WO2006004160A1

WO2006004160A1 - 導光部材及びそれを用いた面状照明装置並びに棒状照明装置

Info

Publication number: WO2006004160A1
Application number: PCT/JP2005/012504
Authority: WO
Inventors: Osamu Iwasaki
Original assignee: Fuji Photo Film Co., Ltd.
Priority date: 2004-07-07
Filing date: 2005-07-06
Publication date: 2006-01-12

Abstract

　導光部材は、矩形状光射出面を有し、この反対側に位置する背面に光射出面の一辺に平行な平行溝が形成された透明な板状の第１導光体と、平行溝内に収容される柱状の外形を有する透明な第２導光体とから構成されるものである。面状照明装置は、この導光部材と、点状光源とを有し、点状光源からの光が第２導光体の両端面から入光されるものである。棒状照明装置は、点状光源と、柱状の形状を有し、両端面から中央に向かうに従って外径が小さくなる導光体とを有し、導光体の両端から点状光源の光を入射させて、その入射した光を前記導光体の側壁から出射させるものである。

Description

明細書

導光部材及びそれを用いた面状照明装置並びに棒状照明装置技術分野

[0001] 本発明は、バックライトユニットに用いられる導光部材及びそれを用いた面状照明装置並びに棒状照明装置に関する。

背景技術

[0002] 液晶表示装置には、液晶パネル (LCD)の裏面側力光を照射し、液晶パネルを照明するバックライトユニットが用いられている。バックライトユニットは、照明用の光源、この光源力出射した光を拡散して液晶パネルを照射する導光板、導光板から放射される光を均一化するプリズムシートや拡散シートなどの部品を用いて構成される

[0003] 現在、大型の液晶テレビのバックライトユニットは、照明用の光源の直上に導光板を配置した、いわゆる直下型と呼ばれる方式が主流である（例えば、実開平 5— 4133 号公報 (以下、特許文献 1という）参照)。本方式は、光源である冷陰極管を液晶パネルの背面に複数本配置し、内部を白色の反射面として均一な光量分布と必要な輝度を確保している。し力しながら、本方式において光量分布を均一にするためには、原理的には、液晶パネルに垂直方向の厚みが 30mm程度必要である。

[0004] 近年、液晶表示装置の薄型化、低消費電力化、大型化が要望されているが、上述した直下型のバックライトユニットでは、導光板の厚さを 10mm以下の厚みにすると光量ムラが発生するため、薄型化には限界があった。このような液晶表示装置の薄型ィ匕、低消費電力化、大型化を実現するために種々の形状の導光板が提案されている（特開平 9— 304623号公報、特開平 10— 133027号公報及び特開 2001— 423 27号公報 (以下、それぞれ特許文献 2、特許文献 3及び特許文献 4という）参照)。

[0005] 例えば、特許文献 2には、略長方形形状を有する導光板に形成される溝に蛍光ランプを埋め込み、導光板の背面に反射シートを配置し、導光板の出射面に透過光量補正シート、光拡散板、プリズムシートを積層することで形成される面光源装置 (バックライトユニット）が開示されている。 [0006] また、特許文献 3には、液晶表示装置の額縁を狭くし、厚みを薄くすることができ、光利用効率がよく明るいバックライトユニットを得るために、光源を配置するための凹部の幅方向に平行な断面の形状が、深さ方向を主軸とする放物線形状である導光体 (導光板)が開示されてヽる。

[0007] 特許文献 2及び 3に開示された導光板は、液晶表示装置の薄型化、小型軽量化、低消費電力化、低コストィ匕などのいくつかを図るためのものである力いずれもその中央部に 1つまたは複数の溝が設けられ、その溝に棒状光源を収納する構成とされ、好ましくは、溝部力も端面に向力つて板厚が次第に薄くなるように形成されおり、薄型化を達成している。

[0008] また、特許文献 4では、液晶バックライトを壁掛けテレビの大型液晶表示面用に改良する為に、複数の導光板を並列に配置し、導光板間に所定数の線状光源を配置して高輝度にして高均一の大型の背面照明を実現している。

[0009] ところで、上記特許文献 1〜4に開示の液晶表示装置においては、ノックライトュ- ットの光源として冷陰極管を使用している。近年、冷陰極管の代わりに LED (発光ダィオード）を光源として用いるノックライトユニットが提案されている。例えば、特開平 9 — 259623号公報（以下、特許文献 5という）には、板状の導光板の少なくとも一辺を光源取付辺とし、この光源取付辺に凹面状の光導入部を適宜数設け、この光導入部のそれぞれに LEDランプを対畤させて成る LED光源モジュールに関する発明が開示されている。特許文献 5では、光源取付辺に、光導入部の一対を、お互いが隣り合う側である内側部の光源取付辺への切込みを直角に近付け、外側部の光源取込辺への切込みを平行に近付けた凹面状として形成し、一対の光導入部間には凹面状とした反射面を設けている。

[0010] また、特開 2001— 110223号公報（以下、特許文献 6という）には、電気光学パネルの前面側に対向配置された板状の第 1の導光体と、第 1の導光体の側端面に沿つて伸びた第 2の導光体と、第 2の導光体の端部から光を入射させる点状光源と、第 2 の導光体の端部から第 2の導光体への光の入射を妨げる入射領域制限手段を備える電気光学装置が開示されている。ここでは、第 2の導光体として、棒状 (角柱)の透光性の榭脂成形品を用いており、この導光体の両端部に点状光源を配置して、点状光源の光を第 2の導光体の内部に導き、導光体の側壁力光を出射させている。

[0011] また、特開 2000— 268622号公報（以下、特許文献 7という）には、光源として、透光性材料から成る導光体と、導光体の少なくとも一端部に配置される点状光源とで構成される光源を用いた面状照明装置が開示されている。導光体は、その断面形状が四角形、円形、点状光源力遠ざ力るに従って断面積が減少する導光体であり、矩形状の導光板の側端面付近に配置されて、る。

特許文献 1 :実開平 5— 4133号公報

特許文献 2：特開平 9 - 304623号公報

特許文献 3 :特開平 10— 133027号公報

特許文献 4:特開 2001— 42327号公報

特許文献 5：特開平 9 - 259623号公報

特許文献 6：特開 2001— 110223号公報

特許文献 7：特開 2000 - 268622号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0012] これら特許文献 5〜7に開示されている照明装置は、略矩形状の導光板の一方の側面力発光ダイオードの光を入射させるサイドライト方式を採用しており、光源の光の利用において、その光量や分布の制御に難点がある。

また、特許文献 2〜4に開示されているような、導光板に形成された溝に冷陰極管を収容するタイプの導光板では、導光板の厚みを薄くしてしまうと、溝に配置された冷陰極管の直上における輝度が強くなつてしまい、輝度むらが顕著になるため、薄型ィ匕には限界がある。

[0013] 本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、冷陰極管を用いた導光板よりも薄型で、点状光源、特に発光ダイオードが発する光を有効に利用することができる導光部材及びそれを用いた面状照明装置、その面状照明装置に用いられる棒状照明装置を提供することにある。

[0014] また、本発明の別の目的は、均一でむらが少なぐ高輝度の照明光を出射することができる導光部材及びそれを用いた面状照明装置並びにその面状照明装置に用いられる棒状照明装置を提供することにある。

[0015] また、本発明の更に別の目的は、色再現性が高ぐ薄型の導光板に最適に用いることができる棒状照明装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0016] 上記目的を達成するために、本発明の第 1の態様は、透明な導光部材であって、矩形状光射出面を有し、前記矩形状光射出面と反対側に位置する背面に前記矩形状光射出面の一辺に平行な平行溝が形成された透明な板状の第 1導光体と、前記平行溝内に収容される柱状の外形を有する透明な第 2導光体とから構成される導光部材を提供するものである。

[0017] 本発明の第 1の態様の導光部材において、前記第 2導光体は、前記平行溝と略同形状の断面形状を有して構成されていることが好ましぐ一方の端面から他方の端面に向かうに従って外径が小さくなる形状を有する 1組の導光体を、その外径の小さい側の端面同士を接続することによって構成されて、ることが好ま、。

[0018] また、前記第 1導光体の背面は、前記平行溝の中心軸を含み前記矩形状光射出面に垂直な面に対して対称な 1対の傾斜背面を有し、前記傾斜背面は、それぞれ、前記中心軸部分力前記一辺に直交する方向の端部に向かうに従って肉厚が薄くなるように前記矩形状光射出面に対して傾斜している単数もしくは複数の構造が前記薄肉部で連結された形状であることが好ましい。

[0019] また、本発明の導光部材においては、前記第 2導光体の前記平行溝から露出する露出面が、前記矩形状光射出面に対して傾斜していることが好ましぐ前記第 2導光体の前記露出面にプリズム列が形成されていることが好ましい。

[0020] また、本発明の導光部材の前記第 2導光体の長さ方向に垂直な断面形状が、三角形状、円形状、楕円の一部を切断した形状、又は放物線の一部の形状であることが好ましい。

[0021] また、前記第 2導光体は、長さ方向における両方の端面から光が入射され、前記両方の端面力中央に向かうに従って幅が広くなるとともに深さが深くなる溝を有することが好ましい。または、前記第 2導光体は、長さ方向における一方の端面力も光が入射され、光が入射する側の前記端面力他方の端面に向かうに従って幅が広くなるとともに深さが深くなる溝を有することが好ましい。この場合において、前記第 2導光体の前記溝は V字状または U字状の溝であることが好ましい。

[0022] 本発明の第 2の態様は、本発明の第 1の態様の導光部材と、点状光源とを有し、前記第 2導光体の両端面から前記点状光源からの光が入光される面状照明装置を提供するものである。

[0023] 本発明の面状照明装置において、前記点状光源が前記第 2導光体の両端面に配置されて!、ることが好まし!/、。

[0024] また、本発明の面状照明装置は、更に、前記点状光源の光を前記第 2導光体の端面に導くためのライトガイドを有することが好ましい。

[0025] 本発明の面状照明装置においては、前記点状光源力LEDであることが好ましぐ擬似白色 LED又は RGB— LEDであることがより好ましい。

[0026] 本発明の第 3の態様は、棒状照明装置であって、点状光源と、柱状の形状を有し、両端面から中央に向かうに従って外径力、さくなる導光体とを有し、前記導光体の両端力前記点状光源の光を入射させて、その入射した光を前記導光体の側壁から出射する棒状照明装置を提供するものである。

[0027] 本発明の第 3の態様の棒状照明装置において、前記導光体は、一方の端面から他方の端面に向かうに従って外径力、さくなる形状を有する一組の導光体を、それら導光体の外径の小さ、端面同士が互、に密着して構成されて、ることが好ま、。

[0028] また、矩形状光射出面を有し、前記矩形状光射出面と反対側に位置する背面の中央部分に前記矩形状光射出面の一辺に平行な平行溝が形成された透明な導光板を有する面状照明装置に用いられ、前記導光体が、前記導光板の平行溝と略同形状の外形を有し、かつ前記平行溝内に配置されることが好ましい。

[0029] また、前記導光体の側面のうち、前記導光板の前記平行溝を形成する側壁と対向する側面以外の側面があり、この側面は光の反射が行われるように面が平坦面や曲面に形成されてヽても良く、当該側面にプリズム列が形成されてヽることが好まヽ。

[0030] 前記導光体の軸方向に垂直な断面形状が、三角形状、円形状、楕円の一部を切断した形状、又は放物線の一部の形状であることが好ま U、。

[0031] また、更に、前記点状光源が発する光を前記導光体の端面に導くためのライトガイドを備えることが好ましい。また、前記点状光源が、 LEDであることが好ましぐ擬似白色 LED又は RGB— LEDであることがより好ましい。また、前記 RGB— LEDは、順次パルス点灯することが好まし、。

[0032] 本発明の第 4の態様は、面状照明装置であって、本発明の第 3の態様の棒状照明装置と、矩形状光射出面と、前記矩形状光射出面の一辺から、当該一辺に向かい合う対辺に向力つて板厚が薄くなるように、前記矩形状光射出面に対して傾斜する傾斜背面とを有する複数の透明な導光板とを有し、前記複数の導光板は、前記矩形状光射出面が同一平面を形成するとともに、前記一辺を含む側面が、前記対辺を含む側面と接するように配列されており、前記傾斜背面と前記一辺を含む側面とによって形成される空間に、前記棒状照明装置の導光体が配置されている面状照明装置を提供するものである。

[0033] また、本発明の第 5の態様は、透明な導光板であって、矩形状の光射出面と、前記光射出面と反対側に位置し、前記光射出面の一辺に平行な溝が略中央に形成されている背面とを有し、前記溝は、両方の端面から中央に向かうに従って次第に溝深さが深くなるとともに溝幅が広くなる形状を有する導光板を提供するものである。

[0034] また、本発明の第 6の態様は、透明な導光板であって、矩形状の光射出面と、前記光射出面と反対側に位置し、前記光射出面の一辺に平行な溝が略中央に形成されている背面とを有し、前記溝は、一方の端面から他方の端面に向かうに従って次第に溝深さが深くなるとともに溝幅が広くなる形状を有する導光板を提供するものである。

[0035] 本発明の第 5及び第 6の態様の導光板において、前記溝を挟んで両側に位置する前記背面は、前記光射出面に対して傾斜していることが好ましい。

[0036] また、本発明の第 7の態様は、面状照明装置であって、本発明の第 5又は第 6の態様の導光板と、点状光源と、前記点状光源で発せられた光を前記導光板の端面の前記溝が形成されている部分に導くための追加の導光部材とを有する面状照明装置を提供するものである。

[0037] また、本発明の第 8の態様は、透明な導光板であって、矩形状光射出面と、前記矩形状光射出面の一辺から、当該一辺に向かい合う対辺に向かって板厚が薄くなるように、前記矩形状光射出面に対して傾斜する傾斜背面と、前記一辺を含む側面に形成され、前記一辺に垂直な光入射面、及び、当該光入射面から内部に入射する光を、前記対辺を含む側面側に反射させる傾斜面を含む光入射部とを有する導光板を提供するものである。

[0038] 本発明の第 8の態様の導光板においては、前記光入射部の前記光入射面は、前記導光板の前記一辺に垂直な両方の端面に形成されており、前記光入射部の前記傾斜面は、前記両方の端面から中央に向かうに従って傾斜して、ることが好ま、。または、前記光入射部の前記光入射面は、前記導光板の前記一辺に垂直な 2つの端面のうちの一方の端面に形成されており、前記光入射部の前記傾斜面は、前記一方の端面力他方の端面に向かうに従って傾斜していることが好ましい。

[0039] また、本発明の第 9の態様は、面状照明装置であって、本発明の第 7の態様の導光板と、点状光源とを備え、前記点状光源の光を前記導光板の前記光入射面に照射する面状照明装置を提供するものである。

発明の効果

[0040] 本発明の第 1の態様の導光部材は、第 2導光体により内部に光を導いて第 1導光体の光射出面力も光を出射することができ、冷陰極管の代わりに発光ダイオード (LE D)などの点状光源を用いることができ、薄型化することができる。また、第 2導光体の外形を、第 1導光体の平行溝の形状に合わせた形状に加工することができるので、第 1導光体の平行溝を輝度むらが抑制されるような形状にするとともに、第 2導光体の外形を、それに応じた外形に加工すれば、輝度むらの発生を低減することができ、かつ薄型の導光部材とすることができる。すなわち、第 1導光体の光射出面における輝線を抑制するために、第 1導光体の平行溝の形状と、第 2導光体の外形を自由に設計することができる。このような導光部材は、液晶パネルのバックライトユニットに用 V、られる導光部材として最適である。

[0041] また、本発明の第 2の態様の面状照明装置は、照明用光源として冷陰極管を用いずに、光源の使用波長の調整が可能である発光ダイオードなどの点状光源を用いているので、色再現性が高ぐ色再現域の拡大、彩度の向上を図ることができる。

[0042] 本発明の第 3の態様の棒状照明装置は、柱状の導光体の両端面力 LEDなどの点状光源の光を入射させて、その入射光を側壁力も出射することができるので、面状照明装置の冷陰極管の代わりに用いることができる。特に、導光体の形状を所望の形状に加工することができるので、薄型の導光板を有する面状照明装置の光源として最適である。更に、点状光源として擬似白色 LED又は RGB— LEDを用いることができるので、色再現性が高ぐ色再現域の拡大、彩度の向上を図ることができる。

[0043] 本発明の第 4の態様の面状照明装置は、導光板としていわゆるタンデム型の導光板を用い、照明用光源として冷陰極管を用いずに、柱状の導光体の両端面から LE Dなどの点状光源の光を入射させて、その入射光を側壁から出射する本発明の第 3 の態様の棒状照明装置を用いているので、色再現性が高ぐ色再現域の拡大、彩度の向上を図ることができるとともに、薄型化及び軽量ィ匕を図ることができる。

[0044] また、本発明の第 5及び第 6の態様の導光板は、矩形状の光射出面と反対側の背面の略中央部分に、光射出面の一辺に平行な溝を形成した構成であるので、導光板の下面に光源を配置するための領域を設ける必要が無ぐ薄型化及び軽量ィ匕を実現することができる。また、本発明の第 5及び第 6の態様の導光板によれば、光源として LEDなどの点状光源を用いることができ、導光板の端面力も入射する点状光源の光を、溝を構成する壁面で反射させた後、矩形状の光射出面から出射させることができるので、光の利用効率を高めることができる。このような導光板も液晶パネルのノックライトユニットに用いられる導光板として最適である。

[0045] 本発明の第 7の態様の面状照明装置は、本発明の第 5又は第 6の態様の導光板を備えるので、光の利用効率が高められ、薄型化及び軽量化を実現することができ、また、 LEDなどの点状光源を用いることができるので色再現性が高ぐ色再現域の拡大、彩度の向上を図ることができる。

[0046] また、本発明の第 8の態様の導光板は、矩形状光射出面の一辺を含む側面に、その一辺に垂直な光入射面と、その光入射面から内部に入射する光を、一辺に向かい合う対辺を含む側面側に反射させる傾斜面を含む光入射部を設けているので、光入射面力も導光板の内部に入射した点状光源の光を、矩形状光射出面から効率よく出射させることができる。このような導光板は、線状の光源を配置するための領域を設ける必要が無いので薄型化及び軽量ィ匕することができる。このような導光板もまた、液晶パネルのノックライトユニットに用いられる導光板として最適である。

[0047] また、本発明の第 9の態様の面状照明装置は、本発明の第 8の態様の導光板を備えるので、装置の薄型化及び軽量ィ匕を実現することができ、また、 LEDなどの点状光源を用いることができるので色再現性が高ぐ色再現域の拡大、彩度の向上を図ることがでさる。

図面の簡単な説明

[0048] [図 1]図 1Aは、本発明の面状照明装置を用いた液晶表示装置の概略斜視図であり，図 1Bは、その概略断面図である。

[図 2]図 2A及び図 2Bは、それぞれ、本発明に従う棒状照明装置の概略斜視図及び概略側面図である。

[図 3]図 3は、導光体の下面の部分拡大断面図であり、導光体の下面に形成されているプリズムの様子を示す図である。

[図 4]図 4は、ライトガイドを用いて LEDの光を導光体に導く様子を模式的に示した図である。

[図 5]図 5は、長さ方向に垂直な断面が円形で、端部から中央に向かって細くなる形状の導光体の構成例である。

[図 6]図 6Aは、平行溝の断面形状が楕円の一部を取り除いたような形状を有する導光板に導光体が収容されている様子の概略断面図であり、図 6B及び図 6Cは、それぞれ、その導光体の概略側面図及び概略斜視図である。

[図 7]図 7A〜図 7Cは、一方の端面力光を入射させるタイプの棒状照明装置に用いられる導光体の構成例であり、図 7Aは、長さ方向に垂直な断面形状が三角形状の場合の導光体であり、図 7Bは、長さ方向に垂直な断面形状が楕円の一部と取り除いたような形状の場合の導光体であり、図 7Cは、長さ方向に垂直な断面形状が円形の場合の導光体である。

[図 8]図 8は、平行溝を画成する壁面に相当する部分の線形状が双曲線の一部であるような導光板の平行溝に導光体が収容されている様子を示す概略断面図である。

[図 9]図 9は、平行溝の断面形状が、平行溝の中心を通り導光板の光射出面に垂直な中心線に対して対称な 2つの円弧曲線の一部力形成されている導光板の概略断面図である。

[図 10]図 10は、平行溝の断面形状が、平行溝の中心を通り導光板の光射出面に垂直な中心線に対して対称な 2つの放物線の一部力形成されている導光板の概略断面図である。

[図 11]図 11は、平行溝の長さ方向に垂直な断面形状が、平行溝の中心に向力つて凸の 2つの曲線力形成されている導光板の概略断面図である。

[図 12]図 12は、平行溝の長さ方向に垂直な断面形状が、平行溝の中心に向力つて凸の曲線と凹の曲線を組み合わせた曲線力形成されて、る導光板の概略断面図である。

[図 13]図 13は、導光板の光射出面側に形成される網点パターンの例である。

[図 14]図 14は、複数並列して配置された導光板を用いた面状照明装置の概略断面図である。

圆 15]図 15Aは、発明の面状照明装置に用いられる導光板の傾斜背面と反射シートとの間にプリズムシートが配置されている様子を示す概略断面図であり、図 15Bは、反射シートと導光板の傾斜背面との間に配置されて、るプリズムシートを導光板側から見た概略平面図、及び、そのプリズムシートの概略横断面図である。

[図 16]図 16Aは、導光板の側面に反射板を配置した構成例であり、図 16Bは、導光板を並列して配置したときに導光板の側面に反射板を配置した構成例である。

[図 17]図 17Aは、光ファイバを用いて導光板に光を入射させるタイプの面状照明装置に用いられる導光板の模式的断面図である、図 17Bは、その導光板を背面側から見た模式的下面図である。

[図 18]図 18Aは、棒状の導光体 (第 2導光体)が平行溝に一体的に組み込まれた導光板の模式的断面図であり、図 18Bは、その導光板を背面側から見た模式的下面図である。

[図 19]図 18Aおよび図 18Bに示した導光体の模式的斜視図である。

[図 20]図 20Aは、長さ方向に垂直な断面が楕円の一部を取り除いたような形状の平行溝に導光体が収容された導光板の模式的断面図であり、図 20Bは、その導光板を背面側から見た模式的下面図である。 [図 21]図 20Aおよび図 20Bに示した導光体の模式的斜視図である。

[図 22]図 22Aは、長さ方向に垂直な断面が三角形状の平行溝に導光体が収容されている導光板の模式的断面図であり、図 22Bは、その導光板を背面側から見た模式的下面図である。

[図 23]図 22A及び図 22Bに示した導光板に用いられ、一方の端面のみから光を入射させる場合の導光体の模式的斜視図である。

[図 24]図 24Aは、長さ方向に垂直な断面が楕円の一部を取り除いたような形状の平行溝に導光体が収容されている導光板の模式的断面図であり、図 24Bは、図 24Aに示す導光板を背面側から見た模式的下面図である。

[図 25]図 24A及び図 24Bに示した導光板の平行溝に収容され、一方の端面のみから光を入射させる導光体の模式的斜視図を示した。

[図 26]図 26Aは、導光板 (第 1導光体)の平行溝に導光体 (第 2導光体)を設けずに、導光板の端面力光を入射させるタイプの面状照明装置に用いられる導光板の模式的断面図であり、図 26Bは、図 26Aの導光板の B— B線矢視図であり、図 26Cは、図 26Aに示した導光板を背面側力も見た模式的下面図である。

圆 27]図 27A〜図 27Cは、第 2導光体を有しない面状照明装置に用いられる導光板の別の構成例であり、図 27Aは、楕円の一部を取り除いたような断面形状を有する溝が背面に形成された導光板の模式的断面図であり、図 27Bは、図 27Aに示した導光板の B— B線矢視図であり、図 27Cは、図 27Aに示した導光板を背面側から見た模式的下面図である。

[図 28]図 28Aは、一方の端面力光を入射させるタイプの面状照明装置に用いられ、溝の断面形状が V字状の導光板の模式的断面図であり、図 28Bは、図 28Aに示した導光板の B— B線矢視図であり、図 28Cは、図 28Aに示した導光板を背面側から見た模式的下面図である。

[図 29]図 29Aは、一方の端面力光を入射させるタイプの面状照明装置に用いられ、溝の断面形状が楕円の一部を切断したような U字状の導光板の模式的断面図であり、図 29Bは、図 29Aに示した導光板の B—B線矢視図であり、図 29Cは、図 29Aに示した導光板を背面側から見た模式的下面図である。 [図 30]図 30Aは、本発明の棒状照明装置を備えたタンデム方式の面状照明装置の導光板の概略断面図であり、図 30Bは、その部分拡大断面図であり、図 30Cは、図 3 OBに示した導光板を、反射フィルムを取り除いた状態で背面側から見た模式的下面図である。

[図 31]図 31Aは、図 5に示した形状の導光体を有するタンデム方式の面状照明装置に用いられ、タンデム配置された複数の導光板の概略断面図であり、図 31Bは、その部分拡大断面図であり、図 31Cは、図 31Bに示した導光板を、反射フィルムを除いた状態で背面側から見た模式的下面図である。

[図 32]図 32Aは、一方の端部カゝら光が入射される、タンデム配置された複数の導光板の概略断面図であり、図 32Bは、その部分拡大断面図であり、図 32Cは、図 32B に示した導光板を、反射フィルムを除、た状態で背面側から見た模式的下面図である。

[図 33]図 33Aは、一方の端部カゝら光が入射される、タンデム配置された複数の導光板の図 32A〜図 32Cとは別の構成例の概略断面図であり、図 33Bは、その部分拡大断面図であり、図 33Cは、図 33Bに示した導光板を、反射フィルムを除いた状態で背面側から見た模式的下面図である。

[図 34]図 34Aは、棒状照明装置を用いない面状照明装置に用いられる、タンデム配置された複数の導光板の模式的断面図であり、図 34Bは、その部分拡大断面図であり、図 34Cは、図 34Bに示した導光板を背面側力も見た模式的下面図である。

[図 35]図 35Aは、棒状照明装置を用いない面状照明装置に用いられる、タンデム配置された複数の導光板の図 34A〜図 34Cとは別の構成例の模式的断面図であり、図 35Bは、その部分拡大断面図であり、図 35Cは、図 35Bに示した導光板を背面側から見た模式的下面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0049] 以下、本発明の導光部材と、それを用いる面状照明装置、液晶表示装置及び本発明の棒状照明装置について、添付の図面に示される好適な態様を基に、詳細に説明する。

[0050] 図 1Aに、本発明の面状照明装置 (以下、ノックライトユニットともいう）を用いた液晶表示装置の概略斜視図を示す。液晶表示装置 10は、基本的に、本発明の面状照明装置 2と、この面状照明装置 2の光射出面側に配置される液晶表示パネル 4と、それらを駆動する駆動ユニット 6とを有する。図 1Bには、バックライトユニットの概略断面図を示した。本発明の面状照明装置 2は、液晶表示装置 10のバックライトユニットとして用いられ、液晶表示パネル 4の背後から、液晶表示パネル 4の全面に均一な光を照射するための面状照明装置であり、液晶表示パネル 4の画像表示面と略同一の光射出面 (発光面)を有する。面状照明装置 2は、基本的には、棒状照明装置 12と、拡散シート 14と、プリズムシート 16及び 17と、導光板 18と、リフレクタ 20と、反射板 22とを備える。

[0051] まず、図 1A及び図 1Bに示した面状照明装置 2に用いられている本発明の棒状照明装置 12について説明する。図 2A及び図 2Bに、それぞれ、本発明に従う棒状照明装置 12の概略斜視図及び概略側面図を示す。

[0052] 棒状照明装置 12は、図 2A及び図 2Bに示すように、導光体 32と、点状光源としての一組の発光ダイオード（LED) 34A、 34Bとを主に有する。図 2A及び図 2Bに示した棒状照明装置 12は、図 1A及び図 1Bに示すような平行溝 18fの断面が三角形状の導光板 18に用いられるものであり、図 2A及び図 2Bにおける導光体 32は、それぞれ、導光板 18の平行溝 18fに収容されるような三角柱状の外形を有する。すなわち、本発明の棒状照明装置 12に用いられる導光体 32は、その長さ方向に垂直な面で切断したときの断面形状が、導光板 18の平行溝 18fの断面形状と略同形又は相似形の三角形形状を有している。また、それぞれの導光体 32は、両端面 33aから中央に向かうに従って次第に断面積が小さくなるように形成されている。ここでは、導光体 3 2が導光板 18の平行溝 18fに収容された場合に、導光板 18と対面しない側の面、すなわち、導光体 32の下面 33bのみを傾斜するように、導光体 32が構成されている。また、導光体 32は、図示例では、 1組の透明体 33A及び 33Bを用いて構成されている。それぞれの透明体 33A及び 33Bは、その断面が三角形状で、一方の端面 33 aから他方の端面 33bに向かうに従って断面積が次第に小さくなるような形状を有する。また、それぞれの透明体 33A及び 33Bの断面積の小さい側の端面 33b同士が互ヽに密着するように同軸に連結されて導光体 32が構成されてヽる。 [0053] 棒状照明装置 12において、 LED34A及び 34Bは、図 2A及び図 2Bに示すように、導光体 32の両端面 33aにそれぞれ配置される。 LED34A及び 34Bは、駆動ュ-ット 6と接続されている。 LED34A及び 34Bからの光は、それぞれ、導光体 32A及び 3 2Bの端面 33aから内部に入射される。前述したように導光体 32の下面 33bは傾斜しており、これにより、導光体 32の両端面 33aから入射した光の一部力下面 33bで反射して図 2B中上方に向力うとともに、下面 33b以外の側面で屈折した後、導光体 32 の側壁面から外部に出射する。

[0054] ここで、図 2A及び図 2Bに示す導光体 32においては、その下面 33bにプリズム列が形成されることが好ましい。図 3に、導光体 32の下面 33bにプリズム 36が列状に形成されている様子を部分的に示した。図 3に示すように、プリズム 36は、導光体 32の長さ方向に対して垂直に延在して形成される。このようなプリズム 36の列を導光体 32 の下面 33bに形成することにより、導光体 32の端面力もコリメートされた光束を入射させたときに、そのコリメートされた光束力順次導光体の全長方向に対し、ほぼ垂直に立ち上がるので、導光体 32の側面から出射する光の該導光体全長方向における光量分布を均一にすることができる。また、プリズム 36のそれぞれの形状は任意の形状にすることができ、頂角力 5° のプリズムであることが好ましい。頂角力 5° のプリズムとすることにより、導光体 32の端面力もコリメートされた光束を入射させたときに、そのコリメートされた光束がプリズムの斜面に入射し、全反射した際にほぼ垂直に立ち上がるので、導光体 32の側面から出射する光の該導光体全長方向における光量分布をより一層均一にすることができる。

[0055] 導光体 32は、透明な榭脂から形成することができる。また、製造方法としては、例えば、加熱した原料榭脂を、押し出し成形や射出成形によって成形する方法、型中でモノマー、オリゴマー等を重合させて成形する注形重合法等を用いることができる。導光体 18の材料としては、例えば、ポリカーボネートや PMMA (ポリメチルメタクリレート）などのアクリル系榭脂、 PET (ポリエチレンテレフタレート）、 PP (ポリプロピレン）、 PC (ポリカーボネート）、 PMMA (ポリメチノレメタタリレート）、ベンジノレメタタリレートや MS榭脂、その他のアクリル系榭脂、あるいは COP (シクロォレフィンポリマー）などの透明榭脂を用いることができる。透明樹脂には、光を散乱させるための微粒子を混入させても良ぐこれにより側壁からの光の出射効率を一層高めることができる。

[0056] なお、ここでは、図 2A及び図 2Bに示すように、導光体 32を 2つの透明体 33A及び 33Bから構成したが、一体で導光体を構成しても良い。導光体 32を一つの部材で構成する場合は、一方の端部から中央に向かうに従って断面積が小さくなるように透明体を加工すればよい。図示例のように、一方の端部から他方の端部に向かうに従つて断面積が小さくなるような形状のほうが、加工が容易であるので、このような形状を有する 2つの透明体を連結して導光体を構成したほうが、製造コストを低く抑えることができるという利点がある。

[0057] 図 2A及び図 2Bにおいて、本発明の棒状照明装置 12を構成する発光ダイオード（ LED) 34Aは、例えば、高輝度 LEDを用いて構成することができ、 RGB— LEDや白色 LEDを用いて構成することが好ましい。これら以外にも白熱灯や豆電球も用い得る。

LED34A及び 34Bとして RGB— LEDを用いる場合は、 RGBを順次パルス点灯することが好ましい。このようにパルス点灯させることにより、消費電力を低減することができる。このように RGB— LEDの R、 G、 Bのそれぞれの LEDを順次点灯させる場合においては、数 msec以下の AC (交流）点灯で順次点灯させることが好ましぐこのような周期で点灯させれば、それら光は、人間の目には、その応答性から、 R、 G及び B のそれぞれの LEDからの光が積分されて、直流点灯させた場合と同じように見える。更に、このように順次点灯させれば、液晶パネルのバックライトとして利用した際に、液晶パネルに RGBのフィルタが必要なくなるので、フィルタのある場合に比較して約 2倍程度に輝度を向上させることができる。

[0058] 図 2A及び図 2Bに示した棒状照明装置 12においては、 LED34A及び 34Bを導光体 32の両端面 33aに配置した構成にした力図 4に示すように、 LED34A及び 34B を一箇所にまとめて配置し、それぞれの LED34A及び 34B力も発せられた光を、ライトガイド 38A及び 38Bを用いて導光体 32の端面に導いてもよい。例えば、図 4に示したように、複数の導光板を配置して光射出面を大きくして面状照明装置を構成した場合に、それぞれの導光板の平行溝に配置される導光体の端部と、それぞれの導光体に対応する LEDの光出射部との間にそれぞれ追加の導光部材であるライトガイド 38を配置し、 LEDの光を、ライトガイドを介して導光体の端部に入光させるように構成しても良い。

このようなライトガイド 38は、例えば、光ファイバと矩形導光路を組み合わせて構成することができる。 LED34を導光体 32の端面近傍に配置した場合は、 LED34の発熱により導光体 32が変形したり、溶融する恐れがあるが、このようなライトガイド 38を用いることにより、 LED34の発熱による導光体 32の変形及び溶融を防止することができる。ここで、矩形導光路は、上述した透明体と同様に、透明な榭脂材料を用いて構成することができる。なお、以降の構成例については、この追加の導光部材であるライトガイドの例として光ファイバを用いたものを例示する。

[0059] 以上説明したように、本発明の棒状照明装置の導光体は、面状照明装置の導光板の平行溝に収容されて利用される。従来の冷陰極管を用いた面状照明装置の場合は、典型的な冷陰極管は円柱状の形状を有していたため、冷陰極管から放射される光を確実に且つ効率よく導光板の内部に取り込むために、冷陰極管を平行溝に確実に収容しなければならな力つた。このため、導光板を薄型にするのが困難であった。し力しながら、本発明の面状照明装置は、導光板の平行溝の外形と略同じ外形になるように、棒状照明装置の導光体を加工しているので、使用する光源の外形に依存することなく面状照明装置全体を薄型化することができる。

[0060] 本発明者の知見によれば、図 1 A及び図 1Bに示すような平行溝を光入光部とする導光板を用いた面状照明装置においては、導光板の平行溝の形状を変更することによって平行溝の直上における輝線の発生を抑制することができる。それゆえ、導光板 18の平行溝 18fの形状に合わせて棒状照明装置 12の導光体 32の外形を加工することにより、導光板 18の光射出面 18aにおける輝線の発生を抑制しつつ、従来の冷陰極管を用いた場合よりも更に薄型化した面状照明装置を構成することができる。

[0061] つぎに、棒状照明装置の導光体の上記実施形態とは異なる構成例について説明する。図 5には、長さ方向に垂直な断面が円形で、端部から中央に向かって細くなる形状の導光体の例を示した。図 5に示した導光体 52は、 1組の透明な円錐台状の透明体 53A及び 53Bを、その断面の小さな端面同士が互いに密着するように連結して構成されている。このような導光体 52は、例えば、長さ方向に垂直な断面が半円形状の平行溝を有する導光板に用いられる。

図 5に示した形状を有する導光体は、 LEDなどに代表される点状光源を前記棒状導光体により棒状光源に変換し、前記平板状導光体の凹部に前記棒状導光体を埋め込むことにより、棒状照明を面状照明に変換し、液晶ノックライトユニットとして用いることが可能になる。

[0062] また、図 6A〜図 6Cには、棒状照明装置の導光体の更に異なる構成例を示した。

図 6Aは、平行溝 18fの断面形状が楕円の一部を取り除いたような形状を有する導光板 18に導光体 62が収容されている様子の概略断面図であり、図 6Bは、その導光体 62の概略側面図、図 6Cは、導光体 62の概略斜視図である。図 6B及び図 6Cに示すように、導光体 62は、長さ方向に対して垂直な断面の形状が、楕円の一部を取り除いたような形状を有している。導光体 62は、 2つの透明体 63A及び 63B力も構成されている。透明体 63A及び 63Bは、楕円柱を、その中心軸に対して所定の角度を有し且つ楕円の長軸に対して垂直な平面で切断することにより得られるような形状を有する。このような透明体 63A及び 63Bの断面積の小さい方の端面同士を連結することによって導光体 62が構成されている。このような形状の導光体 62は、図 6Aに示すように、平行溝 18fの断面形状が楕円形の一部で形成されている導光板 18の平行溝 18fに収容された形態で用いられる。そして、図 6Aに示すように、導光板 18の傾斜面の下方に反射板 22が配置され、平行溝 18fに導光体 62を収容した状態で、平行溝 18fを塞ぐようにリフレクタ 20が配置される。図 6A〜図 6Cに示した導光体においては、下面にプリズムを形成することもできる。

[0063] 図 6A〜図 6Cに示した形状を有する導光体は、 LEDに代表される点状光源を、棒状導光体を用いることにより線状光源に変換し、液晶バックライトユニットの線状光源として用いられている CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp：冷陰極管放電灯）の代替光源として用いることが可能になる。

図 5及び図 6A〜図 6Cに示した導光体は、 2つの透明体を連結することにより構成されている力一体として構成されていても良い。

[0064] 以上、図 1A及び図 1Bに示す面状照明装置 2に用いられる本発明の棒状照明装置 12について詳細に説明した力本発明はこれに限定されない。例えば、棒状照明装置を構成する導光体の形状は、上記例に限定されず、面状照明装置を構成する後述する導光板の平行溝の形状に応じて種々の形状に変更することができる。また、 1つの LED光源でも十分に光量を確保できる場合は、導光体 32の一方の端面にのみ LED光源を配置し、その端面のみ力 LED光源の光を入射するように構成しても良い。この場合は、導光体 32を 2つの透明体を組み合わせて構成するのではなぐ導光板の平行溝内を略一様に光照射することができるような形状の 1つの透明部材を用いて構成すればょ、。

[0065] このように、 1つの透明部材を用いて形成された導光体の一方の端面力 LED光源の光を入射させる棒状照明装置の構成例を図 7A、図 7B及び図 7Cにそれぞれ示した。図 7A〜図 7Cに示した各図において、紙面左側の図は導光体の模式的側面図であり、紙面右側の図は導光体の長さ方向に垂直な断面の模式図である。

図 7Aに示した棒状照明装置の導光体 74は、長さ方向に対して垂直な方向の断面形状が三角形状であり、 LED34の光が入射する一方の端面 (大径側端面という） 74 bから他方の端面 (小径側端面という） 74cに向かうに従って、断面積が次第に小さくなる構造を有する。図示例では、導光体 74の大径側端面 74bから小径側端面 74c に向力方向にぉ、て、導光体 74の下面 74aが上方に向力つて傾斜するように形成されている。また、この導光体 74の下面 74aにはプリズム列が形成されている。このような構造を有する導光体 74においては、導光体 74の大径側端面 74bから入射する LED34からの光は、下面 74aのプリズム列において反射した後、導光体 74の側面力外部に出射する。

[0066] また、図 7Bに示した棒状照明装置の導光体 76は、長さ方向に対して垂直な方向の断面形状が楕円の一部を取り除いたような形状を有し、 LED光が入射する大径側端面 76bから小径側端面 76cに向かうに従って、断面積が次第に小さくなる構造を有する。このような導光体 76は、例えば、透明な楕円柱を、その中心軸に対して所定の角度を有し、且つ、楕円の長軸に対して垂直な平面で切断することによって得られる。このような構造を有する導光体 76においても、その下面 76aにプリズム列を形成することができる。

[0067] また、図 7Cに示した棒状照明装置の導光体 78は、長さ方向に対して垂直な方向の断面形状が円形で、 LED光が入射する大径側端面 78bから他方の小径側端面 7 8cに向かうに従って、次第に細くなる形状を有する。すなわち、図に示した棒状照明装置の導光体は、細長い円錐台形状 (コーン形状)を有している。このような構造の導光体 78を用いた場合も、大径側端面 78bから入射した LED光を、導光体 78の側面から出射させることができる。

[0068] 図 7A〜図 7Cに示した導光体 74、 76及び 78においては、大径側端面 74b、 76b 及び 78bのみ力も LED光を入射させるため、それら導光体 74、 76及び 78の内部を通過した LEDからの光の一部力その反対側の小径側端面 74c、 76c及び 78cに到達することになる。このような LEDからの光を、その小径側端面 74c、 76c及び 78cにおいて反射させて、再度導光体の内部に入射させるために、その端面 74c、 76c及び 78cを鏡面にカ卩ェしたり、小径側端面 74c、 76c及び 78cを覆うような反射板を設けてもよい。

[0069] 以上、一方の端面から LED光源の光を入射させる棒状照明装置の導光体について説明したが、そのような導光体の形状としては、上記形状に限定されず、導光体の端面力入射した光を導光体の側面から出射させることができれば任意の形状にすることがでさる。

[0070] つぎに、この面状照明装置 2に用いられる構成部品のうち、上記棒状照明装置以外の構成部品について図 1 A及び図 1Bを参照して詳細に説明する。

まず、導光板 18について説明する。図 1Bに示すように、導光板 18は、矩形状の光射出面 18aと、その一辺に平行な一対の厚肉部 18bと、この厚肉部 18bの両側に前記一辺に平行に形成される薄肉端部 18cと、厚肉部 18bから前記一辺に直交する方向に両側の薄肉端部 18cに向かって肉厚が薄くなり、傾斜背面 18dを形成する傾斜背面部 18eと、肉厚部 18bに前記一辺に平行に形成される、導光体 32を収納するための平行溝 18fとを有する。すなわち、導光板 18は、表面の外形形状が矩形状の板状部材であり、透明榭脂により形成されている。導光板 18の光射出面 18aは平坦であり、その反対側の面が、一方の辺に向力うにしたがって板厚が薄くなるように、光射出面 18aに対して傾斜している。このように、導光板 18は、平行溝 18fの中心軸を含み且つ光射出面 18aに垂直な面に対して対称な 1対の傾斜背面 18dを有し、この傾斜背面 18dは、それぞれ、両側の薄肉端部 18cに向かうに従って肉厚が薄くなるように光射出面 18aに対して傾斜している。

図 1A及び図 1Bに示す導光板 18は、本発明に従う導光部材の第 1導光体に相当し、また、導光板の平行溝に収容される導光体が本発明に従う導光部材の第 2導光体に相当する。

[0071] 図 1Bに示す構造を有する導光板 18において、その平行溝 18fに配置された導光体から出射する光のうち、平行溝 18fの壁面力も導光板 18の内部に入射した光は、導光板 18の背面 18dで反射した後、光射出面 18aから出射する。このとき、導光板 1 8の傾斜背面 18dから一部の光が漏出する場合もあるが、その漏出した光は、導光板 18の傾斜背面 18d側に形成された反射シート 18で反射して再び導光板 18の内部に入射し、光射出面 18aから出射する。

[0072] 本発明において、導光板 18は、例えば、加熱した原料榭脂を、押し出し成形や射出成形によって成形する方法、型中でモノマー、オリゴマー等を重合させて成形する注形重合法等を用いて製造することができる。導光板 18の材料としては、例えば、ポリカーボネートや PMMA (ポリメチルメタタリレート）などのアクリル系榭脂、 PET (ポリエチレンテレフタレート）、 PP (ポリプロピレン）、 PC (ポリカーボネート）、 PMMA (ポリメチルメタタリレート）、ベンジルメタタリレートや MS榭脂、その他のアクリル系榭脂、あるいは COP (シクロォレフィンポリマー）などの透明榭脂を用いることができる。透明榭脂には、光を散乱させるための微粒子を混入させても良ぐこれにより光射出面からの光の出射効率を一層高めることができる。

[0073] ここで、導光板 18の平行溝 18fの好ましい断面形状について詳細に説明する。なお、本発明において、平行溝の断面形状とは、平行溝を、その長さ方向に垂直な面で切断したときに、平行溝を画成する導光板の壁面に相当する部分の部分線と、その部分線の両端を結ぶ直線とによって形成される形状を意味する。また、以下の説明において、平行溝を、その長さ方向に垂直な面で切断したときの断面を、単に平行溝の断面という。

[0074] 図 1A及び図 1Bにおける導光板 18の平行溝 18fは、その断面形状が三角形状になるように形成されている。ここでは、平行溝 18fの断面形状を三角形状とした力本発明においては、平行溝 18fの断面形状は、当該平行溝 18fの最深部又は中心を通って導光板 18fの、光射出面に垂直な中心線に対して対称であって、光射出面 1 8aに向力つて細くなるような形状であればよい。例えば、図 8及び前述した図 6A〜図 6Cに示すように、平行溝 18fを、その長さ方向に垂直な面で切断したときに、平行溝 18fを画成する導光板 18の壁面に相当する部分の線形状が、双曲線の一部又は楕円の一部の形状になるように形成することができる。或いは、平行溝を画成する導光板の壁面に相当する部分の線形状は懸垂線形状でも良、。

[0075] 図 8に示したように、平行溝の断面において、平行溝 18fを画成する導光板 18の壁面に相当する部分の線形状が双曲線の一部である場合には、平行溝 18fに収容される導光体 72の断面も平行溝 18fの断面と略同一の形状に加工され得る。すなわち、導光体 72の断面において、導光体 72の側面に相当する部分の線形状が双曲線の一部となるように、導光体 72の側壁が形成される。

[0076] また、本発明においては、平行溝の断面において、平行溝の最深部に相当する部分が尖点となるような形状に平行溝を構成することもできる。すなわち、平行溝の断面において、平行溝の最深部に相当する部分の線形状が、互いに交わる先鋭な 1つの交点を有する、平行溝の中心を通って導光板の光射出面に垂直な中心線に対して対称な 2つの曲線又は直線の一部力も形成することができる。本発明においては、導光板の平行溝の断面形状が、上記いずれの形状であっても、導光板の光射出面力も均一な光を出射させることができる。

[0077] 図 9には、平行溝の断面において、平行溝を画成する導光板の壁面に相当する部分の線形状が、互いに交わる先鋭な 1つの交点を有し、平行溝 18fの中心を通って導光板の光射出面に垂直な中心線に対して対称な 2つの曲線の一部力なる場合の一例を示した。図 9に示した導光板 50は、平行溝の中心を通って導光板 50の光射出面 50aに垂直な中心線 Xに対して対称な 2つの曲線 54a及び 54bが円弧の場合である。この場合は、図 9に示すように、平行溝 18fを形成する一方の側壁に対応する円弧 54aの中心の位置と他方の側壁に対応する円弧 54bの中心の位置が異なるように形成される。これにより円弧状の両側壁が交わる部分 56は、図 9に示すように尖った形状となる。この場合、平行溝 18fに収容される導光体 57の側壁は、同図に示したように、平行溝 18fの形状に応じた形状で加工され得る。

[0078] また、図 10には、平行溝の断面において平行溝を画成する導光板の壁面に相当する部分の線形状が、互いに交わる先鋭な 1つの交点を有する、平行溝の中心を通つて導光板の光射出面に垂直な中心線に対して対称な 2つの曲線の一部力なる場合の更に別の例を示した。図 10に示した導光板 60は、平行溝 18fの中心を通つて導光板の光射出面に垂直な中心線 Xに対して対称な 2つの曲線 64a及び 64bが放物線の場合である。図 10においては、平行溝 18fの一方の側壁を形成する放物線 64aの焦点と、他方の側壁 22bを形成する放物線 64bの焦点とが互いに異なるように、平行溝 18fの側壁が形成される。

[0079] 図 10に示すように、平行溝の断面において当該平行溝 18fを画成する導光板 18 の壁面に相当する部分の線形状が、交点 66で交わる 2つの曲線 64a及び 64bから形成される場合においては、平行溝 18fの一方の側壁に対応する曲線 64aの、交点 (尖点） 66における接線と、他方の側壁に対応する曲線 64bの、交点 64における接線が互いになす角 Θは、 90度以下が好ましぐ 60度以下がより一層好ましい。

[0080] 以上、平行溝の断面において当該平行溝を画成する導光板の壁面に相当する部分の線形状が、平行溝の中心に向かって凹形状の導光板の例を示したが、これらとは異なる本発明の導光板の別の態様を図 11及び図 12に示す。図 11は、平行溝の断面における平行溝 18fを画成する導光板 18の壁面に相当する部分の線形状が、平行溝 18fの中心に向力つて凸の 2つの曲線 73a及び 73bから形成される導光板 70 の例であり、図 12は、平行溝の断面における平行溝 18fを画成する導光板の壁面に相当する部分の線形状が、平行溝 18fの中心に向力つて凸の曲線 82a及び 82bと凹の曲線 84a及び 84bを組み合わせた曲線力も形成される導光板 80の例である。図 1 1及び図 12に示したような断面形状の平行溝を有する導光板 70及び 80も、輝線の発生を抑制しつつ光射出面力十分な照度の光を出射することができる。

[0081] このように、平行溝の断面における最深部に相当する部分の線形状は、平行溝の中心に向力つて凸若しくは凹の曲線状又は直線状にすることができ、それらの組み合わせであってもよい。これらの曲線は、図示例の円弧に限定されず、平行溝の中心に向力つて凸または凹の、楕円、放物線、または双曲線などの曲線の一部であればよい。また、本発明においては、平行溝の断面において、平行溝の最深部に対応する部分の形状が、後述するように先細化されていれば、平行溝を構成する曲線は、平行溝の中心に向力つて凸または凹の、円、楕円、放物線、または双曲線などの曲線の一部であれば良ぐ 10次の関数によって近似できる曲線であることが好ましい。

[0082] 図 10〜13においては、導光板の平行溝に収容される導光体を図示していないが、同図に示すように導光板の平行溝を種々の形状に変更した場合は、その平行溝に収容される導光体も平行溝の形状に応じた形状に加工することができる。

[0083] 本発明の導光板においては、図 13に示すように、ある中心線 Xにおいて網点の密度が高くその中心線 Xから両側（中心線に対して垂直方向）に向力うにしたがって次第に網点の密度が低くなるような網点パターン 92を導光板 18の光射出面 18aに、例えば、印刷により形成してもよい。このような網点パターン 92を、網点パターンの中心線 Xが導光板 18の平行溝の中心線に対応する位置と一致するように、導光板 18の光射出面 18aに形成することにより、導光板 18の光射出面 18aにおける輝線の発生やムラを抑制することができる。また、網点パターン 92を導光板 18に印刷する代わりに、網点パターンが形成された薄いシートを光射出面上に積層しても良い。網点の形状は、矩形、円形、楕円形などを任意の形状にすることができ、網点の密度は、輝線の強さや広がりに応じて適宜選択することができる。また、このような網点パターンを印刷により形成する代わりに、網点パターンに対応する部分を砂擦り面として荒らしてもよい。このような砂擦り面は、導光板の平行溝の最深部や側壁に形成してもよい。

[0084] また、本発明者の知見によれば、導光板 18の平行溝 18fを構成する壁面部分の断面形状が三角形状 (V字状)の導光板においては、光源 12の直上、すなわち、矩形状光射出面 18aの中心部分の相対照度が低くなる。このような平行溝の断面形状が三角形状の場合は、平行溝の頂点 (最深部)を所定の幅で平坦にするか、比較的曲率半径の小さな曲面にすることによって、光射出面における照度を均一化することが好ましい。本発明においては、導光板の平行溝の最深部の断面形状を上述したような形状になるように設計するだけで、導光板の光射出面における照度を最適に調整して均一化することができる。また、このように平行溝の最深部を上述の形状にした場合は、平行溝に収容される棒状照明装置の導光体も、上述の形状と同一又は相似の形状になるように加工することが望ましい。

なお、本発明では、対称面 sにおいて背面が交差する部分における断面形状、すなわち平行溝の先端部分の断面形状が、面取りされた平坦状、もしくは、丸められた円形状のみならず、楕円形状、放物線状、または双曲線状であっても良いのはもちろんである。さらに、これに加え、その交差部分を砂擦り面とすることが好ましぐこれにより、光射出面における照度又は輝度のピーク値を低減することができる。

[0085] また、本発明の導光板においては、導光板の光射出面における照度分布において、導光板 18の光射出面 18aの第 1部分の照度のピーク値が、導光板 18の光射出面 18aの第 2部分の照度の平均値の 3倍以下、より好ましくは、 2倍以下となるように、導光板 18の平行溝 18fの先端形状の先細化を行う。ここで、導光板 18の光射出面 18a の第 1部分の照度のピーク値力導光板 18の光射出面 18aの第 2部分の照度の平均値の 3倍以下となるようにするのは、導光板 18の光射出面 18aから射出された照明光の照度分布が、従来より均一化されるからであり、その結果、導光板 18の光射出面 18aから射出された照明光の拡散 (ミキシングなど)をそれほど十分に行う必要がなぐ拡散効率のあまり高くない低コストの拡散シート 14の使用が可能となり、また使用枚数を減らすことができ、また、高価なプリズムシート 16、 17および 19自体の使用を止めることができ、あるいは、拡散効率のあまり高くない低コストのプリズムシート 16、 17および 19の使用が可能となったり、使用枚数を減らすことができるからである

[0086] 以上、本発明の導光板の形状について説明したが、上述した形状の導光板は、図 14に示すように、複数個の導光板 18をその端面同士が互いに密接するように接続されて、大きな光射出面を有する導光部材として構成され得る。このように複数の導光板 18を、それらすベての光射出面 18aが同一平面を構成するように並列して配置した場合は、ある導光板 18の平行溝に設けられた導光体 32から出射した光の一部が、その導光板 18の内部の傾斜面で反射された後、その導光板 18の端面に到達されて、その端面と接続する隣の導光板の端面力当該隣の導光板の内部に入射される。このように複数個の導光板を、それらの光射出面が同一平面を構成するように並列して配置すれば、隣に位置する導光板に配置された導光体力の光をも利用することができるので、光の出射効率を高めることができる。そして、更には、導光体を連結したときに、隣接する導光板の接続部における導光体の背面の光射出面に対する傾きが零 (0)になるように構成することにより、それら連結された導光板の光射出面の端面に対応する部分、すなわち連結部分において、輝線が発生することを一層抑制することがでさる。

導光板をこのように複数並べて配置することにより、光射出面から出射する光束の光量分布が均一で、輝線の発生が抑制された大サイズの光照射面を有する面状照明装置とすることができる。そして、このような大サイズの光照射面を有する面状照明装置は、大サイズの表示画面を有する液晶表示装置に適用することができ、特に、壁掛けテレビなどの壁掛けタイプの液晶表示装置用に最適である。

[0087] 以上の説明においては、導光板の背面を平坦な面で形成したが、これには限定されず、例えば、 10次関数で表わされる形状にしても良い。この場合は、 10次関数の各係数は、導光板の平行溝に収容される導光体力出射する光が、その 1つの導光板からすべて出射するように決定してもよ、し、複数個の導光板を連結したときに、複数の導光板からすべて出射するように決定しても良、。

[0088] 以上、本発明の面状照明装置を構成する導光板について説明した。次に、図 1A 及び図 1Bに示した面状照明装置 2の拡散シート 14について説明する。拡散シート 1 4は、導光板 18の光射出面 18aから出射する光を拡散して均一化するために用いられる。拡散シート 14は、例えば、 PET (ポリエチレンテレフタレート）、 PP (ポリプロピレン）、 PC (ポリカーボネート）、 PMMA (ポリメチノレメタタリレート）、ペンジノレメタクリレートゃ MS榭脂、その他のアクリル系榭脂、あるいは COP (シクロォレフィンポリマー）のような光学的に透明な榭脂からなる平板状部材に光拡散性を付与して形成される。その方法は特に限定されないが、例えば、上記平板状部材の表面に微細凹凸加工や研磨による表面粗化 (以降これらを施した面を「砂擦り面」という。）を施して拡散性を付与したり、表面に光を散乱させるシリカ、酸化チタン、酸化亜鉛等の顔料もしくは榭脂ゃガラス、ジルコユア等のビーズ類をバインダとともに塗工したり、上記の榭脂中に光を散乱させる前述の顔料、ビーズ類を混練することで形成される。本発明において、拡散シート 14としては、マットタイプやコーティングタイプの拡散シートを用いることがでさる。

本発明において、拡散シート 14としては、上記の素材を用い、かつ、光拡散性を付与した厚み 500 μ m以下のフィルム状部材を用いることも好まし、。

[0089] また、拡散シート 14は、導光板 18の光射出面 18aから所定の距離だけ離して配置されることが好ましぐその距離は導光板 18の光射出面 18aからの光量分布に応じて適宜変更し得る。このように拡散シート 14を導光板 18の光射出面 18aから所定の間隔だけ離すことにより、導光板 18の光射出面 18aから射出する光が、光射出面 18aと拡散シート 14の間で更にミキシング (混合)される。これにより、拡散シート 14を透過して液晶表示パネル 4を照明する光の照度を、より一層均一化することができる。拡散シート 14を導光板 18の光射出面 18aから所定の間隔だけ離す方法としては、例えば、拡散シート 14と導光板 18との間にスぺーサを設ける方法を用いることができる

[0090] 特に、面状照明装置 2の厚みを少し厚くしてもよい場合には、導光板 18の平行溝 1 8fの断面形状によって、平行溝 18fに相当する導光板 18の光射出面 18aにおける照度のピーク値を十分に低減する必要はなぐ部分的に低減するとともに拡散シート 14と導光板 18の光射出面 18aとの間に間隙を設けて、拡散シート 14から射出される照明光を照度分布を均一にしても良い。また、導光板 18の平行溝 18fの断面形状の改良（平行溝の先端部分の先細化）に限界があり、平行溝 18fに相当する導光板 18 の光射出面 18aにおける照度のピーク値を完全に低減できない場合や十分に低減できない場合にも、拡散シート 14と導光板 18の光射出面 18aとの間に間隙を設けて、拡散シート 14から射出される照明光の照度分布を均一にしても良い。

[0091] 次に、図 1A及び図 1Bに示す面状照明装置のプリズムシートについて説明する。プリズムシート 16及び 17は、複数のプリズムを平行に配列させることにより形成された透明なシートであり、導光板 18の光射出面 18aから出射する光の集光性を高めて輝度を改善することができる。プリズムシート 16及び 17の一方は、そのプリズム列の延在する方向が導光板 18の平行溝 18fと平行になるように配置され、他方は垂直になるように配置されている。すなわち、プリズムシート 16及び 17は、プリズム列の延在する方向が互いに垂直になるように配置されている。また、プリズムシート 16は、プリズムの頂角が導光板 18の光射出面 18aと対向するように配置される。ここで、プリズムシート 16及び 17の配置順序は、導光板の直上に、導光板の平行溝と平行な方向に延在するプリズムを有するプリズムシート 16を配置し、そのプリズムシート 16の上に、導光板 18の平行溝 18fと垂直な方向に延在するプリズムを有するプリズムシートを配置しても良ぐまた、その逆でも良い。

[0092] また、図示例では、プリズムシートを用いたが、プリズムシートの代わりに、プリズムに類する光学素子が規則的に配置されたシートを用いても良い。また、レンズ効果を有する素子、例えば、レンチキュラーレンズ、凹レンズ、凸レンズ、ピラミッド型などの光学素子を規則的に備えるシートをプリズムシートの代わりに用いることもできる。

[0093] 本発明においては、更に、図 15A及び図 15Bに示すように、反射シート 22と傾斜背面 18dとの間にもプリズムシート 19を設けることが好ましい。図 15Aは、反射シート 22と導光板 18の傾斜背面 18dとの間にプリズムシート 19が配置されている様子を示す概略断面図であり、図 15Bは、反射シート 22と導光板 18の傾斜背面 18dとの間に配置されているプリズムシート 19を導光板側から見たときの概略平面図及びそのプリズムシート 19の概略横断面図である。反射シート 22と導光板 18の傾斜背面 18dとの間に設けられるプリズムシート 19は、プリズム 19aの延在する方向が導光板 18の平行溝 18fと垂直になるように配置されるとともに、プリズム 19aの頂角が導光板 18の傾斜背面 18dと対向するように配置することが好ま、。

[0094] ここではプリズムシートを用いた力プリズムシートと同様の効果を有する光学素子を用いても良ぐレンズ効果を有する光学素子、例えば、レンチキュラーレンズ、凹レンズ、凸レンズ、ピラミッド型などの光学素子が規則的に配置されたシートを設けても良い。

なお、図示例においては、プリズムシート 16および 17、さらに好ましくはプリズムシート 19を用いているが、導光板 18の平行溝 18fによる光射出面 18aにおける照度がより均一化されている場合には、プリズムシート 19はもちろん不要であるし、プリズムシート 16および 17のどちらか一方、または両方を用いなくても良い。高価なプリズムシートの使用枚数を減らし、あるいは、プリズムシートの使用をやめることにより、装置コストを低減させることができる。

[0095] つぎに、図 1A及び図 1Bに示す面状照明装置 2の反射シートについて説明する。

図 1A及び図 1Bにおいて、反射シート 22は、導光板 18の背面（図中、下面)から漏洩する光を反射して、再び導光板 18に入射させるために用いられ、光の利用効率を向上させることができる。反射シート 22は、導光板 18の下面 (傾斜面）を覆うように形成される。リフレクタ 20は、導光板 18の平行溝 18fを塞ぐように導光体 32の背後に設けられる。リフレクタ 20は、導光体 32の下面から光を反射して、導光板 18の平行溝 1 8fの側壁面力も光を入射させることができる。

[0096] 反射シート 22は、導光板 18の背面（図中、下面)から漏洩する光を反射することができるのであれば、どのような材料で形成されてもよぐ例えば、 PETや PP (ポリプロピレン)等にフィラーを混練後延伸することによりボイドを形成して反射率を高めた榭脂シート、透明もしくは上記のような白色の榭脂シート表面にアルミ蒸着などで鏡面を形成したシート、アルミ等の金属箔もしくは金属箔を担持した榭脂シート、あるいは表面に十分な反射性を有する金属薄板により形成することができる。また、リフレクタ 20は、例えば、上記反射シートと同じ素材、すなわち、表面に十分な反射性を付与した榭脂素材、金属箔もしくは金属板により形成することができる。

[0097] ここで、図 14においては、独立した複数個の導光板を連結して大型の導光ユニットを形成した形態について説明したが、出射光の均一性を高める上では 2個以上の導光板を一体に成形することが好ましい。特に、製造効率の観点からは、必要な画面サイズに相当する導光板を形成するのに必要な数の本発明の導光ユニットを一体で成形することが好ましい。このような構成にすることにより、一枚の導光板で、光射出面から出射する光束の光量分布が均一で、輝線の発生が抑制された大サイズの光照射面を有する薄型の面状照明装置を実現することができる。また、このような一体の導光板は、例えば、押出成形法を用いて容易に製造することができる。

[0098] また、図 14に示したように、導光板を複数連結して導光ユニットを構成した場合は、一方の導光板の端面部から他方の導光板に向力つて光が透過する際に、その端面部において光の散乱などが生じる恐れがある。し力しながら、複数の導光板が一体となって成形された導光ユニットにおいては、そのような端面部での光の散乱は発生しないので、光源力もの光の利用効率を更に高めることができる。

[0099] また、導光板の側面の面積などを考慮して、図 16Aに示すように、導光板 18の側面に反射板 24を配置してもよい。また、上述したように、導光板 18を複数配置する場合には、図 16Bに示すように、最も外側に配置される導光板 18の側面に反射板 24 を配置すればょ、。このような反射板 24を側面に配置することで導光板 24の側面からの光の漏出を防止することができ、光利用効率を一層高めることができる。反射板 2 4は、前述した反射シートやリフレクタと同様な材料を用いて形成することができる。また、上記実施形態では、本発明の棒状照明装置及び面状照明装置を、液晶表示装置を照明するために用いたが、天井照明や壁面照明などの照明装置としても利用することができる。

[0100] ここで、本発明に従う面状照明装置の上記例とは異なる構成例について図面を参照しながら説明する。

まず、光ファイバを用いて導光板に光を入射させるタイプの面状照明装置について説明する。図 17Aに、そのような面状照明装置を構成する導光板 18の模式的断面図を示し、図 17Bにその導光板 18を背面側力も見た模式的下面図を示した。図 17 Aに示すように、導光板 18の平行溝 18fを構成するそれぞれの壁面 (傾斜面） 18gに接して、透明材料で形成された導光体 86が設けられている。導光体 86は、薄い板状の透明体であり、表面 86aが曲面状に形成されている。また、導光体 86は、図 17A に示すように、中央に向かうに従って一定の幅のまま厚さだけが次第に薄くなるように形成されている。導光体 86の端面 86bには、それぞれ、図 17Bに示すように 6つの光ファイバ 88が配置されている。また、光ファイバ 88は、図示しない LEDと接続されている。

[0101] 導光体 86は、長さ方向に厚さが次第に薄くなつているため、導光体 86の曲面 86a は、導光体 86の端面 86bから入射する光の光軸に対して傾斜している。したがって、導光体 86の端面 86bから内部に直進して入射した光は、導光体 86の内部の曲面において反射し、導光板 18の平行溝 18fの傾斜面 18g側に向かう。そして、導光板 18 の内部に入射し、傾斜背面 18dで反射した後、光射出面 18aから出射する。このような構造を有する面状照明装置は、入射した光線を順次立ち上げる線状光源となる導光体と該導光体力出射した光線を平面に広げる導光体の組み合わせからなるため出射光をより均一にすることが可能となる。

[0102] つぎに、本発明に従う面状照明装置として、図 1A及び図 1Bに示した導光板 (第 1 導光体） 18の平行溝 18fに、棒状の導光体 (第 2導光体)を一体になるように組み込んだ面状照明装置について説明する。図 18Aに、導光体 94が平行溝 18fに組み込まれた導光板 18の模式的断面図を示し、図 18Bに、その導光板 18を背面側から見た模式的下面図を示した。また、図 19には、このような導光体 94の模式的斜視図を示した。図 18A及び図 18Bに示した面状照明装置においては、導光体 94の両方の端面 94aから光ファイバ 88を用いて光を入射させる。

[0103] 導光体 94は、図 19に示すように、 3つの側面のうちの一つの側面（下面） 94bに、長さ方向に垂直な断面における形状が V字状の溝 (以下 V字溝と、う） 94cを有している。導光体 94の下面 94bの V字溝 94cは、その深さが、中央に向力に従って次第に深くなり、また、長さ方向に垂直な方向の幅が、中央に向かうに従って次第に広くなる形状を有している。このような導光体 94は、長さ方向において、一方の端面 95 aから他方の端面 95cに向かうに従って溝幅が広くなり、溝深さが深くなるような V字溝 95cが形成されている 2つの透明体 95A及び 95Bの溝幅の広い側の端面 95d同士を密着させて接続することによって構成することができる。また、導光体 94の V字溝 94cを構成する壁面 94eにはプリズムが形成されている。

[0104] 図 18Bに示すように、導光体 94の両端面 94aには、それぞれ、 6つの光ファイバ 88 が配置されている。それぞれの光ファイバ 88は、図示しない LEDと接続されており、その LEDで発せられた光を導光体 94の端面 94aに照射することができる。導光体 9 4の V字溝 94cを構成する壁面は、入射光の光軸に対して傾斜しているので、導光体 94の端面 94aから導光体 94の内部に入射した光ファイノからの光は、導光体 94の V字溝 94cの壁面に到達し、その壁面に形成されたプリズムよって反射する。導光体 94のプリズムで反射した光は、導光板 18の平行溝 18fから入射し、導光板 18の傾斜背面 18dで反射した後、導光板 18の光射出面 18aから出射する。

[0105] つぎに、本発明の面状照明装置に用いられる導光板の別の構成例として、長さ方向に垂直な断面が楕円の一部を取り除いた形状の平行溝が形成され、その平行溝に、導光体を収容した導光板について説明する。図 20A及び図 20Bに、そのような導光板の構成例を示した。図 20Aは、平行溝に第 2導光体が収容された導光板の模式的断面図であり、図 20Bは、その導光板を背面側力も見た模式的下面図である。また、図 21には、そのような導光板 90に収容される導光体 96の模式的斜視図を示した。図 19Aに示すように、面状照明装置に用いられる導光板 90は、長さ方向に垂直な断面が楕円の一部を取り除いた形状の平行溝 90fが形成されている。導光体 96は、導光板 90の平行溝 90fに一体的に収容されるように、その外形が平行溝 90fと略同様の形状で形成されている。また、導光体 96の下面 96bには、長さ方向に垂直な断面形状が、楕円の一部を取り除いたような U字状の溝 96cが形成されている。この U字溝 96cは、長さ方向に次第に溝深さが深くなるとともに、溝幅が広くなるような溝が形成された 2つの透明体 97A及び 97Bの溝幅の広い側の端面同士を密着させて接続されている。導光体 96は、その曲面が、導光板 90の平行溝 90fの壁面と密着するように導光板 90の平行溝 90f内に配置されて、る。

[0106] 導光体 96の両方の端面 96aには、 6本の光ファイバ 88がそれぞれ配置されている。光ファイバ 88は、図示しない LEDから発せられた光を導光体 96の端面 96aから導光体 96の内部に入射させることができる。このような構造を有する導光体 96は、 U字溝 96cを構成する壁面が入射光の光軸に対して傾斜してヽるので、入射光は U字溝 96cの壁面で反射した後、導光板 90の平行溝 90fを介して導光板 90の内部に入射する。そして、導光板 90の傾斜背面において反射した後、光射出面から出射する。

[0107] 図 18A、図 18B、図 20A及び図 20Bでは、棒状の導光体の両端面から光ファイバの光を入射させるタイプの面状照明装置を示したが、棒状の導光体の一方の端面のみ力も光を入射させるタイプの面状照明装置を構成することもできる。図 22A、図 22 B及び図 24A、図 24Bに、そのような面状照明装置に用いられる導光板 (第 1導光体 )の概略構成図を示した。図 22Aは、図 18A及び図 18Bに示した導光板 18と同様に、長さ方向に垂直な断面が三角形状の平行溝に導光体が収容されている導光板の模式的断面図であり、図 21Bは、その導光板を背面側力見た模式的下面図である。図 23には、このような導光板 18の平行溝に収容され、一方の端面 98aのみ力光を入射させる場合の導光体 98の模式的斜視図を示した。一方の端面 98aのみから光を入射させる場合の導光体 98は、図 23に示すように、光を入射させる側の端面 9 8aから他方の端面 98dに向力うに従って幅が広がり、且つ深さが深くなるような V字状の溝 98cを下面 98bに有する。また、このような導光体 98の V字状の溝を構成する壁面には、前述した導光体と同様に、プリズム列を形成することができる。導光体 98 の V字溝 98cの断面積の小さい側の端面 98a側には光ファイバ 88が配置される。導光体 98をこのような構造で形成することにより、導光体 98の端面 98aに配置された光ファイバからの光は、導光体 98の V字溝 98cの壁面のプリズム列において反射して導光板 18の平行溝 18fから内部に入射し、導光板 18の傾斜背面 18dで反射した後、光射出面 18aから出射する。

[0108] また、図 24A及び図 24Bには、それぞれ、長さ方向に垂直な断面が楕円の一部を取り除いたような形状の平行溝 90fに導光体が収容されている導光板 90の模式的断面図と、その導光板 90を背面側から見た模式的下面図を示した。また、図 25には、そのような導光板 90の平行溝 90fに収容され、一方の端面のみ力光を入射させる導光体 99の模式的斜視図を示した。図 25に示すように、一方の端面 99aのみから光を入射させる場合の導光体 90は、光を入射させる側の端面 99aから他方の端面 9 9dに向かうに従って幅が広がり、且つ、深さが深くなるような U字状の溝 99cを下面 9 9bに有する。図示例では、導光板 90の U字溝 99cは、長さ方向に垂直な断面形状が楕円の一部を取り除いたような形状になるように形成されている。また、導光体 99 の U字溝 99cの壁面にはプリズム列を形成することができる。導光体 99をこのような構造で形成することにより、導光体 99の端面 99aに配置された光ファイバ 88からの光を、導光体 99の V字溝 99cの壁面のプリズム列において反射させて導光板 90の内部に入射させ、導光板 90の傾斜背面 90dで反射させた後、光射出面 90aから出射させることができる。

[0109] つぎに、本発明に従う面状照明装置の更に別の構成例として、導光板 (第 1導光体 )の平行溝に導光体 (第 2導光体)を設けずに、導光板の端面から光を入射させるタイブの面状照明装置について説明する。図 26Aに、面状照明装置に用いられる導光板 102の模式的断面図を示し、図 26Bに、 B— B線矢視図を示し、図 26Cに、図 2 6Aに示した導光板を背面側力見た模式的下面図を示した。導光板 102の傾斜背面 102bの間の略中央部分には、端面 102から中央に向力に従って徐々に深くなるような V字状の溝 102cが形成されている。 V字溝 102cを構成する壁面にはプリズム列が形成されており、プリズム列は、導光板 102の端面力も入射した光を、その入射方向に対して垂直な方向に反射させることができる。プリズム列で反射した光は、傾斜背面 102bに達し、その傾斜背面 102bで反射されて光射出面 102aから出射する。

[0110] また、図 27A〜図 27Cには、第 2導光体を有しない面状照明装置に用いられる導光板の別の構成例として、楕円の一部を取り除いたような断面形状を有する溝が背面に形成された導光板 104の模式的断面図と、その B— B線矢視図と、その導光板 1 04を背面側から見た模式的下面図をそれぞれ示した。図 27A〜図 27Cに示すように、傾斜背面 104bの略中央部分に、端面 104dから中央に向力に従って徐々に深くなるとともに、長さ方向に垂直な断面形状が U字状の溝 104cが形成されている。また、溝の壁面にはプリズム列が形成されている。プリズム列は、上述したように、導光板 104の端面 104dから入射した光を、その入射方向に対して垂直な方向に反射させることができる。

[0111] 上記例では、導光板の両方の端面力光を入射させるタイプの面状照明装置に用いられる導光板の構成例を示したが、つぎに、一方の端面力光を入射させるタイプの面状照明装置に用いられる導光板の構成例について説明する。一方の端面から光を入射させる場合の導光板は、光入射側の一方の端面から他方の端面に向かうに従って深くなるような溝が、傾斜背面の間の略中央部分に形成される。図 28Aには、溝の断面形状が V字状の導光板の模式的断面図を、図 28Bには、図 28Aに示した導光板の B— B線矢視図を、図 28Cには、図 28Aに示した導光板を背面側から見た模式的下面図をそれぞれ示した。また、図 29A、図 29B及び図 29Cには、楕円の一部を切断したような U字状の場合の導光板の模式的断面図と、 B— B線矢視図と、模式的下面図を示した。これらの導光板 106、 108において、溝 106c、 108cの壁面には、端面 106d、 108dから入射する光を、その入射方向に対して略垂直な方向に反射させるためのプリズム列を形成することができる。図 28A及び図 28B並びに図 29A及び図 29Bに示した何れの導光板 106、 108も、光ファイバ 88により端面 10 6d、 108dから入射する入射光の光軸に対して、溝 106c、 108cを構成する壁面が傾斜しているので、入射光はその壁面に形成されているプリズム列によって反射し、導光板 106、 108の傾斜背面 106b、 108bで反射した後、光射出面 106a、 108aから出射することになる。

[0112] つぎに、本発明の棒状照明装置をタンデム方式に従う面状照明装置に用いた例について説明する。図 30A、図 30B及び図 30Cに、本発明の棒状照明装置を備えたタンデム方式の面状照明装置の導光板の概略断面図と、その部分拡大断面図と、その導光板を、反射フィルムを取り除いた状態で背面側から見た模式的下面図を示す

[0113] タンデム方式の面状照明装置 210は、図 30Bに示すように、断面がくさび型の複数の導光板 120と、棒状照明装置 122と、反射フィルム 124とを有する。また、棒状照明装置 122は、図 30B及び図 30Cに示すように、棒状の導光体 130、光ファイバ 13 2及びコリメータ 134を有する。棒状照明装置 122の導光体 130は、導光板 120の肉厚側の側壁面 120bに対面するように配置される。導光体 130は、図 30Bに示すように、導光板 120の肉厚側の側壁面 120bと対面する側が曲面で形成されており、この曲面側から光を出射することができる。一方、図 30Cに示すように、導光体 130の曲面側とは反対の側の面 130bは、端面から中央に向力に従って、曲面側に向かって傾斜するような傾斜面になっている。また、反射フィルム 124は、導光板 120の傾斜背面 120cと、棒状照明装置 122の導光体 130を覆うように設けられている。

[0114] 光ファイバ 132の一方の端部は、図示しない光源と接続されており、他方の端部は、棒状照明装置 122を構成する導光体 130の端面 130a側に配置される。導光体 13 0の端面 130aと光ファイバ 132の間にはコリメータ 134が設けられている。

図 30A〜図 30Cにそれぞれ示したタンデム方式に従う面状照明装置において、光ファイバ 132を通じて導光体 130の両端面 130aから入射した光は、ほぼ直進して導光体 130の傾斜面 130bに達する。そして、この傾斜面 130bおいて反射して曲面側に向かい、その曲面力も導光板 120の肉厚側の側壁面 120bに入射する。導光板 12 0の側壁面 120bから入射した光は、傾斜背面 120cにお、て反射して光射出面 120 aから出射する。

[0115] ここでは、面状照明装置に用いる棒状照明装置として、図 30B及び図 30Cに示したような導光体を有する棒状照明装置を用いたが、前述した図 5に示した形状の導光体 (第 2導光体) 52を有する棒状照明装置を用いることもできる。そのような棒状照明装置を用、たタンデム方式の面状照明装置 220の概略構成を図 31 A〜図 31 Cにそれぞれ示した。図 31Aは、タンデム配置された複数の導光板の概略断面図であり、図 31Bは、その部分拡大断面図であり、図 31Cは、図 31Bに示した導光板を、反射フィルムを除いた状態で背面側力も見た模式的下面図である。図示例では、棒状照明装置 126の導光体として、長さ方向に垂直な断面の形状が円形で、両端面から中央に向かうに従って次第に細くなる形状の導光体 52を用いて、る。このような導光体 52を有する棒状照明装置 126を用いても面状照明装置 220を構成することができる。

[0116] 以上、導光体の両方の端面力光を入射させるタイプの棒状照明装置を用いた面状照明装置の構成について説明した。つぎに、導光体の一方の端部から光を入射させるタイプの棒状照明装置を用いたタンデム方式の面状照明装置の構成例について説明する。図 32A〜図 32Cに、そのような面状照明装置 230の構成例を示した。図 32Aは、面状照明装置 230を構成する、タンデム配置された導光板 120の模式的断面図であり、図 32Bは、その部分拡大断面図であり、図 32Cは、図 32Bに示した導光板 140を背面側から見た模式的下面図である。一方の端部力も光を入射させるタイブの棒状照明装置 128は、図 32Cに示すように、導光体 140と、光ファイバ 132と、コリメータ 134とを有する。棒状照明装置 128を構成一方の端面 140aから光を入射させるタイプの導光体 140は、図 32Cに示すように、光が入射する側の端面 140aから他方の端面 140cに向かうに従って次第に先細になる形状を有する。図示例では、導光体 140は、長さ方向に垂直な断面が略半円状であり、導光板の肉厚側の側壁面に対面する側は曲面に形成され、その反対側の面 140bが平坦に形成されている。導光体 140の平坦面 140bは、導光板の肉厚側の側壁面に対して傾斜している。

[0117] このような構造の面状照明装置においては、面状照明装置の導光体の一方の端部のみ力も光を入射させるので、面状照明装置の構造を簡単にすることができ、小型化と低コストィ匕を実現することができる。

[0118] また、図 33A〜図 33Cには、導光体の一方の端部力光を入射させるタイプの棒状照明装置を用いた面状照明装置の別の概略構成を示した。図 33Aは、面状照明装置 240を構成する、タンデム配置された複数の導光板の模式的断面図であり、図 33Bは、その部分拡大断面図であり、図 33Cは、図 33Bに示した導光板を背面側から見た模式的下面図である。図示例では、図 7Cに示したコーン型の導光体 78を用 V、、その導光体 78の直径の大き、側の端面（大径端面と!/、う） 78aに LED34を配置した構成である。このようなコーン型の導光体 78を用いた棒状照明装置 129は、前述したように、導光体 78の側面 78cから光を出射することができる。このような棒状照明装置 129の導光体 78を、図 33Cに示すように、導光板 120の肉厚側の端面 120b の近傍に配置することによって面状照明装置を構成することができる。

[0119] 以上、棒状照明装置を用いたタンデム型の面状照明装置について説明したが、つぎに、このような棒状照明装置を用いないタンデム型の面状照明装置について説明する。図 34A〜図 34Cに、そのような面状照明装置 250の構成例を示した。図 34A は、タンデム配置された複数の導光板 150の模式的断面図であり、図 34Bは、その部分拡大断面図であり、図 34Cは、図 34Bに示した導光板 150を背面側から見た模式的下面図である。本実施形態における面状照明装置は、図 34Bに示すように、導光板 140と、反射フィルム 124と、光ファイバ 132と、コリメータ 134とを有している。

[0120] 導光板 150は、断面がくさび型の形状を有しており、上面が光射出面 150aである。

また、図 34Bに示すように、導光板 150の肉厚側に、光を導光体 150の内部に導くための入射部 150bが形成されている。複数の導光板 150は、互いの光射出面が面一になり、入射部 150bの上面に、他の導光体の薄肉側の先端部分が部分的に重なるように互いに連結されて配置される。また、導光板 150の入射部 150bの側壁面 150 cは、図 34B及び図 34Cに示すように、その反対側に位置する側壁面 150dに対して傾斜した形状で形成されている。すなわち、複数の導光板をタンデム配置した方向における入射部 150bの側壁面 150cが、入射部 150bの垂直な光入射面 (導光板のくさび型の断面形状を有する側の面） 150eに対して垂直に形成されているのではなぐ斜めになるように形成されている。また、この入射部 150bの傾斜した側壁面 150c にはプリズム列が形成されて！、る。

[0121] また、導光板 150の入射部 150の光入射面 150eには、図 34B及び図 34Cに示すように、光ファイバ 132が配置されている。光ファイバ 132は、図示しない LEDからの光を導光板 150の入射部 150bの光入射面 150eに照射することができる。光フアイバ 132の光出射側の端部と、導光板 150の入射部 150bの光入射面 150eとの間にはコリメータ 134が設けられている。

[0122] 上記構造を有する導光板 150は、上述したように入射部 150bの側壁面 150cが光入射面 150eに対して傾斜して形成されてヽるので、コリメータ 134を介して光入射面 150eに垂直に入射した光ファイバ 132からの入射光は、傾斜した側壁面 150cに形成されているプリズム列によって薄肉側に反射した後、導光板 150の傾斜背面 150f で更に反射し、光射出面 150aから出射する。

[0123] 以上、棒状照明装置を用いないタンデム型の面状照明装置の構成例として、導光板の片側力光を入射させるタイプの例について説明した。つぎに、導光板の両方の端面力も光を入射させる場合の構成例について説明する。図 35A〜図 35Cに、両方の端面 160eから光を入射させる場合の面状照明装置 260の導光板 160の構成例を示した。図 35Aは、タンデム配置された複数の導光板 160の模式的断面図であり、図 35Bは、その部分拡大断面図であり、図 35Cは、図 35Bに示した導光板 160を背面側から見た模式的下面図である。なお、図 35Cでは、構造をわかりやすく示すために反射フィルムを除、て、る。

[0124] 導光板 160は、図 35B及び図 35Cに示すように、入射部 160bの側壁面 160cが中央に向力に従って、薄肉側の側壁面 160dに向力つて傾斜するように形成されている。また、傾斜した入射部 160bの側壁面 160cには、上記と同様に、プリズム列が形成されている。また、図示例においては、入射部 160bの両方の光入射面 160eに光ファイバ 132が配置され、光ファイバ 132の端部と光入射部 160bの光入射面 160eとの間にはコリメータ 134がそれぞれ配置されている。このような構造の導光板 160も同様に、光入射面 160bから入射した光は、入射部 160bの側壁面 160cのプリズム列によって薄肉側に向力つて反射した後、導光板 160の傾斜背面 160fにおいて更に反射して、光射出面 160aから出射する。 [0125] 以上、本発明の導光部材、それを用いる面状照明装置、本発明の棒状照明装置及び液晶表示装置について説明したが、本発明は上記実施態様に限定はされず、本発明の主旨を逸脱しな、範囲にぉ、て、各種の改良や変更をしてもよ!、のはもちろんである。

例えば、上記実施の形態のタンデム方式に従う面状照明装置においては、複数の導光板をタンデム配置した構成にしたが、導光板を 1つの部材として一体で形成してちょい。

また、図 18A、図 18B及び図 20A、図 20Bにおいては、導光板の平行溝に収容される導光体として、溝の形状が V字状及び U字状の形状を示したが、これに限定されず、円形、放物線、双曲線などの任意の形状にすることができる。

産業上の利用可能性

[0126] 以上、詳細に説明したように、本発明の導光部材および導光板は、点状光源、特に発光ダイオードが発する光を有効に利用することができ、かつ、冷陰極管を用いた導光板よりも薄型化や軽量ィ匕することができ、さら〖こ、輝度むらの発生を低減することができる。このような導光部材および導光板は、液晶パネルのノックライトユニットに用 V、られる導光部材および導光板として最適である。

また、本発明の面状照明装置は、上記導光部材または上記導光板を用いるので、照明用光源として冷陰極管を用いずに、光源の使用波長の調整が可能である発光ダイオードなどの点状光源を用いることができ、色再現性が高ぐ色再現域の拡大、彩度の向上を図ることができるとともに、薄型化及び軽量ィ匕を図ることができる。

[0127] さらに、本発明の棒状照明装置は、柱状の導光体の両端面力 LEDなどの点状光源の光を入射させて、その入射光を側壁力出射することができるので、面状照明装置の冷陰極管の代わりに用いることができる。特に、導光体の形状を所望の形状に加工することができるので、薄型の導光板を有する面状照明装置の光源として最適である。更に、点状光源として擬似白色 LED又は RGB— LEDを用いることができるので、色再現性が高ぐ色再現域の拡大、彩度の向上を図ることができる。

本発明の面状照明装置は、導光板としていわゆるタンデム型の導光板を用い、照明用光源として冷陰極管を用いずに、上記の棒状照明装置を用いているので、色再現性が高ぐ色再現域の拡大、彩度の向上を図ることができるとともに、薄型化及び軽量ィ匕を図ることができる。

Claims

請求の範囲

[1] 透明な導光部材であって、

矩形状光射出面を有し、前記矩形状光射出面と反対側に位置する背面に前記矩形状光射出面の一辺に平行な平行溝が形成された透明な板状の第 1導光体と、前記平行溝内に収容される柱状の外形を有する透明な第 2導光体とから構成される導光部材。

[2] 前記第 2導光体は、前記平行溝と略同形状の断面形状を有して構成されて!、る請求項 1に記載の導光部材。

[3] 前記第 2導光体は、一方の端面力他方の端面に向かうに従って外径力 S小さくなる形状を有する 1組の導光体を、その外径の小さい側の端面同士を接続した形状を有して構成されている請求項 1又は 2に記載の導光部材。

[4] 前記第 1導光体の背面は、前記平行溝の中心軸を含み前記矩形状光射出面に垂直な面に対して対称な 1対の傾斜背面を有し、前記傾斜背面は、それぞれ、前記中心軸部分力前記一辺に直交する方向の端部に向かうに従って肉厚が薄くなるように前記矩形状光射出面に対して傾斜している単数もしくは複数の構造が前記薄肉部で連結された形状である請求項 1〜3のいずれか一項に記載の導光部材。

[5] 前記第 2導光体の前記平行溝から露出する露出面が、前記矩形状光射出面に対して傾斜して、る請求項 1〜4の、ずれか一項に記載の導光部材。

[6] 前記第 2導光体の前記露出面にプリズム列が形成されている請求項 5に記載の導光部材。

[7] 前記第 2導光体の長さ方向に垂直な断面形状が、三角形状、円形状、楕円の一部を切断した形状、又は放物線の一部の形状である請求項 1〜6のいずれか一項に記載の導光部材。

[8] 前記第 2導光体は、長さ方向における両方の端面から光が入射され、前記両方の端面から中央に向かうに従って幅が広くなるとともに深さが深くなる溝を有する請求項 1〜7のいずれか一項に記載の導光部材。

[9] 前記第 2導光体は、長さ方向における一方の端面力光が入射され、光が入射する側の前記端面力他方の端面に向かうに従って幅が広くなるとともに深さが深くなる溝を有する請求項 8に記載の導光部材。

[10] 前記第 2導光体の前記溝は V字状または U字状の溝である請求項 8又は 9に記載の導光部材。

[11] 請求項 1〜10のいずれか一項に記載の導光部材と、

点状光源とを有し、

前記第 2導光体の両端面から前記点状光源からの光が入光される面状照明装置。

[12] 前記点状光源が前記第 2導光体の両端面に配置されている請求項 11に記載の面状照明装置。

[13] 更に、前記点状光源からの光を前記第 2導光体の端面に導くためのライトガイドを有する請求項 11に記載の面状照明装置。

[14] 前記点状光源が、 LEDである請求項 11〜13のいずれか一項に記載の面状照明装置。

[15] 前記 LEDが、擬似白色 LED又は RGB— LEDである請求項 14に記載の面状照明装置。

[16] 棒状照明装置であって、

点状光源と、

柱状の形状を有し、両端面力中央に向かうに従って外径が小さくなる導光体とを有し、

前記導光体の両端から前記点状光源の光を入射させて、その入射した光を前記導光体の側壁から出射する棒状照明装置。

[17] 前記導光体は、一方の端面力他方の端面に向かうに従って外径力、さくなる形状を有する一組の導光体を、それら導光体の外径の小さい端面同士が互いに密着して構成されている請求項 16に記載の棒状照明装置。

[18] 矩形状光射出面を有し、前記矩形状光射出面と反対側に位置する背面の中央部分に前記矩形状光射出面の一辺に平行な平行溝が形成された透明な導光板を有する面状照明装置に用いられ、

前記導光体が、前記導光板の平行溝と略同形状の外形を有し、かつ前記平行溝内に配置される請求項 16又は 17に記載の棒状照明装置。

[19] 前記導光体の側面のうち、前記導光板の前記平行溝を形成する側壁と対向する側面以外の側面にプリズム列が形成されている請求項 18に記載の棒状照明装置。

[20] 前記導光体の軸方向に垂直な断面形状が、三角形状、円形状、楕円の一部を切断した形状、又は放物線の一部の形状である請求項 16〜19のいずれか一項に記載の棒状照明装置。

[21] 更に、前記点状光源が発する光を前記導光体の端面に導くためのライトガイドを備える請求項 16〜20のいずれか一項に記載の棒状照明装置。

[22] 前記点状光源が、 LEDである請求項 16〜21のいずれか一項に記載の棒状照明装置。

[23] 前記 LEDが、擬似白色 LED又は RGB— LEDである請求項 22に記載の棒状照明装置。

[24] 前記 RGB— LEDは、順次パルス点灯する請求項 23に記載の棒状照明装置。

[25] 面状照明装置であって、

請求項 16〜24のいずれか一項に記載の棒状照明装置と、

矩形状光射出面と、前記矩形状光射出面の一辺から、当該一辺に向かい合う対辺に向力つて板厚が薄くなるように、前記矩形状光射出面に対して傾斜する傾斜背面とを有する複数の透明な導光板とを有し、

前記複数の導光板は、前記矩形状光射出面が同一平面を形成するとともに、前記一辺を含む側面が、前記対辺を含む側面と接するように配列されており、

前記傾斜背面と前記一辺を含む側面とによって形成される空間に、前記棒状照明装置の導光体が配置されている面状照明装置。

[26] 透明な導光板であって、

矩形状の光射出面と、

前記光射出面と反対側に位置し、前記光射出面の一辺に平行な溝が略中央に形成されている背面とを有し、

前記溝は、両方の端面力中央に向かうに従って次第に溝深さが深くなるとともに溝幅が広くなる形状を有する導光板。

[27] 透明な導光板であって、矩形状の光射出面と、

前記溝は、一方の端面力他方の端面に向かうに従って次第に溝深さが深くなるとともに溝幅が広くなる形状を有する導光板。

[28] 前記溝を挟んで両側に位置する前記背面は、前記光射出面に対して傾斜している請求項 26又は 27に記載の導光板。

[29] 面状照明装置であって、

請求項 26〜28のいずれか一項に記載の導光板と、

点状光源と、

前記点状光源で発せられた光を前記導光板の端面の前記溝が形成されている部分に導くための追加の導光部材とを有する面状照明装置。

[30] 透明な導光板であって、

矩形状光射出面と、前記矩形状光射出面の一辺から、当該一辺に向かい合う対辺に向力つて板厚が薄くなるように、前記矩形状光射出面に対して傾斜する傾斜背面と、

前記一辺を含む側面に形成され、前記一辺に垂直な光入射面、及び、当該光入射面から内部に入射する光を、前記対辺を含む側面側に反射させる傾斜面を含む光入射部とを有する導光板。

[31] 前記光入射部の前記光入射面は、前記導光板の前記一辺に垂直な両方の端面に形成されており、前記光入射部の前記傾斜面は、前記両方の端面から中央に向かうに従って傾斜している請求項 30に記載の導光板。

[32] 前記光入射部の前記光入射面は、前記導光板の前記一辺に垂直な 2つの端面のうちの一方の端面に形成されており、前記光入射部の前記傾斜面は、前記一方の端面力他方の端面に向かうに従って傾斜している請求項 30に記載の導光板。

[33] 面状照明装置であって、

請求項 30〜32のいずれか一項に記載の導光板と、

点状光源とを備え、前記点状光源の光を前記導光板の前記光入射面に照射する面状照明装置。