(57)【要約】【課題】  プリズムシートを用いなくても、高輝度且つ輝度ムラのない照明装置、及び、表示装置を提供する。【解決手段】  プリズムシートを用いなくても、導光体からの出射光が導光体の垂直方向から出射する構成とする。そのため、ＬＥＤ１０からの光を入射して上面の出射面１１ａから出射する導光体１１に、光を屈折又は反射させる反射面１２ａを有する反射構造１２を形成し、反射構造が形成された面、すなわち、出射面１１ａとこの出射面に対向する対向面１１ｂの少なくとも一方の面と、反射面１２ａのなす角を３８度から５６度とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの光が入射する入光面と、前記光を出光する出射面と、前記出射面に対向する対向面と、を有する導光体を備え、
光を屈折又は反射させる反射面を有する複数の反射構造が前記出射面と前記対向面の少なくとも一方に形成されるとともに、
前記反射構造が形成された面と前記反射面とのなす角度が３８度〜５６度であることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記反射構造が形成された面と前記反射面とのなす角度が、反射構造の設けられた位置に応じて異な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】
前記反射構造が形成された面と前記反射面とのなす角度が、反射構造の設けられた位置によらず一定の角度であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記導光体には、前記出射面の中央部上方に集光する集光手段が設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記集光手段は、前記出射面と前記対向面の少なくとも一方の面に形成した傾斜面であることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記傾斜面が、前記導光体の外周部に形成されたことを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記傾斜面が、前記入光面の側に形成されたことを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【請求項８】
前記傾斜面の傾斜角が０．１〜３０度であることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記入光面の高さより、前記光源の発光面の高さが高いことを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記入射面の高さ方向での中心線と、前記光源の発光面の高さ方向の中心線が略一致することを特徴とする請求項７または９に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記光源が点光源であり、前記反射面が前記光源の発光面に向くように前記複数の反射構造が配置されたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記入光面に切り欠き部を設け、この切り欠き部から前記光源の光を導光板内に入射させることを特徴とする請求項１１に記載の照明装置。
【請求項１３】
請求項１〜請求項１１のいずれかに記載された構成の照明装置と、前記照明装置の発光面側に設けら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、照明装置、及び、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＬＥＤから出射された光を、光を導光する導光体の側面から入射して、導光体の上面から出射し、この光をプリズムシートにより集光してバックライトの輝度を向上させる照明装置が一般に知られている。
【０００３】
図１９に従来のプリズムシートを２枚使用する照明装置の断面図を示す。図示するように、光を出射するＬＥＤ２０の側方には、ＬＥＤ２０から出射された光を導光する導光体２１が配置されている。導光体２１の光を出射する面（以下、出射面２１ａと称す）の反対側の面（以下、対向面２１ｂと称す）には多数の溝部２２が形成されている。導光体２１に入射した光はこの溝部２２で反射して、図１９中に矢印で示すように導光体の出射面２１ａに対し略６０度の角度をなして出射する。導光体２１の対向面側には光を反射する反射シート２３が配置され、導光体２１の出射面側には光を拡散する拡散シート２４が配置される。さらに、拡散シート２４の上方に、光を垂直方向に指向させて出射するプリズムシート２５が２枚積層して配置される。プリズムシート２５の上面には、頂角が９０度の三角形状の凸部（この凸部をプリズム２６という）が列状に多数形成されている。下側のプリズムシート２５ａと上側のプリズムシート２５ｂは、上方から見たときに互いのプリズムが略直交するように配置される。これらのプリズムシートにより導光体２１から出射された光は垂直方向に指向される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図２０にプリズムシートを１枚使用する従来の照明装置の断面図を示す。図示するように、ＬＥＤ２０の側方には対向面２１ｂに多数の溝部２２が形成された導光体２１が配置されている。導光体２１に入射した光はこの溝部２２で反射して、図２０中に矢印で示すように導光体２１の出射面２１ａに対し略３０度の角度をなして出射する。導光体２１の対向面側には反射シート２３が配置され、出射面側には、光を垂直方向に指向して出射させる一体型プリズムシート２７が配置される。プリズムシート２７の下面には、頂角が６０度のプリズム２６が列状に多数形成されている。この様な構成のプリズムシート２７により導光体２１から出射された光は垂直方向に指向される。さらに、プリズムシート２７の上面には、拡散シート２４が配置されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−２７１７７４号公報（図１）
【特許文献２】特開２０００−２１５７１９号公報（図３，図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１や２に開示された照明装置では、導光体から出射した出射光を導光体の垂直方向に指向させるためにプリズムシートが必要不可欠であるため、プリズムシートを設置した分、照明装置の厚さや重量が増大してしまう。さらに、コストの高いプリズムシートの使用により照明装置のコストが増大してしまうという問題がある。
【０００６】
また、プリズムシートのプリズムピッチと液晶パネルの画素ピッチが略同じ幅か整数倍の幅にあたるときに、プリズムピッチと画素ピッチとが干渉して、照明装置を正面から見たときに明暗模様が現れてしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、プリズムシートを用いなくとも、高輝度且つ輝度ムラのない照明装置、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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の照明装置は、導光体の出射面と対向面の少なくとも一方に、光を屈折又は反射させる反射面を有する反射構造を形成し、反射構造が形成された面と反射面とのなす角度の範囲を３８度から５６度とした。
【０００９】
さらに、導光体に、出射面の中央部上方に光を集めるための集光手段を形成した。導光体の反射面と対向面の少なくとも一方に形成した傾斜面を集光手段として用いることとした。この傾斜面を導光体の外周部に形成した。あるいは、この傾斜面を入光面の側に形成した。
【００１０】
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と、非自発光型の表示素子を備えているため、プリズムシートを用いなくとも高輝度且つ輝度ムラのない表示装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、プリズムシートを用いなくても高輝度且つ輝度ムラのない表示装置が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の照明装置は、光源からの光が入射する入光面と、この光を導光して出光する出射面と、この出射面に対向する対向面を有する導光体を備えており、光を屈折又は反射させる反射面を有する複数の反射構造が出射面と対向面の少なくとも一方に形成されるとともに、反射構造が形成された面と反射面とのなす角度が３８度〜５６度の範囲にある。このような構成によれば、プリズムシートを用いなくても出射面に対して略垂直な方向から光が出射するようになる。ここで、反射構造が形成された面と反射面とのなす角度は、反射構造の設けられた位置に応じて変える場合も、位置によらず一定とする場合もある。また、本発明の表示装置は、上述の構成の照明装置の出射面側に、非自発光型の表示素子を備えることとした。このような構成によれば、プリズムシートを用いなくとも高輝度且つ輝度ムラのない表示装置が実現できる。
【００１３】
さらに、導光体に、出射面の中央部上方に集光する集光手段を設けることとした。これにより、照明装置あるいは表示装置の観測者の視点にあわせて輝度が最適になるように設定することができる。
【００１４】
ここで、集光手段として、出射面と対向面の少なくとも一方の面に傾斜面を形成することとした。このような構成では、別途集光のための部品を用意する必要がないため、工数及びコストを削減することができる。また、この傾斜面は、導光体の入光面の側に形成してもよいし、導光体の外周部わたって形成してもよい。傾斜面の傾斜角の範囲として０．１〜３０度程度であれば、中央部に集光できるようになる。
【００１５】
さらに、導光体の入光面より、光源の発光面が高くなるように構成した。このような構成によれば、発光面から出射された光が傾斜面へ入射する角を大きくすることができるため、光をより大きく屈折させることができる。したがって、出射面中央部上方への集光能力を高めることができる。さらに、導光体を厚くすることなく集光能力を高めることができるため、照明装置をより薄型化することができる。
【００１６】
あるいは、入射面の高さ方向での中心線と、光源の発光面の高さ方向の中心線が略一致するように構成した。このような構成によれば、発光面の中心部から出射される高輝度の光を効率的に入射面に入射させることができるため、出射面中央部上方への集光能力を高めることができる。
【００１７】
また、光源として点光源を用い、反射構造の反射面が光源の発光面に向くように複数の反射構造を配置することとした。例えば、点光源を中心とする同心円上に反射構造を配列することとした。このような配列によれば、発光面における反射効率の均一化が可能になり、発光面内のムラが減少する。さらに、導光体の入光面に切り欠き部を設け、この切り欠き部の２辺と２つの点光源をそれぞれ対向させて、この切り欠き部から光源の光を導光板内に入射させる構成とした。このような構成により、２つの点光源を用いても反射構造を配置する同心円が一つになるため、照明装置の左右の見栄えの差をより小さくすることができる。
【００１８】
以下に、本発明に係る照明装置、及び、表示装置の実施例について図を参照して説明する。本実施例では、光源としてＬＥＤ素子を、非自発光型の表示素子として液晶パネルを用いた構成を例に説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１に本実施例の照明装置を有する表示装置の断面構成を模式的に示す。図示するように、光を出射するＬＥＤ１０の側方に、ＬＥＤ１０から出射された光を導光する導光体１１が配置されている。導光体１１には光を出射する面（この面を出射面と称す）と出射面と対向する面（この面を対向面と称す）があり、この対向面１１ｂには、光を屈折・反射させる多数の凹状の反射構造１２が形成されている。この反射構造１２は、光を屈折又は反射させる反射面を備えている。また、図示するように、導光体１１の対向面側には光を反射する反射シート１３が配置され、導光体１１の出射面側には光を拡散する拡散シート１４が配置されている。さらに、拡散シート１４の上方には、非自発光型の表示素子である液晶パネル１５が配置されている。ここでは、光源としてＬＥＤ１０を用いたが、これ以外にも光源として冷陰極管等を用いてもよい。
【００２０】
導光体に形成された反射構造１２は別部材として取り付けられているわけではなく、導光体の対向面１１ｂに内側に窪んだ凹部により形成されたものである。本実施例では、樹脂を型成形することで導光体１１を形成しているため、導光体１１の型成形時に反射構造１２を容易に形成することが可能である。ここでは、導光体１１をポリカーボネートにより形成し、導光体１１の屈折率は１．５８程度である。これ以外の材料、例えばアクリル等を用いて導光体１１を形成してもよい。
【００２１】
以上の説明は、反射構造１２を導光体の対向面１１ｂに形成した構成を例に行ったが、反射構造１２の形成位置はこれに限らない。図２は反射構造１２の他の形成部位等を例示する模式図である。すなわち、図２（ａ）は出射面１１ａに反射構造１２が形成された構成であり、図２（ｂ）は対向面１１ｂと出射面１１ａの両方に反射構造１２が形成された構成である。また、反射構造１２は凹状に限らず、凸状の反射構造１２としてもよい。図２（ｃ）は、凸状の反射構造１２を導光体の対向面１１ｂに形成した構成を示す模式図である。また、上述した反射構造１２の形成位置以外にも種種の組合せが可能なことは当業者にとっては明らかなことである。
【００２２】
次に、反射構造１２の個々の形状について説明する。図３は反射構造１２の個々の形状を模式的に示す斜視図である。図３（ａ）に四角錘状の反射構造１２を示す。ここでは、反射構造１２の傾斜面（この面を反射面１２ａとする）と導光体１１（図１の場合には対向面１１ｂ）とのなす角を４５度とした。また、反射構造１２の一辺の大きさは５〜２００マイクロメートル程度である。反射構造１２は四角錘状に限らず、反射面１２ａと導光体１１のなす角が４５度の形状であればよい。図３（ｂ）に三角錐状の反射構造を、図３（ｃ）に断面が直角三角形状の反射構造を、図３（ｄ）に断面が二等辺三角形状の反射構造を示す。
【００２３】
次に、反射構造１２の配列について図４を用いて説明する。図４は導光体に形成された反射構造１２の配列例を模式的に示す平面図である。なお、反射構造１２は、実際には数万個形成されている。図４（ａ）に、導光体１１の側方にＬＥＤ１０を２個均等に設置した場合を例示する。すなわち、導光体１１を幅方向の図中一点鎖線で示す中心線で左右に分けたとき、右半分の部分に配置された反射構造１２Ｒは、右側のＬＥＤ１０Ｒを中心とした同心円上に配置され、左半分の部分に配置された反射構造１２Ｌは、左側のＬＥＤ１０Ｌを中心とした同心円上に配置されている。ここで、反射構造１２Ｌはその反射面１２ａがＬＥＤ１０Ｌを向くように、反射構造１２Ｒはその反射面１２ａがＬＥＤ１０Ｒを向くように配置されている。また、図４（ｂ）に反射構造１２を矩形状に配置した構成を、図４（ｃ）に反射構造１２を千鳥掛け状に配置した構成を示す。また、図４（ｄ）にＬＥＤ１０Ｌ，１０Ｒを中心線寄りに配置した構成を示す。図４（ｅ）にＬＥＤ１０Ｌ，１０Ｒを中心線寄りに配置してＬＥＤ１０Ｌ，１０Ｒの光の出射方向を導光体１１の側面方向へ傾斜させた構成を示す。このとき、反射構造１２Ｌは、その反射面１２ａがＬＥＤ１０Ｌを向くように配置され、反射構造１２Ｒは、その反射面１２ａがＬＥＤ１０Ｒを向くように配置される。図４（ｄ）と図４（ｅ）に示したＬＥＤの配置によれば、反射構造１２Ｌ，１２Ｒを配置する同心円をひとつにすることができるため、照明装置の左右の見栄えの差をより小さくすることができる。
【００２４】
次に、本実施例に係る照明装置の導光体１１の内部での光線の光路について説明する。図５に反射構造１２の反射面１２ａと導光体（対向面１１ｂ）のなす角を４５度とした場合の導光体１１内部に入射した光の光路を示す。なお、図５では、導光体１１の出射面１１ａに対して平行に入射する光線と、導光体１１の出射面１１ａに対して３０度程度の角度をなして入射する光線の光路について説明するが、実際にはこれらの光線以外の光線が多数存在している。図示するように、導光体１１の出射面１１ａと平行に入射され反射構造１２の反射面１２ａの頂部付近に当たる光線Ａ１は、反射面１２ａで反射される。反射面１２ａで反射された光線Ａ２は、出射面１１ａから出射面に対して垂直な方向に出射する。一方、反射面１２ａの中央付近に当たる光線ａ１は、反射面１２ａで屈折して導光体１１の外部（凹部内）へ出射する。出射したこの光線ａ２は、再び導光体１１の内部に屈折して入射する。入射したこの光線ａ３は、隣接する反射構造１２の反射面１２ａで反射する。反射したこの光線ａ４は、出射面１１ａから外部へ、出射面１１ａに対して垂直寄りの方向に出射する。すなわち、光線ａ１から光線ａ４で示す光線は、光線ａ１と光線ａ２が１回ずつ計２回屈折した後、光線ａ３が１回反射されることで導光体１１の出射面１１ａに対して垂直な方向に指向される。
【００２５】
以下、反射構造１２の反射面１２ａと導光体１１の対向面１１ｂのなす角度が４０度、５０度、３５度、６０度である構成について、導光体内部での入射光の光路について説明する。なお、導光体１１の出射面１１ａに対して平行に入射する光線と、導光体１１の出射面１１ａに対して３０度程度の角度で入射する光について説明するが、実際にはこれらの光線以外の光線が多数存在している。
【００２６】
図６は反射面１２ａと対向面１１ｂのなす角度が４０度の導光体内の光路を示す模式図である。図示するように、出射面１１ａと平行に入射され反射構造の反射面１２ａの頂部付近に当たる光線Ｂ１は、反射構造の反射面１２ａで反射される。反射面１２ａで反射された光線Ｂ２は、導光体１１の出射面１１ａから外部へ、出射面１１ａに対して垂直な方向に出射する。一方、反射構造の反射面１２ａの中央付近に当たる光線ｂ１は、反射構造の反射面１２ａで屈折して導光体１１の外部へ出射する。導光体１１の外部へ出射した光線ｂ２は、導光体１１の表面で屈折して再び導光体１１の内部に入射する。再び導光体１１の内部に入射した光線ｂ３は、反射構造１２の反射面１２ａで反射する。反射面１２ａで反射した光線ｂ４は、導光体１１の出射面１１ａから外部へ、出射面１１ａに対して垂直寄りの方向に出射する。すなわち、光線ｂ１から光線ｂ４で示す光線は、光線ｂ１と光線ｂ２が１回ずつ計２回屈折した後、光線ｂ３が１回反射されることで導光体１１の出射面１１ａに対して垂直な方向に指向される。
【００２７】
図７は反射面１２ａと対向面１１ｂのなす角度が５０度の導光体内の光路を示す模式図である。図示するように、出射面１１ａと平行に入射され反射構造の反射面１２ａの頂部付近に当たる光線Ｃ１は、反射構造の反射面１２ａで反射される。反射面１２ａで反射された光線Ｃ２は、導光体の出射面１１ａから外部へ、出射面１１ａに対して垂直な方向に出射する。一方、反射構造の反射面１２ａの中央付近に当たる光線ｃ１は、反射構造の反射面１２ａで屈折して導光体１１の外部へ出射する。導光体１１の外部へ出射した光線ｃ２は、導光体１１の表面で屈折して再び導光体１１の内部に入射する。再び導光体１１の内部に入射した光線ｃ３は、反射構造１２の反射面１２ａで反射する。反射面１２ａで反射した光線ｃ４は、導光体の出射面１１ａから外部へ、出射面１１ａに対して垂直な方向に出射する。すなわち、光線ｃ１から光線ｃ４で示す光線は、光線ｃ１と光線ｃ２が１回ずつ計２回屈折した後、光線ｃ３が１回反射されることで導光体の出射面１１ａに対して垂直な方向に指向される。
【００２８】
図８は反射面１２ａと対向面１１ｂのなす角度が３５度の導光体内の光路を示す模式図である。図示するように、導光体の出射面１１ａと平行に入射され反射構造の反射面１２ａの頂部付近に当たる光線Ｄ１は、反射構造の反射面１２ａで反射される。反射面１２ａで反射された光線Ｄ２は、導光体の出射面１１ａから外部へ、出射面１１ａに対して垂直寄りの方向に出射する。一方、反射構造の反射面１２ａの中央付近に当たる光線ｄ１は、反射構造の反射面１２ａで屈折して導光体１１の外部へ出射する。導光体１１の外部へ出射した光線ｄ２は、導光体１１の表面で屈折して再び導光体１１の内部に入射する。再び導光体１１の内部に入射した光線ｄ３は、反射構造の反射面１２ａで反射することなく導光体１１の側面に達する。すなわち、光線ｄ１から光線ｄ３で示す光線は、光線ｄ１と光線ｄ２が１回ずつ計２回屈折した後、光線ｄ３が導光体１１の側面に達するため、導光体の出射面１１ａから出射することができない。
【００２９】
図９は反射面１２ａと対向面１１ｂとのなす角度が６０度の導光体内の光線を示す模式図である。図示するように、導光体の出射面１１ａと平行に入射され反射構造の反射面１２ａの頂部付近に当たる光線Ｅ１は、反射構造の反射面１２ａで反射される。反射面１２ａで反射された光線Ｅ２は、導光体の出射面１１ａで導光体１１の内部側に反射する。導光体１１の内部側に反射した光線Ｅ３は、導光体１１の側面に達する。すなわち、光線Ｅ１は、導光体の出射面１１ａから出射することができない。一方、反射構造の反射面１２ａの中央付近に当たる光線e１は、反射構造の反射面１２ａで屈折して導光体１１の外部へ出射する。導光体１１の外部へ出射した光線e２は、導光体１１に当たらずにそのまま直進する。すなわち、光線e２で示す光線は導光体１１の内部に再び入射することができない。
【００３０】
以上のように、反射構造の反射面１２ａと導光体の対向面１１ｂのなす角度を４０度、４５度、５０度とした場合には、導光体の出射面１１ａから出射される光線は出射面１１ａに対して垂直な方向に出射するが、反射面１２ａと対向面１１ｂのなす角度を３５度、６０度とした場合には、導光体の出射面１１ａから出射する光線の数が減少するか無くなってしまうことが分かる。
【００３１】
次に、反射構造の反射面と導光体の対向面のなす角度と出射面の正面での光線本数との関係を測定した。図１０に測定に用いた照明装置と測定装置の構成を模式的に示す。図１０（ａ）に示すように、測定の対象となる導光体１１は、縦３０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍであり、この導光体１１の側方に２基のＬＥＤ１０が均等に設置されている。また、反射構造１２は、ＬＥＤ１０を中心とする同心円上に配置され、全て反射構造１２の反射面１２ａがＬＥＤ１０を向くように配置されている。図１０（ｂ）に示すように、この導光体１１には対向面１１ｂに四角錐状の反射構造１２を３２０００個形成した。図１０（ｃ）に示すように、導光体１１の中央部の上方１５０ミリメートルの位置に半径が約２０ミリメートルの円形の受光器１９を設置する。ＬＥＤ１０からは１０万本の光線を導光体１１に入射し、受光器１９に入射する光線の本数を測定し、この測定結果から反射構造の反射面１２ａと導光体の対向面１１ｂの成す角が４５度のときの輝度を基準とし、反射面１２ａと対向面１１ｂの成す角度を変化させたときの相対輝度を求めた。この結果を図１１に示す。相対輝度の値が基準の８割以上あれば許容できるとした場合、反射面１２ａと対向面１１ｂのなす角度は、図１１に示すように、３８度から５６度の範囲内にあればよいということが分かる。
【００３２】
このように、導光体の出射面と対向面の少なくとも一方に、光を屈折又は反射させる反射面を形成し、出射面又は対向面と反射面とのなす角の範囲を３８度から５８度とすることにより、プリズムシートを用いなくとも出射面に対して垂直な方向から光を出射させることができる。
【実施例２】
【００３３】
図１２に本実施例の照明装置を有する表示装置の断面構成を模式的に示す。本実施例では、導光体１１に傾斜面１６を形成したことや、導光体１１とＬＥＤ１０の高さ方向の配置位置を工夫した点で前述の実施例１と大きく異なっている。その他の構成については実施例１と同様とすることができる。そのため、重複する説明については適宜、省略する。図示するように、光源であるＬＥＤ１０の側方には導光体１１が設けられている。ここでは、導光体１１の下方には光を反射する反射シート１３が、導光体１１の上方には光を拡散する拡散シート１４が配置されている。拡散シート１４の上方には、液晶パネル１５が配置されている。また、導光体１１の対向面１１ｂに、光を屈折又は反射させる多数の凹状の反射構造１２が形成されている。そして、導光体１１の出射面１１ａのＬＥＤ１０側の部分とＬＥＤ１０側とは反対側の部分に傾斜面１６を形成した。すなわち、導光体１１の出射面１１ａの断面形状を台形状とした。ここで、傾斜面１６と出射面１１ａのなす角が０．１度から３０度の範囲内となるように導光体が構成されている。
【００３４】
図１３に、この実施例２に関連する導光体の構成例を示す。すなわち、出射面１１ａのＬＥＤ１０側にのみ傾斜面１６が形成された導光体の断面構成を図１３（ａ）に模式的に示す。図１３（ｂ）は、出射面１１ａのＬＥＤ１０側とは反対側の部分にのみに傾斜面１６が形成された導光体の断面構成を示す模式図である。図１３（ｃ）は、ＬＥＤ１０側の傾斜面１６とＬＥＤ１０側とは反対側にある傾斜面１６が導光体１１中央部で交わるように形成された導光体の断面構成を示す模式図である。ここでは、導光体の断面形状が三角形状となっている。また、図１３（ｄ）は、対向面１１ｂのＬＥＤ１０側の部分とＬＥＤ側とは反対側の部分に傾斜面１６が形成された導光体の断面構成を示す模式図である。ここでは、対向面１１ｂの断面形状を台形状としている。また、図１３（ｅ）は、出射面１１ａと対向面１１ｂのＬＥＤ１０側の部分とＬＥＤ１０側とは反対側の部分に傾斜面１６が形成された導光体の断面構成を示す模式図である。ここでは、出射面１１ａと対向面１１ｂの断面形状を台形状となっている。
【００３５】
あるいは、出射面の全周に亘って傾斜面を形成してもよい。図１４はこの構成、すなわち、出射面１１ａの全周に亘って傾斜面１６が形成された導光体１１を有する照明装置を模式的に示す外観図である。また、上述した傾斜面１６の形成位置以外にも種種の組合せが可能なことは当業者にとっては明らかなことである。
【００３６】
図１５に、出射面１１ａが平坦な導光体１１と本実施例のように傾斜面１６を有する導光体１１の光の出射方向を模式的に示す。ここでは、照明装置からの光を実際に使用する観察者の視点Ｖｐを想定して説明する。図１５（ａ）は導光体１１の出射面１１ａが平坦な場合を表している。このような構成では、図中の矢印で示すように、出射面１１ａから出射する光は出射面１１ａに対して垂直な方向に出射する。これに対して、図１５（ｂ）に、出射面１１ａに傾斜面１６を備える構成を示している。この場合、図中の矢印で示すように、出射面１１ａを通る光は出射面１１ａに対して垂直な方向に出射するが、傾斜面１６を通る光は視点Ｖｐの方向に屈折する。このように、本実施例の照明装置では、視点Ｖｐに光が集光されることにより、視点Ｖｐにおける輝度を増大させることができる。また、集光手段として導光体１１の出射面１１ａ又は対向面１１ｂの少なくとも一方に形成した傾斜面１６を用いているので、集光のための部品を用意する必要がなく、工数及びコストを削減することができる。
【００３７】
次に、ＬＥＤの光が入射する、導光体の入光部について説明する。図１６は、導光体１１のＬＥＤ１０側の側面に拡散構造１７が設けられた導光体１１の構成を模式的に示す上面図である。この拡散構造１７は、ＬＥＤ１０から出射された光を拡散させて導光体内部に入射させるために導光体の入射部に設けられている。ここでは、導光体側面のＬＥＤ１０と対向する部分にのみ三角形状の拡散構造１７が設けられている。また、導光体の入光面全体に拡散構造を設けた構成を図１７に模式的に示す。すなわち、図１７（ａ）は、導光体１１のＬＥＤ１０側の側面の略全面に亘って三角形状の拡散構造１７が連続的に形成された構成を示す模式図である。図１７（ｂ）に示すように、大小の三角形状の拡散構造１７を導光体の入光面の略全面に亘って、交互に、且つ、連続的に形成してもよいし、図１７（ｃ）に示すように、半球形状の拡散構造１７を連続的に入光面の略全面に亘って形成してもよい。このように、拡散構造１７を導光体の入光面の略全面に亘って形成した場合、導光体内部からＬＥＤ１０側に出てしまった光を反射させて再び導光体内部に入射させる際にも、この入射光を拡散させることができるため、光の拡散をより効率よく行うことができる。
【００３８】
次に、本実施例における導光体の入光部とＬＥＤの位置関係について図１８を用いて説明する。図１８（ａ）は、ＬＥＤ素子を封入する筐体１８の外観を示す模式図である。この筐体１８には開口部１８ａが形成されており、この開口部をＬＥＤ１０の発光面１８ｂとする。なお、発光面１８ｂから出射される光は樹脂中の蛍光体により散乱されて出向されるが、発光面１８ｂの中心部の輝度は若干高いものとなっている。図１８（ｂ）は導光体の入光部とＬＥＤの発光面との位置関係を説明する断面図である。図示するように、傾斜面１６は導光体の入光面側に形成されている。したがって、導光体の厚みよりも入光面の高さｈは薄くなっている。そして、導光体１１の入光面１１ｃの高さｈより、ＬＥＤ１０の発光面１８ｂの高さＨが高くなっている。このような構成により、傾斜面１６と導光体１１の出射面１１ａのなす角度を大きく保つことができるため、光をより大きく屈折させることができ、視点Ｖｐ（図１５（ｂ）参照）方向へ集光する効果をより高めることができる。さらに、導光体１１を厚くすることなく集光能力を高めることができるため、照明装置をより薄型化することができる。
【００３９】
さらに、図１８（ｂ）に一点鎖線で示したように、導光体１１の入光面１１ｃの高さ方向の中心線と、ＬＥＤ１０の発光面１８ｂの高さ方向の中心線とが一致するように配置する。これにより、発光面１８ｂの中心部から出射される高輝度の光を効率的に入光面１１ｃに入射させることができるため、発光面１８ｂから出射される光を導光体１１の傾斜面１６での視点Ｖｐ（図１５（ｂ）参照）方向へ集光する効果をより高めることができる。本図では、傾斜面を出射面に設けた構成を例に説明しているが、図１３で示した構成などでも同様である。
【００４０】
このように、本発明によれば、プリズムシートがなくとも実用上問題のない輝度やムラが実現できるが、本発明の照明装置の出射面側にプリズムシートを設けて観測者の視点に光を集めることもできるのは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
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に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】導光体に形成される反射構造を模式的に示す斜視図である。
【図４】導光体の反射構造の配列を模式的に示す平面図である。
【図５】反射構造の反射面と導光体の対向面のなす角が４５度の時の導光体内の光路図である。
【図６】反射構造の反射面と導光体の対向面のなす角が４０度の時の導光体内の光路図である。
【図７】反射構造の反射面と導光体の対向面のなす角が５０度の時の導光体内の光路図である。
【図８】反射構造の反射面と導光体の対向面のなす角が３５度の時の導光体内の光路図である。
【図９】反射構造の反射面と導光体の対向面のなす角が６０度の時の導光体内の光路図である。
【図１０】照明装置から出射した光線本数の測定を説明するための構成図である。
【図１１】反射面と対向面とのなす角度に対する相対輝度を示した図表である。
【図１２】本発明の実施例２に係る表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１３】本発明の導光体の形状を模式的に示す断面図である。
【図１４】本発明の導光体の外観を示す斜視図である。
【図１５】導光体からの光の出射方向を模式的に示す図である。
【図１６】導光体の入光部に拡散構造が形成された構成を示す平面図である。
【図１７】入光部の拡散構造を説明する模式図である。
【図１８】本発明で用いるＬＥＤと導光体を説明する模式図である。
【図１９】従来のプリズムシートを２枚使用する照明装置の断面図である。
【図２０】従来のプリズムシートを１枚使用する照明装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  ＬＥＤ
１１  導光体
１１ａ  出射面
１１ｂ  対向面
１１ｃ  入光面
１２  反射構造
１２ａ  反射面
１３  反射シート
１４  拡散シート
１５  液晶パネル
１６  傾斜面
１７  拡散構造
１８  筐体
１８ａ  筐体開口部
１８ｂ  発光面
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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