JPWO2009098809A1 - 照明装置および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

本発明のバックライト（照明装置）（２）は、複数の光源（５）と、光源（５）からの光を面発光させる複数の導光体（７，１７，…）と、導光体（７，１７，…）から発光される光を拡散する拡散板（８）とを備えている。拡散板（８）は、導光体の発光面に対向配置されている。拡散板（８）には、光量を減少させて透過させる半透過性材料で形成された光量調整部（１１）が設けられている。光量調整部（１１）は、光源（５）からの光によって輝線が発生する領域に対応して配置されている。つまり、光量調整部（１１）は、各導光体（７，１７，…）の発光面により形成される発光領域への光量調整部（１１）の正射影が各導光体同士の境界を覆うように配置されている。これにより、輝度均一性の高い照明装置を得る。

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、省エネルギー、薄型、軽量等の特長を活かし、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実現可能だが、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。
日本国公開特許公報「特開２００３−４３２６６号公報（公開日：２００３年２月１３日）」 日本国公開特許公報「特開平１１−２８８６１１号公報（公開日：１９９９年１０月１９日）」 日本国公開特許公報「特開２００１−３１２９１６号公報（公開日：２００１年１１月９日）」 日本国公開特許公報「特開２００１−７５０９６号公報（公開日：２００１年３月２３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、導光体の継ぎ目部分に相当する領域に現れる輝線により輝度ムラが生じ、依然として輝度が不均一になってしまうという問題がある。

ここで、輝線が生じる原理について説明する。図５は、タンデム型のバックライトを構成する導光体の概略構成を示す断面図である。また、図７および図８は、上記導光体内を伝播する光の進行方向を模式的に示した図である。

図５に示すように、一方の導光体（図中左側）と、その導光体に隣り合う他方の導光体（図中右側）とが、隙間なく重なり合って構成されている。ここで、光源から出射される光は、図７に示すように、大半が導光体内で全反射を繰り返しながら伝播し、発光面から外部へ出射される。ところが、光源から出射される光の一部は、図８に示すように、導光体内で全反射せずに、直接、光源から遠い方の端面（７ｅ）に達する。このような光は、全反射による光量の減衰が生じないため、強度が強い。そのため、上記端面（７ｅ）から出射された光は、輝線となって現れる。

この点、図５の構成によれば、他方の導光体（図中右側）における光源から遠い側の端面（７ｅ）から出射した光は、一方の導光体（図中左側）に入射し、その内部を伝播する（図中の太矢印）。そして、この一方の導光体内で全反射を繰り返し、一方の導光体の発光面から出射される。このように、図５の構成では、複数の導光体により発光面が途切れることなく形成されるため、輝線は生じることなく均一な輝度が得られる。

しかしながら、実使用においては、一般に、導光体は、導光体同士の損傷、照明装置の薄型化、製造上の誤差等を考慮して、マイナス公差で製造される。そのため、図６に示すように、一方の導光体と他方の導光体との継ぎ目部分に公差分の隙間が生じる。そのため、他方の導光体における光源から遠い側の端面（７ｅ）から出射した光は、一方の導光体に入射する光と、一方の導光体に入射せずに上方へ抜ける光（図中の太矢印）とに分かれる。このような、発光面ではない端面（７ｅ）から出射される光は、上述のように、発光面から出射される光よりも光量が多いため輝度が高くなる。そのため、この端面（７ｅ）から上方へ抜ける光が輝線となって現れる。

このような輝線の問題は、タンデム型のバックライトだけではなく、図１７に示すような複数の導光体を重なり合うことなく同一平面上に並べて配置した構成のバックライト（このようなバックライトをタイル式のバックライトと呼ぶ）においても発生する。

上述の輝線の問題を解決するために、例えば、特許文献３には、導光板から出射される光を拡散するドットパターンを、導光体と拡散板との間に全面に亘って配置する構成が記載されている。この構成によれば、輝線となる光を拡散させることができるため、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、輝線による輝度ムラの問題を低減することはできるが、ドットパターンのドット模様に起因する新たな輝度ムラの問題が生じる。ドットパターンは、光を拡散させて輝度を均一にする機能を有しているが、輝度を完全に均一化することは困難である。そのため、光源からの距離に応じて、その分布密度が異なるように配置されるドットパターンのドット模様が、輝度ムラに影響を与える。

また、上記特許文献３には、輝線の原因となる光が出射される上記端面に遮光層を設ける構成が記載されている。この構成によれば、端面から出射される輝度の高い光を遮ることができるため、輝線を抑えることができる。しかしながら、この構成では、上記端面から光が出射されないため、この部分に相当する領域が暗線となって現れ、依然として均一な輝度を得ることが困難となる。

また、上記特許文献４には、光供給ユニット同士の境界の輝度不均一を防止するために、拡散シートに反射物質を形成するという構成が記載されている。この構成によれば、反射物質を形成した領域では、輝線を抑えることができる。しかしながら、反射物質を形成した領域では、光が透過されなくなるため、この領域が逆に暗線として認識されてしまい、依然として均一な輝度を得ることが困難となる。

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、複数の導光体で構成される照明装置において、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。

本発明にかかる照明装置は、上記の課題を解決するために、複数の光源と、該光源のうち少なくとも一つから入射した光を面発光させる複数の導光体と、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、光量を減少させて透過させる半透過性材料で形成された光量調整部が、上記拡散板に設けられており、かつ、該光量調整部が各導光体同士の境界を覆うように配置されていることを特徴としている。

本発明の照明装置は、複数の導光体の発光面を組み合わせて構成されている。このような構造の照明装置では、上述したように、各導光体の端面から出射される光の強度が、発光面から出射される光の強度と比較して高いため、上記端面から出射された光が輝線となり、輝度ムラが生じてしまう。なお、輝線とは、他の部分と比較してより明るく発光する線状の部分のことである。

この点、本発明の照明装置では、上記拡散板に、光量を減少させて透過させる半透過性材料で形成された光量調整部が設けられているとともに、該光量調整部が各導光体同士の境界を覆うように配置されている。

この構成によれば、上記端面から出射された光の量を、拡散板を通過する際に減少させることができるため、輝線の発生を低減することができる。また、光量調整部が半透過性材料で形成されているために、光量調整部の配置されている領域から光が透過されずに、逆に暗線として認識されてしまうことも防ぐことができる。したがって、従来の構成と比較して、輝度均一性をより向上させることができる。

本発明にかかる照明装置は、上記の課題を解決するために、複数の光源と、該光源のうち少なくとも一つから入射した光を面発光させる複数の導光体と、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、上記拡散板には、光量を減少させて透過させる半透過性材料で形成された光量調整部が設けられており、上記光量調整部は、上記光源からの光によって輝線が発生する領域に対応して配置されていることを特徴としている。

この構成によれば、上記端面から出射された光の量を、拡散板を通過する際に減少させることができるため、輝線の発生を低減することができる。また、光量調整部が半透過性材料で形成されているために、光量調整部の配置されている領域から光が透過されずに、逆に暗線として認識されてしまうことも防ぐことができる。したがって、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。

本発明の照明装置において、上記照明装置に設けられた各導光体は、発光面を有する発光部と、該発光部へ上記光源から入射した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ていてもよい。

上記の構成によれば、タンデム型の照明装置を実現できる。そして、拡散板に上記の光量調整部が設けられていることによって、上記発光面とは異なる上記光源から遠い方の端面から出射された光の量を減少させ、輝度均一性を向上させることができる。

本発明の照明装置において、上記照明装置に設けられた各導光体は、互いに重ならないように並んで配置されていてもよい。

上記の構成によれば、タイル式の照明装置を実現できる。そして、拡散板に上記の光量調整部が設けられていることによって、隣り合う導光体同士の境界にある各導光体の端面から出射された強度の強い光によって形成される輝線の発生を抑え、輝度均一性を向上させることができる。

上記の照明装置において、上記光源は、各導光体に対して少なくとも一対設けられており、上記対をなす各光源は、互いに対向して配置されていてもよい。

上記の構成によれば、互いの光源が、対向して配置された他方の光源が照射できない領域（デッドエリア）を補うように光を照射することができる。これにより、各光源から出射した光は、お互いの光源のデッドエリアを補間するように発光面全体から出射されるので、照明装置の輝度均一性を向上させることができる。

本発明の照明装置において、上記半透過性材料は、グレー色のインクであってもよい。

上記の構成によれば、上記半透過性材料で形成された光量調整部が受光した光を適度に弱めて透過させることができるため、輝線および暗線の発生を抑え、照明装置の輝度均一性をより向上させることができる。

本発明の照明装置において、上記光量調整部は、照射された光の一部を反射するものであってもよい。

上記の構成によれば、光量調整部に照射される光の量を減少させるとともに、光量調整部に照射された光を反射することができるため、より多くの光を拡散させることができる。したがって、輝度の均一性をさらに向上させることができる。

本発明にかかる液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、上記の何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。

また、本発明の照明装置は、上記のように暗線の発生を防ぐことが可能となる。暗線が発生する場合、特許文献３の段落〔００７７〕に記載されているように、導光板と拡散板との距離を十分に離して輝度を均一化する必要があり、装置の薄型化が困難になる。これに対して本発明の照明装置は、暗線の発生を防ぐことが可能となるため、導光板と拡散板との距離を小さくでき、装置の薄型化が可能になる。そのため、特に、装置全体としての厚さが２０ｍｍ以下の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。

本発明の他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分分かるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明によって明白になるであろう。

本発明の第１の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た導光体ユニットの概略構成を示す斜視図である。 図１に示す液晶表示装置の一部分を拡大した断面図である。 図１に示す液晶表示装置に備えられた拡散板をバックライト側から見た場合の部分平面図である。 タンデム型のバックライトを構成する導光体の概略構成を示す断面図である。 実使用におけるタンデム型のバックライトを構成する導光体の概略構成を示す断面図である。 導光体内を伝播する光の進行方向を模式的に示した図である。 導光体内を伝播する光の進行方向を模式的に示した図である。 本発明の第２の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。 図９に示す液晶表示装置の一部分を拡大した断面図である。 図９に示す液晶表示装置に備えられたバックライトの概略構成を示す平面図である。 図９に示す液晶表示装置に備えられたバックライトの概略構成の他の例を示す平面図である。 図９に示す液晶表示装置に備えられた拡散板をバックライト側から見た場合の部分平面図である。 （ａ）は、図９に示す液晶表示装置に備えられた導光体ユニットを液晶表示パネル側から見た場合の平面図である。（ｂ）は、図９に示す液晶表示装置に備えられた導光体ユニットをバックライト側（背面側）から見た場合の平面図である。（ｃ）は、（ａ）に示す導光体ユニットのＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は、導光体ユニットの一方の側（左側）に設けられた光源からの光の進行方向を模式的に示した図である。（ｂ）は、導光体ユニットの他方の側（右側）に設けられた光源からの光の進行方向を模式的に示した図である。 隣り合う２つの導光体ユニットが、隙間なく並んで配置されているタイル式のバックライトの概略構成を示す断面図である。 実使用におけるタイル式のバックライトの概略構成を示す断面図である。

符号の説明

１・２１ 液晶表示装置
２・２２ バックライト（照明装置）
３・２３ 液晶表示パネル
４・２４ 基板
５ 光源（ＬＥＤ、冷陰極管）
２５（２５Ｌ・２５Ｒ） 光源（ＬＥＤ）
６・２６ 反射シート
７・１７・２７ 導光体
７ａ・２７ａ （導光体の）発光面
７ｂ・１７ｂ 発光部
７ｃ 導光部
７ｅ・２７ｅ 端面
８・２８ 拡散板
９・２９ 光学シート
１０・３０ 透明板
１１・３１ 光量調整部
１２・３２ 導光体ユニット

〔実施の形態１〕
本発明の第１の実施形態について図１〜図８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、透明板１０、光量調整部１１を備えている。なお、バックライト２を構成する導光体は、少なくとも２つ以上で構成される。本実施の形態では、説明の便宜上、一方の導光体７と他方の導光体１７とを例に挙げて説明する。また、特に断わらない限り、両導光体７，１７の代表として、一方の導光体７を例に挙げて説明する。

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、導光体７の導光部７ｃに他方の導光体１７の発光部１７ｂ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７，１７，…の各発光面７ａ（導光体ユニットでの発光面）で面一状の発光面（バックライト２全体の発光面：発光領域）が形成される。なお、符号７ｅは、光源５から遠い方の端面である。

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１２の概略構成を示す斜視図である。導光体ユニット１２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、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）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、これらの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。本実施の形態では、導光体が複数設けられているため、各導光体７，１７，…毎に反射シート６が設けられている。

拡散板８は、各導光体７，１７，…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、拡散板８は発光面７ａから所定の距離をもって配置されてもよく、上記所定の距離は、例えば３．０ｍｍに設定される。

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。

透明板１０は、導光体７と拡散板８との距離を一定に保持する場合に使用され、光の拡散領域を形成する。なお、透明板１０は、ポリエチレンフィルム等の透光性材料で形成される。なお、透明板１０を省略して、導光体７と拡散板８とが対向配置される構成であってもよい。

光量調整部１１は、自身に照射された光の量を減少させて外部に出射するものである。すなわち、光量調整部１１は、光の透過量を減少させて透過させる機能を有する半透過性材料により構成されている。具体的には、例えば、グレー色のインクを印刷することによって形成することができる。また、誘電体ミラーや、偏光反射シートや、コレステリック液晶層のようなハーフミラーを塗布、貼り付けて形成したものであってもよい。さらに、高屈折率を有する樹脂が塗布されていてもよい。これらに限らず、光量調整部１１は、減光する機能を有する部材であればよい。

このように、本発明の光量調整部１１は、半透過性材料で形成されていることによって、それが設けられている領域から透過される光の量を減少させる一方、完全には遮光せず適度な量の光を透過させることができる。そのため、バックライト２から液晶表示パネル３へ向けて光が発せられる発光領域において、輝線や暗線の発生を抑え、輝度均一性を向上させることができる。

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および図７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以下に説明する。

図７に示すように、光源５からある臨界角で導光体７の導光部７ｃ内に入射した光は、導光部７ｃ内で全反射を繰り返しながら発光部７ｂに到達し、発光部７ｂの裏面に設けられた反射シート６によって反射されることにより、発光面７ａから出射される。このように、光源５から出射された光の大半は、導光体７内で全反射を繰り返すため、光源５から遠くなるほど光量が減少することになる。

しかしながら、光源５から出射された光の一部は、図８に示すように、導光体７内で全反射せずに、直接、光源５から遠い方の端面７ｅに達する。このような光は、全反射による光量の減衰が生じないため、発光面７ａから出射された光よりも強度が強い。

そして、タンデム構造の導光体では、図６に示すように、一方の導光体の発光部と、その導光体に隣り合う他方の導光体の発光部との境界には隙間が生じるため、光源から出射された光が、導光体の端面７ｅから直接外部に出射される。そのため、この強度の強い光が輝線となって現れ、全体としての輝度が不均一となる。

そこで、本実施の形態では、導光体の端面７ｅから出射された光の量を減少させるために、拡散板８に光量調整部１１が設けられている。光量調整部１１を配置する具体的な位置について、以下に説明する。

（光量調整部１１の構成について）
図３は、図１に示す液晶表示装置１の一部分を拡大した断面図である。光量調整部１１は、図３に示すように、拡散板８の裏面（導光体７に近い側の面）に設けられており、該光量調整部１１の発光面（各導光体の発光面７ａで形成された面一状の発光面：発光領域）への正射影が導光体同士（例えば、図３に示す導光体７および導光体１７）の境界を覆うように配置されている。

これにより、導光体１７の端面７ｅから出射された強度の強い光の量を減らすことができるため、光源５から直接、端面７ｅに到達し、端面７ｅから出射される光の輝度を抑えることができる。したがって、輝線の発生を抑えることができる。

これに加え、光量調整部１１は、半透過性の材料で形成されているため、光量調整部の配置されている領域から光が透過されずに、逆に暗線として認識されてしまうことも抑えることができる。

したがって、上記の構成によれば、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。

ここで、上記境界は、図３の紙面に対して垂直方向に直線的に形成されるため、液晶表示パネル３（図１）の表示画面側から見た場合には、帯状領域として表される。したがって、光量調整部１１は、図４に示すように、上記境界と対応するように拡散板の一端部から他端部まで直線状に延びて形成されていることが好ましい。なお、図４は、拡散板８を裏面側（バックライト２が配置されている側）から見た場合の部分平面図である。図４では、隣り合う導光体同士の境界線の正射影を破線で示している。

このように、光量調整部１１は、発光領域（各導光体の発光面７ａで形成された面一状の発光面）への該光量調整部１１の正射影が各導光体同士の境界を覆うように配置されている。

そして、光量調整部１１は、隣り合う導光体同士の境界にある各導光体の端面７ｅから出射された強度の強い光によって形成される輝線を覆い、その部分の光量を減少させるためのものである。そのため、光量調整部１１は、光源５からの光によって拡散板８に輝線が発生する領域に対応して配置されていると言い換えることもできる。

なお、図３に示す光量調整部１１は、拡散板８の裏面（導光体７に近い側の面）に貼り付けられて配置されているが、これに限定されるものではなく、拡散板８の表面（液晶表示パネル３が配置されている側の面）に貼り付けられている構成であってもよいし、拡散板８の内部に埋め込まれているような構成であってもよい。

光量調整部１１のより好ましい配置場所としては、拡散板８の裏面を挙げることができる。これは、拡散板８の裏面に光量調整部１１を設ければ、輝線の発生部分から光量調整部１１までの距離を短くすることができるためである。輝線の発生部分から光量調整部１１までの距離が短いほど、輝線が拡がる前に該輝線を覆うことができるため、光量調整部１１の面積を小さくすることができ、輝線以外の光の光量調整部１１による減光を抑制することができる。

また、光量調整部１１は、光の透過量を減少させて透過させる機能に加えて、照射された光の一部を反射する機能を有することが好ましい。これにより、光量調整部１１に照射される光の量を減少させるとともに、光量調整部１１に照射された光を反射することができるため、より多くの光を拡散させることができる。したがって、輝度の均一性をさらに向上させることができる。

上記の「光の透過量を減少させて透過させる機能に加えて、照射された光の一部を反射する機能」を有する光量調整部１１としては、例えば、（１）光の透過量を減少させる機能と光を反射させる機能とをそれぞれ別々の手段で実現したもの、（２）照射された光の一部を反射させることで、結果として光の透過量を減少させるもの、が挙げられる。

このうち、上記（２）のような光量調整部１１の具体例としては、（ａ）誘電体多層膜により光を反射光と透過光に分離するもの、（ｂ）白色インクを塗布したもの、または、白色印刷を施したもの、（ｃ）反射部材に一部開口部を形成したもの、（ｄ）反射シートを貼り付けたもの、などが挙げられる。

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、輝度均一性を維持しつつ、その構造をより薄型にすることも可能である。そのため、特に、装置全体としての厚さが２０ｍｍ以下の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。

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。

しかしながら、本発明は必ずしも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。

〔実施の形態２〕
次に、本発明の第２の実施形態について図９〜図１７に基づいて説明する。

上述の実施の形態１では、タンデム型のバックライトについて説明したが、本実施の形態では、複数の導光体を重なり合うことなく同一平面上に並べて配置した構成のタイル式のバックライトについて説明する。

図９は、本実施の形態にかかる液晶表示装置２１の概略構成を示す断面図である。液晶表示装置２１は、バックライト２２（照明装置）と、バックライト２２に対向配置される液晶表示パネル２３とを備えている。液晶表示パネル２３は、実施の形態１の液晶表示パネル３と同様の構成である。

次に、液晶表示装置２１に備えられたバックライト２２の構成について以下に説明する。

バックライト２２は、液晶表示パネル２３の背後（表示面とは反対の側）に配置されている。図９に示すように、バックライト２２は、基板２４、光源２５、反射シート２６、導光体２７、拡散板２８、光学シート２９、透明板３０、光量調整部３１を備えている。

光源２５は、例えば、サイド発光タイプの発光ダイオード（ＬＥＤ）等の点状の光源である。以下では、光源２５として、ＬＥＤを例に挙げて説明する。光源２５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２５は、基板２４上に配置されている。

導光体２７は、光源２５から出射された光を発光面２７ａから面発光させるものである。発光面２７ａは、照射対象に対して光を照射するための面である。

他の構成部材については、実施の形態１におけるバックライト２と略同様の構成であるため、その説明を省略する。

本実施の形態において、バックライト２２を構成する導光体は、少なくとも２つ以上で構成される。つまり、バックライト２２は、導光体２７と光源２５とを組み合わせて形成された導光体ユニット３２を同一平面上に複数個並べて構成されている。

また、図１１には、バックライト２２の平面構成を模式的に示す。図１１に示すように、バックライト２２は、２個の光源２５Ｌ・２５Ｒ（対をなす光源）を有する導光体ユニット３２が、縦横に複数個整列して配置されている。このように、本実施の形態のバックライト２２は、複数個の導光体ユニット３２がタイルを敷き詰めるように並んで配置されているため、タイル式のバックライトと呼ばれる。

また、図１２には、バックライト２２の他の構成例を示す。図１１に示すバックライト２２を構成する導光体ユニット３２では、２個の光源２５Ｌ・２５Ｒが、長方形状の導光体の対向する２辺の中央部付近に配置されているのに対し、図１２に示すバックライト２２を構成する導光体ユニット３２では、２個の光源２５Ｌ・２５Ｒが、長方形状の導光体の角部分に対角線上に配置されている。

図１４には、バックライト２２に含まれる一つの導光体ユニット３２の構成を示す。図１４（ａ）は、導光体ユニット３２を液晶表示パネル２３側から見た場合（これを上面側とする）の平面図（上面図）である。図１４（ｂ）は、導光体ユニット３２を図１４（ａ）とは反対の側から見た場合の平面図（下面図）である。図１４（ｃ）は、図１４（ａ）に示す導光体ユニット３２のＡ−Ａ断面図である。

図１４に示す導光体ユニット３２は、２個の光源２５Ｌ・２５Ｒ（対をなす光源）と、光源からの光を面発光させる導光体２７とを有している。各光源２５Ｌ・２５Ｒは、それぞれ導光体２７の内部に設けられた空洞状の凹部２７ｆ内に収められ、互いに対向するように配置されている。なお、各光源２５Ｌ・２５Ｒは基板２４の上に載せられている。そして、図１４に示すように、各光源２５Ｌ・２５Ｒからの光の出射方向（実線の矢印と破線の矢印）が、一方の光源からの光が他方の光源に向かって照射されるように、各光源２５Ｌ・２５Ｒからの光の出射方向が設定されている。

このように、導光体ユニット３２においては、対向する２個の点状光源がお互いの照射できない領域を補うように配置されている。

図１５には、導光体ユニット３２に設けられた各光源２５Ｌ・２５Ｒからの光の進行方向を模式的に示す。図１５（ａ）に、上面から見て導光体ユニットの左側に設けられた光源２５Ｌの光の進行方向を示し、図１５（ｂ）に、上面から見て導光体ユニットの右側に設けられた光源２５Ｒの光の進行方向を示す。

図１５に示すように、光源２５Ｌおよび光源２５Ｒを、それぞれの光源からの光が導光体２７の内部に入射するように向かい合って配置することで、各光源による発光領域を重ね合わせて導光体２７の発光面２７ａ全域から発光を得ることができる。

本実施の形態では、このような導光体ユニット３２を複数個並べて配置することにより、暗部のない大型のバックライトを得ることができる。また、図９に示すように、本実施の形態のバックライト２２では、各導光体ユニット３２同士が、互いに重ならないように同一平面上に並んで配置されていることで、複数の導光体２７，２７，…の各発光面２７ａで面一状の発光面（バックライト２２全体の発光面：発光領域）が形成される。

以上のように、光源２５から出射された光は、図９に示すように、散乱作用と反射作用を受けながら導光体２７内を伝播し、発光面２７ａから出射し、拡散板２８および光学シート２９を通り液晶表示パネル２３に到達する。

（輝度の均一性について）
ここで、タンデム型のバックライトの場合と同様に、タイル式のバックライトにおいても、隣り合う２つの導体同士の間に隙間が生じることが原因で輝線が発生し、輝度の均一性が損なわれるという問題が発生する。このように、輝度が不均一となる原理について以下に説明する。

光源２５から出射された光は、図７を用いて説明したのと同様に、導光体２７内で全反射を繰り返しながら、発光面２７ａから出射される。しかしながら、光源２５から出射された光の一部は、図８に示す場合と同様に、導光体２７内で全反射せずに、直接、光源２５から遠い方の端面２７ｅ（図１４（ｃ）参照）に達する。このような光は、全反射による光量の減衰が生じないため、発光面２７ａから出射された光よりも強度が強い。

仮に、図１６に示すように、一方の導光体（図中左側）と、その導光体に隣り合う他方の導光体（図中右側）とが、隙間なく並べられていた場合には、一方の導光体の端面２７ｅからもれ出た光は、他方の導光体の端面２７ｅへ入射し、この他方の導光体の内部を全反射して発光面２７ａから出射するため、輝線は発生しない。

しかしながら、実使用においては、図１７に示すように、一方の導光体と、その導光体に隣り合う他方の導光体との境界には隙間が生じるため、光源から出射された光が、導光体の端面２７ｅから直接外部に出射される。そのため、この強度が強い光が輝線となって現れ、全体としての輝度が不均一となる。

そこで、本実施の形態では、導光体の端面２７ｅから出射された光の量を減少させるために、拡散板２８に光量調整部３１が設けられている。光量調整部３１を配置する具体的な位置について、以下に説明する。

（光量調整部３１の構成について）
図１０は、図９に示す液晶表示装置２１の一部分を拡大した断面図である。光量調整部３１は、図１０に示すように、拡散板２８の裏面（導光体２７に近い側の面）に設けられており、該光量調整部３１の発光領域（各導光体の発光面２７ａで形成された面一状の発光面）への正射影が導光体同士の境界を覆うように配置されている。

光量調整部３１は、実施の形態１の光量調整部１１と同様に、自身に照射された光の量を減少させて外部に出射するものである。すなわち、光量調整部３１は、光の透過量を減少させて透過させる機能を有する半透過性材料により構成されている。具体的には、実施の形態１の光量調整部１１と同様の素材で形成することができるが、例えば、グレー色のインクを印刷することによって形成することができる。

これにより、導光体２７の端面２７ｅから出射された強度の強い光の量を減らすことができるため、光源２５から直接、端面２７ｅに到達し、端面２７ｅから出射される光の輝度を抑えることができる。したがって、輝線の発生を抑えることができる。

これに加え、光量調整部３１は、半透過性の材料で形成されているため、光量調整部の配置されている領域から光が透過されずに、逆に暗線として認識されてしまうことも抑えることができる。

したがって、上記の構成によれば、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。

このように、光量調整部３１は、発光領域（各導光体の発光面２７ａで形成された面一状の発光面）への該光量調整部３１の正射影が各導光体同士の境界を覆うように配置されている。

図１３は、拡散板２８を裏面側（バックライト２２が配置されている側）から見た場合の部分平面図である。図１３では、隣り合う導光体同士の境界線の正射影を破線で示している。図１３に示すように、隣り合う導光体同士の境界線の正射影は、拡散板２８の裏面において格子状になっており、この格子部分を覆うように光量調整部３１が配置されている。

そして、光量調整部３１は、隣り合う導光体同士の境界にある各導光体の端面２７ｅから出射された強度の強い光によって形成される輝線を覆い、その部分の光量を減少させるためのものである。そのため、光量調整部３１は、光源２５からの光によって拡散板２８に輝線が発生する領域に対応して配置されていると言い換えることもできる。

なお、図９に示す光量調整部３１は、拡散板２８の裏面（導光体２７に近い側の面）に貼り付けられて配置されているが、これに限定されるものではなく、拡散板２８の表面（液晶表示パネル２３が配置されている側の面）に貼り付けられている構成であってもよいし、拡散板２８の内部に埋め込まれているような構成であってもよい。

光量調整部３１のより好ましい配置場所としては、拡散板２８の裏面を挙げることができる。これは、拡散板２８の裏面に光量調整部３１を設ければ、輝線の発生部分から光量調整部３１までの距離を短くすることができるためである。輝線の発生部分から光量調整部３１までの距離が短いほど、輝線が拡がる前に該輝線を覆うことができるため、光量調整部３１の面積を小さくすることができ、輝線以外の光の光量調整部３１による減光を抑制することができる。

また、光量調整部３１は、実施の形態１の光量調整部１１と同様に、光の透過量を減少させて透過させる機能に加えて、照射された光の一部を反射する機能を有していてもよい。

以上のように、本実施の形態の液晶表示装置２１は、上述したようなバックライト２２を備えていることで、液晶表示パネル２３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。

本発明の照明装置は、以上のように、光量を減少させて透過させる半透過性材料で形成された光量調整部が、上記拡散板に設けられており、かつ、該光量調整部が各導光体同士の境界を覆うように配置されている。

また、本発明の照明装置は、以上のように、上記拡散板には、光量を減少させて透過させる半透過性材料で形成された光量調整部が設けられており、上記光量調整部は、上記光源からの光によって輝線が発生する領域に対応して配置されている。

上記の構成によれば、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。

発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施形態または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する請求の範囲内において、いろいろと変更して実施することができるものである。

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、大型あるいは薄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。

Claims (9)

1. 複数の光源と、該光源のうち少なくとも一つから入射した光を面発光させる複数の導光体と、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、
   光量を減少させて透過させる半透過性材料で形成された光量調整部が、上記拡散板に設けられており、かつ、該光量調整部が各導光体同士の境界を覆うように配置されていることを特徴とする照明装置。
2. 複数の光源と、該光源のうち少なくとも一つから入射した光を面発光させる複数の導光体と、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、
   上記拡散板には、光量を減少させて透過させる半透過性材料で形成された光量調整部が設けられており、
   上記光量調整部は、上記光源からの光によって輝線が発生する領域に対応して配置されていることを特徴とする照明装置。
3. 上記照明装置に設けられた各導光体は、発光面を有する発光部と、該発光部へ上記光源から入射した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ていることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
4. 上記照明装置に設けられた各導光体は、互いに重ならないように並んで配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
5. 上記光源は、各導光体に対して少なくとも一対設けられており、
   上記対をなす各光源は、互いに対向して配置されていることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
6. 上記半透過性材料は、グレー色のインクであることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の照明装置。
7. 上記光量調整部は、照射された光の一部を反射するものであることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の照明装置。
8. 請求項１〜７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。
9. 装置全体の厚さが２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。

Images