JP4238806B2 - 導光板、照明装置、電気光学装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話の液晶ディスプレイ等に用いられるバックライトユニットなどの照明装置、およびそのための導光板に関する。

液晶表示装置においては、透過表示を行うために液晶表示パネルの背面側にバックライトユニットが設けられる。一般的には、バックライトユニットは、光源と、光源からの光を平面状の光として液晶表示パネルの背面に照射する導光板と、導光板から出射した光を拡散するシートと、光を集光するプリズムシートなどを備えた照明装置として構成される。

液晶表示装置を表示部に使用した携帯電話としては、本体に対して折り畳み式の表示部の内面側にサイズの大きなメイン表示パネル、その背面側にサイズの小さなサブ表示パネルを備えた両面パネルタイプのものが既知である。これに対し、近年、表示部が本体部から引き出せるように取り付けられたスライド式の携帯電話、又は、通常は内面側に位置するメイン表示パネルを反転させて外側に露出させることが可能な回転式の携帯電話も発売されている。このような携帯電話は、サブ表示パネルを有さず、一つの大きなメイン表示パネルのみが設けられていることが多く、そのメイン表示パネルによりサブ表示パネルの機能を兼ねる場合が多い。

しかし、上述のスライド式や回転式の携帯電話では、両面タイプであればサブ表示パネルに表示する時刻、電池残量などの簡単な表示情報もこの一つのメイン表示パネルで表示を行うため、このような簡単な表示情報を確認するときでも、その都度、液晶表示パネル全体を照明する必要があり、消費電力の面で効率的ではない。

なお、液晶表示装置などに用いられる照明装置の例として、特許文献１は、導光板の反射面を光学的な焦点を有する曲面とすることで、このような液晶表示パネルなどのバックライトとして、低消費電力で輝度むらの少ない面光源となる照明装置を提案している。

特開２００１−２８１６５５号公報

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、照明装置における導光板の領域を分割して発光することで液晶表示パネルなどを部分的に照明し、省電力化を図ることを課題とする。

本発明の１つの観点では、照明装置は、両端に入光端面を有し、出光面と反射面との距離が一端の前記入光端面から遠ざかるにつれて減少するように形成された楔形状の断面を有する導光板と、前記導光板の両端の前記入光端面に配置される光源と、を有し、前記導光板の前記反射面は所定の境界線を境にして第１の反射面及び第２の反射面を有し、前記導光板の出光面は前記所定の境界線を境にして第１の領域及び第２の領域を有し、前記第１の反射面は、両端の前記入光端面のうち面積が小さい方の入光端面側の反射面であり、前記第１の領域は、前記面積が小さい方の入光端面側の出光面の領域であり、前記第１の反射面には、前記面積が小さい方の入光端面より入射した光が前記出光面へ入射する際の、当該光と前記出光面とのなす角を増やして、前記面積が小さい方の入光端面より入射する光が前記出光面の第１の領域より出光するように、パターンが形成されている。

上記の照明装置は、例えば液晶装置のバックライトユニットなどに好適に使用することができ、両端に入光端面を有する導光板と、前記導光板の両端の前記入光端面に配置される光源とを有する。この前記導光板の形状は、出光面と反射面との距離が一端の前記入光端面から遠ざかるにつれて減少するような形状のいわゆる「楔形状」の断面を有する。前記導光板は所定の境界線を境にして２つの領域に分けられ、前記導光板の反射面は所定の境界線を境にして第１の反射面及び第２の反射面を有し、前記導光板の出向面は前記所定の境界線を境にして第１の領域及び第２の領域を有している。前記第１の反射面は、両端の前記入光端面のうち、前記面積が小さい方の入光端面側の反射面であり、前記第１の領域は、前記面積が小さい方の入光端面側の出光面の領域である。前記第１の反射面には、前記面積が小さい方の入光端面より入射した光が前記出光面への入射する際の、当該光と前記出光面とのなす角を増やして、前記面積が小さい方の入光端面より入射する光が前記出光面の第１の領域より出光するように、パターンが形成されている。この構成によれば、面積が小さい方の入光端面に備えられている光源を点灯させることにより、第１の領域を第２の領域よりも明るく発光させることができる。なお、「導光板の両端の入光端面に配置される光源」の語は、光源が入光端面のいずれの位置に配置される場合も含む。即ち、入光端面長さ方向の中央付近などに配置される場合に加えて、入光端面の端部、即ち導光板の側面の角部に配置される場合も含む。

本発明の他の観点では、電気光学装置は、表示パネルと、表示パネルのバックライトとして用いられる上記の照明装置と、を有する。この電気光学装置によれば、照明装置の一部分のみを選択的に発光させることにより、表示パネルの一部のみで表示を行うことができる。

上記の電気光学装置の一態様では、前記表示パネルは、所定の表示分割線で２分割されており、前記所定の表示分割線と前記所定の境界線の位置が一致するように前記表示パネルと前記照明装置が相対的に配置されていることを特徴とする。この態様では、表示パネルの表示分割線により分割されるいずれか一方の領域を照明装置により選択的に照明することができる。なお、表示分割線の位置と境界線の位置は、完全に一致する必要はない。

上記の電気光学装置の一態様では、前記所定の表示分割線は、前記表示パネルを、透過表示重視の領域と、前記透過表示重視の領域より反射率の高い反射表示重視の領域とに分割する。所定の表示分割線を境に表示パネルの反射率を変えることにより、表示パネルの一部を透過表示重視、一部を反射表示重視の構成とすることができる。

上記の電気光学装置の一態様では、前記２分割された一方の領域のみで表示を行う際には、当該領域に対応する方の光源のみが点灯する。これにより、点灯する光源によって、表示パネルの表示分割線により分割されるいずれか一方の領域のみを照明装置により選択的に照明することができる。

なお、上記の電気光学装置を表示部として備える電子機器を構成することができる。

本発明の他の観点では、導光板は、光を出射する出光面と、前記出光面と対向する反射面との距離が一端から遠ざかるにつれて減少するように形成されている楔形状の断面と、を有し、前記反射面は所定の境界線を境にして第１の反射面及び第２の反射面を有し、前記出光面は前記所定の境界線を境にして第１の領域及び第２の領域を有し、前記第１の反射面は、両端の前記入光端面のうち面積が小さい方の入光端面側の反射面であり、前記第１の領域は、前記面積が小さい方の入光端面側の出光面の領域であり、前記第１の反射面には、前記面積が小さい方の入光端面より入射した光が前記出光面へ入射する際の、当該光と前記出光面とのなす角を増やして、前記面積が小さい方の入光端面より入射する光が前記出光面の第１の領域より出光するように、パターンが形成されている。この導光板の端部に光源を設け、光源の一方のみを点灯することにより、境界線を境にした２つの領域の一方のみを発光させることができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。

[第１実施形態]
図１は、本発明の第１実施形態に係る照明装置を適用した液晶表示装置１００の概略構成を示す側面図である。なお、図１では説明の便宜上、各構成要素について間隔を開けて図示しているが、実際にはそれらは図中の上下方向に重ねられた状態で液晶表示装置１００を構成している。

液晶表示装置１００は、本発明の特徴である照明装置１を有し、照明装置１の上側には拡散シート１２および液晶表示パネル１４、下側には反射シート１１が配置される。液晶表示パネル１４は携帯電話などの表示パネルに該当し、導光板１０は液晶表示パネル１４の発光面積とほぼ同一の表示面積を有する。なお、本発明では、液晶パネルの構造は特に限定されない。

照明装置１は、導光板１０の両端に光源部１５ａおよび１５ｂを有する構造をなす。光源部１５ａは、点光源である複数のＬＥＤ１６ａを備え、光源と対向する導光板１０の端面１０ａ（以下、「入光端面」と呼ぶ）に光を出射する。光源部１５ｂも、点光源である複数のＬＥＤ１６ｂを備え、光源と対向する導光板１０の端面１０ｂに光を出射する。以下、この２つの光源部１５ａ、１５ｂおよびＬＥＤ１６ａ、１６ｂについて、特にどちらかの場所を特定せずに示すときは、光源部１５およびＬＥＤ１６と称す。

導光板１０は平面形状が矩形であり、アクリル樹脂などの透明樹脂から構成される。導光板１０の上側の面１０ｃは光を出射する面（以下、「出光面」と呼ぶ）であり、下側の面１０ｄは光を反射する面（以下、「反射面」と呼ぶ）である。導光板１０は、その板厚が境界線Ｃの位置において最も厚くなるように形成され、境界線Ｃの位置から両端の入光端面１０ａ、１０ｂの方向に遠ざかるにつれて板厚、即ち出向面１０ｃと反射面１０ｄとの距離が減少するように形成されている。以下、境界線Ｃを境にして光源部１５ａを有する図面左側の領域を左側領域Ａａ、光源部１５ｂを有する図面右側の領域を右側領域Ａｂと称す。

左側の光源部１５ａに備えられた複数のＬＥＤ１６ａから出射された光Ｌ２は、導光板１０の左端の入光端面１０ａから導光板１０の内部へ入り、導光板１０の出光面１０ｃと反射面１０ｄとの間で反射を繰り返すことにより方向を変え、右側領域Ａｂにおいて出光面１０ｃと光Ｌ２のなす角が臨界角を超えると出光面１０ｃから外部へ出射する。一方、右側の光源部１５ｂに備えられた複数のＬＥＤ１６ｂから出射された光Ｌ１は、導光板１０の右端の入光端面１０ｂから導光板１０の内部へ入り、導光板１０の出光面１０ｃと反射面１０ｄとの間で反射を繰り返すことにより方向を変え、左側領域Ａａにおいて出光面１０ｃと光Ｌ１のなす角が臨界角を超えると出光面１０ｃから外部へ出射する。

照明装置１と液晶パネル１４との間には拡散シート１２が設けられる。拡散シート１２は、導光板１０から出射した光Ｌ１またはＬ２を拡散して照明装置１の発光面内の明るさを均一化するなどの役割を有する。

照明装置１と液晶パネル１４を接着するためには、両面テープ１３が用いられる。後に詳細に説明するが、この両面テープ１３は、ＬＥＤ１６の光が光源部１５から上部に漏れないようにする役目も有し、そのため両面テープ１３の一部分に遮光性を有する。

（導光板における光の経路）
次に、照明装置１の導光板１０における光Ｌ１、Ｌ２の経路について詳細に述べる。導光板１０の反射面１０ｄには、光の角度を変えるために所定のパターンが形成される。そのようなパターンの一例を図２に示す。

図２（ａ）は、導光板１０において光Ｌ２が反射する様子を実線で、光Ｌ１が反射する様子を破線で模式的に示している。導光板１０の反射面１０ｄのパターンは、山形形状に形成されている。この山形形状の一方の斜面を反射面Ｓ１、他方の斜面を反射面Ｓ２とする。そして反射面Ｓ１が出光面１０ｃに対してなす傾斜角を「β」とし、反射面Ｓ２が出光面１０ｃに対してなす傾斜角を「α」とする。このパターンは、境界線Ｃを境にして左右対称に形成されている。

ＬＥＤ１６ａから出射された光Ｌ２は、導光板１０の入光端面１０ａより左側領域Ａａに入射し、反射面Ｓ１、Ｓ２と出光面１０ｃの間で反射を繰り返す。このときの光Ｌ２の様子について図２（ｂ）に拡大して模式的に示す。図示のように、光Ｌ２が出光面１０ｃに対して角度Ｘ１で入射し、全反射した後、反射面Ｓ１に入射したとすると、反射面Ｓ１は出光面１０ｃに対して光Ｌ２の入射する角度を減らす向きに傾斜角βを有するので、光Ｌ２は反射面Ｓ１に対して、（Ｘ１−β）の入射する角度を有する。この光Ｌ２が再度全反射したとすると、出光面１０ｃに入射する角度は（Ｘ１−２β）となる。このように光Ｌ２が出光面１０ｃ、反射面Ｓ１による反射を繰り返すことにより、光Ｌ２の出光面１０ｃに入射するときの角度Ｘ１は２βずつ減少することになるので、光Ｌ２が出光面１０ｃに対し臨界角を超えることはない。

また、光Ｌ２が反射面Ｓ２に全反射したとすると、反射面Ｓ２も出光面１０ｃに対して光Ｌ２の入射する角度を減らす向きに角度αを有するので、光Ｌ２の出光面１０ｃに入射するときの角度は２αずつ反射する度に減少すると考えられる。よってこの場合も出光面１０ｃに対し、光Ｌ２が臨界角をこえることはない。よって、光Ｌ２は、左側領域Ａａにおいて、反射面Ｓ１およびＳ２のどちらに全反射しても臨界角を超えることはなく、出光面１０ｃから外部へ出射することはない。

光Ｌ２は、導光板１０の左側領域Ａａを通過した後、導光板１０の境界線Ｃから右側領域Ａｂに入射する。このときの光Ｌ２の様子について図２（ｃ）に拡大して模式的に示す。図示のように、光Ｌ２が出光面１０ｃに対して角度Ｘ２で入射して全反射した後、反射面Ｓ２に入射したとすると、反射面Ｓ２は出光面１０ｃに対して光Ｌ２の入射する角度を増やす向きに傾斜角αを有するので、光Ｌ２は反射面Ｓ２に対して（Ｘ２＋α）の角度を有する。この光Ｌ２が再度全反射したとすると、光Ｌ２の出光面１０ｃに入射する角度は（Ｘ２＋２α）となる。このように光Ｌ２は、出光面１０ｃ、反射面Ｓ２による反射を繰り返すことで、光Ｌ２の出光面１０ｃに入射するときの角度Ｘ２は、２αずつ増大することになる。

また、光Ｌ２は反射面Ｓ１に全反射したとすると、反射面Ｓ１も出光面１０ｃに対して光Ｌ２の入射する角度を増やす向きに傾斜角βを有するので、この場合も同様に、光Ｌ２の出光面１０ｃに入射するときの角度は、２βずつ反射する度に増大することになる。よって、光Ｌ２は、導光板１０の右側領域Ａｂにおいて、反射面Ｓ１および反射面Ｓ２で複数回反射されることにより出光面１０ｃに入射する角度が次第に増大し、やがて臨界角を超えると出光面１０ｃから外部へ出射することになる。

ＬＥＤ１６ｂから出射された光Ｌ１についても光Ｌ２と同様な仕組みをとる。ＬＥＤ１６ｂから出射された光Ｌ１は、導光板１０の入光端面１０ｂより右側領域Ａｂに入射する。光Ｌ１は、導光板１０の右側領域Ａｂにおいて、出光面１０ｃに対して光Ｌ１の入射する角度を減らす向きに傾斜角αおよびβを有する反射面Ｓ１およびＳ２と出光面１０ｃの間で反射を繰り返すので、出光面１０ｃに入射するときの角度が次第に減少する。よって、光Ｌ１は、導光板１０の右側領域Ａｂにおいて、出光面１０ｃに対し臨界角を超えることはなく、出光面１０ｃから外部に出射することはない。しかし、光Ｌ１は、続いて導光板１０の境界線Ｃから左側領域Ａａに入射すると、出光面１０ｃに対して光Ｌ１の入射する角度を増やす向きに傾斜角αおよびβを有する反射面Ｓ１およびＳ２と出光面１０ｃの間で反射を繰り返すので、光Ｌ１の出光面１０ｃに入射するときの角度は次第に増大し、やがて光Ｌ１は、出光面１０ｃに対する臨界角を超え、導光板１０の左側領域Ａａの出光面１０ｃから出射していく。

以上の説明から理解できるように、照明装置１は、次の２つの特徴を有する。光源部１５ａのＬＥＤ１６ａが点灯すると、導光板１０の右側領域Ａｂの出光面１０ｃからのみ光が外部へ出射し、左側領域Ａａの出光面１０ｃから光は出射しない。反対に、光源部１５ｂのＬＥＤ１６ｂが点灯すると、導光板１０の左側領域Ａａの出光面１０ｃからのみ外部へ光が出射し、右側領域Ａｂの出光面１０ｃから光は出射しない。即ち、照明装置１における導光板は、点灯するＬＥＤが入射する入光端面のある領域の出光面が明るくなるのではなく、常にそれとは反対の領域の出光面が明るくなる構成とされる。ちなみに出光面の全面を明るくしたいときには、ＬＥＤ１６ａおよび１６ｂの両方を点灯すればよい。

ここで、それぞれの傾斜角α、βの範囲について説明する。傾斜角βの範囲は０≦β≦αとされる。傾斜角βが、β＝０のときは、反射面と出光面が平行となることを示し、β＝αのときは、反射面はパターンを有さない斜面であることを示す。β＝０は、光が出光面に対して臨界角を超えないようにするために、最低限、光が出光面と反射面の間で正反射するための条件である。また、反射面がパターンを有さない斜面であるβ＝αの場合でも本発明の特徴を有することはできるが、パターンを有する（β＜α）場合の方が、反射面そのものの傾斜を緩やかにすることができるので、導光板の板厚を薄くすることができる。

一方、傾斜角αの好適な範囲は液晶表示装置の実施形態によって決定される。本実施形態に係る液晶表示装置１００では、拡散シート１２のみが液晶パネル１４との間に配置されている構成となっているので、光Ｌ２は拡散シート１２に対し略垂直に入射するのが望ましく、そのため傾斜角αは３５°から５０°の範囲が好ましいとされる。

（境界線に対して非対称の形状となる導光板）
先に説明した照明装置１では、境界線Ｃは導光板１０の中央に位置するものとし、導光板１０の形状および反射面のパターンは境界線Ｃを境にして左右対称になるとされている。しかし、境界線Ｃが導光板１０の中央から左右のどちらかにずれていても、先に述べたのと同様、点灯するＬＥＤによって左右それぞれの領域から光を出射する特徴を持たせることが可能である。

図３（ａ）は、照明装置１と較べ、境界線Ｃが中央から図面左側にずれた形状となる特徴を有する照明装置２を示す側面図である。図３（ａ）が示すように、導光板１０は、境界線Ｃに対して左右非対称となる形状とされている。このときの光の角度を変えるための導光板１０の反射面１０ｄにおける所定のパターンの一例を図３（ｂ）に示す。

境界線Ｃに対して左右非対称となっている照明装置２においては、導光板１０の反射面１０ｄのパターンは照明装置１と同様な山形形状となる。以下、照明装置２における傾斜角として、図３（ｂ）が示すように、左側領域Ａａにおけるパターンの出光面１０ｃに対する傾斜角を「α」、「β」とし、右側領域Ａｂにおけるパターンの出光面１０ｃに対する傾斜角を「α´」、「β´」とする。ここで、傾斜角αおよびβは、それぞれ傾斜角α´およびβ´と異なる角度でもよい。

図３（ｂ）に示すように、照明装置２の場合においても照明装置１のときと同様、ＬＥＤ１６ａから出射した光Ｌ２は、導光板１０の入光端面１０ａより左側領域Ａａに入射し、出光面１０ｃに対し光Ｌ２の入射する角度を減らす向きに傾斜角αおよびβを有する反射面１０ｄと出光面１０ｃの間で全反射を繰り返す。光Ｌ２は、導光板１０の左側領域Ａａを通過した後、導光板１０の境界線Ｃから右側領域Ａｂに入射する。光Ｌ２は、導光板１０の右側領域Ａｂにおいて、出光面１０ｃに対し光Ｌ２の入射する角度を増やす向きに傾斜角α´およびβ´を有する反射面１０ｄと出光面１０ｃの間で反射を繰り返すことにより出光面方向に向きを変え、導光板１０の右側領域Ａｂの出光面１０ｃから外部へ出射する。

同様に、光Ｌ１は、導光板１０の入光端面１０ｂより右側領域Ａｂに入射し、出光面１０ｃに対し光Ｌ１の入射する角度を減らす向きに傾斜角α´およびβ´を有する反射面１０ｄと出光面１０ｃの間で全反射を繰り返す。光Ｌ１は、導光板１０の右側領域Ａｂを通過した後、導光板１０の境界線Ｃから左側領域Ａａに入射する。光Ｌ１は、導光板１０の領域Ａａにおいて、出光面１０ｃに対し光Ｌ１の入射する角度を増やす向きに傾斜角αおよびβを有する反射面１０ｄと出光面１０ｃの間で反射を繰り返すことにより出光面方向に向きを変え、導光板１０の左側領域Ａａの出光面１０ｃから外部へ出射する。

以上より、照明装置１のときと同様、照明装置２における傾斜角α、β、α´、β´について、０≦β≦αおよび０≦β´≦α´を満たし、かつ傾斜角α、α´を実施形態に合わせた条件に満たすような範囲に設定すること、例えば本実施形態に示すような、拡散シート１２のみが液晶パネル１４と照明装置２の間に配置される構成となる液晶表示装置であれば、傾斜角α、α´を３５°から５０°の範囲に設定することにより、ＬＥＤ１６ａが点灯するときは右側領域Ａｂの出光面１０ｃから、ＬＥＤ１６ｂが点灯するときは左側領域Ａａの出光面１０ｃから、それぞれ光を外部へ出射することが可能となる。

なお、図３（ａ）に示すように、導光板１０の入光端面１０ａ及び１０ｂの厚さは、両端で異なっていてもよい。入光端面が薄くなると、光が反射面のパターンに当たる確率が上がるので、出光面における発光の輝度を上げることができる。

（照明装置による表示）
次に本発明の照明装置の発光面積について、図４を参照して説明する。図４（ａ）は、比較例として、従来の照明装置である導光板３０の片側にのみ光源部３５を設けた場合の導光板３０の明るさを示す模式図である。従来の照明装置は、光源部３５の複数のＬＥＤ３６からの光のみで出光面３０ｃ全面を明るくするように構成されている。しかし、出光面３０ｃ上における光源部３５に近い場所では、光の拡散性が不足しているために隣り合ったＬＥＤ３６から出射される光と光の間に影Ｂａが生じる、いわゆる光のムラが発生してしまう（「ホットスポット現象」などと呼ばれる。）。また、光源部３５の上部からは、ＬＥＤ３６から出射される光の漏れも発生してしまう。よって、従来の照明装置では、液晶パネルと照明装置を接着する両面テープ１３に遮光性を持たせることにより、このような光の漏れを両面テープ１３の部分１３ａで、および光のムラを両面テープ１３の部分１３ｂで覆い隠していた。

一方、先に述べた照明装置１および２のように、本発明の照明装置は、導光板１０の両端にＬＥＤを有しており、導光板１０の左端に備え付けられた複数のＬＥＤ１６ａの点灯によって導光板１０の右側領域Ａｂを明るくし、導光板１０の右端に備え付けられた複数のＬＥＤ１６ｂの点灯によって導光板１０の左側領域Ａａを明るくする構造とされる。図４（ｂ）は、本発明の照明装置の導光板１０の明るさを示す模式図である。この図では、説明の便宜のために、ＬＥＤ１６ｂの点灯によって左側領域Ａａを明るくする場合のみを示している。

図４（ｂ）が示すように、ＬＥＤ１６ｂが点灯すると、右側領域Ａｂの出光面１０ｃの光源部１５ｂに近い場所に、従来の照明装置と同様、光の拡散性の不足により隣あったＬＥＤ１６ｂから出射される光と光の間に影Ｂａが生じる。しかし、このとき、ＬＥＤ１６ｂから出射される光は右側領域Ａｂの出光面１０ｃから外部へ出射することはないので、右側領域Ａｂは明るくなることはなく、影Ｂａが出現することもない。また、光が外部へ出射する左側領域Ａａの出光面１０ｃでは、ＬＥＤ１６ｂからの光が十分に拡散しているので、右側領域Ａｂに発生する影Ｂａによる影響を受けることはない。よって、左側領域Ａｂの出光面１０ｃ上に影Ｂａが出現することはない。

同様に、ＬＥＤ１６ａが点灯すると、左側領域Ａａの出光面１０ｃの光源部１５ａに近い場所に、光の拡散性の不足により隣あったＬＥＤ１６ａから出射される光と光の間に影が生じる。しかし、このとき、ＬＥＤ１６ａから出射される光は、左側領域Ａａの出光面１０ｃから外部へ出射することはないので、影Ｂａが出現することはない。また、光が外部へ出射する右側領域Ａｂの出光面１０ｃでは、ＬＥＤ１６ａからの光は十分に拡散しているので、左側領域Ａａに発生する影Ｂａによって影響を受けることはない。よって、右側領域の出光面１０ｃ上にも影Ｂａが出現することはない。

以上より、本発明の照明装置は、隣り合ったＬＥＤから出射される光と光の間に生ずる影、即ち光のムラが出光面に出現するのを抑えることができるので、これらを覆うための手段は必要としない。よって、光源部１５の上部に発生する光の漏れを防ぐためのみの遮光性を両面テープ１３に持たせればよい。具体的には、図４（ｂ）で言うと、両面テープ１３の部分１３ａにのみ遮光性を持たせればよい。よって両面テープ１３の残りの部分１３ｂに透過性を持たせることが可能となり、導光板の発光面積を大きくすることができる。

次に、本発明の照明装置を用いた場合における液晶表示について、図５を参照して説明する。図５は液晶表示装置の平面図であり、液晶パネル１４を、表示分割線Ｂｐを境として小さい方をサブ画面Ｄ１、大きい方をメイン画面Ｄ２の２つの領域に分けている。

ここで、図３に示した照明装置２における境界線Ｃの位置は、表示分割線Ｂｐの位置と一致する。サブ画面Ｄ１は、ＬＥＤ１６ｂより出射されて左側領域Ａａの出光面から照射される光を透過することによって表示を行い、メイン画面Ｄ２は、ＬＥＤ１６ａより出射されて右側領域Ａｂの出光面から照射される光を透過することによって表示を行う。なお、液晶パネル１４の表示分割線Ｂｐの位置は、照明装置２の境界線Ｃの位置とほぼ一致していればよく、完全に一致しなくても上記のような分割表示が可能である。

例えば、サブ画面Ｄ１を時刻表示や電池残量表示などの簡易情報の表示に用いた場合、ユーザはサブ画面Ｄ１のみを確認したい場合が想定される。このとき、ユーザは、サイドボタンなどを用いてＬＥＤ１６ｂのみを点灯するようにすればよく、従来よりも消費電力を低減することが可能となる。

なお、時刻表示や電池残量表示などの簡易情報の表示に関しては、常にバックライトの点灯を必要とするような表示をする必要はなく、外部からの光の反射光を用いて表示の確認をしてもよい。よって、例えば液晶パネル１４を半透過反射型の液晶パネルとして構成し、液晶パネル１４のサブ画面Ｄ１に対応する部分の反射率がメイン画面Ｄ２の部分の反射率より高くなるように構成する。即ち、液晶表示パネル１４のサブ画面Ｄ１に対応する領域は反射表示重視の構成とし、メイン画面Ｄ２に対応する領域は透過表示重視の構成とする。サブ画面Ｄ１は主として反射表示を行うことにより、ＬＥＤ１６ｂの消費電力をさらに低減することができる。これは、例えば、液晶表示パネル１４の各画素領域内に形成される反射膜の面積と透過光用開口の面積比を調整することにより実現できる。具体的には、サブ画面Ｄ１に対応する領域では反射膜の割合を大きくし、メイン画面Ｄ２に対応する領域では透過光用開口の割合を大きくすればよい。

また、サブ画面Ｄ１を反射表示重視の構成とすると、サブ画面Ｄ１とメイン画面Ｄ２とを表示させる全画面表示を行う際に、サブ画面Ｄ１に対応する反射膜を抜けてくる光の光量と、メイン画面Ｄ２に対応する反射膜を抜けてくる光の光量とが異なるため、サブ画面が暗く見えてしまう可能性がある。これに対しては、サブ画面Ｄ１を照明するＬＥＤ１６ｂの照度をメイン画面Ｄ２を照明するＬＥＤ１６ａの照度よりも高くしたり、サブ画面Ｄ１を照明するＬＥＤ１６ｂの数をメイン画面Ｄ２を照明するＬＥＤ１６ａの数よりも多くしたりすることにより、サブ画面Ｄ１に対応する反射膜を抜けてくる光の光量と、メイン画面Ｄ２を抜けてくる光の光量とを実質的に等しくして、全画面表示を行ったときにサブ画面Ｄ１の表示とメイン画面Ｄ２の表示とが同じ明るさに見えるようにすることができる。

以上、説明したように、本発明の第１実施形態に係る照明装置では、導光板１０の両端にＬＥＤ１６ａおよび１６ｂを配置する。導光板１０の形状は、境界線Ｃを境にして両端の入光端面の方向へ遠ざかるにつれて板厚が減少するように構成される。導光板１０の反射面１０ｄのパターンは、一方の入光端面からの光を出光面に対して全反射するように、他方の入光端面からの光を出光面に対して臨界角を超えるように決められる。よって、ＬＥＤ１６ａが点灯するときは、境界線Ｃを境にして導光板１０の右側領域Ａｂの出光面１０ｃから光が外部へ出射する。一方、ＬＥＤ１６ｂが点灯するときは、導光板１０の左側領域Ａａの出光面１０ｃから光が外部へ出射する。即ち、一端のＬＥＤが点灯すると、そのＬＥＤの光が入射する入光端面を有する導光板の領域とは反対の領域のみを明るくすることができる。

また本発明の第１実施形態に係る照明装置では、光の拡散性不足による光のムラは出光面上に発生せず、よって、この光のムラを覆うための遮光性を両面テープにもたせる必要性はなくなる。よって、導光板の発光面積を拡大することが可能となる。また、液晶パネルを特性の異なる領域を有する構造とし、それぞれの領域と光を照射する出光面の領域を一致させて相対配置することにより、表示したい液晶パネルの領域に合わせて必要なＬＥＤのみを点灯することができるので、消費電力の低減が可能となる。

[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態に係る照明装置では、導光板１０の形状は、板厚が境界線Ｃにおいて最も厚くなり、両端の入光端面の方向へ遠ざかるにつれて板厚が減少するように構成されている。これに対し、第２実施形態に係る照明装置において、導光板の全体形状は、いわゆる「楔形状」とされ、一方の入光端面から他方の入光端面に遠ざかるにつれて板厚が減少する形状に形成される。以下、第２実施形態に係る照明装置について図６を参照して説明する。

図６（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る照明装置３の構成を示す側面図である。図６（ａ）が示すように、照明装置３は、楔形状をなす導光板４０を有し、導光板４０の両端には光源部を有する。具体的には、照明装置３は、導光板４０の入光端面が小さい方に光源部４５ａ、大きい方に光源部４５ｂを有する。光源部４５ａおよび４５ｂはそれぞれ、点光源である複数のＬＥＤ４６ａおよびＬＥＤ４６ｂを備える。

ＬＥＤ４６ａは光Ｌ４を出射し、ＬＥＤ４６ｂは光Ｌ３を出射する。図６（ａ）では、導光板４０において光Ｌ４が反射する様子を実線で、光Ｌ３が反射する様子を点線で模式的に示している。

導光板４０には、第１実施形態の照明装置と同様、光の角度を変えるために境界線Ｃを境にして反射面４０ｄの左側領域Ａａおよび右側領域Ａｂに夫々異なった所定の形状のパターンが形成される。そのようなパターンの一例を図６（ｂ）に示す。

図６（ｂ）に示すように、照明装置３について、導光板４０の右側領域Ａａにおいては、反射面４０ｄを三角形状のパターンとし、この三角形状における一方の斜面の出光面４０ｃに対する傾斜角を「α１」とし、他方の斜面の出光面４０ｃに対する傾斜角を「α２」とする。一方、導光板４０の左側領域Ａｂにおいては照明装置１と同様、反射面４０ｄを山形形状のパターンとし、山型形状における一方の斜面の出光面４０ｃに対する傾斜角を「β」とし、他方の斜面の出光面４０ｃに対する傾斜角を「α」とする。ＬＥＤ４６ａから出射された光Ｌ４の経路を実線で、ＬＥＤ４６ｂから出射された光Ｌ３の経路を点線で示す。

導光板４０の左端に備え付けられたＬＥＤ４６ａから出射された光Ｌ４は、導光板４０の小さい方の入光端面４０ａより入射する。光Ｌ４は、左側領域Ａａにおいて、出光面４０ｄに対して光Ｌ４の入射する角度を増やす向きに傾斜角α２となる反射面４０ｄと出光面４０ｃの間で反射を繰り返すことにより出光面方向に向きを変え、そのまま導光板４０の左側領域Ａａの出光面４０ｃから外部へ出射する。

光Ｌ４の一部の光は左側領域Ａａの出光面４０ｃから外部へ出射せずに、境界線Ｃから右側領域Ａｂに入射する。しかし、光Ｌ４は、右側領域Ａｂに入射した場合、出光面４０ｄに対して光Ｌ４の入射する角度を減らす向きに傾斜角αおよびβとなる反射面４０ｄと出光面４０ｃとの間で反射を繰り返す。よって、光Ｌ４は、右側領域Ａｂの出光面４０ｃにて全反射し、右側領域Ａｂで出光面より外部に出射することはない。

一方、導光板４０の右端に備え付けられたＬＥＤ４６ｂから出射された光Ｌ３は、導光板４０の大きい方の入光端面４０ｂより入射する。光Ｌ３は、右側領域Ａｂにおいて、出光面４０ｃに対して光Ｌ３の入射する角度を増やす向きに傾斜角αおよびβとなる反射面４０ｄと出光面４０ｃの間で反射を繰り返すことにより出光面方向に向きを変え、そのまま導光板４０の右側領域Ａｂの出光面４０ｃから外部へ出射する。

光Ｌ３の一部の光は右側領域Ａｂの出光面４０ｃから出光せずに、境界線Ｃから左側領域Ａａに入射する。このとき光Ｌ３は、出光面４０ｃに対して光Ｌ３の入射する角度を増やす向きに傾斜角α１となる反射面４０ｄと出光面４０ｃの間で反射を繰り返すことにより出光面方向に向きを変え、外部へ出射する。よって、照明装置３では、ＬＥＤ４０ｂを点灯することによって、出光面４０ｃ全体を明るくすることができる。

さらに、導光板４０の左側領域Ａｂの反射面４０ｄを、図６（ｃ）に示すように特殊なパターンを設けない傾斜角αを有する斜面（即ち、図６（ｂ）でいうとβ＝αの場合に相当する）としてもよい。パターンを設けない斜面とすることにより光の利用効率を高めることができる。このとき、導光板４０の右側領域Ａｂにおいて、ＬＥＤ４６ｂから出射された光Ｌ３は、反射面４０ｄと出光面４０ｃとの間で反射を繰り返すことにより出光面方向に向きを変え、右側領域Ａｂの出光面４０ｃから外部へ出射する。一方、ＬＥＤ４６ａから出射された光Ｌ４は、反射面４０ｄと出光面４０ｃの間で反射を繰り返し、出光面４０ｃに入射するときの入射角が２αずつ反射する度に大きくなる全反射を繰り返す。よって光Ｌ４は、右側領域Ａｂの出光面４０ｃから外部に出射することはない。即ち、反射面４０ｄは斜面としても、図６（ｂ）における左側領域Ａｂの反射面４０ｄと同様の機能を果たすことができる。

第２実施形態では、傾斜角α、βについて、第１実施形態と同様、０≦β≦αを満たし、かつ傾斜角αを実施形態に合わせた条件を満たすような範囲にし、さらに傾斜角α１、α２も実施形態に合わせた条件を満たすような範囲に設定する。例えば、第１実施形態に示した拡散シート１２のみが液晶パネル１４と照明装置２の間に配置される構成となるような液晶表示装置であれば、傾斜角α、α１、α２を３５°から５０°の範囲にする。このようにすることで、ＬＥＤ４６ａが点灯すると左側領域Ａａの出光面４０ｃのみから、ＬＥＤ４６ｂが点灯すると出光面４０ｃ全体から、それぞれ光を外部へ出射することができる。

ここで、第２実施形態に係る照明装置３を図５に示す液晶表示パネル１４に適用する場合、左側領域Ａａの出光面４０ｃからの光をサブ画面Ｄ１に、右側領域Ａｂの出光面４０ｃからの光をメイン画面Ｄ２に割り当てる。ＬＥＤ４６ａが点灯することにより、サブ画面Ｄ１のみが照明され、一方、ＬＥＤ４６ｂが点灯することにより、サブ画面Ｄ１およびメイン画面Ｄ２の全体が照明される。

以上より、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、点灯するＬＥＤによって導光体の出光面の一部の領域から外部へ光を出射することができる。第２実施形態の特徴として、ＬＥＤ４６ａが点灯すると、入光端面４０ａと同じ側の領域である導光板４０の左側領域Ａａの出光面４０ｃのみから外部へ光が出射し、ＬＥＤ４６ｂが点灯すると、導光板４０の出光面全体から外部へ光が出射する。なお、導光板を楔形状とすることにより、出光面全体から外部へ光が出射するような場合、入光端面と反対側の端面へ近づくほど板厚を薄くすることにより、反対側の光出射効率を上げることができるので、出光面内における明るさを均一化することができる。

［液晶表示装置の変形例］
次に、本発明による照明装置を適用した液晶表示装置の変形例について説明する。

（変形例１）
上述の液晶表示装置１００は拡散シートのみが液晶パネルと照明装置の間に配置された構成を有する。しかしながら、照明装置１における傾斜角α、照明装置２における傾斜角α、α´、照明装置３における傾斜角α、α１、α２は、この構成の元では光を略垂直に導光板から出射させる必要があるために、それぞれ３５°から５０°の範囲内に設定される。このため、照明装置１〜３の導光板の反射面の形状は比較的急峻なものであることが要求される。そこで変形例では、液晶表示装置１００における拡散シートと液晶パネルの間にさらにプリズムシートを配置する。プリズムシートとはその片面に断面が略三角形の凹凸を形成したシートである。このようにすることで、導光板から液晶パネルに向けて略垂直に光が出射しなくても、光をプリズムシートに通過させることにより、液晶パネルに対して垂直に光を向けることを可能にするので、導光板の反射面の形状を緩やかなものにすることができる。

図７（ａ）は本発明の照明装置を適用した変形例１に係る液晶表示装置２００の概略構成を示す側面図である。上述の液晶表示装置１００との違い、拡散シート１２と液晶パネル１４の間に２枚のプリズムシート２１ａおよび２１ｂを配置している。

２枚のプリズムシート２１ａおよび２１ｂは、拡散シート１２を通過した光Ｌ１およびＬ２を液晶パネル１４の背面に集光する役割を有し、１枚のプリズムシートは断面が略三角形のプリズム形状を一定の方向（当該断面と垂直な辺の方向）に延在させた形状を有する。また、２枚のプリズムシート２１ａおよび２１ｂは、それぞれのプリズムシートのプリズム形状が延在する辺を直交させるように配置される。これにより、導光板１０から出射した光の集光効率を向上させることができる。

図７（ｂ）は、液晶表示装置２００の照明装置４における光Ｌ２が反射する様子を模式的に示している。なお、説明の便宜上、導光板の反射面の傾斜角αのみを記し、傾斜角βについては図示を省略してある。図７（ｂ）が示すように、導光板１０からの光Ｌ２は、略垂直に出射していなくても、プリズムシート２１ａおよび２１ｂにより液晶パネル１４に対して略垂直方向へ向けられる。よって、このときの導光板１０における光を外部に出射させるための反射面の傾斜角αは２０°から３５°の範囲内で良く、導光板１０の反射面１０ｄの傾斜は液晶表示装置１より緩やかとすることができる。

以上より、２枚のプリズムシートが配置された液晶表示装置２００の照明装置４として、照明装置１、照明装置２又は照明装置３を適用すれば、照明装置１における傾斜角α、照明装置２における傾斜角α、α´、照明装置３における傾斜角α、α１、α２をそれぞれ２０°から３５°の範囲内に設定することができるので、第１及び第２実施形態と較べて導光板の反射面の傾斜形状をより緩やかに形成することが可能となる。

（変形例２）
次に、プリズムシートを用いた液晶表示装置の他の例として、プリズムシートの凹凸形状を導光板の出光面に対向するように配置した場合について、図８を参照しながら説明する。

図８（ａ）は本発明の照明装置を適用した変形例２に係る液晶表示装置３００の概略構成を示す側面図である。液晶表示装置３００では、拡散シート１２と導光板１０の間に、凹凸形状を導光板の出光面に対向するようにプリズムシート２１が配置される。このように凹凸形状を導光板の出光面に対向するように配置したプリズムシート２１は「逆プリズム型」とも呼ばれる。なお、このときの拡散シート１２は、プリズムシート２１と液晶パネル１４の間に発生する光の干渉（モアレ）を防止するためのものである。

図８（ｂ）は液晶表示装置３００の照明装置５における光Ｌ２が反射する様子を模式的に示している。なお、説明の便宜上、傾斜角αのみを記し、傾斜角βについては図示を省略してある。

図８（ｂ）に示すように、逆プリズム型のプリズムシート２１は、臨界角を少し超えた程度の角度で導光板１０から出光した光を、高い効率で略垂直方向、即ち液晶パネル１４の方向に向けることができる。このため、このときの導光板１０における光を外部に出射させるための反射面の傾斜角αは０．５°から５°の範囲内で良い。

以上より、変形例１のときと同様に、逆プリズム型のプリズムシートが配置された液晶表示装置３００の照明装置５として、照明装置１、照明装置２又は照明装置３を適用すれば、照明装置１における傾斜角α、照明装置２における傾斜角α、α´、照明装置３における傾斜角α、α１、α２を、それぞれ０．５°から５°の範囲内に設定することができ、導光板１０の反射面の形状はさらに緩やかなものとすることができる。

（他の変形）
上記の実施形態では、図４などに示されるように、入光端面の長さ方向の途中の位置に複数の光源を配置しているが、入光端面の端部に光源を配置してもよい。また、その場合には、光源からの光の出射方向を入光端面に対して垂直ではなく、斜めとなるように配置しても構わない。即ち、平面形状が矩形である導光板の側面の角部に、光の出射方向が対角線方向に向くように光源を配置しても構わない。

[電子機器]
次に、上述した液晶表示装置を電子機器に適用する場合について説明する。

図９は、本発明に係る電子機器の一実施形態である携帯電話機１０００を示す。この携
帯電話機１０００は、ダイヤルなどの各種操作用のメインボタン５１０および補助操作用のサイドボタン５２０が設けられマイクを内蔵した本体部１００１と、表示画面やアンテナおよびスピーカを内蔵した表示部１００２とを有し、本体部１００１と表示部１００２は、接合部５００によって軸着され、接合部５００を中心として相互に回転させることにより重ね合わせて閉じることを可能とするスライド式の携帯電話機である。表示部１００２内は、上記の液晶表示装置を内蔵し、その内面上には液晶パネル１４の表示画面を視認可能に構成する。表示画面は、例えば、時刻や電池残量などの簡易表示情報を表示するサブ画面Ｄ１と、機能メニューなどを表示するメイン画面Ｄ２から構成される。

本実施形態では、図９（ａ）に示すように本体部１００１から表示部１００２を開くことによって、液晶パネル１４のサブ画面Ｄ１およびメイン画面Ｄ２が点灯し、所定の画像が表示される。一方、図９（ｂ）に示すように表示部１００２を本体部１００１上に重ねあわせることにより、メイン画面Ｄ２が消灯し、サブ画面Ｄ１のみが点灯して所定の画像が表示される。また、重ね合わせた状態でサブ画面Ｄ１も消灯しているような場合には、サイドボタン５２０を操作することによりサブ画面Ｄ１のみを点灯するように構成することもできる。

本発明に係る液晶表示装置を適用可能な他の電子機器の具体例としては、可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）、液晶テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジタルスチルカメラなどが挙げられる。

本発明の液晶表示装置の概略構成を示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係る照明装置の側面図である。 本発明の第１実施形態に係る照明装置の側面図である。 従来の照明装置および図３に示す照明装置の平面図である。 図１に示す液晶表示装置の平面図である。 本発明の第２実施形態に係る照明装置の側面図である。 液晶表示装置の他の例の側面図である。 液晶表示装置の他の例の側面図である。 電子機器の一例である携帯電話機の外観を示す斜視図である。

符号の説明

１、２、３、４、５ 照明装置、 １０ 導光板、 １２ 拡散シート、 １４ 液晶表示パネル、 １５ａ、１５ｂ、４５ａ、４５ｂ 光源部、 １６ａ、１６ｂ、４６ａ、４６ｂ ＬＥＤ、１００、２００、３００ 液晶表示装置

Claims (7)

1. 両端に入光端面を有し、出光面と反射面との距離が一端の前記入光端面から遠ざかるにつれて減少するように形成された楔形状の断面を有する導光板と、
   前記導光板の両端の前記入光端面に配置される光源と、を有し、
   前記導光板の前記反射面は所定の境界線を境にして第１の反射面及び第２の反射面を有し、
   前記導光板の出光面は前記所定の境界線を境にして第１の領域及び第２の領域を有し、
   前記第１の反射面は、両端の前記入光端面のうち面積が小さい方の入光端面側の反射面であり、
   前記第１の領域は、前記面積が小さい方の入光端面側の出光面の領域であり、
   前記第１の反射面には、前記面積が小さい方の入光端面より入射した光が前記出光面へ入射する際の、当該光と前記出光面とのなす角を増やして、前記面積が小さい方の入光端面より入射する光が前記出光面の第１の領域より出光するように、パターンが形成されていることを特徴とする照明装置。
2. 表示パネルと、
   表示パネルのバックライトとして用いられる請求項１に記載の照明装置と、を有する電気光学装置。
3. 前記表示パネルは、所定の表示分割線で２分割されており、
   前記所定の表示分割線と前記所定の境界線の位置が一致するように前記表示パネルと前記照明装置が相対的に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
4. 前記所定の表示分割線は、前記表示パネルを、透過表示重視の領域と、前記透過表示重視の領域より反射率の高い反射表示重視の領域とに分割することを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
5. 前記２分割された一方の領域のみで表示を行う際には、当該領域に対応する方の光源のみが点灯することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
6. 請求項２乃至５のいずれか一項に記載の電気光学装置を表示部に備えることを特徴とする電子機器。
7. 光を出射する出光面と、前記出光面と対向する反射面との距離が一端から遠ざかるにつれて減少するように形成された楔形状の断面を有し、
   前記反射面は所定の境界線を境にして第１の反射面及び第２の反射面を有し、
   前記出光面は前記所定の境界線を境にして第１の領域及び第２の領域を有し、
   前記第１の反射面は、両端の前記入光端面のうち面積が小さい方の入光端面側の反射面であり、
   前記第１の領域は、前記面積が小さい方の入光端面側の出光面の領域であり、
   前記第１の反射面には、前記面積が小さい方の入光端面より入射した光が前記出光面へ入射する際の、当該光と前記出光面とのなす角を増やして、前記面積が小さい方の入光端面より入射する光が前記出光面の第１の領域より出光するように、パターンが形成されていることを特徴とする導光板。

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