(57)【要約】【課題】  光源から発せられる光を導光板１１の内部に指向性を抑制した状態で入射させることができる背部照明装置および表示装置を提供する。【解決手段】  表示パネルの背部に配置される導光板１１の照光面１１ａに拡散シート１４と第１のレンズシート１５ならびに第２のレンズシート１６が重ねられている。導光板１１の入射側面１１ｃには、拡散シート１４から折り曲げられた入射拡散シート１４ａと、第２のレンズシート１６から折り曲げられた入射レンズシート１６ａとが重ねられて設置されている。光源１８から発せられる照明光Ｌは、入射レンズシート１６ａの凹凸１６ｃで屈折させられ、入射拡散シート１４ａで乱反射され拡散されて導光板１１の内部に入射する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示パネルの背部に配置されて前記表示パネルを透過する照明光を発する背部照明装置において、
透光性材料で形成された導光板と、前記導光板の表面である照光面と前記表示パネルとの間に配置されたレンズシートとを有し、前記レンズシートは、透光性のシートの少なくとも一方の表面に凹凸が形成されたものであり、
前記導光板の入射側面に、前記レンズシートと同じ構造の入射レンズシートが設置され、光源から発せられる照明光が、前記入射レンズシートを透過して前記導光板内に与えられることを特徴とする背部照明装置。
【請求項２】
前記入射レンズシートに形成された前記凹凸は、前記導光板の板厚方向に向けて直線状に延びている請求項１記載の背部照明装置。
【請求項３】
前記導光板の照光面と前記レンズシートとの間に、光拡散シートが介在しており、前記導光板の入射側面と前記入射レンズシートとの間に、前記光拡散シートと同じ構造の入射拡散シートが配置されている請求項１または２記載の背部照明装置。
【請求項４】
前記入射レンズシートは、前記レンズシートの一部が折り曲げられて形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の背部照明装置。
【請求項５】
前記入射拡散シートは、前記拡散シートの一部が折り曲げられて形成されている請求項３記載の背部照明装置。
【請求項６】
前記導光板は、前記照光面と反対側に拡散面を有しており、前記拡散面には、樹脂材料を付着させた多数の微細突部が形成されている請求項１ないし５のいずれかに記載の背部照明装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の背部照明装置の前記照光面の前方に、透過式の表示パネルが設けられてい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、液晶表示パネルなどの表示パネルを背部から照光する背部照明装置および前記背部照明装置を使用した表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルなどの透過式の表示パネルの背部に設けられている背部照明装置には、アクリル系樹脂などで形成された導光板が使用されている。導光板は、表示パネルに照明光を与える照光面が平面であり、その逆側の面は、細かな凹凸が形成されるなどした拡散面となっている。ＬＥＤなどの光源から発せられる照明光は、導光板の入射側面から導光板の内部に導かれ、導光板の内部を伝搬し拡散面で拡散され、照光面から表示パネルに与えられる。
【０００３】
ここで、導光板の入射側面が平坦面であると、入射側面から導光板の内部に入射した光が導光板内を直進しようとするため、前記側面の内側で且つ光源が対向する部分が局部的に明るくなる問題がある。これを避けるには、カバーに表示パネルの前部を覆う額縁部を設け、この額縁部のうちの前記側面の前方を覆う部分を幅広にして局部的に明るくなる部分を覆い隠すことが必要になる。しかし、この対策では、カバーの額縁部を幅広に形成することが必要になって、表示画面が実質的に狭められることになる。
【０００４】
特許文献１ないし３には、光源から導光板の内部に光を導くための発明が記載されている。
【０００５】
特許文献１に記載された発明では、導光板の入射側面にレンズシートが配置され、ＬＥＤから発せられる光がレンズシートを透過することで、導光板に入射する光の指向性を狭めている。
【０００６】
また、特許文献２に記載された発明でも、導光板の入射側面にレンズシートが設置され、光源から発せられる光がレンズシートを透過して導光板に入射されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１６５５７２号公報
【特許文献２】特開２００５−３１０５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１と特許文献２に記載された発明は、導光板の入射側面にレンズシートが配置されているが、このレンズシートは、光源からの光を導光板に入射させるために特別に設計して製造されたものである。そのため、構成する部品の種類が多くなり、製造コストも高くなる。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、導光板の照光面に設置するレンズシートと同じシートを使用して、導光板の入射側面と光源との間に入射レンズシートを配置できるようにし、構成部品の種類を増やすくことなく、光源から導光板へ光を発散させながら入射させることができる背部照明装置および前記背部照明装置を使用した表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、表示パネルの背部に配置されて前記表示パネルを透過する照明光を発する背部照明装置において、
透光性材料で形成された導光板と、前記導光板の表面である照光面と前記表示パネルとの間に配置されたレンズシートとを有し、前記レンズシートは、透光性のシートの少なくとも一方の表面に凹凸が形成されたものであり、
前記導光板の入射側面に、前記レンズシートと同じ構造の入射レンズシートが設置され、光源から発せられる照明光が、前記入射レンズシートを透過して前記導光板内に与えられることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の背部照明装置は、導光板の入射側面に入射レンズシートが配置されているため、光源からの光が入射側面に入射するときに、導光板内で光を発散させることができ、入射側面の内側が局部的に明るくなることを防止できる。また、導光板の内部の広い範囲に光をムラなく行き届かせることができる。入射レンズシートは、導光板の照光面に配置されるレンズシートと同じものを使用しているため、入射レンズシートを特別に設計して製造する必要がなくなり、構成部品の種類を削減できるようになる。
【００１２】
本発明の背部照明装置は、前記入射レンズシートに形成された前記凹凸は、前記導光板の板厚方向に向けて直線状に延びていることが好ましい。
【００１３】
上記構成では、導光板に入射させる光を、導光板の面に沿って広く拡散させることが可能である。
【００１４】
本発明の背部照明装置は、前記導光板の照光面と前記レンズシートとの間に、光拡散シートが介在しており、前記導光板の入射側面と前記入射レンズシートとの間に、前記光拡散シートと同じ構造の入射拡散シートが配置されているものが好ましい。
【００１５】
上記のように、入射側面に入射レンズシートとともに入射拡散シートを配置すると、光源からの光を、入射側面の内側へ拡散させて送り込むことができ、入射側面の内側に局部的に明るい領域が形成されるのをさらに防止できるようになる。
【００１６】
本発明の背部照明装置は、前記入射レンズシートは、前記レンズシートの一部が折り曲げられて形成されていることが好ましい。
【００１７】
また、前記入射拡散シートは、前記拡散シートの一部が折り曲げられて形成されていることが好ましい。
【００１８】
導光板の照光面に重ねられるレンズシートの一部を折り曲げて入射側面に配置することにより、入射拡散シートを個別に管理する必要がなくなり、組立作業が容易になる。これは拡散シートと入射拡散シートとの関係においても同じである。
【００１９】
本発明は、前記導光板は、前記照光面と反対側に拡散面を有しており、前記拡散面には、樹脂材料を付着させた多数の微細突部が形成されているものとして構成できる。
【００２０】
導光板の表面に、インクジェット方式や印刷方式などにより樹脂材料を付着させて拡散面を構成する場合に、導光板の入射側面に前記樹脂材料を付着させるのが困難である。そこで、入射レンズシートを入射側面に配置することで、入射側面に前記樹脂材料を付着させる必要もなくなる。
【００２１】
次に、本発明の表示装置は、前記のいずれかに記載の背部照明装置の前記照光面の前方に、透過式の表示パネルが設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の背部照明装置および表示装置では、導光板の照光面に重ねられているレンズシートと同じものを入射レンズシートとして入射側面に配置しているため、部品の種類を減らすことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態の表示装置の外観を示す斜視図、
【図２】図１に示した表示装置を、表示パネルを上向きにして示す分解斜視図、
【図３】図２に示す表示装置に設けられた背部照明装置の部分斜視図、
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線での断面図、
【図５】他の実施の形態の背部照明装置を示す図５とおなじ部分斜視図、
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１に示す表示装置１は、車載用電子機器の一部として使用される。表示装置１は、Ｘ１方向が前方でありＸ２方向が背部である。また、Ｙ方向が左右方向で、Ｚ方向が上下方向である。
【００２５】
図１に示すように、表示装置１は、金属製のカバー２を有している。カバー２は、左右両側板２ａ，２ａと上下側板２ｂ，２ｂを有し、前面には額縁部２ｄが形成されている。額縁部２ｄで囲まれた領域が表示窓部２ｅである。
【００２６】
カバー２の内部では、表示窓部２ｅの内側に表面パネル３が固定されている。表面パネル３は透光性の板材で形成されており、その表面に静電容量式などのタッチパッドが一体化されている。カバー２の内部では、表面パネル３の背部に表示パネル５が配置されており、さらにその背部に背部照明装置１０が設けられている。
【００２７】
図２には、表示パネル５とその背部側（Ｘ２側）に配置された背部照明装置１０とが分解斜視図で示されている。
表示パネル５は透過式のカラー液晶表示パネルであり、Ｘ１方向が表示方向である。
【００２８】
背部照明装置１０には導光板１１が使用されている。導光板１１は透光性であり、アクリル系樹脂などの高透明性樹脂材料で形成されている。導光板１１はＸ１方向に向く表面が照光面１１ａであり、Ｘ２方向に向く表面が拡散面１１ｂである。また、照光面１１ａと拡散面１１ｂの双方に直交する側面が入射側面１１ｃである。図１では、入射側面１１ｃが下に向けられている。照光面１１ａと入射側面１１ｃは平坦面である。
【００２９】
導光板１１の拡散面１１ｂには、多数の微細突部１２が形成されている。微細突部１２はドット状に形成されており、導光板１１の内部を伝搬する照明光は、拡散面１１ｂにおいてドット状の微細突部１２で乱反射されて拡散され、照光面１１ａから表示パネル５に光が与えられる。微細突部１２は、例えば入射側面１１ｃに近い位置でピッチが粗く、入射側面１１ｃから遠ざかるにしたがってピッチが狭く形成されている。
【００３０】
微細突部１２は、導光板１１の拡散面１１ｂにインクジェット方式により透光性の樹脂材料をドット状に付着させ、樹脂材料をＵＶ硬化させることで形成される。また、微細突部１２は、スクリーン印刷でドット状に形成し、ドット状に形成された樹脂材料をＵＶ硬化させてもよい。また、拡散面１１ｂにレーザ加工や機械加工によって、細かな凹凸を形成してもよい。
【００３１】
導光板１１の背部側（Ｘ２側）には、拡散面１１ｂを覆う反射シート１３が配置されている。反射シート１３は、拡散面１１ｂに向く表面が白色または銀色などに着色されたものであり、導光板１１の拡散面１１ｂから漏れ出た光を導光板１１に向けて反射させる。
【００３２】
導光板１１の照光面１１ａの前方（Ｘ１方向）に拡散シート１４が配置されている。拡散シート１４は、透光性樹脂シートの内部に無機酸化物などのフィラーが混入されているもの、または表面に細かな凹凸が形成されたものである。導光板１１の照光面１１ａから出射した照明光は、拡散シート１４を透過することで拡散され、輝度ムラが解消される。
【００３３】
図２と図３に示すように、拡散シート１４の側部には、複数の入射拡散シート１４ａが連続して形成されている。入射拡散シート１４ａは、左右方向（Ｙ方向）へ間隔を空けて小片状に形成されている。入射拡散シート１４ａは拡散シート１４と構造が同じであり光学的特性が同じである。
【００３４】
図３に示すように、複数の入射拡散シート１４ａは、導光板１１の照光面１１ａに重ねられている入射拡散シート１４ａから直角に折り曲げられて、それぞれの入射拡散シート１４ａが、導光板１１の入射側面１１ｃに設置されている。入射拡散シート１４ａと入射側面１１ｃは、その間に空気層が介在しないように密着していることが好ましい。さらには、入射拡散シート１４ａと入射側面１１ｃとが、両面接着テープや光学接着剤（ＯＣＡ）などによって接着されていることが好ましい。
【００３５】
図２に示すように、拡散シート１４と表示パネル５との間には、第１のレンズシート１５と第２のレンズシート１６とが重ねられて配置されている。第１のレンズシート１５は、透光性の樹脂シートの少なくとも一方の表面に、細かな凹凸が互いに平行に形成され、この凹凸が左右方向（Ｙ方向）へ直線状に延びて形成されている。凹凸部は、その断面形状が三角形の凸部と断面形状が三角形の凹部の少なくとも一方が形成されたものであり、この凸部と凹部がＹ方向に連続して形成されている。
【００３６】
第２のレンズシート１６は、第１のレンズシート１５と同じものであり、その配置方向が第１のレンズシート１５と９０度相違させて配置されている。第２のレンズシート１６には複数の入射レンズシート１６ａが一体に形成されている。入射レンズシート１６ａは、第２のレンズシート１６と一体に形成されているため、その構造と光学特性はレンズシート１６と同じである。複数の入射レンズシート１６ａは、第２のレンズシート１６の図１において下向きにとなる縁部から一体に形成され、左右方向（Ｙ方向）に間隔を空けて小片状に形成されている。
【００３７】
入射レンズシート１６ａは、第２のレンズシート１６から直角に折り曲げられて、前記入射拡散シート１４ａの表面に設置されている。入射レンズシート１６ａと入射拡散シート１４ａは、その間に空気層が介在しないように密着していることが好ましい。さらには、入射レンズシート１６ａと入射拡散シート１４ａとが、両面接着テープや光学接着剤（ＯＣＡ）などによって接着されていることが好ましい。
【００３８】
第２のレンズシート１６は、第１のレンズシート１５と同じものであり、その少なくとも一方の表面に細かな凹凸が互いに平行に形成されている。実施の形態では、Ｘ−Ｚ面と平行に配置されている第２のレンズシート１６では、凹凸１６ｃが上下方向（Ｚ方向）へ直線状に延びて形成され、入射レンズシート１６ａでは、凹凸１６ｃが前後方向（Ｘ方向）、すなわち導光板１１の板厚方向へ向けて直線状に延びて形成されている。
【００３９】
図４に現れているように、凹凸１６ｃは、その断面形状が三角形の凸部と同じく断面形状が三角形の凹部が形成されたものであり、この凸部と凹部が互いに平行に直線状に延びている。図３に示すように、Ｘ−Ｙ面と平行な第２のレンズシート１６では、凹凸１６ｃがＺ方向へ直線状に連続して延び、図３と図４に示すように、入射側面１１ｃに重ねられた入射レンズシート１６ａでは、凹凸１６ｃがＸ方向へ直線状に連続して延びている。
【００４０】
図２に示すように、背部照明装置１０には複数の光源１８が設けられている。それぞれの光源１８は白色系の照明光を発するＬＥＤである。図３と図４に示すように、それぞれの光源１８は、入射拡散シート１４ａならびに入射レンズシート１６ａと対向して設けられている。
【００４１】
次に、前記背部照明装置１０ならびに表示装置１の照明動作について説明する。
図３と図４に示すように、光源１８から発せられる照明光Ｌは、導光板１１の入射側面１１ｃに設置されている入射レンズシート１６ａと入射拡散シート１４ａを通過して、前記入射側面１１ｃから導光板１１の内部に入射する。図４に示すように、照明光Ｌのうち入射レンズシート１６ａに入射した光は、入射レンズシート１６ａに形成された凹凸１６ｃによって屈折される。凹凸１６ｃは、断面が三角形の凸部と断面が三角形の凹部とがＹ方向へ交互に繰り返し、凸部と凹部とがＸ方向に直線的に延びる形状である。よって、入射レンズシート１６ａに入射した照明光Ｌは、左右方向（Ｙ方向）へ向けて広がるように屈折し、Ｚ方向への指向性が弱められる。
【００４２】
入射レンズシート１６ａの凹凸１６ｃで屈折させられてＹ方向への発散光に変換された照明光Ｌは、さらに入射拡散シート１４ａを通過する。入射拡散シート１４ａは透光性シートの内部に多数のフィラーが含まれたものであり、または透光性シートの表面に細かな凹凸が形成されて面粗れ状態とされたものである。よって、照明光Ｌは、入射拡散シート１４ａで乱反射状態とされて入射側面１１ｃから導光板１１に内部に導かれる。
【００４３】
導光板１１の内部を伝搬する照明光Ｌは、導光板１１の背部側（Ｘ２側）の表面である拡散面１１ｂに設けられた微細突部１２によって乱反射状態とされ、導光板１１の照光面１１ａから前方（Ｘ１方向）で出射し、拡散シート１４と第１のレンズシート１５ならびに第２のレンズシート１６を透過して表示パネル５に与えられる。照光面１１ａからＸ１方向へ出た照明光Ｌは、拡散シート１４で乱反射状態となって拡散光とされる。第１のレンズシート１５と第２のレンズシート１６は、互いに直交する方向へ凹凸が直線状に形成されているものであるため、拡散シート１４を透過した拡散光は、第１レンズシート１５と第２レンズシート１６とで前方（Ｘ１方向）へ向く光成分となるように集光されて、表示パネル５に与えられる。
【００４４】
導光板１１の入射側面１１ｃでは、入射レンズシート１６ａによって入射する照明光Ｌの指向性が抑制され、入射レンズシート１６ａでＹ方向へ屈折され、さらに、入射拡散シート１４ａで乱反射状態とされた光が導光板１内へ入射する。よって、入射側面１１ｃの近傍で且つ光源１８が対向する部分が局部的に明るく照明される現象を抑制できるようになる。そのため、図１に示すように、入射側面１１ｃの前方を覆うカバー２の額縁部２ｄの幅寸法Ｗを必要以上に大きくする必要がなく、表示画面を実質的に広くできる。
【００４５】
また、導光板１１の内部に入射した照明光をＹ−Ｚ面内で均一な光量分布にでき、表示パネル５の表示面内における光のムラの発生を防止できるようになる。
【００４６】
図５には、本発明の第２の実施の形態の背部照明装置１１０が示されている。この背部照明装置１１０は、図２と図３に示したのと同様に、導光板１１の照光面１１ａに、拡散シート１４と第１のレンズシート１５ならびに第２のレンズシート１６が重ねられている。そして、第２のレンズシート１６と同じ光学部材から切り出された小片状の入射レンズシート１６ａが、導光板１１の入射側面１１ｃに密着して配置され、好ましくは接着固定されている。入射レンズシート１６ａの表面に形成された凹凸１６ｃは、互いに平行でＸ方向へ直線的に延びている。なお、この実施の形態では、入射側面１１ｃと入射レンズシート１６ａとの間に入射拡散シート１４ａが設けられていない。
【００４７】
この実施の形態においても、光源１８から発せられた照明光Ｌは、入射レンズシート１６ａによってＹ方向へ向けて屈折させられて発散光となって、導光板１１の内部に入射する。したがって、入射側面１１ｃの内側で光源１８が対向する部分が局部的に明るく照明される現象を抑制できるようになる。
【００４８】
前記各実施の形態では、入射レンズシート１６ａが、導光板１１の前方に重ねられている第２のレンズシート１６と同じ光学部材で形成されているため、入射側面１１ｃに配置する特別な光学部材を使用する必要がなくなり、構成部品の種類を削減できるようになる。
【符号の説明】
【００４９】
１  表示装置
２  カバー
２ｄ  額縁部
３  表面パネル
５  表示パネル
１０  背部照明装置
１１  導光板
１１ａ  照光面
１１ｂ  拡散面
１２  微細突部
１４  拡散シート
１４ａ  入射拡散シート
１５  第１のレンズシート
１６  第２のレンズシート
１６ａ  入射レンズシート
１６ｃ  凹凸
１８  光源
Ｌ  照明光
【図１】
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【図２】
2016004765.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016004765.tif 000006
【図５】
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