照明装置

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【発明の名称】	照明装置
【発明者】	【氏名】橋爪享一【住所又は居所】東京都八王子市石川町２９５１番地の５カシオ計算機株式会社八王子研究所内
【要約】	【課題】導光板の出射面の周辺部の輝度分布を均一化することができる照明装置を提供する。【解決手段】導光板１１の入射面１２とは反対側の端面には、黒色のインクが塗布されていることにより、光吸収膜１５が形成されている。そして、冷陰極管２０から出た光およびリフレクタ２１によって反射された光は、導光板１１の入射面１２に入射される。この入射光は、入射面１２とその反対側の裏面とで全反射を繰り返し導光板１１内を入射面１２側からその反対側に向かって進行しつつ出射面１３から出射される。このとき、導光板１１内を入射面１２側からその反対側に向かって進行してきた光のうち、光吸収膜１５に入射した光は、光吸収膜１５に吸収される。このため、光吸収膜１５近傍の出射面１３から発せられる光量が適度に抑制され、出射面１３の周辺部の輝度分布が均一化される。なお、このようなことは、楔型の導光板を備えた照明装置においても、同様である。

【特許請求の範囲】
【請求項１】所定の端面を光が入射する入射面とされ、該入射面に直角な一表面を前記入射面から入射した光を出射させる出射面とされた導光板と、該導光板の入射面に対向して配置された光源とを備え、前記導光板の入射面と対向する反対側の端面に光吸収能を有する光吸収層を設けたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】請求項１に記載の発明において、前記光吸収層は黒色インクを塗布して形成した光吸収塗膜であることを特徴とする照明装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の発明において、前記導光板は平面形状が矩形をなしており、前記入射面及び該入射面とは反対側の端面を除いた残りの端面に光反射層が設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項４】請求項１～３のいずれかに記載の発明において、前記導光板は、入射面側からその反対側の端面側に向かうに従って厚さが漸次薄くなる楔型であることを特徴とする照明装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は導光板を備えた照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば液晶表示装置には、液晶表示パネル自体が自己発光能力を有していないため、液晶表示パネルの裏面側にバックライトとして照明装置を配置したものがある。図４は従来のこのような照明装置の一例の平面図を示したものである。
【０００３】この照明装置は導光板１を備えている。導光板１は、一様な厚さの平板状をなし、所定の一端面を光の入射面２とされ、図示しない液晶表示パネルと対向させる表面を出射面３とされ、導光板１の出射面３とは反対側の裏面、入射面２とは反対側の端面（以下、反入射面という）および残りの２つの側端面にはそれぞれ反射シート４～７が貼り付けられた構造となっている。導光板１の入射面２と対向する位置には線状の冷陰極管８が配置されている。
【０００４】冷陰極管８から出射され導光板１の入射面２に入射された光は、導光板１内を出射面３とその裏面とで反射を繰り返すと共に反射シート４～７に反射されつつ入射面２側からその反対側に向かって進行し（導光され）、その間に導光板１の出射面３から適量づつ出射される。
【０００５】ところで、上記従来の照明装置では、導光板１の出射面３全体から光を均一に出射させ、液晶表示パネルの表面から発せられる光の輝度分布を均一化できるように、導光板１の裏面に、調光パターンが設けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の照明装置では、導光板１の反入射面に貼り付けられた反射シート５で反射されて出射面３から発せられる光量が、導光板１の裏面に設けられた調光パターンである程度制御することはできるが、それでも、他の２つの側端面に貼り付けられた反射シート６、７で反射されて出射面３から発せられる光量よりも多くなってしまうという問題があった。
【０００７】この結果、図４において一点鎖線で示すように、導光板１の出射面３の中央部の領域Ｐ、その周囲の領域Ｑ、その周囲で反射シート５（反入射面）側の領域Ｒ、同周囲で反射シート５側を除く領域Ｓの各領域での出射光の輝度がＰ＞Ｒ＞Ｑ＞Ｓの順で小さくなる。即ち、反射シート５近傍の反入射側領域Ｒが局部的に明るくなる輝度ムラが発生し、この輝度ムラは、液晶表示パネルのバックライトとして用いた場合に表示品質を著しく低下させてしまう。この反入射側領域Ｒが局部的に明るくなる輝度ムラは、導光板が反入射面に向かうに従って厚さが漸次薄くなる楔型のものである場合により顕著に発生する。また、上記輝度ムラは、導光板１の両側端面に特に反射シート６、７や光反射塗膜等の光反射層を設けず、反入射面に反射シート５等の光反射層を設けた場合にも、発生する。
【０００８】この発明の課題は、導光板を介してその出射面から面状に光を出射させる照明装置であって、その出射面の周辺部における光の輝度分布が均一な照明装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、請求項１に記載のように、所定の端面を光が入射する入射面とされ、該入射面に直角な一表面を前記入射面から入射した光を出射させる出射面とされた導光板と、該導光板の入射面に対向して配置された光源とを備え、前記導光板の入射面と対向する反対側の端面に光吸収能を有する光吸収層を設けたことを特徴とするものである。そして、この発明によれば、導光板の入射面とは反対側の端面に光吸収層を塗布して形成しているので、反入射面に入射した光の大部分を効率良く吸収し、光吸収層近傍の出射面から出射される光量を抑制することができ、これにより導光板の出射面の周辺部の輝度分布を均一化することができる。この場合、請求項２に記載のように、前記光吸収層は黒色インクを塗布して形成した光吸収塗膜であることが好ましい。また、請求項３に記載のように、平面形状が矩形をなす導光板の場合には、前記入射面及び該入射面とは反対側の端面を除いた残りの端面に光反射層が設けられていることが好ましく、これにより、光吸収層により入射面とは反対側の端面に入射した光を吸収すると共に、残りの端面に入射する光を外部に逸散させることなく反射して照明に有効利用でき、周辺部の輝度分布が均一化されると共に光を有効利用して全体的に明るい面状の照明光を得ることができる。さらに、請求項４に記載のように、前記導光板は、入射面側からその反対側の端面側に向かうに従って厚さが漸次薄くなる楔型であってもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の一実施形態としての照明装置の平面図を示し、図２はそのＸ－Ｘ線に沿う断面図を示したものである。この照明装置は導光板１１を備えている。導光板１１は、一様な厚さの平板状をなし、所定の一端面を入射面１２とされ、図示しない液晶表示パネルと対向させる表面を出射面１３とされた構造となっている。
【００１１】導光板１１の出射面１３とは反対側の裏面（以下、反出射面という）には、図示していないが、例えば黒色のインク等による多数の点状の調光パターンが、その点状の黒色パターン密度が入射面１２側からその反対側に向かうに従って漸次小さくなるように、設けられている。
【００１２】導光板１１の裏面には反射シート１４が貼り付けられている。そして、導光板１１の入射面１２とは反対側の端面つまり反入射面には、光吸収層として、黒色のインク等からなる光吸収膜１５が形成されている。この光吸収膜１５は、黒色塗料等の光吸収材料が塗布等の方法により反入射面に密着形成されたものである。したがって、光吸収膜１５と反入射面との間には、これらと屈折率が異なる空気層等の第３の層が介在されていないから、反入射面に入射する光を効率良く吸収し、出射面１３の反入射面近傍領域からの光の出射を顕著に抑制することができる。
【００１３】導光板１１の入射面１２および反入射面を除く残りの２つの側端面にはそれぞれ、光反射層として、反射シート１６、１７が貼り付けられている。導光板１１の出射面１３には拡散シート１８およびプリズムシート１９がこの順で貼り付けられている。導光板１１の入射面１２と対向する位置には線状の冷陰極管（光源）２０が配置されている。冷陰極管２０の導光板１１と対向する側を除いた周囲に、リフレクタ２１が被設されている。このリフレクタ２１の一端部は反射シート１４の入射面１２側の裏面に貼り付けられ、他端部はプリズムシート１９の入射面１２側の表面に貼り付けられている。
【００１４】上述のように構成された本実施形態例の照明装置においては、冷陰極管２０から出た光およびリフレクタ２１によって反射された光は、導光板１１の入射面１２に入射される。この場合、リフレクタ２１は、冷陰極管２０から射出された光を効率良く導光板１１の入射面１２に入射させるためのものである。
【００１５】導光板１１の入射面１２に入射された光は、出射面１３とその裏面とで全反射を繰り返すと共に、前記裏から漏れた光が反射シート１４、１６及び１７により反射されつつ導光板１１内を入射面１２側からその反対側に向かって進行し（導光され）、その間に、導光板１１の出射面１３から適量づつ出射される。この場合、反射シート１４、１６、１７は、導光板１１のそれぞれが貼り付けられた面からの光漏れを防止して、光利用効率を良くするためのものである。なお、それら反射シート１６、１７は必ずしも設ける必要はなく、照明装置の用途に応じて適宜省略してもよく、また反射シート１６、１７に代えて、例えば白色インク等の光反射材料を塗布して反射膜を塗布形成するようにしてもよい。
【００１６】導光板１１内を入射面１２側からその反対側に向かって進行してきた光は、やがて反入射面に入射する。ここで、反入射面には光吸収膜１５を空気層が介在しないように密着形成してあるので、反入射面に入射した光の大部分は光吸収膜１５に吸収される。このため、反入射面で反射されこの近傍の出射面１３から出射される光の量は、従来の反射シート５（図４参照）を設けた場合に比べて格段に少なくなり、出射面１３の周辺部における光の輝度分布が均一化される。
【００１７】導光板１１の出射面１３から出射された光は、輝度ムラを少なくするため、拡散シート１８によって拡散され、プリズムシート１９によって所期の方向に照射されるように集光される。そして、この集光された光が液晶表示パネルの裏面に入射され、液晶表示パネルの表面から液晶表示パネルの表示駆動に応じた画像光が出射される。
【００１８】このように、本実施形態例の照明装置では、導光板１１の反入射面に入射した光の大部分が光吸収膜１５に入射して吸収され、反入射面近傍の出射面１３からの光の出射が顕著に抑制されるので、導光板１１の出射面１３の周辺部における出射光の輝度分布を均一化することができる。
【００１９】例えば、図１において一点鎖線で示すように、導光板１１の出射面１３の中央部の領域Ｂ、その周囲の領域Ｃ、その周囲の領域Ｄにおける各出射光の輝度がＢ＞Ｃ＞Ｄの順で異なるが、出射面１３の周辺部である領域Ｄにおける出射光の輝度分布は均一化される。
【００２０】次に、この発明の他の実施形態例について、図３に基づき説明する。図３に示す照明装置では、導光板１１Ａとして、入射面１２側からその反対側の反入射面側に向かうに従って厚さが漸次薄くなる楔型のものを備えている。その他の構成は、図１に示す実施形態例とほぼ同じである。この楔型導光板１１Ａは、冷陰極管２０から射出された線状光をそのまま入射させて効率良く出射面１３から出射させることができ、また、楔型導光板１１Ａの占有スペースが小さくなるので実装設計においても有利である。
【００２１】そして、楔型導光板１１Ａを用いた照明装置においては、反入射面に反射シート等の反射膜を設置した場合、この反射膜で反射されてその近傍の出射面１３から出射する光が多くなり、その反出射側周辺領域の輝度が局部的に高くなる傾向がより顕著である。
【００２２】しかし、本実施形態の照明装置においては、反入射面に光吸収膜１５を塗布形成してあるから、反入射面に入射する光を効率良く吸収でき、楔型導光板１１Ａを用いた照明装置においても、反出射側周辺領域の輝度を他の側部周辺領域とほぼ同じ輝度に抑え、出射面１３の周辺部の輝度分布を均一化することが可能となる。
【００２３】なお、光吸収膜１５の材料は、黒色のインクや塗料等からなる黒色材に限定されるものではなく、導光板１１、１１Ａの形状や入射光の性状により変化する出射面１３の周辺部の輝度ムラの発現程度に応じて、灰色のインク等からなる灰色材等であってもよい。また、光吸収層としては、光吸収膜１５のように塗装被着されたものに限らず、出射面１３の周辺部の輝度ムラの発現度合いによっては、光吸収能を有する光吸収シートを反入射面に貼着したものでもよく、この光吸収シートによっても出射面１３の周辺部の輝度分布を均一化することは可能である。
【００２４】さらに、本発明は、光源が線光源ではなくＬＥＤ等の点光源を複数設けた照明装置、あるいは、矩形状導光板の場合に入射面を一端面でなく例えば隣り合う二端面を入射面とした照明装置等にも好適に適用できる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば、導光板の入射面とは反対側の端面に光吸収層を設置しているので、入射面とは反対側の端面に入射した光の大部分を効率良く吸収し、入射面とは反対側の端面近傍の出射面から発せられる光量を抑制することができ、これにより導光板の出射面の周辺部の輝度分布を均一化することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００１４４３【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社【住所又は居所】東京都渋谷区本町１丁目６番２号
【出願日】	平成１４年３月２２日（２００２．３．２２）
【代理人】	【識別番号】１０００７３２２１【弁理士】【氏名又は名称】花輪義男
【公開番号】	特開２００３－２８１９２０（Ｐ２００３－２８１９２０Ａ）
【公開日】	平成１５年１０月３日（２００３．１０．３）
【出願番号】	特願２００２－８１５８０（Ｐ２００２－８１５８０）