JP6830787B2 - 照明装置及び表示装置 - Google Patents
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Description
光源からの光は、側面から導光板に入射し、導光板内を伝播し、導光板の一方の主面に相当する出射面から出射する。導光板の端面に複数の光源を並設することで所望の輝度の出射光を得ることもできる。
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。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて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。各図において、連続して配置される同一又は類似の要素については符号を省略することがある。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を省略することがある。
まず、第1実施形態に係る照明装置及び表示装置を図1〜図7を参照して説明する。
図1は、各実施形態及び比較例に係る表示装置1の概略的な構成を示す斜視図である。表示装置1は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話端末、パーソナルコンピュータ、テレビ受像装置、車載装置、ゲーム機器、ウェアラブル端末等の種々の装置に用いることができる。
まず、第1実施形態に係る照明装置3に関して説明する。図2〜図5に示すように、照明装置3は、平板状の導光板10と、5個の第1光源LS1−1〜LS1−5と、4個の第2光源LS2−1〜LS2−4と、を備えている。
図4において、複数の第1プリズム17は、それぞれ第1領域R1の第1面11に凸部として配置されている。複数の第1プリズム17は、例えば、XZ平面に沿う断面が互いに相似の三角形状であり、それぞれ第2方向Yに延びている。複数の第1プリズム17は、例えば第1方向Xにおいて間隔を置いて配列している。複数の第1プリズム17は、第1領域R1において第1A方向X1に形成密度が高くなっている。複数の第1プリズム17は、第1A方向X1に向けてXZ平面に沿う断面積が大きくなっている。
導光板10は、例えば、光透過性を有する樹脂で形成されている。第1光源LS1及び第2光源LS2が偏光する光を放つ場合、導光板10は、その内部を通過する光の偏光方向を維持する観点から、低複屈折性を有することが望ましい。このような導光板10は、例えば正の複屈折物質と負の複屈折物質との混合体または共重合体で形成されており、例えば固有複屈折率が絶対値で3×10−3以下の樹脂で形成されている。
表示パネルの第1基板SUB1及び第2基板SUB2は、光透過性を有するガラス基板で形成されている。第1基板SUB1及び第2基板SUB2は、シール材SEによって貼り合わされている。シール材SEは、表示領域DAを囲む環状に形成されている。第1基板SUB1及び第2基板SUB2及びシール材SEによって囲まれた空間に液晶層LCが封入されている。第1偏光板PL1は、第1基板SUB1の導光板10と対向する面に設けられている。第2偏光板PL2は、第2基板SUB2の第1基板SUB1と対向する面の反対面に設けられている。
第1光源LS1が放つ光は、例えば、第1方向Xと平行である光軸AX1において最も放射強度が強い直線偏光である。第1光源LS1が放つ光は、例えば、白色レーザ光である。第1光源LS1からの光は、第1側面13を透過して第1領域R1に照射される。第1領域R1に照射された光は、第2面12及び第1面11の第1プリズム17の配置された部分を除く領域において全反射条件を満たす場合、全反射され第1A方向X1に伝搬する。第1領域R1を伝搬する光が第1プリズム17に到達すると、この光の少なくとも一部は、第1プリズム17の第2斜面17bにおいて全反射条件を満たさず、第1面11から出射する。第1領域R1を伝搬する光は、第2面12からも出射し得るが、このような光は反射部材6で鏡面反射され、第1領域R1内に戻される。
第2光源LS2からの光に関しても、第1光源LS1からの光と同様の光路を経て表示パネル2に照射される。
図3に示すように、第1光源LS1が放つ光は、例えば、第1方向Xと平行である光軸AX1において最も放射強度が強く、第2方向Yにおいて広がり角θy1で広がっている。同様に、XY平面において第2光源LS2が放つ光は、例えば、第1方向Xと平行である光軸AX2において最も放射強度が強く、第2方向Yにおいて広がり角θy2で広がっている。広がり角θy1及び広がり角θy2は、例えば同一の角度である。図3では、放射強度が半値となる光の光路をそれぞれ点線で示している。
なお、第1実施形態においては、第1領域R1及び第2領域R2が第2方向Yにおいて交互に配列している例を示したが、第1領域R1及び第2領域R2は少なくとも1組が隣接していればよい。また、第1領域及び第2領域の平面形状が矩形帯状である例を示したが、この形状は単なる例示であり、適宜変更されてよい。
(第2実施形態)
第2実施形態について説明する。ここでは、第1実施形態との相違点に着目し、第1実施形態と同一の構成については説明を省略する。
図8は、第2実施形態に係る照明装置3の概略的な構成を示す正面図である。図9は図8のF9−F9線での断面図を示し、図10は図8のF10−F10線での断面図を示す。第2実施形態は、複数の第1プリズム27及び複数の第2プリズム28の形成パターンが図3〜図5に示した照明装置3と相違している。
第3実施形態について説明する。ここでは、第1実施形態との相違点に着目し、第1実施形態と同一の構成については説明を省略する。
図11は、第3実施形態に係る照明装置3の概略的な構成を示す正面図である。図12は図11のF12−F12線での断面図を示し、図13は図11のF13−F13線での断面図を示す。第3実施形態は、複数の第1プリズム37及び複数の第2プリズム38の形成パターンが図3〜図5に示した照明装置3とは相違している。
各第1プリズム37と各第2プリズム38とは、第2方向Yにおいて互いに隣接している。複数の第1プリズム37の頂線37c及び複数の第2プリズム38の頂線38cは、例えば第1方向Xにおいて一致し、第2方向Yにおいて直線状に並んでいる。
第4実施形態について説明する。ここでは、第3実施形態との相違点に着目し、第3実施形態と同一の構成については説明を省略する。
図15は、第4実施形態に係る照明装置3の概略的な構成を示す正面図である。第4実施形態は、第1プリズム47及び第2プリズム48の形状が図11〜図13に示す照明装置3とは相違している。
同様に、第1プリズム47及び第2プリズム48が、第2方向Yに連続的に形成される凸部である場合、導光板を注型するための金型を同様に切削することにより、容易に第1プリズム及び第2プリズムに対応する金型を作製することができる。
第5実施形態について説明する。ここでは、第1実施形態との相違点に着目し、第1実施形態と同一の構成については説明を省略する。
図17は、第5実施形態に係る照明装置3の概略的な構成を示す正面図である。図18は図17のF18−F18線での断面図を示し、図19は図17のF19−F19線での断面図を示す。本実施形態に係る照明装置3は、導光板50を備えている。導光板50は、第1領域R1に設けられた複数の第1プリズム57と、第2領域R2に設けられた複数の第2プリズム58とを備えている。本実施形態では、複数の第1プリズム57が第1領域R1の第1面11に配置され、複数の第2プリズム58が第2領域R2の第2面12に配置されている点で、図3〜図5に示す照明装置とは相違している。
第6実施形態について説明する。ここでは、第1実施形態との相違点に着目し、第1実施形態と同一の構成については説明を省略する。
図20は、第6実施形態に係る照明装置3の概略的な構成を示す正面図である。導光板60は、第1領域R1及び第2領域R2の平面形状が、図11〜図13に示す導光板10と相違している。
第7実施形態について説明する。ここでは、第1実施形態との相違点に着目し、第1実施形態と同一の構成については説明を省略する。
図21は、第7実施形態に係る照明装置3の概略的な構成を示す正面図である。図22は、図21のF22−F22線における断面図を示す。本実施形態に係る照明装置3は、導光板70を備えている。導光板70は、第1領域R1及び第2領域R2がそれぞれ異なる導光部材71及び72に配置されている点で、図3〜図5に示す導光板10と相違している。
第8実施形態について説明する。第1実施形態にて開示した導光板10は、第1領域R1の第1側面13の第1光源LS1と対向する部分、及び、第2領域R2の第2側面14の第2光源LS2と対向する部分に凹状又は凸状の光拡散構造を有していてもよい。他の実施形態にて開示した導光板20,30,40,50,60,70についても同様の構成を適用できる。
また、各実施形態では、第1光源LS1及び第2光源LS2がレーザ光源である場合を例示した。しかしながら、第1光源LS1及び第2光源LS2は、レーザ光よりも波長域が広い光を放つ発光ダイオードなどであってもよい。このような場合でも、導光板の出射光の輝度を均一化することができる。
また、第1光源LS1及び第2光源LS2が放つ光は、蛍光体を励起する紫外光などの励起光であってもよい。この場合には、例えば表示パネル2に蛍光層を設け、この蛍光層が励起光により励起して可視光を放つ構成を採用できる。
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変形例に想到し得るものであり、それら変形例についても本発明の範囲に属するものと解される。例えば、上述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
また、各実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について、本明細書の記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1] 第1面、前記第1面に対向する第2面、前記第1面及び前記第2面を接続する第1側面、及び前記第1面及び前記第2面を接続し前記第1側面に対向する第2側面を有する導光板と、
前記第1側面に対向する第1光源と、
前記第2側面に対向する第2光源と、
を備え、
前記導光板は、第1方向に延在するとともに前記第1面又は前記第2面に複数の第1プリズムが配置された第1領域と、前記第1方向に延在するとともに前記第1面又は前記第2面に複数の第2プリズムが配置された第2領域と、を有し、
前記第1領域及び前記第2領域は、前記第1方向と交差する第2方向に並び、
前記第1光源は、前記第1側面から前記第1領域に光を照射し、
前記第2光源は、前記第2側面から前記第2領域に光を照射し、
前記複数の第1プリズム及び前記複数の第2プリズムの形成パターンは、互いに異なる、
照明装置。
[2] 前記複数の第1プリズム及び前記複数の第2プリズムは、それぞれ前記第1方向に沿って配列し、前記第2方向に沿って延在する、
[1]に記載の照明装置。
[3] 前記第1プリズムは、前記第1側面の側を向く第1斜面と、前記第2側面の側を向く第2斜面とを備え、
前記第2プリズムは、前記第2側面の側を向く第3斜面と、前記第1側面の側を向く第4斜面とを備え、
前記第1プリズム及び前記第2プリズムは、前記第2方向に隣接しており、
前記第1斜面及び前記第4斜面は連続した曲面であり、前記第2斜面及び前記第3斜面は連続した曲面である、
[2]に記載の照明装置。
[4] 前記第1光源は、前記第1方向の一方側である第1A方向に光を照射し、
前記第1光源は、前記第1方向の他方側である第1B方向に光を照射し、
前記第1プリズムは、前記第1A方向に形成密度が高くなっており、
前記第2プリズムは、前記第1B方向に形成密度が高くなっている、
[1]から[3]のいずれか1つに記載の照明装置。
[5] 前記第1光源は、前記第1方向の一方側である第1A方向に光を照射し、
前記第1光源は、前記第1方向の他方側である第1B方向に光を照射し、
前記第1領域の少なくとも一部は、平面視において、前記第1A方向に向けて前記第2方向における幅が大きくなる形状であり、
前記第2領域の少なくとも一部は、平面視において、前記第1B方向に向けて前記第2方向における幅が大きくなる形状である、
[1]から[4]のいずれか1つに記載の照明装置。
[6] 前記第1領域の少なくとも一部は、平面視において、前記第1光源が放つ光の広がり角に対応する形状であり、
前記第2領域の少なくとも一部は、平面視において、前記第2光源が放つ光の広がり角に対応する形状である、
[5]に記載の照明装置。
[7] 前記導光板は、前記第1側面の前記第1光源と対向する部分、及び、前記第2側面の前記第2光源と対向する部分に、凹状又は凸状の光拡散構造を有する、
[1]から[6]のいずれか1つに記載の照明装置。
[8] 前記導光板は、第1導光部材と、第2導光部材と、前記第1導光部材及び前記第2導光部材を接着する接着剤と、を含み、
前記第1導光部材は、前記複数の第1プリズムを有する前記第1領域であり、前記第2導光部材は前記複数の第2プリズムを有する前記第2領域である、
[1]から[7]のいずれか1つに記載の照明装置。
[9] 前記複数の第1プリズムが前記第1面及び前記第2面の一方の面に配置され、前記複数の第2プリズムがその他方の面に配置される、
[1]から[8]のいずれか1つに記載の照明装置。
[10] 前記導光板は、複数の前記第1領域及び複数の前記第2領域を備え、
前記第1領域及び前記第2領域は、前記第2方向において交互に配置され、それぞれ前記第1光源又は前記第2光源と対向している、
[1]から[9]のいずれか1つに記載の照明装置。
[11] 前記第1光源及び前記第2光源は、偏光した光を出射するレーザ光源である、
[1]から[10]のいずれか1つに記載の照明装置。
[12] 光を選択的に透過して画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルに光を照射する[1]から[11]のいずれか1つに記載の照明装置と、備える表示装置。
Claims (10)
- 第1面、前記第1面に対向する第2面、前記第1面及び前記第2面を接続する第1側面、及び前記第1面及び前記第2面を接続し前記第1側面に対向する第2側面を有する導光板と、
前記第1側面に対向する第1光源と、
前記第2側面に対向する第2光源と、
を備え、
前記導光板は、第1方向に延在するとともに前記第1面又は前記第2面に複数の第1プリズムが配置された第1領域と、前記第1方向に延在するとともに前記第1面又は前記第2面に複数の第2プリズムが配置された第2領域と、を有し、
前記第1領域及び前記第2領域は、前記第1方向と交差する第2方向に並び、
前記第1光源は、前記第1側面から前記第1領域に光を照射し、
前記第2光源は、前記第2側面から前記第2領域に光を照射し、
前記複数の第1プリズム及び前記複数の第2プリズムの形成パターンは、互いに異なり、
前記複数の第1プリズムが前記第1面及び前記第2面の一方の面に配置され、前記複数の第2プリズムがその他方の面に配置され、
前記第1光源から照射された光は、前記複数の第1プリズムによって屈曲されて前記第1面から出射し、
前記第2光源から照射された光は、前記複数の第2プリズムによって屈曲されて前記第1面から出射する、
照明装置。 - 前記複数の第1プリズム及び前記複数の第2プリズムは、それぞれ前記第1方向に沿って配列し、前記第2方向に沿って延在する、
請求項1に記載の照明装置。 - 前記第1光源は、前記第1方向の一方側である第1A方向に光を照射し、
前記第2光源は、前記第1方向の他方側である第1B方向に光を照射し、
前記第1プリズムは、前記第1A方向に形成密度が高くなっており、
前記第2プリズムは、前記第1B方向に形成密度が高くなっている、
請求項1又は2に記載の照明装置。 - 前記第1光源は、前記第1方向の一方側である第1A方向に光を照射し、
前記第2光源は、前記第1方向の他方側である第1B方向に光を照射し、
前記第1領域の少なくとも一部は、平面視において、前記第1A方向に向けて前記第2方向における幅が大きくなる形状であり、
前記第2領域の少なくとも一部は、平面視において、前記第1B方向に向けて前記第2方向における幅が大きくなる形状である、
請求項1から3のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記第1領域の少なくとも一部は、平面視において、前記第1光源が放つ光の広がり角に対応する形状であり、
前記第2領域の少なくとも一部は、平面視において、前記第2光源が放つ光の広がり角に対応する形状である、
請求項4に記載の照明装置。 - 前記導光板は、前記第1側面の前記第1光源と対向する部分、及び、前記第2側面の前記第2光源と対向する部分に、凹状又は凸状の光拡散構造を有する、
請求項1から5のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記導光板は、第1導光部材と、第2導光部材と、前記第1導光部材及び前記第2導光部材を接着する接着剤と、を含み、
前記第1導光部材は、前記複数の第1プリズムを有する前記第1領域であり、前記第2導光部材は前記複数の第2プリズムを有する前記第2領域である、
請求項1から6のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記導光板は、複数の前記第1領域及び複数の前記第2領域を備え、
前記第1領域及び前記第2領域は、前記第2方向において交互に配置され、それぞれ前記第1光源又は前記第2光源と対向している、
請求項1から7のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記第1光源及び前記第2光源は、偏光した光を出射するレーザ光源である、
請求項1から8のいずれか1項に記載の照明装置。 - 光を選択的に透過して画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルに光を照射する請求項1から9のいずれか1項に記載の照明装置と、備える表示装置。
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