WO2012035798A1 - 面状照明装置およびこれを備えた液晶表示装置 - Google Patents

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高橋　健
修 小野
松田　秀三
信雄 川村
修介 森田
横田　昌広
西村　孝司
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株式会社 東芝
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • An embodiment of the present invention includes a light source, a light emitting surface, and an optical member for diffusing a light source image or controlling light distribution of the light source between the light source and a light emitting surface, and a planar illumination device that emits light on a flat surface, curved surface, or spherical surface
  • the present invention relates to the liquid crystal display device used.
  • a planar illumination device is a device that emits light emitted from a light source from a planar light emitting surface. Such a planar lighting device is used as a lighting device by itself, and is also used in a liquid crystal display device in combination with a liquid crystal display panel.
  • planar lighting device there are a bulb-type lighting device having a hemispherical type and a bulb-type light emitting surface, and a flat lighting device having a flat light emitting surface.
  • a light emitting diode LED
  • Various illumination devices using LEDs have been proposed. While LEDs have advantages such as easy dimming and easy maintenance, one problem arises when applied to conventional lighting devices.
  • the light bulb type illumination device since the directivity of light is biased in the front direction in the LED light source, it is difficult to obtain a uniform light distribution as in the conventional incandescent bulb and fluorescent bulb. Therefore, as a lighting device that achieves a required light distribution, a means for achieving a uniform light distribution by using a polyhedral LED substrate has been proposed.
  • the direct type flat display device is excellent in light utilization efficiency
  • the side type flat display device is excellent in thinness.
  • the ratio of direct-type lighting devices is high because of high light utilization efficiency and simple structure, but there is a great demand for thinning the direct-type.
  • the LED light source has a problem of high directivity, and luminance unevenness in which the luminance immediately above the light source becomes bright on the light emitting surface is likely to occur. For this reason, in order to make the luminance of the light emitting surface uniform, it is necessary to increase the thickness of the lighting device, which hinders the thinning of the lighting device.
  • the bulb-type lighting device it is complicated to create a polyhedral substrate, and further, it is necessary to ensure heat dissipation while securing the mechanical strength of the substrate support portion, and there are great difficulties in product design.
  • As another method there is a method of increasing light reflection in the outer container by using a highly diffusible material for the outer container surrounding the LED substrate.
  • a highly diffusible material for the outer container surrounding the LED substrate there is a limit to canceling the strong directivity of the LED light source only by the diffusivity of the outer container, and there is a problem that the light extraction efficiency is also lowered due to an increase in the number of reflections in the container more than necessary.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a lighting device capable of providing a new optical auxiliary means and improving characteristics according to the application.
  • the object In the field of a bulb-type lighting device, the object is to provide a high-quality lighting device having high light extraction efficiency and excellent light distribution controllability while using a general-purpose planar LED substrate.
  • the object In the field of flat illumination devices, the object is to provide a thin and high-strength planar illumination device that has high light extraction efficiency and maintains luminance uniformity.
  • the illuminating device is disposed between the radiation surface and the light source, the planar radiation surface, at least one light source disposed to face the radiation surface, and is transmitted for each region.
  • the optical characteristics of refraction, scattering, and reflection change, and the distribution of the optical characteristics is determined by the relative position with respect to one light source.
  • At least one of the reflection film or the reflection film or the aperture distribution has a reflectance distribution.
  • an optical control member formed into a sheet shape controlled by.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of the illumination device according to the first embodiment.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of a lighting device according to a first modification.
  • FIG. 1C is a cross-sectional view of a lighting device according to a second modification.
  • FIG. 2A is a diagram illustrating an actual measurement value of a light distribution of a lighting device according to a comparative example that does not include an optical control member.
  • FIG. 2B is a diagram illustrating an actual measurement value of a light distribution of the lighting device according to the second modification.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating a schematic configuration and a light utilization rate of a lighting device according to a comparative example.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of the illumination device according to the first embodiment.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of a lighting device according to a first modification.
  • FIG. 1C is a cross-sectional view of a lighting device according to
  • FIG. 3B is a diagram illustrating a schematic configuration of a lighting device according to a comparative example and a light utilization rate.
  • FIG. 3C is a diagram illustrating a schematic configuration and a light utilization rate of the lighting apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 3D is a diagram illustrating a schematic configuration and a light utilization rate of the illumination device according to the embodiment.
  • FIG. 4A is a plan view showing the formation pattern of the transmission / reflection layer in the embodiment developed in a polar coordinate system with the optical axis of the illumination device as the center.
  • FIG. 4B is a plan view showing a pattern formed by forming a transmission / reflection layer according to another embodiment in a polar coordinate system centered on the optical axis of the illumination device.
  • FIG. 4A is a plan view showing the formation pattern of the transmission / reflection layer in the embodiment developed in a polar coordinate system with the optical axis of the illumination device as the center.
  • FIG. 4B is a plan view showing a pattern
  • FIG. 4C is a plan view showing a pattern formed by forming a transmission / reflection layer according to another embodiment in a polar coordinate system centered on the optical axis of the illumination device.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view of a lighting device according to a third modification.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view of a lighting device according to a fourth modification.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view of the planar illumination device according to the second embodiment.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view of a planar illumination device according to a fifth modification.
  • FIG. 6C is a cross-sectional view of a planar illumination device according to a sixth modification.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing a light source and an optical control member of a lighting device according to a modification.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a third embodiment.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of a lighting device including an optical control member according to the first embodiment.
  • the light bulb-type lighting device includes a flat circuit board 3, a lower surface reflecting plate 4 formed on the upper surface of the circuit board 3, and one or more disposed on the circuit board 3.
  • the envelope 6 is made of a transparent or translucent material such as glass, and the outer surface of the envelope 6 constitutes a radiation surface of the lighting device.
  • the translucent sheet 8 is a molded product of a polycarbonate (PC) sheet having a thickness of 0.3 mm, and the transmission / reflection layer 7 is formed on the surface of the point light source 5 side.
  • the transmission / reflection layer 7 may be formed on either the light source side or the envelope side of the translucent sheet 8 or may be formed on both sides thereof.
  • the shape of the translucent sheet 8 is formed by an existing molding method such as vacuum molding or pressure molding.
  • the translucent sheet 8 is formed in a substantially hemispherical shape and is provided so as to cover the point light source 5.
  • the translucent sheet 8 can be molded either before or after the transmission / reflection layer 7 is formed, but when the shape is complicated, the process of molding after printing is simple.
  • the material of the translucent sheet 8 emphasizes high transmittance, and is preferably polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene terephthalate (PET), polystyrene (PS) or cyclic olefin copolymer (COC).
  • PC polycarbonate
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PET polyethylene terephthalate
  • PS polystyrene
  • COC cyclic olefin copolymer
  • PC is most desirable in consideration of flame retardancy.
  • the translucent sheet 8 can increase the diffusibility of transmitted light by including scattering particles as necessary, and can reduce unevenness in luminance and light distribution in the entire lighting device.
  • the translucent sheet 8 is fixed to the circuit board 3 or the envelope 6 by a method (not shown) such as resin adhesive or sandwiching.
  • the thickness of the translucent sheet 8 is preferably about 0.1 to 1.0 mm which can be procured for general purposes, and can be selected as appropriate according to the elongation of molding and the ease of processing of the transmissive reflection layer 7.
  • the translucent sheet 8 and the transmission / reflection layer 7 formed thereon constitute a sheet-like optical control member 20.
  • the light emitted from the point light source 5 reaches the transmission / reflection layer 7.
  • the light (broken arrows in the figure) that has reached the transmission / reflection layer 7 is partly transmitted and partly reflected by the transmission / reflection layer 7 and diffused with the surface normal direction of the transmission / reflection layer 7 as the main axis (see FIG. Solid line arrow).
  • the transmission / reflection layer 7 behaves as if it is a second surface light source upon receiving the light from the point light source 5.
  • the transmission / reflection layer 7 has an opening for transmitting light, the light passing through the opening passes through while maintaining the original direction.
  • the optical control member 20 having the translucent sheet 8 and the transmission / reflection layer 7 changes the optical characteristics of transmission, refraction, scattering, and reflection for each region, and the distribution of the optical characteristics is one point light source 5. Is controlled by at least one of a reflection film having a reflectance distribution, a reflection film having an aperture distribution, or a lens. As a result, the light distribution of the light extracted from the point light source 5 to the envelope 6 side is converted, and the light finally emitted from the envelope 6 is desired by appropriately controlling the transmission / reflection layer 7. The light distribution is achieved.
  • the light emitted from the point light source 5 such as an LED has a maximum at the upper part (center part) of the light source, and the light distribution characteristic has a distribution of 100 to 160 degrees at full width at half maximum. If the light distribution is to be extended to the side or back direction of the light bulb as in a conventional light bulb, it is necessary to locally increase the reflectance immediately above the light source of the transmission / reflection layer 7. Therefore, the transmission / reflection layer 7 is formed with patterns having different aperture ratios depending on positions, and the reflectance and transmittance are controlled by controlling the aperture ratio.
  • the aperture pattern group of the transmission / reflection layer 7 has a minute cycle, and the interval between the optical control member 20 and the radiation surface is formed larger than the cycle of the aperture pattern group.
  • the opening pattern has an interval of 0.5 mm to 2.0 mm and a size in the range of 0.1 mm to 2.0 mm, and the formation process can be supported by existing processes such as pad printing, screen printing, and spray coating. is there. Furthermore, the reflectance and transmittance of the transmission / reflection layer 7 can be controlled by changing the film thickness.
  • the formation process in this case can be dealt with by performing coating a plurality of times by an existing process such as a coating method.
  • the distance between the transparent or translucent sheet 8 and the envelope 6 is larger than the interval between the opening patterns of the transmission / reflection layer 7. This is because a luminance distribution determined by the opening pattern is generated in the transmitted light immediately after passing through the transmission / reflection layer 7, but luminance unevenness is caused by the diffusion of light in the space until it reaches the envelope 6 thereafter. This is to eliminate it.
  • the lower reflector 4 can achieve a high reflectance by using a reflective sheet, but can be formed more simply by applying a resist having a high reflectance on the upper surface of the circuit board 3.
  • the point light source 5 can be applied in white or other colors, and the type of the point light source 5 is not limited.
  • a color difference due to a difference in phosphor conversion degree occurs between the center and the periphery of the light source. Even if it exists, if it is the above-mentioned transmissive reflective layer 7 which mainly has a diffuse reflection, it can make it difficult to produce a color difference with the light emission direction from an illuminating device.
  • the point light source 5 shines in a small area, so that glare is felt.
  • an apparent light source image is enlarged to the area of the transmission / reflection layer 7 by the transmission / reflection layer 7, and the glare is greatly increased Alleviated. This effect becomes stronger as the shape of the transmission / reflection layer 7 is increased.
  • a light bulb-type lighting device having a desired light distribution can be obtained, which is excellent in light use efficiency and can easily control light distribution and luminance distribution.
  • FIG. 1B shows a light bulb type illumination device according to a first modification.
  • the translucent sheet 8 is formed flat so as to be positioned substantially parallel to the lower reflector 4 above the point light source 5, and the surface of the translucent sheet 8 on the point light source 5 side.
  • a transmission / reflection layer 7 is formed thereon.
  • a group of lenses 9 is arranged on the upper surface of the translucent sheet 8.
  • the lens 9 can be molded at the same time as the translucent sheet 8 is molded, or can be formed by processing before and after molding such as screen printing. By using the lens 9 in combination, the transmitted light can be condensed in a desired direction.
  • FIG. 1C shows a light bulb type illumination device according to a second modification.
  • the translucent sheet 8 has a conical region 8b having a vertex on the side of the point light source 5 above the point light source 5, and the reflectance of the transmissive reflection layer 7 is high in the conical region 8b. Designed.
  • the illumination device configured as described above, most of the light emitted from the point light source 5 reaches the conical region 8b of the translucent sheet 8, and is reflected mainly by the transmission / reflection layer 7 in the perpendicular direction of the conical cone. Is done. That is, it is formed so that the principal axis of the light scattered from the transmission / reflection layer 7 faces the side or back of the bulb. For this reason, the light distribution of the light extracted to the envelope 6 side spreads in the side surface direction, and a wide light distribution near a conventional incandescent bulb can be realized.
  • the shape of the translucent sheet 8 and the reflectance distribution of the transmissive reflection layer 7, the light distribution of the bulb can be controlled in a timely manner.
  • the other configuration of the illumination device is the same as that of the first embodiment described above, and the same reference numerals are given to the same portions, and the detailed description thereof is given. Is omitted.
  • FIG. 2A shows an actual measurement value of a light distribution of an illumination device that does not include the optical control member according to the above-described embodiment, and the light distribution characteristic has a distribution of about 90 degrees at full width at half maximum.
  • FIG. 2B shows an actual measurement value of the light distribution of the lighting device including the optical control member according to the present embodiment, for example, the light distribution of the lighting device according to the second modification shown in FIG. 1C. From the comparison of these light distributions, according to the illumination device according to the second modification, the light distribution from the point light source 5 toward the side surface increases, and the light distribution also spreads behind the point light source 5, so that the ceiling lamp It can be seen that a desired light distribution suitable for the above is obtained.
  • FIG. 3A, 3B, 3C, and 3D show the shapes of the illumination device (current bulb) according to the comparative example and the translucent sheet 8 and the transmissive reflection layer 7 of the illumination device according to the first embodiment shown in FIG. 1A.
  • the results of analyzing the light utilization efficiency and light distribution when various changes are made are shown.
  • (A-1) and (b-1) in FIG. 3A show the light use efficiency and the light distribution of a light bulb that does not have the translucent sheet 8 and the transmissive reflection layer 7. From these comparisons, the semi-transparent sheet 8 and the transmission / reflection layer 7 are directed to the point light source 5 in a conical cone shape (FIGS. 3C (a-3), (b-4), FIG.
  • the light beam reflected by the transmission / reflection layer 7 is effectively emitted toward the side surface, the number of reflections inside the lighting device is reduced, and the luminous efficiency is improved. It can be seen that the light distribution intensity can be improved.
  • FIG. 4A, FIG. 4B, and FIG. 4C are development views showing the formation pattern of the transmission / reflection layer 7 described above in a polar coordinate system with the optical axis of the illumination device as the center.
  • the transmission / reflection layer 7 is formed with a transmission part 12 that transmits light, and reflects 60% or more of light to a part where the transmission part 12 is not formed, and 40% or less.
  • transmits is formed. That is, in this embodiment, the hole-type transmission / reflection layer 7 is configured, and a plurality of transmission parts 12 are patterned on the reflection part 11 at uniform intervals.
  • the transmission / reflection layer 7 transmits a part of the light and reflects a part of the light to form a desired light distribution.
  • FIG. 4B shows an example in which the opening pattern of the transmission / reflection layer 7 is a polar coordinate system, and the radial pattern interval is equal.
  • a point light source such as an LED
  • the amount of light incident on the transmission / reflection layer 7 from the light source can be described by a function of a radius vector and a declination around the light source directly above.
  • An aperture pattern having an aperture ratio distribution adapted to the distribution of the amount of light incident on the transmissive / reflective layer 7 can be formed while limiting the resolution in an existing pattern formation process such as screen printing. As a result, a pattern having a wider opening pattern pitch in the circumferential direction is formed in a region requiring a high aperture ratio away from the light source.
  • FIG. 4C shows an example in which the transmissive reflection layer 7 is formed by repeatedly overprinting the uniform reflection portion 11 having no opening pattern.
  • the shape of each overprinting layer is not limited to the symmetrical circle as shown in the figure, and can be arbitrarily set according to the light distribution of the point light source to be used and the desired light distribution.
  • the scattering effect of the transmission / reflection layer 7 can be given to all the light emitted from the light source, and the intensity of the effect is controlled by the thickness. be able to.
  • FIG. 5A and FIG. 5B show light bulb type illumination devices according to third and fourth modifications, respectively.
  • the translucent sheet 8 has a conical region 8b having a vertex on the side of the point light source 5 above the point light source 5, and the reflectance of the transmissive reflection layer 7 in the region 8b. Has a high design.
  • the transflective layer 7 is formed on the upper surface side of the translucent sheet 8.
  • the translucent sheet 8 and the transmission / reflection layer 7 have a conical region 8b, and the conical region 8b is formed over the entire circumference around the point light source 5.
  • the translucent sheet 8 has a shape that does not completely cover the point light source 5 but has an opening. That is, the semi-transparent sheet 8 has an opening at the center, and is disposed on the lower reflector 4 in a state where the point light source 5 is located in the opening.
  • the transmissive reflection layer 7 is designed to have a maximum thickness without opening so as to maximize the reflectance over the entire surface. Light emitted from the point light source 5 in the lateral direction (broken arrow in the figure) is shielded and reflected by the transmission / reflection layer 7 (solid arrow in the figure), and finally the light emitted from the envelope 6 is directed in the illumination direction. A concentrated light distribution is achieved.
  • the light distribution of the lighting device can be directed in a specific direction, here, the optical axis direction of the point light source 5 without spreading.
  • the transflective layer 7 is formed on the upper surface side of the translucent sheet 8.
  • the translucent sheet 8 and the transmission / reflection layer 7 have a conical region 8b.
  • the conical region 8b does not completely cover the point light source 5 and has an opening. That is, the semi-transparent sheet 8 has an opening at the center, and is disposed on the lower reflector 4 in a state where the point light source 5 is located in the opening.
  • the translucent sheet 8 and the transmission / reflection layer 7 are formed such that the direction of the normal line at the center of the opening is deviated from the direction of the optical axis of the point light source 5.
  • the light emitted from the point light source 5 is reflected by the transmission / reflection layer 7, and the light finally emitted from the envelope 6 is inclined in the direction of the normal line at the opening center of the translucent sheet 8. A light distribution that collects light is achieved.
  • FIG. 6A shows a planar illumination device according to the second embodiment.
  • the illuminating device 10 includes a rectangular box-shaped casing 14 having an open top surface, and a diffusion plate 13 fixed to the casing so as to close the opening of the casing.
  • the diffusion plate 13 faces the bottom wall 14a of the housing 14 in parallel with a gap.
  • the outer surface of the diffusing plate 13 constitutes a planar radiation surface of the lighting device 10.
  • a reflective layer 15 is formed over the entire inner surface of the housing 14.
  • a plurality of point light sources 5 are arranged on the reflective layer 15 at intervals.
  • the point light source 5 for example, an LED is used.
  • an optical control member 20 having a transparent sheet 8 and a transmission / reflection layer 7, for example, a sheet having a thickness of 0.1 to 1.0 mm. It is fixed to the housing 14.
  • the transparent sheet 8 is provided so as to face almost the entire surface of the diffusion plate 13, and the transmission / reflection layer 7 is formed on the surface of the transparent sheet 8 on the point light source 5 side. Similar to the first embodiment described above, the transmission / reflection layer 7 has a desired opening pattern, reflectance distribution, and transmission distribution. When a plurality of point light sources 5 are provided side by side, the transmission / reflection layer 7 has the same periodic structure as the arrangement of the point light sources 5 and has a transmittance distribution in which the transmittance increases as the distance from the point light source 5 increases. Thereby, even if it comprises a thin illuminating device, the strong light on the point light source 5 is reflected and propagated around, and the brightness
  • the optical control member 20 changes the optical characteristics of transmission, refraction, scattering, and reflection for each region, and the distribution of the optical characteristics is determined at a relative position with respect to one point light source 5 and has a reflectance distribution. It is controlled by at least one of a reflection film, a reflection film having an aperture ratio distribution, or a lens. By providing such an optical control member 20, the surface brightness on the diffusion plate 13 of the illumination device 10 can be made uniform.
  • the optical control member 20 has a convex portion 22 that protrudes in a conical shape toward the point light source at a portion directly above each point light source 5. With this conical shape, the reflected light can be effectively spread over the entire surface by the above-described action, and the efficiency can be improved as compared with the configuration (a). Further, the conical convex portion 22 provides a space larger than the pattern pitch of the transmission / reflection layer between the transmission / reflection layer 7 and the diffusion plate 13, and the pattern of the transmission / reflection layer 7 is not projected onto the diffusion plate 13. It is configured as follows. According to said structure, the planar illuminating device which is excellent in light utilization efficiency, is lightweight, and can be reduced in thickness is obtained.
  • FIG. 6B shows a planar illumination device according to a fifth modification.
  • the optical control member 20 is formed separately for each point light source 5 and is provided on the bottom wall 14 a of the housing 14 so as to cover the corresponding point light source 5.
  • Each optical control member 20 has a convex portion 22 that protrudes in a conical shape toward the point light source at a portion directly above each point light source 5.
  • the optical control member 20 can make the area of the transparent sheet 8 small, exhibiting the same function as 2nd Embodiment mentioned above. Thereby, when manufacturing the optical control member, it is possible to improve the production efficiency by multi-chamfering as much as it is reduced, and it is possible to reduce the manufacturing cost.
  • the other configuration of the lighting device is the same as that of the lighting device according to the second embodiment, and the same reference numerals are given to the same portions, and detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 6C shows a planar illumination device according to a sixth modification.
  • the sheet-like optical control member 20 having the transparent sheet 8 and the transmissive reflection layer 7 is disposed on the bottom wall 14a of the housing 14 and is an area along the light source surface, here, There is a region in contact with the bottom surface of the housing 14, and this region is the solid reflective film 7 d.
  • the region facing the point light source 5 of the optical control member 20 is formed in a dome shape that protrudes toward the radiation surface so as to cover the point light source 5, and further, a cone toward the point light source at a portion directly above each point light source 5. It has the convex part 22 which protrudes in a shape.
  • the other configuration of the illumination device is the same as that of the illumination device according to the second embodiment, and the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
  • the bottom surface of the housing 14 is provided with many members that absorb light, such as wiring, connectors, and LED substrates (not shown), and the reflectance of the housing reflective layer 15 that serves as a base is limited. Therefore, the solid reflection film 7d covers these low reflection members and functions as a lower reflection layer, whereby the reflection layer on the light source substrate side can be managed only in the vicinity of the point light source 5. Thereby, the manufacturing cost can be reduced and the light emission efficiency is also improved.
  • the plurality of point light sources 5 are arranged with sufficient distance from each other.
  • the present invention is not limited to this, and a linear light source as shown in FIG.
  • the point light sources may be arranged densely in one direction.
  • the shape of the translucent sheet 8 and the transmissive reflection layer 7 may be extended in the same one-dimensional direction as the direction in which the light sources 5 are connected, and at the same time, the elongated protrusions 22 that protrude toward the light source 5 may be provided. . Even in such a configuration, the same effects as those of the second embodiment can be exhibited.
  • FIG. 8 shows a liquid crystal display device according to the third embodiment.
  • the liquid crystal display device includes, for example, a flat illumination device 10 having the same configuration as that of the second embodiment described above, and a liquid crystal display panel 30 provided to face the radiation surface of the illumination device 10. ing.
  • the liquid crystal display panel 30 includes a rectangular array substrate 32, a rectangular counter substrate 34 disposed to face the array substrate 32 with a gap therebetween, and a liquid crystal layer sealed between the array substrate 32 and the counter substrate 34. 36.
  • the planar illumination device 10 functioning as a backlight unit is provided adjacent to and opposed to the array substrate 32 of the liquid crystal display panel 30 and irradiates the liquid crystal display panel 30 with illumination light having a uniform luminance.
  • planar illumination device 10 as a backlight unit, it is possible to provide a liquid crystal display device that is excellent in light utilization efficiency, is lightweight, and can be reduced in thickness.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
  • various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment.
  • constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
  • the sheet constituting the optical control member is not limited to a semi-transparent material, and may be a transparent sheet.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light bulb cap, 2 ... Radiation part, 3 ... Circuit board, 4 ... Bottom reflective layer, 5 ... Point light source, 6 ... envelope, 7 ... transflective layer, 8 ... translucent sheet, 9 ... lens, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Transmission reflection layer opening part, 11 ... Transmission reflection layer reflection part, 13 ... Diffusing plate, 14 ... Housing

Abstract

　照明装置は、面状の放射面と、放射面に対向して配置された少なくとも１つの光源５と、放射面と光源との間に配置され、領域ごとで透過、屈折、散乱、反射の光学特性が変化し、その光学特性の分布が一つの光源に対する相対位置で定められ、反射率分布を持つ反射膜、開口率分布を持つ反射膜もしくレンズの少なくとも一つで制御されるシート状に成形された光学制御部材２０と、を備えている。

Description

面状照明装置およびこれを備えた液晶表示装置
　本発明の実施形態は、光源と発光面と、その間に光源像を拡散させるあるいは光源の配光を制御する光学部材とを備え、平面や曲面あるいは球面で発光させる面状照明装置、およびこれを用いた液晶表示装置に関する。
　面状照明装置は、光源から出た光を面状の発光面から放射する装置である。このような面状照明装置は、それ自体で照明装置として使用される他に、液晶表示パネルと組合わせて液晶表示装置にも使われている。
　面状照明装置は、半球型、電球型の発光面を持つ電球型照明装置や、平面の発光面を持つ平面照明装置が存在する。光源は、近年発光ダイオード（ＬＥＤ）が使用される例が多い。ＬＥＤを用いた照明装置が種々提案されている。ＬＥＤは調光がしやすい、メンテナンスがしやすい等の利点がある一方、従来の照明装置に適用する場合一つ問題が生じる。
　電球型照明装置に関しては、ＬＥＤ光源は光の指向性が正面方向に偏っているため、従来の白熱電球、蛍光電球のような均一配光分布を得ることが難しい。そこで、所要の配光分布を達成する照明装置として、多面体からなるＬＥＤ基板を使用することで均一配光分布を達成する手段が提案されている。
　平面照明装置は、光源を発光面の直下に面状に配置した直下型と、光源を板状の導光体の側面に配置したサイド型とがある。直下型の平面表示装置は光利用効率に優れ、また、サイド型の平面表示装置は薄さに優れている。光の利用効率が高いことと、構造が簡便であることから直下型の照明装置の割合が高いが、直下型においても薄型化の要求が大きい。この場合、ＬＥＤ光源は指向性の高さが問題となり、発光面上で光源直上部の輝度が明るくなる輝度ムラが発生しやすい。このため、発光面の輝度を均一化するためには照明装置の厚み大きくする必要があり、照明装置の薄型化の妨げとなる。
特許第４３６５８８４号公報 特許第４２９０８８７号公報
　電球型照明装置では、多面体基板を作成することが煩雑であり、さらに、基板支持部の機械強度を確保しつつ放熱性も確保する必要があること等、製品設計上の困難さも大きい。また、他の方法として、ＬＥＤ基板を囲う外容器に拡散性の強い材料を使用することで、外容器内での光の反射を増やす方法もある。しかし、ＬＥＤ光源の強い指向性を外容器の拡散性のみで打ち消すには限界があり、また必要以上に容器内での反射回数が増えることで、光取り出し効率も低下する問題がある。
　この発明は以上の点を鑑みてなされたもので、その課題は新たな光学的な補助手段を提供して用途に応じた特性向上を図ることが可能な照明装置を提供することにある。電球型照明装置の分野においては、汎用の平面型ＬＥＤ基板を使いながら光取り出し効率も高く、配光制御性に優れた高品質な照明装置を提供することにある。　
　平面照明装置分野においては、光取り出し効率が高く、輝度均一性を維持しながら薄型高強度の面状照明装置を提供することにある。
　実施形態によれば、照明装置は、面状の放射面と、前記放射面に対向して配置された少なくとも１つの光源と、前記放射面と光源との間に配置され、領域ごとで透過、屈折、散乱、反射の光学特性が変化し、その光学特性の分布が一つの光源に対する相対位置で定められ、反射率分布を持つ反射膜、開口率分布を持つ反射膜もしくレンズの少なくとも一つで制御されるシート状に成形された光学制御部材と、を備えている。
図１Ａは、第１の実施形態に係る照明装置の断面図。 図１Ｂは、第１の変形例に係る照明装置の断面図。 図１Ｃは、第２の変形例に係る照明装置の断面図。 図２Ａは、光学制御部材を備えていない比較例に係る照明装置の配光分布の実測値を示す図。 図２Ｂは、前記第２の変形例に係る照明装置の配光分布の実測値を示す図。 図３Ａは、比較例に係る照明装置の概略構成、光利用率を示す図。 図３Ｂは、比較例に係る照明装置の概略構成、光利用率を示す図。 図３Ｃは、実施形態に係る照明装置の概略構成、光利用率を示す図。 図３Ｄは、実施形態に係る照明装置の概略構成、光利用率を示す図。 図４Ａは、前記実施形態における透過反射層の形成パターンを照明装置の光軸を中心として極座標系に展開して示して示す平面図。 図４Ｂは、他の実施形態に係る透過反射層の形成パターンを照明装置の光軸を中心として極座標系に展開して示して示す平面図。 図４Ｃは、他の実施形態に係る透過反射層の形成パターンを照明装置の光軸を中心として極座標系に展開して示して示す平面図。 図５Ａは、第３の変形例に係る照明装置の断面図。 図５Ｂは、第４の変形例に係る照明装置の断面図。 図６Ａは、第２の実施形態に係る平面状照明装置の断面図。 図６Ｂは、第５の変形例に係る平面状照明装置の断面図。 図６Ｃは、第６の変形例に係る平面状照明装置の断面図。 図７は、変形例に係る照明装置の光源および光学制御部材を概略的に示す斜視図。 図８は、第３の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図。
　以下、図面を参照しながら、実施形態に係る面状照明装置について詳細に説明する。　
　図１Ａは、第１の実施形態に係る光学制御部材を備えた照明装置の断面図である。
　本実施形態によれば、電球型の照明装置は、平坦な回路基板３と、この回路基板３の上面に形成された下面反射板４と、回路基板３上に配設された１つまたは複数の点光源５と、点光源５の光取り出し側に配設され点光源５および下面反射板４を覆う、例えば、ドーム状のグローブ、すなわち、外囲器６と、点光源５と外囲器６との間に配置された透明あるいは半透明シート８と、回路基板３の下面側に設けられた放熱部２と、電球口金１と、を備えている。外囲器６は、ガラス等の透明あるいは半透明の材料で形成され、外囲器６の外面は照明装置の放射面を構成している。
　半透明シート８は、厚さ０．３mmのポリカーボネート（ＰＣ）シートの成型品であり、点光源５側の表面に透過反射層７が形成されている。透過反射層７は、半透明シート８の光源側、外囲器側どちら側に形成しても良く、またその両側に形成しても良い。半透明シート８は、真空成型、圧空成型など既存の成型法によりその形状が形成される。実施形態では、半透明シート８はほぼ半球形状に形成され、点光源５を覆うように設けられている。半透明シート８の成型は、透過反射層７の形成前、形成後どちらでも可能であるが、形状が複雑な場合は印刷後に成型するプロセスが簡便である。
　半透明シート８の材料は、透過率の高さを重視し、ポリカーボネート(ＰＣ)、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）もしくは環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）が望ましいが、特に高温となる回路基板３側に設置する場合は難燃性を考慮してＰＣが最も望ましい。半透明シート８は、必要に応じて散乱粒子を含めることで、透過光の拡散性を上げることができ、照明装置全体の輝度ムラ、配光分布のばらつきを低減することができる。
　半透明シート８は、回路基板３あるいは外囲器６と樹脂接着剤もしくは挟み込み等の図示しない方法で固定してある。半透明シート８の厚さは汎用で調達できる０．１～１．０ｍｍ程度が望ましく、成型の伸びや透過反射層７の加工し易さに応じて適時選択可能である。半透明シート８およびこの上に形成された透過反射層７は、シート状の光学制御部材２０を構成している。
　上記のように構成された照明装置によれば、点光源５から出た光は透過反射層７に達する。透過反射層７に到達した光（図の破線矢印）は、透過反射層７により一部は透過、一部は反射し、それぞれに透過反射層７の面法線方向を主軸として拡散する（図の実線矢印）。このため、透過反射層７は、点光源５の光を受けてあたかも第２の面光源のように振舞う。また、透過反射層７に光を透過する開口があるようなパターンでは、同開口を抜けた光はそのまま元の方向を維持したまま素通りする。
　以上のように、半透明シート８および透過反射層７を有する光学制御部材２０は、領域ごとで透過、屈折、散乱、反射の光学特性が変化し、その光学特性の分布は一つの点光源５に対する相対位置で定められ、反射率分布を持つ反射膜、開口率分布を持つ反射膜もしくレンズの少なくとも一つで制御される。これにより、点光源５から外囲器６側に取り出される光の配光分布が変換され、最終的に外囲器６から射出される光は、透過反射層７を適切に制御することで所望の配光分布が達成される。
　通常、ＬＥＤなど点光源５から出射する光は、光源の直上部(中央部)が最大となり配光特性が半値全角で１００～１６０度の分布をとる。従来の電球のように電球の側面あるいは背面方向まで配光を拡げようとすれば、透過反射層７の光源直上部の反射率を局所的に増やす必要がある。そこで、透過反射層７は、位置によって開口率が異なるパターンが形成されており、その開口率を制御することにより反射率と透過率を制御している。透過反射層７の微小周期の開口パターン群を有し、かつ、光学制御部材２０と放射面との間隔が開口パターン群の周期よりも大きく形成されている。開口パターンは間隔が０．５ｍｍ～２．０ｍｍ、大きさは０．１ｍｍ～２．０ｍｍの範囲であり、形成プロセスは、パッド印刷、スクリーン印刷、スプレー塗布などの既存のプロセスにて対応可能である。さらに、透過反射層７は、その膜厚を変化させることによっても反射率と透過率を制御することが可能である。この場合の形成プロセスは、塗布法などの既存のプロセスにて複数回塗布を行うことなどにより対応可能である。
　透明あるいは半透明シート８と外囲器６との距離は、透過反射層７の開口パターンの間隔よりも大きくすることが望ましい。これは、透過反射層７を通過直後の透過光には開口パターンによって定められる輝度分布が発生するが、その後の外囲器６に到達するまでの空間で光が拡散されることで輝度ムラが解消するためである。
　下面反射板４は、反射シートを用いることで高い反射率を達成することができるが、より簡便には回路基板３の上面に高反射率のレジストを塗布することでも形成可能である。　
　点光源５は白色でもその他の色でも適用可能であり、点光源５の種類に関して限定を受けるものではない。また、複数のＬＥＤチップを集約配列し、これを蛍光体で覆うように形成したＬＥＤ光源の場合、光源の中心と周辺とで蛍光体変換度合いの差による色差を生じるが、このような光源であっても拡散反射を主体とする上述の透過反射層７であれば照明装置からの光の出射方向により色差を生じにくくすることができる。
　また、透過反射層７が無い場合は点光源５が小さい面積で輝くため眩しさを感じるが、透過反射層７により見た目の光源イメージが透過反射層７の面積に拡大され、眩しさが大幅に緩和される。この効果は、透過反射層７の形状を大きくするほど強くなる。
　上記構成によれば、光利用効率に優れ、容易に配光や輝度分布までも制御することができ、所望の配光分布を持つ電球型照明装置が得られる。
　図１Ｂは、第１の変形例に係る電球型照明装置を示している。第１の変形例によれば、半透明シート８は、点光源５の上方で下面反射板４とほぼ平行に位置するように平坦に形成され、この半透明シート８の点光源５側の表面上に透過反射層７が形成されている。また、半透明シート８の上面にレンズ９群を配置されている。レンズ９は半透明シート８の成型時に同時に成型することが可能であり、あるいは、スクリーン印刷等成型前後の加工でも作成できる。レンズ９を併用することにより、透過する光を所望の方向に集光することができる。
　図１Ｃは、第２の変形例に係る電球型照明装置を示している。第２の変形例によれば、半透明シート８は、点光源５の上方で点光源５側に頂点を有する円錐領域８ｂを有し、この円錐領域８ｂで透過反射層７の反射率が高い設計としている。
　上記のように構成された照明装置によれば、点光源５から出た光の大部分は、半透明シート８の円錐領域８ｂに達し、透過反射層７により主に円錐コーンの垂線方向に反射される。すなわち、透過反射層７から散乱される光線の主軸が電球の側面あるいは背面方向を向くように形成されたものである。このため、外囲器６側に取り出される光の配光分布は側面方向に拡がって、従来の白熱電球に近い広い配光分布を実現することが出来る。このように半透明シート８の形状や透過反射層７の反射率分布を制御することにより、電球の配光を適時制御することができる。
　なお、第１および第２の変形例において、照明装置の他の構成は、前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
　図２Ａは、上述した実施形態に係る光学制御部材を備えていない照明装置の配光分布の実測値を示し、配光特性は半値全角で約９０度の分布をとっている。図２Ｂは、本実施形態に係る光学制御部材を備えた照明装置の配光分布、例えば、図１Ｃに示す第２の変形例に係る照明装置の配光分布の実測値を示している。これらの配光分布の比較から、第２の変形例に係る照明装置によれば、点光源５から側面方向への配光が増えると共に、点光源５の後方へも配光が広がり、天井灯に好適な所望の配光分布が得られていることが判る。
　図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄは、比較例に係る照明装置（現行電球）、および、図１Ａに示した第１の実施形態に係る照明装置の半透明シート８および透過反射層７の形状を種々変えたときの光利用効率と配光分布を解析した結果を示している。図３Ａの（ａ－１）および（ｂ－１）は、半透明シート８および透過反射層７を持たない電球の光利用効率と配光分布を示している。これらの比較から、半透明シート８および透過反射層７を点光源５に向けて円錐コーン状（図３Ｃ（ａ－３）、（ｂ－４）、図３Ｄ（ａ－４）、（ｂ－４））とすることで、透過反射層７で反射される光線を側面に向けて有効的に放出し、照明装置内部での反射回数を低減して発光効率を向上させるとともに、側面側への配光強度を向上させることができることがわかる。
　図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは、前述した透過反射層７の形成パターンを照明装置の光軸を中心として極座標系に展開して示した展開図である。図４Ａに示す実施形態によれば、透過反射層７には、光を透過する透過部１２が形成され、透過部１２が形成されていない部分には光の６０％以上を反射、４０％以下を透過する反射部１１が形成されている。すなわち、この実施形態では、ホール型の透過反射層７を構成しており、反射部１１に複数の透過部１２が均一の間隔でパターニングされた構造となっている。これにより、透過反射層７は、光の一部を透過、光の一部を反射し、所望の配光分布を形成する。
　図４Ｂに示すは、透過反射層７の開口パターンを極座標系とし、径方向のパターン間隔を等間隔とした例をしめしている。ＬＥＤなどの点光源においては、光源から透過反射層７に入射する光量は、光源直上部を中心として動径と偏角の関数で記述することができる。スクリーン印刷などの既存のパターン形成プロセスにおける解像度の制約をみたしながら、透過反射層７に入射する光量分布により適応した開口率分布を持つ開口パターンを形成することができる。これにより、光源から離れた高い開口率を必要とする領域ほど円周方向の開口パターンピッチを広げたパターンとしている。
　図４Ｃは、透過反射層７を、開口パターンの無い一様な反射部１１を繰り返し重ね印刷で形成した例を示している。各重ね印刷層の形状は図示したような対称円に限らず、使用する点光源の配光分布にあわせ、また所望の配光分布に合わせて任意に設定することができる。このような開口パターンの無い透過反射層７であれば、光源から出射された光すべてに対して透過反射層７による散乱効果を与えることができ、その厚さで位置による効果の強弱を制御することができる。
　図５Ａおよび図５Ｂは、第３および第４の変形例に係る電球型照明装置をそれぞれ示している。第３および第４の変形例によれば、半透明シート８は、点光源５の上方で点光源５側に頂点を有する円錐領域８ｂを有し、同領域８ｂで透過反射層７の反射率が高い設計としている。
　すなわち、図５Ａに示すように、第３の変形例によれば、半透明シート８の上面側に透過反射層７が形成されている。半透明シート８および透過反射層７は、円錐領域８ｂを有し、この円錐領域８ｂは、点光源５を中心として、全周に亘って対象に形成されている。半透明シート８は、点光源５を完全には覆わず開口を持つ形状としている。すなわち、半透明シート８は、中心部に開口を有し、この開口内に点光源５に位置した状態で、下面反射板４上に配置されている。
　更に、透過反射層７は、全面にわたって、反射率を最大とするように開口無し厚さ最大となるように設計されている。点光源５から側面方向に出た光（図の破線矢印）は透過反射層７にて遮蔽および反射され（図の実線矢印）、最終的に外囲器６から射出される光は照明方向に集光した配光分布が達成される。このような半透明シート８および透過反射層７を用いることにより、照明装置の配光を広げずに特定方向、ここでは、点光源５の光軸方向、に指向させることができる。
　図５Ｂに示すように、第４の変形例によれば、半透明シート８の上面側に透過反射層７が形成されている。半透明シート８および透過反射層７は、円錐領域８ｂを有し、この円錐領域８ｂは、点光源５を完全には覆わず開口を持つ形状としている。すなわち、半透明シート８は、中心部に開口を有し、この開口内に点光源５に位置した状態で、下面反射板４上に配置されている。半透明シート８および透過反射層７は、開口中心における法線の向きが、点光源５の光軸の向きからずれるように形成されている。この場合、点光源５から出た光は透過反射層７にて反射され、最終的に外囲器６から出射される光は、半透明シート８の開口中心における法線の向きに傾斜して集光する配光分布が達成される。
　次に、第２の実施形態に係る面状照明装置について説明する。　
　図６Ａは、第２の実施形態に係る平面状照明装置を示している。この照明装置１０は、上面の開口した矩形箱状の筐体１４と、筐体の開口を塞ぐよう筐体に固定された拡散板１３と、を備えている。拡散板１３は、筐体１４の底壁１４ａと隙間を置いて平行に対向している。拡散板１３の外面は、照明装置１０の面状の放射面を構成している。
　筐体１４の内面の全面に亘って反射層１５が形成されている。底壁１４ａ上において、反射層１５上に複数の点光源５が間隔を置いて配置されている。点光源５としては、例えば、ＬＥＤを用いている。これら点光源５と拡散板１３との間に、透明シート８および透過反射層７を有する、例えば、厚さ０．１～１．０ｍｍのシート状に成形された光学制御部材２０が設けられ、筐体１４に固定されている。
　透明シート８は、拡散板１３のほぼ全面と対向して設けられ、透過反射層７は、透明シート８の点光源５側の表面上に形成されている。前述した第１の実施形態と同様に、透過反射層７は、所望の開口パターン、反射率分布および透過分布を有している。点光源５が複数並んで設けられている場合、透過反射層７は、点光源５の配列と同じ周期構造で点光源５から遠ざかるほど透過率が高くなる透過率分布を有している。これにより、照明装置を薄く構成しても、点光源５上の強い光を周囲に反射伝播させて拡散板１３上の輝度を均一化している。このように、光学制御部材２０は、領域ごとで透過、屈折、散乱、反射の光学特性が変化し、その光学特性の分布は１つの点光源５に対する相対位置で定められ、反射率分布を持つ反射膜、開口率分布を持つ反射膜もしくレンズの少なくとも一つで制御される。このような光学制御部材２０を設けることにより、照明装置１０の拡散板１３上の表面輝度を均一化することができる。
　光学制御部材２０は、各点光源５の直上部分で、点光源に向かって円錐形状に突出する凸部２２を有している。この円錐状の形状により、前述した作用によって効果的に反射光を面全域に拡げ、（ａ）構成に比べて効率を向上させることができる。また、円錐状の凸部２２により、透過反射層７と拡散板１３との間に透過反射層のパターンピッチより大きな空間が設けられており、透過反射層７のパターンが拡散板１３に投影されないように構成されている。　
　上記の構成によれば、光利用効率に優れ、軽量であるとともに薄型化が可能な平面状照明装置が得られる。
　図６Ｂは、第５の変形例に係る平面状照明装置を示している。第５の変形例によれば、光学制御部材２０は、点光源５毎に分けて形成され、それぞれ対応する点光源５を覆うように筐体１４の底壁１４ａ上に設けられている。各光学制御部材２０は、各点光源５の直上部分で、点光源に向かって円錐形状に突出する凸部２２を有している。
　照明装置の他の構成は第２の実施形態に係る照明装置と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。　
　上記構成によれば、光学制御部材２０は、前述した第２の実施形態と同一の機能を発揮しつつ、透明シート８の面積を小さくすることができる。これにより、光学制御部材を製造する際、小さくなった分だけ多面取りによる生産効率の向上が可能であり、製造コストの低減を図ることができる。
　第５の変形例において、照明装置の他の構成は第２の実施形態に係る照明装置と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
　図６Ｃは、第６の変形例に係る平面状照明装置を示している。第６の変形例によれば、透明シート８および透過反射層７を有するシート状の光学制御部材２０は、筐体１４の底壁１４ａ上に配置され、光源面に沿った領域、ここでは、筐体１４の底面に接する領域を有し、この領域を全てベタ反射膜７ｄとしている。光学制御部材２０の点光源５と対向する領域は、点光源５を覆うように放射面側に突出したドーム状に形成され、更に、各点光源５の直上部分で、点光源に向かって円錐形状に突出する凸部２２を有している。
　照明装置の他の構成は第２の実施形態に係る照明装置と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。　
　筐体１４の底面には、図示しない配線やコネクタやＬＥＤ基板など光を吸収する部材が多く設けられ、土台となる筐体反射層１５の反射率にも限界がある。そのため、ベタ反射膜７ｄがこれら低反射部材を覆い下側反射層として機能することで、光源基板側の反射層は点光源５近傍のみの管理とすることができる。これにより、製造コストの低減を図ることができるとともに、発光効率も向上する。
　前記第２の実施形態、第５、第６の変形例において、複数の点光源５は互いに十分な距離を持って配列した構成としたが、これに限らず、図７に示すような線光源あるいは点光源が１方向に密に配列された構成としてもよい。この場合、半透明シート８および透過反射層７の形状を光源５が連なる方向と同じ１次元方向に引き伸ばした形状とし、同時に、光源５に向かって突出する細長い凸部２２を設ける構成としてもよい。このような構成においても、第２の実施形態と同様の作用効果を発揮することができる。
　図８は、第３の実施形態に係る液晶表示装置を示している。この液晶表示装置は、例えば、前述した第２の実施形態と同一の構成を有する平面状照明装置１０と、この照明装置１０の放射面に対向して設けられた液晶表示パネル３０と、を備えている。液晶表示パネル３０は、矩形状のアレイ基板３２、アレイ基板３２と隙間を置いて対向配置された矩形状の対向基板３４、およびこれらアレイ基板３２と対向基板３４との間に封入された液晶層３６を備えている。バックライトユニットとして機能する平面状照明装置１０は、液晶表示パネル３０のアレイ基板３２と隣接対向して設けられ、均一な輝度の照明光を液晶表示パネル３０に照射する。
　上記構成によれば、バックライトユニットして平面状照明装置１０を用いることにより、光利用効率に優れ、軽量であるとともに薄型化が可能な液晶表示装置を提供することができる。
　本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。例えば、光学制御部材を構成するシートは、半透明に限らず、透明なシートとしてもよい。
　１…電球口金、２…放熱部、３…回路基板、４…下面反射層、５…点光源、
　６…外囲器、７…透過反射層、８…半透明シート、９…レンズ、
　１０…透過反射層開口部、１１…透過反射層反射部、１３…拡散板、１４…筐体、
　１５…反射層、２０…光学制御部材、３０…液晶表示パネル

Claims (15)

  1. 　面状の放射面と、
    　前記放射面に対向して配置された少なくとも１つの光源と、
    　前記放射面と光源との間に配置され、領域ごとで透過、屈折、散乱、反射の光学特性が変化し、その光学特性の分布が一つの光源に対する相対位置で定められ、反射率分布を持つ反射膜、開口率分布を持つ反射膜もしくレンズの少なくとも一つで制御されるシート状に成形された光学制御部材と、を備える照明装置。
  2. 　前記光学制御部材は、微小な周期のパターン群を有し、かつ、前記光学制御部材と前記放射面との間隔が前記パターン群の周期よりも大きい請求項１に記載の照明装置。
  3. 　前記光学制御部材のパターン群は、周期０．５ｍｍ～２．０ｍｍ、半径０．１ｍｍから２ｍｍの間の大きさを持つ反射膜もしくはレンズのパターン群である請求項２に記載の照明装置。
  4. 　前記光学制御部材は、透明シートと、この透明シート上に形成された透過反射層と、を有し、厚さ０．１～１．０ｍｍのシート状に成形されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の照明装置。
  5. 　前記光源を支持する光源基板と、光源基板上に形成された反射層と、を備え、前記光学制御部材は、前記光源基板および反射板の少なくとも一方に固定されている請求項４に記載の照明装置。
  6. 　前記光学制御部材は、前記光源を覆うドーム状に形成され、領域ごとに前記光源からの入光分布に応じた透過率分布を有している請求項１に記載の照明装置。
  7. 　前記光学制御部材の透過率分布は、前期光源に近い領域ほど反射率が高い請求項１ないし３、６のいずれか１項に記載の照明装置。
  8. 　前記放射面を形成するドーム形状の外囲器を備え、前記光学制御部材の透過率分布は、特定方向を中心に反射率が低い請求項１ないし３、６のいずれか１項に記載の照明装置。
  9. 　前記光学制御部材は、天頂部が前記光源側に凹んだドーム形状に形成されている請求項１に記載の照明装置。
  10. 　前記光学制御部材は、前記光源の周囲を囲み光源の上部に開口部を有し、反射の光学特性が主である請求項１に記載の照明装置。
  11. 　前記光学制御部材の開口部は、前期光源から見た開口中心の向きが光源の光軸と異なることを特徴とする請求項１０記載の照明装置。
  12. 　前記発光面はほぼ平面に形成され、
    　前記光学制御部材は、前記光源の配列と同じかその倍数で繰り返す周期構造を持つ透過率分布を有し、前記光源に近い領域の透過率が他の領域の透過率よりも小さい分布を有している請求項１ないし３のいずれか１項に記載の照明装置。
  13. 　前記光学制御部材は、前記光源に対応した領域のみを覆い、その大きさが発光面全体の大きさよりも小さい請求項１２記載の照明装置。
  14. 　前記光学制御部材は、前記光源に対応して前記光源面より放射面側に突出したドーム状の領域と、前記光源面に沿った領域を有し、前記光源面に沿った領域は反射を主体とした光学特性としていることを特徴とする請求項１２記載の照明装置。
  15. 　液晶表示パネルと、
    　前記液晶表示パネルに対向して配置され、前記液晶表示パネルに光を照射する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の照明装置と、
    　を備えた液晶表示装置。
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