JP2008047429A - 照明装置、液晶装置及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】導光板に対する光源の位置に応じて導光板へ入る光の光軸を調整することにより導光板から均一な光を出射できる照明装置を提供する。
【解決手段】光の出射方向と交差する方向に左右均等に光を出射するLED21と、LED21と対向する光入射面22aから光を導入し、光入射面22aに隣接する光出射面22bから出射する導光板22とを有する照明装置である。LED21は、当該LED21の光の出射方向と交差する方向となる導光板22の幅の中心線Pr0からずれた位置Pに光入射面22aに隣接して配置され、導光板22の光入射面22aには、LED21の光の出射方向と交差する方向に沿って複数の凸部23が設けられ、個々の凸部23は、LED21の光の出射方向と交差する方向において傾いた非対称の形状を有し、複数の凸部23はいずれもLED21の光の出射方向と交差する方向の一方に傾けられている。
【選択図】図3

Description

本発明は、液晶装置等といった被照明体に光を供給する照明装置に関する。また、本発明は、その照明装置を用いて構成される液晶装置に関する。また、本発明は、その液晶装置を用いて構成される電子機器に関する。
現在、携帯電話機、携帯情報端末機等といった各種の電子機器において、例えば、当該電子機器に関する各種の情報を視覚的に表示するための表示部として、液晶装置が広く用いられている。液晶装置は自発光型の装置ではないことから、光の供給源として太陽光、室内光、照明装置等が必要となる。
液晶装置で用いられる照明装置は、一般に、光を発する光源と、この光源からの光を面状の光に変換して出射する導光板とを有する。光源としては、LED(Light Emitting Diode)等が用いられることが多い。LED等といった光源から発せられた光は指向性を有しているので、その光が照射された導光板では明るい部分と暗い部分が生じることがある。
上記のような照明装置として、従来、光入射面に複数の凸部や凹部を設けた導光板を用いたものが知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。これらの照明装置では、凸部や凹部によって光を屈折させて導光板内の広い範囲に光を拡散させている。これにより、導光板から出射される光を均一にしている。
特開2006−59559号公報(第5〜6頁、図3) 特開2006−49192号公報(第5頁、図2) 特開2006−4645号公報(第4頁、図3)
ところで、光源は、導光板の平面内のできるだけ広い領域に均一な強度の光を供給できる位置に配置されることが望ましい。しかしながら、液晶装置では、当該装置を構成する種々の要素を配置する必要があるために、必ずしも所望の位置に光源を設けることができない場合がある。このような場合、導光板に入射する光の配光が偏ることにより、必要以上の光が集中して強度が強くなる場所や、光が届かずに強度が弱くなる場所が生じることがある。
図12(a)は従来の照明装置の一例を示している。ここに示す照明装置101は導光板103と光源102L,102Rとを有し、導光板103の光入射端面103aは凹凸の無い平面となっている。この照明装置101において2個の光源102L,102Rを導光板103の幅方向であるX方向内の所定位置Pに置くと、導光板103の光出射平面103b内の可能な限りの広い領域に均一な強度の光を供給できる。図12(a)の照明装置101に限らず、光入射端面103aが平坦面であるときの光源102L,102Rの配置位置であって導光板103の光出射平面103b内の可能な限りの広い領域に均一な強度の光を供給できる光源102L,102Rの位置を、これ以降、「標準位置」ということにする。
図12(b)は、2個の光源102Lと102Rとが互いに近づく方向へ標準位置Pからずれて設けられた場合に光源102L,102Rから導光板103へ入射する光の配向状態を示している。このように2個の光源102L,102Rが標準位置Pからずれるという状態は、照明装置101を1つの構成要素とする何等かの電子機器の内部構造の関係上、そのようにせざるを得ないという場合に生じることがある。
図12(a)及び図12(b)において、光源102L及び102Rから出射される光は、符号α又はαで示す光放射領域内に出射されるのであるが、それらの光が進行する方向(すなわち、光放射領域α及びαの向き)は導光板103の側端面103aに対して略直角である。なお、本明細書では、光の進行方向を「光軸」と言うことがある。
図12(a)では、光源102Lから出た光の放射領域αと光源102Rから出た光の放射領域αとが重ならない位置に光源102L及び102Rを配置している。一方、図12(b)では、光源102Lと光源102Rとの間隔が狭いために、光放射領域αとαが部分的に重なっている。この場合、光放射領域αとαが重なった領域βにおいて、光の強度が強くなり、導光板の平面内で光の強度が不均一になるおそれがある。
上記の問題を解決するためには、光源102L,102Rの位置に対応して、導光板103に入射する光の進行方向、すなわち、光軸の方向を変えることが有効であると考えられる。しかしながら、特許文献1〜3に開示された照明装置では、導光板に入射した光を拡散することはできるが、光軸の向きを変えることはできなかった。そのため、異なる光源から出射された光が導光板内で重なることを防止できないので、導光板の平面内で光の強度が不均一になるおそれがあった。
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、導光板に対する光源の位置に応じて導光板へ入る光の光軸を調整することにより導光板から均一な光を出射できる照明装置、液晶装置及び電子機器を提供することを目的とする。
本発明に係る第1の照明装置は、光の出射方向と交差する方向に左右均等(例えば、左右対称)に光を出射する光源と、前記光源と対向する入光用側端面から前記光を導入し、該入光用側端面に隣接する光出射平面から出射する導光体とを有する照明装置において、前記光源は、該光源の前記光の出射方向と交差する方向となる前記導光体の幅の中心線からずれた位置に前記入光用側端面に隣接して配置され、前記導光体の前記入光用側端面には、前記光源の前記光の出射方向と交差する方向に沿って複数の凸部又は凹部が設けられ、個々の前記凸部又は凹部は、前記光源の前記光の出射方向と交差する方向において傾いた非対称の形状を有し、前記複数の凸部又は凹部はいずれも前記光源の前記光の出射方向と交差する方向の一方に傾けられていることを特徴とする。
上記構成の照明装置に用いられる光源は、光を扇状に放射することができる。この扇状の光は一定の方向に進行する、いわゆる光指向性を有している。この光源から出射される光は、当該光源の中心から所定の角度範囲内で左右対称に放射される。また、導光体は、例えば透光性の樹脂を用いて形成された板状の部材である。光源は、一般に、導光体から出射する光の輝度を導光体の平面内で均一にするために、導光体に対する標準位置、すなわち、光源の光の出射方向と交差する方向となる導光体の幅の中心線上に入光用側端面に隣接して配置されることが望ましい。しかしながら、液晶装置を構成する各種の要素を照明装置の周辺に配置する関係上、本発明のように、必ずしも光源を標準位置に配置できない場合がある。
本発明の照明装置では、導光体の入光用側端面に、光源の光の出射方向と交差する方向に沿って複数の凸部又は凹部が設けられている。光源から出射して導光体の入光用側端面から当該導光体内に導入される光は、入光用側端面に設けられた凸部又は凹部において屈折する。個々の凸部又は凹部は、光源の光の出射方向と交差する方向において傾いた非対称の形状を有し、複数の凸部又は凹部はいずれも光源の光の出射方向と交差する方向の一方に傾けられている。従って、凸部又は凹部において屈折する光の多くが同じ方向に進行することができる。これにより、光源から出射して導光体内に導入される光の光軸を変えることができる。その結果、導光体に対する標準位置からずれた位置に光源が設けられていても、当該光源から出射した光の光軸を変えて導光体内の所望の領域に光を導入できるので、導光体から均一な光を出射できる。
次に、本発明に係る第1の照明装置において、前記複数の凸部は、前記光源から出射された光を前記導光体内部において、該凸部が傾けられた方向に光を屈折させることができる。また、前記複数の凹部は、前記光源から出射された光を前記導光体内部において、該凹部が傾けられた方向とは逆に光を屈折させることができる。
一般に、導光体内においては、光源の光放射領域に対応して、個々の光源が照明すべき領域が決まっている。既述の通り、光源から出射される光は当該光源の発光部の中心から所定の角度範囲内で左右均等に放射される。そのため、光源を配置すべき標準位置は、個々の光源が照明すべき導光体内の領域の中心線上にある。この標準位置から光源がずれた場合、そのずれた側と反対側に光が屈折するように前記凸部又は凹部を設定すれば、光源が発する光の光軸を光源がずれた側と反対側に向けることができる。
本発明態様において、複数の凸部は当該凸部が傾けられた方向に光を屈折することができるので、光源がずれた側と反対側に凸部を傾ければ、光源が発する光の光軸を光源がずれた側と反対側に向けることができる。一方、複数の凹部は当該凹部が傾けられた方向とは逆に光を屈折させることができるので、光源がずれた側に凹部を傾ければ、光源が発する光の光軸を光源がずれた側と反対側に向けることができる。このように複数の凸部又は凹部を傾ければ、光源の位置がずれたことに起因して光源の光放射領域がずれることを補償できる。
次に、本発明に係る第1の照明装置において、互いに隣接する前記凸部の間又は互いに隣接する前記凹部の間には平坦部が設けられ、該平坦部の延長線を基準とした前記凸部又は凹部の形状が三角状であることが望ましい。このように、互いに隣接する凸部同士の間又は互いに隣接する凹部同士の間に平坦部を設ければ、この平坦部において光源からの光が屈折し難くなり、その光は導光体の入光用側端面に対して略直角に入射することができる。こうして入光用側端面に対して直角方向に入射する光を確保できる。
また、本構成の照明装置においては、凸部又は凹部を平坦部の延長線を基準とした前記凸部又は凹部の形状を三角状とすることができる。既述のように、凸部又は凹部は左右非対称の形状を有している。すなわち、凸部又は凹部の形状は凸部の頂点から平坦部の延長線への垂線と左右の側面の成す角度が互いに異なる不等辺三角形である。このような形状の凸部又は凹部に光が入射する場合、多くの光は大きい傾斜角度の側面に入射してその側面の反対側へ向けて屈折し、その屈折した方向へ光軸が変わる。そして、光源の光放射領域は光軸と同じ方向へ向くことになる。このように、凸部又は凹部の間に平坦部を設ければ、凸部又は凹部の部分で光源の光軸が変わっても光源の正面方向を含めた広い範囲を照明できる。すなわち、入光用側端面に対する直角方向に在る領域も含めて大きい傾斜角度の側面と反対の方向へ扇状に拡がる広い領域を照明できる。
次に、本発明に係る第1の照明装置において、前記光出射平面側から見て、前記凸部の頂点から前記平坦部の前記延長線に向かう垂線との間で傾斜角を成す両側面のうち、前記光源の前記光の出射方向と交差する方向の前記一方の側の側面の傾斜角度をaとし、他方の側面の側の傾斜角度をbとしたとき、
a<b
であることが望ましい。本構成の照明装置において、光源が標準位置からずれた側と反対側の傾斜角度をaとし、他方の傾斜角度をbとすれば、凸部を通って導光体内に入射する光の多くは、光源が標準位置からずれた側と反対側へ向かって屈折することができる。従って、導光体の入光用側端面から当該導光体に導入される光の光軸を光源がずれた側と反対の方向に変えることができるので、光源がずれた側の光の強度が強くなることを防止し、導光体から出射される光の強度を均一にすることができる。
次に、本発明に係る第1の照明装置において、前記光出射平面側から見て、前記凹部の底点から前記平坦部の前記延長線に向かう垂線との間で傾斜角を成す両側面のうち、前記光源の前記光の出射方向と交差する方向の前記一方の側の側面の傾斜角度をdとし、他方の側の側面の傾斜角度をcとしたとき、
c>d
であることが望ましい。本構成の照明装置において、光源が標準位置からずれた側の傾斜角度をdとし、他方の傾斜角度をcとすれば、凹部を通って導光体内に入射する光の多くは、光源が所定位置からずれた側と反対側へ向かって屈折することができる。従って、導光体の入光用側端面から当該導光体に導入される光の光軸を光源がずれた側と反対の方向に変えることができるので、光源がずれた側の光の強度が強くなることを防止し、導光体から出射される光の強度を均一にすることができる。
次に、本発明に係る第1の照明装置において、個々の前記凸部又は凹部は、前記光源の前記光の出射方向と交差する方向に2つの側面を有し、前記一方の側の側面が直線であり、他方の側の側面が曲線であり、互いに隣接する前記凸部同士の間又は互いに隣接する前記凹部同士の間には、平坦部が設けられないことが望ましい。本構成の照明装置は、凸部又は凹部に入射する光を屈折させたい側の凸部又は凹部の側面の形状を曲線とし、反対側の側面の形状を直線としたものである。曲線形状を有した側面では入射した光が屈折できる。また、曲線形状の側面のうち、その曲線の接線が導光体の入光用側端面に対して平行又はそれに近い部分では光が屈折し難くなり、その光は入光用側端面に対して略直角に入射する。すなわち、この部分では、平坦面と同様の効果が得られる。また、凸部の側面を曲線で形成すれば、凸部の先端部の幅を広く形成できるので、凸部の機械的な強度を確保できる。
次に、本発明に係る第2の照明装置は、光の出射方向と交差する方向に左右均等(例えば、左右対称)に光を出射する光源と、前記光源と対向する入光用側端面から前記光を導入し、該入光用側端面に隣接する光出射平面から出射する導光体とを有する照明装置において、前記光源は、前記入光用側端面に隣接して配置されとともに該光源の前記光の出射方向で前記導光体の前記光出射平面を2等分する中心線を境にして該中心線の両側に設けられ、個々の前記光源は、前記中心線と該中心線に平行な端面との中間位置である標準位置からずれた位置に前記入光用側端面に対向して配置され、前記導光体の前記入光用側端面には前記光源の前記光の出射方向と交差する方向に沿って複数の凸部又は凹部が設けられ、個々の前記凸部又は凹部は、前記光源の前記光の出射方向と交差する方向において傾いた非対称の形状を有し、前記複数の凸部は前記光の出射方向と交差する方向の傾いている方向に光を屈折させ、凹部は前記光の出射方向と交差する方向の傾いている方向の逆に光を屈折させ、前記複数の凸部又は凹部はいずれも前記光の出射方向と交差する方向の一方に傾けられていることを特徴とする。
本発明の第2の照明装置においては、複数の凸部は当該凸部が傾けられた方向に光を屈折することができるので、光源が標準位置からずれた側と反対側に凸部を傾ければ、各光源が発する光の光軸を光源がずれた側と反対側に向けることができる。一方、複数の凹部は当該凹部が傾けられた方向とは逆に光を屈折させることができるので、光源がずれた側に凹部を傾ければ、各光源が発する光の光軸を光源がずれた側と反対側に向けることができる。このように複数の凸部又は凹部を傾ければ、光源の位置がずれたことに起因して光源の光放射領域がずれることを補償できる。
本構成の照明装置において、仮に、導光体の中心線の両側に設けられた光源同士が近づく方向にずれた場合には、それぞれの光源の光放射領域が重ならないように光軸を変えることにより、導光体の平面内において光の強度が極度に強い領域を無くすことができる。また仮に、光源同士が遠のく方向にずれた場合には、扇状の光放射領域が光源同士の間に向くように光軸を変えることにより、導光体の平面内において光の強度が極度に弱い領域を無くすことができる。これらいずれの場合においても、導光体から出射する光の強度を均一にできる。
次に、本発明に係る液晶装置は、液晶層と該液晶層に平面的に重なる偏光層とを有する液晶パネルと、該液晶パネルに光を供給する照明装置とを有し、前記照明装置は、以上に記載した構成の照明装置であることを特徴とする。本発明に係る照明装置は、導光体の入光用側端面に左右非対称形状の複数の凸部又は凹部を設けたことにより、導光体に入射する光の光軸を変えることができるので、導光体から出射される光の強度を平面内で均一にできる。従って、本発明に係る液晶装置においても、照明装置から出射された光の強度を均一にできるので、液晶装置の表示の輝度を均一にできる。
次に、本発明に係る電子機器は、以上に記載した構成の液晶装置を有することを特徴とする。本発明に係る液晶装置は、照明装置を構成する導光体の入光用側端面に左右非対称形状の複数の凸部又は凹部を設けたことにより、導光体に入射する光の光軸を変えることができるので、導光体から出射される光の強度を平面内で均一にでき、その結果、液晶装置の表示の輝度を均一にできる。従って、本発明に係る電子機器においてもその表示の輝度を均一にできる。
(照明装置及び液晶装置の第1実施形態)
以下、本発明に係る照明装置を液晶装置に適用した場合を例に挙げて説明する。なお、これ以降に説明する実施形態は本発明の一例であって、本発明を限定するものではない。また、これからの説明では必要に応じて図面を参照するが、この図面では、複数の構成要素から成る構造のうち重要な構成要素をわかり易く示すため、各要素を実際とは異なった相対的な寸法で示している。
図1は、本発明に係る液晶装置の一実施形態を分解状態で示している。また、図2は、図1の液晶装置を組立てた場合の要部の断面構造を示している。図1において、液晶装置1は、電気光学パネルとしての液晶パネル2と照明装置3とを有する。この液晶装置1は、矢印Aが描かれた側が観察側である。
液晶パネル2は、第1基板4と、それに対向する第2基板5とを有し、それらの基板を矢印Aの観察方向から見て正方形又は長方形の枠状のシール材6によって貼り合わせて形成する。第1基板4と第2基板5との間には間隙、いわゆるセルギャップが形成され、その中に電気光学物質としての液晶が封入されて液晶層を構成する。
第1基板4は、矢印Aで示す観察方向から見て長方形又は正方形の第1の透光性の基板4aを有する。この第1透光性基板4aは、例えば、透光性のガラス、透光性のプラスチック等によって形成される。また、この第1透光性基板4aの外側表面には、図2に示すように、偏光板7aが貼り付けられている。必要に応じて、その他適宜の光学要素を用いても良い。
第1基板4に対向する第2基板5は、図1において、矢印Aで示す観察方向から見て長方形又は正方形の第2の透光性基板5aを有する。この第2透光性基板5aは、例えば、透光性のガラス、透光性のプラスチック等によって形成される。この第2透光性基板5aの外側表面には、図2に示すように偏光板7bが貼り付けられている。必要に応じて、その他適宜の光学要素を用いても良い。
液晶パネル2は、任意の表示モードによって構成できる。例えば、液晶駆動方式でいえば、単純マトリクス方式及びアクティブマトリクス方式のいずれであっても良い。また、液晶モードの種別でいえば、TN(Twisted Nematic)モード、STN(Super Twisted Nematic)モード、VA(Vertical Alignment)モード、その他任意の液晶モードを用いることができる。また、採光方式でいえば、本実施形態では、照明装置3をバックライトとして用いているので、透過型又は半透過反射型ということになる。なお、照明装置をフロントライトとして用いる場合には、採光方式は反射型ということになる。
単純マトリクス方式とは、各画素に能動素子を持たず、走査電極とデータ電極との交差部が画素又はドットに対応し、駆動信号が直接に印加されるマトリクス方式である。この方式に対応する液晶モードとしては、TN、STNが用いられる。次に、アクティブマトリクス方式とは、画素又はドットごとに能動素子が設けられ、書き込み期間では能動素子がON状態となってデータ電圧が書き込まれ、他の期間では、能動素子がOFF状態になって電圧が保持されるマトリクス方式である。この方式で使用する能動素子には3端子型と2端子型がある。3端子型の能動素子には、例えば、TFT(Thin Film Transistor)がある。また、2端子型の能動素子には、例えば、TFD(Thin Film Diode)がある。
上記のような液晶パネル2において、カラー表示を行う場合には、第1基板4又は第2基板5にカラーフィルタが設けられる。カラーフィルタは、特定の波長域の光を選択的に透過するフィルタである。具体的には、R(赤)、G(緑)、B(青)の1色ずつを第1基板4又は第2基板5上の各ドットに対応させて所定の配列、例えばストライプ配列、デルタ配列、モザイク配列で並べる。
第2基板5を構成する第2透光性基板5aは、対向基板である第1基板4の外側へ張り出す張出し部8を有する。この張出し部8の第1基板4側の表面上には、駆動用IC9が、例えばACF(Anisotropic Conductive Film:異方性導電膜)11を用いたCOG(Chip On Glass)技術によって実装される。駆動用IC9は、図1に示すように複数個、本実施形態では3個実装されている。これらの駆動用IC9は、液晶パネル2内の電極に走査信号及びデータ信号を出力して液晶パネル2を駆動する。
この張出し部8の端部には、図2に示すように、外部接続用端子12が形成される。この外部接続用端子12は、複数個が紙面垂直方向(すなわち、行方向X)に互いに間隔を開けて形成されている。これらの外部接続用端子12は駆動用IC9の入力用端子、例えば入力用バンプにつながる。また、これらの外部接続用端子12には、図1において鎖線で示すように配線基板13が、例えばACF11によって接続されている。配線基板13としては、例えば可撓性の基板であるFPC(Flexible Printed Circuit:可撓性プリント回路)基板を用いることができる。また、配線基板13と外部接続用端子12との接続には、ハンダ付け、ヒートシール等といった導電接続手法を用いることもできる。
図2において、張出し部8の液晶層側には配線14が形成される。この配線14は、複数本が紙面垂直方向(すなわち、行方向X)に互いに間隔を開けて形成されている。これらの配線14は駆動用IC9の出力用端子、例えば出力用バンプに繋がる。また、これらの配線14は液晶パネル2の内部、すなわち液晶層へ向かって延びており、単純マトリクス方式の場合には走査電極及びデータ電極に接続される。また、アクティブマトリクス方式の場合にはTFD素子やTFT素子といった能動素子及び電極に接続される。
次に、照明装置3は、図1に示すように、光源としてのLED(Light Emitting Diode)21と、LED21からの光を内部へ導入して面状の光として液晶パネル2へ向けて出射する導光体としての導光板22とを有する。本実施形態において、この照明装置3は、矢印Aで示す観察方向から見て液晶パネル2の裏側に配置されていてバックライトとして機能する。また、本実施形態における照明装置3は、2個のLED21によって照明を行う構造とする。
導光板22は、入光用側端面である光入射面22aと、当該光入射面22aに隣接する光出射平面である光出射面22bとを備えている。光入射面22aは、LED21からの光を導光板22の内部に導入する面である。また、光出射面22bは、光入射面22aからの光を平面的な光として出射する面である。光出射面22b及びその光出射面22bに対向する面には、必要に応じて反射シート、拡散シート、プリズムシート等といった光学シート(図示せず)を装着することができる。この導光板22は、例えばアクリルやポリカーボネート等といった透光性の樹脂を材料として樹脂成形加工によって形成できる。この照明装置3については、後に詳しく説明する。
本実施形態の液晶装置1は以上のように構成されているので、図2において、LED21が発光すると、その光が導光板22の側端面である光入射面22aを通してその導光板22の内部へ導入される。導入された光は導光板22の内部を進行した後、側端面に隣接する平面である光出射面22bから面状の光として出射して液晶パネル2へ供給される。こうして液晶パネル2へ光が供給される間、液晶パネル2内の液晶層に印加される電圧が画素ごとに制御され、液晶分子の配向が画素ごとに制御される。こうして配向制御される液晶分子の働きにより、液晶パネル2に供給された上記の光が画素ごとに変調される。この変調された光が、基板4の偏光板7aを通過するとき、その偏光板7aの偏光特性により画素ごとに通過を規制され、基板4の表面に文字、数字、図形等といった像が表示され、これが、矢印A方向から視認される。
導光板22の光出射面22bから液晶パネル2へ向けて面状の光が出射されることは上記の通りであり、液晶パネル2による表示の品質は、導光板22からの出射光の特性に大きく依存する。例えば、導光板22の光出射面22bから均一な面状の光が得られなければ、液晶パネル2の表示は表示領域内で明るさにばらつきが生じて見難くなる。本実施形態では、導光板22の光出射面22bから均一な輝度の光を出射するために、以下に説明するような技術を施した。なお、この技術は、光源であるLED21を所定の所定位置からずれた状態で設置した場合であっても、均一な輝度の光を形成できるものである。
以下、本実施形態の照明装置3に関して詳しく説明する。
図3は、図1に示す照明装置3を矢印A方向から平面的に見た図である。図4は、LED21が出射する光の放射領域を示す図である。図5(a)は、図3において矢印Z1で示す部分、すなわち1つのLED21とそれに対向する光入射面22aを拡大して示している。また、図5(b)は、図3において矢印Z2で示す部分、すなわち、光入射面22aの幅方向の中心部分を拡大して示している。
図3において、照明装置3は、光源としての2個のLED21と、導光板22とを有している。導光板22は、既述のように、側端面である光入射面22aと、当該光入射面22aに隣接する平面である光出射面22bとを備えている。この導光板22は、例えばアクリルやポリカーボネート等といった透光性の樹脂を材料として樹脂成形によって形成できる。光入射面22aの表面には複数の凸部23が平坦部24を挟んで並べられている。
LED21は、特定の光放射角度を有し光軸方向へ進行するという光指向性を有する光源である。具体的には、図4に示すように、LED21から放射される光は、角度θで発散しながら放射状、すなわち扇状に進行する。このときの角度θが放射角度であり、この放射角度θの内側の領域αがLED21の光放射領域である。この光放射領域αはLED21の発光部の中心線Lを境にして左右対称の領域である。すなわち、発光部の中心線Lに対する左右両側の光出射角度がθ/2となっている。このように、LED21から出射される光は放射状に拡がるのであるが、その放射状の光が進行する方向、すなわち光軸の方向は、発光部の中心線Lに沿った方向であり、光入射面22aに対して直角の方向である。なお、図4では凸部23の図示を省略している。
図2において、LED21はその発光部21aが導光板22の光入射面22aに対向して配置されている。そして、図1に示すように、2個のLED21が光入射面22aの幅方向(すなわち、行方向X)に間隔を空けて配置されている。具体的には、図3において、導光板22の幅方向の中心線Cを境に左右両側に設けられている。ここで、導光板22の中心線Cとは、導光板22の光入射面22aに直交して光出射面22bを幅方向に2等分する線である。なお、中心線Cの左側に設けられたLEDを21Lとし、中心線Cの右側に設けられたLEDを21Rとする。
ここで、これ以降の説明のために、図3において導光板22の光入射面22aに凸部23が設けられない、つまり光入射面22aが平坦面である従来の照明装置について考える。光入射面22aが平坦面である場合、左右のLED21はそれぞれ鎖線Pで示す標準位置に置かれていた。導光板22の全幅をLとし、左右の標準位置Prの中心線Pr0同士の間の距離をLとし、中心線Cと左側標準位置中心線Pr0との間の距離をLとし、中心線Cと右側標準位置中心線Pr0との間の距離をLとしたとき、
=L/2, L=L=L/4
の関係になっている。つまり、標準位置Pは、中心線Cによって区分けされた導光板22の半分の領域の中央位置に設定されていた。そして、個々のLED21L,21Rは導光板22の半分の領域に光を供給する役割を担っていた。光入射面22aが平坦面である従来の照明装置においては、LED21L,21Rを上記のように導光板22の半分の領域の中央に配置することにより、それらの半分の領域内の広い領域、望ましくはほぼ全域に均一な強度の光が供給されていた。
以上のような従来の照明装置に対し、本実施形態の照明装置3においては、左右のLED21L,21Rが標準位置Pよりも内側(すなわち、中心線Cに近づく側)の実線で示す位置Pに設けられている。その理由は、本照明装置3が組み込まれる機器、例えば液晶装置の内部構造の関係上、LED21L,21Rを標準位置Pに置くことができないからである。つまり、本実施形態では、LED21L,21Rが標準位置Pから行方向Xでずれた状態に設けられている。
この場合、設置位置Pに置かれたLED21L,21Rの中心線Lと中心線Cとの間の距離をそれぞれL’,L’とし、LED21L,21R同士の中心線L間の距離をL’とすれば、
’<L/2, L’=L’<L/4
の関係になっている。
次に、導光板22の光入射面22aに設けられた複数の凸部23は、中心線Cの左側に在るグループに属するもの23Lと、中心線Cの右側に在るグループに属するもの23Rに分けられる。左側の凸部23LはLED21Lからの光を受ける凸部である。右側の凸部23RはLED21Rからの光を受ける凸部である。個々の凸部23は左右非対称の断面形状に形成されている。具体的には、頂点から光入射面22aへ降ろした垂線の左右両側の傾斜角度が互いに異なる断面三角形状に形成されている。個々の凸部23の間には、中央部に在る凸部23を除いて、平坦部24が設けられている。この平坦部24は、LED21の発行面21aに対して平行な面である。
導光体中心線Cの左側グループ内の個々の凸部23Lの断面形状と、右側グループ内の個々のLED23Rの断面形状とは、中心線Cに関して線対称又は鏡面対称である。そして、同じグループ内に在る凸部23同士の断面形状の向きは互いに同じになっている。
図5(a)は図3の導光体中心線Cの左側部分を拡大して示している。この図を用いて個々の凸部23の形状をより具体的に説明する。なお、図3の導光体中心線Cの右側に在る凸部23Rは左側の凸部23Lに対して線対称の関係にあることが異なるだけであり、個々の形状は左側の凸部23Lと同じである。図5(a)において、凸部23Lの左側側面と凸部23Lの頂点Pから光入射面22a(すなわち、平坦部24の延長線)へ降ろした垂線との成す傾斜角度を「a」とし、凸部23Lの右側側面と凸部23Lの頂点Pから光入射面22aへ降ろした垂線との成す傾斜角度を「b」としたとき、
a<b
となっている。好ましくは、a=9°、b=45°に設定する。
なお、凸部23Lの左側側面23aは、LED21Lが標準位置Pからずれる方向(矢印Mで示す方向)と反対側の側面である。凸部23Lの右側側面23bは、LED21Lが標準位置Pからずれる側の側面である。図3において導光体中心線Cの右側のLED21Rの標準位置Pからのずれ方向は左側のLED21Lと反対であるので、右側凸部23Rの断面形状の向きは左側凸部23Lと左右反対の関係となる。具体的に言えば、図5(b)に示すように、中心線Cの右側において、凸部23Rの頂点から光入射面22aへ降ろした垂線とLEDのずれ方向Mの反対側の側面23aとの成す傾斜角度が「a」であり、頂点からの垂線とLEDのずれ側の側面23bとの成す傾斜角度が「b」である。
ところで、照明装置において、LEDは、導光板の光出射平面内の可能な限り広い領域に均一な強度の光を供給できる位置に配置されることが望ましい。この位置は、光入射面が平坦面である場合は、図3に示す標準位置Pである。しかしながら、液晶装置では、当該装置を構成する種々の要素を配置する必要があるために、必ずしも所望の位置に光源を設けることができない場合がある。
例えば、図3に示す本実施形態のように、LED21L,21Rがそれぞれ中心線Cに近づく方向にずれて配置される場合がある。この場合、仮に、従来のように凸部又は凹部が設けられていない場合、LED21L,21Rの光軸が導光板22の光入射面22aに対して垂直であると、導光板22に入射する光の配光が偏ることになる。具体的には、LED21Lから出射されて放射状の放射領域α内に放射された光と、LED21Rから出射されて放射状の放射領域α内に放射された光とが導光板22内の中央領域Aにおいて重なることになる。こうなると、その重なった部分の光の強度が導光板22の右端面Fに近い領域B及び左端面Fに近い領域Cに比べて強くなる。その結果、導光板の面内で光の強度が不均一になり、光出射面22bから出射する光の強度が不均一になることがある。
これに対し、本実施形態では、図3において、導光板22の光入射面22aに、左右非対称の形状を有した複数の凸部23を設け、LED21から出射された光の光軸を変えることにした。具体的には、中心線Cの左側に凸部23Lを設け、右側に凸部23Rを設けた。そして、凸部23Lは、図5(a)における側面23bの傾斜角度bと側面23aの傾斜角度aとをa<bの関係にある断面三角形状に形成した。これにより、図5(b)において、中心線Cより左側の光入射面22aに入射する光の多くは、矢印L1で示すように、凸部23Lの大きく傾斜する側面23bにおいて、図の左方向(すなわち、図3の左端面Fの方向)へ屈折するので、図3において破線で示すように、光放射領域αの方向、すなわち光軸の方向を時計の0時から6時へ向かう90°方向(すなわち、列方向Y)から、3時から9時へ向かう180°方向(すなわち、行方向X)へ向けて変えることができる。その結果、導光板22内の領域Cに向かう光量を多くすることができる。
他方、右側の凸部23Rは、図5(a)において、側面23bの傾斜角度bと側面23aの傾斜角度aとをa<bの関係にある三角形状に形成した。これにより、図5(b)において、中心線Cより右側の光入射面22aに入射する光の多くは、矢印L1で示すように、凸部23Rのずれ側側面23bにおいて図の右方向(すなわち、図3の右端面Fの方向)に屈折するので、図3において破線で示すように、光放射領域αの方向、すなわち光軸の方向を時計の0時から6時へ向かう90°方向(すなわち、列方向Y)から、9時から3時へ向かう0°方向(すなわち、行方向X)へ向けて変えることができる。その結果、導光板22内の領域Bに向かう光量を多くすることができる。
以上のように、LED21Lから出射される光の光軸とLED21Rから出射される光の光軸の向きを変えることにより、それら2つのLED21L,21Rから出射された光が導光板22内の中央領域Aにおいて重なることがなくなる。また、凸部23で光が屈折することにより、領域Aに向かう光が少なくなるのであるが、互いに隣接する凸部23同士の間に平坦部24を設けたので、その平坦部24を通って、平坦部24から導光板側へのびる垂線方向に向かう光(図5(b)において矢印L2で示す光)を確保できる。その結果、導光板22の光出射面22b内に供給される光の強度を均一にすることができ、光出射面22bから出射する光の強度を均一にすることができる。
(照明装置及び液晶装置の第2実施形態)
次に、本発明に係る照明装置及び液晶装置の他の実施形態を説明する。この実施形態に係る液晶装置の全体的な構成は、導光板の光入射面の構造を除いて、図1に示した液晶装置1と略同じである。本実施形態では、図3に示す凸部23に代えて異なる形状の凸部が用いられている。図6は、本実施形態に係る図1の液晶装置1の要部である照明装置33を矢印A方向から見た状態を示す平面図である。また、図7(a)は、図6の矢印Z3で示す部分を拡大して示している。また、図7(b)は、図6の矢印Z4で示す部分を拡大して示している。なお、図6に示す本実施形態は図3に示した先の実施形態と同じ構成要素を有しており、同じ構成要素は同じ符号を付して示すことにして、その説明は省略する。
図6において、照明装置33は、導光板42の光入射面42aに設けられた複数の凸部43を有している。凸部43の断面形状は左右非対称であり、一方の側面が直線であり、他方の側面が曲線となっている。具体的には、図7(a)において、LED21が標準位置Pからずれた方向(矢印M)と反対側の側面43aが直線であり、LED21のずれ側の側面43bが曲線になっている。
以下に凸部43の形状、主に曲線部分の形状を説明する。
本実施形態において、図6に示す凸部43のうちLED21のずれ方向と反対側の側面43aの形状は、図3に示す実施形態において、凸部23の側面23aと同じ直線形状である。一方、図6に示す凸部43のうちLED21のずれ側の側面43bの形状に関しては、図3に示す凸部23の側面23bとは異なり曲線で形成している。図3に示した実施形態では互いに隣接する凸部23同士の間に平坦部24を設けたが、図6に示す本実施形態では凸部43同士の間に平坦部は設けられていない。平坦部24の機能は、本実施形態では、ずれ側の側面43bの曲線の一部によって達成される。
凸部43のLEDずれ側側面43bの具体的な形状は以下の通りである。まず、図7(a)において、高さが「h」である凸部43の先端側半分、すなわち高さh/2の線より上側の形状は、凸部43の頂点Pからの垂線と高さh/2の線との交点Pcを中心とする半径Rの円の一部である。また、凸部43の底側半分、すなわち高さh/2の線より下側の形状は、凸部43の底点Pから列方向Yへ延びる線と高さh/2の線との交点P’を中心とする半径Rの円の一部である。例えば、R=0.05mm、R=0.05mmに設定することができる。
本実施形態においても、図6に示すように、導光板42の幅方向の中心線Cを境にして左側に1つのLED21Lが設けられ、右側に他の1つのLED21Rが設けられている。凸部43は、光入射面42aの面上に互いに平行に複数個設けられている。中心線Cの左側に在る複数の凸部43Lは左側LED21Lからの光を受ける凸部グループを構成する。中心線Cの右側に在る複数の凸部43Rは右側LED21Rからの光を受ける凸部グループを構成する。同じグループ内の複数の凸部43は同じ非対称形状に揃っており、異なるグループ間では非対称形状の向きが異なっている。具体的には、左側グループ内の凸部43Lの個々の形状と右側グループ内の凸部43Rの個々の形状は中心線Cに関して線対称すなわち鏡面対称である。左側グループ内の凸部43Lと右側グループ内の凸部43Rの全体的な配列は中心線Cに関して線対称であっても線対称でなくても構わない。
本実施形態の照明装置33は、図7(b)において、導光板42の中心線Cより左側の光入射面42aに入射する光の多くは、矢印L1で示すように、凸部43LのLEDずれ側側面43bにおいて図の左方向(図6の左端面Fの方向)へ屈折するので、図6において破線で示すように、光放射領域αの方向(すなわち、光軸の方向)を時計の0時から6時に向かう90°方向(すなわち、列方向Y)から、3時から9時へ向かう180°方向(すなわち、行方向X)へ向けて変えることができる。その結果、導光板42内の左端領域Cに向かう光量を多くすることができる。他方、図7(b)において、導光板42の中心線Cより右側の光入射面42aに入射する光の多くは、矢印L1で示すように、凸部43RのLEDずれ側側面43bにおいて図の右方向(図6の右端面Fの方向)へ屈折するので、図6において破線で示すように、光放射領域αの方向(すなわち、光軸の方向)を時計の0時から6時に向かう90°方向(すなわち、列方向Y)から、9時から3時へ向かう0°方向(すなわち、行方向X)へ向けて変えることができる。その結果、導光板42内の右端領域Bに向かう光量を多くすることができる。
以上ように、LED21Lから出射される光の光軸とLED21Rから出射される光の光軸の向きを変えることにより、それら2つのLED21L,21Rから出射された光が導光板42内の中央領域Aにおいて重なることがなくなる。その結果、導光板42の光出射面42b内で光の強度を均一にすることができ、光出射面42bから出射する光の強度を均一にすることができる。
なお、本実施形態では、互いに隣接する凸部43同士の間に平坦部を設けていない。しかしながら、凸部43は、頂点P近傍の領域(具体的には、半径Rの円の接線と頂点Ptからの垂線とが成す角度が光入射面42aと略平行な領域)、及び底点P近傍の領域(具体的には、半径Rの円の接線と頂点Ptからの垂線とが成す角度が光入射面42aと略平行な領域)において、凸部43に導入された光が矢印L2で示すように時計の0時から6時へ向かう90°方向(列方向Y)に向かうことができるので、図3に示す平坦部24と同様の効果を奏することができる。また、図6の凸部43は、直線の側面で形成した図3の凸部23に比べて先端部分の幅を広くすることができるので、凸部43の機械的な強度を強くでき、先端が破損することを防止できる。
(照明装置及び液晶装置の第3実施形態)
次に、本発明に係る照明装置及び液晶装置のさらに他の実施形態を説明する。この実施形態に係る液晶装置の全体的な構成は、導光板の光入射面の構造を除いて、図1に示した液晶装置1と略同じである。本実施形態では、図3に示す凸部23に代えて、導光板の光入射面に複数の凹部を設けることにした。図8は、本実施形態に係る図1の液晶装置1の要部である照明装置53を矢印A方向から見た状態を示す平面図である。
導光板62の光入射面62aの面上に左右非対称形状である複数の凹部63が設けられている。中心線Cの左側に在る複数の凹部63Lは左側LED21Lからの光を受けるグループである。中心線Cの右側に在る複数の凹部63Rは右側LED21Rからの光を受けるグループである。各グループ内で凹部63の左右非対称形状は同じ方向を向いている。両グループ間では凹部63の左右非対称形状は中心線Cに関して線対称すなわち鏡面対称である。両グループ間での複数の凹部63の全体的な配列状態は中心線Cに関して線対称であっても線対称でなくても構わない。
個々の凹部63は、左側面の傾斜角度と右側面の傾斜角度とが互いに異なる左右非対称の三角形状に形成されている。また、互いに隣接する凹部63同士の間には平坦部64が設けられている。この平坦部64は、LED21の発光部21aに対して平行な面である。三角形状に形成された凹部63の底点Pvから光入射面62a(すなわち、平坦部64の延長線)に下ろした垂線とLEDずれ方向Mと反対側の側面63aとの成す傾斜角度を「c」とし、当該垂線とLEDずれ方向M側の側面63bとの成す傾斜角度を「d」としたとき、
c>d
となっている。
本実施形態の照明装置53において、導光板62の中心線Cより左側の光入射面62aに入射する光の多くは、矢印L1で示すように、凹部63Lの両側面のうちLEDずれ方向Mと反対側の側面63aにおいて左端面Fの方向へ屈折する。従って、導光板63に導入された光の光軸を時計の0時から6時に向かう90°方向(すなわち、列方向Y)から、3時から9時に向かう180°方向(すなわち、行方向X)へ向けて変えることができる。その結果、導光板62内の左端領域Cに向かう光量を多くできる。
他方、導光板62の中心線Cより右側の光入射面62aに入射する光の多くは、矢印L1で示すように、凹部63Rの両側面のうちLEDずれ方向Mと反対側の側面63aにおいて右端面Fの方向へ屈折する。従って、導光板63に導入された光の光軸を時計の0時から6時に向かう90°方向(すなわち、列方向Y)から、9時から3時に向かう0°方向(すなわち、行方向X)へ向けて変えることができる。その結果、導光板62内の右端領域Bに向かう光量を多くできる。
以上のように、LED21Lから出射される光の光軸とLED21Rから出射される光の光軸の向きを変えることにより、それら2個のLED21L,21Rから出射された光が導光板62内の中央領域Aにおいて重なることを防止できる。また、凹部63で光が屈折することにより、中央領域Aに向かう光量が少なくなるのであるが、互いに隣接する凹部63同士の間に平坦部64を設けたので、その平坦部64を通って、平坦部64から導光板側へのびる垂線方向に向かう光L2を確保できる。その結果、導光板62の面内で光の強度を均一にすることができ、光出射面62bから出射する光の強度を均一にすることができる。
(その他の実施形態)
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。
例えば、上記の各実施形態では、光源であるLEDを2個用いて構成した照明装置に対して本発明を適用している。しかしながら、本発明は、LEDの個数が1個の場合にも適用できるし、3個以上の場合にも適用できる。
(電子機器の第1実施形態)
以下、本発明に係る電子機器の実施形態を説明する。なお、この実施形態は本発明の一例を示すものであり、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
図9は、本発明に係る電子機器の一実施形態を示している。ここに示す電子機器は、液晶装置101と、これを制御する制御回路102とを有する。制御回路102は、表示情報出力源106、表示情報処理回路107、電源回路108及びタイミングジェネレータ109によって構成される。そして、液晶装置101は液晶パネル103、駆動回路104及び照明装置105を有する。
表示情報出力源106は、RAM(Random Access Memory)等といったメモリや、各種ディスク等といったストレージユニットや、ディジタル画像信号を同調出力する同調回路等を備え、タイミングジェネレータ109により生成される各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等といった表示情報を表示情報処理回路107に供給する。
次に、表示情報処理回路107は、増幅・反転回路や、ローテーション回路や、ガンマ補正回路や、クランプ回路等といった周知の回路を多数備え、入力した表示情報の処理を実行して、画像信号をクロック信号CLKと共に駆動回路104へ供給する。ここで、駆動回路104は、走査線駆動回路やデータ線駆動回路と共に、検査回路等を総称したものである。また、電源回路108は、上記の各構成要素に所定の電源電圧を供給する。
液晶装置101は、例えば、図1に示した液晶装置1を用いて構成できる。液晶装置1は、照明装置3を構成する導光板22の光入射面22aに左右非対称の形状を有した複数の凸部23を設けたことにより、導光板22に入射する光の光軸を変えることができるので、導光板22から出射される光の強度を光出射面22b内で均一にできる。その結果、液晶装置1の表示の輝度を均一にできる。従って、本実施形態の電子機器においてもその表示の輝度を均一にできる。
(電子機器の第2実施形態)
図10は、本発明に係る電子機器の他の実施形態である携帯電話機を示している。ここに示す携帯電話機110は、本体部111と、該本体部111に対して開閉可能に設けられた表示体部112とを有する。液晶装置によって構成された表示装置113は、表示体部112の内部に配置され、電話通信に関する各種表示は、表示体部112の表示画面114によって視認でき、本体部111には操作ボタン115が配列されている。
表示体部112の一端部には伸縮自在のアンテナ116が取付けられている。表示体部112の上部に設けられた受話部117の内部には、図示しないスピーカが配置される。また、本体部111の下端部に設けられた送話部118の内部には図示しないマイクが内蔵されている。表示装置113の動作を制御するための制御部は、携帯電話機の全体の制御を司る制御部の一部として、又はその制御部とは別に、本体部111又は表示体部112の内部に格納される。
表示装置113は、例えば、図1に示した液晶装置1を用いて構成できる。液晶装置1は、照明装置3を構成する導光板22の光入射面22aに左右非対称の形状を有した複数の凸部23を設けたことにより、導光板22に入射する光の光軸を変えることができるので、導光板22から出射される光の強度を光出射面22b内で均一にできる。その結果、液晶装置1の表示の輝度を均一にできる。従って、本実施形態の電子機器においてもその表示の輝度を均一にできる。
なお、電子機器としては、以上に説明した携帯電話機等の他にも、パーソナルコンピュータ、液晶テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話機、POS端末器等が挙げられる。
図3の照明装置3に関して、光線追跡シミュレーションソフト(製品名:Light Tools)を用いて輝度分布を調べるシミュレーションを行った。具体的には、そのソフトによって実現される処理において、導光板22の形状をモデリングし、そのモデリング条件下で導光板22の光入射側領域である図3のZ5−Z5断面における輝度分布をシミュレーションした。このシミュレーションは、1個のLED21に対応する部分、すなわち図5(a)で示す部分に関して行ったものである。
本シミュレーションにおいて設定した主なパラメータは、(1)LED21と光入射面22aとの間の距離、(2)導光板22の材質、(3)導光板22及びLED21の厚さ、(4)導光板22の屈折率、(5)LED21の配向分布である。これらのパラメータを所定値に設定し、図5(a)に示す凸部23の形状が、以下の(a)〜(c)の3種類である場合に関してシミュレーションを行った。なお、(c)が図5(a)に示す実施形態における凸部23の形状である。
(a)傾斜角度a=90°、傾斜角度b=90°
(b)傾斜角度a=45°、傾斜角度b=45°
(c)傾斜角度a=9° 、傾斜角度b=45°
本シミュレーションの結果を図11のグラフに示す。グラフの横軸は光の配向分布を角度で示しており、この角度は図5(a)に示す0°〜180°の座標系に対応している。また、図11のグラフの縦軸は、光の強度を示しており、単位はW/S(ワット/ステラジアン)である。
図11のグラフによれば、個々の凸部の形状が左右対称である(a)及び(b)の場合に関して、光の放射強度は、90°を境に略左右対称である。これに対し、個々の凸部を左右非対称に形成した(c)の場合、光の放射強度は(a)及び(b)に比べて0°〜90°の範囲では減少し、90°〜180°の範囲では増加する傾向にある。このことから、図5(a)において、0°〜90°の方向へ進行する光が減少し、90°〜180°の方向へ進行する光が増加することがわかった。すなわち、凸部23のLEDずれ方向Mと反対側の側面の傾斜角度aを9°とし、LEDずれ方向M側の側面の角度bを45°とすれば、LED21から出射して導光板22に導入された光の光軸を適正な方向へ変えることができることがわかった。
本発明に係る照明装置及び液晶装置の一実施形態を示す斜視図である。 図1の液晶装置の要部を示す断面図である。 図1の矢印A方向から照明装置を示す平面図である。 光源の光放射領域を示す平面図である。 図3の照明装置の要部を示す平面図であり、(a)は矢印Z1で示す部分を示しており、(b)は矢印Z2で示す部分を示している。 本発明に係る照明装置の他の実施形態を示す平面図である。 図6の照明装置の要部を示す平面図であり、(a)は矢印Z3で示す部分を示しており、(b)は矢印Z4で示す部分を示している。 本発明に係る照明装置のさらに他の実施形態の要部を示す平面図である。 本発明に係る電子機器の一実施形態を示すブロック図である。 本発明に係る電子機器の他の実施形態である携帯電話機を示す斜視図である。 本発明に係る照明装置に関して行ったシミュレーションの結果を示すグラフである。 従来の照明装置を示す平面図であって、(a)は光源の配置位置がずれていない状態を示しており、(b)は光源がずれて配置された状態を示している。
符号の説明
1.液晶装置、 2.液晶パネル、 3,33,53.照明装置、 4.第1基板、
4a.第1透光性基板、 5.第2基板、 5a.第2透光性基板、 6.シール材、
7a,7b.偏光板、 8.張出し部、 9.駆動用IC、 11.ACF、
12.外部接続用端子、 13.配線基板、 14.配線、
21,21L,21R.LED(光源)、 21a.発光面、
22,42,62.導光板、 22a.光入射面(入光用側端面)、
22b.光出射面(光出射平面)、
23,23L,23R,43,43L,43R.凸部、
23a,23b,43a,43b.凸部の側面、 24,64.平坦部、
63,63L,63R.凹部、 63a,63b.凹部の側面、 101.液晶装置、
102.制御回路、 103.液晶パネル、 104.駆動回路、 105.照明装置、
110.携帯電話機(電子機器)、 113.表示装置、 α,α.光放射領域、 C.導光板の中心線、 F,F.端面、 L.発光部の中心線、
,L.光、 P.標準位置、 P.設置位置、 P.頂点、 P.底点

Claims (9)

  1. 光の出射方向と交差する方向に左右均等に光を出射する光源と、
    前記光源と対向する入光用側端面から前記光を導入し、該入光用側端面に隣接する光出射平面から出射する導光体と、を有する照明装置において、
    前記光源は、該光源の前記光の出射方向と交差する方向となる前記導光体の幅の中心線からずれた位置に前記入光用側端面に隣接して配置され、
    前記導光体の前記入光用側端面には、前記光源の前記光の出射方向と交差する方向に沿って複数の凸部又は凹部が設けられ、
    個々の前記凸部又は凹部は、前記光源の前記光の出射方向と交差する方向において傾いた非対称の形状を有し、
    前記複数の凸部又は凹部はいずれも前記光源の前記光の出射方向と交差する方向の一方に傾けられていることを特徴とする照明装置。
  2. 請求項1記載の照明装置において、前記複数の凸部は、前記光源から出射された光を前記導光体内部において、該凸部が傾けられた方向に光を屈折させ、前記複数の凹部は、前記光源から出射された光を前記導光体内部において、該凹部が傾けられた方向とは逆に光を屈折させることを特徴とする照明装置。
  3. 請求項1又は請求項2記載の照明装置において、互いに隣接する前記凸部の間又は互いに隣接する前記凹部の間には平坦部が設けられ、該平坦部の延長線を基準とした前記凸部又は凹部の形状が三角状であることを特徴とする照明装置。
  4. 請求項3記載の照明装置において、前記光出射平面側から見て、前記凸部の頂点から前記平坦部の前記延長線に向かう垂線との間で傾斜角を成す両側面のうち、前記光源の前記光の出射方向と交差する方向の前記一方の側の側面の傾斜角度をaとし、他方の側面の側の傾斜角度をbとしたとき、
    a<b
    であることを特徴とする照明装置。
  5. 請求項3記載の照明装置において、前記光出射平面側から見て、前記凹部の底点から前記平坦部の前記延長線に向かう垂線との間で傾斜角を成す両側面のうち、前記光源の前記光の出射方向と交差する方向の前記一方の側の側面の傾斜角度をdとし、他方の側の側面の傾斜角度をcとしたとき、
    c>d
    であることを特徴とする照明装置。
  6. 請求項1又は請求項2記載の照明装置において、個々の前記凸部又は凹部は、前記光源の前記光の出射方向と交差する方向に2つの側面を有し、前記一方の側の側面が直線であり、他方の側の側面が曲線であり、互いに隣接する前記凸部同士の間又は互いに隣接する前記凹部同士の間には、平坦部が設けられないことを特徴とする照明装置。
  7. 光の出射方向と交差する方向に左右均等に光を出射する光源と、
    前記光源と対向する入光用側端面から前記光を導入し、該入光用側端面に隣接する光出射平面から出射する導光体と、を有する照明装置において、
    前記光源は、前記入光用側端面に隣接して配置されとともに、該光源の前記光の出射方向で前記導光体の前記光出射平面を2等分する中心線を境にして該中心線の両側に設けられて、
    個々の前記光源は、前記中心線と該中心線に平行な端面との中間位置からずれた位置に前記入光用側端面に対向して配置され、
    前記導光体の前記入光用側端面には前記光源の前記光の出射方向と交差する方向に沿って複数の凸部又は凹部が設けられ、
    個々の前記凸部又は凹部は、前記光源の前記光の出射方向と交差する方向において傾いた非対称の形状を有し、
    前記複数の凸部は前記光の出射方向と交差する方向の傾いている方向に光を屈折させ、凹部は前記光の出射方向と交差する方向の傾いている方向の逆に光を屈折させ、
    前記複数の凸部又は凹部はいずれも前記光の出射方向と交差する方向の一方に傾けられていることを特徴とする照明装置。
  8. 液晶層と
    該液晶層に平面的に重なる偏光層とを有する液晶パネルと、
    該液晶パネルに光を供給する照明装置と、を有し、
    前記照明装置は、請求項1から請求項7のいずれか1つに記載した構成の照明装置であることを特徴とする液晶装置。
  9. 請求項8記載の液晶装置を有することを特徴とする電子機器。

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014196235A1 (ja) * 2013-06-07 2014-12-11 シャープ株式会社 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080085242A (ko) * 2007-03-19 2008-09-24 삼성전자주식회사 도광판 및 이를 이용하는 백라이트 어셈블리
KR101318253B1 (ko) * 2007-03-30 2013-10-18 삼성디스플레이 주식회사 도광판 및 이를 갖는 표시 장치
JP5250339B2 (ja) * 2008-08-25 2013-07-31 株式会社日立製作所 画像表示装置
JP2012237791A (ja) * 2011-05-10 2012-12-06 Funai Electric Co Ltd 液晶表示装置および液晶テレビジョン装置
CN102262262A (zh) * 2011-07-01 2011-11-30 青岛海信电器股份有限公司 导光板、背光模组及显示装置
WO2014062206A2 (en) * 2012-10-18 2014-04-24 Smith Stephen Lorance Mobile device grip
CN104736927B (zh) * 2012-10-30 2016-12-14 3M创新有限公司 弯曲的光管道提取
US9902312B1 (en) * 2014-08-25 2018-02-27 Scott Buechs Whisker illumination apparatus
CN104298003A (zh) * 2014-10-21 2015-01-21 京东方科技集团股份有限公司 一种背光源及显示装置
CN105208243B (zh) * 2015-11-04 2018-05-08 威海华菱光电股份有限公司 具有照射角度的光源及图像读取装置
US11110855B1 (en) 2018-08-20 2021-09-07 Scott Buechs Whisker illumination apparatus

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4651787B2 (ja) 2000-07-31 2011-03-16 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP2003331629A (ja) 2002-03-05 2003-11-21 Seiko Epson Corp 照明装置、液晶装置及び電子機器
JP2003331628A (ja) * 2002-03-05 2003-11-21 Seiko Epson Corp 照明装置、液晶装置及び電子機器
KR100967755B1 (ko) * 2002-04-22 2010-07-05 미츠비시 레이온 가부시키가이샤 면 광원 장치 및 그것에 사용되는 도광체
JP4131539B2 (ja) * 2002-10-29 2008-08-13 シチズン電子株式会社 面状光源およびその製造方法
JP4012048B2 (ja) 2002-11-15 2007-11-21 日立マクセル株式会社 面状光源及びこれを用いた液晶表示装置
TW566564U (en) * 2003-01-29 2003-12-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Back light module and liquid crystal display using the same
CN100434988C (zh) * 2004-02-16 2008-11-19 西铁城电子股份有限公司 导光板
JP4386750B2 (ja) * 2004-02-16 2009-12-16 シチズン電子株式会社 導光板及び導光板を用いた面状光源
JP2006004645A (ja) 2004-06-15 2006-01-05 Minebea Co Ltd 面状照明装置
JP2006049192A (ja) 2004-08-06 2006-02-16 Futaba:Kk 面光源装置
JP2006059559A (ja) 2004-08-17 2006-03-02 Minebea Co Ltd 面状照明装置並びにそれに用いられる導光板を成形する金型の作製方法
CN100485482C (zh) * 2004-10-14 2009-05-06 清华大学 导光板和背光模组
JP4433467B2 (ja) * 2004-12-01 2010-03-17 株式会社エンプラス 面光源装置
JP4420813B2 (ja) * 2004-12-28 2010-02-24 株式会社エンプラス 面光源装置及び表示装置
KR100785575B1 (ko) 2005-01-28 2007-12-13 레디언트 옵토-일렉트로닉스 코포레이션 점광원으로부터의 빛의 균일한 산란을 위한 도광판
CN100412573C (zh) * 2005-04-15 2008-08-20 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 双面导光板、面光源装置及显示装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014196235A1 (ja) * 2013-06-07 2014-12-11 シャープ株式会社 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置

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