JP4374979B2

JP4374979B2 - バックライト装置及び液晶表示装置

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Publication number: JP4374979B2
Application number: JP2003354527A
Authority: JP
Inventors: 映保楊
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Priority date: 2003-10-15
Filing date: 2003-10-15
Publication date: 2009-12-02
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Description

本発明は、点光源の出射光を面状の光に変換するバックライト装置及びそのバックライト装置を備えた液晶表示装置に関し、更に詳しくは、点光源と、導光板の光入射端部との間に設けた屈折率の異なる２媒質の境界面での光の反射を利用して、隣り合う点光源と点光源との間の領域からも導光板の光入射端部に光が入射するようにしたバックライト装置及び液晶表示装置に関する。

従来より、光源を導光板の光入射端部に配置し、この導光板を使って光源からの光を液晶パネルの背面側に導いて液晶パネルを照らすようにしたエッジライト型バックライト方式の液晶表示装置が知られている。

光源としては、蛍光管や発光ダイオードなどが用いられているが、特に小型の液晶表示装置の光源としては、点光源である複数の発光ダイオードが用いられることが多い。

点光源を用いた場合には、図７に示すように、各点光源２は導光板２１の光入射端部２１ａに沿って間欠的に並設されるため、導光板２１の光入射端部２１ａの近傍において、隣り合う点光源２と点光源２との間の領域２２の輝度が低下して他の領域より暗くなる輝度ムラが生じる問題がある。

そこで、例えば特許文献１では、図８に示すように、導光板の光入射端部にプリズム２３を設け、そのプリズム２３における光の屈折を利用して各点光源２からの出射光を横方向に広げるようにしている。
特許第３３８４４８３号公報

しかし、横方向に広げられた光は、導光板底面にて全反射を起こしにくい入射角での導光板への入射となり易く、結果として、導光板から面状に出射される出射光全体の輝度（正面輝度）を低下させてしまう。

例えば、図９に示すように導光板の光入射端部２４にプリズムを設けずに、点光源の出射光が光軸（１点鎖線）から４２゜の広がり角であった場合に比べて、図１０に示すように導光板の光入射端部２４にプリズムを設けて、点光源の出射光が光軸（１点鎖線）から６５゜の広がり角とされた場合では、２０％〜３０％の正面輝度の低下が見られた。

本発明は上述の問題に鑑みてなされ、その目的とするところは、正面輝度を低下させることなく輝度ムラを解消することのできるバックライト装置及び液晶表示装置を提供することにある。

本発明のバックライト装置は、導光板と、この導光板の光入射端部に沿って配置された複数の点光源と、各点光源からの出射光が屈折率の大きい媒質側から入射されるように点光源と光入射端部との間に設けられた、屈折率の異なる２媒質の境界面とを備え、境界面は、隣り合う点光源間にも位置されるように光入射端部に沿って複数設けられ、且つ各々の境界面は点光源の光軸に対して傾斜されていることを特徴としている。

また、本発明の液晶表示装置は、液晶パネルと、この液晶パネルに光出射面を対向させて配設された導光板と、この導光板の光入射端部に沿って配置された複数の点光源と、各点光源からの出射光が屈折率の大きい媒質側から入射されるように点光源と光入射端部との間に設けられた、屈折率の異なる２媒質の境界面とを備え、境界面は、隣り合う点光源間にも位置されるように光入射端部に沿って複数設けられ、且つ各々の境界面は点光源の光軸に対して傾斜されていることを特徴としている。

上記媒質は点光源からの光を導光板へと伝達する光透過性を有し、例えば、アクリル樹脂（ポリメチルメタアクリレート樹脂）、ポリカーボネート樹脂などの透明樹脂やガラスなどを用いることができる。

境界面を挟んで屈折率の異なる２媒質が、点光源と導光板の光入射端部との間に存在する。その２媒質のうち、屈折率の大きい媒質が点光源に向かい合うように位置され、境界面を挟んで光入射端部側に屈折率の小さい媒質が位置される。これにより、点光源から出射された光は屈折率の大きい媒質側から境界面に入射することになる。

点光源から出射された光は、境界面を形成する２媒質のうち屈折率の大きい方の媒質の中を進んだ後、境界面に達し、この境界面の両側の媒質の屈折率が異なることから、その境界面にて透過光と反射光に分かれる。

ここで、点光源からの出射光の境界面への入射は、屈折率の大きい媒質から屈折率の小さい媒質への入射であるので、その逆の場合に比べて反射率を大きくすることができる。

透過光は導光板の光入射端部に向けて進む。境界面にて反射された反射光は、屈折率の大きい方の媒質中を、点光源と点光源との間の領域に向けて（横方向に）進み、その進行方向の先にある他の境界面にて、再び透過光と反射光に分かれる。この他の境界面で反射された光は導光板の光入射端部に向かう。

これによって、点光源と点光源との間からも導光板の光入射端部に直進するような光を形成でき、あたかも点光源と点光源との間に実際には存在しない点光源が存在するような作用が得られる。

このように、各点光源からの出射光を、屈折率の大きな媒質側から、屈折率の異なる２媒質間の境界面に入射させることによる反射を利用して、見かけ上点光源の数が増えたように点光源と点光源との間からも導光板の光入射端部に向かう光を形成することができる。

これによって、隣り合う点光源間の距離が大きくても、光入射端部近傍に暗い領域が形成されることを回避でき、輝度ムラを解消できる。しかも、従来のように点光源の出射光を横方向に（扇状に）広げるのではなく、点光源と点光源との間の領域から導光板の光入射端部に直進するような光でもって、隣り合う点光源間の光を補うことができ、導光板底面にて全反射を起こしやすい入射角での導光板への入射となり、結果として、導光板から面状に出射される出射光全体の輝度（正面輝度）の低下はきたさない。

境界面としては、屈折率の異なる例えば２つの透明樹脂を２色成形などによって密着させた構造が挙げられる。あるいは、空気より屈折率の大きい媒質にスリットを形成すれば、容易に屈折率の異なる２媒質（この場合もう一方の媒質はスリットの形成によって得られる空気層）間の境界面を形成できる。

また、境界面を透過してあるいは境界面で反射されて、光入射端部に向かう光が進む媒質と、導光板とを同材料にするなどしてそれぞれの屈折率を同じにしたうえで、一体成形などにて互いに密着させれば、上記媒質から光入射端部を介して導光板へ入射する際に反射をほとんど生じさせることなく、導光板へと入光する光の損失を少なくできる。

また、上述したような本発明の構成によれば、実際に設けられた点光源と点光源との間を補間するように、見かけ上実際よりも多数の点光源から導光板へと光が入射される作用が得られ、線状でなく一様な面状の光入射を実現できる。そこで、導光板の底面に直接プリズムを設けて、そのプリズムの作用にて導光板に入射した光を導光板に垂直な方向に向かわせるようにすれば、導光板とは別に用意されるプリズムシートや拡散シートなどの光学シートを用いなくても、導光板からの面状照明を実現できる。

本発明のバックライト装置によれば、各点光源からの出射光を、屈折率の大きな媒質側から、屈折率の異なる２媒質間の境界面に入射させることによる反射を利用して、見かけ上点光源の数が増えたように点光源と点光源との間からも導光板の光入射端部に向かう光を形成することができ、光入射端部近傍に暗い領域が形成されることを回避して、輝度ムラを解消できる。しかも、点光源間から導光板の光入射端部に直進するような光でもって、隣り合う点光源間の光を補うことができ、導光板底面にて全反射を起こしやすい入射角での導光板への入射となり易く、結果として、導光板から面状に出射される出射光全体の輝度（正面輝度）の低下をきたさない。

本発明の液晶表示装置によれば、各点光源からの出射光を、屈折率の大きな媒質側から、屈折率の異なる２媒質間の境界面に入射させることによる反射を利用して、見かけ上点光源の数が増えたように点光源と点光源との間からも導光板の光入射端部に向かう光を形成することができ、光入射端部近傍に暗い領域が形成されることを回避して、輝度ムラを解消できる。しかも、点光源間から導光板の光入射端部に直進するような光でもって、隣り合う点光源間の光を補うことができ、導光板底面にて全反射を起こしやすい入射角での導光板への入射となり易く、導光板から液晶パネルに向けて面状に出射される出射光全体の輝度（正面輝度）の低下をきたさない。この結果、液晶パネルの良好な表示品質を確保できる。

［第１の実施形態］
図１に示すように、本実施形態に係るバックライト装置は、導光板１と、この導光板１の光入射端部１ａに沿って配置された複数の点光源２と、導光板１の光入射端部１ａと点光源２との間に設けられたスリット４入りの媒質３とを備えている。

導光板１は、例えば、ポリメチルメタアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂などからなる透明樹脂板であり、図５に示すように底面には多数のドット１３が形成されている。ドット１３は、導光板１を成型後に印刷あるいは射出成型時に同時成型などにて形成される。

導光板１は、光入射端部１ａから入ってくる点光源２からの線状の光を、ドット１３での反射などにより、導光板１ｂに対向して配設された液晶パネル１０（図５参照）を背面側から照らす面状の光へと変換する。

点光源２と、導光板１の光入射端部１ａとの間には媒質３が設けられている。媒質３は、導光板１と同様、ポリメチルメタアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂などの透明樹脂材料からなる。

媒質３には複数のスリット４が形成されている。スリット４には何も充填されておらず空気層となっている。

各スリット４は点光源２の光軸Ｘ（光入射端部１ａにほぼ直交）に対して傾斜している。例えば、奥側（光入射端部１ａ側）の端部が、点光源２側の端部よりも、図１において左方に位置するように傾斜している。

また、図１では線状に示されるが、各スリット４は、媒質３の厚さ方向（図１において紙面を貫く方向）に面状の広がりを持っている。

各スリット４は互いに平行に、且つ、光入射端部１ａに沿う方向に関してほぼ等間隔に並設されている。各スリット４の（切れ込み）長さは、点光源２の横幅（例えば２ｍｍ）より大きい。隣り合うスリット４間の間隔は、点光源２の横幅と同等かわずかに大きい。各スリット４の奥行き寸法ａ（図２参照）も、光源２の横幅と同等かわずかに大きい。各スリット４の幅ｂ（図２参照）は例えば０．５ｍｍとなっている。

樹脂材料からなる媒質３中にスリット４、すなわち空気の層が形成されることで、屈折率の異なる２媒質の境界面が、複数、互いに平行に、且つ、光入射端部１ａに沿う方向に並設されることになる。

その境界面についても、スリット４と同様、媒質３の厚さ方向（図１において紙面を貫く方向）に面状の広がりを持ち、奥行き寸法ａ（図２参照）は、光源２の横幅と同等かわずかに大きい。

例えば図示しない配線基板に実装さた発光ダイオードである各点光源２は、媒質３の前端部にその光出射部が位置するように配設される。

各点光源２は、スリット４とスリット４の間に位置される。また、隣り合う点光源２間には、２つのスリット４の各々の点光源２側端部が位置される。すなわち、図１において、全部で１１箇所ある、スリット４間の領域のうち１つとばしで各点光源２は配置される。

点光源２側端部が、隣り合う点光源２間に位置される２つのスリット４のうちで、図１において右側のスリット４の横方向（点光源２の並設方向）に関しての寸法は、隣り合う点光源２間の間隔よりわずかに小さい。

上記構成に加えて、図５に示すように、導光板１に関してその光出射面１ｂ側に、光学シート１１を挟んで液晶パネル１０が配設され、また導光板１の底面側に反射シート１２が配設されて、本実施形態に係る液晶表示装置３０が構成される。

光学シート１１は、拡散シートやプリズムシートなどから構成され、導光板１の光出射面１ｂから出た光を、反射、拡散、集光させるなどして、液晶パネル１０の面方向に対して垂直に入射させる。

液晶パネル１０は、液晶を封入した２枚のガラス板や、偏光フィルタ、カラーフィルタなどを備える。

次に、媒質３及びスリット４を設けたことによる作用について説明する。

各点光源２に電力が供給されると各点光源から光が出射される。各点光源２から出射された光は、図２に示すように、媒質３の中を進んだ後、媒質３と、スリット４によって形成された媒質である空気層との境界面８ａ１に達し、これら２つの媒質の屈折率が異なる（例えば、ポリメチルメタアクリレート樹脂からなる媒質３の屈折率は１．４９であり、空気層からなる媒質の屈折率は１）ことから反射成分が生じ、その境界面８ａ１にて透過光と反射光に分かれる。

ここで、点光源２からの出射光の境界面８ａ１への入射は、屈折率１．４９の媒質３から屈折率１の空気層への入射であるので、その逆の場合に比べて反射率を大きくすることができる。これによって、後述するように、点光源２間を補間する光の生成効率や強さを高めることができる。

境界面８ａ１にて反射された反射光は、媒質３中を図１、２において点線で示すように左方へ進み、その進行方向の先にあるスリット４と媒質３との境界面８ｂ２にて、再び透過光と反射光に分かれる。この境界面８ｂ２で反射された光は導光板１の光入射端部１ａに向けて媒質３中を進む。媒質３と導光板１は同材料であり屈折率が同じで、且つ一体的に成形されているので、境界面８ｂ２で反射された光は光入射端部１ａでほとんど反射せずに媒質３から導光板１に入射する。

以上のことにより、点光源２と点光源２との間からも導光板１の光入射端部１ａに直進するような光を形成でき、図１、２に点線で示すように、あたかも点光源２と点光源２との間に実際には存在しない点光源が存在するような作用が得られる。

なお、境界面８ａ１を透過した光は空気層を通って境界面８ｂ１に達するが、その透過光の境界面８ｂ１への入射は、屈折率１の空気層から屈折率１．４９の媒質３への入射であるので、ほとんど反射せずに導光板１の光入射端部１ａに向けて進む。媒質３と導光板１は同材料であり屈折率が同じであり、且つ一体的に成形されているので、上記透過光は光入射端部１ａでほとんど反射せずに媒質３から導光板１に入射する。

同様に、境界面８ｂ２を透過した光は空気層を通って境界面８ａ２に達するが、その透過光の境界面８ａ２への入射は、屈折率１の空気層から屈折率１．４９の媒質３への入射であるので、ほとんど反射せずに媒質３中を進み、更に左方の境界面８ｃに達すると、この境界面８ｃへの入射は、屈折率１．４９から屈折率１の空気層の媒質３への入射であるので、導光板１の光入射端部１ａに向けて反射される。

以上のように、各点光源２からの出射光を、屈折率の大きな媒質３側から、屈折率の異なる２媒質間の境界面に入射させることによる反射を利用して、見かけ上点光源の数が増えたように、点光源２間からも導光板１の光入射端部１ａに向かう光が得られる。

これによって、隣り合う点光源２間の距離が大きくても、光入射端部１ａ近傍に暗い領域が形成されることを回避でき、輝度ムラを解消できる。しかも、図８に示す従来のように点光源２の出射光を扇状に広げるのではなく、点光源２と点光源２との間から導光板１の光入射端部１ａに直進するような光でもって、隣り合う点光源２間の光を補うことができ、導光板１によって液晶パネルに向かう方向に変換される光の輝度低下をきたさない。

また、光入射端部１ａ近傍に暗い領域が形成されないので、従来のようにその暗い領域を除く領域だけを有効照明領域として使用することが回避でき、その分、無駄に導光板を大きくする必要はなく、結果として、導光板及びこれを組み込んだ液晶表示装置の平面寸法の小型化が図れる。

上記境界面における透過光と反射光の強さは、境界面を挟む２媒質の屈折率と境界面の傾斜角度、更に具体的には、媒質３の屈折率とスリット４の傾斜角度の調整によって最適に調整できる。一般に、点光源から出射された一本の光線が、屈折率の異なる２媒質間の境界面に達したときの反射光、透過光について、そのエネルギーはそれぞれフレネルの式によって表せる。

図１１のように屈折率ｎ１の均質、等方性の媒質から屈折率ｎ２の媒質へ入射角θｉで入射する光を考える。入射光平面波の電気ベクトルの入射面に含まれる成分をＰ偏光、入射面に垂直な成分をＳ偏光と呼ぶ。図１１におけるＳ偏光の向きは紙面に垂直な方向である。

Ｐ偏光、Ｓ偏光それぞれのエネルギー反射率、透過率は、数１に示す式により求めることができる。ただし、ここでは光の吸収は考えないものとする。

以上の式に基づいて、点光源からの出射光が入射される境界面を形成する２媒質の屈折率と、境界面の傾斜角度を最適化することによって、導光板の光入射端部に沿った方向に関して均一に光入射端部へと光が入射するように透過光と反射光の強さを最適に調整できる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、上記第１の実施形態と同じ構成部分は同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施形態では、図３に示すように、媒質５（薄い網掛けで示す部分）の中に、この媒質５よりも屈折率の大きい直角三角柱状の媒質６（濃い網掛けで示す部分）を形成することで、点光源２の光軸Ｘに対して傾斜した、屈折率の異なる２媒質の境界面７を、点光源２と導光板１の光入射端部１ａとの間に形成している。

媒質６は、直交する２面のうち一方を点光源２に対向させ、他方を光軸Ｘに平行にして配置されている。

低屈折率の媒質５としては、例えば、屈折率１．４０以下のフッ素系樹脂を用いることができる。高屈折率の媒質６としては、例えば、屈折率１．６以上のエポキシ系樹脂、あるいは屈折率１．９３の重フリントガラスなどを用いることができる。

各境界面７は点光源２の光軸Ｘに対して傾斜している。例えば、奥側（光入射端部１ａ側）の端部が、点光源２側の端部よりも、図３において左方に位置するように傾斜している。

境界面７は互いに平行に、且つ、光入射端部１ａに沿う方向に関してほぼ等間隔に並設されている。各境界面７の長さは、点光源２の横幅（例えば２ｍｍ）より大きい。隣り合う境界面７間の間隔は、点光源２の横幅と同等かわずかに大きい。各境界面７の奥行き寸法も、光源２の横幅と同等かわずかに大きい。

隣り合う点光源２間には、２つの境界面７の各々の点光源２側端部が位置される。図３において、全部で１２個の媒質６のうち１つとばしで各点光源２は配置される。各点光源２は、対向する媒質６の前端部に光出射部が対向するように配置される。

本実施形態においても、上記構成に加えて、導光板１に関してその光出射面１ｂ（図５参照）側に、光学シート１１を挟んで液晶パネル１０が配設され、導光板１の底面側に反射シート１２が配設されて、本実施形態に係る液晶表示装置が構成される。

各点光源２から出射された光は、媒質６の中を進んだ後、境界面７に達し、これら２つの媒質の屈折率が異なることから反射成分が生じ、透過光と反射光に分かれる。

ここで、点光源２からの出射光の境界面７への入射は、屈折率の大きい媒質６からこれよりも屈折率の小さい媒質５への入射であるので、その逆の場合に比べて反射率を大きくすることができる。これによって、点光源２間を補間する光の生成効率や強さを高めることができる。

上記透過光は、導光板１の光入射端部１ａに向けて媒質５中を進む。ここで、媒質５と導光板１とを同材料にして屈折率を同じにし、且つ一体的に成形された構造とすれば、その透過光は、光入射端部１ａでほとんど反射せずに媒質５から導光板１に入射する。

境界面７にて反射された反射光は、媒質６中を図３において点線で示すように左方へ進み、その進行方向の先にある境界面７にて、再び透過光と反射光に分かれる。この境界面７で反射された光は導光板１の光入射端部１ａに向けて媒質５中を進む。ここでも、媒質５と導光板１とを同材料にして屈折率を同じにし、且つ一体的に成形された構造とすれば、境界面７で反射されて媒質５中を光入射端部１ａに向けて進む光は、光入射端部１ａでほとんど反射せずに媒質５から導光板１に入射する。

以上のことにより、点光源２と点光源２との間からも導光板１の光入射端部１ａに直進するような光を形成でき、図３に点線で示すように、あたかも点光源２と点光源２との間に実際には存在しない点光源が存在するような作用が得られる。

すなわち、各点光源２からの出射光を、屈折率の大きな媒質６側から、屈折率の異なる２媒質間の境界面に入射させることによる反射を利用して、見かけ上点光源の数が増えたように、点光源２間からも導光板１の光入射端部１ａに向かう光が得られる。

本実施形態においても、境界面７における透過光と反射光の強さは、境界面７を挟む２媒質６、５の屈折率と境界面７の傾斜角度の調整によって最適に調整できる。

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、上記第１、第２の実施形態と同じ構成部分は同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施形態では、図４に示すように、媒質１５（薄い網掛けで示す部分）の中に、この媒質１５よりも屈折率が大きく、平行四辺形の上面及び下面を有する角柱状の媒質１６（濃い網掛けで示す部分）を形成することで、点光源２の光軸Ｘに対して傾斜した、屈折率の異なる２媒質の境界面１７を、点光源２と導光板１の光入射端部１ａとの間に形成している。

媒質１６は、対向する１対の短辺側をそれぞれ点光源２と、光入射端部１ａに対向させている。

上記第２の実施形態と同様、低屈折率の媒質１５としては、例えば、屈折率１．４０以下のフッ素系樹脂を用いることができる。高屈折率の媒質１６としては、例えば、屈折率１．６以上のエポキシ系樹脂、あるいは屈折率１．９３の重フリントガラスなどを用いることができる。

各境界面１７は点光源２の光軸Ｘに対して傾斜している。例えば、奥側（光入射端部１ａ側）の端部が、点光源２側の端部よりも、図４において左方に位置するように傾斜している。

境界面１７は互いに平行に、且つ、光入射端部１ａに沿う方向に関してほぼ等間隔に並設されている。各境界面１７の長さは、点光源２の横幅（例えば２ｍｍ）より大きい。隣り合う境界面１７間の間隔は、点光源２の横幅と同等かわずかに大きい。

各点光源２は、図において全部で６個ある媒質１６に対応して配設され、各点光源２の光出射部が各媒質１６の前端部に対向するように配置される。これによって、各点光源２からの出射された光は、屈折率の大きい媒質１６側から境界面１７に入射する。

各点光源２から出射された光は、媒質１６の中を進んだ後、境界面１７に達し、これら２つの媒質の屈折率が異なることから反射成分が生じ、透過光と反射光に分かれる。

ここで、点光源２からの出射光の境界面１７への入射は、屈折率の大きい媒質１６からこれよりも屈折率の小さい媒質１５への入射であるので、その逆の場合に比べて反射率を大きくすることができる。これによって、点光源２間を補間する光の生成効率や強さを高めることができる。

上記透過光は、導光板１の光入射端部１ａに向けて媒質１５中を進み、光入射端部１ａから導光板１に入射する。

境界面１７にて反射された反射光は、媒質１６中を図４において点線で示すように左方へ進み、その進行方向の先にある境界面１７にて、再び透過光と反射光に分かれる。この境界面１７で反射された光は導光板１の光入射端部１ａに向けて媒質１６中を進み、光入射端部１ａから導光板１に入射する。

以上のことにより、点光源２と点光源２との間からも導光板１の光入射端部１ａに直進するような光を形成でき、図４に点線で示すように、あたかも点光源２と点光源２との間に実際には存在しない点光源が存在するような作用が得られる。

すなわち、各点光源２からの出射光を、屈折率の大きな媒質１６側から、屈折率の異なる２媒質間の境界面に入射させることによる反射を利用して、見かけ上点光源の数が増えたように、点光源２間からも導光板１の光入射端部１ａに向かう光が得られる。

本実施形態においても、境界面１７における透過光と反射光の強さは、境界面１７を挟む２媒質１６、１５の屈折率と境界面１７の傾斜角度の調整によって最適に調整できる。

［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。なお、上記第１〜３の実施形態と同じ構成部分は同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施形態では、図５に示されるように、導光板１の光出射面１６から出射される光を光学シート１１を用いて、液晶パネル１０に対して垂直に入射するように変換するのではなく、光学シート１１を設けずに導光板１の作用にて、液晶パネル１０に垂直に入射する光を形成する。

上記第１〜第３の各実施形態の構成を利用すると、見かけ上多数の点光源から光が出射されるようになり、線状でなく一様な面状の光入射（導光板１に対する）を実現できる。そこで、図６に示すように、導光板１の底面に直接プリズム１８を設けて、そのプリズム１８の作用にて液晶パネル１０に対して垂直に向かう光を形成させれば、図５に示す光学シート１１を用いなくても、導光板１からの面状照明を実現できる。この結果、光学シート１１を設けない分、液晶表示装置３１の薄型化が図れる。

以上、本発明の各実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

上記各実施形態において、点光源２としては、発光ダイオードに限らず、電球や、その他発光素子を用いてもよい。

上記第１の実施形態において、スリット４に、媒質３よりも屈折率の小さい媒質を充填させてもよい。また、点光源２を挟むように位置する２つのスリット４間にもスリット４を形成してもよい。他の実施形態についても同様に、点光源２を挟むように位置する２つの境界面間にも境界面を形成してもよい。また、隣り合う点光源２間に位置されるスリットあるいは境界面の個数も上記実施形態に示した個数に限らず、少なくとも１個が位置されるようにすればよい。

本発明の第１の実施形態に係るバックライト装置の模式平面図である。図１における要部の拡大図である。本発明の第２の実施形態に係るバックライト装置の模式平面図である。本発明の第３の実施形態に係るバックライト装置の模式平面図である。本発明の第１〜第３の実施形態に係る液晶表示装置の模式縦断面図である。本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の模式縦断面図である。従来例のバックライト装置の模式平面図である。他従来例のバックライト装置の要部拡大図である。図７の従来例において、１つの点光源からの光の広がりを示す図である。導光板入光部にプリズムを設けた従来例において、１つの点光源からの光の広がりを示す図である。フレネルの式を説明する図である。

符号の説明

１…導光板、１ａ…光入射端部、１ｂ…光出射面、２…点光源、３…媒質、４…スリット、５…媒質（低屈折率）、６…媒質（高屈折率）、７…境界面、８ａ１，８ａ２，８ｂ１，８ｂ２…境界面、１０…液晶パネル、１１…光学シート、１２…反射シート、１３…ドット、１５…媒質（低屈折率）、１６…媒質（高屈折率）、１７…境界面、１８…プリズム、３０，３１…液晶表示装置、Ｘ…点光源の光軸。

Claims

導光板と、
前記導光板の光入射端部に沿って配置された複数の点光源と、
前記点光源と前記光入射端部との間に設けられた、前記導光板と同材料の媒質と前記媒質中に形成された前記媒質よりも屈折率の大きい直角三角柱状の媒質との境界面とを備え、
前記直角三角柱状の媒質は、直交する２面のうち一方を前記点光源に対向させ、他方を前記点光源の光軸に平行にして配置され、
前記境界面は、隣り合う前記点光源間にも位置されるように前記光入射端部に沿って複数設けられ、且つ各々の前記境界面は前記点光源の光軸に対して傾斜されている
ことを特徴とするバックライト装置。
導光板と、
前記導光板の光入射端部に沿って配置された複数の点光源と、
前記点光源と前記光入射端部との間に設けられた、低屈折率の媒質と前記媒質中に形成された前記媒質よりも屈折率の大きい平行四辺形の上面及び下面を有する角柱状の媒質との境界面とを備え、
前記角柱状の媒質は、前記点光源に対応して、対向する一対の短辺側をそれぞれ前記点光源と前記光入射端部に対向させて配置され、
前記境界面は、隣り合う前記点光源間にも位置されるように前記光入射端部に沿って複数設けられ、且つ各々の前記境界面は前記点光源の光軸に対して傾斜されている
ことを特徴とするバックライト装置。
前記導光板に、前記光入射端部から入射される光を前記導光板に垂直な方向に向かわせるプリズムが設けられている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバックライト装置。
液晶パネルと、
前記液晶パネルに光出射面を対向させて配設された導光板と、
前記導光板の光入射端部に沿って配置された複数の点光源と、
前記点光源と前記光入射端部との間に設けられた、前記導光板と同材料の媒質と前記媒質中に形成された前記媒質よりも屈折率の大きい直角三角柱状の媒質との境界面とを備え、
前記直角三角柱状の媒質は、直交する２面のうち一方を前記点光源に対向させ、他方を前記点光源の光軸に平行にして配置され、
前記境界面は、隣り合う前記点光源間にも位置されるように前記光入射端部に沿って複数設けられ、且つ各々の前記境界面は前記点光源の光軸に対して傾斜されている
ことを特徴とする液晶表示装置。
液晶パネルと、
前記液晶パネルに光出射面を対向させて配設された導光板と、
前記導光板の光入射端部に沿って配置された複数の点光源と、
前記点光源と前記光入射端部との間に設けられた、低屈折率の媒質と前記媒質中に形成された前記媒質よりも屈折率の大きい平行四辺形の上面及び下面を有する角柱状の媒質との境界面とを備え、
前記角柱状の媒質は、前記点光源に対応して、対向する一対の短辺側をそれぞれ前記点光源と前記光入射端部に対向させて配置され、
前記境界面は、隣り合う前記点光源間にも位置されるように前記光入射端部に沿って複数設けられ、且つ各々の前記境界面は前記点光源の光軸に対して傾斜されている
ことを特徴とする液晶表示装置。
前記導光板に、前記光入射端部から入射される光を前記導光板に垂直な方向に向かわせるプリズムが設けられている
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の液晶表示装置。