| 【発明の名称】 |
照明装置及び及びそれを用いた液晶表示装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】素都 成明
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内
【氏名】平本 幸治
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】反射型液晶表示装置などに使用される光源と導光板から構成される照明装置において、導光板の反入射側側面で反射した光が導光板内で反射を繰り返すため導光板の上面側から干渉縞として見え、照明装置としての表示品位を低下させていた。また、導光板の射出成形時のゲート切断跡等の凹凸により、干渉縞にムラが生じていた。
【解決手段】導光板１の入射側側面１ａと反射側側面１ｂには、導光板１のゲート切断跡６等が形成されていない面を使用することにより、干渉縞のムラを防止する。また、導光板１の上面１ｅ又は下面１ｆのうちプリズム効果のある溝が形成されていない面１ｆと前記反入射側側面１ｂとのなす角度が３０度以上６０度以下、又は、１２０度以上１５０度以下とすることにより、干渉縞を薄くする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 光源と、四周側面と上面と下面を有する板状を呈し光源からの光を導光させる導光板とを備え、導光板は、上面又は下面のいずれかにプリズム効果のある溝が形成され、四周側面のうち光源からの光が入射する一側面を入射側側面とし、この入射側側面と対向する他側面を反入射側側面とする照明装置において、導光板の入射側側面と反入射側側面には、射出成形時に形成されるゲート切断跡、射出形成時に形成される押し出し跡や、導光板の位置を固定するために設けられる固定部等の凹凸が形成されていない面が使用されていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】 前記上面又は下面のうちプリズム効果のある溝が形成されていない面と前記反入射側側面とのなす角度が３０度以上６０度以下又は１２０度以上１５０度以下であることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】 前記請求項１又は請求項２記載の照明装置と、その照明装置の照射面側に液晶表示パネルが配されていることを特徴とする液晶表示装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源と光源からの光を導光させる導光板とを備えた照明装置及びその照明装置を使用した液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ノート型パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の情報機器の表示装置、あるいは携帯型テレビやビデオムービー、カーナビゲーションシステム等の映像機器の表示装置において、軽量化及び小型・薄型化が図られ、かつ、低消費電力であるという特徴を生かして液晶表示装置が多く用いられるようになっている。これらの液晶表示装置には明るい表示画面を実現するために、内蔵した照明ユニットにより表示素子の背後から照明光を当てるという構成をとっているものが多い。また、反射型液晶表示装置は、太陽光や室内光などの外光を反射させることにより画面の明るさを得ているが、外光の少ないところでは画面に十分な明るさが得られないために、外光の多いときには外光による照明の障害とならず、外光の少ないときには反射型液晶パネルを照明し、かつ観察者の障害とならない照明装置付きの反射型液晶表示装置が要望されており、導光板及び光源として蛍光管を用いた照明装置が提案されている。
【０００３】図４及び図５は、従来の反射型液晶表示装置の一例で、照明装置ＵＴと液晶表示パネルＰとからなり、照明装置ＵＴは、導光板１と光源２と反射部材３を備え、照明装置ＵＴの下方に液晶表示パネルＰが配されている。導光板１は、四周側面１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと上面１ｅと出射面（下面）１ｆとを有する透明な板状であり、上面１ｅにプリズム効果のある溝が形成されている。光源２は、例えば熱陰極管や冷陰極管などの蛍光管であり、導光板１の四周側面のうち一の側面１ａ（以下、入射側側面１ａという）側に配されている。光源２の周囲には光源２を覆うように反射部材３（以下、リフレクタ３と呼ぶ）が配されている。リフレクタ３の内面（光源２側）は、反射率が高くなるように構成されており、例えば、樹脂のシートに銀、アルミなどの反射率の高い材料を蒸着し、このシートを薄い金属板あるいは樹脂のシートに蒸着したものである。液晶表示パネルＰは、一対の基板４，５間に液晶層が挟持されている。
【０００４】以上のように構成された反射型液晶表示装置において、光源２から出射された光は、導光板１の入射側側面１ａから入射し、導光板１の内部を全反射しながら伝播する。この伝播光は導光板１の上面１ｅに設けられた溝によって反射し、全反射条件が崩れ下面１ｆから面状の光として出射する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、入射側側面１ａから入射した光のうち、出射面（下面）１ｆから出射されずに入射側側面１ａに対向する側面１ｂ（以下、反入射側側面１ｂという）に到達する光がある。その光は反入射側側面１ｂで反射し、導光板１の内部へ戻り上面１ｅや下面１ｆで反射を繰り返す。溝は反入射側側面１ｂに平行に連続して形成されているため、その光は反入射側側面１ｂに対して平行な縞模様の干渉縞として上面１ｅから見え、液晶表示パネルＰの表示品位を低下させていた。一般的に、反入射側側面１ｂと導光板出光面（上面）１ｅとのなす角度は９０度であるために、反入射側側面１ｂでの反射光による干渉縞が濃く見え、照明装置ＵＴとしての表示品位を低下させる。
【０００６】また、反入射側側面１ｂには、導光板１形成上の射出成形時のゲート切断跡６（図５（ａ））や、射出成形時に形成される押出し跡７や、導光板１の位置を固定するための固定部８（図５（ｂ））等の凹凸が形成され、この凹凸に光が反射することにより不規則な反射光が発生し、その結果、前記干渉縞にムラが生じ、反射型液晶表示装置の表示品位をさらに低下させていた。ここで、ゲート切断跡６とは、射出成形用金型に設けられた孔状のゲートから溶融させた樹脂等を射出形成用金型内に流し込み、樹脂等を冷却・固化させた後、ゲート部分の樹脂等をヒートニッパー等で切ったときに形成される凹凸であり、また、押出し跡７とは、導光板１を射出成形用金型から分離させるために導光板１を押したときに形成される凹凸であり、また、固定部８とは、導光板１を照明装置ＵＴに配置したときに導光板１が位置ズレしないように、導光板１を保持する外周フレーム等に設けられた凹凸と係合して導光板１を固定する凹凸である。反入射側側面１ｂには、かかるゲート切断跡６や押出し跡７や固定部８がすべて形成されている場合もあるし、いずれか一つ又は二つが形成されている場合もある。
【０００７】そこで本発明の目的は、導光板に形成されるプリズム効果を有する溝によって生じる干渉縞を薄くし、また、この干渉縞のムラを防止して反射型液晶表示装置の表示品位を低下させない照明装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決し前記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の照明装置は、光源と、四周側面と上面と下面を有する板状を呈し光源からの光を導光させる導光板とを備え、導光板は、上面又は下面のいずれかにプリズム効果のある溝が形成され、四周側面のうち光源からの光が入射する一側面を入射側側面とし、この入射側側面と対向する他側面を反入射側側面とする照明装置において、導光板の入射側側面と反入射側側面には、射出成形時に形成されるゲート切断跡、射出形成時に形成される押し出し跡や、導光板の位置を固定するために設けられる固定部等の凹凸が形成されていない面が使用されていることを特徴とする。
【０００９】この発明によれば、導光板の入射側側面と反入射側側面に凹凸が形成されていない面が使用されていることから、反入射側側面においては、光源からの光が凹凸に反射することがなく、不規則な反射光による干渉縞のムラを防止することができる。また、導光板の入射側側面にも光源からの光をムラなく入射させることができる。
【００１０】本発明の請求項２記載の照明装置は、請求項１記載の照明装置を前提にして、前記導光板の上面又は下面のうちプリズム効果のある溝が形成されていない面と前記反入射側側面とのなす角度が３０度以上６０度以下、又は、１２０度以上１５０度以下であることを特徴とする。
【００１１】この発明によれば、前記導光板の上面又は下面のうちプリズム効果のある溝が形成されていない面と前記反入射側側面とのなす角度を上記角度とすることにより、反入射側側面に反射した反射光を再度導光板内に戻すことなく上面又は下面に出射させる率を多くすることができるため、縞模様の干渉縞を薄くすることができるとともに、導光板の反入射側側面の側の厚みをある程度持たせることができるため、折れや割れを防止することができる。
【００１２】本発明の請求項３記載の液晶表示装置は、前記請求項１又は請求項２記載の照明装置と、その照明装置の照射面側に配される液晶表示パネルを備えることを特徴とする。
【００１３】この発明によれば、反入射側側面において光源からの光が凹凸に反射して生じる干渉縞のムラを防止したり、反入射側側面の反射光が導光板内に戻ることなく照射面側に出射させる率が高くなり、干渉縞を薄くすることができ、表示品位の高い液晶表示装置となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】本実施の形態は、図１及び図２に示すように、照明ユニットＵＴと、照明ユニットＵＴに液晶表示パネルＰ等を搭載した液晶表示装置ＬＤである。照明ユニットＵＴは、エッジライト方式の照明ユニットであり、光源２と、光源２に近接して配置され光源２からの光を導光させる導光板１と、光源２を内包し光源２からの光を入射端面に向かって反射させるリフレクタ３とを備える。光源２は、高周波の交流（４０〜１００ｋＨｚ）で駆動されて発光する蛍光放電管２が使用されている。
【００１６】導光板１は、蛍光放電管２に近接して配置され蛍光放電管２からの光を導光させるもので、光伝達に必要な透過率及び屈折率で代表される光学特性が最適なアクリル等の材料で形成されている。
【００１７】導光板１は、四周側面１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと上面１ｅと下面１ｆを有する板状を呈する。１ａは光源２の光が入射する導光板１の入射側側面、１ｂは入射側側面の反対に位置する反入射側側面、１ｃ，１ｄは入射側側面１ａ（或いは反入射側側面１ｂ）に隣接する導光板側面、１ｅはプリズム効果のある溝が配された面（図面上は上面）であり、１ｆは光が出射する出光面（図面上は下面）である。θ１は前記上面１ｅ又は下面１ｆのうちプリズム効果のある溝が形成されていない面（下面）１ｆと前記反入射側側面１ｂとのなす角度である。なお、６は導光板形成時の射出成形のゲート切断跡である。
【００１８】導光板１の入射側側面１ａと反入射側側面１ｂには、導光板１形成上の射出成形時のゲート切断跡６等の凹凸が形成されない面が使用されている。つまり、導光板形成時の射出成形のゲート切断跡６等の凹凸が形成される面を入射側側面１ａに隣接する導光板側面１ｃ（又は１ｄ）に配置することにより、反入射側側面１ｂを上記凹凸が形成されない面１ｂとしている。従来は、特に反入射側側面１ｂに上記凹凸を有する面を使用していたが、本実施の形態では、凹凸が形成されない面が使用されていることにより、反入射側側面１ｂでの反射光により発生する導光板上面１ｅから見える干渉縞の模様は縞模様のみとなり、液晶表示パネルＰを照らす照明装置ＵＴとしての表示品位の低下を抑えることとなる。
【００１９】ここで、導光板１の入射側側面１ａも上記凹凸が形成されない面が使用されているが、上記のように上記凹凸が形成される面を入射側側面１ａ（或いは反入射側側面１ｂ）に隣接する導光板側面１ｃ（又は１ｄ）に配置することにより、入射側側面１ａも上記凹凸が形成されない面となる。なお、上記凹凸が形成されない面は、その導光板１の長手方向に対し断面が直線状（平坦面）になることが多いが、必ずしも直線状ではなく、曲面形状になる場合もある。
【００２０】また、導光板１の反入射側側面１ｂと導光板出光面（下面）１ｆのなす角度θ１が４５度で形成されている。この４５度とされているのは、反入射側側面１ｂに反射した反射光を再度導光板１内に戻すことなく下面１ｆに出射させる率を多くすることができることと、導光板１の反入射側側面１ｂの側の厚みをある程度持たせることができ、折れや割れを防止するためである。これら両目的を達成させるためには、前記上面１ｅ又は下面１ｆのうちプリズム効果のある溝が形成されていない面１ｆと前記反入射側側面１ｂとのなす角度が３０度以上６０度以下であれば良く、上記４５度に限られるものではない。角度θ１を３０度以上６０度以下とすることにより、反入射側側面１ｂで反射した光は下面１ｆの方向に進行するために、縞模様の干渉縞が薄くなる。ここで、図３に示すように、プリズム効果のある溝が形成されていない面１ｆと反入射側側面１ｂとのなす角度θ１が１２０度以上１５０度以下であっても同様であり、反入射側側面１ｂで反射した光は上面１ｅの方向に進行するために、縞模様の干渉縞が薄くなる。
【００２１】本発明は、凹凸がゲート切断跡６により形成される場合に限られるものではなく、射出成形時に形成される押し出し跡や、導光板の位置を固定するために設けられる固定部などにより形成される場合にも適用可能である。また、本実施の形態では、照明装置を有する反射型液晶表示装置の例で説明したが、本発明は、液晶表示パネル後方の照明装置（バックライト）の光を利用する透過型液晶表示装置においても、反射型と透過型の両機能を備える液晶表示装置（反透過型液晶表示装置）においても適用可能である。
【００２２】
【発明の効果】本発明の照明装置と液晶表示装置によれば、導光板の導光板の入射側側面と反入射側側面に、射出成形時に形成されるゲート切断跡等の凹凸が形成されていない面が使用されていること、反入射側側面での反射光により発生する導光板上面から見える干渉縞を低減させることが可能であるとともに、導光板の入射側側面にも光源からの光をムラなく入射させることが可能になる。
【００２３】また、前記導光板の上面又は下面のうちプリズム効果のある溝が形成されていない面と前記反入射側側面とのなす角度を上記角度とすることにより、反入射側側面に反射した反射光を再度導光板内に戻すことなく上面又は下面に出射させる率を多くすることができるため、縞模様の干渉縞を薄くすることが可能になる。
【００２４】
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地
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| 【出願日】 |
平成１３年１１月９日（２００１．１１．９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０５８０９
【弁理士】
【氏名又は名称】木森 有平
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| 【公開番号】 |
特開２００３−１５１３３２（Ｐ２００３−１５１３３２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年５月２３日（２００３．５．２３） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−３４４１２３（Ｐ２００１−３４４１２３） |
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