JP2024003312A - 照明装置及び表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】輝度ムラの発生を抑制する。【解決手段】照明装置12は、列をなして並ぶ複数の光源13と、板状をなしていて外周端面に、複数の光源13と対向して光が入射される第1端面15Aを含み、一対の主面に、光を出射させる第1主面15Bを含む導光板15と、第1主面15Bに設けられる第1レンズ20であって、複数の光源13の並び方向である第1方向と交差して第1主面15Bに沿う第2方向に沿って延在し、第1方向に沿って並ぶ複数の第1レンズ20と、を備え、第1レンズ20は、第1主面15Bにおける第1方向に沿う光源13の端部を、第1方向に沿って中央側に存する第1領域15B1と、第1方向に沿って端側に存する第2領域15B2と、に区分したとき、第1領域15B1に第1レンズ20が占める第1占有率が、第2領域15B2に第1レンズ20が占める第2占有率よりも低い。【選択図】図7

Description

本明細書が開示する技術は、照明装置及び表示装置に関する。
従来、液晶表示装置などに用いられる照明装置の一例として下記特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1に記載された照明装置は、光を出射する出光面と、反射面と、光源からの光が入射する入光端面とを含む導光板を備える。導光板のそれぞれの面には、所定のパターンが形成されている。所定のパターンの例として、反射面は、複数の微細な凹凸などにより構成される拡散パターンが形成されており、導光板への入射光を光源の配列方向に拡散させる。出光面は、凹型の略逆三角形などのプリズム形状が形成されている。入光端面は、凹型の半円と凸型の半円とが連続した波形形状のパターンが形成されている。
特許第4169000号公報
特許文献1に記載の照明装置に備わる導光板によれば、出光面のパターンによって、導光板内部の光の反射効率を上げることができ、さらに反射面および入光端面のパターンによって、入射光を光源の配列方向に平行な方向に拡散し、輝度ムラを防ぐことができる、とのことである。しかしながら、例えば光源の配列方向に沿う端側において、光源を配置できない事情がある場合には、導光板の出光面のうちの光源の配列方向に沿う端部付近では、十分な出射光量を得られなくなるおそれがある。他にも、例えば高輝度な光源を用いた場合、光源から光が広角に発せられ難くなる傾向にあるため、導光板の出光面のうちの光源の配列方向に沿う端部付近では、十分な出射光量を得られなくなるおそれがある。このような場合に、上記した特許文献1に記載されたように入光端面等のパターンを調整しても、出光面から出射する出射光に生じる輝度ムラを抑制するのは困難であった。
本明細書に記載の技術は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、輝度ムラの発生を抑制することを目的とする。
(1)本明細書に記載の技術に関わる照明装置は、列をなして並ぶ複数の光源と、板状をなしていて外周端面に、複数の前記光源と対向して光が入射される第1端面を含み、一対の主面に、光を出射させる第1主面を含む導光板と、前記第1主面に設けられる第1レンズであって、複数の前記光源の並び方向である第1方向と交差して前記第1主面に沿う第2方向に沿って延在し、前記第1方向に沿って並ぶ複数の第1レンズと、を備え、前記第1レンズは、前記第1主面における前記第1方向に沿う前記光源側の端部を、前記第1方向に沿って中央側に存する第1領域と、前記第1方向に沿って端側に存する第2領域と、に区分したとき、前記第1領域に前記第1レンズが占める第1占有率が、前記第2領域に前記第1レンズが占める第2占有率よりも低い。
(2)また、上記照明装置は、上記(1)に加え、前記第1端面に設けられる第2レンズであって、前記第1方向と交差して前記第1端面に沿う第3方向に沿って延在し、前記第1方向に沿って並ぶ複数の第2レンズを備えてもよい。
(3)また、上記照明装置は、上記(2)に加え、前記第2レンズは、前記第1端面を、前記第1方向に沿って中央側に存していて前記第1領域に対応する第3領域と、前記第1方向に沿って端側に存していて前記第2領域に対応する第4領域と、に区分したとき、前記第3領域と前記第4領域とに複数ずつ配されてもよい。
(4)また、上記照明装置は、上記(3)に加え、前記第2レンズは、円弧状の周面を有するシリンドリカルレンズであり、前記第4領域に配される前記シリンドリカルレンズの前記周面における基端部での接線が前記第1方向に対してなす角度である接触角は、前記第3領域に配される前記シリンドリカルレンズの前記接触角よりも大きくてもよい。
(5)また、上記照明装置は、上記(1)から上記(4)のいずれかに加え、前記第1レンズは、前記第1領域には非配置とされ、前記第1占有率が0%とされてもよい。
(6)また、上記照明装置は、上記(1)から上記(5)のいずれかに加え、前記導光板のうちの前記第1端面の前記第3方向に沿う端部に設けられ、前記第1端面から前記第2方向に沿って突出する突部と、前記導光板の前記第1端面に対して前記第2方向に間隔を空けて配され、前記突部を受ける受け部と、を備えてもよい。
(7)また、上記照明装置は、上記(1)から上記(6)のいずれかに加え、前記導光板は、前記第1主面とは反対側にある第2主面を有し、前記第2主面に設けられる第3レンズであって、前記第1方向に沿って延在し、前記第2方向に沿って並ぶ複数の第3レンズを備え、前記第3レンズは、前記第2主面における前記第1方向に沿う前記光源側の端部を、前記第1方向に沿って中央側に存する第5領域と、前記第1方向に沿って端側に存する第6領域と、に区分したとき、前記第5領域に前記第3レンズが占める第3占有率が、前記第6領域に前記第3レンズが占める第4占有率よりも低くてもよい。
(8)また、上記照明装置は、上記(1)から上記(7)のいずれかに加え、前記導光板に対して前記第1主面と対向して配される第1プリズムシートと、前記第1プリズムシートに対して前記導光板とは反対側に配される第2プリズムシートと、を備え、前記第1プリズムシートは、前記導光板とは反対側を向く第3主面を有し、前記第3主面に、前記第1方向に沿って延在し、前記第2方向に沿って並んで配される複数の第1プリズムが設けられ、前記第2プリズムシートは、前記第1プリズムシートとは反対側を向く第4主面を有し、前記第4主面に、前記第1方向に沿って延在し、前記第2方向に沿って並んで配される複数の第2プリズムが設けられてもよい。
(9)また、上記照明装置は、上記(1)から上記(7)のいずれかに加え、前記導光板に対して前記第1主面と対向して配される第3プリズムシートを備え、前記第3プリズムシートは、前記第1主面と対向する第5主面を有し、前記第5主面に、前記第1方向に沿って延在し、前記第2方向に沿って並んで配される複数の第3プリズムが設けられてもよい。
(10)本明細書に記載の技術に関わる表示装置は、上記(1)から上記(9)のいずれかに記載の照明装置と、前記第1主面と重畳して配され、前記照明装置からの光を利用して表示を行う表示パネルと、を備える。
(11)また、上記表示装置は、上記(10)に加え、前記表示パネルは、画像が表示される表示領域と、前記表示領域を取り囲む非表示領域と、を有し、前記第1レンズは、前記第1領域が前記非表示領域の一部と重畳して前記表示領域とは非重畳となり、前記第1領域における前記第2方向に沿う長さが2mm以上とされてもよい。
本明細書に記載の技術によれば、輝度ムラの発生を抑制することができる。
実施形態1に係る実施形態1に係る液晶表示装置の分解斜視図 液晶表示装置を構成するバックライト装置をY軸方向に沿って切断した断面図 バックライト装置をX軸方向に沿って切断した断面図 バックライト装置を構成する導光板を反対主面側から視た斜視図 導光板の反対主面における構成を示す底面図 バックライト装置の平面図 バックライト装置のうち、導光板の入光端面側の角部付近を拡大した平面図 バックライト装置における図7のviii-viii線断面図 バックライト装置における図7のix-ix線断面図 検証実験1の比較例1の実験結果を示す表 検証実験1の比較例2の実験結果を示す表 検証実験1の比較例3の実験結果を示す表 検証実験1の比較例4の実験結果を示す表 検証実験1の比較例5の実験結果を示す表 比較実験1の実施例1の実験結果を示す表 比較実験1の実施例2の実験結果を示す表 比較実験1の実施例3の実験結果を示す表 比較実験2の実施例4の実験結果を示す表 比較実験2の実施例5の実験結果を示す表 比較実験2の実施例6の実験結果を示す表 実施形態2に係るバックライト装置のうち、導光板の入光端面側の角部付近を拡大した平面図 比較実験3の実施例7の実験結果を示す表 比較実験3の実施例8の実験結果を示す表 比較実験3の実施例9の実験結果を示す表 実施形態3に係るバックライト装置における図8と同じ切断位置(図7のviii-viii線)の断面図 バックライト装置における図9と同じ切断位置(図7のix-ix線)の断面図 比較実験4の実施例10の実験結果を示す表 比較実験4の実施例11の実験結果を示す表 比較実験4の実施例12の実験結果を示す表 実施形態4に係るバックライト装置における図8と同じ切断位置(図7のviii-viii線)の断面図
<実施形態1>
実施形態1を図1から図20によって説明する。本実施形態では、液晶表示装置(表示装置)10を例示する。なお、各図面の一部にはX軸、Y軸及びZ軸を示しており、各軸方向が各図面で示した方向となるように描かれている。また、上下方向については、図2,図3,図8及び図9を基準とし、且つ同図上側を表側とするとともに同図下側を裏側とする。
液晶表示装置10は、図1に示すように、画像を表示する液晶パネル(表示パネル)11と、液晶パネル11の裏側に配されて液晶パネル11に向けて表示に用いられる光を照射するバックライト装置(照明装置)12と、を備える。本実施形態では、車載用の液晶表示装置10を例示する。車載用の液晶表示装置10は、例えば画像として地図などを表示するカーナビゲーションシステム、画像として地図などに加えてエアコンなどの機器の運転状況などを表示するマルチファンクションディスプレイ、画像として計器類や警告などを表示するインスツルメンツパネル、画像として地図などに加えてテレビ画像やオーディオ情報などを表示するインフォテインメントシステムなどに搭載される。
液晶パネル11は、全体として横長の方形の板状とされる。液晶パネル11は、長辺方向がX軸方向と、短辺方向がY軸方向と、板厚方向(主面の法線方向)がZ軸方向と、それぞれ一致している。液晶パネル11の画面サイズは、例えば17インチ程度とされる。液晶パネル11は、その主面における中央側部分が、画像を表示可能な表示領域AAとなっており、表示領域AAを取り囲む額縁状の外周端側部分が非表示領域NAAとなっている。液晶パネル11は、一対の基板と、一対の基板間に封入された液晶層と、を有する。液晶パネル11を構成する一対の基板のうち、表側に配されるものがCF基板(対向基板)であり、裏側に配されるものがアレイ基板(TFT基板)である。CF基板には、R(赤色),G(緑色),B(青色)等を呈するカラーフィルタや隣り合うカラーフィルタの間を仕切る遮光部(ブラックマトリクス)等が設けられている。アレイ基板(TFT基板)には、互いに直交するゲート配線及びソース配線と、ゲート配線及びソース配線に接続されるスイッチング素子(例えばTFT)と、スイッチング素子に接続されていて画素を構成する画素電極と、が少なくとも設けられている。なお、液晶パネル11を構成するアレイ基板及びCF基板の各内面には、それぞれ配向膜が設けられている。また、液晶パネル11を構成するアレイ基板及びCF基板の各外面には、それぞれ偏光板が取り付けられている。
続いて、バックライト装置12について説明する。バックライト装置12は、図1に示すように、光源であるLED13と、LED13が実装されたLED基板(光源基板)14と、LED13からの光を導光する導光板15と、導光板15の裏側(出光側とは反対側)に配される反射シート16と、導光板15の周りを取り囲むフレーム17と、導光板15の表側(出光側)に配される第1プリズムシート18と、第1プリズムシート18の表側に配される第2プリズムシート19と、を少なくとも備える。バックライト装置12は、LED13の光が導光板15に対して片側からのみ入光される片側入光タイプのエッジライト型とされている。
LED13は、図1に示すように、LED基板14に固着される基板部上にLEDチップを封止材により封止した構成とされる。LED13は、LEDチップが例えば青色光を単色発光するものとされ、封止材に蛍光体が分散配合されることで全体として白色光を発する。蛍光体には、黄色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体などが含まれる。ここで、本実施形態に係る液晶表示装置10は、車載用であり、日中は周囲に強い外光が存在する環境下で使用されることが想定される。このため、バックライト装置12は、出射光の正面輝度が高いことが求められ、そのためには光源であるLED13は、高輝度であることが求められる。高輝度なLED13は、配光分布が狭くなる傾向にあり、光が広角に発せられ難くなっている。LED13は、LED基板14に対する実装面に隣り合う側面が発光面13Aとなる、いわゆる側面発光型とされている。LED基板14は、その主面が導光板15の主面に並行する姿勢で設置され、表側の主面がLED13の実装面とされる。LED基板14の実装面には、複数のLED13が、X軸方向(第1方向)に沿ってほぼ等しい間隔を空けて並んで配されている。LED13の配列間隔(X軸方向に沿う中央位置間の間隔)は、例えば4.84mm程度とされる。複数のLED13の並び方向は、X軸方向と一致している。
導光板15は、屈折率が空気よりも十分に高く且つほぼ透明な合成樹脂材料(例えばPMMAなどのアクリル樹脂など)からなる。導光板15は、図1に示すように、板状をなしており、その主面が液晶パネル11の主面に並行している。なお、導光板15は、その主面における長辺方向がX軸方向と、短辺方向がY軸方向と、主面の法線方向である板厚方向がZ軸方向と、それぞれ一致している。導光板15は、液晶パネル11の直下に配される。導光板15の外周端面のうちの一方の長辺側の端面は、LED13の発光面13Aと対向して同発光面13Aからの光が直接的に入射される入光端面(第1端面)15Aとされる。入光端面15Aは、その長辺方向がX軸方向(第1方向)と一致し、短辺方向がZ軸方向(第3方向)と一致している。導光板15における一対の主面のうち、液晶パネル11と対向状をなす表側の主面が、内部を導光した光を出射する出光主面(第1主面)15Bとされ、反射シート16と対向する裏側の主面が反対主面(第2主面)15Cとされる。そして、導光板15は、LED13から導光板15へ向けて発せられた光を入光端面15Aから導入するとともに、その光を内部で伝播させた後に、Z軸方向に沿って表側(出光側)へ向くよう立ち上げて出射させる機能を有する。導光板15の詳しい構造については、後に改めて説明する。なお、入光端面15Aの法線方向が、LED13と導光板15との並び方向であるY軸方向(第2方向)と一致している。
反射シート16は、図1に示すように、その主面が液晶パネル11や導光板15の各主面に並行するとともに、導光板15の反対主面15Cを覆う形で配される。反射シート16は、光反射性に優れており、導光板15の反対主面15Cから漏れた光を表側、つまり出光主面15Bに向けて効率的に立ち上げることができる。反射シート16は、導光板15よりも一回り大きな外形を有しており、反対主面15Cに対してほぼ全域にわたって重畳配置されている。
フレーム17は、表面が光の反射性に優れた白色を呈する合成樹脂製(例えばポリカーボネート製)とされる。フレーム17は、図1に示すように、外形が導光板15より一回り大きな枠体の1長辺を除去したような構成とされる。フレーム17は、導光板15の外周端面のうち入光端面15Aと対向する部分を有しておらず、残りの3つの端面に対して対向する部分を有する。このような構成によれば、導光板15の外周端面のうち入光端面15Aを除く3つの端面から光が漏れ出した場合、その漏れ光は、3つの端面と対向するフレーム17の表面にて拡散(散乱)反射されるようになっている。フレーム17による反射光は、導光板15の外周端面のうち入光端面15Aを除く3つの端面に再入射されてから出光主面15Bを出射されるようになっている。これにより、光の利用効率を向上させることができる。また、フレーム17は、両面テープなどの固着部材によって他の部材(液晶パネル11など)に対して固着されている。
第1プリズムシート18及び第2プリズムシート19は、図1に示すように、シート状をなしており、それぞれの主面が液晶パネル11及び導光板15の各主面に並行している。なお、第1プリズムシート18及び第2プリズムシート19は、その主面がX軸方向及びY軸方向と並行し、主面の法線方向(厚さ方向)がZ軸方向と一致している。第1プリズムシート18及び第2プリズムシート19は、導光板15の表側に積層されており、導光板15の出光主面15Bから出射された光に所定の光学作用を付与して出射させるなどの機能を有する。
第1プリズムシート18は、図1及び図2に示すように、シート状の第1基材18Aと、第1基材18Aにおける表側(出光側)の出光主面(第3主面)18A1に設けられる第1プリズム18Bと、を有する。第1基材18Aは、ほぼ透明な合成樹脂製とされ、具体的には例えばPET(polyethyleneterephthalate)などの結晶性透明樹脂材料により構成される。第1基材18Aは、製造に際しては、原材料となる結晶性透明樹脂材料を2軸延伸プロセスで延伸することでシート状に形成されており、製造コストの低減を図る上で好適である。第1プリズム18Bは、光硬化性樹脂材料の一種であるほぼ透明な紫外線硬化性樹脂材料により構成される。第1プリズムシート18の製造に際しては、例えば未硬化の紫外線硬化性樹脂材料を成形用の型内に充填するとともに、その型の開口端に第1基材18Aを宛がうことで未硬化の紫外線硬化性樹脂材料を表側の主面に接する形で配し、その状態で第1基材18Aを介して紫外線硬化性樹脂材料に対して紫外線を照射すると、紫外線硬化性樹脂材料が硬化されて第1プリズム18Bが第1基材18Aに対して一体的に設けられる。第1プリズム18Bを構成する紫外線硬化性樹脂材料は、例えばPMMAなどのアクリル樹脂とされる。第1プリズム18Bを構成する紫外線硬化性樹脂材料の屈折率は、1.49~1.52の範囲とされるのが好ましく、1.49とされるのが最も好ましい。
第1プリズム18Bは、図1及び図2に示すように、第1基材18Aの出光主面18A1からZ軸方向に沿って表側(導光板15側とは反対側)に向けて突出する形で設けられている。この第1プリズム18Bは、Y軸方向に沿って切断した断面形状が略三角形(略山形)をなすとともにX軸方向(第1方向)に沿って直線的に延在しており、第1基材18Aの出光主面18A1においてY軸方向(第2方向)に沿って複数が間隔をほぼ空けずに連続的に並んで配されている。第1プリズム18Bは、Y軸方向に並行する底辺18B1と、底辺18B1の両端から立ち上がる一対の斜辺18B2,18B3と、を有している。第1プリズム18Bにおける一対の斜辺18B2,18B3のうち、Y軸方向についてLED13側のものを第1LED側斜辺(第1斜辺)18B2とし、その反対側のものを第1LED反対側斜辺(第2斜辺)18B3とする。このうち、第1LED反対側斜辺18B3には、第1プリズム18Bに入射した光のうち、主にY軸方向についてLED13から遠ざかる方向に進行する光が当たって屈折させられる。これに対し、第1LED側斜辺18B2には、第1プリズム18Bに入射した光のうち、主にY軸方向についてLED13に近づく方向に進行する光が当たって屈折させられる。いずれにしても第1プリズム18Bにおける一対の斜辺18B2,18B3により屈折された光の多くは、Y軸方向について選択的に立ち上げられて集光される。
そして、第1プリズム18Bは、図1及び図2に示すように、底辺18B1に対する第1LED側斜辺18B2の傾斜角度(第1底角)θ1と、底辺18B1に対する第1LED反対側斜辺18B3の傾斜角度(第2底角)θ2と、を比較したとき、前者が後者よりも大きくされている。つまり、第1プリズム18Bは、断面形状が非対称形状で不等辺三角形とされる。具体的には、第1プリズム18Bにおける底辺18B1に対する第1LED側斜辺18B2の傾斜角度θ1は、50°~60°の範囲とされるのが好ましく、中でも55°とされるのが最も好ましい。これに対し、第1プリズム18Bにおける底辺18B1に対する第1LED反対側斜辺18B3の傾斜角度θ2は、35°~50°の範囲とされるのが好ましく、中でも45°とされるのが最も好ましい。また、第1プリズム18Bにおいて一対の斜辺18B2,18B3がなす角度(第1頂角)θ3は、70°~95°の範囲とされるのが好ましく、中でも80°とされるのが最も好ましい。なお、X軸方向に沿って並ぶ複数の第1プリズム18Bは、その高さ寸法、底辺18B1の幅寸法、底辺18B1に対する各斜辺18B2,18B3の傾斜角度などが全てほぼ同一とされており、隣り合う第1プリズム18B間の配列間隔もほぼ一定で等間隔に配列されている。
第2プリズムシート19は、図1及び図2に示すように、シート状の第2基材19Aと、第2基材19Aにおける表側(出光側)の出光主面(第4主面)19A1に設けられる第2プリズム19Bと、を有する。第2基材19Aは、ほぼ透明な合成樹脂製とされ、具体的には例えば第1基材18Aと同じPETなどの結晶性透明樹脂材料により構成される。第2プリズム19Bは、光硬化性樹脂材料の一種であるほぼ透明な紫外線硬化性樹脂材料により構成される。第2プリズムシート19の製造方法は、上記した第1プリズムシート18の製造方法と同様である。第2プリズム19Bを構成する紫外線硬化性樹脂材料は、例えばPMMAなどのアクリル樹脂とされ、その屈折率が第1プリズム18Bの材料の屈折率よりも高くされ、例えば1.61程度とされる。
第2プリズム19Bは、図1及び図2に示すように、第2基材19Aの出光主面19A1からZ軸方向に沿って表側(第1プリズムシート18側とは反対側)に向けて突出する形で設けられている。この第2プリズム19Bは、Y軸方向に沿って切断した断面形状が略三角形(略山形)をなすとともにX軸方向に沿って直線的に延在しており、第2基材19Aの出光主面19A1においてY軸方向に沿って複数が間隔をほぼ空けずに連続的に並んで配されている。第2プリズム19Bは、Y軸方向に並行する底辺19B1と、底辺19B1の両端から立ち上がる一対の斜辺19B2,19B3と、を有している。第2プリズム19Bにおける一対の斜辺19B2,19B3のうち、Y軸方向についてLED13側のものを第2LED側斜辺(第3斜辺)19B2とし、その反対側のものを第2LED反対側斜辺(第4斜辺)19B3とする。このうち、第2LED反対側斜辺19B3には、第2プリズム19Bに入射した光のうち、主にY軸方向についてLED13から遠ざかる方向に進行する光が当たって屈折させられる。これに対し、第2LED側斜辺19B2には、第2プリズム19Bに入射した光のうち、主にY軸方向についてLED13に近づく方向に進行する光が当たって屈折させられる。いずれにしても第2プリズム19Bにおける一対の斜辺19B2,19B3により屈折された光の多くは、Y軸方向について選択的に立ち上げられて集光される。
そして、第2プリズム19Bは、図1及び図2に示すように、底辺19B1に対する第2LED側斜辺19B2の傾斜角度(第3底角)θ4と、底辺19B1に対する第2LED反対側斜辺19B3の傾斜角度(第4底角)θ5と、が同じとされる。つまり、第2プリズム19Bは、断面形状が対称形状で二等辺三角形とされる。その上で、この第2プリズム19Bにおける底辺19B1に対する第2LED側斜辺19B2の傾斜角度θ4は、第1プリズムシート18に備わる第1プリズム18Bにおける底辺18B1に対する第1LED側斜辺18B2の傾斜角度θ1よりも小さくされている。具体的には、第2プリズム19Bにおける底辺19B1に対する一対の斜辺19B2,19B3の各傾斜角度θ4,θ5は、40°~50°の範囲とされるのが好ましく、中でも45°とされるのが最も好ましい。これに対し、第2プリズム19Bにおいて一対の斜辺19B2,19B3がなす角度(第2頂角)θ6は、80°~100°の範囲とされるのが好ましく、中でも90°、つまり直角とされるのが最も好ましい。なお、X軸方向に沿って並ぶ複数の第2プリズム19Bは、その高さ寸法、底辺19B1の幅寸法、底辺19B1に対する各斜辺19B2,19B3の傾斜角度などが全てほぼ同一とされており、隣り合う第2プリズム19B間の配列間隔もほぼ一定で等間隔に配列されている。また、第2プリズム19Bにおける高さ寸法及び配列間隔は、第1プリズム18Bにおける高さ寸法及び配列間隔とはそれぞれ異なるのが、モアレと呼ばれる干渉縞の発生を抑制する上では好ましい。
上記のような構成の第1プリズムシート18及び第2プリズムシート19の作用及び効果について説明する。LED13から発せられて導光板15の入光端面15Aに入射した光は、導光板15内を伝播するとともに出光主面15Bから出射されて第1プリズムシート18に入射される。第1プリズムシート18に入射した光は、その多くが、第1プリズム18Bにおける一対の斜辺18B2,18B3のうちのY軸方向についてLED13側とは反対側の斜辺である第1LED反対側斜辺18B3に当たって屈折され、立ち上げられつつ出射するか、Y軸方向についてLED13側の斜辺である第1LED側斜辺18B2へ向かう。ここで、第1プリズム18Bは、第2プリズム19Bとの比較において、Y軸方向についてLED13側の斜辺である第1LED側斜辺18B2が底辺18B1,19B1に対してなす角度が、大きくなっているから、仮に同じ角度または角度の大小を逆の関係にした場合に比べると、第1プリズムシート18に入射した光が第1プリズム18BにおけるLED13側の斜辺である第1LED側斜辺18B2に当たり難くなる。第1プリズムシート18の入射光が第1プリズム18BにおけるLED13側の斜辺である第1LED側斜辺18B2に当たると、第1プリズム18Bを出射する際に立ち上げられることなく迷光となって出射し易い傾向にある。従って、第1プリズムシート18の入射光が第1プリズム18BにおけるLED13側の斜辺である第1LED側斜辺18B2に直接当たり難くなれば、迷光の発生が抑制され、結果として光の利用効率が向上する。
第1プリズムシート18を出射して第2プリズムシート19に入射した光は、その多くが、第2プリズム19Bにおける一対の斜辺19B2,19B3のうちのY軸方向についてLED13側とは反対側の斜辺である第2LED反対側斜辺19B3に当たって屈折され、立ち上げられつつ出射するか、Y軸方向についてLED13側の斜辺である第2LED側斜辺19B2へ向かう。ここで、第2プリズム19Bは、第1プリズム18Bとの比較において、Y軸方向についてLED13側の斜辺である第2LED側斜辺19B2が底辺19B1に対してなす角度が、小さくなっているから、仮に同じ角度または角度の大小を逆の関係にした場合に比べると、Y軸方向についてLED13側とは反対側の斜辺である第2LED反対側斜辺19B3により屈折されてY軸方向についてLED13側の斜辺である第2LED側斜辺19B2へ向かう光が、Y軸方向についてLED13側の斜辺である第2LED側斜辺19B2により第1プリズムシート18側に戻され易くなる。結果として、第2プリズムシート19から第1プリズムシート18側に戻される光(以下、再帰光という)の量が多くなる。この再帰光は、当該バックライト装置12内にて反射などされることで再び第2プリズムシート19に至り、第2プリズム19Bにおける一対の斜辺19B2,19B3のいずれかによって立ち上げられつつ出射されるので、光の利用効率が向上する。再帰光は、第2プリズムシート19から出射するまでの光路が複雑化しているので、第2プリズム19Bにより付与される立ち上がり角度も多様化しており、それにより視野角特性が向上する。以上により、視野角特性及び輝度(正面輝度)の向上が図られ、車載用の液晶表示装置10に好適となる。
ここで、導光板15の詳しい構造について説明する。導光板15には、図2及び図3に示すように、第1導光板レンズ(第1レンズ)20、第2導光板レンズ21、第3導光板レンズ22及び第4導光板レンズ(第2レンズ)23が設けられている。
第1導光板レンズ20は、図3に示すように、導光板15の出光主面15Bに設けられている。第1導光板レンズ20は、Y軸方向(第2方向)に沿って延在し、X軸方向(第1方向)に沿って複数が並んで配されている。複数の第1導光板レンズ20は、X軸方向に沿って間隔をほぼ空けずに連続的に並ぶ。本実施形態では、第1導光板レンズ20は、いわゆるシリンドリカルレンズである。第1導光板レンズ20は、出光主面15Bから表側に突出する凸型をなす。詳しくは、第1導光板レンズ20は、X軸方向に沿って切断した断面形状が半円形で且つY軸方向に沿って直線的に延在する蒲鉾形とされており、その表面が第1円弧状面20Aとされる。第1円弧状面20Aの基端部での接線がX軸方向に対してなす角度を「接触角」としたとき、第1導光板レンズ20の接触角は、例えば51°程度とされる。第1導光板レンズ20の配列間隔(X軸方向に沿う中央位置間の間隔)は、例えば0.041mm程度とされる。X軸方向に沿って並ぶ複数の第1導光板レンズ20は、接触角、幅寸法、配列間隔及び高さ寸法が全てほぼ同一とされる。このような構成の第1導光板レンズ20を導光板15に一体に設けるには、例えば導光板15を射出成形によって製造し、その成形金型のうち出光主面15Bを成形するための成形面に予め第1導光板レンズ20を転写するための転写形状を形成しておけばよい。
第2導光板レンズ21は、図3に示すように、導光板15の反対主面15Cに設けられている。第2導光板レンズ21は、Y軸方向に沿って延在し、X軸方向に沿って複数が並んで配されている。本実施形態では、第2導光板レンズ21は、反対主面15Cから裏側に突出する凸型のプリズムである。詳しくは、第2導光板レンズ21は、X軸方向に沿って切断した断面形状が略三角形(略山形)をなすとともにY軸方向に沿って直線的に延在している。第2導光板レンズ21は、その幅寸法(X軸方向に沿う寸法)がY軸方向に沿って全長にわたって一定とされる。第2導光板レンズ21は、断面形状がほぼ二等辺三角形であり、一対の第1導光板斜面21Aを有する。第2導光板レンズ21の頂角は、鈍角(90°を超える角度)、具体的には100°~150°の範囲とされるのが好ましく、140°とされるのが最も好ましい。X軸方向に沿って並ぶ複数の第2導光板レンズ21は、頂角、幅寸法、配列間隔及び高さ寸法が全てほぼ同一とされる。本実施形態では、第2導光板レンズ21の配列間隔は、第1導光板レンズ20の配列間隔よりも大きい。このような構成の第2導光板レンズ21を導光板15に一体に設けるには、例えば導光板15を射出成形によって製造し、その成形金型のうち反対主面15Cを成形するための成形面に予め第2導光板レンズ21を転写するための転写形状を形成しておけばよい。
このような構成の導光板15によれば、導光板15内を伝播する光は、図3に示すように、Z軸方向に沿って出光主面15B側では、各第1導光板レンズ20の第1円弧状面20Aに当たることで繰り返し全反射され、概ねX軸方向に沿ってジグザグ状に進行する。導光板15内を伝播する光は、Z軸方向に沿って反対主面15C側では、各第2導光板レンズ21の一対ずつの第1導光板斜面21Aに当たることで繰り返し全反射され、概ねY軸方向に沿ってジグザグ状に進行する。これにより、導光板15内を伝播する光は、X軸方向についての広がりが制限されるので、X軸方向についてLED13付近とその周囲との間に明暗のムラが生じ難くなる。一方、出光主面15Bにおいて、第1導光板レンズ20の第1円弧状面20Aにより全反射されない光は、第1円弧状面20Aにより屈折され、出光主面15Bからの出射が促される。
第3導光板レンズ22は、図2に示すように、導光板15の反対主面15Cに設けられている。第3導光板レンズ22は、Y軸方向に沿って間隔を空けて複数が並んで配されている。第3導光板レンズ22は、反対主面15CからZ軸方向に沿って裏側に向けて突出する。第3導光板レンズ22は、Y軸方向に沿ってLED13側とは反対側(図2の右側)に配される第2導光板斜面22Aと、Y軸方向に沿ってLED13側(図2の左側)に配される第3導光板斜面22Bと、第2導光板斜面22Aと第3導光板斜面22Bとの間に位置する第4導光板斜面22Cと、を有する。第2導光板斜面22Aは、導光板15におけるY軸方向に沿ってLED13側(図2の左側)からその反対側(図2の右側)に向かって立ち上がる傾斜を有する。第3導光板斜面22Bは、導光板15におけるY軸方向に沿ってLED13側とは反対側(図2の右側)からLED13側(図2の左側)に向かって立ち上がる傾斜を有する。第4導光板斜面22Cは、導光板15におけるY軸方向に沿ってLED13側(図2の左側)からその反対側(図2の右側)に向かって立ち上がる傾斜を有する。
第2導光板斜面22A及び第3導光板斜面22Bは、図2に示すように、導光板15内を伝播する光を反射し、Z軸方向に近い角度となるよう表側に向けて立ち上げることで出光主面15Bからの出射を促すことができる。詳しくは、第2導光板斜面22Aは、Y軸方向についてLED13から遠ざかるよう進行する光を反射して立ち上げるのに主に機能する。一方、第3導光板斜面22Bは、Y軸方向についてLED13に近づくよう進行する光を反射して立ち上げるのに主に機能する。第2導光板斜面22Aは、Y軸方向についてLED13から遠ざかるほど出光主面15B(第3導光板レンズ22が非設置とされる部分)からの距離が小さくなる勾配を有する。第2導光板斜面22Aは、Y軸方向に対する傾斜角度が例えば8°程度とされる。第3導光板斜面22Bは、Y軸方向についてLED13から遠ざかるほど出光主面15Bからの距離が大きくなる勾配、つまり第2導光板斜面22Aとは逆の勾配を有する。第3導光板斜面22Bは、Y軸方向に対する傾斜角度が例えば80°程度で垂直に近い急勾配とされ、第2導光板斜面22Aの傾斜角度よりも大きい。
また、Y軸方向に沿って並ぶ複数の第3導光板レンズ22は、図2,図4及び図5に示すように、Y軸方向についてLED13から遠ざかるほど高さ寸法(Z軸方向に沿う寸法)及び長さ寸法(Y軸方向に沿う寸法)がそれぞれ増すよう設計されている。より詳しくは、Y軸方向についてLED13に近い第3導光板レンズ22と、Y軸方向についてLED13から遠い第3導光板レンズ22と、を比較したとき、後者が前者よりも第2導光板斜面22A及び第3導光板斜面22Bの各面積が大きくなっている。これにより、Y軸方向についてLED13に近い側では、第3導光板レンズ22の第2導光板斜面22A及び第3導光板斜面22Bに光が当たり難くて出光が抑制されるものの、Y軸方向についてLED13から遠い側では、第3導光板レンズ22の第2導光板斜面22A及び第3導光板斜面22Bに光が当たり易くて出光が促進される。結果として出光主面15Bからの出射光量は、Y軸方向についてLED13側とその反対側とで均一化される。
第4導光板斜面22Cは、図2に示すように、Y軸方向に沿ってLED13側とは反対側(図2の右側)の端部が、第2導光板斜面22Aに連なり、Y軸方向に沿ってLED13側(図2の左側)の端部が、第3導光板斜面22Bに連なる。第4導光板斜面22Cは、Y軸方向についてLED13から遠ざかるほど出光主面15B(第3導光板レンズ22が非設置とされる部分)からの距離が大きくなる勾配を有する。つまり、第4導光板斜面22Cは、第3導光板斜面22Bと同様の勾配とされる。第4導光板斜面22Cは、Y軸方向に対する傾斜角度が例えば1.4°程度とされ、第2導光板斜面22A及び第3導光板斜面22Bの各傾斜角度のいずれよりも小さい。このような構成の第4導光板斜面22Cは、LED13から遠ざかるよう導光板15内を進行する光を反射することで、その光を出光主面15B側へ向かわせるものの、出光主面15Bに対する光の入射角が臨界角を超えない。従って、その光は出光主面15Bにより全反射され、LED13からより遠ざかるよう導かれる。これにより、出光主面15Bからの出射光がY軸方向についてLED13側に偏り難くなる。以上のように、導光板15は、Y軸方向に対する傾斜角度が、第4導光板斜面22C、第2導光板斜面22A、第3導光板斜面22Bの順で大きくなるよう構成されている。また、Y軸方向に沿って並ぶ複数の第4導光板斜面22Cは、Y軸方向についてLED13から遠ざかるほど長さ寸法が小さくなるよう設計されている。これは、第3導光板レンズ22の長さ寸法がY軸方向についてLED13から遠ざかるほど大きくなり、第3導光板レンズ22の占有範囲が大きくなるためである。
上記のような構成の第3導光板レンズ22は、図3から図5に示すように、X軸方向について隣り合う2つの第2導光板レンズ21の間に挟み込まれる配置とされる。従って、第3導光板レンズ22は、X軸方向について第2導光板レンズ21と交互に繰り返し並ぶよう配されている。第3導光板レンズ22は、反対主面15Cからの突出寸法(高さ寸法)の最大値が、第2導光板レンズ21の同突出寸法よりも小さくされている。従って、Y軸方向についてLED13から最も遠い側に位置する第3導光板レンズ22であっても、第2導光板レンズ21よりも裏側に突き出すことはない。
第4導光板レンズ23は、図1及び図6に示すように、導光板15の入光端面15Aに設けられている。第4導光板レンズ23は、Z軸方向(第3方向)に沿って延在し、X軸方向(第1方向)に沿って複数が並んで配されている。複数の第4導光板レンズ23は、X軸方向に沿って所定の間隔を空けて並ぶ。本実施形態では、第4導光板レンズ23は、いわゆるシリンドリカルレンズである。第4導光板レンズ23は、入光端面15AからLED13側に向けて突出する凸型をなす。詳しくは、第4導光板レンズ23は、X軸方向及びY軸方向に沿って切断した断面形状が半円形(弓形)で且つZ軸方向に沿って直線的に延在する蒲鉾形とされており、その表面が第2円弧状面23Aとされる。第4導光板レンズ23の基端部での接線がX軸方向に対してなす角度を「接触角」としたとき、第4導光板レンズ23の接触角は、例えば38°程度とされる。第4導光板レンズ23の配列間隔(X軸方向に沿う中央位置間の間隔)は、例えば0.0235mm程度とされる。X軸方向に沿って並ぶ複数の第4導光板レンズ23は、接触角、幅寸法、配列間隔及び高さ寸法が全てほぼ同一とされる。このような構成の第4導光板レンズ23を導光板15に一体に設けるには、例えば導光板15を射出成形によって製造し、その成形金型のうち入光端面15Aを成形するための成形面に予め第4導光板レンズ23を転写するための転写形状を形成しておけばよい。このような構成の第4導光板レンズ23は、第2円弧状面23Aによって入光端面15Aに入射する光に対してX軸方向について広範に拡散するよう屈折作用を付与することができる。屈折作用を付与された光は、屈折作用を付与されない光に比べると、導光板15内においてX軸方向について広範に拡散しつつ進行する。
導光板15には、図6に示すように、上記した各レンズ21~23に加えて、突部24が設けられている。突部24は、導光板15のうちの入光端面15AのZ軸方向(第3方向)に沿う両端部にぞれぞれ設けられ、入光端面15AからY軸方向に沿って突出する。入光端面15Aからの突部24の突出寸法は、LED13と入光端面15Aとの間の間隔と、LED13の厚みと、の和よりも大きい。つまり、突部24の突出先端面は、LED13のうちの発光面13Aとは反対側の面よりもY軸方向に入光端面15A側とは反対側(図6の下側)に位置している。バックライト装置12には、上記した突部24を受ける受け部25が備えられている。なお、図6では、受け部25を二点鎖線にて図示している。受け部25は、X軸方向に沿って延在し、入光端面15Aに対してY軸方向に間隔を空けて配されている。受け部25と入光端面15Aとの間に空けられる間隔は、入光端面15Aからの突部24の突出寸法と等しい。受け部25と入光端面15Aとの間には、LED13が挟まれる。受け部25は、例えば液晶表示装置10の筐体の一部などにより構成されていてもよい。このように、突部24が受け部25に受けられることで、LED13と入光端面15AとのY軸方向についての位置関係が安定的に保たれる。これにより、発光に伴って発熱したLED13が高温化し難くなるとともに、LED13が入光端面15Aに対して物理的に干渉し難くなるので、LED13が故障し難くなる。特に、LED13が高輝度化し、発熱量が多くなる場合に好適である。また、入光端面15Aに入射するLED13からの光の入射効率が安定化する。
上記のように、導光板15のうちの入光端面15AのZ軸方向に沿う両端部に一対の突部24が設けられると、両突部24を避けてLED13を配置しなければならない。また、入光端面15AのうちのZ軸方向に沿う両端部は、一対の突部24に占有されるため、光の導入部位として殆ど機能しない。このため、導光板15のうちの入光端面15のZ軸方向に沿う両端部に導入される光量が少なくなり、特に出光主面15BのうちのZ軸方向に沿う両端部で且つX軸方向に沿うLED13側の端部付近では出射光量が少なくなることが懸念される。このように、出光主面15BのうちのLED13側の両角部からの出射光量が局所的に少なくなると、輝度ムラが視認され易くなる。特に、本実施形態ではLED13として高輝度で配光分布が狭いタイプのものが用いられるのに加え、第1プリズムシート18及び第2プリズムシート19によってバックライト装置12の正面輝度の向上が図られていることから、輝度ムラがより視認され易くなる傾向にある。
そこで、本実施形態に係る第1導光板レンズ20は、図6から図9に示すように、出光主面15Bにおいて部分的に設けられており、以下では出光主面15Bにおける第1導光板レンズ20の分布について詳しく説明する。まず、出光主面15BにおけるX軸方向に沿うLED13側の端部を、X軸方向に沿って中央側に存する第1領域15B1と、X軸方向に沿って端側に存する2つの第2領域15B2と、に区分する。さらには、出光主面15Bのうち、第1領域15B1及び第2領域15B2以外の部分(X軸方向に沿うLED13側の端部を除いた部分)を、別領域15B3とする。なお、図6及び図7には、第1領域15B1と別領域15B3との境界線を太い一点鎖線にて図示している。
出光主面15Bにおける第1導光板レンズ20の分布は、図6から図9に示すように、第1領域15B1に第1導光板レンズ20が占める第1占有率が、第2領域15B2に第1導光板レンズ20が占める第2占有率よりも低くなっている。ここで言う「占有率」は、出光主面15Bのうちの第1導光板レンズ20が配される配置領域(形成領域)の面積を、上記配置領域と第1導光板レンズ20が非配置とされる非配置領域(非形成領域)の面積との和にて除して得られる比率である。この占有率は、第1導光板レンズ20の分布密度であるとも言える。本実施形態では、第1導光板レンズ20の配列間隔が一定とされる。従って、「占有率」は、第1導光板レンズ20の幅寸法を、第1導光板レンズ20の配列間隔にて除して得られる比率である、とも言える。占有率が百分率で「100%」であれば、第1導光板レンズ20の幅寸法と、第1導光板レンズ20の配列間隔と、が同値である。占有率が100%の場合は、各領域15B1~15B3が専ら第1導光板レンズ20の配置領域により構成されていて第1導光板レンズ20の非配置領域が存在しないことを意味する。占有率が百分率で「0%」であれば、各領域15B1~15B3が専ら第1導光板レンズ20の非配置領域により構成されていて第1導光板レンズ20の配置領域が存在しないことを意味する。
具体的には、本実施形態では、第1占有率が0%であり、第2占有率が100%である。また、別領域15B3に第1導光板レンズ20が占める占有率は、第2占有率と同値、つまり100%である。従って、第1導光板レンズ20は、出光主面15Bのうち、X軸方向についての両端側の各部分では、Y軸方向に全長にわたって設けられるのに対し、X軸方向についての中央側の部分では、X軸方向に沿うLED13側の端部を除いた大部分に設けられてX軸方向に沿うLED13側の端部には選択的に非形成とされる。ここで、出光主面15BにおけるX軸方向に沿うLED13側の端部のうち、X軸方向に沿って中央側に存する第1領域15B1には、X軸方向に沿って端側に存する第2領域15B2に比べると、到達する光量が多い。これに対し、第1領域15B1では、第1導光板レンズ20が占める第1占有率が、0%で、第2領域15B2での第2占有率よりも低い。従って、第1領域15B1では、多くの光が到達してもその出射が抑制されるので、出射光量が過剰になり難くなる。出光主面15BにおけるX軸方向に沿うLED13側の端部のうち、X軸方向に沿って端側に存する第2領域15B2には、X軸方向に沿って中央側に存する第1領域15B1に比べると、到達する光量が少ない。これに対し、第2領域15B2では、第1導光板レンズ20が占める第2占有率が、100%で、第1領域15B1での第1占有率よりも高い。従って、第2領域15B2では、到達する光量が少なくても光の出射が促進されるので、出射光量が不足し難くなる。以上により、第1領域15B1と第2領域15B2とで出射光量に生じ得る差が緩和されるので、出光主面15Bから出射する出射光に輝度ムラが生じ難くなる。
第1導光板レンズ20は、図6及び図7に示すように、第2領域15B2のX軸方向に沿う長さL1が例えば10mmとされ、第1領域15B1のY軸方向に沿う長さL2が例えば3mmとされる。X軸方向に沿う長さL1の第2領域15B2には、X軸方向に並ぶ複数のLED13のうち、X軸方向について端に位置するLED13と、X軸方向について端から2番目に位置するLED13と、から発せられた光が主に供給される。つまり、導光板15のうち、上記した2つのLED13と対向する部分に、第2領域15B2が存している。このことから、導光板15のうち、X軸方向について両端側に存する2つずつのLED13を除いた中央側に存する複数のLED13と対向する部分に、第1領域15B1が存している、と言える。また、第2領域15B2のX軸方向に沿う長さL1(10mm)を、LED13の配列間隔(4.84mm)にて除した比率は、2.07となっている。Y軸方向に沿う長さL2の第1領域15B1は、平面に視て枠状の非表示領域NAAの一部(LED13側の長辺部分)と重畳し、表示領域AAとは非重畳とされる。従って、第1領域15B1からの出射光は、表示領域AAに供給されることが殆どない。このように、第1領域15B1におけるY軸方向に沿う長さL2が2mm以上とされているので、表示領域AAにおけるX軸方向に沿うLED13側の端部のうちのX軸方向についての中央側部分の光量が十分に抑制され、輝度ムラを十分に緩和することができる。また、第1領域15B1が非表示領域NAAの一部と重畳して表示領域AAとは非重畳となることで、表示領域AAにおけるX軸方向に沿うLED13側の端部のうちのX軸方向についての中央側部分において光量が不足する事態が避けられ、表示品位を良好に保つことができる。
続いて、入光端面15Aにおける第4導光板レンズ23の分布について詳しく説明する。まず、入光端面15Aを、X軸方向に沿って中央側に存していて第1領域15B1に対応する第3領域15A1と、X軸方向に沿って端側に存していて2つの第2領域15B2に対応する2つの第4領域15A2と、に区分する。第4導光板レンズ23は、図6及び図7に示すように、入光端面15Aにおいて第3領域15A1と第4領域15A2とに複数ずつ配される。つまり、入光端面15Aにおける第4導光板レンズ23の分布は、入光端面15Aの全長にわたってほぼ均一とされる。このように分布する第4導光板レンズ23により、入光端面15Aの第3領域15A1と第4領域15A2とに入射した光をそれぞれX軸方向に良好に拡散させることができる。これにより、第4領域15A2に対応する第2領域15B2に供給される光量が十分に確保され、結果として出光主面15Bから出射する出射光に輝度ムラが生じ難くなる。
次に、導光板15の出光主面15Bにおける第1導光板レンズ20の分布を均一化した場合を想定し、入光端面15Aにおける第4導光板レンズ23の構成を変化させた場合に、輝度分布がどのように変化するか、に関する知見を得るため、検証実験1を行った。この検証実験1では、出光主面15Bにおける第1領域15B1、第2領域15B2及び別領域15B3での第1導光板レンズ20の占有率を全て100%とした導光板15を用いる。検証実験1では、上記のような前提構造とされる導光板15の入光端面15AにおいてX軸方向に沿って並ぶ複数の第4導光板レンズ23のうち、第3領域15A1に存する第4導光板レンズ23の接触角θc1と、第4領域15A2に存する第4導光板レンズ23の接触角θc2と、を次のように設定した比較例1~5を用いている。比較例1は、接触角θc1が38°であり、接触角θc2が38°である。比較例2は、接触角θc1が47°であり、接触角θc2が47°である。比較例3は、接触角θc1が53°であり、接触角θc2が53°である。比較例4は、接触角θc1が38°であり、接触角θc2が47°である。比較例5は、接触角θc1が38°であり、接触角θc2が53°である。比較例1~3は、接触角θc1の数値と、接触角θc2の数値と、が同じである。比較例4,5は、接触角θc1の数値と、接触角θc2の数値と、が異なる。
検証実験1では、上記した比較例1~5に係る導光板15の入光端面15AにLED13からの光を入射させ、出光主面15Bからの出射光に係る輝度を測定した。測定した輝度に基づき、表示領域AAのうちのX軸方向に沿うLED13付近の出射光に係るX軸方向に沿う輝度分布(配光分布)に係るグラフを作成した。また、検証実験1では、算出された輝度のうちの最小輝度を最大輝度にて除した比率(無単位)を算出した。算出される比率は、数値が大きい(最大値の1に近い)ほど輝度分布の均一性が高く、数値が小さい(最小値の0に近い)ほど輝度分布の均一性が低いことを示唆する。この比率に関し、輝度分布の均一性を評価する基準は、「0.8」であり、「0.8」以上であれば輝度分布の均一性が十分に高く、「0.8」未満であれば輝度分布の均一性が不十分である、と言える。
検証実験1の実験結果は、図10から図14の各表に示される通りである。図10が比較例1の実験結果であり、図11が比較例2の実験結果であり、図12が比較例3の実験結果であり、図13が比較例4の実験結果であり、図14が比較例5の実験結果である。図10から図14の各表には、上から順に、接触角θc1の数値、接触角θc2の数値、X軸方向に沿う輝度分布に係るグラフと、最小輝度を最大輝度にて除した比率と、が示されている。図10から図14に示されるX軸方向に沿う輝度分布に係るグラフは、出光主面15Bのうち、入光端面15Aから5.5mmの距離となる位置にて、X軸方向に沿って一方の端位置から他方の端位置に至るまでの輝度を示す。なお、検証実験1では、入光端面15Aから表示領域AAまでは5mmの距離とされる。図10から図14に示されるグラフの横軸は、X軸方向についての中央位置を基準(0mm)とした位置を表しており、その単位は「mm」である。図10から図14に示されるグラフの横軸に付された正負の記号のうち「-(マイナス)」は、X軸方向についての中央位置に対してX軸方向に沿って左側を意味し、「+(プラス)」は、X軸方向についての中央位置に対してX軸方向に沿って右側を意味する。図10から図14に示されるグラフの縦軸は、相対輝度(無単位)である。相対輝度は、最大輝度を基準(1)とした相対値である。
なお、検証実験1に係る導光板15は、長辺寸法(X軸方向についての寸法)が例えば62mm程度とされ、短辺寸法(Y軸方向についての寸法)が例えば35mm程度とされる。また、検証実験1に係る導光板15の入光端面15Aには、X軸方向に沿って並ぶ13個のLED13が対向して配される。検証実験1に係る導光板15の入光端面15AとLED13との間の間隔は、例えば0.4mm程度とされる。検証実験1に係るLED13の配列間隔(X軸方向に沿う中央位置間の間隔)は、例えば4.84mm程度とされる。検証実験1に係る導光板15に備わる第1導光板レンズ20の配列間隔(X軸方向に沿う中央位置間の間隔)は、例えば0.041mm程度とされる。検証実験1に係る導光板15に備わる第1導光板レンズ20の接触角は、例えば51°程度とされる。検証実験1に係る導光板15に備わる第4導光板レンズ23の配列間隔(X軸方向に沿う中央位置間の間隔)は、例えば0.0235mm程度とされる。
検証実験1の実験結果について図10から図14を参照して説明する。図10から図12によれば、比較例1~3を比べると、接触角θc1,θc2の数値が大きくなるほど、最小輝度を最大輝度にて除した比率が高くなる傾向にある。しかし、比較例1~3は、最小輝度を最大輝度にて除した比率がそれほど変わらず、輝度分布の均一性に大きな違いはない。つまり、接触角θc1,θc2が同値であると、X軸方向について端側と中央側とで輝度のバランスに殆ど変化がない、と言える。図10,図13及び図14によれば、比較例1,4,5を比べると、接触角θc1,θc2が同値である比較例1に比べて、接触角θc1よりも接触角θc2が大きい比較例4,5の方が、最小輝度を最大輝度にて除した比率が高く、輝度分布の均一性が良好であることが分かる。X軸方向に沿って中央側に位置する第3領域15A1に存する第4導光板レンズ23との比較において、X軸方向に沿って端側に位置する第4領域15A2に存する第4導光板レンズ23による光の拡散度合いが高められることで、出光主面15BのうちのX軸方向について端側での出射光量が多くなり、その結果、X軸方向について端側と中央側とに生じていた輝度の差が緩和されたと推考される。しかしながら、比較例4,5では、±20mm付近の位置にて最大輝度となり、X軸方向について中央側(0mm~±10mmの範囲)では輝度が相対的に低下している。その上、最も比率の数値が高い比較例5であっても、その数値は「0.77」であり、輝度分布の均一性を評価する基準である「0.8」を下回っている。従って、比較例1~5は、いずれも輝度分布の均一性が十分ではないと言える。つまり、第4導光板レンズ23の接触角θc1,θc2に係る設計のみを工夫しても、十分な輝度分布の均一性の改善効果は見込めない。
続いて、検証実験1以前の段落に記載した導光板15を用い、出光主面15Bにおける第1領域15B1のY軸方向に沿う長さL2を変化させた場合に、輝度分布がどのように変化するか、に関する知見を得るため、比較実験1を行った。この比較実験1では、出光主面15Bにおける第1領域15B1での第1導光板レンズ20の占有率0%とし、第2領域15B2及び別領域15B3での第1導光板レンズ20の占有率をそれぞれ100%とした導光板15を用いる。比較実験1では、第1領域15B1のY軸方向に沿う長さL2を次のように設定した実施例1~3を用いている。実施例1は、長さL2が1mmである。実施例2は、長さL2が2mmである。実施例3は、長さL2が3mmである。なお、実施例1~3は、第2領域15B2のX軸方向に沿う長さL1が、いずれも10mmである。また、実施例1~3は、導光板15の長辺寸法及び短辺寸法、LED13の設置数、入光端面15AとLED13との間の間隔、LED13の配列間隔、第1導光板レンズ20の配列間隔、第1導光板レンズ20の接触角、並びに第4導光板レンズ23の配列間隔の各数値が、いずれも検証実験1と同じである。
比較実験1では、上記した実施例1~3に係る導光板15の入光端面15AにLED13からの光を入射させ、出光主面15Bからの出射光に係る輝度を測定した。測定した輝度に基づき、表示領域AAのうちのX軸方向に沿うLED13付近の出射光に係るX軸方向に沿う輝度分布(配光分布)に係るグラフを作成した。また、比較実験1では、算出された輝度のうちの最小輝度を最大輝度にて除した比率(無単位)を算出した。算出される比率は、検証実験1にて説明した通りである。比較実験1の実験結果は、図15から図17の各表に示される通りである。図15が実施例1の実験結果であり、図16が実施例2の実験結果であり、図17が実施例3の実験結果である。図15から図17の各表には、上から順に、長さL2の数値、X軸方向に沿う輝度分布に係るグラフと、最小輝度を最大輝度にて除した比率と、が示されている。図15から図17に示されるX軸方向に沿う輝度分布に係るグラフは、検証実験1にて説明した通りである。
比較実験1の実験結果について図15から図17を参照して説明する。図10から図12によれば、実施例1~3は、いずれもX軸方向について中央側(0mm~±10mmの範囲)において最大輝度となり、検証実験1の比較例4,5(図13及び図14を参照)に生じていたようなX軸方向についての中央側での輝度低下が見られない。一方、実施例1は、最小輝度を最大輝度にて除した比率の数値が、輝度分布の均一性を評価する基準である「0.8」を下回っていることから、輝度分布の均一性が十分に改善されていないと言える。これに対し、実施例2,3は、いずれの比率の数値も、0.8以上であるから、輝度分布の均一性が十分に改善されている、と言える。従って、長さL2は、2mm以上であるのが好ましい。さらに実施例2,3を比べると、長さL2が大きくなるほど、最小輝度を最大輝度にて除した比率が高くなり、輝度分布の均一性がより改善している、と言える。従って、長さL2は、3mm以上であるのがより好ましい。なお、長さL2を大きくするほど、輝度分布の均一性がより改善する傾向ではあるものの、長さL2が、非表示領域NAAのうちのLED13側の辺部の幅を超えると、第1領域15B1の一部が表示領域AAと重畳する関係となる。このような関係では、表示領域AAのうちの第1領域15B1と重畳する部分に局所的な暗部が生じてしまい、表示品位を著しく悪化させるおそれがある。このため、長さL2の上限値は、第1領域15B1が表示領域AAとは非重畳の状態に保たれる数値であることが好ましい。
次に、検証実験1以前の段落に記載した導光板15を用い、出光主面15Bにおける第2領域15B2のX軸方向に沿う長さL1を変化させた場合に、輝度分布がどのように変化するか、に関する知見を得るため、比較実験2を行った。この比較実験2では、出光主面15Bにおける第1領域15B1での第1導光板レンズ20の占有率0%とし、第2領域15B2及び別領域15B3での第1導光板レンズ20の占有率をそれぞれ100%とした導光板15を用いる。比較実験2では、第2領域15B2のX軸方向に沿う長さL1を次のように設定した実施例4~6を用いている。実施例4は、長さL1が5mmである。実施例5は、長さL1が10mmである。実施例6は、長さL1が15mmである。第2領域15B2のX軸方向に沿う長さL1を、LED13の配列間隔(4.84mm)にて除した比率に関しては、実施例4が1.03であり、実施例5が2.07であり、実施例6が3.1である。従って、実施例4の第2領域15B2には、X軸方向について端に位置する1つのLED13からの光が主に供給され、実施例5の第2領域15B2には、X軸方向について端から数えて2つのLED13からの光が主に供給され、実施例6の第2領域15B2には、X軸方向について端から数えて3つのLED13からの光が主に供給されるようになっている。なお、実施例4~6は、第1領域15B1のY軸方向に沿う長さL2が、いずれも3mmである。従って、比較実験2の実施例5は、比較実験1の実施例3と同一構造である。また、実施例4~6は、導光板15の長辺寸法及び短辺寸法、LED13の設置数、入光端面15AとLED13との間の間隔、LED13の配列間隔、第1導光板レンズ20の配列間隔、第1導光板レンズ20の接触角、並びに第4導光板レンズ23の配列間隔の各数値が、いずれも検証実験1と同じである。
比較実験2では、上記した実施例4~6に係る導光板15の入光端面15AにLED13からの光を入射させ、出光主面15Bからの出射光に係る輝度を測定した。測定した輝度に基づき、表示領域AAのうちのX軸方向に沿うLED13付近の出射光に係るX軸方向に沿う輝度分布(配光分布)に係るグラフを作成した。また、比較実験2では、算出された輝度のうちの最小輝度を最大輝度にて除した比率(無単位)を算出した。算出される比率は、検証実験1にて説明した通りである。比較実験2の実験結果は、図18から図20の各表に示される通りである。図18が実施例4の実験結果であり、図19が実施例5の実験結果であり、図20が実施例6の実験結果である。図18から図20の各表には、上から順に、長さL1の数値、X軸方向に沿う輝度分布に係るグラフと、最小輝度を最大輝度にて除した比率と、が示されている。図18から図20に示されるX軸方向に沿う輝度分布に係るグラフは、検証実験1にて説明した通りである。
比較実験2の実験結果について図18から図20を参照して説明する。図18及び図19によれば、実施例4,5は、いずれもX軸方向について中央側(0mm~±10mmの範囲)において最大輝度となり、検証実験1の比較例4,5(図13及び図14を参照)に生じていたようなX軸方向についての中央側での輝度低下が見られない。一方、図20によれば、実施例6は、±20mm付近の位置にて最大輝度となり、X軸方向について中央側では輝度が相対的に低下している。また、実施例6は、最小輝度を最大輝度にて除した比率の数値が、輝度分布の均一性を評価する基準である「0.8」を下回っていることから、輝度分布の均一性が十分に改善されていないと言える。このような結果となる理由は、第2領域15B2に対する光の供給量が過剰であるため、と考えられる。従って、X軸方向についての中央側での輝度低下を避けるには、第2領域15B2に対して主に光を供給するLED13の数を3つよりも少なくするのが好ましい。
実施例4,5を比較する。図18によれば、実施例4は、X軸方向について両端側(±25mm付近)において相対輝度が0.8を下回る大きな輝度低下がある。これに対し、図19によれば、実施例5は、X軸方向について両端側でも相対輝度が0.8以上となっている。最小輝度を最大輝度にて除した比率の数値に関しては、実施例4が基準値を下回って0.74であるのに対し、実施例5は基準値以上の0.82となっている。なお、実施例5の実験結果は、比較実験1の実施例3と同じ実験結果と同一である。以上の検討から、実施例5は、輝度分布の均一性が十分に改善されている、と言える。実施例4において輝度分布の均一性が芳しくない理由は、第2領域15B2に対する光の供給量が不足しているためと考えられる。従って、X軸方向について中央側での輝度低下を避けつつ、X軸方向について両端側での輝度を十分に確保するには、第2領域15B2に対して主に光を供給するLED13の数を1つよりも多くて3つよりも少なくするのが好ましい。つまり、第2領域15B2のX軸方向に沿う長さL1を、LED13の配列間隔にて除した比率を「r1」としたとき、「1<r1<3」の範囲とするのが好ましい。
以上説明したように本実施形態のバックライト装置(照明装置)12は、列をなして並ぶ複数のLED(光源)13と、板状をなしていて外周端面に、複数のLED13と対向して光が入射される入光端面(第1端面)15Aを含み、一対の主面に、光を出射させる出光主面(第1主面)15Bを含む導光板15と、出光主面15Bに設けられる第1導光板レンズ(第1レンズ)20であって、複数のLED13の並び方向である第1方向と交差して出光主面15Bに沿う第2方向に沿って延在し、第1方向に沿って並ぶ複数の第1導光板レンズ20と、を備え、第1導光板レンズ20は、出光主面15Bにおける第1方向に沿うLED13側の端部を、第1方向に沿って中央側に存する第1領域15B1と、第1方向に沿って端側に存する第2領域15B2と、に区分したとき、第1領域15B1に第1導光板レンズ20が占める第1占有率が、第2領域15B2に第1導光板レンズ20が占める第2占有率よりも低い。
複数のLED13から発せられた光は、導光板15の入光端面15Aに入射し、導光板15内を伝播してから出光主面15Bに到達する。出光主面15Bに達した光には、第1導光板レンズ20によって全反射または屈折されるものが含まれる。第1導光板レンズ20により全反射された光は、第2方向に沿ってLED13から遠ざかる向きに進行する。第1導光板レンズ20により屈折された光は、出光主面15Bからの出射が促される。出光主面15Bにおける第1方向に沿うLED13側の端部のうち、第1方向に沿って中央側に存する第1領域15B1には、第1方向に沿って端側に存する第2領域15B2に比べると、到達する光量が多い。これに対し、第1領域15B1では、第1導光板レンズ20が占める第1占有率が、第2領域15B2での第2占有率よりも低い。従って、第1領域15B1では、多くの光が到達してもその出射が抑制されるので、出射光量が過剰になり難くなる。出光主面15Bにおける第1方向に沿うLED13側の端部のうち、第1方向に沿って端側に存する第2領域15B2には、第1方向に沿って中央側に存する第1領域15B1に比べると、到達する光量が少ない。これに対し、第2領域15B2では、第1導光板レンズ20が占める第2占有率が、第1領域15B1での第1占有率よりも高い。従って、第2領域15B2では、到達する光量が少なくても光の出射が促進されるので、出射光量が不足し難くなる。以上により、第1領域15B1と第2領域15B2とで出射光量に生じ得る差が緩和されるので、出光主面15Bから出射する出射光に輝度ムラが生じ難くなる。
また、入光端面15Aに設けられる第4導光板レンズ(第2レンズ)23であって、第1方向と交差して入光端面15Aに沿う第3方向に沿って延在し、第1方向に沿って並ぶ複数の第4導光板レンズ23を備える。LED13から発せられて入光端面15Aに達した光には、第4導光板レンズ23によって屈折されるものが含まれる。第4導光板レンズ23により屈折された光は、第1方向に拡散されつつ導光板15内に入射される。これにより、出光主面15Bにおける第1方向に沿うLED13側の端部のうち、第1方向に沿って端側に存する第2領域15B2に供給される光量が多くなる。その結果、出光主面15Bから出射する出射光に輝度ムラがより生じ難くなる。
また、第4導光板レンズ23は、入光端面15Aを、第1方向に沿って中央側に存していて第1領域15B1に対応する第3領域15A1と、第1方向に沿って端側に存していて第2領域15B2に対応する第4領域15A2と、に区分したとき、第3領域15A1と第4領域15A2とに複数ずつ配される。入光端面15Aの第3領域15A1と第4領域15A2とに入射した光は、第3領域15A1と第4領域15A2とに複数ずつ配された第4導光板レンズ23によって第1方向に拡散される。これにより、第4領域15A2に対応する第2領域15B2に供給される光量がより多くなる。その結果、出光主面15Bから出射する出射光に輝度ムラが一層生じ難くなる。
また、第1導光板レンズ20は、第1領域15B1には非配置とされ、第1占有率が0%とされる。第1領域15B1では、第1導光板レンズ20により光の出射が促されることがない。従って、第1領域15B1では、多くの光が到達してもその出射が効率的に抑制されるので、出射光量が過剰になることを避けることができる。その結果、出光主面15Bから出射する出射光に輝度ムラがより生じ難くなる。
また、導光板15のうちの入光端面15Aの第3方向に沿う端部に設けられ、入光端面15Aから第2方向に沿って突出する突部24と、導光板15の入光端面15Aに対して第2方向に間隔を空けて配され、突部24を受ける受け部25と、を備える。突部24が受け部25に受けられることで、LED13と入光端面15Aとの第2方向についての位置関係が安定的に保たれる。これにより、発光に伴って発熱したLED13が高温化し難くなるので、LED13が故障し難くなる。特に、LED13が高輝度化し、発熱量が多くなる場合に好適である。反面、導光板15のうちの入光端面15Aの第3方向に沿う端部に突部24が設けられると、突部24を避けてLED13を配置しなければならず、そのために出光主面15Bの第2領域15B2に供給される光量が少なくなりがちとなる。その点、第2領域15B2では、第1導光板レンズ20が占める第2占有率が、第1領域15B1での第1占有率よりも高いので、第2領域15B2に到達する光量が少なくても光の出射が促進される。これにより、第2領域15B2の出射光量が不足し難くなり、出光主面15Bから出射する出射光に輝度ムラが生じ難くなる。
また、導光板15に対して出光主面15Bと対向して配される第1プリズムシート18と、第1プリズムシート18に対して導光板15とは反対側に配される第2プリズムシート19と、を備え、第1プリズムシート18は、導光板15とは反対側を向く出光主面(第3主面)18A1を有し、出光主面18A1に、第1方向に沿って延在し、第2方向に沿って並んで配される複数の第1プリズム18Bが設けられ、第2プリズムシート19は、第1プリズムシート18とは反対側を向く出光主面(第4主面)19A1を有し、出光主面19A1に、第1方向に沿って延在し、第2方向に沿って並んで配される複数の第2プリズム19Bが設けられる。導光板15の出光主面15Bから出射された光は、第1プリズムシート18に入射されると、出光主面18A1において第1方向に沿って延在する複数の第1プリズム18Bによって第2方向に選択的に集光作用が付与されつつ第2プリズムシート19へ向けて出射される。第1プリズムシート18から出射された光は、第2プリズムシート19に入射されると、出光主面19A1において第1方向に沿って延在する複数の第2プリズム19Bによって第2方向に選択的に集光作用が付与されつつ外部に出射される。第1プリズム18B及び第2プリズム19Bの各斜辺の角度などを調整することで、光に付与される集光作用を制御することができ、それにより出射光に係る正面輝度の向上や光の利用効率の向上などを図ることが可能となる。このように第2方向に集光性の高い光を出射させる構成においては、導光板15の出光主面15Bのうちの第1領域15B1と第2領域15B2との間に生じる出射光量の差が輝度ムラとしてより視認され易い傾向にある。その点、第1領域15B1に第1導光板レンズ20が占める第1占有率と、第2領域15B2に第1導光板レンズ20が占める第2占有率と、を比べると、前者が後者よりも低いから、多くの光が供給される第1領域15B1からの出射光量が過剰になり難くなるとともに、供給される光量が少ない第2領域15B2からの光の出射が促進される。これにより、第1領域15B1と第2領域15B2とで出射光量に生じ得る差が緩和され、結果として輝度ムラが視認され難くなる。
また、本実施形態に係る液晶表示装置(表示装置)10は、上記記載のバックライト装置12と、出光主面15Bと重畳して配され、バックライト装置12からの光を利用して表示を行う液晶パネル(表示パネル)11と、を備える。このような構成の液晶表示装置10によれば、バックライト装置12の出射光に輝度ムラが生じ難くなっているから、表示品位に優れた表示を実現することができる。
また、液晶パネル11は、画像が表示される表示領域AAと、表示領域AAを取り囲む非表示領域NAAと、を有し、第1導光板レンズ20は、第1領域15B1が非表示領域NAAの一部と重畳して表示領域AAとは非重畳となり、第1領域15B1における第2方向に沿う長さが2mm以上とされる。仮に第1領域15B1における第2方向に沿う長さが2mmよりも短いと、第1領域15B1において第1導光板レンズ20が占める第1占有率が第2占有率よりも低くされても、表示領域AAにおける第1方向に沿うLED13側の端部のうちの第1方向についての中央側部分の光量が過剰となりがちで、輝度ムラを十分に緩和できないおそれがある。仮に第1領域15B1が表示領域AAと重畳するまで第1方向に拡張されると、表示領域AAにおける第1方向に沿うLED13側の端部のうちの第1方向についての中央側部分の光量が不足してしまい、表示品位が著しく悪化するおそれがある。その点、第1領域15B1における第2方向に沿う長さが2mm以上とされることで、表示領域AAにおける第1方向に沿うLED13側の端部のうちの第1方向についての中央側部分の光量が十分に抑制され、輝度ムラを十分に緩和することができる。また、第1領域15B1が非表示領域NAAの一部と重畳して表示領域AAとは非重畳となることで、表示領域AAにおける第1方向に沿うLED13側の端部のうちの第1方向についての中央側部分において光量が不足する事態が避けられ、表示品位を良好に保つことができる。
<実施形態2>
実施形態2を図21から図24によって説明する。この実施形態2では、第4導光板レンズ123の構成を変更した場合を示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る導光板115に備わる複数の第4導光板レンズ123は、図21に示すように、入光端面115AでのX軸方向に沿う位置に応じて接触角が異なるよう構成されている。第4導光板レンズ123は、実施形態1と同様に、シリンドリカルレンズである。入光端面115Aのうちの第3領域115A1に存する第4導光板レンズ123の接触角θc1と、第4領域115A2に存する第4導光板レンズ123の接触角θc2と、を比較すると、前者が後者よりも小さい。具体的には、第3領域115A1に存する第4導光板レンズ123の接触角θc1は、例えば38°とされるのに対し、第4領域115A2に存する第4導光板レンズ123の接触角θc2は、例えば47°とされる。なお、出光主面115Bには、実施形態1と同様に、第1領域115B1、第2領域115B2及び別領域115B3が含まれる。このようにすれば、LED113から発せられて入光端面115Aの第4領域115A2に入射する光は、大きな接触角θc2の第4導光板レンズ123によって、第3領域115A1に入射する光よりも高い拡散度合いでもってX軸方向についての拡散作用が付与される。これにより、第4領域115A2に対応する第2領域115B2に供給される光量が一層多くなる。その結果、出光主面115Bから出射する出射光に輝度ムラがより一層生じ難くなる。
次に、本実施形態に係る導光板115を用い、第4領域115A2に存する第4導光板レンズ123の接触角θc2を変化させた場合に、輝度分布がどのように変化するか、に関する知見を得るため、比較実験3を行った。この比較実験3では、出光主面115Bにおける第1領域115B1での第1導光板レンズ120の占有率0%とし、第2領域115B2及び別領域115B3での第1導光板レンズ120の占有率をそれぞれ100%とした導光板115を用いる。比較実験3では、第4領域115A2に存する第4導光板レンズ123の接触角θc2を次のように設定した実施例7~9を用いている。実施例7は、接触角θc2が44°である。実施例8は、接触角θc2が47°である。実施例9は、接触角θc2が53°である。実施例7~9は、いずれも第3領域115A1に存する第4導光板レンズ123の接触角θc1が38°である。なお、実施例7~9は、出光主面115Bのうちの第1領域115B1のY軸方向に沿う長さL2が、いずれも3mmであり、第2領域115B2のX軸方向に沿う長さL1が、いずれも10mmである。また、実施例7~9は、導光板115の長辺寸法及び短辺寸法、LED113の設置数、入光端面115AとLED113との間の間隔、LED113の配列間隔、第1導光板レンズ120の配列間隔、第1導光板レンズ120の接触角、並びに第4導光板レンズ123の配列間隔の各数値が、いずれも検証実験1と同じである。
比較実験3では、上記した実施例7~9に係る導光板115の入光端面115AにLED113からの光を入射させ、出光主面115Bからの出射光に係る輝度を測定した。測定した輝度に基づき、表示領域AAのうちのX軸方向に沿うLED13付近の出射光に係るX軸方向に沿う輝度分布(配光分布)に係るグラフを作成した。また、比較実験3では、算出された輝度のうちの最小輝度を最大輝度にて除した比率(無単位)を算出した。算出される比率は、検証実験1にて説明した通りである。比較実験3の実験結果は、図22から図24の各表に示される通りである。図22が実施例7の実験結果であり、図23が実施例8の実験結果であり、図24が実施例9の実験結果である。図22から図24の各表には、上から順に、接触角θc1の数値、接触角θc2の数値、X軸方向に沿う輝度分布に係るグラフと、最小輝度を最大輝度にて除した比率と、が示されている。図22から図24に示されるX軸方向に沿う輝度分布に係るグラフは、検証実験1にて説明した通りである。
比較実験3の実験結果について図22から図24を参照して説明する。図22から図24によれば、実施例7~9は、いずれも最小輝度を最大輝度にて除した比率の数値が、輝度分布の均一性を評価する基準である「0.8」を大きく上回っていることから、輝度分布の均一性が十分に改善されていると言える。このような結果となった理由について説明する。まず、入光端面115Aの第4領域115A2の入射光が、相対的に大きい接触角θc2の第4導光板レンズ123によりX軸方向に相対的に広角に拡散される。出光主面115Bの第2領域115B2では、占有率が100%とされる第1導光板レンズ120により光の出射が促進されることで、第2領域115B2からの出射光量が増加する、と考えられる。第3領域115A1の入射光は、相対的に小さい接触角θc1の第4導光板レンズ123によりX軸方向に相対的に狭い範囲に拡散され、第1領域115B1では第1導光板レンズ120による光の出射が促進されることがないので、第1領域115B1からの出射光量が抑制されている。以上により、第1領域115B1からの出射光量と、第2領域115B2からの出射光量と、の間に生じ得る差が良好に緩和されている、と考えられる。
図22及び図23によれば、実施例7,8は、いずれもX軸方向について中央側(0mm~±10mmの範囲)において最大輝度となり、検証実験1の比較例4,5(図13及び図14を参照)に生じていたようなX軸方向について中央側での輝度低下が見られない。実施例7,8は、輝度分布の均一性が同等程度である、と言える。一方、図24によれば、実施例9は、±20mm付近の位置にて最大輝度となるとともに、X軸方向について両端側(±25mm付近)での最小輝度が0.9程度と高いものの、X軸方向について中央側では相対輝度が0.95程度と相対的に僅かに低下している。このような結果となる理由は、第4領域115A2に存する第4導光板レンズ123による光の拡散が過剰気味となったため、と考えられる。従って、X軸方向について中央側において実施例9の実験結果以上の輝度低下を避けるには、第4領域115A2に存する第4導光板レンズ123の接触角θc2を、53°以下とするのが好ましい。
以上説明したように本実施形態によれば、第4導光板レンズ123は、円弧状の周面を有するシリンドリカルレンズであり、第4領域115A2に配されるシリンドリカルレンズの周面における基端部での接線が第1方向に対してなす角度である接触角θc2は、第3領域115A1に配されるシリンドリカルレンズの接触角θc1よりも大きい。第4導光板レンズ123であるシリンドリカルレンズの接触角が大きいほど、シリンドリカルレンズの周面にて屈折される光の第1方向についての拡散度合いが高くなる傾向にある。第4領域115A2に配されるシリンドリカルレンズの接触角θc2を、第3領域115A1に配されるシリンドリカルレンズの接触角θc1よりも大きくすることで、第4領域115A2に入射した光には、第3領域115A1に入射した光よりも高い拡散度合いでもって第1方向に拡散される。これにより、第4領域115A2に対応する第2領域115B2に供給される光量が一層多くなる。その結果、出光主面115Bから出射する出射光に輝度ムラがより一層生じ難くなる。
<実施形態3>
実施形態3を図25から図29によって説明する。この実施形態3では、上記した実施形態2から第3導光板レンズ222の構成を変更した場合を示す。なお、上記した実施形態2と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る導光板215に備わる第3導光板レンズ222は、図25及び図26に示すように、反対主面215Cにおいて部分的に設けられており、以下では反対主面215Cにおける第3導光板レンズ222の分布について詳しく説明する。まず、反対主面215CにおけるX軸方向に沿うLED213側の端部を、X軸方向に沿って中央側に存する第5領域215C1と、X軸方向に沿って端側に存する2つの第6領域215C2と、に区分する。さらには、反対主面215Cのうち、第5領域215C1及び第6領域215C2の部分(X軸方向に沿うLED213側の端部を除いた部分)を、別領域215C3とする。本実施形態では、第3導光板レンズ222は、第5領域215C1のY軸方向に沿う長さL3が例えば3mmとされ、第6領域215C2のX軸方向に沿う長さが例えば10mmとされる。また、入光端面215Aの第3領域215A1に存する第4導光板レンズ223の接触角θc1は、例えば38°とされるのに対し、第4領域215A2に存する第4導光板レンズ223の接触角θc2は、例えば44°とされる。
反対主面215Cにおける第3導光板レンズ222の分布は、第5領域215C1に第3導光板レンズ222が占める第3占有率が、第6領域215C2に第3導光板レンズ222が占める第4占有率よりも低くなっている。ここで言う「占有率」は、反対主面215Cのうちの第3導光板レンズ222が配される配置領域(形成領域)の面積を、上記配置領域と第3導光板レンズ222が非配置とされる非配置領域(非形成領域)の面積との和にて除して得られる比率である。この占有率は、第3導光板レンズ222の分布密度であるとも言える。本実施形態では、第3導光板レンズ222の配列間隔が一定とされる。従って、「占有率」は、第3導光板レンズ222の幅寸法を、第3導光板レンズ222の配列間隔にて除して得られる比率である、とも言える。占有率が百分率で「100%」であれば、第3導光板レンズ222の幅寸法と、第3導光板レンズ222の配列間隔と、が同値である。占有率が100%の場合は、各領域215C1~215C3が専ら第3導光板レンズ222の配置領域により構成されていて第3導光板レンズ222の非配置領域が存在しないことを意味する。占有率が百分率で「0%」であれば、各領域215C1~215C3が専ら第3導光板レンズ222の非配置領域により構成されていて第3導光板レンズ222の配置領域が存在しないことを意味する。
具体的には、本実施形態では、第3占有率が0%であり、第4占有率が100%である。また、別領域215C3に第3導光板レンズ222が占める占有率は、第4占有率と同値、つまり100%である。従って、第3導光板レンズ222は、反対主面215Cのうち、X軸方向について両端側の各部分では、Y軸方向に全長にわたって設けられるのに対し、X軸方向について中央側の部分では、X軸方向に沿うLED213側の端部を除いた大部分に設けられてX軸方向に沿うLED213側の端部には選択的に非形成とされる。ここで、反対主面215CにおけるX軸方向に沿うLED213側の端部のうち、X軸方向に沿って中央側に存する第5領域215C1には、X軸方向に沿って端側に存する第6領域215C2に比べると、到達する光量が多い。これに対し、第5領域215C1では、第3導光板レンズ222が占める第3占有率が、0%で、第6領域215C2での第4占有率よりも低い。従って、第5領域215C1では、多くの光が到達してもその出射が抑制されるので、出射光量が過剰になり難くなる。反対主面215CにおけるX軸方向に沿うLED213側の端部のうち、X軸方向に沿って端側に存する第6領域215C2には、X軸方向に沿って中央側に存する第5領域215C1に比べると、到達する光量が少ない。これに対し、第6領域215C2では、第3導光板レンズ222が占める第4占有率が、100%で、第5領域215C1での第3占有率よりも高い。従って、第6領域215C2では、到達する光量が少なくても出光主面215Bの第2領域215B2からの光の出射が促進されるので、出射光量が不足し難くなる。以上により、第5領域215C1と第6領域215C2とで出射光量に生じ得る差が緩和されるので、出光主面215Bから出射する出射光に輝度ムラが生じ難くなる。
次に、本実施形態に係る導光板215を用い、反対主面215Cにおける第5領域215C1のY軸方向に沿う長さL3を変化させた場合に、輝度分布がどのように変化するか、に関する知見を得るため、比較実験4を行った。この比較実験4では、出光主面215Bの第1領域215B1での第1導光板レンズ220の占有率0%とし、第2領域215B2及び別領域215B3での第1導光板レンズ220の占有率をそれぞれ100%とし、反対主面215Cの第5領域215C1での第3導光板レンズ222の占有率0%とし、第6領域215C2及び別領域215C3での第3導光板レンズ222の占有率をそれぞれ100%とした導光板215を用いる。比較実験4では、第5領域215C1のY軸方向に沿う長さL3を次のように設定した実施例10~12を用いている。実施例10は、長さL3が2mmである。実施例11は、長さL3が3mmである。実施例12は、長さL3が4mmである。なお、実施例10~12は、第2領域215B2のY軸方向に沿う長さL2が、いずれも3mmであり、第2領域15B2のX軸方向に沿う長さL1が、いずれも10mmであり、第6領域215C2のX軸方向に沿う長さが、いずれも10mmである。また、実施例10~12は、入光端面215Aの第3領域215A1に存する第4導光板レンズ223の接触角θc1が、いずれも38°であり、第4領域215A2に存する第4導光板レンズ223の接触角θc2が、44°である。また、実施例10~12は、導光板215の長辺寸法及び短辺寸法、LED213の設置数、入光端面215AとLED213との間の間隔、LED213の配列間隔、第1導光板レンズ220の配列間隔、第1導光板レンズ220の接触角、並びに第4導光板レンズ223の配列間隔の各数値が、いずれも検証実験1と同じである。
比較実験4では、上記した実施例10~12に係る導光板215の入光端面215AにLED213からの光を入射させ、出光主面215Bからの出射光に係る輝度を測定した。測定した輝度に基づき、表示領域AAのうちのX軸方向に沿うLED213付近の出射光に係るX軸方向に沿う輝度分布(配光分布)に係るグラフを作成した。また、比較実験4では、算出された輝度のうちの最小輝度を最大輝度にて除した比率(無単位)を算出した。算出される比率は、検証実験1にて説明した通りである。比較実験4の実験結果は、図27から図29の各表に示される通りである。図27が実施例10の実験結果であり、図28が実施例11の実験結果であり、図29が実施例12の実験結果である。図27から図29の各表には、上から順に、長さL3の数値、X軸方向に沿う輝度分布に係るグラフと、最小輝度を最大輝度にて除した比率と、が示されている。図27から図29に示されるX軸方向に沿う輝度分布に係るグラフは、検証実験1にて説明した通りである。
比較実験4の実験結果について図27から図29を参照して説明する。図27から図29によれば、実施例10~12は、いずれも最小輝度を最大輝度にて除した比率の数値が、輝度分布の均一性を評価する基準である「0.8」を大きく上回り、さらに実施形態2にて説明した比較実験3の実験結果をも概ね上回っている。つまり、比較実験4に係る実施例10~12は、比較実験3に係る実施例7~9よりも、輝度分布の均一性が十分に改善されていると言える。このような結果となった理由について説明する。まず、入光端面215Aの第4領域215A2の入射光が、相対的に大きい接触角θc2の第4導光板レンズ223によりX軸方向に相対的に広角に拡散される。出光主面215Bの第2領域215B2では、占有率が100%とされる第1導光板レンズ220により光の出射が促進されるのに加え、反対主面215Cの第6領域215C2において占有率が100%とされる第3導光板レンズ222により光の出射が促進されることで、第2領域215B2からの出射光量がより増加する、と考えられる。第3領域215A1の入射光は、相対的に小さい接触角θc1の第4導光板レンズ223によりX軸方向に相対的に狭い範囲に拡散される。第1領域215B1では第1導光板レンズ220による光の出射が促進されることがないのに加え、第5領域215C1でも第3導光板レンズ222による光の出射が促進されることがない。従って、第1領域315B1からの出射光量がより抑制される。以上により、第1領域215B1からの出射光量と、第2領域215B2からの出射光量と、の間に生じ得る差が良好に緩和されている、と考えられる。
図27及び図28によれば、実施例10,11は、いずれもX軸方向について中央側(0mm~±10mmの範囲)において、検証実験1の比較例4,5(図13及び図14を参照)に生じていたような輝度低下が殆ど見られない。実施例8は、実施例7に比べて、X軸方向について中央側での輝度低下がごく僅かにあるものの、最小輝度を最大輝度にて除した比率の数値が0.92と非常に高いことから、輝度分布の均一性が最も良好である、と言える。一方、図29によれば、実施例12は、±23mm付近の位置にて最大輝度となるとともに、±10mm付近にて最小輝度(0.89程度)となっている。つまり、実施例12では、X軸方向について中央側において多少の輝度低下が生じた。このような結果となる理由は、第3導光板レンズ222により光の出射が促進されない範囲である第5領域215C1がY軸方向に大き過ぎるため、と考えられる。従って、X軸方向について中央側において実施例12の実験結果以上の輝度低下を避けるには、第5領域215C1のY軸方向に沿う長さL3を、4mm以下とするのが好ましい。
以上説明したように本実施形態によれば、導光板215は、出光主面215Bとは反対側にある反対主面(第2主面)215Cを有し、反対主面215Cに設けられる第3導光板レンズ(第3レンズ)222であって、第1方向に沿って延在し、第2方向に沿って並ぶ複数の第3導光板レンズ222を備え、第3導光板レンズ222は、反対主面215Cにおける第1方向に沿うLED213側の端部を、第1方向に沿って中央側に存する第5領域215C1と、第1方向に沿って端側に存する第6領域215C2と、に区分したとき、第5領域215C1に第3導光板レンズ222が占める第3占有率が、第6領域215C2に第3導光板レンズ222が占める第4占有率よりも低い。導光板215内を伝播して反対主面215Cに到達した光には、第3導光板レンズ222によって全反射されるものが含まれる。第3導光板レンズ222により全反射された光は、出光主面215Bに向けて立ち上げられ、出光主面215Bからの出射が促される。反対主面215Cにおける第1方向に沿うLED213側の端部のうち、第1方向に沿って中央側に存する第5領域215C1には、第1方向に沿って端側に存する第6領域215C2に比べると、到達する光量が多い。これに対し、第5領域215C1では、第3導光板レンズ222が占める第3占有率が、第6領域215C2での第4占有率よりも低い。従って、第5領域215C1では、多くの光が到達しても出光主面215Bの第1領域215B1からの光の出射が抑制されるので、出射光量が過剰になり難くなる。反対主面215Cにおける第1方向に沿うLED213側の端部のうち、第1方向に沿って端側に存する第6領域215C2には、第1方向に沿って中央側に存する第5領域215C1に比べると、到達する光量が少ない。これに対し、第6領域215C2では、第3導光板レンズ222が占める第4占有率が、第5領域215C1での第3占有率よりも高い。従って、第6領域215C2では、到達する光量が少なくても出光主面215Bの第2領域215B2からの光の出射が促進されるので、出射光量が不足し難くなる。以上により、第1領域215B1と第2領域215B2とで出射光量に生じ得る差が緩和されるので、出光主面215Bから出射する出射光に輝度ムラが生じ難くなる。
<実施形態4>
実施形態4を図30によって説明する。この実施形態4では、上記した実施形態1からバックライト装置312の構成を変更した場合を示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係るバックライト装置312は、図30に示すように、実施形態1に記載した第1プリズムシート18及び第2プリズムシート19(図2を参照)に代えて、第3プリズムシート(ターニングレンズシート)26を備える。第3プリズムシート26は、シート状の第3基材26Aと、第3基材26Aにおける裏側(入光側)の入光主面(第5主面)26A1に設けられる第3プリズム26Bと、を有する。第3基材26Aは、ほぼ透明な合成樹脂製とされ、具体的には例えばPETなどの結晶性透明樹脂材料により構成される。第3プリズム26Bは、光硬化性樹脂材料の一種であるほぼ透明な紫外線硬化性樹脂材料により構成される。第3プリズムシート26の製造方法は、上記した実施形態1にて説明した第1プリズムシート18や第2プリズムシート19の製造方法と同様である。第3プリズム26Bを構成する紫外線硬化性樹脂材料は、例えばPMMAなどのアクリル樹脂とされる。第3プリズム26Bは、第3基材26Aの入光主面26A1からZ軸方向に沿って裏側、つまり導光板315側に向けて突出する形で設けられている。
この第3プリズム26Bは、Y軸方向に沿って切断した断面形状が略三角形(略山形)をなすとともにX軸方向に沿って直線的に延在しており、第3基材26Aの主面においてY軸方向に沿って複数が間隔をほぼ空けずに連続的に並んで配されている。第3プリズム26Bは、Y軸方向(第3基材26Aの主面)に並行する底辺26B1と、底辺26B1の両端から立ち上がる一対の斜辺26B2,26B3と、を有している。第3プリズム26Bにおける一対の斜辺26B2,26B3のうち、Y軸方向についてLED313側のものを第3LED側斜辺(第5斜辺)26B2とし、その反対側のものを第3LED反対側斜辺(第6斜辺)26B3とする。このうち、第3LED反対側斜辺26B3には、第3プリズム26Bに入射した光のうち、主にY軸方向についてLED313から遠ざかる方向に進行する光が当たって屈折させられる。これに対し、第3LED側斜辺26B2には、第3プリズム26Bに入射した光のうち、主にY軸方向についてLED313に近づく方向に進行する光が当たって屈折させられる。いずれにしても第3プリズム26Bにおける一対の斜辺26B2,26B3により屈折された光の多くは、Y軸方向について選択的に立ち上げられて集光される。第3プリズム26Bは、底辺26B1に対する第3LED側斜辺26B2の傾斜角度(第5底角)θ7と、底辺26B1に対する第3LED反対側斜辺26B3の傾斜角度(第6底角)θ8と、が同じとされる。つまり、第3プリズム26Bは、断面形状が対称形状で二等辺三角形とされており、その頂角(第3頂角)θ9が例えば90°程度とされる。
LED313から導光板315の入光端面315Aに入射した光は、Y軸方向について入光端面315Aから離れる向きに進行しつつ出光主面315Bから出射して第3プリズムシート26に入射する。従って、第3プリズムシート26の入射光の多くが、Y軸方向について入光端面315Aから離れる向きに進行しつつ第3プリズム26Bに入射するため、当該入射光の多くには、一対の斜辺26B2,26B3のうちの第3LED反対側斜辺26B3によって屈折作用が付与される。ここで、第3プリズム26Bの頂角θ9は、90°程度とされているので、第3LED反対側斜辺26B3により屈折された光の殆どが正面方向に向かうよう立ち上げられつつ出射されるようになっている。また、導光板315の入光端面315Aとは反対側の端面から一度出射してから、フレーム17(図6を参照)によって反射されて入光端面315Aとは反対側の端面に再入射した光は、Y軸方向について入光端面315Aに近づく向きに進行しつつ出光主面315Bから出射して第3プリズムシート26に入射する。従って、第3プリズムシート26の入射光の一部は、Y軸方向について入光端面315Aに近づく向きに進行しつつ第3プリズム26Bに入射するため、当該入射光の一部には、一対の斜辺26B2,26B3のうちの第3LED側斜辺26B2によって屈折作用が付与されて正面方向に向かうよう立ち上げられる。以上により、第3プリズムシート26により導光板315の出射光には、Y軸方向について選択的に集光作用が付与されるので、バックライト装置312の出射光に係る正面輝度の向上や光の利用効率の向上などが図られる。
以上説明したように本実施形態によれば、導光板315に対して出光主面315Bと対向して配される第3プリズムシート26を備え、第3プリズムシート26は、出光主面315Bと対向する入光主面(第5主面)26A1を有し、入光主面26A1に、第1方向に沿って延在し、第2方向に沿って並んで配される複数の第3プリズム26Bが設けられる。導光板315の出光主面315Bから出射された光は、第3プリズムシート26に入射されると、出光主面315Bと対向する入光主面26A1において第1方向に沿って延在する複数の第3プリズム26Bによって第2方向に選択的に集光作用が付与されつつ外部に出射される。第3プリズム26Bの各斜辺の角度などを調整することで、光に付与される集光作用を制御することができ、それにより出射光に係る正面輝度の向上や光の利用効率の向上などを図ることが可能となる。このように第2方向に集光性の高い光を出射させる構成においては、導光板315の出光主面315Bのうちの第1領域315B1と第2領域15B2(図9を参照)との間に生じる出射光量の差が輝度ムラとしてより視認され易い傾向にある。その点、第1領域315B1に第1導光板レンズ320が占める第1占有率と、第2領域15B2に第1導光板レンズ320が占める第2占有率と、を比べると、前者が後者よりも低いから、多くの光が供給される第1領域315B1からの出射光量が過剰になり難くなるとともに、供給される光量が少ない第2領域15B2からの光の出射が促進される。これにより、第1領域315B1と第2領域15B2とで出射光量に生じ得る差が緩和され、結果として輝度ムラが視認され難くなる。
<他の実施形態>
本明細書が開示する技術は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されず、例えば次のような実施形態も技術的範囲に含まれる。
(1)第1導光板レンズ20,120,220,320は、出光主面15B,115B,215B,315Bの第1領域15B1,115B1,215B1,315B1に占める第1占有率が0%よりも高くてもよい。
(2)第1導光板レンズ20,120,220,320は、出光主面15B,115B,215B,315Bの第2領域15B2,115B1,215B2に占める第2占有率が100%よりも低くてもよい。その場合、第2領域15B2,115B1,215B2に占める第2占有率が、別領域15B3,115B3,215B3に占める占有率よりも低くてもよいが、別領域15B3,115B3,215B3に占める占有率と同一でもよく、さらには別領域15B3,115B3,215B3に占める占有率よりも高くてもよい。
(3)実施形態1,4に記載の構成において、入光端面15A,315Aの第3領域15A1に存する第4導光板レンズ23の接触角θc1の数値と、第4領域15A2に存する第4導光板レンズ23の接触角θc2の数値と、は、適宜に変更可能である。
(4)実施形態2,3に記載の構成において、入光端面115A,215Aの第3領域115A1,215A1に存する第4導光板レンズ123,223の接触角θc1の数値と、第4領域115A2,215A2に存する第4導光板レンズ123,223の接触角θc2の数値と、は、適宜に変更可能である。
(5)実施形態3に記載の構成において、第3導光板レンズ222は、反対主面215Cの第5領域215C1に占める第3占有率が0%よりも高くてもよい。
(6)実施形態3に記載の構成において、第3導光板レンズ222は、反対主面215Cの第6領域215C3に占める第4占有率が100%よりも低くてもよい。その場合、第6領域215C3に占める第4占有率が、別領域215C3に占める占有率よりも低くてもよいが、別領域215C3に占める占有率と同一でもよく、さらには別領域215C3に占める占有率よりも高くてもよい。
(7)実施形態3に記載の構成において、入光端面215AにおけるX軸方向に沿う位置に関わらず、全ての第4導光板レンズ223の接触角を同一としてもよい。
(8)実施形態3に記載の構成において、反対主面215CのX軸方向に沿うLED213側の端部を、全域にわたって第5領域215C1とし、第6領域215C2を省略してもよい。
(9)第1導光板レンズ20,120,220,320の具体的な断面形状は、適宜に変更可能である。例えば、第1導光板レンズ20,120,220,320の断面形状が三角形等でもよい。
(10)第2導光板レンズ21の具体的な断面形状は、適宜に変更可能である。例えば、第2導光板レンズ21の断面形状が半円形(シリンドリカルレンズ)等でもよい。
(11)第3導光板レンズ22,222の具体的な断面形状は、適宜に変更可能である。
(12)第4導光板レンズ23,123,223の具体的な断面形状は、適宜に変更可能である。例えば、第4導光板レンズ23,123,223の断面形状が三角形等でもよい。
(13)第1領域15B1,115B1,215B1,315B1が、液晶パネル11の非表示領域NAAとは非重畳となる部分を含んでもよい。
(14)第2領域15B2,115B1,215B2のX軸方向に沿う長さL1、第1領域15B1,115B1,215B1,315B1のY軸方向に沿う長さL2、及び第5領域215C1のY軸方向に沿う長さL3の各数値は、適宜に変更可能である。
(15)導光板15,115,215,315の長辺寸法及び短辺寸法、LED13,113,213の設置数、入光端面15A,115A,215A,315AとLED13,113,213との間の間隔、LED13,113,213の配列間隔、第1導光板レンズ20,120,220,320の配列間隔、第1導光板レンズ20,120,220,320の接触角、並びに第4導光板レンズ23,123,223の配列間隔の各数値は、適宜に変更可能である。
(16)導光板15,115,215,315は、厚みが全長にわたって一定とされる構成以外にも、厚みがLED13,113,213から遠ざかるほど小さくなり、反対主面が傾斜状とされる構成であっても構わない。
(17)導光板15,115,215,315の平面形状は、方形以外にも台形、逆台形、弓形、半円形、半楕円形、台形の上底が円弧状とされる形状等であってもよい。導光板15,115,215,315の平面形状を変更するのに伴い、バックライト装置12,312及び液晶表示装置10の平面形状も変更することができる。
(18)フレーム17は、導光板15,115,215,315を全周にわたって取り囲む枠状であってもよい。
(19)突部24及び受け部25を備えない構成であってもよい。
(20)LED13,113,213は、側面発光型以外にも頂面発光型であっても構わない。また、光源としてLED13,113,213以外にもOLED(Organic Light Emitting Diode)などを用いることも可能である。
(21)液晶パネル11を構成するアレイ基板の裏側(外側)の主面には、偏光板に代えて反射型偏光シートが取り付けられてもよい。反射型偏光シートは、特定の偏光軸(透過軸)を有する偏光層、屈折率が互いに異なる層を交互に積層した多層膜、保護層などを有する。偏光層は、偏光軸と、偏光軸に対して直交する吸収軸と、を有しており、それにより偏光軸に平行な直線偏光を選択的に透過することができるとともに円偏光を偏光軸に沿う直線偏光に変換することができる。この偏光層の偏光軸は、CF基板の外側の主面に取り付けられた偏光板の偏光軸に対して直交する関係とされる。多層膜は、多層構造であり、光に含まれるs波に対する反射率がp波に対する反射率よりも概して高くなるという反射特性を有している。反射型偏光シートは、多層膜を備えることで、本来ならば、偏光層によって吸収されるs波を、裏側へ反射させることで再利用することができ、光の利用効率(ひいては輝度)を高めることができる。
(22)車載用以外の用途に用いられる液晶表示装置10にも適用可能である。
10…液晶表示装置(表示装置)、11…液晶パネル(表示パネル)、12…バックライト装置(照明装置)、13,113,213…LED(光源)、15,115,215,315…導光板、15A,115A,215A,315A…入光端面(第1端面)、15A1,115A1,215A1…第3領域、15A2,115A2,215A2…第4領域、15B,115B,215B,315B…出光主面(第1主面)、15B1,115B1,215B1,315B1…第1領域、15B2,115B2,215B2…第2領域、18…第1プリズムシート、18A1…出光主面(第3主面)、18B…第1プリズム、19…第2プリズムシート、19A1…出光主面(第4主面)、19B…第2プリズム、20,120,220,320…第1導光板レンズ(第1レンズ)、23,123,223…第4導光板レンズ(第2レンズ)、24…突部、25…受け部、26…第3プリズムシート、26A1…入光主面(第5主面)、215C…反対主面(第2主面)、215C1…第5領域、215C2…第6領域、222…第3導光板レンズ(第3レンズ)、AA…表示領域、NAA…非表示領域、θc1,θc2…接触角

Claims (11)

  1. 列をなして並ぶ複数の光源と、
    板状をなしていて外周端面に、複数の前記光源と対向して光が入射される第1端面を含み、一対の主面に、光を出射させる第1主面を含む導光板と、
    前記第1主面に設けられる第1レンズであって、複数の前記光源の並び方向である第1方向と交差して前記第1主面に沿う第2方向に沿って延在し、前記第1方向に沿って並ぶ複数の第1レンズと、を備え、
    前記第1レンズは、前記第1主面における前記第1方向に沿う前記光源側の端部を、前記第1方向に沿って中央側に存する第1領域と、前記第1方向に沿って端側に存する第2領域と、に区分したとき、前記第1領域に前記第1レンズが占める第1占有率が、前記第2領域に前記第1レンズが占める第2占有率よりも低い照明装置。
  2. 前記第1端面に設けられる第2レンズであって、前記第1方向と交差して前記第1端面に沿う第3方向に沿って延在し、前記第1方向に沿って並ぶ複数の第2レンズを備える請求項1記載の照明装置。
  3. 前記第2レンズは、前記第1端面を、前記第1方向に沿って中央側に存していて前記第1領域に対応する第3領域と、前記第1方向に沿って端側に存していて前記第2領域に対応する第4領域と、に区分したとき、前記第3領域と前記第4領域とに複数ずつ配される請求項2記載の照明装置。
  4. 前記第2レンズは、円弧状の周面を有するシリンドリカルレンズであり、
    前記第4領域に配される前記シリンドリカルレンズの前記周面における基端部での接線が前記第1方向に対してなす角度である接触角は、前記第3領域に配される前記シリンドリカルレンズの前記接触角よりも大きい請求項3記載の照明装置。
  5. 前記第1レンズは、前記第1領域には非配置とされ、前記第1占有率が0%とされる請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の照明装置。
  6. 前記導光板のうちの前記第1端面の前記第3方向に沿う端部に設けられ、前記第1端面から前記第2方向に沿って突出する突部と、
    前記導光板の前記第1端面に対して前記第2方向に間隔を空けて配され、前記突部を受ける受け部と、を備える請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の照明装置。
  7. 前記導光板は、前記第1主面とは反対側にある第2主面を有し、
    前記第2主面に設けられる第3レンズであって、前記第1方向に沿って延在し、前記第2方向に沿って並ぶ複数の第3レンズを備え、
    前記第3レンズは、前記第2主面における前記第1方向に沿う前記光源側の端部を、前記第1方向に沿って中央側に存する第5領域と、前記第1方向に沿って端側に存する第6領域と、に区分したとき、前記第5領域に前記第3レンズが占める第3占有率が、前記第6領域に前記第3レンズが占める第4占有率よりも低い請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の照明装置。
  8. 前記導光板に対して前記第1主面と対向して配される第1プリズムシートと、
    前記第1プリズムシートに対して前記導光板とは反対側に配される第2プリズムシートと、を備え、
    前記第1プリズムシートは、前記導光板とは反対側を向く第3主面を有し、前記第3主面に、前記第1方向に沿って延在し、前記第2方向に沿って並んで配される複数の第1プリズムが設けられ、
    前記第2プリズムシートは、前記第1プリズムシートとは反対側を向く第4主面を有し、前記第4主面に、前記第1方向に沿って延在し、前記第2方向に沿って並んで配される複数の第2プリズムが設けられる請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の照明装置。
  9. 前記導光板に対して前記第1主面と対向して配される第3プリズムシートを備え、
    前記第3プリズムシートは、前記第1主面と対向する第5主面を有し、前記第5主面に、前記第1方向に沿って延在し、前記第2方向に沿って並んで配される複数の第3プリズムが設けられる請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の照明装置。
  10. 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の照明装置と、
    前記第1主面と重畳して配され、前記照明装置からの光を利用して表示を行う表示パネルと、を備える表示装置。
  11. 前記表示パネルは、画像が表示される表示領域と、前記表示領域を取り囲む非表示領域と、を有し、
    前記第1レンズは、前記第1領域が前記非表示領域の一部と重畳して前記表示領域とは非重畳となり、前記第1領域における前記第2方向に沿う長さが2mm以上とされる請求項10記載の表示装置。
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