JP2024005777A - 照明装置及び表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 白色色度分布の均一性が向上し、且つ白色混色時の光出力を向上可能な照明装置及び表示装置を提供すること。【解決手段】 一実施形態に係る照明装置は、第1側面と、第1方向において前記第1側面の反対側に位置する第2側面と、第1主面と、前記第1方向に交差する第2方向において前記第1主面の反対側に位置する第1対向面と、を有する第1導光板と、前記第1側面に対向する赤色発光素子、緑色発光素子、及び青色発光素子と、を備え、前記赤色発光素子、前記緑色発光素子、及び前記青色発光素子は、前記第1側面の前記第1方向及び前記第2方向に交差する第3方向に沿ってそれぞれ複数配置され、かつ、前記第1側面の第3方向の中心軸に対して対称に配置されている。【選択図】 図10
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、液晶表示装置等の表示装置は、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等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。
このような表示装置は、色再現性領域を大きくするために、赤、緑、及び青の単波長の単色光源を有し、加法混色により白色調整する。表示装置において、赤、緑、及び青の発光素子を1つの組み合わせとする光源が、導光板の側面に沿って整列されている。赤、緑、及び青の発光素子を1つの組み合わせとする光源を導光板の側面に沿って整列させた場合、混色が白色にならずに色割れを生じ、輝度も均一にならない可能性がある。
本実施形態の目的は、白色色度分布の均一性が向上し、且つ白色混色時の光出力を向上可能な照明装置及び表示装置を提供することにある。
一実施形態に係る照明装置は、
第1側面と、第1方向において前記第1側面の反対側に位置する第2側面と、第1主面と、前記第1方向に交差する第2方向において前記第1主面の反対側に位置する第1対向面と、を有する第1導光板と、
前記第1側面に対向する赤色発光素子、緑色発光素子、及び青色発光素子と、を備え、
前記赤色発光素子、前記緑色発光素子、及び前記青色発光素子は、前記第1側面の前記第1方向及び前記第2方向に交差する第3方向に沿ってそれぞれ複数配置され、かつ、前記第1側面の第3方向の中心軸に対して対称に配置されている。
第1側面と、第1方向において前記第1側面の反対側に位置する第2側面と、第1主面と、前記第1方向に交差する第2方向において前記第1主面の反対側に位置する第1対向面と、を有する第1導光板と、
前記第1側面に対向する赤色発光素子、緑色発光素子、及び青色発光素子と、を備え、
前記赤色発光素子、前記緑色発光素子、及び前記青色発光素子は、前記第1側面の前記第1方向及び前記第2方向に交差する第3方向に沿ってそれぞれ複数配置され、かつ、前記第1側面の第3方向の中心軸に対して対称に配置されている。
一実施形態に係る表示装置は、請求項1乃至請求項7のいずれか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。
以下、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、実施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。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。
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、実施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。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。
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を開示する。また、照明装置の一例として、透過型の液晶表示装置のバックライトとして用いられる照明装置を開示する。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)応用した表示装置、あるいはエレクトロクロミズムを応用した表示装置等にも適用可能である。また、本実施形態にて開示する主要な構成は、バックライト以外の用途で使用される照明装置にも適用可能である。
[実施形態]
図1は、本実施形態に係る表示装置DSPの構成例を示す分解斜視図である。図1に、方向X(第3方向)、方向Y(第1方向)、及び方向Z(第2方向)を示している。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、液晶表示装置(以下、単に、表示装置と称する場合もある)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。本明細書において、第1基板SUB1から第2基板SUB2に向かう方向を「上側」(あるいは、単に上)と称し、第2基板SUB2から第1基板SUB1に向かう方向を「下側」(あるいは、単に下)と称する。「第1層の上の第2層」及び「第1層の下の第2層」とした場合、第2層は、第1層に接していてもよいし、第1層から離間していてもよい。方向Zを示す矢印の先端側に表示装置DSPを観察する観察位置があるものとし、この観察位置から、方向X及び方向Yで規定されるX-Y平面に向かって観ることを平面視という。X―Z平面は、方向X及び方向Zで規定される。Y―Z平面は、方向Y及び方向Zで規定される。また、“所定の物質、物体、又は領域の方向X及び方向Yの長さ”を“幅”と称し、“所定の物質、物体、又は領域の第3方向の長さ”を“厚さ”若しくは“高さ”と称する場合もある。
図1は、本実施形態に係る表示装置DSPの構成例を示す分解斜視図である。図1に、方向X(第3方向)、方向Y(第1方向)、及び方向Z(第2方向)を示している。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、液晶表示装置(以下、単に、表示装置と称する場合もある)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。本明細書において、第1基板SUB1から第2基板SUB2に向かう方向を「上側」(あるいは、単に上)と称し、第2基板SUB2から第1基板SUB1に向かう方向を「下側」(あるいは、単に下)と称する。「第1層の上の第2層」及び「第1層の下の第2層」とした場合、第2層は、第1層に接していてもよいし、第1層から離間していてもよい。方向Zを示す矢印の先端側に表示装置DSPを観察する観察位置があるものとし、この観察位置から、方向X及び方向Yで規定されるX-Y平面に向かって観ることを平面視という。X―Z平面は、方向X及び方向Zで規定される。Y―Z平面は、方向Y及び方向Zで規定される。また、“所定の物質、物体、又は領域の方向X及び方向Yの長さ”を“幅”と称し、“所定の物質、物体、又は領域の第3方向の長さ”を“厚さ”若しくは“高さ”と称する場合もある。
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。第1基板SUB1及び第2基板SUB2は、互いに対向している。各基板SUB1及びSUB2の間には、表示機能層(本実施形態では、後述する液晶層LC)が設けられている。表示パネルPNLは、表示領域DAと、非表示領域NDAとを有している。表示領域DAは、画像を表示する領域である。表示領域DAは、第1基板SUB1と第2基板SUB2とが対向する領域のほぼ中央に位置している。非表示領域NDAは、画像が表示されていない領域であり、表示領域DAの外側に位置している。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。ICチップ1及び配線基板2は、非表示領域NDAに位置している。図1に示した例では、ICチップ1及び配線基板2は、第2基板SUB2の1つの基板側縁(又は、基板端部と称する場合もある)よりも外側に延出した第2基板SUB1の実装部MTに実装されている。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。なお、ICチップ1は配線基板2に設けられていてもよい。
照明装置ILは、表示パネルPNLを照明する。照明装置ILは、導光板LG1と、導光板LG2と、複数の光源(若しくは発光素子)LS1と、複数の光源(若しくは発光素子)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、記載の順番で方向Zの矢印の先端側に向かって配置されている。
導光板LG1は、ガラス基板若しくはプラスチック基板などの絶縁基板である。導光板LG1は、アクリル樹脂を含む材質で形成された基板、例えば、アクリル基板で形成されている。導光板LG1は、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、方向Zにおいて主面1Aの反対側に位置する対向面1Bと、方向Yの側面YSF1と、方向Yにおいて側面YSF1の反対側に位置する側面YSF2と、方向Xの側面XSF1と、方向Xにおいて側面XSF1の反対側に位置する側面XSF2と、を有している。主面1A及び対向面1Bは、例えば、X-Y平面と平行である。側面YSF1及び側面YSF2は、例えば、方向Yで互いに対向し、X-Z平面と平行である。側面XSF1及び側面XSF2は、例えば、方向Xで互いに対向し、Y-Z平面と平行である。
光源LS1は、複数の光源(若しくは発光素子)LS1を有している。複数の光源(若しくは発光素子)LS1は、方向Xに沿って間隔をおいて並んでいる。各光源(若しくは発光素子)LS1は、側面YSF2に対向している。
導光板LG2は、ガラス基板若しくはプラスチック基板などの絶縁基板である。導光板LG2は、例えば、導光板LG1と同じ材料で形成されている。なお、導光板LG2は、導光板LG1と同じ材料で形成されていなくてもよい。導光板LG2は、アクリル樹脂を含む材質で形成された基板、例えば、アクリル基板で形成されている。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、方向Zにおいて主面2Aの反対側に位置する対向面2Bと、方向Zにおいて側面YSF1と並ぶ側面YSF3と、方向Yにおいて側面YSF3の反対側に位置し方向Zにおいて側面YSF2と並ぶ側面YSF4と、方向Zにおいて側面XSF1と並ぶ側面XSF3と、方向Xにおいて側面XSF3の反対側に位置し方向Zにおいて側面XSF2と並ぶ側面XSF4と、を有している。主面2A及び対向面2Bは、例えば、X-Y平面と平行である。側面YSF3及び側面YSF4は、例えば、方向Yで互いに対向し、X-Z平面と平行である。側面XSF3及び側面XSF4は、例えば、方向Xで互いに対向し、Y-Z平面と平行である。
光源LS2は、複数の光源(若しくは発光素子)LS2を有している。複数の光源(若しくは発光素子)LS2は、方向Xに沿って間隔をおいて並んでいる。各光源(若しくは発光素子)LS2は、側面YSF3に対向している。
光源(若しくは発光素子)LS1及び光源(若しくは発光素子)LS2は、例えば、単波長の光源である。光源(若しくは発光素子)LS1及び光源(若しくは発光素子)LS2は、偏光したレーザー光を放つ半導体レーザー等のレーザー光源、例えば、レーザーダイオード若しくは発光ダイオードである。例えば、光源(若しくは発光素子)LS1及び光源(若しくは発光素子)LS2は、色再現性領域を大きくするために色純度の高いレーザーダイオードであることが望ましい。光源(若しくは発光素子)LS1と光源(若しくは発光素子)LS2とは、同じ構成である。なお、光源(若しくは発光素子)LS1と光源(若しくは発光素子)LS2とは、異なる構成であってもよい。
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は、それぞれ、赤色、緑色、青色の光を発する3つの発光素子を有する。光源LS1及び光源LS2は、例えば、赤色、緑色、及び青色の光を発する3つの発光素子を有する場合、加法混色によりこれらの光を調整することで混合色(例えば白色)の光を得ることができる。以下、“赤色の発光素子”を“赤色発光素子”と称し、“緑色の発光素子”を“緑色発光素子”と称し、“青色の発光素子”を“青色発光素子”と称する場合もある。なお、光源LS1及び光源LS2は、赤色、青色、及び緑色以外の色の素子を含んでいてもよい。また、“加法混色により各色の発光素子の発光具合を調整して表示装置及び照明装置から出光される光を白色に調整する”ことを“白色混色(ホワイトバランス)する”又は”白色調整する”と称する場合もある。
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A2との境界BOと、方向Xの幅の中心軸XCTとを有している。第1領域A1は方向Yにおいて長さL10を有し、第2領域A2は方向Yにおいて長さL20を有している。長さL10と長さL20とは実質的に同じである。なお、長さL10と長さL20とは同じでなくてもよい。“同じ”、“同一”、“同等”、及び“一致”とは、複数の対象となる物体、空間又は領域等の物理量、材料、又は構成(構造)等が全く同じであることはもちろん、実質的に同じであると見做せる程度にわずかに異なることも含む。図2に示した例では、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、対向面1B、主面2A、及び対向面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。
図2に示した例では、導光板LG1及びLG2は、重なっている。なお、導光板LG1及びLG2は、ずれていてもよい。側面YSF1及び側面YSF3は、第1領域A1に位置し、側面YSF2及び側面YSF4は、第2領域A2に位置している。側面YSF1と側面YSF3とは平面視において重なり、側面YSF2と側面YSF4とは平面視において重なっている。側面XFS1と側面XSF3とは平面視において重なり、側面XSF2と側面XSF4とは平面視において重なっている。境界BOは、側面YSF1と側面YSF2との間隔の中間、及び側面YSF3と側面YSF4との間隔の中間のそれぞれに相当する。なお、側面YSF1と側面YSF2との間隔の中間、及び側面YSF3と側面YSF4との間隔の中間とは、互いにずれていてもよい。中心軸XCTは、側面XSF1と側面XSF2との間隔の中間、及び側面XSF3と側面XSF4との間隔の中間のそれぞれに相当する。なお、中心軸XCTは、側面XSF1と側面XSF2との間隔の中間、及び側面XSF3と側面XSF4との間隔の中間とは、互いにずれていてもよい。
光源LS1は、側面YSF2に向かって出射方向DL1に光を出射する。光源LS1が発光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YSF3に向かって出射方向DL2に光を出射する。光源LS2が発光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、第1基板SUB1と第2基板SUB2との間に液晶層LCを封入している。
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の偏光軸と偏光板PL2の偏光軸とは、例えば、互いに直交している。
照明装置ILは、さらに、反射層P1と、反射層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。なお、複数、例えば、2つのプリズムシートPSが方向Zに重ねて設けられていてもよい。
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。プリズムシートPSは、方向Yに連続的に並んだ複数のプリズムによって構成されている。プリズムシートPSの複数のプリズムは、方向Zにおいて主面1Aに向かって突出している。プリズムシートPSのプリズムは、Y―Z平面に平行な断面形状が三角形である。プリズムシートPSの各プリズムのY-Z平面に平行な断面形状は、互いに相似の関係である。以下、プリズムシートPSのプリズムの底角を逆プリズム底角と称する場合もある。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。
反射層P1及び反射層P2は、それぞれ、後述する複数のプリズムを含む層である。反射層P1は、対向面1Bに位置している。反射層P1は、第1領域A1から境界BOを越え境界BOと側面YSF2との間まで延出している。
反射層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YSF2との間に位置し、境界BOに近接している。端部E11は、側面YSF1に近接している。例えば、端部E10は、反射層P1に含まれる複数のプリズム(後述するプリズムPA)のうち、側面YSF2に最も近いプリズムの位置に相当する。例えば、端部E11は、反射層P1に含まれる複数のプリズム(後述するプリズムPA)のうち、側面YSF1に最も近いプリズムの位置に相当する。
反射層P2は、主面2Bに位置している。反射層P2は、第2領域A2から境界BOを越え境界BOと側面YSF3との間まで延出している。
反射層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YSF3との間に位置し、境界BOに近接している。端部E21は、側面YSF4に近接している。例えば、端部E20は、反射層P2に含まれる複数のプリズム(後述するプリズムPB)のうち、側面YSF3に最も近いプリズムの位置に相当する。例えば、端部E21は、反射層P2に含まれる複数のプリズム(後述するプリズムPB)のうち、側面YSF4に最も近いプリズムの位置に相当する。
反射層P1と反射層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YSF2から離れている。光源LS1の出射方向DL1は、側面YSF2の法線方向と平行な方向である。なお、光源LS1の出射方向DL1は、側面YSF2の法線方向と交差する方向であってもよい。光源LS2は、側面YSF3から離れている。光源LS2の出射方向DL2は、側面YSF3の法線方向と平行な方向である。なお、光源LS2の出射方向DL2は、側面YSF3の法線方向と交差する方向であってもよい。
光源LS1から出射された光L1は、側面YSF2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、対向面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、光L1は、第2領域A2のうち反射層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から反射層P1に向かって進行する光は、反射層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および拡散シートDSを介して表示パネルPNLを照明する。つまり、第2領域A2のうち反射層P1が設けられていない領域(または側面YSF2近傍)では、側面YSF2からの光L1が表示パネルPNLに向けて導光板LG1から出射することが抑制される。
同様に、光源LS2から出射された光L2は、側面YSF3で屈折し、導光板LG2に入射する。光L2は、第1領域A1のうち反射層P2が設けられていない領域では、主面2A及び対向面2Bで繰り返し反射されながら、導光板LG2内を進行する。導光板LG2内を進行する光L2のうち、導光板LG2から反射層P2に向かって進行する光L2は、反射層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て主面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のうち反射層P2が設けられていない領域(または側面YSF3近傍)では、側面YSF3からの光L2が表示パネルPNLに向けて導光板LG2から出射することが抑制される。
表示パネルPNLは、第1領域A1において、主に光源LS1からの光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、主に光源LS2からの光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(若しくは発光素子))からの光は、それぞれ、拡散しながら導光板の内部を進行するが、光源(若しくは発光素子)の近傍ではこれらの光が十分に混ざらない。そのため、このような光を照明光として利用した表示装置では、表示領域を平面視した際に、強度の差に起因したスジ状の輝度むら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。
図3に示した例では、第2領域A2のうち反射層P1が設けられていない領域では、側面YSF2から入射する光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YSF2から離れている。このため、第1領域A1において、照明光の輝度むらや色度ずれに起因した表示品位(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のうち反射層P2が設けられていない領域では、側面YSF3から入射する光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YSF3から離れている。そのため、第2領域A2において、照明光のむらに起因した表示品位(照明品位)の低下を抑制することができる。
さらに、反射層P1は境界BOを越えて第2領域A2まで延出し、反射層P2は境界BOを越えて第1領域A1まで延出している。このため、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、反射層P1の端部E10および反射層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可能性がある。
図4は、反射層P1及び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、反射層P1の一部及び反射層P2の一部のみ示している。
図4に示すように、反射層P1は、複数のプリズムPAを有している。反射層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。反射層P2は、複数のプリズムPBを有している。反射層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、対向面1Bに設けられている。複数のプリズムPBは、対向面2Bに設けられている。例えば、プリズムPAは、導光板LG1と一体的に形成されている。同様に、プリズムPBは、導光板LG2と一体的に形成されている。
図4に示すように、反射層P1は、複数のプリズムPAを有している。反射層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。反射層P2は、複数のプリズムPBを有している。反射層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、対向面1Bに設けられている。複数のプリズムPBは、対向面2Bに設けられている。例えば、プリズムPAは、導光板LG1と一体的に形成されている。同様に、プリズムPBは、導光板LG2と一体的に形成されている。
プリズムPAは、対向面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平面に平行な断面形状が三角形であり、方向Xに延在している。例えば、各プリズムPAのY-Z平面に平行な断面形状は、互いに相似の関係である。プリズムPAは、斜面SL1(第1斜面)と、斜面SL2(第2斜面)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YSF1側に位置し、斜面SL2は側面YSF2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L30で並んでいる。間隔L30は、例えば0.1mmである。図示した例では、斜面SL1と基準面BL1がなす角度α1と、斜面SL2と基準面BL1とがなす角度α2とが等しい。なお、角度α1はプリズムPAの断面における内角の1つに相当し、角度α2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。角度α1および角度α2は、プリズムPAのプリズム角と称される場合がある。プリズムPAの断面は二等辺三角形である。高さHAは、対向面1Bの法線方向におけるプリズムPAの高さであり、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。
複数のプリズムPAのそれぞれの高さHAは、側面YSF1から側面YSF2に向かうにつれて低くなる。すなわち、複数のプリズムPAのそれぞれの高さHAは、光源LS1から遠いプリズムPAほど高くなる。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。一方で、導光板LG1内を進行していく光が反射層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において対向面2Bから主面2Aとは反対側に突出している。プリズムPBはY-Z平面に平行な断面形状が三角形であり、方向Xに延在している。例えば、各プリズムPBのY-Z平面に平行な断面形状は、互いに相似の関係である。プリズムPBは、斜面SL3(第3斜面)と、斜面SL4(第4斜面)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YSF3側に位置し、斜面SL4は側面YSF4側に位置している。基準面BL2は、対向面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L30で並んでいる。図示した例では、斜面SL3と基準面BL2とがなす角度α3と、斜面SL4と基準面BL2とがなす角度α4とが等しい。なお、角度α3はプリズムPBの断面における内角の1つに相当し、角度α4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。角度α3および角度α4は、プリズムPBのプリズム角と称される場合がある。プリズムPBの断面は二等辺三角形である。高さHBは、対向面2Bの法線方向におけるプリズムPBの高さであり、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YSF4から側面YSF3に向かうにつれて低くなる。すなわち、複数のプリズムPBのそれぞれの高さHBは、光源LS2から遠いプリズムPBほど高くなる。側面YSF4から側面YSF3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対向面2Bの割合が増加する。一方で、導光板LG2内を進行していく光が反射層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、ダイオードの温度ドリフトによるダイオードの光出力の変化の一例を示す模式図である。図5において、横軸は、動作時の表示装置DSP及び照明装置ILのケースの温度(以下、動作時ケース温度と称する場合もある)Tc(℃)を示し、ダイオードの光出力Pо(a.u.)を示している。図5には、赤色の光を発するダイオード(以下、赤色ダイオードと称する場合もある)の温度ドリフトによる動作時ケース温度に対する光出力の変化(以下、赤色ダイオードの温度に対する光出力の変化と称する場合もある)RLOと、緑色の光を発するダイオード(以下、緑色ダイオードと称する場合もある)の温度ドリフトによる動作時ケース温度に対する光出力の変化(以下、緑色ダイオードの温度に対する光出力の変化と称する場合もある)GLOと、青色の光を発するダイオード(以下、青色ダイオードと称する場合もある)の温度ドリフトによる動作時ケース温度に対する光出力の変化(以下、青色ダイオードの温度に対する光出力の変化と称する場合もある)BLOと、を示している。図5において、表示装置DSP及び照明装置ILの点灯直後の動作開始時の動作時ケース温度(以下、動作開始温度と称する場合もある)は、25℃であり、表示装置DSP及び照明装置ILの点灯後の動作が安定若しくは飽和時の温度(以下、動作飽和温度と称する場合もある)は、80℃である。なお、動作開始温度は、25℃以外の温度であってもよい。また、動作飽和温度は、80℃以外の温度であってもよい。
図5に示した例では、赤色ダイオード、緑色ダイオード、及び青色ダイオードの温度に対する光出力の変化RLO、GLO、及びBLOは、動作時ケース温度が大きくなるに従って低下する。つまり、赤色ダイオード、緑色ダイオード、及び青色のダイオードの光出力は、動作時ケース温度が大きくなるに従って低下する。赤色ダイオードの光出力は、緑色ダイオード及び青色ダイオードの光出力と比較して、動作時ケース温度が大きくなるに従って大きく低下する。
例えば、赤色ダイオード、緑色ダイオード、及び青色ダイオードを1つの組み合わせとする光源LS1及びLS2において加法混色により白色混色(若しくは白色調整)する場合(白色混色時)、動作時ケース温度が大きくなるに従って大きく低下した赤色ダイオードの光出力に合わせて、緑色ダイオード及び青色ダイオードの光出力を低下させる必要が生じるために、明るさ(若しくは輝度)が低下し得る。
図6は、比較例の光源LS1及びLS2の構成の一例を示す模式図である。なお、方向Xの矢印の先端は、図6に示した方向と反対向きであってもよい。
図6に示した例では、光源LS1及びLS2は、赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び青色発光素子(B)を1つの組み合わせとして構成されている。例えば、光源LS1及びLS2は、偶数個の発光素子を有している。図6では、光源LS1及びLS2は、赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び青色発光素子(B)の記載の順番に並べられた2つの組み合わせが中心軸XCTに対して対称(以下、中心対称と称する場合もある)に配置している。例えば、光源LS1及びLS2は、赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び青色発光素子(B)の記載の順番で並べられた複数の組み合わせが側面YSF2及びYSF3に沿って繰り返し配置されている。図6に示した例では、青色発光素子(B)、緑色発光素子(G)、及び赤色発光素子(R)が記載の順番で方向Xの矢印の先端側に並んでいる2つの組み合わせが、中心軸XCTを挟んで中心対称に配置されている。
図7は、図6に示した比較例に係る光源LS1及びLS2の構成において動作飽和温度で白色混色した場合の赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び青色発光素子(B)のパラメータのテーブルの一例を示す図である。図7のテーブルは、図6の光源LS1及びLS2に対応している。
図7のテーブルには、ドミナント波長(λD)と、光出力の放射量(Pо)と、各色の発光素子の1個の光出力(測光量)(以下、単一光出力と称する場合もある)(Fо)と、各色の発光素子の個数と、温度、例えば、動作時ケース温度によって変化する各色の発光素子の光出力を算出するための飽和温度係数と、各色の発光素子の全ての光出力の和(以下、色総光出力と称する場合もある)に飽和温度係数を積算した光出力(以下、飽和色総光出力と称する場合もある)(Fо)と、加法混色により白色混色した場合の各色(例えば、赤色、緑色、及び青色)の一般的な混色比(以下、白色混色比と称する場合もある)と、各色の発光素子の光出力、例えば、飽和色総光出力の比が白色混色比に一致若しくは近似するように、例えば、各色の発光素子に印加する電流の大きさで各色の発光素子の光出力、例えば、飽和色総光出力を調整した光出力(以下、調整色総光出力と称する場合もある)と、全ての色の調整色総光出力を加算した総光出力と、を示している。ここで、各色の発光素子の色総光出力は、各色の発光素子の単一光出力と各色の発光素子の個数との積に相当する。
図7に示した例では、表示装置DSP及び照明装置ILの平均輝度L=8.6509×10^4(cd/m^2)である。例えば、白色混合時に完全な白色となる表示装置DSP及び照明装置ILの平均色度CIE x(赤-青の軌跡)とCIE y(緑-青の軌跡)とは、それぞれ、0.33である。図7に示した例では、白色混合時の表示装置DSP及び照明装置ILの平均色度CIE xは、0.31507であり、白色混合時の表示装置DSP及び照明装置ILの平均色度CIE yは、0.32813である。図7の表示装置DSP及び照明装置ILの入力電力P=12.45(W)である。図7の表示装置DSP及び照明装置ILの赤色発光素子(R)の入力電力は、810(mA)×2.0(V)×2=3.24(W)である。図7の表示装置DSP及び照明装置ILの緑色発光素子(G)の入力電力は、400(mA)×4.2(V)×2=3.36(W)である。図7の表示装置DSP及び照明装置ILの青色発光素子(B)の入力電力は、680(mA)×4.3(V)×2=5.85(W)である。図7の表示装置DSP及び照明装置ILの発光効率L/P=6948(cd/m^2/W)=402.2(lm/P)=32.3(lm/W)である。
図7に示すように、図6に示した比較例の光源LS1及びLS2の構成において動作飽和温度で白色混色した場合、温度ドリフトによる動作飽和温度時の赤色発光素子の飽和色総光出力が小さく、白色混色比に一致若しくは近似させるために緑色発光素子と青色発光素子との飽和色総光出力を大幅に低下させる必要が生じ得る。
また、図6及び図7に示した光源LS1及びLS2の構成において動作飽和温度で白色混色した場合、各色の発光素子の配置に偏りがあるために、表示装置DSP及び照明装置ILは、色割れを起こし得る。
図8は、本実施形態に係る光源LS1及びLS2の構成の一例を示す模式図である。なお、方向Xの矢印の先端は、図8に示した方向と反対向きであってもよい。
本実施形態では、光源LS1及びLS2は、奇数個の発光素子を有している。例えば、光源LS1及びLS2は、赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び青色発光素子(B)が記載の順番で並べられた偶数個の組み合わせと、1つの赤色発光素子(R)とで構成されている。例えば、光源LS1及びLS2は、赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び青色発光素子(B)が記載の順番で並べられた複数の組み合わせを側面YSF2及びYSF3に沿って繰り返し配置する構造と異なる構造で構成されている。光源LS1及びLS2は、奇数個の発光素子が中心軸XCTに対して中心対称に配置されている。光源LS1及びLS2は、各色の発光素子がそれぞれ中心軸XCTに対して中心対称に配置されている。例えば、光源LS1及びLS2において、複数の赤色発光素子は、中心軸XCTに対して中心対称に配置され、複数の緑色発光素子は、中心軸XCTに対して中心対称に配置され、複数の青色発光素子は、中心軸XCTに対して中心対称に配置されている。
本実施形態では、光源LS1及びLS2は、奇数個の発光素子を有している。例えば、光源LS1及びLS2は、赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び青色発光素子(B)が記載の順番で並べられた偶数個の組み合わせと、1つの赤色発光素子(R)とで構成されている。例えば、光源LS1及びLS2は、赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び青色発光素子(B)が記載の順番で並べられた複数の組み合わせを側面YSF2及びYSF3に沿って繰り返し配置する構造と異なる構造で構成されている。光源LS1及びLS2は、奇数個の発光素子が中心軸XCTに対して中心対称に配置されている。光源LS1及びLS2は、各色の発光素子がそれぞれ中心軸XCTに対して中心対称に配置されている。例えば、光源LS1及びLS2において、複数の赤色発光素子は、中心軸XCTに対して中心対称に配置され、複数の緑色発光素子は、中心軸XCTに対して中心対称に配置され、複数の青色発光素子は、中心軸XCTに対して中心対称に配置されている。
図8に示した例では、光源LS1及びLS2において、中心軸XCTに赤色発光素子(R)が配置され、中心軸XCT上に配置された赤色発光素子(R)の方向Xの矢印の先端側に青色発光素子(B)、緑色発光素子(G)、及び赤色発光素子(R)の順番で配置され、中心軸XCT上に配置された赤色発光素子(R)の方向Xの矢印の先端側と反対側に青色発光素子(B)、緑色発光素子(G)、及び赤色発光素子(R)の順番で配置されている。言い換えると、光源LS1及びLS2は、中心軸XCTに赤色発光素子(R)が配置され、中心軸XCT上に配置された赤色発光素子(R)の方向Xの矢印の先端側に隣接する青色発光素子(B)と、この青色発光素子(B)の方向Xの矢印の先端側に隣接する緑色発光素子(G)と、この緑色発光素子(G)の方向Xの矢印の先端側に隣接する赤色発光素子(R)と、中心軸XCT上に配置された赤色発光素子(R)の方向Xの矢印の先端側と反対側に隣接する青色発光素子(B)と、この青色発光素子(B)の方向Xの矢印の先端側と反対側に隣接する緑色発光素子(G)と、この緑色発光素子(G)の方向Xの矢印の先端側と反対側に隣接する赤色発光素子(R)と、を有している。例えば、光源LS1及びLS2は、図8に示した赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び青色発光素子(B)の配置及び個数比を維持するように赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び青色発光素子(B)が側面YSF2及びYSF3に沿って配置されていてもよい。なお、図8において、緑色発光素子(G)と青色発光素子(B)とは、入れ換えて配置されていてもよい。
図9は、図8に示した本実施形態に係る光源LS1及びLS2の構成において動作飽和温度で白色混色した場合の赤色発光素子、緑色発光素子、及び青色発光素子のパラメータのテーブルの一例を示す図である。図9のテーブルは、図8の光源LS1及びLS2に対応している。
図9のテーブルには、各色の発光素子の単一光出力(測光量)(Fо)と、各色の発光素子の個数と、各色の発光素子の飽和温度係数と、各色の発光素子の色総光出力(Fо)と、各色の発光素子の飽和色総光出力(Fо)と、各色の発光素子の白色混色比と、各色の発光素子の飽和色総光出力の比である光出力比と、各色の発光素子の飽和色総光出力の比が白色混色比に一致若しくは近似するように各色の発光素子に印加する電流の大きさで各色の発光素子の飽和色総光出力を調整した調整色総光出力と、総光出力と、を示している。
図9に示した例では、表示装置DSP及び照明装置ILの平均輝度L=1.25413×10^5(cd/m^2)である。図9に示した例では、白色混合時の表示装置DSP及び照明装置ILの平均色度CIE xは、0.32416であり、白色混合時の表示装置DSP及び照明装置ILの平均色度CIE yは、0.32566である。
図9に示すように、図8に示した光源LS1及びLS2の構成において動作飽和温度で白色混色した場合、温度ドリフトによる動作飽和温度時の赤色発光素子の光出力の低下が大きく、赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び青色発光素子(B)の光出力比を白色混色比に一致若しくは近似させるために緑色発光素子及び青色発光素子にそれぞれ印加する電流の大きさを調整することで緑色発光素子及び青色発光素子の飽和色総光出力を低下させる必要が生じ得る。図8及び図9に示した光源LS1及びLS2の構成における緑色発光素子と青色発光素子との光出力、例えば、色総光出力の低下量は、図6及び図7に示した光源LS1及びLS2の構成における緑色発光素子と青色発光素子との光出力、例えば、色総光出力の低下量より小さい。図8及び図9に示した光源LS1及びLS2の構成において動作飽和温度で白色混色した場合の表示装置DSP及び照明装置ILの総光出力は、図6及び図7に示した光源LS1及びLS2の構成において動作飽和温度で白色混色した場合の表示装置DSP及び照明装置ILの総光出力よりも大きい。
また、図8及び図9に示した光源LS1及びLS2の構成において動作飽和温度で白色混色した場合、光源LS1及びLS2の各色の発光素子を中心軸XCTに対して中心対称に配置しているため、表示装置DSP及び照明装置ILは、色割れを生じ得ない。
図10は、本実施形態に係る光源LS1及びLS2の構成の一例を示す模式図である。なお、方向Xの矢印の先端は、図10に示した方向と反対向きであってもよい。
光源LS1及びLS2は、動作飽和温度時の各色の発光素子の光出力の比、例えば、各色の発光素子の光出力比が白色混色比に一致若しくは近似し、且つ各色の発光素子の個数の和が奇数個になるように各色の発光素子の個数が設定若しくは最適化される。
光源LS1及びLS2は、動作飽和温度時の各色の発光素子の光出力の比、例えば、各色の発光素子の光出力比が白色混色比に一致若しくは近似し、且つ各色の発光素子の個数の和が奇数個になるように各色の発光素子の個数が設定若しくは最適化される。
光源LS1及びLS2は、動作飽和温度時の赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び青色発光素子(B)の光出力の比、例えば、赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び青色発光素子(B)の光出力比が白色混色比に一致若しくは近似し、且つ赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び青色発光素子(B)の個数の和が奇数個になるように赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び青色発光素子(B)の個数が設定若しくは最適化される。
光源LS1及びLS2は、動作飽和温度時の緑色発光素子(G)、及び青色発光素子(B)の光出力比が白色混色比に一致若しくは近似し、且つ赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び青色発光素子(B)の個数の和が奇数個になるように赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び青色発光素子(B)の奇数の個数を以下の式(2)、式(3)、又は式(4)に基づいて決定又は最適化される。
動作飽和温度時の赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び青色発光素子(B)の飽和色総光出力の比と白色混色比との関係は、以下(2)で示される。
ここで、WRは、加法混色により白色になる場合の赤色発光素子の色総光出力の比であり、例えば、1である。WGは、加法混色により白色になる場合の緑色発光素子の色総光出力の比であり、例えば、7である。WBは、加法混色により白色になる場合の青色発光素子の色総光出力の比であり、例えば、3である。NRは、赤色発光素子(R)の個数であり、NGは、緑色発光素子(G)の個数であり、NBは、青色発光素子(B)である。DRは、赤色発光素子(R)の飽和温度係数(温度ドリフト係数)であり、DGは、緑色発光素子(G)の飽和温度係数(温度ドリフト係数)であり、DBは、青色発光素子(B)の飽和温度係数(温度ドリフト係数)である。FRは、赤色発光素子(R)の単一光出力であり、FGは、緑色発光素子(G)の単一光出力であり、FBは、青色発光素子(B)の単一光出力である。
ここで、WRは、加法混色により白色になる場合の赤色発光素子の色総光出力の比であり、例えば、1である。WGは、加法混色により白色になる場合の緑色発光素子の色総光出力の比であり、例えば、7である。WBは、加法混色により白色になる場合の青色発光素子の色総光出力の比であり、例えば、3である。NRは、赤色発光素子(R)の個数であり、NGは、緑色発光素子(G)の個数であり、NBは、青色発光素子(B)である。DRは、赤色発光素子(R)の飽和温度係数(温度ドリフト係数)であり、DGは、緑色発光素子(G)の飽和温度係数(温度ドリフト係数)であり、DBは、青色発光素子(B)の飽和温度係数(温度ドリフト係数)である。FRは、赤色発光素子(R)の単一光出力であり、FGは、緑色発光素子(G)の単一光出力であり、FBは、青色発光素子(B)の単一光出力である。
式(2)より赤色発光素子(R)の個数、緑色発光素子(G)の個数、及び青色発光素子(B)の個数は、以下の式(3)又は式(4)に基づいて設定され得る。
NR、NG、及びNBは、それぞれ、NR+NG+NRが奇数になり、且つ式(3)又は式(4)を満たす整数に設定される。NR、NG、及びNBは、それぞれ、NR+NG+NRが奇数になり、且つ式(3)又は式(4)を満たす数値に近い整数に選択的に設定され得る。例えば、NR、NG、及びNBは、それぞれ、NR+NG+NRが奇数になり、且つ式(3)又は式(4)を満たす数値に最も近い整数に選択的に設定される。言い換えると、NR、NG、及びNBは、それぞれ、NR+NG+NRが奇数になる整数の内の式(3)又は式(4)を満たす数値に最も近い整数に選択的に設定される。
NR、NG、及びNBは、それぞれ、NR+NG+NRが奇数になり、且つ式(3)又は式(4)を満たす整数に設定される。NR、NG、及びNBは、それぞれ、NR+NG+NRが奇数になり、且つ式(3)又は式(4)を満たす数値に近い整数に選択的に設定され得る。例えば、NR、NG、及びNBは、それぞれ、NR+NG+NRが奇数になり、且つ式(3)又は式(4)を満たす数値に最も近い整数に選択的に設定される。言い換えると、NR、NG、及びNBは、それぞれ、NR+NG+NRが奇数になる整数の内の式(3)又は式(4)を満たす数値に最も近い整数に選択的に設定される。
図10に示した例では、光源LS1及びLS2において、中心軸XCTに青色発光素子(B)が配置され、中心軸XCT上に配置された青色発光素子(B)の方向Xの矢印の先端側に赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び赤色発光素子(R)の順番で配置され、中心軸XCT上に配置された青色発光素子(B)の方向Xの矢印の先端側と反対側に赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び赤色発光素子(R)の順番で配置されている。言い換えると、光源LS1及びLS2は、中心軸XCTに青色発光素子(B)が配置され、中心軸XCT上に配置された青色発光素子(B)の方向Xの矢印の先端側に隣接する赤色発光素子(R)と、この赤色発光素子(R)の方向Xの矢印の先端側に隣接する緑色発光素子(G)と、この緑色発光素子(G)の方向Xの矢印の先端側に隣接する赤色発光素子(R)と、中心軸XCT上に配置された青色発光素子(B)の方向Xの矢印の先端側と反対側に隣接する赤色発光素子(R)と、この赤色発光素子(R)の方向Xの矢印の先端側と反対側に隣接する緑色発光素子(G)と、この緑色発光素子(G)の方向Xの矢印の先端側と反対側に隣接する赤色発光素子(R)と、を有している。例えば、光源LS1及びLS2は、図10に示した赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び青色発光素子(B)の配置及び個数比を維持するように赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び青色発光素子(B)が側面YSF2及びYSF3に沿って配置されていてもよい。なお、図10において、緑色発光素子(G)と青色発光素子(B)とは、入れ換えて配置されていてもよい。
図11は、図10に示した本実施形態に係る光源LS1及びLS2の構成において動作飽和温度で白色混色した場合の赤色発光素子、緑色発光素子、及び青色発光素子のパラメータのテーブルの一例を示す図である。図11のテーブルは、図10の光源LS1及びLS2に対応している。
図11のテーブルには、各色の発光素子の1個の光出力(測光量)(Fо)と、各色の発光素子の個数と、各色の発光素子の飽和温度係数と、各色の発光素子の色総光出力(Fo)と、各色の発光素子の飽和色総光出力(Fо)と、各色の発光素子の白色混色比と、各色の発光素子の光出力比と、各色の発光素子の飽和色総光出力の比が白色混色比に一致若しくは近似するように各発光素子に印加する電流の大きさで各色の発光素子の飽和色総光出力を調整した調整色総光出力と、総光出力と、を示している。
図11に示した例では、表示装置DSP若しくは照明装置ILの平均輝度L=1.68196×10^5(cd/m^2)である。図11に示した例では、白色混合時の表示装置DSP及び照明装置ILの平均色度CIE xは、0.32525であり、白色混合時の表示装置DSP及び照明装置ILの平均色度CIE yは、0.32367である。図11の表示装置DSP及び照明装置ILの入力電力P=21.06(W)である。図11の表示装置DSP及び照明装置ILの赤色発光素子(R)の入力電力は、810(mA)×2.0(V)×4=6.48(W)である。図11の表示装置DSP及び照明装置ILの緑色発光素子(G)の入力電力は、1000(mA)×4.3(V)×2=8.60(W)である。図11の表示装置DSP及び照明装置ILの青色発光素子(B)の入力電力は、1300(mA)×4.6(V)×1=5.98(W)である。図11の表示装置DSP及び照明装置ILの発光効率L/P=7986(cd/m^2/W)=802.7(lm/P)=38.1(lm/W)である。
図11に示すように、図10に示した光源LS1及びLS2の構成において動作飽和温度で白色混色した場合、赤色発光素子(R)、緑色発光素子(G)、及び青色発光素子(B)の光出力比を白色混色比に一致若しくは近似させるために緑色発光素子に印加する電流の大きさを調整することで緑色発光素子(G)の飽和色総光出力のみを低下させる必要が生じ得る。図10及び図11に示した光源LS1及びLS2の構成における緑色発光素子(G)の飽和色総光出力の低下量は、図8及び図9に示した光源LS1及びLS2の構成における緑色発光素子(G)の飽和色総光出力の低下量より小さい。図10及び図11に示した光源LS1及びLS2の構成において動作飽和温度で白色混色した場合の表示装置DSP若しくは照明装置ILの総光出力は、図8及び図9に示した光源LS1及びLS2の構成において動作飽和温度で白色混色した場合の表示装置DSP若しくは照明装置ILの総光出力よりも大きい。
また、図10及び図11に示した光源LS1及びLS2の構成において動作飽和温度で白色混色した場合、光源LS1及びLS2の各色の発光素子を中心軸XCTに対して中心対称に配置しているため、表示装置DSP若しくは照明装置ILは、色割れを生じ得ない。
実施形態によれば、照明装置ILは、方向Xの中心軸XCTに対して中心対称に配置された奇数個の発光素子を含む光源LS1及びLS2を有している。光源LS1及びLS2において、各色の発光素子は、それぞれ、中心軸XCTに対して対称に配置されている。光源LS1及びLS2は、各色の発光素子の光出力比が白色混色比に一致若しくは近似し、且つ各色の発光素子の個数の和が奇数個になるように各色の発光素子の個数を最適化される。例えば、光源LS1及びLS2は、赤色発光素子、緑色発光素子、及び青色発光素子の飽和色総光出力の比が3:7:1に一致若しくは近似するように赤色発光素子、緑色発光素子、及び青色発光素子の個数が最適化される。照明装置ILは、色割れが生じずに、光出力を大きくすることができる。そのため、照明装置ILは、白色色度分布の均一性が向上し、白色混色時の光出力を向上することができる。つまり、表示装置DSPも、白色色度分布の均一性が向上し、白色混色時の光出力を向上することができる。
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。
LG1、LG2…導光板、1A、2A…主面、1B、2B…対向面、YSF1、YSF2、YSF3、YSF4、XSF1、XSF2、XSF3、XSF4…側面、PA…プリズム、SL1、SL2、SL3、SL4…斜面、LS1、LS2…光源、DL1、DL2…出射方向、AX1、AX2…光軸、L1、L2…光。
Claims (8)
- 第1側面と、第1方向において前記第1側面の反対側に位置する第2側面と、第1主面と、前記第1方向に交差する第2方向において前記第1主面の反対側に位置する第1対向面と、を有する第1導光板と、
前記第1側面に対向する赤色発光素子、緑色発光素子、及び青色発光素子と、を備え、
前記赤色発光素子、前記緑色発光素子、及び前記青色発光素子は、前記第1側面の前記第1方向及び前記第2方向に交差する第3方向に沿ってそれぞれ複数配置され、かつ、前記第1側面の第3方向の中心軸に対して対称に配置されている、照明装置。 - 前記赤色発光素子の個数、前記緑色発光素子の個数、及び前記青色発光素子の個数は、前記赤色発光素子の全ての第1光出力、前記緑色発光素子の全ての第2光出力、及び前記青色発光素子の全ての第3光出力の比が加法混色により白色となる混色比に一致若しくは近似し、かつ、前記赤色発光素子の個数、前記緑色発光素子の個数、及び前記青色発光素子の個数が奇数個になるように設定される、請求項1に記載の照明装置。
- 前記赤色発光素子の個数NR、前記緑色発光素子の個数NG、及び前記青色発光素子の個数NBは、以下の式(1)に基づいて設定され、
前記WRは、加法混色により白色になる場合の前記赤色発光素子の光出力の比であり、前記WGは、加法混色により白色になる場合の前記緑色発光素子の光出力の比であり、前記WBは、加法混色により白色になる場合の前記青色発光素子の光出力の比であり、前記DRは、温度によって変化する前記赤色発光素子の光出力を算出するための係数であり、前記DGは、温度によって変化する前記緑色発光素子の光出力を算出するための係数であり、前記DBは、温度によって変化する前記青色発光素子の光出力を算出するための係数であり、前記FRは、前記赤色発光素子の1つの光出力であり、前記FGは、前記緑色発光素子の1つの光出力であり、前記FBは、前記青色発光素子の1つの光出力である、請求項1に記載の照明装置。 - 前記赤色発光素子の個数NR、前記緑色発光素子の個数NG、及び前記青色発光素子の個数NBは、それぞれ、前記NR、前記NG、及び前記NBの和が奇数になる整数の内の前記式(1)の満たす値に最も近い整数に設定される、請求項3に記載の照明装置。
- 前記WRは、3であり、前記WGは、7であり、前記WBは、1である、請求項4に記載の照明装置。
- 前記赤色発光素子は第1赤色発光素子と第2赤色発光素子と第3赤色発光素子と第4赤色発光素子とを含み、前記緑色発光素子は第1緑色発光素子と第2緑色発光素子とを含み、
前記青色発光素子は前記中心軸に上に配置され、前記第1赤色発光素子は前記青色発光素子の前記第3方向に隣接して配置され、前記第1緑色発光素子は前記第1赤色発光素子の前記第3方向に隣接して配置され、前記第2赤色発光素子は前記第1緑色発光素子の前記第3方向に隣接して配置され、前記第3赤色発光素子は前記第1赤色発光素子の前記第3方向と反対側の第4方向に隣接して配置され、前記第2緑色発光素子は前記第3赤色発光素子の前記第4方向に隣接して配置され、前記第4赤色発光素子は前記第2緑色発光素子の前記第4方向に隣接して配置されている、請求項1に記載の照明装置。 - 前記赤色発光素子は第1赤色発光素子と第2赤色発光素子と第3赤色発光素子とを含み、前記緑色発光素子は第1緑色発光素子と第2緑色発光素子とを含み、前記青色発光素子は第1青色発光素子と第2青色発光素子とを含み、
前記第1赤色発光素子は前記中心軸に上に配置され、前記第1青色発光素子は前記第1赤色発光素子の前記第3方向に隣接して配置され、前記第1緑色発光素子は前記第1青色発光素子の前記第3方向に隣接して配置され、前記第2赤色発光素子は前記第1緑色発光素子の前記第3方向に隣接して配置され、前記第2青色発光素子は前記第1赤色発光素子の前記第3方向と反対側の第4方向に隣接して配置され、前記第2緑色発光素子は前記第2青色発光素子の前記第4方向に隣接して配置され、前記第3赤色発光素子は前記第2緑色発光素子の前記第4方向に隣接して配置されている、請求項1に記載の照明装置。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか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。
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