JPH11219610A

JPH11219610A - 照明装置

Info

Publication number: JPH11219610A
Application number: JP10019570A
Authority: JP
Inventors: Masato Nishimoto; 正人西本; Kosuke Nasu; 康介那須; Takeshi Honoki; 剛朴木; Eiji Sakai; 栄治坂井; Hideo Fukunaga; 秀夫福永
Original assignee: Hosiden and Philips Display Corp
Current assignee: Philips Components Kobe KK
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 1999-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】被照明体を有効に照射しない反射光を減ら
し、照明効率、コントラスト及び視角特性を改善する。【解決手段】光源１の光を導光板２の側面に入射し、
拡散させて面状光源を得る。導光板２の被照明体３と対
向する面に反射防止層７が形成される。反射防止層７
は、好ましくはその屈折率が導光板２の屈折率より小さ
く、かつ１．3 以上とされ、被照明体３の受光面に密着
するように配される。導光板２の反射防止層７を形成す
る面、あるいは反射防止層を形成する面と反対の面、ま
たはその両面に光を反射させる凸ドット２ａが分布形成
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示素子の
バックライトやフロントライトとして或いは絵画等に対
するスポットライトとして用いられる面状の照明装置に
関し、特に被照明体の受光部に入射しない反射光の発生
を防止し、照明効率、コントラスト及び視角特性を改善
する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の照明装置１００は図３に
示すように、光源１と導光板２とで構成される。光源１
は冷陰極管、熱陰極管またはＬＥＤなどのランプ１ａ
と、その光を効果的に導光板２の側面へ反射させる湾曲
した反射板１ｂとより成る。導光板２は側面に入射され
た光源１の光を拡散させて、面状光源にするものであ
り、その被照明体（この例では反射型ＬＣＤ）３と反対
側の面に光を散乱あるいは拡散させるための小さな凸ド
ット２ａが分布形成されている。

【０００３】凸ドット２ａとして図４Ａのような球面状
のものや、図４Ｂに示す円錐状のもの或いは図４Ｃに示
すように光を拡散させるインクを印刷した薄板状のもの
が知られている。また、凸ドット２ａの代りに図５に示
すような溝（直線状のＶ溝でも曲線状の溝でもよい）２
ｂを形成する場合もある。このような照明装置１００
は、被照明体（反射型ＬＣＤ）３の受光面３ａに近接対
向して配される。受光面３ａと導光板２の底面との間に
ギャップ４が設けられ、そのギャップ４をもつスペース
は空気層５となっている。

【０００４】図３は被照明体３が反射型ＬＣＤの場合を
示している。反射型ＬＣＤはよく知られているように共
通電極基板３ｃとＴＦＴアレイ基板３ｄとが張り合わさ
れ、間に液晶が封入されている。また、共通電極基板３
ｃの照明装置１００側の面に偏光板３ｂが貼り付けられ
ている。導光板２には、偏光板３ｂやガラス基板（共通
電極基板３ｃ及びＴＦＴアレイ基板３ｂに用いられる）
とほぼ同じ屈折率（ほぼ１．５）を有するアクリル樹
脂、ポリカ−ボネイトまたガラスが用いられる場合が多
い。

【０００５】従来の照明装置１００は、その導光板２と
被照明体３の受光面３ａとの間に、導光板２と異なる屈
折率１．０を持つ空気層５が介在しているため、導光板
２の凸ドット２ａまたは溝２ｂで反射した光Ｌａは導光
板２の下面即ち空気層５との界面で一部が反射し（反射
光Ｌｂ）、一部が透過する。透過光Ｌｃは偏光板３ｂの
上面で一部が反射し（反射光Ｌｄ）、一部が透過する。
透過光Ｌｅは反射型ＬＣＤ３の内部で反射し、ＬＣＤ素
子の表示画像を映した反射光Ｌ２が導光板２の上面より
外部に出射する。

【０００６】ところで、反射型ＬＣＤ３単体のコントラ
ストＣｒはＣｒ＝表示画像の白輝度Ｗ／黒輝度Ｂ＞１ …（１）となる。ここで従来の照明装置１００を配置すると、Ｌ
ＣＤ３を見る人の眼には、ＬＣＤを有効に照射しない反
射光Ｌ１＝Ｌｂ＋Ｌｄと、ＬＣＤを有効に照射した反射
光Ｌ２（白の光をＷ′，黒の光をＢ′とする）が入射す
る。その時のコントラストＣｒ′はＣｒ′＝（Ｌ１＋Ｗ′）／（Ｌ１＋Ｂ′） …（２）となる。（２）式で、Ｌ１はＷ′、Ｂ′よりかなり大き
いので、Ｃｒ′は１に近付き、ＬＣＤ単体のコントラス
トＣｒ＝Ｗ／Ｂ＝Ｗ′／Ｂ′より小さくなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の照明装置１
００では、導光板２とＬＣＤ３との間に空気層５が介在
される。導光板２として通常アクリル板等が用いられ、
その屈折率はほぼ１．５であり、空気層の屈折率１．０
とかなり異なるので、導光板の光Ｌａに対してＬＣＤを
有効に照射しない反射光Ｌ１＝Ｌｂ＋Ｌｄの比率が増加
し、それだけＬＣＤを有効に照射する透過光Ｌｅが減少
する。即ち、従来の照明装置は、ＬＣＤに対する照明の
効率が悪いと言う問題がある。

【０００８】従来の照明装置では、ＬＣＤを有効に
照射しない、空気層５に起因する反射光Ｌ１が大きいた
めに、表示画像のコントラストＣｒ′が低下する問題が
ある。照明装置１００と外光Ｌ０とを併用する場合にも
同様の問題がある。上記反射光Ｌ１は見る角度、即ち導光板２の上面の
法線６に対する角度θに依存しており、この角度θを大
きくしていくと、Ｌ１も大きくなり、コントラストが低
下する。即ち、従来の照明装置は視角特性に問題があ
る。

【０００９】この発明は、反射光を減らして、照明効
率、コントラスト及び視角特性を改善することを目的と
している。

【００１０】

【課題を解決するための手段】（１）請求項１の照明装
置は、光源と、その光源の光を側面より受光して面状に
拡散させる導光板と、その導光板の被照明体と対向する
面に形成され、被照明体の受光面に密着するように配さ
れる反射防止層とより成る。（２）請求項２の発明では、導光板にアクリル樹脂、ポ
リカ−ボネイトまたはガラスが用いられる。

【００１１】（３）請求項３の発明では、導光板の反射
防止層を形成する面、あるいは前記反射防止層を形成す
る面と反対の面、またはその両面に、光を散乱あるいは
拡散させる凸ドットまたは溝が分布形成される。（４）請求項４の発明では、反射防止層の屈折率が導光
板の屈折率より小さく、かつ１．３以上とされる。

【００１２】（５）請求項５の発明では、反射防止層と
してシリコンオイル、シリコンゴム、エポキシ樹脂、エ
ポキシ系接着剤、またはエチレン−酢酸ビニル系接着剤
を硬化させたものが用いられる。（６）請求項６の発明では、被照明体が液晶表示素子と
される。（７）請求項７の発明では、光源に冷陰極管、熱陰極管
またはＬＥＤが用いられる。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明の実施例を図１に、図３
と対応する部分に同じ符号を付けて示し、重複説明を省
略する。この発明では、前記課題を解決するために、従
来の空気層５を排除し、代りに反射防止層７が設けられ
る。反射防止層７は、好ましくは導光板２の屈折率より
小さく、かつ１．３以上とされ、導光板２の被照明体３
と対向する面に貼り付けられ、被照明体の受光面３ａに
密着するように配される。

【００１４】反射防止層７を設けると、その屈折率が従
来の空気層の場合より導光板２の屈折率に近づくので、
反射光Ｌｂが小さくなる。また反射防止層７の屈折率は
一般に従来の空気層を用いる場合より被照明体３の屈折
率に近づくので反射光Ｌｄも減少する。従って、ＬＣＤ
を有効に照射しない反射光Ｌ１＝Ｌｂ＋Ｌｄが従来より
大幅に減少し、それだけＬＣＤを有効に照射する透過光
Ｌｅが増加し、照明効率が改善される。

【００１５】表示画像のコントラストＣｒ″はＣｒ″＝（Ｌ１＋Ｗ′）／（Ｌ１＋Ｂ′） …（３）となる。即ちコントラストＣｒ″は、Ｌ１が従来のＬ１
より小さくなるので、Ｃｒ＝Ｗ／Ｂ＝Ｗ′／Ｂ′＞Ｃｒ″＞Ｃｒ′＞１ …（４）となる。即ちコントラストが従来より増加し、改善され
る。このコントラストの改善は照明装置に外光Ｌ０を併
用する場合も同様である。

【００１６】この発明の照明装置を用いた場合は、視角
θを大きくしてもＬＣＤを有効に照射しない反射光Ｌ１
が充分小さくされているので、視角θによるコントラス
トの低下はほとんどなく、視角特性が改善される。被照
明体の受光部が、導光板２とほぼ同じ屈折率（ほぼ１．
５）をもつ偏光板やガラス板である場合が多い。反射防
止層７の屈折率と、導光板２や偏光板及びガラス板のそ
れとの差が大きくなると、その効果が失われるので、導
光板の屈折率より小さく、かつ１．３以上に選定するの
が望ましい（請求項４）。

【００１７】反射防止層７としては、屈折率が１．４〜
１．５程度のシリコンオイル、シリコンゴム、エポキシ
樹脂、エポキシ系接着剤またはエチレン−酢酸ビニル系
接着剤を熱硬化させたものを用いることができる（請求
項５）。これ迄の説明では、凸ドットまたは溝を導光板
２の反射防止層７を形成する面と反対の面に設けたが、
この発明はこの場合に限らず、反射防止層７を形成する
面、あるいは両面に形成してもよい（請求項３）。

【００１８】これ迄の説明では、被照明体３が反射型Ｌ
ＣＤである場合を述べたが、この発明はこの場合に限ら
ず、被照明体３は透過型ＬＣＤでもよい。また被照明体
３が前面ガラス板で保護された絵画や各種の図面などで
もよい。その場合には、前面ガラス板中へ透過した光Ｌ
ｅが絵画または図面の表面で反射されて、その反射光の
一部が反射光Ｌ２となる。

【００１９】保護用ガラス板を介さず絵画や図面に直接
光を照射する場合には、図１、図３のＬｂをＬ１、Ｌｄ
をＬ２と考えればよい。

【００２０】

【発明の効果】この発明では、従来の空気層５の代
りに反射防止層７を設けたので、被照明体３を有効に照
射しない反射光Ｌ１が極めて小さくなり、照明の効率が
向上する。同様の理由から、表示画像のコントラストが向上す
る。

【００２１】更に同様の理由から、視角によるコン
トラストの低下が少なく、視角特性が改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す原理的な断面図。

【図２】図１の断面図に対応する斜視図。

【図３】従来の照明装置を被照明体と共に示す断面図。

【図４】Ａは図３の凸ドット２ａを有する導光板２の斜
視図、Ｂ及びＣは凸ドットを有する導光板の他の例を示
す斜視図。

【図５】Ｖ溝を有する導光板の斜視図。

フロントページの続き (72)発明者朴木剛兵庫県神戸市西区高塚台４丁目３番１ホシデン・フィリップス・ディスプレイ株式会社内 (72)発明者坂井栄治兵庫県神戸市西区高塚台４丁目３番１ホシデン・フィリップス・ディスプレイ株式会社内 (72)発明者福永秀夫兵庫県神戸市西区高塚台４丁目３番１ホシデン・フィリップス・ディスプレイ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、その光源の光を側面より受光して面状に拡散させる導光
板と、その導光板の被照明体と対向する面に形成され、被照明
体の受光面に密着するように配される反射防止層とを具
備することを特徴とする照明装置。
【請求項２】請求項１において、前記導光板がアクリ
ル樹脂、ポリカ−ボネイトまたはガラスであることを特
徴とする照明装置。
【請求項３】請求項１において、前記導光板の前記反
射防止層を形成する面、あるいは前記反射防止層２を形
成する面と反対の面、またはその両面に、光を散乱ある
いは拡散させる凸ドットまたは溝が分布形成されている
ことを特徴とする照明装置。
【請求項４】請求項１において、前記反射防止層の屈
折率が前記導光板の屈折率より小さく、かつ１．３以上
とされていることを特徴とする照明装置。
【請求項５】請求項１において、前記反射防止層がシ
リコンオイル、シリコンゴム、エポキシ樹脂、エポキシ
系接着剤、またはエチレン−酢酸ビニル系接着剤を硬化
させたものであることを特徴とする照明装置。
【請求項６】請求項１において、前記被照明体が液晶
表示素子であることを特徴とする照明装置。
【請求項７】請求項１において、前記光源に冷陰極
管、熱陰極管またはＬＥＤが用いられることを特徴とす
る照明装置。