WO1998013709A1 - Illuminant et panneau afficheur l'utilisant - Google Patents

Description

明 細 照明装置及びこれを用いた表示機器

技術分野

本発明は、 導光板を被照明物の前面に配してその被照明物を 2次元的に面照明 する照明装置及びこれを用いた表示機器に係り、 特に、 この導光板の光拡散性を 中心とする照明機能、 視認性、 コントラスト、 省エネルギー性などを著しく向上 させた照明装置及びこれを用いた表示機器に関する。 背景技術

従来、 液晶表示装置などの面状の照明を必要とする表示機器に対して種々の面 照明機能を発揮する照明装置が使用されている。

例えば、 液晶表示パネルなどの被照明体の背面に配置する照明装置が知られて おり、 この照明装置の場合、 通常、 常時照明を点灯するようになっている。 また、 反射機能を有する液晶表示装置に搭載する照明装置が知られている。 この照明装 置の場合、 液晶表示パネルの背面に反射板を配置し、 外部光の照明により使用し ていた。 さらに外部が明るい時は反射を、 暗いときにはバックライ ト照明を使い 分ける照明装置として、 液晶表示パネルの背面に半透過反射板とともに配置する 照明装置も知られている （これらは例えば、 特開昭 5 7— 0 4 9 2 7 1号、 特開 昭 5 7— 0 5 4 9 2 6号、 特閧昭 5 8— 0 9 5 7 8 0号参照）。

しかしながら、 従来の照明機能だけを有する照明装置は、 光源を常時点灯させ ているため電力消費が大きく、 例えば携帯用機器の照明としては長時間使用でき ないという問題があった。 また従来の反射機能だけを有する照明装置を液晶表示 装置等に搭載した場合、 表示画面のコントラストが低く、 外部が暗いところでは 使用できないという問題があった。 さらに半透過反射板とともに用いる照明装置 の場合、 反射で用いたときもバックライ ト照明で用いたときも表示が暗いという 問題を必然的に有しており、 中途半端な技術のため、 なかなか普及していないの が実態である。

このような状況の中で、 近年、 液晶表示装置などの表示機器の前面に配置する 照明装置が例えば特開平 6— 3 2 4 3 3 1号で提案されている。 この提案による 照明装置は簿型の液晶表示装置に組み込まれたもので、 照明の点灯時および非点 灯時共に高いコントラストを確保することを目的としている。 具体的には、 簿型 の照明装置を液晶表示体の上面 （前面） に配置し、 液晶表示体の背面には反射板 を設置する。 照明装置は、 導光板と、 この導光板の端面またはその近傍に配置さ れた光源とを有する。 導光板の出光側面には、 この面に略平行な面と略垂直な面 とからなる凹凸形状が形成されている。 凹凸形状は、 例えば、 複数個のリブ、 ま たは、 円柱状もしくは角柱状の突起により形成されている。

しかしながら、 この公報提案にかかる前面配置型の照明装置は、 光源として棒 状または線状の光源に適した構成になっている。 このような光源としては、 一般 的には発光効率の高い蛍光管が使用されるが、 蛍光管は一定以上の電力を必要と し、 消費電力をそれ以下に下げられないという問題を有していた。 また、 L E D、 電球といった点光源を用いた場合、 リブ状や角柱状の突起と出力光面とが形成す る根元部の交線が直線であるため、 規則的な反射に因る照明品質劣化が起こりや すいという問題があった。 さらに点光源の場合、 突起体のパターンの一次元的な 分布制御では輝度ムラを解消できないという問題を有していた。

また、 かかる前面配置型の照明装置は、 導光板の外傷に弱く、 傷の部分から光 束が乱反射しながら出光してしまい、 点灯時に液晶表示体などの被照明体のコン トラス卜が低下するという問題点を有していた。 また、 かかる前面配置型の照明装置は、 光源を導光板の端面に配置するため、 導光板の端部に光源を親察者から遮蔽できるだけの空間を必要とし、 液晶表示体 などの照明として使用するとき、 表示部分の周囲に枠が必要となって空間的に無 駄があり、 デザイン的にも制約が大きかった。

本発明は、 1つの側面として、 以上のような従来の照明装置が有する種々の問 題点を解决するためになされたものである。

本発明は、 点光源を使用して消費電力が低く、 品質の高い照明装置およびこれ を用いた液晶表示装置などの表示機器を提供することを目的としている。

また、 本発明は、 光源として発光ダイオード （L E D ) を使用することで消費 電力が低く、 品質の高い照明装置およびこれを用いた液晶表示装置などの表示機 器を提供することを別の目的としている。

さらに、 本発明は、 反射機能を低下させることなく照明できる照明装置および これを用いた掲示板装置、 液晶表示装置などの表示機器、 ならびにその液晶表示 装置を用いた電子機器、 移動電話などの機器を提供することを別の目的としてい 。

さらに、 本発明は、 安価、 簡便な手段により照明機能の劣化の少ない照明装置 および表示品質の劣化の少ない液晶表示装置などの表示機器を提供することを別 の目的とする。

さらに、 本発明は、 導光板端部から離れた位置にある光源から導光板内部に有 効に光線を導くことができ、 省スペースであり、 デザイン的にも優れた照明装置、 液晶表示装置などの表示機器、 その液晶表示装置を用いた電子機器、 移動電話な どの機器を提供することを別の目的としている。

さらに、 照明装置を搭載した表示機器という観点から、 この表示機器に関する 従来の反射型液晶表示装置に鑑みて、 観察者に煩わしい輝線の発生を防止し、 輝 度ムラを解消し、 省消費電力タイプで、 さらに、 品質の高い照明機能を具備する 液晶表示装置、 携帯電話機器、 時計、 カメラ、 データターミナル機器等の各種電 子機器を提供する事を目的とする。

さらに、 従来、 照明機能を有する掲示板装置は、 透明ガラスで前面を覆った筐 体を備え、 掲示物の前方縁部に光源を配置して掲示物を照明する構造であった。 また、 光源の前方は筐体を兼ねた遮光部によって、 見る人が光源を直視しない構 造になっていた。

しかしながら、 従来の掲示板装置は掲示物全体を照明するために充分な厚みを 必要とし、 また光源の近傍と離れたところで、 照度差が大きいという問題を有し ていた。

本発明はまた、 表示機器に関する別の側面として、 この様な問題点を解決する もので、 薄型で照度均一性の高い掲示板装置を提供することを目的とする。 発明の開示

前記課題を解決するために本発明は、 その 1つの側面として、 被照明物の前面 に配置する照明装置において、 透明な平板状を成しかつその表面にまたはその表 面に対向する位置に点状の光取り出し構造体を形成した導光板と、 この導光板の 端面に対向して配置した光源とを有する。 好適には、 前記光源は点状光源である。 また例えば、 前記光取り出し構造体を前記点状光源の近傍では相対的に疎に分布 させるとともに前記点状光源から離れるに従って連続的に密に分布させたことも できる。 さらに、 前記導光板の端面と前記点状光源との間に配置した棒状光拡散 体を備えてもよい。 例えば、 前記棒状光拡散体として、 光拡散材を分散した乳白 色透明体を用いることもできる。 また例えば、 前記棒状光拡散体として、 光取り 出し形状を形成した透明体を用いてもよい。 一例として、 前記導光板の前記被照 明物に対向する出光面に前記光取り出し構造体としてリブ状の突起を設けること ができる。 さらに、 前記導光板の前記被照明物に対向する出光面に、 前記光取り 出し構造体として柱状突起を設けてもよい。

また別の側面として、 液晶表示体と、 この液晶表示体の前面に配置する照明装 置とを備えた液晶表示装置において、 前記照明装置は、 透明な平板状を成しかつ その表面にまたはその表面に対向する位置に点状の光取り出し構造体を形成した 導光板と、 この導光板の端面に対向して配置した点状光源とを備える。

さらに別の側面として、 被照明物の前面に配置する照明装置において、 透明な 平板状を成しかつその表面に当該表面に対して略 3 0度以下の傾斜面を有する光 拡散用の突起体または凹みを形成した導光板と、 この導光板の端面に対向して配 置した光源とを有する。 この場合、 前記導光板の前記光源が配置される端面を除 く他の端面に反射部材を隣接配置することができる。 また、 前記導光板の前記光 源が配置される端面および該光源を共に覆うように反射部材を配置することがで さる。

さらに本発明の照明装置の別の側面として、 光源からの光束を板面方向とほぼ 直交する一方の方向に透過させ、 この光束をその一方の方向の面から照射する導 光板を備えた照明装置において、 前記一方の方向とは反対側の前記導光板の面に 対向してシート状の透明部材を配置したことを特徴とする。

また別の側面として提供されるのは、 被照明物の前面に配置する照明装置にお いて、 透明なシ一ト状部材であって表面に光取り出し構造体を形成した導光板と、 この導光板の端面部に一体に配設した発光ダイオード （L E D ) とを備える構成 である。 好適には、 前記光取り出し構造体を前記発光ダイオードの近傍では相対 的に疎に、 その発光ダイォードから離れるに従って連続的に密に分布させること である。 また、 前記導光板の前記被照明物に対向する面に、 前記光取り出し構造 体として柱状突起を設けることも好適である。 前記導光板の前記被照明物に対向 する面とは反対側の面に、 前記光取り出し構造体として凹形状または凸形状の突 起を設けてもよい。

さらに別の側面は、 被照明物の前面に配置する照明装置において、 透明な平板 の少なくとも一方の面に光取り出し構造体を形成した導光板と、 この導光板と同 一の平面位置から外れた位置に配置した光源と、 この光源からの光線の方向を変 換して前記導光板の光入射端面に案内する変換手段とを備えることである。

さらにまた、 本発明の 1つの側面は表示機器に関し、 その 1つの態様として、 少なくとも上面側にフロン卜ライ トを配置しかつ下面側に偏光分離板を配置する 反射型の液晶表示装置において、 該フロントライ トは、 表面に複数の点状の光取 り出し構造体が形成された透明な平板からなる導光板と、 該導光板の端面に対向 して配置された点状光源とを備える。 例えば、 前記光取り出し構造体を前記光源 の近傍では相対的に疎に、前記光源から離れるに従って連続的に密に分布させる。 また好適には、 前記導光板の端面に配置した棒状光拡散体を備え、 この棒状光拡 散体の端部に前記点状光源を配置することである。 さらに好適には、 前記導光板 の前記被照明物に対向する面に、 前記光取り出し構造体として柱状突起を設ける ことである。 さらに、 前記導光板の前記被照明物に対向する面とは反対側の面に、 前記光取り出し構造体として凹形状または凸形状を設けてもよい。

さらに本発明の表示機器の別の側面は、 照明機能を有する掲示板装置において、 掲示物の前面に透明板を配置し、 該透明板に該掲示物への面状の照明機能を付与 したことを特徴とする。

本発明のそのほかの構成および効果に関する特徴は、 添付図面および以下の実 施形態の詳細な説明により明らかになる。 図面の簡単な説明

図 1 Aおよび図 1 Bは本発明の第 1の実施例を示す概略断面図および斜視図、 図 2 Aおよび図 2 Bは従来技術の一課題の説明図、 図 3は第 1の実施例に対する 1つの変形例の概略断面図、 図 4は第 1の実施例に対する別の変形例の概略断面 図、 図 5は第 1の実施例に対する別の変形例の概略断面図、 図 6は第 1の実施例 に対する別の変形例の概略断面図、 図 7は第 1の実施例に対する別の変形例の概 略断面図、 図 8は本発明の第 2の実施例を示す平面図、 図 9 Aおよび図 9 Bは第 2の実施例に対する変形例の概略断面図、 図 1 0は本発明の第 3の実施例を示す 概略断面図、 図 1 1は別の変形例を示す説明図、 図 1 2 Aおよび図 1 2 Bは別の 変形例を示す概略平面図、 図 1 3はさらに別の変形例を示す説明図、 図 1 4 Aお よび図 1 4 Bは本発明の第 4の実施例を示す概略断面図および斜視図、 図 1 5は 光取り出し構造体としての凸形状の詳細説明図、 図 1 6 A乃至 1 6 Dは他の凸形 状の説明図、 図 1 7は他の凸形状の説明図、 図 1 8は第 4の実施例に対する別の 変形例の概略平面図、 図 1 9は第 4の実施例に対する別の変形例の概略断面図、 図 2 0は第 4の実施例に対する別の変形例の概略断面図、 図 2 1は第 4の実施例 に対する別の変形例の概略断面図、 図 2 2は第 4の実施例に対する別の変形例の 概略断面図、 図 2 3 Aおよび図 2 3 Bは本発明の第 5の実施例を示す概略断面図 および斜視図、 図 2 4は光取り出し構造体としての凹形状の詳細説明図、 図 2 5 A乃至 2 5 Dは他の凹形状の説明図、 図 2 6はほかの凹形状の説明図、 図 2 7は 本発明の第 6の実施例を示す概略断面図、 図 2 8は 1つの応用例を示す機器の概 略斜視図、 図 2 9 Aおよび図 2 9 Bは本発明の第 7の実施例を示す概略断面図、 図 3 O Aおよび図 3 0 Bは本発明の第 7の実施例を示す概略断面図および斜視図、 図 3 1は第 7の実施例に対する変形例の概略断面図、 図 3 O Aおよび図 3 0 Bは 本発明の第 7の実施例に対する変形例の概略断面図、 図 3 3 Aおよび図 3 3 Bは 本発明の第 8の実施例を示す概略斜視図、 図 3 4 Aは第 8の実施例に対する変形 例の概略斜視図、 図 3 4 Bおよび図 3 4 Cは第 8の実施例に対する変形例の説明 図、 図 3 5は本発明の第 9の実施例を示す概略断面図、 図 3 6は第 9の実施例に 対する変形例の概略断面図、 図 3 7 Aおよび図 3 7 Bは本発明の第 1 0の実施例 を示す概略断面図および斜視図、 図 3 8は第 1 0の実施例に対する 1つの変形例 の概略断面図、 図 3 9は第 1 0の実施例に対する別の変形例の概略断面図、 図 4 0は第 1 0の実施例に対する別の変形例の概略断面図、 図 4 1は第 1 0の実施例 に対する別の変形例の概略平面図、 図 4 2 Aおよび図 4 2 8は第1 0の実施例に 対する別の変形例の概略断面図および斜視図、 図 4 3は第 1 0の実施例に対する 変形例を示す部分的な概略断面図、 図 4 4は第 1 0の実施例に対する変形例を示 す部分的な概略断面図、 図 4 5は第 1 0の実施例に対する別の変形例の概略断面 図、 図 4 6は第 1 0の実施例に対する別の変形例の概略断面図、 図 4 7は本発明 の第 1 1の実施例を示す概略断面図、 図 4 8は第 1 1の実施例の応用例を示す斜 視図、 図 4 9は第 1 1の実施例の応用例の別の 1つを示す斜視図、 図 5 0は第 1 1の実施例の応用例の別の 1つを示す斜視図、 図 5 1は第 1 1の実施例の応用例 の別の 1つを示す斜視図、 図 5 2 Aおよび図 5 2 Bは本発明の第 1 2の実施例を 示す概略断面図および斜視図、 図 5 3は第 1 2の実施例に対する変形例の概略平 面図、 図 5 4は第 1 2の実施例に対する別の変形例の概略断面図、 図 5 5は本発 明の第 1 3の実施例を示す概略断面図、 図 5 6は第 1 3の実施例に対する変形例 の概略断面図、 図 5 7 Aおよび図 5 7 Bは本発明の第 1 4の実施例を示す概略断 面図および斜視図、 図 5 8 Aおよび図 5 8 Bは本発明の第 1 5の実施例を示す概 略断面図および斜視図、 図 5 9は本発明の第 1 6の実施例に係る概略断面図、 図 6 0は第1 6の実施例に対する変形例を示す概略断面図、 図 6 1 Aおよび図 6 1 Bは本発明の第 1 7の実施例を示す概略断面図および斜視図、 図 6 2は従来の反 射型液晶表示装置の概略を示す断面図、 図 6 3は本発明に使用される偏光分離板 の機能説明のための断面図、 図 6 4は本発明に使用されるもう 1つの偏光分離板 の機能説明のための断面

図、 図 6 5は本発明に使用される偏光分離板を用いた反射型液晶表示装置の概略 を示す断面図、 図 6 6は従来の半透過型液晶表示装置の概略を示す断面図、 図 6 7は本発明の第 1 8の実施例を説明する概略断面図、 図 6 8は本発明の第 1 9の 実施例を説明する概略断面図、 図 6 9は本発明の第 2 0の実施例を説明する概略 断面図、 図 7 0は本発明の第 2 1の実施例を説明する概略平面図、 図 7 1は本発 明の第 2 2の実施例を説明する概略断面図、 図 7 2は本発明の第 2 3の実施例を 説明する概略平面図、 図 7 3 Aおよび図 7 3 Bは第 2 3の実施例の変形例の概略 断面図、 図 7 4は第 2 3の実施例の変形例の概略断面図、 図 7 5は本発明の第 2 4の実施例を説明する概略断面図、 図 7 6は本発明の第 2 5の実施例に係る表示 機器の一例を示す斜視図、 図 7 7は本発明の第 2 6の実施例に係る表示機器の別 の一例を示す斜視図、 図 7 8は本発明の第 2 7の実施例に係る表示機器の別の一 例を示す斜視図、 図 7 9は本発明の第 2 8の実施例に係る表示機器の別の一例を 示す斜視図、 図 8 0は本発明の第 2 9の実施例に係る表示機器の一例を示す斜視 図、 図 8 1 Aおよび図 8 1 Bは本発明の第 2 9の実施例を示す概略断面図および 斜視図、 図 8 2は第 2 9の実施例の変形例に係る概略断面図、 図 8 3は第 2 9の 実施例の別の変形例に係る概略断面図、 図 8 4は第 2 9の実施例の別の変形例に 係る概略断面図、 図 8 5は第 2 9の実施例の別の変形例に係る概略平面図、 図 8 6は第 2 9の実施例の別の変形例に係る概略断面図、 図 8 7は第 2 9の実施例を 応用した表示機器の一例を示す斜視図、 図 8 8は第 2 9の実施例を応用した表示 機器の別の一例を示す斜視図、 図 8 9は第 2 9の実施例を応用した表示機器の別 の一例を示す斜視図、 図 9 0は第 2 9の実施例を応用した表示機器の別の一例を 示す斜視図、 図 9 1 A乃至図 9 1 Cは本発明を応用したハンディタイプの照明装 置の斜視図、 平面図、 および側面図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の実施例およびその変形例を図面を参照しながら説明する。

(第 1の実施例）

本発明の第 1の実施例を図面に基づいて説明する。 図 1 Aにおいて、 導光板 1 1の端面には 1個または複数の点光源 2を配置する。 導光板 1 1は図 1 Bに示す ように透明板の片面に突起 1 2を設けており、 突起 1 2の各面はすべて出光面 1 3に対して略平行な面 （底面 1 4 ) と略垂直な面 （側面 1 5 ) で構成される。 導 光板 1 1は概ね屈折率 1 . 4以上の透明材料で形成される。 点光源 2からの光束 は光線 1 9 aや光線 1 9 bに示すように端面 1 6から入射したのち、 導光板 1 1 の中で全反射を繰り返し突起 1 2の側面 1 5からのみ射出するため、 照明装置の 背面からの出光が多く、 被照明体 6を効果的に照明することができる。

また、 導光板 1 1を形成する透明材料はアクリル樹脂、 ポリカーボネート樹脂、 非晶性ポリオレフィン樹脂等の透明樹脂、 ガラス等の無機透明材料またはそれら の複合体が用いられ、 射出成形、 熱硬化樹脂、 光硬化樹脂、 エッチング、 透明樹 脂またはガラス平板上にフィルムまたは樹脂層を接合する等の方法によって形成 される。

点光源 2としては発光ダイオード （L E D )、 電球等が用いられる。 これらは、 従来よく使用されていた蛍光管に比べ、 昇圧装置等特別な機構を必要とせず、 軽 量コンパクトであり、 また高周波、 高電圧を用いないため安全性にも優れる。 ま た電力制御が容易であり、 低消費電力用途にも容易に対応できる。 特に L E Dは 寿命が半永久的であり、 色については最近では赤、 緑、 青、 それらの混色、 白色 も可能になっている。 電球を用いた場合は寿命が短くなるが安価であり、 交換も 容易にできる可能性を持つ。

以上の構成により、 本照明装置は被照明体 6の前面に配置して、 外光が充分に ある明るいときには照明を消して被照明体 6を覲察し、 外光が充分でない暗いと きには照明を点灯して被照明体を観察できる、 パートタイム照明を実現できる。 以上のような照明装置の被照明体 6としては、 紙等に印刷された印刷物、 液晶 表示体等のようなものが適している。

しかし、 図 2 Aに示すように導光板 1 1の出光面 1 3と突起 1 2の側面 1 5と の交線部は製造上、 微小な曲面を持っため、 反出光面 1 7側 （観察者側） にいく らかの反射光 1 9 cが漏れ、 観察者にとっては輝点として観察されることがわか つている。 図 2 Bに示すように、 突起 1 2がリブ状であり、 この交線部が直線で あると、 点光源 2と前記輝点と親察者は同一平面上に配置されることになり、 観 察者には導光板上の特定位置が輝点となって、 親察者の目の移動に伴いその輝点 も移動する。 これらは被照明体 6の視認性を低下させるものである。 これに対し て本実施例のように突起 1 2を例えば略円柱状にすると、 輝点は導光板 1 1面内 で移動することがないため、 親察者は観察位置に関係なく、 均一な視認性を得る ことができる。

突起 1 2の大きさは、 可視光の波長がおよそ 3 8 0 n mから 7 0 O n m程度で あることから、 回折による影響が発生しないために 5〃m程度以上は必要であり、 また、 突起 1 2部が肉視で気にならない程度の大きさであるために概ね 3 Ο Ο μ. m以下が望ましい。 以上の内容に加え、 製造上の利便性から突起の大きさはおよ そ 1 O ^ m以上 1 0 0 m以下が望ましい。 また突起 1 2の高さと幅 （略円柱で あれば直径） の比は、 導光板 1 1内での光線は平面方向の仰角が 4 5度以下であ るため、 1対 1以下でよく、 実際には 2 0度以下の光線が 9 0 %以上を占めるた め 1対 2程度まで充分な性能を発揮する。

1つの変形例を図 3に説明する。 図 3において、 導光板 1 1の反出光面 1 7側 に凹形状 1 2 aを有する。 凹形状 1 2 aは任意のサイズ、 形状をもち、 その凹形 状 1 2 aに到達した光束を導光板 1 1平面に対して、 大きい仰角を持つ光束に変 換する機能を有するが、 中心角 9 0度以下の略球面にすることにより良好な特性 を示すことがわかっている。

点光源 2から導光板 1 1へ導かれた光束は導光板 1 1内で全反射を繰り返して 導光していくが、 導光板 1 1の反出光面 1 7には凹形状 1 2 aが設けられており、 そこに到達した光束は導光板 1 1平面に対して、 大きい仰角を持つ光束に変換さ れ、 出光面 1 3より出光することができる。 導光板 1 1の出光面 1 3側に、 被照 明体 6を配置することにより、 本構成は面状照明として機能する。 また反出光面 1 7側の凹形状以外の面は出光面 1 3側と平行であるので、 平板に交差する方向 には光線を透過する垂直光線透過機能をも有する。

これらの凹形状 1 2 aは照明部の面積に対して、 任意の面積比で設定すること ができる。 しかし、 凹形状 1 2 aの面積比を大きくとることにより、 照明の効率 を上げることができるが、 垂直透過光線の割合を減少させ、 視認性を低下させる。 実際には 5 0 %を超える面積比に設定することは現実的でなく、 暗い時のパート タイム照明としては、 1 0 %前後の面積比に設定するのが妥当である。 また、 前 述の照明輝度の均一化のために密度を加減する際にも、 1 0 %程度であれば、 垂 直透過部の面積比は 8 0〜9 0 %程度の幅であり、 視認性について位置によるム ラは感じられない。

凹形状 1 2 aの大きさは、 可視光の波長がおよそ 3 8 0 n mから 7 0 0 n m程 度であることから、 回折による影響が発生しないために 5 程度以上は必要で あり、 また、 凹形状 1 2 a部が肉視で気にならない程度の大きさであるために概 ね 3 0 0 m以下が望ましい。 以上の内容に加え、 製造上の利便性から凹形状の 大きさはおよそ 1 0 / m以上 1 0 0 in以下が望ましい。

別の変形例を図 4に示す。 図 4において、 導光板 1 1の反出光面 1 7側に凸形 状 1 2 bを有する。 凸形状 1 2 bは任意のサイズ、 形状をもち、 その凸形状 1 2 bに到達した光束を導光板 1 1平面に対して、 大きい仰角を持つ光束に変換する 機能を有するが、 頂角 1 2 0度以下の略円錐面にすることにより良好な特性を示 すことがわかっている。 凸形状 1 2 bの密度、 大きさについては前述の凹形状の 場合に準じる。

別の変形例を図 5に示す。 図 5において、 導光板 1 1の反出光面 1 7側に光拡 散部材層 1 2 cを有する。 光拡散部材層 1 2 cは任意のサイズ、 形状をもち、 そ の光拡散部材層 1 2 cに到達した光束を導光板 1 1平面に対して、 大きい仰角を 持つ光束に変換する機能を有する。 すなわちこの光拡散部材層 1 2 cは出光面 1 3側への光拡散機能と反出光面 1 7側への遮光性を持っている。 遮光性を確保す るためにさらに遮光層を設けることもできる。 光拡散部材層 1 2 cの密度、 大き さについては前述の凹形状の場合に準じる。

別の変形例を図 6に示す。 図 6において、 以上に述べたような点状の光取り出 し形状 1 2 x (光取り出し構造体） を導光板 1 1上において、 点光源 2の近傍で は疎に、 点光源 2から離れるに従って密に分布させた例を示す。 点光源 2の近傍 では導光板 1 1中の光束密度が高いが、 光取り出し形状 1 2 Xにより光線が拡散 して、 点光源 2から離れるに従って光束密度が下がるため、 連続的に光取り出し 形状 1 2 xを密に配設している。 これにより、 より均一な照明が可能になってい る。

別の変形例を図 7に示す。 図 7において、 導光板 1 1の反出光面 1 7側には透 明板または透明シート 8が配置される。 導光板 1 1と透明板または透明シート 8 の間は密着しておらず、 空気層が存在する。 導光板 1 1表面はわずかでも傷があ ると、 そこで内部を導光する光線が反射し、 表面からは輝点や輝線として確認で きる。 これらは透過式の照明としては見苦しいばかりでなく、 コントラストの低 下等著しく視認性を低下させるものである。 透明板または透明シート 8は導光板 1 1に対して空気層を介しているため、 光源 2からの光束が入り込むことはなく、 ここに傷が付いても、 輝点、 輝線がでることはない。 またこの場合、 傷の相対面 積はわずかであるので、 被照明体 6に対する視認性についての影響もきわめて小 さい。 本導光板 1 1を前置面照明として使用するためには、 この透明板または透 明シート 8の存在が必須である。 透明板または透明シ一ト 8としてはァクリル樹 脂、 ポリカーボネート樹脂、 非晶性ポリオレフイン樹脂等の透明樹脂、 ガラス等 の無機透明材料が用いられる。 また、 本照明装置を組み込んだ電子機器において は、 透明板または透明シート 8を筐体のカバ一ガラスと兼用にすることもできる。

(第 2の実施例）

本発明の第 2の実施例を図面に基づいて説明する。 図 8において、 導光板 1 1 の少なくとも一つの端面には棒状光拡散体 1 8を配置し、 さらに棒状光拡散体 1 8の軸方向に直交する端面には点光源 2を配置する。 棒状光拡散体 1 8は端面に 配置する点光源 2の光束を導光し、 内部に練り込まれた拡散材ゃ表面に配設され た光拡散形状により棒状光拡散体 1 8の表面から均一に光束を分散させ、 線状光 源化する機能を持つ。 棒状光拡散体 1 8の表面から射出した光は導光板 1 1の端 面 1 6に導かれ導光板 1 1内に導光する。 導光板 1 1の表面には前述のような光 取り出し構造体が形成されているが、 光拡散部形状が従来のリブ状ゃ角柱状であ つても、 点光源が直接入射した場合のような特定位置の輝点は現れない。

棒状光拡散体 1 8は図 9 Aのように透明樹脂の中に異なる屈折率を持つ透明体 2 2 aを練り込んだもの、 図 9 Bのように透明樹脂の表面に印刷等により光拡散 パターン 2 2 bを形成したものが用いられる。

(第 3の実施例）

本発明の第 3の実施例を図面に基づいて説明する。 ここでは、 被照明体に液晶 表示パネルを使用した例を図 1 0に示す。 導光板 1 1は液晶表示パネル 1 0 2の 前面に配置される。 液晶表示パネル 1 0 2の背面には反射板 1 0 3を配置し、 反 射型液晶表示装置を構成している。 導光板 1 1は液晶表示パネル 1 0 2側に光線 を投射するとともに反射板 1 0 3によって反射した光線をほとんど分散すること なく、 透過する機能を有する。 これは外光が充分にあるときには光源 2を消灯し て使用し、 この場合、 導光板 1 1は単なる透明板として作用して視認性を落とさ ず、 表示品質に影響を与えないことに有効である。 また外光が充分でない暗い所 では点灯して使用した場合、 導光板 1 1は液晶表示パネル 1 0 2を照明し、 反射 板 1 0 3による反射光は導光板 1 1が前述の消灯時と同様に単なる透明板として 機能してそのまま透過するため、 高い視認性を保持するために有効である。

また照明装置を液晶表示パネルの背面に配置した透過型液晶表示装置は照明装 置からの光線が液晶表示パネルを 1回のみ透過して明部暗部のコントラストを発 生しているのに対し、 本発明のような照明装置を液晶表示パネルの前面に配置し た反射型液晶表示装置は照明装置からの光線が 1回液晶表示パネルを透過したの ち反射板によって反射してもう 1回透過するため、 よりコントラス卜が高くなる ことにより高い視認性を得るために有効になっている。

以上説明したように、 第 1乃至第 3の実施例およびその変形例によると、 外光 を利用する掲示物、 表示体等に適した薄型面照明を提供することができる。

また携帯用電算機端末のような用途において、 省電力のため明るいところでは 照明を消して使用しても表示品質を落とさず、 点灯時でも L E D、 電球等を用い てより低消費電力でコントラストの高い液晶表示装置を提供することができる。 なお、 本発明の照明装置に用いられる光源は、 必ずしも上述した点光源に限定 されない。 例えば、 光源としては図 1 1に示すように、 短い蛍光管 2 3 1を導光 板 1 1の一方の光入射側端面に沿って配置させてもよい。 ここで、 短い蛍光管と は導光板の光入射側端面の長さよりも短いことを言う。 この蛍光管の光変換効率 は 1 0〜2 0 l m/W程度であり、 L E Dのそれが 5 l m/Wであるのに比べて 効率が高く、 また短く形成することで、 より低電力で点灯が可能になる。

また本発明に適用可能な光取り出し構造体としての突起 （突起形状） の形状も 必ずしも上述したものに限定されない。 これには例えば図 1 2 A、 1 2 Bおよび 図 1 3に示す異形柱状突起を代替的に形成してもよい。 図 1 2 Aの場合、 導光板 1 1に楕円柱状の突起 2 3 2を 2次元的に配列したもので、 線状光源として用い た蛍光管 2 3 3に対し、 楕円の長径方向を導光方向 （光源と突起の最短距離を結 ぶ線） に垂直に配列することで、 出光効率を上げることができる。 また図 1 2 B の場合、 導光板 1 1に楕円柱状の突起 2 3 2を 2次元的に配列したもので、 点光 源として用いた L E Dに対し、 楕円の長径方向を導光方向 （光源と突起の最短距 離を結ぶ線） に垂直に配列することで、 同様に出光効率を上げることができる。 さらに図 1 3に示す構造は、 丸三角 （いわゆる、 おむすび型） 柱状の突起 2 3 3 を同様に導光板に 2次元的に配列するものである。 この場合、 光源の数、 方向に 応じて、 突起の半径の大きい弧が導光方向に垂直に向くように配列することが望 ましく、 これにより出光効率を上げることができる。

(第 4の実施例）

本発明の第 4の実施例を図面に基づいて説明する。 図 1 4 Aにおいて、 導光板 1 1の端面には光源 2を配置する。 導光板 1 1は図 1 4 Bに示すように透明板の 一方の面に凸形状 1 1 Aを設けており、 凸形状 1 1 Aの各面はすべて導光板 1 1 と平行な面に対して概ね 3 0度以下の面で構成される。 導光板 1 1は概ね屈折率 1 . 4以上の透明材料で形成されるが、 例えば屈折率が 1 . 4である場合、 臨界 角が 4 5度になり、 端面 1 6から入射した光線はすべて導光板 1 1内を導光する ことができる。 すなわち光源 2からの光束は光線 1 9 aや光線 1 9 bに示すよう に端面 1 6から入射すると導光板 1 1と平行な面に対して概ね 4 5度以下のべク トルをもち、 導光板 1 1の中で全反射を繰り返す。 そのうちに凸形状 1 1 Aに達 すると凸形状 1 1 Aの各面で反射した光線が導光板 1 1と平行な面と概ね 4 5度 を超える十分に大きい角度をなし、 導光板 1 1から出光することができる。 この ことにより、 照明装置の背面からの出光が多く、 被照明体 6を効果的に照明する ことができる。

図 1 5に示すように、 凸形状 1 1 Aの各面は導光板 1 1と平行な面に対して概 ね 3 0度以下の面で構成される。 導光板 1 1内を進行する光線は導光板 1 1と平 行な面に対して 2 0度以下の成分が多いので、 導光板 1 1内を導光する光線の多 くは凸形状 1 1 Aの各面に臨界角以上で到達し、 その反射光は導光板 1 1のもう 一方の面から出光できる。

図 1 6 Aに凸形状を円錐面にした例 （凸形状 1 1 A a )、 図 1 6 Bに角錘面にし た例 （凸形状 1 l A b )、 図 1 6 Cに球面にした例 （凸形状 1 1 A c )、 図 1 6 D に不定形面にした例 （凸形状 1 l A d ) を示す。 以上のように導光板 1 1と平行 な面に対して概ね 3 0度以下の面であれば自由な形状をとることができるが、 図 1 6 Aに示すような円錐面やそれに準ずる形状が面の角度が一定にでき、 また面 方向の方向性がなくなるために有利である。

図 1 7に凸形状を概ね頂角 1 3 0度の円錐面とした例を示す。 導光板 1 1と平 行な光線 9 1 aは円錐面で反射されると導光板 1 1の法線と 4 0度で交わり出光 する。 2 0度の角度をなす光線 9 1 bは円錐面と 4 5度で交わるため反射し、 そ の反射光は導光板 1 1の法線と 2 0度で交わり出光できる。 2 0度を超える角度 の光線 9 1 cは円錐面より出光することになるが、 その成分は全体からすれば少 なく、 頂角に概ね 1 3 0度を選ぶことにより有効に照明光として利用できる。 導光板 1 1を形成する透明材料はアクリル樹脂、 ボリカーボネー卜樹脂、 非晶 性ポリオレフイン樹脂等の透明樹脂、 ガラス等の無機透明材料またはそれらの複 合体が用いられ、 射出成形、 熱硬化樹脂、 光硬化樹脂、 エッチング、 透明樹脂ま たはガラス平板上にフィルムまたは樹脂層を接合する等の方法によって形成され る。 光源 2としては蛍光管、 電球、 発光ダイオード （L E D ) 等が用いられる。 蛍光管は低電力で高輝度が期待でき、 白色光を容易に得ることができる特徴を持 つ。 L E Dは寿命が半永久的であり、 低電圧で駆動できるため回路が簡単で、 発 火、 感電等に対する安全性も高い。 色については最近では赤、 緑、 青の他にそれ らの混色や白色も可能になっているため用途に応じて広く選択できる。 電球を用 いた場合は寿命が短いという欠点があるが、 安価であり、 交換も容易にできる可 能性を持つ。

これらの凸形状 1 1 Aは照明部の面積に対して、 任意の面積比で設定すること ができる。 しかし、 凸形状 1 1 Aの面積比を大きくとることにより、 照明の効率 を上げることができるが、 垂直透過光線の割合を減少させ、 視認性を低下させる。 実際には 5 0 %を超える面積比に設定することは現実的でなく、 暗い時のパート タイム照明としては、 1 0 %前後の面積比に設定するのが妥当である。 また、 前 述の照明輝度の均一化のために密度を加減する際にも、 1 0 %程度であれば、 垂 直透過部の面積比は 8 0〜9 0 %程度の幅であり、 視認性について位置によるム ラは感じられない。

凸形状 1 1 Aの大きさは、 可視光の波長がおよそ 3 8 0 n mから 7 0 0 n m程 度であることから、 回折による影響が発生しないために 5 m程度以上は必要で あり、 また、 凸形状 1 1部が肉視で気にならない程度の大きさであるために概ね 3 0 0 z m以下が望ましい。 以上の内容に加え、 製造上の利便性から凸形状 1 1 の大きさはおよそ 1 0 m以上 1 0 以下が望ましい。

以上の構成により、 本照明装置は被照明体 6の前面に配置して、 外光が充分に ある明るいときには照明を消して被照明体 6を観察し、 外光が充分でない暗いと きには照明を点灯して被照明体 6を親察できる、 パートタイム照明を実現できる。 以上のような照明装置の被照明体 6としては、 紙等に印刷された印刷物、 液晶表 示体等のようなものが適している。

図 1 8に示す変形例において、 以上に述べたような凸形状 （図 1 8では円錐面 形状の場合を示す） の密度を光源 2の近傍では疎に、 点光源 2から離れるに従つ て密に分布させた例を示す。光源 2の近傍では導光板 1 1中の光束密度が高いが、 凸形状 1 1 Aにより光線が拡散して、 光源 2から離れるに従って光束密度が下が るため、 連続的に凸形状 1 1 Aを密に配設している。 これにより、 より均一な照 明が可能になっている。

図 1 9に示す別の変形例において、 導光板 1 1の端面の内光源 2の配置される 面を除いた面に反射材 4を配置した例を示す。 導光板 1 1内を導光し、 端面にま で達した光線を再び導光板 1 1内に戻す働きをする。 これにより、 効率の向上が 図られる。 反射部材 4には白色や金属光沢面を持つシート、 板等が用いられる。 図 2 0に示す変形例において、 導光板 1 1の端面 1 6および光源 2を覆うよう に、 反射部材 5を配置した例を示す。 光源 2からの光線を有効に端面 1 6に導く ことができ、 照度の向上、 効率の向上に寄与する。

図 2 1に示す変形例において、 導光板 1 1の照明範囲外となる周囲部に光吸収 部材 6 Aを配置した例を示す。例えば前述の反射部材と導光板との接合部分では、 両面テープ、 接着剤等が用いられることがあるが、 このとき接着層内の微粒子、 気泡などにより乱反射して目的外の光線が導光板から出光されることがある。 光 吸収部材 6 Aは照明範囲外のこのような光線を吸収し、 照明光を均一にする働き を持つ。

図 2 2に示す変形例において、 導光板 1 1の観察者側には透明板または透明シ —ト 7が配置される。 導光板 1 1と透明板または透明シートの間は密着しておら ず、 空気層が存在する導光板 1 1表面はわずかでも傷があると、 そこで内部を導 光する光線が反射し、 表面からは輝点や輝線として確認できる。 これらは透過式 の照明としては見苦しいばかりでなく、 コントラス卜の低下等著しく視認性を低 下させるものである。 透明板または透明シート 7は導光板 1 1に対して空気層を 介しているため、 光源 2からの光束が入り込むことはなく、 ここに傷が付いても、 輝点、 輝線がでることはない。 またこの場合、 傷の相対面積はわずかであるので、 被照明体 6に対する視認性についての影響もきわめて小さい。 本導光板 1 1を前 置面照明として使用するためには、 この透明板または透明シート 7の存在が必須 である。 透明板または透明シート 7としてはアクリル樹脂、 ポリカーボネート樹 脂、 非晶性ボリオレフイン樹脂等の透明樹脂、 ガラス等の無機透明材料が用いら れる。

(第 5の実施例）

本発明の第 5の実施例を図面に基づいて説明する。 図 2 3 Aにおいて、 導光板 1 1の端面には光源 2を配置する。 導光板 1 1は図 2 3 Bに示すように透明板の 一方の面に凹形状 1 1 Bを設けており、 凹形状 1 1 Bの各面はすべて導光板 1 1 と平行な面に対して概ね 3 0度以下の面で構成される。 導光板 1 1は概ね屈折率 1 . 4以上の透明材料で形成されるが、 例えば屈折率が 1 . 4である場合、 臨界 角が 4 5度になり、 端面 1 6から入射した光線はすべて導光板 1 1内を導光する ことができる。 すなわち光源 2からの光束は光線 1 9 aや光線 1 9 bに示すよう に端面 1 6から入射すると導光板 1 1と平行な面に対して概ね 4 5度以下のべク トルをもち、 導光板 1 1の中で全反射を繰り返す。 そのうちに凹形状 11Bに達 すると凹形状 11 Bの各面で反射した光線が導光板 11と平行な面と概ね 45度 を超える十分に大きい角度をなし、 導光板 11から出光することができる。 この ことにより、 照明装置の背面からの出光が多く、 被照明体 6を効果的に照明する ことができる。

図 24に示すように、 凹形状 11Bの各面は導光板 11と平行な面に対して既 ね 30度以下の面で構成される。 導光板 11内を進行する光線は導光板 11と平 行な面に対して概ね 20度以下の成分が多いので、 導光板 11内を導光する光線 の多くは凹形状 1 1 Bの各面に臨界角以上で到達し、 その反射光は導光反 11の もう一方の面から出光できる。

図 25 Aに凹形状を円錐面にした例 （凹形状 l lBa)、 図 25Bに角錘面にし た例 （凹形状 1 lBb)、 図 25Cに球面にした例 （凹形状 1 lBc)、 図 25D に不定形面にした例 （凹形状 1 lBd) を示す。 以上のように導光板 11と平行 な面に対して概ね 30度以下の面であれば自由な形状をとることができるが、 図 25 Aに示すような円錐面やそれに準ずる形状面の角度が一定にできること、 ま た方向性がなくなることにより有利である。

図 26に凹形状を頂角 130度の円錐面とした例を示す。 導光板 1 1と平行な 光線 191 aは円錐面で反射されると導光板 1 1の法線と 40度で交わり出光す る。 20度の角度をなす光線 191 bは円錐面と 45度で交わるため反射し、 そ の反射光は導光板 11の法線と 20度で交わり出光できる。 20度を超える角度 の光線 191 cは円錐面より出光することになるが、 その成分は全体からすれば 少なく、 頂角に概ね 130度を選ぶことにより有効に照明光として利用できる。 凹形状の密度、 大きさについては前述の凸形状の場合と変わるところはなく、 内容もそれに準じる。 このように導光板に凹形状を設けた場合、 前述の凸形状の場合と比べ、 形伏が 厚みに影響しないという特徴を持つ。

このため、 被照明体に掲示物を用い、 全体として照明機能を有する掲示板装置 を構成する場合に好適であり、 非常に簿型の掲示板装置を提供できる。

(第 6の実施例）

被照明体に液晶表示パネルを使用した例を図 2 7に示す。 導光板 1 1は液晶麦 示パネル 2 0 0 1の前面に配置される。 液晶表示パネル 2 0 0 1の背面には反射 板 2 0 0 2を配置し、 反射型液晶表示装置を構成している。 導光板 1 1は液晶表 示パネル 2 0 0 1側に光線を投射するとともに反射板 2 0 0 2によって反射した 光線をほとんど分散することなく、 透過する機能を有する。 これは外光が充分に あるときには光源 2を消灯して使用し、 この場合、 導光板 1 1は単なる透明板と して作用して視認性を落とさず、 表示品質に影響を与えないことに有効である。 また外光が充分でない暗い所では点灯して使用した場合、 導光板 1 1は液晶表示 パネル 2 0 0 1を照明し、 反射板 2 0 0 2による反射光は導光板 1 1が前述の消 灯時と同様に単なる透明板として機能してそのまま透過するため、 高い視認性を 保持するために有効である。

また， 照明装置を液晶表示パネルの背面に配置した透過型液晶表示装置は照明 装置からの光線が液晶表示パネルを 1回のみ透過して明部暗部のコントラストを 発生しているのに対し、 このような照明装置を液晶表示パネルの前面に配置した 反射型液晶表示装置は照明装置からの光線が 1回液晶表示パネルを透過したのち 反射板によって反射してもう 1回透過するため、 よりコントラス トが高くなるこ とにより高い視認性を得るために有効になっている。

図 2 8に本発明の液晶表示装置を移動電話等の電子機器に使用した例を示す。 移動電話 4 0 0 0の表示部に前述の表示体 2 0 0 0を有する。 特に携帯型電子機 器において省電力化を図る上において有効である。

以上説明したように、 外光を利用する掲示物、 液晶表示体等に適した薄型面照 明を提供することができる。 また携帯用電算機端末のような用途において、 省電 力のため明るいところでは照明を消して使用しても表示品質を落とさず、 点灯時 でも蛍光管、 L E D、 電球等を用いてより低消費電力でコントラストの高い液晶 表示装置を提供することができる。

(第 7の実施例）

本発明の第 7の実施例を図面に基づいて説明する。 図 2 9 Aにおいて、 導光板 1 1は端面に配置した光源 2からの光束を照射光 1 9 aとして主として一方の面、 すなわち出光面 1 3側の方向に射出する機能と、 導光板 1 1の平板方向に交差す る光線 1 9 cをほとんど分散することなく透過する機能を有する。 光源 2の周囲 にはリフレクタ 2 1が配置され、 光源 2からの光線を有効に導光板 1 1へ導く働 きをする。 導光板 1 1の出光面 1 3側には被照明体 6、 反出光面 1 7側には透明 板 8を隣接配置している。 これにより外光が充分にあるときは光源 2を消灯して 使用し、 この場合導光板 1 1は単なる透明板として機能する。 また、 外光が充分 でないときは光源 2を点灯すると被照明体 6を照明することができる。

図 2 9 Bにおいて、 透明板 8は透明膜 8 1に置き換えられている。

以上のような照明装置の被照明体 6としては、 紙等に印刷された印刷物、 液晶 表示体等のようなものが適している。

以上のような導光板 1 1を用いた照明装置を実現するための一実施例を図 3 0 Aに示す。 光源 2が導光板 1 1の少なくとも 1つの端面に配置される。 導光板 1 1は図 3 0 Bに示すように透明板の片面に光源 2と概ね平行にリブ状の突起 1 を設けており、 突起 1 2の各面はすべて出光側平面 1 3に対して略平行な面 （底 面 1 4 ) と略垂直な面 （側面 1 5 ) のみで構成される。 導光板 1 1は概ね屈折率 1 . 4以上の透明材料で形成される。 光源 2からの光束は光線 1 9 aや光線 1 9 bに示すように端面 1 6から入射したのち、 導光板 1 1の中で全反射を繰り返し 突起 1 2の側面 1 5からのみ射出するため、 照明装置の背面からの出光が多く、 被照明体 6を効果的に照明することができる。

また、 導光板 1 1を形成する透明材料はアクリル樹脂、 ポリカーボネート樹脂、 非晶性ポリオレフイン樹脂等の透明樹脂、 ガラス等の無機透明材料またはそれら の複合体が用いられ、 射出成形、 熱硬化樹脂、 光硬化樹脂、 エッチング、 透明樹 脂またはガラス平板上にフィルムを接合する等の方法によって形成される。

光源 2の周囲にはリフレクタ 2 1が配置され、 光源 2からの光線を有効に導光 板 1 1へ導く働きをする。 リフレクタ 2 1は主として、 樹脂製フィルムや樹脂成 形品が用いられ、 白色に着色またはアルミニウムや銀の蒸着膜が施されている。 これらは光線反射率が高く、 電力輝度比の効率向上のために有効である。

導光板 1 1の反出光面 1 7側には透明板 8が配置される。 導光板 1 1と透明板 8の間は密着しておらず、 空気層が存在する。 導光板 1 1表面はわずかでも傷が あると、 そこで内部を導光する光線が反射し、 表面からは輝点や輝線として確認 できる。 これらは透過式の照明としては見苦しいばかりでなく、 コントラストの 低下等著しく視認性を低下させるものである。 透明板 8は導光板 1 1に対して空 気層を介しているため、 光源 2からの光束が入り込むことはなく、 ここに傷が付 いても、 輝点、 輝線がでることはない。 またこの場合、 傷の相対面積はわずかで あるので、 被照明体 6に対する視認性についての影響もきわめて小さい。 本導光 板 1 1を前置面照明として使用するためには、 この透明板 8の存在が必須である。 透明板 8としてはアクリル樹脂、 ポリカーボネート樹脂、 非晶性ポリオレフイン 樹脂等の透明樹脂、 ガラス等の無機透明材料が用いられる。

図 3 1に示す変形例では、 導光板 1 1の反出光面 1 7側に透明膜 8 1を配置し ている。 導光板 1 1と透明膜 8 1の間は前述の透明板 8と同様、 密着しておらず 空気層を介している。 透明膜 8 1としてはポリエステル、 ポリカーボネート、 ポ リプロピレン、 ァセテ一卜等の透明樹脂フィルムが用いられる。

図 3 2 Aに示すように端面 1 6から入射した光線 1 9は導光板 1 1の長辺方向 の軸に対し屈折により 4 5度以下の光軸を持っため、 突起 1 2の側面に照射され るためには突起 1 2の幅に対してそれ以上の高さを必要とする。それ以下の場合、 図 3 2 Bに示すような経路により光線 1 9は導光板 1 1の上面に出光し、 大きく 視認性を低下させる。 しかし 1対 1を大きく超えた場合には光学的に無意味であ るばかりでなく、 製造が困難になるという問題が生じる。 また、 本照明装置を斜 めから見たときに視認性を低下させる原因にもなる。 以上により、 突起 1 2は幅 と高さの比がちょうど 1対 1程度であることが望ましい。

突起 1 2の幅、 高さといった大きさは、 可視光の波長がおよそ 3 8 O n mから 7 0 0 n m程度であることから、 回折による干渉により分光の縞模様が発生しな いために 5 z m程度以上は必要であり、 また液晶表示パネルの画素の大きさが 2 0 O zmから 3 0 0〃mであることから、 この画素との干涉による縞模様の発生 を防ぐために 1 0 O z m以下にすべきである。 以上の内容に加え、 製造上の利便 性から突起 1 2の大きさはおよそ 1 O zm以上 5 O zm以下が望ましい。

導光板 1 1上の突起 1 2の密度を加減することにより、 照射輝度の均一性を高 めることができる。 実際には光源 2の近傍では突起 1 2を疎に配置し、 離れるに 従い連続的に密に配置していく。 この場合、 突起 1 2の大きさを一定にして密度 を可変する方法、 密度を一定にして大きさを可変する方法、 両方を可変する方法 等が取られるが、 実際の加工においては突起 1 2の大きさを一定にして密度を可 変する方法が容易であり、 有利である

(第 8の実施例） 本発明の第 8の実施例を図 3 3 Aに示す。 突起 1 2を角柱状に形成した場合も リブと同等の効果が得られる。 突起 1 2の光源 2と垂直をなす側面は光線が臨界 角以上で照射されるため、 全反射され出光にはいつさい関係しない。 図 3 3 Bに 示すように概長方形の導光板 1 1上に正方形の底面を持った角柱を形成した場合、 隣合う二辺に光源 2を配置し、 二辺から入射した光線を突起 1 2の各側面から出 光させることができる。

他の実施例として突起 1 2を円柱状に形成した場合を図 3 4 Aに示す。 突起 1 2の円柱面に臨界角以下で照射された光線 1 9は出光し、 臨界角以上で照射され た光線は円柱面で反射を繰り返したのち、 突起 1 2の底面で反転し、 さらに円柱 面で反射を繰り返して、 再び導光板内を進行する経路をたどる。 円柱面から出光 した光線 1 9は図 3 4 Bに示す角柱のときの場合に比べ図 3 4 Cに示すように照 射範囲を広くすることができる。

(第 9の実施例）

第 9の実施例として被照明体に液晶表示パネルを使用した例を図 3 5 Aに示す。 照明装置 1 0 1は液晶表示パネル 1 0 2の前面に配置される。 液晶表示パネル 1 0 2の背面には反射板 1 0 3を配置し、 反射型液晶表示装置を構成している。 照 明装置 1 0 1は液晶表示パネル 1 0 2側に光線を投射するとともに反射板 1 0 3 によって反射した光線をほとんど分散することなく、 透過する機能を有する。 こ れは外光が充分にあるときには照明装置 1 0 1を消灯して使用し、 この場合、 照 明装置 1 0 1は単なる透明板として作用して視認性を落とさず、 表示品質に影響 を与えないことに有効である。 また外光が充分でない暗い所では点灯して使用し た場合、 照明装置 1 0 1は液晶衷示パネル 1 0 2を照明し、 反射板 1 0 3による 反射光は照明装置 1 0 1が前述の消灯時と同様に単なる透明板として機能してそ のまま透過するため高い視認性を保持するために有効である。 また照明装置を液晶表示パネルの背面に配置した透過型液晶表示装置は照明装 置からの光線が液晶表示パネルを 1回のみ透過して明部暗部のコントラストを発 生しているのに対し、 本発明のような照明装置を液晶表示パネルの前面に配置し た反射型液晶表示装置は照明装置からの光線が 1回液晶表示パネルを透過したの ち反射板によって反射してもう 1回透過するため、 よりコントラストが高くなる ことにより高い視認性を得るために有効になっている。

他の実施例を図 3 6に示す。 液晶表示体の直上に導光板 1 1を重ね、 偏光板 1 0 4を導光板1 1のさらに上に重ねている。 液晶表示体には上下に各 1枚ずつの 偏光板があるが、 導光板上の偏光板 1 0 4の偏光軸はこれらに対応させてある。 この偏光板は導光板の上方への散乱光をカツ トするため、 液晶表示体の視認性を 向上させることができる。

以上説明したように、 第 7乃至第 9の実施例およびその変形例によれば、 外光 を利用する掲示物、 表示体等に適した薄型面照明を提供することができる。 また 携帯用電算機端末のような用途において、 省電力のため明るいところでは照明を 消して使用しても表示品質を落とさず、 点灯時でもコントラス卜の高い液晶表示 装置を提供することができる。

(第 1 0の実施例）

以下に第 1 0の実施例を図面に基づいて説明する。 図 3 7 Aにおいて、 導光板 1 1の端面には 1個または複数の発光ダイオード （L E D ) 2を配設する。 導光 板 1 1は図 3 7 Bに示すように透明板の片面に突起 1 2を設けており、 突起 1 2 の各面はすべて出光面 1 3に対して略平行な面 （底面 1 4 ) と略垂直な面 （側面 1 5 ) で構成される。 導光板 1 1は概ね屈折率 1 . 4以上の透明材料で形成され る。 L E D 2からの光束は光線 1 9 aや光線 1 9 bに示すように、 導光板 1 1の 中で全反射を繰り返し突起 1 2の側面 1 5からのみ射出するため、 照明装置の背 面からの出光が多く、 被照明体 6を効果的に照明することができる。 また、 導光板 1 1は L E Dと一体で形成されるため、 透明材料としてはェポキ シを用いるのが適しているが、 他にアクリル樹脂、 ポリカーボネート樹脂、 非晶 性ポリオレフイン樹脂等の透明樹脂、 ガラス等の無機透明材料またはそれらの複 合体が用いられ、 射出成形、 熱硬化樹脂、 光硬化樹脂、 エッチング、 透明樹脂ま たはガラス平板上にフィルムまたは樹脂層を接合する等の方法によって形成する こともできる。

光源として、 L E Dは、 従来よく使用されていた蛍光管に比べ、 昇圧装置等特 別な機構を必要とせず、 軽量コンパクトであり、 また高周波、 高電圧を用いない ため安全性にも優れる。 また電力制御が容易であり、 低消費電力用途にも容易に 対応できる。 また L E Dは寿命が半永久的であり、 色については最近では赤、 黄 緑、 青、 それらの混色、 白色も可能になっている。

以上の構成により、 本照明装置は被照明体 6の前面に配置して、 外光が充分に ある明るいときには照明を消して被照明体 6を親察し、 外光が充分でない暗いと きには照明を点灯して被照明体 6を親察できるパートタイム照明を実現できる。 以上のような照明装置の被照明体 6としては、 紙等に印刷された印刷物、 液晶 表示体等のようなものが適している。

突起 1 2の大きさは、 可視光の波長がおよそ 3 8 0 n mから 7 0 0 n m程度で あることから、 回折による影響が発生しないために 5 /m程度以上は必要であり、 また、 突起 1 2部が肉視で気にならない程度の大きさであるために概ね 3 0 0 / m以下が望ましい。 以上の内容に加え、 製造上の利便性から突起の大きさはおよ そ 1 0〃111以上1 0 θ ί πι以下が望ましい。 また突起 1 2の高さと幅 （略円柱で あれば直径） の比は、 導光板 1 1内での光線は平面方向の仰角が 4 5度以下であ るため、 1対 1以下でよく、 実際には 2 0度以下の光線が 9 0 %以上を占めるた め 1対 2程度まで充分な性能を発揮する。

図 3 8に示す変形例において、 導光板 1 1の反出光面 1 7側に凹形状 1 2 aを 有する。 凹形状 1 2 aは任意のサイズ、 形状をもち、 その凹形状 1 2 aに到達し た光束を導光板 1 1平面に対して、 大きい仰角を持つ光束に変換する機能を有す るが、 中心角 9 0度以下の略球面にすることにより良好な特性を示すことがわか つている。

L E D 2から導光板 1 1へ導かれた光束は導光板 1 1内で全反射を繰り返して 導光していくが、 導光板 1 1の反出光面 1 7には凹形状 1 2 aが設けられており、 そこに到達した光束は導光板 1 1平面に対して、 大きい仰角を持つ光束に変換さ れ、 出光面 1 3より出光することができる。 導光板 1 1の出光面 1 3側に、 被照 明体 6を配置することにより、 本構成は面状照明として機能する。 また反出光面 1 7側の凹形状以外の面は出光面 1 3側と平行であるので、 平板に交差する方向 には光線を透過する垂直光線透過機能をも有する。

これらの凹形状 1 2 aは照明部の面積に対して、 任意の面積比で設定すること ができる。 しかし、 凹形状 1 2 aの面積比を大きくとることにより、 照明の効率 を上げることができるが、 垂直透過光線の割合を減少させ、 視認性を低下させる。 実際には 5 0 %を超える面積比に設定することは現実的でなく、 暗い時のパート タイム照明としては、 1 0 %前後の面積比に設定するのが妥当である。 また、 前 述の照明輝度の均一化のために密度を加減する際にも、 1 0 %程度であれば、 垂 直透過部の面積比は 8 0〜9 0 %程度の幅であり、 視認性について位置によるム ラは感じられない。

凹形状 1 2 aの大きさは、 可視光の波長がおよそ 3 8 0 nmから 7 0 0 n m程 度であることから、 回折による影響が発生しないために 5〃m程度以上は必要で あり、 また、 凹形状 1 2 a部が肉視で気にならない程度の大きさであるために概 ね 3 0 0〃m以下が望ましい。 以上の内容に加え、 製造上の利便性から凹形状の 大きさはおよそ 1 0 m以上 1 0 0 m以下が望ましい。

図 3 9に示す変形例において、 導光板 1 1の反出光面 1 7側に凸形状 1 2 bを 有する。 凸形状 1 2 bは任意のサイズ、 形状をもち、 その凸形状 1 2 bに到達し た光束を導光板 1 1平面に対して、 大きい仰角を持つ光束に変換する機能を有す るが、 頂角 1 2 0度以下の略円錐面にすることにより良好な特性を示すことがわ かっている。 凸形状 1 2 bの密度、 大きさについては前述の凹形状の場合に準じ 図 4 0に示す変形例において、 導光板 1 1の反出光面 1 7側に光拡散部材層 1 2 cを有する。 光拡散部材層 1 2 cは任意のサイズ、 形状をもち、 その光拡散部 材層 1 2 cに到達した光束を導光板 1 1平面に対して、 大きい仰角を持つ光束に 変換する機能を有する。 すなわちこの光拡散部材層 1 2 cは出光面 1 3側への光 拡散機能と反出光面 1 7側への遮光性を持っている。 遮光性を確保するためにさ らに遮光層を設けることもできる。 光拡散部材層 1 2 cの密度、 大きさについて は前述の凹形状の場合に準じる。

図 4 1に示す変形例において、 以上に述べたような点状の光取り出し形状 1 2 Xを導光板 1 1上において、 L E D 2の近傍では疎に、 点光源 2から離れるに従 つて密に分布させた例を示す。 L E D 2の近傍では導光板 1 1中の光束密度が高 いが、 光取り出し形状 1 2 Xにより光線が拡散して、 L E D 2から離れるに従つ て光束密度が下がるため、 連続的に光取り出し形状 1 2 Xを密に配設している。 これにより、 より均一な照明が可能になっている。

図 4 2 Aまたは図 4 2 Bに示す変形例にあっては、 導光板 1 1上の光取り出し 形状 1 2 dの形成部と L E D 2部の間に空隙 1 6 dを設けた例を示す。 L E D 2 は点光源であり、 導光体 1 1内部で発光するため、 光線は全方向に放射されるが、. 導光板 1 1内部で全反射して導光する成分は導光板 1 1の平板方向に対する仰角 が約 4 5度以下のものだけである。 空隙 1 6 dは L E D 2からの光線を一度空気 界面を透過させることにより、 導光板 1 1に再入射する際に仰角 4 5度以下の光 線にそろえることができる。

図 4 3に示す変形例では、 空隙 1 6 e部の L E D 2側側面にレンズ形状 1 8 e を形成した例を示す。 レンズ形状 1 8 eにより L E D 2からの光線が空隙 1 6 e に射出する際に分散するのを防止し、 有効に導光板 1 1に再入射させる働きを有 する。

図 4 4に示す変形例では、 L E D 2部の後方に反射部材 2 1 f を配置した例を 示す。 L E D 2は点光源であり、 導光板 1 1後方への導光もあるため、 反射部材 2 1 f により前方へ反射させている。 また反射部材 2 1 f を凹面鏡にすることに より、 導光板 1 1の面に対する仰角を概ね 4 5度以下かそれに近い角度に集光さ せている。

図 4 5に示す変形例において、 導光板 1 1の反出光面 1 7側には透明板または 透明シート 8が配置される。 導光板 1 1と透明板または透明シート 8の間は密着 しておらず、 空気層が存在する。 導光板 1 1表面はわずかでも傷があると、 そこ で内部を導光する光線が反射し、 表面からは輝点や輝線として確認できる。 これ らは透過式の照明としては見苦しいばかりでなく、 コントラス卜の低下等著しく 視認性を低下させるものである。 透明板または透明シート 8は導光板 1 1に対し て空気層を介しているため、 光源 2からの光束が入り込むことはなく、 ここに傷 が付いても、 輝点、 輝線がでることはない。 またこの場合、 傷の相対面積はわず かであるので、 被照明体 6に対する視認性についての影響もきわめて小さい。 本 導光板 1 1を前置面照明として使用するためには、 この透明板または透明シート 8の存在が必須である。 透明板または透明シート 8としてはアクリル樹脂、 ポリ カーボネート樹脂、 非晶性ポリオレフイン樹脂等の透明樹脂、 ガラス等の無機透 明材料が用いられる。

図 4 6に示す変形例において導光板 1 1の端面には反射部材 2 2が隣接配置さ れている。 光取り出し形状 1 2 Xにより拡散され、 出光面から出光した光線以外 の多くは端面に到達し、 出光してしまうので、 反射部材 2 2で再び導光板 1 1内 に戻すことにより光線を有効に使うことができる。

(第 1 1の実施例）

以下に第 1 1の実施例を図面に基づいて説明する。 他の実施形態として被照明 体に液晶表示パネルを使用した例を図 4 7に示す。 導光板 1 1は液晶表示パネル 1 0 2の前面に配置される。 液晶表示パネル 1 0 2の背面には反射板 1 0 3を配 置し、 反射型液晶表示装置を構成している。 導光板 1 1は液晶表示パネル 1 0 2 側に光線を投射するとともに反射板 1 0 3によって反射した光線をほとんど分散 することなく、 透過する機能を有する。 これは外光が充分にあるときには光源 2 を消灯して使用し、 この場合、 導光板 1 1は単なる透明板として作用して視認性 を落とさず、 表示品質に影響を与えないことに有効である。 また外光が充分でな い暗い所では点灯して使用した場合、 導光板 1 1は液晶表示パネル 1 0 2を照明 し、 反射板 1 0 3による反射光は導光板 1 1が前述の消灯時と同様に単なる透明 板として機能してそのまま透過するため、 高い視認性を保持するために有効であ また照明装置を液晶表示パネルの背面に配置した透過型液晶表示装置は照明装 置からの光線が液晶表示パネルを 1回のみ透過して明部暗部のコントラストを発 生しているのに対し、 本発明のような照明装置を液晶表示パネルの前面に配置し た反射型液晶表示装置は照明装置からの光線が 1回液晶表示パネルを透過したの ち反射板によって反射してもう 1回透過するため、 よりコントラス卜が高くなる ことにより高い視認性を得るために有効になっている。

以下に本発明の電子機器について図面に基づいて説明する。 本発明の液晶表示 装置は非常に低消費電力で照明機能を有する表示が行なえるため、 携帯型の電子 機器に対して有効である。 携帯型の電子機器については、 移動電話 （図 4 8 )、 倩 報端末 （図 4 9 )、 時計 （図 5 0 )、 カメラ （図 5 1 ) 等がある。

以上説明したように、 第 1 0乃至第 1 1の実施例およびその変形例によれば、 外光を利用する掲示物、 表示体等に適した薄型面照明を提供することができる。 また携帯用情報端末のような用途において、 省電力のため明るいところでは照明 を消して使用しても表示品質を落とさず、 点灯時でも L E D、 電球等を用いてよ り低消費電力でコントラス卜の高い液晶表示装置を提供することができる。

また、 低消費電力で電池寿命の長い、 移動電話機、 情報端末等の電子機器を提 供することができる。

(第 1 2の実施例）

以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 図 5 2 Aにおいて、 導光 板 1 1の端面には傾斜面 1 6があり、 導光板平板部に光源 2を隣接配置する。 導 光板 1 1は図 5 2 Bに示すように透明板の一方の面に凸形状 1 1 Aを設けており、 凸形状 1 1 Aの各面はすべて導光板 1 1と平行な面に対して概ね 3 0度以下の面 で構成される。 導光板 1 1は概ね屈折率 1 . 4以上の透明材料で形成されるが、 例えば屈折率が 1 . 4である場合、 臨界角が 4 5度になり、 光源 2から入射した 光線は、 導光板 1 1の法線方向に対して 4 5度以下になるが、 実際には 2 0度以 下の成分が多い。 傾斜面 1 6は導光板 1 1に平行な面に対して概ね 3 0度から 5 0度の角度をなすが、 光源 2から導光板 1 1へ入射した光線を導光板 1 1に平行 な面に対して 4 5度以下の光線に変換する働きを持つ。 すなわち光源 2からの光 束は光線 1 9 aや光線 1 9 bに示すように導光板 1 1へ入射すると、 まず傾斜面 1 6で反射し導光板 1 1と平行な面に対して概ね 4 5度以下のべクトルをもつ光 線に変換され、 導光板 1 1の中で全反射を繰り返す。 そのうちに凸形状 1 1 Aに 到達すると凸形状 1 1 Aの各面で反射した光線が導光板 1 1と平行な面と概ね 4 5度を超える十分に大きい角度をなし、 導光板 1 1から出光することができる。 このことにより、 照明装置の背面からの出光が多く、 被照明体 6を効果的に照明 することができる。

前述した図 1 5と同様に、 凸形状 1 1 Aの各面は導光板 1 1と平行な面に対し て概ね 3 0度以下の面で構成される。 導光板 1 1内を進行する光線は導光板 1 1 と平行な面に対して 2 0度以下の成分が多いので、 導光板 1 1内を導光する光線 の多くは凸形状 1 1 Aの各面に臨界角以上で到達し、 その反射光は導光板 1 1の もう一方の面から出光できる。 以上のように導光板 1 1と平行な面に対して概ね 3 0度以下の面であれば自由な形状をとることができるが、 円錐面やそれに準ず る形状が面の角度が一定にでき、 また面方向の方向性がなくなるために有利であ る。

前述した図 1 7と同様に、 凸形状 1 1 Aを概ね頂角 1 3 0度の円錐面に形成で きる。 導光板 1 1と平行な光線 9 1 aは円錐面で反射されると導光板 1 1の法線 と 4 0度で交わり出光する。 2 0度の角度をなす光線 9 1 bは円錐面と 4 5度で 交わるため反射し、 その反射光は導光板 1 1の法線と 2 0度で交わり出光できる。 2 0度を超える角度の光線 9 1 cは円錐面より出光することになるが、 その成分 は全体からすれば少なく、 頂角に概ね 1 3 0度を選ぶことにより有効に照明光と して利用できる。

導光板 1 1を形成する透明材料はアクリル樹脂、 ポリカーボネート樹脂、 非晶 性ポリオレフィン樹脂等の透明樹脂、 ガラス等の無機透明材料またはそれらの複 合体が用いられ、 射出成形、 熱硬化樹脂、 光硬化樹脂、 エッチング、 透明樹脂ま たはガラス平板上にフィルムまたは樹脂層を接合する等の方法によって形成され 。

光源 2としては蛍光管、 電球、 発光ダイオード （L E D ) 等が用いられる。 蛍 光管は低電力で高輝度が期待でき、 白色光を容易に得ることができる特徴を持つ。 L E Dは寿命が半永久的であり、 低電圧で駆動できるため回路が簡単で、 発火、 感電等に対する安全性も高い。 色については最近では赤、 緑、 青の他にそれらの 混色や白色も可能になっているため用途に応じて広く選択できる。 電球を用いた 場合は寿命が短いという欠点があるが、 安価であり、 交換も容易にできる可能性 を持つ。

これらの凸形状 1 1 Aは照明部の面積に対して、 任意の面積比で設定すること ができる。 しかし、 凸形状 1 1 Aの面積比を大きくとることにより、 照明の効率 を上げることができるが、 垂直透過光線の割合を減少させ、 視認性を低下させる。 実際には 5 0 %を超える面積比に設定することは現実的でなく、 暗い時のパート タイム照明としては、 1 0 %前後の面積比に設定するのが妥当である。 また、 前 述の照明輝度の均一化のために密度を加減する際にも、 1 0 %程度であれば、 垂 直透過部の面積比は 8 0 - 9 0 %程度の幅であり、 視認性について位置によるム ラは感じられない。

凸形状 1 1 Aの大きさは、 可視光の波長がおよそ 3 8 0 nmから 7 0 0 nm程 度であることから、 回折による影響が発生しないために 5 m程度以上は必要で あり、 また、 凸形状 1 1 A部が肉視で気にならない程度の大きさであるために概 ね 3 0 0 m以下が望ましい。 以上の内容に加え、 製造上の利便性から凸形状 1 1 Aの大きさはおよそ 1 O zm以上 1 0 0 m以下が望ましい。

以上の構成により、 本照明装置は被照明体 6の前面に配置して、 外光が充分に ある明るいときには照明を消して被照明体 6を観察し、 外光が充分でない暗いと きには照明を点灯して被照明体 6を観察できる、 パートタイム照明を実現できる。 以上のような照明装置の被照明体 6としては、 紙等に印刷された印刷物、 液晶 表示体等のようなものが適している。

図 5 3に示す変形例において、 以上に述べたような凸形状 （図 5 3では円錐面 形状の場合を示す） の密度を光源 2の近傍では疎に、 点光源 2から離れるに従つ て密に分布させた例を示す。光源 2の近傍では導光板 1 1中の光束密度が高いが、 凸形状 1 1 Aにより光線が拡散して、 光源 2から離れるに従って光束密度が下が るため、 連続的に凸形状 1 1 Aを密に配設している。 これにより、 より均一な照 明が可能になっている。

図 5 4に示す変形例において、 導光板 1 1の観察者側には透明板または透明シ 一卜 8が配置される。 導光板 1 1と透明板または透明シート 8の間は密着してお らず、 空気層が存在する。 導光板 1 1表面はわずかでも傷があると、 そこで内部 を導光する光線が反射し、 表面からは輝点や輝線として確認できる。 これらは透 過式の照明としては見苦しいばかりでなく、 コントラス卜の低下等著しく視認性 を低下させるものである。 透明板または透明シート 8は導光板 1 1に対して空気 層を介しているため、 光源 2からの光束が入り込むことはなく、 ここに傷が付い ても、 輝点、 輝線がでることはない。 またこの場合、 傷の相対面積はわずかであ るので、 被照明体 6に対する視認性についての影響もきわめて小さい。 本導光板 1 1を前置面照明として使用するためには、 この透明板または透明シート 8の存 在が必須である。 透明板または透明シート 8としてはアクリル樹脂、 ポリカーボ ネート樹脂、 非晶性ポリオレフイン樹脂等の透明樹脂、 ガラス等の無機透明材料 が用いられる。 また、 実際に電子機器や移動電話等に組み込んで使用するときに は、 透明板または透明シート 8を外装のガラスと共用にすることもできる。

(第 1 3の実施例） 以下に第 1 3の実施例を図面に基づいて説明する。 図 5 5において導光板 1 1 と光源 2の間に、 導光部材 1 3を配置している。 導光部材 1 3は概ね直方体、 円 柱等の形状をした透明体であり、 アクリル樹脂等、 導光体 1 1と同様な材質から なる。 導光板 1 1と光源 2の間に距離がある場合に、 光源 2からの光線を有効に 導光板 1 1に導くことができるという特徴がある。

図 5 6に、 導光板に導光部材 1 3 bを一体で形成した例を示す。 射出成形等で 製造する場合に適している。

(第 1 4の実施例）

第 1 4の実施例を図面に基づいて説明する。 図 5 7 Aにおいて、 導光板 1 1の 端部には光源 2を配置する。 導光板 1 1は図 5 7 Bに示すように透明板の一方の 面に凹形状 1 1 Bを設けており、 凹形状 1 1 Bの各面はすべて導光板 1 1と平行 な面に対して概ね 3 0度以下の面で構成される。 導光板 1 1は概ね屈折率 1 . 4 以上の透明材料で形成されるが、 例えば屈折率が 1 . 4である場合、 臨界角が 4 5度になる。 すなわち光源 2からの光束は光線 1 9 aや光線 1 9 bに示すように 端部から入射すると傾斜面 1 6により反射し導光板 1 1と平行な面に対して概ね 4 5度以下のベクトルをもつ光線に変換され、 導光板 1 1の中で全反射を繰り返 す。 そのうちに凹形状 1 1 Bに到達すると凹形状 1 1 Bの各面で反射した光線が 導光板 1 1と平行な面と概ね 4 5度を超える十分に大きい角度をなし、 導光板 1 1から出光することができる。 このことにより、 照明装置の背面からの出光が多 く、 被照明体 6を効果的に照明することができる。

前述の図 2 4と同様に、 凹形状 1 1 Bの各面は導光板 1 1と平行な面に対して 概ね 3 0度以下の面で構成される。 導光板 1 1内を進行する光線は導光板 1 1と 平行な面に対して概ね 2 0度以下の成分が多いので、 導光板 1 1内を導光する光 線の多くは凹形状 1 1 Bの各面に臨界角以上で到達し、 その反射光は導光板 1 1 のもう一方の面から出光できる。 以上のように導光板 1 1と平行な面に対して概 ね 3 0度以下の面であれば自由な形状をとることができるが、 円錐面やそれに準 ずる形状が面の角度が一定にできること、 また方向性がなくなるために有利であ る

前述した図 2 6と同様に、 凹形状を頂角 1 3 0度の円錐面とした例を示す。 導 光板 1 1と平行な光線 1 9 1 aは円錐面で反射されると導光板 1 1の法線と 4 0 度で交わり出光する。 2 0度の角度をなす光線 1 9 1 bは円錐面と 4 5度で交わ るため反射し、 その反射光は導光板 1 1の法線と 2 0度で交わり出光できる。 2 0度を超える角度の光線 1 9 1 cは円錐面より出光することになるが、 その成分 は全体からすれば少なく、 頂角に概ね 1 3 0度を選ぶことにより有効に照明光と して利用できる。

凹形状の密度、 大きさについては前述の凸形状の場合と変わるところはなく、 内容もそれに準じる。

このように導光板に凹形状を設けた場合、 前述の凸形状の場合と比べ、 形状が 厚みに影響しないという特徴を有している。

(第 1 5の実施例）

以下に本発明の他の実施形態を図面に基づいて説明する。 図 5 8 Aにおいて、 導光板 1 1の端部には光源 2を配置する。 導光板 1 1は図 5 8 Bに示すように透 明板の一方の面に突起形状 1 2を設けており、 突起形状 1 2の各面はすべて導光 板 1 1と概ね垂直な面および概ね平行な面で構成される。 導光板 1 1は概ね屈折 率 1 . 4以上の透明材料で形成されるが、 例えば屈折率が 1 . 4である場合、 臨 界角が 4 5度になる。 すなわち光源 2からの光束は光線 1 0 9 aや光線 1 0 9 b に示すように端部から入射すると傾斜面 2 1 2で反射し、 導光板 1 1と平行な面 に対して概ね 4 5度以下のベクトルをもつ光線に変換され、 導光板 1 1の中で全 反射を繰り返す。 そのうちに突起形状 1 2の側面に到達すると出光することがで きる。 このことにより、 照明装置の背面からの出光が多く、 被照明体 6を効果的 に照明することができる。

突起形状 1 2の各面は導光板 1 1と概ね垂直な面および概ね平行な面で構成さ れる。 導光板 1 1内を進行する光線は導光板 1 1と平行な面に対して概ね 2 0度 以下の成分が多いので、 導光板 1 1内を導光する光線の多くは突起形状 1 2の側 面に臨界角以上で到達し、 導光板 1 1から出光できる。 以上のように導光板 1 1 と概ね垂直な面および概ね平行な面であれば自由な形状をとることができるが、 円柱面やそれに準ずる形状が面の角度が一定にできること、 また方向性がなくな るために有利である。

突起形状の密度、 大きさについては前述までの凸形状または凹形状の場合と変 わるところはなく、 内容もそれに準じる。

このように導光板に突起形状を設けた場合、 前述までの凸形状および凹形状の 場合と比べ、 観察者側の出光が少なく効率が良いという特徴を持つ。

(第 1 6の実施例）

被照明体に液晶表示パネルを使用した例を図 5 9に示す。 導光板 1 1は液晶表 示パネル 2 0 0 1の前面に配置される。 液晶表示パネル 2 0 0 1の背面には反射 板 2 0 0 2を配置し、 反射型液晶表示装置を構成している。 導光板 1 1は液晶表 示パネル 2 0 0 1側に光線を投射するとともに反射板 2 0 0 2によって反射した 光線をほとんど分散することなく、 透過する機能を有する。 これは外光が充分に あるときには光源 2を消灯して使用し、 この場合、 導光板 1 1は単なる透明板と して作用して視認性を落とさず、 表示品質に影響を与えないことに有効である。 また外光が充分でない暗い所では点灯して使用した場合、 導光板 1 1は液晶表示 パネル 2 0 0 1を照明し、 反射板 2 0 0 2による反射光は導光板 3 0 1が前述の 消灯時と同様に単なる透明板として機能してそのまま透過するため、 高い視認性 を保持するために有効である。

また照明装置を液晶表示パネルの背面に配置した透過型液晶表示装置は照明装 置からの光線が液晶表示パネルを 1回のみ透過して明部暗部のコントラストを発 生しているのに対し、 このような照明装置を液晶表示パネルの前面に配置した反 射型液晶表示装置は照明装置からの光線が 1回液晶表示パネルを透過したのち反 射板によって反射してもう 1回透過するため、 よりコントラストが高くなること により高い視認性を得るために有効になっている。

図 6 0に基板 2 0 0 3上に光源として発光ダイオード （L E D ) 2を配置し、 液晶表示パネル 2 0 0 1、 反射板 2 0 0 2、 導光体 1 1をュニッ トにした例を示 す。 本発明の照明装置によりこのような構成が可能となる。

この液晶表示装置を移動電話等の電子機器に使用し、 移動電話の表示部に前述 の表示体 2 0 0 0を備えることができる。 特に携帯型電子機器において省電力化 を図る上において有効である。

以上説明したように、 第 1 2乃至第 1 6の実施例およびその変形例によれば、 外光を利用する掲示物、 液晶表示体等に適した簿型面照明を提供することができ る。 また携帯用電算機端末のような用途において、 省電力のため明るいところで は照明を消して使用しても表示品質を落とさず、 点灯時でも蛍光管、 L E D、 電 球等を用いてより低消費電力でコントラストの高い液晶表示装置を提供すること ができる。

(第 1 Ίの実施例）

最初に、 第 1 7乃至第 2 8の実施例に関して、 これらの実施例が具体化する発 明の背景を説明する。

本発明の 1つの側面である、 照明装置を搭載した表示機器という観点から、 こ の表示機器に関する従来の技術を、 反射型液晶表示装置を例にとり説明する。 反射型液晶表示装置は、 微小電力で動作する表示装置として、 ウォッチ、 電卓、 携帯電話、 小型情報機器、 各種家電製品等の情報伝達媒体として、 大きな発展、 普及を遂げてきた。 表示モードも、 T N型 （ヅイスティヅ ド ·ネマチック）、 S T N型 （スーパ一ヅイスティッ ド ·ネマチック）、 強誘電型等、 多種類のものが開発 されてきた。

図 6 2は現在一般的に使用されている反射型液晶表示装置の断面図である。 2 1、 2 2はそれそれ上、 下基板で、 互いに対向する面上にそれそれ透明電極膜 2 6、 2 7、 および 2 8を有する。 2 9は該上、 下基板 2 1と 2 2との間に挿入さ れた液晶層で、 該液晶層 2 9の液晶材料、 液晶分子配列を選択することにより、 前述した T N型、 S T N型、 強誘電型等の表示モードを任意に選択できるが、 基 本的な反射型液晶表示装置の断面構造は図 6 2に示した通りである。 2 3は上偏 光板、 2 4は下偏光板、 2 5は反射板である。 次に基本的な動作について説明す る。 入射光 3 0、 3 1は上偏光板 2 3を通過することにより偏光となる。 この後、 電圧印加部 （ここでは、 透明電極 2 6と透明電極 2 8とに挟持された領域とする） と、 電庄無印加部 （ここでは、 透明電極 2 7と透明電極 2 8とに挟持された領域 とする） とでは、 液晶層内の光学的性質が変わり、 結果的に該液晶層 2 9を通過 した各々の偏光 3 0と 3 1の各偏光軸は互いに略直交の方位を取り下偏光板 2 4 に到達する。 ここで、 下偏光板 2 4の偏光軸の方位を最適に設定すれば、 図 6 2 に示すように、 入射光 3 0は該下偏光板 2 4に吸収され黒い表示外観となり、 入 射光 3 1は該下偏光板 2 4を透過し反射板 2 5で反射され再度、 下偏光板 2 4を 透過し、 液晶層 2 9、 上偏光板 2 3を通って外部に出射される。 従って、 電庄無 印加部の表示外観は白色 （詳しくは灰色） となる。 以上の動作は上記液晶層が T N型、 S T N型、 強誘電型いずれも共通である。 詳しい動作原理については文献 1 (「液晶デバイスハンドブック」、 日本学術振興会第 142委員会編、 日刊工業 新間社発行、 P303〜386) に記載されている。 ここで、 反射型液晶表示装 置として重要な課題は、 如何にして明るい反射型表示装置を実現するかである。 前述した現在の反射型液晶表示装置においては、 黒表示部分はほぼ充分な黒色を 表現しているが、 白色表示部は通常の紙の白さには全く及ばず、 少し薄暗い所で は非常に見にくい表示となってしまう。 この好ましい白色表示が得られない理由 としては、

(1) 上偏光板 23により、 入射光 31のほぼ 60%の光が吸収されてしまい、 残りの 40%の光が液晶層 29に到達する。

(2) さらに、 下偏光板 24で約 5%、 さらに反射板 25で約 10%、 さらに再 度下偏光板 24で約 5 %、そして上偏光板 23で約 5 %の光が各々吸収される。 結果的に、 白色光として外部に戻る光 32の強度 Iは、

1 = 0. 40 X 0. 95 x 0. 9 x 0. 95 x 0. 95 x 10 · - · ( 1 )

=0. 3 10

(10 · · · '入射光 31の強度）

となり、 結果的に入射光の約 30%の明るさの画面しか得られず、 紙のように、 入射光の 70〜80%を反射する明るさを持った白色紙表示に比べて、 従来の反 射型液晶表示装置は暗くて見にくい表示装置であった。

しかし最近、 引用例 1 (PCT W095/17692), および引用例 2 ( J. Phy s , D： App 1. Phy s. Vo l. 8， 1975, P 1441〜14 48) に示される様な偏光分離機能を持った偏光分離板を前記下偏光板 24と反 射板 25の代わりに用いれば、 原理的に出射光の強度を入射光の 36%程度まで 高めることができ、 図 62に示す従来の反射型液晶表示装置に比べ約 20%の明 るさの向上が見込まれ、 将来の有望な反射型液晶表示装置として期待される。 図 6 3は、 上記引用例 1に基づく新規な偏光分離板の一例で、 多層膜偏光反射板の 機能説明図である。 該多層膜偏光反射板 3 5は、 A、 B 2種類の透明フィルムを 交互に積層した 1 0 0層以上 （図 6 3では、 省略して 4層のみ描いている） の多 層膜からなる。 上記多層膜偏光反射板 3 5の上部から入射した光 3 6は該多層膜 偏光反射板 3 5により、 一方の偏光成分 （S波または P波） のみ透過 （3 7 ) し、 他方の偏光成分 （P波または S波） を反射 （3 8 ) させる偏光分離機能を持つ。 従って、 従来の偏光板とは異なり、 光を吸収することが無いため、 光を有効に利 用できることは明かである。

図 6 4は、 上記引用例 2に基づくもう一つの偏光分離板の例で、 1 / 4波長板 4 1とコレステリック液晶層 4 2と光吸収板 4 3とが積層された構造を有する。 機能は前述した多層膜偏光反射板と同じで、 一方の偏光成分 4 4 (ここでは紙面 に平行な偏光軸をもった光） は、 1ノ4波長板 4 1とコレステリック液晶層 4 2 を透過 （4 6 ) し、 下の光吸収層 4 3に到達する。 また、 他方の偏光成分 4 5 (こ こでは紙面に垂直な偏光軸を持った光） は、 1 / 4波長板 4 1とコレステリック 液晶層 4 2で反射され反射光 4 7となる。 上述した偏光分離の詳しい原理につい ては上記引用例 1、 2を参照されたい。

図 6 5は、 上記偏光分離板を用いた反射型液晶表示装置の断面図である。 5 1、 5 2は、 それそれ上、 下基板で互いに対向する面上に透明電極膜 5 5、 5 6およ び 5 4を有する。 5 9は上偏光板、 5 3は液晶層、 5 7は偏光分離板で、 ここで は上述した多層膜偏光反射板を使用している。 もちろん、 上述した 1 / 4波長板 とコレステリック液晶層とを組み合わせた偏光分離板を代わりに用いてもその基 本的な動作は変わらない。 5 8は光吸収部で、 黒色の他、 赤、 緑、 青色等任意の 色でもよい。 次に表示動作について説明する。 入射光 6 0、 6 1とも上偏光板 5 9で偏光となり、 それそれ液晶層 5 3に進む。 前述したように、 電庄印加領域 6 3と電圧無印加領域 6 4とでは該液晶層 5 3の光学的状態が異なるため、 それそ れの入射光 6 0と 6 1は該液晶層 5 3を通過した後では、 各々の偏光軸は互いに ほぼ直交した向きの偏光として該多層膜偏光反射板 5 7に達する。 ここでは、 入 射光 6 0は該多層膜偏光反射板 5 7をそのまま透過し、 光吸収部 5 8に到達し、 そこで吸収される様にあらかじめ該多層膜偏光反射板 5 7の光軸を設定しておく。 従って、 上記電庄印加領域 6 3では黒、 もしくは光吸収部 5 8の着色色となる。 一方、 入射光 6 1は上記多層膜偏光反射板 5 7で反射され、 出射光 6 2となって 外へ出る。 従って、 上記電圧無印加領域 6 4では、 白色外観 （詳しくは灰色外観） を呈する。 ここでは、 図 6 2における下偏光板 2 4と反射板 2 5の代わりに多層 膜偏光反射板 5 7と光吸収部 5 8とを用いているため、 入射光 6 1は光吸収によ る損失を受けること無く反射されるため、 図 6 2の従来の表示装置に比べ明るい 反射型液晶表示装置となる。 つまり、 入射光 6 1は、 上偏光板 5 9で約 6 0 %の 光が吸収されるが、 多層膜偏光反射板 5 7では光吸収を受けずにそのまま反射さ れ、 再度通過する上偏光板 5 9で約 5 %の光吸収を受けるだけで外部に放出され 反射光 6 2となる。

従って、 反射光 6 2の強度は下式 （2 ) に示すようになる。

1 = 0 . 4 X 0 . 9 5 x 1 0 = 0 . 3 8 x 1 0 · · · ( 2 )

( I ：出射光 6 2の光強度， I 0 ：入射光 6 1の光強度）

ここでさらに上記偏光分離板内における光散乱等による光の損失を 5 %加味し ても （ 1 ) 式に比べて約 2 0 %明るさが向上した反射型液晶表示装置が得られる。 従って、 今後の反射型液晶表示装置としては、 明るさと見やすさの改良のため上 述した偏光分離板を従来の下偏光板に代わって使用することが好ましい。

しかし、 ここで一つ大きな謀題がある。

それは、 暗所での照明方法である。 反射型液晶表示装置は、 前述したように、 時計、 携帯電話、 デ一夕ターミナル等、 夜間にも充分表示機能を果たせるように 照明装置が必須の電子機器に搭載されるケースが多い。 上記要求を充たすため、 図 6 2に示した従来の反射型液晶表示装置では、 図 6 6に示す半透過型液晶表示 装置のように液晶表示装置 6 5の反射板として半透過型反射板 6 8を用いている。 該半透過型反射板 6 8としては多種、 商品化されているが、 一般的なものとして 8 0 %の光を反射し、 1 0 %の光を透過させるものが多い （残りの 1 0 %は、 反 射層での光吸収損失である）。 従って、 明るい環境下では上面から入射した光の 8 0 %を反射させ反射型液晶表示装置として機能させる。 一方、 暗い環境下では、 上記液晶表示装置 6 5の背面に配された発光体 7 0からの光を透過率 1 0 %の該 半透過型反射板 6 8を通して裏面より照射して表示を読み取らせている。 ここで、 背面に配された発光体 7 0は、 図 6 6に示すように、 導光板 6 6と該導光板 6 6 の端部に配された発光源 6 7と同じく下面に配された反射板 6 9とから少なくと も構成される。 この発光体としては、 発光源 6 7から発せられた光を該導光板 6 6に導入し、 該導光板 6 6に設けられた光散乱核により散乱させ、 該導光板 6 6 の上面より光を出射させる発光体が一般的であるが、 この他の発光体として平面 型の E L (エレクトロ ·ルミネッセンス） 発光体が用いられることもウォッチな どでは多い。

このような背面に配置された発光体を、 図 6 5に示された改良された新しい反 射型液晶表示装置に採用することはできない。 その理由は、 図 6 5にも示す通り、 光吸収層 5 8により裏面からの光は遮断され上面に光を導入することができない。 勿論、 光吸収層 5 8に一部透過性 （例えば、 1 0 %の光透過性） を付与すれば、 従来と同じように背面照明も可能となるが二つの間題がある。

その一つは、 反射型表示の時、 黒表示部分が 1 0 0 %の光を吸収しないため、 やや灰色がかった黒表示となり表示コントラスト比が下がってしまう。二つ目は、 偏光分離板の原理から明らかなように、 表示面の白黒表示が、 前面から光が当た つた場合と背面から光が当たった場合とではその表示が全く反転 （白表示→黒表 示、 黒表示 白表示） してしまい、 余り好ましくない。

以上の様に偏光分離板を用いて明るさを改良した反射型液晶表示装置の暗い璟 境下に於ける照明方法については、 従来の背面照明方法が使えず、 大きな課題を 残していた。

そこで、 前述したような偏光分離板を従来の下偏光板と反射板の代わりに用い た明るい反射型液晶表示装置に於いては、 特開平 6— 2 8 9 3 9 1号ゃ特開平 6 - 3 2 4 3 3 1号に示される様なフロントライ ト、 つまり、 液晶表示装置の上面 に配置した透過型の照明装置を用いる事が、 暗い環境下での表示読み取り機能実 現のために有効である。

一方、 前述した携帯電話、 時計、 カメラ、 デ一夕ターミナル等の小型携帯型の 電子機器に用いられる液晶表示装置の発光源としては L E D (発光ダイォード）、 豆電球等、 点状光源が広く用いられている。 これらは、 従来よく使用されていた 蛍光管に比べ、 昇圧装置等特別な機構を必要とせず、 軽量コンパクトであり、 ま た高周波、 高電圧を用いないため安全性に優れ、 電波障害発生源にもならない。 また電力制御が容易であり、 低消費電力用途にも容易に対応できる。 特に L E D は寿命が半永久的であり、 色については最近では赤、 緑、 青、 それらの混色、 白 色も可能になっている。 電球を用いた場合は寿命が短くなるが安価であり、 交換 も容易にできる。 以上の理由から、 前述した小型携帯機器の表示を照明する光源 としては、 L E D、 豆電球等、 点状光源が最も好ましい。

そこで、 前述した特開平 6— 2 8 9 3 9 1号ゃ特開平 6— 3 2 4 3 3 1号に示 されるフロントライ トのうち前述した図 2 A及び図 2 Bに示すリブ状突起を用い た導光板 （図 2 Aは部分断面図、 図 2 Bは全体の斜視図である） と、 該導光板の 端部に発光源として L E Dや豆電球等の点状光源を配したフロントライ トを使用 してみると、導光板 1 1の出光面 1 3と突起 1 2の側面 1 5との交線部は製造上、 微小な曲面を持っため、 反出光面 1 7側 （観察者側） にいくらかの反射光 1 9 c が漏れ、 親察者にとっては輝点として観察されることがわかった。 図 2 Bに示す ように、 突起 1 2がリブ状であり、 この交線部が直線であると、 点状光源 1 4と 前記輝点と親察者は同一平面上に配置されることになり、 観察者には導光板上の 特定位置が輝点となって、 該輝点が各リブ状突起の根元に現れ全体として連続的 な輝線が発生したように見えるとともに、 観察者の目の移動に伴いその輝線も移 動する。 これらは該フロントライ 卜の下部に配置される被照明物である反射型液 晶表示装置の視認性を著しく低下させるものである事が判った。

そこで、 第 1 7乃至第 2 8の実施例に関わる表示機器では、 上述したように偏 光分離板を用いた明るい反射型液晶表示装置に於いて、 その照明手段として、 フ ロントライ トを用い、 その発光源として L E D、 豆ランプ等、 点状光源を使用し た時に発生するリブ形状の根元部に於ける規則的な反射による前記輝線の発生を 防止すること、 更には、 点状光源であるため突起パターンの 1次元な配列から生 じる輝度ムラの解消といった課題を解決する事を目的とし、 点状光源を使用し省 消費電力が可能で、 品質の高い照明手段を具備する液晶表示装置ならびに、 該液 晶表示装置を表示部に有する携帯電話機器、 時計、 カメラ、 データターミナル機 器等の各種電子機器を提供する事を目的としている。

さて、 上述した背景を踏まえて第 1 7の実施例を説明する。

図 6 1 A、 6 1 Bは本発明に基づくフロントライ トの断面図ならびに外観図で、 導光板 1 1の端面には 1個または複数の点状光源 2を配置する。 導光板 1 1は図 6 1 Bに示すように透明板の片面に突起 1 2を設けており、 突起 1 2の各面はす ベて出光面 1 3に対して略平行な面 （底面 1 4 ) と略垂直な面 （側面 1 5 ) で構 成される。 導光板 1 1は概ね屈折率 ί . 4以上の透明材料で形成される。 点状光 源 2からの光束は光線 1 9 aや光線 1 9 bに示すように端面 1 6から入射したの ち、 導光板 1 1の中て全反射を繰り返し突起 1 2の側面 1 5に達し、 そこからの み射出するため、 照明装置の下面からの出光が多く、 被照明物 8 6 (ここでは、 前述したような偏光分離板を下部に配した反射型液晶表示装置である。 以下、 本 実施例では被照明物とは上記反射型液晶表示装置を指す） 効果的に照明すること ができる。

導光板 1を形成する透明材料は、 例えば、 前述したものと同様のものを使用で きる。 また点状光源 2としては発光ダイオード （L E D )、 鼋球等が用いられる。 以上の構成により、 本照明装置は被照明物 8 6の前面に配置して、 外光が充分 にある明るいときには照明を消して被照明物 8 6を観察し （この時、 該導光板 1 1はあたかも透明平板が被照射物 8 6の上に載置されたと同様な外観であり、 該 被照射物の表示性能には殆ど影響しないことが確認されている）、 外光が充分でな い暗いときには照明を点灯して被照明物 8 6を観察できる、 パー卜タイム照明を 実現できる。

更に、 本実施例によれば、 導光板 1 1の下面に複数の点状の光拡散部 1 2を設 け、 その形状を突起のように略円柱状にすると、 前述した課題であった輝点は導 光板 1 1面内一様に分布し、 前述した表示の見やすさを損ねる直線的な強い輝線 が発生しない事が確認された。 更に、 親察位置に関係なく、 均一な視認性を得る ことが確認できた。

また、 前述したように従来の半透過型反射板を用いた反射型液晶表示装置に於 いては、 反射型表示の明るさを犠牲にするとともに、 夜間の照明についても上記 半透過型反射板を通して裏面より照明してきたため、 照明光源の発光量の 1 0 % 以下のエネルギーしか照明に寄与できないためエネルギーの無駄が大きく、 特に 電池をエネルギー源とする電子機器、 例えば携帯費話機器、 時計、 カメラ、 デー 夕ターミナル機器等の電池寿命を縮める間題があつたが、 本発明にもとづくフロ ントライ トを用いれば、 照明エネルギーの 5 0 %以上も照明光として利用できる ため、 上記各種電子機器の電池寿命を延ばす事に有効な手段となる。

以上のフロン トライ トを有する液晶表示装置を表示部に持つ電子機器は、 従来 の半透過型反射板を使用した液晶表示装置を持つ電子機器に比べ、 昼間は明るい 反射型表示が得られるとともに、 夜間には照明に要する電力の利用効率が高く省 消費電力化が可能で、 特定輝線の発生が無い均一で明るい表示照明を持った電子 機器を提供できる。

突起 1 2の大きさ （円柱の底面 1 4の直径） は、 可視光の波長がおよそ 3 8 0 nmから 7 0 0 n m程度であることから、 回折による影響が発生しないために 5 m程度以上は必要であり、 また、 突起 1 2部が肉視で気にならない程度の大き さであるために概ね 3 0 0〃ΙΏ以下が望ましい。 これに加え、 製造上の利便性か ら突起の大きさはおよそ 1 0 111以上1 0 0 m以下が望ましい。 また突起 1 2 の高さと幅 （円柱の底面 1 4の直径） の比は、 導光板 1 1内での光線は平面方向 の仰角 （光線と平面 （図 6 1 Aでは 1 3叉は 1 7の面） との為す角） が 4 5度以 下であるため、 1対 1以下でよく、 実際には 2 0度以下の光線が 9 0 %以上を占 めるため 1対 2程度まで充分な性能を発揮する。

(第 1 8の実施例）

図 6 7において、 導光板 1 1の反出光面 1 7側に凹形状 1 2 aを有する。 凹形 状 1 2 aは任意のサイズ、 形状 （多角錘、 円錐、 楕円球、 球等） をもち、 その凹 形状 1 2 aに到達した光束を導光板 1 1平面に対して、 大きい仰角を持つ光束に 変換する機能を有するが、 中心角 9 0度以下の略球面にすることにより良好な特 性を示すことがわかった。 点状光源 2から導光板 1 1へ導かれた光束は導光板 1 1内で全反射を繰り返し て導光していくが、 導光板 1 1の反出光面 1 7には凹形状 1 2 aが設けられてお り、 そこに到達した光束は導光板 1 1平面に対して、 大きい仰角を持つ光束に変 換され、 出光面 1 3より出光することができる。 導光板 1 1の出光面 1 3側に、 被照明物 8 6を配置することにより、 本構成は面状照明として機能する。 また反 出光面 1 7側の凹形状以外の面は出光面 1 3側と平行であるので、 平板に交差す る方向からの光 （つまり、 上部、 下部からの光） に対しては光線を透過する垂直 光線透過機能をも有する。 このことにより、 明るい環境下で点状光源 2を消灯し 外光により液晶表示を観察する際、 導光板 1 1は、 殆ど透明平板と同様に見え特 に表示外親を劣化させる事は無い。

これらの凹形状 1 2 aは照明部の面積に対して、 任意の面積比て設定すること ができる。 しかし、 凹形状 1 2 aの面積比を大きくとることにより、 照明効率を 上げることができるが、 垂直透過光線の割合を减少させ、 表示の視認性を低下さ せる。 実際には 5 0 %を超える面積比に設定することは現実的でなく、 暗い時の パートタイム照明としては、 1 0 %前後の面積比に設定するのが妥当である。 ま た、 前述の照明輝度の均一化のために密度を加减する際にも、 1 0 %程度であれ ば、 垂直透過部の面積比は 8 0〜 9 0 %程度の幅であり、 視認性について位置に よるムラは感じられない。

凹形状 1 2 aの大きさ （直径叉は最大径） は、 可視光の波長がおよそ 3 8 0 n mから 7 0 O nm程度であることから、 回折による影響が発生しないために 5〃 m程度以上は必要であり、 また、 凹形状 1 2 a部が肉視で気にならない程度の大 きさであるために概ね 3 0 0 m以下が望ましい。 以上の内容に加え、 製造上の 利便性から凹形状の大きさはおよそ 1 0 m以上 1 0 0 / m以下が望ましい。 本実施例に於いても、 前述した課題であった輝点は導光板 1 1面内一様に分布 し、 前述した課題であつた表示の見やすさを損ねる直線的な強い輝線が発生しな い事が観察された。 更に、 観祭位置に関係なく、 均一な視認性を得ることが確認 できた。 そして、 特に本実施例に於いては、 被照射物 8 6への出光光線の入射角 が第 1 7の実施例に示した導光板の場合よりもより垂直に近くなり照明効率がよ り向上する事が認められた。

以上のフロントライ 卜を有する液晶表示装置を表示部に持つ電子機器は、 従来 の半透過型反射板を使用した液晶表示装置を持つ電子機器に比べ、 昼間は明るい 反射型表示が得られるとともに、 夜間には照明に要する電力が少なく、 特定輝線 の発生が無い均一で明るい表示照明を持った電子機器が実現できた。

(第 1 9の実施例）

図 6 8において、 導光板 1 1の反出光面 1 7側に凸形状 1 2 bを有する。 凸形 状 1 2 bは任意のサイズ、 形状 （多角錘、 円錐、 楕円球、 球等） をもち、 その凸 形状 1 2 bに到達した光束を導光板 1 1の面に対して、 大きい仰角を持つ光束に 変換する機能を有するが、 頂角 1 2 0度以下の略円錐面にすることにより良好な 特性を示すことがわかっている。 凸形状 1 2 bの密度、 大きさについては前述の 凹形状の場合に準じる。

本実施例に於いても、 前述した輝点は導光板 1 1面に一様に分布し、 前述した 課題であった表示の見やすさを損ねる直線的な強い輝線が発生しない事が親察さ れた。 更に、 親察位置に関係なく、 均一な視認性を得ることが確認できた。 そし て、 第 1 8の実施例と同様に第 1 7の実施例に比べて照明効率がより向上する事 が認められた。

以上のフロン トライ トを有する液晶表示装置を表示部に持つ電子機器は、 従来 の半透過型反射板を使用した液晶表示装置を持つ電子機器に比べ、 昼間は明るい 表示が得られるとともに、 夜問には照明に要する電力が少なく、 特定輝線の発生 が無い均一で明るい表示照明を持った電子機器が実現できた。

(第 2 0の実施例）

図 6 9において、 導光板 1 1の反出光面 1 7側に光拡散部材層 1 2 cを有する。 光拡散部材層 1 2 cは任意のサイズ、 形状をもち、 その光拡散部材層 1 2 cに到 達した光束を導光板 1 1の面に対して、 大きい仰角を持つ光束に変換する機能を 有する。 すなわちこの光拡散部材層 1 2 cは出光面 1 3側への光拡散機能と反出 光面 1 7側への遮光性を持っている。 遮光性を確保するためにさらに遮光層を被 けることもてきる。 光拡散部材層 1 2 cの密度、 大きさについては前述の凹形状 の場合に準じる。

本実施例に於いても、 前述した輝点は導光板 1 1面内に一様に分布し、 前述し た課題であった表示の見やすさを損ねる直線的な強い輝線が発生しない事が親察 された。 更に、 観察位置に関係なく、 均一な視認性を得ることが確認できた。 また、 本実施例に示されたフロントライ トを用いた電子機器に於いても前述し た実施例と同様に明るさと省電力照明の効果が確認された。

(第 2 1の実施例）

図 7 0において、 以上に述べたような点状の光取り出し形状 1 2乂を導光板1 1上において、 点状光源 2の近傍では疎に、 点状光源 2から離れるに従って密に 分布させた例を示す。 点状光源 2の近傍では導光板 1 7中の光束密度が高いが、 光取り出し形状 1 2 Xにより光線が拡散して、 点状光源 2から離れるに従って光 束密度が下がるため、 連続的に光取り出し形状 1 2 xを密に配設している。 これ により、 より均一な照明が可能になった。

本実施例に於いても、 前述した輝点は導光板 1 1面内に一様に分布し、 前述し た課題であった表示の見やすさを損ねる直線的な強い輝線が発生しない事が確認 された。 更に、 親察位置に関係なく、 均一な視認性を得ることが確認できた。 そ して、 本実施例のフロントライ トを用いた電子機器に於いても、 同様の効果が確 cれ o

(第 2 2の実施例）

図 7 2において、 導光板 1 1の反出光面 1 7側には透明板または透明シート 1 2 8が配置される。 導光板 1 1と透明板または透明シート 1 2 8の間は密着して おらず、 空気層が存在する。 導光板 1 1表面はわずかでも傷があると、 そこで内 部を導光する光線が反射し、 表面からは輝点や輝線として確認できる。 これらは 被照明物 8 6の前面に配置する照明としては見苦しいばかりでなく、 表示コント ラス卜の低下等著しく視認性を低下させるものである。 透明板または透明シー卜 1 2 8は導光板 1 1に対して空気層を介しているため、 光源 2からの光束が入り 込むことはなく、 ここに傷が付いても、 輝点、 輝線がでることはない。 またこの 場合、 傷の相対面積はわずかであるので、 被照明物 8 6に対する視認性について の影響もきわめて小さい。 本導光板 1 1を前置面照明として使用するためには、 この透明板または透明シ一卜 1 2 8の存在が好ましい。 透明板または透明シート 1 2 8としてはアクリル樹脂、 ボリカーボネート樹脂、 非晶性ポリオレフイン樹 脂等の透明樹脂、 ガラス等の無機透明材料が用いられる。

なお、 この透明シート 1 2 8は、 携帯電話機器、 時計、 カメラ、 デ一夕夕一ミ ナル機器等、 電子機器に一般的に用いられている液晶表示部を保護するための透 明カバー板と兼用させれば、 部品点数を減らす事になるとともに、 表面反射によ る反射型表示性能の低下をより少なくする事ができ好ましい。

(第 2 3の実施例）

図 7 3において、 導光板 1 1の少なくとも一つの端面にはライ 卜ガイ ドとして 棒状光拡散体 1 8を配置し、 さらに棒状光拡散体 1 3 1 8の端面には点状光源 2 を配置する。棒状光拡散体 1 3 1 8は端面に配置する点状光源 2の光束を導光し、 内部に練り込まれた拡散材ゃ表面に配設された光拡散形状により棒状光拡散体: I 8の表面から均一に光束を分散させ、 線状光源化する機能を持つ。 棒状光拡散体

1 8の表面から射出した光は導光体 1 1の端面 1 6に導かれ導光板 1 1内に導光 する。 導光板 1 1の表面には前述のような光取り出し形状が形成されているが、 光取り出し形状が特開平 6— 2 8 9 3 9 1号ゃ特開平 6— 3 2 4 3 3 1号に示さ れる様なリブ状ゃ角柱状であっても、 図 2 Bに示すように点状光源が直接入射し た場合のような特定位置の輝点は現れないことが確認された。

棒状光拡散体 1 3 1 8は図 7 3 Aのように透明樹脂の中に異なる屈折率を持つ 透明体 1 4 2 2 aを練り込んだもの、 図 7 3 Bのように透明樹脂の表面に印刷等 により光拡散パターン 1 4 2 2 bを形成したものが用いられる。

図 7 4は、 図 7 3 Aや 7 3 Bに示された物と同様な棒状光拡散体 1 6 0 2とリ ブ状の突起 1 6 1 2を有する導光板 1 1とからなるフロントライ 卜で、 この他、 L E D等点状光源が該棒状光拡散体 1 6 0 2の端部に配されているが図面では省 略されている。 上述したように、 棒状光拡散体 1 6 0 2側面からは光が略一様に 出光して導光板 1 1に入射し、 リブ状突起部の側面より下方へ出光して被照射物 を照明する。 このように、 点状光源からの光は、 榨状光拡散体によりあたかも線 状光源のように変換されて導光板 1 1に入射するため、 リブ状突起を有する導光 板でも前述し課題であつた輝点ならびに輝線の発生の無い均一で明るいフロント ライ トが実現できる。

(第 2 4の実施例）

以上、 本発明に基づく各種フロントライ 卜の実施例をもとに説明してきたが、 下部に偏光分離板を有する反射型液晶表示装置に前述した具体例に基づくフロン トライ トを搭載した実施例を図 7 5に示す。

導光板 1 1はその端部に配置された点状光源 1 2とともに液晶表示パネル 1 5 2の前面に配置される。 液晶表示パネル 1 5 2の背面には前記偏光分離板と着色 光吸収層とからなる 1 5 3を配置し、 反射型液晶表示装置を構成している。 導光 板 1 1は液晶表示パネル 1 5 2側に光線を投射するとともに偏光分離板 1 5 3に よって反射した光線をほとんど分散することなく、 透過する機能を有する。 また 外光が充分にあるときには光源 1 2を消灯して使用し、 この場合、 導光板 1 1は 単なる透明板として作用して視認性を落とさず、 表示品質にあまり影響を与えな い。

本実施例に基づく反射型液晶表示装置に於いては、 前述した実施例に基づく導 光板を使用しているため課題であつた照明時の輝線の発生が無く、 明るく表示視 認性のよ t、反射型液晶表示装置が得られる。

また照明装置を液晶表示パネルの背面に配置した従来の透過型液晶表示装置は 照明装置からの光線が液晶表示パネルを 1回のみ透過して明部暗部のコントラス トを発生しているのに対し、 本発明のような照明装置を液晶表示パネルの前面に 配置した反射型液晶表示装置は照明装置からの光線が 1回液晶表示パネルを透過 したのち反射板によって反射してもう 1回透過するため、 よりコントラストが高 くなることにより高い視認性を得るために有効になっている。

更に、 裏面に発光体を配した従来の半透過型液晶表示装置の場合には、 前述し たように、 透過率 1 0 %前後の半透過反射板を通して背面から照射するため照明 光量の 1 0 %以下しか液晶表示装置の照明に寄与していない。 それに比べて、 こ のフロン トライ トを使用した場合には、 照明光量の 5 0 %以上を反射型液晶表示 装置の照明に寄与させる事ができ、 エネルギーの利用効率を格段に向上させ、 低 電力化が図れる。 この事は、 主に電池をエネルギー源とする小型携帯電子機器に とっては特に有利な点てある。

(第 2 5の実施例） 図 7 6は、 前述したような偏光分離板と光吸収層とを従来の下偏光板と反射板 の代わりに用いた明るい反射型の液晶表示体と該液晶表示体の上面に配置された 本発明で示した第 1 7乃至第 2 4の実施例のいづれかに示したフロントライ トと からなる液晶表示装置 1 7 1を搭載した携帯電話機器である。

明るい璟境下ではフロントライ 卜の光源を消し外光により明るく見やすい表示 外観が得られるとともに、 暗い環境下に於いては該フロントライ 卜の光源を点灯 させ表示読み取りを可能にする。 この場合、 前述したように従来の半透過型液晶 表示装置に比べて少ない電力で表示面を照射できるため電力消費を抑え電池寿命 を延長させる事ができる。 更に、 前述したように L E D、 豆電球等、 点状光源を 使用しても輝線の発生が無い均一で明るく読み易い夜間照明が実現できる。

(第 2 6の実施例）

図 7 7は、 前述したような偏光分離板と光吸収層とを従来の下偏光板と反射板 の代わりに用いた明るい反射型の液晶表示体と該液晶表示体の上面に配置された 第 1 7乃至第 2 4の実施例のいづれかに示したフロントライ 卜とからなる液晶表 示装置 1 8 1を搭載した時計である。 この例でも前述と同様に輝線の発生が無く 均一で見やすく、 しかも消費電力を抑え電池寿命を延長した時計が実現できる。

(第 2 7の実施例）

図 7 8は、 前述したような偏光分離板と光吸収層とを従来の下偏光板と反射板 の代わりに用いた明るい反射型の液晶表示体と該液晶表示体の上面に配置された 第 1 7乃至第 2 4の実施例のいづれかに示したフロントライ 卜とからなる液晶表 示装置 1 9 1を搭載したデ一夕ターミナル機器である。 この例でも前述と同様に 輝線の発生が無く均一で見やすく、 しかも消費電力を抑え電池寿命を延長したデ —夕夕ーミナル機器が実現できる。 倉庫のような比較的暗い環境下で使用される ことが多いデータターミナル機器には本発明は特に有効である。 (第 2 8の実施例）

図 7 9は、 前述したような偏光分離板と光吸収層とを従来の下偏光板と反射板 の代わりに用いた明るい反射型の液晶表示体と該液晶表示体の上面に配置された 第 1 7乃至第 2 4の実施例のいづれかに示したフロントライ トとからなる液晶表 示装置 （ 2 0 1と 2 0 2 ) を搭載したカメラてある。 この例でも前述と同様に輝 線の発生が無く均一で見やすく、 しかも消費電力を抑え電池寿命を延長したカメ ラが実現できる。

以上説明したように、 第 1 7乃至第 2 8の実施形態およびその変形例によれば、 偏光分離板を用いた明るい反射型液晶表示体の上面に載置された均一で明るい、 かつ省電力で動作するフロントライ トを有した液晶表示装置が実現できるととも に、 特に、 暗い環境下でも使用されるケースの多い携帯電話、 時計、 デ一夕ター ミナル機器、 カメラ等の携帯機器に上記液晶表示装置を搭載する事は有効である。

(第 2 9の実施例）

以下に第 2 9の実施例を図面に基づいて説明する。 図 8 0において、 薄い箱状 の筐体 5 3内部に掲示物 5 6を配置し、 掲示物の観察者側面には導光板 1 1が全 体を覆って配置されている。 光源 2は筐体 5 3の縁部に収納され、 かつ導光板 1 1の端面 1 6に隣接配置される。 よって観察者側からは筐体 5 3の縁部前面の遮 光部 5 4によって隠され、 光源 2を直接見ることはない。 導光板 1 1は図 8 1 A または 8 1 Bに示すように透明板の片面に突起 1 2を設けており、 突起 1 2の各 面はすべて出光面 1 3に対して略平行な面 （底面 1 4 ) と略垂直な面 （側面 1 5 ) で構成される。 導光板 1は概ね屈折率 1 . 4以上の透明材料で形成される。 光源 2からの光束は光線 1 9 aや光線 1 9 bに示すように端面 1 6から入射したのち、 導光板 1 1の中で全反射を繰り返し突起 1 2の側面 1 5からのみ射出するため、 照明装置の背面からの出光が多く、 掲示物 5 6を効果的に照明することができる。 また、 導光板 1 1を形成する透明材料はアクリル樹脂、 ポリスチレン樹脂、 ポ リカーボネー卜樹脂、 非晶性ポリオレフイン樹脂等の透明樹脂、 ポリエチレンテ レフ夕レート樹脂等のボリエステル樹脂ゃポリオレフィン樹脂等の透明フィルム、 ガラス等の無機透明材料またはそれらの複合体が用いられる。 製造法としては、 射出成形、 押出成形、 熱硬化成形、 光 （紫外線） 硬化成形、 エッチング、 透明樹 脂またはガラス平板上にフィルムまたは樹脂層を接合する等の方法、 透明樹脂板 や透明フィルムをロール型等により転写して成形する方法等がとられる。

光源 2としては蛍光管、 電球、 発光ダイオード （L E D ) 等が用いられる。 蛍 光管は低電力で高輝度が期待でき、 白色光を容易に得ることができるため掲示板 への用途に適している。 L E Dは寿命が半永久的であり、 低電圧で駆動できるた め回路が簡単で、 安全性も高い。 色については最近では赤、 緑、 青の他にそれら の混色や白色も可能になっている。 電球を用いた場合は寿命が短いという欠点が あるが安価であり、 交換も容易にできる可肯性を持つ。

以上の構成により、 本掲示板装置は掲示物の前面に配置して、 外光が充分にあ る明るいときには照明を消して掲示物を親察し、 外光が充分でない暗いときには 照明を点灯して掲示物を観察できる、 非常に薄型のパートタイム照明が可能な掲 示板装置を実現できる。 また照明時においても、 光源から非常に近接した位置で の照明であるため、 一層の低消費電力化を図ることができる。

突起 1 2の大きさは、 可視光の波長がおよそ 3 8 0 nmから 7 0 0 n m程度で あることから、 回折による影響が発生しないために 5 m程度以上は必要であり、 また、 突起 1 2部が肉視で気にならない程度の大きさであるために概ね 1 mm以 下が望ましい。 また突起 1 2の高さと幅 （略円柱であれば直径） の比は、 導光板 1内での光線は平面方向の仰角が 4 5度以下であるため、 1対 1以下でよく、 実 際には 2 0度以下の光線が 9 0 %以上を占めるため 1対 2程度まで充分な性能を 発揮する。

図 8 2において、 導光板 1 1の反出光面 1 7側に凹形状 1 2 aを有する。 凹形 状 1 2 aは任意のサイズ、 形状をもち、 その凹形状 1 2 aに到達した光束を導光 板 1 1平面に対して、 大きい仰角を持つ光束に変換する機能を有するが、 中心角 9 0度以下の略球面にすることにより良好な特性を示すことがわかっている。 点光源 2から導光板 1 1へ導かれた光束は導光板 1 1内で全反射を繰り返して 導光していくが、 導光板 1 1の反出光面 1 7には凹形状 1 2 aが設けられており、 そこに到達した光束は導光板 1 1平面に対して、 大きい仰角を持つ光束に変換さ れ、 出光面 1 3より出光することができる。 導光板 1 1の出光面 1 3側に、 掲示 物 5 6を配置することにより、 本構成は面状照明として機能する。 また反出光面 1 7側の凹形状以外の面は出光面 1 3側と略平行であるので、 平板に交差する方 向には光線をそのまま透過する垂直光線透過機能をも有する。

これらの凹形状 1 2 aは照明部の面積に対して、 任意の面積比で設定すること ができる。 しかし、 凹形状 1 2 aの面積比を大きくとることにより、 照明の効率 を上げることができるが、 垂直透過光線の割合を減少させ、 視認性を低下させる。 実際には 5 0 %を超える面積比に設定することは現実的でなく、 暗い時のパート タイム照明としては、 1 0 %前後の面積比に設定するのが妥当である。 また、 前 述の照明輝度の均一化のために密度を加減する際にも、 1 0 %程度であれば、 垂 直透過部の面積比は 8 0〜9 0 %程度の幅であり、 視認性について位置によるム ラは感じられない。

凹形状 1 2 aの大きさは、 可視光の波長がおよそ 3 8 0 n mから 7 0 0 n m程 度であることから、 回折による影響が発生しないために 5 z m程度以上は必要で あり、 また、 凹形状 1 2 a部が肉視で気にならない程度の大きさであるために概 ね l mm以下が望ましい。 図 8 3において、 導光板 1 1の反出光面 1 7側に凸形状 1 2 bを有する。 凸形 状 1 2 bは任意のサイズ、 形状をもち、 その凸形状 1 2 bに到達した光束を導光 板 1 1平面に対して、 大きい仰角を持つ光束に変換する機能を有するが、 頂角 1 2 0度以下の略円錐面にすることにより良好な特性を示すことがわかっている。 凸形状 1 2 bの密度、 大きさについては前述の凹形状の場合に準じる。

図 8 4において、 導光板 1 1の反出光面 1 7側に光拡散部材層 1 2 cを有する。 光拡散部材層 1 2 cは任意のサイズ、 形状をもち、 その光拡散部材層 1 2 cに到 達した光束を導光板 1 1平面に対して、 大きい仰角を持つ光束に変換する機能を 有する。 すなわちこの光拡散部材層 1 2 cは出光面 1 3側への光拡散機能と反出 光面 1 7側への遮光性を持っている。 遮光性を確保するためにさらに遮光層を設 けることもできる。 光拡散部材層 1 2 cは印刷、 エッチング等で形成することが でき、 遮光層についても印刷、 金属膜蒸着等の方法で形成される。 光拡散部材層 1 2 cの密度、 大きさについては前述の凹形状の場合に準じる。

図 8 5において、 以上に述べたような点状の光取り出し形状 1 2 を導光板1 1上において、 光源 2の近傍では疎に、 光源 2から離れるに従って密に分布させ た例を示す。 光源 2の近傍では導光板 l x中の光束密度が高いが、 光取り出し形 状 1 2 xにより光線が拡散して、 光源 2から離れるに従って光束密度が下がるた め、 連続的に光取り出し形状 1 2 Xを密に配設している。 これにより、 より均一 な照明が可能になっている。

図 8 6において、 導光板 1 1の反出光面 1 7側には透明板または透明シート 8 が配置される。 導光板 1 1と透明板または透明シート 8の間は密着しておらず、 空気層が存在する。 導光板 1表面はわずかでも傷があると、 そこで内部を導光す る光線が反射し、 表面からは輝点や輝線として確認できる。 これらは透過式の照 明としては見苦しいばかりでなく、 コントラストの低下等著しく視認性を低下さ せるものである。 透明板または透明シート 8は導光板 1 1に対して空気層を介し ているため、 光源 2からの光束が入り込むことはなく、 ここに傷が付いても、 輝 点、 輝線がでることはない。 またこの場合、 傷の相対面積はわずかであるので、 掲示物 5 6に対する視認性についての影響もきわめて小さい。 本導光板 1 1を前 置面照明として使用するためには、 この透明板または透明シート 8の存在が必須 である。 透明板または透明シート 8としてはアクリル樹脂、 ポリ力一ポネ一ト樹 脂、 非晶性ポリオレフイン樹脂等の透明樹脂、 ガラス等の無機透明材料が用いら れる。

図 8 7において、 掲示板装置として交通標識 8 0 0に使用した例を示す。 交通 標識の持つている、 自動車の前照灯からの光線による反射機能を損なうことなく 夜間でも確認しやすレ、標識を実現できる。

図 8 8において、 掲示板装置としてバス停標識 8 0 1に使用した例を示す。 低 消費電力な標識が実現できる。

図 8 9において、 掲示板装置として額縁 8 0 2に使用した例を示す。 暗所でも 確認できる額縁を実現できる。

図 9 0において、 掲示板装置として時計文字盤 8 0 3に使用した例を示す。 公 共な場所に設置される時計等に低消費電力な照明が実現できる。

以上説明したように、 第 2 9の実施例およびその応用例によれば、 簡単な構成 により、 薄型で照度均一性が高く、 省電力な照明機能を有する掲示板装置および 掲示板装置を用いた標識等を提供することができる。

なお、 上述した実施例および変形例によって例示された本発明の照明装置には 既に説明した表示機器を含め、 種々の用途がある。 これを再度、 概括的に例示し てみると、

• 携帯電話、 小型情報機器、 腕時計などの携帯機器の照明装置 • 飾り棚照明、 三面鏡ライ ト、 テーブルのガラス部などの家具用の照明

• 屋外大型クロックの夜間照明、 公共地図、 パス停留所などの時刻表示 板などの照明装置

• 自動車のサンルーフ部、 インパネ部などの照明装置

• 歯科医用ミラ一ライ 卜などの医療用品の照明装置

• 文庫本用コンパクト照明、 飛行機内読書用照明、 アウト ドア用マップ 照明などに使用する照明装置

• ショーケース用照明、 ディスプレイ、 美術館展示品照明などに使用す る照明装置

• ルーペ照明、 フォトフレーム照明、 額縁照明などの家庭内小物に使用 する照明装置

• 窓、 シャワールーム、 玄関常夜灯、 屋内壁照明、 壁はめ込みフレーム 照明などの建築用の照明装置

• 自動販売機の商品照明、 プールの水中照明、 屋外社名ボード照明など の照明装置

など、 非常に広範囲の産業上の用途がある。

この内、 ァゥト ドア用マップ照明などに使用する照明装置の一例を図 9 1 A〜 図 9 1 Cに示す。 この装置は手のひらに乗せることができる程度のコンパク 卜な 大きさであり （例えば葉書と同程度の大きさ）、 優れた可搬性を有している。 この 照明装置は導光板 2 3 5の上下面それそれに透明の保護シート 2 3 6を貼り付け、 3方の側面には反射シート 2 3 7を各々貼り付けている。 導光板 2 3 5、 保護シ ート 2 3 6、 および反射シー卜 2 3 7の機能は上述したものと同一または同等で ある。 導光板 2 3 5の残りの光入射側側面の部分にはその一部を覆うように長方 形箱型のケース 2 3 8が取り付けてある。 このケースには、 電源としての電池 2 3 9、 点灯回路 （インバ一夕） 2 4 0、 線状光源としての蛍光管 2 4 1、 スイツ チ 2 4 2などが収納されている。 蛍光管 2 4 1はリフレタ夕 2 4 2により覆われ ている。 これにより、 点灯回路 2 4 0は電池 2 3 9からの電力で蛍光管 2 4 1を 必要時に点灯でき、 前述した作用効果を得ることができる。 したがって、 アウト ドアで地図を見るときに便利な高品質の照明機能を備えたハンディ夕イブの照明 装置を提供できる。

なお、 本発明は上述した実施例および変形例に記載の構成に限定されるもので はなく、 当業者であれば請求の範囲記載の本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々 に変形可能なことは勿論である。

Claims

請 求 の 範 囲 被照明物の前面に配置する照明装置において、 透明な平板状を成しかつそ の表面にまたはその表面に対向する位置に点状の光取り出し構造体を形成し た導光板と、 この導光板の端面に対向して配置した光源とを有することを特 徴とする照明装置。

請求の範囲 1項に記載の照明装置において、 前記光源は点状光源であるこ とを特徴とした照明装置。

請求の範囲 2項に記載の照明装置において、 前記光取り出し構造体を前記 点状光源の近傍では相対的に疎に分布させるとともに前記点状光源から離れ るに従って連続的に密に分布させたことを特徴とする照明装置。

請求の範囲 1項に記載の照明装置において、 前記導光板の端面と前記点状 光源との間に配置した棒状光拡散体を備えたことを特徴とする照明装置。

請求の範囲 4項に記載の照明装置において、 前記棒状光拡散体として、 光 拡散材を分散した乳白色透明体を用いたことを特徴とする照明装置。

請求の範囲 4項に記載の照明装置において、 前記棒状光拡散体として、 光 拡散形状を形成した透明体を用いたことを特徴とする照明装置。

請求の範囲 4項に記載の照明装置において、 前記導光板の前記被照明物に 対向する出光面に前記光取り出し構造体としてリブ状の突起を設けたことを 特徴とする照明装置。

請求の範囲 2項に記載の照明装置において、 前記導光板の前記被照明物に 対向する出光面に、 前記光取り出し構造体として柱状突起を設けたことを特 徴とする照明装置。

請求の範囲 2項に記載の照明装置において、 前記導光板の前記被照明物に 対向する出光面に、 前記光取り出し構造体として異形柱状突起を設けたこと を特徴とする照明装置。

. 請求の範囲 1項に記載の照明装置において、 前記導光板の前記被照明物に 対向する出光面とは反対側の反出光面に、 前記光取り出し構造体として凹形 状体を設けたことを特徴とする照明装置。

. 請求の範囲 1 0項に記載の照明装置において、 前記凹形状体は前記反出光 面に対して概ね 3 0度以下の傾斜面を持つ凹形状体であることを特徴とする 照明装置。

. 請求の範囲 1 1項に記載の照明装置において、 前記凹形状体が概ね円錐面 形状であることを特徴とする照明装置。

. 請求の範囲 1 2項に記載の照明装置において、 前記凹形状体が概ね頂角 1 3 0度の円錐面形状体であることを特徴とする照明装置。

. 請求の範囲 1に記載の照明装置において、 前記導光板の前記被照明物に対 向する出光面とは反対側の反出光面に、 前記光取り出し構造体として凸形状 体を設けたことを特徴とする照明装置。

. 請求の範囲 1 4項に記載の照明装置において、 前記凸形状体は前記反出光 面に対して概ね 3 0度以下の傾斜面を持つ凸形状体であることを特徴とする 照明装置。

. 請求の範囲 1 5項に記載の照明装置において、 前記凸形状体が概ね円錐面 形状体であることを特徴とする照明装置。

. 請求の範囲 1 6項に記載の照明装置において、 前記凸形状体が概ね頂角 1

3 0度の円錐面形状体であることを特徴とする照明装置。

. 請求の範囲 2項に記載の照明装置において、 前記導光板の前記被照明物に 対向する出光面とは反対側の反出光面に、 前記光取り出し構造体として光拡 散部材を配設したことを特徴とする照明装置。

. 請求の範囲 2項に記載の照明装置において、 前記点状光源として発光ダイ オード （L E D ) を用いたことを特徴とする照明装置。

. 請求の範囲 2項に記載の照明装置において、 前記点状光源として電球を用 いたことを特徴とする照明装置。

. 請求の範囲 2に記載の照明装置において、 前記導光板の前記被照明物に対 向する出光面とは反対側の反出光面に対向してシート状の透明部材を配設し たことを特徴とする照明装置。

. 請求の範囲 1に記載の照明装置において、 前記光源は、 前記導光板の光源 に対向している端面の長さよりも短い蛍光管であることを特徴とした照明装 置。

. 液晶表示体と、 この液晶表示体の前面に配置する照明装置とを備えた液晶 表示装置において、 前記照明装置は、 透明な平板状を成しかつその表面にま たはその表面に対向する位置に点状の光取り出し構造体を形成した導光板と、 この導光板の端面に対向して配置した点状光源とを備えたことを特徴とする 液晶表示装置。

. 被照明物の前面に配置する照明装置において、 透明な平板状を成しかつそ の表面に当該表面に対して略 3 0度以下の傾斜面を有する光拡散用の突起体 または凹みを形成した導光板と、 この導光板の端面に対向して配置した光源 とを有することを特徴とする照明装置。

. 請求の範囲 2 4項に記載の照明装置において、 前記導光板の前記光源が配 置される端面を除く他の端面に反射部材を隣接配置したことを特徴とする照 明装置。

. 請求の範囲 2 5項に記載の照明装置において、 前記導光板の前記光源が配 置される端面および該光源を共に覆うように反射部材を配置したことを特徴 とする照明装置。

. 請求の範囲 2 4項に記載の照明装置において、 前記導光板の照明範囲外面 に光吸収部材を隣接配置したことを特徴とする照明装置。

. 請求の範囲 2 4項に記載の照明装置において、 前記導光板の前記被照明物 に対向する出光面とは反対側の反出光面に対向して透明板または透明シー卜 を配設したことを特徴とする照明装置。

. 請求項 2 4記載の照明装置を掲示物前面に配置したことを特徴とする掲示 . 請求項 2 4記載の照明装置を液晶表示体の表示面前面に配置したことを特 徴とする液晶表示装置。

. 請求項 3 0記載の液晶表示装置を有することを特徴とする電子機器。

. 請求項 3 0記載の液晶表示装置を有することを特徴とする移動電話。

. 光源からの光束を板面方向とほぼ直交する一方の方向に透過させ、 この光 束をその一方の方向の面から照射する導光板を備えた照明装置において、 前 記一方の方向とは反対側の前記導光板の面に対向してシート状の透明部材を 配置したことを特徴とする照明装置。

. 請求の範囲 3 3項に記載の照明装置において、 前記透明部材は透明板また は透明膜であることを特徴とした照明装置。

. 請求の範囲 3 4項に記載の照明装置において、 前記導光板の前記一方の方 向の面に、 その面に対して略平行な面と略垂直な面により形成された突起部 を形成したことを特徴とする照明装置。

. 請求の範囲 3 5項に記載の照明装置において、 前記突起部がリブ状突起で あることを特徴とした照明装置。

. 請求の範囲 3 6項に記載の照明装置において、 前記リブ状突起の幅と高さ の比が概ね 1対 1であることを特徴とする照明装置。

. 請求の範囲 3 6項に記載の照明装置において、 前記突起部が円柱状突起で あることを特徴とする照明装置。

. 請求の範囲 3 8項に記載の照明装置において、 前記円柱状突起の直径と高 さの比が概ね 1対 1であることを特徴とする照明装置。

. 請求の範囲 3 3項に記載の照明装置を液晶表示体の表示面前面に配置した ことを特徴とする液晶表示装置。

. 請求の範囲 4 0項に記載の液晶表示装置において、 前記導光板の前面に偏 光板を配置したことを特徴とする液晶表示装置。

. 被照明物の前面に配置する照明装置において、 透明なシ一卜状部材であつ て表面に光取り出し構造体を形成した導光板と、 この導光板の端面部に一体 に配設した発光ダイオード （L E D ) とを備えたことを特徴とする照明装置。. 請求の範囲 4 2項に記載の照明装置において、 前記光取り出し構造体を前 記発光ダイォ一ドの近傍では相対的に疎に、 その発光ダイォードから離れる に従って連続的に密に分布させたことを特徴とする照明装置。

. 請求の範囲 4 2項に記載の照明装置において、 前記導光板の前記被照明物 に対向する面に、 前記光取り出し構造体として柱状突起を設けたことを特徴 とする照明装置。

. 請求の範囲 4 2項に記載の照明装置において、 前記導光板の前記被照明物 に対向する面とは反対側の面に、 前記光取り出し構造体として凹形状または 凸形状の突起を設けたことを特徴とする照明装置。

. 請求の範囲 4 2項に記載の照明装置において、 前記導光板の前記被照明物 に対向する面とは反対側の面に、 前記光取り出し構造体として光拡散部材を 配設したことを特徴とする照明装置。

47. 請求の範囲 42項に記載の照明装置において、 前記導光板の光拡散取り出 し構造体を形成した部分と前記発光ダイオード （LED) を配設した光源部 の間に空隙を配設したことを特徴とする照明装置。

48. 請求の範囲 47項に記載の照明装置において、 前記空隙の発光ダイオード (LED) 配設側の面に発光ダイオード （LED) の位置に対応してレンズ 形状を形成したことを特徴とする照明装置。

49. 請求の範囲 42項に記載の照明装置において、 前記発光ダイオード （LE

D) の導光方向と異なる方向に光リフレクタ一を設けたことを特徴とする照 明装置。

50. 請求の範囲 42項に記載の照明装置において、 前記導光板の端面に光反射 部材を配設したことを特徴とする照明装置。

51. 請求の範囲 42項に記載の照明装置において、 前記導光板の前記被照明物 に対向する面とは反対側の面に対向して透明板または透明シートを配設した ことを特徴とする照明装置。

52. 請求の範囲 42項に記載の照明装置を液晶表示体の表示面前面に配置した ことを特徴とする液晶表示装置。

53. 請求の範囲 52項に記載の液晶表示装置を有する電子機器。

54. 請求の範囲 52項に記載の液晶表示装置を有する移動電話。

55. 請求の範囲 52項に記載の液晶表示装置を有する情報端末。

56. 請求の範囲 52項に記載の液晶表示装置を有する時計。

57. 請求の範囲 52項に記載の液晶表示装置を有するカメラ。

58. 被照明物の前面に配置する照明装置において、 透明なシート状の少なくと も一方の面に光取り出し構造体を形成した導光板と、 この導光板と同一の 平面位置から外れた位置に配置した光源と、 この光源からの光線の方向を 変換して前記導光板の光入射端面に案内する変換手段とを備えたことを特 徴とする照明装置。

請求の範囲 5 8項に記載の照明装置において、 前記変換手段は、 前記導光 板の光入射端面に形成した該導光板平面方向に対して概ね 3 0度以上 5 0 度以下の傾斜面であり、 該傾斜面に対して該導光板平面を挟んで前記光源 を隣接配置したことを特徴とする照明装置。

請求の範囲 5 8項に記載の照明装置において、 前記変換手段は、 前記導光 板と前記光源の間に配置した導光部材であることを特徴とする照明装置。 請求の範囲 6 0項に記載の照明装置において、 前記導光板と前記導光部材 を一体で形成したことを特徴とする照明装置。

請求の範囲 5 8項に記載の照明装置において、 前記導光板の前記被照明物 に対向する面とは反対側の面に該導光板に対して概ね 3 0度以下の傾斜面 を持つ凸形状を形成したことを特徴とする照明装置。

請求の範囲 6 2項に記載の照明装置において、 前記凸形状が概ね円錐面形 状であることを特徴とする照明装置。

請求の範囲 5 8項に記載の照明装置において、 前記導光板の前記被照明物 に対向する面とは反対側の面に該透明板面に対して概ね 3 0度以下の傾斜 面を持つ凹形状を形成したことを特徴とする照明装置。

請求の範囲 6 4項に記載の照明装置において、 前記凹形状が概ね円錐面形 状である照明装置。

請求の範囲 5 8項に記載の照明装置において、 前記導光板の該被照明物に 対向する面に、 該導光板に対して概ね垂直な面および概ね水平な面を持つ 突起形状を形成したことを特徴とする照明装置。 請求の範囲 6 6項に記載の照明装置において、 前記突起形状が概ね円柱面 形状であることを特徴とする照明装置。

請求の範囲 5 8項に記載の照明装置において、 前記導光板の前記被照明物 に対向する面とは反対側の面に対向して透明板または透明シートを配設し たことを特徴とする照明装置。

請求の範囲 5 8項に記載の照明装置を液晶表示体の表示面前面に配置した ことを特徴とする液晶表示装置。

請求の範囲 6 9項に記載の液晶表示装置を有することを特徴とする電子機 器。

請求の範囲 6 9項に記載の液晶表示装置を有することを特徴とする移動電 πα ο

少なくとも上面側にフロントライ 卜を配置しかつ下面側に偏光分離板を配 置する反射型の液晶表示装置に於いて、 該フロントライ トは、 表面に複数 の点状の光取り出し構造体が形成された透明な平板からなる導光板と、 該 導光板の端面に対向して配置された点状光源とを備えたことを特徴とする 液晶表示装置。

請求の範囲 7 2項に記載の照明装置において、 前記光取り出し構造体を前 記光源の近傍では相対的に疎に、 前記光源から離れるに従って連続的に密 に分布させたことを特徴とする液晶表示装置。

請求の範囲 7 2項に記載の照明装置において、 前記導光板の端面に配置し た棒状光拡散体を備え、 この棒状光拡散体の端部に前記点状光源を配置し たことを特徴とする液晶表示装置。

請求の範囲 7 4項に記載の照明装置において、 前記棒状光拡散体として、 光拡散材を分散した乳白色透明体を用いたことを特徴とする液晶表示装置。 請求の範囲 7 4項に記載の照明装置において、 前記棒状光拡散体として、 光拡散形状を形成した透明体を用いたことを特徴とする液晶表示装置。 請求の範囲 7 2項に記載の照明装置において、 前記導光板の前記被照明物 に対向する面に、 前記光取り出し構造体として柱状突起を設けたことを特 徴とする液晶表示装置。

請求の範囲 7 2項に記載の照明装置において、 前記導光板の前記被照明物 に対向する面とは反対側の面に、 前記光取り出し構造体として凹形状また は凸形状を設けたことを特徴とする液晶表示装置。

請求の範囲 7 2項に記載の照明装置において、 前記導光板の前記被照明物 に対向する面とは反対側の面に、 前記光取り出し構造体として光拡散部材 を配設したことを特徴とする液晶表示装置。

請求の範囲 7 2項に記載の照明装置において、 前記光取り出し構造体の直 径または最大径は 5〃m以上 3 0 0〃m以下であることを特徴とする液晶 表示装置。

請求の範囲 7 2項に記載の照明装置において、 前記光取り出し構造体の直 径または最大径は 1 0 /m以上 1 0 0 m以下であることを特徴とする液 請求の範囲 7 4項に記載の照明装置において、 前記導光板の前記被照明物 に対向する面に、 前記光取り出し形状としてリブ状の突起を設けたことを 特徴とする液晶表示装置。

請求の範囲 7 2項に記載の照明装置において、 前記点状光源として発光ダ ィオード （L E D ) を用いたことを特徴とする液晶表示装置。

請求の範囲 7 2項に記載の照明装置において、 前記点状光源として電球を 用いたことを特徴とする液晶表示装置。

. 請求の範囲 7 2項に記載の液晶表示装置を有することを特徴とする電子機 器。

. 請求の範囲 7 2項に記載の液晶表示装置を有することを特徴とする携帯電 ό占 0

. 請求の範囲 7 2項に記載の液晶表示装置を有することを特徴とする時計。 ， 請求の範囲 7 2項に記載の液晶表示装置を有することを特徴とするカメラ. 請求の範囲 7 2項に記載の液晶表示装置を有することを特徴とするカメラ。 . 照明機能を有する掲示板装置において、 掲示物の前面に透明板を配置し、 該透明板に該掲示物への面状の照明機能を付与したことを特徴とする掲示 板装置。

. 請求の範囲 9 0記載の掲示板装置において、 前記透明板の出光面側に、 該 透明板平面と略垂直な面および略平行な面で構成した突起形状を設け、 該 透明板の端面に光源を配置したことを特徴とする掲示板装置。

. 請求の範囲 9 0記載の掲示板装置において、 前記透明板の前記掲示物に対 向する面に、 前記突起形状としてリブ状の突起を設けたことを特徴とする 掲示板装置。

. 請求の範囲 9 0記載の掲示板装置において、 前記透明板の前記掲示物に対 向する面に、 前記突起形状として柱状突起を設けたことを特徴とする掲示 板装置。

請求の範囲 9 0記載の掲示板装置において、 前記透明板の反出光面側に光 取り出し構造体を形成し、 該透明板の端面に光源を配置したことを特徴と する掲示板装置。

請求の範囲 9 4記載の掲示板装置において、 前記光取り出し構造体として 凹形状または凸形状の突起を設けたことを特徴とする掲示板装置。

96. 請求の範囲 94記載の掲示板装置において、 前記光取り出し構造体として 光拡散部材を配設したことを特徴とする掲示板装置。

97. 請求の範囲 90記載の掲示板装置において、 前記透明板の反出光面に対向 して透明板または透明シートを配設したことを特徴とする掲示板装置。

98. 請求の範囲 90項記載の掲示板装置を使用した標識。

99. 請求の範囲 90項記載の掲示板装置を使用した交通標識。

100. 請求の範囲 90項記載の掲示板装置を使用したバス停標識。

101. 請求の範囲 90項記載の掲示板装置を使用した額縁。

102. 請求の範囲 90項記載の掲示板装置を使用した時計。