JP2021026905A - 照明装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照明品位の低下を抑制することができる照明装置及び表示装置を提供する。【解決手段】第１領域と、前記第１領域と隣接する第２領域と、第１主面と、前記第１主面の反対側の第２主面と、第１側面と、前記第１側面に対向する第２側面と、を有する第１導光板と、前記第２側面に対向する複数の第１光源と、前記第２主面に対向する第３主面と、前記第３主面の反対側の第４主面と、第３側面と、前記第３側面に対向する第４側面と、を有する第２導光板と、前記第３側面に対向する複数の第２光源と、前記第２主面に設けられた複数の第１プリズムを含む第１層と、前記第４主面に設けられた複数の第２プリズムを含む第２層と、を備え、前記第１層は、前記第１領域から前記第１領域と前記第２領域との境界を越え前記第２側面と前記境界との間まで延出し、前記第２層は、前記第２領域から前記境界を越え前記第３側面と前記境界との間まで延出している照明装置。【選択図】 図３

Description

本発明の実施形態は、照明装置及び表示装置に関する。

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、導光板の側面から導光板に入射し、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。

導光板の出射面に輝度むらが生じると、表示パネルが表示する画像の品位も低下し得る。例えば、光源が発する光の視野角が狭い場合、導光板の出射面において光源に近い領域では、所望の輝度を得られない可能性がある。この場合、出射面の光源に近い領域において、表示パネルに十分な輝度の光を供給できない。

特開２０１１−２３８４８４号公報

本実施形態の目的は、照明品位の低下を抑制することができる照明装置及び表示装置を提供することにある。

本実施形態によれば、
第１領域と、前記第１領域と第１方向に隣接する第２領域と、前記第１領域及び前記第２領域に位置する第１主面と、前記第１領域及び前記第２領域に位置し前記第１主面の反対側にある第２主面と、前記第１領域に位置する第１側面と、前記第２領域に位置し前記第１方向において前記第１側面に対向する第２側面と、を有する第１導光板と、前記第２側面に対向する複数の第１光源と、前記第２主面に対向し前記第１領域及び前記第２領域に位置する第３主面と、前記第１領域及び前記第２領域に位置し前記第３主面の反対側にある第４主面と、前記第１領域に位置する第３側面と、前記第２領域に位置し前記第１方向において前記第３側面に対向する第４側面と、を有する第２導光板と、前記第３側面に対向する複数の第２光源と、前記第２主面に設けられた複数の第１プリズムを含む第１層と、前記第４主面に設けられた複数の第２プリズムを含む第２層と、を備え、前記第１層は、前記第１領域から前記第１領域と前記第２領域との境界を越え前記第２側面と前記境界との間まで延出し、前記第２層は、前記第２領域から前記境界を越え前記第３側面と前記境界との間まで延出している照明装置が提供される。

本実施形態によれば、
前記照明装置と、画像を表示する表示パネルと、を備え、前記表示パネルは前記第１主面に対向している表示装置が提供される。

図１は、一実施形態の表示装置の一構成例を示す分解斜視図である。 図２は、図１に示した照明装置の平面図である。 図３は、図１に示した表示装置の断面図である。 図４は、第１層及び第２層の形状を説明するための図であり、図３に示した照明装置の斜視図である。 図５は、図３に示した導光板、第１層及び光源の部分断面図である。 図６は、境界近傍における照明装置の断面図である。 図７は、側面近傍における第１層及び導光板の断面図である。 図８は、本実施形態の変形例を示す断面図である。

以下、本実施形態について、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ものである。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、各部の幅、厚さ、形状等につい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。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適宜省略することがある。

本実施形態においては、表示装置ＤＳＰの一例として、透過型の液晶表示装置について説明する。なお、本実施形態にて開示する主要な構成は、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、電気泳動素子等を有する電子ペーパ型の表示装置、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を応用した表示装置、或いはエレクトロクロミズムを応用した表示装置などにも適用可能である。

図１は、一実施形態の表示装置ＤＳＰの一構成例を示す分解斜視図である。
図１に示すように、方向Ｘ、方向Ｙ及び方向Ｚは、互いに直交しているが、９０度以外の角度で交差していてもよい。方向Ｘ及び方向Ｙは、表示装置ＤＳＰを構成する基板の主面と平行な方向に相当し、方向Ｚは、表示装置ＤＳＰの厚さ方向に相当する。
表示装置ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬと、照明装置ＩＬと、ＩＣチップ１と、配線基板２と、を備えている。

表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２と、を備えている。表示パネルＰＮＬは、画像を表示する表示領域ＤＡを有している。表示パネルＰＮＬは、例えば、表示領域ＤＡにおいてマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸを備えている。

ＩＣチップ１及び配線基板２は、表示パネルＰＮＬからの信号を読み出す場合もあるが、主として表示パネルＰＮＬに信号を供給する信号源として機能する。これらの信号源は、第１基板ＳＵＢ１が第２基板ＳＵＢ２から露出する表示パネルＰＮＬの１枚部分に実装されている。なお、ＩＣチップ１は配線基板２に実装されてもよい。配線基板２は、例えば折り曲げ可能なフレキシブルプリント基板である。

照明装置ＩＬは、表示パネルＰＮＬを照明するものである。照明装置ＩＬは、導光板ＬＧ１と、導光板ＬＧ２と、複数の光源ＬＳ１と、複数の光源ＬＳ２と、を備えている。導光板ＬＧ２、導光板ＬＧ１、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、この順に方向Ｚに沿って並んでいる。

導光板ＬＧ１は、方向Ｘ及び方向Ｙによって規定されるＸ−Ｙ平面と平行な平板状に形成されている。導光板ＬＧ１は、表示パネルＰＮＬに対向する主面１Ａと、主面１Ａの反対側の主面１Ｂと、側面ＳＦ１と、側面ＳＦ１の反対側の側面ＳＦ２と、を有している。側面ＳＦ１及び側面ＳＦ２は、例えば方向Ｘ及び方向Ｚによって規定されるＸ−Ｚ平面である。導光板ＬＧ１は、厚さＴ１を有している。厚さＴ１は、方向Ｚにおける主面１Ａから主面１Ｂまでの長さである。
複数の光源ＬＳ１は、方向Ｘに沿って間隔をおいて並んでいる。各光源ＬＳ１は、側面ＳＦ２に対向している。

導光板ＬＧ２は、Ｘ−Ｙ平面と平行な平板状に形成されている。導光板ＬＧ２は、主面１Ｂに対向する主面２Ａと、主面２Ａの反対側の主面２Ｂと、側面ＳＦ３と、側面ＳＦ３の反対側の側面ＳＦ４と、を有している。側面ＳＦ３及び側面ＳＦ４は、例えばＸ−Ｚ平面である。導光板ＬＧ２は、厚さＴ２を有している。厚さＴ２は、方向Ｚにおける主面２Ａから主面２Ｂまでの長さである。図示した例では、厚さＴ１と厚さＴ２とは実質的に同一である。なお、厚さＴ１と厚さＴ２とは同一でもよく、同一でなくてもよい。
複数の光源ＬＳ２は、方向Ｘに沿って間隔をおいて並んでいる。各光源ＬＳ２は側面ＳＦ３に対向している。

光源ＬＳ１及び光源ＬＳ２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である。なお、光源ＬＳ１及び光源ＬＳ２は、レーザー光を放つものに限定されず、例えば発光ダイオードでもよい。
光源ＬＳ１及び光源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、光源ＬＳ１及び光源ＬＳ２が、それぞれ赤色、緑色、青色の光を発する３つの発光素子を備えれば、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。

図２は、図１に示した照明装置ＩＬの平面図である。
図２に示すように、照明装置ＩＬは、第１領域Ａ１と、第２領域Ａ２と、第１領域Ａ１と第２領域との境界ＢＯと、を有している。

第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とは、方向Ｙにおいて隣接している。第１領域Ａ１は方向Ｙにおいて長さ１０を有し、第２領域Ａ２は方向Ｙにおいて長さ２０を有している。長さ１０と長さ２０とは実質的に同等である。なお、長さ１０と長さ２０とは同等でなくてもよい。図示した例では、導光板ＬＧ１及び導光板ＬＧ２は、それぞれ第１領域Ａ１の全域及び第２領域Ａ２の全域に位置している。つまり、図２に示した主面１Ａ、主面１Ｂ、主面２Ａ及び主面２Ｂは、それぞれ第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２に位置している。側面ＳＦ１と側面ＳＦ３とは第１領域Ａ１に位置し、側面ＳＦ２と側面ＳＦ４とは第２領域Ａ２に位置している。側面ＳＦ１と側面ＳＦ２とは方向Ｙにおいて対向し、側面ＳＦ３と側面ＳＦ４とは方向Ｙにおいて対向している。側面ＳＦ１と側面ＳＦ３とは重なり、側面ＳＦ２と側面ＳＦ４とは重なっている。境界ＢＯは、側面ＳＦ１と側面ＳＦ２との中間及び側面ＳＦ３と側面ＳＦ４との中間のそれぞれに相当する。

光源ＬＳ１は、側面ＳＦ２に向かって出射方向ＤＬ１に光を出射する。光源ＬＳ１が発する光の強度は光軸ＡＸ１において最も高く、出射方向ＤＬ１は光軸ＡＸ１と平行である。光源ＬＳ２は、側面ＳＦ３に向かって出射方向ＤＬ２に光を出射する。光源ＬＳ２が発する光の強度は光軸ＡＸ２において最も高く、出射方向ＤＬ２は光軸ＡＸ２と平行である。

図３は、図１に示した表示装置ＤＳＰの断面図である。
図３に示すように、表示パネルＰＮＬは、さらに、液晶層ＬＣと、シールＳＥと、偏光板ＰＬ１と、偏光板ＰＬ２と、を備えている。

液晶層ＬＣ及びシールＳＥは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に位置している。シールＳＥは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とを接着するとともに、液晶層ＬＣを封止している。

偏光板ＰＬ１は、第１基板ＳＵＢ１の下面に接着されている。偏光板ＰＬ２は、第２基板ＳＵＢ２の上面に接着されている。偏光板ＰＬ１の偏光軸及び偏光板ＰＬ２の偏光軸は、例えば互いに直交している。

照明装置ＩＬは、さらに、第１層Ｐ１と、第２層Ｐ２と、拡散シートＤＳと、プリズムシートＰＳと、反射シートＲＳと、を備えている。
拡散シートＤＳは、表示パネルＰＮＬと導光板ＬＧ１との間に位置している。拡散シートＤＳは、拡散シートＤＳに入射した光を拡散させて、光の輝度を均一化させるものである。プリズムシートＰＳは、拡散シートＤＳと導光板ＬＧ１との間に位置している。プリズムシートＰＳは、例えば導光板ＬＧ１の主面１Ａから出射された光を、方向Ｚに集光するものである。反射シートＲＳは、導光板ＬＧ２の主面２Ｂに対向している。反射シートＲＳは、例えば導光板ＬＧ２内から漏れた光を反射し、導光板ＬＧ２に再度入射させるものである。

第１層Ｐ１及び第２層Ｐ２は、それぞれ後述する複数のプリズムを含む層である。
第１層Ｐ１は、主面１Ｂに位置している。第１層Ｐ１は、第１領域Ａ１から境界ＢＯを越え境界ＢＯと側面ＳＦ２との間まで延出している。第１層Ｐ１は、端部Ｅ１０と、端部Ｅ１０の反対側の端部Ｅ１１と、を有している。端部Ｅ１０は、境界ＢＯと側面ＳＦ２との間に位置し、境界ＢＯに近接している。端部Ｅ１１は側面ＳＦ１に近接している。
第２層Ｐ２は、主面２Ｂに位置している。第２層Ｐ２は、第２領域Ａ２から境界ＢＯを超え境界ＢＯと側面ＳＦ３との間まで延出している。第２層Ｐ２は、端部Ｅ２０と、端部Ｅ２０の反対側の端部Ｅ２１と、を有している。端部Ｅ２０は、境界ＢＯと側面ＳＦ３との間に位置し、境界ＢＯに近接している。端部Ｅ２１は側面ＳＦ４に近接している。第１層Ｐ１と第２層Ｐ２とは、境界ＢＯ及び境界ＢＯの近傍において方向Ｚで重なっている。

光源ＬＳ１は、側面ＳＦ２から離れている。光源ＬＳ１の出射方向ＤＬ１は、側面ＳＦ２の法線方向と交差する方向である。光源ＬＳ２は、側面ＳＦ３から離れている。光源ＬＳ２の出射方向ＤＬ２は、側面ＳＦ３の法線方向と交差する方向である。

次に、光源ＬＳ１から出射された光Ｌ１及び光源ＬＳ２から出射された光Ｌ２について説明する。
光源ＬＳ１から出射された光Ｌ１は、側面ＳＦ２で屈折し、導光板ＬＧ１に入射する。導光板ＬＧ１に入射した光Ｌ１のうち、主面１Ａに向かって進行する光は、導光板ＬＧ１と空気層との界面で反射される。また、導光板ＬＧ１に入射した光Ｌ１のうち、主面１Ｂに向かって進行する光は、導光板ＬＧ１と空気層との界面で反射される。このように、入射光Ｌ１は、第２領域Ａ２のうち第１層Ｐ１が設けられていない領域では、繰り返し反射されながら導光板ＬＧ１内を進行する。導光板ＬＧ１内を進行する光Ｌ１のうち、導光板ＬＧ１から第１層Ｐ１に向かって進行する光は、第１層Ｐ１のプリズムで進行方向を変えられ、主面１Ａの全反射条件を外れて主面１Ａから出射する。主面１Ａから出射された光は、プリズムシートＰＳ及び拡散シートＤＳを介して、表示パネルＰＮＬを照明する。つまり、第２領域Ａ２のうち第１層Ｐ１が設けられていない領域（又は側面ＳＦ２近傍）では、側面ＳＦ２からの入射光Ｌ１の表示パネルＰＮＬへの入射が抑制される。

同様に、光源ＬＳ２から出射された光Ｌ２は、側面ＳＦ３で屈折し、導光板ＬＧ２に入射する。入射光Ｌ２は、第１領域Ａ１のうち第２層Ｐ２が設けられていない領域では、主面２Ａ及び主面２Ｂで繰り返し反射されながら導光板ＬＧ２を進行する。導光板ＬＧ２内を進行する光のうち、導光板ＬＧ２から第２層Ｐ２に向かって進行する光は、第２層Ｐ２のプリズムで進行方向を変えられ、主面２Ａの全反射条件を外れ主面２Ａから出射する。主面２Ａから出射された光は、導光板ＬＧ１、プリズムシートＰＳ及び拡散シートＤＳを介して、表示パネルＰＮＬを照明する。つまり、第１領域Ａ１のうち第２層Ｐ２が設けられていない領域（又は側面ＳＦ３近傍）では、側面ＳＦ３からの入射光Ｌ２の表示パネルＰＮＬへの入射が抑制される。
表示パネルＰＮＬは、第１領域Ａ１において、光源ＬＳ１からの出射光Ｌ１によって照明される。表示パネルＰＮＬは、第２領域Ａ２において、光源ＬＳ２からの出射光Ｌ２によって照明される。

一般的に、間隔をおいて並んだ複数の光源からの出射光は、それぞれ拡散しながら導光板の内部を進行するが、光源の近傍では、互いの出射光が十分に混ざらない。このため、このような光を照明光として利用した表示装置では、表示部を平面視した際に、強度の差に起因したスジ状の輝度ムラや色度ずれが視認されるおそれがある。照明光の強度の差は、光源から離れた位置ほど低減される。

本実施形態によれば、第２領域Ａ２のうち第１層Ｐ１が設けられていない領域では、側面ＳＦ２からの入射光Ｌ１は導光板ＬＧ１に閉じ込められ、表示パネルＰＮＬへの入射が抑制される。第２領域Ａ２において、光源ＬＳ１からの光Ｌ１が表示パネルＰＮＬへほとんど入射しないものの、光源ＬＳ２からの光Ｌ２が表示パネルＰＮＬを照明する。第１領域Ａ１は、光Ｌ１が互いに混ざり合うのに十分な距離だけ側面ＳＦ２から離れている。このため、第１領域Ａ１において、照明光の輝度ムラや色度ずれに起因した照明品位の低下を抑制することができる。

同様に、第１領域Ａ１のうち第２層が設けられていない領域では、側面ＳＦ３からの入射光Ｌ２は導光板ＬＧ２に閉じ込められ、表示パネルＰＮＬへの入射が抑制される。第１領域Ａ１において、光源ＬＳ２からの光Ｌ２が表示パネルＰＮＬへほとんど入射しないものの、光源ＬＳ１からの光Ｌ１が表示パネルＰＮＬを照明する。第２領域Ａ２は、光Ｌ２が互いに混ざり合うのに十分な距離だけ側面ＳＦ３から離れている。このため、第２領域Ａ２において、照明光のムラに起因した照明品位の低下を抑制することができる。

さらに、第１層Ｐ１は境界ＢＯを越えて第２領域Ａ２まで延出し、第２層Ｐ２は境界ＢＯを越えて第１領域Ａ１まで延出している。そのため、照明装置ＩＬの出射光の輝度レベルが境界ＢＯの近傍にて低下する事態を回避することができる。なお、第１層Ｐ１の端部Ｅ１０及び第２層Ｐ２の端部Ｅ２０が、それぞれ境界ＢＯに位置している場合、照明装置ＩＬの出射光の輝度レベルが境界ＢＯの近傍にて低下することとなる。

図４は、第１層Ｐ１及び第２層Ｐ２の形状を説明するための図であり、図３に示した照明装置ＩＬの斜視図である。図４には、照明装置ＩＬのうち、導光板ＬＧ１の一部、導光板ＬＧ２の一部、第１層Ｐ１の一部及び第２層Ｐ２の一部のみ示している。
図４に示すように、第１層Ｐ１は、複数のプリズムＰＡを有している。第１層Ｐ１は、方向Ｙに断続的に並んだ複数のプリズムＰＡによって構成されている。第２層Ｐ２は、複数のプリズムＰＢを有している。第２層Ｐ２は、方向Ｙに断続的に並んだ複数のプリズムＰＢによって構成されている。複数のプリズムＰＡは、主面１Ｂに設けられている。複数のプリズムＰＢは、主面２Ｂに設けられている。

プリズムＰＡは、主面１Ｂから主面２Ａに向かって突出している。プリズムＰＡはＹ−Ｚ平面に平行な断面が三角形であり、方向Ｘに延在している。図示した例では、各プリズムＰＡの断面は互いに相似の関係である。プリズムＰＡは、斜面ＳＬ１と、斜面ＳＬ２と、基準面ＢＬ１と、交線ＴＬ１と、高さＨＡと、を有している。

斜面ＳＬ１は側面ＳＦ１側に位置し、斜面ＳＬ２は側面ＳＦ２側に位置している。基準面ＢＬ１は、主面１Ｂと同一平面上に位置している。交線ＴＬ１は、斜面ＳＬ１と斜面ＳＬ２とが交わる線である。複数の交線ＴＬ１は、方向Ｙに等間隔３０で並んでいる。間隔３０は、例えば０．１ｍｍである。図示した例では、斜面ＳＬ１と基準面ＢＬ１とのなす角度θ１１と斜面ＳＬ２と基準面ＢＬ１とのなす角度θ１２とは等しい。なお、角度θ１１はプリズムＰＡの断面における内角の１つに相当し、角度θ１２はプリズムＰＡの断面における内角の別の１つに相当する。プリズムＰＡの断面は二等辺三角形である。高さＨＡは、主面１Ｂの法線方向におけるプリズムＰＡの高さである。高さＨＡは、方向Ｚにおける基準面ＢＬ１から交線ＴＬ１までの長さに相当する。

プリズムＰＡの高さＨＡは、側面ＳＦ１から側面ＳＦ２に向かうにつれ（方向Ｙを示す矢印の向き）、低くなっている。例えば、図３で示した第１層Ｐ１の端部Ｅ１０から端部Ｅ１１に向かうにつれ、プリズムＰＡの高さＨＡは高くなっていく。端部Ｅ１０から端部Ｅ１１に向かうにつれ、Ｘ−Ｙ平面における単位面積当たりのプリズムＰＡ（基準面ＢＬ１）の割合が増加し、Ｘ−Ｙ平面における単位面積当たりの主面１Ｂの割合が減少する。また、導光板ＬＧ１内を進行していく光が第１層Ｐ１のプリズムＰＡに進行し導光板ＬＧ１から出射されると、導光板ＬＧ１内を進行していく光の光量は減少していく。これにより、照明装置ＩＬは第１領域Ａ１において輝度分布が均一な照明光を表示パネルＰＮＬに照射することができる。

プリズムＰＢは、方向Ｚにおいて主面２Ｂから突出している。プリズムＰＢはＹ−Ｚ平面に平行な断面が三角形であり、方向Ｘに延在している。図示した例では、各プリズムＰＢの断面は互いに相似の関係である。プリズムＰＢは、斜面ＳＬ３と、斜面ＳＬ４と、基準面ＢＬ２と、交線ＴＬ２と、高さＨＢと、を有している。斜面ＳＬ３は側面ＳＦ３側に位置し、斜面ＳＬ４は側面ＳＦ４側に位置している。基準面ＢＬ２は、主面２Ｂと同一平面上に位置している。交線ＴＬ２は、斜面ＳＬ３と斜面ＳＬ４とが交わる線である。複数の交線ＴＬ２は、方向Ｙに沿って等間隔３０に並んでいる。図示した例では、斜面ＳＬ３と基準面ＢＬ２とのなす角度θ１３と斜面ＳＬ４と基準面ＢＬ２とのなす角度θ１４とは等しい。なお、角度θ１３はプリズムＰＢの断面における内角の１つに相当し、角度θ１４はプリズムＰＢの断面における内角の別の１つに相当する。プリズムＰＢの断面は二等辺三角形である。高さＨＢは、主面２Ｂの法線方向におけるプリズムＰＢの高さである。高さＨＢは、方向Ｚにおける基準面ＢＬ２から交線ＴＬ２までの長さに相当する。

プリズムＰＢの高さＨＢは、側面ＳＦ４から側面ＳＦ３に向かうにつれ（方向Ｙを示す矢印と逆の向き）、低くなっている。側面ＳＦ４から側面ＳＦ３に向かうにつれ、Ｘ−Ｙ平面における単位面積当たりのプリズムＰＢ（基準面ＢＬ２）の割合が減少し、Ｘ−Ｙ平面における単位面積当たりの主面２Ｂの割合が増加する。また、導光板ＬＧ２内を進行していく光が第２層Ｐ２のプリズムＰＢに進行し導光板ＬＧ２から出射されると、導光板ＬＧ２内を進行していく光の光量は減少していく。これにより、照明装置ＩＬは第２領域Ａ２において輝度分布が均一な照明光を表示パネルＰＮＬに照射することができる。

図５は、図３に示した導光板ＬＧ１、第１層Ｐ１及び光源ＬＳ１の部分断面図である。
図５に示すように、光源ＬＳ１は、発光点ＬＰ１と、出射面ＬＦ１と、を有している。発光点ＬＰ１は、出射方向ＤＬ１と平行な光軸ＡＸ１を有する光Ｌ１が出射される点である。発光点ＬＰ１から出射された光Ｌ１は、拡散しながら進行する。出射面ＬＦ１は、例えば光源ＬＳ１の外面に相当する。

出射方向ＤＬ１は、方向Ｙ及び方向Ｚに対して傾いている。出射方向ＤＬ１と側面ＳＦ２とは直交しない。すなわち、出射方向ＤＬ１は、側面ＳＦ２の法線方向と交差する。これにより、光Ｌ１は、導光板ＬＧ１に入射する際に屈折する。光Ｌ１の導光板ＬＧ１への入射角θ１は、出射方向ＤＬ１と方向Ｙとのなす角度より小さい。また、入射角θ１は、角度θ１１と等しい。

図示した例では、導光板ＬＧ１内を進行してきた光Ｌ１は、プリズムＰＡの斜面ＳＬ１で反射される。斜面ＳＬ１で反射された光Ｌ１は、主面１Ａの全反射条件を外れて主面１Ａと空気層との界面で屈折し、主面１Ａから出射角θ２で出射される。出射角θ２は、主面１Ａから出射された光と主面１Ａの法線とのなす角度である。導光板ＬＧ１の屈折率はｎである。

プリズムＰＡの角度θ１１と出射角θ２と屈折率ｎとの間には、以下の関係式が成り立つ。

側面ＳＦ３及び光源ＬＳ２に対しても、図５と同様の構造を適用できる。すなわち、光源ＬＳ２の出射方向ＤＬ２と側面ＳＦ３とは直交せず、出射方向ＤＬ２と側面ＳＦ３の法線方向と交差する。なお、側面ＳＦ３及び光源ＬＳ２の構造は、図５の構造と異なってもよい。

図６は、境界ＢＯ近傍における照明装置ＩＬの断面図である。
図６に示すように、第１層Ｐ１は第２領域Ａ２において長さＤ１を有している。長さＤ１は、方向Ｙにおける境界ＢＯから端部Ｅ１０までの長さに相当する。第２層Ｐ２は第１領域Ａ１において長さＤ２を有している。長さＤ２は、方向Ｙにおける境界ＢＯから端部Ｅ２０までの長さに相当する。図示した例では、長さＤ２は長さＤ１の２倍に等しい。なお、長さＤ２は長さＤ１より大きければよい。

長さＤ１と厚さＴ１と出射角θ２と屈折率ｎとの間には、以下の関係式が成り立つ。

長さ４０は、方向Ｚにおける主面２Ｂから主面１Ａまでの長さである。長さ４０は、実質的に厚さＴ１と厚さＴ２との総和（又は厚さＴ１の２倍）である。図示した例では、第１層Ｐ１の端部Ｅ１０で反射された光Ｌ１と主面１Ｂとのなす角度は、角度θ３である。第２層Ｐ２の端部Ｅ２０で反射された光Ｌ２と主面２Ｂとのなす角度は、角度θ４である。角度θ３及びθ４は、それぞれ鋭角であり等しい。

本実施形態によれば、第１層Ｐ１が第２領域Ａ２において長さＤ１を有し、第２層Ｐ２が第１領域Ａ１において長さＤ２を有している。導光板ＬＧ１内を進行してきた光は端部Ｅ１０に位置するプリズムＰＡによって、境界ＢＯにおける主面１Ａから出射させられる。導光板ＬＧ２内を進行してきた光は端部Ｅ２０に位置するプリズムＰＢによって、境界ＢＯにおける主面１Ａから出射させられる。これらにより、第１層Ｐ１が第２領域Ａ２に延在せず、第２層が第１領域Ａ１に延在してない場合と比較して、照明装置ＩＬは境界ＢＯ付近においても輝度が均一な照明光を出射することができる。

図７は、側面ＳＦ１近傍における第１層Ｐ１及び導光板ＬＧ１の断面図である。
図７に示すように、第１層Ｐ１の端部Ｅ１１は、方向Ｙにおいて側面ＳＦ１から長さＤ３離れている。長さＤ３と厚さＴ１と出射角θ２と屈折率ｎとの間には、以下の関係式が成り立つ。

図示した例では、端部Ｅ１１に進行してきた光Ｌ１は、第１層Ｐ１で反射された後、側面ＳＦ１に進行せず主面１Ａに向かって進行していく。これにより、導光板ＬＧ１内を進行していく光Ｌ１が、第１層Ｐ１で反射された後、側面ＳＦ１で反射され、側面ＳＦ１付近での照明装置ＩＬの照明光の輝度が部分的に大きくなることを抑制することができる。
第２層Ｐ２の端部Ｅ２１に対しても、図７と同様の構造を適用できる。すなわち、第２層の端部Ｅ２１が、方向Ｙにおいて側面ＳＦ４から長さＤ３離れている。

上記した構成例において、方向Ｙは第１方向に相当し、方向Ｘは第２方向に相当し、光源ＬＳ１は第１光源に相当し、光源ＬＳ２は第２光源に相当し、導光板ＬＧ１は第１導光板に相当し、導光板ＬＧ２は第２導光板に相当し、主面１Ａは第１主面に相当し、主面１Ｂは第２主面に相当し、主面２Ａは第３主面に相当し、主面２Ｂは第４主面に相当し、側面ＳＦ１乃至側面ＳＦ４はそれぞれ第１側面乃至第４側面に相当し、プリズムＰＡは第１プリズムに相当し、プリズムＰＢは第２プリズムに相当し、斜面ＳＬ１乃至斜面ＳＬ４はそれぞれ第１斜面乃至第４斜面に相当し、交線ＴＬ１は第１交線に相当し、交線ＴＬ２は第２交線に相当し、基準面ＢＬ１は第１基準面に相当し、基準面ＢＬ２は第２基準面に相当し、端部Ｅ１０は第１端部に相当し、端部Ｅ２０は第２端部に相当し、長さＤ１は第１長さに相当し、長さＤ２は第２長さに相当する。

図８は、本実施形態の変形例を示す断面図である。
図８に示すように、変形例のプリズムＰＡは、上記の本実施形態のプリズムＰＡと比較して、角度θ１１と角度θ１２とが同等ではない点で相違している。角度θ１２は角度θ１１より大きい。図示した例では角度θ１２は９０°であり、プリズムＰＡのＹ−Ｚ断面は直角三角形である。斜面ＳＬ１の面積は斜面ＳＬ２の面積より大きい。

導光板ＬＧ１内を進行していく光Ｌ１は、拡散しながら導光板ＬＧ１内を進行していく。図８に示した拡散光ＥＬは、光Ｌ１から拡散していく光に相当する。図示した変形例では、図５に示したプリズムＰＡの断面が直角三角形の場合と比較して、斜面ＳＬ１の面積が増加する。このため、拡散光ＥＬがプリズムＰＡの斜面ＳＬ１で反射される可能性が増加し、照明装置ＩＬの照明光の輝度を増加させることができる。
プリズムＰＢに対しても、図８と同様の構造を適用できる。すなわち、角度θ１４は角度θ１３より大きく、斜面ＳＬ４の面積が斜面ＳＬ３の面積より大きい。

以上説明したように、本実施形態によれば、照明品位の低下を抑制することができる照明装置及び表示装置を提供することができる。
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Ａ１…第１領域 Ａ２…第２領域 ＢＯ…境界
ＬＧ１、ＬＧ２…導光板 ＳＦ１〜ＳＦ４…側面 １Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ…主面
Ｐ１…第１層 Ｐ２…第２層 Ｅ１０、Ｅ１１、Ｅ２０、Ｅ２１…端部
ＰＡ、ＰＢ…プリズム ＳＬ１〜ＳＬ４…斜面 ＢＬ１、ＢＬ２…基準面
ＴＬ１、ＴＬ２…交線

Claims (8)

1. 第１領域と、
   前記第１領域と第１方向に隣接する第２領域と、
   前記第１領域及び前記第２領域に位置する第１主面と、前記第１領域及び前記第２領域に位置し前記第１主面の反対側にある第２主面と、前記第１領域に位置する第１側面と、前記第２領域に位置し前記第１方向において前記第１側面に対向する第２側面と、を有する第１導光板と、
   前記第２側面に対向する複数の第１光源と、
   前記第２主面に対向し前記第１領域及び前記第２領域に位置する第３主面と、前記第１領域及び前記第２領域に位置し前記第３主面の反対側にある第４主面と、前記第１領域に位置する第３側面と、前記第２領域に位置し前記第１方向において前記第３側面に対向する第４側面と、を有する第２導光板と、
   前記第３側面に対向する複数の第２光源と、
   前記第２主面に設けられた複数の第１プリズムを含む第１層と、
   前記第４主面に設けられた複数の第２プリズムを含む第２層と、を備え、
   前記第１層は、前記第１領域から前記第１領域と前記第２領域との境界を越え前記第２側面と前記境界との間まで延出し、
   前記第２層は、前記第２領域から前記境界を越え前記第３側面と前記境界との間まで延出している照明装置。
2. 前記第２領域における、前記第１層の前記第１方向の長さを第１長さとし、
   前記第１領域における、前記第２層の前記第１方向の長さを第２長さとした場合、
   前記第２長さは前記第１長さより大きい請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第２長さは前記第１長さの２倍である請求項２に記載の照明装置。
4. 前記複数の第１プリズムは、それぞれ断面が三角形であり、前記第１方向と交差する第２方向に延在し、第１側面側に第１斜面と、第２側面側に第２斜面と、前記第１斜面と前記第２斜面とが交じわる第１交線と、を有し、
   前記複数の第２プリズムは、それぞれ断面が三角形であり、前記第２方向に延在し、第３側面側に第３斜面と、第４側面側に第４斜面と、前記第３斜面と前記第４斜面とが交じわる第２交線と、を有し、
   複数の前記第１交線は、前記第１方向に等間隔に並び、
   複数の前記第２交線は、前記第１方向に等間隔に並び、
   前記第２主面の法線方向における前記第１プリズムの高さは、前記第１側面から前記第２側面に向かうにつれ、低くなり、
   前記第４主面の法線方向における前記第２プリズムの高さは、前記第４側面から前記第３側面に向かうにつれ、低くなる請求項１乃至３の何れか１項に記載の照明装置。
5. 前記第１プリズムは、前記第２主面と同一平面上に位置する第１基準面を有し、
   前記第２プリズムは、前記第４主面と同一平面上に位置する第２基準面を有し、
   前記第２斜面と前記第１基準面とのなす角度は、前記第１斜面と前記第１基準面とのなす角度と同等以上であり、
   前記第３斜面と前記第２基準面とのなす角度は、前記第４斜面と前記第２基準面とのなす角度と同等以上である請求項４に記載の照明装置。
6. 前記第１層は、前記第１側面に近接した第１端部を有し、
   前記第２層は、前記第４側面に近接した第２端部を有し、
   前記第１端部は、前記第１方向において前記第１側面から離れ、
   前記第２端部は、前記第１方向において前記第４側面から離れている請求項１乃至３の何れか１項に記載の照明装置。
7. 前記複数の第１光源及び前記複数の第２光源は、レーザー光源である請求項１乃至６の何れか１項に記載の照明装置。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載の照明装置と、
   画像を表示する表示パネルと、を備え、
   前記表示パネルは前記第１主面に対向している表示装置。

Images