(57)【要約】【課題】  プリズムシートを用いることなく、導光板の出射面に対して寝た方向へ出射される光を制御して、光源付近に発生する目玉やホットスポットを防ぎ、照明装置および液晶表示装置の輝度ムラを防ぐ。【解決手段】  光源１と導光板２の有効発光エリア１０の間に、出射面３と平行に光吸収体４を配置する。この光吸収体４により、出射面３の垂線方向に対して寝た方向へ出射する強度の高い光を吸収する。そのため、プリズムシートを用いることなく、薄型で輝度ムラのない照明装置および液晶表示装置が実現できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源の側方に配置され、前記光源からの光が入射される入光面と、光を出射する出射面とを有する導光板と、
前記導光板に形成された、前記光源からの光を反射して前記導光板の出射面に対して垂直方向に光を出射させる反射構造体と、
前記出射面と平行に配置された光吸収体を備え、
前記出射面は、被照射体に有効な光を出射する有効発光エリアと、その外側の非有効発光エリアを持ち、
前記光吸収体を前記光源側の非有効発光エリアに対向させて設けることにより、前記出射面から出射する光のうち、前記光源側の非有効発光エリアから出射する光は前記光吸収体により吸収され、前記有効発光エリアから出射する光は前記出射面に対して垂直方向に出射することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記導光板の下方に配置された反射板を備えるとともに、前記反射板の前記導光板と対向する面に、前記光吸収体が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記導光板の上方に配置された拡散板を備えるとともに、前記拡散板の前記導光板と対向する面に、前記光吸収体が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記光吸収体が黒色インクを印刷することにより形成されたことを特徴とする請求項２または３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記光吸収体が黒色テープを貼付することにより形成されたことを特徴とする請求項２または３に記載の照明装置。
【請求項６】
前記光源が複数個存在するとともに、前記光吸収体が、前記複数の光源のそれぞれに対応するように分割して設けられたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記反射構造体が、前記導光板の前記有効発光エリアと前記非有効発光エリアに形成されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記反射構造体が、前記出射面とは反対側の裏面に形成されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載された構成の照明装置と、前記照明装置の出射面の上方に配置された非自発光型の表示素子を備えることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光面が平面型の照明装置及びこれを用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話、ＰＤＡ、電子辞書等の携帯機器等には液晶表示装置が広く利用されている。液晶パネルは非自発光型であるために、液晶パネルの背面に平面型の照明装置を組み込む必要がある。この種の表示装置は日中に屋外でも見ることができるように、照明光の強度を高くする必要がある。また、表示される画像を明るくするために、ムラのない均一な発光が要求される。そのため、従来から光源を発光面の側面に設置し、発光面の上方に、プリズムシートを配置して光線の指向性を制御するサイドライト型の照明装置を用いることが知られている。一方、携帯機器用の照明装置は薄型化が求められてきている。そのため、プリズムシートを設けずに、導光板に反射構造体を形成し、この反射構造体により光源からの光を反射して、発光面から高輝度で輝度ムラのない照明光を出射するサイドライト型の照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図９（ａ）は、プリズムシートを用いない従来の照明装置の模式的な上面図である。照明装置の有効発光エリア１０は、リムシート７の開口と同じ領域であり、フレーム１１の内部に納まっている。図９（ｂ）に、図９（ａ）のＡ−Ａ’断面を模式的に示す。照明装置は、光源１と、光源１の側方に配置された導光板２を備えている。導光板２の出射面３上には拡散板５が、導光板２の背面には反射板６が配置されている。さらに、拡散板５の上には照明装置の有効発光エリア１０の周囲にリムシート７が設けられる。光源１、導光板２、反射板６、リムシート７が設けられた拡散板５は、フレーム１１内に収納されている。
【０００４】
導光板２の側面に配置された光源１から出射した光は、導光板２内に入光面から導入する。導光板２の出射面３と対向する対向面（裏面）には、図示しないが、複数の反射構造体が形成されている。導光板２の出射面３と裏面との間に閉じ込められた光は、反射構造体で反射され、導光板２の出射面３から出射される。従って、反射構造体を適宜設定することにより、導光板２に閉じ込められた光を、導光板２の出射面３から取り出すことができる。また、反射板６は、導光板２の裏面から漏れ出した光を再び導光板２に向けて反射し、導光板２の出射面３から取り出す照明光の強度低下を防いでいる。
【０００５】
図１０は、図９（ｂ）に示した照明装置の光源１付近を拡大して示す部分断面図で、光源１から出射される光の光路１２，１３を示している。光路１２は、反射構造体８に反射して出射面３に対して垂直方向へ出射される光線を示す。光路１３は拡散板５上に設けられたリムシート７により反射され、導光板２に出射面から入射する光線を示す。導光板２の出射面３や裏面から入射した光（光路１３）は、出射面３の垂線に対して寝た方向へ出射される。この他にも光源１付近では出射面３に対して寝た方向（導光板２の出射面３に対しておおよそ３０度以内）へ出射される光線が多く存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０４１２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の照明装置では、光源１付近の導光板の出射面からは、出射面３に対して寝た方向（導光板２の出射面３に対しておおよそ３０度以内）へ出射される光線が多く存在する。このような角度で出射する光は、光源１付近の強度が他の部位よりも高い「目玉」、「ホットスポット」と呼ばれる現象を生じさせ、照明装置および液晶表示装置の強度分布を低下させてしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、プリズムシートを用いることなく、光源付近に発生する目玉やホットスポットを解消した、薄型かつ輝度が均一な照明装置および表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明の照明装置を以下のように構成した。すなわち、光源と、光源の側方に配置され、光源からの光が入射される入光面と、光を出射する出射面を有する導光板と、導光板に形成された、光源からの光を反射して導光板の出射面に対して垂直方向に光を出射させる反射構造体をそなえる照明装置で、光吸収体を光源側の非有効発光エリアに対向させて出射面と平行に配置設けることにより、出射面から出射する光のうち、光源側の非有効発光エリアから出射する光を光吸収体により吸収し、有効発光エリアから出射する光を出射面に対して垂直方向に出射することとした。すなわち、導光板の光源付近から出射する、出射面に対して寝た方向の光を吸収することができる。
【００１０】
また、導光板の下方に反射板を設け、この反射板の、導光板との対向面に光吸収体を設ける構成とした。
【００１１】
あるいは、導光板の上方に拡散板を設け、この拡散板の、導光板との対向面に光吸収体を設ける構成とした。
【００１２】
このとき、反射構造体を、導光板の有効発光エリアと非有効発光エリアに形成してもよい。また、反射構造体を、出射面とは反対側の裏面または出射面の少なくとも一方に形成すればよい。
【００１３】
さらに、上述のいずれかの構成の照明装置を用いて非自発光型の表示素子を照明することにより、光源側で輝度ムラのない表示装置が実現できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の照明装置の構成によれば、プリズムシートを用いることなく、光源付近の出射面の垂線に対して寝た方向へ出射する光を低減させることができ、薄型で、ムラのない照明装置および表示装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の照明装置の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図２】本発明の照明装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の照明装置の構成の一部を模式的に示す拡大断面図である。
【図４】本発明の照明装置の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図５】本発明の照明装置の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図６】本発明の照明装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図７】本発明の導光板に形成された反射構造体を模式的に示す図である。
【図８】本発明の液晶表示装置の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図９】従来の照明装置の構成を模式的に示す図である。
【図１０】従来の照明装置の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の照明装置を図面に基づいて説明する。照明装置の断面構成を図１に、斜視図を図２に模式的に示す。図示するように、照明装置は、光源１の側方に導光板２が設けられた構成である。導光板２は、光源１と対向して光を入射する入光面と、光を出射する出射面３と、この出射面の反対側の裏面を有している。導光板の出射面３には有効発光エリア１０がある。出射面の有効発光エリアは、照明装置上に表示素子を配置した場合の表示可能な領域に相当する。ここで、導光板の裏面で、この有効発光エリアに対応する領域も同様に称し、有効発光エリアの外側の領域を非有効発行エリアと称する。導光板の裏面または出射面には反射構造体が形成される。この反射構造体は、光源からの光を反射して導光板の出射面に対して垂直方向に光を出射させる。このとき、反射構造体は有効発行エリアだけでなく、非有効発行エリアに形成してもよい。さらに、光源１側の非有効発光エリア（すなわち、入光面側の端部から有効発光エリアの境界までの出射面）に、光吸収体が導光板の出射面と平行に配置されている。この光吸収体により、光源側の非有効発光エリアから出射する光が吸収される。一般に、光源から導光板に入った光は導光板内を全反射して進むように構成されている。そして、導光された光が反射構造体にぶつかると反射して出射面から出ることになる。つまり、非有効発行エリアに反射構造体がある場合には、出射面の非有効発行エリアから光が出射されることとなり、輝度を均一に制御することの妨げになる。このように、導光板上にプリズムシートを設けることなく、光源付近に発生する目玉やホットスポットを防ぎ、輝度ムラのない照明装置を実現できる。
【００１７】
また、図２では、一つの光吸収体４が設けられているが、分割することもできる。図６に、光吸収体４を光源１に対応するように各々に分割して配置した構成を示す。ここでは光吸収体４は矩形形状であるが、遮光性能を低下しない形状であれば、これに限定されるものではない。また、光吸収体４を、１つの光源に対して１つ配置してもよいし、１つの光源に対して複数ずつ配置してもよい。図１、２では光吸収体は導光板の上方に配置されているが、導光板の下方に設けても同様の効果が期待できる。
【００１８】
また、本発明の表示装置は、非自発光型の表示素子と、この表示素子に光を照射する上述の構成の照明装置を備えている。これにより、光源が配置された側に発生する輝度ムラを防ぐことができる。
【００１９】
以下、本発明について、図面を用いて具体的に説明する。
【実施例１】
【００２０】
本実施例１の照明装置を図３に基づいて説明する。図３は照明装置の断面構成を示す模式図であり、光源側の部分を拡大して示している。図には、光源１から出射された光の光路が例示されている。図示するように、導光板２は平板形状で、入光面と、出射面３と、出射面３とは反対側の裏面を有し、入光面と対向するように、側方に光源１が配置されている。導光板２には有効発光エリア１０があり、この領域から出射する光が表示素子の画素表示に寄与することとなる。有効発光エリア１０の外側の、導光板２の出射面３上に、光吸収体４が導光板２の出射面３と略平行となるように配置されている。すなわち、光源側の非有効発光エリアでは出射面上に光吸収体が配置されている。また、導光板２の背後側には、裏面と相対するように反射板６が設けられている。
【００２１】
図３を用いて、光源１から出射される光の光路を説明する。光路１２は、出射面３の有効発光エリア１０から出射した光を示す。すなわち、光源１から出射した光は、導光板の裏面に形成された反射構造体８で反射して、導光板２の出射面３から出射面３に対して垂直方向に出射する。一方、光源１と導光板２の有効発光エリア１０の間、すなわち光源側の非有効発光エリアからは、光路１３に示すように、出射面３に対して垂直方向に出射せず、寝た方向（出射面３に対しておおよそ３０度以内）の角度で出射しやすい。そこで、目玉やホットスポットが発生する。図３のように、光源１側の非有効発光エリアの出射面上に光吸収体４を設けることにより、出射面３に対して寝た方向に出射する光線が吸収され、ムラのない照明装置を実現できる。
【００２２】
また、導光板２の出射面３上方に拡散板を配置した構成の照明装置を図５に模式的に示す。このとき、光吸収体４は拡散板５の下表面に導光板２と対向するように配置される。また、図示するように、光吸収体４を拡散板５上に形成することもできる。このような構成によれば、導光板２と拡散板５との外形寸法で位置合わせができるため、光吸収体４と導光板２の位置を容易に合わせることができる。拡散板５に黒色テープを貼り付けて光吸収体４としてもよいし、拡散板５に黒色インクを印刷して設けてもよい。黒色テープ、黒色インクともに光沢のない材料を使用することが望ましい。
【実施例２】
【００２３】
図５は、本実施例の照明装置を模式的に示す縦断面図である。本実施例は導光板の背後側に光吸収体が設けられている。すなわち、本実施例では、導光板２の下方に設けられた反射板６の上表面に、導光板２と対向するように光吸収体４が設けられている。つまり、反射板６に上方から入射する光のうち、寝ている方向の光は光源側の非有効発光エリアに対応する部分に多く存在するため、その部分に光吸収体４を設けることで実施例１と同様の効果を奏することとなる。また、図示するように、光吸収体４を反射板６上に形成することもできる。このような構成によれば、外形寸法によって導光板２と反射板６との位置合わせができるため、光吸収体４と導光板２の位置を容易に合わせることができる。反射板６に黒色テープを貼り付けて光吸収体としてもよいし、反射板６に黒色インクを印刷して設けてもよい。黒色テープ、黒色インクともに光沢のない材料を使用することが望ましい。
【実施例３】
【００２４】
図８は、本実施例の液晶表示装置を模式的に示す断面図である。本実施例では、液晶表示素子１７が照明装置１６により照射される構成である。液晶パネル１５は、２枚のガラス基板の間隙に（図示しない）液晶層をシール材により封入した構成である。この液晶パネル１５の上下面に偏光板１４を貼り付けて液晶表示素子１７が構成されている。液晶表示素子１７の下部には、照明装置１６が設置され、液晶表示素子１７の背面から照明光を照射する。照明装置１６は、光源１と、光源１の側方に配置した導光板２と、導光板１の背面に設置した拡散板５と、導光板１の出射面上に設置した反射板６と、リムシート７を備え、さらに、光源１側の非有効発光エリアに、導光板２の出射面と平行に光吸収体４が配置される。なお、光吸収体４の配置場所はこれに限らず、上述の各実施例で説明した構成を用いることができる。
【００２５】
また、上述の実施例１〜３で用いる光源１としてＬＥＤを例示することができる。導光板２には、アクリル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）等の透光性プラスチック材料やガラスを使用することができる。
【００２６】
また、上述の各実施例では、反射構造体８を導光板の裏面に形成したが、光源１からの光を導光板２の出射面３に対して垂直方向に反射する機能を備えていれば、導光板２の出射面３に形成してもよいし、出射面３と裏面の両方に形成してもよい。図７は、反射構造体８の形状を説明する上面図および斜視図である。図７（ａ）に示す反射構造体８は、２つの長方形からなる形状である。図７（ｂ）に示す反射構造体８は、四角錐形状であり、図７（ｃ）に示す反射構造体８は、三角錐形状である。これらの反射構造体８は、光源からの光を反射する反射面１８を備える。いずれの形状を用いる場合でも、反射面１８の底辺が、光源１からの光の光路に対してほぼ９０度となるように反射構造体８を配置することにより、照明装置の輝度ムラを防ぐことができる。なお、反射構造体８は数μｍから数百μｍのサイズで形成され、図示した形状に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００２７】
１  光源
２  導光板
３  出射面
４  光吸収体
５  拡散板
６  反射板
７  リムシート
８  反射構造体
１０  有効発光エリア
１１  フレーム
１２  光線
１３  光線
１４  偏光板
１５  液晶パネル
１６  照明装置
１７  液晶表示素子
１８  反射面
【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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【図９】
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【図１０】
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