JP5119271B2 - 光源装置および表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の光源から入射される光を、導光体を介して対象箇所まで導き、照射する光源装置および表示装置に関するものである。

光源装置としては、例えば液晶表示装置のバックライトのように、線状光源である冷陰極管（ＣＣＦＬ）および点状光源であるＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの光源から導光板内に入射される光を該導光板の主面から出射させるものがある。

しかしながら、上述のような構成の光源装置では、例えば大型化に対応すべく複数の線状光源を配列させる場合、あるいは、小型でも複数の点状光源を配列させる場合において、各光源間に非発光部分が生じることに起因して、複数の光源から光が入射される導光板の入光部近傍で輝度の不均一性が高まる傾向があった。そこで、このような輝度の不均一性の高まりを抑制する技術が開発され、例えば特許文献１，２に開示されている。

特開平９−２５９６２３号公報 特開２００１−１１０２２４号公報

しかしながら、特許文献１に開示のＬＥＤ光源バックライトモジュールは、導光板における光源取付辺に凹面状の光導入部および反射面を形成する領域を確保する必要があるため、その領域を表示領域として使用することができない。同様に、特許文献２に開示の面発光装置も、導光板と一体成形された形状部などを設ける領域を確保する必要があるため、その領域を表示領域として使用することができない。つまり、特許文献１，２に開示の技術では、デッドスペースが大きくなってしまい、小型化を図るのが困難であった。

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、複数の光源における各光源間などに非発光部分が存在することに起因する輝度の不均一性の高まりを抑制するとともに、小型化を図ることが可能な光源装置および表示装置を提供する、ことを目的とする。

本発明の第１の側面に係る光源装置は、複数の光源と、該複数の光源に対向する対向面を有する導光体と、該導光体からの光を反射するプリズムと、を備えている。前記導光体において、前記複数の光源の各々から基準値以上の輝度の光が入射される領域を高配光領域とし、該基準値より小さい輝度の光が入射される領域を低配光領域とする場合、前記導光体は、第１部位と、第２部位と、第３部位とを含んで構成される。前記第１部位は、前記複数の光源のうち一の光源による前記低配光領域と、該一の光源と隣り合う光源による前記低配光領域と、が重なり合う部位である。前記第２部位は、前記高配光領域のうち前記一の光源による前記高配光領域と前記隣り合う光源による前記高配光領域との重なり合う部分と、前記第１部位と、の境界どうしを結ぶ境界ラインより該一の光源側に位置する部位である。前記第３部位は、前記高配光領域のうち前記第２部位以外に位置する部位である。前記プリズムは、前記第２部位に位置し、前記導光体の前記対向面に略垂直な方向に沿って延びている第１構造体を複数有している。複数の前記第１構造体は、前記第１部位との離間距離が小さいほどその長軸の長さが小さい。

本発明の第２の側面に係る光源装置は、複数の光源と、複数の前記光源と対向する対向面および第１、第２主面を有し、複数の前記光源からの光を第１主面より出射する導光体と、前記導光体の前記第２主面側に位置し、前記導光体内に入射した光を反射させるプリズムと、を備えている。前記プリズムは、平面視において、複数の前記光源の各々の前方領域に位置する第１構造体を複数有している。前記第１構造体は、前記対向面と直交する方向の長さが前記対向面と平行な方向の長さよりも大きく、隣り合う前記前方領域のうち、一方の前記前方領域に位置する第１構造体は、他方の前記前方領域に近いほどその長軸の長さが小さい。

本発明に係る表示装置は、上述の本発明に係る光源装置を備えることを特徴とする。

本発明の第１の側面に係る光源装置では、プリズムは、第２部位に位置し、導光体の対向面に略垂直な方向に沿って延びている第１構造体を複数有し、複数の第１構造体は、第１部位との離間距離が小さいほどその長軸の長さが小さい。また、本発明の第２の側面に係る光源装置では、第１構造体は、対向面と直交する方向の長さが対向面と平行な方向の長さよりも大きく、隣り合う前方領域のうち、一方の前方領域に位置する第１構造体は、他方の前方領域に近いほどその長軸の長さが小さい。これにより、本光源装置では、輝度が相対的に高い高配光領域の光を輝度が相対的に低い低配光領域に振り向けることができる。そのため、本光源装置では、高配光領域での輝度が過剰に高まるのを抑制しつつ、低配光領域での輝度を高めることができる。したがって、本光源装置では、複数の光源における各光源間などに非発光部分が存在することに起因する輝度の不均一性の高まりを抑制することができる。加えて、本光源装置では、高配光領域である第２部位および低配光領域である第１部位の領域も表示領域とすることができるため、複数の光源からの光を導光体に入射する構成でも不要なデットスペースが生じるのを抑制することができ、小型化を図ることができる。

図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る光源装置の概略構成を表す平面図である。 図１Ｂは、図１ＡのＩｂ−Ｉｂ線に沿った断面図である。 図２は、光源装置における光源の配光角度と輝度との関係の一例を示すグラフである。 図３Ａは、複数の光源および導光体の概略構成を表す平面図である。 図３Ｂは、複数の光源および導光体の要部を拡大して示す平面図である。 図４Ａは、本発明の第２の実施形態に係る光源装置の概略構成を表す平面図である。 図４Ｂは、図４ＡのＩＶｂ−ＩＶｂ線に沿った断面図である。 図５Ａは、複数の光源および導光体の概略構成を表す平面図である。 図５Ｂは、複数の光源および導光体の要部を拡大して示す平面図である。 図６Ａは、本発明の第３の実施形態に係る光源装置の概略構成を表す平面図である。 図６Ｂは、図６ＡのＶＩｂ−ＶＩｂ線に沿った断面図である。 図７Ａは、複数の光源および導光体の概略構成を表す平面図である。 図７Ｂは、複数の光源および導光体の要部を拡大して示す平面図である。 図８は、光源装置を備える表示装置の概略構成を表す断面図である。 図９は、表示装置における液晶表示パネルの概略構成を表す斜視図である。 図１０は、液晶表示パネルの要部拡大断面図である。

符号の説明

Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３ 光源装置
Ｙ 表示装置
ＢＬ 境界ライン
１０ 光源
１１ 非発光部分
２０ 導光体
２１ 第１部位
２２ 第２部位
２３ 第３部位
３０ プリズム
３１ 第１プリズムパターン
３２ 第２プリズムパターン
３３ 第３プリズムパターン
４０ 反射体
５０ 拡散体
６０ プリズム
７０ 液晶パネル
８０ 筐体

図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る光源装置Ｘ１の概略構成を表す平面図、図１Ｂは、図１ＡのＩｂ−Ｉｂ線に沿った断面図である。

光源装置Ｘ１は、複数の光源１０と、導光体２０と、プリズム３０と、反射体４０と、拡散体５０と、プリズム６０と、を備えており、複数の光源１０から出射された光を導光体２０を介して照射対象（例えば液晶表示パネル）に導くように構成されている。

複数の光源１０は、各光源１０間に非発光部分１１が存在するように導光体２０に対向配置されている。ここで、非発光部分１１とは、例えば各光源１０が離間して配置されている場合における各光源１０間の部位、あるいは、蛍光管などの端部に位置するリード端子の部位などを意味する。光源１０としては、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＣＦＬ（Cathode Fluorescent Lamp）、ハロゲンランプ、キセノンランプ、およびＥＬ（electro-luminescence）が挙げられるが、中でも低消費電力化および低ノイズ化の観点からＬＥＤが好ましい。

導光体２０は、複数の光源１０より入射される光を照射対象に導く機能を担うものであり、各光源１０から基準値以上の輝度の光が入射される領域が高配光領域とされ、該基準値より小さい輝度の光が入射される領域が低配光領域とされる。基準値は、要求性能に応じて所望の値に設定すればよいが、照射対象に対する光照射面２０ａの輝度が略均一となるように設定するのが好ましく、例えば各光源１０からの光が入射される導光体２０の光入射面に対して垂直方向に入射される光の輝度を１とする場合に基準値は０．５とされる。

図２は、光源１０の配光角度と輝度との関係の一例を示すグラフである。これによると、図２示す関係の光源１０を採用する場合、光源１０の高配光領域は配光角度が−６０°〜６０°の範囲であり、該光源１０の低配光領域は配光角度が−９０°〜−６０°および６０°〜９０°の範囲である。

図３Ａは、複数の光源１０と導光体２０とプリズム３０との概略構成を表す平面図、図３Ｂは、複数の光源および導光体の要部を拡大して示す平面図である。導光体２０は、第１部位２１と、第２部位２２と、第３部位２３とを含んで構成されており、図３Ａおよび図３Ｂにおいて各部位２１，２２，２３の境界を破線で示している。第１部位２１は、複数の光源１０のうちの一の光源１０による低配光領域と該一の光源１０と隣り合う光源１０による低配光領域とが重なり合う部分である。第２部位２２は、複数の光源１０による高配光領域のうち、一の光源１０による高配光領域と隣り合う光源１０による高配光領域との重なり合う部分と第１部位２１との境界どうしを結ぶ境界ラインＢＬより該一の光源１０側（矢印Ａ方向側）に位置する部分である。第３部位２３は、複数の光源１０による高配光領域のうち、第２部位２２以外に位置する部分である。導光体２０の構成材料としては、例えば、アクリル樹脂およびポリカーボネート樹脂などの透明樹脂が挙げられる。

プリズム３０は、入射される光を屈折および反射する機能を担うものであり、第１プリズムパターン３１を含んで構成されている。本実施形態においてプリズム３０は、導光体２０と一体的に構成されている。

第１プリズムパターン３１は、第２部位２２に位置する光が第３部位２３側に反射する成分よりも第１部位２１側に反射する成分の方が大きくなるように構成されており、導光体２０の第２部位２２における下面２０ｂ側に位置している。第１プリズムパターン３１は、導光体２０における複数の光源１０との対向面２０ｃに略垂直な方向（矢印ＡＢ方向）に沿って延びる複数の平面視楕円形状の構造体を含んで構成されている。また、第１プリズムパターン３１は、第１部位２１との離間距離Ｄ１（図３Ｂでは一例を示す）が小さいほど、第２部位２２に位置する光の第１部位２１側（矢印ＣＤ方向側）に反射する成分と第３部位２３側（矢印Ｂ方向側）に反射する成分との差が小さくなるように、平面視楕円形状の構造体における長軸方向の長さＬ１を短くしている。さらに、第１プリズムパターン３１は、第３部位２３との離間距離Ｄ２（図３Ｂでは一例を示す）が小さいほど、第２部位２２に位置する光の第１部位２１側（矢印ＣＤ方向側）に反射する成分と第３部位側（矢印Ｂ方向側）に反射する成分との差が小さくなるように、平面視楕円形状の構造体における長軸方向の長さＬ１を短くしている。

反射体４０は、導光体２０の光照射面２０ａ以外から出射される光を導光体２０に向けて反射する機能を担うものであり、主として導光体２０の下面２０ａに対向配置されている。また、反射体４０は、複数の光源１０から出射される光のうち導光体２０に入射されなかった光を導光体２０に向けて反射する機能も担っており、その一部が複数の光源１０の一部を覆うように構成されている。反射体４０の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）系材料を延伸させてなる白色発泡体と、ＰＥＴ系材料を含んでなる基材上に銀を成膜したものと、ＰＥＴ系材料を含んでなる基材上に誘電体膜を積層形成したものとが挙げられる。

拡散体５０は、導光体２０の光照射面２０ａから照射対象に向けて出射される光の輝度を均一化する機能を担うものであり、主として導光体２０の光照射面２０ａに対向配置されている。拡散体５０の構成材料としては、例えば、ＰＥＴ系材料を含んでなる基材上にシリカビーズ含有樹脂を硬化させてなるシートと、ポリカーボネート（ＰＣ）系材料中にシリカビーズを混合させてなるシートとが挙げられる。

プリズム６０は、入射される光を屈折する機能を担うものであり、プリズム６０に入射した光を導光体２０の光照射面２０ａに対して略垂直方向となるように屈折させて出射するように構成されている。

本実施形態に係る光源装置Ｘ１では、プリズム３０が第１プリズムパターン３１を有している。つまり、光源装置Ｘ１では、輝度が相対的に高い高配光領域の光を輝度が相対的に低い低配光領域に振り向けることができる。そのため、光源装置Ｘ１では、高配光領域での輝度が過剰に高まるのを抑制しつつ、低配光領域での輝度を高めることができる。したがって、光源装置Ｘ１では、複数の光源１０における各光源１０間などに非発光部分１１が存在することに起因する輝度の不均一性の高まりを抑制することができる。加えて、光源装置Ｘ１では、第２部位２２および第３部位２３も表示領域とすることができるため、複数の光源１０からの光を導光体２０に入射する構成でも不要なデットスペースが生じるのを抑制することができ、小型化を図ることができる。

光源装置Ｘ１において第１プリズムパターン３１は、第１部位２１との離間距離Ｄ１が小さいほど、第２部位２２に位置する光の第１部位２１側に反射する成分と第３部位２３側に反射する成分との差が小さい構成とされている。したがって、光源装置Ｘ１では、第１部位２１と第２部位２２との間の境界をより視認し難い状態とすることができる。

光源装置Ｘ１において第１プリズムパターン３１は、第３部位２３との離間距離Ｄ２が小さいほど、第２部位２２に位置する光の第１部位２１側に反射する成分と第３部位２３側に反射する成分との差が小さい構成とされている。したがって、光源装置Ｘ１では、第２部位２２と第３部位２３との間の境界をより視認し難い状態とすることができる。

光源装置Ｘ１において第１プリズムパターン３１は、導光体２０における複数の光源１０との対向面２０ｃに略垂直な方向（矢印ＡＢ方向）に沿って延びる複数の平面視楕円形状の構造体を含んで構成されている。したがって、光源装置Ｘ１では、例えば成形型および該成形型に設置するスタンパを、フォトリソグラフィを使用して作製することが可能となるため、製造容易性をより高めることができる。

光源装置Ｘ１において導光体２０とプリズム３０とは一体的に構成されている。したがって、光源装置Ｘ１は、部品点数が削減されるため、製造効率をより高めることができる。

図４Ａは、本発明の第２の実施形態に係る光源装置Ｘ２の概略構成を表す平面図、図４Ｂは、図４ＡのＩＶｂ−ＩＶｂ線に沿った断面図である。図５Ａは、複数の光源１０と導光体２０とプリズム３０’との概略構成を表す平面図、図５Ｂは、複数の光源１０と導光体２０とプリズム３０’との要部を拡大して示す平面図である。図５Ａおよび図５Ｂにおいて各部位２１，２２，２３の境界を破線で示している。光源装置Ｘ２は、プリズム３０に代えてプリズム３０’を採用する点において光源装置Ｘ１と異なる。光源装置Ｘ２の他の構成については、光源装置Ｘ１に関して上述したのと同様である。

プリズム３０’は、入射される光を屈折および反射する機能を担うものであり、第１プリズムパターン３１および第２プリズムパターン３２を含んで構成されている。本実施形態においてプリズム３０’は、導光体２０と一体的に構成されている。

第２プリズムパターン３２は、第１部位２１に位置する光が第２部位２２側に反射する成分よりも第３部位２３側に反射する成分の方が大きくなるように構成されており、導光体２０の第１部位２１における下面２０ｂ側に位置している。第２プリズムパターン３２は、導光体２０における複数の光源１０との対向面２０ｃに略平行な方向（矢印ＣＤ方向）に沿って延びる複数の平面視楕円形状の構造体を含んで構成されている。また、第２プリズムパターン３２は、第２部位２２との離間距離Ｄ３（図５Ｂでは一例を示す）が小さいほど、第１部位２１に位置する光の第３部位２３側（矢印Ｂ方向側）に反射する成分と第２部位２２側（矢印ＣＤ方向側）に反射する成分との差が小さくなるように、平面視楕円形状の構造体における長軸方向の長さＬ２を短くしている。さらに、第２プリズムパターン３２は、第３部位２３との離間距離Ｄ４（図５Ｂでは一例を示す）が小さいほど、第１部位２１に位置する光の第３部位２３側（矢印Ｂ方向側）に反射する成分と第２部位２２側（矢印ＣＤ方向側）に反射する成分との差が小さくなるように、平面視楕円形状の構造体における長軸方向の長さＬ２を短くしている。

本実施形態に係る光源装置Ｘ２においてプリズム３０’は、第１部位２１に位置する光を第２部位２２側に反射する成分よりも第３部位２３側に反射する成分の方が大きい第２プリズムパターン３２を更に有している。したがって、光源装置Ｘ２では、輝度が相対的に低い低配光領域の光を輝度が相対的に高い高配光領域に振り向けずに済むため、複数の光源１０における各光源１０間などに非発光部分１１が存在することに起因する輝度の不均一性の高まりをより抑制することができる。

光源装置Ｘ２において第２プリズムパターン３２は、第２部位２２との離間距離Ｄ３が小さいほど、第１部位２１に位置する光の第３部位２３側に反射する成分と第２部位２２側に反射する成分との差が小さい構成とされている。したがって、光源装置Ｘ２は、第１部位２１と第２部位２２との間の境界をより視認し難い状態とすることができる。

光源装置Ｘ２において第２プリズムパターン３２は、第３部位２３との離間距離Ｄ４が小さいほど、第１部位２１に位置する光の第３部位２３側に反射する成分と第２部位２２側に反射する成分との差が小さい構成とされている。したがって、光源装置Ｘ２は、第１部位２１と第３部位２３との間の境界をより視認し難い状態とすることができる。

光源装置Ｘ２において第２プリズムパターン３２は、導光体２０における複数の光源１０との対向面２０ｃに略平行な方向（矢印ＣＤ方向）に沿って延びる複数の平面視楕円形状の構造体を含んで構成されている。したがって、光源装置Ｘ２では、例えば成形型および該成形型に設置するスタンパを、フォトリソグラフィを使用して第２プリズムパターン３２を作製することが可能となるため、製造容易性をより高めることができる。

図６Ａは、本発明の第３の実施形態に係る光源装置Ｘ３の概略構成を表す平面図、図６Ｂは、図６ＡのＶＩｂ−ＶＩｂ線に沿った断面図である。図７Ａは、複数の光源１０と導光体２０とプリズム３０”との概略構成を表す平面図、図７Ｂは、複数の光源１０と導光体２０とプリズム３０”との要部を拡大して示す平面図である。図７Ａおよび図７Ｂにおいて各部位２１，２２，２３の境界を破線で示している。光源装置Ｘ３は、プリズム３０’に代えてプリズム３０”を採用する点において光源装置Ｘ２と異なる。光源装置Ｘ３の他の構成については、光源装置Ｘ２に関して上述したのと同様である。

プリズム３０”は、入射される光を屈折および反射する機能を担うものであり、第１プリズムパターン３１と、第２プリズムパターン３２と、第３プリズムパターン３３とを含んで構成されている。本実施形態においてプリズム３０”は、導光体２０と一体的に構成されている。

第３プリズムパターン３３は、第３部位２３に位置する光を平面視の全方位にわたって略均等に反射するように構成されており、導光体２０の第３部位２３における下面２０ｂ側に位置している。第３プリズムパターン３３は、複数の平面視円形状の構造体を含んで構成されている。また、第３プリズムパターン３３は、導光体２０における複数の光源１０との対向面２０ｃからの離間距離Ｄ５（図７Ｂでは一例を示す）が大きいほど平面視面積が連続的あるいは段階的に大きくなるように構成されている。

本実施形態に係る光源装置Ｘ３においてプリズム３０”は、第３部位２３に位置する光を平面視の全方位にわたって略均等に反射する第３プリズムパターンを更に有している。したがって、光源装置Ｘ３では、第２部位２３に位置する光を導光体２０の光照射面２０ａ側に、より効率的に出射させることができるため、第３部位２３における輝度をより高めることができる。

光源装置Ｘ３において第３プリズムパターン３３は、複数の平面視円形状の構造体を含んで構成されている。したがって、光源装置Ｘ３では、例えば成形型および該成形型に設置するスタンパを、フォトリソグラフィを使用して第３プリズムパターン３３を作製することが可能となるため、製造容易性をより高めることができる。

光源装置Ｘ３において第３プリズムパターン３３は、導光体２０における複数の光源１０との対向面２０ｃからの離間距離Ｄ５が大きいほど平面視面積が連続的あるいは段階的に大きくなるように構成されている。したがって、光源装置Ｘ３では、第３部位２３における複数の光源１０との対向面２０ｃからの離間距離Ｄ５に起因する輝度の不均一性の高まりを抑制することができる。

図８は、本発明に係る光源装置Ｘ３を備える表示装置Ｙの概略構成を表す断面図である。表示装置Ｙは、液晶表示パネル７０と、光源装置Ｘ３と、筐体８０とを備えている。なお、表示装置Ｙについては、光源装置Ｘ３を採用して説明するが、光源装置Ｘ１，Ｘ２を採用しても同様である。

図９は、表示装置Ｙの液晶表示パネル７０の概略構成を表す斜視図である。図１０は、図９に示す液晶表示パネル７０の要部拡大断面図である。

液晶表示パネル７０は、液晶層７１と、第１基体７２と、第２基体７３と、封止部材７４とを備えており、第１基体７２と第２基体７３との間に液晶層７１を介在させ、該液晶層７１を封止部材７４により封止することにより、画像を表示するための複数の画素を含んでなる表示領域Ｐが構成されている。

液晶層７１は、電気的、光学的、力学的、あるいは磁気的な異方性を示し、固体の規則性と液体の流動性を併せ持つ液晶を含んでなる層である。この液晶としては、ネマティック液晶、コレステリック液晶、およびスメクティック液晶などが挙げられる。なお、液晶層７１には、該液晶層７１の厚さを一定に保つべく、例えば多数の粒子状部材により構成されるスペーサ（図示せず）を介在させてもよい。

第１基体７２は、透明基体７２１と、遮光膜７２２と、カラーフィルタ７２３と、平坦化膜７２４と、透明電極７２５と、配向膜７２６とを備えている。

透明基体７２１は、遮光膜７２２およびカラーフィルタ７２３を支持するとともに、液晶層７１を封止する機能を担うものであり、その主面に対して交差する方向（例えば矢印ＥＦ方向）に光を適切に透過することが可能な構成とされている。透明基体７２１の構成材料としては、ガラスおよび透光性プラスチックなどが挙げられる。

遮光膜７２２は、光を遮る（光の透過量を所定値以下にする）機能を担う部材であり、透明基体７２１の上面に形成されている。また、遮光膜７２２は、光を通過させるために、膜厚方向（矢印ＥＦ方向）に貫通する貫通孔７２２ａを有している。遮光膜７２２の構成材料としては、遮光性の高い色（例えば黒色）の染料あるいは顔料、カーボンが添加された樹脂（例えばアクリル系樹脂）、Ｃｒ、および酸化Ｃｒなどが挙げられる。

カラーフィルタ７２３は、該カラーフィルタ７２３に入射した光のうち所定の波長を選択的に吸収し、所定の波長のみを選択的に透過させるための部材、例えばアクリル系樹脂に染料あるいは顔料を添加させることにより構成される。カラーフィルタ７２３としては、例えば赤色可視光の波長を選択的に透過させる赤色カラーフィルタ（Ｒ）、緑色可視光の波長を選択的に透過させる緑色カラーフィルタ（Ｇ）、および青色可視光の波長を選択的に透過させる青色カラーフィルタ（Ｂ）などが挙げられる。

平坦化膜７２４は、カラーフィルタ７２３などを配置することにより生じる凹凸を平坦化する機能を担うものである。平坦化膜７２４の構成材料としては、例えばアクリル系樹脂などの透明樹脂が挙げられる。

透明電極７２５は、後述の第２基体７３の透明電極７３２との間に位置する液晶層７１の液晶に所定の電圧を印加する機能を担うものであり、一方側から入射した光を他方側に透過するように構成されている。また、透明電極７２５は、所定の信号（画像信号）を伝搬する機能を担うものであり、主として矢印ＣＤ方向に延びるように複数配列されている。透明電極７２５の構成材料としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）および酸化錫などの透光性を有する導電部材が挙げられる。ここで、透光性とは、光を基準値以上の光量で透過させる性質を意味する。

配向膜７２６は、マクロ的にランダムな方向を向く（規則性が小さい）液晶層７１の液晶分子を所定方向に配向させる機能を担うものであり、透明電極７２５上に形成されている。配向膜７２６の構成材料としては、ポリイミド樹脂などが挙げられる。

第２基体７３は、透明基体７３１と、透明電極７３２と、配向膜７３３とを備えている。

透明基体７３１は、透明電極７３２および配向膜７３３を支持するとともに、液晶層７１を封止する機能を担うものであり、その主面に対して交差する方向（例えば矢印ＥＦ方向）に光を適切に透過することが可能な構成とされている。透明基体７３１の構成材料としては、透明絶縁基体７２１を構成する材料と同様のものが挙げられる。

透明電極７３２は、第１基体７２の透明電極７２５との間に位置する液晶層７１の液晶に所定の電圧を印加する機能を担うものであり、一方側から入射した光を他方側に透過するように構成されている。また、透明電極７３２は、液晶層７１への電圧印加状態（ＯＮ）もしくは電圧非印加状態（ＯＦＦ）を制御する信号（走査信号）を伝搬する機能を担うものであり、主として図９における紙面垂直方向に延びるように複数配列されている。透明電極７３２の構成材料としては、透明電極７２５の構成材料と同様のものが挙げられる。

配向膜７３３は、マクロ的にランダムな方向を向く（規則性が小さい）液晶層７１の液晶分子を所定方向に配向させる機能を担うものであり、透明電極７３２上に形成されている。配向膜７３３の構成材料としては、配向膜７２６と同様のものが挙げられる。

封止部材７４は、第１基体７２と第２基体７３との間に液晶層７１を封止するとともに、第１基体７２と第２基体７３とを所定間隔で離間した状態で接合する機能を担うものである。封止部材７４としては、絶縁性樹脂およびシール樹脂などが挙げられる。

光源装置Ｘ３は、導光体２０から液晶表示パネル７０の第１基体７２に向けて光を出射するように配置されている。

筐体８０は、液晶表示パネル７０および光源装置Ｘ３を収容するものであり、上側筐体８１および下側筐体８２を含んで構成される。筐体８０の構成材料としては、例えばポリカーボネート樹脂などの樹脂、および、ステンレス（ＳＵＳ）あるいはアルミニウムなどの金属が挙げられる。

本実施形態に係る表示装置Ｙは、光源装置Ｘ３を備えているため、上述の光源装置Ｘ３の有する効果と同様の効果を享受することができる。すなわち、表示装置Ｙでは、複数の光源１０における各光源１０間などに非発光部分１１が存在することに起因する輝度の不均一性の高まりを抑制するとともに、小型化を図ることができる。

以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。

光源装置Ｘ１，Ｘ２において導光体２０の第１部位２１あるいは第３部位２３には、プリズムパターンが設けられていないが、このような構成には限られず、光照射面２０ａから光を取り出すためのプリズムパターンを設けてもよい。

光源装置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３では、導光体２０内での反射、あるいは、プリズム３０および反射体４０による反射などにより、光照射面２０ａから適切に光が出射されるように構成されているが、光照射面２０ａからより適切に光を出射させるべく、例えば導光体２０の厚さを変化させてもよいし、導光体２０内に粒子を分散させてもよい。

光源装置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３において導光体２０とプリズム３０とは一体的に構成されているが、このような構成には限られず、別体構成としてもよい。

光源装置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３における各プリズムパターン３１，３２，３３はいずれも導光体２０の下面２０ｂ側に位置しているが、例えば導光体２０の上面（光照射面２０ａ）側に位置してもよいし、導光体２０内に設けてもよい。

光源装置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３における第１プリズムパターン３１は、第１部位２１との離間距離Ｄ１が小さいほど第２部位２２に位置する光の第１部位２１側に反射する成分と第３部位２３側に反射する成分との差が小さい構成とされているが、このような構成には限られず、例えば第１部位２１との離間距離Ｄ１にかかわらず、第２部位２２に位置する光の第１部位２１側に反射する成分と第３部位２３側に反射する成分との差が略均等の構成としてもよい。

光源装置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３における第１プリズムパターン３１は、第３部位２３との離間距離Ｄ２が小さいほど第２部位２２に位置する光の第１部位２１側に反射する成分と第３部位２３側に反射する成分との差が小さい構成とされているが、このような構成には限られず、例えば第３部位２３との離間距離Ｄ２にかかわらず、第２部位２２に位置する光の第１部位２１側に反射する成分と第３部位２３側に反射する成分との差が略均等の構成としてもよい。

光源装置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３における各プリズムパターン３１，３２は、平面視楕円形状の構造体とされているが、このような構造には限られず、例えば平面視矩形状の構造体としてもよい。

光源装置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３における各プリズムパターン３１，３２，３３は、複数の構造体を有してなるが、これには限られず、一の構造体のみとしてもよい。

光源装置Ｘ２，Ｘ３における第２プリズムパターン３２は、第２部位２２との離間距離Ｄ３が小さいほど第１部位２１に位置する光の第３部位２３側に反射する成分と第２部位２２側に反射する成分との差が小さい構成とされているが、このような構成には限られず、例えば第２部位２２との離間距離Ｄ３にかかわらず、第１部位２１に位置する光の第３部位２３側に反射する成分と第２部位２２側に反射する成分との差が略均等の構成としてもよい。

光源装置Ｘ２，Ｘ３における第２プリズムパターン３２は、第３部位２３との離間距離Ｄ４が小さいほど第１部位２１に位置する光の第３部位２３側に反射する成分と第２部位２２側に反射する成分との差が小さい構成とされているが、このような構成には限られず、例えば第３部位２３との離間距離Ｄ４にかかわらず、第１部位２１に位置する光の第３部位２３側に反射する成分と第２部位２２側に反射する成分との差が略均等の構成としてもよい。

光源装置Ｘ３における第３プリズムパターン３３は、平面視円形状の構造体とされているが、このような構造には限られず、例えば平面視正多角形状の構造体としてもよい。ここで、多角形とは、２ｎ＋２（ｎは自然数）個以上の角部を有する角形を意味する。

光源装置Ｘ３における第３プリズムパターン３３は、導光体２０の対向面２０ｃからの離間距離Ｄ５が大きいほど平面視面積が連続的あるいは段階的に大きくなるように構成されているが、このような構成には限られず、例えば導光体２０の対向面２０ｃからの離間距離Ｄ５にかかわらず、平面視面積が略均等の構成としてもよい。

また、光源装置Ｘ３における第３プリズムパターン３３は、導光体２０の対向面２０ｃからの離間距離Ｄ５が大きいほど平面視面積が連続的あるいは段階的に大きくなるように構成されているが、平面視面積の大きさを変化させるのに代えて、各構造体の配置密度を変化させてもよい。

表示装置Ｙとしては、液晶表示パネル７０を備える液晶表示装置には限られず、例えば自発光光源を有していないものであればよい。

本発明に係る光源装置では、平面視楕円形状あるいは平面視矩形状の第１構造体が、その長手方向が前記導光体における前記複数の光源との対向面に略垂直な方向に沿って延びるように、前記複数の光源に対応させて配置している。つまり、本光源装置では、輝度が相対的に高い高配光領域の光を輝度が相対的に低い低配光領域に振り向けることができる。そのため、本光源装置では、高配光領域での輝度が過剰に高まるのを抑制しつつ、低配光領域での輝度を高めることができる。したがって、本光源装置では、複数の光源における各光源間などに非発光部分が存在することに起因する輝度の不均一性の高まりを抑制することができる。加えて、本光源装置では、高配光領域である第２部位および低配光領域である第１部位の領域も表示領域とすることができるため、複数の光源からの光を導光体に入射する構成でも不要なデットスペースが生じるのを抑制することができ、小型化を図ることができる。

本発明に係る光源装置において、プリズムが、平面視楕円形状あるいは平面視矩形状の第２構造体を更に有し、該第２構造体の長手方向が前記導光体における前記複数の光源との対向面に略平行な方向に沿って延びるように、前記複数の光源間に対応させて配置している場合、輝度が相対的に低い低配光領域の光を輝度が相対的に高い高配光領域に振り向けずに済むため、複数の光源における各光源間などに非発光部分が存在することに起因する輝度の不均一性の高まりをより抑制することができる。特に、第２構造体として平面視楕円形状の構造体を採用する場合、例えば成形型および該成形型に設置するスタンパを、フォトリソグラフィを使用して作製することが可能となるため、製造容易性をより高めることができる。

本発明に係る光源装置において、プリズムが平面視円形状の第３構造体を更に有し、該第３構造体が前記第１構造体の配置領域外に配置している場合、第１構造体の配置領域外に到達した光を導光体の主面側により効率的に出射させることができるため、第１構造体の配置領域外における輝度をより高めることができる。

本発明に係る光源装置において第３構造体が、導光体における複数の光源との対向面からの離間距離が大きいほど平面視面積が大きい場合、第１構造体の配置領域外における複数の光源との対向面からの離間距離に起因する輝度の不均一性の高まりを抑制することができる。

本発明に係る光源装置において第３構造体が、導光体における複数の光源との対向面からの離間距離が大きいほど配置密度が大きい場合、第１構造体の配置領域外における複数の光源との対向面からの離間距離に起因する輝度の不均一性の高まりを抑制することができる。

Claims (14)

1. 複数の光源と、
   該複数の光源に対向する対向面を有する導光体と、
   該導光体からの光を反射するプリズムと、を備える光源装置であって、
   前記導光体において、前記複数の光源の各々から基準値以上の輝度の光が入射される領域を高配光領域とし、該基準値より小さい輝度の光が入射される領域を低配光領域とする場合、
   前記導光体は、前記複数の光源のうち一の光源による前記低配光領域と該一の光源と隣り合う光源による前記低配光領域とが重なり合う第１部位と、前記高配光領域のうち前記一の光源による前記高配光領域と前記隣り合う光源による前記高配光領域との重なり合う部分と前記第１部位との境界どうしを結ぶ境界ラインより該一の光源側に位置する第２部位と、前記高配光領域のうち前記第２部位以外に位置する第３部位とを含んで構成され、
   前記プリズムは、前記第２部位に位置し、前記導光体の前記対向面に略垂直な方向に沿って延びている第１構造体を複数有し、
   複数の前記第１構造体は、前記第１部位との離間距離が小さいほどその長軸の長さが小さいことを特徴とする、光源装置。
2. 複数の前記第１構造体は、前記第３部位との離間距離が小さいほどその長軸の長さが小さい、請求項１に記載の光源装置。
3. 前記プリズムは、前記第１部位に位置し、前記導光体の前記対向面に略平行な方向に沿って延びている第２構造体を複数有し、
   複数の前記第２構造体は、前記第２部位との離間距離が小さいほどその長軸の長さが小さい、請求項１または２に記載の光源装置。
4. 複数の前記第２構造体は、前記第３部位との離間距離が小さいほどその長軸の長さが小さい、請求項３に記載の光源装置。
5. 前記プリズムは、前記第３部位に位置し、平面視円形状の第３構造体を複数有し、
   複数の前記第３構造体は、前記導光体の前記対向面との離間距離が大きいほどその平面視面積が大きい、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光源装置。
6. 複数の前記第３構造体は、前記導光体の前記対向面からの離間距離が大きいほど配置密度が大きい、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源装置。
7. 複数の光源と、
   複数の前記光源と対向する対向面および第１、第２主面を有し、複数の前記光源からの光を第１主面より出射する導光体と、
   前記導光体の前記第２主面側に位置し、前記導光体内に入射した光を反射させるプリズムと、を備え、
   前記プリズムは、平面視において、複数の前記光源の各々の前方領域に位置する第１構造体を複数有し、
   前記第１構造体は、前記対向面と直交する方向の長さが前記対向面と平行な方向の長さよりも大きく、
   隣り合う前記前方領域のうち、一方の前記前方領域に位置する第１構造体は、他方の前記前方領域に近いほどその長軸の長さが小さいことを特徴とする、光源装置。
8. 前記第１構造体は、前記導光体の前記対向面から遠いほどその長軸の長さが小さい、請求項７に記載の光源装置。
9. 前記プリズムは、隣り合う前記前方領域間に位置する第２構造体を複数有し、
   前記第２構造体は、前記対向面と平行な方向の長さが前記対向面と直交する方向の長さよりも大きく、
   前記第２構造体は、前記前方領域に近いほどその長軸の長さが小さい、請求項７または８に記載の光源装置。
10. 前記第２構造体は、前記導光体の前記対向面から遠いほどその長軸の長さが小さい、請求項７〜９のいずれか１項に記載の光源装置。
11. 前記プリズムは、平面視円形状の第３構造体を複数有し、
    複数の前記第３構造体は、前記第１構造体よりも前記導光体の前記対向面から遠い側に位置しており、前記導光体の前記対向面との離間距離が大きいほどその平面視面積が大きい、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の光源装置。
12. 前記第３構造体は、前記導光体における前記複数の光源との対向面からの離間距離が大きいほど配置密度が大きい、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の光源装置。
13. 前記導光体と前記プリズムとは一体である、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光源装置。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光源装置を備えることを特徴とする、表示装置。

Images