(57)【要約】【課題】従来の導光板材料を使用しながら、光源側と光源に対向する側との出射光の色変化を改善する面状照明装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る面状照明装置において、反射板１３は、白色フィルム１４上に成膜された銀領域であるドット１５ａ、１５ｂの面積密度が、導光板の入光面側に配置される一端１３ｃから入光面に対向する側端面である終端面側に配置される他端１３ｄに向かって徐々に小さくなるように設けることなどにより、一端１３ｃから他端１３ｄに向かって青色光（波長４３０ｎｍ近辺）の反射率が増大するように形成されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板と、該導光板の側端面に配置された光源と、該導光板の下面に配置された反射板とを備えた面状照明装置において、
前記反射板は、その分光反射率が、前記光源が配置されている側と前記光源が配置されている側に対向する側とで異なることを特徴とする面状照明装置。
【請求項２】
前記分光反射率は、波長４３０ｎｍ近辺での反射率が、前記光源が配置されている側よりも前記光源が配置されている側に対向する側の方が大きいことを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項３】
前記導光板は、ポリカーボネートからなることを特徴とする請求項１または２に記載の面状照明装置。
【請求項４】
前記光源は、白色ＬＥＤからなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の面状照明装置。
【請求項５】
前記反射板は、基材である白色フィルムに銀を成膜して構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の面状照明装置。
【請求項６】
前記銀はドット状に成膜され、前記ドットの面積密度は、前記光源が配置されている側から離れるほど小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の面状照明装置。
【請求項７】
前記反射板は、基材である銀反射フィルムに白色印刷を施して構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の面状照明装置。
【請求項８】
前記白色印刷はドット状に施され、前記ドットの面積密度は、前記光源が配置されている側に近付くほど小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の面状照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等の照明手段として用いられる面状照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータや携帯電話等の電子装置の表示デバイスとして液晶表示装置が広く使用されている。液晶は、ブラウン管等とは異なり自発光型の表示素子ではないため、たとえば透過型の液晶表示装置では、その液晶パネルに対して光を照射する照明手段が必須であり、外光を利用する半透過型の液晶表示装置でも、暗所での使用を可能にするために補助的な照明手段を備えている。導光板と導光板の側方に配置された光源とを主要な構成要素とする面状照明装置は、薄型化が容易であるという利点を有するため、このような液晶表示装置の照明手段として好適に使用されるものである。また、近年の白色発光ダイオード（ＬＥＤ）の高性能化に伴い、面状照明装置のさらなる小型・薄型化および低消費電力化を図るため、光源として白色ＬＥＤを使用した面状照明装置が増加している。
【０００３】
図５（ａ）は、このような面状照明装置の要部を示す分解斜視図である。図５（ａ）において、面状照明装置１００は、導光板１０１と、導光板１０１の一側端面である入光面１０１ｃの側方に配置された白色ＬＥＤ１０２と、導光板１０１の下面１０１ｂ側に配置された反射板１０３とを備えている。また、導光板１０１の下面１０１ｂには、図示しない正反射手段または拡散反射手段が設けられている。導光板１０１は、ポリカーボネート樹脂等の透明樹脂材料からなる板状の導光体であり、ポリカーボネート樹脂は、耐熱性及び耐衝撃性に優れているため、特に携帯用電子機器等で使用される面状照明装置用の導光板材料として好適なものである。反射板１０３は、通常、白色フィルムや銀蒸着フィルム等からなる拡散反射または正反射部材である。
【０００４】
面状照明装置１００において、白色ＬＥＤ１０２からの出射光は、入光面１０１ｃから導光板１０１の内部へと入射した後、出射面１０１ａと下面１０１ｂとの間で反射を繰返しながら終端面１０１ｄ側へ伝播し、その過程で、下面１０１ｂに設けられた正反射手段または拡散反射手段によって反射された光の一部が出射面１０１ａから出射し、液晶パネル等の被照明体を照射する。その際、反射板１０３は、反射面１０１ｂから漏洩する光を反射して再び導光板１０１に入射させ、光の利用効率を向上させるものである。
【０００５】
一般に、導光板材料には、面状照明装置の高輝度化のために高い透明性が求められる。この点に関して、上述したポリカーボネート樹脂は、全体として比較的良好な透明性を有するものの、その分光光線透過率は短波長側で急激に低下し、この透過率の低下は、光線が通過する板厚の増大に伴って可視光の波長領域にまで及ぶことが知られている。図５（ｂ）には、試験片の板厚が約３ｍｍの場合におけるポリカーボネート樹脂の分光光線透過率の例が示されており、この例では、長波長側（約５００ｎｍ以上）の透過率が約８５％程度に維持されるのに対して、青色光に相当する短波長側の波長領域（波長４００〜４５０ｎｍ）の透過率は、約６０〜７０％程度にまで低下していることが分かる。したがって、導光板に入光した白色光は、通常、少なくとも数十ミリメートル程度の距離に渡ってその内部を伝播するため、ポリカーボネート樹脂からなる導光板では、伝播の過程で白色光の青色成分が吸収されて、出射面からの出射光における青色光の光度は、入光面側から終端面側に向かって次第に低下することになる。
【０００６】
一方、現在、ＬＥＤにおける白色光の発光は、青色発光素子からの青色光と、その青色光を吸収して補色である黄色光を発光する蛍光体等からの黄色光とを混色する方式が主流であり（たとえば、特許文献１参照）、この方式による白色ＬＥＤの典型的な分光光度は、図６に示すようなものになる。図６において、波長４３０ｎｍ付近に鋭いピークを示す部分が発光素子から直接放射される青色光に相当し、波長５８０ｎｍ付近に緩やかなピークを示す部分が蛍光体等から放射される黄色光に相当する。従来の面状照明装置において、このような白色ＬＥＤを光源として使用する場合、導光板による青色成分の吸収の影響が顕著に現れるため、終端面付近での出射光が黄色に変色するという問題があった。従来、このような問題に対して、ポリカーボネート樹脂にアクリル系樹脂等を混合することにより、その分光光線透過率特性を改善することが提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１７９２５９号公報
【特許文献２】特開２００２−６０６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に記載されたような樹脂組成物は、従来のポリカーボネート樹脂と比較して高価なものになると共に、その分光光線透過率特性は、青色成分の透過率とそれよりも長波長側の透過率とのバランスに関して、必ずしも十分なものであるとは言えない。
【０００８】
上記課題に鑑みて、本発明は、従来の導光板材料を使用しながら、光源側と光源に対向する側との出射光の色変化を改善する面状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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明に係る面状照明装置は、導光板と、該導光板の側端面に配置された光源と、該導光板の下面に配置された反射板とを備えた面状照明装置において、前記反射板は、その分光反射率が、前記光源が配置されている側と前記光源が配置されている側に対向する側とで異なることを特徴とする。
【００１０】
特に、前記分光反射率は、波長４３０ｎｍ近辺での反射率が、前記光源が配置されている側よりも前記光源が配置されている側に対向する側の方が大きいことを特徴とする。
【００１１】
さらに、前記導光板はポリカーボネートからなり、前記光源は白色ＬＥＤからなることを特徴とする。
【００１２】
また、前記反射板は、基材である白色フィルムに銀を成膜して構成されていることを特徴とし、特に、前記銀はドット状に成膜され、前記ドットの面積密度は、前記光源が配置されている側から離れるほど小さくなるように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
別の態様では、前記反射板は、基材である銀反射フィルムに白色印刷を施して構成されていることを特徴とし、特に、前記白色印刷はドット状に施され、前記ドットの面積密度は、前記光源が配置されている側に近付くほど小さくなるように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る面状照明装置によれば、反射板の分光反射率が、光源が配置されている入光面側とそれに対向する終端面側とで異なっているため、導光板によって吸収された波長成分に対する反射率を選択的に高めることにより、導光板を形成する樹脂材料を変更することなく、導光板からの出射光の分光光度を補正することができる。特に、青色光（４３０ｎｍ付近）の反射率を、入光面側よりも終端面側で大きくすることによって、導光板による青色成分の吸収の影響を補正し、導光板からの出射光の終端面側での黄変を改善することができる。本発明は、特に、ポリカーボネートからなる導光板と白色ＬＥＤからなる光源とを備えた面状照明装置において、顕著な効果を奏するものである。
【００１５】
また、本発明によれば、白色フィルム上にドット状に銀を成膜するか、または銀反射フィルム上にドット状に白色印刷を施し、ドットの面積密度を変動させることによって、青色光の反射率が入光面側よりも終端面側で大きい反射板を容易に形成することができ、その際、ドットの面積密度を滑らかに変化させることによって、青色成分の反射率を境目なく変動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態における面状照明装置１０の要部を示す分解斜視図である。この面状照明装置１０は、導光板１１と、導光板１１の一側端面である入光面１１ｃの側方に配置された複数（本実施形態では３個）の点状光源１２と、導光板１１の下面１１ｂに配置された反射板１３とを備えており、下面１１ｂには、図示しない正反射手段または拡散反射手段が設けられている。導光板１１は、透明樹脂材料を成形してなる板状の導光体であり、本実施形態では、ポリカーボネート樹脂からなるものとする。したがって、導光板１１は、図５（ｂ）に示すような分光透過率特性を有する。また、点状光源１２は白色ＬＥＤであり、図６に示すような分光光度を有するものとする。
【００１７】
本実施形態において、反射板１３は、導光板１１の入光面１１ｃ側に配置される一端１３ｃから、入光面１１ｃに対向する側端面である終端面１１ｄ側に配置される他端１３ｄに向かって、青色光（波長４３０ｎｍ近辺）の反射率が増大するように形成されている。以下、その具体的な態様について説明するが、そのために、先ず、従来の面状装置における反射板として通常使用される銀反射フィルム及び白色フィルムの分光反射率特性について説明する。
【００１８】
図２は、銀反射フィルム及び白色フィルムの分光反射率特性を示すグラフである。ここで、銀反射フィルムは、基材であるＰＥＴフィルム上に蒸着によって銀を成膜してなる反射部材であり、白色フィルムは、硫酸バリウムや二酸化チタン等の白色顔料が添加されたＰＥＴをフィルム状に成形してなる反射部材である。図示されるように、両者の分光反射率は、青色光に相当する波長領域（およそ４００〜５００ｎｍの範囲）での傾向に著しい相違を有しており、銀反射フィルムでは、この波長領域において反射率が低下するのに対して、白色フィルムの場合は、長波長側の反射率と同等あるいはそれ以上の反射率が維持される。したがって、同一の反射板上に銀領域と白色領域とを適切な面積比で混在させ、その比率を変動させることによって、その反射板の青色光の反射率を局所的に調整することができる。尚、白色フィルムには、ＰＥＴ等の樹脂材料に微細な気泡を含有させることにより白色化するものや、上述したような白色顔料を主成分とする白色インクを印刷してなるものなどがあるが、これらはいずれも同様の分光反射率特性を示すため、本実施形態における反射板の白色領域は、これらのいずれの態様を有するものであってもよい。
【００１９】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、それぞれ反射板１３の第１の実施形態を示す平面図である。図３（ａ）および図３（ｂ）において、反射板１３は、基材である白色フィルム１４と、白色フィルム１４上に蒸着等によってドット１５ａ、１５ｂ状に成膜された銀領域とから構成されている。本実施形態において、銀領域であるドット１５ａ、１５ｂは、その面積密度が、入光面１１ｃ側の一端１３ｃから終端面１１ｄ側の一端１３ｄに向かって徐々に小さくなるように設けられており、このような面積密度の変動は、図２（ａ）に示す反射板１３では、個々のドット１５ａの面積を一端１３ｃから他端１３ｄに向かって小さくすることによって、図２（ｂ）に示す反射板１３では、ドット１５ｂの個数密度を一端１３ｃから他端１３ｄに向かって小さくすることによって、それぞれ実現されている。
【００２０】
図２を参照して上述したように、青色光に対する反射率は白色領域の方が銀領域よりも大きいため、銀領域であるドット１５ａ、１５ｂの面積密度を一端１３ｃから他端１３ｄに向かって小さくすることによって、反射板１３の青色光の反射率は、一端１３ｃから他端１３ｄに向かって増大することになる。この際、ドット１５ａ、１５ｂの面積密度は、急激な変化を呈することなく、滑らかなグラデーションをなすように設定することが好ましい。
【００２１】
このような反射板１３を備えた面状照明装置１０において、白色ＬＥＤ１２からの出射光は、入光面１１ｃから導光板１１の内部へと入射した後、出射面１１ａと下面１１ｂとの間で反射を繰返しながら終端面１１ｄ側へ伝播し、その過程で、下面１０１ｂに設けられた正反射手段または拡散反射手段によって反射された光の一部が出射面１０１ａから出射し、液晶パネル等の被照明体を照射する。その際、反射板１３は、反射面１１ｂから漏洩する光を反射して再び導光板１１に入射させる機能を果たすものであるが、本実施形態において、反射板１３は、上述したような分光反射率特性を有するため、漏洩光中の青色成分に対する反射光の青色成分の光度は入光面１１ｃ側から離れるにつれて増大し、これによって、導光板１１内の伝播に伴う青色成分の吸収が補正されて、終端面側１１ｄでの出射光の黄変が改善される。
【００２２】
図４（ａ）および図４（ｂ）は、それぞれ反射板１３の第２の実施形態を示す平面図である。図４（ａ）および図４（ｂ）において、反射板１３は、基材である銀反射フィルム１６と、銀反射フィルム１６上に上述した白色インクを印刷することによって形成されたドット１７ａ、１７ｂ状の白色領域とから構成されている。本実施形態において、白色領域であるドット１７ａ、１７ｂは、その面積密度が、終端面１１ｄ側の一端１３ｄから入光面１１ｃ側の一端１３ｃに向かって徐々に小さくなるように設けられており、このような面積密度の変動は、図４（ａ）に示す反射板１３では、個々のドット１７ａの面積を一端１３ｄから他端１３ｃに向かって小さくすることによって、図４（ｂ）に示す反射板１３では、ドット１７ｂの個数密度を一端１３ｄから他端１３ｃに向かって小さくすることによって、それぞれ実現されている。
【００２３】
このように、本実施形態における反射板１３は、白色領域であるドット１７ａ、１７ｂの面積密度を一端１３ｄから他端１３ｃに向かって小さくすることによって、青色光の反射率を、一端１３ｃから他端１３ｄに向かって増大させるものであり、上述した第１の実施形態における反射板１３と同様の作用効果を有するものである。また、ドット１７ａ、１７ｂの面積密度は、急激な変化を呈することなく、滑らかなグラデーションをなすように設定することが好ましい。
【００２４】
上述した実施形態を通じて、反射板上に設けられるドットの面積密度およびその変化率は、使用する導光板のサイズや分光透過率特性等を勘案の上、適宜設定されるものである。また、各ドットの形状、大きさ、及び配列パターンは、図３および図４に示された態様に限定されるものでなく、適切な面積密度およびその変化率を保持する限り、任意に設定することができ、例えば、ドットの大きさと個数密度との両方を変動させるものであっても、また、ドットの配列パターンがランダムに分散されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る面状照明装置の一実施形態において、その要部を示す分解斜視図である。
【図２】銀反射フィルムおよび白色フィルムの分光反射率特性を示すグラフである。
【図３】（ａ）は、本発明に係る反射板の第１の実施形態において、その一態様を示す平面図であり、（ｂ）は、本発明に係る反射板の第１の実施形態において、別の態様を示す平面図である。
【図４】（ａ）は、本発明に係る反射板の第２の実施形態において、その一態様を示す平面図であり、（ｂ）は、本発明に係る反射板の第２の実施形態において、別の態様を示す平面図である。
【図５】（ａ）は、従来の面状照明装置の要部を示す分解斜視図であり、（ｂ）はポリカーボネート樹脂の分光透過率特性を示すグラフである。
【図６】白色ＬＥＤの典型的な分光光度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２６】
１０  面状照明装置
１１  導光板
１２  光源（白色ＬＥＤ）
１３  反射板
１４  白色フィルム
１５ａ，１５ｂ  銀ドット
１６  銀反射フィルム
１７ａ，１７ｂ  白色印刷ドット
【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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