(57)【要約】【課題】簡易な構成で広い範囲を均一な輝度で照明することが可能な照明装置および液晶表示装置を提供する。【解決手段】１枚の大きな拡散反射板３０上に導光板１２を複数枚並べる。大画面の液晶表示パネルを均一な輝度でムラなく照明することが可能になる。導光板１２は大画面の液晶表示パネルを分割したサイズの小型のものを用いることができる。このような小型の導光板１２は反りや歪みのないものが得やすく、容易に大画面の液晶表示パネルを均一な輝度でムラなく照明することができる。小型の導光板１２を用いることで、導光板を形成する際の歩留まりが向上するとともに、金型のコストも低く抑えることが可能になり、バックライト１０のローコスト化に大いに寄与する。【選択図】        図２
2004241137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の光源を有し、上面または下面に前記光源の光を出射および反射させる微細な突条を多数配列した凹凸面と、一方の側端面が前記光源の光を内部に導入する入射面を成すとともに、前記入射面と向き合う他方の側端面にフレネルレンズ面を備えた略平板状の導光板からなる照明ユニットを、表面に微細な凹凸を形成した１枚の拡散反射板上に複数個密着して配列したことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記フレネルレンズ面は、前記導光板の他方の側端面に一体成型さ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】
前記フレネルレンズ面は、フレネルレンズ形状を備えたレンズシートを前記導光板の他方の側端面に貼り付けて形成し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】
前記フレネルレンズ面を構成するフレネルレンズの焦点距離を前記光源と前記フレネルレンズ面との間の距離と略同じに設定したことを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項５】
前記フレネルレンズ面に対面して更に反射層を形成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記光源と前記フレネルレンズ面との間の距離を前記フレネルレンズ面を構成するフレネルレンズの焦点距離の略２倍に設定し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】
前記照明ユニットおよび前記拡散反射板を収容する、内面が拡散反射性の筐体をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記凹凸面の表面に防反射層を更に備えたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の照明装置と、液晶表示パネルとを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、面発光を実現する照明装置、及びこれを用いた液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、液晶表示パネルを背面から照らし出す照明装置は、液晶表示パネル全体の視認性を良好に保つために、広い照射面を輝度ムラがないように均一に照明することが求められる。このような面発光を実現する照明装置として、例えば、表面に多数の溝や突条を形成した略平板状の導光板を用いて、この導光板の一面を均一な照度で面発光させる照明装置が知られている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２４３８２２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１のような導光板を備えた照明装置は、導光板の出射面全体を均一な輝度で発光させるために、導光板の入射面全域に光源からの光をムラなく入射させる必要がある。このため、従来の導光板を備えた照明装置は、導光板の入射面に向き合い、点光源であるＬＥＤ素子の光を導光板の入射面の幅まで均一に広げる棒状の導光体などを設ける必要があった。
【０００５】
しかしながら、このような点光源と導光板との間に、光源の光を広げる別な導光体を設ける従来の照明装置は、構成部材が多く複雑になるため製造コストがかかり、照明装置のローコスト化の妨げになっていた。また、導光板を備えた照明装置の小型軽量化の障害にもなっていた。
【０００６】
一方、導光板を備えた照明装置をサイズの大きな液晶表示パネルのバックライトとして適用する場合、透明な樹脂等で形成される導光板を大画面サイズの液晶表示パネルに合わせて大型化すると、反りや歪みが発生しやすい。導光板にこうした反りや歪みが生じると、均一な輝度でムラなく液晶表示パネルを照明することができなくなり、視認性が大きく低下する。また、このような大型の導光板を成型するための大型の金型は非常にコストが高く、さらに成型する大型の導光板の歩留まりを一定レベルに維持することも困難である。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で広い範囲を均一な輝度で照明することが可能な照明装置および液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明においては、１つ以上の光源を有し、上面または下面に前記光源の光を出射および反射させる微細な突条を多数配列した凹凸面と、一方の側端面が前記光源の光を内部に導入する入射面を成すとともに、前記入射面と向き合う他方の側端面にフレネルレンズ面を備えた略平板状の導光板からなる照明ユニットを、表面に微細な凹凸を形成した１枚の拡散反射板上に複数個密着して配列したことを特徴とする照明装置が提供される。
【０００９】
このような照明装置によれば、導光板の側端面にフレネルレンズ面を形成することによって、導光板の入射面に入射する光の光源として点光源を用いても、フレネルレンズ面によって点光源の光は導光板の全域に渡って均一な輝度で広げられる。従って、入射面に入射する光を予め入射面全体に均一に広げておく必要がないので、点光源を入射面の幅まで均一に広げるための棒状の導光体など、導光板とは別な導光体が不要になる。
【００１０】
そして、１枚の大きな拡散反射板上にこれらの導光板を複数枚並べることによって、大画面の液晶表示パネル等を均一な輝度でムラなく照明することが可能になる。導光板は大画面の液晶表示パネルを分割したサイズの小型のものを用いることができる。このような小型の導光板は反りや歪みのないものが得やすく、容易に大画面の液晶表示パネルを均一な輝度でムラなく照明することができる。小型の導光板を用いることで、導光板を形成する際の歩留まりが向上するとともに、金型のコストも低く抑えることが可能になり、照明装置のローコスト化に大いに寄与する。
【００１１】
前記フレネルレンズ面は、前記導光板の他方の側端面に一体成型されていてもよく、また、前記フレネルレンズ面は、フレネルレンズ形状を備えたレンズシートを前記導光板の他方の側端面に貼り付けて形成してもよい。こうしたフレネルレンズ形状を前記導光板の他方の側端面に一体成型したり、前記導光板の他方の側端面に貼り付けて形成することによって、導光板にフレネルレンズ面を容易に形成することが可能になる。
【００１２】
前記フレネルレンズ面を構成するフレネルレンズの焦点距離を前記光源と前記フレネルレンズ面との間の距離は略同じに設定されればよい。フレネルレンズの焦点距離と前記光源と前記フレネルレンズ面との間の距離とをほぼ同じに設定することで、光源から照射された略点光源の光を、最も効率よく導光板の全体に渡って均一な輝度で広げることが可能になる。
【００１３】
前記フレネルレンズ面に対面して更に反射層を形成してもよい。この時、前記光源と前記フレネルレンズ面との間の距離を前記フレネルレンズ面を構成するフレネルレンズの焦点距離の略２倍に設定することが好ましい。フレネルレンズ面に更に反射層を備えることで導光板の光利用効率が更によくなり、また、前記光源と前記フレネルレンズ面との間の距離を前記フレネルレンズ面を構成するフレネルレンズの焦点距離の略２倍に設定することで、前記フレネルレンズ面に対面して更に反射層を形成した場合において、光源から照射された略点光源の光を、最も効率よく導光板の全体に渡って均一な輝度で広げることが可能になる。
【００１４】
前記照明ユニットおよび前記拡散反射板は、内面が拡散反射性の筐体に収納されていてもよい。こうした内面が拡散反射性の筐体は、照明光として寄与しない漏れ光を低減し、輝度を高めることができる。
【００１５】
前記凹凸面の表面には更に防反射層を更に備えていてもよく、こうした防反射層は前記導光板に入射する光や前記導光板から入射する光の乱反射を防止して、光の利用効率を高めることができる。
【００１６】
以上のような照明装置と、液晶表示パネルとを備えた液晶表示装置によれば、大画面の液晶表示パネルであっても、均一な輝度でムラのない視認性に優れた液晶表示装置を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の照明装置を備えた液晶表示装置を示す断面図であり、図２は上面から見た一部破断図である。また、図３は照明装置の要部を示す外観斜視図である。液晶表示装置９は、バックライト（照明装置）１０と、その上面側（観察側）に配設された液晶表示パネル２０と、これら各部を収容する筐体４０とを備えて構成されている。
【００１８】
バックライト（照明装置）１０は、図１および図２に示すように、略平板状の透明の導光板１２と、その一方の側端面（以下、入射面と称する）１２ａの中央部分に接して設けられた点状の光源１３とからなる複数の（本実施形態では３個）照明ユニット１０ａと、これら複数の照明ユニット１０ａの下面側に配設された１枚の拡散反射板３０とを備えて構成されている。
【００１９】
それぞれの照明ユニット１０ａを構成する導光板１２の拡散反射板３０側の面は、導光板１２の入射面１２ａと略平行に延在する複数の突条１４が配列形成された、断面略鋸刃状の凹凸面１９とされている。また、導光板１２の他方の側端面（以下、フレネルレンズ面と称する）１２ｃは、表面にフレネルレンズが形成されたフレネルレンズ面１２ｃとされている。導光板１２の液晶表示パネル２０側の面は、平面に形成された出射面１２ｂとされている。
【００２０】
照明ユニット１０ａは、例えば３つ同じものが隙間なく並べて配列されている。この３つの照明ユニット１０ａを構成する３枚の導光板１２が隙間なく接することによって、３つの出射面１２ｂで１つの大きな照明面１８を構成する。
【００２１】
液晶表示パネル２０は透過型または半透過型の液晶表示パネルであり、表示領域内に図示略の画素がマトリクス状に形成されている。液晶表示パネル２０は、例えば１０インチなどの大画面サイズであり、３つ並べた照明ユニット１０ａによって全体が裏面側２０ａから照明され、外光が得られない暗所でも鮮明に液晶表示パネル２０を観察することができる。
【００２２】
拡散反射板３０は、導光板１２の凹凸面１９から出射された光を再び導光板１２に向けて反射させるためのアルミニウムや銀などの高反射率の金属薄膜からなる反射膜を備えるものである。この拡散反射板３０は、特定の方向で反射光が強くなり液晶表示装置の視認性が低下するのを防止するための光散乱手段である微細な凹凸３０ａが多数形成されている。なお、この光散乱手段としては、反射膜に凹凸形状を付与したもの以外にも、樹脂膜中に樹脂膜を構成する材料と異なる屈折率の樹脂ビーズを分散させた散乱膜等を用いることもできる。筐体４０は、例えば金属板から形成され、その内面全体が拡散反射性を備えた反射面に仕上げられている。
【００２３】
拡散反射板３０は、３つ並べられた導光板１２と少なくとも同じサイズであり、この１枚の拡散反射板３０の上に導光板１２が３つ隙間なく並べて配置された構成となっている。このような１枚の拡散反射板３０と３つの照明ユニット１０ａから大サイズのバックライト（照明装置）１０が構成されている。
【００２４】
各照明ユニット１０ａを構成する導光板１２は、液晶表示パネル２０の裏面側２０ａに配置されて光源１３から出射された光を出射面１２ｂ側から液晶表示パネル２０に向けて出射する平板状の部材であり、例えば透明なアクリル樹脂などから構成されている。導光板１２の出射面１２ｂの反対下面には、複数の突条１４が互いに平行に平面視ストライプ状に形成されてプリズム形状を成している。
【００２５】
図４は突条１４の部分拡大図である。図４に示すように、凹凸面１９を構成する突条１４は、凹凸面１９の水平基準面ｚに対して傾斜して形成された一対の斜面部により構成された縦断面くさび状のもので、これらの斜面部の一方が緩斜面部１４ａとされ、他方がこの緩斜面部１４ａよりも急な傾斜角度に形成された急斜面部（斜面部）１４ｂとされている。
【００２６】
前記緩斜面部１４ａは、水平基準面ｚに対して傾斜角θ１を有して形成され、急斜面部１４ｂは傾斜角θ２を有して形成されており、両者の傾斜方向は水平基準面ｚの法線に対して同一方向とされている。そして、導光板１２内部を図３では左側（光源１３側）から右側へ伝搬する光を、凹凸面１９の急斜面部１４ｂにより凹凸面１９の外側へ反射する。
【００２７】
ここで、図４及び図５を参照して前記急斜面部１４ｂによる伝搬光の反射作用について説明する。図５は、図４に示す急斜面部１４ｂを拡大して示す部分断面構成図である。本実施形態に係る照明ユニット１０ａでは、図５に示すように、導光板１２内部から急斜面部１４ｂに入射する伝搬光Ｌｉｎと、急斜面部１４ｂによる前記伝搬光Ｌｉｎの反射光Ｌｏｕｔとの成す角度θ４が、鈍角となるように、傾斜角θ２を有して前記急斜面部１４ｂが形成されている。すなわち、この急斜面部１４ｂ（突条１４）が形成された位置において伝搬光Ｌｉｎが急斜面部１４ｂに対して４５°を越える入射角で入射するようしている。これにより、急斜面部１４ｂに入射した伝搬光Ｌｉｎが透過されるのを最大限防止することが可能になり、その結果急斜面部１４ｂで反射される光量が増加し、バックライト１０の輝度が向上する。
【００２８】
バックライト１０では、図４に示す緩斜面部１４ａの傾斜角θ１は、水平基準面ｚに対して０．５°以上５°以下の範囲とされ、急斜面部１４ｂの傾斜角θ２は４０°以上６０°以下の範囲とされることが好ましい。このような範囲とするならば、導光板１２面内を伝搬する光を効率よく拡散反射板３０に向けて出射させることができる。
【００２９】
緩斜面部１４ａの傾斜角θ１の範囲が、０．５°未満では、バックライト１０の平均輝度が低下し、５°を越える場合には、導光板１２面内での出射光量を均一化することができなくなる。また、急斜面部１４ｂの傾斜角度θ２が、４０°未満の場合、及び４５°を越える場合には、急斜面部１４ｂを透過して漏れ出る光量が多くなり出射面１２ｂからの出射光量（すなわちバックライト１０の輝度）が低下するため好ましくない。
【００３０】
また、本実施形態のバックライト１０では突条１４のピッチＰ（突条１４の頂点部の間隔、あるいは底頂部の間隔）は、導光板１２の凹凸面１９面内で一定とされており、液晶表示パネル２０の画素ピッチをｐとすると、Ｐ＝０．６ｐ〜０．８ｐの範囲に設定されるのが好ましい。さらに、本実施形態のバックライト１０の場合は突条１４の高さｈ（水平基準面ｚと、突条１４の底頂部との距離）も出射面１２ｂの面内で一定とされている。尚、突条１４のピッチＰ及び高さｈは、必ずしも凹凸面１９の面内で一定とする必要はなく、これらを変化させて突条１４を形成しても本発明の技術範囲を超えるものではない。また、それぞれの突条１４の傾斜角度θ１及びθ２を変化させて突条１４を形成しても本発明の技術範囲を超えるものではない。
【００３１】
本実施形態においては、導光板１２の凹凸面１９を拡散反射板３０と対向する下面側向けて形成されているので、取り付け作業時に突条１４が破損するおそれが無い。また、液晶表示パネル２０側の上面がフラットな面となっているため、液晶表示パネル２０の安定な設置が可能になるというメリットもある。
【００３２】
なお、凹凸面１９を構成する突条１４の表面には、更に防反射層が形成されていてもよい。突条１４の表面に防反射層を形成することで、凹凸面１９から出射する光や凹凸面１９に入射する光が突条１４の表面で乱反射することを防止する。こうした防反射層は、突条１４の表面に例えば多層膜や微細な凹凸などを形成すればよい。
【００３３】
導光板１２の入射面１２ａの中央部分に設けられた光源１３は略点光源であるＬＥＤ素子からなる。光源１３を構成するＬＥＤ素子は例えば白色ＬＥＤ素子を用いればよく、また、１つ以上複数個あってもよく、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂの三色のＬＥＤから白色光が得られるようにしてもよい。
【００３４】
導光板１２のフレネルレンズ面１２ｃは、フレネルレンズが導光板１２の表面に一体に形成されている。フレネルレンズは、小レンズを輪帯状に配列した略平面状のレンズであり、導光板１２の他方の側端面に設定された焦点距離に応じて所定の角度で細かい輪帯状の溝を形成したものであり、フレネルレンズ面１２ｃ全体で１つのレンズを構成する。
【００３５】
このようなフレネルレンズ面１２ｃの焦点距離Ｆ１と、光源１３の発光面とフレネルレンズ面１２ｃとの距離Ｌ１は、ほぼ同じに設定するのが好ましく、最大でも±１５％程度の範囲内に収めるのがよい。
【００３６】
図２に示すように、略点光源である光源１３から照射された光は、入射面１２ａ付近では導光板１２の略中央部分しか照らさない。そして、入射面１２ａの中央部分から入射した光はフレネルレンズ面１２ｃに向けて徐々に幅を広げていく。フレネルレンズ面１２ｃは光源１３から略三角形状に広がる光を導光板１２の全幅に渡って均一な平行光となるように、入射面１２ａに向けて反射させる。その結果、略点光源である光源１３から照射された光は、図２の如く、それぞれの導光板１２の全体に渡って均一な輝度で広がることができる。この時、前述した焦点距離Ｆ１と距離Ｌ１とをほぼ同じに設定することで、光源１３から照射された略点光源の光を、最も効率よく導光板１２の全体に渡って均一な輝度で広げることができる。
【００３７】
こうして、フレネルレンズ面１２ｃによって、それぞれの導光板１２の全体に渡って均一な輝度で広げられた光は、図４に示すように凹凸面１９を構成する突条１４によって拡散反射板３０に向けて出射する。そして、拡散反射板３０で再び導光板１２に向けて反射された光は、導光板１２内を透過して出射面１２ｂ全体から均一な輝度で出射する。
【００３８】
３つの照明ユニット１０ａのそれぞれの導光板１２から出射した光は、３つ並べた照明ユニット１０ａと同じサイズの大画面の液晶表示パネル２０全体を裏面側２０ａから均一な輝度でムラなく照明する。これにより、外光が得られない暗所でも大画面の液晶表示パネル２０を鮮明に観察することができる。そして、これら３つの照明ユニット１０ａは１枚の大きな拡散反射板３０に並べられているため、各照明ユニット１０ａの隣接する導光板１２同士の境目は目立つことがなく、大画面の液晶表示パネル２０と同じ大きさの１枚の導光板を用いた場合と全く同様の効果が発揮される。
【００３９】
以上のように、本発明のバックライト（照明装置）１０では、導光板１２の側端面にフレネルレンズ面１２ｃを形成することによって、導光板１２の入射面１２ａに入射する光として点光源を光源１３として用いても、フレネルレンズ面１２ｃによって点光源の光は導光板１２の全域に渡って均一な輝度で広げられる。従って、入射面１２ａに入射する光を予め入射面１２ａ全体に均一に広げておく必要がないので、点光源であるＬＥＤ素子などの光を導光板の入射面の幅まで均一に広げるための棒状の導光体など、導光板１２とは別な導光体が不要になる。
【００４０】
そして、１枚の大きな拡散反射板３０上にこれらの導光板１２を複数枚並べることによって、大画面の液晶表示パネル２０を均一な輝度でムラなく照明することが可能になる。導光板１２は大画面の液晶表示パネル２０を分割したサイズの小型のものを用いることができる。このような小型の導光板１２は反りや歪みのないものが得やすく、容易に大画面の液晶表示パネル２０を均一な輝度でムラなく照明することができる。小型の導光板１２を用いることで、導光板を形成する際の歩留まりが向上するとともに、金型のコストも低く抑えることが可能になり、バックライト１０のローコスト化に大いに寄与する。
【００４１】
なお、各照明ユニットを構成する導光板は、図６に示すように、液晶表示パネル５３に対面する上面側に凹凸面５４が形成されていてもよい。この実施形態におけるバックライト（照明装置）を構成する照明ユニット５０の導光板５２の凹凸面５４は、多数の突条５５が配列された縦断面略三角形状のもので、これらの斜面部の一方が緩斜面部５５ａとされ、他方がこの緩斜面部５５ａよりも急な傾斜角度に形成された急斜面部（斜面部）５５ｂとされている。
【００４２】
また、前記緩斜面部５５ａは水平基準面ｚに対して傾斜角θ７を有して形成され、急斜面部５５ｂは傾斜角θ８を有して形成されており、両者の傾斜方向は水平基準面ｚの法線に対して互いに逆方向に傾斜している。このうち、緩斜面部５５ａは導光板５２内の光の伝搬に寄与し、急斜面部５５ｂは光の反射に寄与する反射面としての役割を果たす。このような緩斜面部５５ａの傾斜角θ７は、水平基準面ｚに対して１．０°以上２．５°以下、好ましくは１．０°以上２．０°以下の範囲とされ、急斜面部５５ｂの傾斜角θ８は４１°以上４６°以下、好ましくは４２°以上４５°以下の範囲とされる。
【００４３】
緩斜面部５５ａの傾斜角θ７の範囲が、１．０°未満では、バックライト（照明装置）５０の平均輝度が低下し、２．５°を越える場合には、導光板５２面内での出射光量を均一化することができなくなる。また、急斜面部５５ｂの傾斜角度θ２が、４１°未満の場合、及び４６°を越える場合には、急斜面部５５ｂを透過して漏れ出る光量が多くなり、輝度ムラの原因となるため好ましくない。
【００４４】
図７に示すように、この実施形態における導光板５２の一方の側端部（以下、入射面と称する）５２ａは入射面とされ、中央部分に略点光源であるＬＥＤ素子を備えた光源５９が取り付けられる。導光板５２の他方の側端部５２ｂには、フレネルレンズ面５６ａが形成されたフレネルレンズシート５６が貼り付けられる。さらに、このフレネルレンズシート５６の表面には反射層５７ａを備えた反射シート５７が貼り付けられる。
【００４５】
このように、導光板５２の一方の側端部５２ａにフレネルレンズシート５６を貼り付けることで、導光板５２の側端部に容易にフレネルレンズ面５６ａを形成することが可能になる。このようなフレネルレンズ面５６ａは、第１の実施形態と同様に、略点光源である光源５９から照射された光を導光板５２の全幅に渡って均一な平行光となるように、入射面５２ａに向けて反射させる。これにより、略点光源である光源５９から照射された光は、導光板５２の全体に渡って均一な輝度で広がることができる。
【００４６】
この第２実施形態では、フレネルレンズ面５６ａの裏面側に更に反射シート５７を備えることによって、フレネルレンズ面５６ａでの光源５９から照射された光の反射率を更に高めている。これにより、フレネルレンズ面５６ａでの漏れ光を極めて低く抑えることが可能になり、照明ユニット５０の輝度を更に高めることできる。なお、こうした反射シート５７は、アルミニウムシートなど鏡面状の金属膜から構成されれば良い。
【００４７】
この第２実施形態の如く、フレネルレンズ面５６ａの裏面側に反射シート５７を備える場合には、光源５９の発光面とフレネルレンズ面５６ａとの距離Ｌ２をフレネルレンズ面５６ａの焦点距離Ｆ２の２倍程度に設定するのが好ましい。  距離Ｌ２を焦点距離Ｆ２のほぼ２倍に設定することで、光源５９から照射された略点光源の光を、最も効率よく導光板５２の全体に渡って均一な輝度で広げることができる。反射シート５７を設けることでフレネルレンズ面５６ａを構成する溝の深さを浅くすることができ、フレネルレンズシート５６の成型を容易にする。
【００４８】
再び図６を参照して、導光板５２の下面５２ｃには、表面に微細な凹凸６１ａが多数形成された拡散反射板６１が形成され、導光板５２の下面５２ｃから出射された光を拡散させつつ再び導光板５２に向けて反射させる。そして、導光板５２を透過した光は大画面の液晶表示パネル５３を裏面側から均一な輝度でムラなく照明する。なお、液晶表示パネル５３の裏面側には低拡散性シート６２が貼着されている。このような低拡散性シート６２は、導光板５２の凹凸面５４から出射された光を効率よく液晶表示パネル５３に導入する役割を果たす。
【００４９】
なお、このような第２実施形態の液晶表示装置６５においても、バックライト（照明装置）５０を構成する照明ユニット５０と液晶表示パネル５３は、内面全体が拡散反射性を備えた反射面に仕上げられている筐体６４に収納されればよい。これによって、液晶表示パネル５３以外からの漏れ光を防止して、液晶表示装置６５の視認性を高めることができる。
【００５０】
第１実施形態や第２実施形態における拡散反射板３０，６１を構成する微細な凹凸３０ａ，６１ａは、左右対称の凹み以外にも、例えば、図８に示すような形状のものが採用されても良い。拡散反射板７１を構成する凹部７２は、縦断面Ｘにおける内面形状が凹部７２の中心Ｏに対して非対称に形成されている。一方、凹部７２の縦断面Ｙにおける内面形状は、凹部７２の中心Ｏに対してほぼ左右均等の形状を成している。
【００５１】
上述した形状の凹部７２を持つ拡散反射板７１によれば、図８に示すように、縦断面Ｘにおける総合的な反射特性としては、正反射方向の反射率を十分に確保しつつ、特定の方向に反射光を適度に集中させた反射特性とすることができる。図９は、上記のような凹部７２が複数形成された拡散反射板７１に、基材表面の法線方向よりも上記ｘ方向寄りの方向から入射角３０°で光を照射し、視角を基材表面に対する正反射の方向である３０°を中心として、垂線位置（０°）から６０°まで連続的に変化させた場合の視角（θ°）と明るさ（反射率高さ）との関係を示したものである。このグラフで表される反射特性は、正反射の角度３０゜より小さい反射角度範囲の反射率の積分値が、正反射の角度より大きい反射角度範囲の反射率の積分値より大きくなっており、反射方向が正反射方向よりも法線側にシフトする傾向にある。
【００５２】
上述した形状の凹部７２を持つ拡散反射板７１を液晶表示装置９，６５に採用すれば、拡散反射板７１で反射される反射光は、特定の方向において反射率が高くなるという指向性を有しているので、特定の出射角度において出射効率を高くすることができる。また、上述したように特定方向への反射率が高いという指向性が得られるので、これにより、特定の視角範囲において液晶表示面の輝度がより高くなるように制御することが可能である。
【００５３】
なお、上記各実施の形態では、照明装置を構成する照明ユニットを３つ並べて配置しているが、照明ユニットの数はもちろんこれに限定されるものではなく、照明する大画面の液晶表示パネル等のサイズに合わせて、適宜必要な個数の照明ユニットを並べて配置して、大画面の液晶表示パネルを照明するようにすればよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の照明装置によれば、導光板の側端面にフレネルレンズ面を形成することによって、導光板の入射面に入射する光の光源として点光源を用いても、フレネルレンズ面によって点光源の光は導光板の全域に渡って均一な輝度で広げられる。従って、入射面に入射する光を予め入射面全体に均一に広げておく必要がないので、点光源を入射面の幅まで均一に広げるための棒状の導光体など、導光板とは別な導光体が不要になる。
【００５５】
そして、１枚の大きな拡散反射板上にこれらの導光板を複数枚並べることによって、大画面の液晶表示パネル等を均一な輝度でムラなく照明することが可能になる。導光板は大画面の液晶表示パネルを分割したサイズの小型のものを用いることができる。このような小型の導光板は反りや歪みのないものが得やすく、容易に大画面の液晶表示パネルを均一な輝度でムラなく照明することができる。小型の導光板を用いることで、導光板を形成する際の歩留まりが向上するとともに、金型のコストも低く抑えることが可能になり、照明装置のローコスト化に大いに寄与する。
【００５６】
前記フレネルレンズ面は、前記導光板の他方の側端面に一体成型されていてもよく、また、前記フレネルレンズ面は、フレネルレンズ形状を備えたレンズシートを前記導光板の他方の側端面に貼り付けて形成してもよい。こうしたフレネルレンズ形状を前記導光板の他方の側端面に一体成型したり、前記導光板の他方の側端面に貼り付けて形成することによって、導光板にフレネルレンズ面を容易に形成することが可能になる。
【００５７】
前記フレネルレンズ面を構成するフレネルレンズの焦点距離を前記光源と前記フレネルレンズ面との間の距離は略同じに設定されればよい。フレネルレンズの焦点距離と前記光源と前記フレネルレンズ面との間の距離とをほぼ同じに設定することで、光源から照射された略点光源の光を、最も効率よく導光板の全体に渡って均一な輝度で広げることが可能になる。
【００５８】
前記フレネルレンズ面に対面して更に反射層を形成してもよい。この時、前記光源と前記フレネルレンズ面との間の距離を前記フレネルレンズ面を構成するフレネルレンズの焦点距離の略２倍に設定することが好ましい。フレネルレンズ面に更に反射層を備えることで導光板の光利用効率が更によくなり、また、前記光源と前記フレネルレンズ面との間の距離を前記フレネルレンズ面を構成するフレネルレンズの焦点距離の略２倍に設定することで、前記フレネルレンズ面に対面して更に反射層を形成した場合において、光源から照射された略点光源の光を、最も効率よく導光板の全体に渡って均一な輝度で広げることが可能になる。
【００５９】
前記照明ユニットおよび前記拡散反射板は、内面が拡散反射性の筐体に収納されていてもよい。こうした内面が拡散反射性の筐体は、照明光として寄与しない漏れ光を低減し、輝度を高めることができる。
【００６０】
前記凹凸面の表面には更に防反射層を更に備えていてもよく、こうした防反射層は前記導光板に入射する光や前記導光板から入射する光の乱反射を防止して、光の利用効率を高めることができる。
【００６１】
以上のような照明装置と、液晶表示パネルとを備えた液晶表示装置によれば、大画面の液晶表示パネルであっても、均一な輝度でムラのない視認性に優れた液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の照明装置を備えた液晶表示装置を示す断面図である。
【図２】図２は、図１の照明装置を上面から見たときの一部破断図である。
【図３】図３は、図１に示す照明装置の斜視図である。
【図４】図４は、導光板の突条の様子を拡大して示す部分斜視図である。
【図５】図５は、導光板の導光状態を説明するための部分断面図である。
【図６】図６は、第２の実施形態における照明装置を備えた液晶表示装置を示す断面図である。
【図７】図７は、図６に示す照明装置の分解斜視図である。
【図８】図８は、拡散反射板の他の実施形態を示す拡大斜視図である。
【図９】図９は、図８に示す拡散反射板の反射特性を示すグラフである。
【符号の説明】
９  液晶表示装置
１０  バックライト（照明装置）
１０ａ  照明ユニット
１２  導光板
１２ａ  入射面（一方の側端面）
１２ｂ  出射面
１２ｃ  フレネルレンズ面（他方の側端面）
１３  バー導光体（光源）
１４  突条
１４ａ  第１斜面（緩斜面部）
１４ｂ  第２斜面（急斜面部）
１９  凹凸面
２０  液晶表示パネル
３０  拡散反射板
３０ａ  凹凸
４０  筐体
５７ａ  反射層
【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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