WO2017154799A1 - 照明装置及び表示装置 - Google Patents

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賢司 高瀬
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a lighting device and a display device. More specifically, the present invention relates to a lighting device suitable as a backlight of a liquid crystal display device, and a display device including the lighting device.
  • the liquid crystal panel In a liquid crystal display device which is a kind of display device, the liquid crystal panel itself does not emit light, and thus an illumination device is often provided. In this case, the liquid crystal panel has a role of controlling the transmission amount of light incident from the illumination device according to the input image signal.
  • the lighting device there are a direct-type backlight in which a light source is disposed directly under the liquid crystal panel, and an edge light type (side light) in which a light guide plate is disposed directly under the liquid crystal panel and a light source is disposed on the side of the light guide plate.
  • Type edge-light type backlights are mainly employed in small and medium-sized liquid crystal display devices.
  • LED substrate on which light emitting diodes (LEDs) as light sources are mounted in a line is arranged so as to face a side surface of a light guide plate.
  • the light emitted from the LED can be incident from the side surface of the light guide plate and can be emitted from the surface facing the liquid crystal panel by hitting the dots on the back surface of the light guide plate.
  • Patent Document 1 reflects light from an LED and guides it to a light incident surface of a light guide plate, and includes a fluorescent material that is excited by the light emission of the LED to emit fluorescence and convert the wavelength. It is disclosed that a reflective member is provided. Further, in Patent Document 2, in order to prevent unevenness of the planar light emitted from the light exit surface of the light guide plate, a light guide having a light diffusion portion is provided and diffused using this light guide. It is disclosed that light is incident on a light guide plate.
  • Patent Document 3 discloses a planar light source device that uses a light guide plate in the same manner as an edge light type backlight but does not arrange a light source on the side of the light guide plate.
  • LEDs of a plurality of colors are arranged on the back surface of a first light guide plate that emits incident light from one main surface, and these color lights are mixed in a plurality of second light guide plates. Thereafter, the light is incident on the first light guide plate.
  • Patent Documents 1 and 2 have a limitation in narrowing the frame because a space for arranging the light source is required on the side of the light guide plate.
  • the narrowing of the frame makes the luminance of the upper part of the light guide plate near the front of the point light source higher than other parts, and the display device display There was a risk of degrading the quality.
  • the light emission of the LED generally has the highest luminous intensity in the normal direction with respect to the light emitting surface.
  • the light incident angle is narrowed with respect to the normal direction due to the difference in refractive index between the air layer and the light guide plate, and the light is collected near the front of the point light source.
  • the light guide plate and the point light source are too close, the light from the point light source does not diffuse sufficiently and enters the light guide plate, and a bright spot is generated near the point light source of the light guide plate. It will end up.
  • polarizing plates are attached to the front and back surfaces of the liquid crystal panel, respectively, but half of the light emitted from the light source is absorbed by the polarizing plate on the back side of the liquid crystal panel. There was a problem that the utilization efficiency was lowered.
  • the present invention has been made in view of the above-described present situation, and provides an illumination device that is excellent in uniformity of luminance and light utilization efficiency and can be framed, and a display device including the illumination device. It is the purpose.
  • the present inventors have arranged a light source disposed behind the light guide plate, and the light emitted from the light source is disposed on the side of the light guide plate and the light source. It has been found that the frame can be narrowed without impairing the uniformity of the luminance by adopting a configuration in which the light is reflected by the reflecting surface and then incident on the side surface (light incident surface) of the light guide plate. Furthermore, the present inventors have found that the use efficiency of light can be improved by providing a reflective polarizing layer on the light incident surface of the light guide plate, and the present invention has been achieved.
  • a light guide plate a light guide plate, a light source disposed behind the light guide plate, a light emitting surface of the light source, and a light emitting surface of the light source disposed on a side of the light guide plate and the light source.
  • a reflecting member having a reflecting surface facing the light incident surface of the light plate, and further having a reflective polarizing layer on the top writing light surface of the light guide plate.
  • Another embodiment of the present invention is a display device including the lighting device.
  • an illuminating device and a display device that are excellent in luminance uniformity and light utilization efficiency and can be framed.
  • FIG. It is the top view which showed typically the illuminating device which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is the figure which showed typically the cross-section of the display apparatus provided with the illuminating device which concerns on Embodiment 1, (a) shows the case where P wave enters into a reflective polarizing layer, (b) shows S wave Shows a case where is incident on the reflective polarizing layer. It is the figure which showed typically the cross-section of the display apparatus of FIG. 2 when the light-incidence surface of a light-guide plate is seen in front. It is the top view which showed typically the illuminating device which concerns on a comparison form. It is the figure which showed typically the cross-section of a display apparatus provided with the illuminating device which concerns on a comparison form.
  • FIG. 5 is a front view showing RGB-LEDs used in Embodiment 2.
  • FIG. 5 is a front view showing RGB-LEDs used in Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a perspective view for explaining an optical path between a light source and a light guide plate in Embodiment 3.
  • FIG. 6 is a top view for explaining an optical path between a light source and a light guide plate in Embodiment 3.
  • 10 is a graph showing a luminance distribution of a light guide plate light incident portion in the lighting apparatus according to Embodiment 3.
  • FIG. 1 is a top view schematically showing the lighting apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a cross-sectional structure of a display device including the illumination device according to the first embodiment.
  • FIG. 2A illustrates a case where a P wave is incident on a reflective polarizing layer, and
  • FIG. Indicates a case where an S wave is incident on the reflective polarizing layer.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of the display device of FIG. 2 when the light incident surface of the light guide plate is viewed from the front.
  • the illuminating device is an edge light type backlight in which light emitted from a light source is incident on a light incident surface that is one of side surfaces (end surfaces) of a light guide plate.
  • the reflection sheet 11, the light guide plate 13, and the optical sheet 15 are laminated on the surface of the backlight chassis 31 that constitutes the back surface of the lighting device, and the white light emitting diode 23W serves as the light source of the light guide plate 13. It is arranged at the rear.
  • the end portion 31a of the backlight chassis 31 is disposed so as to surround the side of the light guide plate 13 and the white light emitting diode 23W, and is used as a reflecting member that reflects the light emitted from the white LED 23W.
  • the “end portion of the backlight chassis” is also referred to as a “reflecting plate”.
  • “light-emitting diode” is also referred to as “LED” for short. Terms relating to the position and direction such as “side”, “back”, “back”, and “side” are based on a relative relationship when the light emitting surface of the light guide plate 13 is defined as the front.
  • the reflection plate 31a By arranging the reflection plate 31a on the side of the light guide plate 13 and the white LED 23W, the light emitted from the white LED 23W is incident on the side surface of the light guide plate 13. That is, the light emitting surface of the white LED 23W faces the reflecting surface of the reflecting plate 31a, and the light emitted from the white LED 23W is reflected by the reflecting plate 31a and then enters the side surface of the light guide plate 13.
  • FIGS. 2A and 2B the path of light emitted from the white LED 23W is shown by arrows.
  • the light emitting surface of the white LED 23 ⁇ / b> W is parallel to the side surface of the light guide plate 13, the light emitted from the white LED 23 ⁇ / b> W does not directly enter the back surface of the light guide plate 13.
  • the light guide plate 13 is a member that reflects light incident from the side surface on the lower surface and emits the light from the upper surface as planar light.
  • a conventionally known light guide plate 13 can be used in the field of edge light type backlights.
  • a reflection sheet 11 is disposed below the light guide plate 13 to prevent light leakage to the rear of the light guide plate 13.
  • the reflection sheet 11 is not particularly limited as long as the surface facing the light guide plate 13 is a reflection surface, and may be integrated with the light guide plate 13.
  • An optical sheet 15 is disposed above the light guide plate 13.
  • the kind of the optical sheet 15 is not particularly limited, and those conventionally known in the field of edge light type backlights such as a diffusion film and a brightness enhancement film can be used.
  • the white LED 23W is a light emitting diode that emits white light.
  • a plurality of white LEDs 23 ⁇ / b> W are arranged on the mounting surface of the LED substrate 21, and the back surface of the mounting surface of the LED substrate 21 is attached to the back surface of the light guide plate 13 via the reflective sheet 11.
  • an insulating substrate including a wiring electrically connected to the white LED 23 ⁇ / b> W is preferably used.
  • the white LED 23 ⁇ / b> W includes a light emitting unit 23 b that forms a light emitting surface, and a support unit 23 a that supports the light emitting unit 23 b and is used for mounting on the LED substrate 21.
  • the light emitting surface of the white LED 23W mounted on the LED substrate 21 is perpendicular to the mounting surface and emits light toward the side on the reflecting plate 31a side.
  • the side surface of the mounting surface of the LED substrate 21 is attached to the back surface of the backlight chassis 31, It is good also as a structure using white LED23W which has a parallel light emission surface.
  • the plurality of chips of the white LED 23 ⁇ / b> W are arranged in a row on the LED substrate 21.
  • the plurality of white LEDs 23W are preferably arranged in a line and constitute a linear light source as a whole.
  • the reflecting plate 31a is a bent plate-like member, and has an inclined surface that is not parallel to the light emitting surface of the white LED 23W and the side surface (light incident surface) of the light guide plate 13. More specifically, the reflecting plate 31a has a concave surface on the white LED 23W and the light guide plate 13 side. Thereby, the light emitted from the white LED 23 ⁇ / b> W can enter the side surface of the light guide plate 13.
  • the reflecting plate 31a is preferably a highly reflecting member, and may be made of a material such as a metal having a high reflectivity, or a thin film having a high reflectivity formed on the surface of a resin plate or the like. It may be.
  • Examples of the material of the reflecting plate 31a include metals such as silver, aluminum, iron, and copper, and resins such as PMMA, PS, PC, ABS, and PET.
  • Examples of the coating formed on the surface of the material include a silver vapor deposition film, a silver plating layer, a nickel plating layer, and a white coating film (white ink layer).
  • the reflecting plate 31a may be integrated with other members such as the backlight chassis 31, or may be a member independent of the other members.
  • the reflecting plate 31a reflects the light emitted from the white LED 23W by the reflecting surface and changes the traveling direction of the light.
  • the light emitted from the white LED 23W is temporarily absorbed by a fluorescent material or the like, and light having a different wavelength is received. It does not release.
  • a scattering layer 33 (also referred to as a diffusion layer) is provided on the reflection surface of the reflection plate 31a.
  • the scattering layer 33 is not particularly limited as long as it has the property of scattering transmitted light.
  • particles which may be bubbles
  • the surface of the reflector 31a is formed by applying a fine foam layer formed by applying a material that generates fine bubbles due to foaming action, or a mixture containing light scattering beads in a binder.
  • Bead-containing resin layer As the material for the beads, for example, acrylic resin or polycarbonate can be used.
  • the shape of the beads is, for example, a sphere, and the size of the beads is, for example, a diameter of about ⁇ 1 to 50 ⁇ m.
  • a reflective polarizing layer 35 is provided on the light incident surface of the light guide plate 13.
  • the reflective polarizing layer 35 reflects S waves and transmits P waves.
  • the liquid crystal panel 50 transmits the P wave and does not transmit the S wave, but the P wave transmitted through the reflective polarizing layer 35 can enter the liquid crystal panel 50 as a P wave and transmit the liquid crystal panel 50. Therefore, among the light emitted from the white LED 23 ⁇ / b> W, the component that becomes a P wave when entering the liquid crystal panel 50 is transmitted through the reflective polarizing layer 35 and the component that becomes an S wave when entering the liquid crystal panel 50. Reflected by the reflective polarizing layer 35.
  • the light reflected by the reflective polarizing layer 35 is scattered by the scattering layer 33 or re-reflected by the reflecting plate 31 a, so that the polarization is disturbed, and a part of the light passes through the reflective polarizing layer 35 and the liquid crystal panel 50. It is converted into a transmissive P wave. That is, the light converted into the P wave by the scattering layer 33 is transmitted through the reflective polarizing layer 35 and is incident on the light guide plate 13, so that the light use efficiency is increased and the luminance is improved.
  • the reflective polarizing layer 35 is not particularly limited.
  • a reflective reflective polarizing plate (trade name: DBEF) manufactured by 3M Japan, or a ⁇ / 4 plate attached to the viewer side of a cholesteric liquid crystal film.
  • a type polarizing plate can be used.
  • the reflective polarizing layer 35 has a reflection axis in the thickness direction of the light guide plate 13 (vertical short side direction of the light incident surface), and a transmission axis thereof in the width direction of the light guide plate 13 (horizontal axis of the light incident surface). Long side direction) is preferable.
  • the display device according to Embodiment 1 is a liquid crystal display device. As shown in FIG. 2, the liquid crystal panel 50 is disposed above the illumination device according to the first embodiment. The liquid crystal panel 50 controls the transmission amount of light incident from the illumination device according to the input image signal. A pair of absorption polarizing plates (not shown) are attached to the front and back surfaces of the liquid crystal panel 50. The liquid crystal panel 50 is sandwiched between the plastic chassis 43 and the bezel 45.
  • the white LED 23W and the LED substrate 21 are disposed behind the light guide plate 13 without facing the side surface of the light guide plate 13, and the reflection plate 31a and the scattering layer 33 are provided. LED light is scattered and reflected to enter the light guide plate 13. Thereby, generation
  • a reflective polarizing layer 35 that transmits the polarization component (P wave) that transmits the liquid crystal panel 50 and reflects the other polarization component (S wave) is attached and reflected. Light is scattered and re-reflected to enter the light guide plate 13. Thereby, light use efficiency can be improved and a brightness
  • FIG. 4 is a top view schematically showing the illumination device according to the comparative embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a display device including the illumination device according to the comparative embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of the display device of FIG. 5 when the light incident surface of the light guide plate is viewed from the front. As clearly shown in FIG.
  • the white LED 23 ⁇ / b> W is disposed as a light source on the side of the light guide plate 13, and the light emitting surface of the white LED 23 ⁇ / b> W faces the side surface (light incident surface) of the light guide plate 13. ing. That is, the light emitted from the white LED 23 ⁇ / b> W is directly incident on the side surface of the light guide plate 13.
  • FIG. 7 is a drawing comparing the lengths of the frame on the light guide plate incident side in the illumination device according to the first embodiment and the illumination device according to the comparative embodiment.
  • the reflective plate 31 a is arranged on the side of the light guide plate 13 rather than the width X of the bezel 45 on the light guide plate incident side in the comparative form in which the LED substrate 21 is arranged on the side of the light guide plate 13.
  • the width Y of the bezel 45 on the light guide plate light incident side in the first embodiment in which the LED substrate 21 is disposed behind the light guide plate 13 can be shortened (X> Y).
  • the illumination device according to the first embodiment is advantageous for the framed frame because the area where the white LED 23W and the LED substrate 21 are disposed can be reduced in the side where the white LED 23W is disposed, as compared with the illumination device according to the comparative embodiment. is there.
  • FIG. 8 is a graph showing the luminance distribution of the light guide plate light incident part in the illumination device according to the comparative embodiment
  • FIG. 9 is the light incident on the light guide plate in the illumination device according to the first embodiment. It is the graph which showed the luminance distribution of the part.
  • the luminance variation amount b of the light guide plate light incident portion in the first embodiment is smaller than the luminance variation amount a of the light guide plate light incident portion in the comparative embodiment (a>).
  • the optical path between the white LED 23W and the light guide plate 13 is ensured longer than that in the comparative embodiment, although the frame is narrowed, and the scattering layer 33 is provided. It is. That is, the brightness uniformity of the light guide plate light incident part can be improved in the first embodiment than in the comparative embodiment. With respect to improving the uniformity of luminance, a greater effect can be obtained when a point light source such as an LED is used than when a linear light source such as a cold cathode tube is used as the light source.
  • the reflective polarizing layer 35 is provided on the light incident surface of the light guide plate 13, and the scattering layer 33 is provided on the surface of the reflective plate 31a.
  • the polarization component (first P wave) transmitted through the reflective polarizing layer 35 but also the polarization component (S wave) reflected on the surface of the reflective polarizing layer 35 is re-reflected by the reflecting plate 31a.
  • Polarized components (second P waves) converted into P waves by scattering of the scattering layer 33 or the like can be incident on the light guide plate 13 respectively.
  • the amount of the polarization component (P wave) transmitted through the liquid crystal panel 50 contained in the light incident on the light guide plate 13 can be increased, and the luminance of the liquid crystal panel 50 can be improved.
  • the light entering the light guide plate 13 includes the P wave and the S wave evenly.
  • the P wave can pass through the liquid crystal panel 50, The wave was absorbed by the absorptive polarizing plate on the back surface of the liquid crystal panel 50, resulting in light loss.
  • FIG. 10 is a front view showing RGB-LEDs used in the second embodiment.
  • white light is obtained from the RGB-LED 123W by mixing the red light emitted from the red LED 123R, the green light emitted from the green LED 123G, and the blue light emitted from the blue LED 123B in the light guide plate 13. be able to.
  • FIG. 11 is a top view of the illuminating device according to the second embodiment, showing a state in which RGB-LED light is mixed in the light guide plate.
  • FIG. 12 is an example of an emission spectrum of a white LED
  • FIG. 13 is an example of an emission spectrum of an RGB-LED.
  • the second embodiment using the RGB-LED can obtain light emission with higher color reproducibility (color rendering) than the first embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram schematically illustrating a cross-sectional structure of a display device including the illumination device according to the third embodiment.
  • FIG. 15 is a perspective view schematically showing a conical lens provided on the reflector with a scattering layer of the third embodiment. As shown in FIGS.
  • the conical lens 230 is provided on the light guide plate 13 and the RGB-LED 123W side of the reflector 30 with the scattering layer, the bottom surface is in contact with the scattering layer 33, and the apex is opposed to the emission center. Yes.
  • FIG. 16 is a perspective view for explaining the optical path between the light source and the light guide plate in the third embodiment
  • FIG. 17 is a top view for explaining the optical path between the light source and the light guide plate in the third embodiment.
  • the conical lens 230 is preferably disposed opposite to the light emission center of each color LED, in other words, on the optical axis of each color LED.
  • the LED light beams emitted from the LEDs of the respective colors are reflected by the conical lens 230, then enter the reflecting plate 30 with the scattering layer, and after being scattered and reflected by the reflecting plate 30 with the scattering layer, enter the light guide plate 13. To do.
  • the light incident on the front surface of the conical lens 230, the light incident on the right side surface of the conical lens 230, and the light incident on the left side surface of the conical lens 230 are transmitted by the conical lens 230.
  • the light After being reflected in different directions, the light is reflected by the lower part (conical lens 230 installation surface) and the upper part (surface facing the light guide plate 13) of the scattering plate 30 with a scattering layer, and then enters the light guide plate 13. Further, a part of the LED light beam emitted from each color LED may pass through the conical lens 230, be reflected by the reflecting plate 30 with the scattering layer, and then enter the light guide plate 13, or the conical lens 230. Then, the light may be directly incident on the light guide plate 13.
  • the conical lens 230 has a function of diffusing and reflecting the light incident from the LEDs of the opposite colors over a wide range, and widens the light distribution range of the LED light having a strong directivity (straightness). That is, by providing the conical lens 230, the LED light can be uniformly incident on the light incident surface of the light guide plate 13, and as a result, the luminance uniformity of the light guide plate light incident portion and the RGB color mixing property are improved. Can do.
  • FIG. 18 is a graph showing the luminance distribution of the light guide plate light incident portion in the lighting apparatus according to the third embodiment.
  • the luminance directly above the LEDs of each color is reduced, and the luminance distribution on the light incident surface of the light guide plate 13 is leveled (b> c). That is, according to the third embodiment using the conical lens 230, the uniformity of luminance can be improved as compared with the second embodiment.
  • the red light emitted from the red LED 123R, the green light emitted from the green LED 123G, and the blue light emitted from the blue LED 123B can be mixed more sufficiently and uniformly than in the second embodiment. Can do.
  • the conical lens 230 has a conical shape from the viewpoint of uniformly expanding the light distribution angle of the LED beam having a directivity symmetrical in the vertical and horizontal directions with respect to the light emission center, and the light distribution characteristics of the LED light source. Depending on the case, the shape may be a truncated cone. Further, the preferable shape of the conical lens 230 is determined according to the light distribution angle of the LED light source. Specifically, when the light distribution angle of the LED light source is wide, the apex angle of the conical lens is widened and reversed. When the light distribution angle of the LED light source is narrow, it is preferable to narrow the apex angle of the conical lens. Further, the surface of the conical lens 230 may be subjected to silver plating or white coating with high reflectivity in order to enhance the effect of spreading the light distribution of the LED light source.
  • the type of light source provided in the illumination device is not particularly limited, and other types of light sources such as cold cathode tubes may be used instead of the white LED of the first embodiment and the RGB-LEDs of the second and third embodiments. Good.
  • the light emitted from the LED has a strong straightness, when the LED is used as the light source, the effect of improving the uniformity of luminance obtained by adopting the configuration of the present invention becomes more remarkable.
  • the reflecting plate 31a is used as the reflecting member.
  • the reflecting member is not particularly limited as long as it reflects the light emitted from the light source and enters the side surface of the light guide plate.
  • the shape may be other than the plate shape.
  • the scattering layer 33 is provided on the reflecting surface of the reflecting plate 31a.
  • the scattering layer is provided on the optical path until the light emitted from the light source enters the reflective polarizing layer. It may be placed anywhere as long as it is included.
  • the scattering layer may be provided by the following method (1) or (2).
  • the scattering layer may be formed by whitening a solder resist provided on the outermost surface of the LED substrate and imparting a scattering function.
  • the method for forming the white solder resist include a photographic development system utilizing UV curing and IR curing, and an alkali development system.
  • the solder resist composition used in the alkali development system include (A) a carboxyl group-containing resin, (B) a photopolymerization initiator, (C) melamine or a derivative thereof, (D) a photopolymerizable monomer, and (E).
  • Examples include a composition containing rutile titanium oxide, (F) an epoxy compound, and (G) an organic solvent. According to such a composition, the fall of the reflectance resulting from discoloration deterioration can be prevented, and a high-resolution white solder resist with high resolution can be formed.
  • a reflective sheet may be provided on the surface of the LED substrate or the surface of the reflector.
  • the reflective sheet include a white sheet that is formed by using a PET material as a base and generating fine bubbles by a foaming action. The greater the thickness, the higher the reflectivity. For example, the thickness is about 0.1 mm to 1 mm.
  • seat may be used.
  • the material for the beads for example, acrylic resin or polycarbonate can be used.
  • the shape of the beads is, for example, a sphere, and the size of the beads is, for example, a diameter of about ⁇ 1 to 50 ⁇ m.
  • the first to third embodiments relate to a liquid crystal display device having an edge light type backlight, but the type of the display device to which the present invention is applied is not particularly limited, and display is performed using an illumination device.
  • This is suitable for a non-self-luminous display device.
  • non-self-luminous display devices include electrophoretic display devices in addition to liquid crystal display devices.
  • the illuminating device of this invention may be used for uses other than a display apparatus, for example, may be used for lighting equipment for homes, meter illumination, signboard illumination, and the like.
  • white light is obtained from white LEDs or RGB-LEDs.
  • the color of light emitted from the illumination device is not particularly limited.
  • colored light may be suitably used for applications other than display devices.
  • the generation of white light by color light mixture may be due to other than the combination of red, green, and blue color lights. From these things, the color which each light source provided in an illuminating device emits is not specifically limited, The number of colors is not specifically limited either.
  • One embodiment of the present invention includes a light guide plate, a light source disposed behind the light guide plate, a light emitting surface of the light source, disposed on a side of the light guide plate and the light source, and the light guide plate. And a reflecting member having a reflecting surface facing the light incident surface, and further having a reflective polarizing layer on the top writing light surface of the light guide plate.
  • the illumination device may further include a scattering layer on the reflection surface of the reflection member.
  • the light source may include a white light emitting diode.
  • the light source may include a plurality of light-emitting diodes that emit light of different colors, and white light may be obtained by mixing light emitted from the plurality of light-emitting diodes.
  • a conical lens may be further provided on the reflecting surface of the reflecting member.
  • Another embodiment of the present invention is a display device including the lighting device.
  • Reflective sheet 13 Light guide plate 15: Optical sheet 21: LED substrate 23a: Support part 23b: Light emitting part 23W: White LED 30: Reflector with scattering layer 31: Backlight chassis 31a: Reflector 33: Scattering layer 35: Reflective polarizing layer 43: Plastic chassis 45: Bezel 50: Liquid crystal panel 123R: Red LED 123G: Green LED 123B: Blue LED 123W: RGB-LED 230: Conical lens

Abstract

本発明は、輝度の均一性及び光の利用効率に優れ、かつ挟額縁化できる照明装置、及び、該照明装置を備えた表示装置を提供する。本発明は、導光板と、上記導光板の後方に配置された光源と、上記導光板及び上記光源の側方に配置され、かつ、上記光源の発光面、及び、上記導光板の入光面に対向する反射面を有する反射部材とを有し、上記導光板の上記入光面上に、更に、反射型偏光層を有する照明装置、及び、該照明装置を備える表示装置である。

Description

照明装置及び表示装置
本発明は、照明装置及び表示装置に関する。より詳しくは、液晶表示装置のバックライトとして好適な照明装置、及び、該照明装置を備えた表示装置に関するものである。
表示装置の一種である液晶表示装置では、液晶パネル自体は発光しないため、照明装置が設けられることが多い。この場合、液晶パネルは、照明装置から入射した光の透過量を、入力された画像信号に応じて制御する役割を持つ。照明装置の方式としては、液晶パネルの直下に光源を配置する直下型バックライトと、液晶パネルの直下に導光板を配置するとともに、導光板の側方に光源を配置するエッジライト型（サイドライト型）バックライトとが広く知られている。特に中小型の液晶表示装置では、エッジライト型バックライトが主に採用されている。
従来のエッジライト型バックライトの主要な構成としては、光源である発光ダイオード（ＬＥＤ）が線状に並んで実装されたＬＥＤ基板を導光板側面に対向して配置したものが挙げられる。ＬＥＤが発した光は、導光板側面から入光し、導光板裏面のドットに当たることで、液晶パネルに対向する面から出光させることができる。 
従来のエッジライト型バックライトにおいては、上述した主要な構成に他の構成が付加されたり、主要な構成の一部が変更されたりすることがある。例えば、特許文献１には、ＬＥＤからの光を反射し、導光板の入光面に導くものであって、ＬＥＤの発光により励起されて蛍光を発し波長を変換する蛍光物質を含んで構成される反射部材を設けることが開示されている。また、特許文献２には、導光板の光出射面から出射される面状光のムラを防止するために、光拡散部を有する導光体を設け、この導光体を用いて拡散させた光を、導光板に入射させることが開示されている。
更に、特許文献３には、エッジライト型バックライトと同様に導光板を用いるものの、光源を導光板の側方に配置しない方式の面状光源装置が開示されている。この面状光源装置は、入射される光を一主表面から出射する第一導光板の背面に、複数色のＬＥＤを配置し、それらの色光を、複数の第二導光板内で混色させた後、第一導光板に入射させるものである。
特開２００７－２０７６１５号公報 特開２０１２－１２８９５８号公報 特開２００６－１５６０３９号公報
近年、表示装置の薄型化が進展したが、デザイン性、用途の多様化等の観点から、更に、表示装置の狭額縁化が求められるようになってきている。そのため、液晶表示装置の場合、液晶パネルだけでなく、照明装置についても狭額縁化が求められている。
しかしながら、特許文献１及び２に示したような従来のエッジライト型バックライトは、導光板の側方に光源を配置するスペースが必要であることから、狭額縁化に限界があった。
また、狭額縁化は、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）等の点状光源を用いた場合に、点状光源の正面付近における導光板上部の輝度を他の箇所よりも高くし、表示装置の表示品位を低下させるおそれがあった。ＬＥＤの発光は、一般的に発光面に対して法線方向の光度が最も高い。また、空気層から導光板に入光する場合、空気層と導光板の屈折率の違いのため入光角が法線方向に対して狭まり、点状光源の正面付近に光が集光される傾向がある。これらのことから、導光板と点状光源とを近付け過ぎると、点状光源の光が充分に拡散しないで導光板内に入射し、導光板の点状光源に近い部分で輝点が発生してしまうことになる。
更に、液晶表示装置では、液晶パネルの前面及び背面にそれぞれ偏光板が取り付けられるが、液晶パネルの背面側の偏光板によって、光源が発した光のうち半分が吸収されてしまうことから、光の利用効率が低下するという課題があった。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、輝度の均一性及び光の利用効率に優れ、かつ挟額縁化できる照明装置、及び、該照明装置を備えた表示装置を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、光源を導光板の後方に配置し、光源から発せられた光を、導光板及び光源の側方に配置した反射部材の反射面で反射させてから導光板の側面（入光面）に入射させる構成とすることによって、輝度の均一性を損なうことなく狭額縁化を図れることを見出した。更に、導光板の入光面に反射型偏光層を設けることによって、光の利用効率を向上できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明の一態様は、導光板と、上記導光板の後方に配置された光源と、上記導光板及び上記光源の側方に配置され、かつ、上記光源の発光面、及び、上記導光板の入光面に対向する反射面を有する反射部材とを有し、上記導光板の上記入光面上に、更に、反射型偏光層を有する照明装置である。
本発明の別の一態様は、上記照明装置を備える表示装置である。
本発明によれば、輝度の均一性及び光の利用効率に優れ、かつ挟額縁化できる照明装置及び表示装置を提供することができる。
実施形態１に係る照明装置を模式的に示した上面図である。 実施形態１に係る照明装置を備える表示装置の断面構造を模式的に示した図であり、（ａ）は、Ｐ波が反射型偏光層に入射した場合を示し、（ｂ）は、Ｓ波が反射型偏光層に入射した場合を示す。 導光板の入光面を正面視したときの、図２の表示装置の断面構造を模式的に示した図である。 比較形態に係る照明装置を模式的に示した上面図である。 比較形態に係る照明装置を備える表示装置の断面構造を模式的に示した図である。 導光板の入光面を正面視したときの、図５の表示装置の断面構造を模式的に示した図である。 実施形態１に係る照明装置と比較形態に係る照明装置における導光板入光側の額縁の長さを比較した図面である。 比較形態に係る照明装置における導光板入光部の輝度分布を示したグラフである。 実施形態１に係る照明装置における導光板入光部の輝度分布を示したグラフである。 実施形態２で用いられるＲＧＢ－ＬＥＤを示した正面図である。 ＲＧＢ－ＬＥＤの光を導光板内で混色させる様子を示した実施形態２に係る照明装置の上面図である。 白色ＬＥＤの発光スペクトルの一例である。 ＲＧＢ－ＬＥＤの発光スペクトルの一例である。 実施形態３に係る照明装置を備える表示装置の断面構造を模式的に示した図である。 実施形態３の散乱層付き反射板に設けられた円錐レンズを模式的に示した斜視図である。 実施形態３における光源－導光板間の光路を説明するための斜視図である。 実施形態３における光源－導光板間の光路を説明するための上視図である。 実施形態３に係る照明装置における導光板入光部の輝度分布を示したグラフである。
以下に、本発明に係る照明装置及び表示装置の実施形態を示す。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
（実施形態１）
まず、図１～３を参照して、実施形態１に係る照明装置及び表示装置の構成について説明する。図１は、実施形態１に係る照明装置を模式的に示した上面図である。図２は、実施形態１に係る照明装置を備える表示装置の断面構造を模式的に示した図であり、（ａ）は、Ｐ波が反射型偏光層に入射した場合を示し、（ｂ）は、Ｓ波が反射型偏光層に入射した場合した場合を示す。図３は、導光板の入光面を正面視したときの、図２の表示装置の断面構造を模式的に示した図である。
実施形態１に係る照明装置は、光源から発せられた光を導光板の側面（端面）の一つである入光面に入射させる方式のエッジライト型バックライトである。本実施形態では、照明装置の背面を構成するバックライトシャーシ３１の表面上に、反射シート１１、導光板１３及び光学シート１５が積層配置されており、光源として白色発光ダイオード２３Ｗが導光板１３の後方に配置されている。バックライトシャーシ３１の端部３１ａは、導光板１３及び白色発光ダイオード２３Ｗの側方を囲むように配置され、白色ＬＥＤ２３Ｗから発せられた光を反射させる反射部材として用いられている。以下、「バックライトシャーシの端部」を「反射板」ともいう。また、本明細書において、「発光ダイオード」は、略して「ＬＥＤ」ともいう。「側面」、「背面」、「後方」、「側方」等の位置及び方向に関する用語は、導光板１３の発光面を正面と定義したときの相対的な関係に基づいている。
導光板１３及び白色ＬＥＤ２３Ｗの側方に反射板３１ａが配置されることによって、白色ＬＥＤ２３Ｗから発せられた光が導光板１３の側面に入射するように構成されている。すなわち、白色ＬＥＤ２３Ｗの発光面は、反射板３１ａの反射面に対向しており、白色ＬＥＤ２３Ｗから発せられた光は、反射板３１ａで反射された後、導光板１３の側面に入射する。図２（ａ）及び（ｂ）中において、白色ＬＥＤ２３Ｗから発せられた光の経路を、矢印によって図示している。一方、白色ＬＥＤ２３Ｗの発光面は、導光板１３の側面と平行であるため、白色ＬＥＤ２３Ｗから発せられた光は、導光板１３の裏面には直接入射しない。
導光板１３は、側面から入射した光を下面で反射させ、面状の光として上面から出射させる部材であり、エッジライト型バックライトの分野で従来公知のものを用いることができる。導光板１３の下方には、反射シート１１が配置され、導光板１３の後方への光漏れを防止している。反射シート１１は、導光板１３と対向する面が反射面とされた部材であれば特に限定されず、導光板１３と一体化されていてもよい。導光板１３の上方には、光学シート１５が配置される。光学シート１５の種類は特に限定されず、拡散フィルムや輝度向上フィルム等のエッジライト型バックライトの分野で従来公知のものを用いることができる。
白色ＬＥＤ２３Ｗは、白色光を発光する発光ダイオードである。本実施形態では、複数の白色ＬＥＤ２３ＷがＬＥＤ基板２１の実装面上に配置されており、ＬＥＤ基板２１の実装面の裏面が、反射シート１１を介して導光板１３の裏面に貼り付けられている。ＬＥＤ基板２１としては、例えば、白色ＬＥＤ２３Ｗと電気的に接続された配線を備える絶縁性基板が好適に用いられる。白色ＬＥＤ２３Ｗは、発光面を形成する発光部２３ｂと、発光部２３ｂを支持し、ＬＥＤ基板２１への実装に用いられる支持部２３ａとを有する。ＬＥＤ基板２１に実装された白色ＬＥＤ２３Ｗの発光面は、実装面に対して垂直であり、反射板３１ａ側の側方に向けて発光する。反射シート１１の裏面、又は、バックライトシャーシ３１が反射シート１１の下面末端まで覆っている場合はバックライトシャーシ３１の裏面に、ＬＥＤ基板２１の実装面の側面を貼り付け、実装面に対して平行な発光面を有する白色ＬＥＤ２３Ｗを用いる構成としてもよい。図３に示したように、白色ＬＥＤ２３Ｗの複数のチップは、ＬＥＤ基板２１上に列状に配置されている。複数の白色ＬＥＤ２３Ｗは、列状に並べて配置され、全体として線状光源を構成することが好ましい。
反射板３１ａは、屈曲した板状部材であり、白色ＬＥＤ２３Ｗの発光面及び導光板１３の側面（入光面）に対して、平行でない傾斜面を有する。より具体的には、反射板３１ａは、白色ＬＥＤ２３Ｗ及び導光板１３の側に凹面を有する。これにより、白色ＬＥＤ２３Ｗから発せられた光を導光板１３の側面に入光させることができる。反射板３１ａは、高反射部材であることが好ましく、高い反射率を示す金属等の材質からなるものであってもよいし、樹脂板等の表面に高い反射率を有する薄膜が形成されたものであってもよい。反射板３１ａの素材としては、例えば、銀、アルミ、鉄、銅等の金属や、ＰＭＭＡ、ＰＳ、ＰＣ、ＡＢＳ、ＰＥＴ等の樹脂が挙げられる。上記素材表面に形成されるコーティングとしては、例えば、銀蒸着膜、銀メッキ層、ニッケルメッキ層、白色塗膜（白色インク層）等が挙げられる。また、反射板３１ａは、バックライトシャーシ３１等の他の部材と一体化されたものであってもよいし、他の部材から独立した部材であってもよい。
なお、反射板３１ａは、白色ＬＥＤ２３Ｗが発した光を反射面で反射させ、光の進行方向を変えるものであり、白色ＬＥＤ２３Ｗが発した光を蛍光物質等によって一旦吸収し、異なる波長の光を放出するものではない。
反射板３１ａの反射面には、散乱層３３（拡散層ともいう）が設けられている。散乱層３３としては、透過光を散乱させる特性を有するものであれば特に限定されず、例えば、透明樹脂中に、該透明樹脂とは異なる屈折率を有する粒子（気泡でもよい）を分散させてなる層を用いることができる。具体的には、反射板３１ａ表面に、発泡作用による微細な気泡を発生させる材料を塗布して形成した微細発泡層や、光散乱用のビーズをバインダー中に含有させた混合物を塗布して形成したビーズ含有樹脂層が挙げられる。ビーズの素材としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネートを用いることができる。ビーズの形状は、例えば、球形とされ、ビーズの大きさは、例えば、Φ１～５０μｍ程度の径とされる。
導光板１３の入光面には、反射型偏光層３５が設けられている。反射型偏光層３５は、Ｓ波を反射し、Ｐ波を透過する。液晶パネル５０は、Ｐ波を透過し、Ｓ波を透過しないが、反射型偏光層３５を透過したＰ波は、液晶パネル５０にＰ波として入射し、液晶パネル５０を透過することができる。したがって、白色ＬＥＤ２３Ｗから発せられた光のうち、液晶パネル５０に入射する際にＰ波となる成分は、反射型偏光層３５を透過し、液晶パネル５０に入射する際にＳ波となる成分は、反射型偏光層３５によって反射される。反射型偏光層３５によって反射された光は、散乱層３３で散乱されることや、反射板３１ａで再反射されることにより偏光が乱れ、その一部が反射型偏光層３５及び液晶パネル５０を透過可能なＰ波に変換される。すなわち、散乱層３３でＰ波に変換された光が反射型偏光層３５を透過し、導光板１３に入射することにより、光利用効率が高まり、輝度が向上する。
反射型偏光層３５としては特に限定されず、例えば、スリーエム　ジャパン社製の多層反射型偏光板（商品名：ＤＢＥＦ）や、コレステリック液晶フィルムの観察者側にλ／４板が貼り付けられた反射型偏光板を用いることができる。反射型偏光層３５は、その反射軸が、導光板１３の厚み方向（入光面の縦軸短辺方向）にあり、その透過軸が、導光板１３の幅方向（入光面の横軸長辺方向）にあることが好ましい。
実施形態１に係る表示装置は、液晶表示装置である。図２に示したように、実施形態１に係る照明装置の上方には、液晶パネル５０が配置される。液晶パネル５０は、照明装置から入射した光の透過量を、入力された画像信号に応じて制御する。液晶パネル５０の表裏面には、一対の吸収型偏光板（図示せず）が貼り付けられている。液晶パネル５０は、プラスチックシャーシ４３とベゼル４５とによって挟持されている。
以上のように、実施形態１に係る照明装置は、白色ＬＥＤ２３Ｗ及びＬＥＤ基板２１を導光板１３の側面に対向せず導光板１３の後方に配置し、反射板３１ａ及び散乱層３３を設けることで、ＬＥＤ発光を散乱反射させて導光板１３へ入光させる。これにより、導光板出光面上のＬＥＤ輝点の発生を抑制することができ、狭額縁化や、輝度均一性の向上が可能となる。また、導光板１３の入光面上には液晶パネル５０を透過する偏光成分（Ｐ波）を透過させ、他の偏光成分（Ｓ波）を反射する反射型偏光層３５を貼り付け、その反射光を散乱及び再反射させて導光板１３へ入光させる。これにより、光利用効率を高め、輝度を向上することができる。
したがって、実施形態１に係る照明装置を備えた表示装置は、狭額縁化できるとともに、高い表示品位が得られる。
以下において、実施形態１に係る照明装置の利点を、図面を参照しながら、より詳細に説明する。まず、実施形態１に係る照明装置と対比するために、図４～６を参照して、比較形態に係る照明装置の構成について説明する。図４は、比較形態に係る照明装置を模式的に示した上面図である。図５は、比較形態に係る照明装置を備える表示装置の断面構造を模式的に示した図である。図６は、導光板の入光面を正面視したときの、図５の表示装置の断面構造を模式的に示した図である。図５に明示されているように、比較形態では、光源として白色ＬＥＤ２３Ｗが、導光板１３の側方に配置され、白色ＬＥＤ２３Ｗの発光面が、導光板１３の側面（入光面）と対向している。すなわち、白色ＬＥＤ２３Ｗから発せられた光は、導光板１３の側面に直接入射する。
実施形態１に係る照明装置は、比較形態に係る照明装置と比べて、以下の利点を有する。
（１）挟額縁化
図７は、実施形態１に係る照明装置と比較形態に係る照明装置における導光板入光側の額縁の長さを比較した図面である。図７に示したように、ＬＥＤ基板２１を導光板１３の側方に配置した比較形態における導光板入光側のベゼル４５の幅Ｘよりも、反射板３１ａを導光板１３の側方に配置することによってＬＥＤ基板２１を導光板１３の後方に配置した実施形態１における導光板入光側のベゼル４５の幅Ｙの方が、短くすることができる（Ｘ＞Ｙ）。比較形態におけるベゼル４５の幅Ｘを、実施形態１におけるベゼル４５の幅Ｙまで短縮する場合、ＬＥＤ基板２１や白色ＬＥＤ２３Ｗの小型化が必要であるだけでなく、下記（２）で述べるように、白色ＬＥＤ２３Ｗ－導光板１３間の光路短縮によって輝度ムラが発生することがある。すなわち、実施形態１に係る照明装置は、比較形態に係る照明装置と比べて、白色ＬＥＤ２３Ｗを配置する辺において、白色ＬＥＤ２３ＷやＬＥＤ基板２１を配置する領域を削減できることから、挟額縁化に有利である。
（２）輝度の均一性向上
図８は、比較形態に係る照明装置における導光板入光部の輝度分布を示したグラフであり、図９は、実施形態１に係る照明装置における導光板入光部の輝度分布を示したグラフである。図８と図９の対比から明らかなように、実施形態１における導光板入光部の輝度のばらつき量ｂは、比較形態における導光板入光部の輝度のばらつき量ａよりも小さい（ａ＞ｂ）。これは、実施形態１では、狭額縁化されているにも関わらず、白色ＬＥＤ２３Ｗ－導光板１３間の光路が比較形態よりも長く確保されていることや、散乱層３３が設けられているためである。すなわち、実施形態１の方が比較形態よりも導光板入光部の輝度均一性を高めることができる。輝度の均一性向上については、光源として冷陰極管等の線状光源を用いた場合よりも、ＬＥＤ等の点状光源を用いた場合に、より大きな効果が得られる。
（３）輝度向上
実施形態１では、導光板１３の入光面に反射型偏光層３５が設けられ、散乱層３３が反射板３１ａの表面上に設けられている。これにより、反射型偏光層３５を透過した偏光成分（第１のＰ波）だけでなく、反射型偏光層３５の表面で反射された偏光成分（Ｓ波）を、反射板３１ａの再反射や散乱層３３の散乱等によってＰ波に変換した偏光成分（第２のＰ波）をそれぞれ導光板１３に入光させることができる。その結果、導光板１３に入光する光に含まれる、液晶パネル５０を透過する偏光成分（Ｐ波）の量を多くすることができ、液晶パネル５０の輝度を向上することができる。
これに対して、比較形態の場合、導光板１３へ入光する光はＰ波とＳ波を均等に含むが、導光板１３から出光した後、Ｐ波は液晶パネル５０を透過できるものの、Ｓ波は液晶パネル５０の裏面の吸収型偏光板に吸収され、光の損失が生じていた。
（実施形態２）
実施形態２では、ＬＥＤ基板に実装する複数の光源の各々として、白色ＬＥＤのチップではなく、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤのチップを１パッケージに搭載した３ｉｎ１のＲＧＢ－ＬＥＤを用いており、その他の構成は、実施形態１と同様である。図１０は、実施形態２で用いられるＲＧＢ－ＬＥＤを示した正面図である。実施形態２では、赤色ＬＥＤ１２３Ｒから発せられる赤色光と、緑色ＬＥＤ１２３Ｇから発せられる緑色光と、青色ＬＥＤ１２３Ｂから発せられる青色光とを導光板１３内で混色させることにより、ＲＧＢ－ＬＥＤ１２３Ｗから白色光を得ることができる。図１１は、ＲＧＢ－ＬＥＤの光を導光板内で混色させる様子を示した実施形態２に係る照明装置の上面図である。
図１２は、白色ＬＥＤの発光スペクトルの一例であり、図１３は、ＲＧＢ－ＬＥＤの発光スペクトルの一例である。図１２と図１３の対比から明らかなように、ＲＧＢ－ＬＥＤを使用する実施形態２は、実施形態１よりも色再現性（演色性）の高い発光を得ることができる。
（実施形態３）
実施形態３では、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤの発光中心とそれぞれ対向する位置の反射板上に円錐レンズを配置した。その他の構成は、実施形態２と同様である。図１４は、実施形態３に係る照明装置を備える表示装置の断面構造を模式的に示した図である。図１５は、実施形態３の散乱層付き反射板に設けられた円錐レンズを模式的に示した斜視図である。図１４及び１５に示したように、円錐レンズ２３０は、散乱層付き反射板３０の導光板１３及びＲＧＢ－ＬＥＤ１２３Ｗ側に設けられ、底面が散乱層３３と接し、頂点が発光中心と対向している。
図１６は、実施形態３における光源－導光板間の光路を説明するための斜視図であり、図１７は、実施形態３における光源－導光板間の光路を説明するための上視図である。図１６及び１７に示したように、円錐レンズ２３０は、各色のＬＥＤの発光中心と対向して、言い換えれば各色のＬＥＤの光軸上に、配置されることが好ましい。各色のＬＥＤから発せられたＬＥＤ光線は、円錐レンズ２３０で反射された後、散乱層付き反射板３０へ入射し、該散乱層付き反射板３０で散乱反射された後、導光板１３へ入光する。図１６及び１７に示したように、円錐レンズ２３０の正面に入射した光と、円錐レンズ２３０の右側面に入射した光と、円錐レンズ２３０の左側面に入射した光とは、円錐レンズ２３０でそれぞれ異なる方向に反射された後、散乱層付き反射板３０の下部（円錐レンズ２３０設置面）及び上部（導光板１３との対向面）で反射され、その後、導光板１３へ入光する。また、各色のＬＥＤから発せられたＬＥＤ光線の一部は、円錐レンズ２３０を透過し、散乱層付き反射板３０で反射された後、導光板１３へ入光してもよいし、円錐レンズ２３０で反射された後、直接導光板１３へ入光してもよい。
以上のように、円錐レンズ２３０は、対向する各色のＬＥＤから入射した光を広範囲に拡散させて反射する機能を有し、指向性（直進性）の強いＬＥＤ光線の配光範囲を広げる。すなわち、円錐レンズ２３０を設けることにより、ＬＥＤ光線を導光板１３の入光面に均一に入光させることができ、その結果、導光板入光部の輝度均一性や、ＲＧＢ混色性を高めることができる。
図１８は、実施形態３に係る照明装置における導光板入光部の輝度分布を示したグラフである。図１８から分かるように、各色のＬＥＤの直上の輝度は低減され、導光板１３の入光面における輝度の分布は平準化される（ｂ＞ｃ）。すなわち、円錐レンズ２３０を使用する実施形態３によれば、実施形態２よりも、輝度の均一性を向上することができる。また、実施形態３によれば、実施形態２よりも、赤色ＬＥＤ１２３Ｒから発せられる赤色光と、緑色ＬＥＤ１２３Ｇから発せられる緑色光と、青色ＬＥＤ１２３Ｂから発せられる青色光とをより充分にムラなく混色させることができる。
円錐レンズ２３０は、発光中心に対して上下左右方向で対称な指向性を持つＬＥＤ光線の配光角を各方向で均一に拡大させる観点から、円錐形状とされており、ＬＥＤ光源の配光特性によっては円錐台形状とされてもよい。また、円錐レンズ２３０の好ましい形状は、ＬＥＤ光源の配光角に応じて決まるものであり、具体的には、ＬＥＤ光源の配光角が広い場合には、円錐レンズの頂角を広く、逆にＬＥＤ光源の配光角が狭い場合には、円錐レンズの頂角を狭くすることが好ましい。更に、円錐レンズ２３０の表面には、ＬＥＤ光源の配光を広げる効果を高めるために、反射率の高い銀メッキや白色塗装が施されてもよい。
（変形例）
照明装置に設けられる光源の種類は特に限定されず、実施形態１の白色ＬＥＤ、及び、実施形態２及び３のＲＧＢ－ＬＥＤに代えて、冷陰極管等の他の種類の光源を用いてもよい。なお、ＬＥＤが発する光は直進性が強いことから、光源としてＬＥＤを用いる場合には、本発明の構成を採用することにより得られる、輝度の均一性向上の効果がより顕著なものとなる。
実施形態１～３では、反射部材として反射板３１ａが用いられているが、本発明において、反射部材は、光源から出射した光を反射し、導光板の側面に入射させる部材であれば特に限定されず、板状以外の形状であってもよい。また、光源から出射した光を反射し、導光板の側面に入射させるために、２以上の反射部材を設けてもよい。
実施形態１～３では、散乱層３３は、反射板３１ａの反射面に設けられているが、本発明において、散乱層は、光源から出射した光が反射型偏光層に入射するまでの光路に含まれる地点であれば、どこに配置してもよい。散乱層は、例えば、下記（１）又は（２）の方法で設けてもよい。
（１）ＬＥＤ基板の最表面に設けるソルダーレジストを白色化し、散乱機能を付与することにより散乱層を形成してもよい。白色ソルダーレジストを形成する方法としては、ＵＶ硬化やＩＲ硬化を利用した写真現像方式、アルカリ現像方式等が挙げられる。アルカリ現像方式で用いられるソルダーレジスト組成物としては、例えば、（Ａ）カルボキシル基含有樹脂、（Ｂ）光重合開始剤、（Ｃ）メラミン又はその誘導体、（Ｄ）光重合性モノマー、（Ｅ）ルチル型酸化チタン、（Ｆ）エポキシ化合物、及び、（Ｇ）有機溶剤を含む組成物が挙げられる。このような組成物によれば、変色劣化に起因した反射率の低下を防止し、かつ、高反射率で高解像度の白色ソルダーレジストを形成することができる。
（２）ＬＥＤ基板の表面や反射板の表面に反射シートを設けてもよい。反射シートとしては、例えば、ＰＥＴ材をベースとし、発泡作用により微細な気泡を発生させて形成する白色シートが挙げられる。厚みが厚いほど反射率が高くなり、例えば、厚み０．１ｍｍ～１ｍｍ程度にして用いる。また、ＰＥＴシート上に光散乱用のビーズを含有する層をコーティングしたものであってもよい。ビーズの素材としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネートを用いることができる。ビーズの形状は、例えば、球形とされ、ビーズの大きさは、例えば、Φ１～５０μｍ程度の径とされる。
実施形態１～３は、エッジライト型バックライトを備えた液晶表示装置に関するものであったが、本発明が適用される表示装置の種類は特に限定されず、照明装置を利用して表示が行われる非自発光型の表示装置に好適である。非自発光型の表示装置としては、液晶表示装置以外に、例えば、電気泳動表示装置が挙げられる。また、本発明の照明装置は、表示装置以外の用途で用いられるものであってもよく、例えば、住宅用照明器具や、メーターの照明、看板照明等に用いられてもよい。
実施形態１～３では、白色ＬＥＤ又はＲＧＢ－ＬＥＤから白色光を得ているが、本発明において、照明装置から出射する光の色は特に限定されない。特に表示装置以外の用途では、有色光が好適に用いられる場合がある。また、色光の混色による白色光の生成は、赤色、緑色及び青色の色光の組合せ以外によるものであってもよい。これらのことから、照明装置に設けられる各光源が発する色は特に限定されず、その色数も特に限定されない。
［付記］
本発明の一態様は、導光板と、上記導光板の後方に配置された光源と、上記導光板及び上記光源の側方に配置され、かつ、上記光源の発光面、及び、上記導光板の入光面に対向する反射面を有する反射部材とを有し、上記導光板の上記入光面上に、更に、反射型偏光層を有する照明装置である。
上記照明装置は、上記反射部材の上記反射面上に、更に、散乱層を有してもよい。
上記光源は、白色発光ダイオードを含んでもよい。
上記光源は、異なる色の光を発する複数の発光ダイオードを含み、上記複数の発光ダイオードから発せられる光を混色させて白色光が得られるものであってもよい。
上記反射部材の上記反射面上に、更に、円錐レンズを有してもよい。
本発明の別の一態様は、上記照明装置を備える表示装置である。
１１：反射シート
１３：導光板
１５：光学シート
２１：ＬＥＤ基板
２３ａ：支持部
２３ｂ：発光部
２３Ｗ：白色ＬＥＤ
３０：散乱層付き反射板
３１：バックライトシャーシ
３１ａ：反射板
３３：散乱層
３５：反射型偏光層
４３：プラスチックシャーシ
４５：ベゼル
５０：液晶パネル
１２３Ｒ：赤色ＬＥＤ
１２３Ｇ：緑色ＬＥＤ
１２３Ｂ：青色ＬＥＤ
１２３Ｗ：ＲＧＢ－ＬＥＤ
２３０：円錐レンズ

Claims (6)

  1. 導光板と、
    前記導光板の後方に配置された光源と、
    前記導光板及び前記光源の側方に配置され、かつ、前記光源の発光面、及び、前記導光板の入光面に対向する反射面を有する反射部材とを有し、
    前記導光板の前記入光面上に、更に、反射型偏光層を有する
    ことを特徴とする照明装置。
  2. 前記反射部材の前記反射面上に、更に、散乱層を有することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  3. 前記光源は、白色発光ダイオードを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
  4. 前記光源は、異なる色の光を発する複数の発光ダイオードを含み、前記複数の発光ダイオードから発せられる光を混色させて白色光が得られることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
  5. 前記反射部材の前記反射面上に、更に、円錐レンズを有することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の照明装置。
  6. 請求項１～５のいずれかに記載の照明装置を備えることを特徴とする表示装置。
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