号の電圧に応じて、液晶画素内の液晶材料の配向が変化する。ゲートドライバ３およびソースドライバ４はパネルコントローラを構成する。
【００３３】
一方、バックライト装置６は液晶パネル１の背面に設けられ、液晶パネル１に光を照射する。照射された光のうち、液晶材料の配向に応じた強度の光が液晶材料を透過して、液晶パネル１上に表示される。
【００３４】
図３は、バックライト装置６および液晶パネル１の斜視図であり、図４は、図３のバックライト装置６および液晶パネル１をＡ方向から見た正面図である。以下では、バックライト装置６から液晶パネル１に向かう方向を上と呼ぶ。
【００３５】
バックライト装置６は、光源モジュール１０と、主導光路（第１の導光手段）１１ａ，１１ｂと、導光板（第２の導光手段）１２ａ，１２ｂと、副導光路（第３の導光手段）１３ａ，１３ｂと、光学シート１４と、シャーシ１５ａ，１５ｂとを有する。以下、各部材が左右対称に設けられるため、添え字「ａ」を付した一方の部材について主に説明する。
【００３６】
図５は、光源モジュール１０の詳細を示す上面図である。図４および図５に示すように、光源モジュール１０は、フレーム１０１と、それぞれが複数のＬＥＤを含む２列のＬＥＤ光源（第１の光源）１０２ａ，１０２ｂと、主導光路１１ａ，１１ｂおよび副導光路１３ａ，１３ｂを支持するクリップ１０３（図５では省略）とを有する。光源モジュール１０を液晶パネル１の側方ではなく、液晶パネル１と対向して下方に配置するため、画像表示装置１１０のベゼルを薄くすることができる。なお、ＬＥＤに代えて他の光源を用いてもよい。
【００３７】
ＬＥＤ光源１０２ａ，１０２ｂは、液晶パネル１の方向へ垂直に光を照射する。図４に示すように、ＬＥＤ光源１０２ａは主導光路１１ａの入射面１１１ａと対向して設けられ、ＬＥＤ光源１０２ａが照射する光の少なくとも一部、例えば９９％は入射面１１１ａから主導光路１１ａへ入射する。光の取り出し効率を向上するため、フレーム１０１およびクリップ１０３の表面に反射材を塗布してもよい。
【００３８】
ＬＥＤ光源１０２ａに含まれるＬＥＤを、４〜５個単位で点灯輝度を個別に制御することにより、ローカルディミング（表示領域を複数の領域に分割し、その領域ごとに明るさを制御すること）ができる。
【００３９】
主導光路１１ａは、例えば厚さ２ｍｍ程度のアクリルから形成され、液晶パネル１とＬＥＤ光源１０２ａとの間に配置される。また、主導光路１１ａは、光源モジュール１０のクリップ１０３により、フレーム１０１と垂直に支持される。熱膨張を考慮して、フレーム１０１上のＬＥＤ光源１０２ａと主導光路１１ａの入射面１１１ａとの間には隙間が設けられるのが望ましい。
【００４０】
主導光路１１ａの液晶パネル１側の端面１１２ａは三角プリズム形状になっており、ＬＥＤ光源１０２ａが照射した光が液晶パネル１と平行かつ縁側に反射し、導光板１２ａ側へ導かれるよう４５度傾斜した反射面となる。端面１１２ａは光を効率よく反射するよう反射材が塗布されていてもよい。主導光路１１ａの液晶パネル１と直交する方向の長さは、光が十分に拡散するように設計される。また、主導光路１１ａを設けず、空気層と端面１１２ａの位置に配置される鏡等の反射面により、導光手段を形成してもよい。
【００４１】
導光板１２ａは、例えば厚さ２ｍｍ程度のアクリル製の矩形の板である。導光板１２ａはシャーシ１５ａ上にあって液晶パネル１と対向し、主導光路１１ａより液晶パネル１の縁側に配置される。言い換えると、導光板１２ａ，１２ｂは、主導光路１１ａ，１１ｂを挟むように配置される。主導光路１１ａから出射した光は、主導光路１１ａと対向する面１２１ａから導光板１２ａに入射する。
【００４２】
導光板１２ａの下面の少なくとも一部には、シルク印刷等の拡散部材１２２ａが塗布されている。拡散部材において光は散乱し、導光板１２ａと対向する液晶パネル１上の領域（第１の領域）に出射される。拡散部材の密度を制御することで、液晶パネル１を照明する光を均一にできる。一方、光の拡散を抑制して直進性を向上し、細かい領域単位でのローカルディミングを可能にするために、導光板１２の上面には、光の進行方向に沿って、例えば頂角９０度、ピッチ１０μｍのプリズム形状のスリット溝（不図示）が形成されていてもよい。
【００４３】
導光板１２ａと主導光路１１ａとは光学的に接着するのが望ましい。両者の間に空気層を挟むと屈折して光の特性が変化するためである。空気層を挟む場合もできるだけ近接して配置することで、両者の間から液晶パネル１へ光が漏れるのを抑えることができる。また、主導光路１１ａと導光板１２ａとを一体に形成して、部品点数を減らしてもよい。
【００４４】
副導光路１３ａは主導光路１１ａより細く、例えば厚さ０．５ｍｍ程度のアクリルから形成される。副導光路１３ａは、主導光路１２ａより液晶パネル１の中央側で、液晶パネル１と光源モジュール１０との間に配置される。また、副導光路１３ａは、光源モジュール１０のクリップ１０３により、フレーム１０１と垂直に支持される。
【００４５】
副導光路１３ａは、ＬＥＤ光源１０２ａの直上ではなく、ずれた位置に配置され、ＬＥＤ光源１０２ａが照射する光の少なくとも一部が副導光路１３ａに入射する。副導光路１３ａは主導光路１１ａより薄く、しかも、ＬＥＤ光源１０２ａからずれて配置されるため、副導光路１３ａに入射する光量は主導光路１２ａに入射する光量より少なく、例えばＬＥＤ光源１０２ａが照射する光の１％程度である。副導光路１３ａとＬＥＤ光源１０２ａとの距離を調整したり、副導光路１３ａのＬＥＤ光源１０２ａ側の側面に反射ドット（反射部材）を適切に印刷したりして、副導波路１３ａに入射する光の量を調整してもよい。
これにより、液晶パネル１上に照度ムラが生じるのを抑制できる。
【００４６】
副導光路１３ａに入射した光は、液晶パネル１と対向する面から出射し、副導光路１３ａと対向する液晶パネル１の領域およびその近辺の領域（第２の領域）を照明する。できるだけ液晶パネル１の広い領域を照明できるよう、液晶パネル１と副導光路１３ａの上端面との間には空間を設けてもよい。
【００４７】
図２および図３に戻り、光学シート１４は、例えば光拡散フィルムであり、液晶パネル１に対向して、その直下に配置される。光学シートにより光の利用効率を向上できる。
【００４８】
なお、主導光路１１ａと副導光路１３ａとの間隔を一定に保つために、これらの間に光学シート（不図示）を挟んでもよい。また、光源モジュール１０と導光板１２ａ，１２ｂとの間に、クリアランスを一定に保つためのスペーサ（不図示）を挿入してもよい。スペーサの素材は、導光板１２の熱膨張を考慮して、弾性を有する素材であることが望ましい。さらに、導光板１２ａ，１２ｂとシャーシ１５ａ，１５ｂとの間にそれぞればねを設けて、構造を安定させてもよい。
【００４９】
図６は、バックライト装置６のレイパスを示す図である。
【００５０】
図６（ａ）は、ＬＥＤ光源１０２ａから照射される光のうち、主導光路１１ａに入射する光のレイパスを示している。この光は主導光路１１ａの側面で全反射しながら拡散し、外側に漏れ出ることなく三角プリズム形状の端面１１２ａに到達する。光は端面１１２ａで液晶パネル１に沿ってほぼ平行な方向かつ縁側に反射し、導光板１２ａに入射する。導光板１２ａには下面に拡散部材１２２ａが塗布されており、拡散部材１２２ａで拡散した光が導光板１２ａの上方に出射する。
【００５１】
このようにして、主導光路１１ａに入射した光により、液晶パネル１のうち、導光板１２ａと対向する領域（第１の領域）２０が照明される。一方、端面１１２ａは光を透過しないため、主導光路１１ａと対向する、領域２０より液晶パネル１の中央側の領域（第２の領域）２１は、主導光路１１ａに入射した光にはほとんど照明されない。
【００５２】
図６（ｂ）は、ＬＥＤ光源１０２ａから照射される光のうち、副導光路１３ａに入射する光のレイパスを示している。この光は副導光路１３ａの側面で全反射しながら拡散し、外側に漏れ出ることなく、液晶パネル１と対向する面から出射される。そして、さらに空気層中で拡散して、導光板１２ａと対向しない領域、言い換えると、主導光路１１ａおよび副導光路１３ａと対向する領域２１を照明する。
【００５３】
すなわち、主導光路１１ａに入射した光は主導光路１１ａの上方の領域２１をほとんど照明できないが、副導光路１３ａに入射した光により領域２１を照明できる。また、副導光路１３ａをＬＥＤ光源１０２ａからずらして配置したり、副導光路１３ａを主導光路１１ａより細く形成したりすることで、領域２１を照明する光の量を調整でき、液晶パネル１に照度ムラが生じるのを抑制できる。
【００５４】
以下、変形例をいくつか示す。
【００５５】
図７（ａ）に斜視図を、同（ｂ）に断面図を示すように、副導光路１３ａの上端面にレンズキャップ１６のような拡散部材を配置し、副導光路１３ａから出射される光の輝度分布を制御してもよい。また、図８に示すように、液晶パネル１と、副導光路１３ａ，１３ｂの上端面との間に拡散板１７のような拡散部材を配置してもよい。
【００５６】
図９は、図４の変形例であるバックライト装置６１および液晶パネル１の断面図である。 バックライト装置６１の光源モジュール１０’は、主導光路１１ａ用のＬＥＤ光源１０２ａに加え、ＬＥＤ光源１０４ａと、ＬＥＤ光源１０５ａとを有する。ＬＥＤ光源（第２の光源）１０４ａは副導光路１３ａ用に配置される。また、主導光路１１ａの、副導光路１３ａとは反対側の側面に対向して、副導光路１８ａがさらに配置される。ＬＥＤ光源１０２ａから照射される光量に比べ、ＬＥＤ光源１０４ａ，１０５ａから照射される光量は少ない。
【００５７】
また、ＬＥＤ光源１０２ａから照射された光が副導光路１３ａに入射しないよう、また、ＬＥＤ光源１０４ａから照射された光が主導光路１１ａに入射しないよう、ＬＥＤ光源１０２ａとＬＥＤ光源１０４ａとの間に遮光板１０６ａを設けてもよい。同様に、ＬＥＤ光源１０２ａとＬＥＤ光源１０５ａとの間に遮光板１０７ａを設けてもよい。
【００５８】
図１０は、図９のバックライト装置６１のレイパスを示す図である。図６（ｂ）と同様に、副導波路１３ａから出射した光は領域２１を照明する。図９のバックライト装置６１では、副導光路１３ａに専用のＬＥＤ光源１０４ａを設けるため、その光量をＬＥＤ光源１０２ａとは独立して制御できる。結果として、主導光路１１ａおよび副導光路１３ａの上方の領域２１の照度を細かく調整でき、液晶パネル１上の照度ムラをさらに低減できる。
【００５９】
また、ＬＥＤ光源１０５ａから副導光路１８ａに入射した光は、液晶パネル１と対向する面から取り出され、主導光路１１ａの出射面と導光板１２ａの入射面との接合部分上方およびその近傍の領域（第３の領域）２２を照明する。領域２２では、導光板１２ａに入射した光が十分には拡散しておらず、暗くなることもある。この場合には、ＬＥＤ光源１０５ａおよび副導光路１８ａを設けることで、液晶パネル１の照度ムラを抑制できる。
【００６０】
図１１は、図４の別の変形例であるバックライト装置６２および液晶パネル１の断面図である。同図のバックライト装置６２は、主導光路として曲面形状のライトチューブ１１ａ’を有する。ライトチューブ１１ａ’は、ＬＥＤ光源１０２ａと対向し、光が入射する入射面１１１ａ’と、導光板１２ａと対向し、光が出射する出射面１１３ａ’と、入射面から出射面へ光を導く曲面形状の導光路１１４ａ’とを有する。また、バックライト装置６２が副導光路を有する場合、これも曲面形状のライトチューブ１３ａ’とする。部品点数を減らすために、例えば、矩形のアクリル板を加熱しながら曲げることで、一体となったライトチューブ１１ａ’および導光板１２ａを形成してもよい。なお、バックライト装置６２においても、ライトチューブ１１ａ’用のＬＥＤ光源とライトチューブ１３ａ’用のＬＥＤ光源とを別個に設けてもよい。
【００６１】
図１２は、図１１のバックライト装置６２のレイパスを示す図である。ＬＥＤ光源１０２ａからライトチューブ１１ａ’へ照射された光の大部分は、ライトチューブ１１ａ’に導かれて導光板１２ａに入射する。ただし、導光路１１４ａ’の外側の曲面１１５ａ’から光の一部が漏れて透過し、液晶パネル１のライトチューブ１１ａ’上の領域２０を照明する。液晶パネル１へ漏れる光の量は、例えばライトチューブの半径により制御できる。
これにより液晶パネル１の照度ムラを抑制できる。バックライト装置６２では、ＬＥＤ光源１０２ａと、ライトチューブの曲面１１５ａ’が、領域２０を照明する手段となる。
【００６２】
さらに副導光路としてライトチューブ１３ａ’を設けてもよい。ＬＥＤ光源１０２ａからライトチューブ１３ａ’に入射した光が導光路１１４ａ’の内側の曲面１１６ａ’および外側の曲面１１ａ５’を通過して、領域２０および領域２１を照明し、液晶パネル１の照度ムラを抑制してもよい。
【００６３】
図１３は、図１１の変形例であるバックライト装置６３および液晶パネル１の断面図であり、図１４は、そのレイパスを示す図である。図１３に示すバックライト装置６３は、ライトチューブ１１ａ’，１１ｂ’の間に副導光路１３が配置される。そして、副導光路１３から出射して拡散した光により液晶パネル１の領域２１を照明してもよい。図１３に示すように副導光路１３専用のＬＥＤ光源１０６を設けてもよいし、ＬＥＤ光源１０２ａ，１０２ｂから照射される光の一部が副導光路１３に入射するようにしてもよい。
【００６４】
図１５は、図４の変形例であるバックライト装置６４および液晶パネル１の断面図であり、図１６は、そのレイパスを示す図である。図１３に示すバックライト装置６４は、主導光路１１ａと導光板１２ａとの間に副導光路１３ａが配置される。副導光路１３ａの上端を光学シート１４（光学シート１４を設けない場合は液晶パネル１）に近接させ、導光板１２ａの液晶パネル１と対向する上面より上側に、副導光路１３ａの出射面１３１ａがあるようにするのが望ましい。光の直進性を向上させるために導光板１２ａの上面にプリズム形状のスリット溝１２３ａが形成されている場合、副導光路１３ａ上端の出射面１３１ａから出射した光が導光板１２ａの下面あるいは主導光板１１ａと対向する面１２１ａから入射してしまうと、スリット溝１２３ａで光が散乱してしまうためである。主導光路１１ａから出射して導光板１２ａに入射した光が副導光路１３ａを横切るが、この光と副導光路１３ａを通る光とが、互いに干渉することはない。
【００６５】
このように、本実施形態では、液晶パネル１の下に光源を設け、光源から照射される光を液晶パネル１に沿う方向に導く主導光路１１ａ，１１ｂを設けるため、光源を液晶パネル１の側方に配置する必要がなく、ベゼルを薄くすることができる。また、主導光路１１ａ，１１ｂを通る光には照明されない液晶パネル１上の領域を照明し、液晶パネル１の照度が均一となるように照明する手段を設けるため、液晶パネル１上に照度ムラができるのを抑制できる。
【００６６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６７】
６ バックライト装置
１０ 光源モジュール
１０１ フレーム
１０２ａ，１０２ｂ，１０４ａ，１０５ａ ＬＥＤ光源
１０３ クリップ
１１ａ，１１ｂ 主導光路
１１ａ’ ライトチューブ
１２ａ，１２ｂ 導光板
１２３ スリット溝
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ａ’，１８ａ 副導光路
１４ 光学シート
１５ａ，１５ｂ シャーシ
１６ レンズキャップ
１７ 拡散板
１１０ 画像表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学シートと、
前記光学シートと対向して配置される光源と、
前記光源から照射される光を前記光学シートに導く第１の導光手段と、を備え、
前記第１の導光手段は、
前記光源と対向し、前記光源からの光が入射される入射面と、
前記光学シートと対向する出射面と、
前記入射面から前記出射面へ光を導く曲面形状の湾曲部と、を有し、
前記光源から前記第１の導光手段へ入射された光の一部は、前記湾曲部の外側から漏れて前記光学シートへ到達する、バックライト装置。
【請求項２】
前記第１の導光手段により導かれる光は、前記光学シートの縁に近い第１の領域へ出射され、
前記湾曲部の外側から漏れた光は、前記光学シートの前記第１の領域より中央に近い第２の領域へ到達する、請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項３】
前記湾曲部の外側から漏れた光は、前記光学シートの、前記湾曲部と対向する領域へ到達する、請求項１または２に記載のバックライト装置。
【請求項４】
前記光源は、前記光学シートの略中央と対向して配置される、請求項１乃至３のいずれかに記載のバックライト装置。
【請求項５】
前記光学シートへ到達する光の照度ムラが抑制されるよう、前記湾曲部の曲率が調整されている、請求項１乃至４のいずれかに記載のバックライト装置。
【請求項６】
前記光源から照射される光を前記光学シートに導く第２の導光手段を備え、
前記第１の導光手段により導かれる光は、前記光学シートの縁に近い第１の領域へ出射され、
前記第２の導光手段により導かれる光は、前記光学シートの前記第１の領域より中央に近い第２の領域へ到達する、請求項１乃至５のいずれかに記載のバックライト装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のバックライト装置と、
前記光学シートと対向して配置される表示パネルと、を備える表示装置。
【請求項８】
放送波を受信してチューニングするチューナを備え、
前記表示パネルは、前記チューニングされた放送波を表示する請求項７に記載の表示装置。
【請求項１】
光学シートと、
前記光学シートと対向して配置される光源と、
前記光源から照射される光を前記光学シートに導く第１の導光手段と、を備え、
前記第１の導光手段は、
前記光源と対向し、前記光源からの光が入射される入射面と、
前記光学シートと対向する出射面と、
前記入射面から前記出射面へ光を導く曲面形状の湾曲部と、を有し、
前記光源から前記第１の導光手段へ入射された光の一部は、前記湾曲部の外側から漏れて前記光学シートへ到達する、バックライト装置。
【請求項２】
前記第１の導光手段により導かれる光は、前記光学シートの縁に近い第１の領域へ出射され、
前記湾曲部の外側から漏れた光は、前記光学シートの前記第１の領域より中央に近い第２の領域へ到達する、請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項３】
前記湾曲部の外側から漏れた光は、前記光学シートの、前記湾曲部と対向する領域へ到達する、請求項１または２に記載のバックライト装置。
【請求項４】
前記光源は、前記光学シートの略中央と対向して配置される、請求項１乃至３のいずれかに記載のバックライト装置。
【請求項５】
前記光学シートへ到達する光の照度ムラが抑制されるよう、前記湾曲部の曲率が調整されている、請求項１乃至４のいずれかに記載のバックライト装置。
【請求項６】
前記光源から照射される光を前記光学シートに導く第２の導光手段を備え、
前記第１の導光手段により導かれる光は、前記光学シートの縁に近い第１の領域へ出射され、
前記第２の導光手段により導かれる光は、前記光学シートの前記第１の領域より中央に近い第２の領域へ到達する、請求項１乃至５のいずれかに記載のバックライト装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のバックライト装置と、
前記光学シートと対向して配置される表示パネルと、を備える表示装置。
【請求項８】
放送波を受信してチューニングするチューナを備え、
前記表示パネルは、前記チューニングされた放送波を表示する請求項７に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−５５０５７（Ｐ２０１３−５５０５７Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１９４０２７（Ｐ２０１２−１９４０２７）
【出願日】平成２４年９月４日（２０１２．９．４）
【分割の表示】特願２０１１−１８９６０４（Ｐ２０１１−１８９６０４）の分割
【原出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年９月４日（２０１２．９．４）
【分割の表示】特願２０１１−１８９６０４（Ｐ２０１１−１８９６０４）の分割
【原出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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