(57)【要約】【課題】  拡散板の全体から均一に光が出射される液晶表示装置および照明装置を提供すること。【解決手段】  液晶表示装置１００は、液晶表示パネル１と、拡散板２ａおよび２ｂと、導光板３と、光源４と、反射板５とを備えている。拡散板２ｂは、背面側に複数の斜線状の凸部２１が設けられ、正面側に複数の斜線状の凸部と異なる方向の斜線状の凸部が設けられている。凸部２１のそれぞれ毎に沿って拡散板２ｂの正面方向とは異なる別方向に整えられて拡散板２ｂ内部に光が入射し、凸部２２のそれぞれ毎に沿って拡散板２ｂの正面方向に整え直されるように屈折し、拡散板２ｂの正面全体に均一な光となって拡散板２ｂ正面から出射する。【選択図】  図３
2006301083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を液晶表示する液晶表示パネルと、
内部に入射した光を出射面から出射し前記液晶表示パネルに供給する導光板と、
前記導光板内部に入射する光を発光する光源と、
前記導光板の背部に設けられた反射板と、
背面側に複数の斜線状の凸部が設けられ、正面側に前記背面側の複数の斜線状の凸部と前記正面の法線方向から見た場合に交差するように異なる方向の斜線状の凸部が設けられ、前記導光板が出射した光を当該背面から入射し当該正面から出射する拡散板と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
当該背面および正面に設けられた前記斜線状の凸部は、前記正面の法線方向から見た場合に互いに対称に交差する斜線状であって、それぞれ所定間隔をおいて平行に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液晶表示装置において、
当該背面および正面に設けられた前記斜線状の凸部は、半円状の断面を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の液晶表示装置において、
当該背面および正面に設けられた前記斜線状の凸部は、三角形状の断面を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４に記載の液晶表示装置において、
前記拡散板の正面から出射された光を背面から入射し、光の方向が変えられ拡散されて正面から出射する第２の拡散板を前記拡散板の正面側に備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
内部に入射した光を出射面から出射する導光板と、
前記導光板内部に入射する光を発光する光源と、
前記導光板の背部に設けられた反射板と、
背面側に複数の斜線状の凸部が設けられ、正面側に前記背面側の複数の斜線状の凸部と前記正面の法線方向から見た場合に交差するように異なる方向の斜線状の凸部が設けられ、前記導光板が出射した光を当該背面から入射し当該正面から出射する拡散板と、を備えたことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板の出射面から出射した光を拡散板が背面から入射し、正面から出射する液晶表示装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コンピュータ等においてユーザーがキーボードやマウス等の操作手段を操作したり、アプリケーション等のプログラムが実行されてハードディスクやＣＤ−ＲＯＭに格納された画像情報に基づいて生成された画像を液晶表示する液晶表示装置においては、光源が発光した光が導光板内部に入射されこの入射された光が導光板内部を反射し、また、導光板背面側に設けられた反射板を反射して導光板出射面から出射された光が、導光板正面側に設けられた拡散板を介して画像情報に基づいて生成された画像を表示する液晶表示パネルに供給されて、画像がユーザーに視認できるようになっていた。また、例えば、液晶表示パネルに光源が発光した光をより多く供給してユーザーがより画像を見易くするようにした液晶表示装置として、導光板の裏面に光源から遠ざかるに従って溝深さが漸減する第１の微細溝および溝深さが漸減しその後溝が切り上がり突起に変形する第２の微細溝が形成され集光機能が向上し導光板の出射面から出射される光の輝度がアップしたものが特許文献１に提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２７１８７１号公報（第４−８頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のような従来の液晶表示装置では、光源から発光された光が導光板に入射し、入射した光は導光板内面を反射して、導光板背面側に設けられた反射板を反射し導光板の出射面側に集められて、この出射面から出射され、この出射された光が拡散板内部を経て液晶表示パネルに供給されるようになってるが、この拡散板で光を効率良く集めて更に出射面全体で均一な光として液晶表示パネルに供給されなければ、液晶表示パネルに表示された画像に均一な光が供給されず、光が供給されてユーザーに視認可能となった画像にムラが生じて見にくいものとなっていた。
【０００５】
また、特許文献１に記載された液晶表示装置において、例え集光機能が向上し出射面から出射される光全体の輝度がアップしたとしても、光制御部材により導光板から出射された光が導光板の出射面のほぼ法線方向寄りに偏向されて液晶表示パネルに供給されるが、このときに光が光制御部材全体で均一な光として液晶表示パネルに供給されなければ、画像にムラが生じて見にくいものとなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、拡散板の全体から均一に光が出射されるようにした液晶表示装置および照明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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、画像を液晶表示する液晶表示パネルと、
内部に入射した光を出射面から出射し前記液晶表示パネルに供給する導光板と、
前記導光板内部に入射する光を発光する光源と、
前記導光板の背部に設けられた反射板と、
背面側に複数の斜線状の凸部が設けられ、正面側に前記背面側の複数の斜線状の凸部と前記正面の法線方向から見た場合に交差するように異なる方向の斜線状の凸部が設けられ、前記導光板が出射した光を当該背面から入射し当該正面から出射する拡散板と、を備えたことを特徴とするようにした。
【０００８】
このような発明においては、導光板の出射面から出射した光が拡散板内部に入射するときに拡散板背面側に設けられた複数の斜線状の凸部により一旦、一定の方向に一様に屈折して入射し、更に、正面側に設けられたこの複数の斜線状の凸部と、正面の法線方向から見た場合に交差するように異なる方向の斜線状の凸部により一様に正面方向に屈折して整えられ方向修正されて正面側から出射するので、拡散板の全体から均一に光が出射されて液晶表示パネルに供給されるようにすることができる。
【０００９】
また、上述の液晶表示装置において、当該背面および正面に設けられた前記斜線状の凸部は、正面の法線方向から見た場合に互いに対称に交差する斜線状であって、それぞれ所定間隔をおいて平行に設けられていても良い。
【００１０】
このような構成により、拡散板背面に設けられた複数の斜線状の凸部により一定の方向に一様に屈折して入射した光が、正面に設けられた、正面の法線方向から見た場合に互いに対称に交差する斜線状の複数の凸部により、正確に逆方向に屈折して正面方向に整えられ方向修正されて正面側から出射するので、拡散板の全体から均一に光が出射されて液晶表示パネルに供給されるようにすることができる。
【００１１】
また、上述の液晶表示装置において、当該背面および正面に設けられた前記斜線状の凸部は、半円状の断面を有していても良い。このような構成により、光を確実に一定の方向に一様に屈折させることができる。
【００１２】
また、上述の液晶表示装置において、当該背面および正面に設けられた前記斜線状の凸部を、三角形状の断面とすることもできる。このような構成によっても、光を確実に一定の方向に一様に屈折させることができる。
【００１３】
更に、上述の液晶表示装置において、前記拡散板の正面から出射された光を背面から入射し、光の方向が変えられ拡散されて正面から出射する第２の拡散板を前記拡散板の正面側に備えてもよい。このような構成により、拡散板の全体から均一に出射された光を第２の拡散板により拡散させて液晶表示パネルに提供でき、液晶表示装置正面のみでなくその周囲にいるユーザーの方にも拡散された光が出射され、表示された画像を見ることができる。
【００１４】
また、本発明に係る照明装置は、内部に入射した光を出射面から出射する導光板と、
前記導光板内部に入射する光を発光する光源と、
前記導光板の背部に設けられた反射板と、
背面側に複数の斜線状の凸部が設けられ、正面側に前記背面側の複数の斜線状の凸部と前記正面の法線方向から見た場合に交差するように異なる方向の斜線状の凸部が設けられ、前記導光板が出射した光を当該背面から入射し当該正面から出射する拡散板と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
このような発明によれば、上述の拡散板を備えた照明装置を実現することができ、拡散板の全体から均一に光が出射されて照明装置から均一に光が照明されるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように本発明の液晶表示装置および照明装置は、拡散板の全体から均一に光が出射されるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（構成）
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明に係る液晶表示装置１００の構成を示す説明図である。本発明に係る液晶表示装置１００は、図示しない情報処理装置本体のＣＰＵがハードディスクやＣＤ−ＲＯＭ等に格納された画像情報に基づいて生成された画像を液晶により表示する液晶表示パネル１と、後述する導光板３が出射した光を背面から入射し正面から出射する拡散板２ａおよび２ｂと、内部に入射した光を出射面から出射し液晶表示パネル１に供給する導光板３と、導光板３内部に入射する光を発光する光源４と、導光板３の背部に設けられた反射板５とを備えている。
【００１８】
液晶表示パネル１は、ＴＦＴ基板、カラーフィルタ基板、これらの両基板の間に位置した液晶により構成されている。そして、液晶を微小面積単位に精密に制御して画像を液晶表示する機能を有する。
【００１９】
拡散板２ａは、乳白色の合成樹脂を用いた矩形状板部材であって、例えば表面上に光拡散材として細孔径が２〜３０ｎｍであり且つ細孔容積が０．３〜３ｍｌ／ｇであるシリカ系材料から成るビーズを一定の分布率で印刷したものである。背面から光が入射するとそのまま直進して透過せずに、ビーズに衝突して方向が変えられ白色の光となって拡散されるようになっている。拡散板２ａは、光拡散性の向上を更に図るために乳白色の合成樹脂に、光拡散材として上述のビーズを乳白色の合成樹脂に練りこみ、矩形状板部材として成形させたものであっても良い。
【００２０】
拡散板２ｂは、ポリカーボネート（ＰＣ）、ＰＥＴ、ＰＭＭＡ等の光透過性に優れたプラスチック材料の矩形状板部材であって、図２（ａ）に示すように、背面側に複数の斜線状に伸びる凸部２１が設けられ、図２（ｂ）に示すように、正面側に、正面の法線方向から見た場合に凸部２１と交差するように異なる方向の斜線状に伸びる凸部２２が設けられている。これらの背面および正面に設けられた斜線状の凸部２１、２２は、正面の法線方向から見た場合に互いに対称に交差する斜線状であって、それぞれ所定間隔をおいて平行に設けられており、正面側から拡散板２ｂを正視すると、背面から透過して見える凸部２１と、凸部２２とが交差して対称な交差線が見えるようになっている。
【００２１】
また、これらの凸部２１、２２は、所定の高さを有する同様の半円状の断面が斜線状に延設されることにより連続して続いて形成されており、凸部２１の形成面の外側から入射した光は、所定の角度で一様に屈折するようになっている。そして、凸部２１の形成面から入射した光は、同様に一様に屈折して出射するようになっている。凸部２１、２２は、図２（ａ）、（ｂ）、図５に示すように、拡散板２ｂの両面に、例えばスクリーン印刷により紫外線硬化樹脂を用いて、高さ０．２ｍｍ〜０．３ｍｍの半円状断面を有して斜線状に形成された後、紫外線が照射されこの形状で硬化されて得られる。このような方法で凸部２１、２２を形成することにより、拡散板２ｂ表面を切削加工等を行って形成するよりも、簡単で安価とすることができる。
【００２２】
導光板３は、出射面積が液晶表示パネル１の背面に対応した平面形状を有し、透明な厚板状のアクリル等の素材から成る板部材であり、側部から入射した光が導光板３内部を透過して反射板５を反射し出射面、即ち正面から出射するようになっている。
【００２３】
光源４は、導光板３の対向する両側部に設けられ、光を発光するＬＥＤや半導体レーザ、電球、または、複数のＬＥＤを配列したＬＥＤアレイ等の光源であり、発光した光が導光板３の側部から内部に入射するように発光部分が導光板３の側部に対向するようにして取り付けられている。
【００２４】
反射板５は、導光板３の背部に対応した形状を有しており、白色の顔料が塗布され光反射性が優れており、または、アルミニウム等の光反射性に優れた金属を蒸着したフィルム等により構成されている。導光板３内部に入射した光を反射させて出射面、即ち正面から出射させるようになっている。
【００２５】
以上のような構成を有する液晶表示装置１００は、図示しないケーシングにより図１に示す構成状態のまま一体的に形成されて、実際の液晶表示装置１００が実現される。
【００２６】
（作用）
続いて本発明に係る液晶表示装置の作用について詳細に説明する。まず、ユーザーが液晶表示装置１００に接続された図示しない情報処理装置本体のマウスやキーボード等の操作手段を操作し、情報処理装置に内蔵されたＣＰＵがプログラム等に基づいて画像表示処理を実行し、ハードディスクやＣＤ−ＲＯＭ等に格納された画像情報に基づいて画像を生成し、液晶表示装置１００に表示させると液晶表示パネル１に液晶により画像が表示される。すると、光源４が発光し、この発光した光が導光板３に入射して反射板５を反射し、導光板３の出射面から出射されて、拡散板２ｂの背面から拡散板２ｂ内部に入射する。
【００２７】
このとき、導光板３の出射面から出射された光は、図３に示すように、拡散板２ｂの背面に設けられた複数の平行の斜線状の凸部２１のそれぞれ毎に沿って、凸部２１の形成面の外側から入射すると、この形成面に対する角度および拡散板２ｂの屈折率に応じて、拡散板２ｂの正面方向とは異なる別方向に一旦整えられるように一様に屈折する。屈折すると当該正面方向とは異なる別方向に整えられた均一な光として拡散板２ｂ内部を透過する。
【００２８】
そして、入射した光は、拡散板２ｂ内部を透過して拡散板２ｂの正面に設けられた複数の平行の斜線状の凸部２２の形成面の内側に達すると、この形成面に対する角度が臨界角以下の場合には、凸部２２のそれぞれ毎に沿って、この形成面に対する角度および拡散板２ｂの屈折率に応じて、上述の一旦整えられた当該正面方向とは異なる別方向から、一斉に拡散板２ｂの正面方向に整え直されるように一様に屈折し、拡散板２ｂの正面全体に更に均一な光となって拡散板２ｂ正面から出射する。拡散板２ｂ内部に入射した光のうち、凸部２２の形成面の内側に達せず拡散板２ｂ正面に達した光は、この正面に対する角度が臨界角以下の場合には、拡散板２ｂの屈折率に応じた角度で屈折し、拡散板２ｂ正面から拡散板２ｂの正面方向とは若干異なる方向に出射し、拡散される。凸部２２の形成面や拡散板２ｂ正面に対する角度が臨界角以上の光は、出射せずにそれらを反射して拡散板２ｂ内部を反射する。
【００２９】
そして、凸部２２によって拡散板２ｂの正面方向に整え直されるように一様に屈折し拡散板２ｂ正面から出射した光は、拡散板２ｂの正面全体から正面方向へ一様に出射する均一な光となって、拡散板２ａに入射し拡散板２ａ表面上のビーズに衝突して光は方向が変化させられその正面方向の周囲に拡散させられて液晶表示パネル１に供給される。液晶表示パネル１は、拡散板２ｂから出射した光によって背面側から照明され、ユーザーが液晶表示装置１００に表示された画像を見ることができるようになる。
【００３０】
（効果）
このように、導光板３から出射された光は、拡散板２ｂの背面に設けられた凸部２１のそれぞれ毎に沿って拡散板２ｂの正面方向とは異なる別方向に整えられて拡散板２ｂ内部に入射し、拡散板２ｂの正面に設けられた凸部２２のそれぞれ毎に沿って拡散板２ｂの正面方向に整え直されるように屈折し、拡散板２ｂの正面全体に均一な光となって拡散板２ｂ正面から出射するので、拡散板２ｂの正面全体から正面方向に均一な光が出射され拡散板２ａを介して液晶表示パネル１に供給され、液晶表示パネル１に表示された画像にムラが生じることがなく、ユーザーが見易くなる。
【００３１】
また、凸部２２に達せず拡散板２ｂの正面に達した光は、拡散板２ｂの屈折率に応じて屈折し正面方向とは若干異なる方向に出射するので、ユーザーが液晶表示装置１００の正確に正面位置から見ていなくても、この若干異なる方向に出射した光により画像が照明されて見ることができる。
【００３２】
（他の実施の形態）
上述の実施の形態においては、凸部２１、２２は、同様の半円状の断面が連続して続いて形成されていたが、これに限られず、図４に示すように、三角形状等の断面であっても良い。このような構成によっても、光を凸部２１のそれぞれ毎に沿って拡散板２ｂの正面方向とは異なる別方向に一旦整えて屈折し、更に、凸部２２のそれぞれ毎に沿って拡散板２ｂの正面方向に整え直して屈折させて、拡散板２ｂの正面全体に均一な光とすることができる。
【００３３】
また、上述の実施の形態においては、拡散板２ｂの正面および背面の両面に凸部２１、２２を設けた構成を液晶表示装置1に用いたが、これに限られずこの拡散板２ｂおよび導光板３、光源４、反射板５を用いて、これらの前面を覆うカバー等を備えることにより照明装置を構成することも可能である。本明細書では、この照明装置を広く捉えるものとし、照明装置の例としては、室内灯、街灯等のみでなく信号機、サインボード、案内板、広告板等をも広く含むものとする。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
導光板の出射面から出射した光を拡散板が背面から入射し、正面から出射する液晶表示装置および照明装置において利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る液晶表示装置１００の構成を示す説明図である。
【図２】本発明に係る液晶表示装置１００の拡散板２ｂに設けられた凸部２１、２２の構成を示す説明図である。
【図３】本発明に係る液晶表示装置１００の拡散板２ｂ内部を透過する光の様子を示す説明図である。
【図４】本発明に係る液晶表示装置１００の拡散板２ｂの他の構成を示す説明図である。
【図５】本発明に係る液晶表示装置１００の拡散板２ｂの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  液晶表示パネル
２ａ、２ｂ  拡散板
３  導光板
４  光源
５  反射板
２１、２２  凸部
１００  液晶表示装置
【図１】
2006301083.tif 000003
【図２】
2006301083.tif 000004
【図３】
2006301083.tif 000005
【図４】
2006301083.tif 000006
【図５】
2006301083.tif 000007