WO2013137161A1 - 照明装置及びそれを備えた表示装置 - Google Patents

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WO2013137161A1
WO2013137161A1 PCT/JP2013/056565 JP2013056565W WO2013137161A1 WO 2013137161 A1 WO2013137161 A1 WO 2013137161A1 JP 2013056565 W JP2013056565 W JP 2013056565W WO 2013137161 A1 WO2013137161 A1 WO 2013137161A1
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WO
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light
incident
light guide
guide plate
refractive index
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PCT/JP2013/056565
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English (en)
French (fr)
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一郎 梅川
壮史 石田
龍三 結城
和哉 八田
秀悟 八木
昌紀 景山
正憲 江原
透 稲田
Original Assignee
シャープ株式会社
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055—Reflecting element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
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    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide

Definitions

  • the present invention relates to a lighting device having a light guide plate and a display device including the same.
  • Patent Document 1 A conventional display device is disclosed in Patent Document 1.
  • This display device includes an illumination device and a liquid crystal display panel. An image is displayed by irradiating the liquid crystal display panel with illumination light emitted from the illumination device.
  • the lighting device has a light source including a fluorescent lamp, a light guide plate, a diffusion sheet, a reflection sheet, and a lamp reflector.
  • the light guide plate is made of a resin molded product having a substantially rectangular shape in plan view with the front surface and the back surface formed flat.
  • the light guide plate has an incident surface facing the light source on the side surface, and an exit surface for illumination light is formed on the front surface. Light emitted from the light source enters from the incident surface of the light guide plate and is guided, and illumination light is emitted from the output surface of the light guide plate.
  • the diffusion sheet is arranged to face the exit surface of the light guide plate and diffuses the light emitted from the exit surface.
  • the reflection sheet is disposed to face the back surface of the light guide plate, reflects light emitted from the back surface of the light guide plate, and returns the light to the light guide plate.
  • the lamp reflector is disposed so as to surround the light source, and reflects light from the light source toward the incident surface of the light guide plate.
  • One end of the lamp reflector is adhered to the exit surface near the entrance surface of the light guide plate by a double-sided adhesive tape containing a black pigment, and the other end is disposed on the back side of the reflection sheet.
  • One end of the reflection sheet is bonded to the back surface near the incident surface of the light guide plate by a double-sided adhesive tape containing a black pigment.
  • the illuminating device having the above configuration When the illuminating device having the above configuration is driven, light emitted from the light source enters the light guide plate from the incident surface of the light guide plate. Although there is a large amount of light in the light guide plate near the entrance surface, the light reaching the exit surface near the entrance surface of the light guide plate and the back surface near the entrance surface of the light guide plate is absorbed by the double-sided adhesive tape. Thereby, it is possible to prevent the luminance of the exit surface near the entrance surface from becoming significantly higher than the brightness of the exit surface other than the vicinity of the entrance surface. Therefore, uneven brightness of illumination light emitted from the emission surface can be prevented.
  • the illumination device of the conventional display device the light reaching the back surface near the entrance surface of the light guide plate is absorbed by the double-sided adhesive tape. For this reason, the light quantity which guides the inside of a light-guide plate reduces. Therefore, there has been a problem that the luminance of the entire exit surface of the illumination device is reduced.
  • An object of the present invention is to provide an illuminating device capable of preventing luminance unevenness of illumination light emitted from the emission surface and improving the luminance of the entire emission surface, and a display device including the same.
  • the present invention has a light source and an incident surface facing the light source at a side end surface, and guides light incident from the incident surface to emit illumination light from an exit surface arranged on the front surface.
  • a light guide plate that emits light
  • a reflective member that is disposed to face the back surface of the light guide plate
  • a first light absorption unit that is disposed near the incident surface and absorbs light emitted from the light emission surface.
  • the light guide plate has the incident surface and the emission surface, and includes a first prism including a first inclined surface arranged in parallel in the optical axis direction of the light source; and A second layer including a low-refractive index layer having a refractive index smaller than that of the light guide unit adjacent to the back surface, a second inclined surface formed on a surface opposite to the emission surface with respect to the low-refractive index layer.
  • a second light absorbing portion for absorbing the emitted light is characterized in that provided in the vicinity of the incident surface.
  • the light emitted from the light source enters the light guide portion of the light guide plate from the incident surface.
  • the light incident on the light guide unit is reflected and guided by the front exit surface and the back surface.
  • the incident angles on the exit surface and the back surface gradually increase due to reflection on the first inclined surface.
  • Light incident on the back surface of the light guide unit at an incident angle smaller than the critical angle enters the low refractive index layer.
  • light reflected by the first inclined surface and having an incident angle smaller than the critical angle is incident on the low refractive index layer, and light larger than the critical angle is reflected again by the first inclined surface and the incident angle is reduced.
  • the light When the angle is smaller than the critical angle, the light enters the low refractive index layer. Thereby, the incident angle of the light incident on the low refractive index layer is reduced to a predetermined range according to the inclination angle of the first inclined surface.
  • Light incident on the low refractive index layer and incident on the second inclined surface at an incident angle larger than the critical angle is reflected in the direction of the exit surface, passes through the light guide, and exits from the exit surface.
  • light incident on the second inclined surface with an incident angle smaller than the critical angle is refracted by the second inclined surface when exiting from the condensing unit, and is incident on the condensing unit again.
  • the second light absorbing portion is formed of a tape-shaped member containing a black pigment. According to this configuration, part of the light emitted from the back surface of the light collecting unit in the vicinity of the incident surface is absorbed by the tape-shaped member in the vicinity of the incident surface of the light guide unit.
  • the second light absorbing portion is formed by performing light-shielding printing on the end portion of the reflecting member. According to this configuration, part of the light emitted from the back surface of the light collecting unit in the vicinity of the incident surface is absorbed by the end of the reflecting member in the vicinity of the incident surface of the light guide unit.
  • the present invention preferably includes a housing that houses the light source and the light guide plate, and the second light absorbing portion is formed by containing a black pigment in the housing. According to this configuration, a part of the light emitted from the back surface of the light collecting unit in the vicinity of the incident surface is absorbed by the housing in the vicinity of the incident surface of the light guide unit.
  • the present invention fills a filler having the same refractive index as that of the condensing unit between the condensing unit and the second light absorbing unit. According to this configuration, light emitted from the back surface of the light collecting unit in the vicinity of the incident surface is absorbed by the second light absorbing unit without entering the light collecting unit again.
  • the display device of the present invention is characterized by including the illumination device having the above-described configuration and a display panel disposed so as to face the emission surface of the light guide plate.
  • a light guide unit having an incident surface and an output surface, a low refractive index layer having a refractive index smaller than that of the light guide unit adjacent to the back surface of the light guide unit, and an output surface with respect to the low refractive index layer And a second light absorbing portion that absorbs light emitted from the back surface of the light collecting portion, and is provided in the vicinity of the incident surface of the light guiding portion.
  • Side surface sectional drawing which shows the display apparatus of 1st Embodiment of this invention.
  • Sectional drawing which expands the entrance plane vicinity of the light-guide plate of the illuminating device of the display apparatus of 1st Embodiment of this invention, and shows a cross section perpendicular
  • the display device 1 includes a display panel 10 and a lighting device 20.
  • the display panel 10 includes a liquid crystal display panel, and includes an active matrix substrate 11 including a switching element such as a thin film transistor (TFT: Thin Film Transistor), and a counter substrate 12 facing the active matrix substrate 11.
  • TFT Thin Film Transistor
  • Liquid crystal 14 is injected between the active matrix substrate 11 and the counter substrate 12.
  • a polarizing film 13 is disposed on each of the light receiving surface side of the active matrix substrate 11 and the light emitting surface side of the counter substrate 12.
  • the liquid crystal display panel 10 has a display area A and a non-display area NA.
  • the display area A is an area for displaying an image
  • the non-display area NA is an area for not displaying an image.
  • the non-display area NA is formed around the display area A.
  • the lighting device 20 includes a housing 25, a light source 21, and a light guide plate 30.
  • the housing 25 is formed in a frame shape with an open center, and houses the light source 21 and the light guide plate 30.
  • the opening on the lower surface of the housing 25 is covered with a sheet-like reflecting member 24.
  • the housing 25 is formed of a light absorbing material such as a resin molded product containing a black pigment.
  • the housing 25 may be formed by applying a light absorbing material such as a black paint on a base material such as resin or metal.
  • the light source 21 is composed of an LED (Light Emitting Diode), and a plurality of light sources 21 are arranged in one direction (X direction).
  • the light guide plate 30 is formed in a rectangular shape in plan view with a transparent resin or the like.
  • the side surface of the light guide plate 30 faces the light source 21 to form an incident surface 30a on which light emitted from the light source 21 enters, and the front surface facing the display panel 10 forms an output surface 30b that emits illumination light.
  • the longitudinal direction of the incident surface 30a is the X direction
  • the optical axis direction of the light source 21 orthogonal to the X direction is the Y direction
  • the emission direction of the light guide plate 30 orthogonal to the X direction and the Y direction is the Z direction.
  • the reflection member 24 reflects the light emitted from the back surface of the light guide plate 30 and returns it to the light guide plate 30.
  • the light utilization efficiency can be improved by the reflecting member 24.
  • a sheet-shaped light shielding member 26 (first light absorbing portion) is disposed on the peripheral portion of the light exit surface 30b of the light guide plate 30.
  • the light shielding member 26 is formed in a frame shape with an open center.
  • the light shielding member 26 is made of, for example, polyester (PET: Polyester) and contains a black pigment.
  • An adhesive (not shown) is disposed on one side of the light shielding member 26, and the light shielding member 26 is adhered to the emission surface 30b by the adhesive.
  • a tape-like member 27 (second light absorbing portion) is disposed outside the back surface of the light guide plate 30 in the vicinity of the incident surface 30a.
  • An adhesive (not shown) is disposed on one side of the tape-like member 27, and the tape-like member 27 is adhered to the back outer side of the light guide plate 30 by the adhesive. Note that the tape-like member 27 may be attached to the front surface of the reflecting member 24 instead of the rear surface outside the light guide plate 30.
  • the tape-like member 27 is made of polyester, for example, and contains a black pigment.
  • the tape-like member 27 may be a double-sided pressure-sensitive adhesive tape in which an adhesive is disposed on both sides. Further, the tape-like member 27 may be sandwiched between the light guide plate 30 and the reflecting member 24 without providing the tape-like member 27 with an adhesive.
  • the light guide plate 30 includes a light guide part 35, a low refractive index layer 36, and a light collecting part 37 stacked in the Z direction.
  • the light guide 35 is formed of a transparent resin such as acrylic or polycarbonate, and has an incident surface 30a and an output surface 30b, and guides light incident from the light source 21.
  • the refractive index n1 of the light guide 35 is preferably 1.42 or more, more preferably 1.59 to 1.65.
  • the refractive index n1 can be about 1.49.
  • the refractive index n1 can be about 1.59. If the light guide part 35 is formed of acrylic, the translucency can be further improved as compared with the case where it is formed of polycarbonate.
  • a plurality of prisms 32 (third prisms) extending in the Y direction are juxtaposed in the X direction on the emission surface 30 b of the light guide 35.
  • the prism 32 is recessed on the exit surface 30b and has a cross-sectional shape such as an arc, an elliptical arc, other curves, or a triangle.
  • the light emitted from the light source 21 and incident from the incident surface 30a is diffused and reflected by the prism 32 in the longitudinal direction (X direction) of the incident surface 30a.
  • the incident light can be made uniform by diffusing the light incident from the plurality of light sources 21 composed of LEDs that emit point light in the X direction.
  • the prism 32 may be omitted.
  • a plurality of prisms 33 (first prisms) arranged in the Y direction are provided between the adjacent prisms 32 on the light exit surface 30 b of the light guide plate 30.
  • a horizontal plane 34 parallel to the XY plane is provided between the prisms 33 adjacent in the Y direction.
  • the prism 33 may be formed continuously and the horizontal plane 34 may be omitted.
  • the prism 33 has a vertical surface 33a perpendicular to the XY plane and an inclined surface 33b (first inclined surface) inclined in the YZ plane.
  • the inclined surface 33b is inclined in a direction approaching the low refractive index layer 36 as it is away from the incident surface 30a, and has a predetermined inclination angle ⁇ with respect to a direction (Y direction) orthogonal to the incident surface 30a.
  • the inclination angle ⁇ is preferably an angle of 5 ° or less, more preferably an angle of 0.1 ° to 3 °.
  • the length of the inclined surface 33b in the Y direction is preferably 0.25 mm or less, and more preferably 0.01 mm to 0.10 mm.
  • the low refractive index layer 36 is adjacent to the back surface 35a of the light guide 35 and has a lower refractive index than the light guide 35.
  • the low refractive index layer 36 is formed of a resin containing hollow particles such as a fluorine-based acrylate or a nano-sized inorganic filler.
  • the refractive index n2 of the low refractive index layer 36 is preferably less than 1.42, more preferably 1.10 to 1.35. Further, it is preferable that a relationship of n1 / n2> 1.18 is established between the refractive index n1 of the light guide 35 and the refractive index n2 of the low refractive index layer 36.
  • the refractive index n2 can be about 1.35.
  • the refractive index n2 can be made 1.30 or less.
  • the condensing part 37 is adjacent to the low refractive index layer 36 and has the same or larger refractive index than the low refractive index layer 36. Therefore, the condensing part 37 may be formed of the same member as the low refractive index layer 36.
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view perpendicular to the incident surface 30 a of the light collecting portion 37.
  • the prism 38 has a vertical surface 38a perpendicular to the XY plane and an inclined surface 38b (second inclined surface) inclined in the YZ plane.
  • the inclined surface 38b is inclined in a direction approaching the low refractive index layer 36 as the distance from the incident surface 30a increases, and has a predetermined inclination angle ⁇ with respect to the Z direction.
  • the length of the inclined surface 38b in the Y direction is about 0.1 mm or less, preferably about 0.01 mm to about 0.025 mm.
  • the inclination angle ⁇ is the apex angle of the prism 38, and is preferably 40 ° to 50 °.
  • the vertical surface 38a may be formed inclined with respect to the Y direction. At this time, the apex angle of the prism 38 may be set to 40 ° to 50 °.
  • the light emitted from the light source 21 has the highest intensity in the front direction (Y direction) of the light source 21 and spreads in the X direction and the Z direction with respect to the front direction (Y direction).
  • Light emitted from the light source 21 is refracted when entering the incident surface 30 a of the light guide 35. If the refraction angle at this time is ⁇ 0 and the critical angle between the light guide 35 and the air is ⁇ 1, ⁇ 0 ⁇ 1.
  • the light incident from the incident surface 30a of the light guide part 35 is reflected and guided between the exit surface 30b and the back surface 35a.
  • Light traveling from the incident surface 30a toward the exit surface 30b is incident on the horizontal surface 34 or the inclined surface 33b.
  • the incident angle of light incident on the horizontal plane 34 is 90 ° ⁇ 1 or more.
  • the incident angle ⁇ 1 of the incident light Q1 incident on the inclined surface 33b is 90 ° ⁇ 1- ⁇ or more.
  • the light Q3 reflected by the back surface 35a is incident on the exit surface 30b.
  • the incident angle of the light incident on the horizontal plane 34 is ⁇ 2
  • the incident angle ⁇ 3 of the light incident on the inclined surface 33b is 90 ° ⁇ 1 ⁇ 3 ⁇ ⁇ or more.
  • light incident on the emission surface 30b at an incident angle smaller than the critical angle ⁇ 1 is emitted from the emission surface 30b, and light incident at an incident angle larger than the critical angle ⁇ 1 is totally reflected.
  • the light Q4 reflected by the inclined surface 33b enters the back surface 35a at an incident angle ⁇ 4.
  • the incident angle ⁇ 4 is 90 ° ⁇ 1 ⁇ 4 ⁇ ⁇ or more.
  • the light incident on the back surface 35a with an incident angle smaller than the critical angle ⁇ 2 enters the low refractive index layer 36, and the light incident on the back surface 35a with an incident angle larger than the critical angle ⁇ 2 is totally reflected.
  • the light that is guided through the light guide 35 is gradually reduced in the incident angle of the exit surface 30b and the back surface 35a due to the reflection of the inclined surface 33b.
  • the incident angle at the interface between the light guide 35 and the low refractive index layer 36 decreases by 2 ⁇ ⁇ , and enters the low refractive index layer 36 when it becomes smaller than the critical angle ⁇ 2. For this reason, the range of incident angles of light incident on the low refractive index layer 36 from the light guide 35 is ⁇ 2 to ⁇ 2-2 ⁇ ⁇ .
  • the light incident on the low refractive index layer 36 passes through the low refractive index layer 36 and enters the light collecting portion 37.
  • the refractive index n3 of the light condensing part 37 is the same as or larger than the refractive index n2 of the low refractive index layer 36, total reflection at the interface between the low refractive index layer 36 and the light converging part 37 does not occur.
  • the light incident on the condensing unit 37 enters the inclined surface 38b (see FIG. 5) of the prism 38.
  • Light incident on the inclined surface 38b at an incident angle larger than the critical angle ⁇ 3 between the light collecting portion 37 and air is totally reflected in the direction of the exit surface 30b.
  • the light incident on the inclined surface 38b at an incident angle smaller than the critical angle ⁇ 3 is refracted and emitted from the condensing unit 37, and is refracted and incident again from the vertical surface 38a to the condensing unit 37.
  • the light is refracted and the incident angle of the inclined surface 38b gradually increases, so that the light is totally reflected by the inclined surface 38b.
  • the light reflected by the inclined surface 38b is emitted from the emission surface 30b.
  • the directivity angle of the light emitted from the emission surface 30b can be narrowed down to the direction (Y direction) orthogonal to the ridgelines of the prisms 33 and 38.
  • the light Q5 traveling from the incident surface 30a toward the back surface 35a of the light guide 35 is repeatedly reflected between the light exit surface 30b and the back surface 35a and enters the low refractive index layer 36. . Then, the light is reflected by the inclined surface 38b of the prism 38 and is emitted from the emission surface 30b.
  • the incident angle of the light guide portion 35 with respect to the light guiding low refractive index layer 36 is decreased by 2 ⁇ ⁇ , and sequentially enters the low refractive index layer 36 and is emitted from the emission surface 30b.
  • emitted from the end surface 30c (refer FIG. 4) facing the entrance plane 30a can be decreased.
  • the casing 25 can be thinned to narrow the frame of the lighting device 20, and the lighting device 20 and the display device 1 can be downsized.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view in which the vicinity of the incident surface 30a of the light guide plate 30 is enlarged and perpendicular to the incident surface 30a.
  • Light P1 emitted from the light source 21 and incident on the emission surface 30b in the vicinity of the incidence surface 30a at an incident angle smaller than the critical angle ⁇ 1 is emitted from the emission surface 30b.
  • the light shielding member 26 is disposed on the exit surface 30b in the vicinity of the incident surface 30a, the light P1 is absorbed by the light shielding member 26. This prevents the brightness of the exit surface 30b near the entrance surface 30a from increasing.
  • the light emitted from the light source 21 (miscellaneous light) is directly incident on the condensing unit 37 without being incident on the incident surface 30a. Thereafter, the light P ⁇ b> 5 emitted from the back surface of the light collecting portion 37 toward the reflecting member 24 is absorbed by the tape-like member 27. Thereby, the light P5 does not return into the light guide 35. Therefore, it is possible to prevent the luminance of the exit surface 30b near the entrance surface 30a from increasing.
  • Part of the light incident on the incident surface 30a from the light source 21 reaches the back surface 35a in the vicinity of the incident surface 30a.
  • Light incident on the back surface 35a at an incident angle smaller than the critical angle ⁇ 2 enters the low refractive index layer 36.
  • the light refracted by the low refractive index layer 36 enters the light collecting portion 37 and is emitted from the back surface of the light collecting portion 37.
  • the light P ⁇ b> 4 emitted from the back surface of the light collecting unit 37 is absorbed by the tape-like member 27.
  • the light P4 does not return into the light guide 35. Therefore, it is possible to prevent the luminance of the exit surface 30b near the entrance surface 30a from increasing.
  • the light incident on the inclined surface 38b at an incident angle smaller than the critical angle ⁇ 3 is refracted and emitted from the condensing unit 37, and is refracted and incident again from the vertical surface 38a to the condensing unit 37. Then, the light P3 totally reflected by the inclined surface 38b returns to the light guide 35 and travels toward the exit surface 30b in the vicinity of the entrance surface 30a. At this time, since the light shielding member 26 is disposed on the exit surface 30b in the vicinity of the incident surface 30a, the light P3 is absorbed by the light shielding member 26. This prevents the brightness of the exit surface 30b near the entrance surface 30a from increasing.
  • the incident angle of the light reaching the back surface 35a of the light guide 35 to the back surface 35a is likely to be smaller than the critical angle ⁇ 2 between the light guide 35 and the low refractive index layer 36. . Therefore, in the light guide plate 30 in the vicinity of the incident surface 30a, more light is transmitted through the low refractive index layer 36 and incident on the light collecting portion 37 than in the portion other than the vicinity of the incident surface 30a. Therefore, in the vicinity of the incident surface 30a, the amount of light emitted from the back surface of the light collecting unit 37 is larger than that in the portion other than the vicinity of the incident surface 30a.
  • the tape-shaped member 27 absorbs part of the light emitted from the back surface of the light collecting portion 37, the luminance of the emission surface 30b near the incidence surface 30a is the luminance of the emission surface 30b other than the vicinity of the incidence surface 30a. Can be prevented.
  • a black double-sided adhesive tape made of polyester having a light transmittance of 0.09% was used as the tape-like member 27, and the luminance reduction effect of the exit surface 30b in the vicinity of the entrance surface 30a was examined.
  • the distance in the direction parallel to the optical axis direction of the light source 21 (distance in the Y direction) between the incident surface 30a and the display area A (see FIG. 2) is set to 5.8 mm, and the light collecting unit near the incident surface 30a.
  • a tape-like member 27 was attached to the back side of the plate 37.
  • the tape-like member 27 was arranged so that one end of the tape-like member 27 overlapped the incident surface 30a in plan view, and the length of the tape-like member 27 in the Y direction was 4.9 mm.
  • the brightness of the exit surface 30b near the entrance surface 30a can be reduced by about 15% compared to the case where the tape-like member 27 is not disposed.
  • the luminance of the exit surface 30b near the entrance surface 30a is further reduced.
  • the length of the tape-like member 27 (the length in the Y direction) is set so that the tape-like member 27 is not visually recognized from the screen in consideration of the placement tolerance of the display panel 10, the processing tolerance of the tape-like member 27, and the sticking tolerance. desirable.
  • Each tolerance described above is generally ⁇ 0.2 mm.
  • the light guide 35 having the entrance surface 30a and the exit surface 30b, the low refractive index layer 36 having a lower refractive index than the light guide 35 adjacent to the back surface of the light guide 35, and the low refraction.
  • a tape-like member 27 (second light absorption) that has a condensing portion 37 formed on a surface opposite to the exit surface 30 b with respect to the rate layer 36 and absorbs light emitted from the back surface of the condensing portion 37. are provided in the vicinity of the incident surface 30 a of the light guide 35.
  • FIG. 7 shows a cross-sectional view perpendicular to the incident surface 30a by enlarging the vicinity of the incident surface 30a of the light guide plate 30 of the illumination device 20 of the modification of the first embodiment.
  • the tape-shaped member 27 covers a portion near the incident surface 30 a and a portion other than the vicinity of the incident surface 30 a. That is, the reflecting member 24 is not disposed on the back side of the tape-like member 27.
  • the lighting device 20 can be thinned.
  • the tape-like member 27 may be disposed between the low refractive index layer 36 near the incident surface 30 and the light collecting portion 37. Thereby, the tape-shaped member 27 can absorb more light transmitted through the low refractive index layer 36. Therefore, it is possible to more reliably prevent the luminance of the exit surface 30b near the entrance surface 30a from increasing.
  • FIG. 8 shows a cross-sectional view perpendicular to the incident surface 30a by enlarging the vicinity of the incident surface 30a of the light guide plate 30 of the lighting device 20 of the present embodiment.
  • the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals.
  • This embodiment is different from the first embodiment in that the tape-like member 27 is omitted and light-shielding printing is applied to the end of the reflecting member 24. Other parts are the same as those in the first embodiment.
  • a light-shielding printing part 28 (second light absorbing part) is provided.
  • the light-shielding printing unit 28 is formed by printing on the reflection member 24 using, for example, black paint.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • the tape-like member 27 is not necessary. Thereby, the number of parts can be reduced. Therefore, the manufacturing cost of the lighting device 20 can be reduced.
  • the lighting device 20 can be thinned.
  • FIG. 9 shows a cross-sectional view perpendicular to the incident surface 30a by enlarging the vicinity of the incident surface 30a of the light guide plate 30 of the lighting device 20 of the present embodiment.
  • the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals.
  • This embodiment is different from the first embodiment in that the tape-like member 27 is omitted.
  • casing 25 of this embodiment differs from 1st Embodiment. Other parts are the same as those in the first embodiment.
  • the extension part 25a (2nd light absorption part) is provided in the back side of the condensing part 37 vicinity of the entrance plane 30a.
  • the extending portion 25 a is formed by a part of the housing 25, and extends toward the light guide plate 30 from the surface opposite to the light guide plate 30 with respect to the light source 21 of the housing 25.
  • the extension part 25 a covers the back side of the light collecting part 37 in the vicinity of the incident surface 30 a, and is formed of a light absorbing material such as a resin molded product containing a black pigment, like the case 25.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • casing 25 which accommodates the light source 21 and the light-guide plate 30 is provided, and the extending part 25a (2nd light absorption part) is formed by making the housing
  • the tape-shaped member 27 becomes unnecessary, the number of parts can be reduced.
  • the number of manufacturing steps can be reduced. Therefore, the manufacturing cost of the lighting device 20 can be further reduced.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view perpendicular to the incident surface 30a in which the vicinity of the incident surface 30a of the light guide plate 30 of the illumination device 20 of the fourth embodiment is enlarged.
  • the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals.
  • the present embodiment is different from the first embodiment in that a filler 29 is filled between the light collecting portion 37 and the tape-like member 27 (second light absorbing portion). Other parts are the same as those in the first embodiment.
  • a filler 29 is filled between the back surface of the prism 38 in the vicinity of the incident surface 30 a and the tape-like member 27.
  • the filler 29 is formed of a synthetic resin having the same refractive index as that of the light collecting portion 37.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • a filler 29 having the same refractive index as that of the condensing part 37 is filled between the condensing part 37 and the tape-like member 27 (second light absorbing part).
  • the light emitted from the back surface of the light collecting portion 37 passes through the filler 29 without being refracted and is absorbed by the tape-like member 27. Therefore, it is possible to prevent the light emitted from the back surface of the light collecting unit 37 from entering the light collecting unit 37 again. As a result, it is possible to more reliably prevent the luminance of the exit surface 30b near the entrance surface 30a from increasing.
  • the filler 29 of the present embodiment may be applied to the second and third embodiments.
  • the prism 33 may be provided at the interface between the light guide 35 and the low refractive index layer 36. Further, the prism 32 may be provided so as to protrude from the light exit surface 30 b of the light guide plate 30.
  • the illuminating device 20 may be used as a lighting fixture which illuminates indoor or the outdoors.
  • a lighting device such as a lighting device or a lighting fixture provided with a light guide plate
  • a display device such as a liquid crystal display device using the lighting device.

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Abstract

　光源２１と、光源２１に対向する入射面３０ａを側端面に有するとともに入射面３０ａから入射した光を導光して前面に配される出射面３０ｂから照明光を出射する導光板３０と、導光板３０の背面に対向して配される反射部材２４と、入射面３０ａの近傍に配されて出射面３０ｂから出射される光を吸収する遮光部材２６とを備えた照明装置２０において、導光板３０が、入射面３０ａ及び出射面３０ｂを有するとともに傾斜面３３ｂを含むプリズム３３を光軸方向Ｘに並設した導光部３５と、導光部３５の背面３５ａに隣接して導光部３５よりも屈折率の小さい低屈折率層３６と、低屈折率層３６に対して出射面３０ｂと反対側の面に形成されるとともに傾斜面３８ｂを含むプリズム３８を光軸方向Ｘに並設した集光部３７とを有し、集光部３７の背面から出射される光を吸収するテープ状部材２７を入射面３０ａの近傍に設けた。

Description

照明装置及びそれを備えた表示装置
　本発明は、導光板を有する照明装置及びそれを備えた表示装置に関する。
　従来の表示装置は特許文献１に開示されている。この表示装置は照明装置と液晶表示パネルとを備える。照明装置から出射された照明光により液晶表示パネルを照射して画像が表示される。
　照明装置は、蛍光ランプからなる光源、導光板、拡散シート、反射シート及びランプリフレクタを有する。導光板は前面及び背面が平面に形成された平面視略矩形の樹脂成形品から成り、光源に対向する入射面を側面に有して前面に照明光の出射面が形成される。光源から出射された光が導光板の入射面から入射して導光し、導光板の出射面から照明光が出射される。
　拡散シートは導光板の出射面に対向して配され、出射面から出射された光を拡散する。反射シートは導光板の背面に対向して配され、導光板の背面から出射される光を反射して導光板に戻す。ランプリフレクタは光源を包囲するように配されて光源からの光を導光板の入射面に向けて反射する。
　ランプリフレクタの一端部は黒色顔料を含有した両面粘着テープによって導光板の入射面近傍の出射面に接着され、他端部は反射シートの背面側に配される。反射シートの一端部は黒色顔料を含有した両面粘着テープによって導光板の入射面近傍の背面に接着される。
　上記構成の照明装置を駆動させると、光源から出射された光は導光板の入射面から導光板内に入射する。入射面近傍の導光板内は光量が多いが、導光板の入射面近傍の出射面及び導光板の入射面近傍の背面に到達した光は両面粘着テープによって吸収される。これにより、入射面近傍の出射面の輝度が入射面近傍以外の出射面の輝度よりも著しく高くなることを防止できる。従って、出射面から出射される照明光の輝度ムラを防止できる。
特開平９－３２９７１０号公報（第３頁、第１図～第３図）
　しかしながら、上記従来の表示装置の照明装置によると、導光板の入射面近傍の背面に到達した光は両面粘着テープによって吸収される。このため、導光板内を導光する光量が減少する。従って、照明装置の出射面全体の輝度が低下するという問題があった。
　本発明は、出射面から出射される照明光の輝度ムラを防止するとともに出射面全体の輝度を向上できる照明装置及びそれを備えた表示装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために本発明は、光源と、前記光源に対向する入射面を側端面に有するとともに前記入射面から入射した光を導光して前面に配される出射面から照明光を出射する導光板と、前記導光板の背面に対向して配される反射部材と、前記入射面の近傍に配されて前記出射面から出射される光を吸収する第１光吸収部とを備えた照明装置において、前記導光板が、前記入射面及び前記出射面を有するとともに第１傾斜面を含む第１プリズムを前記光源の光軸方向に並設した導光部と、前記導光部の背面に隣接して前記導光部よりも屈折率の小さい低屈折率層と、前記低屈折率層に対して前記出射面と反対側の面に形成されるとともに第２傾斜面を含む第２プリズムを前記光軸方向に並設した集光部とを有し、前記集光部の背面から出射される光を吸収する第２光吸収部を前記入射面の近傍に設けたことを特徴としている。
　この構成によると、光源から出射された光は入射面から導光板の導光部に入射する。導光部に入射した光は前面の出射面及び背面で反射して導光する。導光部の導光は第１傾斜面での反射によって出射面及び背面の入射角が徐々に大きくなる。導光部の背面に臨界角よりも小さい入射角で入射した光は低屈折率層に入射する。この時、第１傾斜面で反射して入射角が臨界角よりも小さくなった光が低屈折率層に入射し、臨界角よりも大きい光は第１傾斜面で再度反射して入射角が臨界角よりも小さくなると低屈折率層に入射する。これにより、低屈折率層に入射する光の入射角は第１傾斜面の傾斜角に応じて所定範囲に絞られる。低屈折率層に入射して第２傾斜面に臨界角よりも大きい入射角で入射した光は出射面の方向に反射し、導光部を透過して出射面から出射される。また、第２傾斜面に臨界角よりも小さい入射角で入射した光は集光部から出射する際に第２傾斜面で屈折し、集光部に再度入射する。そして、第２傾斜面の入射角が臨界角よりも大きくなると出射面の方向に反射する。この時、入射面近傍で集光部の背面から出射された光の一部は導光部の入射面の近傍で第２光吸収部によって吸収される。
　また本発明は、上記構成の照明装置において、黒色顔料を含有したテープ状部材により第２光吸収部を形成すると好ましい。この構成によると、入射面近傍で集光部の背面から出射された光の一部は導光部の入射面近傍でテープ状部材によって吸収される。
　また本発明は、上記構成の照明装置において、前記反射部材の端部に遮光印刷を施すことにより第２光吸収部を形成すると好ましい。この構成によると、入射面近傍で集光部の背面から出射された光の一部は導光部の入射面近傍で反射部材の端部によって吸収される。
　また本発明は、上記構成の照明装置において、前記光源と前記導光板とを収納する筐体を備え、前記筐体に黒色顔料を含有させることにより第２光吸収部を形成すると好ましい。この構成によると、入射面近傍で集光部の背面から出射された光の一部は導光部の入射面近傍で筐体によって吸収される。
　また本発明は、上記構成の照明装置において、前記集光部の屈折率と同じ屈折率を有する充填剤を前記集光部と第２光吸収部との間に充填するとより好ましい。この構成によると、入射面近傍で集光部の背面から出射された光は集光部に再度入射することなく第２光吸収部によって吸収される。
　また本発明の表示装置は、上記各構成の照明装置と、前記導光板の出射面に対向して配置される表示パネルとを備えたことを特徴としている。
　本発明によると、入射面及び出射面を有する導光部と、導光部の背面に隣接して導光部よりも屈折率の小さい低屈折率層と、低屈折率層に対して出射面と反対側の面に形成される集光部とを有し、集光部の背面から出射される光を吸収する第２光吸収部を導光部の入射面の近傍に設けている。これにより、入射面近傍で集光部の背面から出射された光の一部が入射面近傍の出射面に向かうことを防止できる。従って、入射面近傍の出射面の輝度が入射面近傍以外の出射面の輝度よりも高くなることを防止できる。その結果、出射面から出射される照明光の輝度ムラが防止される。
　この時、入射面近傍の導光部の背面に到達した光の一部は低屈折率層に入射することなく導光部の背面で全反射される。これにより、入射面近傍の導光部の背面で全反射された光は第２光吸収部に吸収されることなく、導光部内を入射面近傍から離れる方向に導光して出射面から出射される。従って、出射面全体の輝度を向上させることができる。
本発明の第１実施形態の表示装置を示す斜視図 本発明の第１実施形態の表示装置を示す側面断面図 本発明の第１実施形態の表示装置の照明装置の導光板を示す斜視図 本発明の第１実施形態の表示装置の照明装置の導光板の入射面に垂直な断面を示す断面図 本発明の第１実施形態の表示装置の照明装置の導光板の集光部の入射面に垂直な断面を示す断面図 本発明の第１実施形態の表示装置の照明装置の導光板の入射面近傍を拡大して入射面に垂直な断面を示す断面図 本発明の第１実施形態の変形例の表示装置の照明装置の導光板の入射面近傍を拡大して入射面に垂直な断面を示す断面図 本発明の第２実施形態の表示装置の照明装置の導光板の入射面近傍を拡大して入射面に垂直な断面を示す断面図 本発明の第３実施形態の表示装置の照明装置の導光板の入射面近傍を拡大して入射面に垂直な断面を示す断面図 本発明の第４実施形態の表示装置の照明装置の導光板の入射面近傍を拡大して入射面に垂直な断面を示す断面図
　以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１、図２は第１実施形態の表示装置を示す斜視図及び側面断面図である。表示装置１は表示パネル１０と照明装置２０とを備えている。表示パネル１０は液晶表示パネルから成り、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチング素子を含むアクティブマトリックス基板１１と、アクティブマトリックス基板１１に対向する対向基板１２とを有する。アクティブマトリックス基板１１と対向基板１２との間には液晶１４が注入される。アクティブマトリックス基板１１の受光面側及び対向基板１２の出射面側にはそれぞれ偏光フィルム１３が配される。
　液晶表示パネル１０は表示領域Ａと非表示領域ＮＡとを有する。表示領域Ａは画像を表示する領域であり、非表示領域ＮＡは画像を表示しない領域である。非表示領域ＮＡは表示領域Ａの周囲に形成される。
　照明装置２０は筐体２５、光源２１及び導光板３０を備える。筐体２５は中央部が開口した枠状に形成され、光源２１及び導光板３０を収納する。筐体２５の下面の開口部はシート状の反射部材２４により覆われる。筐体２５は黒色顔料を含有した樹脂成形品等の光吸収材により形成される。樹脂や金属等の基材上に黒色塗料等の光吸収材を塗布して筐体２５を形成してもよい。光源２１はＬＥＤ（発光ダイオード：Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）から成り、複数の光源２１が一方向（Ｘ方向）に並設される。
　導光板３０は透明樹脂等によって平面視矩形形状に形成される。導光板３０の側面は光源２１に対向して光源２１の出射光が入射する入射面３０ａを形成し、表示パネル１０に対向する前面は照明光を出射する出射面３０ｂを形成する。
　以下の説明において、入射面３０ａの長手方向をＸ方向、Ｘ方向に直交する光源２１の光軸方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向に直交する導光板３０の出射方向をＺ方向とする。
　反射部材２４は導光板３０の背面から出射される光を反射して導光板３０内に戻す。反射部材２４によって光の利用効率を向上させることができる。
　導光板３０の出射面３０ｂの周部にはシート状の遮光部材２６（第１光吸収部）が配される。遮光部材２６は中央部が開口した枠状に形成される。遮光部材２６は例えばポリエステル（ＰＥＴ：Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）により形成され、黒色顔料を含有している。遮光部材２６の片面には粘着剤（不図示）が配され、粘着剤により遮光部材２６は出射面３０ｂに貼着される。なお、両面に粘着剤を配した両面粘着テープにより遮光部材２６を形成してもよい。
　入射面３０ａ近傍の導光板３０の背面外側にはテープ状部材２７（第２光吸収部）が配されている。テープ状部材２７の片面には粘着剤（不図示）が配され、粘着剤によりテープ状部材２７は導光板３０の背面外側に貼着される。なお、導光板３０の背面外側ではなく、反射部材２４の前面にテープ状部材２７を貼着してもよい。
　テープ状部材２７は例えばポリエステルにより形成され、黒色顔料を含有している。なお、テープ状部材２７は両面に粘着剤を配した両面粘着テープであってもよい。また、テープ状部材２７に粘着剤を配さずに導光板３０と反射部材２４とによりテープ状部材２７を挟持してもよい。
　図３、図４は照明装置２０の導光板３０の斜視図及び側面断面図を示している。導光板３０はＺ方向に積層された導光部３５、低屈折率層３６及び集光部３７を有している。導光部３５はアクリルやポリカーボネート等の透明樹脂等により形成され、入射面３０ａ及び出射面３０ｂを有して光源２１から入射した光を導光する。
　導光部３５の屈折率ｎ１は１．４２以上であるのが好ましく、１．５９～１．６５であればより好ましい。導光部３５をアクリルにより形成すると、屈折率ｎ１を約１．４９にすることができる。また、導光部３５をポリカーボネートにより形成すると、屈折率ｎ１を約１．５９にすることができる。導光部３５をアクリルにより形成すると、ポリカーボネートにより形成した場合に比して透光性をより向上させることができる。
　導光部３５の出射面３０ｂにはＹ方向に延びる複数のプリズム３２（第３プリズム）がＸ方向に並設される。プリズム３２は出射面３０ｂ上に凹設され、円弧、楕円弧その他の曲線や三角形等の断面形状を有している。
　光源２１から出射して入射面３０ａから入射した光はプリズム３２によって入射面３０ａの長手方向（Ｘ方向）に拡散して反射される。これにより、点発光するＬＥＤから成る複数の光源２１から入射した光をＸ方向に拡散して照明光を均一化することができる。なお、光源２１が入射面３０ａの長手方向に延びる線状に形成される場合はプリズム３２を省いてもよい。
　導光板３０の出射面３０ｂの隣接するプリズム３２間には、Ｙ方向に並設される複数のプリズム３３（第１プリズム）が設けられる。Ｙ方向に隣接するプリズム３３間にはＸ－Ｙ面に平行な水平面３４が設けられる。なお、プリズム３３を連続して形成して水平面３４を省いてもよい。
　プリズム３３はＸ－Ｙ面に垂直な垂直面３３ａとＹ－Ｚ面内で傾斜した傾斜面３３ｂ（第１傾斜面）とを有している。傾斜面３３ｂは入射面３０ａから離れるに従って低屈折率層３６に近づく方向に傾斜し、入射面３０ａに直交する方向（Ｙ方向）に対して所定の傾斜角βを有する。傾斜角βは５°以下の角度であるのが好ましく、０．１°～３°の角度であればより好ましい。また、傾斜面３３ｂのＹ方向の長さは０．２５ｍｍ以下であるのが好ましく、０．０１ｍｍ～０．１０ｍｍであればより好ましい。
　低屈折率層３６は導光部３５の背面３５ａに隣接し、導光部３５よりも低い屈折率を有している。低屈折率層３６はフッ素系のアクリレートや、ナノサイズの無機フィラー等の中空粒子が含有された樹脂等により形成される。低屈折率層３６の屈折率ｎ２は１．４２未満であるのが好ましく、１．１０～１．３５であればより好ましい。また、導光部３５の屈折率ｎ１と低屈折率層３６の屈折率ｎ２との間には、ｎ１／ｎ２＞１．１８の関係が成り立つことが好ましい。
　低屈折率層３６をフッ素系のアクリレートにより形成すると、屈折率ｎ２を約１．３５にすることができる。低屈折率層３６を中空粒子を含有した樹脂により形成すると、屈折率ｎ２を１．３０以下にすることができる。
　集光部３７は低屈折率層３６に隣接し、低屈折率層３６に対して同じまたは大きい屈折率を有している。従って、集光部３７を低屈折率層３６と同一部材により形成してもよい。
　集光部３７の背面にはＸ方向に延びてＹ方向に並設される複数のプリズム３８（第２プリズム）が設けられる。図５は集光部３７の入射面３０ａに垂直な断面図を示している。プリズム３８はＸ－Ｙ面に垂直な垂直面３８ａとＹ－Ｚ面内で傾斜した傾斜面３８ｂ（第２傾斜面）とを有している。傾斜面３８ｂは入射面３０ａから離れるに従って低屈折率層３６に近づく方向に傾斜し、Ｚ方向に対して所定の傾斜角γを有する。
　傾斜面３８ｂのＹ方向の長さは約０．１ｍｍ以下であり、約０．０１ｍｍ～約０．０２５ｍｍであることが好ましい。傾斜角γはプリズム３８の頂角となり、４０°～５０゜であるのが好ましい。なお、垂直面３８ａをＹ方向に対して傾斜して形成してもよい。この時、プリズム３８の頂角を４０°～５０゜にするとよい。
　上記構成の表示装置１において、光源２１から出射された光は光源２１の正面方向（Ｙ方向）に最も高い強度を有し、正面方向（Ｙ方向）に対してＸ方向及びＺ方向に広がる。光源２１の出射光は導光部３５の入射面３０ａに入射する際に屈折する。この時の屈折角をθ０とし、導光部３５と空気との臨界角をφ１とすると、θ０＜φ１となる。φ１はａｒｃｓｉｎ（１／ｎ１）であり、例えば、ｎ１＝１．５９とすると、φ１＝３９゜である。すなわち、入射面３０ａから入射した光のＹ方向に対するＸ方向及びＺ方向の広がり角が±φ１になる。
　導光部３５の入射面３０ａから入射した光は出射面３０ｂと背面３５ａとの間で反射して導光する。入射面３０ａから出射面３０ｂに向かう光は水平面３４または傾斜面３３ｂに入射する。水平面３４に入射する光の入射角は９０°－φ１以上である。傾斜面３３ｂに入射する入射する光Ｑ１の入射角θ１は９０°－φ１－β以上である。
　この時、出射面３０ｂに臨界角φ１よりも小さい入射角で入射した光が出射面３０ｂから出射され、臨界角φ１よりも大きい入射角で入射した光は全反射する。傾斜面３３ｂで反射した光Ｑ２は背面３５ａに入射角θ２で入射する。入射角θ２は９０°－φ１－２・β以上である。この時、導光部３５と低屈折率層３６との臨界角φ２よりも小さい入射角で背面３５ａに入射した光は低屈折率層３６に入射する。また、臨界角φ２よりも大きい入射角で背面３５ａに入射した光は全反射する。臨界角φ２＝ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎ１）であり、例えば、ｎ１＝１．５９、ｎ２＝１．３５とすると、φ２＝５８゜である。
　背面３５ａで反射した光Ｑ３は出射面３０ｂに入射する。この時、水平面３４に入射する光の入射角はθ２であり、傾斜面３３ｂに入射する光の入射角θ３は９０°－φ１－３・β以上である。上記と同様に、出射面３０ｂに臨界角φ１よりも小さい入射角で入射した光が出射面３０ｂから出射され、臨界角φ１よりも大きい入射角で入射した光は全反射する。
　この時、傾斜面３３ｂで反射した光Ｑ４は背面３５ａに入射角θ４で入射する。入射角θ４は９０°－φ１－４・β以上である。そして、臨界角φ２よりも小さい入射角で背面３５ａに入射した光は低屈折率層３６に入射し、臨界角φ２よりも大きい入射角で背面３５ａに入射した光は全反射する。
　すなわち、導光部３５を導光する光は傾斜面３３ｂの反射によって出射面３０ｂ及び背面３５ａの入射角が徐々に小さくなる。そして、導光部３５と低屈折率層３６との界面の入射角は２・βずつ小さくなり、臨界角φ２よりも小さくなると低屈折率層３６に入射する。このため、導光部３５から低屈折率層３６に入射する光の入射角の範囲はφ２～φ２－２・βになる。
　低屈折率層３６に入射した光は低屈折率層３６を透過し、集光部３７に入射する。この時、集光部３７の屈折率ｎ３は低屈折率層３６の屈折率ｎ２に対して同じまたは大きいので、低屈折率層３６と集光部３７との界面での全反射は生じない。
　集光部３７に入射した光はプリズム３８の傾斜面３８ｂ（図５参照）に入射する。傾斜面３８ｂに集光部３７と空気との臨界角φ３よりも大きい入射角で入射した光は出射面３０ｂの方向に全反射する。臨界角φ３＝ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ３）である。例えば、ｎ１＝ｎ３＝１．５９とすると、φ３＝３９゜であり、ｎ１＝１．５９、ｎ２＝ｎ３＝１．３５とすると、φ３＝４８゜である。
　傾斜面３８ｂに臨界角φ３よりも小さい入射角で入射した光は集光部３７から屈折して出射され、垂直面３８ａから集光部３７に屈折して再度入射する。これにより、集光部３７に対して出射と入射を繰り返すと、光が屈折して傾斜面３８ｂの入射角が徐々に大きくなるため傾斜面３８ｂで全反射する。
　傾斜面３８ｂで反射した光は出射面３０ｂから出射される。これにより、出射面３０ｂから出射された光の指向角をプリズム３３、３８の稜線に直交する方向（Ｙ方向）に絞り込むことができる。
　また、図４において、入射面３０ａから導光部３５の背面３５ａに向かって進行する光Ｑ５も同様に、出射面３０ｂと背面３５ａとの間で反射を繰り返して低屈折率層３６に入射する。そして、プリズム３８の傾斜面３８ｂで反射して出射面３０ｂから出射される。
　上記により、導光部３５の導光の低屈折率層３６に対する入射角が２・βずつ小さくなり、順に低屈折率層３６に入射して出射面３０ｂから出射される。これにより、入射面３０ａに対向する端面３０ｃ（図４参照）から出射される光を少なくすることができる。
　このため、筐体２５を光吸収材により形成しても吸収される光が少なく、筐体２５の近傍における照明光の輝度低下を防止することができる。従って、筐体２５を薄型化して照明装置２０の狭額縁化を図り、照明装置２０及び表示装置１を小型化することができる。
　図６は導光板３０の入射面３０ａ近傍を拡大して入射面３０ａに垂直な断面図を示している。光源２１から出射されて入射面３０ａ近傍の出射面３０ｂに臨界角φ１よりも小さい入射角で入射する光Ｐ１は出射面３０ｂから出射される。この時、入射面３０ａ近傍の出射面３０ｂには遮光部材２６が配されているので、光Ｐ１は遮光部材２６によって吸収される。これにより、入射面３０ａ近傍の出射面３０ｂの輝度が高くなることが防止される。
　また、光源２１から出射された光の一部（雑光）は入射面３０ａに入射することなく集光部３７に直接入射する。その後、集光部３７の背面から反射部材２４へ向かって出射される光Ｐ５はテープ状部材２７によって吸収される。これにより、光Ｐ５は導光部３５内に戻らない。従って、入射面３０ａ近傍の出射面３０ｂの輝度が高くなることが防止される。
　光源２１から入射面３０ａに入射した光の一部は入射面３０ａ近傍の背面３５ａに到達する。臨界角φ２よりも小さい入射角で背面３５ａに入射した光は低屈折率層３６に入射する。そして、低屈折率層３６で屈折した光は集光部３７に入射し、集光部３７の背面から出射される。この時、集光部３７の背面から出射される光Ｐ４はテープ状部材２７によって吸収される。これにより、光Ｐ４は導光部３５内に戻らない。従って、入射面３０ａ近傍の出射面３０ｂの輝度が高くなることが防止される。
　傾斜面３８ｂに臨界角φ３よりも小さい入射角で入射した光は集光部３７から屈折して出射され、垂直面３８ａから集光部３７に屈折して再度入射する。そして、傾斜面３８ｂで全反射した光Ｐ３は導光部３５に戻り、入射面３０ａ近傍の出射面３０ｂに向かう。この時、入射面３０ａ近傍の出射面３０ｂには遮光部材２６が配されているので、光Ｐ３は遮光部材２６によって吸収される。これにより、入射面３０ａ近傍の出射面３０ｂの輝度が高くなることが防止される。
　一方、臨界角φ２よりも大きい入射角で背面３５ａに入射した光は低屈折率層３６に入射することなく背面３５ａで全反射する。この全反射した光Ｐ２は入射面３０ａ近傍から離れる方向（Ｙ方向）に導光部３５内を導光する。これにより、光Ｐ２はテープ状部材２７に吸収されることなく入射面３０ａ近傍以外の出射面３０ｂから出射される。従って、出射面３０ｂ全体の輝度を向上できる。
　入射面３０ａ近傍の導光板３０内では、導光部３５の背面３５ａに到達する光の背面３５ａへの入射角は導光部３５と低屈折率層３６との臨界角φ２よりも小さくなり易い。そのため、入射面３０ａ近傍の導光板３０内では低屈折率層３６を透過して集光部３７に入射する光が入射面３０ａ近傍以外の部分よりも多くなる。従って、入射面３０ａ近傍では集光部３７の背面から出射される光が入射面３０ａ近傍以外の部分よりも多くなる。本実施形態では集光部３７の背面から出射される光の一部をテープ状部材２７が吸収するので、入射面３０ａ近傍の出射面３０ｂの輝度が入射面３０ａ近傍以外の出射面３０ｂの輝度よりも高くなることを防止することができる。
　ここで、テープ状部材２７として光透過率が０．０９％のポリエステル製の黒色の両面粘着テープを使用し、入射面３０ａ近傍の出射面３０ｂの輝度の低減効果を調べた。入射面３０ａと表示領域Ａ（図２参照）との間の光源２１の光軸方向に平行な方向の距離（Ｙ方向の距離）を５．８ｍｍに設定し、入射面３０ａ近傍の集光部３７の背面側にテープ状部材２７を貼着した。この時、テープ状部材２７の一端が平面視で入射面３０ａに重なるようにテープ状部材２７を配置し、テープ状部材２７のＹ方向の長さを４．９ｍｍとした。その結果、テープ状部材２７を配置しない場合と比較して入射面３０ａ近傍の出射面３０ｂの輝度を１５％程度低減することができた。
　テープ状部材２７の光透過率をより低下させたり、テープ状部材２７の長さ（Ｙ方向の長さ）をより長くしたりすることにより、入射面３０ａ近傍の出射面３０ｂの輝度をさらに低下させることができる。ただし、テープ状部材２７の長さ（Ｙ方向の長さ）は表示パネル１０の配置公差、テープ状部材２７の加工公差及び貼付公差を考慮して画面からテープ状部材２７が視認されないようにすると望ましい。なお、上記の各公差は一般的に±０．２ｍｍとなる。
　本実施形態によると、入射面３０ａ及び出射面３０ｂを有する導光部３５と、導光部３５の背面に隣接して導光部３５よりも屈折率の小さい低屈折率層３６と、低屈折率層３６に対して出射面３０ｂと反対側の面に形成される集光部３７とを有し、集光部３７の背面から出射される光を吸収するテープ状部材２７（第２光吸収部）を導光部３５の入射面３０ａの近傍に設けている。これにより、入射面３０ａ近傍で集光部３７の背面から出射された光が入射面３０ａ近傍の出射面３０ｂに向かうことを防止できる。従って、入射面３０ａ近傍の出射面３０ｂの輝度が入射面３０ａ近傍以外の出射面３０ｂの輝度よりも高くなることを防止できる。その結果、出射面３０ｂから出射される照明光の輝度ムラが防止される。
　この時、入射面３０ａ近傍の導光部３５の背面３５ａに到達した光の一部は集光部３７に入射することなく背面３５ａで全反射される。これにより、入射面３０ａ近傍の導光部３５の背面３５ａで全反射された光は導光部３５内を入射面３０ａ近傍から離れる方向に導光して出射面３０ｂから出射される。従って、出射面３０ｂ全体の輝度を向上させることができる。
　図７は第１実施形態の変形例の照明装置２０の導光板３０の入射面３０ａ近傍を拡大して入射面３０ａに垂直な断面図を示している。筐体２５の下面のうち入射面３０ａ近傍部分はテープ状部材２７により覆われるとともに、入射面３０ａ近傍以外の部分は反射部材２４により覆われる。すなわち、テープ状部材２７の背面側には反射部材２４は配置されていない。
　この構成でも出射面３０ｂから出射される照明光の輝度ムラを防止できるとともに出射面３０ｂ全体の輝度を向上させることができる。また、集光部３７と反射部材２４との間にテープ状部材２７を配する必要がないため、照明装置２０の薄型化を図ることができる。
　また、テープ状部材２７を入射面３０近傍の低屈折率層３６と集光部３７との間に配してもよい。これにより、テープ状部材２７は低屈折率層３６を透過した光をより多く吸収することができる。従って、入射面３０ａ近傍の出射面３０ｂの輝度が高くなることをより確実に防止できる。
　次に、本発明の第２実施形態について説明する。図８は本実施形態の照明装置２０の導光板３０の入射面３０ａ近傍を拡大して入射面３０ａに垂直な断面図を示している。説明の便宜上、前述の図１～図６に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態ではテープ状部材２７を省き、反射部材２４の端部に遮光印刷を施している点で第１実施形態と異なっている。その他の部分は第１実施形態と同様である。
　反射部材２４の入射面３０ａ近傍部分には遮光印刷部２８（第２光吸収部）が設けられている。遮光印刷部２８は例えば黒色塗料を用いて反射部材２４に印刷することにより形成される。
　本実施形態によると、第１実施形態と同様な効果を得ることができる。また、反射部材２４の端部に遮光印刷部２８を形成しているので、テープ状部材２７が不要になる。これにより、部品点数を削減できる。従って、照明装置２０の製造コストを削減することができる。また、集光部３７と反射部材２４との間にテープ状部材２７を配する必要がないため、照明装置２０の薄型化を図ることができる。
　次に、本発明の第３実施形態について説明する。図９は本実施形態の照明装置２０の導光板３０の入射面３０ａ近傍を拡大して入射面３０ａに垂直な断面図を示している。説明の便宜上、前述の図１～図６に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態はテープ状部材２７を省いている点で第１実施形態と異なっている。また、本実施形態の筐体２５の構成は第１実施形態と異なっている。その他の部分は第１実施形態と同様である。
　入射面３０ａ近傍の集光部３７の背面側には延出部２５ａ（第２光吸収部）が設けられている。延出部２５ａは筐体２５の一部により形成され、筐体２５の光源２１に対して導光板３０と反対側の面から導光板３０に向かって延出している。延出部２５ａは入射面３０ａ近傍の集光部３７の背面側を覆い、筐体２５と同様に黒色顔料を含有した樹脂成形品等の光吸収材により形成される。
　本実施形態によると、第１実施形態と同様な効果を得ることができる。また、光源２１と導光板３０とを収納する筐体２５を備え、筐体２５に黒色顔料を含有させて延出部２５ａ（第２光吸収部）を形成している。これにより、テープ状部材２７が不要になるため、部品点数を削減できる。また、第２実施形態のように反射部材２４に遮光印刷を施す必要もないので、製造工数を削減することができる。従って、照明装置２０の製造コストをより削減することができる。
　次に、本発明の第４実施形態について説明する。図１０は第４実施形態の照明装置２０の導光板３０の入射面３０ａ近傍を拡大して入射面３０ａに垂直な断面図を示している。説明の便宜上、前述の図１～図６に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は集光部３７とテープ状部材２７（第２光吸収部）との間に充填剤２９を充填している点で第１実施形態と異なっている。その他の部分は第１実施形態と同様である。
　入射面３０ａ近傍のプリズム３８の背面とテープ状部材２７との間には充填剤２９が充填されている。充填剤２９は集光部３７と同じ屈折率を有する合成樹脂等により形成される。なお、充填剤２９を粘着性物質により形成すると充填作業が容易になるので好ましい。
　本実施形態によると、第１実施形態と同様な効果を得ることができる。また、集光部３７の屈折率と同じ屈折率を有する充填剤２９を集光部３７とテープ状部材２７（第２光吸収部）との間に充填している。これにより、集光部３７の背面から出射される光は屈折することなく充填剤２９を透過してテープ状部材２７によって吸収される。従って、集光部３７の背面から出射された光が集光部３７に再度入射することを防止できる。その結果、入射面３０ａ近傍の出射面３０ｂの輝度が高くなることをより確実に防止できる。なお、本実施形態の充填剤２９を第２、第３実施形態に適用してもよい。
　第１～第４実施形態において、プリズム３３を導光部３５と低屈折率層３６との界面に設けてもよい。また、プリズム３２を導光板３０の出射面３０ｂに突設してもよい。
　また、照明装置２０を屋内や屋外を照明する照明器具として用いてもよい。
　本発明によると、導光板を備えた照明装置や照明器具等の照明装置及び照明装置を用いた液晶表示装置等の表示装置に利用することができる。
　　　１　　表示装置
　　１０　　表示パネル
　　１１　　アクティブマトリックス基板
　　１２　　対向基板
　　１３　　偏光フィルム
　　２０　　照明装置
　　２１　　光源
　　２４　　反射部材
　　２５　　筐体
　　２５ａ　延出部（第２光吸収部）
　　２６　　遮光部材（第１光吸収部）
　　２７　　テープ状部材（第２光吸収部）
　　２８　　遮光印刷部（第２光吸収部）
　　２９　　充填剤
　　３０　　導光板
　　３０ａ　入射面
　　３０ｂ　出射面
　　３２　　プリズム（第３プリズム）
　　３３　　プリズム（第１プリズム）
　　３３ａ、３８ａ　垂直面
　　３３ｂ、３８ｂ　傾斜面
　　３４　　水平面
　　３５　　導光部
　　３６　　低屈折率層
　　３７　　集光部
　　３８　　プリズム（第２プリズム）

Claims (6)

  1. 　光源と、前記光源に対向する入射面を側端面に有するとともに前記入射面から入射した光を導光して前面に配される出射面から照明光を出射する導光板と、前記導光板の背面に対向して配される反射部材と、前記入射面の近傍に配されて前記出射面から出射される光を吸収する第１光吸収部とを備えた照明装置において、
    　前記導光板が、前記入射面及び前記出射面を有するとともに第１傾斜面を含む第１プリズムを前記光源の光軸方向に並設した導光部と、前記導光部の背面に隣接して前記導光部よりも屈折率の小さい低屈折率層と、前記低屈折率層に対して前記出射面と反対側の面に形成されるとともに第２傾斜面を含む第２プリズムを前記光軸方向に並設した集光部とを有し、
    　前記集光部の背面から出射される光を吸収する第２光吸収部を前記入射面の近傍に設けたことを特徴とする照明装置。
  2. 　黒色顔料を含有したテープ状部材により第２光吸収部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  3. 　前記反射部材の端部に遮光印刷を施すことにより第２光吸収部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  4. 　前記光源と前記導光板とを収納する筐体を備え、前記筐体に黒色顔料を含有させることにより第２光吸収部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  5. 　前記集光部の屈折率と同じ屈折率を有する充填剤を前記集光部と第２光吸収部との間に充填したことを特徴とする請求項１～請求項４のいずれかに記載の照明装置。
  6. 　請求項１～請求項５のいずれかに記載の照明装置と、前記導光板の前記出射面に対向して配置される表示パネルとを備えたことを特徴とする表示装置。
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