JP2020113427A - Luminaire and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、照明装置および表示装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a lighting device and a display device.
例えば、液晶表示装置などの表示装置は、画素を有する表示パネルと、表示パネルを照明するバックライトなどの照明装置とを備えている。照明装置は、光を発する光源と、この光源からの光が照射される導光板とを備えている。光源からの光は、導光板の端部から導光板内に入り、導光板内を伝播し、導光板の一方の主面に相当する出射面から出射する。例えば特許文献1に開示されたように、導光板の両端部の近傍にそれぞれ光源を配置した照明装置も知られている。
For example, a display device such as a liquid crystal display device includes a display panel having pixels and an illumination device such as a backlight that illuminates the display panel. The illumination device includes a light source that emits light and a light guide plate that is irradiated with light from the light source. The light from the light source enters the light guide plate from the end portion of the light guide plate, propagates in the light guide plate, and is emitted from the emission surface corresponding to one main surface of the light guide plate. For example, as disclosed in
また、例えば特許文献2に開示されたように、導光板の両端部の近傍にそれぞれレーザー光を放つ光源を配置した照明装置が提案されている。このような構成においては、一方の光源からの光が、他方の光源に近い導光板の領域から主に出射する。
Further, as disclosed in, for example,
上述のようにレーザー光を放つ光源を用いた照明装置においては、光源に近い側の領域と遠い側の領域とで、当該光源からの光が導光板から出射する輝度が大きく異なる。したがって、一方の光源からの光が強く出射する領域と、他方の光源からの光が強く出射する領域との位置関係がずれると、導光板の中央部分に暗線や明線が生じ得る。 As described above, in the illumination device using the light source that emits the laser light, the brightness of the light emitted from the light source from the light guide plate is greatly different between the area near the light source and the area far from the light source. Therefore, when the positional relationship between the region where the light from one light source is strongly emitted and the region where the light from the other light source is strongly emitted is deviated, a dark line or a bright line may occur in the central portion of the light guide plate.
本発明は、導光板の出射面から良好な輝度分布の光を照射することが可能な照明装置および当該照明装置を備える表示装置を提供することを目的の一つとする。 An object of the present invention is to provide an illuminating device capable of irradiating light having a good luminance distribution from the exit surface of the light guide plate, and a display device including the illuminating device.
一実施形態に係る照明装置は、レーザー光を発する第1光源および第2光源と、前記第1光源からの光が照射される第1端部、前記第2光源からの光が照射される第2端部、前記第1端部および前記第2端部から入射した光を反射する第1面、および、前記第1面で反射された光が出射する第2面を有する導光板と、を備えている。前記導光板は、前記第1端部と前記第2端部の間に位置する中央部分と、前記第1端部と前記中央部分の間に位置し、前記第2光源からの光が前記第1光源からの光よりも高輝度で前記第2面から出射する第1部分と、前記第2端部と前記中央部分の間に位置し、前記第1光源からの光が前記第2光源からの光よりも高輝度で前記第2面から出射する第2部分と、を有している。前記中央部分は、前記第1端部側から前記第2端部側に向かって前記第1光源からの光が前記第2面から出射する際の輝度が順次高くなり、且つ前記第2端部側から前記第1端部側に向かって前記第2光源からの光が前記第2面から出射する際の輝度が順次高くなる輝度傾斜特性を有する。 An illumination device according to an embodiment includes a first light source and a second light source that emit laser light, a first end portion that is irradiated with light from the first light source, and a first light source that is irradiated with light from the second light source. A light guide plate having two end portions, a first surface that reflects the light incident from the first end portion and the second end portion, and a second surface that emits the light reflected by the first surface. I have it. The light guide plate is located between the first end portion and the second end portion, and between the first end portion and the center portion, and the light from the second light source is the first portion. A first portion that is emitted from the second surface with higher brightness than the light from one light source, and is located between the second end portion and the central portion, and the light from the first light source is emitted from the second light source. And a second portion that is emitted from the second surface with a higher brightness than that of the second light. In the central portion, the brightness when the light from the first light source is emitted from the second surface gradually increases from the first end side toward the second end side, and the second end From the side to the first end side, the brightness gradient characteristic is such that the brightness when the light from the second light source is emitted from the second surface is sequentially increased.
一実施形態に係る表示装置は、前記照明装置と、前記第2面に対向し、前記第2面から出射する光を用いて画像を表示する表示パネルと、を備えている。 A display device according to an embodiment includes the lighting device and a display panel that faces the second surface and displays an image using light emitted from the second surface.
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また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また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。
Some embodiments will be described with reference to the drawings.
It should be noted that the disclosure is merely an example, and a person having ordinary skill in the art can easily think of appropriate modifications while keeping the gist of the invention, and of course fall within the scope of the present invention. Further, although the drawings may be schematically illustrated in comparison with an actual mode in order to make the description clearer, they are merely examples and do not limit the interpretation of the present invention. In each drawing, the same or similar elements arranged consecutively may be omitted from the reference numerals. Further, in the present specification and the drawings, components having the same or similar functions as those described above with respect to the already-existing drawings are designated by the same reference numerals, and redundant detailed description may be omitted.
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。 In each of the embodiments, a transmissive liquid crystal display device is disclosed as an example of the display device. In addition, a backlight of a liquid crystal display device is disclosed as an example of a lighting device. However, each embodiment does not prevent application of the individual technical idea disclosed in each embodiment to other types of display devices and lighting devices. Other types of display devices include, for example, a liquid crystal display device having a reflection type function of reflecting external light and utilizing the reflected light for display in addition to a transmission type function, and a Micro Electro Mechanical System (MEMS). A display device or the like having a mechanical display panel in which the shutter functions as an optical element is assumed. As another type of illumination device, for example, a front light arranged in front of the display device is assumed. Further, the lighting device may be used for a purpose different from the lighting of the display device.
[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。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a
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(コントローラ)と、表示パネル2および照明装置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および照明装置3の動作を制御する制御モジュールに接続されている。
The
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。
The
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)。
The
図1に示すように、第1方向X、第2方向Yおよび第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および導光板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および導光板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。
As shown in FIG. 1, a first direction X, a second direction Y and a third direction Z are defined. The respective directions X, Y, Z are, for example, orthogonal to each other. In the present disclosure, viewing the
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、第1偏光板PL1と、第2偏光板PL2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および各基板SUB1,SUB2の間に封入されている。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the
第1偏光板PL1は、第1基板SUB1の下面(導光板LGと対向する面)に貼付されている。第2偏光板PL2は、第2基板SUB2の上面(第1基板SUB1と対向しない面)に貼付されている。各偏光板PL1,PL2の偏光軸は、例えば互いに直交する。 The first polarizing plate PL1 is attached to the lower surface (surface facing the light guide plate LG) of the first substrate SUB1. The second polarizing plate PL2 is attached to the upper surface of the second substrate SUB2 (the surface not facing the first substrate SUB1). The polarization axes of the polarizing plates PL1 and PL2 are, for example, orthogonal to each other.
導光板LGは、第1面51と、第1面51の反対側の第2面52と、第1端部53と、第1端部53の反対側の第2端部54とを有している。表示パネル2は、第2面52と対向している。第1光源LS1は第1端部53に対向し、第2光源LS2は第2端部54に対向している。第1光源LS1と第1端部53の間や第2光源LS2と第2端部54の間に、各光源LS1,LS2からの光の幅や角度を調整するためのレンズなどの光学素子がさらに配置されてもよい。
The light guide plate LG has a
導光板LGは、第1方向Xにおいて第1端部53と第2端部54の間に位置する中央部分CPと、第1端部53と中央部分CPの間に位置する第1部分P1と、第2端部54と中央部分CPの間に位置する第2部分P2とを有している。
The light guide plate LG includes a central portion CP located between the
中央部分CPは、導光板LGの第1方向Xにおける中心Cを含む。第1部分P1は、第1端部53から中央部分CPに向けて厚さが増す形状を有する。第2部分P2は、第2端部54から中央部分CPに向けて厚さが増す形状を有する。図2の例においては、第2面52が平面である。したがって、導光板LGの厚さの変化は、第1面51の形状変化に起因する。導光板LGは、例えば中心Cを含むY−Z平面に関して面対称の形状である。図2の例では、中央部分CPにおいて第1面51と第2面52が平行であるが、実際には第1面51が後述の図8に示すような形状を有している。また、第2面52には、各光源LS1,LS2からの光を反射するための反射構造が設けられている。
The central portion CP includes the center C of the light guide plate LG in the first direction X. The first portion P1 has a shape in which the thickness increases from the
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端部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端部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。
The first light source LS1 irradiates the
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。 Each of the light sources LS1 and LS2 may include a plurality of light emitting elements that emit light of different colors. For example, if each of the light sources LS1 and LS2 includes three light emitting elements that emit red, green, and blue light, respectively, it is possible to obtain light of a mixed color (for example, white) of these colors.
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Paを備えている。これらのプリズムPa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、導光板LGに向けて突出している。但し、これらのプリズムPa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。
The
図2においては、第1光源LS1が発する光L1の光路の一例を実線で示し、第2光源LS2が発する光L2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L1は、第1端部53から導光板LGに入り、各面51,52で反射しながら導光板LGを伝播し、やがて第2面52の全反射条件を外れて第2面52から出射する。第2光源LS2が発した光L2は、第2端部54から導光板LGに入り、各面51,52で反射しながら導光板LGを伝播し、やがて第2面52の全反射条件を外れて第2面52から出射する。このように、第2面52は、光が出射する出射面に相当する。表示パネル2は、第2面52から出射する光を用いて画像を表示する。
In FIG. 2, an example of the optical path of the light L1 emitted by the first light source LS1 is shown by a solid line, and an example of the optical path of the light L2 emitted by the second light source LS2 is shown by a broken line. The light L1 emitted from the first light source LS1 enters the light guide plate LG from the
プリズムシートPSは、第2面52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2面52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PaがプリズムシートPSの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。
The prism sheet PS converts the light emitted from the
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。
If the light from each of the light sources LS1 and LS2 reaches the
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端部53に沿って8個の第1光源LS1が並び、第2端部54に沿って8個の第2光源LS2が並んでいるが、光源LS1,LS2の数はこれに限定されない。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。
FIG. 3 is a schematic plan view of the
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。 The light sources LS1 and LS2 are arranged in a staggered manner in the second direction Y, as illustrated. That is, the first optical axis AX1 of the light emitted from the first light source LS1 in the first irradiation direction DL1 and the second optical axis AX2 of the light emitted from the second light source LS2 in the second irradiation direction DL2 are in the second direction Y. They are offset from each other. The first optical axis AX1 and the second optical axis AX2 may be aligned in the second direction Y.
図4は、第1光源LS1が放つ光と、第2面52の輝度との関係を説明するための平面図である。ここでは、3つの第1光源LS1と、これらが放つ光とを例示している。本実施形態において、第1光源LS1が放つ光はレーザー光であるため、指向性および収束性に優れている。したがって、X−Y平面で見たときには、第2方向Yへの広がりが一般的なLEDよりも小さい。そのため、第1部分P1においては、第1光源LS1からの光が通らない領域NAが存在する。一方で、中央部分CPおよび第2部分P2においては、当該光が全域を通る。
FIG. 4 is a plan view for explaining the relationship between the light emitted by the first light source LS1 and the brightness of the
第1光源LS1からの光は、第1部分P1においては第2面52の全反射条件を外れにくく、第2面52からあまり出射しない。一方で、この光は、第2部分P2においては第2面52の全反射条件を外れやすく、第2面52から多く出射する。また、この光は、中央部分CPにおいては第2部分P2よりも低い輝度で第2面52から出射する。
Light from the first light source LS1 is less likely to deviate from the total reflection condition of the
なお、第2光源LS2からの光は、第2部分P2においては第2面52からあまり出射せず、第1部分P1においては第2面52から多く出射する。このように、第1光源LS1は主に第2部分P2における第2面52を点灯させる役割を担い、第2光源LS2は主に第1部分P1における第2面52を点灯させる役割を担う。
The light from the second light source LS2 is not emitted so much from the
図5および図6は、第2面52から出射する光の輝度(BR)の一例を示すグラフである。第1部分P1において、第1光源LS1からの光L1は、極めて低輝度である。光L1の輝度は、中心Cの近傍において急峻に上昇し、第2部分P2においては高輝度となる。反対に、第2光源LS2からの光L2は、第2部分P2において低輝度であり、中心Cの近傍において急峻に上昇し、第1部分P1において高輝度となる。このように、第1部分P1においては、第2光源LS2からの光L2が第1光源LS1からの光L1よりも高輝度で第2面52から出射する。また、第2部分P2においては、第1光源LS1からの光L1が第2光源LS2からの光L2よりも高輝度で第2面52から出射する。
5 and 6 are graphs showing an example of the brightness (BR) of the light emitted from the
光L1,L2の合成光Lの輝度は、図5に示すように第1部分P1、第2部分P2および中央部分CPの全体にわたって一定であることが理想的である。しかしながら、中央部分CPにおいて光L1,L2それぞれの輝度変化が整合しない場合、合成光Lの輝度が中央部分CPにおいて不均一となる。図6においては、光L1,L2の双方が中心Cにおいて不足し、合成光Lの輝度が中心Cとその近傍において急峻に低下する例を示している。他の例として、光L1,L2の輝度の重なりが中心Cにおいて大き過ぎる場合には、合成光Lの輝度が中心Cとその近傍において急峻に上昇する。 Ideally, the brightness of the combined light L of the lights L1 and L2 is constant over the first portion P1, the second portion P2, and the central portion CP, as shown in FIG. However, when the brightness changes of the lights L1 and L2 do not match in the central portion CP, the brightness of the combined light L becomes nonuniform in the central portion CP. FIG. 6 shows an example in which both the lights L1 and L2 are insufficient at the center C, and the brightness of the combined light L sharply decreases at the center C and in the vicinity thereof. As another example, when the overlap of the brightness of the lights L1 and L2 is too large at the center C, the brightness of the combined light L sharply increases at the center C and in the vicinity thereof.
図7は、図6に示す合成光の輝度分布を模式的に表す第2面52の平面図である。中心Cにおいて輝度が低下しているために、第2面52において中心Cに沿う暗線DLが生じる。合成光Lの輝度が中心Cとその近傍において急峻に上昇する場合には、この暗線DLに代えて明線が生じる。
FIG. 7 is a plan view of the
これら暗線や明線により第2面52の輝度が不均一になると、表示パネルPNLの画質も低下し得る。本実施形態において、導光板LGは、このような暗線や明線を抑制することが可能な構成を備えている。以下、導光板LGの詳細について説明する。
If the brightness of the
図8は、本実施形態における導光板LGの概略的な断面図である。導光板LGの第1面51は、中央部分CPに設けられた第1反射構造60と、第1部分P1に設けられた第2反射構造70と、第2部分P2に設けられた第3反射構造80とを有している。各反射構造60,70,80は、例えば下方(第3方向Zの反対方向)に向けて突出したプリズムである。
FIG. 8 is a schematic sectional view of the light guide plate LG in the present embodiment. The
第2反射構造70の頂点を繋ぐ直線を第1仮想線VL1と定義し、第3反射構造80の頂点を繋ぐ直線を第2仮想線VL2と定義する。第1仮想線VL1は、第2面52に対して角度θ1で傾いている。第2仮想線VL2は、第2面52に対して角度θ2で傾いている。角度θ1,θ2は、いずれも鋭角である。第2面52の輝度分布を均一化する観点からは、角度θ1,θ2が同じであることが好ましい。ただし、角度θ1,θ2が異なってもよい。中央部分CPの各第1反射構造60は、例えば各仮想線VL1,VL2よりも第2面52側に位置している。
A straight line connecting the vertices of the second reflecting
図9は、複数の第1反射構造60を拡大した中央部分CPの断面図である。ここでは、第1部分P1(図中左方)から第2部分P2(図中右方)に向けて順に並ぶ6つの第1反射構造60−1〜60−6を示しているが、中央部分CPに配置される第1反射構造60の数はこれに限定されない。例えば、各第1反射構造60は、図示した断面形状を有して第2方向Yに延在している。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the central portion CP in which the plurality of first reflecting
第1反射構造60は、第1反射面61と、第2反射面62とを有している。第1反射面61は、図9の断面の左方にある第1端部53に対向する平面であり、第1光源LS1からの光を第2面52に向けて反射する。第2反射面62は、図9の断面の右方にある第2端部54に対向する平面であり、第2光源LS2からの光を第2面52に向けて反射する。
The first
ここで、「第1反射面61が第1端部53に対向する」とは、第2端部54側の第1反射面61の端部と第2面52との距離が、第1端部53側の第1反射面61の端部と第2面52との距離よりも小さくなるように、第1反射面61がX−Y平面に対して傾斜していることを意味する。後述する第4反射面81についても同様である。また、「第2反射面62が第2端部54に対向する」とは、第1端部53側の第2反射面62の端部と第2面52との距離が、第2端部54側の第2反射面62の端部と第2面52との距離よりも小さくなるように、第2反射面62がX−Y平面に対して傾斜していることを意味する。後述する第3反射面71についても同様である。
Here, "the first reflecting
図9の例において、第1反射構造60は、第1反射面61と隣接する第1反射面61との間、或いは、第2反射面62と隣接する第2反射面62との間に配置された平坦面63を有している。平坦面63は、例えば第2面52と平行であり、各光源LS1,LS2からの光を、第2面52で全反射される浅い角度で反射する。これにより、第1光源LS1からの光が中央部分CPを超えて第2部分P2まで良好に伝播する。同様に、第2光源LS2からの光が中央部分CPを超えて第1部分P1まで良好に伝播する。
In the example of FIG. 9, the first
第1反射面61は、平坦面63(または第2面52)に対して鈍角である角度θaで傾いている。第2反射面62は、平坦面63(または第2面52)に対して鈍角である角度θbで傾いている。例えば、これら角度θa,θbは互いに等しい。この場合、第1反射面61で反射されて第2面52から出射しプリズムシートPSに到達する第1光源LS1からの光の角度と、第2反射面62で反射されて第2面52から出射しプリズムシートPSに到達する第2光源LS2からの光の角度とが実質的に等しくなる。これにより、各光源LS1,LS2からの光が同等の条件で表示パネルPNLに供給されるので、画像における輝度むらを抑制できる。
The first reflecting
図9の例においては、第1反射構造60−1〜60−6のいずれにおいても、第1反射面61が角度θaで傾き、第2反射面62が角度θbで傾いている。また、第1反射構造60−1〜60−6の平坦面63の第1方向Xにおける幅が同じである。
In the example of FIG. 9, in any of the first reflecting structures 60-1 to 60-6, the first reflecting
第1反射面61の第1方向Xにおける幅W1および第2反射面62の第1方向Xにおける幅W2は、各反射構造60−1〜60−6で異なっている。すなわち、第1部分P1に近い第1反射面61ほど幅W1が小さく、第2部分P2に近い第1反射面61ほど幅W1が大きい。反対に、第2部分P2に近い第2反射面62ほど幅W2が小さく、第1部分P1に近い第2反射面62ほど幅W2が大きい。
The width W1 of the first reflecting
他の観点からいうと、複数の第1反射面61の面積は、第1部分P1から第2部分P2に近づくに連れて大きくなる。反対に、複数の第2反射面62の面積は、第2部分P2から第1部分P1に近づくに連れて大きくなる。
From another point of view, the areas of the plurality of first reflecting
また、本実施形態においては第1反射構造60−1〜60−6の平坦面63が一定であることから、第1面51における複数の第1反射面61の密度は、第1部分P1から第2部分P2に近づくに連れて大きくなる。反対に、第1面51における複数の第2反射面62の密度は、第2部分P2から第1部分P1に近づくに連れて大きくなる。
Further, in the present embodiment, since the
他の観点からいうと、第1反射構造60が中心Cよりも第1端部53側にある場合、当該第1反射構造60においては第1反射面61の面積が第2反射面62の面積よりも小さい。また、第1反射構造60が中心Cよりも第2端部54側にある場合、当該第1反射構造60においては第2反射面62の面積が第1反射面61の面積よりも小さい。
From another viewpoint, when the first reflecting
図10は、複数の第2反射構造70を拡大した第1部分P1の断面図である。ここでは、第1方向Xに並ぶ2つの第2反射構造70−1,70−2を示している。例えば、各第2反射構造70は、図示した断面形状を有して第2方向Yに延在している。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the first portion P1 in which the plurality of second
第2反射構造70は、第3反射面71と、平坦面72とを有している。第3反射面71は、図10の断面の右方にある第2端部54に対向する平面であり、第2光源LS2からの光を第2面52に向けて反射する。平坦面72は、例えば第2面52と平行であり、各光源LS1,LS2からの光を、第2面52で全反射される浅い角度で反射する。図10の例において、第2反射構造70は、第1端部53に対向する反射面を有していない。
The second
第3反射面71は、平坦面72(または第2面52)に対して鈍角である角度θcで傾いている。第3反射面71の第1方向Xにおける幅W3は、各反射構造70で異なってもよい。導光板LGが薄い領域ほど、第2光源LS2からの光が第1面51および第2面52で反射される回数が多い。そのため、各第3反射面71の面積が同じであると、第1端部53に近い第3反射面71ほど第2光源LS2からの光を多く反射し、第2面52に輝度むらが生じ得る。そこで、第1端部53に近い第3反射面71ほど幅W3を小さくしてもよい。
The third reflecting
図11は、複数の第3反射構造80を拡大した第2部分P2の断面図である。ここでは、第1方向Xに並ぶ2つの第3反射構造80−1,80−2を示している。例えば、各第3反射構造80は、第2方向Yのいずれの位置においても図示した断面形状を有している。 FIG. 11 is a cross-sectional view of the second portion P2 in which the plurality of third reflective structures 80 are enlarged. Here, two third reflective structures 80-1 and 80-2 arranged in the first direction X are shown. For example, each third reflection structure 80 has the illustrated cross-sectional shape at any position in the second direction Y.
第3反射構造80は、第4反射面81と、平坦面82とを有している。第4反射面81は、図11の断面の左方にある第1端部53に対向する平面であり、第1光源LS1からの光を第2面52に向けて反射する。平坦面82は、例えば第2面52と平行であり、各光源LS1,LS2からの光を、第2面52で全反射される浅い角度で反射する。図11の例において、第3反射構造80は、第2端部54に対向する反射面を有していない。
The third reflective structure 80 has a fourth
図11に示す第2部分P2の断面形状は、図10に示した第1部分P1の断面形状を左右反転したものに相当する。そのため、第4反射面81と平坦面82とが成す角度θdおよび第4反射面81の幅W4に適用し得る条件の説明は省略する。
The cross-sectional shape of the second portion P2 shown in FIG. 11 corresponds to the cross-sectional shape of the first portion P1 shown in FIG. Therefore, the description of the conditions applicable to the angle θd formed by the fourth reflecting
続いて、図8に示した輝度変化のグラフに基づき、本実施形態の効果について説明する。本実施形態においては、中央部分CPに複数の第1反射面61が設けられ、しかもこれら第1反射面61の面積が第2部分P2に近づくに連れて大きくなる。そのため、これら第1反射面61で反射されて第2面52から出射する光L1の輝度は、図5に示したように急峻に変化せず、中央部分CPの図中左端から右端にかけて緩やかに上昇する。
Subsequently, the effect of the present embodiment will be described based on the graph of the luminance change shown in FIG. In the present embodiment, a plurality of first reflecting
同様に、本実施形態においては、中央部分CPに複数の第2反射面62が設けられ、しかもこれら第2反射面62の面積が第1部分P1に近づくに連れて大きくなる。そのため、これら第2反射面62で反射されて第2面52から出射する光L2の輝度についても、中央部分CPの図中右端から左端にかけて緩やかに上昇する。
Similarly, in the present embodiment, the plurality of second reflecting
このように本実施形態において、中央部分CPは、第1端部53側から第2端部54側に向かって第1光源LS1からの光L1が第2面52から出射する際の輝度が順次高くなり、且つ第2端部54側から第1端部53側に向かって第2光源LS2からの光L2が第2面52から出射する際の輝度が順次高くなる輝度傾斜特性を有する。
As described above, in the present embodiment, in the central portion CP, the brightness when the light L1 from the first light source LS1 is emitted from the
ここで、光L1の輝度分布が矢印D1で示す方向に僅かにずれ、光L2の輝度分布が矢印D2で示す方向に僅かにずれた場合を想定する。図5の例においては、このようなずれにより、合成光Lが中心Cとその近傍において急峻に低下した。しかしながら、図8の例においては、光L1,L2の輝度が中央部分CPで緩やかに変化しているため、合成光Lの輝度は破線Laで示すように僅かに低下するにとどまる。したがって、図7に示したような暗線の発生が抑制される。 Here, it is assumed that the luminance distribution of the light L1 slightly shifts in the direction indicated by the arrow D1, and the luminance distribution of the light L2 slightly shifts in the direction indicated by the arrow D2. In the example of FIG. 5, such a shift causes the combined light L to drop sharply at the center C and in the vicinity thereof. However, in the example of FIG. 8, since the brightness of the lights L1 and L2 changes gently in the central portion CP, the brightness of the combined light L only slightly decreases as shown by the broken line La. Therefore, the generation of dark lines as shown in FIG. 7 is suppressed.
また、光L1,L2の輝度分布が反対方向にずれた場合も、合成光Lの輝度は破線Lbで示すように僅かに上昇するにとどまる。したがって、中心Cとその近傍における明線の発生も抑制される。 Even when the luminance distributions of the lights L1 and L2 deviate in the opposite directions, the luminance of the combined light L only slightly increases as shown by the broken line Lb. Therefore, the generation of bright lines in the center C and its vicinity is also suppressed.
また、第1光源LS1が放つ光がレーザー光であるため、第1部分P1においては図4に示したように当該光が通過しない領域NAが生じる。仮に第1部分P1において第1光源LS1からの光が出射すると、領域NAに応じた輝度むらが生じる。これに対し、本実施形態では、第1部分P1において、第1面51が第1端部53に対向する反射面を有していない。したがって、第1部分P1においては第1光源LS1からの光が第2面52からあまり出射しないので、上記輝度むらが抑制される。
Further, since the light emitted by the first light source LS1 is the laser light, a region NA where the light does not pass is generated in the first portion P1 as shown in FIG. If the light from the first light source LS1 is emitted in the first portion P1, luminance unevenness corresponding to the area NA occurs. On the other hand, in the present embodiment, in the first portion P1, the
同様に、本実施形態では、第2部分P2において第1面51が第2端部54に対向する反射面を有していない。したがって、第2光源LS2からの光に起因した第2部分P2における輝度むらが抑制される。
Similarly, in the present embodiment, the
また、このように良好な輝度分布を実現できる照明装置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。以上の他にも、本実施形態からは種々の好適な効果を得ることができる。
Further, by using the
[第2実施形態]
第1反射構造60の形状は、図9に示したものに限られない。図12は、第2実施形態における中央部分CPの断面図である。図9の例において、第1反射構造60は、平坦面63が頂面となるように下方に向けて突出した形状であった。これに対し、図12の例における第1反射構造60は、平坦面63が底面となるように上方(第2面52に向かう方向)に窪んだ形状である。
[Second Embodiment]
The shape of the first
この場合であっても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。その他にも、中央部分CPにおける第1面51の形状は、種々の態様に変形することができる。
Even in this case, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In addition, the shape of the
[第3実施形態]
照明装置3は、第1面51から漏れる光を導光板LGに戻す反射部材を備えてもよい。図13は、反射部材を備えた照明装置3の一例を示す断面図である。この照明装置3は、第1面51に対向する平板状の反射部材90を備えている。反射部材90としては、例えば金属材料で構成されたシート材を用いることができる。
[Third Embodiment]
The
図14は、反射部材90を備えた照明装置3の他の例を示す断面図である。この図の例において、反射部材90は、第1領域91と、第2領域92とを有している。第1領域91は、第1部分P1における第1面51と平行である。第2領域92は、第2部分P2における第1面51と平行である。第1領域91は、第1部分P1および中央部分CPの左半分と対向する。第2領域92は、第2部分P2および中央部分CPの右半分と対向する。
FIG. 14: is sectional drawing which shows the other example of the illuminating
図15は、反射部材90を備えた照明装置3のさらに他の例を示す断面図である。この図の例において、反射部材90は、第1領域91と、第2領域92と、第3領域93とを有している。第3領域93は、中央部分CPにおける第1面51と平行である。第1領域91、第2領域92および第3領域93は、それぞれ第1部分P1、第2部分P2および中央部分CPと対向する。なお、中央部分CPにおける第1面51が図9に示したように平面状でない場合、第3領域93は、当該第1面51に沿う曲面であってもよい。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing still another example of the
以上のような反射部材を設ければ、第1面51から漏れる光を有効活用し、第2面52の輝度を高めることができる。これにより、照明装置3の省電力化や、表示装置1の画質向上が期待できる。
If the reflecting member as described above is provided, the light leaking from the
[第4実施形態]
図16は、第4実施形態に係る照明装置3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、反射部材90とを備えている。本実施形態において、第1端部53は、入射面53aと、側面53bとを含む。導光板LG及び反射部材90には、上述した各実施形態の構成を適用できる。
[Fourth Embodiment]
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of the
入射面53aは、第2面52に対して角度θinで傾斜している。角度θinは、上述の第1角度θ1よりも大きい鋭角である(θ1<θin<90°)。側面53bは、例えばY−Z平面と平行な平面である。なお、図16の例では入射面53aが平面であるが、入射面53aは曲面であってもよい。また、第1端部53は、側面53bを有していなくてもよい。
The incident surface 53a is inclined with respect to the
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。
The first irradiation direction DL1, which is the direction in which the first light source LS1 emits light, is inclined with respect to the first
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16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。 The first light source LS1 overlaps the light guide plate LG in the thickness direction (third direction Z) of the light guide plate LG. In the example of FIG. 16, all the first light sources LS1 overlap the light guide plate LG, but a part of the first light source LS1 may overlap the light guide plate LG.
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端部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端部53および第1光源LS1と同様の構成を適用できる。
Even with the above configuration, the same effect as that of each of the above-described embodiments can be obtained. Further, by disposing the first light source LS1 in the space below the light guide plate LG, it is possible to reduce the size of the
The same configurations as the
[第5実施形態]
図17は、第5実施形態に係る照明装置3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、反射部材90とを備えている。導光板LG及び反射部材90には、上述した各実施形態の構成を適用できる。
[Fifth Embodiment]
FIG. 17 is a schematic sectional view of the
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17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。 The first light source LS1 overlaps the light guide plate LG in the thickness direction (third direction Z) of the light guide plate LG. In the example of FIG. 17, all the first light sources LS1 overlap the light guide plate LG, but a part of the first light source LS1 may overlap the light guide plate LG.
さらに、照明装置3は、第1端部53の近傍に配置された屈曲体100を備えている。図17に示した屈曲体100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100は、第1面101と、第2面102と、第3面103とを有している。一例として、屈曲体100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100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。
Further, the
第1面101は、入射領域101aと、出射領域101bとを有している。入射領域101aは、第1光源LS1と対向している。出射領域101bは、導光板LGの第1端部53と対向している。図17の例では、第1面101が第3方向Zと平行であるが、第1面101は第3方向Zに対して傾いていてもよい。第2面102および第3面103は、第1面101に対して所定の角度で傾いている。
The
第1光源LS1が発する光は、入射領域101aから屈曲体100に入射する。この入射した光は、第2面102で反射され、さらに第3面103で反射されて、出射領域101b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端部53に照射され、導光板LGの各面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100にて第1照射方向DL1に屈曲され、導光板LGに入射する。
The light emitted from the first light source LS1 enters the
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100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17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。
Even with the above configuration, the same effect as that of each of the above-described embodiments can be obtained. Further, by using the
なお、図17においては屈曲体100がプリズムである例を示したが、屈曲体100は第2面102および第3面103に相当する形状の反射部材(ミラー部材)であってもよい。
Although the
また、屈曲体100は、第1光源LS1からの光を1回のみ反射して第1端部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端部53に照射する構造であってもよい。
The
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。 The configuration described in the vicinity of the first light source LS1 in the present embodiment can be similarly applied to the second light source LS2 side.
以上、本発明の実施形態として説明した照明装置およ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および表示装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。 As described above, based on the lighting device and the display device described as the embodiments of the present invention, all the lighting devices and the display devices that can be appropriately modified and implemented by those skilled in the art, as long as they include the gist of the present invention, It belongs to the scope of the invention.
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、または、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。 Various modifications are conceivable to those skilled in the art within the scope of the idea of the present invention, and it is understood that these modifications also belong to the scope of the present invention. For example, those skilled in the art appropriately add, delete, or change the design of each of the above-described embodiments, or add or omit steps or change the conditions of the present invention. As long as it has the gist, it is included in the scope of the present invention.
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、また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。 Further, regarding other operational effects brought about by the modes described in the respective embodiments, those apparent from the description of the present specification or those which can be appropriately conceived by a person skilled in the art are understood to be naturally brought about by the present invention. To be done.
1…表示装置、2…表示パネル、3…照明装置、SUB1…第1基板、SUB2…第2基板、LC…液晶層、DA…表示領域、LG…導光板、PS…プリズムシート、DS…拡散シート、51…第1面、52…第2面、53…第1端部、54…第2端部、CP…中央部分、P1…第1部分、P2…第2部分、60…第1反射構造、70…第2反射構造、80…第3反射構造、LS1…第1光源、LS2…第2光源、90…反射部材。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記第1光源からの光が照射される第1端部、前記第2光源からの光が照射される第2端部、前記第1端部および前記第2端部から入射した光を反射する第1面、および、前記第1面で反射された光が出射する第2面を有する導光板と、を備え、
前記導光板は、
前記第1端部と前記第2端部の間に位置する中央部分と、
前記第1端部と前記中央部分の間に位置し、前記第2光源からの光が前記第1光源からの光よりも高輝度で前記第2面から出射する第1部分と、
前記第2端部と前記中央部分の間に位置し、前記第1光源からの光が前記第2光源からの光よりも高輝度で前記第2面から出射する第2部分と、を有し、
前記中央部分は、前記第1端部側から前記第2端部側に向かって前記第1光源からの光が前記第2面から出射する際の輝度が順次高くなり、且つ前記第2端部側から前記第1端部側に向かって前記第2光源からの光が前記第2面から出射する際の輝度が順次高くなる輝度傾斜特性を有する、
照明装置。 A first light source and a second light source that emit laser light;
Reflects light incident from the first end irradiated with light from the first light source, the second end irradiated with light from the second light source, the first end and the second end. A light guide plate having a first surface and a second surface from which the light reflected by the first surface is emitted;
The light guide plate is
A central portion located between the first end and the second end;
A first portion located between the first end portion and the central portion, the light from the second light source being emitted from the second surface with higher brightness than the light from the first light source;
A second portion that is located between the second end portion and the central portion and that emits light from the first light source from the second surface with higher brightness than light from the second light source. ,
In the central portion, the brightness when the light from the first light source is emitted from the second surface gradually increases from the first end side toward the second end side, and the second end From the side toward the first end portion side, has a brightness gradient characteristic in which the brightness when the light from the second light source is emitted from the second surface is sequentially increased.
Lighting equipment.
前記複数の第1反射面の面積または密度は、前記第1部分から前記第2部分に近づくに連れて大きくなり、
前記複数の第2反射面の面積または密度は、前記第2部分から前記第1部分に近づくに連れて大きくなる、
請求項1に記載の照明装置。 In the central portion, the first surface reflects the light from the first light source and emits the light from the second surface, and reflects the light from the second light source. Including a plurality of second reflecting surfaces to be emitted from the second surface,
The areas or densities of the plurality of first reflecting surfaces increase from the first portion toward the second portion,
Areas or densities of the plurality of second reflecting surfaces increase from the second portion toward the first portion,
The lighting device according to claim 1.
請求項2に記載の照明装置。 The angle at which the first reflective surface is inclined with respect to the second surface and the angle at which the second reflective surface is inclined with respect to the second surface are the same.
The lighting device according to claim 2.
請求項2または3に記載の照明装置。 The first surface includes a flat surface parallel to the second surface between the adjacent first reflective surfaces or between the adjacent second reflective surfaces,
The lighting device according to claim 2 or 3.
前記導光板は、前記第1端部から前記中央部分に向けて厚さが増し、かつ前記第2端部から前記中央部分に向けて厚さが増す形状を有する、
請求項1ないし4のうちいずれか1項に記載の照明装置。 The second surface is a flat surface,
The light guide plate has a shape in which the thickness increases from the first end portion toward the central portion and the thickness increases from the second end portion toward the central portion.
The lighting device according to any one of claims 1 to 4.
請求項1ないし5のうちいずれか1項に記載の照明装置。 In the first portion, the first surface has a third reflecting surface facing the second end, and does not have a reflecting surface facing the first end.
The lighting device according to any one of claims 1 to 5.
請求項1ないし6のうちいずれか1項に記載の照明装置。 In the second portion, the first surface has a fourth reflecting surface facing the first end, and does not have a reflecting surface facing the second end.
The lighting device according to any one of claims 1 to 6.
前記第2面に対向し、前記第2面から出射する光を用いて画像を表示する表示パネルと、
を備える表示装置。 An illumination device according to any one of claims 1 to 7,
A display panel facing the second surface and displaying an image using light emitted from the second surface;
Display device.
前記プリズムシートは、前記導光板に向けて突出する複数のプリズムを有する、
請求項8に記載の表示装置。 Further comprising a prism sheet disposed between the light guide plate and the display panel,
The prism sheet has a plurality of prisms protruding toward the light guide plate,
The display device according to claim 8.
Priority Applications (2)
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