JP5804011B2 - 透過型表示装置 - Google Patents
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Description
面光源装置は、大きく分けて、各種光学シート等の光学部材の直下に光源を配置する直下型のものと、光学部材の側面側に光源が配置されるエッジライト型のものがある。このエッジライト型の面光源装置は、光源を導光板等の光学部材の側面側に配置することから、直下型のものに比べて面光源装置をより薄型化できるという利点を有し、広く用いられている。
近年、背面側に、光を反射して出光面への入射角度を変化させる斜面を有するプリズム形状等が複数配列された導光板が広く用いられるようになってきている。このような導光板は、背面に拡散パターンが印刷された導光板等に比べて、光を拡散反射しないので、正面輝度を高くすることができる等の利点を有している(例えば、特許文献1,2参照)。
導光板や、これを備える面光源装置、透過型表示装置において、明るさの面内均一性が高いことは、常々求められることである。
請求項1の発明は、光が入射する入光面(13a)と、前記入光面に交差し光が出射する出光面(13c)と、前記出光面に対向する背面(13d)と、前記入光面に対向する対向面(13b)とを有し、前記入光面から入射した光を前記対向面側へ導光方向に導光しながら前記出光面から出射する導光板(13)と、前記導光板の前記入光面に対面する位置に設けられ、前記入光面へ光を投射する光源部(12)とを備える面光源装置(10)と、前記面光源装置によって背面側から照明される透過型表示部(11)と、前記透過型表示部よりも観察者側に配置され、前記透過型表示部の表示画面の周縁部を被覆する枠状のベゼル部(17)と、を備える透過型表示装置であって、前記導光板は、前記背面の前記導光方向において少なくとも一部に、背面側単位光学形状(131)が前記導光方向に複数配列され、前記背面側単位光学形状は、背面側に凸であり、その配列方向に平行であって前記導光板の厚み方向に平行な断面において、その断面形状が略四角形形状であり、入光面側に位置する第1斜面部(132)と、これに対向して他方側に位置して入射する光の少なくとも一部を全反射する第2斜面部(133)と、前記第1斜面部と前記第2斜面部との間に位置する頂面部(134)とを有し、前記背面側単位光学形状の配列ピッチをP1、前記導光方向における前記第2斜面部の寸法をWdとし、前記第2斜面部の寸法Wdが前記配列ピッチP1に対する比をWd/P1とするとき、前記比Wd/P1は、前記導光方向において変化しており、前記導光板において、前記透過型表示部の前記表示画面の法線方向から見て前記表示画面の周縁部であって前記ベゼル部に被覆され観察不可能な非有効画面部に相当する領域のうち、前記導光方向において前記入光面側に位置する入光面側非有効領域内(C1)において、最小値をとり、前記最小値は、0より大きく、前記最小値をとる前記背面側単位光学形状よりも前記入光面側の前記背面側単位光学形状の前記比Wd/P1は、前記最小値よりも大きく、前記最小値をとる前記背面側単位光学形状よりも前記対向面側の前記背面側単位光学形状の前記比Wd/P1は、前記対向面側に向かうにつれて大きくなっていること、を特徴とする透過型表示装置(1)である。
請求項2の発明は、請求項1に記載の透過型表示装置において、前記背面(13d)は、前記導光方向において、前記比Wd/P1が最小値となる前記背面側単位光学形状(131)から前記対向面側となる第2領域(13f)と、前記第2領域に隣接し、前記第2領域よりも前記入光面側に形成され、前記入光面側非有効領域(C1)内に位置する第1領域(13e)と、を有し、前記第1領域における前記比Wd/P1は、前記最小値よりも大きく、前記導光方向において、前記第1領域と前記第2領域との境界点(13g)は、前記入光面側非有効領域の最も前記対向面側の端部よりも、前記入光面側に位置すること、を特徴とする透過型表示装置(1)である。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の透過型表示装置において、前記背面(13d)は、前記導光方向において、前記比Wd/P1が最小値となる前記背面側単位光学形状(131)から前記対向面側となる第2領域(13f)と、前記第2領域に隣接し、前記第2領域よりも前記入光面側に形成され、前記入光面側非有効領域(C1)内に位置する第1領域(13e)と、を有し、前記第1領域における前記比Wd/P1は、一定であること、を特徴とする透過型表示装置(1)である。
請求項4の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の透過型表示装置において、前記背面(13d)は、前記導光方向において、前記比Wd/P1が最小値となる前記背面側単位光学形状(131)から前記対向面側となる第2領域(13f)と、前記第2領域に隣接し、前記第2領域よりも前記入光面側に形成され、前記入光面側非有効領域(C1)内に位置する第1領域(13e)と、前記入光面から前記第1領域の前記入光面側端部までの領域であって、前記背面側単位光学形状が形成されていない第3領域と、を有すること、を特徴とする透過型表示装置(1)である。
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の透過型表示装置において、前記背面側単位光学形状(231)は、少なくとも導光方向における一部において、前記頂面部(234)が、前記出光面(13c)に平行であって前記背面側への高さ(h)が異なる複数の面(234a〜234d)を有し、前記複数の面は、前記背面側単位光学形状の配列方向に沿って配列され、最も前記第1斜面部側に位置する面(234a)が最も前記背面側への高さが小さく、前記第2斜面部側へ向かうにつれて前記背面側への高さが大きくなる階段状であること、を特徴とする透過型表示装置(1)である。
請求項6の発明は、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の透過型表示装置において、前記背面側単位光学形状(131)は、柱状であり、前記導光方向に直交する方向を長手方向として、前記導光方向に配列されていること、を特徴とする透過型表示装置(1)である。
請求項7の発明は、請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の透過型表示装置において、前記面光源装置(10)は、さらに、前記導光板の前記出光面側に配置され、前記導光板から出射した光を、そのシート面の法線方向又は法線方向となす角度が小さくなる方向へ向ける偏向作用を有する偏向光学シート(15)と、前記導光板の前記背面側に配置され、前記導光板の前記背面から出射した光を前記導光板側に反射する反射部材(14)と、を備えること、を特徴とする過型表示装置(1)である。
本明細書中において、板、シート等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
本明細書中において、シート面(板面,フィルム面)とは、各シート(板,フィルム)において、そのシート(板,フィルム)全体として見たときにおける、シート(板,フィルム)の平面方向となる面を示すものであるとする。
図1は、本実施形態の透過型表示装置1を説明する図である。
本実施形態の透過型表示装置1は、LCDパネル11、面光源装置10等を備えている。透過型表示装置1は、LCDパネル11を背面側から面光源装置10で照明し、LCDパネル11に形成される映像情報を表示する。
なお、図1を含め以下の図中及び以下の説明において、理解を容易にするために、透過型表示装置1の使用状態において、透過型表示装置1の画面に平行であって互いに直交する2方向をX方向(X1−X2方向)、Y方向(Y1−Y2方向)とし、透過型表示装置1の画面に直交する方向をZ方向(Z1−Z2方向)とする。なお、Z方向においてZ1側が背面側であり、Z2側は観察者側である。
本実施形態の透過型表示装置1の画面は、LCDパネル11の最も観察者側の面(以下、表示面という)11aに相当し、透過型表示装置1の「正面方向」とは、この表示面11aの法線方向であり、Z方向に平行であり、後述するプリズムシート15のシート面への法線方向や導光板13の板面等への法線方向と一致するものとする。
本実施形態のLCDパネル1は、略平板状である。LCDパネル11の外形及び表示面11aは、Z方向から見て矩形形状であり、X方向に平行な対向する2辺と、Y方向に平行な対向する2辺とを有している。
透過型表示装置1は、LCDパネル11の観察者側(Z2側)には、LCDパネル11の周縁部を被覆する枠状のベゼル17や、LCDパネル11及び面光源装置10を内部に配置し、保持する箱状の不図示の筐体部を備えている。
この面光源装置10を構成する導光板13、反射シート14、プリズムシート15、光学シート16等は、正面方向(Z方向)から見て矩形形状であり、X方向に平行な対向する2辺と、Y方向に平行な対向する2辺とを有している。
光源部12は、点光源121がY方向に所定の間隔で複数配列されて形成されている。本実施形態の点光源121は、LED(Light Emitting Diode)光源を用いている。なお、光源部12は、例えば、冷陰極管等の線光源としてもよいし、Y方向に延在するライトガイドの端面に光源を配置した形態としてもよい。また、光源部12の発する光の利用効率を向上させる観点から、光源部12の外側を覆うように不図示の反射板を設けてもよい。
この導光板13は、光源部12が発する光を入光面13aから入射させ、出光面13cと背面13dとで全反射させながら、入光面13aに対向する対向面13b側(X2側)へ、主としてX方向に導光しながら、出光面13cからプリズムシート15側(Z2側)へ適宜出射させる。
以下、導光板13の各部について説明する。
出光側単位光学形状135は、図1及び図2(a)に示すように、出光側(LCDパネル11側、Z2側)に凸となる三角柱状であり、長手方向(稜線方向)をX方向とし、Y方向に複数配列されている。
出光側単位光学形状135は、図2(a)に示すように、その配列方向に平行であって導光板13の板面に直交する断面(YZ面)での断面形状が頂角をγとする二等辺三角形形状である。また、出光側単位光学形状135の配列ピッチは、P2であり、配列ピッチP2は、出光側単位光学形状135の配列方向の幅W2に等しい(P2=W2)形態となっている。
配列ピッチP2がこの範囲よりも小さいと、出光側単位光学形状135の製造が困難となり、設計通りの形状が得られなくなる。また、配列ピッチP2がこの範囲よりも大きいと、LCDパネル11の画素とのモアレが生じやすくなったり、面光源装置10等としての使用状態において、出光側単位光学形状135のピッチが認識されやすくなったりする。従って、配列ピッチP2は、上記範囲とすることが好ましい。
背面側単位光学形状131は、図2(b)に示すように、その配列方向に平行であって導光板13の板面に直交する方向における断面(XZ面)における断面形状が略台形形状である。背面側単位光学形状131は、入光面側(X1側)に位置する第1斜面部132と、対向面側(X2側)に位置し、入射する光の少なくとも一部を全反射する第2斜面部133と、第1斜面部132及び第2斜面部133との間に位置する頂面部134とを有している。
この背面側単位光学形状131の配列ピッチは、P1であり、配列ピッチP1は、背面側単位光学形状131の配列方向の幅W1に等しい(P1=W1)形態となっている。また、配列ピッチP1は、導光方向において一定である。
第1斜面部132は、入光面側端部よりも対向面側(頂面部側)端部が背面側となるように傾斜しており、導光板13内を導光する光は、入光面13aから対向面13bへ向けて(X1側からX2側へ)進むので、第1斜面部132には入射しにくい。
第2斜面部133は、導光板13内を導光する光の一部が入射し、かつ、その入射した光の少なくとも一部を全反射する。そして、第2斜面部133で全反射することにより、出光面13c(XY面に平行な面)に対する入射角度が小さくなる方向に、その光の進行方向が変化する。従って、光の導光効率及び取り出し効率の双方を向上させる観点から、角度αは、1°<α≦5°を満たすことが好ましい。
また、α>5°であると、導光方向(X方向)に進む光が、第2斜面部133で全反射したとき、全反射前後での出光面13c(XY面に平行な面)となす角度の変化量が大きくなり過ぎ、導光効率が低下する。また、導光板13からの出光方向のばらつきも大きくなるので、後述するプリズムシート15での正面方向への偏向作用が不十分となり、収束性が低下して、正面輝度が低下する。
以上のことから、角度αは、上記の範囲とすることが好ましい。
配列ピッチP1が、この範囲よりも小さいと、背面側単位光学形状131の製造が困難となり、設計通りの形状が得られなくなる。また、配列ピッチP1がこの範囲よりも大きいと、モアレが生じやすくなったり、面光源装置10等としての使用状態において、背面側単位光学形状131のピッチが認識されやすくなったりする。
従って、配列ピッチP1は、上記範囲とすることが好ましい。
図4は、本実施形態の第1領域13e,第2領域13fにおける背面側単位光学形状131を説明する図である。図4(a)は、第1領域13eにおける背面側単位光学形状131を示し、図4(b)は、第2領域13fの最も入光面側(第1領域13e側)に位置する背面側単位光学形状131を示し、図4(c)は、第2領域13fの最も対向面側に位置する背面側単位光学形状131を示している。
一般的に、透過型表示装置1は、図1に示すように、LCDパネル11の周縁部を保持する枠状のベゼル17を備えており、LCDパネル11の表示面11aの周縁部は、ベゼル17に被覆されている。そのため、LCDパネル11の表示面11aは、映像を視認可能な有効面部11bと、ベゼル17に被覆され、映像を視認できない非有効面部11cとを有している。
図3に示すように、導光板13は、導光方向において両端部に、表示面11aの非有効面部11cに対応する非有効領域C(入光面側非有効領域C1,対向面側有効領域C2)を有し、この非有効領域C(C1,C2)の内側に、表示面11aの有効面部11bに対応する有効領域Bを有している。
そして、導光板13は、背面13dの入光面側非有効領域C1内に位置する第1領域13eと、この第1領域13eの対向面側に隣接する第2領域13fとを有している。また、第1領域13eと第2領域13fとの境界となる点は、境界点13gである。
以下、各領域について説明する。
境界点13gは、図3に示すように、入光面側非有効領域C1内であって、導光方向において、入光面側非有効領域C1の対向面側端部よりも、入光面側に位置している。
しかし、第2斜面部133での1回の全反射で出光面13cから出射する光は僅かであり、数回から数十回の全反射を繰り返すことにより、出光面13cへの入射角度が臨界角未満となる。従って、入光面13aから入光した光が十分な光量で出光面13cから出射するまでには、導光方向において所定の寸法が必要となり、その部分は出光する光が少なく、輝度ムラの原因となる。
そのため、導光方向において、導光板13への入光直後のわずかな部分(本実施形態では、入光面13aから境界点13gまでの領域)において、上述のように比Wd/P1が大きい第1領域13eを設けることにより、十分な光量で出光面13cから出射するまでの導光方向の距離を低減し、光の面均一性を向上させることができる。
仮に、第1領域13eを、入光面側非有効領域C1の対向面側端部まで形成した場合、第1領域13eの第2斜面部133で全反射して出光面13cから出射する光量が大きくなりすぎ、透過型表示装置1において有効面部11bの入光面側端部やその近傍が非常に明るくなり、輝度ムラとして観察されるという問題がある。
これに対して、本実施形態のように、第1領域13eを、導光方向において、入光面側非有効領域C1の対向面側端部よりも入光面側に形成することにより、透過型表示装置1において有効面部11bの入光面側端部やその近傍において十分な明るさを確保しながら輝度ムラを抑制し、導光方向における明るさの均一性を向上させることができる。
この第2領域13fは、前述の図3に示すように、導光方向(X方向)において、境界点13gから対向面13bまでの領域となる。
一般的に、導光板13は、各種製法で成形された後に、所望の寸法に裁断されて形成される。従って、このような第3領域を設けることにより、裁断位置の僅かなずれによる第1領域13eの導光方向の寸法(第1領域13e内の比Wd/P1の大きな背面側単位光学形状131の数)のブレを低減し、所定の寸法で第1領域13eを設けることができる。
図5(a)に示すように、比Wd/P1は、第1領域13eでは大きく、第2領域13fの最も入光面側の背面側単位光学形状131で最小値をとり、そして、対向面側に向かうにつれて次第に大きくなっている。
この比Wd/P1が最小値となる点(即ち、第2領域13fにおいて最も入光面側に位置する背面側単位光学形状131)は、入光面側非有効領域C1内であって、入光面側非有効領域C1の対向面側端部よりも入光面側に位置している。
なお、第1領域13eの入光面側に、背面側単位光学形状131を有しない平面状の第3領域を形成する場合には、比Wd/P1は、図5(b)に示すように変化する形態となる。
また、図5では、第2領域13fにおける比Wd/P1の変化のグラフが直線状である例を示したが、これに限らず、曲線状としてもよい。また、第1領域13eについても、その比Wd/P1が変化する場合には、図5に示すグラフにおいて、直線状に変化してもよいし、曲線状に変化してもよい。
なお、これに限らず、押出成形等により成形したシート状の部材の両面に、紫外線成形法によって、背面側単位光学形状131及び出光側単位光学形状135を一体に形成して、導光板13としてもよい。
反射シート14は、光の利用効率等を高める観点等から、主として鏡面反射性(正反射性)を有するものが好ましい。反射シート14は、例えば、少なくとも反射面(導光板13側の面)が金属等の高い反射率を有する材料により形成されたシート状の部材、高い反射率を有する材料により形成された薄膜(例えば金属薄膜)を表面層として含んだシート状の部材等を用いることができる。なお、これに限らず、反射シート14は、例えば、主として拡散反射性を有し、反射率の高い白色の樹脂製のシート状部材等としてもよい。
プリズムシート15は、導光板13よりもLCDパネル11側(Z2側)に配置されている(図1参照)。プリズムシート15は、導光板13の出光面13cから出射した光の進行方向を、正面方向(Z方向)又は、Z方向となす角度が小さい方向へ偏向(集光)する作用を有する偏向光学シートである。
プリズムシート15は、プリズム基材層152と、プリズム基材層152の導光板13側(Z1側)に複数配列されて形成された単位プリズム151とを有している。
単位プリズム151は、導光板13側(Z1側)に凸となる三角柱形状であり、プリズム基材層152の背面側(Z1側)の面に、長手方向(稜線方向)をY方向とし、X方向に複数配列されている。即ち、単位プリズム151の配列方向は、透過型表示装置1の表示面の法線方向(Z方向)から見て、導光板13の背面側単位光学形状131の配列方向に平行であり、出光側単位光学形状135の配列方向と直交している。
単位プリズム151は、配列ピッチがP3、配列方向の幅がW3であり、配列方向において配列ピッチと配列方向のレンズ幅が等しい(P3=W3)形状となっている。
プリズムシート15は、導光板13から出射し、一方の面(例えば、面151a)から入射した光L1を他方の面(例えば、面151b)で全反射させることにより、その進行方向を正面方向(Z方向)又は正面方向に対してなす角度が小さくなる方向へ偏向(集光)する。
なお、これに限らず、例えば、プリズムシート15は、PC樹脂、MBS(メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体)樹脂、MS(メチルメタクリレート・スチレン共重合体)樹脂、PET樹脂、PS(ポリスチレン)樹脂等の熱可塑性樹脂を押し出し成形することにより形成してもよい。
光学シート16は、プリズムシート15のLCDパネル11側(Z2側)に設けられている。
光学シート16は、その透過軸が、LCDパネル11の入光側(Z1側)に位置する不図示の偏光板の透過軸と平行となるように配置することが、輝度向上や光の利用効率向上の観点から好ましい。
このような偏光選択反射シートである光学シート16としては、例えば、DBEFシリーズ(住友スリーエム株式会社製)を使用することができる。
例えば、光学シート16は、光を拡散する作用を有する光拡散シートとしてもよい。光学シート16として、このような光拡散シートを用いることにより、視野角を適度に広げたり、LCDパネル11の不図示の画素と単位プリズム151等とによって生じるモアレ等を低減したりする効果が得られる。
このような拡散作用を有する光学シート16としては、拡散材を含有する樹脂製のシート状の部材や、基材となる樹脂製のシート状の部材の少なくとも片面等に拡散材を含有するバインダをコートした部材や、基材となる樹脂製のシート状の部材の片面等にマイクロレンズアレイが形成されたマイクロレンズシート等を用いることができる。
また、拡散作用を有する光学シート16として、レンチキュラーレンズシート等の各種光学シート等を配置してもよい。
さらに、偏光選択反射性を有する光学シート16の背面側(Z1側)に、さらに、上述のような光拡散性を有するシート等を配置してもよい。
LCDパネル11の有効面部11b:147mm(X方向)×85mm(Y方向) 6.8インチ相当
ベゼル17:導光方向における幅5mm
光学シート16:偏光選択反射シート(DBEF−D3−260 住友スリーエム株式会社製)
プリズムシート15:
単位プリズム151:紫外線硬化型樹脂製、配列ピッチP3=34μm、角度ε=66°
プリズム基材層152:厚さ125μmのPET樹脂製のシート状の部材
導光板13:アクリル樹脂製、総厚約550μm、導光方向(X方向)の寸法152mm
出光側単位光学形状135:配列ピッチP2=50μm、頂角γ=120°
背面側単位光学形状131:配列ピッチP1=100μm、角度α=2°、角度β=15°
反射シート14:白色のPET樹脂製のシート状部材、厚さ150μm。
第3領域:導光方向において入光面13aから対向面側へ1mmの領域(導光方向における寸法1mm)。背面側単位光学形状131は形成されておらず、平面状。比Wd/P1=0。
第1領域13e:導光方向において入光面13aから1mm〜4mmまでの領域(導光方向における寸法3mm)、背面側単位光学形状131の比Wd/P1=0.50。
第2領域13f:導光方向において入光面13aから4mm〜152mm(対向面13b)までの領域(導光方向における寸法148mm)、第2領域13f内において最も入光面側(第1領域13e側)の背面側単位光学形状131で比Wd/P1=0.20、最も対向面側の背面側単位光学形状131で比Wd/P1=0.80。比Wd/P1は、対向面側へ向かうにつれて連続的に大きくなっている。
比較例の導光板では、最も入光面側の背面側単位光学形状131での比Wd/P1=0.20、最も対向面側の背面側単位光学形状131での比Wd/P1=0.80となっている。
なお、正面輝度の測定は、透過型表示装置1の表示面11aの有効面部11bにおいて、Y方向の中央を通り、X方向に平行に測定を行った。測定は3回行い、3回の測定で得られた値の平均値を正面輝度値として採用した。
そして、測定結果を基に、実施例及び比較例について、それぞれ最も高い輝度MAXに対する最も低い輝度MINの比率となる比MIN/MAXを求めた。この比MIN/MAXは、高い方が輝度の差が小さく、明るさの均一性が高いことを示す。
図7に示すように、比較例の導光板を備える透過型表示装置では、有効面部11bの最も入光面側端部では、他の部分に比べて暗く、導光方向における明るさの均一性が低い。また、比較例の導光板を備える透過型表示装置では、比MIN/MAX=69%であった。
これに対して、実施例の導光板を備える透過型表示装置では、有効面部11bの最も入光面側端部でも十分な明るさを有しており、比較例に比べて、導光方向における明るさの均一性が高い。また、実施例の導光板を備える透過型表示装置では、比MIN/MAX=84%であり、こちらも、比較例に比べて大幅に上昇していた。
また、本実施形態によれば、第1領域13eは、入光面側非有効領域C1内に位置し、かつ、第1領域13eと第2領域13fとの境界点13gは、入光面側非有効領域C1と有効領域Bとの境界よりも外側(入光面側)に位置しているので、導光方向において有効面部11bの最も入光面側端部が明るくなりすぎで輝度ムラとなることもない。
図8は、本実施形態の導光板23の第2領域13fの背面側単位光学形状231を説明する図である。
第2実施形態の導光板23は、第2領域13fの背面側単位光学形状231の頂面部234が、複数の面からなる階段状となっている点が、前述の第1実施形態とは異なる以外は、前述の第1実施形態と同様の形態である。従って、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第2実施形態の導光板23は、前述の第1実施形態の導光板13と同様に、面光源装置10及び透過型表示装置1に用いられる。
頂面部234は、背面側(Z1側)への高さhの異なる複数の面を有している。ここで、背面側(Z1側)への高さhとは、背面側単位光学形状231間の谷底に位置する点vを通り、導光板13の板面に平行な面(出光面13cに平行な面)から、背面側(Z1側)への寸法であるものとする。
面234a〜234dのうち、最も第1斜面部132側(入光面側、X1側)に位置する面234aの背面側への高さhが最も小さく、第2斜面部133側(対向面側、X2側)に向かうにつれて、次第に背面側への高さhが大きくなり、最も第2斜面部133側に位置する面234dの背面側への高さhが最も大きくなっている。そして、頂面部234は、これらの面234a〜234dを有することにより、配列方向に沿って階段状となっている。各面間の背面側への高さhの差は、一定であってもよいし、異なっていてもよい。
なお、本実施形態では、面234a〜234dは、その配列方向における幅が等しい例を挙げて説明するが、配列方向における幅は、異なっていてもよい。
従って、第2領域13fにおいて、対向面側(X2側)に向かうにつれて、頂面部234を形成する面の数を少なくすることにより、比Wd/P1を大きくしている。
なお、これに限らず、頂面部234を形成する面の数を一定とし、各面の幅を調整することにより、比Wd/P1を調整する形態としてもよい。
しかし、本実施形態によれば、上述のような頂面部234を備える導光板23とすることにより、最も背面側(Z1)側への高さが高い面234dのみで反射シート14と接触するので、反射シート14との接触面積を小さくでき、反射シート14との光学密着による影響を大幅に低減することができる。
従って、本実施形態によれば、導光板23と反射シート14との光学密着による影響を抑制でき、頂面部234に入射した光は、全反射することができ、光学設計外の方向へ進む光が殆ど生じない。よって、導光方向において明るさの均一性が高い良好な導光板23、面光源装置10、透過型表示装置1とすることができる。
なお、上述の説明では、第2領域13fの背面側単位光学形状231を例に挙げて説明したが、これに限らず、第1領域13eの背面側単位光学形状についても、その頂面部が上述のような複数の面からなる頂面部としてもよい。
以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
(1)背面側単位光学形状131,231は、第1領域13e及び第2領域13fにおいて、導光方向に配列され、導光方向及び導光板13の板面に直交する方向における断面形状が前述の形態であれば、板面内において導光方向に直交する方向(Y方向)に不連続な島状に形成されていてもよい。
例えば、背面側単位光学形状131,231は、背面側に凸となる略四角台形状であり、導光方向及びこれに直交する方向(X方向及びY方向)に配列される形態としてもよい。
この場合、第2入光面13b側にも、第1領域13eや第3領域を設ける。背面側単位光学形状131は、その配列方向において、入光面13aから導光板13の中心点までは、上述の実施形態の形状であり、その中心点から対向面13bまでは、上述の実施形態のX方向を逆転した形態となる。そして、中心点から第2領域13fの第2入光面13b側端部までは、比Wb/W1がX2側に向かうにつれて次第に小さく(比Wa/W1は次第に大きくなる)なり、第2入光面13b側の第1領域13eで比Wb/W1が大きくなり、第3領域には背面側単位光学形状131が形成されない形態等とすることが好ましい。このとき、導光板13の背面13dは、XZ面に平行な断面において、導光方向の中心を通りZ方向に平行な直線を軸として対称な形状となる。
使用環境や所望の光学性能に合わせて、面光源装置10として導光板13と組み合わせて用いる各種光学シート等は、適宜選択して用いることができる。
10 面光源装置
11 LCDパネル
12 光源部
13 導光板
131 背面側単位光学形状
132 第1斜面部
133 第2斜面部
134 頂面部
13e 第1領域
13f 第2領域
14 反射シート
15 プリズムシート
16 光学シート
17 ベゼル
Claims (7)
- 光が入射する入光面と、前記入光面に交差し光が出射する出光面と、前記出光面に対向する背面と、前記入光面に対向する対向面とを有し、前記入光面から入射した光を前記対向面側へ導光方向に導光しながら前記出光面から出射する導光板と、前記導光板の前記入光面に対面する位置に設けられ、前記入光面へ光を投射する光源部とを備える面光源装置と、
前記面光源装置によって背面側から照明される透過型表示部と、
前記透過型表示部よりも観察者側に配置され、前記透過型表示部の表示画面の周縁部を被覆する枠状のベゼル部と、
を備える透過型表示装置であって、
前記導光板は、
前記背面の前記導光方向において少なくとも一部に、背面側単位光学形状が前記導光方向に複数配列され、
前記背面側単位光学形状は、背面側に凸であり、その配列方向に平行であって前記導光板の厚み方向に平行な断面において、その断面形状が略四角形形状であり、入光面側に位置する第1斜面部と、これに対向して他方側に位置して入射する光の少なくとも一部を全反射する第2斜面部と、前記第1斜面部と前記第2斜面部との間に位置する頂面部とを有し、
前記背面側単位光学形状の配列ピッチをP1、前記導光方向における前記第2斜面部の寸法をWdとし、前記第2斜面部の寸法Wdが前記配列ピッチP1に対する比をWd/P1とするとき、
前記比Wd/P1は、前記導光方向において変化しており、前記導光板において、前記透過型表示部の前記表示画面の法線方向から見て前記表示画面の周縁部であって前記ベゼル部に被覆され観察不可能な非有効画面部に相当する領域のうち、前記導光方向において前記入光面側に位置する入光面側非有効領域内において、最小値をとり、
前記最小値は、0より大きく、
前記最小値をとる前記背面側単位光学形状よりも前記入光面側の前記背面側単位光学形状の前記比Wd/P1は、前記最小値よりも大きく、
前記最小値をとる前記背面側単位光学形状よりも前記対向面側の前記背面側単位光学形状の前記比Wd/P1は、前記対向面側に向かうにつれて大きくなっていること、
を特徴とする透過型表示装置。 - 請求項1に記載の透過型表示装置において、
前記背面は、前記導光方向において、
前記比Wd/P1が最小値となる前記背面側単位光学形状から前記対向面側となる第2領域と、
前記第2領域に隣接し、前記第2領域よりも前記入光面側に形成され、前記入光面側非有効領域内に位置する第1領域と、
を有し、
前記第1領域における前記比Wd/P1は、前記最小値よりも大きく、
前記導光方向において、前記第1領域と前記第2領域との境界点は、前記入光面側非有効領域の最も前記対向面側の端部よりも、前記入光面側に位置すること、
を特徴とする透過型表示装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の透過型表示装置において、
前記背面は、前記導光方向において、
前記比Wd/P1が最小値となる前記背面側単位光学形状から前記対向面側となる第2領域と、
前記第2領域に隣接し、前記第2領域よりも前記入光面側に形成され、前記入光面側非有効領域内に位置する第1領域と、
を有し、
前記第1領域における前記比Wd/P1は、一定であること、
を特徴とする透過型表示装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の透過型表示装置において、
前記背面は、前記導光方向において、
前記比Wd/P1が最小値となる前記背面側単位光学形状から前記対向面側となる第2領域と、
前記第2領域に隣接し、前記第2領域よりも前記入光面側に形成され、前記入光面側非有効領域内に位置する第1領域と、
前記入光面から前記第1領域の前記入光面側端部までの領域であって、前記背面側単位光学形状が形成されていない第3領域と、
を有すること、
を特徴とする透過型表示装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の透過型表示装置において、
前記背面側単位光学形状は、少なくとも導光方向における一部において、前記頂面部が、前記出光面に平行であって前記背面側への高さが異なる複数の面を有し、
前記複数の面は、前記背面側単位光学形状の配列方向に沿って配列され、最も前記第1斜面部側に位置する面が最も前記背面側への高さが小さく、前記第2斜面部側へ向かうにつれて前記背面側への高さが大きくなる階段状であること、
を特徴とする透過型表示装置。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の透過型表示装置において、
前記背面側単位光学形状は、柱状であり、前記導光方向に直交する方向を長手方向として、前記導光方向に配列されていること、
を特徴とする透過型表示装置。 - 請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の透過型表示装置において、
前記面光源装置は、さらに、
前記導光板の前記出光面側に配置され、前記導光板から出射した光を、そのシート面の法線方向又は法線方向となす角度が小さくなる方向へ向ける偏向作用を有する偏向光学シートと、
前記導光板の前記背面側に配置され、前記導光板の前記背面から出射した光を前記導光板側に反射する反射部材と、
を備えること、
を特徴とする透過型表示装置。
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