(57)【要約】【課題】  点光源を用いたエッジライト方式の照明装置において、点光源近辺のみヘイズ値が大きな光学フィルムを用いて、導光体の入光ムラをみえにくくするとともに、液晶パネルの搭載時に発生していたモアレを防ぐ。【解決手段】  拡散層１２の表面が部分的に透明樹脂８で覆われた拡散フィルム１を照明装置の導光体の上に配置する。透明樹脂８は複数のドットを形成しており、これらのドットは光源から離れるにつれてサイズが大きくなるように配列される。【選択図】  図１
2011014412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの光を側面から入光し、上面から出射する導光体と、
前記導光体の出射面上に配置されたフィルムと、を備え、
前記フィルムは拡散層を有し、前記拡散層の上面には、透明樹脂が部分的に設けられることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記透明樹脂は複数のドットを形成し、前記複数のドットは前記光源側端辺から離れるにつれて大きくなるように配列され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】
前記ドットの最小径が２０μｍ以下であ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】
前記透明樹脂は、前記光源近傍に形成され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】
前記フィルムは透明なベースフィルムと、前記ベースフィルムに形成された樹脂層に拡散材が分散された前記拡散層から構成され、
前記樹脂層と前記透明樹脂の組成が同じであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記透明樹脂の組成が、アクリル系の樹脂であることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
光源と、
前記光源からの光を側面から入光し、上面から出射する導光体と、
前記導光体の出射面上に配置された非自発光型の表示素子と、
前記導光体と前記表示素子の間に配置された拡散フィルムと、を備え、
前記拡散フィルムは透明なベースフィルムと、前記ベースフィルム上に形成された樹脂層に拡散材が分散された拡散層から構成され、
前記拡散層の上面には、透明樹脂が部分的に設けられることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
前記透明樹脂は複数のドットを形成し、前記複数のドットは前記光源側端辺から離れるにつれて大きくなるように配置されることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記透明樹脂は、前記光源近傍に形成されることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置、及び、電子機器に用いられる表示装置に関する。特に、非自発光型の表示素子を照明するフロントライトやバックライト等の照明装置、及び、携帯情報機器、ノートブックＰＣ、携帯電話、液晶テレビ等に用いられる液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光源からの光を導光体の側面から入光して、導光体の上面（以下、出射面と称す）から出射させる、エッジライト方式の照明装置が知られている。光源には発光ダイオード（ＬＥＤ）等の点光源が用いられ、出射面の反対側の裏面（すなわち、導光体の下面）には、多数の溝部やドットパターンが形成されている。また、出射面には光を拡散させる効果をもつ拡散パターンが形成されていることが多い。さらに、導光体の下部には反射シートが配置される。また、導光体の出射面側に拡散シートやプリズムシートが配置されるような構成が主流である。この導光体の材料には、空気よりも屈折率の高いポリカーボネート（ＰＣ）やアクリル（ＰＭＭＡ）などの透明樹脂が使用される。
【０００３】
また、冷陰極管等の線光源を用いたエッジライト方式の照明装置で、線光源の近傍に発生する輝線を防止するために、グラデーション印刷が施された拡散フィルムを用いること（例えば、特許文献１を参照）や、光拡散性を部分的に変化させた保護シートを用いること（例えば、特許文献２を参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２９０９号公報
【特許文献２】特開２００２−３２３６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の照明装置では、光源にＬＥＤ（発光ダイオード）を使用する場合、入光部のムラ（目玉）が発生しやすい。ムラを抑えるために、入光部の形状や、導光体のプリズムに工夫を凝らしたり、ヘイズ値の大きい拡散フィルムを使用したりするが、ムラを見えにくくすると、輝度低下を招く傾向にあった。
【０００６】
拡散フィルムのヘイズ値をＬＥＤ近辺のみで大きくすれば、ムラを見えにくくしつつ、輝度低下を小さくできる。このような拡散フィルムを作成する方法として、拡散材をグラデーション印刷する方法が知られている。一般的なグラデーション印刷の手法としては、スクエアドットやチェーンドットが知られている。
【０００７】
図３は、従来の照明装置に使用する拡散フィルムを模式的に示す外観図である。図中の拡大部に示すように、拡散フィルム１には、チェーンドットと呼ばれる印刷方式で作成されたグラデーション模様が形成されている。チェーンドットは、スクエアドットと比較していわゆるトーンジャンプが発生しづらい印刷方式である。ドット２のサイズは直径１ｍｍ〜０．０１ｍｍ程度の範囲で変化し、ドットピッチは０．４ｍｍ〜０．８ｍｍ程度である。ドット２は透明樹脂に拡散材が分散された構成である。図４は図３に示した拡散パターンを部分的に写した写真である。ドット２によりグラデーション状の拡散パターンが形成されている。
【０００８】
図５は、図４に示した拡散フィルム１のＡ−Ｂ断面構成を示す図である。透明ベースフィルム１０の上面には、拡散材９が樹脂層１１に分散されたドット２が配列されている。ドット２は、照明装置の光源から離れるにつれてサイズが小さくなるように配置され、拡散フィルム１のヘイズ値を制御している。すなわち、従来の拡散フィルム１は拡散材９の密度を変化させてヘイズ値を制御している。しかし、チェーンドット印刷を用いると、図４に示すように、ドット２のサイズが小さくなるにつれて、拡散フィルム１には極端にドット２の存在しないエリアが増え、拡散パターンの有り無しがくっきりと分かれる。このようなエリアで液晶パネルを拡散フィルムの上に配置した場合には、液晶パネル内の各画素に大きな明暗が生じ、モワレが発生する。また、従来の拡散フィルムの構成では拡散材９の最適化が難しく、５０μｍ以下の小さいドットパターンを印刷することが非常に困難であった。
【０００９】
そこで、本発明は光の利用効率を落とすことなく、入光部のムラを低減し、かつ液晶パネルを載せた際にもモワレの発生しづらい照明装置、及び、表示装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、導光体の出射面に拡散フィルムを配置し、この拡散フィルムの拡散層の表面に透明樹脂が部分的に設けられる構成とする。これにより、透明樹脂の設けられた領域で光の拡散を制御することができる。さらに、透明樹脂は複数のドットを形成し、これら複数のドットは光源から離れるにつれ大きさが大きくなるように配置される。
【００１１】
あるいは、透明樹脂は、光源近傍に重点的に配置される。
【００１２】
また、本発明の表示装置は、上述のいずれかの構成の照明装置の上に非自発光型の表示素子を配置する構成とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、導光体の入光部付近の輝度ムラを低減しつつ、高い輝度を保つことが可能となった。そして、高輝度かつ輝度ムラの少ない照明装置、及び、表示装置が低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の照明装置に使用する拡散フィルムの断面構成を示す模式図である。
【図２】本発明の照明装置に使用する拡散フィルムを模式的に示す外観図である。
【図３】従来の照明装置に使用する拡散フィルムを模式的に示す外観図である。
【図４】従来の拡散フィルムの拡散パターンの写真である。
【図５】従来の拡散フィルムの構成を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の照明装置の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の照明装置に使用する拡散フィルムを模式的に示す外観図である。
【図８】本発明の照明装置に使用する拡散フィルムを模式的に示す外観図である。
【図９】本発明の表示装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の照明装置は、光源の光を導光して出射する導光体の出射面上に拡散層が設けられており、拡散層の表面には透明樹脂が部分的に配置される。このような構成により、拡散層は、透明樹脂が設けられた領域で光の拡散を減少させ、ヘイズ値を小さくすることができる。拡散層は、導光体の出射面上に拡散機能を持つフィルムを配置することにより設けられる。あるいは、導光体の上面に拡散面を形成し、この拡散面上に透明樹脂が部分的に配置される構成としてもよい。
【００１６】
さらに、透明樹脂は、複数のドットを形成し、これら複数のドットは、光源から離れるにつれてサイズが段階的に、または連続的に大きくなるように配置される。具体的には、インクジェット方式やグラビア印刷などにより複数のドットはグラデーション状に配置され、最も小さなドットは直径が２０μｍ以下である。
【００１７】
あるいは、透明樹脂は、光源付近に重点的に配置される。このとき、透明樹脂の形状はドットでなくてもよい。
【００１８】
さらに、導光体の出射面上に配置されるフィルムは、透明なベースフィルムと、このベースフィルム上に形成された樹脂に拡散材が分散された拡散層から構成される。このとき、拡散層を形成する樹脂と透明樹脂の組成を同じものにしてもよい。
【００１９】
以上のような構成により、照明装置において導光体の入光ムラを見え難くすることができるとともに、液晶パネルの搭載時に発生していたモアレを防ぐことができる。
【実施例１】
【００２０】
本実施例による拡散フィルム１を図面に基づいて説明する。図１は、拡散フィルム１の構成を模式的に示す断面図である。透明ベースフィルム１０の上面には、拡散材９を分散した樹脂層１１から構成される拡散層１２が形成される。本実施例では、拡散材９は樹脂層１１に一様に分散されている。拡散材９には、直径が１〜２００μｍ程度のシリカやアクリルビーズ等の材料が用いられる。また、透明ベースフィルム１０は、ＰＥＴやアクリル等で形成され、おおよそ１２μｍ〜３００μｍの厚さである。なお、拡散層１２を設けた面とは反対の面にも貼り付き防止のために少量のビーズが印刷されることがある。また、拡散層１２はコーターを用いてロールｔｏロールで印刷することができる。さらに拡散層１２の上面には、アクリルやエポキシ樹脂などの材料から形成される透明樹脂８が部分的に配置され、拡散フィルム１が構成される。
【００２１】
一般に、拡散材が樹脂層に分散された構成の拡散フィルムでは、フィルムの表面に拡散材がドーム状に突起している。そして、このドーム状に突起した拡散材が、空気との屈折率差によりレンズ効果を発揮して光を拡散する。本実施例では、拡散材９が分散された樹脂層１１から構成される拡散層１２の表面に、透明樹脂８が部分的に設けられる。このような構成により、突起した拡散材９が透明樹脂８に覆われ、拡散フィルム１の透明樹脂８を設けたエリアで光の拡散を減少させることができる。
【００２２】
図２は本実施例の拡散フィルム１を模式的に示す外観図である。ドット形状の透明樹脂８が、グラデーション状に配列され、拡散層に印刷される。透明樹脂８の最も小さなドットサイズは２０μｍ以下である。透明樹脂８は、拡散フィルム１を照明装置に配置した際に、ドットの大きさが光源側から離れるにつれ大きくなるように配列される。このような配列により、拡散フィルム１は、照明装置の光源に近いエリアではヘイズ値が高く、光源から離れるにつれてヘイズ値が小さくなるように制御される。
【００２３】
透明樹脂８は、マスクを使用したシルクスクリーン印刷や、グラビア印刷、オフセット印刷、インクジェット方式等を用いることにより、拡散層にグラデーション状に形成することができる。インクジェット方式やグラビア印刷を用いると、透明樹脂８の厚みを部分的に制御することも可能となり、より精細な諧調を表現することができる。
【００２４】
なお、図示されないが、拡散層１２に形成される透明樹脂８の端面は、実際には、表面張力により丸みを帯びるため、拡散層１２と透明樹脂８の境界は目立たなくなる。
【００２５】
このような印刷手法を用いて透明樹脂を部分的に形成することにより、透明樹脂のドットサイズを小さくしたり、透明樹脂の厚みを変化させたりすることが可能となり、光の拡散を制御してフィルムのヘイズ値を変化させことができる。
【００２６】
また、透明樹脂８は、可視光透過率が高ければ高いほど良い。樹脂層１１と透明樹脂８とに用いられる材料は、組成が近いほうが光学的にも物理的（信頼性）にも良い。また、これら樹脂材料の硬化の系は熱でも紫外線でも混合式でも良いが、一般には、熱による揮発タイプの樹脂材料が用いられる。
【００２７】
本実施例のように、透明樹脂８を拡散層１２上に設けることにより拡散フィルム１のヘイズ値を制御する場合は、拡散層１２のヘイズ値は高いほうがよい。一般に、ヘイズ値の高い拡散フィルムの方が、ヘイズ値の低い拡散フィルムよりも需要が多いため価格も安い。また、本実施例の構成によれば、従来の拡散フィルムに、さらに拡散材を追加する必要がないため、コストを削減することができる。
【実施例２】
【００２８】
本実施例による照明装置を図面に基づいて説明する。図６は本実施例による照明装置の構成を模式的に示す断面図である。図６に示した照明装置では、光源３に対向して導光体４が配置されており、導光体４の下面にはプリズムやドットなどの反射構造体が形成されている。導光体４に入光した光は、導光しながら反射構造体にあたることにより導光体４の出射面から出光する。導光体４の出射面と反対側の面（下面側）には反射フィルム６が配置されており、出光効率の向上を図っている。反射フィルム６は、ＰＥＴ等の透明フィルムに銀やアルミニウムを蒸着したようなタイプや、白色ＰＥＴタイプや住友３Ｍ社製のＥＳＲ等が使用されるケースが多い。また、光源３、導光体４、反射フィルム６を機構的に支持し、かつ漏れ光を防止し光の利用効率を向上するためにフレーム５が設けられている。フレーム５の上に反射フィルム６を配置し、反射フィルム６の反射面と対向する面に導光体４を配置する。フレーム５は白色ポリカーボネート等の樹脂成形品の場合が多い。フレーム６を更にアルミニウム等のメタルフレームで覆うことも多い。導光体４の出光面に実施例１で説明した拡散フィルム１が配置されている。拡散フィルム１には透明樹脂８で形成されたドットがグラデーション印刷されている。光源３に近いエリアにはほとんどドットが存在せず、光源３から離れるにつれて徐々にドット数が増えたりドットサイズが大きくなったりする。このような配置とすることで、入光部付近のムラを低減しつつ、照明装置全体の輝度効率は維持することが可能となる。また、拡散フィルム１の上に住友３Ｍ社製のＢＥＦ、三菱レーヨン社製のダイヤアートと呼ばれるプリズムシート等を一枚以上配置することも多い。あるいは、プリズムシートの上に拡散フィルム１を配置しても良い。
【００２９】
また、導光体４の出射面に、表面を荒らしたり、樹脂ビーズを直接印刷したりすることにより、拡散面が形成される場合がある。このような場合には、拡散面に透明樹脂を部分的に設けることによって、光の拡散を制御することが可能となる。拡散面が設けられる場合は、拡散フィルムを省略してもよい。
【実施例３】
【００３０】
本実施例の照明装置は、透明樹脂によって印刷されるパターンが実施例２と異なるが、その他の構成で実施例２と同じである。図７は、本実施例に用いられる拡散フィルム１を模式的に示す外観図である。本実施例の拡散フィルム１では、透明樹脂８は、光源３の近傍のみに設けられる。一般に、照明装置では、光源３付近に目玉やホットスポットと呼ばれる明るいムラが発生した場合、光源付近のヘイズをあげるとかえって目玉が見えやすくなることがある。そのような場合には、光源３付近で輝度を下げる必要がある。透明樹脂８が光源３の近傍のみに設けられることにより、光の拡散が制御されて光が出射しにくくなり、光源３付近に発生する目玉を軽減することが可能となる。
【実施例４】
【００３１】
図８は、本実施例の照明装置に用いられる拡散フィルム１を模式的に示す外観図である。実施例４の照明装置は、透明樹脂によって印刷されるパターンが実施例２と異なるが、その他の構成で実施例２と同じである。本実施例では透明樹脂層８をハート模様で印刷した。この拡散フィルム１を導光体上に配置すると、透明樹脂の印刷部分では光が拡散されにくいため他のエリアとコントラストが発生し、光源の点灯時にハートマークを認識することが可能となる。インクでパターンを形成したフィルムを導光体上に配置して、パターンを視認できるようにする手法は従来から知られている。本実施例の構成によれば、光の拡散を制御してパターンを視認することができ、従来とは異なる視覚表現が可能となる。例えば、非常に透明性の高い導光体を照明装置に使用すると、ある一定の角度からのみハート模様を認識でき、それ以外の角度では反対側が透けて見える。本実施例では模様をハートマークとしたが、その他の模様や文字や記号を表現することもできる。
【実施例５】
【００３２】
図９に、本実施例の表示装置の断面構成を模式的に示す。図６の照明装置の上に液晶パネル７を配置した。光源３の光は導光体４に入光し、導光体４に設けた下プリズムによって出射面から出射して拡散フィルム１を介して液晶パネル７を照明する。導光体４をフレーム５で覆うことによって、高輝度な液晶表示を実現できる。ここで、実施例１で説明した拡散フィルム１を用いる。拡散フィルム１には、液晶パネル７のドットよりも細かいサイズとピッチで透明樹脂がグラデーション状に印刷されている。これにより、より精細な諧調で光の拡散を制御することができ、拡散ムラを防いで表示装置に発生するモアレを防ぐことができる。
【００３３】
なお、上述の各実施例では、光源に点光源を用いており、サイドビュータイプの白色ＬＥＤを想定しているが、トップビューでも砲弾型でも白色以外の色でもかまわない。導光体はゼオノア、ＰＭＭＡ、ＰＣ等の透明樹脂の成形品を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明に係る照明装置、及び、表示装置は、例えば、携帯電話、ＰＤＡ、カーナビゲーション、テレビ等の表示機器やアミューズメントやデザイン照明機器に適用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１  拡散フィルム
２  ドット
３  光源
４  導光体
５  フレーム
６  反射フィルム
７  液晶パネル
８  透明樹脂
９  拡散材
１０  透明ベースフィルム
１１  樹脂層
１２  拡散層
【図１】
2011014412.tif 000003
【図２】
2011014412.tif 000004
【図３】
2011014412.tif 000005
【図４】
2011014412.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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