(57)【要約】【課題】  光源からの光のうち、出射面に対して垂直方向の光成分を増やして、光の利用効率が高い照明装置を実現する。【解決手段】  導光板２の出射面４または出射面と反対の対向面に、凹形状の微細構造体３を形成する。微細構造体は、底面と４０〜６０度の角度を形成する反射面と導光板の出射面に対して略垂直な側面をもち、反射面の底辺が光源と微細構造体を結んだ光路に対して略垂直となるように配置される。【選択図】  図１
2012048915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの光を側面から入射し、上面から出射する導光板と、
前記導光板の上面と下面のいずれか一方に形成された凹形状の微細構造体を備え、
前記微細構造体は、底面に対して４０〜６０度の角度を形成する反射面と、前記上面に対して略垂直な２つの側面をもち、
前記反射面の底辺が前記光源と前記微細構造体を結んだ光路に対して略垂直となるように配置されることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記微細構造体の形状が三角錐台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３】
前記微細構造体の高さが１〜１０μｍである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】
前記微細構造体は前記光源からの距離が離れるに従い密度が大きくなるように配置される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】
前記微細構造体は前記光源からの距離が離れるに従いサイズが大きくなるように配置される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６】
光源と、
前記光源からの光を側面から入射し、上面から出射する導光板と、
前記導光板の上面と下面のいずれか一方に形成された凹形状の微細構造体と、
前記導光板の上方に配置された非自発光型の表示素子を備え、
前記微細構造体は、底面に対して４０〜６０度の角度を形成する反射面と、前記上面に対して略垂直な２つの側面をもち、
前記反射面の底辺が前記光源と前記微細構造体を結んだ光路に対して略垂直となるように配置され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、携帯電話やモバイルコンピュータなどの携帯情報機器に用いられる表示装置や、その表示装置に用いられる照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は光源として照明装置を備えている。照明装置の種類としては、光源からの光を導光板の側面から入射して、導光板の上面（以下、出射面と称す）から出射させるエッジライト方式の照明装置が知られている。
【０００３】
従来、エッジライト方式の照明装置では、照明装置の輝度の向上と均一化を図るために、導光板の出射面や出射面とは反対側の対向面に多数の溝部やドットパターンを形成して光源からの光を拡散させることが提案されている。このような照明装置には、導光板の出射面または対向面に四角錘形状の拡散パターンを形成した構成が広く知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８０９５２号公報
【特許文献２】特開２００８−３１１２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示されている拡散パターンのように、四角錘形状の微細構造体を用いた場合には、微細構造体を形成する四つの側面の全ての斜面によって光が反射されてしまう。図７は、導光板に四角錘形状の微細構造体が形成された照明装置を模式的に示す上視図である。光源からの光１９は、微細構造体３の光源側斜面の底辺に対し、ほぼ垂直に入射しているため、導光板の出射面に対して垂直方向に出射する。一方、光源からの光１８は、導光板２の側面により反射されると、微細構造体３の別の斜面（導光板の側面側斜面）にあたり反射される。このとき、光１８は斜面の底辺に対して垂直に入射しにくく、光１８は導光板の出射面に対して垂直方向に出射せず、拡散される。このように、微細構造体の形状を四角錘とすると、光源側斜面以外の斜面が拡散面となってしまい、光源からの光の利用効率が低下してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、照明装置の導光板の上面（出射面）または下面（対向面）に反射面と２つの側面をもつ凹形状の微細構造体を設ける。導光板の表面を延長した仮想面を微細構造体の底面とすると、微細構造体の反射面はこの底面と４０〜６０度の角度を形成する。また微細構造体の２つの側面は、導光板の出射面に対して略垂直に形成される。さらに、反射面の底辺が光源と微細構造体を結んだ光路に対して略垂直となるように配置される。
【０００７】
また、微細構造体の形状は三角錐台としてもよい。
また、微細構造体の高さは１〜１０μｍとしてもよい。
さらに、微細構造体は光源からの距離が離れるに従い密度が大きくなるように配置されてもよい。
【０００８】
あるいは、微細構造体は光源からの距離が離れるに従いサイズが大きくなるように配置されてもよい。
また、本発明の表示装置は、上記いずれかの照明装置の導光板の出射面上に非自発光型の表示素子が配置される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の照明装置の構成によれば、光源からの光のうち、微細構造体の側面で拡散される光成分を減少させ、出射面に対して垂直方向の光成分を増やすことができるため、光の利用効率が高い照明装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による照明装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明による照明装置の微細構造体を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明による照明装置の微細構造体を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明による照明装置の構成を模式的に示す上視図である。
【図５】本発明による照明装置の構成を模式的に示す上視図である。
【図６】本発明による表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図７】従来の照明装置の構成を模式的に示す上視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
光源と導光板を用いた照明装置および表示装置において、導光板の上面と下面のいずれか一方に凹形状の微細構造体を形成する。この微細構造体は、反射面と２つの側面をもち、導光板の表面を延長した仮想面を微細構造体の底面とすると、反射面は底面と４０〜６０度の角度を形成する。また、２つの側面は導光板の上面すなわち出射面に対して略垂直に形成される。さらに、微細構造体は、反射面の底辺が光源と微細構造体を結んだ光路に対して略垂直となるように配置される。微細構造体の形状は三角錐台でもよい。このような構成により、微細構造体の反射面でのみ光源からの光を導光板の上面、すなわち出射面方向へ反射することが可能となる。また、微細構造体の側面に当たった光は、拡散されずに再度導光板に入光し、他の微細構造体の反射面によって出射面方向へ反射される。そのため、出射面に対して垂直方向の光の成分を増やし、光源からの光の利用効率を上げることができる。
以下に本発明の照明装置および表示装置について図面を用いて具体的に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本実施例の照明装置の構成を模式的に示す断面図である。光源１の前方に、光源１から出光した光を導光する導光板２が配置される。光源１は、導光板２の入射面に対向して配置される。導光板２の出射面４と反対の面（以下、対向面と称す）には、複数の微細構造体３が凹形状に形成される。導光板２の対向面側の下方には反射板１５が配置される。
【００１３】
図２は、本実施例の微細構造体３の構成を模式的に示す斜視図である。図示するように本発明の微細構造体３は形状が三角錐台で、反射面５と、２つの側面６と、出射面に対して略平行な上底７及び底面の５つの面から形成される。なお、本実施例では、導光板の対向面を延長した仮想面を微細構造体３の底面とする。微細構造体３の高さは１〜１０μｍ程度である。反射面５は光源１に対向するように配置され、光源からの光を導光板の出射面に対して垂直方向へ反射する機能を持つ。また、反射面５と底面とが成す角度は４０〜６０度である。側面６は導光板の出射面に対して略垂直になるように形成される。
【００１４】
図３は本実施例の微細構造体３の別の実施形態である。図示するように微細構造体３は直線９と曲線８から形成されてもよい。このような形状にすることにより、射出成型時の成型性がよくなり、金型と射出成型品の形状の差を小さくすることができる。
【００１５】
次に図４を用いて導光板２内の光の挙動について説明する。光源からの光１９は、微細構造体３の斜面の底辺に対し垂直に入射しているため、導光板に対して垂直方向に反射され出射面から出射する。また、光源からの光１８は、導光板２１の側面により反射され、微細構造体３ａの側面にあたると屈折して再度導光板に入光する。再度入光した光は別の微細構造体３ｂの反射面により導光板に対して垂直方向へ反射される。このように微細構造体の側面６を出射面に対して略垂直に形成することにより、微細構造体の側面に当たった光を再度導光板に入光させ、別の微細構造体の反射面によって導光板の出射面に対して垂直方向へ反射することが可能となる。そのため、光源からの光のうち、微細構造体の側面によって拡散される光の成分が減少し、導光板の出射面に対して垂直に進む光の成分が増加するので、照明装置の光の利用効率を向上させることができる。
【００１６】
次に、図５（ａ）と図５（ｂ）を用いて微細構造体３の配置について説明する。図５（ａ）と図５（ｂ）は本実施例の照明装置の構成を模式的に示す上視図である。
【００１７】
図５（ａ）に示すように、導光板２の対向面側には複数の微細構造体３が配置される。各微細構造体３は、その反射面が光源１に対向するように設置される。さらに微細構造体３は、反射面５の底辺が光源１とそれぞれの微細構造体３を結ぶ光路１０に対して略垂直になるように配置される。このように微細構造体３を配置することで、光源１から入射した光は微細構造体３の反射面により反射され、出射面から垂直方向に出射されるため、光の利用効率を最も高くすることができる。
【００１８】
また、複数の微細構造体３は光源１から離れるに従って、密度が大きくなるように配置される。導光板２では光源１に近いほど光量が多いため、このように配置することにより光源１から入射した光を導光板２の出射面４から均一に出射させることができる。
【００１９】
図５（ｂ）は、本実施例の照明装置の別の実施形態を模式的に示す図である。本実施形態では、微細構造体３は、光源１から離れるに従って、サイズが大きくなるように配置される。このように配置することで、図５（ａ）に示す構成と同様に、光源１から入射した光を導光板２の出射面４から均一に出射させることができる。また、微細構造体３は光源１から離れるに従って、密度、サイズとも大きくなるように配列してもよい。
【実施例２】
【００２０】
図６は、本実施例の表示装置を模式的に示す断面図である。本実施例の表示装置は、実施例１に記載の照明装置１７の上方に液晶表示素子１６が配置された構成で、液晶表示素子１６は照明装置１７により照射される。
【００２１】
液晶表示素子１６は、液晶パネル１２と、液晶パネル１２の上下面に貼り付けられた偏光板１１により形成される。液晶パネル１２は、図示しないが、２枚のガラス基板の間隙に液晶層がシール材により封入される。液晶表示素子１６の下方には、照明装置１７が設置され、液晶表示素子１６の背面から照明光を照射する。照明装置１７は、光源１と、光源１の側方に配置した導光板２と、導光板２の背面に設置した反射板１５と、導光板２の出射面上に設置した拡散板１４と、リムシート１３を備える。導光板２には、実施例１に示したのと同様に微細構造体３が形成される。
【００２２】
なお、上述の各実施例では微細構造体を対向面に凹形状に形成したが、微細構造体は出射面に凹形状で形成されてもよい。その場合には、導光板の下方に反射板を配置する。これにより、光源からの光は微細構造体の反射面によって反射され、対向面から出射すると反射板によって反射されて導光板に戻り、出射面から出射することができる。
【００２３】
また、上述の各実施例では、微細構造体の形状を三角錐台としたが、三角錐であってもよい。ただし、三角錐台のほうが、成形での信頼性を向上させることができる。
【００２４】
また、上述の各実施例の光源１は点光源であり、サイドビュータイプの白色ＬＥＤを想定しているが、トップビュータイプの白色ＬＥＤでも砲弾型タイプの白色ＬＥＤでも白色以外の色であってもかまわない。白色ＬＥＤとして青色ＬＥＤに黄色の蛍光体をポッティングしたタイプを用いてもよい。また、導光板２として、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＰＭＭＡ、ＰＣ等の透明樹脂の成型品を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明に係る照明装置、及び、表示装置は、例えば、携帯電話、デジタルカメラ等の表示機器に適用できる。
【符号の説明】
【００２６】
１  光源
２  導光板
３  微細構造体
４  出射面
５  反射面
６  側面
７  上底
８  曲線
９  直線
１０  光路
１１  偏光板
１２  液晶パネル
１３  リムシート
１４  拡散板
１５  反射板
１６  液晶表示素子
１７  照明装置
１８、１９  光源からの光
【図１】
2012048915.tif 000003
【図２】
2012048915.tif 000004
【図３】
2012048915.tif 000005
【図４】
2012048915.tif 000006
【図５】
2012048915.tif 000007
【図６】
2012048915.tif 000008
【図７】
2012048915.tif 000009