【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)平成26年度 国立研究開発法人科学技術振興機構 産学共同実用化開発事業 産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0008】
いくつかの実施形態につき、図面を参照しながら説明する。
なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有される。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。各図において、連続して配置される同一又は類似の要素については符号を省略することがある。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を省略することがある。
【0009】
各実施形態においては、表示装置の一例として、透過型の液晶表示装置を開示する。また、照明装置の一例として、液晶表示装置のバックライトを開示する。ただし、各実施形態は、他種の表示装置や照明装置に対する、各実施形態にて開示される個々の技術的思想の適用を妨げるものではない。他種の表示装置としては、例えば、透過型の機能に加えて外光を反射してこの反射光を表示に利用する反射型の機能を備えた液晶表示装置や、Micro Electro Mechanical System(MEMS)シャッターが光学素子として機能する機械式表示パネルを有する表示装置などが想定される。他種の照明装置としては、例えば、表示装置の前面に配置されるフロントライトなどが想定される。また、照明装置は、表示装置の照明とは異なる用途で使用されるものであってもよい。
【0010】
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る表示装置1の概略的な構成を示す斜視図である。表示装置1は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話端末、パーソナルコンピュータ、テレビ受像装置、車載装置、ゲーム機器、ウェアラブル端末等の種々の装置に用いることができる。
【0011】
表示装置1は、表示パネル2と、バックライトである照明装置3と、表示パネル2を駆動する駆動ICチップ4と、表示パネル2及び照明装置3へ制御信号を伝達するフレキシブル回路基板FPC1,FPC2とを備えている。例えば、フレキシブル回路基板FPC1,FPC2は、表示パネル2及び照明装置3の動作を制御する制御モジュールに接続されている。
【0012】
表示パネル2は、第1基板SUB1(アレイ基板)と、第1基板SUB1に対向する第2基板SUB2(対向基板)とを備えている。表示パネル2は、画像を表示する表示領域DAを有している。表示パネル2は、例えば、表示領域DAにおいてマトリクス状に配列された複数の画素PXを備えている。
【0013】
照明装置3は、第1光源LS1と、第2光源LS2と、第1基板SUB1に対向する導光板LGとを備えている。第1光源LS1は導光板LGの一方の側面に対向し、第2光源LS2は導光板LGの他方の側面に対向している。
図1においては各光源LS1,LS2を1つずつ示しているが、実際には複数の第1光源LS1と複数の第2光源LS2とが設けられている(
図3参照)。
【0014】
図1に示すように、第1方向X、第2方向Y、及び第3方向Zを定義する。各方向X,Y,Zは、例えば互いに直交する。本開示においては、表示装置1を第3方向Zと平行な方向から見ることを平面視と呼ぶ。また、X−Z平面と平行な表示装置1の断面を見ることを断面視と呼ぶ。
図1の例において、各基板SUB1,SUB2及び導光板LGは、第1方向Xに沿う長辺と、第2方向Yに沿う短辺とを有しており、平面視における形状が長方形である。但し、各基板SUB1,SUB2及び導光板LGの形状はこれに限定されず、平面視における形状が正方形や円形など他の形状であってもよい。
【0015】
図2は、X−Z平面と平行な表示装置1の概略的な断面図である。表示パネル2は、シール材SLと、液晶層LCとをさらに備えている。各基板SUB1,SUB2は、シール材SLにより貼り合わされている。液晶層LCは、シール材SL及び各基板SUB1,SUB2の間に封入されている。
【0016】
第1基板SUB1の下面(導光板LGと対向する面)には、第1偏光板PL1が貼付されている。第2基板SUB2の上面(第1基板SUB1と対向しない面)には、第2偏光板PL2が貼付されている。各偏光板PL1,PL2の偏光軸は、互いに直交する。
【0017】
導光板LGは、表示パネル2と対向する第1主面51と、第1主面51の反対側の第2主面52と、第1側面53と、第1側面53の反対側の第2側面54とを有している。第1光源LS1は第1側面53に対向し、第2光源LS2は第2側面54に対向している。第1光源LS1と第1側面53の間や第2光源LS2と第2側面54の間にレンズなどの光学素子をさらに配置し、各光源LS1,LS2からの光の幅や角度を調整してもよい。
【0018】
第1光源LS1は、第1照射方向DL1を中心とした広がりを持つ拡散光を第1側面53に照射する。第2光源LS2は、第2照射方向DL2を中心とした広がりを持つ拡散光を第2側面54に照射する。各照射方向DL1,DL2は、例えば反対の方向であり、第1方向Xと平行である。各光源LS1,LS2の発光素子としては、例えば偏光したレーザー光を放つ半導体レーザーなどのレーザー光源を用いることができる。各光源LS1,LS2の発光素子はレーザー光を放つものに限られず、例えば発光ダイオードを用いることもできる。
【0019】
各光源LS1,LS2は、それぞれ異なる色の光を発する複数の発光素子を備えてもよい。例えば、各光源LS1,LS2が赤色、緑色、青色の光を発する3つの発光素子をそれぞれ備えれば、これらの色の混合色(例えば白色)の光を得ることができる。
【0020】
表示装置1は、表示パネル2と導光板LGの間に、プリズムシートPSを備えている。さらに、表示装置1は、プリズムシートPSと表示パネル2の間に、拡散シートDS(拡散層)を備えている。例えば、プリズムシートPSは、第2方向Yと平行に延びる多数のプリズムを備えている。これらのプリズムは、例えばプリズムシートPSの下面(導光板LGと対向する面)に形成されている。但し、これらのプリズムは、プリズムシートPSの上面(表示パネル2と対向する面)に形成されてもよい。
【0021】
図2においては、第1光源LS1が発する光の光路の一例を破線で示し、第2光源LS2が発する光の光路の一例を1点鎖線で示している。第1光源LS1が発した光は、第1側面53から導光板LGに入り、各主面51,52で反射しながら導光板LGを伝播し、やがて第1主面51の全反射条件を外れて第1主面51から出射する。第2光源LS2が発した光は、第2側面54から導光板LGに入り、各主面51,52で反射しながら導光板LGを伝播し、やがて第1主面51の全反射条件を外れて第1主面51から出射する。このように、第1主面51は、光が出射する出射面に相当する。
【0022】
プリズムシートPSは、第1主面51から出射した光を第3方向Zに実質的に平行な光に変換する。ここで、「第3方向Zに実質的に平行な光」は、第3方向Zと厳密に平行な光のみならず、第3方向Zに対する傾きが、第1主面51から出射した際に比べて、プリズムシートPSにより十分に小さく変換された光を含む。各光源LS1,LS2からの光の偏光を維持する観点から、プリズムシートPSのプリズムが下面に形成されていることが好ましい。プリズムシートPSを経た光は、拡散シートDSで拡散されて、表示パネル2に照射される。プリズムシートPSを通過した光の視野角が狭い場合であっても、この光を拡散シートDSで拡散することにより視野角を広げることができる。
【0023】
なお、各光源LS1,LS2からの光が十分に偏光された状態で表示パネル2に到達する場合には、第1偏光板PL1を省略してもよい。第1偏光板PL1を省略した場合には、例えば各基板SUB1,SUB2の透光性を高めることで、表示装置1の背景が透けて見えるいわゆる透明液晶表示装置を得ることができる。
【0024】
図3は、照明装置3の概略的な平面図である。この図の例においては、第1側面53に沿って8個の第1光源LS1が並び、第2側面54に沿って8個の第2光源LS2が並んでいる。第1光源LS1が発する光の強度は第1光軸AX1において最も高く、第2光源LS2が発する光の強度は第2光軸AX2において最も高い。
【0025】
各光源LS1,LS2は、図示したように、第2方向Yにおいて互い違いに配列されている。すなわち、第1光源LS1が第1照射方向DL1に発する光の第1光軸AX1と、第2光源LS2が第2照射方向DL2に発する光の第2光軸AX2とは、第2方向Yにおいて互いにずれている。なお、第1光軸AX1と第2光軸AX2が、第2方向Yにおいて揃っていてもよい。
【0026】
図4は、X−Z平面と平行な導光板LGの概略的な断面図である。導光板LGの第1主面51は、第1方向X及び第2方向Yと平行な平面である。第2主面52は、第1領域A1と、第2領域A2と、第3領域A3とを有している。
図3の平面図に示すように、第1領域A1は、導光板LGの第2方向Yにおける一端から他端に亘って、第1側面53寄りに設けられている。第3領域A3は、導光板LGの第2方向Yにおける一端から他端に亘って、第2側面54寄りに設けられている。第2領域A2は、導光板LGの第2方向Yにおける一端から他端に亘って、第1領域A1と第3領域A3の間に設けられている。第1領域A1、第2領域A2、及び第3領域A3は、この順で第1照射方向DL1に沿って並んでいる。一例として、第1方向Xにおいて、第1領域A1の幅と第3領域A3の幅は等しい。また、第1方向Xにおいて、第2領域A2の幅は各領域A1,A3の幅よりも小さい。但し、各領域A1,A3の幅が異なってもよいし、第2領域A2の幅が各領域A1,A3の幅以上であってもよい。
【0027】
図4に示すように、第1領域A1及び第3領域A3は、第1主面51に対して傾いている。第2領域A2は、第1主面51と平行である。ここでの「平行」は、各領域A1,A3が第1主面51に対して傾く角度よりも十分に小さい角度で、第2領域A2が第1主面51に対して傾いている場合(第1主面51と実質的に平行な場合)を含む。
【0028】
第2主面52には複数のプリズムPが設けられている。当該複数のプリズムPは、第1領域A1にある複数の第1プリズムP1と、第2領域A2にある複数の第2プリズムP2と、第3領域A3にある複数の第3プリズムP3とを含む。各プリズムP1,P2,P3は、第2方向Yに延在している。第1プリズムP1の断面形状は、例えば第2方向Yにおいて一様であるが、異なっていてもよい。第2プリズムP2及び第3プリズムP3についても同様である。
【0029】
例えば、第1プリズムP1と第2プリズムP2は互いに形状が異なる。また、第3プリズムP3と第2プリズムP2も互いに形状が異なる。第1プリズムP1と第3プリズムP3は、同じ形状(対称な形状を含む)であってもよい。
【0030】
例えば、各第1プリズムP1と各第2プリズムP2は、異なる密度で配置されている。また、各第3プリズムP3と各第2プリズムP2も異なる密度で配置されている。各第1プリズムP1と各第3プリズムP3は、同じ密度で配置されてもよい。
【0031】
断面視において、複数の第1プリズムP1の頂点を結ぶ線分を第1仮想線VL1、複数の第2プリズムP2の頂点を結ぶ線分を第2仮想線VL2、複数の第3プリズムP3の頂点を結ぶ線分を第3仮想線VL3と呼ぶ。
図4の例において、各仮想線VL1,VL2,VL3はいずれも直線である。但し、各仮想線VL1,VL2,VL3は少なくとも一部が屈曲してもよいし、曲線状であってもよい。
【0032】
第1仮想線VL1は、第1主面51に対して第1角度θ1で傾いている。第3仮想線VL3は、第1主面51に対して第3角度θ3で傾いている。各角度θ1,θ3は、いずれも鋭角である。一例として、第1角度θ1と第3角度θ3は実質的に等しい(θ1≒θ3)。但し、第1角度θ1と第3角度θ3が異なってもよい(θ1≠θ3)。
第2仮想線VL2は、各仮想線VL1,VL3に対して傾斜している。第2仮想線VL2と第1主面51とが成す第2角度θ2は、各角度θ1,θ3よりも小さい(θ2<θ1,θ3)。
図4の例において、第2仮想線VL2は、第1主面51と平行である。ここでの「平行」は、第2角度θ2が零である場合に加え、各角度θ1,θ3よりも十分に小さい場合(第1主面51と実質的に平行な場合)を含む。
【0033】
ここで、第1領域A1における導光板LGの厚さ(第1領域A1と第1主面51との距離)をD1、第2領域A2における導光板LGの厚さ(第2領域A2と第1主面51との距離)をD2、第3領域A3における導光板LGの厚さ(第3領域A3と第1主面51との距離)をD3と定義する。距離D1は、第1側面53から各領域A1,A2の境界に向けて大きくなる。距離D3は、第2側面54から各領域A2,A3の境界に向けて大きくなる。
図4の例において、距離D2は一定である。
【0034】
このような形状においては、距離D2は、第1領域A1のいずれの位置における距離D1よりも長い(D2>D1)。また、距離D2は、第3領域A3のいずれの位置における距離D3よりも長い(D2>D3)。
【0035】
図5は、第1プリズムP1の拡大した断面図である。第1プリズムP1は、第1傾斜面11と第2傾斜面12とを有しており、断面が三角形状である。各傾斜面11,12が成す頂角の角度は、θaである。第1領域A1における第2主面52と第1傾斜面11とが成す角度は、θbである。第1領域A1における第2主面52と第2傾斜面12とが成す角度は、θcである。第1プリズムP1の第1方向Xにおける幅はDp1であり、隣り合う第1プリズムP1の第1方向Xにおける間隔はTp1である。第1プリズムP1の高さは、H1である。
【0036】
図5の例において、角度θaは鈍角であり,角度θb,θcは鋭角であり、θa>θc>θbが成り立つ。一例として、第1傾斜面11は、第1主面51と平行である。この場合、角度θbは、上述の角度θ1と等しい。第1領域A1に形成される各第1プリズムP1は、全て形状が同じであってもよいし、少なくとも一部の第1プリズムP1の形状が異なってもよい。
【0037】
第3領域A3に形成される各第3プリズムP3についても、以上説明した第1プリズムP1と同様の構成を有している。
第1プリズムP1や第3プリズムP3が多い領域ほど第1主面51から出射する光を増やすことができる。また、一般的に導光板の端部においては出射面の輝度が低下し易い。これらに鑑み、
図4に示すように、第1領域A1における第1プリズムP1の密度を、各領域A1,A2の境界から第1側面53に向けて増加させてもよい。同様に、第3領域A3における第3プリズムP3の密度を、各領域A2,A3の境界から第2側面54に向けて増加させてもよい。
【0038】
ここで、第1プリズムP1の密度は、例えば単位長さ当りの第1プリズムP1の数として定義することができる。或いは、第1プリズムP1の密度は、第1プリズムP1の幅Dp1と、隣り合う第1プリズムP1の間隔Tp1との比で表すこともできる。第3プリズムP3の密度についても同様である。
【0039】
また、第1プリズムP1の頂角の角度θaや高さH1を、各領域A1,A2の境界から第1側面53に向けて増加させてもよい。この場合、第1領域A1における第1プリズムP1の密度を一定としてもよい。
同様に、第3プリズムP3の頂角の角度や高さを、各領域A2,A3の境界から第2側面54に向けて増加させてもよい。この場合、第3領域A3における第3プリズムP3の密度を一定としてもよい。
【0040】
なお、以上述べた密度、角度、及び高さの調整は、必ずしも全ての第1プリズムP1や第3プリズムP3を対象として適用される必要はない。例えば、各第1プリズムP1の一部において密度、角度、及び高さが異なってもよい。同様に、各第3プリズムP3の一部において密度、角度、及び高さが異なってもよい。
【0041】
図6は、第2プリズムP2の拡大した断面図である。第2プリズムP2は、第1傾斜面21と第2傾斜面22とを有しており、断面が三角形状である。各傾斜面21,22が成す頂角の角度は、θdである。第2領域A2における第2主面52と第1傾斜面21とが成す角度は、θeである。第2領域A2における第2主面52と第2傾斜面22とが成す角度は、θfである。第2プリズムP2の第1方向Xにおける幅はDp2であり、隣り合う第2プリズムP2の第1方向Xにおける間隔はTp2である。第2プリズムP2の高さは、H2である。
【0042】
図6の例において、角度θdは鈍角であり、角度θe,θfは鋭角であり、θd>θe,θfが成り立つ。角度θeと角度θfは、例えば同じ角度である(θe=θf)。第2領域A2に形成される各第2プリズムP2の角度θdや高さH2は、全て同じであってもよいし、各第2プリズムP2の少なくとも一部において異なってもよい。また、各第2プリズムP2の密度は一定であってもよいし、各第2プリズムP2の少なくとも一部において異なってもよい。
【0043】
ここで、第2プリズムP2の密度は、例えば単位長さ当りの第2プリズムP2の数として定義することができる。或いは、第2プリズムP2の密度は、第2プリズムP2の幅Dp2と、隣り合う第2プリズムP2の間隔Tp2との比で表すこともできる。
【0044】
本実施形態の導光板LGの構造によれば、第1主面51から出射する光の輝度むらを抑制し、良好な輝度分布の光を表示パネル2に照射することができる。この効果につき、
図7乃至
図10を用いて説明する。
図7は、比較例に係る導光板LGAにおける出射面の輝度分布を示す図である。この導光板LGAは、光源側の一端(図中左側)から他端(図中右側)に亘って厚さが一定の平板型である。すなわち、導光板LGAの形状は、
図4に示す導光板LGにおける第3領域A3を有し、第1領域A1と第2領域A2を有さない形状に相当する。9つの光源が図中の左側の端部に沿って並べられている。この比較例では、光源から離れるに連れて出射面の輝度が増加している。光源に近い領域では、高輝度部分と低輝度部分とが第2方向Yに沿って繰り返される縞模様が生じている。
【0045】
図8は、他の比較例に係る導光板LGBにおける出射面の輝度分布を示す図である。
図9は、この導光板LGBの概略的な断面図である。
図9に示すように、導光板LGBは、左端から第1方向Xにおける中心Cに向けて厚さが増し、当該中心Cから右端に向けて厚さが減少する形状である。すなわち、導光板LGBの形状は、
図4に示す導光板LGにおける第1領域A1と第3領域A3を有し、第2領域A2を有さない形状に相当する。複数の光源LSが左端と右端のそれぞれに配置されている。なお、導光板LGBには上述の第1プリズムP1や第3プリズムP3と同様のプリズムが配置されているが、
図9においては省略している。
【0046】
導光板LGBの左端に配置された光源LSの光は、主に第3領域A3のプリズムにて反射して出射面から出射する。また、導光板LGBの右端に配置された光源LSの光は、主に第1領域A1のプリズムにて反射して出射面から出射する。したがって、
図8に示すように、この比較例では
図7のような光源近傍での輝度低下が生じない。しかしながら、各領域A1,A3の境界近傍のプリズムで反射した光は、当該境界近傍の直上からは出射し難く、当該境界近傍から離れた位置から出射する。これに起因して、第1方向Xにおける中心Cの近傍(各領域A1,A3の境界近傍)で出射面の輝度が大幅に低下している。
【0047】
図10は、本実施形態に係る導光板LGにおける出射面(第1主面51)の輝度分布を示す図である。この図の例では、各領域A1,A3の間に第2領域A2が設けられているために、中央近傍における輝度の低下が生じていない。すなわち、第2領域A2の第2プリズムP2により、各光源LS1,LS2からの光が中央近傍の出射面(第1主面51)からも出射するので、
図9のような輝度むらが抑制されている。
【0048】
図10の輝度分布においては、各領域A1,A2の境界、及び、各領域A2,A3の境界において、軽度な輝度の低下が見られる。この輝度低下を抑制すべく、第2プリズムP2の密度や形状を調整してもよい。
【0049】
図11は、第2プリズムP2の密度の調整例を示す図である。1点鎖線で示す線は、第1方向Xにおける第2領域A2の中心Cである。各第2プリズムP2の密度は、中心Cから各領域A1,A2の境界に向けて増加している。また、各第2プリズムP2の密度は、中心Cから各領域A2,A3の境界に向けて増加している。なお、この例においては、各第2プリズムP2の幅Dp2及び頂角の角度θdが一定であり、隣り合う第2プリズムP2の間隔Tp2を中心Cに近づくほど大きくすることによって密度が調整されている。各領域A1,A2の境界、及び、各領域A2,A3の境界において第2プリズムP2の密度を大きくすると、これら境界における出射面からより多くの光を出射させることができる。
【0050】
図12は、
図11のように第2プリズムP2の密度を調整した導光板LGにおける出射面(第1主面51)の輝度分布を示す図である。この例においては、各領域A1,A2の境界、及び、各領域A2,A3の境界において、
図10のような輝度の低下が生じていない。したがって、第2プリズムP2の密度の調整により、一層良好な輝度分布を得られることが分かる。
【0051】
図13は、第2プリズムP2の形状の調整例を示す図である。この例では、各第2プリズムP2の角度θdが中心Cから各領域A1,A2の境界に向けて低下している。また、各第2プリズムP2の角度θdは、中心Cから各領域A2,A3の境界に向けて低下している。幅Dp2及び間隔Tp2は、第2領域A2の全体に亘って一定である。したがって、各第2プリズムP2の高さH2は、中心Cから各領域A1,A2の境界に向けて増加している。同様に、各第2プリズムP2の高さH2は、中心Cから各領域A2,A3の境界に向けて増加している。
【0052】
各領域A1,A2の境界、及び、各領域A2,A3の境界において第2プリズムP2の角度θdを大きくすると、
図6に示した各傾斜面21,22が急峻となる。したがって、各傾斜面21,22で反射される光がより垂直に近い角度で第1主面51に到達し、第1主面51から出射し易い。また、高さH2を大きくすると、各傾斜面21,22の面積が増す。したがって、各傾斜面21,22により、より多くの光が第1主面51に向けて反射される。これらのことから、角度θdや高さH2を調整することにより、各領域A1,A2の境界、及び、各領域A2,A3の境界において、出射面からより多くの光を出射させることができる。したがって、
図13のように第2プリズムP2の形状を調整した場合であっても、密度を調整する場合と同様に良好な輝度分布を得ることができる。
【0053】
以上説明した本実施形態によれば、第2領域A2を導光板LGに設けたことで、良好な第1主面51の輝度分布を得ることができる。また、このような導光板LGを備えた照明装置3を用いることで、表示装置1の表示品位を高めることができる。
その他、本実施形態からは、上述した種々の好適な効果を得ることができる。
【0054】
[第2実施形態]
第2実施形態について説明する。特に言及しない構成及び効果については、第1実施形態の
図4等と同様である。
図14は、第2実施形態に係る照明装置3の概略的な構成を示す図である。この照明装置3は、第1光源LS1、第2光源LS2、及び導光板LGに加え、第1反射部材60を備えている。第1反射部材60は、例えば金属材料で構成されたシート材であり、導光板LGの第2主面52に対向している。第1反射部材60は、導光板LGの第2主面52から漏れた光を導光板LGに向けて反射する。なお、第2主面52にあるプリズム群は省略している。
【0055】
第1反射部材60は、第1領域A1に対向する第1部分61と、第2領域A2に対向する第2部分62と、第3領域A3に対向する第3部分63とを有している。本実施形態では、各部分61〜63がいずれも同一のX−Y平面に延在している。第1部分61は、第1領域A1と非平行である。第2部分62は、第2領域A2と平行である。第3部分63は、第3領域A3と非平行である。
【0056】
図15は、第2実施形態の構成において、導光板LGにおける出射面の輝度分布を示す図である。この輝度分布から分かるように、第1反射部材60を設けた場合であっても、第1実施形態と同じく良好な輝度分布を得ることができる。さらに、第1反射部材60を設けた場合には、導光板LGの第2主面52から漏れる光を再利用できるので、第1主面51の輝度を全体的に高めることができる。
【0057】
[第3実施形態]
第3実施形態について説明する。特に言及しない構成及び効果については、上述の各実施形態と同様である。
図16は、第3実施形態に係る照明装置3の概略的な構成を示す図である。この照明装置3は、第2実施形態と同様に、第1反射部材60を備えている。
図16においては、第1方向Xにおける第2領域A2の中心Cを1点鎖線で示している。
【0058】
第1反射部材60は、第1部分61と、第2部分62とを有している。第1部分61は、第1領域A1の全てと、第2領域A2のうち中心Cよりも第1領域A1側の半分と対向している。第2部分62は、第3領域A3の全てと、第2領域A2のうち中心Cよりも第3領域A3側の半分と対向している。第1部分61は、第1領域A1と平行であり、第2領域A2と非平行である。第2部分62は、第3領域A3と平行であり、第2領域A2と非平行である。
【0059】
図17は、第3実施形態の構成において、導光板LGにおける出射面の輝度分布を示す図である。
図15と同様に、良好な輝度分布を得ることができる。さらに、
図15に比べて、輝度分布の均一性が増している。このことから、本実施形態のように、第1領域A1及び第3領域A3と平行に第1反射部材60を配置することが好ましい。なお、
図18に示すように、第2部分62は、第2領域A2と平行に形成してもよい。
【0060】
[第4実施形態]
第4実施形態について説明する。特に言及しない構成及び効果については、上述の各実施形態と同様である。
図19は、第4実施形態に係る導光板LGの一部の概略的な断面を示す図である。ここでは、各プリズムP1,P2,P3の図示を省略している。図示したように、導光板LGは、第2領域A2において、第2主面52が曲面状である。このように第2領域A2を構成すると、各領域A1,A2の境界及び各領域A2,A3の境界における第2主面52の変化が滑らかになる。したがって、第1主面51における輝度分布の変化も滑らかになり、局所的な輝度の低下を防ぐことができる。
【0061】
[第5実施形態]
第5実施形態について説明する。特に言及しない構成及び効果については、上述の各実施形態と同様である。
図20は、第5実施形態に係る導光板LGの一部の概略的な断面を示す図である。図示したように、導光板LGは、第2領域A2において、複数の傾斜面A2a,A2b,A2c,A2dを有している。各傾斜面A2a,A2b,A2c,A2dは、各領域A1,A2の境界から各領域A2,A3の境界に向けてこの順で並んでいる。各傾斜面A2a,A2b,A2c,A2dは、例えば図示した断面形状で第2方向Yと平行に延在している。
【0062】
傾斜面A2aは、第1領域A1と異なる角度でX−Y平面に対して傾斜している。傾斜面A2bは、傾斜面A2aと異なる角度でX−Y平面に対して傾斜している。傾斜面A2cは、傾斜面A2bと異なる角度でX−Y平面に対して傾斜している。傾斜面A2dは、傾斜面A2c及び第3領域A3と異なる角度でX−Y平面に対して傾斜している。ここでは、第2プリズムP2の図示を省略しているが、第2プリズムP2は各傾斜面A2a,A2b,A2c,A2dにそれぞれ形成されている。
なお、
図20には各傾斜面A2a,A2b,A2c,A2dが第1方向Xに並ぶ例を示したが、第2方向Yに並ぶ複数の傾斜面が第2領域A2に形成されてもよい。また、傾斜面の数は4つに限定されず、2つ又は3つでもよいし、5つ以上でもよい。また、第2領域A2は、傾斜面に加えてX−Y平面と平行な面を含んでもよい。
【0063】
[第6実施形態]
第6実施形態について説明する。特に言及しない構成及び効果については、上述の各実施形態と同様である。
図21は、第6実施形態に係る照明装置3の概略的な断面を示す図である。この照明装置3は、導光板LGと、第1光源LS1と、第1反射部材60とを備えている。照明装置3は、第2光源LS2を備えていない。導光板LGの第2主面52は、第1領域A1と、第2領域A2とを有している。ここでは図示を省略しているが、第1領域A1には複数の第1プリズムP1が形成され、第2領域A2には複数の第2プリズムP2が形成されている。
【0064】
第1領域A1における導光板LGの厚さである距離D1は、第1側面53から各領域A1,A2の境界に向けて大きくなる。
図21の例において、第2領域A2における導光板LGの厚さである距離D2は一定である。第1実施形態と同様に、距離D2は第1領域A1のいずれの位置における距離D1よりも長い(D2>D1)。
【0065】
第1反射部材60は、第1領域A1に対向する第1部分61と、第2領域A2に対向する第2部分62とを有している。第1部分61は第1領域A1と平行であり、第2部分62は第2領域A2と平行である。
図14のように、第1部分61と第1領域A1とが平行でなくてもよい。また、
図16のように、第2部分62と第2領域A2とが平行でなくてもよい。
【0066】
照明装置3は、第2反射部材70をさらに備えている。第2反射部材70は、例えば金属材料で構成されたシート材であり、導光板LGの第2側面54に対向している。第2反射部材70は、第2側面54と平行である。
【0067】
図21においては、第1光源LS1が発する光の光路の一例を破線で示している。第1光源LS1が発した光は、第1側面53から導光板LGに入る。第1領域A1が
図21のように傾斜していると、この光が浅い角度で第1領域A1に照射されるので、各主面51,52の全反射条件を外れにくい。したがって、この光は各主面51,52で反射されながら導光板LGを伝播し、第2側面54に到達する。この光は第2側面54から出射し得るが、第2反射部材70で反射されて導光板LGに再び入射する。導光板LGに戻った光は、第1領域A1の第1プリズムP1や第2領域A2の第2プリズムP2で反射され、第1主面51の全反射条件を外れて第1主面51から出射する。
【0068】
仮に第2領域A2を設けない場合には、第2反射部材70で反射した光の輝度が第2側面54の近傍で大きく低下し、第1主面51に輝度むらが生じ得る。これに対し、第2領域A2を設けた場合には、第1実施形態と同様にこのような輝度むらを抑制し、第1主面51の輝度分布の均一性を向上させることができる。
【0069】
[第7実施形態]
第7実施形態について説明する。特に言及しない構成及び効果については、上述の各実施形態と同様である。
図22は、第7実施形態に係る照明装置3の一部の概略的な断面図である。この照明装置3は、導光板LGと、第1光源LS1と、第1反射部材60とを備えている。
本実施形態において、第1側面53は、入射面53aと、端面53bとを含む。入射面53aは、第1主面51に対して角度θinで傾斜している。角度θinは、上述の第1仮想線VL1の第1主面51に対する傾斜角度である第1角度θ1よりも大きい鋭角である(θ1<θin<90°)。端面53bは、例えばY−Z平面と平行な平面である。
なお、
図22の例では入射面53aが平面であるが、曲面であってもよい。また、第1側面53は、端面53bを有していなくてもよい。
【0070】
第1光源LS1が光を照射する方向である第1照射方向DL1は、第1主面51に対して傾斜している。すなわち本実施形態では、断面視において、第1照射方向DL1が第1方向Xと一致しない。但し、平面視の場合には、第1照射方向DL1と第1方向Xとが一致する。
【0071】
第1光源LS1は、導光板LGの厚さ方向(第3方向Z)において、導光板LGと重なっている。
図22の例では、第1光源LS1の全てが導光板LGと重なっているが、第1光源LS1の一部が導光板LGと重なってもよい。
【0072】
以上の構成であっても、上述の各実施形態と同様の効果を得ることができる。また、導光板LGの下方のスペースに第1光源LS1を配置することで、照明装置3ないし表示装置1の小型化や、額縁領域の狭小化を実現できる。
なお、第2側面54および第2光源LS2についても、本実施形態にて開示した第1側面53および第1光源LS1と同様の構成を適用できる。
【0073】
[第8実施形態]
第8実施形態について説明する。特に言及しない構成及び効果については、上述の各実施形態と同様である。
図23は、第8実施形態に係る照明装置3の一部の概略的な断面図である。この照明装置3は、導光板LGと、第1光源LS1と、第1反射部材60とを備えている。導光板LG及び第1反射部材60には、上述した各実施形態の構成を適用できる。
第1光源LS1は、導光板LGの厚さ方向(第3方向Z)において、導光板LGと重なっている。
図23の例では、第1光源LS1の全てが導光板LGと重なっているが、第1光源LS1の一部が導光板LGと重なってもよい。
【0074】
さらに、照明装置3は、導光板LGの第1側面53の近傍に配置された屈曲体80を備えている。
図23に示した屈曲体80は、X−Z断面における形状が三角形であり、第2方向Yに延在するプリズムである。具体的には、屈曲体80は、第1面81と、第2面82と、第3面83とを有している。一例として、屈曲体80は、
図3に示したように第2方向Yに並ぶ複数の第1光源LS1のそれぞれに対して1つずつ設けられてもよい。また、屈曲体80は、2つ以上の第1光源LS1に対して1つずつ設けられてもよいし、全ての第1光源LS1に対して1つ設けられてもよい。
【0075】
第1面81は、入射領域81aと、出射領域81bとを有している。入射領域81aは、第1光源LS1と対向している。出射領域81bは、導光板LGの第1側面53と対向している。
図23の例では、第1面81が第3方向Zと平行であるが、第3方向Zに対して傾いていてもよい。第2面82および第3面83は、第1面81に対して所定の角度で傾いている。第2面82と第1面81とが成す角度と、第3面83と第1面81とが成す角度は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【0076】
第1光源LS1が発する光は、入射領域81aから屈曲体80に入射する。この入射した光は、第2面82で反射され、さらに第3面83で反射されて、出射領域81bから出射する。この出射した光は、第1照射方向DL1に沿って導光板LGの第1側面53に照射され、導光板LGの各主面51,52で反射されながら導光板LGを伝播する。このように、本実施形態においては、第1光源LS1が発した光の光路が屈曲体80にて第1照射方向DL1に屈曲され、導光板LGに入射する。
【0077】
以上の構成であっても、上述の各実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態のように屈曲体80を用いることで、第1光源LS1の配置位置の自由度が高まる。したがって、例えば
図23のように導光板LGの下方のスペースに第1光源LS1を配置することで、照明装置3ないし表示装置1の小型化や、額縁領域の狭小化を実現できる。
【0078】
なお、
図23においては屈曲体80がプリズムである例を示したが、屈曲体80は第2面82および第3面83に相当する形状の反射部材(ミラー部材)であってもよい。
また、屈曲体80は、第1光源LS1からの光を1回のみ反射して第1側面53に照射する構造であってもよいし、3回以上反射して第1側面53に照射する構造であってもよい。
第1側面53は、
図22に示したように第1主面51に対して傾いた入射面53aを含んでもよい。この場合において、屈曲体80は、入射面53aに光が照射されるように第1光源LS1からの光の光路を屈曲させる構造とすればよい。
以上、本実施形態において第1光源LS1の近傍について述べた構成は、第2光源LS2の側についても同様に適用することができる。
【0079】
[第9実施形態]
第9実施形態について説明する。特に言及しない構成及び効果については、上述の各実施形態と同様である。
図24は、第9実施形態に係る導光板LGの概略的な断面図である。この図の例において、導光板LGの厚さは、第1方向Xにおける中心Cから第1側面53および第2側面54に向けて漸次減少している。導光板LGの第2主面52には、複数のプリズムPAが設けられている。導光板LGは、全体として中心Cに関して線対称な形状を有しているが、この例に限られない。
【0080】
図25は、
図24に示した導光板LGの一部を拡大した断面図である。この図の例においては、第1側面53から中心Cに亘って8つのプリズムPA(PA1〜PA8)が設けられている。但し、第1側面53から中心Cに亘って設けられるプリズムPAの数は8つに限られない。
プリズムPAは、第1傾斜面13と、第2傾斜面14とを有しており、断面が三角形状である。第1傾斜面13と第2主面52とが成す角度は、αである。第2傾斜面14と第2主面52とが成す角度は、βである。
図25の例においては、隣り合うプリズムPAの間に間隔が設けられていない。このような場合、例えば、隣り合うプリズムPAの間の谷部の先端を繋ぐ面を第2主面52と定義することができる。なお、隣り合うプリズムPAの間に間隔が設けられてもよい。
【0081】
図25の例においては、プリズムPA1〜PA4がいずれも同じ形状である。これらプリズムPA1〜PA4の第1傾斜面13は、第1主面51と平行である。
一方、プリズムPA5〜PA8は、プリズムPA1〜PA4と形状が異なるとともに、プリズムPA5〜PA8の相互間においても互いに形状が異なっている。具体的には、プリズムPA5〜PA8の角度αは、中心Cに近いプリズムPAほど大きい。これにより、プリズムPA5〜PA8の第1傾斜面13は、第1主面51に対して鋭角を成す角度で傾斜している。また、プリズムPA5〜PA8の高さは、プリズムPA1〜PA4の高さよりも大きく、かつ中心Cに近いプリズムPAほど大きい。プリズムPA1〜PA8の角度βは、例えば同じであるが、異なってもよい。
【0082】
ここで、プリズムPA1〜PA4の頂点を結ぶ第1仮想線VL11と、プリズムPA7,PA8の頂点を結ぶ第2仮想線VL12とに着目する。第1仮想線VL11は、第1主面51に対して第1角度θ11で傾いている。第2仮想線VL12は、第1主面51に対して第2角度θ12で傾いている。
プリズムPA1〜PA4は、全て同じ高さである。一方、プリズムPA7,PA8は、角度αが異なるために、
図25の例においてはプリズムPA7の高さよりもプリズムPA8の高さの方が大きい。そのため、第2角度θ12は、第1角度θ11よりも大きい(θ12>θ11)。他の観点から言えば、プリズムPA7,PA8が設けられた領域(第2領域)の第2仮想線VL12は、プリズムPA1〜PA4が設けられた領域(第1領域)の第1仮想線VL11に対して傾斜している。
【0083】
なお、ここではプリズムPA7,PA8に着目したが、プリズムPA4,PA5、プリズムPA5,PA6、プリズムPA6,PA7に着目して第2仮想線VL12を定義した場合であっても、この第2仮想線VL12は第1仮想線VL11に対して傾斜している。
第2側面54と中心Cとの間に設けられるプリズムPAについても、第1側面53と中心Cとの間に設けられるプリズムPAと同様の構成を適用できる。
【0084】
本実施形態の構成であれば、中心Cに近いプリズムPAほど角度αが大きいので、第1傾斜面13にて反射する光が第1主面51から出射し易くなる。そのため、
図8に示したような中心Cの近傍での輝度低下を抑制することができる。
【0085】
以上、本発明の実施形態として説明した照明装置及び表示装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての照明装置及び表示装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【0086】
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変形例に想到し得るものであり、それら変形例についても本発明の範囲に属するものと解される。例えば、上述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【0087】
また、各実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について、本明細書の記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。