JP2009289701A - 照明装置、面光源装置、および液晶表示装置 - Google Patents
照明装置、面光源装置、および液晶表示装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】発光面における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とともに、その照明装置を備えることにより、従来よりも薄型の面光源装置および、液晶表示装置を実現する。
【解決手段】導光板の出射面9aには、光源8の各直上部に第1の凹部6が設けられ、さらに、出射面9aには、1つ以上の第2の凹部7が併設され、第1の凹部6および第2の凹部7は、出射面9aに近付くにつれ徐々に広がる形状に設けられる。
【選択図】図1
【解決手段】導光板の出射面9aには、光源8の各直上部に第1の凹部6が設けられ、さらに、出射面9aには、1つ以上の第2の凹部7が併設され、第1の凹部6および第2の凹部7は、出射面9aに近付くにつれ徐々に広がる形状に設けられる。
【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、面光源装置、および、この面光源装置を備えてい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板が設けられ、導光板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、導光板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。
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、照明装置の輝度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、点状光源などの直上の入光部に凹部を設けることにより、輝度を均一化することで、大型液晶ディスプレイを薄型化するという試みがなされている。
例えば、特許文献1には、導光板の後面に光源挿入用の凹みを設けて、輝度分布を均一化する技術が記載されている。以下、図16に基づいて説明する。
図16(a)は、特許文献1の面光源装置の断面図であり、図示されているように、導光板103の後面に光源挿入用の凹み104を設け、光源挿入用の凹み104にLED等の光源102を圧入固定する構成となっている。この光源挿入用の凹み104は、少なくとも先端部において奥へ入るほど幅が狭くなるようになっている。凹み104としては、例えば円錐形状の凹所でもよく、また、上記凹み104の先端に必要に応じて曲率を持たせてもよいと記載されている。
また、図16(b)は、この面光源装置101の光学作用を模式的に示した説明図である。光源102を発光させると、光源102から前方へ出射した光Rは、凹み104の内壁面に達すると、凹み104の内壁面で屈折して導光板103内部へ進入する。このとき凹み104の内壁面で屈折された光Rは、図示されているように円錐形状の軸心を挟んで両側へ広がるように屈折するので、軸心に沿って前方へ出射する光の量が非常に少なくなる。この結果、光源102の前方における輝度が小さくなり、面光源装置101における輝度分布が均一化される。特に、この光源挿入用の凹み104の断面形状と、導光板103の背面に形成された光散乱ドット105の密度分布との最適化により輝度分布の均一化を図ることができ、輝度ムラを防止できると記載されている。
また、図17は、特許文献2の面光源装置の断面図である。
特許文献2には、図17に図示されているように、互いに対向する上面と下面を有する導光板302と、少なくとも1つのLED素子301とを有し、該LED素子301からの光が上記導光板302の下面から入射し、上記導光板302の上面から出射する発光装置について開示されている。
上記導光板302は、上記LED素子301と対向する上面に窪み304を有し、該窪み304は、上面に向かって近付くにつれ徐々に広がるように形成されている。これにより、下面から入射した光は窪み304部分で全反射し、進行方向を導光板上面に対して平行方向へ進路変更すると記載されている。
なお、窪み304の斜面部分に当たった光は周辺に向けて全反射する構成になっているため、導光板302を上面側から見た時、窪み304部分がそれ以外の部分と比較して暗い場合がある。この現象を解決するため、上記窪み304は、図17に図示されているように、上記導光板302の上面から下面へ貫通しても良い。このように、窪み304を貫通させたことにより、下面から入射した光の一部を貫通部から窪み304部分の上部に直接出射させることができると記載されている。
特開平10−82915号公報(公開日:1998年3月31日)
特開2002−298629号公報(公開日:2002年10月11日)
しかしながら、上記特許文献1及び特許文献2に記載されている面光源装置は、何れも、上記点状光源の直上部に凹部を設けることにより、上記光源の直上近傍から出射される光を緩和させる方式である。
すなわち、上記のような、従来の構成における輝度ムラの低減メカニズムは、発光の輝度分布のピークを下げるとともに、そのピーク幅をも広げることによるものである。
上記のような、輝度ムラ低減メカニズムにおいては、上記光源近傍の局所的な輝度ムラは多少改善されるものの、点状光源間のピッチには変化がないため、点状光源間のピッチによって生じる周期的な輝度ムラの改善効果は極めて小さい。
図18(a)は、従来の通常の直下型LED照明装置に用いられるLED光源のみを設けた基板における、輝度分布を示す図であり、図18(b)は、上記図18(a)の構成に導光板と拡散板とが加えられた構成である、通常の直下型LEDバックライトの輝度ムラ現象の模様及び輝度分布を示す図である。
LED光源の放射輝度はかなり高く、順方向電流値にもよるが、照明装置としての必要輝度に鑑みると、数万cd/m2〜数十万cd/m2にもなるため、図18(a)に示すように、LED光源を配置しただけでは、LED光源配置部の輝度が最も高くなり(以下、山と称する)、逆にLED光源から最も離れた場所であるLED光源間の中間部は、最も輝度が低くなる(以下、谷と称する)。
すなわち、図18(a)に図示されているように、周期的に山と谷で形成された輝度ムラが生じることとなる。
上記のような問題は、光源の数を増やし、光源間のピッチを短くすることにより、改善することができるが、光源の数を増やすとコストが高くなるという新たな問題点が発生する。
また、図18(b)に図示されているように、拡散板を設けることにより、上記の問題点は多少改善されるものの、依然として、光源の配列の周期と同じ周期で山と谷とが形成されることによる輝度ムラが生じている。
上記の問題点は、上記光源と拡散板または、光学シートの距離を一定以上離すことによって、さらに改善することができるが、薄型化に反するという問題点が新たに発生する。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、上記光源の数の増加や上記面光源装置及び液晶表示装置の厚さの増加を伴うことなく、上記光源近傍に発生する局所的な輝度ムラと上記光源間のピッチによって生じる周期的な輝度ムラとを抑制し、発光面における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とともに、その照明装置を備えることにより、従来よりも薄型の面光源装置、および液晶表示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、複数の点状光源と該光源からの光を拡散させて面発光させる導光板とを備えている照明装置において、上記導光板の出射面には、上記光源の各直上部に第1の凹部が設けられ、さらに、上記出射面には、1つ以上の第2の凹部が併設され、上記第1の凹部および第2の凹部は、上記出射面に近付くにつれ徐々に広がる形状を有していることを特徴としている。
<第1の凹部の説明>
上記構成によれば、上記光源から導光板に入射した光は、上記光源の上部に設けられた第1の凹部の表面に到達して全反射されるか、または、導光板の出射面に到達して全反射され、導光板内を伝播する伝播光と、上記光源の上部に設けられた第1の凹部または、導光板の出射面から直接出射する出射光とに分けることができる。
上記構成によれば、上記光源から導光板に入射した光は、上記光源の上部に設けられた第1の凹部の表面に到達して全反射されるか、または、導光板の出射面に到達して全反射され、導光板内を伝播する伝播光と、上記光源の上部に設けられた第1の凹部または、導光板の出射面から直接出射する出射光とに分けることができる。
上記伝播光は、上記第1の凹部の表面及び導光板の出射面に入射する光の入射角が、導光板を構成する材質によって決まる全反射臨界角以上となる場合に生成される光の成分である。
一方、上記出射光は、上記第1の凹部の表面及び導光板の出射面に入射する光の入射角が上記全反射臨界角以下となる場合に生成される光の成分である。
したがって、上記第1の凹部の表面の形状または、傾斜角などを変えることにより、上記伝播光の光量と上記出射光の光量とを調節することが可能である。
上記第1の凹部を設けることによって、上記光源の上部の導光板から直接出射される出射光を低減させることができ、上記光源近傍の局所的な輝度ムラを改善することができる。
<第2の凹部の説明>
さらには、上記導光板内を伝播する光は、上記第1の凹部に対して併設された第2の凹部に到達すると、そこで、導光板外へ出射される光と、さらに、導光板内を伝播する光とに分けることができる。
さらには、上記導光板内を伝播する光は、上記第1の凹部に対して併設された第2の凹部に到達すると、そこで、導光板外へ出射される光と、さらに、導光板内を伝播する光とに分けることができる。
上記第2の凹部により出射される光は、上記第2の凹部の表面に入射する光の入射角が、上記全反射臨界角以下となる場合に生成される光の成分であり、導光板内をさらに伝播する光は、上記第2の凹部の表面に入射する光の入射角が、上記全反射臨界角以上となる場合に生成される光の成分である。
上記第2の凹部においても、上記第1の凹部と同じように、上記第2の凹部の表面の形状または、傾斜角などを変えることにより、上記各光量を調整することが可能である。
上記第2の凹部を設けることによって、上記第1の凹部により、周囲に伝播された光を上記第2の凹部から出射させることができるため、第2の凹部は、いわば2次的な光源となる。したがって、導光板の出射面上の2次元的位置に対する輝度の分布を調べると、光源の位置に発生する山の隣、すなわち、第2の凹部の位置に、2次的な山を新たに形成することができる。
すなわち、山のピッチを短くすることができるため、光源の位置に発生する山に伴う谷が、2次的な山によって持ち上げられる効果や、あるいは、光源と光源との間の谷間を2次的な山が埋める効果などが得られる。この結果、点状光源の直上に生じる周期的な輝度ムラを改善することができる。
従来技術においては、点状光源の直上部に凹部を設けることで、輝度の山を小さくする効果はあったが、上記のような2次的な光源、すなわち、上記光源間に新たなる山を作り出す効果はなかったので、結局は輝度ムラを改善するためには、上記光源の配置ピッチを短くするか(点状光源の数を増やす)、あるいは拡散板または、光学シートを上記光源から離すしかなかった(液晶表示装置の厚さが厚くなる)。
上記構成によれば、従来の構成である第1の凹部に加えて、第2の凹部を設けており、該第2の凹部からも発光させることができる。
したがって、光源のほかに2次的光源が作られるため、光源間の距離が縮まったことに等しくなり、輝度ムラが低減された照明装置を実現することができる。
本発明の照明装置は、上記第1の凹部および第2の凹部の配置が、対称性を有していることが好ましい。
また、本発明の照明装置は、上記第2の凹部と、他の第2の凹部とを含む複数の第2の凹部を備え、上記複数の第2の凹部は、1つの光源に対して、対称的に配置されていることが好ましい。
また、本発明の照明装置は、上記複数の光源が、規則的に整列するように設けられ、上記複数の第2の凹部は、各光源から等間隔に配置されていることが好ましい。
<凹部の規則性の説明>
上記で既に説明したように、光源と光源との間に、2次的光源を設けることで、光源間の距離が縮まったことに等しくなり、輝度ムラを低減させることが可能であるが、さらなる輝度ムラの低減を図るためには、上記第1の凹部および第2の凹部を、対称性を有するように設けることが好ましい。
<凹部の規則性の説明>
上記で既に説明したように、光源と光源との間に、2次的光源を設けることで、光源間の距離が縮まったことに等しくなり、輝度ムラを低減させることが可能であるが、さらなる輝度ムラの低減を図るためには、上記第1の凹部および第2の凹部を、対称性を有するように設けることが好ましい。
すなわち、上記第1の凹部の各形成位置を基準として、上記第2の凹部を一定の規則性を持つ位置に形成する。
上記対称性とは、例えば、点対称、線対称、面対称などのあらゆる対称性全てを含むものである。
光源は複数個あり、第2の凹部が単数個または、複数個存在する構成が可能である。
詳しくは、実施の形態の項において後述する。
詳しくは、実施の形態の項において後述する。
上記第1の凹部および第2の凹部を、対称性を有するように設ける構成とすることにより、規則性のある2次的光源を作り出すことができる。
上記の構成とすることにより、周期的な輝度ムラが、規則的に改善されるので、より均一性の高い面発光の状態を有する照明装置を実現することができる。
さらには、上記複数の光源が、規則的に整列するように設けられ、上記複数の第2の凹部が、各光源から等間隔に配置されている構成とすることにより、上記光源から最も離れた場所である、上記光源間の中間部(最も輝度が低くなる部分)に二次的光源を作り出すことができるため、より効率的に、均一性の高い面発光の状態を有する照明装置を実現することができる。
本発明の照明装置では、上記第2の凹部が、上記出射面における発光量に応じて、その分布密度が変化するように設けられていることが好ましい。
上記構成によれば、上記第2の凹部は、上記導光板の出射面における発光量に応じて分布密度が変化するように設けられているため、例えば、光量が相対的に少ない領域には上記第2の凹部を多く設け、光量が相対的に多い領域には上記第2の凹部を少なく設けることが可能となる。
上記の構成とすることにより、上記導光板の出射面における相対的な光量が少ない領域においては、上記第2の凹部から出射される光量を増やすことができるため、上記導光板の出射面においての輝度の均一性をさらに向上させることができ、より輝度ムラが改善された照明装置を実現することができる。
本発明の照明装置では、上記第1の凹部と上記第2の凹部とが、同一形状で設けられていることが好ましい。
上記構成によれば、上記第1の凹部と上記第2の凹部との形状を同一にすることにより、上記凹部により出射される光のスポット形状を同一にすることができ、より輝度ムラが改善された照明装置を実現することができる。
また、例えば、本発明の照明装置に拡散機能を有する光学シートを組み合わせて、均一な面発光を行なう面光源装置を設計する場合に、上記凹部により出射される光のスポット形状が同一なので、面発光を均一化するための光学設計が容易になるというメリットを生み出すこともできる。
本発明の照明装置では、上記導光板の出射面の反対側には、さらに、上記光源に覆い被さるように収容空間を持つ入光部が設けられていることが好ましい。
上記光源に覆い被さるように収容空間を持つ入光部の形状は、特に限定されるものではないが、導光板の出射面に対して、平行でない面を備えている。
上記導光板の出射面に対して、平行でない面とは、例えば、上記出射面に対して、ある一定の傾斜角を持つ平面または、傾斜角が連続的に変わる曲面などが一例として上げられるが、これらに限定されるものではない。
上記構成によれば、上記光源を上記導光板が囲む状態において、上記出射面に平行でない面が上記光源の周囲にできることとなる。
上記のような平行でない面から導光板内に入射した光には、上記出射面に対し、入射角が大きい光の成分(上記導光板を構成する材質によって決まる全反射臨界角以上の光の成分)が多数含まれており、その光の成分は、結局、上記導光板内を全反射しながら伝播していく光の成分となる。
すなわち、上記のような構成とすることにより、上記出射面と平行な面から構成されている入光部と比較し、上記導光板内を全反射しながら伝播していく光の成分を増やすことができ、より輝度ムラが改善された照明装置を実現することができる。
本発明の照明装置では、上記導光板の少なくとも上記光源間には、拡散手段が設けられていることが好ましい。
上記構成によれば、上記導光板の上面または、下面、あるいは内部に光を拡散する手段が設けられている。
上記導光板の上面または、下面に上記拡散手段を設ける方法としては、例えば、粗面加工、梨地処理やシボ・エンボス加工、拡散物の印刷などであればよく、特にその方法に限定があるわけではない。
また、上記導光板の内部に上記拡散手段を設ける方法としては、例えば、屈折率の異なる材料を添加するあるいは、発泡させて気泡を混入させるなどの手段であればよく、特にその方法に、限定があるわけではない。
上記光源間に拡散手段を設けることにより、拡散された光には、上記導光板を構成する材質によって決まる全反射臨界角以下の光成分が多数含まれるので、上記光源間の領域において上記導光板から直接出射する光の量を増加させることができる効果を奏する。
本発明の照明装置は、上記拡散手段が上記出射面における発光量に応じて、その分布密度が変化するように設けられていることが好ましい。
上記の構成によれば、上記拡散手段は、上記導光板の出射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、光量が相対的に少ない領域には上記拡散手段を多く設け、光量が相対的に多い領域には上記拡散手段を少なく設けることが可能となる。
これにより、上記導光板の出射面における相対的な光量が少ない領域においては、上記拡散手段により、拡散される光量が増加するため、上記導光板の出射面においての輝度の均一性をさらに向上させることができ、より輝度ムラが改善された照明装置を実現することができる。
本発明の面光源装置は、上記の課題を解決するために、上記照明装置の出射面上には、光学シートが設けられていることを特徴としている。
光学シートは、例えば、上記照明装置から数mm程度離間した場所に配置した2〜3mm厚程度の拡散板である。但し、上記光学シートの厚さ及び上記照明装置からの離間距離は上記に限定されるものではない。
さらには、面光源装置として、十分機能する程度の輝度均一性を確保できるように、例えば、上記拡散板の上面には、数百μm程度の拡散シートや、プリズムシートや、偏光反射シートなどの複合機能光学シートを積層していてもよい。
上記の厚さや構成は例示的であり、これに限定されるものではない。
上記の構成によれば、従来技術より輝度均一性の高い照明装置から光が放射されるため、上記光学シート上の輝度ムラをより改善することができ、上記照明装置と上記光学シート間の距離をさらに縮めることができるので、従来よりも薄型の面光源装置を実現することができる。
本発明の液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、上記の面光源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、面発光の輝度均一性に優れ、かつ従来よりも薄型の面光源装置をバックライトとして備えているため、表示品位が良好であり、かつ従来よりも薄型の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、上記導光板の出射面には、上記光源の各直上部に第1の凹部が設けられ、さらに、上記出射面には、1つ以上の第2の凹部が併設され、上記第1の凹部および第2の凹部は、上記出射面に近付くにつれ徐々に広がる形状を有しているものである。
また、本発明の面光源装置は、以上のように、上記照明装置の出射面上に、光学シートが設けられているものである。
また、本発明の液晶表示装置は、以上のように、上記面光源装置をバックライトとして備えているものである。
それゆえ、上記光源の数の増加や上記面光源装置及び液晶表示装置の厚さの増加を伴うことなく、上記光源近傍に発生する局所的な輝度ムラと上記光源間のピッチによって生じる周期的な輝度ムラとを抑制させ、発光面における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できるとともに、その照明装置を備えることにより、従来よりも薄型の面光源装置および、液晶表示装置を実現できるという効果を奏する。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に限定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
本発明の一実施の形態の照明装置、面光源装置、および、液晶表示装置は、上記光源の数の増加や上記面光源装置及び液晶表示装置の厚さの増加を伴うことなく、上記光源近傍に発生する局所的な輝度ムラと上記光源間のピッチによって生じる周期的な輝度ムラとを抑制し、発光面における輝度の均一性をより向上させることのできる構成を備えている。さらには、その構成を備えたことにより、面光源装置および液晶表示装置を、従来よりも薄型化させることができる。
以下、図1〜15に基づいて説明する。
以下、図1〜15に基づいて説明する。
〔実施の形態1〕
図5は、本発明の一実施の形態の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
図5は、本発明の一実施の形態の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
図5に図示されているように、本発明の一実施の形態の液晶表示装置1は、面光源装置2と液晶表示パネル4とを備えている。上記面光源装置2は、照明装置3と光学シート5とを備え、液晶表示パネル4の背面側から液晶表示パネル4へ向かって光を照射するようになっている。
本発明の一実施の形態の照明装置3は、複数の点状の光源8と、該光源8からの光を拡散させて面発光させる導光板9とを備えている。上記導光板9の出射面9aには、上記光源8の各直上部に第1の凹部6が設けられている。さらに、上記出射面9aには、1つ以上の第2の凹部7が併設されている。なお、上記第1の凹部6および第2の凹部7は、上記出射面9aに近付くにつれ徐々に広がる形状を有している。
<第1の凹部>
図1(a)は、上記照明装置3の要部拡大断面図であり、上記第1の凹部6の光学作用を概略的に説明するための説明図である。
図1(a)は、上記照明装置3の要部拡大断面図であり、上記第1の凹部6の光学作用を概略的に説明するための説明図である。
図1(a)に図示されているように、上記光源8から導光板9に入射した光は、上記光源8の上部に設けられた第1の凹部6または、導光板9の出射面9aにより全反射され、導光板9内を伝播する伝播光Laと、上記光源8の上部に設けられた第1の凹部6または、上記出射面9aから直接出射する出射光Lbとに分けることができる。
上記伝播光Laは、上記第1の凹部6の表面及び上記出射面9aに入射する光の入射角が、導光板9を構成する材質によって決まる全反射臨界角以上となる場合に生成される光の成分である。
一方、上記出射光Lbは、上記第1の凹部6の表面及び上記出射面9aに入射する光の入射角が、上記全反射臨界角以下となる場合に生成される光の成分である。
したがって、上記第1の凹部6の形状、または傾斜角などを変えることにより、上記伝播光Laの光量と上記出射光Lbの光量とを調節することが可能である。
上記第1の凹部6の形状は、特に限定されず、円錐、三角錐、四角錐の何れでもよく、上記光源8の発光特性や得たい輝度の分布に応じて形状を選択すればよく、第1の凹部6の形状が互いに同一でなくてもよい。
本実施の形態においての上記第1の凹部6は円錐形状に形成され、その円錐形状の内面の傾斜角度、言い換えると、円錐の母線が出射面9aに対してなす角度を45°前後とした。
上記第1の凹部6を設けることによって、上記光源8の上部の導光板9から直接出射される出射光Lbを低減させることができ、上記光源近傍の局所的な輝度ムラを改善することができる。
<第2の凹部>
さらに、図1(b)は、上記照明装置3の要部拡大断面図であり、上記第2の凹部7の光学作用を説明するための説明図である。
さらに、図1(b)は、上記照明装置3の要部拡大断面図であり、上記第2の凹部7の光学作用を説明するための説明図である。
また、図3は、上記照明装置3の平面図、A−A線矢視断面図及びB−B線矢視断面図を示す。
図1(b)に図示されているように、上記導光板9内を伝播する光Laは、上記第1の凹部6に対して併設された上記第2の凹部7に到達すると、そこで、導光板9外へ出射される光Lcと、さらに、上記導光板9内を伝播する光Laとに分けることができる。
上記第2の凹部7により出射される光Lcは、上記第2の凹部7の表面に入射する光の入射角が、上記全反射臨界角以下となる場合に生成される光の成分であり、導光板9内をさらに伝播する光Laは、上記第2の凹部7の表面に入射する光の入射角が、上記全反射臨界角以上となる場合に生成される光の成分である。
上記第2の凹部7においても、上記第1の凹部6と同じように、上記第2の凹部7の表面の形状または、傾斜角などを変えることにより、上記各光量を調整することが可能である。
したがって、上記第2の凹部7の形状は、特に限定されず、円錐、三角錐、四角錐の何れでもよく、上記点状光源8の発光特性や得たい輝度の分布に応じた形状を選択すればよく、第2の凹部7の形状が互いに同一でなくてもよい。
本実施の形態における、上記第2の凹部7は、第1の凹部6と同様に、45°前後の傾斜を持った円錐形状に形成した。
図2(a)は、従来技術における輝度分布を示す図であり、図2(b)は、本発明に係る上記照明装置3における輝度分布を示す図である。
図2(a)において、実線は、従来の通常の直下型LED照明装置に用いられるLED光源のみを設けた基板における、輝度分布を示し、点線は、従来技術において、点状光源の直上部に凹部を設けた場合の輝度分布を示す。
図2(a)に示すように、光源8の直上部に第1の凹部6を設けることにより、上記光源8の輝度分布のピークを下げるとともに、そのピーク幅をも広げる結果になっている。
上記の構成においては、上記光源8近傍の局所的な輝度ムラは多少改善されるものの、光源8間のピッチには変化がないため、光源8間のピッチによって生じる周期的な輝度ムラの改善効果は極めて小さい。
したがって、上記のような輝度ムラを改善するためには、上記光源8の配置ピッチを短くして光源8の数を増やすか、あるいは上記光学シート5のような拡散板を上記光源8から離すしかない。しかし、光源8と光学シート5との間隔を広げると、液晶表示装置1の厚さが厚くなるという問題を招く。
一方、図2(b)に図示されているように、本発明の一実施の形態の照明装置3においては、上記第2の凹部7を設けることによって、上記第1の凹部6により、周囲に伝播された光Laを上記第2の凹部7から出射させることができるため、第2の凹部7は、いわば2次的な光源となる。したがって、上記出射面9a上の2次元的位置に対する輝度の分布を調べると、光源8の位置に発生する山の隣、すなわち、第2の凹部7の位置に、2次的な山を新たに形成することができる。
すなわち、山のピッチを短くすることができるため、光源8の位置に発生する山に伴う谷が、2次的な山によって持ち上げられる効果や、あるいは、光源8と光源8との間の谷間を2次的な山が埋める効果などが得られる。この結果、光源8の直上に生じる周期的な輝度ムラを改善することができる。
従来技術においては、点状光源の直上部に凹部を設けることで、輝度の山を小さくする効果はあったが、上記のような2次的な光源、すなわち、上記光源8の直上以外の場所に新たなる山を作り出す効果はなかった。
上記の構成によれば、従来の構成である第1の凹部6に加えて、各光源8の直上以外にも第2の凹部7を設けており、該第2の凹部7からも発光させることができる。
したがって、光源8のほかに、2次的光源が作られるため、光源間の距離が縮まったことに等しくなり、輝度ムラが低減された照明装置3を実現することができる。このように、第2の凹部7は、1つでもあれば、従来技術からは得られない輝度ムラ低減の効果を発揮するので、光源8の直上以外の場所に、第2の凹部7を少なくとも1つ設けた構成は、本発明の技術的範囲に含まれる。
ただし、第2の凹部7の輝度ムラ低減の効果をより高めるためには、第1の凹部6および第2の凹部7の配置に規則性を持たせることが好ましい。以下、第1の凹部6および第2の凹部7のより好ましい配置関係について詳述する。
<凹部の配置の規則性>
図4は、上記第1の凹部6および第2の凹部7の具体的な配置例を示しており、図4(a)は、第1の凹部6(光源8)が複数個であり、第2の凹部7が単数個の場合の第1の配置例を示している。この第1の配置例では、第2の凹部7が、複数の第1の凹部6から等距離に配置されている。言い換えると、第2の凹部7が点対称の中心となるように、複数の第1の凹部6が配置されているので、全体として、第1の凹部6および第2の凹部7の配置は、対称性を有している。
図4は、上記第1の凹部6および第2の凹部7の具体的な配置例を示しており、図4(a)は、第1の凹部6(光源8)が複数個であり、第2の凹部7が単数個の場合の第1の配置例を示している。この第1の配置例では、第2の凹部7が、複数の第1の凹部6から等距離に配置されている。言い換えると、第2の凹部7が点対称の中心となるように、複数の第1の凹部6が配置されているので、全体として、第1の凹部6および第2の凹部7の配置は、対称性を有している。
また、3個以上の複数個の第1の凹部6が多角形の各頂点に設けられている場合には、第2の凹部7を多角形の中心に配置することになる。多角形の中でも正多角形は、第1の凹部6および第2の凹部7を規則的に配置することができるので、輝度ムラの改善にとって好ましい。図4(a)は、この正多角形が正方形である場合の配置例を示している。
また、図4(b)は、第1の凹部6が複数個であり、第2の凹部7が複数個の場合の第2の配置例を示している。この第2の配置例では、第1の凹部6および第2の凹部7が、全て互いに等間隔に配置されている。より具体的には、第1の凹部6および第2の凹部7の数が同数であり、第1の凹部6と第2の凹部7との距離が全て一定となるように、第1の凹部6と第2の凹部7とが交互に正多角形の頂点に配置されている。これにより、全体として、第1の凹部6および第2の凹部7の配置は、対称性を有している。
さらに、図4(c)は、第1の凹部6が複数個であり、第2の凹部7が複数個であるとともに、第1の凹部6(光源8)が規則的に整列するように設けられ、上記第2の凹部7が第1の凹部6から等間隔に配置されている第3の配置例を示す。この第3の配置例における基本単位は、2個の第1の凹部6を結ぶ線分の中央に第2の凹部7を設けたという構成である。なお、2個の第1の凹部7を結ぶ線分の中央に第1の凹部6を設けてもよい。このように、第3の配置例においても、全体として、第1の凹部6および第2の凹部7の配置は、対称性を有している。
図3は、上述した第1から第3の配置例を組み合わせて、それぞれ多数の上記第1の凹部6および第2の凹部7を導光板9の表面に設けたときの相対的な位置関係を例示している。なお、第1の凹部6を囲む四角の点線は後述する入光部9bを示す。
図3に示すように、第1の凹部6が、複数の格子点に1つずつ配置され、横方向、縦方向、および対角線に平行な方向のそれぞれに沿って、整列した2つの第1の凹部6を結ぶ線分の中央に、第2の凹部7が設けられている。
しかし、本発明は図3の構成に限定されるものではなく、整列した2つの第1の凹部6を結ぶ線分を3等分以上の複数等分した位置の各々に第2の凹部7を設けてもよい。さらに、整列した2つの第1の凹部6の間に、複数の第2の凹部7を等間隔に設けることも必須ではなく、第1の凹部6および第2の凹部7の配置の対称性を保ちさえすれば、複数の第2の凹部7を不等間隔に設けてもよい。なお、配置の対称性を保つ理由は、輝度ムラを導光板9の表面全体で均一化するために好ましいからである。
上記で既に説明したように、光源8と光源8との間に、2次的光源を設けることで、光源8間の距離が縮まったことに等しくなり、輝度ムラを低減することが可能であるが、さらなる輝度ムラの低減を図るためには、上記第1の凹部6および第2の凹部7を、対称性を有するように設けることが好ましい。
すなわち、上記第1の凹部6の各形成位置を基準として、上記第2の凹部7を一定の規則性を持つ位置に形成するとよい。
上記対称性とは、例えば、点対称、線対称、面対称などのあらゆる対称性全てを含むものである。
本実施の形態においては、図3に図示されているように、光源8(第1の凹部6)が複数個であり、第2の凹部7が複数個であるとともに、上記第2の凹部7が上記光源8(第1の凹部6)から等間隔に配置されている対称性の高い配置を用いている。
上記第1の凹部6および第2の凹部7を、対称性を有するように設ける構成とすることにより、規則性のある2次的光源を作り出すことができる。
上記の構成とすることにより、周期的な輝度ムラが、規則的に改善されるので、より均一性の高い面発光の状態を有する照明装置3を実現することができる。
さらには、上記複数の光源8が、規則的に整列するように設けられ、上記複数の第2の凹部7が、各光源8から等間隔に配置されている構成とすることにより、上記光源8から最も離れた場所である、上記光源8間の中間部(最も輝度が低くなる部分)に2次的光源を作り出すことができるため、より効率的に、均一性の高い面発光の状態を有する照明装置3を実現することができる。
<第1の凹部と第2の凹部が同一形状>
さらに、図3に示すように、本発明の一実施の形態の照明装置3には、上記第1の凹部6と上記第2の凹部7とが、同一形状で設けられている。
さらに、図3に示すように、本発明の一実施の形態の照明装置3には、上記第1の凹部6と上記第2の凹部7とが、同一形状で設けられている。
図6は、第1の凹部6と第2の凹部7とを同一形状にした構成において、第1の凹部6および第2の凹部7から出射された光のスポット形状と輝度分布とを示している。
実線の丸は、上記第1の凹部6から出射された光スポット6aを示し、点線の丸は、上記第2の凹部7から出射された光スポット7aを示す。このように、第1の凹部6を取り囲むように上記第2の凹部7を設けたことによって、光スポット6aは、複数の光スポット7aによって取り囲まれている。
上記構成によれば、上記第1の凹部6と上記第2の凹部7との形状を同一にすることにより、上記第1の凹部6により出射される光スポット6aを互いに同一にし、上記第2の凹部7により出射される光スポット7aを互いに同一にすることができ、より輝度ムラが改善された照明装置3を実現することができる。
また、例えば、照明装置3に拡散機能を有する光学シート5を組み合わせて、均一な面発光を行なう面光源装置2を設計する場合に、光スポット6aの形状と光スポット7aの形状とがそれぞれ同一なので、面発光を均一化するための光学設計が容易になるというメリットを生み出すこともできる。
なお、厳密には、同じ輝度レベルでのスポット径を考えると、第2の凹部7により出射される光スポット7aが、上記第1の凹部6により出射される光スポット6aより小さくなるため、上記第2の凹部7を上記第1の凹部6より大きく設けることが好ましい。
本実施の形態においては、上記第1の凹部6と上記第2の凹部7の形状をともに、既に説明した45°の傾斜を持つ円錐形状とした。
<入光部>
図7(a)は、上記導光板9に形成した前述の入光部9bを示し、図7(b)は、従来の照明装置における入光部を示す。
図7(a)は、上記導光板9に形成した前述の入光部9bを示し、図7(b)は、従来の照明装置における入光部を示す。
図7(a)に図示されているように、本発明の一実施の形態の照明装置3の上記出射面9aの反対側には、さらに、上記光源8に覆い被さるように収容空間を持つ入光部9bが設けられている。
上記光源8に覆い被さるように収容空間を持つ入光部9bの形状は、特に限定されるものではないが、本実施の形態においては、出射面9aに対して、平行ではない面、例えば垂直な面を備えている。
上記出射面9aに対して、垂直な面以外にも、例えば、上記出射面9aに対して、ある一定の傾斜角を持つ平面または、傾斜角が連続的に変わる曲面などを一例として上げられるが、これらに限定されるものではない。
さらには、上記光源8に覆い被さる入光部9bは、上記光源8が導光板9に接触しない程度に小さければよく、例えば、上記光源8がLEDであり、そのサイズが3.5×3.5×2mmの場合には、4×4×2.5mmのように0.5mm程度のクリアランスがあればよい。
上記構成によれば、上記光源8を上記導光板9が囲む状態において、上記出射面9aに平行でない面が上記光源8の周囲にできることとなる。
上記のような面から入射した光には、上記出射面9aに対し、入射角が大きい光の成分(上記導光板9を構成する材質によって決まる全反射臨界角以上の光の成分)が多数含まれており、その光の成分は、結局、上記導光板9内を全反射しながら伝播していく光の成分となる。
すなわち、上記のような構成とすることにより、上記出射面9aと平行な面から構成されている図7(b)の入光部と比較し、上記導光板9内を全反射しながら伝播していく光の成分を増やすことができ、より輝度ムラが改善された照明装置3を実現することができる。
<光学シートを備えた面光源装置と液晶表示装置>
図8は、本発明の一実施の形態の面光源装置2を示す断面図である。
図8は、本発明の一実施の形態の面光源装置2を示す断面図である。
図8(a)は、光学シート5として拡散板5aを用いた場合を示し、図8(b)は、複合機能光学シート5bを用いた場合を示し、図8(c)は、拡散板5aと複合機能光学シート5bとを用いた場合を示す。なお、複合機能光学シート5bは、拡散、屈折、集光および偏光を含む各種光学的機能から選択された複数の光学的機能を備えている。
上記光学シート5の1つとして、例えば、上記照明装置3から数mm程度離間した場所に配置した2〜3mm厚程度の拡散板5aを採用することができる。但し、上記拡散板5aの厚さ及び上記照明装置3からの離間距離は上記に限定されるものではない。
上記拡散板5aは、出射面9aにより形成される面一状の発光面の全体を覆うように、出射面9aから所定の距離をもって、出射面9aに対向配置される。上記拡散板5aは、出射面9aから出射した光を拡散させる。
さらには、上記面光源装置2として、十分機能する程度の輝度均一性を確保できるように、例えば、上記拡散板5aの上面には、数百μm程度の拡散シートや、プリズムシートや、偏光反射シートなどの複合機能光学シート5bを積層してもよい。
上記の厚さや構成は例示的であり、これに限定されるものではない。
上記の厚さや構成は例示的であり、これに限定されるものではない。
上記複合機能光学シート5bは、導光板9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、導光板9の出射面9a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4へ照射するものである。
すなわち、上記複合機能光学シート5bには、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4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。
図9(a)は、本発明の一実施の形態の照明装置3の輝度分布を示す図であり、図9(b)は、本発明の一実施の形態の面光源装置2の輝度分布を示す図である。
図9(b)に示すように、上記の構成によれば、従来技術より輝度均一性の高い照明装置3から光が放射されるため、上記光学シート5上の輝度ムラをより改善することができ、上記照明装置3と上記光学シート5間の距離をさらに縮めることができるので、従来よりも薄型の面光源装置2を実現することができる。
さらに、本実施の形態の液晶表示装置1は、上記の面光源装置2をバックライトとして備えているため、表示品位が高く、かつ従来よりも薄型の液晶表示装置1を実現することができる。
以下、図5および図10を参照して前述した本実施の形態の液晶表示装置1の構成について、さらに説明を行う。
上記光源8は、点状光源に近いものであれば、特にその種類に制限があるわけではない。
図10は、本発明の一実施の形態の照明装置に用いることが可能な発光ダイオード(LED)の光学特性を示すものである。
図10(a)は、その一般的な発光特性がランバーシャル(正面輝度を100とした場合、輝度が50になる中心からの角度が60度)である発光ダイオード(LED)を示し、図10(b)は、本実施の形態において理想的な発光特性となる正面輝度が50に対し、輝度が100になる中心からの角度が70度である発光ダイオード(LED)を示す。
本実施の形態においては、発光ダイオード(LED)のその発光特性から導光板9内を伝播する伝播光Laの増加と上記光源8の上部付近の出射面9aから直接出射される出射光Lbを低減させることが期待でき、輝度ムラの改善により効果的な上記図10(b)に近い発光ダイオード(LED)を光源8として用いた。
上記導光板9は、上記光源8から出射された光を出射面9aから面発光させるものである。出射面9aは、照射対象である液晶表示パネル4に対面しており、液晶表示パネル4に対して光を照射するための面である。
さらに、上記導光板9は、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)などの透明樹脂で形成すればよいがこれらに限定されることはなく、透過率が高い透明樹脂であれば、導光板として一般的に使用される材料で形成することができる。導光板9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形成することが可能である。ただし、これらの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、どのような方法でもよい。
上記導光板9の基本形状は、上記点状光源8であるLEDの全数を覆う大きさで、所定の一定な厚みを有すればよく、本実施の形態においては、42型クラスのディスプレイに対応する950×540×10mmのサイズのものを用いている。
また、図5等に示すように、照明装置3は、光源8を実装する基板10を備えている。上記基板10は、輝度向上を図るために白色であることが好ましい。なお、基板10の背面(光源8が実装されている面の反対側の面)側には、図示はしていないが、光源8を構成する各LEDを点灯制御するためのドライバが実装されている。
すなわち、ドライバは、LEDとともに同一の基板10に実装されている。同一基板に実装することにより、基板の数を削減できるとともに、基板間を繋ぐコネクタ等が削減できるため、装置のコストダウンを図ることができる。また、基板の数が少ないため、照明装置3の薄型化を図ることもできる。
本実施の形態においては、42型クラスのディスプレイとして必要な輝度を得るために、外形が3mm程度の白色LED500個を30mm程度のピッチでプリント基板上に実装した。
また、上記LEDの結線は直列や並列やその混合、駆動はDC駆動やPWM駆動などで良く、特に限定されるものではない。
さらに、本実施の形態においては、液晶表示装置1として、面光源装置2からの光を透過して表示を行う透過型の液晶表示装置1を用いている。
なお、液晶表示パネル4の構成は特に限定されず、適宜公知の液晶パネルを適用することができる。図示は省略するが、液晶表示パネル4は、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、これに対向するカラーフィルタ基板とを備え、これらの基板の間に液晶層がシール材によって封入された構成を有している。
また、図5に図示されているように、導光板9と基板10の間には、反射率の高い高反射光学シート11が、上記光源8に覆い被さらないように設けられていることが好ましい。本実施の形態においては、上記高反射光学シート11として、白色系のPETフィルムを用いた。
上述の各部材の構成により、光源8から出射された光は、散乱作用と反射作用を受けながら導光板9内を伝播または、導光板の出射面9aから出射し、光学シート5を通り液晶表示パネル4に到達する。
〔実施の形態2〕
つぎに、図11〜12および、図15に基づいて、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、上記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、上記の実施の形態1の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
つぎに、図11〜12および、図15に基づいて、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、上記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、上記の実施の形態1の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
図11(a)は、本発明の他の実施の形態の照明装置3Aの断面図であり、図11(b)は、上記照明装置3Aの光学作用を模式的に示した説明図である。
図11(a)に示すように、本実施の形態の照明装置3Aにおいては、上記導光板9の少なくとも上記光源8間には、拡散手段12として、粗面加工12aが施されている。
上記拡散手段12を設ける方法としては、例えば、粗面加工、梨地処理やシボ・エンボス加工、拡散物の印刷などであればよく、特にその方法に限定があるわけではない。
上記構成によれば、上記導光板9の上面または、下面には、光を拡散する手段が設けられていることになる。すなわち、図11(b)に示すように、上記光源8間に拡散手段12として粗面加工12aを施すことにより、該拡散手段12によって拡散された光に、上記導光板9を構成する材質によって決まる全反射臨界角以下の光成分を多数含むようにすることができる。したがって、上記光源8間の領域において、上記導光板9から直接出射する光の量を増加させることができる。
さらに、図12(a)は、上記照明装置3Aの変形例である照明装置3Bの断面図であり、図12(b)は、照明装置3Bの光学作用を模式的に示した説明図である。
図12(a)に示すように、照明装置3Bにおいては、上記導光板9の少なくとも上記光源8間には、上記粗面加工12aが上記出射面9aにおける発光量に応じて、その分布密度が異なるように施されている。
上記粗面加工12aは、上記導光板の出射面9aにおける発光量に応じて分布密度が異なるように施されているため、例えば、光量が相対的に少ない領域、例えば光源8からの距離が相対的に大きい領域には上記粗面加工12aを密に施し、光量が相対的に多い領域、例えば光源8からの距離が相対的に小さい領域には上記粗面加工12aを粗く施すことが可能となる。
図12(b)に示すように、上記の構成とすることにより、上記出射面9aにおける相対的な光量が少ない領域においては、上記粗面加工12aにより、拡散される光量が増加するため、上記出射面9aにおける輝度の均一性をさらに向上させることができ、より輝度ムラが改善された照明装置を実現することができる。
尚、図11と図12において粗面加工12aは、上記導光板の全面に加工された状態になっているが、光源8の入光部を省いたり、あるいは上面側のみ、あるいは下面側のみ、あるいはこれらの複合にするなど、必要に応じて行えばよく、全面に限定されるものではない。
図15は、上記図11または図12の照明装置3Aまたは照明装置3Bにおける輝度分布を概略的に示す図である。
図15に示すように、点線は、粗面加工12aの無い実施の形態1の照明装置3における輝度分布を示しており、実線は、上記図11または図12の照明装置3Aまたは照明装置3Bにおける輝度分布を示している。
上記の構成とすることにより、上記光源8間の領域(谷部分)の輝度を持ち上げることができるとともに、上記光源8の直上部領域および第2の凹部7が設けられている領域(山部分)の輝度を下げることができる。すなわち、第1の凹部6に起因した輝度の山と第2の凹部7に起因した輝度の山との高低差を縮めることができるので、照明装置3と比較して輝度均一性をさらに向上させることができる。
〔実施の形態3〕
つぎに、図13、14に基づいて、本発明の第3の実施形態について説明する。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、上記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、上記の実施の形態1の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
つぎに、図13、14に基づいて、本発明の第3の実施形態について説明する。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、上記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、上記の実施の形態1の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
図13(a)は、本発明のさらに他の実施の形態の照明装置3Cの断面図であり、図13(b)は、照明装置3Cの光学作用を模式的に示した説明図である。
図13(a)に示すように、照明装置3Cにおいては、上記導光板9の少なくとも上記光源8間の内部には、拡散手段12として、拡散物12bが添加されている。
上記導光板9の内部に上記拡散手段12を設ける方法としては、例えば、屈折率の異なる材料を添加する、あるいは発泡させて気泡を混入させるなどの手段であればよく、特にその方法に、限定があるわけではない。
上記構成によれば、上記導光板9の内部に光を拡散する手段が設けられていることとなる。すなわち、図13(b)に示すように、上記導光板9の上記光源8間の内部に拡散手段12として拡散物12bが添加されることにより、該拡散手段12によって拡散された光に、上記導光板9を構成する材質によって決まる全反射臨界角以下の光成分を多数含むようにすることができる。したがって、上記光源8間の領域において、上記導光板9から直接出射する光の量を増加させることができる。
さらに、図14(a)は、上記照明装置3Cの変形例としての照明装置3Dの断面図であり、図14(b)は、照明装置3Dの光学作用を模式的に示した説明図である。
図14(a)に示すように、照明装置3Dにおいては、上記導光板9の少なくとも上記光源8間の内部には、拡散手段12として、拡散物12bが上記出射面9aにおける発光量に応じて、その分布密度が異なるように添加されている。
上記拡散物12bは、上記出射面9aにおける発光量に応じて分布密度が異なるように添加されているため、例えば、光量が相対的に少ない領域には上記拡散物12bを多く添加し、光量が相対的に多い領域には上記拡散物12bを少なく添加することが可能となる。
図14(b)に示すように、上記の構成とすることにより、上記出射面9aにおける相対的な光量が少ない領域においては、上記拡散物12bにより、拡散される光量が増加するため、上記出射面9aにおいての輝度の均一性をさらに向上させることができ、より輝度ムラが改善された照明装置3を実現することができる。この結果、図15を参照して説明したのと同様に、第1の凹部6に起因した輝度の山と第2の凹部7に起因した輝度の山との高低差を縮めることができるので、照明装置3と比較して輝度均一性をさらに向上させることができる。
なお、上記照明装置3、照明装置3A〜3Dにおいて、上記第2の凹部7が、上記出射面9aにおける発光量に応じて、その分布密度が異なるように設けられていてもよい。
上記構成によれば、上記第2の凹部7は、上記出射面9a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、光量が相対的に少ない領域には上記第2の凹部7を多く設け、光量が相対的に多い領域には上記第2の凹部7を少なく設けることが可能となる。
上記の構成とすることにより、上記出射面9aにおける相対的な光量が少ない領域においては、上記第2の凹部7から出射される光量を増やすことができるため、上記出射面9aにおいての輝度の均一性をさらに向上させることができ、より輝度ムラが改善された照明装置3を実現することができる。
本発明は上記した各実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
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と、その照明装置を備えた面光源装置と、その面光源装置を備えた液晶表示装置とに適用することができる。
1 液晶表示装置
2 面光源装置
3 照明装置
5 光学シート
5a 拡散板(光学シート)
5b 複合機能光学シート(光学シート)
6 第1の凹部
7 第2の凹部
8 点状光源
9 導光板
9a 出射面
9b 入光部
12 拡散手段
12a 粗面加工(拡散手段)
12b 拡散物(拡散手段)
2 面光源装置
3 照明装置
5 光学シート
5a 拡散板(光学シート)
5b 複合機能光学シート(光学シート)
6 第1の凹部
7 第2の凹部
8 点状光源
9 導光板
9a 出射面
9b 入光部
12 拡散手段
12a 粗面加工(拡散手段)
12b 拡散物(拡散手段)
Claims (11)
- 複数の点状光源と該光源からの光を拡散させて面発光させる導光板とを備えている照明装置において、
上記導光板の出射面には、上記光源の各直上部に第1の凹部が設けられ、
さらに、上記出射面には、1つ以上の第2の凹部が併設され、
上記第1の凹部および第2の凹部は、上記出射面に近付くにつれ徐々に広がる形状を有していることを特徴とする照明装置。 - 上記第1の凹部および第2の凹部の配置は、対称性を有していること
を特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 上記第2の凹部と、他の第2の凹部とを含む複数の第2の凹部を備え、
上記複数の第2の凹部は、1つの光源に対して、対称的に配置されていること
を特徴とする請求項2に記載の照明装置。 - 上記複数の光源が、規則的に整列するように設けられ、
上記複数の第2の凹部は、各光源から等間隔に配置されていること
を特徴とする請求項3に記載の照明装置。 - 上記第2の凹部が、上記出射面における発光量に応じて、その分布密度が変化するように設けられていること
を特徴とする請求項3に記載の照明装置。 - 上記第1の凹部と上記第2の凹部とが、同一形状で設けられていること
を特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の照明装置。 - 上記導光板の出射面の反対側には、さらに、上記光源に覆い被さるように収容空間を持つ入光部が設けられていること
を特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の照明装置。 - 上記導光板の少なくとも上記光源間には、拡散手段が設けられていること
を特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の照明装置。 - 上記拡散手段が上記出射面における発光量に応じて、その分布密度が変化するように設けられていること
を特徴とする請求項8に記載の照明装置。 - 請求項1から9の何れか1項に記載の照明装置の出射面上には、光学シートが設けられていること
を特徴とする面光源装置。 - 請求項10に記載の面光源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。
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