(57)【要約】【課題】  良好な輝度分布を有する直下型照明装置を及びそれを用いた液晶表示装置を提供する。【解決手段】  回路基板上に配置された複数のＬＥＤ光源と、入射面から入射したＬＥＤ光源の光を、入射面とは反対側の照射面に照明光として導く導光板を有しており、導光板は材質の異なる上部導光板と下部導光板で構成されている。下部導光板には、各ＬＥＤ光源からの出射光をその導光板の内部に導くための凹部が形成され、ＬＥＤ光源は凹部の開口面の近傍に配置されている。さらに、上部導光板と下部導光板の各面には、その導光板内部の光を面上に出射する微細プリズム構造を形成する。材質の違い・凹部形状・微細プリズムの３点を利用することにより、より均一な輝度分布を持った発光面を得ることができる。【選択図】    図１
2007165064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板上に配置された複数のＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源からの光を入射面から入射し照明光として出射面に導く導光板とを有する照明装置において、前記導光板は上部導光板と下部導光板により構成され、前記下部導光板は各ＬＥＤ光源からの出射光を導光板内部に導くための凹部を有し、前記ＬＥＤ光源は前記凹部の開口面近傍に配置されたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記ＬＥＤ光源と前記凹部が格子状に配置され、前記凹部はＬＥＤ光源の上方に形成され、前記ＬＥＤ光源は他の近傍の３つのＬＥＤ光源により正方形もしくは長方形を為すことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記上部導光板の光入射面と出射面、及び、前記下部導光板の光出射面に微細プリズム構造が形成され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４】
前記微細プリズム構造が、前記ＬＥＤ光源がなす正方形もしくは長方形の各辺に平行に配置され、その対角線に対しても平行に配置されたことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項５】
前記微細プリズム構造のピッチが一定であることを特徴とする請求項３または４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記微細プリズム構造のピッチが一定ではなく、前記凹部の真上で密となり凹部から離れるに従い疎になることを特徴とする請求項３または４に記載の照明装置。
【請求項７】
前記凹部が略半球形である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】
前記凹部が略円錐体である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９】
前記凹部の断面形状が前記凹部の外側に突き出した円弧の一部となっている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１０】
前記上部導光板と前記下部導光板は、それぞれ屈折率の異なる材料で形成されたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記上部導光板と前記下部導光板が拡散粘着層で接合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】
前記下部導光板の入光面は、前記凹部の近傍領域を除いて光反射素材により覆われたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１３】
回路基板上に配置された複数のＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源と対向するように設けられ、前記ＬＥＤ光源からの光を入光面から入射して出光面から照射する第一の導光板と、
前記第一の導光板の出光面からの光を入射して照射面から照射する第二の導光板と、を備え、
前記第一の導光板と前記第二の導光板はそれぞれ屈折率の異なる材料で形成されたことを特徴とする照明装置。
【請求項１４】
前記第一の導光板の入光面には、前記ＬＥＤ光源の配置に対応して凹部が設けられたことを特徴とする請求項１３に記載の照明装置。
【請求項１５】
回路基板上に配置された複数のＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源と対向するように設けられ、前記ＬＥＤ光源からの光を入光面から入射して出光面から照射する第一の導光板と、
前記第一の導光板の出光面からの光を入射して照射面から照射する第二の導光板と、を備え、
前記第一の導光板には、前記ＬＥＤ光源の配置に対応して貫通孔が設けられ、
前記第二の導光板には、前記貫通孔に対応して凹部が設けられたことを特徴とする照明装置。
【請求項１６】
前記貫通孔の壁面が前記凹部の壁面と連続的に形成されたことを特徴とする請求項１５に記載の照明装置。
【請求項１７】
前記貫通孔の壁面が前記凹部の壁面と不連続的に形成されたことを特徴とする請求項１５に記載の照明装置。
【請求項１８】
前記凹部が略円錐体であることを特徴とする請求項１６または１７に記載の照明装置。
【請求項１９】
前記凹部が略円錐体であり、前記略円錐体の底角が、前記下部導光板の貫通孔と前記下部導光板の入光面が形成する底角より大きいことを特徴とする請求項１７に記載の照明装置。
【請求項２０】
前記凹部が略円錐体であり、前記略円錐体の底辺が、前記下部導光板の出光面に前記貫通孔が形成する底辺より大きいことを特徴とする請求項１７に記載の照明装置。
【請求項２１】
回路基板上に配置された複数のＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源からの光を入射面から入射し照明光として出射面に導く導光板とを有する照明装置と、前記導光板の出射面側に設けられた非自発光型の表示素子とを備える表示装置であって、
前記導光板は上部導光板と下部導光板により構成され、前記下部導光板は各ＬＥＤ光源からの出射光を導光板内部に導くための凹部を有し、前記ＬＥＤ光源は前記凹部の開口面近傍に配置されたことを特徴とする表示装置。
【請求項２２】
回路基板上に配置された複数のＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源と対向するように設けられ、前記ＬＥＤ光源からの光を入光面から入射して出光面から照射する第一の導光板と、
前記第一の導光板の出光面からの光を入射して照射面から照射するとともに、前記第一の導光板とは屈折率の異なる材料で形成された第二の導光板と、
前記第二の導光板の照射面側に設けられた、非自発光型の表示素子と、を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２３】
回路基板上に配置された複数のＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源と対向するように設けられ、前記ＬＥＤ光源からの光を入光面から入射して出光面から照射する第一の導光板と、
前記第一の導光板の出光面からの光を入射して照射面から照射する第二の導光板と、
前記第二の導光板の照射面側に設けられた非自発光型の表示素子を備えるとともに、
前記第一の導光板には、前記ＬＥＤ光源の配置に対応して貫通孔が設けられ、
前記第二の導光板には、前記貫通孔に対応して凹部が設けられた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、非自発光型の表示素子を照明する照明装置、及び、電子機器に用いられる表示装置に関する。特に、携帯情報機器、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】
近年の携帯電話やモバイルコンピュータなどに用いられる表示装置には、高精彩カラー画像を低消費電力で得ることができる液晶表示装置が多く用いられている。液晶表示装置に用いられる液晶素子は非自発光型であるため、高輝度の白色ＬＥＤを光源とする照明装置を用いて液晶素子を照明している。
【０００３】
一方、ＬＥＤ光源を用いたバックライトは中型・大型液晶表示装置にも用いられつつある。ＬＥＤ光源を用いたバックライトとしては、小型液晶表示装置と同様にバックライトの側面から光を導入するサイドライト型バックライトが多用されてきたが、照明画面が大きくなるに従って用いられるＬＥＤ光源の数は数百個にもなるものが出現している。このような大量のＬＥＤ光源を用いることなく中型・大型液晶表示素子を照明するために、これら液晶表示素子の背面から直接照明光を照射する、いわゆる直下型照明装置が考案されている。この直下型照明装置は、１つのＬＥＤ光源でより広い領域を照射するために、ＬＥＤ光源の近傍真上に光拡散構造を設けて実質的に光照射領域を広げる工夫をしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１４３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の直下型照明装置は、ＬＥＤ光源からの幅の狭い放射光を導光板内部に効率良く分散できていないため、不均一な輝度分布が得られるという課題を有していた。また、ＬＥＤ光源の近傍真上に設けられた光拡散構造は、ＬＥＤ光源の発光面に対して距離が短くかつ狭い放射光を十分に広げるような構造になっていないため、広範囲な領域を照射することができず、多数のＬＥＤ光源を必要とするという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、良好な輝度分布を有し、かつ少ないＬＥＤ光源を用いて直下型照明装置と液晶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】
【０００６】
本発明の照明装置は、回路基板上に配置された複数のＬＥＤ光源と、これらＬＥＤ光源側に配置された導光板を備えており、この導光板には各ＬＥＤ光源からの出射光をその導光板の内部に分散させるための凹部が形成されており、ＬＥＤ素子が凹部の開口面近傍に配置されている。さらに導光板は、上部と下部の２枚の導光板に分割されている。各導光板の光の入出射面には、導光板内外への光の取り出し効率を上昇させるための微細プリズム構造を形成した。また、導光板に形成された凹部の開口面近傍と照明目的により光が出射される面となる最終出射面を除いて、導光板を覆うように光反射素材を配置した。さらに、光源からの光線が下部導光板から上部導光板へ入射する際の拡散効果を高めるため、上部と下部の導光板に屈折率が異なる材料を用いた。
【０００７】
このような構成によって、ＬＥＤ光源からの光を導光板内部に効率的に導くことができるようになり、その結果、この照明装置を用いた表示装置の視覚特性と輝度分布を向上させることができる。
【０００８】
また、各方向に形成された微細プリズム構造の交点が、各凹部の中心と一致するように構成した。また、凹部の大きさは、下部導光板のみならず上部導光板にまで達するような大きさにすることができる。さらに凹部の形状として、球形以外に円錐体や円弧の形状を用いることができる。
【０００９】
このような構成により、ＬＥＤ光源が照射する領域を把握することができ、光出射強度と輝度分布を制御することが可能となり、これにより輝度分布を向上させるのみならず、より少ないＬＥＤ光源の数で効率的な照明を行うことが可能となった。
【００１０】
また、本発明の照明装置は、回路基板上に配置された複数のＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源と対向するように設けられ、ＬＥＤ光源からの光を入光面から入射して出光面から照射する第一の導光板と、第一の導光板の出光面からの光を入射して照射面から照射する第二の導光板を備えており、第一の導光板と第二の導光板はそれぞれ屈折率の異なる材料で形成されている。さらに、第一の導光板の入光面には、ＬＥＤ光源の配置に対応して凹部が設けられている。
【００１１】
また、本発明の照明装置は、回路基板上に配置された複数のＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源と対向するように設けられ、ＬＥＤ光源からの光を入光面から入射して出光面から照射する第一の導光板と、第一の導光板の出光面からの光を入射して照射面から照射する第二の導光板を備えており、第一の導光板にはＬＥＤ光源の配置に対応して貫通孔を形成し、第二の導光板には貫通孔に対応して凹部を設ける構成とした。
【００１２】
さらに、貫通孔の壁面と凹部の壁面を連続的に形成した。逆に、貫通孔の壁面と凹部の壁面を不連続的になるように形成してもよい。凹部は略円錐体で形成することができる。
【００１３】
また、本発明の表示装置は、回路基板上に配置された複数のＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源からの光を入射面から入射し照明光として出射面に導く導光板とを有する照明装置と、導光板の出射面側に設けられた非自発光型の表示素子を備えており、導光板は上部導光板と下部導光板により構成され、下部導光板は各ＬＥＤ光源からの出射光を導光板内部に導くための凹部を有し、ＬＥＤ光源は凹部の開口面近傍に配置された構成である。
【００１４】
また、本発明の表示装置は、回路基板上に配置された複数のＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源と対向するように設けられ、ＬＥＤ光源からの光を入光面から入射して出光面から照射する第一の導光板と、第一の導光板の出光面からの光を入射して照射面から照射するとともに、第一の導光板とは屈折率の異なる材料で形成された第二の導光板と、第二の導光板の照射面側に設けられた非自発光型の表示素子を備えている。
【００１５】
また、本発明の表示装置は、回路基板上に配置された複数のＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源と対向するように設けられ、ＬＥＤ光源からの光を入光面から入射して出光面から照射する第一の導光板と、第一の導光板の出光面からの光を入射して照射面から照射する第二の導光板と、第二の導光板の照射面側に設けられた非自発光型の表示素子を備えており、第一の導光板にはＬＥＤ光源の配置に対応して貫通孔が設けられ、第二の導光板には貫通孔に対応して凹部が設けられている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の照明装置によれば、輝度分布が良好な照明装置を少ないＬＥＤ光源で実現することができる。そのため、照明装置の省電力化にも効果がある。また、導光板を分割して組み合わせるため、通常の成形では困難である複雑な形状を光導入部とする導光板も成形でき、照明装置の一部として用いることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の照明装置を図1に基づいて説明する。図１（ａ）は本発明の照明装置を模式的に示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）における直線ＰＱでの断面構成を模式的に示している。図示するように、回路基板６には複数のＬＥＤ光源５が配置されており、ＬＥＤ光源５と対向するように下部導光板４が、下部導光板４の上方に上部導光板３が設けられている。それぞれの導光板は入射面に入射した光を、反対側の照射面に照明光として導く機能を備えている。下部導光板４の入射面には各ＬＥＤ光源からの出射を導光板の内部に導くための凹部１が形成され、ＬＥＤ光源５は凹部１の開口面近傍に配置している。すなわち、ＬＥＤ光源５は発光面が下部導光板４に向くように回路基板上に設けられている。下部導光板４には光源５が設けられた位置の真上に凹部１が形成されている。このとき、ＬＥＤ光源５からの出射光が凹部１を照射するように構成されている。その結果、ＬＥＤ光源５から出射した光のうち凹部１に照射された光は屈折し、下部導光板４の内部に導かれる。下部導光板４に導かれた光線は、導光板内部で全反射を繰り返しながら導波する。さらに下部導光板４から上部導光板３に光が入射し、さらに上部導光板３の内部で全反射を繰り返し、最終的に導光板上面へと出射される。これにより得られる面光は、均一化された輝度分布を持った光になる。ここで、上部導光板３と下部導光板４に屈折率が異なる材料を用いることができる。これにより、下部導光板４から上部導光板３に入光する際に、屈折率の違いにより拡散された光線へと変換され、より均一化された輝度分布を得ることができる。
【００１８】
さらに、下部導光板４の光出射面、上部導光板３の光入射面と光出射面に微細プリズム構造を形成すると、光線取り出しが効率的に行なわれ、明るさの向上と微細プリズムによる拡散効果により均一化された輝度分布になるという効果が得られる。また、微細プリズムは導光板の各辺に平行に、あるいは、ある角度を持たせて形成する。これらの微細プリズムの交点が凹部の中心に略一致するように構成すると、輝度分布の均一性が向上する。この微細プリズムのピッチは一定してもよいし、凹部上方では密にして、凹部から離れるに従って疎になるという構成にしてもよい。後者のような構成によれば、光線の取り出し効率を調整することができる。
【００１９】
また、凹部の大きさは下部導光板内に形成するのが一般的であるが、凹部の大きさを上部導光板に達するような大きさにして、上下の屈折率の違いを利用して、凹部の上下部で光線方向を異なる方向へ拡散させる効果を持たせることも可能である。凹部の形状としては、一般的にはＬＥＤを導光板内部に納めるためのコンパクトな形として球形としているが、より大きな屈折効果を得るために、円錐形状や凹部の側面の断面形状が凹部の内側に突き出した円弧形状とすると、屈折の効果を高めることができる。
【００２０】
この凹部を用いることにより、個々のＬＥＤが照射することが可能な範囲を広くすることができ、少ないＬＥＤの数で面光源を構成することが可能となる。
【００２１】
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、照明装置の照射面側に設けられた非自発光型の表示素子とを備えている。
【実施例１】
【００２２】
本実施例の照明装置を図面に基づいて説明する。全体の概要は図１と同様である。図２に本実施例の照明装置を部分的に拡大した断面を示す。図示するように、ＬＥＤ光源５は発光面が導光板２側に向くように回路基板６上に設けられている。図示していないが、回路基板６には各光源に電力を供給する配線が形成されており、これらの配線を外部の制御回路や電源に接続するコネクタも設けられている。詳しくは、ＬＥＤ光源５はＬＥＤ素子７とこれを被覆する透光性被覆部８で形成されている。ＬＥＤ素子７は、ワイヤーボンディングや導電ペーストなどにより回路基板６に形成された配線に接続されている。このとき、ＬＥＤ素子７の光出射面は下部導光板４側に向いている。下部導光板４の上方には上部導光板３が配置されている。それぞれの導光板は屈折率が同じ透明樹脂で構成してもよいし、屈折率が異なる透明樹脂で構成してもよい。下部導光板４には光源５が設けられた位置の真上に凹部１が形成されている。すなわち、ＬＥＤ素子７の発光面がこの凹部１の開口面の近傍になるように構成されている。その結果、ＬＥＤ素子７から出射した光のほとんどが凹部１に照射されて透過・屈折し、下部導光板４の内部に導かれる。さらに下部導光板４から上部導光板３に入光が行なわれ、上部導光板３の内部で全反射を繰り返す。ここでそれぞれの導光板にそれぞれ屈折率が異なる材料を用いた場合、上部導光板３に入光する光線はより拡散された光線へと変換される。このようにして導光板２の内部に導かれた光は、ＬＥＤ光源５の真上の領域に照射された光を除いて、全てが導光板２の内部で全反射を繰り返しながら導波する。このとき、ＬＥＤ素子７の発光面が下部導光板４に設けられた凹部１の開口面と同一平面上、すなわち、同じツラ位置にあることが望ましい。
【００２３】
本実施例では、凹部１は下部導光板４内で半球形をしており、さらに、その断面形状は半円である。この半球形は光源５が納まる大きさに形成し、小さくする方が良い。下部導光板の板厚が５ｍｍのとき、径は４ｍｍとするのが適している。
【００２４】
また、光源５は格子状に配置され、凹部１も同様に形成されている。また、微細プリズム構造が下部導光板４の上面と上部導光板３の上下面に形成されている。この微細プリズムの配置の模様を図３〜５を用いて説明する。微細プリズム１０はその稜線が、図３や図４のように、格子状に配置された凹部１（もしくはＬＥＤ光源５）を結ぶ各線に平行になるように通常形成されている。あるいは、図５のように、凹部１がなす四角形の対角線に対しても平行になるように形成することができる。これらの微細プリズム構造は、凹部１（もしくはＬＥＤ光源５）上方の点で交点を結んで、ある凹部からその隣の凹部までを結ぶ線上を一つの領域として、その領域内に存在する微細プリズム１０のピッチを一定もしくは変化させたものを各領域に適用することができる。通常、領域内の微細プリズム１０は図２で示したように、ｐ１＝ｐ２となる等間隔のピッチで形成されるが、図６のようにｐ３＜ｐ４となるように凹部１上方付近を密に形成し、そこから離れるに従い疎に形成することもできる。また、通常は上部導光板３と下部導光板４でプリズム構造を同一のものとするが、それぞれのプリズム構造を異なるサイズ・ピッチ・配置で形成することもできる。本実施例では、微細プリズム１０の断面形状は二等辺三角形であり、その頂角は約９０度となっている。また、その高さは１０〜１００μｍ、斜辺の長さは２０〜２００μｍとすればよい。さらに、微細プリズム１０がＬＥＤ上方から離れるに従って疎に形成される場合は、密な部分はプリズム間ピッチを３０〜１００μｍにし、疎な部分は３００〜６００μｍ、とする。このピッチを中心部からの距離の関数として考えると２〜４次関数となっている。このピッチの変化率を、導光板２の板厚の大きさや凹部間の配置などに応じて最適化することによって、導光板２の光出射面からの光の出射量を調整することが可能となり、その結果、輝度が均一な照明が実現できる。
【００２５】
また、図２に示したように、下部導光板４と回路基板６の間にはＬＥＤ光源５が存在する部分を除いて光反射層９が配置されている。この光反射層９には、下部導光板４から回路基板６側に漏れてきた光を反射して再び利用することによって光利用効率を向上させる作用がある。この光反射層９としては高分子フィルム上に銀や銀化合物またはアルミニウムを気相成長させて形成させたものや、樹脂バインダー中に白色顔料を混合させたものを塗布して反射層を形成したものなどを用いることができる。もちろん、この光反射層９は電気的絶縁層を介して回路基板６の表面に直接形成しても良い。
【００２６】
本実施例の直下型照明装置は、用いるＬＥＤ光源の数を同サイズのサイドライト型照明装置より３０〜５０％少なくしても、ほぼ同程度の輝度と良好な輝度分布が実現できた。
【実施例２】
【００２７】
次に本実施例の照明装置を図に基づいて説明する。図８は照明装置の凹部近傍を部分的に拡大して、模式的に示した断面図である。実施例1では、図７のように凹部１２が半球形で形成された場合について述べたが、本実施例では、図８のように下部導光板４に設けられた凹部１３が円錐になっている場合について述べる。それ以外は実施例１と同様なので詳細は省略する。円錐は凹部１３の内側に突き出すように形成された、断面形状が二等辺三角形の円錐である。凹部の側面を円錐とすることによって、下部導光板４内に入射する光が大きく屈折し、下部導光板４内部に光線を拡散させることができる。さらに、光源５からほぼ真上に出射された光も、この凹部１３の側壁から入射した後、臨界角近傍の大きな角度で導光板２の光出射面に届くことになるため、光源５からの光を効率良く導光板内部に導波させることができるようになった。拡散効果の高い円錐の形状としては、二等辺三角形の底角を６０〜８５度程度とするのが望ましい。そして、導光板２の総板厚が１０ｍｍとすると、この凹部１３の深さを４〜５ｍｍとするのが適している。さらに、図２で示したように導光板２の光出射面に形成された微細プリズム構造が効果的に作用して、均一で明るい輻射輝度を持った照明装置が実現できた。
【００２８】
図９には、凹部１３が下部導光板４の厚さより大きく、上部導光板３に達した円錐になっている。円錐の高さを大きく取れるため底角を大きくすることができ、凹部断面での屈折効果を高めることができる。また、下部導光板４のみならず上部導光板３にも直接光線を照射することができ、導光板２内部に光線を拡散させることが可能となる。このときの円錐の望ましい形状としては、二等辺三角形の底角を６０〜８５度程度で、導光板２の総板厚が１０ｍｍとすると、この凹部１３の総深さを７〜８ｍｍとするのが適している。また、上部導光板３と下部導光板４に屈折率の異なる材料を用いている場合、上部導光板３側の凹部１３と下部導光板４側の凹部１３で、各導光板を構成する材料の屈折率の違いにより、異なる光線拡散の効果を得ることができる。通常上部導光板３は下部導光板４より光源からの光を拡散させる必要があるため、上部導光板３の屈折率を下部導光板４の屈折率より大きくすると、より高い拡散効果が得ることができ、均一な輝度分布を得ることができる。
【００２９】
図１０、図１１は、それぞれの導光板が有する凹部が形成する円錐形状に対して、上部導光板３側の凹部１の形状が異なる場合である。上部導光板３側の凹部を上側凹部１３ａとし、下部導光板４側の凹部を下側凹部１３ｂとすると、上側凹部１３ａの形状を変えることにより、光源５から上部導光板３側と下部導光板４側の凹部に入光する光に対して、入射角の広がりを調整する作用をもたすことができる。また、上部導光板３と下部導光板４に微細プリズムを形成すると、両者の間には隙間が生じるため、凹部にも図１０のような隙間が生じてしまい、完全な円錐形とはならない。そのため、光源５から入射した光がこの隙間から抜けてしまい、上部導光板３の上面にリング状の光が見え、均一性に影響を及ぼす。これを防ぐ各凹部の形状としては、上側凹部１３ａが一部となって形成される円錐の底角を、下側凹部１３ｂが一部となって形成される円錐の底角に対して小さくすることが挙げられる。もしくは、上側凹部１３ａが一部となって形成される円錐の底角が、下側凹部１３ｂが一部となって形成される円錐の底角と同じ場合、前者の円錐の底辺を後者の円錐の底辺より大きくすることが挙げられる。このように上側凹部１３ｂを大きくすることにより、光源５からの入射光全てを凹部側面に照射することができ、大きな輝度分布の改善が為される。
【実施例３】
【００３０】
次に本実施例の照明装置を図に基づいて説明する。図１２、図１３は照明装置を部分的に拡大して、模式的に示した断面図である。本実施例では、導光板２に設けられた凹部１４が円弧形状になっている。それ以外は実施例１と同様なので詳細は省略する。図１２では下部導光板に円弧形状の凹部１４が形成されており、その円弧形状は凹部１４の内側に突き出すように形成されている。凹部１４の側面を円弧形状とすることによって、光源５からほぼ真上に出射された光も、円錐の場合よりも大きな角度で導光板２の光出射面に届くことになるため、円錐形状より光源５からの光を効率良く下部導光板３内部に導波させることができるようになった。このように凹部１４を円弧形状にすることにより、円錐形状の場合よりさらに均一な照明装置を実現できる。
【００３１】
図１３は実施例２で述べたように、凹部が下部導光板４の厚さより大きく、上部導光板３に達した円弧形状になっている。詳細は実施例２で述べたのでここでは省略する。実施例２で述べたように、円弧形状の場合でも、円錐の場合と同様に上部導光板３と下部導光板４の材料の屈折率の違いによる、異なる入射角の広がりを得ることができ、その結果として輝度分布に対する均一効果を得ることができる。
【００３２】
また、円弧形状の場合も図１０、図１１のように、上部凹部１３ａと下部凹部１３ｂの形状が異なる場合について示してはいないが、円弧形状に対しても十分適用することができる。
【実施例４】
【００３３】
次に本実施例の証明装置を図に基づいて説明する。図１４、図１５は照明装置を部分的に拡大して、模式的に示した断面図である。図１４は、上部導光板３と下部導光板４の接触面に微細プリズムを形成せずに、拡散粘着層１１を用いて上部導光板３と下部導光板４を接合する。拡散粘着層１１とは、拡散効果と粘着効果を合わせたものであり、例として拡散粘着フィルムのようなものが挙げられる。この拡散粘着層１１を用いることにより上部導光板３と下部導光板４を接着し一体化した導光板として扱うことができ、さらに拡散効果により均一な照明装置を実現できる。また、図１５のように微細プリズム１０が存在する場合にもこの拡散粘着層１１を用いることができ、微細プリズム１０と拡散粘着層１１の拡散効果により、さらに良好な輝度分布を持った照明装置を得ることができる。
【００３４】
上述した各実施例では、導光板２に透明材料を用いている。用いられる透明材料としては、アクリル樹脂（屈折率＝約１．５）やポリカーボネート樹脂（屈折率＝約１．６）あるいはシクロオレフィン系樹脂（屈折率＝約１．５）などが適している。また、上部導光板と下部導光板で、屈折率の差を明確にするためには、屈折率＝１．４〜１．７の範囲で設定可能な透明材料を利用することも可能である。
【実施例５】
【００３５】
図１６は本実施例の液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。図示するようにこの液晶表示装置は、上述の各実施例等で説明した構成の照明装置を用いて液晶素子を照明する構成である。照明装置１５と液晶素子１８の間には、拡散シート１６とプリズムシート１７が配置されている。照明装置１５の回路基板には、回路基板上のＬＥＤ光源に電力を供給するためのコネクタケーブル２０が配されている。また、液晶素子１８にはこれに画像信号と電力を供給するコネクタケーブル１９が配されている。
【００３６】
照明装置１５から照射された光は、拡散シート１６で拡散されてより均一な光となり、プリズムシート１７に入射する。プリズムシート１７は、略直角の頂角を持った平行な稜線を持ったプリズム群が形成された透明なシートであり、稜線に垂直な方向の光成分をより垂直にそろえる機能がある。図１６ではプリズムシート１７は１枚だけ設けられているが、互いに直交した稜線を持った２枚のプリズムシートを配しても良い。また、照明装置の垂直に出射光が出射する場合は、プリズムシート１７を省略することもできる。また、拡散シート１６を省略した構成で使用することも可能である。さらに、照明装置１５の裏面に光反射層を形成する場合は、照明装置１５と液晶素子１８との間隙に選択反射偏光子を配することによって、光利用効率を向上させることが可能である。液晶素子１８としては単純マトリックス型液晶素子でも、アクティブマトリックス型液晶素子でもどちらでも用いることができる。
【００３７】
上述した各実施例では、回路基板６には、通常良く用いられるガラスエポキシ基板やポリイミドフィルム基板などを用いることができる。これらの回路基板６は、容易に多層配線をすることができるために、多数のＬＥＤ光源をその上に実装するのに適している。
【００３８】
以上のような構成の液晶表示装置は、より少ないＬＥＤ光源で均一な明るい画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明による照明装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明による照明装置の構成を説明する部分拡大図である。
【図３】微細プリズムの実施例を模式的に示す概要図である。
【図４】微細プリズムの実施例を模式的に示す概要図である。
【図５】微細プリズムの実施例を模式的に示す概要図である。
【図６】本発明の実施例の構成を示す部分拡大図である。
【図７】凹部の構成例を模式的に説明する部分断面図である。
【図８】凹部の構成例を模式的に説明する部分断面図である。
【図９】凹部の構成例を模式的に説明する部分断面図である。
【図１０】凹部の構成例を模式的に説明する部分断面図である。
【図１１】凹部の構成例を模式的に説明する部分断面図である。
【図１２】凹部の構成例を模式的に説明する部分断面図である。
【図１３】凹部の構成例を模式的に説明する部分断面図である。
【図１４】本発明による照明装置の構成を模式的に示す部分断面図である。
【図１５】本発明による照明装置の構成を模式的に示す部分断面図である。
【図１６】本発明による液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    凹部
２    導光板
３    上部導光板
４    下部導光板
５    光源
６    回路基板
７    ＬＥＤ素子
８    透光性被覆部
９    光反射層
１０    微細プリズム構造
１１    拡散粘着層
１２    凹部（半球形）
１３    凹部（略円錐）
１３ａ  上部凹部
１３ｂ  下部凹部
１４    凹部（円弧形状）
１５    照明装置
１６    拡散シート
１７    プリズムシート
１８    液晶素子
１９、２０    コネクタケーブル
【図１】
2007165064.tif 000003
【図２】
2007165064.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007165064.tif 000007
【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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