CN214954435U - 发光装置以及照明装置 - Google Patents

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CN214954435U CN202120655294.7U CN202120655294U CN214954435U CN 214954435 U CN214954435 U CN 214954435U CN 202120655294 U CN202120655294 U CN 202120655294U CN 214954435 U CN214954435 U CN 214954435U
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Abstract

本实用新型的发光装置具备:导光板,其在第1主面具有沿第1方向排列且沿与所述第1方向交叉的第2方向延伸的多个第1凸部;与所述导光板的侧面相邻配置的多个光源元件;以及与所述第1主面相对配置的棱镜片,所述光源元件的出光面朝向所述第2方向配置,所述第1凸部的沿所述第1方向的截面形状的顶角为55°以上65°以下,所述导光板在第2主面具有沿所述第1方向延伸且沿所述第2方向排列的多个第2凸部,所述第2凸部的沿所述第2方向的截面形状的底角为1°以上3°以下。

Description

发光装置以及照明装置
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求在2020年4月3日提交的申请号为2020-067778号的日本专利申请的优先权,并将其全部内容援引至此。
技术领域
本实用新型的实施方式涉及发光装置以及照明装置。
背景技术
以往开发了能够以面状发光的发光装置。
在导光板的侧面配置光源,从相对于侧面具有角度地配置的主面射出光的发光装置被用作面光源。例如,这种发光装置被用于液晶显示装置的背光源。
液晶显示装置的背光源用发光装置为了抑制因显示装置的视角引起的亮度变化而需要扩大光的射出角。
实用新型内容
本实施方式的目的提供一种能够照射准直光的发光装置。
一实施方式的发光装置具备:导光板,其在第1主面具有沿第1方向排列且沿与所述第1方向交叉的第2方向延伸的多个第1凸部;与所述导光板的侧面相邻配置的多个光源元件;以及与所述第1主面相对配置的棱镜片,所述光源元件的出光面朝向所述第2方向配置,所述第1凸部的沿所述第1方向的截面形状的顶角为55°以上65°以下,所述导光板在第2主面具有沿所述第1方向延伸且沿所述第2方向排列的多个第2凸部,所述第2凸部的沿所述第2方向的截面形状的底角为1°以上3°以下。
附图说明
图1是示出实施方式的显示装置的构成的剖视图。
图2A是说明发光装置的构成的分解立体图。
图2B是说明发光装置的构成的分解立体图。
图2C是说明发光装置的构成的分解立体图。
图3A是示出导光板的截面形状的图。
图3B是示出导光板的截面形状的图。
图4A是示出相对于顶角θ1的射出角分布特性的图。
图4B是示出相对于顶角θ1的射出角分布特性的图。
图5A是示出相对于顶角θ1的射出角分布特性的图。
图5B是示出相对于顶角θ1的射出角分布特性的图。
图6A是示出相对于顶角θ1的射出角分布特性的图。
图6B是示出相对于顶角θ1的射出角分布特性的图。
图7A是示出相对于顶角θ1的射出角分布特性的图。
图7B是示出相对于顶角θ1的射出角分布特性的图。
图8A是示出相对于顶角θ1的射出角分布特性的图。
图8B是示出相对于顶角θ1的射出角分布特性的图。
图9是示出与相对于顶角θ1的射出角
Figure BDA0003001353170000021
的关系的图。
图10是示出相对于顶角θ1的噪声相对值的关系的图。
图11A是示出基于底角θ2的射出光L的射出角
Figure BDA0003001353170000022
的变化的图。图11B是示出基于底角θ2的射出光L的射出角
Figure BDA0003001353170000023
的变化的图。
图11C是示出基于底角θ2的射出光L的射出角
Figure BDA0003001353170000024
的变化的图。
图12A是示出相对于底角θ2的射出角分布特性的图。
图12B是示出相对于底角θ2的射出角分布特性的图。
图13A是示出相对于底角θ2的射出角分布特性的图。
图13B是示出相对于底角θ2的射出角分布特性的图。
图14是示出与相对于底角θ2的射出角
Figure BDA0003001353170000025
的关系的图。
图15是示出照明装置的一构成例的图。
图16是集光装置的概略剖视图。
图17是示出集光装置的电极的形状的俯视图。
图18A是说明实施例的发光装置的图。
图18B是说明实施例的发光装置的图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本实用新型的各实施方式。此外,本公开只不过为一例,对于本领域技术人员容易想到的保持实用新型的主旨的适当变更当然包含在本实用新型的范围内。另外,为了使说明更明确,与实际的形态相比,有时示意性地表现附图中各部分的宽度、厚度、形状等,但只不过为一例,不限定对本实用新型的解释。另外,在本说明书和各附图中,有时对与关于已经出现的附图进行了说明的相同的要素标注相同的附图标记,适当省略详细的说明。
以下,参照附图详细说明一实施方式的发光装置。
在本实施方式中,第1方向X、第2方向Y、以及第3方向Z彼此交叉,但也可以正交。将朝向第3方向Z的箭头的前端的方向定义为上或者上方,将与朝向第3方向Z的箭头的前端的方向相反一侧的方向定义为下或者下方。
另外,在描述为“第1构件的上方的第2构件”以及“第1构件的下方的第2构件”的情况下,第2构件可以与第1构件相接,或者可以位于与第1构件分离的位置。在后者的情况下,也可以在第1构件与第2构件之间设有第3构件。另一方面,在描述为“第1构件上的第2构件”以及“第1构件下的第2构件”的情况下,第2构件与第1构件相接。
另外,设为在第3方向Z的箭头的前端侧存在观察显示装置DSP的观察位置,将从观察位置朝向由第1方向X以及第2方向Y规定的X-Y平面观看称为俯视。将观看由第1方向X以及第3方向Z规定的X-Z平面、或者由第2方向Y以及第3方向Z规定的Y-Z平面内的发光装置的剖面称为剖视。
[实施方式]
图1是示出实施方式的显示装置的构成的剖视图。图1示出的发光装置ILD沿第3方向Z具有反射片REF、导光板LG、棱镜片PRM。另外,发光装置ILD具有与导光板LG的侧面LG1s相邻配置的光源元件LS1。
导光板LG具有与棱镜片PRM相对置的第1主面LGa(也称为主面LGa)、以及反射片REF相对的第2主面LGb(也称为主面LGb)。主面LGa与主面LGb相比位于上方,为导光板的出光面。另外,主面LGb与主面LGa相对置,设在相反一侧。在主面LGa以及主面LGb设有后述的三角柱形状的第1凸部以及第2凸部。在后面详细说明该凸部的详细内容。
在图1示出的例子中,与导光板LG的第1侧面LG1s相邻地配置有光源元件LS1,以及在与第1侧面LG1s相反一侧的第2侧面LG2s相邻配置有光源元件LS2。此外,在图1中,分别示出一个光源元件LS1以及一个LS2,但也可以设置多个光源元件LS1以及多个光源元件LS2。另外,也可以不设置光源元件LS1以及LS2双方,仅设置光源元件LS1或者光源元件LS2。
而且,在本实施方式中,在不区别光源元件LS1以及LS2的情况下,简称为光源元件LS。另外,在不区别第1侧面LG1s以及第2侧面LG2s的情况下,简称为侧面。
从光源元件LS1射出的光沿第2方向Y从导光板LG的侧面LG1s入射至导光板LG。从光源元件LS2射出的光沿第2方向Y的相反方向从导光板LG的侧面LG2s入射至导光板LG。导光板LG的侧面LG1s为光源元件LS1的入光面,侧面G2s为光源元件LS1的入光面。光源元件LS1的面中的、朝向第2方向Y且与导光板LG的侧面LG1s相对置的面为光源元件LS1的出光面。另外,光源元件LS2的面中的、朝向第2方向Y且与导光板LG的侧面LG2s相对置的面为光源元件LS2的出光面。入射至导光板LG的光在导光板LG内部传播,且向上方射出。此时,从导光板LG射出的光具有多个倾斜角地入射至棱镜片PRM。入射至棱镜片PRM的光通过棱镜片PRM而向与第3方向Z平行的方向射出。由此,发光装置ILD能够射出使与第3方向Z平行的光准直的准直光。
图2A~图2C是说明发光装置的构成的图。图2A是说明发光装置的构成的分解立体图。如图2A所示,导光板LG在第1主面LGa设有多个三角柱形状的第1凸部TRVa(也称为凸部TRa)。凸部TRVa分别沿第2方向Y延伸。多个凸部TRVa沿与第2方向Y交叉的第1方向X排列。一个凸部TRVa的沿第1方向X的截面形状为等腰三角形,沿第2方向Y的截面形状为长方形。更具体来说,该等腰三角形的顶点与底边相比位于上方。
另外,导光板LG在第2主面LGb设有多个三角柱形状的第2凸部TRVb(也称为凸部TRb)。凸部TRVb分别沿第1方向X延伸。多个凸部TRVb沿第2方向Y排列。一个凸部TRVb的沿第2方向Y的截面形状为等腰三角形,沿第1方向X的剖面为长方形。更具体来说,该等腰三角形的顶点与底边相比位于下方。
此外,凸部TRVa延伸的方向(第2方向Y)与凸部TRVb延伸的方向(第1方向X)以90°以外的角度交叉,但更优选为正交。
导光板LG例如由具有透光性的树脂材料形成。凸部TRVa以及TRVb例如由具有透光性的树脂材料与导光板LG一体成型。因此,换言之,可以说导光板LG的主面LGa具有包括多个凸部TRVa的棱镜形状,导光板LG的主面LGb具有包括多个凸部TRVba的棱镜形状。
一个凸部TRVa具有棱线RDGa。在多条棱线RDGa之间设有凹部VLYa。棱线RDGa以及凹部VLYa延伸的方向为凸部TRVa延伸的方向(第2方向Y)。
一个凸部TRVb具有棱线RDGb。在多条棱线RDGb之间设有凹部VLYb。棱线RDGb以及凹部VLYb延伸的方向为凸部TRVb延伸的方向(第1方向X)。
而且,换言之,导光板LG具有主面LGa,该主面LGa具有多条棱线RDGa沿第2方向Y延伸的凸部TRVa,在相邻的棱线RDGa之间具有凹部VLYa。从棱线RDa到凹部VLYa配置有倾斜面。沿第1方向X,棱线RDGa、凹部VLYa、以及该倾斜面所成的形状为等腰三角形。
另外,导光板LG具有主面LGb,该主面LGb具有多条棱线RDGb沿第1方向X延伸的凸部TRVb,在相邻的棱线RDGb之间具有凹部VLYb。从棱线RDb到凹部VLYb配置有倾斜面。沿第2方向Y,棱线RDGb、凹部VLYb、以及该倾斜面所成的形状为等腰三角形。
在导光板LG的上方,与导光板LG相对地设有棱镜片PRM。棱镜片PRM具有与导光板LG相对的主面PRMb(也称为第3主面)、以及位于与主面PRMb相反一侧且射出光的主面PRMa(也称为第4主面)。
在主面PRMb设有沿第1方向X延伸、且沿第2方向Y排列的多个三角柱形状的第3凸部TRVp(以下称为凸部TRVp)。一个凸部TRVp的沿第2方向Y的截面形状为等腰三角形,沿第1方向X的剖面为长方形。更具体来说,该等腰三角形的顶点与底边相比位于下方。棱镜片PRM为所谓的倒棱镜片。
图2A示出的反射片REF具有将从导光板LG的主面LGb漏出的光反射并使其返回至导光板LG内的功能。由此,能够提高光取出效率。反射片REF例如与导光板LG相对的面为镜面,由金属、例如蒸镀银的片材形成。但反射片REF不限于蒸镀有金属的片材,例如可以为层叠多层金属薄膜的片材、或者由光学吸收体形成的片材、例如黑色片等。
图2B以及图2C是说明射出光L的射出角的图。如图2B所示,在作为导光板LG的短边方向(水平)的第1方向X、以及作为导光板LG的长边方向(垂直)的第2方向Y上,假如在导光板LG上的空间设有半立体球。在图2B以及图2C中,将从发光装置ILD射出的射出光L在Y-Z平面中与第3方向Z所成的角设为射出角
Figure BDA0003001353170000061
同样地,将射出光L在X-Z平面中与第3方向Z所成的角设为射出角
Figure BDA0003001353170000062
射出角
Figure BDA0003001353170000071
具有-90°以上90°以下
Figure BDA00030013531700000719
射出角
Figure BDA0003001353170000072
具有-90°以上90°以下
Figure BDA0003001353170000073
的范围。理想的准直光为
Figure BDA0003001353170000074
但实际的射出光L存在射出角的分布。在后面详细说明射出角的分布。
图3A以及图3B是示出导光板LG的截面形状的图。图3A是沿图2A的线A1-A2的导光板LG的剖视图。图3B是沿图2A的线B1-B2的导光板LG的剖视图。
图3A示出的凸部TRVa的沿第1方向X的截面形状如上所述为顶点位于底边的上方的等腰三角形。在图3A中,将作为凸部TRVa的截面形状的等腰三角形的顶角设为θ1。顶角θ1优选为55°以上60°以下。后面说明理由。
图3B示出的凸部TRVb的沿第2方向Y的截面形状如上所述为顶点位于底边的下方的等腰三角形。在图3B中,将作为凸部TRVb的截面形状的等腰三角形的底角设为θ2。底角θ2优选为1°以上3°以下。后面说明理由。
在此,说明优选顶角θ1为55°以上60°以下的理由。图4A以及图4B、图5A以及图5B、图6A以及图6B、图7A以及图7B、以及图8A以及图8B是示出相对于顶角θ1的射出角分布特性的图。图4A以及图4B示出凸部TRVa的顶角θ1为60°,图5A以及图5B示出顶角θ1为50°,图6A以及图6B示出顶角θ1为70°,图7A以及图7B示出顶角θ1为80°,图8A以及图8B示出顶角θ1为100°的情况。
图4A示出相对于利用图2A~图2C说明的发光装置ILD的射出光L的射出角
Figure BDA0003001353170000075
以及
Figure BDA0003001353170000076
的等亮度曲线。在图4A中,横轴示出射出角
Figure BDA0003001353170000077
纵轴示出射出角
Figure BDA0003001353170000078
在图中同一条线示出等亮度的部分。图4B示出基于图4A的射出角
Figure BDA0003001353170000079
以及
Figure BDA00030013531700000710
以及亮度的关系的曲线。在图4B中,横轴是将射出角
Figure BDA00030013531700000711
以及
Figure BDA00030013531700000712
的亮度标准化的标准化亮度,纵轴是将射出角
Figure BDA00030013531700000713
以及
Figure BDA00030013531700000714
的亮度标准化的标准化亮度。在图4B中,射出角
Figure BDA00030013531700000715
用实线表示,射出角
Figure BDA00030013531700000716
用虚线表示。
如图4A所示,例如在顶角θ1为60°的情况下,亮度的分布在射出角
Figure BDA00030013531700000717
(第1方向X)以及
Figure BDA00030013531700000718
(第2方向Y)中几乎同等。即,意味着,在第1方向X以及第2方向Y两个方向均等地照射射出光。沿第1方向X以及第2方向Y均等地射出光也可以从在图4B中射出角
Figure BDA0003001353170000081
以及
Figure BDA0003001353170000082
的曲线的重复很多而推定出。
另一方面,就图5A(顶角θ1=50°)、图6A(顶角θ1=70°)、图7A(顶角θ1=80°)、以及图8A(顶角θ1=100°)的等亮度曲线而言,射出角
Figure BDA0003001353170000083
(第1方向X)扩大。即,可知在第1方向X和第2方向Y中不均等地照射光。
在图5B(顶角θ1=50°)、图6B(顶角θ1=70°)、图7B(顶角θ1=80°)、以及图8B(顶角θ1=100°)中,射出角
Figure BDA0003001353170000084
以及
Figure BDA0003001353170000085
的曲线的重复也很少。因此,在顶角θ1为50°、70°、80°、以及100°的情况下,可以说射出光在第1方向X以及第2方向Y上为不均等。
而且,说明使用图4B、图5B、图6B、图7B、以及图8B示出的曲线的半峰全宽(fullwidth at half of the maximum:FWHM)算出顶角θ1的适当的范围。
在此,另外返回图4B,说明顶角θ1为60°的情况。若根据图4B的曲线求出半峰全宽,获取半峰全宽的情况下的射出角
Figure BDA0003001353170000086
为-12°以及+12°,以及
Figure BDA0003001353170000087
为-12°以及+12°。
图4B的曲线的半峰全宽的范围、即射出角
Figure BDA0003001353170000088
为-12°以上12°以下
Figure BDA0003001353170000089
以及射出角
Figure BDA00030013531700000810
为12°以上12°以下
Figure BDA00030013531700000811
的射出光作为准直光,而为容许范围的光。因此,在本实施方式的发光装置ILD中,优选较多地包含该范围的射出角
Figure BDA00030013531700000812
以及
Figure BDA00030013531700000813
的射出光。
与图4B同样地,求出图5B(顶角θ1=50°)、图6B(顶角θ1=70°)、图7B(顶角θ1=80°)、图8B(顶角θ1=100°)的射出角
Figure BDA00030013531700000814
以及
Figure BDA00030013531700000815
各自的半峰全宽,图9示出描画了与半峰全宽对应的射出角
Figure BDA00030013531700000816
的曲线。
此外,就射出角
Figure BDA00030013531700000817
而言,在图4B、图5B、图6B、图7B、以及图8B中,在获得半峰全宽的情况下的射出角
Figure BDA00030013531700000818
全部为-12°以及+12°,因此仅利用射出角
Figure BDA00030013531700000819
进行评价。
图9是示出相对于顶角θ1的射出角
Figure BDA0003001353170000091
的关系的图。在图9中,横轴示出顶角θ1、纵轴示出与半峰全宽对应的射出角
Figure BDA0003001353170000092
的正的值。图9示出的斜线的区域为与半峰全宽对应的射出角
Figure BDA0003001353170000093
的正的值为12°附近的情况下的、顶角θ1的取值范围。如图9所示,顶角θ1优选为55°以上65°以下、75°以上100°以下。
在此,说明本实施方式中的噪声。在本实施方式中,噪声是指相对于X-Y平面以很浅的角度射出的光的光量。例如,在图8B(顶角θ1=100°)中,在射出角
Figure BDA0003001353170000094
以及
Figure BDA0003001353170000095
双方,可知在30°以上90°以下、以及-90°以上到-30°的区域存在射出光。像这样以很浅的角度射出的光(噪声)很多是指,向横向扩散的射出光很多。照射准直光的发光装置ILD优选噪声的比例很少。
图10是示出相对于顶角θ1的噪声相对值的关系的图。在图10中,横轴是顶角θ1,纵轴是以下述方式算出的噪声相对值。即,在图8B(顶角θ1=100°)中,将射出角
Figure BDA0003001353170000096
为30°的亮度设为1。相对于该亮度描画出图4B(顶角θ1=60°)、图5B(顶角θ1=50°)、图6B(顶角θ1=70°)、图7B(顶角θ1=80°)的射出角
Figure BDA0003001353170000097
为30°的亮度的相对值的曲线如图10。
图10示出的斜线的区域示出了上述噪声相对值取极小值的情况下的、顶角θ1的取值范围。如图10所示,顶角θ1优选为55°以上65°以下、95°以上100°以下。
而且,若对55°以上65°以下、以及95°以上100°以下进行比较,则顶角θ1在55°以上65°以下的情况下,与在95°以上100°以下的情况相比,其噪声相对值更小。
由此可明确得知,发光装置ILD的导光板LG的凸部TRVa优选顶角θ1为55°以上65°以下。
在此,说明优选凸部TRVb的底角θ2为1°以上3°以下的理由。图11A~图11C是示出基于底角θ2的射出光L的射出角
Figure BDA0003001353170000098
的变化的图。图11A示出在底角θ2很小的情况下,图11B示出了底角θ2很大的情况下的射出角
Figure BDA0003001353170000099
的角度以及射出光L的分布。
如图11A所示,在底角θ2很小的情况下,射出角
Figure BDA0003001353170000101
很大,射出角度分布很窄。换言之,可以说射出光L相对于导光板LG的主面LGa以很浅的角度集中射出。
另一方面,如图11B所示,在底角θ2很大的情况下,射出角
Figure BDA0003001353170000102
很小,射出角度分布很宽。换言之,可以说射出光L相对于导光板LG的主面LGa以很深的角度扩散射出。
图11C是说明导光板LG、棱镜片PRM、以及射出光L的角度的概略剖视图。如图11C所示,从导光板LG射出的射出光L入射至棱镜片PRM,在棱镜片PRM的凸部TRVp内部发生反射,并向上方射出。
为了得到上述准直光,期望使从棱镜片PRM射出的射出光L向与第3方向Z平行的方向射出。
在此,图11A示出的射出光L由于射出角度分布很窄,所以被向棱镜片PRM的上方取出的射出光的光量变多。另一方面,图11B示出的射出光L由于射出角度分布很宽,所以从棱镜片PRM的表面向上方射出的光成为具有各种角度的扩散的光。也就是说,产生向与第3方向Z平行的方向取出的射出光变少的担忧。因此,射出光L优选射出角度分布很窄。为了得到窄射出角度分布,优选导光板LG的凸部TRVb的底角θ2很小。以下,更进一步详细说明。
图12A以及图12B、以及图13A以及图13B是示出相对于底角θ2的射出角分布特性的图。图12A以及图12B示出了凸部TRVb的底角θ2为2°的情况,图13A以及图13B示出了底角θ2为5°的情况。
图12A以及图13A与图4A等同样地,示出相对于射出角
Figure BDA0003001353170000103
以及
Figure BDA0003001353170000104
的等亮度曲线。在图12A以及图13A中,横轴示出了射出角
Figure BDA0003001353170000105
纵轴示出了射出角
Figure BDA0003001353170000106
在图中,同一条线示出了等亮度的部分。
图12B以及图13B分别示出基于图12A以及图13A的、射出角
Figure BDA0003001353170000107
以及
Figure BDA0003001353170000108
以及亮度的关系的曲线。
若根据图12B的曲线求出半峰全宽(FWHM),则与半峰全宽对应的射出角
Figure BDA0003001353170000109
的范围(相当于射出角分布)为24°。若根据图13B的曲线求出半峰全宽,则与半峰全宽对应的射出角
Figure BDA0003001353170000111
的范围为38°。
即,图12B示出的曲线与图13B示出的曲线相比,射出角度分布更窄。因此,与5°相比,更优选底角θ2为2°。
而且,使用图14说明使用了半峰全宽的射出角度分布的评价。图14是示出相对于底角θ2的射出角
Figure BDA0003001353170000112
的关系的图。在图14中示出,横轴为凸部TRVb的底角θ2,纵轴为与半峰全宽对应的射出角
Figure BDA0003001353170000113
的范围。
如图14所示,随着底角θ2增加,射出角
Figure BDA0003001353170000114
的范围也增加。即,θ2越小则射出角度分布越窄。然而,底角θ2无法设为0°,因此,底角θ2的优选的范围为1°≤θ2≤3°。另外,若底角小于1度则来自导光板LG的光的射出效率降低,特别是,在底角为0度的情况下无法从导光板LG射出光。
根据以上本实施方式,就发光装置ILD的导光板LG的凸部TRVb而言,可明确得到底角θ2优选为1°以上3°以下。
本实施方式的发光装置ILD如上所述能够射出准直光。若在这种发光装置ILD层叠集光装置,则能够得到光的照射方向可控制的照明装置。以下说明本实施方式的照明装置。
图15是示出照明装置ILM的一构成例的图。图15示出的照明装置ILM具有上述发光装置ILD、以及在第3方向Z上与发光装置ILD重叠的集光装置LSM。
照明装置ILM具有控制部CT。控制部CT具有控制部ICT以及LCT。控制部ICT为控制发光装置ILD的控制部,控制部LCT为控制集光装置LSM的控制部。控制部ICT例如控制流向图1示出的光源元件LS1的电流。后面说明控制部LCT。
图16是集光装置LSM的概略剖视图。集光装置LSM具备第1基板SUB1、第2基板SUB2、由多个液晶分子构成的液晶层LC、第1控制电极ELE1、以及第2控制电极ELE2。在图示的例子中,第1控制电极ELE1设在第1基板SUB1,第2控制电极ELE2设在第2基板SUB2。然而,第1控制电极ELE1以及第2控制电极ELE2可以均为同一基板,也就是说可以设在第1基板SUB1或者第2基板SUB2。
第1基板SUB1具备具有透光性的基材BA1、第1控制电极ELE1、取向膜ALA1、供电线SPL。第1控制电极ELE1位于基材BA1与液晶层LC之间。多个第1控制电极ELE1在第1方向X上隔开间隔排列。在一例中,第1控制电极ELE1的沿第1方向X的宽度与相邻的第1控制电极ELE1的沿第1方向X的间隔为同等以下。取向膜ALA1覆盖第1控制电极ELE1,与液晶层LC接触。供电线SPL位于有效区域AA的外侧的非有效区域NA。
第2基板SUB2具备具有透光性的基材BA2、第2控制电极ELE2、取向膜ALA2。第2控制电极ELE2位于基材BA2与液晶层LC之间。第2控制电极ELE2例如为位于有效区域AA的大致整个面并且还在非有效区域NA中延伸的单一的平板电极。第2控制电极ELE2在有效区域AA中,经由液晶层LC与第1控制电极ELE1相对置。第2控制电极ELE2在非有效区域NA中与供电线SPL相对置。取向膜ALA2覆盖第2控制电极ELE2,与液晶层LC接触。
基材BA1以及BA2例如为玻璃基板或树脂基板。第1控制电极ELE1以及第2控制电极ELE2由氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等的透明导电材料形成。取向膜ALA1以及ALA2例如为水平取向膜,均沿第1方向X进行了取向处理。
第1基板SUB1以及第2基板SUB2在非有效区域NA中,由密封材料SAL粘接。密封材料SAL具有导通材料CDP。导通材料CDP设在供电线SPL与第2控制电极ELE2之间,将供电线SPL和第2控制电极ELE2电连接。
液晶层LC保持在第1基板SUB1与第2基板SUB2之间。液晶层LC例如由具有正的介电常数各向异性的液晶材料形成。第1控制电极ELE1以及第2控制电极ELE2通过向液晶层LC施加电压,使液晶层LC包含的液晶分子LCM的取向方向变化。通过使液晶分子LCM的取向方向变化,在液晶层LC形成有液晶透镜LNS。
控制部LCT控制向液晶层LC施加的电压。控制部LCT通过控制向第1控制电极ELE1以及第2控制电极ELE2分别供给的电压,能够控制液晶层LC所包含的液晶分子LCM的取向方向的变化的程度。另外,控制部LCT通过控制向第1控制电极ELE1的每一个供给的电压,能够控制液晶透镜LNS的半径、焦点距离、形成位置等。
图17是示出集光装置LSM的第1控制电极ELE1的形状的俯视图。图17示出的第1控制电极ELE1具有多个圆弧电极ELE1a(仅中心部为圆形)以及引出电极WL。圆弧电极ELE1a分别经由引出电极WL与控制部ICT连接。
如上所述,通过使从控制部LCT向第1控制电极ELE1供给的电压变化,能够使液晶透镜LNS的半径、焦点距离、形成位置等变化。
根据以上本实施方式,能够得到能够照射准直光的发光装置、以及具备该发光装置的照明装置。在这种照明装置中,能够照射具有指向性的光,能够对照射方向执行更详细的控制。
【实施例】
图18A以及图18B是说明实施例的发光装置的图。图18A示出的发光装置ILD具有与图2A同样的构成,因此,详细的说明援用图2A~图2C,在此省略详细说明。在图18A示出的发光装置ILD中,导光板LG由折射率1.58的聚碳酸酯纤维材料构成。导光板LG的大小、沿第1方向X的长度W、沿第2方向Y的长度H、沿第3方向Z的长度(厚度)T分别为90mm、90mm、2.0mm。
导光板LG的凸部TRVa具有沿第2方向Y延伸的三角柱形状。凸部TRVa的沿第1方向X的截面形状是顶角θ1为60°的等腰三角形。
导光板LG的凸部TRV具有沿第1方向X延伸的三角柱形状。在导光板LG的凸部TRVb中,沿第2方向Y的截面形状是底角θ2为2°(顶角176°)的等腰三角形。
图18B是图18A示出的棱镜片PRM的沿线C1-C2的剖视图。棱镜片PRM由折射率1.52的丙烯酸材料构成。棱镜片PRM如上所述,设有沿第1方向X延伸的三角柱形状的凸部TRVp。凸部TRVp的沿第2方向Y的截面形状为顶点与底边相比位于下方的等腰三角形。将凸部TRVp的截面形状的等腰三角形的顶角设为顶角θ3。在图18A以及图18B中,顶角θ3为68°。
另外,图18A示出的反射片REF由银蒸镀正反射材料构成。光源元件LS1为发光二极管(LED)。
针对图18A以及图18B示出的来自发光装置ILD的射出光示出了关于射出角
Figure BDA0003001353170000141
以及
Figure BDA0003001353170000142
以及亮度的关系的曲线成为图4B。关于图4B已经进行了详细的说明,因此省略说明。像这样,在本实施例中,能够得到能够射出准直光的发光装置。
以上说明了本实用新型的实施方式,但实施方式是作为例子而提示的,不意在限定实用新型的范围。新的实施方式能够以其他各种各样的方式来实施,在不脱离实用新型的主旨的范围内,能够进行各种省略、替换、变更。实施方式或其变形包含在实用新型的范围或主旨内,并且包含在记载于权利要求的范围内的实用新型和其均等的范围内。

Claims (5)

1.一种发光装置,其特征在于,具备:
导光板,其在第1主面具有沿第1方向排列且沿与所述第1方向交叉的第2方向延伸的多个第1凸部;
与所述导光板的侧面相邻配置的多个光源元件;以及
与所述第1主面相对配置的棱镜片,
所述光源元件的出光面朝向所述第2方向配置,
所述第1凸部的沿所述第1方向的截面形状的顶角为55°以上65°以下,
所述导光板在第2主面具有沿所述第1方向延伸且沿所述第2方向排列的多个第2凸部,
所述第2凸部的沿所述第2方向的截面形状的底角为1°以上3°以下。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,
所述棱镜片在与所述导光板相对的面具有沿所述第1方向延伸且沿所述第2方向排列的多个第3凸部,
所述棱镜片的多个所述第3凸部各自的沿所述第2方向的截面形状为顶角位于底边的下方的等腰三角形。
3.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,
还具有与所述导光板的所述第2主面相对配置的反射片。
4.一种照明装置,其特征在于,具备:
权利要求1所述的发光装置;以及
与所述发光装置重叠的集光装置。
5.根据权利要求4所述的照明装置,其特征在于,
所述集光装置具有形成有液晶透镜的液晶层。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5050946A (en) * 1990-09-27 1991-09-24 Compaq Computer Corporation Faceted light pipe
JP4432039B2 (ja) * 2004-04-30 2010-03-17 ミネベア株式会社 面状照明装置
EP2051003A4 (en) * 2006-06-16 2013-07-31 Fujifilm Corp Light guide plate. LIGHT PANEL ARRANGEMENT AND LIGHT LIGHTING DEVICE AND THEREOF USING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE
JP4307477B2 (ja) * 2006-07-04 2009-08-05 三星モバイルディスプレイ株式會社 導光板およびバックライトユニット
JP5343752B2 (ja) 2009-07-31 2013-11-13 大日本印刷株式会社 導光板、導光板の製造方法、面光源装置および液晶表示装置
JP2012069409A (ja) 2010-09-24 2012-04-05 Panasonic Corp 照明器具
US9348081B2 (en) 2011-07-06 2016-05-24 Sharp Kabushiki Kaisha Illumination device and display device
US9651825B2 (en) 2014-09-23 2017-05-16 Au Optronics Corporation Liquid crystal lens display device with light shield structure
JP2018045778A (ja) 2016-09-12 2018-03-22 株式会社ジャパンディスプレイ 照明装置
TWI665479B (zh) 2018-01-26 2019-07-11 光耀科技股份有限公司 導光膜及具有該導光膜的背光模組
JP7414621B2 (ja) * 2020-04-03 2024-01-16 株式会社ジャパンディスプレイ 発光装置及び照明装置

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