JP2001250412A - 照明装置およびこれを備えた液晶表示装置 - Google Patents

照明装置およびこれを備えた液晶表示装置

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JP2001250412A JP2000058155A JP2000058155A JP2001250412A JP 2001250412 A JP2001250412 A JP 2001250412A JP 2000058155 A JP2000058155 A JP 2000058155A JP 2000058155 A JP2000058155 A JP 2000058155A JP 2001250412 A JP2001250412 A JP 2001250412A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 点状光源からの光を有効に利用でき、しかも
コスト的に有利に製造し、駆動できる照明装置および液
晶表示装置を提供する。 【解決手段】 板状の出射部20の一側縁部に沿うよう
にして帯状の入射部21が設けられた導光手段2Aと、
入射部21に向けて光出射面3aから放射状に光を出射
する点状光源3と、を備え、点状光源3からの光を入射
部21の光入射領域21Bから入射し、それを出射部2
0内で拡散させつつ出射部20の一面23から出射する
ように構成された照明装置2A,3において、光入射領
域21Bを、光出射面3aに対して傾斜し、かつ入射部
21の長手方向に並ぶ第1および第2の傾斜面21a,
21bが複数形成された凹凸状とした。好ましくは、複
数の第1の傾斜面21aを、光出射面3aに対して長手
方向に傾斜するとともに、光出射面3aの中心から離れ
るものほど、光出射面3aに対してより起立するように
して設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願発明は、帯状の入射部お
よび板状の出射部を有する導光手段と、入射部に向けて
放射状に光を出射する点状光源と、を備えた照明装置、
およびこの照明装置を備えた液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
より、液晶表示装置としては、照明装置が液晶表示パネ
ルの背面側に配置されたバックライト方式のものや正面
側に配置されたフロントライト型のものがある。
【0003】バックライト方式の液晶表示装置において
は、たとえば平板状とされた導光板の入射領域に対向し
て、サイドライトLED(側面から光が出射するタイ
プ)が同一平面上に設けられた照明装置が採用される。
このような照明装置としては、たとえば図10(a)お
よび(b)に示したようなLED80Aからの光の入射
領域81aが平面とされたストレートタイプのものや、
図11(a)および(b)に示したような光の入射面領
域81bが円弧状とされた半円タイプのものがある。
【0004】フロントライト方式の液晶表示装置におい
ては、たとえば導光板がL字状の形態とされ、導光板の
入射領域に対向して、トップライトLED(上面から光
が出射するタイプ)が配置された照明装置が採用され
る。トップライトLEDを使用した照明装置としては、
サイドライトLEDのものと同様に、たとえば図12
(a)および(b)に示したストレートタイプのもの
や、図13(a)および(b)に示した半円タイプのも
のがある。これらの照明装置9A,9Bでは、LED9
0A,90Bからの光の進行方向を、導光板91A,9
1Bの反射面92a,92bにおいて反射させて変え、
出射部93a,93b内に光を拡散させるように構成さ
れている。
【0005】図10(a)および(b)に示したサイド
ライトLED80Aを使用したストレートタイプの照明
装置8Aでは、LED80Aを入射領域81aと密着す
る程度にまで接近させることができるため、LED80
Aから出射された光の大部分を入射領域81aから導光
板81A内に導入できるといった利点がある。その反
面、導光板81Aの内部に導入された光は、空気と導光
板81Aとの屈折率の差に起因して、LED80Aの光
出射面80aの垂線側に屈折するため、導光板81Aの
幅方向(光出射面80aの平面方向)に光が拡散しにく
いといった欠点がある。このため、比較的に幅広の液晶
表示装置用の照明装置8Aとして使用するためには、図
10(a)に仮想線で示したようにLED80Aを複数
の並べるなどして対応する必要があり、製造コスト的に
もランニングコスト的にも不利となる。
【0006】図11(a)および(b)に示したサイド
ライトLED80Bを使用した半円タイプの照明装置8
Bでは、導光板81Bの入射領域81bが円弧状とされ
ているため、LED80Bから放射状に出射された光
を、放射状に拡がったまま、あるいはさらに導光板81
Bの幅方向に広げた状態で、導光板81B内で光を拡散
させることができるといった利点がある。その反面、放
射状に拡がったLED80Bからの光を有効に利用する
ためには、入射領域81bに対して垂直(入射角が0
度)に光が入射する部位にLED80Bを配置し、もし
くはそれ部位よりも導光板81Bから離れた部位にLE
D80Bを配置する必要がある。つまり、導光81Bの
入射領域81bとLED80Bの光出射面80bと間の
距離が小さければ、ストレートタイプの照明装置8Aの
場合(図10参照)と同様に、導光板81Bに入射され
た光がLED80Bの光出射面80bの垂線側に屈折
し、LED80Bから放射状に出射された光を有効に利
用することができない。このため、導光板81Bの入射
領域81bとLED80Bの光出射面80bとの間に一
定以上の距離を設ける必要があり、図11(b)に良く
表れているようにLED80Bからの光うのち、導光板
81Bの入射領域81bから入射されない光の割合が多
くなり、効率が悪いといった欠点がある。また、このよ
うにして導光板81B内に入射されなかった光は、液晶
表示装置の外部に漏れ、これがホットスポットの原因と
もなってしまう。
【0007】図12に示したトップライトLED90A
を使用したストレートタイプの照明装置9Aでは、先に
説明したサイドライトLED80Aを使用したストレー
トタイプの照明装置8A(図10参照)と同様な利点お
よび欠点がある。また、図13に示したトップライトL
ED90Bを使用した半円タイプの照明装置9Bでは、
先に説明したサイドライトLED80Bを使用した照明
装置8B(図11参照)と同様な利点および欠点があ
る。しかも、これらの照明装置9A,9Bでは、導光板
91A,91Bの反射面92a,92bで光の進行方向
が変えられるが、厚みの小さい液晶表示装置、たとえば
導光板91A,91Bの厚みが1mm程度のものでは、
反射面92a,92bの面積を大きく確保することがで
きないため、次の欠点もある。すなわち、反射面92
a,92bの面積が小さければ、LED90A,90B
から導光板91A,91Bに入射された光が反射面92
a,92bで反射せず、導光板91A,91Bの上面に
小さな入射角で入射し、この上面で反射せずに外部に漏
れてしまい、光のロスが大きくなってしまうといった欠
点がある。
【0008】本願発明は、上記した事情のもとで考え出
されたものであって、点状光源からの光を有効に利用で
き、しかもコスト的に有利に製造し、駆動できる照明装
置および液晶表示装置を提供することをその課題とす
る。
【0009】
【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。
【0010】すなわち、本願発明の第1の側面により提
供される照明装置は、板状の出射部の一側縁部に沿って
延びるようにして帯状の入射部が設けられた導光手段
と、上記入射部に向けて光出射面から放射状に光を出射
する点状光源と、を備え、上記点状光源からの光を上記
入射部の光入射領域から入射し、それを上記出射部内で
拡散させつつ上記出射部の一面から出射するように構成
された照明装置であって、上記光入射領域は、上記光出
射面に対して傾斜し、かつ上記入射部の長手方向に並ぶ
複数の傾斜面が形成された凹凸状とされていることを特
徴としている。
【0011】上記構成では、複数の傾斜面の傾斜角度や
向きを適宜選択すれば、サイドライトタイプあるいはト
ップライトタイプの点状光源のいずれを使用する場合で
あっても、導光手段、ひいては出射部内に導入された光
を有効に拡散させ、ムラのない面発光が可能となる。こ
れにより、使用すべき点状光源の数を少なくすることが
でき、製造コストおよびランニングコストの低減を図る
ことができるようになる。
【0012】好ましい実施の形態においては、上記複数
の傾斜面は、上記光出射面に対して上記長手方向に傾斜
する複数の第1の傾斜面および複数の第2の傾斜面を有
しており、かつ、上記複数の第1の傾斜面は、上記光出
射面の中心から離れるものほど、上記光出射面に対して
より起立するようにして設けられている。
【0013】上記構成では、点状光源から放射状に出射
された光は、主として各第1の傾斜面から導光手段に入
射される。そして、これらの第1の傾斜面が点状光源の
光出射面の中心から離れるほど起立するように設けられ
ているから、光出射面に対してより垂直に近い角度で進
行する光は、光出射面に対してより傾倒した第1の傾斜
面から比較的に大きな入射角度で入射される一方、光出
射面に対してより水平に近い角度で進行する光は、光出
射面に対してより起立した第1の傾斜面から比較的に小
さな入射角度で入射される。つまり、光出射面に対して
垂直に近い方向に進行する光ほど、大きく屈折され、光
出射面に対して水平に近い方向に進行する光ほど、屈折
の程度が小さく、そのままの進行方向に近い状態で入射
部内を進行する。結局、光入射領域から入射部に導入さ
れた光は、入射部の長手方向に適切に拡散され、出射部
の全体に光を均一に拡散させることができるようにな
る。
【0014】また、光入射領域を上記した形態とすれ
ば、光入射面が半円とされた場合のように、光を有効に
拡散させるためにの点状光源の配置部位の制約がほとと
んどなく、点状光源をより光入射領域に近づけることが
できるため、点状光源からの光をより有効に入射部に導
入でき、光のロスを小さくすることができるようにな
る。
【0015】なお、上記した複数の第1の傾斜面に相当
する複数の傾斜面と、複数の起立面とを入射部の長手方
向に並べた構成を採用することもできる。
【0016】好ましい実施の形態においては、上記複数
の傾斜面は、上記光出射面に対して上記入射部の幅方向
または厚み方向に傾斜する第3の傾斜面をさらに有して
おり、上記第3傾斜面が上記幅方向または上記厚み方向
に並んでいる。
【0017】上記構成では、第3の傾斜面に対しても点
状光源からの光が入射され、これによって入射部の長手
方向ばかりでなく、入射部の幅方向または厚み方向に対
しても、有効に光を拡散させることができるようにな
る。
【0018】好ましい実施の形態においては、上記入射
部には、上記光出射面を収容する収容空間が設けられて
いる。
【0019】上記構成では、光出射面が収容空間によっ
て囲まれるため、点状光源からの光を有効に入射部内に
導入でき、光のロスを少なくできる。
【0020】好ましい実施の形態においては、上記導光
手段は、上記入射部の少なくとも一部が上記出射部の厚
み方向に突出した形態とされているとともに、上記収容
空間が、上記出射部に対して上記厚み方向にオフセット
して設けられている。
【0021】すなわち、本願発明は、導光手段がL字状
やフック状の形態とされ、点状光源としてトップライト
LEDを使用した場合においても、点状光源からの光を
有効に利用し、導光手段内において光を有効に拡散させ
ることができる。
【0022】好ましい実施の形態においては、上記導光
手段には、上記光入射領域からの光の進行方向を上記出
射部の平面方向に変える反射面が設けられているととも
に、上記光入射領域における上記出射部と反対側の端縁
領域は、上記光出射面に対して平行または略平行とされ
ている。
【0023】上記構成では、点状光源から入射部に導入
された光の大部分は、反射面において反射してから出射
部内を拡散しつつ進行する。そして、光入射領域に第3
の傾斜面が設けられた構成では、入射部の幅方向または
厚み方向にも光が拡散されるのは上述した通りである。
このため、第3の傾斜面が、光入射領域における出射部
とは反対側の端縁領域にまで設けられていれば、当該第
3において屈折した光の一部が反射面に対して小さな入
射角度で入射し、反射面から漏れてしまうことが懸念さ
れる。したがって、光入射領域における出射部とは反対
側の端縁領域を光出射面に対して平行または略平行ば水
平状面とすれば、当該水平状面に入射した光は出射部側
に屈折し、反射面に対して比較的に大きな角度で入射す
ることとなり、反射面からの光の漏れを回避することが
できる。
【0024】また、本願発明の第2の側面においては、
板状の出射部の一側縁部に沿って延びるようにして帯状
の入射部が設けられた導光手段と、上記入射部に向けて
光出射面から放射状に光を出射する点状光源と、を備
え、上記点状光源からの光を上記入射部の光入射領域か
ら入射し、それを上記出射部内で拡散させつつ上記出射
部の一面から出射するように構成された照明装置であっ
て、上記光入射領域は、その頂点が上記光出射面を指示
する多角錘状または円錐状の突起が複数設けられて凹凸
状とされていることを特徴とする、照明装置。
【0025】上記構成においても、多角錘状や円錐状と
された突起に入射した光を入射部の長手方向に適切に拡
散させることができ、出射部に対して均一に光を導入
し、拡散させることが可能となる。また、点状光源と光
入射領域との間の距離を小さくして、点状光源からの光
を入射部に対して効率良く入射させることも可能とな
る。
【0026】なお、上述した本願発明の第1の側面およ
び第2の側面のいずれにおいても、導光手段としては、
入射部および出射部が一体的に形成されたもの、あるい
はこれらが別体として形成されたもののいずれであって
もよい。
【0027】さらに、本願発明の第3の側面において
は、液晶表示パネルと、点状光源から導光手段に入射さ
れた光を上記導光手段の一面から出射して上記液晶表示
パネルを照明する照明装置と、を備えた液晶表示装置で
あって、上記照明装置は、上述した本願発明の第1の側
面または第2の側面に記載したいずれかの照明装置であ
ることを特徴とする、液晶表示装置が提供される。
【0028】上記液晶表示装置は、先に説明した照明装
置を備えているから、この照明装置によって液晶表示パ
ネルの全体が均一に照明され、ムラなく文字や図形など
の表示を行うことができるようになる。
【0029】本願発明のその他の特徴および利点は、添
付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より
明らかとなろう。
【0030】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【0031】図1は本願発明に係る液晶表示装置の一例
を示す断面図、図2は図1液晶表示装置を構成する透明
基板および透明電極の要部を示す分解斜視図、図3は図
1の液晶表示装置を構成する照明装置の部分斜視図、図
4および図5は図3の照明装置の要部拡大断面図、図6
は図3の照明装置を構成する導光板の要部(光入射領
域)を裏面から見た斜視図である。
【0032】図1に良く表れているように、本実施形態
の液晶表示装置X1は、液晶表示パネル1、この液晶表
示パネル1の正面(図1および図2の上方)側を覆う導
光板2、この導光板2に導入する光を発する点状光源3
を具備して構成されている。
【0033】液晶表示パネル1は、たとえばモノクロ表
示用に構成され、単純マトリクス駆動方式が採用された
ものである。この液晶表示パネル1は、ガラス製の一対
の透明基板10a,10bおよびシール部材11によっ
て囲まれた空間に液晶12を封入したものであり、透明
基板10aの正面側には偏光板13aが、透明基板10
bの背面側には偏光板13bおよび反射板14が重ねて
設けられた構成とされている。
【0034】各透明基板10a,10bには、図2に示
したように互いに対面する側の面の略全域にわたって、
複数の透明電極15a,15bがそれぞれ設けられてい
る。各透明電極15a,15bは、一方向に延びる線状
であり、その幅方向に一定間隔隔てて並ぶようにして形
成されている。ただし、透明電極15a,15bどうし
は、互いに直交するようにして形成されており、透明電
極15a,15bどうしの各交点が表示画素となる。各
透明基板10a,10b上にはさらに、図1に良く表れ
ているように、各透明電極15a,15bを覆うように
して、液晶分子にねじれを与えるための配向膜16a,
16bがそれぞれ設けられている。
【0035】偏光板13a,13bは、一定の方向に振
動する光のみを選択的に透過させるものであり、たとえ
ば一方が水平方向に振動する光を、他方が垂直方向に振
動する光をそれぞれ選択的に透過させるものである。
【0036】反射板14は、正面側から背面側に向けて
進行してきた光の向きを、正面側に変えて進行させるも
のである。
【0037】導光板2は、図1に示したように点状光源
3から導入された光をその裏面(図1の下方側の面)2
3から出射する出射部20に隣接し、この出射部20の
厚み方向に突出して入射部21が設けられた形態とされ
ている。この導光板2は、たとえば透明性に優れる樹脂
を用いた金型成形により、出射部20および出射部21
が一体的に形成されている。導光板2を構成する具体的
な材質としては、PMMA(ポリメタクリル酸メチル
(メタクリル樹脂))などが挙げられる。
【0038】出射部20は、裏面23が滑らかな平面状
であるのに対し、正面側(図2の上方側)の面(表面)
24は凹凸状とされている。より具体的には、導光板2
の表面24は、傾斜の向きおよび傾斜角が相違する2種
類の傾斜面25a,25bを有する断面三角状の複数の
凸部25が一定方向に連続して形成された凹凸状とされ
ている。
【0039】入射部21は、図1および図3に良く表れ
ているように出射部20に隣接して一方向(長手方向)
に延びる帯状であり、出射部20に対して背面側に位置
ずれしている。これにより、導光板2は、全体としてL
字状の形態とされている。また、入射部21と出射部2
0とを繋ぐ部分には、図5に良く表れているように入射
部21の長手方向に延びるとともに、点状光源3の光出
射面3aに対して傾斜する2つの反射面27,28が形
成されている。これらの反射面27,28は、点状光源
3からの光の進行方向を出射部20側に変えるものであ
るが、各反射面27,28の傾斜角度は、当該反射面2
7,28に入射した光が各導光板2の外部に漏れにくい
ように、すなわち全反射しやすいように設定されてい
る。そして、入射部21の長手方向の中央部には、正面
側に凹入するとともに、入射部21の幅方向に貫通する
収容空間21Aが形成されている。この収容空間21A
は、点状光源3が収容されるものであり、天井部分が主
として光入射領域21Bとされている。
【0040】この光入射領域21Bには、図6に示した
ように3つの傾斜面29a〜29cによって囲まれる空
間内に、入射部21の長手方向に4列、幅方向に2列並
んで計8個の四角錘部21Cが形成されている。そし
て、光入射領域(天井部分)21Bにおける四角錐部2
1Cが形成された領域以外は、図5および図6に良く表
れているように水平面21Dとされている。
【0041】各四角錘部21Cは、図4ないし図6に良
く表れているように第1から第4の傾斜面21a〜21
dによりその形状が規定されている。第1の傾斜面21
aは、図4に良く表れているように長手方向の端部に近
い四角錐部21Cのものほど、その傾斜角度が小さくな
る(起立する)ようにして入射部21の長手方向に並ん
でいる。第2の傾斜面21bは、長手方向の端部に近く
四角錘部21Cものほど、その傾斜角度が大きく(傾
倒)するようにして入射部21の長手方向に並んでい
る。第3および第4の傾斜面21c,21dは、入射部
21の幅方向に交互に並んでいる。なお、本実施形態で
は、長手方向の最端部に位置する四角錘部21Cの第2
の傾斜面21bに対面するとともに幅方向に延びる傾斜
面29b,29cもまた、第1の傾斜面21aに含ま
れ、第4の傾斜面21dに対面するとともに長手方向に
延びる傾斜面21aもまた、第3の傾斜面21cに含ま
れるものとする。
【0042】点状光源3は、入射部21内に導入する光
を上方に向けて発するトップライト型のものであり、基
板4に実装された状態で、入射部21の収容空間21A
内に収められている。この状態では、各四角錘部21C
の頂点が、点状光源3の光出射面3aを指示している。
なお、点状光源3としては、LEDなどが使用される。
【0043】以上の構成においては、点状光源3を点灯
駆動させると、この点状光源3から発せられた光は、主
として入射部21の第1の傾斜面21a、第3の傾斜面
21c、および水平面21Dから入射される。
【0044】第1の傾斜面21aに入射した光は、図4
に良く表れているように空気と入射部21との屈折率の
差に起因して、入射角よりも小さな角度で出射する。そ
して、各第1の傾斜面21aが光出射面3aに対して傾
斜しているから、全体としては、第1の傾斜面21aに
入射した光は入射部21の長手方向に拡げられる。
【0045】第3の傾斜面21cに入射した光は、図5
に良く表れているように全体として出射部20側に屈折
し、反射面28に反射してから、あるいは直接的に出射
部20に導入される。つまり、第3の傾斜面21cに入
射された光は、反射面28や出射部20の上面に対する
入射角が小さくなり、その結果、反射面28や出射部2
0の上面に入射した光が漏れてしまうといった不具合が
回避される。
【0046】水平面21Dに入射した光は、図5に良く
表れているように反射面27において反射してから出射
部20に導入される。かりに、図5に仮想線で示したよ
うに水平面21Dの領域にまで第3および第4の傾斜面
21c,21dを設けたとすれば、点状光源3からの光
が第4の傾斜面21dにより出射部21とは反対側に屈
折されてしまい、反射面27(28)に対する入射角が
小さくなり、入射部21の外部に光が漏れてしまうこと
となる。つまり、光出射領域21Bにおける出射部21
とは反対側の部分を水平面21Dとすることにより、入
射部21の外部への光の漏れを回避することができる。
【0047】そして、出射部21に導入された光は、図
1に良く表れているように出射部20の表裏面23,2
4による反射を繰り返しながらこの導光板2の内部を他
側面26に向けて順次進行していく。そして、導光板2
の裏面23に対して全反射臨界角よりも小さい角度で入
射した光は、この裏面23から液晶表示パネル1に向け
て出射される。このような光の出射は、導光板2の裏面
23の各所において行われるため、導光板2の裏面23
全体から光が出射されることとなる。
【0048】出射部21の裏面23から出射した光は、
たとえば水平方向に振動する光のみが選択的に偏光板1
3aを透過し、配向膜16a,16bによってその振動
方向がたとえば90度変えられて、垂直方向に振動する
光とされる。この光は、偏光板13b透過可能であるか
ら、偏光板13bを下方に向けて透過し、反射板14に
よって上方に向けて反射される。そして、再度偏光板1
3bを透過した後、液晶表示パネル1の配向膜16a,
16bによってその振動方向が90度変えられて、水平
方向に振動する光とされる。この光は、偏光板13aを
透過可能であるから、偏光板13aを透過してからさら
に導光板2を透過し、液晶表示装置X1の正面に出射す
る。
【0049】一方、点状光源3を駆動させることなく、
外光を利用した画像表示を行わせる場合には、外光が導
光板2、偏光板13a、配向膜16a、偏光板13bを
順次下向きに透過した後に反射板14によって上向きに
反射されることにより、その光が上記各部を上記とは逆
に透過して液晶表示装置X1の正面側から出射すること
となる。
【0050】そして、表示すべき画像に応じて、所定の
透明電極15a,15bどうしの交点(画素)に電圧を
印加すれば、当該交点では光の振動方向は変えられな
い。したがって、液晶表示パネル1の正面側から当該画
素を透過した光は、偏光板13bを透過できず、また液
晶パネル1の背面側から当該画素を透過した光は、偏光
板13aを透過することができない。これにより、電圧
が印加された交点を通過する光は、液晶表示装置X1の
正面から出射されることがないため、当該交点に対応す
る画素が、観測者には黒色として認識されることとな
る。
【0051】なお、本実施形態では、図5に良く表れて
いるように点状光源3を収容する収容空間21Aが入射
部21の幅方向に貫通していたが、図7に示したように
収容空間21A′を非貫通状とし、点状光源3の全体を
囲むように形成してもよい。
【0052】また、本実施形態では、図6に良く表れて
いるように光入射領域21Bには、複数の第1から第4
の傾斜面21a〜21dからなる四角錘部21Cが設け
られていたが、当該四角錘部21Cに変えて、三角錐状
や円柱状の突起を設けて光ロスを低減するようにしても
よい。
【0053】さらに、先の実施形態では、図1および図
3に良く表れているように導光板2がL字状とされ、ア
ップライト方式の点状光源3が使用された液晶表示装置
X1について説明したが、本願発明の技術思想は、図8
および図9に示したようにサイドライト方式の点状光源
5,6を使用した液晶表示装置X2,X3にも適用可能
である。
【0054】図8に示した液晶表示装置X2は、入射部
51が出射部20に対して同一平面上に設けられるとと
もに、収容空間51Aが出射部20側に凹入した形態の
ものである。この液晶表示装置X2においても入射部5
1の長手方向に傾斜するようにして、光入射領域51B
に第1および第2の傾斜面51a、51bを設けて入射
部51の長手方向に光を拡散しやすいようになされる
が、先の実施形態における第3および第4の傾斜面に相
当する傾斜面は必ずしも設ける必要はない。
【0055】一方、図9に示した液晶表示装置X3は、
収容空間が設けられていないが、入射部61の長手方向
に光を拡散しやすいようにするために、第1および第2
の傾斜面61a,61bが設けられている。
【0056】その他、本願発明に係る液晶表示装置の各
部の具体的な構成は、上述の実施形態に限定されず、種
々に設計変更自在である。液晶の種類やその駆動方式な
どはなんら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明に係る液晶表示装置の一例を示す断面
図である。
【図2】図1の液晶表示装置を構成する透明基板および
透明電極の要部を示す分解斜視図である。
【図3】図1の液晶表示装置を構成する照明装置の部分
斜視図である。
【図4】図3の照明装置の要部拡大断面図である。
【図5】図3の照明装置の要部拡大断面図である。
【図6】図3の照明装置を構成する導光板の要部(光入
射領域)を裏面から見た斜視図である。
【図7】本願発明に係る照明装置の他の例を示す要部断
面図である。
【図8】本願発明に係る照明装置のさらに他の例を示す
要部斜視図である。
【図9】本願発明に係る照明装置のさらに他の例を示す
要部斜視図である。
【図10】(a)は従来の照明装置(サイドライトLE
Dを使用したストレートタイプ)を示す平面図、(b)
はその側面図である。
【図11】(a)は従来の照明装置(サイドライトLE
Dを使用した半円タイプ)を示す平面図、(b)はその
側面図である。
【図12】(a)は従来の照明装置(アップライトLE
Dを使用したストレートタイプ)を示す斜視図、(b)
はその縦断面図である。
【図13】(a)は従来の照明装置(アップライトLE
Dを使用した半円タイプ)を示す平面図、(b)はその
縦断面図である。
【符号の説明】
X1〜X3 液晶表示装置 1 液晶表示パネル 2,5,6 導光板 3 光源 4 基板 20 出射部 21,51,61 入射部 21A,21A′,51A 収容空間(入射部の) 21B 光入射領域(入射部の) 21C 四角錐部(光入射領域の) 21D 水平面(光入射領域の) 21a 第1の傾斜面 21b 第2の傾斜面 21c 第3の傾斜面 21d 第4の傾斜面

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 板状の出射部の一側縁部に沿って延びる
    ようにして帯状の入射部が設けられた導光手段と、上記
    入射部に向けて光出射面から放射状に光を出射する点状
    光源と、を備え、上記点状光源からの光を上記入射部の
    光入射領域から入射し、それを上記出射部内で拡散させ
    つつ上記出射部の一面から出射するように構成された照
    明装置であって、 上記光入射領域は、上記光出射面に対して傾斜し、かつ
    上記入射部の長手方向に並ぶ複数の傾斜面が形成された
    凹凸状とされていることを特徴とする、照明装置。
  2. 【請求項2】 上記複数の傾斜面は、上記光出射面に対
    して上記長手方向に傾斜する複数の第1の傾斜面および
    複数の第2の傾斜面を有しており、かつ、 上記複数の第1の傾斜面は、上記光出射面の中心から離
    れるものほど、上記光出射面に対してより起立するよう
    にして設けられている、請求項1に記載の照明装置。
  3. 【請求項3】 上記複数の傾斜面は、上記光出射面に対
    して上記入射部の幅方向または厚み方向に傾斜する第3
    の傾斜面をさらに有している、請求項2に記載の照明装
    置。
  4. 【請求項4】 上記入射部には、上記光出射面を収容す
    るための収容空間が設けられている、請求項1ないし3
    のいずれかに記載の照明装置。
  5. 【請求項5】 上記導光手段は、上記入射部の少なくと
    も一部が上記出射部の厚み方向に突出した形態とされて
    いるとともに、上記収容空間が、上記出射部に対して上
    記厚み方向にオフセットして設けられている、請求項4
    に記載の照明装置。
  6. 【請求項6】 上記導光手段には、上記光入射領域から
    の光の進行方向を上記出射部の平面方向に変える反射面
    が設けられているとともに、上記光入射領域における上
    記出射部とは反対側の端縁領域は、上記光出射面に対し
    て平行または略平行とされている、請求項5に記載の照
    明装置。
  7. 【請求項7】 板状の出射部の一側縁部に沿って延びる
    ようにして帯状の入射部が設けられた導光手段と、上記
    入射部に向けて光出射面から放射状に光を出射する点状
    光源と、を備え、上記点状光源からの光を上記入射部の
    光入射領域から入射し、それを上記出射部内で拡散させ
    つつ上記出射部の一面から出射するように構成された照
    明装置であって、 上記光入射領域は、その頂部が上記光出射面を指示する
    多角錘状または円錐状の突起が複数設けられて凹凸状と
    されていることを特徴とする、照明装置。
  8. 【請求項8】 液晶表示パネルと、点状光源から導光手
    段に入射された光を上記導光手段の一面から出射して上
    記液晶表示パネルを照明する照明装置と、を備えた液晶
    表示装置であって、 上記照明装置は、請求項1ないし7のいずれかに記載し
    たものであることを特徴とする、液晶表示装置。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030061153A (ko) * 2002-01-11 2003-07-18 주식회사 흥진메텍 렌티큘러 렌즈를 구비한 도광판 및 이를 이용한 백라이트장치
JP2004212517A (ja) * 2002-12-12 2004-07-29 Toppoly Optoelectronics Corp 平面表示器用面状光源構造並びに液晶表示パネル用面状光源構造
JP2007157707A (ja) * 2005-12-02 2007-06-21 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Ledバックライト装置
WO2008047442A1 (fr) * 2006-10-20 2008-04-24 Miraial Co., Ltd. Dispositif source de lumière de surface
JP2008543004A (ja) * 2005-05-31 2008-11-27 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 照明装置
WO2009001802A1 (ja) * 2007-06-28 2008-12-31 Zeon Corporation 照明装置
US7478942B2 (en) 2003-01-23 2009-01-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Light guide plate with light reflection pattern
JP2012227087A (ja) * 2011-04-22 2012-11-15 Canon Inc バックライトユニット
JP2013025962A (ja) * 2011-07-19 2013-02-04 Japan Display Central Inc フロントライトユニット
WO2013046276A1 (ja) * 2011-09-30 2013-04-04 日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 照明装置およびそれを用いた液晶表示装置

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI289708B (en) 2002-12-25 2007-11-11 Qualcomm Mems Technologies Inc Optical interference type color display
JP4161713B2 (ja) * 2002-12-27 2008-10-08 カシオ計算機株式会社 面状照明装置
US7342705B2 (en) 2004-02-03 2008-03-11 Idc, Llc Spatial light modulator with integrated optical compensation structure
US7706050B2 (en) 2004-03-05 2010-04-27 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Integrated modulator illumination
US7508571B2 (en) 2004-09-27 2009-03-24 Idc, Llc Optical films for controlling angular characteristics of displays
US7630123B2 (en) 2004-09-27 2009-12-08 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and device for compensating for color shift as a function of angle of view
US7911428B2 (en) 2004-09-27 2011-03-22 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and device for manipulating color in a display
US7807488B2 (en) 2004-09-27 2010-10-05 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Display element having filter material diffused in a substrate of the display element
US7710632B2 (en) 2004-09-27 2010-05-04 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Display device having an array of spatial light modulators with integrated color filters
US7750886B2 (en) 2004-09-27 2010-07-06 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Methods and devices for lighting displays
US7813026B2 (en) 2004-09-27 2010-10-12 Qualcomm Mems Technologies, Inc. System and method of reducing color shift in a display
EP1775611A1 (en) * 2005-10-14 2007-04-18 LG Electronics Inc. Back light unit with means for improving the light source coupling into the incident surface of a light guiding plate
US20070091642A1 (en) * 2005-10-14 2007-04-26 Lg Electronics, Inc. Light guide plate and backlight unit having the same
US7766498B2 (en) 2006-06-21 2010-08-03 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Linear solid state illuminator
US7845841B2 (en) 2006-08-28 2010-12-07 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Angle sweeping holographic illuminator
US7855827B2 (en) 2006-10-06 2010-12-21 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Internal optical isolation structure for integrated front or back lighting
US8872085B2 (en) 2006-10-06 2014-10-28 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Display device having front illuminator with turning features
EP2069838A2 (en) * 2006-10-06 2009-06-17 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Illumination device with built-in light coupler
CN101600901A (zh) 2006-10-06 2009-12-09 高通Mems科技公司 集成于显示器的照明设备中的光学损失结构
US8107155B2 (en) 2006-10-06 2012-01-31 Qualcomm Mems Technologies, Inc. System and method for reducing visual artifacts in displays
US20100103488A1 (en) 2006-10-10 2010-04-29 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Display device with diffractive optics
US7864395B2 (en) 2006-10-27 2011-01-04 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Light guide including optical scattering elements and a method of manufacture
US7777954B2 (en) 2007-01-30 2010-08-17 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Systems and methods of providing a light guiding layer
US7733439B2 (en) 2007-04-30 2010-06-08 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Dual film light guide for illuminating displays
US7949213B2 (en) 2007-12-07 2011-05-24 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Light illumination of displays with front light guide and coupling elements
US8068710B2 (en) 2007-12-07 2011-11-29 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Decoupled holographic film and diffuser
WO2009102731A2 (en) 2008-02-12 2009-08-20 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Devices and methods for enhancing brightness of displays using angle conversion layers
US8654061B2 (en) 2008-02-12 2014-02-18 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Integrated front light solution
US8049951B2 (en) 2008-04-15 2011-11-01 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Light with bi-directional propagation
US8118468B2 (en) * 2008-05-16 2012-02-21 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Illumination apparatus and methods
EP2307795A2 (en) * 2008-06-04 2011-04-13 QUALCOMM MEMS Technologies, Inc. Edge shadow reducing methods for prismatic front light
US8905610B2 (en) 2009-01-26 2014-12-09 Flex Lighting Ii, Llc Light emitting device comprising a lightguide film
JP4655155B2 (ja) * 2009-01-26 2011-03-23 ソニー株式会社 発光装置および画像表示装置
US8172417B2 (en) 2009-03-06 2012-05-08 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Shaped frontlight reflector for use with display
EP2435867A1 (en) 2009-05-29 2012-04-04 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Illumination devices and methods of fabrication thereof
US9651729B2 (en) 2010-04-16 2017-05-16 Flex Lighting Ii, Llc Reflective display comprising a frontlight with extraction features and a light redirecting optical element
US8848294B2 (en) 2010-05-20 2014-09-30 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and structure capable of changing color saturation
US20140049983A1 (en) * 2010-11-18 2014-02-20 Anthony John Nichol Light emitting device comprising a lightguide film and aligned coupling lightguides
US8902484B2 (en) 2010-12-15 2014-12-02 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Holographic brightness enhancement film
CA2829388C (en) 2011-03-09 2018-09-25 Flex Lighting Ii, Llc Light emitting device with adjustable light output profile
SG11201405070RA (en) * 2012-03-13 2014-09-26 Neonode Inc Side-light display illuminator
TWI470335B (zh) * 2012-04-20 2015-01-21 Wistron Corp 顯示裝置
US11009646B2 (en) 2013-03-12 2021-05-18 Azumo, Inc. Film-based lightguide with interior light directing edges in a light mixing region
JP7024686B2 (ja) * 2018-10-31 2022-02-24 オムロン株式会社 表示装置
CN113678035A (zh) 2019-01-03 2021-11-19 阿祖莫公司 包括产生多个照明峰值的光导和光转向膜的反射型显示器
WO2021022307A1 (en) 2019-08-01 2021-02-04 Flex Lighting Ii, Llc Lightguide with a light input edge between lateral edges of a folded strip

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030061153A (ko) * 2002-01-11 2003-07-18 주식회사 흥진메텍 렌티큘러 렌즈를 구비한 도광판 및 이를 이용한 백라이트장치
JP2004212517A (ja) * 2002-12-12 2004-07-29 Toppoly Optoelectronics Corp 平面表示器用面状光源構造並びに液晶表示パネル用面状光源構造
US7478942B2 (en) 2003-01-23 2009-01-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Light guide plate with light reflection pattern
JP2008543004A (ja) * 2005-05-31 2008-11-27 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 照明装置
JP2007157707A (ja) * 2005-12-02 2007-06-21 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Ledバックライト装置
WO2008047442A1 (fr) * 2006-10-20 2008-04-24 Miraial Co., Ltd. Dispositif source de lumière de surface
WO2009001802A1 (ja) * 2007-06-28 2008-12-31 Zeon Corporation 照明装置
JP2012227087A (ja) * 2011-04-22 2012-11-15 Canon Inc バックライトユニット
JP2013025962A (ja) * 2011-07-19 2013-02-04 Japan Display Central Inc フロントライトユニット
WO2013046276A1 (ja) * 2011-09-30 2013-04-04 日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 照明装置およびそれを用いた液晶表示装置

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Publication number Publication date
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US20010019380A1 (en) 2001-09-06

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