JP2002298627A - 面状照明装置および表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 面状導光板４０の出光面４４における色度の
バラツキを大幅に押さえた所望の色度の面状照明装置１
００および表示装置を提供する。 【解決手段】 線状光源３０は、主になる点光源１１
と、副になる点光源１２と、主になる点光源１１からの
光をその一端２１から入射すると共に、副になる点光源
１２からの光をその他端２２から入射し、光を線状に出
射する線状導光体２０とを備える。主になる点光源１１
の色度座標を（ｘ１，ｙ１）、副になる点光源１２の色
度座標を（ｘ２，ｙ２）とした場合に、ｘ１＜ｘ２の関
係を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、線状光源と、線状
光源の光出射部に対向して配置される面状導光板とを具
備する面状照明装置および表示装置に関する。特に、非
発光表示手段のフロントライトやバックライトとして好
適に用いられる。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置に代表される非発光表示装
置は、低消費電力であり小型・薄型化が可能であること
から電子機器のディスプレイ手段として欠くことのでき
ないものとなっている。そして、液晶表示装置は、透過
型と反射型に大別され、透過型の液晶表示装置には背面
側に設けられ背面から表示画面を照明するバックライト
が組込まれ、反射型の液晶表示装置には表示面側に設け
られ前方から表示画面を照明するフロントライトが組込
まれる。このフロントライトは、外光による照明が可能
なことから低消費電力化という点でバックライトに比べ
て優位性を有している。

【０００３】また、これらの照明装置には線状光源が用
いられ通常冷陰極ランプが使用されるが、線状光源とし
て、点光源と線状（棒状）の導光体から構成され、導光
体の両端部に点光源を配置しているものがある（例え
ば、特開２０００−１１７２３号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、照明装置の
性能指標の一つに色度があり、通常、ｘｙ色度図でのｘ
ｙ値にて評価される。また、色度評価には、照明装置の
出光面中心部の色度、さらには中心部とその周辺部とを
比較した色度ムラ等がある。

【０００５】光源としてＬＥＤ素子を用いた面状照明装
置の場合、通常、一つの装置に複数個のＬＥＤ素子が用
いられ、さらに、ＬＥＤ素子間の色度差もあるため、色
度ムラが発生しやすい。

【０００６】通常、白色ＬＥＤ素子は光度や色度にて複
数のランクを設けてある。

【０００７】図１１に白色ＬＥＤ素子の色度ランクの一
例を示す。この例では、ｘｙ色度図上にて３つのランク
（ａランクＡ、ｂランクＢ（ｂ１ランクＢ１、ｂ２ラン
クＢ２）、ｃランクＣ）に分類されている。中央のｂラ
ンクＢに比べ、ａランクＡは青みがかった白色、ｃラン
クＣは黄色っぽい白色である。ＢＲＬは、ｂ１ランクと
ｂ２ランクを分ける従来のｂランク境界線である。尚、
ここで色度ランクはｘｙ色度図上でメーカが各白色ＬＥ
Ｄ素子の分布において便宜上区別したものであり、ａラ
ンクＡ、ｂランクＢ、ｃランクＣの３つの区別以外によ
り細かな区別或いは、他の呼称などが用いられる場合も
ある。

【０００８】ここで、色度的に異なる２つの白色ＬＥＤ
素子を採用した場合と、一方に偏った色度の白色ＬＥＤ
素子を２つ採用した場合とでは、面状導光板の出光面に
おいてトータル的な色度差が出てしまう。この色度差
は、フロントライトの製品ロット間および、機種間の色
度バラツキとなって現れる。例えば、２種類の面状照明
装置を並べてみた場合、明らかに色目が異なって見え
る。

【０００９】このままでは、色度ランクに幅があるた
め、出光面（パネル面）の色度がどのような値にあるか
予測がつかず、最悪の場合、出光面の色度を実測し、そ
れによって所定の色度範囲のみの面状照明装置を選別す
る等の方法を取らざるを得ない。

【００１０】本発明は、面状導光板の出光面における色
度のバラツキを大幅に押さえた所望の色度の面状照明装
置および表示装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明
は、線状光源と、前記線状光源の光出射部に対向して配
置される面状導光板とを具備する面状照明装置におい
て、前記線状光源は、前記面状導光板に及ぼす影響が大
きい主になる点光源と、前記主になる点光源より前記面
状導光板に及ぼす影響が小さい副になる点光源と、前記
主になる点光源からの光をその一端から入射すると共
に、前記副になる点光源からの光をその他端から入射
し、光を線状に出射する線状導光体とを備え、前記主に
なる点光源の色度座標を（ｘ１，ｙ１）、前記副になる
点光源の色度座標を（ｘ２，ｙ２）とした場合に、ｘ１
＜ｘ２の関係を有することを特徴とする面状照明装置で
ある。

【００１２】請求項１の構成によれば、面状導光板の出
光面における色度のバラツキを押さえた所望の色度の面
状照明装置を提供することができる。

【００１３】請求項２に係る本発明は、前記主になる点
光源の色度座標を（ｘ１，ｙ１）、前記副になる点光源
の色度座標を（ｘ２，ｙ２）とした場合に、ｙ１＜ｙ２
の関係を有することを特徴とする請求項１記載の面状照
明装置である。

【００１４】請求項２の構成によれば、面状導光板の出
光面における色度のバラツキを大幅に押さえた所望の色
度の面状照明装置を提供することができる。

【００１５】請求項３に係る本発明は、線状光源と、前
記線状光源の光出射部に対向して配置される面状導光板
とを具備する面状照明装置において、前記線状光源は、
前記面状導光板に及ぼす影響が大きい主になる点光源
と、前記主になる点光源より前記面状導光板に及ぼす影
響が小さい副になる点光源と、前記主になる点光源から
の光をその一端から入射すると共に、前記副になる点光
源からの光をその他端から入射し、光を線状に出射する
線状導光体とを備え、前記主になる点光源の色は、前記
副になる点光源の色より、青系統の白色系であることを
特徴とする面状照明装置である。

【００１６】請求項３の構成によれば、面状導光板の出
光面における色度のバラツキを押さえた所望の色度の面
状照明装置を提供することができる。

【００１７】請求項４に係る本発明は、請求項１ないし
請求項３のいずれかに記載の面状照明装置と、前記面状
導光板の出光面側に配置された非発光型表示手段とを備
えることを特徴とする表示装置である。

【００１８】請求項４の構成によれば、上記効果を有す
る表示装置を提供することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】＜基礎となる実施の形態＞まず、
本発明の基礎となる実施の形態に係る表示装置を図１に
基づき説明する。

【００２０】図１は、線状光源と面状導光板とを具備す
る面状照明装置を示す上面図および面状導光板の側面図
である。

【００２１】本発明の表示装置は、公知の非発光型表示
手段（図示せず）と、この非発光型表示手段の表示画面
側である表面側（フロントライト方式）若しくは裏面側
（バックライト方式）に配置された面状照明装置１００
とを備えている。面状照明装置１００は、線状光源３０
と面状導光板４０とを備えている。

【００２２】線状光源３０は、面状導光板４０に及ぼす
影響が大きい主になる点光源（第１ＬＥＤ）１１と、主
になる点光源１１より面状導光板４０に及ぼす影響が小
さい副になる点光源（第２ＬＥＤ）１２と、主になる点
光源１１からの光をその一端である第１光入射部２１か
ら入射すると共に、副になる点光源１２からの光をその
他端である第２光入射部２２から入射し、その長手方向
の３つの側面からなる光反射部２３で入射光が反射さ
れ、光出射部２４から線状に出射する線状導光体２０と
を備える。

【００２３】面状導光板４０は、入光部４１と３つの側
面を含む４つの光反射面４３と出光面４４とを備えてい
る。面状導光板４０の入光部４１は、線状光源３０の光
出射部２４に対向して配置される。面状導光板４０の出
光面４４には、リフレクタ加工として鋸歯状のプリズム
４５が形成されている。プリズム４５の稜線または谷線
と入光部４１の長手方向の線とが成す第１ＬＥＤ１１側
における角度は、約２０°である。プリズム４５の稜線
または谷線は、第１ＬＥＤ１１側に対向しているので、
主に第１ＬＥＤ１１からの光を出光面４４より出光する
構造となっている。第２ＬＥＤ１２は補助的な光源であ
る。そのため、第１ＬＥＤ１１の色度が、直接出光面の
色度に反映される傾向にある。

【００２４】面状導光板４０に及ぼす影響は、色度や輝
度等の大小関係がある。この実施の形態では、プリズム
４５の稜線または谷線の方向により、第１ＬＥＤ１１が
主になる点光源であるが、その点光源が主になるか副に
なるかは、点光源の配置場所、線状導光体２０の形状、
面状導光板４０の形状等により明らかになる。

【００２５】面状導光板４０の光反射面４３の１側面に
は、面状導光板４０を射出成形する際の樹脂の注入口と
なるゲート４６がある。

【００２６】５１、５２および５３は、面状導光板４０
における９ポイントの色度測定個所であり、▲で示す３
ポイントの５１は第１ＬＥＤ１１側（ゲート４６の反対
側）の色度測定個所、◆で示す３ポイントの５２は第２
ＬＥＤ１２側（ゲート４６側）の色度測定個所、そして
■で示す３ポイントの５３は第１ＬＥＤ１１と第２ＬＥ
Ｄ１２の略中央側の色度測定個所である。測定結果等は
後述する。

【００２７】尚、線状光源３０の光反射部２３を覆うよ
うに白反射リフレクタ（図示せず）を配置すると光効率
を上げることができる。また、線状導光体２０と面状導
光板４０との間に拡散シート（図示せず）を配置する
と、面状導光板４０の入光部４１への入光を均一化する
ことができる。

【００２８】＜比較例＞次に、本発明の比較例を図２な
いし図５に基づき説明する。

【００２９】図２ないし図５は、２つのＬＥＤの色度ラ
ンクを無作為に選んだ中で、特に黄色方向（黄色っぽい
白色）に偏った面状照明装置のｘｙ色度図であり、いず
れも黄色側に偏った色度座標のＬＥＤを主になる点光源
（第１ＬＥＤ１１）として使用されたものである。

【００３０】図２ないし図５において、２５０、３５
０、４５０および５５０は、面状照明装置１００上の９
ポイントの色度座標である。▲で示す３ポイントの２５
１、３５１、４５１および５５１は第１ＬＥＤ１１側の
色度測定結果である。◆で示す３ポイントの２５２、３
５２、４５２および５５２は第２ＬＥＤ１２側の色度測
定結果である。そして■で示す３ポイントの２５３、３
５３、４５３および５５３は第１ＬＥＤ１１と第２ＬＥ
Ｄ１２の略中央側の色度測定結果である。

【００３１】図２において、第１ＬＥＤ１１の色度座標
２０１は、ｂランクとｃランクの境界線の上方に位置す
る。副になる点光源（第２ＬＥＤ１２）の色度座標２０
２は、ａランクの範囲内に位置する。９ポイントの色度
座標２５０は、全体に黄色方向に偏っていることが分か
る。ＬＥＤから遠ざかるほど、ｘｙ座標が青色方向に移
動する傾向がある。

【００３２】図３において、第１ＬＥＤ１１の色度座標
３０１は、ｃランクに近いｂ１ランクとｂ２ランクの境
界線上に位置する。第２ＬＥＤ１２の色度座標３０２
も、略同一位置である。９ポイントの色度座標３５０
は、全体に最も黄色方向に偏っている。

【００３３】図４において、第１ＬＥＤ１１の色度座標
４０１は、黄色方向のｂ１ランクに位置する。第２ＬＥ
Ｄ１２の色度座標４０２は、ａランクに近いｂ２ランク
の上方に位置する。９ポイントの色度座標４５０は、黄
色方向のｂ２ランクに分布する。

【００３４】図５において、第１ＬＥＤ１１の色度座標
５０１は、ｂ１ランクとｂ２ランクの境界線上の黄色方
向に位置する。第２ＬＥＤ１２の色度座標５０２は、ｂ
２ランクに近いａランクに位置する。９ポイントの色度
座標５５０は、黄色方向のｂ２ランクに分布する。

【００３５】このように、主になる点光源（第１ＬＥＤ
１１）として黄色側に偏ったものが使用されると、副に
なる点光源（第２ＬＥＤ１２）が青色方向（青みがかっ
た白色）に偏ったものを使用しても、見た目には明るく
感じるが、全体として黄色っぽくなる。

【００３６】＜実施の形態＞ここで、本発明の実施の形
態を図６ないし図９に基づき説明する。

【００３７】図６ないし図９は、いずれも主になる点光
源（第１ＬＥＤ１１）として青系統の白色系の点光源を
使用したものであり、青色方向（青みがかった白色）に
偏った面状照明装置のｘｙ色度図である。

【００３８】図６ないし図９において、６５０、７５
０、８５０および９５０は、面状照明装置１００上の９
ポイントの色度座標である。▲で示す３ポイントの６５
１、７５１、８５１および９５１は第１ＬＥＤ１１側の
色度測定結果である。◆で示す３ポイントの６５２、７
５２、８５２および９５２は第２ＬＥＤ１２側の色度測
定結果である。そして■で示す３ポイントの６５３、７
５３、８５３および９５３は第１ＬＥＤ１１と第２ＬＥ
Ｄ１２の略中央側の色度測定結果である。

【００３９】図６において、第１ＬＥＤ１１の色度座標
６０１は、ａランクとｂランク境界線の上方に位置す
る。副になる点光源（第２ＬＥＤ１２）の色度座標６０
２は、ｃランクに近いｂランクの下方境界線上に位置す
る。９ポイントの色度座標６５０は、全体に青色方向に
偏っていることが分かる。

【００４０】図７において、第１ＬＥＤ１１の色度座標
７０１は、ｂ２ランクに近いａランクに位置する。第２
ＬＥＤ１２の色度座標７０２は、ｃランクに近いｂ１ラ
ンクとｂ２ランクの境界線上に位置する。９ポイントの
色度座標７５０は、全体に青色方向に偏り、他のランク
の境界とは異なるｂ２ランクの略境界線上に位置する。

【００４１】図８において、第１ＬＥＤ１１の色度座標
８０１は、ｂ１ランクに近いａランクに位置する。第２
ＬＥＤ１２の色度座標８０２は、ｃランクに近いｂ２ラ
ンクの境界線の上方に位置する。９ポイントの色度座標
８５０は、全体に青色方向に偏ったｂランクに位置す
る。

【００４２】図９において、第１ＬＥＤ１１の色度座標
９０１は、青色方向の白色であり、ｂ２ランクに近いａ
ランクに位置する。第２ＬＥＤ１２の色度座標９０２
も、略同じ位置にある。９ポイントの色度座標８５０
は、最も青色方向に偏り、他のランクの境界とは異なる
ｂ２ランクの略境界線上に位置する。面状導光板４０の
黄色に対する反射率が殆どゼロであることから、面状導
光板４０自体、光の色度を黄色方向に持っていく特性が
あるが、第１ＬＥＤ１１側に青色系統を設置すれば、黄
色方向へのシフトが食い止められる。

【００４３】図１０は、本発明の色度ランクの分類を示
すｘｙ色度図である。本発明では、ｘｙ色度図上にて２
つの領域に大別している。ｘが０．３１より小さい領域
（ｘ＜０．３１）と、ｘが０．３１以上の領域（ｘ＞＝
０．３１）である。ｘ＝０．３１のｎｂランク境界線
（領域線または分割線）をＮＲＬとして図示した。具体
的な領域として、ｘが０．３１より小さい領域のａラン
クＡおよびｂランクであるａｂランクＡＢと、ｘが０．
３１以上の領域のｃランクＣおよびｂランクであるｃｂ
ランクＣＢの２つに分類される。

【００４４】また、ａランクＡと、ｘが０．３１より小
さい領域のｂランクであるｎｂ１ランクＮＢ１と、ｘが
０．３１以上の領域のｂランクであるｎｂ２ランクＮＢ
２と、ｃランクＣの４つに細分類される。

【００４５】ｎｂ１ランクＮＢ１とｎｂ２ランクＮＢ２
の分割方法は、従来のｂ１ランクとｂ２ランクが斜めに
分割されていたものを、垂直とし、ｘ軸で完全に大小に
分割したものである。ｎｂ１ランクＮＢ１のｘ座標であ
るｘ１をｎｂ２ランクＮＢ２のｘ座標であるｘ２より小
さくし（ｘ１＜ｘ２）、ここでは、ｙ１（ｎｂ１ランク
ＮＢ１のｙ座標）とｙ２（ｎｂ２ランクＮＢ２のｙ座
標）の大小は考慮しない。

【００４６】本発明では、主になる点光源（第１ＬＥＤ
１１）の色度座標を（ｘ１，ｙ１）、副になる点光源
（第２ＬＥＤ１２）の色度座標を（ｘ２，ｙ２）とした
場合に、ｘ１＜ｘ２の関係を有することにより、面状導
光板４０の出光面における色度のバラツキを押さえた所
望の色度の面状照明装置１００および表示装置を提供す
ることができる。

【００４７】面状導光板４０（特にフロントライト）の
反射率に関する分光特性として、５８０ｎｍ付近の反射
率が最も小さく、最も通過しやすい色、すなわち、黄色
に対する透過率が高いということになるため、点光源に
黄色成分を多く含んだものであれば透過しやすい。面状
導光板４０のプリズム４５と対向する側の点光源の方が
多くの光を伝播する性質があり、第１ＬＥＤ１１として
黄色系統の点光源を使用すると当然色目も黄色っぽくな
る。

【００４８】本発明は、この原理を利用したもので、逆
に第１ＬＥＤ１１側に相対的に青系統の点光源を使用す
る。すなわち、常にｘ１＜ｘ２の関係を保つように複数
の点光源を選別することにある。

【００４９】本発明では、更に、ｙ１＜ｙ２の関係を保
つことにより、面状導光板の出光面における色度のバラ
ツキを大幅に押さえた所望の色度の面状照明装置を提供
することができる。

【００５０】また、本発明では、主になる点光源の色
は、副になる点光源の色より、青系統の白色系であるの
で、面状導光板の出光面における色度のバラツキを押さ
えた所望の色度の面状照明装置を提供することができ
る。

【００５１】

【発明の効果】請求項１および請求項３に係る本発明で
は、面状導光板の出光面における色度のバラツキを押さ
えた所望の色度の面状照明装置を提供することができ
る。

【００５２】請求項２に係る本発明では、面状導光板の
出光面における色度のバラツキを大幅に押さえた所望の
色度の面状照明装置を提供することができる。

【００５３】請求項４に係る本発明では、上記効果を有
する表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基礎となる面状照明装置を示す上面図
および面状導光板の側面図である。

【図２】本発明の比較例１であり、ｘ１＞ｘ２の場合の
ｘｙ色度図である。

【図３】本発明の比較例２であり、ｘ１≒ｘ２の場合の
ｘｙ色度図である。

【図４】本発明の比較例３であり、ｘ１＞ｘ２の場合の
ｘｙ色度図である。

【図５】本発明の比較例４であり、ｘ１＞ｘ２の場合の
ｘｙ色度図である。

【図６】本発明の実施の形態１であり、ｘ１＜ｘ２の場
合のｘｙ色度図である。

【図７】本発明の実施の形態２であり、ｘ１＜ｘ２の場
合のｘｙ色度図である。

【図８】本発明の実施の形態３であり、ｘ１＜ｘ２の場
合のｘｙ色度図である。

【図９】本発明の実施の形態４であり、複数の点光源の
色が略同じ青系統の白色系である場合のｘｙ色度図であ
る。

【図１０】本発明の色度ランクの分類を示すｘｙ色度図
である。

【図１１】従来の色度ランクの分類を示すｘｙ色度図で
ある。

【符号の説明】

１１ 第１ＬＥＤ １２ 第２ＬＥＤ ２０ 線状導光体 ２１ 第１光入射部 ２２ 第２光入射部 ２３ 光反射部 ２４ 光出射部 ３０ 線状光源 ４０ 面状導光板 ４１ 入光部 ４３ 光反射面 ４４ 出光面 ４５ プリズム ４６ ゲート ５１ 第１ＬＥＤ側の色度測定個所 ５２ 第２ＬＥＤ側の色度測定個所 ５３ 第１ＬＥＤと第２ＬＥＤの略中央側の色度測定個
所 １００ 面状照明装置 ２０１、３０１、４０１、５０１ 比較例における第１
ＬＥＤの色度座標 ２０２、３０２、４０２、５０２ 比較例における第２
ＬＥＤの色度座標 ２５０、３５０、４５０、５５０ 比較例における９ポ
イントの色度座標 ２５１、３５１、４５１、５５１ 比較例における第１
ＬＥＤ側の色度測定結果 ２５２、３５２、４５２、５５２ 比較例における第２
ＬＥＤ側の色度測定結果 ２５３、３５３、４５３、５５３ 比較例における第１
ＬＥＤと第２ＬＥＤの略中央側の色度測定結果 ６０１、７０１、８０１、９０１ 実施の形態における
第１ＬＥＤの色度座標 ６０２、７０２、８０２、９０２ 実施の形態における
第２ＬＥＤの色度座標 ６５０、７５０、８５０、９５０ 実施の形態における
９ポイントの色度座標 ６５１、７５１、８５１、９５１ 実施の形態における
第１ＬＥＤ側の色度測定結果 ６５２、７５２、８５２、９５２ 実施の形態における
第２ＬＥＤ側の色度測定結果 ６５３、７５３、８５３、９５３ 実施の形態における
第１ＬＥＤと第２ＬＥＤの略中央側の色度測定結果 Ａ ａランク Ｂ１ ｂ１ランク Ｂ２ ｂ２ランク ＢＲＬ ｂランク境界線 Ｃ ｃランク ＡＢ ａｂランク ＮＢ１ ｎｂ１ランク ＮＢ２ ｎｂ２ランク ＮＲＬ ｎｂランク境界線 ＣＢ ｃｂランク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｆ２１Ｙ 101:02 Ｆ２１Ｙ 101:02 103:00 103:00 Ｆターム(参考） 2H038 AA41 AA52 AA55 BA06 BA42 2H091 FA23Z FA41Z FD24 LA15 5G435 AA00 BB12 BB15 CC12 EE27 FF03 FF08 GG03 GG23 GG26

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】線状光源と、前記線状光源の光出射部に対
   向して配置される面状導光板とを具備する面状照明装置
   において、 前記線状光源は、前記面状導光板に及ぼす影響が大きい
   主になる点光源と、前記主になる点光源より前記面状導
   光板に及ぼす影響が小さい副になる点光源と、前記主に
   なる点光源からの光をその一端から入射すると共に、前
   記副になる点光源からの光をその他端から入射し、光を
   線状に出射する線状導光体とを備え、 前記主になる点光源の色度座標を（ｘ１，ｙ１）、前記
   副になる点光源の色度座標を（ｘ２，ｙ２）とした場合
   に、ｘ１＜ｘ２の関係を有することを特徴とする面状照
   明装置。
2. 【請求項２】前記主になる点光源の色度座標を（ｘ１，
   ｙ１）、前記副になる点光源の色度座標を（ｘ２，ｙ
   ２）とした場合に、ｙ１＜ｙ２の関係を有することを特
   徴とする請求項１記載の面状照明装置。
3. 【請求項３】線状光源と、前記線状光源の光出射部に対
   向して配置される面状導光板とを具備する面状照明装置
   において、 前記線状光源は、前記面状導光板に及ぼす影響が大きい
   主になる点光源と、前記主になる点光源より前記面状導
   光板に及ぼす影響が小さい副になる点光源と、前記主に
   なる点光源からの光をその一端から入射すると共に、前
   記副になる点光源からの光をその他端から入射し、光を
   線状に出射する線状導光体とを備え、 前記主になる点光源の色は、前記副になる点光源の色よ
   り、青系統の白色系であることを特徴とする面状照明装
   置。
4. 【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記載
   の面状照明装置と、前記面状導光板の出光面側に配置さ
   れた非発光型表示手段とを備えることを特徴とする表示
   装置。