WO2010095305A1

WO2010095305A1 - 照明装置、面光源装置、および、液晶表示装置

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Publication number: WO2010095305A1
Application number: PCT/JP2009/066940
Authority: WO
Inventors: 悠作味地
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2009-02-23
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2010-08-26
Also published as: KR20110114641A; US20110292684A1; CN102301177A; JPWO2010095305A1; EP2383507A1; RU2011131380A

Abstract

　導光体（１）の出射面（１ｃ）と対向する対向面を覆うように設けられている反射シート（３）と導光体（１）の導光部（１ａ）との少なくとも一方には、導光部（１ａ）と反射シート（３）との間の少なくとも一部分に空隙ができるように、突起部（４）が設けられている。これにより、薄型で、光の利用効率が高く、かつローカルディミングを実現することができる照明装置を実現する。

Description

照明装置、面光源装置、および、液晶表示装置

　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。

　照明装置であるバックライトは、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、薄型化を図っ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、複数個の導光体ユニットを並べることで構成される照明装置を用いることで、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。

　特許文献１には、図９に示すように、一次光源として、複数個の細長い棒状の蛍光ランプＬ１・Ｌ２・Ｌ３を用いているとともに、複数個の導光ブロックＢＬ１・ＢＬ２・ＢＬ３が部分的に重なるように配置された、いわゆるタンデム配置された導光ブロックについて開示されている。

　上記導光ブロックＢＬ１は、上記一次光源Ｌ１から一次光の供給を受け、他の一次光源Ｌ２・Ｌ３は、導光ブロックＢＬ１・ＢＬ２の先端部付近に形成された凹所に配置され、導光ブロックＢＬ２・ＢＬ３に一次光の供給を行う構成である。

　また、図示されているように、隣合う導光ブロックの重畳部は、舌状重畳部１１７ａ・１１７ｂ・１２７ａ・１２７ｂと帯状重畳部１１７ｃ・１２７ｃとで形成されている。

　よって、上記構成によれば、上記重畳構造を用いることにより、１次光源Ｌ２・Ｌ３の両端部に電極が存在するために、その近傍に現れ易い輝度不足を防止することができると記載されている。

　図１０の（ａ）は、従来のタンデム式照明装置２０１の側面図であり、図１０の（ｂ）は、従来のタンデム式照明装置２０１を出射面側から見た正面図である。

　図１０の（ａ）および図１０の（ｂ）に図示されているように、上記構成においては、一次光源として、点状光源であるＬＥＤ光源２０３を複数用いており、上記照明装置２０１は、出射面２０２ｃを有する発光部２０２ｂと、該発光部２０２ｂへ上記ＬＥＤ光源２０３からの光を導く導光部２０２ａとを有する導光体２０２を複数備えている。なお、その複数の導光体２０２は、一方の導光体２０２の導光部２０２ａに、該一方の導光体２０２に隣り合う他方の導光体２０２の発光部２０２ｂが乗り上げるように配置されている。

　さらに、上記導光体２０２には、上記導光体２０２の導光部２０２ａの上下面または、発光部２０２ｂの下面から漏洩する光を反射して、再び上記導光体２０２に戻すことにより、光の利用効率を向上させる反射シート２０４が備えられている。

　図１０の（ａ）に図示されているように、上記反射シート２０４は、その一部が、一方の導光体２０２の導光部２０２ａの上面と、該一方の導光体２０２に乗り上げるように配置されている他方の導光体２０２の発光部２０２ｂの下面とに、挟まれるように設けられているとともに、上記反射シート２０４の一端は、上記導光体２０２の上記光源２０３側の一端と上記光源２０３を配置するための基板２０５とに挟まれるように設けられている。

　上記構成を用いることにより、大型液晶ディスプレイの照明装置（いわゆるバックライト）を薄型化することができる。

日本国公開特許公報「特開平１１－２８８６１１号公報（１９９９年１０月１９日公開）」

　しかしながら、上記特許文献１に記載されている導光ブロックにおいては、一次光源として、複数個の細長い棒状の蛍光ランプＬ１・Ｌ２・Ｌ３を用いているため、省エネやコントラスト比の向上という観点から、大型液晶ディスプレイの照明装置（いわゆるバックライト）分野において、脚光を浴びているローカルディミング技術を実現することが大変困難である。

　上記ローカルディミング技術は、ＬＥＤ光源のような点状光源を複数備えた照明装置において、上記点状光源それぞれを独立的にコントロールし、上記照明装置の発光面の輝度を部分的にコントロールする技術である。

　一次光源として、ＬＥＤ光源のような点状光源を用いた場合は、上記ローカルディミング技術を容易に実現することができるという利点を有する反面、導光体の出射面全体からより均質な光が発せられるように、上記出射面を備えた発光部とは別に、導光体内において、上記ＬＥＤ光源から出射された光を十分に拡散させながら、発光部へ導くための導光部を設ける必要がある。

　上記導光部は、上記ＬＥＤ光源から出射された光をロスなく発光部へと導く必要がある。光のロスをなくすことにより、光の利用効率の高い照明装置を実現することができる。

　上記導光部において、光のロスをなくすためには、光源から導光体へと入射した光が、導光部内にて全反射を繰り返し、発光部へと導かれる必要がある。

　図１１は、従来のタンデム式照明装置２０１に備えられた導光体２０２の概略構成を示す平面図である。

　図示されているように、ＬＥＤ光源２０３が設けられている導光体２０２外の空気層から導光体２０２内へ入射した光は、スネルの法則より臨界角θ以内に収まる。臨界角θは、導光体２０２の屈折率をｎ１とすると、ｓｉｎθ＝１／ｎ１で示される。

　したがって、導光体２０２に入射した光が、屈折率ｎ１を有する導光体２０２と屈折率ｎ２を有する物質層２０６との境界面で全反射し、導光体２０２内を導光する条件は、スネルの法則により、ｓｉｎ（９０－θ）＝ｎ２／ｎ１となる。この式から、ｓｉｎ（９０－θ）＝ｃｏｓθであり、（ｓｉｎθ）^２＋（ｃｏｓθ）^２＝１であるから、１／（ｎ１）^２＋（ｎ２）^２／（ｎ１）^２＝１となり、これをｎ２について解くと、ｎ２＝｜√｛(ｎ１)^２－１｝｜となる。

　よって、全反射条件を満たすためには、物質層２０６の屈折率ｎ２が次式（１）
　ｎ２＜｜√｛(ｎ１)^２－１｝｜…（１）
を満足すればよい。

　さらに詳しく例を挙げて説明すると、上記導光体２０２がアクリル樹脂の場合、ｎ１＝１．４９であるから、全反射条件を満たすためには、上記物質層２０６は、ｎ２＜１．１０を満足すればよい。また、上記導光体２０２がポリカーボネートの場合、ｎ１＝１．５９であるから、全反射条件を満たすためには、上記物質層２０６は、ｎ２＜１．２３６を満足すればよい。

　以上では、図１１に図示されているように、導光体２０２の左右面側に上記物質層２０６が形成されている例を用いて、上記導光体２０２が全反射条件を満たすための上記物質層２０６の屈折率ｎ２について説明したが、ＬＥＤ光源２０３から出射された光は、放射状に拡がるため、導光体２０２の上下面側に上記物質層２０６が形成されている場合においても、上記導光体２０２が全反射条件を満たすための上記物質層２０６の屈折率ｎ２は同様となる。

　図１０の（ａ）に図示されているような従来のタンデム式照明装置２０１においては、反射シート２０４が、導光体２０２の導光部２０２ａの上下面に密着または、接するように設けられている。すなわち、上記物質層２０６が、反射シート２０４である構成である。

　上記構成では、上記導光体２０２の導光部２０２ａの上下面の境界には、その屈折率が導光体２０２の屈折率とほぼ等しいＰＥＴフィルムなどのプラスチックフィルムからなる反射シート２０４が設けられている。

　上記導光体２０２と上記反射シート２０４とは、その屈折率にほぼ差がないため、上記導光体２０２に入射された光は、上記導光部２０２ａの上下面と反射シート２０４との境界面にて全反射せず、上記反射シート２０４による反射によって発光部２０２ｂへと導かれる。

　このような場合において、実在する反射シートは、その反射率が１００％ではなく、約９６％程度であるため、反射シートによる反射が生じる度に、数％の光のロスが生じることとなる。したがって、光源から導光体へと入射した光が、導光部内において、反射シートによって、複数回反射が繰り返された後、発光部へと導かれる場合、その光の利用効率が大きく低下するという問題が発生する。

　本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、薄型で、光の利用効率が高く、かつローカルディミングを実現することのできる照明装置を提供することを目的とする。

　また、上記照明装置を備えることにより、薄型で、光の利用効率が高く、ローカルディミングを実現することができるとともに、輝度均一性を向上させた面光源装置を提供することを目的とする。

　また、上記面光源装置をバックライトとして備えることにより、表示品位が良好であり、かつ薄型の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、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体との組み合わせを複数個備え、上記導光体は、それぞれ、出射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てなる照明装置において、上記導光体の出射面と対向する対向面には、該対向面を覆うように反射シートが設けられており、上記反射シートと上記導光体の導光部との少なくとも一方には、上記導光部と上記反射シートとの間の少なくとも一部分に空隙ができるように、突起部が設けられていることを特徴としている。

　既に上述したように、従来のタンデム式照明装置においては、接するように設けられた、例えば、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された導光体と、ＰＥＴフィルムなどのプラスチックフィルムからなる反射シートとが、屈折率差がないため、上記導光体に入射された光は、導光部の上下面と上記反射シートとの境界面にて、全反射せず、上記反射シートによる反射によって発光部へと導かれる。よって、上記反射シートによる、光のロスが生じるため、その光の利用効率が大きく低下するという問題があった。

　一方、上記構成によれば、上記反射シートと上記導光体の導光部との少なくとも一方には、上記導光部と上記反射シートが接する部分の少なくとも一部分に空隙ができるように、突起部が設けられている。

　上記突起部により、互いに接するように設けられている上記導光部と上記反射シートとの間の少なくとも一部分に空隙を設けることができる。

　上記空隙は、屈折率が１である空気層となるため、上記構成によれば、上記導光部と上記反射シートとの間の少なくとも一部分に、上記導光体の屈折率より、その屈折率が大幅に小さい空気層を設けることができる。

　したがって、上記導光部において、上記空隙が設けられている領域（上記空気層が接するように設けられている領域）においては、上記導光部の上下面の法線に対して、上記導光体を構成する材質によって決まる全反射臨界角を上回る入射角で入射される光は、全て全反射されることとなるので、光の利用効率を高めることができる。

　上記構成によれば、薄型で、光の利用効率が高く、かつローカルディミングを実現することのできる照明装置を実現することができる。

　本発明の照明装置は、上記反射シートにおいて、一方の導光体の導光部と、上記導光部に乗り上げるように配置される上記導光体に隣り合う他方の導光体の発光部とに挟まれる領域は、少なくとも、両面反射シートであることが好ましい。

　上記構成によれば、上記導光部の上記空隙が設けられている領域（上記空気層と接している領域）においては、上記導光部の上面の法線に対して全反射臨界角を下回る入射角で入射し、上記導光部の上面で、反射されず漏洩する光を、上記両面反射シートで反射し、上記導光部に戻すことができる。そのため、光の利用効率をさらに向上させることができる。なお、上記全反射臨界角は、上記導光体を構成する材質によって決まる。

　本発明の照明装置において、上記突起部は、上記導光部との接触面積が、上記反射シートとの接触面積未満とな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、上記突起部が、屈折率の比較的高い、上記導光体または上記反射シートと同質の材料から形成されていたとしても、突起部を上記のような形状にすることで、上記導光部から漏洩する光を抑制することができる。そのため、光の利用効率の高い照明装置を実現することができる。

　本発明の照明装置において、上記突起部は、光透過性を有する材料で形成されていることが好ましい。

　上記構成によれば、上記突起部が光透過性を有する材料で形成されているため、当該突起部において、光の吸収などによる光のロスを抑制することができる。よって、光の利用効率の高い照明装置を実現することができる。

　本発明の照明装置において、上記突起部は、上記反射シートに設けられていることが好ましい。

　上記導光部に、例えば、微細な突起部を設けた場合、該導光部の表面には微細な凹凸ができる。この微細な凹凸形状の境界では、漏洩する光が生じることとなり、光の利用効率を低下させてしまう。

　上記構成によれば、上記突起部が、上記反射シート側に設けられているため、上記導光部から漏洩する光を抑制することができ、光の利用効率の高い照明装置を実現することができる。

　本発明の照明装置において、上記突起部は、上記導光部の上記点状光源の光が照射されない領域に位置するように設けられていることが好ましい。

　ここで、「上記突起部が、上記導光部の上記点状光源の光が照射されない領域に位置するように設けられている」とは、上記突起部が、上記導光部側または上記反射シート側の何れに設けられている場合であっても、複数の導光体をタンデム配置したときに、突起部が、導光体の導光部における点状光源からの光が照射されない領域に位置することを意味する。

　上記構成によれば、上記突起部が、上記導光部側または、上記反射シート側の何れに設けられた場合においても、該突起部は、上記導光部の上記点状光源の光が照射されない領域に設けられているため、上記突起部の影響により、上記導光部から漏洩する光を抑制することができ、光の利用効率の高い照明装置を実現することができる。

　本発明の照明装置において、上記反射シートは、接着部により、上記導光体に接着されていることが好ましい。

　上記構成によれば、上記反射シートを、接着部により、上記導光体に接着することにより、上記反射シートの位置ずれを抑制することができるとともに、上記導光体を組み合わせる際の作業性を向上させることができる。

　本発明の面光源装置は、上記の課題を解決するために、上記照明装置と、上記照明装置の発光面上に設けられた光学部材とを備えていることを特徴としている。

　上記光学部材は、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、上記光学部材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。

　上記構成によれば、薄型で、光の利用効率が高く、ローカルディミングを実現することができるとともに、輝度均一性を向上させた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、上記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、上記導光体の出射面と対向する対向面を覆うように設けられている反射シートと、上記導光体の導光部との少なくとも一方には、上記導光部と上記反射シートとの間の少なくとも一部分に空隙ができるように、突起部が設けられている。

　また、本発明の面光源装置は、以上のように、上記照明装置の発光面上には、光学部材が設けられている。

　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。

　それゆえ、薄型で、光の利用効率が高く、かつローカルディミングを実現することができるという効果を奏する。

　また、薄型で、光の利用効率が高く、ローカルディミングを実現することができるとともに、輝度均一性を向上させた面光源装置を実現することができるという効果を奏する。

　また、上記面光源装置をバックライトとして備えることにより、表示品位が良好であり、かつ薄型の液晶表示装置を実現することができるという効果を奏する。

本発明の一実施の形態の液晶表示装置に備えられた照明装置の側面図である。図１の照明装置の斜視図である。本発明の一実施の形態の液晶表示装置の概略構成を示す側面図である。図１の照明装置の部分拡大図である。本発明の一実施の形態の液晶表示装置に備えられた照明装置において、反射シートに、突起部を設けるさらに他の一例を示す図である。本発明の一実施の形態の液晶表示装置に備えられた照明装置において、突起部を有する反射シートの一例を示す図であり、（ａ）は、導光部の下面に設けられる反射シートの一例を示し、（ｂ）は、発光部の下面に設けられる反射シートの一例を示し、（ｃ）は、導光体の下面に設けられる反射シートの一例を示す。本発明の他の実施の形態の照明装置において、突起部が、導光体の導光部に設けられた一例を示す図である。本発明の他の実施の形態の照明装置において、突起部が、導光体の導光部に設けられたさらに他の一例を示す図である。従来のタンデム配置された導光ブロックを示す図である。従来のタンデム式照明装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は、側面側から見た場合を示し、（ｂ）は、出射面側から見た場合を示す。従来のタンデム式照明装置に備えられた導光体の概略構成を示す平面図である。

　以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について詳しく説明する。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あくまで一実施形態に過ぎず、これらによってこの発明の範囲が限定解釈されるべきではない。

　本発明の一実施の形態の照明装置は、薄型で、光の利用効率が高く、かつローカルディミングを実現することのできる照明装置である。

　また、本発明の一実施の形態の面光源装置は、薄型で、光の利用効率が高く、ローカルディミングを実現することができるとともに、輝度均一性を向上させた面光源装置である。

　また、本発明の一実施の形態の液晶表示装置は、上記面光源装置をバックライトとして備えることにより、表示品位が良好であり、かつ薄型の液晶表示装置である。

　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。

　以下図１～６に基づいて説明する。

　〔実施の形態１〕
　図３は、本発明の一実施の形態の液晶表示装置５１の概略構成を示す側面図である。

　液晶表示装置５１は、液晶表示パネル２１と、液晶表示パネル２１へ向かって光を照射するバックライトとして、照明装置３１を含む面光源装置４１とを備えている。上記照明装置３１は、導光体１と点状光源２との組み合わせを複数個備えている。

　上記導光体１は、導光部１ａと発光部１ｂとを備え、導光部１ａによって上記点状光源２からの光を発光部１ｂに導光し、発光部１ｂの出射面１ｃから面発光させる。

　図２は、上記照明装置３１の斜視図である。

　図２に図示されているように、上記照明装置３１は、上記導光体１が複数隣接して配置され、複数の出射面１ｃによって、面一状の大きな発光面７を形成できるように、一方の導光体１の導光部１ａに、該一方の導光体１に隣り合う他方の導光体１の発光部１ｂが乗り上げて配置され得る形状を持つように、各導光体１が構成されている。

　なお、導光体１の裏面（上記出射面１ｃとは反対側の面）には、図３に図示されているように、詳しくは後述する反射シート３が設けられている。

　なお、上記反射シート３には、上記導光部１ａと上記反射シート３とが接する部分に空隙ができるように、突起部４が設けられている。

　上記面光源装置４１（バックライト）は、さらに、上記照明装置３１を支持する基板５と、液晶表示パネル２１の背後（表示面とは反対の側）に配置された光学部材６とを備えている。

　すなわち、上記光学部材６の裏面が、出射面１ｃから面発光される光の照射対象面となっている。

　＜突起部＞
　以下、図１および図４～６を参照して、上記照明装置３１に備えられた上記反射シート３に設けられた突起部４について説明する。

　図１は、本発明の一実施の形態の液晶表示装置５１に備えられた照明装置３１の側面図である。

　図１に図示されているように、上記照明装置３１においては、上記導光部１ａと上記反射シート３とが接する部分の少なくとも一部分に空隙ができるように、突起部４が、上記反射シート３に設けられている。

　上記突起部４により、互いに接するように設けられている上記導光部１ａと上記反射シート３との間の少なくとも一部分に空隙を設けることができる。

　上記空隙は、屈折率が１である空気層となるため、上記構成によれば、上記導光部１ａと上記反射シート３との間の少なくとも一部分に、上記導光体１の屈折率より、その屈折率が大きく低い空気層を設けることができる。

　したがって、上記導光部１ａにおいて、上記空隙が設けられている領域（上記空気層が接するように設けられている領域）においては、上記導光部１ａの上下面の法線に対して、上記導光体１を構成する材質によって決まる全反射臨界角を上回る入射角で入射される光は、全て全反射されることとなるので、光の利用効率を高めることができる。

　上記構成によれば、薄型で、光の利用効率が高く、かつローカルディミングを実現することのできる照明装置３１を実現することができる。

　なお、本実施の形態においては、光の利用効率の高い照明装置を実現するため、上記突起部４を、上記反射シート３に設けているが、上記突起部４は、少なくとも、上記反射シート３と、上記導光体１の導光部１ａとの何れか一方に設けられていればよい。

　図４は、図１に図示されている上記照明装置３１の部分拡大図である。

　図４に図示されているように、上記照明装置３１において、上記突起部４は、上記導光部１ａとの接触面積が、上記反射シート３との接触面積未満となるように設けられていることが好ましい。

　ここで、反射シート３に突起部４が一体的に形成されている場合においては、反射シート３と突起部４との接触面積とは、反射シート３の表面における各突起部４の形成領域の面積のことを意味する。

　上記突起部４は、例えば、上記導光体１の導光部１ａに触れる部分が、微細な凹凸形状、突起物、柱のような形状である。

　なお、上記突起部４は、上記導光部１ａと上記反射シート３とが接する部分の少なくとも一部分に空隙を設けることができる最小限のサイズにて、最小限の個数を設けることが、光の利用効率の高い照明装置を実現するためには好ましい。

　本実施の形態においては、図４に図示されているように、上記突起部４の形状は、上記導光部１ａとの接触面積が小さくなるような円錐形状を用いているが、これに限定されることはなく、上記導光部１ａとの接触面積が小さくなるような形状であれば、どのような形状のものを用いてもよい。

　また、本実施の形態においては、上記反射シート３を型押しの一体成型をして、上記反射シート３上に上記突起部４を設けているが、これに限定されることはなく、例えば、射出成形や金型による成形あるいはエンボス加工等により、シートの形成と同時に形成する方法などを用いることができる。すなわち、上記反射シート３上に上記突起部４を設けることができる方法であれば適宜公知の方法を用いることができる。

　さらに、上記照明装置３１において、上記突起部４は、上記導光部１ａの上記点状光源２の光が伝達されない領域に設けられていることが好ましい。

　図１１に図示されているように、点状光源２０３は指向性を有しているため、導光部２０２ａには、光が照射されず、暗く、影となる領域Ｒ１が存在する。すなわち、上記光源２０３の右端または、左端から臨界角θを有して照射される光より、広角の領域Ｒ１には、上記光源２０３からの光が照射されない。

　本実施の形態においても、上記点状光源２の指向性に起因して、上記導光部１ａには、図１１の領域Ｒ１に該当する光が照射されず、暗く、影となる領域が存在する。

　上記構成によれば、上記突起部４が、上記導光部１ａ側または、上記反射シート３側の何れに設けられた場合においても、該突起部４は、上記導光部１ａの上記点状光源２の光が伝達されない領域に設けられているため、上記突起部４の影響により、上記導光部１ａから漏洩する光を抑制することができ、光の利用効率の高い照明装置３１を実現することができる。

　また、上記照明装置３１において、上記突起部４は、光透過性を有する材料で形成されていることが好ましい。

　上記突起部４は、光が遮られることを防止するために、光透過性を有する材料で形成してもよい。これによって、当該突起部４において遮られる光の量を低減させることができる。

　上記の光透過性を有する材料としては、例えば、アクリルまたはポリカーボネートなどの透明樹脂を挙げることができるが、これに限定されることはない。

　上記構成によれば、上記突起部４が光透過性を有する材料で形成されているため、当該突起部４において、光の吸収などによる光のロスを抑制することができる。よって、光の利用効率の高い照明装置３１を実現することができる。

　また、図４に図示されているように、上記照明装置３１において、上記反射シート３は、接着部８により、上記導光体１に接着されていることが好ましい。

　上記構成によれば、上記反射シート３を、接着部８により、上記導光体１に接着することにより、上記反射シート３の位置ずれを抑制することができるとともに、上記導光体１を組み合わせる際の作業性を向上させることができる。

　上記接着部８は、例えば、両面テープや粘着のりなどであり、光の利用効率の高い照明装置３１を実現するためには、上記接着部８は、透明な材料であることが好ましい。

　図５は、上記反射シート３に、上記突起部４を設けるさらに他の一例を示す図である。

　本実施の形態においては、図４に図示されているように、光の利用効率の高い照明装置３１を実現するため、上記導光部１ａの上下面何れにも、上記突起部４を有する反射シート３が設けられている構成を用いたが、図５に図示されているように、上記導光部１ａの上面のみに、上記突起部４を有する反射シート３が設けられている構成を用いることもできる。また、図示はしてないが、上記導光部１ａの下面のみに、上記突起部４を有する反射シート３が設けられている構成を用いることもできる。

　前述した反射シート３は、図１に図示されているように、上記各導光体１の出射面１ｃを有する面の反対側に、上記反対側の面を個々に覆うように設けられているとともに、上記導光体１のそれぞれにおける上記反対側の面から抜けていく光を反射し、上記導光体１に戻すことにより、個々の導光体１の光利用効率を向上させる役割をしている。なお、より具体的に説明すると、上記反射シート３は、上記各導光体１の出射面１ｃを有する面の反対側の面の法線に対して、上記導光体１を構成する材質によって決まる全反射臨界角以下で入射することによって、上記導光体１を抜けてしまう光を反射し、上記導光体１に戻すようになっている。

　上記照明装置３１に備えられた上記反射シート３において、一方の導光体１の導光部１ａと、上記導光部１ａに乗り上げるように配置される上記導光体１に隣り合う他方の導光体１の発光部１ｂとに挟まれる領域は、少なくとも、両面反射シートであることが好ましい。

　上記構成によれば、上記導光部１ａの上記空隙が設けられている領域（上記空気層と接している領域）においては、上記導光部１ａの上面の法線に対して全反射臨界角を下回る入射角で入射し、上記導光部１ａの上面で、反射されず漏洩する光を、上記両面反射シートで反射し、上記導光部１ａに戻すことができる。そのため、光の利用効率をさらに向上させることができる。

　上記反射シート３としては、銀、アルミニウムなどの反射率の高い物質を蒸着した正反射シートや拡散反射を有する白色反射シートの何れかを用いることや、上記２枚の反射シートを重ね合わせた反射シートを用いることが可能である。

　その中でも、熱的安定性が優れているＰＥＴ系白色反射シートを用いることが好ましい。ＰＥＴ系白色反射シートは、その構成から大きく分類すると、白色無機粒子をＰＥＴに添加したタイプ、ＰＥＴと非相溶な樹脂（オレフィン系樹脂など）をＰＥＴに添加したタイプ、ＰＥＴシートに炭酸ガスなどを含浸させ発泡させたタイプなどがあるが、何れのタイプのものを用いてもよい。

　また、上記正反射シートを用いる場合には、正反射シートの少なくとも一方の面に凹凸を設けたり、白色材料を塗布したりすることにより、正反射シートの少なくとも一方の面における所望の領域に、容易に拡散反射層を形成することができる。微細な凹凸による拡散反射は、出射面１ｃにおける輝度ムラの発生をより効果的に抑制することができる。

　上記正反射シートに凹凸を設ける方法としては、例えば、射出成形や金型による成形あるいはエンボス加工等により、シートの形成と同時に形成する方法が挙げられる。また、その他にも、正反射シートの表面に、プリズム加工やドット加工、あるいは、レーザ等による粗面処理等を施す方法が挙げられる。

　また、上記反射シート３を両面反射シートとして用いる場合には、例えば、両面反射の反射シートをそのまま用いてもよいし、片面反射シートを市販の接着剤（糊剤）等を用いて互いに貼り合わせて用いることも可能である。

　なお、本実施の形態においては、上記反射シート３として、ＰＥＴ系白色反射シートを用いているとともに、両面反射シートを用いている。

　図６は、上記突起部４を有する上記反射シート３の一例を示す図である。

　図６の（ａ）は、上記導光部１ａの下面に設けられる反射シートの一例を示す。

　図６の（ｂ）は、上記発光部１ｂの下面に設けられる反射シートの一例を示す。

　図６の（ｃ）は、上記導光体１の下面に設けられる反射シートの一例を示す。

　図６の（ｃ）に図示されているような反射シートを用いることにより、上記各導光体１に、１枚の反射シートのみを設ければよいので、作業性を向上させることができる。一方、図６の（ａ）および図６の（ｂ）に図示されているような反射シートを用いる場合は、上記各導光体１に、２枚の反射シートを設ける必要がある。

　以下、図３に基づいて、上記液晶表示装置５１の構成についてさらに詳しく説明する。

　以下、上記点状光源２を実装するための基板５について詳しく説明する。

　上記基板５は、点状光源２を配置するためのものであり、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５の背面（点状光源２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、点状光源２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５に実装されている。同一基板に実装をすることにより、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、液晶表示装置５１の薄型化を図ることもできる。

　また、光学部材６は、少なくとも、受光した光を拡散して輝度の均一性を向上させる拡散板によって構成されており、好ましくは、拡散板に複合機能光学部材を組み合わせて構成されている。上記複合機能光学部材は、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。

　上記光学部材６の１つとして、例えば、上記照明装置３１から数ｍｍ程度離間した場所に配置した２～３ｍｍ厚程度の拡散板を採用することができる。但し、上記拡散板の厚さ及び上記照明装置３１からの離間距離は上記に限定されるものではない。

　上記拡散板は、複数の出射面１ｃが連なって形成される発光面全体を覆うように、上記発光面から所定の距離をもって、発光面に対向配置される。上記拡散板は、発光面から出射した光を拡散させる。

　さらには、上記面光源装置４１として、一層優れた輝度および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部材を積層してもよい。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。

　上記複合機能光学部材は、重ねられた複数のシートによって構成され、導光体１の出射面１ｃ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２１へ照射するものである。

　すなわち、上記複合機能光学部材には、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２１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５１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５１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。

　以上のように、本実施の形態の液晶表示装置５１に備えられた面光源装置４１における、上記照明装置３１の発光面上には、光学部材６が設けられている。

　上記構成によれば、薄型で、光の利用効率が高く、ローカルディミングを実現することができるとともに、輝度均一性を向上させた面光源装置４１を実現することができる。

　また、本実施の形態の液晶表示装置５１は、上記面光源装置４１をバックライトとして備えている。

　上記の構成によれば、上記面光源装置４１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、かつ薄型の液晶表示装置５１を実現することができる。

　また、図３に図示されているように、上記導光体１は、点状光源２に面した入射面１ｄから入射された光を上記出射面１ｃから効率よく出射させるため、導光体１の導光部１ａでの光の損失を最小に抑える必要がある。

　したがって、上記導光部１ａの上面と下面とを略平行に形成することにより、入射された光が導光部１ａにおいて、全反射条件を満たした状態で導光されることにより、光量を維持することができる構成となっている。

　また、図３に図示されているように、上記出射面１ｃは、上述した光学部材６と略平行に設けられているので、本発明の照明装置３１に光学部材６を組み合わせて、均一な面発光を行なう面光源装置４１を設計する場合に、上記出射面１ｃから光学部材６までの距離を容易に一定にすることができるため、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ができる。

　さらには、隣り合う導光体１同士が、照射対象面である上記光学部材６に対し傾斜して重なるように配置されているので、上記出射面１ｃは、上記導光体１において、上記出射面１ｃの反対側の面に対して平行ではない。このため、発光部１ｂの形状は、点状光源２から離れていくにつれて、細くなるように、つまり、出射面１ｃに対してその反対側の面が漸近するように形成されている。

　上記のような構成とすることにより、導光体１内を導光されてきた光は、上記点状光源２から離れていくにつれて、徐々に全反射条件が崩され、上記出射面１ｃから出射されることとなる。

　また、発光部１ｂの表面（出射面１ｃ）、若しくは裏面には、導光してきた光を出射させるための加工（微細な凹凸加工）や処理が施されていることが好ましい。上記加工方法や処理方法としては、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、適宜公知の方法を用いることができる。

　上記導光体１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、導光体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。導光体１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。

　上記点状光源２は、図２に図示されているように、導光体１の導光部１ａの端部に沿って配置されている。本実施の形態においては、点状光源２として、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いている。

　さらには、上記点状光源２としては、互いに発光色の異なる複数種類の発光ダイオードで構成されたものを用いることもできる。具体的には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）という３色の発光ダイオードを複数個並べて配置したＬＥＤ群で構成されている。この３色の発光ダイオードを組み合わせて点状光源２を構成することで、出射面１ｃにおいて白色の光を照射することができる。

　なお、発光ダイオードの色の組み合わせは、各色のＬＥＤの発色特性、および、液晶表示装置５１の利用目的に応じて所望とされる面光源装置４１の発色特性などに基づいて適宜決定することができる。なお、各色のＬＥＤ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を用いてもよい。これにより、色再現範囲の広い照明装置３１を得ることが可能となる。

　本実施の形態においては、液晶表示パネル２１として、面光源装置４１（バックライト）からの光を透過して表示を行う透過型の液晶表示パネルを用いている。

　なお、液晶表示パネル２１の構成は特に限定されず、適宜公知の液晶表示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２１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、上記上記照明装置３１または、上記面光源装置４１において、ローカルディミング駆動を実現するためには、複数個の上記点状光源２のそれぞれの光量を独立して調整（独立駆動）することにより、上記各出射面１ｃから放射される光の量を独立して調整し、所定サイズの発光面毎に照明輝度を調整することができるので、ローカルディミング駆動が可能となる。

　なお、上記ローカルディミング駆動機能を備えた液晶表示装置の製造方法については、従来公知のローカルディミング駆動が可能な液晶表示装置の製造方法に準じて行うことができるので、省略する。

　〔実施の形態２〕
　つぎに、図７～８に基づいて、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、実施の形態１における突起部４が、導光体１の導光部１ａに設けられてある場合の変形例を示すものである。

　なお、その他の構成は実施の形態１において説明したとおりである。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７は、本発明の他の実施の形態の照明装置３１ａにおいて、上記突起部４が、導光体１の導光部１ａに設けられた一例を示す図である。

　図８は、本発明の他の実施の形態の照明装置３１ａにおいて、上記突起部４が、導光体１の導光部１ａに設けられたさらに他の一例を示す図である。

　本実施の形態においては、図７に図示されているように、光の利用効率の高い照明装置３１ａを実現するため、上記導光部１ａの上下面何れにも、上記導光部１ａと上記反射シート３とが接する部分の少なくとも一部分に空隙ができるように、上記突起部４を有する構成を用いたが、図８に図示されているように、上記導光部１ａの上面のみに、上記突起部４を有する構成を用いることもできる。また、図示はしてないが、上記導光部１ａの下面のみに、上記突起部４を有する構成を用いることもできる。

　なお、上記導光体１の導光部１ａに、上記突起部４を設ける方法としては、熱成型や射出成型などの一体成型、削り出しによる成型、ＵＶ硬化樹脂などによる形状の追加付与などの方法を用いることが可能であるが、これらに限定されることはなく、適宜公知の方法を用いることができる。

　なお、本実施の形態においては、上記突起部４として、上記導光部１ａとの接触面積が、上記反射シート３との接触面積未満となるような柱形状のものを用いているが、これに限定されることはない。

　また、上記導光部１ａに設けられる上記突起部４の密度が大きすぎると、光が全反射する領域が減少してしまい、光の利用効率がかえって低下してしまう。

　よって、上記突起部４は、上記導光部１ａと上記反射シート３とが接する部分の少なくとも一部分に空隙を設けることができる最小限のサイズにて、最小限の個数を設けることが、光の利用効率の高い照明装置を実現するためには好ましい。

　さらに、上記突起部４は、上記導光部１ａの端部に設けられていることが好ましい。

　上記構成によれば、薄型で、光の利用効率が高く、ローカルディミングを実現することのできる照明装置３１ａを実現することができる。

　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　　　　　　　　　　　　　導光体
　　　１ａ　　　　　　　　　　　　導光部
　　　１ｂ　　　　　　　　　　　　発光部
　　　１ｃ　　　　　　　　　　　　出射面
　　　１ｄ　　　　　　　　　　　　入射面
　　　２　　　　　　　　　　　　　点状光源（ＬＥＤ光源）
　　　３　　　　　　　　　　　　　反射シート
　　　４　　　　　　　　　　　　　突起部
　　　５　　　　　　　　　　　　　基板
　　　６　　　　　　　　　　　　　光学部材
　　　７　　　　　　　　　　　　　発光面
　　　８　　　　　　　　　　　　　接着部
　　　２１　　　　　　　　　　　　液晶表示パネル
　　　３１、３１ａ　　　　　　　　照明装置
　　　４１　　　　　　　　　　　　面光源装置
　　　５１　　　　　　　　　　　　液晶表示装置
　　　Ｒ１　　　　　　　　　　　　光が照射されない領域

Claims

　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体との組み合わせを複数個備え、上記導光体は、それぞれ、出射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てなる照明装置において、
　上記導光体の出射面と対向する対向面には、該対向面を覆うように反射シートが設けられており、
　上記反射シートと上記導光体の導光部との少なくとも一方には、
　上記導光部と上記反射シートとの間の少なくとも一部分に空隙ができるように、突起部が設けられていることを特徴とする照明装置。
　上記反射シートにおいて、
　一方の導光体の導光部と、
　上記導光部に乗り上げるように配置される上記導光体に隣り合う他方の導光体の発光部とに挟まれる領域は、
　少なくとも、両面反射シートであることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
　上記突起部は、上記導光部との接触面積が、上記反射シートとの接触面積未満となるように設けら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。
　上記突起部は、光透過性を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の照明装置。
　上記突起部は、上記反射シートに設けられていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の照明装置。
　上記突起部は、上記導光部の上記点状光源の光が照射されない領域に位置するように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。
　上記反射シートは、接着部により、上記導光体に接着さ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。
　請求項１から７の何れか１項に記載の照明装置と、
　上記照明装置の発光面上に設けられた光学部材とを備えていることを特徴とする面光源装置。
　請求項８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。