JP2009093808A - 照明装置および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導光体と拡散板との間の距離を一定に保つとともに、輝度の均一性をより向上させることのできる照明装置を実現する。
【解決手段】 バックライト２は、複数の光源５及び導光体７と、導光体７の発光面７ａと所定の距離をもって対向配置される拡散板８とを備えている。各導光体７は、導光部７ｃと発光面７ａを有する発光部７ｂとを有し、一方の導光体７の導光部７ｃに他方の導光体の発光部が乗り上げて配置されている。発光面７ａと拡散板８との間には、所定の距離を保持する保持部１０が配置され、保持部１０は、発光面７ａの、光源５に近い方の端部または光源５から遠い方の端部に配置されている。各導光体７の発光部には複数のプリズムが設けられ、プリズムは、発光面７ａでの発光量に応じて分布密度が異なるように発光面７ａに設けられ、発光面７ａの対向面に到達する光量に応じて分布密度が異なるように発光面７ａの対向面に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置のバックライトなどとして利用される照明装置、および、この照明装置を備える液晶表示装置に関するものである。

近年、ブラウン管（ＣＲＴ）に代わり急速に普及している液晶表示装置は、省エネ型、薄型、軽量型等の特長を活かし液晶テレビ、モニター、携帯電話等に幅広く利用されている。これらの特長をさらに活かす方法として液晶表示装置の背後に配置される照明装置（いわゆるバックライト）の改良が挙げられる。

照明装置は、主にサイドライト型（エッジライト型ともいう）と直下型とに大別される。サイドライト型は、液晶表示パネルの背後に導光体が設けられ、導光体の横端部に光源が設けられた構成を有している。光源から出射した光は、導光体で反射して間接的に液晶表示パネルを均一照射する。この構造により、輝度は低いが、薄型化することができるとともに、輝度均一性に優れた照明装置が実現できる。そのため、サイドライト型の照明装置は、携帯電話、ノートパソコン等のような中小型液晶ディスプレイに主に採用されている。

サイドライト型の照明装置の一例としては、特許文献１に記載のものが挙げられる。特許文献１には、発光面からの均一な発光が可能なように導光板の反射面に複数のドットを形成した面発光装置について記載されている。この面発光装置では、反射面の隅部が光源の指向性によって光が伝達されず暗くなるため、当該隅部のドットの密度を他の部分と比較して高くしている。

また、直下型の照明装置は、液晶表示パネルの背後に光源を複数個配列し、液晶表示パネルを直接照射する。したがって、大画面でも高輝度が得やすく、２０インチ以上の大型液晶ディスプレイで主に採用されている。しかし、現在の直下型の照明装置は、厚みが約２０ｍｍ〜４０ｍｍ程度もあり、ディスプレイの更なる薄型化には障害となる。

大型液晶ディスプレイで更なる薄型化を目指すには、光源と液晶表示パネルとの距離を近づけることで解決可能だが、その場合、光源の数を多くしなければ、照明装置における輝度の均一性を得る事はできない。その一方で、光源の数を増やすとコストが高くなる。そのため、光源の数を増やすことなく、薄型で輝度の均一性に優れた照明装置の開発が望まれている。

従来、これらの問題を解決するため、サイドライト型の照明装置を複数個並べることで、大型液晶ディスプレイを薄型化する試みがなされてきた。

例えば、特許文献２には、コンパクトな構造で広発光エリアを確保できるため、大型の液晶ディスプレイに好適に利用できる面光源装置が提案されている。この面光源装置は、板状の導光ブロックをタンデム配列し、各導光ブロックに一次光をそれぞれ供給する一次光源を備えたタンデム型の構造を有している。

上記のように、光源と導光体とを組み合わせて構成される発光ユニットを複数個並べて構成された照明装置は、タンデム型の照明装置と呼ばれる。
特開２００３−４３２６６号公報（公開日：２００３年２月１３日） 特開平１１−２８８６１１号公報（公開日：１９９９年１０月１９日） 特開２００６−３０２６８７号公報（公開日：２００６年１１月２日）

ところが、上記のように導光体と光源とを組み合わせて構成されている照明装置において、複数の導光体を平面的に配列した場合、導光体の継ぎ目に起因する輝度ムラや、導光体の発光面に生じる光の面内不均一性の影響により、依然として輝度が不均一となってしまうという問題が生じる。

そのため、例えば上記特許文献２の面光源装置では、導光体と拡散板との間に間隙を設けている。導光体から発光される光は、多方向に重なり合いながら拡散板に到達するため、導光体と拡散板との間の距離を広げることにより、拡散板に照射される光が平均化され、上述の輝度の不均一性を低減することができる。

しかしながら、上記の構成では、単に導光体と拡散板との間に間隙を設ける構成であるため、光源からの発熱や外部から加わる力の影響により、導光体や拡散板に反りが生じ、導光体と拡散板との間の距離が不均一となり、輝度の均一性を損なう結果となる。

そこで、例えば特許文献３には、導光体と拡散板との間の距離を一定に保つために、両者の間に突起部を設ける構成が記載されている。これにより、導光体の反りを防止することができ、上記距離を一定に保つことができるため、輝度の均一性を維持することが可能となる。

ところが、上記特許文献３に記載の突起部は、導光体と拡散板との間の距離を一定に保つことのみを目的としており、突起部を設ける位置については考慮されていない。そのため、導光体の発光面から発光された光が突起部において反射することによる輝度ムラが発生し、発光状態が不均一になるという問題が生じる。このような照明装置をバックライトとして使用した表示装置では、表示品位の低下につながってしまう。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、導光体と拡散板との間の距離を一定に保つとともに、輝度の均一性をより向上させることのできる照明装置を提供することを目的とする。

本発明の照明装置は、上記の課題を解決するために、複数の光源と、該光源からの光を面発光させる複数の導光体と、該導光体の発光面と所定の距離をもって対向配置され、該導光体から発光される光を拡散する拡散板とを備える照明装置において、各導光体は、上記発光面を有する発光部と、該発光部へ上記光源からの光を導く導光部とを有し、一方の導光体の導光部に、該一方の導光体に隣り合う他方の導光体の発光部が乗り上げるように配置され、上記発光面と上記拡散板との間には、上記所定の距離を保持する保持部が、少なくとも１つ配置され、上記保持部は、上記各導光体の発光面における、上記光源に近い方の端部または上記光源から遠い方の端部に配置されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、タンデム型の照明装置において、上記保持部は、上記各導光体の発光面における、上記光源に近い方の端部または上記光源から遠い方の端部に配置される。

一般に、導光体内部を伝播する光の量は、光源からの距離が大きくなるにつれて減衰する。そのため、導光体の発光面における光源側とは反対側の端部（光源から遠い方の端部）から出射される光量は他の領域よりも少なくなる。

また、一方の導光体の導光部に、他方の導光体の発光部が乗り上げるように配置されるとともに、各導光体と拡散板との間の距離が一定となっている。すなわち、各導光体により形成される発光面は面一状となる。そのため、少なくとも、発光部と導光部との接続部分では、互いの厚さが異なって構成される。これにより、各導光体における導光部と発光部との接続部分（光源に近い方の端部）には、段部が形成され、導光部を伝播した光が発光面に到達し難い暗部（デッドスペース）が生じる。

このように、光源からの距離が遠い領域および光源からの距離が近い領域は、発光面における発光領域のうち発光量が少ない領域となる。したがって、この領域に保持部を配置することにより、発光面と拡散板との間の距離を一定に保つとともに、発光面から出射される光のうち保持部により反射される光の割合を少なくすることができる。そのため、保持部の反射光による輝度ムラを低減することができるため、従来の構成と比較して、輝度の均一性をより向上させることができる。

また、本発明の照明装置では、上記各導光体の発光部には、光を拡散させるための複数の光拡散手段が設けられ、上記複数の光拡散手段は、該光拡散手段が設けられる面内において、上記導光体の発光面における発光量に応じて分布密度が異なるように設けられている。

光拡散手段は、該光拡散手段が設けられる面内において、上記導光体の発光面における発光量に応じて分布密度が異なるように設けられているため、例えば、光量が少ない領域には光拡散手段を多く設け、光量が多い領域には光拡散手段を少なく設けることが可能となる。これにより、拡散板に照射される光量の均一性を向上させることができるため、輝度の均一性を向上させることができる。

さらに、本発明の照明装置では、上記複数の光拡散手段は、該光拡散手段が設けられる面内において、上記導光体における上記導光体の発光面に対向する面に到達する光量に応じて分布密度が異なるように、該発光面に対向する面に設けられている。

これにより、導光体の発光面および発光面に対向する面（対向面）の両面からの出射光が足し合わされるため、より均一な光となる。そのため、導光体の発光面および発光面の対向面のいずれか一方に光拡散手段を設ける構成よりも、輝度の均一性をさらに向上させることができる。

また、本発明の照明装置は、上記の課題を解決するために、複数の光源と、該光源からの光を面発光させる複数の導光体と、該導光体の発光面と所定の距離をもって対向配置され、該導光体から発光される光を拡散する拡散板とを備える照明装置において、各導光体は、上記発光面を有する発光部と、該発光部へ上記光源からの光を導く導光部とを有し、一方の導光体の導光部に、該一方の導光体に隣り合う他方の導光体の発光部が乗り上げるように配置され、上記発光面と上記拡散板との間には、上記所定の距離を保持する少なくとも１つの保持部が一方の面から突出するように一体に形成された透明板が配置され、上記保持部は、上記各導光体の発光面における、上記光源に近い方の端部または上記光源から遠い方の端部に配置されるように、上記透明板に形成され、上記透明板における、上記導光体または上記拡散板に対向する面には、粗面加工が施されていることを特徴としている。

一般的に、タンデム型の照明装置では、複数の導光体により発光面を形成しているため、該発光面を面一状に形成することが困難である。また、発光面に対向する拡散板や透明板は、導光体とは異なり一枚板で構成されているため、撓みが生じる。そのため、透明板の表面と導光体の表面（発光面）との間の距離、または、透明板の表面と拡散板の表面との間の距離、が不均一となり、部分的に接触（近接）した状態となる。これにより、接触（近接）部の近傍において、干渉縞（ニュートンリグ）が発生し、これがムラとなって観察される。

この点、上記の構成によれば、透明板の表面は、粗面加工（例えば、微細な凹凸を形成）が施されているため、透明板の表面と導光体の発光面との間、または、透明板の表面と拡散板の表面との間、に形成される空気層の厚さの変化が大きくなる。そのため、干渉縞のピッチが細かくなるため、干渉縞が表示画面全体で平均化され、ムラとして目視され難くなる。したがって、保持部を備える構成に加えて、上記粗面加工の構成を備えることにより、輝度の均一性をさらに向上させることができる。

また、本発明の照明装置では、上記保持部は、上記各導光体の発光面における、上記光源から遠い方の端部に配置されていてもよい。

上記の構成では、保持部は、光源から遠い方の端部に配置される。この領域では、上記光拡散手段を設けたとしても、全体的に見て依然として発光量が少ないため、保持部により反射される光の割合を少なくすることができる。

これにより、上述の構成と比較して輝度の均一性をさらに向上させることができる。

また、保持部を光源から遠い方の端部に配置しているため、導光体の反りを防止できるという効果も奏する。これにより、導光体の発光面と拡散板との間の距離を確実に一定に保つことができるため、両者の間に形成される拡散領域を一定に保つことができる。そのため、拡散板に照射される光をより平均化させることができるため、輝度の均一性の向上を図ることができる。

また、本発明の液晶表示装置は、上記のいずれかの照明装置をバックライトとして備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明の照明装置を備えていることによって、輝度の均一性に優れた液晶表示装置を実現することができる。

本発明の照明装置は、以上のように、各導光体は、上記発光面を有する発光部と、該発光部へ上記光源からの光を導く導光部とを有し、一方の導光体の導光部に、該一方の導光体に隣り合う他方の導光体の発光部が乗り上げるように配置され、上記発光面と上記拡散板との間には、上記所定の距離を保持する保持部が、少なくとも１つ配置され、上記保持部は、上記各導光体の発光面における、上記光源に近い方の端部または上記光源から遠い方の端部に配置され、上記各導光体の発光部には、光を拡散させるための複数の光拡散手段が設けられ、上記複数の光拡散手段は、該光拡散手段が設けられる面内において、上記導光体の発光面における発光量に応じて分布密度が異なるように該発光面に設けられるとともに、上記発光面に対向する面に到達する光量に応じて分布密度が異なるように該発光面に対向する面に設けられている構成である。

また、本発明の照明装置は、以上のように、各導光体は、上記発光面を有する発光部と、該発光部へ上記光源からの光を導く導光部とを有し、一方の導光体の導光部に、該一方の導光体に隣り合う他方の導光体の発光部が乗り上げるように配置され、上記発光面と上記拡散板との間には、上記所定の距離を保持する少なくとも１つの保持部が一方の面から突出するように一体に形成された透明板が配置され、上記保持部は、上記各導光体の発光面における、上記光源に近い方の端部または上記光源から遠い方の端部に配置されるように、上記透明板に形成され、上記透明板における、上記導光体または上記拡散板に対向する面には、粗面加工が施されている構成である。

これにより、発光面と拡散板との間の距離を一定に保つとともに、発光面から出射される光のうち、保持部により反射される光の割合を少なくすることができる。そのため、導光体と拡散板との間の距離を一定に保つとともに、従来の構成と比較して輝度の均一性をより向上させることができるという効果を奏する。

また、本発明の液晶表示装置は、以上のように、本発明の照明装置をバックライトとして備えている構成である。

上記の構成によれば、液晶表示パネルに対してより均一な光を照射することができるため、表示品位を向上させることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態について図１〜図２９に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。

本実施の形態では、液晶表示装置のバックライトとして使用される照明装置について説明する。

図１は、本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置１の概略構成を示す断面図である。液晶表示装置１は、バックライト２（照明装置）と、バックライト２に対向配置される液晶表示パネル３とを備えている。

液晶表示パネル３は、従来の液晶表示装置に使用される一般的な液晶表示パネルと同様であり、図示はしないが、例えば、複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が形成されたアクティブマトリクス基板と、それに対向するＣＦ基板とを備え、これらの基板の間に液晶層がシール材により封入された構成を有している。

液晶表示装置１に備えられたバックライト２の構成について以下に詳しく説明する。

バックライト２は、液晶表示パネル３の背後（表示面とは反対の側）に配置されている。図１に示すように、バックライト２は、基板４、光源５、反射シート６、導光体７、拡散板８、光学シート９、保持部１０を備えている。

光源５は、例えば、サイド発光タイプの発光ダイオード（ＬＥＤ）、または冷陰極管（ＣＣＦＬ）等である。以下では、光源５として、ＬＥＤを例に挙げて説明する。光源５として、Ｒ、Ｇ、Ｂのチップが１つのパッケージにモールドされているサイド発光タイプのＬＥＤを用いることによって、色再現範囲の広い照明装置を得る事が可能となる。なお、光源５は、基板４上に配置されている。

導光体７は、光源５から出射された光を発光面７ａから面発光させるものである。発光面７ａは、照射対象に対して光を照射するための面である。本実施の形態では、導光体７は、図１に示すように、タンデム構造になっている。すなわち、導光体７は、発光面７ａを有する発光部７ｂと、該発光部７ｂへ光源５からの光を導く導光部７ｃとを有し、少なくとも発光部７ｂと導光部７ｃとの接続部分において、互いの厚さが異なっているとともに、各導光体７の導光部７ｃに他の導光体７の発光部７ｂが乗り上げるように配置されている。これにより、複数の導光体で面一状の発光面が形成される。

図２は、図１に示す液晶表示装置１に備えられた導光体ユニット１１の概略構成を示す斜視図である。導光体ユニット１１は、光源５から出射された光を拡散させて面発光させるものであり、光源５、基板４（図１）、反射シート６、導光体７により構成される。図２に示すように、光源５から出射された光は、導光体７の導光部７ｃに入射し、導光部７ｃ内を伝播して発光部７ｂに到達する。図示はしていないが、導光体７の発光部７ｂの表面（発光面７ａ）、若しくは裏面には、導光してきた光を前面に出射させるための加工や処理が施されており、光は、導光体７の発光面７ａから液晶表示パネル３側へ出射される。導光体７の発光部７ｂに施される具体的な加工方法や処理方法は、例えば、プリズム加工、シボ加工、印刷処理などが挙げられるが、特に限定されず、適宜公知の方法が用いられる。

また、導光体７は、主に、ＰＭＭＡやポリカーボネート等の透明樹脂によって構成されているが、特に限定されず、光の透過率が高い材質であることが好ましい。

また、導光体７は、例えば射出成型や押出成型、熱プレス成型、切削加工等によって成形することができる。ただし、これら成形方法には限定されず、同様の特性が発揮される加工方法であればよい。

反射シート６は、導光体７の裏面（発光面７ａとの対向面）と接するように設けられている。反射シート６は、光を反射し、発光面７ａからより多くの光を出射させるものである。

拡散板８は、各導光体７の発光面７ａにより形成される面一状の発光面の全体を覆うように、発光面７ａから所定の距離をもって、発光面７ａに対向配置される。拡散板８は、導光体７の発光面７ａから出射した光を拡散させて、後述の光学シート９に照射する。本実施の形態では、拡散板８として、厚さ２．０ｍｍの住友化学（株）製「スミペックスＥ ＲＭＡ１０」を使用した。また、上記所定の距離は、３．０ｍｍに設定している。

保持部１０は、導光体７の発光面７ａと拡散板８との間の距離を一定に保つための保持部材である。本実施の形態では、上記所定の距離を３．０ｍｍに設定すべく、保持部１０の高さを３．０ｍｍに設定している。なお、保持部１０は、導光体７や拡散板８と同様、ポリカーボネート等の透明樹脂を用いることが好ましい。また、保持部１０の形状は、特に限定されるものではないが、導光体７の発光面７ａから出射される光を遮らないように、先細の形状、例えば円錐状であることが好ましい。なお、導光体７の発光面７ａにおいて、保持部１０を配置する具体的な位置については後述する。

光学シート９は、導光体７の前面側に重ねて配置された複数のシートによって構成され、導光体７の発光面７ａから出射された光を均一化するとともに集光して、液晶表示パネル３へ照射するものである。すなわち、光学シート９は、光を集光しつつ散乱させる拡散シートや、光を集光して正面方向（液晶表示パネル３の方向）の輝度を向上させるレンズシートや、光の一方の偏光成分を反射して他方の偏光成分を透過することによって液晶表示装置１の輝度を向上させる偏光反射シートなどを適用することができる。これらは、液晶表示装置１の価格や性能によって適宜組み合わせて使用することが好ましい。なお、本実施の形態では、一例として、拡散シートに、きもと（株）製の「ライトアップ２５０ＧＭ２」を、プリズムシートに、住友スリーエム（株）製の「ThickＲＢＥＦ」を、偏光シートに、住友スリーエム（株）製の「ＤＢＥＦ−Ｄ４００」等を使用した。

上述の各部材の構成により、光源５から出射された光は、図２に示すように、散乱作用と反射作用を受けながら導光体７内を伝播し、発光面７ａから出射し、拡散板８および光学シート９を通り液晶表示パネル３に到達する。

（輝度の均一性について）
ここで、輝度が不均一となる原理について、図２〜図４を用いて以下に説明する。

図２には、光源５から出射された光が導光体７を伝播する様子が示されている。同図に示すように、光源５から出射された光は、ある臨界角で導光体７の導光部７ｃに入射する。導光部７ｃ内に入射した光は、導光部７ｃ内で放射状に拡散しながら発光部７ｂに到達し、発光部７ｂの裏面に設けられた反射シート６に反射することにより、発光面７ａから出射される。ここで、光は、一般に、光源５から離れるほど光量が減少する傾向がある。したがって、導光体７における光源５から遠い方の端部の領域では、他の領域よりも光量が少なくなっている。

また、導光体７における導光部７ｃと発光部７ｂとの境界部分には、それぞれの厚さの違いから段部７ｄが形成され、発光面７ａに光が到達し難い暗部７ｅ（図２の網かけ部；デッドスペース）が生じる。したがって、暗部７ｅの領域においても、光量が少なくなっている。このように、発光面７ａの位置によって光量が異なるため、輝度が不均一となる。

また、本実施の形態のように、タンデム構造の場合には、導光体７同士の継ぎ目に起因する輝度ムラが生じる。具体的には、タンデム構造においては、導光体７同士を重ねる際に必要以上に乗り上げることがないように、導光体７における発光部７ｂの長さをマイナス公差で製造することが多い。そのため、一方の導光体７の発光部７ｂと、その導光体７に隣り合う他方の導光体の発光部との境界には公差分だけ隙間が生じる。そのため、手前側（図中右側）の導光体における、光源５側とは反対側の端面から出射した光は、隣り合う他方（図中左側）の導光体７に入射する光と、入射せずに上方へ抜ける光とに分かれる。そして、上方へ抜ける光が輝線となり、輝度ムラに大きな影響を及ぼす。

このように、導光体７に特有の構造に起因して、輝度の均一性が損なわれる。従来では、この輝度の不均一性を解消すべく、発光面７ａと拡散板８との間に、両者の間の距離を一定に保つ保持部を設けて、発光面７ａから出射される光を拡散させて平均化する手法が用いられてきた。図３は、発光面７ａから出射される光の進行方向を模式的に示した図である。同図に示すように、発光面７ａと拡散板８との間の距離を広げることにより、発光面７ａから出射された光を、拡散板８に均一に照射させることが可能となる。しかしながら、従来の保持部は、発光面７ａに配置される位置が考慮されていないため、発光面７ａと拡散板８との間の、光が進行する領域に配置される可能性があり、光の進行を妨げるおそれがある。これにより、保持部が配置される部分の輝度が変化し、輝度ムラが生じるという問題がある。

そこで、本実施の形態では、発光面７ａと拡散板８との間の距離を所定の距離に保持するために、発光面７ａに保持部１０を配置するとともに、発光面７ａ上において保持部１０を配置する位置を規定している。保持部１０を配置する具体的な位置について、以下に説明する。

（保持部１０の構成（構成例１）について）
保持部１０は、図１、図４および図５に示すように、発光部７ｂと導光部７ｃとの接続部分に形成される段部７ｄにおける発光面７ａ、すなわち暗部７ｅ（図４の網かけ部）に配置されている。タンデム構造では、少なくとも発光部７ｂと導光部７ｃとの接続部分において、互いの厚さが異なるため、図２に示すように、その接続部分に形成される段部７ｄ上の発光面７ａには、導光部７ｃから伝播される光が到達し難い暗部（デッドスペース）７ｅが生じる。

上記構成によれば、発光面７ａの全領域のうち、到達する光量が少なくなる領域（暗部７ｅ）に保持部１０を配置しているため、保持部１０の影響を受ける光の割合、具体的には、保持部１０により反射される光の割合、を少なくすることができる。そのため、従来の構成と比較して、輝度ムラを低減することができるため、輝度の均一性をより向上させることができる。

なお、保持部１０は、導光体７と一体に成形されていてもよく、また、図６に示すように、拡散板８と一体に成形されていてもよい。さらに、保持部１０は、別部材として製造し、導光体７上に積層して配置してもよい。または、保持部１０は、別部材として製造し、導光体７を製造した後に、導光体７に接着固定する構成であってもよい。

また、図１および図４では、保持部１０は、段部７ｄの暗部７ｅ上に配置されているが、光量の少ない、導光体７における光源５から遠い方の端部の領域に配置されていてもよい。この構成によれば、各導光体７の先端部を、保持部１０を介して拡散板８で押さえることができるため、各導光体７の端部に生じる反りを防止することができる。よって、輝度の均一性をさらに向上させることができる。

このように、本実施の形態における保持部１０は、発光面７ａにおける端部、すなわち、発光面７ａにおける光源５に近い方の端部または発光面７ａにおける光源５から遠い方の端部に配置されていることが好ましい。なお、この端部は、換言すると、各導光体７の発光面７ａにより形成される全体の発光面における両端部（例えば図１の紙面における左右方向の両端部）と、一方の導光体７の発光部７ｂおよびその導光体７に隣り合う他方の導光体の発光部の境界の近傍とを意味する。

次に、本発明に係る保持部１０の他の構成について、以下に説明する。

（構成例２）
図７は、本発明の構成例２としての液晶表示装置１の概略構成を示す断面図である。本構成例２では、保持部１０を配置する位置は、図１に示す構成例１と同様、暗部７ｅの領域であるが、図７に示すように、保持部１０は、透明板１２と一体に成形されている。透明板１２は、例えば、厚さ１．０ｍｍの透明ポリカーボネートを使用している。そして、この透明板１２に、高さ２．０ｍｍの保持部１０を一体に成形している。

本構成例２によれば、図１に示す構成例１により奏する上述の効果に加えて、透明板１２により、光源５の発熱の影響による導光体７の反りを防止して、導光体７の発光面７ａの平坦性を向上させることができるという効果を奏する。これにより、導光体７の発光面７ａと拡散板８との間の距離を確実に一定に保つことができるため、両者の間に形成される拡散領域を一定に保つことができる。そのため、拡散板８に照射される光を確実に平均化させることができるため、輝度の均一性の向上を図ることができる。

ここで、上記保持部１０を有する透明板１２を導光体７上に配置した際、透明板１２の表面１２ａと導光体７の発光面７ａとが全面的に接触した場合には、上述のように、発光面７ａの平坦性が向上し、輝度の均一性を向上させることができるが、透明板１２の表面１２ａと導光体７の発光面７ａとが部分的にしか接触しない場合には、新たなムラが発生し、輝度の均一性を損なうことになる。

図８は、透明板１２の表面１２ａと導光体７の発光面７ａとが部分的に接触（近接）した状態を示す、液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。この図に示すように、各導光体７の表面７ａが面一状に揃わない場合や、透明板１２に撓みが生じた場合には、透明板１２の表面１２ａと、導光体の表面７ａとの間の距離が不均一となり、部分的に接触（近接）した状態となる。これにより、接触（近接）部の近傍において、干渉縞（ニュートンリグ）が発生し、これがムラとなって観察される。

そこで、このムラを解消するため、透明板１２の表面１２ａは、微細な凹凸を形成するなど、粗面加工が施されていることが好ましい。図９は、保持部１０を有する透明板１２の表面１２ａに粗面加工を施した場合の、構成例２としての液晶表示装置１の概略構成を示す断面図である。

上記の構成によれば、透明板１２の表面１２ａと導光体７の発光面７ａとの間に形成される空気層の厚さの変化が大きくなるため、干渉縞のピッチが細かくなる。そのため、干渉縞が表示画面全体で平均化されるため、ムラとして目視され難くなる。

なお、透明板１２を配置する位置は、上述の図９に示す構成に限定されるものではなく、例えば、拡散板８側に配置する構成であってもよい。この構成においても、図１０に示すように、拡散板８および透明板１２の撓みにより、拡散板８の表面８ａと透明板１２の表面１２ａとの間の距離が不均一となり、干渉縞が発生しムラとなって観察される。

そのため、図１１に示すように、透明板１２の表面１２ａは、凹凸を形成するなど粗面加工が施されていることが好ましい。これにより、透明板１２の表面１２ａと拡散板８の表面８ａとの間に形成される空気層の厚さの変化が大きくなるため、干渉縞のピッチが細かくなり、ムラとして目視され難くなる。

このように、透明板１２の表面１２ａ形状を、凹凸などの粗面形状とすることにより、ムラを目視し難くすることができるため、輝度の均一性をさらに向上させることができる。

（構成例３）
図１２〜図１５は、本発明の構成例３としての導光体ユニット１１の概略構成を示す断面図である。本構成例３では、構成例１または構成例２の構成に加えて、図１２および図１４に示すように、導光体７の発光面７ａ、および導光体７の裏面側となる発光面７ａの対向面の少なくとも何れか一方に、導光体７から発光される光を拡散するための複数のプリズム（光拡散手段）１３が設けられている。この複数のプリズム１３は、プリズム１３が設けられる面内において、導光体７の発光面７ａにおける発光量に応じて分布密度が異なるように設けられている。具体的には、プリズム１３は、図１３に示すように、発光面７ａの全領域のうち発光量が多い領域では、プリズムの分布密度が低くなるように設けられ、発光量が少ない領域では、プリズムの分布密度が高くなるように設けられている。

プリズム１３を設けることにより、導光体７から出射した光は、プリズム１３により乱反射され、拡散板８に、より均一な光が照射される。

なお、図１４および図１５は、導光体７の裏面側となる発光面７ａの対向面にプリズム１３が設けられた状態を示している。

ここで、図１６は、従来の、導光体にプリズムを設けた場合の導光体ユニットの概略構成を示す斜視図である。同図に示すように、プリズムは、光源から近い領域では、その分布密度が低く（疎状態）、光源から遠い領域では、その分布密度が高く（密状態）なるように設けられている。

しかしながら、上述したように、タンデム構造の導光体においては、段部の影響により、光源に近い領域であっても、光が到達し難い領域が生じる。図１７は、従来の導光体において、導光体内を進行する光の様子を模式的に示した図であり、（ａ）は、発光面の対向面（裏面）に到達する光の様子を示し、（ｂ）は、該対向面で反射され発光面から出射される光の様子を示している。この図からも分かるように、段部の近傍には光が到達し難いため、段部の領域で反射を繰り返して出射される光量は、他の領域に比べて少なくなる。そのため、導光体から出射される光が均一とはならず、発光面において暗くなる領域（暗領域）が生じる。

そこで、図１８に示すように、プリズム１３を、導光体７の裏面に到達する光の量に応じて分布密度が異なる（疎または密）ように設けることが好ましい。図１８は、本構成例３の導光体ユニット１１において、導光体７の裏面側にプリズム１３を設けた場合の、導光体ユニット１１の概略構成を示す斜視図である。図１９は、本構成例３の導光体７の裏面側にプリズム１３を設けた場合の、導光体７内を進行する光の様子を模式的に示した図であり、（ａ）は、発光面７ａの対向面（裏面）に到達する光の様子を示し、（ｂ）は、該対向面で反射され発光面７ａから出射される光の様子を示している。図１９に示すように、光量が少なくなる、段部７ｄの近傍での反射光が到達する光源５に近い領域においては、プリズム１３は分布密度が高くなるように設けられるとともに、光量が多くなる、さらに光源５側の領域においては、プリズム１３は分布密度が低くなるように設けられている。

これにより、光が到達し難い領域の光の量を増大させることができるため、暗領域の発生を抑え、輝度の均一性を向上させることができる。

ところで、導光体７の発光面７ａ、および導光体７の裏面側となる発光面７ａの対向面においては、光が到達し難い領域がそれぞれ異なっている。図２０は、従来の導光体の発光面および発光面の対向面に到達する光の様子を模式的に示した図である。同図に示すように、発光面においては、段部の近傍で光量が少ないのに対して、発光面の対向面においては、段部よりも光源から遠い領域で光量が少なくなっている。

そこで、プリズム１３を、発光面７ａおよび発光面７ａの対向面における対向する領域において、それぞれの分布密度が異なるように設けることが好ましい。すなわち、プリズム１３は、プリズム１３が設けられる面内において、導光体７の発光面７ａにおける発光量、および導光体７の裏面側となる発光面７ａの対向面に到達する光量（受光量）に応じて分布密度が異なるように設けられている。

具体的には、例えば、プリズム１３は、導光体７の裏面側では、図２１に示すように、光源５から遠くなるほど分布密度が高く（疎→密）なるように設けられる一方、導光体７の発光面７ａでは、図２２に示すように、光源５から遠くなるほど分布密度が低く（密→疎）なるように設けられている。

このプリズム１３の分布密度は、導光体７の発光面７ａにおける発光量、および発光面７ａの対向面における受光量に基づき設定されるものであり、その配置構成は特に限定されるものではない。よって、プリズムの他の配置構成としては、例えば、導光体７の裏面側を図１８に示す構成とする一方、導光体７の発光面７ａには、発光面７ａ全体として光量が少なくなる領域のみにプリズムを配置する構成が挙げられる。また、発光面７ａおよびその対向面の両面において、光源５から遠くなるほど分布密度が高く（疎→密）なるように配置する構成であってもよい。

これらの構成によれば、図２３に示すように、導光体７の発光面７ａおよび発光面７ａの対向面の両面からの出射光が足し合わされるため、暗領域の発生を確実に抑えることができ、出射光をより均一にすることができる。そのため、導光体７の発光面７ａおよび発光面７ａの対向面のいずれか一方にプリズムを設ける構成よりも、輝度の均一性をさらに向上させることができる。

ここで、プリズム１３の分布密度が低い領域、すなわち発光面７ａにおける光量が多い領域に保持部１０を設けると、保持部１０に反射する光が多くなり、保持部１０が設けられている領域に相当する部分の輝度が高くなってしまう。

この点、本構成例３では、保持部１０は、プリズム１３の分布密度が高い領域、すなわち発光面７ａにおける光量が少ない領域に配置される。具体的には、保持部１０は、段部７ｄ上の暗部７ｅの領域、および導光体７における光源５から遠い方の端部の領域の少なくとも何れか一方の領域に配置される。

この領域では、プリズム１３を設けたとしても、全体的に見て依然として発光量が少ないため、保持部１０をこの領域に配置することにより、発光面７ａから出射される光のうち、保持部１０に反射する光の割合を少なくすることができる。そのため、上述の構成と比較して輝度の均一性をさらに向上させることができる。

なお、光拡散手段としては、プリズムに限定されるものではなく、例えば、微細な凹凸（シボ形状など）や、印刷されたドットパターンなど、従来から照明装置の光拡散部材として使用されているものを使用することができる。また、光拡散手段は、導光体７とは別部材として構成してもよく、導光体７内部に設けられていてもよい。

（構成例４）
上述の説明では、導光体７がタンデム構造として説明したが、本実施の形態における導光体７は、これに限定されるものではなく、例えば、単体の導光体７により構成されていてもよい。図２４および図２５は、構成例４としての液晶表示装置１の概略構成を示す断面図であり、図２４は、単体の導光体ユニット１１によりバックライト２が構成されている場合の液晶表示装置１の概略構成を示している。

図２４に示すように、保持部１０は、発光量の少ない、段部７ｄの暗部７ｅの領域、および導光体７における光源５から遠い方の端部の領域の少なくとも何れか一方の領域に配置されている。

また、図２５は、光源５に、ＬＥＤではなく冷陰極管を用いた場合の液晶表示装置１の概略構成を示している。光源５に冷陰極管を用いた場合には、光を拡散させるための導光領域（導光部７ｃ）を設ける必要がないため、導光体７は楔形に形成することができる。この場合には、保持部１０は、発光量の最も少なくなる、例えば光源５から遠い方の端部の領域に配置することが好ましい。

なお、上述した各構成において、発光面７ａに配置する保持部１０の数量は、特に限定されるものではなく、発光面７ａと拡散板８との間に少なくとも１つ配置されていればよい。図２６〜図２８は、それぞれ、図１、図６、図７に示す保持部１０の数量を減らした場合の構成を示している。このように、保持部１０の数量を減らすことにより、発光面７ａから出射される光のうち、保持部１０に反射される光の量をさらに少なくすることができるため、より輝度の均一性を向上させることができる。また、バックライト２の軽量化を図ることもできる。

このように、本実施の形態の保持部１０は、発光面７ａから出射される光の量が少ない領域に少なくとも１つ配置され、発光面７ａと拡散板８との間の距離を一定に保つことができる構成である。

なお、保持部１０を導光体７と一体に形成する場合には、製造上、全ての導光体７を同一形状とすることが好ましいため、保持部１０の全体数は、導光体７の数量に依存する。そのため、保持部１０の全体数量を減らすためには、保持部１０と導光体７とは別部材として製造することが好ましい。これにより、導光体７に対する保持部１０の配置位置の設計自由度を向上させることができる。

また、バックライト２の軽量化および導光体７の反り等を考慮すると、図５に示すように、段部７ｄの長手方向には、２箇所配置することが好ましい。

また、保持部１０の形状は、円錐状に限定されず、例えば、図２９に示すように、段部７ｄから光の出射方向に一律に突出した保持板７ｆを配置してもよい。なお、この保持板７ｆは、上述の各構成と同様、光源５から遠い方の端部の領域に配置してもよい。

以上のように、本実施の形態の液晶表示装置１は、上述したようなバックライト２を備えていることで、液晶表示パネル３に対してより均一な光を照射することができるため、表示品位を向上させることができる。

また、本発明の照明装置は、発光面積が大きくなった場合にも輝度均一性に優れているため、特に大画面を有する液晶表示装置のバックライトとして使用することが好ましいが、これに限定はされず、あらゆる液晶表示装置のバックライトとして使用することができる。

最後に、本発明の照明装置（バックライト）の他の構成およびそれによる効果について、以下に示す。

本発明の照明装置では、上記保持部は、上記各導光体の発光面における、上記光源に近い方の端部に配置されていてもよい。

各導光体の発光面における、光源に近い方の端部は、上述のように、発光面に光が到達し難い暗部となるため、発光面から出射される光の量が発光領域のうち最も少ない。そのため、発光面から出射される光のうち、保持部により反射される光の割合を最小限に抑えることができる。したがって、この領域に保持部を配置することにより、上述の構成と比較して輝度の均一性をさらに向上させることができる。

また、本発明の照明装置では、少なくとも１つの光源と、該光源からの光を面発光させる少なくとも１つの導光体と、該導光体の発光面と所定の距離をもって対向配置され、該導光体から発光される光を拡散する拡散板とを備える照明装置において、上記導光体の発光面における発光領域のうち、最も発光量が少ない領域に、上記所定の距離を保持する保持部が配置されていてもよい。

上記導光体の発光面における発光領域のうち、最も発光量が少ない領域に保持部が設けられているため、発光面から出射された光は保持部による影響を最も受け難い。つまり、発光面から出射された光のうち、保持部により反射される光の割合を最も少なくすることができる。また、保持部により導光体の発光面と拡散板との間の距離を一定に保つことができる。これにより、保持部の反射光による輝度ムラを低減することができるため、従来の構成と比較して、輝度の均一性をより向上させることができる。

なお、導光体の発光面における発光領域のうち最も発光量が少ない領域とは、例えば、発光面における光源から最も遠い端部や、光源から出射された光が到達し難い領域をいう。

また、本発明の照明装置では、上記保持部は、上記導光体または上記拡散板と一体に形成されていてもよい。

これにより、保持部を別部材として製造する必要がなく製造工数を削減できるため、製造効率を向上させることができる。

また、本発明の液晶表示装置は、上記のいずれかの照明装置をバックライトとして備えていてもよい。

上記の構成においても、輝度の均一性に優れた液晶表示装置を実現することができる。

本発明の照明装置は、液晶表示装置のバックライトとして利用できる。本発明の照明装置は、特に、大型の液晶表示装置のバックライトとして好適に利用できる。

本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 液晶表示装置に備えられる導光体ユニットの概略構成を示す斜視図である。 図１に示す導光体の発光面から出射される光の進行方向を模式的に示した図である。 図１に示す液晶表示装置に備えられた導光体ユニットの概略構成を示す断面図である。 図４に示す導光体ユニットの概略構成を示す斜視図である。 保持部を拡散板に固定した場合の液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 保持部を透明板と一体とした場合の、構成例２としての液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 透明板の表面と導光体の発光面とが部分的に接触（近接）した状態を示す、液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 保持部を有する透明板の表面に粗面加工を施した場合の、構成例２としての液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 透明板の表面と拡散板の表面とが部分的に接触（近接）した状態を示す、液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 保持部を有する透明板の表面に粗面加工を施した場合の、構成例２としての液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 図１に示す液晶表示装置に備えられた、構成例３としての導光体ユニットの概略構成を示す断面図である。 図１２に示す導光体ユニットの概略構成を示す平面図である。 導光体の裏面側にプリズムを設けた場合の導光体ユニットの概略構成を示す断面図である。 図１４に示す導光体ユニットの概略構成を示す斜視図である。 従来の、導光体にプリズムを設けた場合の導光体ユニットの概略構成を示す斜視図である。 従来の導光体において、導光体内を進行する光の様子を模式的に示した図であり、（ａ）は、発光面の対向面（裏面）に到達する光の様子を示し、（ｂ）は、該対向面で反射され発光面から出射される光の様子を示している。 構成例３の導光体ユニットにおいて、導光体の裏面側にプリズムを設けた場合の、導光体ユニットの概略構成を示す斜視図である。 構成例３の導光体７の裏面側にプリズムを設けた場合の、導光体内を進行する光の様子を模式的に示した図であり、（ａ）は、発光面の対向面（裏面）に到達する光の様子を示し、（ｂ）は、該対向面で反射され発光面から出射される光の様子を示している。 従来の導光体の発光面および発光面の対向面に到達する光の様子を模式的に示した図である。 構成例３の導光体ユニットにおいて、導光体の裏面側に、光源から遠くなるほど分布密度が高くなるようにプリズムを設けた場合の、導光体ユニットの概略構成を示す斜視図である。 図２１に示す導光体の発光面に、光源から遠くなるほど分布密度が低くなるようにプリズムを設けた場合の、導光体ユニットの概略構成を示す斜視図である。 構成例３の導光体７の発光面およびその裏面側にプリズムを設けた場合の、導光体内を進行する光の様子を模式的に示した図である。 単体の導光体ユニットによりバックライトが構成されている場合の、構成例４として液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 光源に冷陰極管を用いた場合の、構成例４としての液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 図１に示す液晶表示装置において、保持部の数量を減らした場合の構成を示す断面図である。 図６に示す液晶表示装置において、保持部の数量を減らした場合の構成を示す断面図である。 図７に示す液晶表示装置において、保持部の数量を減らした場合の構成を示す断面図である。 保持板が配置された場合の導光体ユニットの概略構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置
２ バックライト（照明装置）
３ 液晶表示パネル
４ 基板
５ 光源（ＬＥＤ、冷陰極管）
６ 反射シート
７ 導光体
７ａ （導光体の）発光面
７ｂ 発光部
７ｃ 導光部
７ｄ 段部
７ｅ 暗部
７ｆ 保持板
８ 拡散板
９ 光学シート
１０ 保持部
１１ 導光体ユニット
１２ 透明板
１３ プリズム（光拡散手段）

Claims (9)

1. 複数の光源と、該光源からの光を面発光させる複数の導光体と、該導光体の発光面と所定の距離をもって対向配置され、該導光体から発光される光を拡散する拡散板とを備える照明装置において、
   各導光体は、上記発光面を有する発光部と、該発光部へ上記光源からの光を導く導光部とを有し、一方の導光体の導光部に、該一方の導光体に隣り合う他方の導光体の発光部が乗り上げるように配置され、
   上記発光面と上記拡散板との間には、上記所定の距離を保持する保持部が、少なくとも１つ配置され、
   上記保持部は、上記各導光体の発光面における、上記光源に近い方の端部または上記光源から遠い方の端部に配置されていることを特徴とする照明装置。
2. 上記保持部は、上記各導光体の発光面における、上記光源に近い方の端部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 上記導光体の発光部には、上記導光体の発光面から光を出射させるための複数の光拡散手段が設けられ、
   上記複数の光拡散手段は、該光拡散手段が設けられる面内において、上記導光体の発光面における発光量に応じて分布密度が異なるように設けられ、
   上記保持部は、上記導光体の発光面における、上記光源から遠い方の端部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
4. 少なくとも１つの光源と、該光源からの光を面発光させる少なくとも１つの導光体と、該導光体の発光面と所定の距離をもって対向配置され、該導光体から発光される光を拡散する拡散板とを備える照明装置において、
   上記導光体の発光面における発光領域のうち、最も発光量が少ない領域に、上記所定の距離を保持する保持部が配置されていることを特徴とする照明装置。
5. 上記導光体の発光部には、上記導光体の発光面から光を出射させるための複数の光拡散手段が設けられ、
   上記複数の光拡散手段は、該光拡散手段が設けられる面内において、上記導光体の発光面における発光量に応じて分布密度が異なるように設けられていることを特徴とする請求項１、２、または４に記載の照明装置。
6. 上記複数の光拡散手段は、さらに、該光拡散手段が設けられる面内において、上記導光体における上記導光体の発光面に対向する面に到達する光量に応じて分布密度が異なるように、該発光面に対向する面に設けられていることを特徴とする請求項３または５に記載の照明装置。
7. 上記保持部は、上記導光体または上記拡散板と一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の照明装置。
8. 上記導光体と上記拡散板との間には、上記保持部が一方の面から突出するように一体に形成された透明板が配置され、
   上記透明板における、上記導光体または上記拡散板に対向する面には、粗面加工が施されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の照明装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の照明装置をバックライトとして備えていることを特徴とする液晶表示装置。

Images