WO2012060266A1 - 調光素子、表示装置および照明装置 - Google Patents

調光素子、表示装置および照明装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2012060266A1
WO2012060266A1 PCT/JP2011/074743 JP2011074743W WO2012060266A1 WO 2012060266 A1 WO2012060266 A1 WO 2012060266A1 JP 2011074743 W JP2011074743 W JP 2011074743W WO 2012060266 A1 WO2012060266 A1 WO 2012060266A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
refractive index
light extraction
prism structure
light guide
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/074743
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
昇平 勝田
豪 鎌田
柴田　諭
Original Assignee
シャープ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Publication of WO2012060266A1 publication Critical patent/WO2012060266A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0058—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide
    • G02B6/0061—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide to provide homogeneous light output intensity
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133615—Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side

Definitions

  • the present invention relates to a light control element, a display device, and a lighting device.
  • a transmissive liquid crystal display device that performs display using light emitted from a lighting device.
  • This type of liquid crystal display device has a liquid crystal panel and an illumination device arranged on the back side of the liquid crystal panel.
  • a conventional lighting device includes a light source such as a light emitting diode (hereinafter abbreviated as LED) and a light guide plate, and propagates light emitted from the light source inside the light guide plate, and from the entire surface of the light guide plate. It was common to inject uniformly.
  • the illumination device provided on the back side of the display panel as described above may be referred to as a backlight.
  • an illuminating device that selectively emits light from a specific region within the surface of the light guide plate.
  • a liquid crystal display device equipped with this type of lighting device for example, if there is a region where black is locally displayed on the liquid crystal panel, light is not emitted from the lighting device in the black display region, and other colors are displayed. Whether to emit light from the illumination device is controlled for each region, such as emitting light from the illumination device in the area to be performed.
  • this type of control is performed by the lighting device, a phenomenon in which a portion that should become black appears to be whitish, that is, a so-called black floating phenomenon is suppressed, and display contrast can be improved.
  • the contrast range that can be expressed can be expanded by dimming the illumination device according to the image displayed on the liquid crystal panel, and a powerful image can be created.
  • a display device having a configuration in which a light control panel having a light control layer such as a polymer-dispersed liquid crystal is adhered to the lower surface of a light guide plate that guides illumination light from a light source. It is disclosed (see Patent Document 1 below).
  • the light control panel provided in this display device has a configuration in which a polymer dispersed liquid crystal is sandwiched between a translucent glass substrate having a transparent electrode formed on the entire surface and another substrate having a grid electrode. Have.
  • a display device in which a light control layer made of liquid crystal with hybrid alignment is disposed on the lower surface of a light guide plate (see Patent Document 2 below).
  • the light control mechanism of the display device described in Patent Document 1 is a combination of a light guide plate and a polymer-dispersed liquid crystal, and the light guide plate depends on whether the polymer-dispersed liquid crystal is in a scattering state or a transparent state. Controls the amount of light extracted from the.
  • the role of the light guide plate is to propagate the light incident from the end face to the opposite end face while totally reflecting the light, and the polymer dispersed liquid crystal plays the role of taking out the light from one side of the light guide plate to the outside.
  • this type of light control mechanism has a limit in the amount of light that can be extracted to the outside, and it is difficult to realize a bright illumination device.
  • the amount of light that can be extracted from the light guide plate depends greatly on the performance of the polymer-dispersed liquid crystal. That is, if the scattering power of the polymer-dispersed liquid crystal is low, the amount of light that can be taken out from the light guide plate when the polymer-dispersed liquid crystal is in a scattering state is reduced. On the other hand, if even a small amount of scattering occurs when the polymer-dispersed liquid crystal is in a transparent state, light leaks from a portion where light should not be extracted, and the contrast is lowered. In order not to cause such a phenomenon, a polymer-dispersed liquid crystal having sufficiently high contrast and scattering characteristics is required. However, such polymer-dispersed liquid crystals are difficult to obtain and expensive. In addition, liquid crystal is also used in the light control mechanism of the liquid crystal display device described in Patent Document 2, and a decrease similar to the above may occur.
  • an object is to provide a light control device that can obtain a sufficient amount of light by efficiently extracting light from a light source from a light guide, has a simple structure and is inexpensive. It is another object of the present invention to provide a display device that can display brightly and with high contrast by using the dimmer element. It is another object of the present invention to provide an illumination device that can obtain sufficient brightness by using the dimming element.
  • a light control device includes a lighting unit configured to control an amount of emitted light, light emitted from the lighting unit, and the light A light guide configured to propagate the light while totally reflecting the light inside, the light guide having a plurality of light extraction regions for extracting the light to the outside while the light is propagated, and the light guide A prism structure that is provided in the light extraction region of the body and reflects the light emitted from the light guide to the outside and reflects the light to the outside space, and at least two of the plurality of light extraction regions
  • the light extraction areas have different incident angle ranges in which the light can be extracted to the outside, and the light guide transmits the light emitted from the illumination unit inside the light guide inside the light guide. Configured to propagate at multiple different propagation angles That.
  • a low refractive index body having a refractive index lower than the refractive index of the light guide is provided in at least one light extraction region of the plurality of light extraction regions. Also good.
  • the prism structure has an inclined surface that reflects the light emitted from the low refractive index body, and an angle formed between the bottom surface of the prism structure and the inclined surface is It may be larger than 90 degrees.
  • an angle formed between the bottom surface of the prism structure and the inclined surface is ⁇ , an interface between the light guide and the external space, and an optical axis of light incident on the interface.
  • the angle between the optical axis of the light after being reflected by the inclined surface of the prism structure and the interface is ⁇
  • the refractive index of the light guide is n 1
  • the refractive index of the prism structure when was the n 3 may be satisfied.
  • the prism structure may be composed of a plurality of prism structures that are spaced apart from each other in the light extraction region.
  • the interval between the plurality of prism structures in one light extraction region is sequentially reduced along the propagation direction of light incident on the plurality of light extraction regions
  • the plurality of prism structures are arranged so that the intervals between the plurality of prism structures in each of the light extraction regions are sequentially reduced along the propagation direction of light incident on the plurality of light extraction regions. May be.
  • a gap between the plurality of prism structures is filled with a material having a refractive index smaller than a refractive index of the prism structures, and a mirror is provided on the inclined surface. Also good.
  • the prism structure is provided in at least one light extraction region among at least two light extraction regions having different incident angle ranges in which the light can be extracted to the outside.
  • a light scatterer that scatters light emitted from the low refractive index body may be provided on the light exit side of the low refractive index body in at least one light extraction region.
  • the prism structure has two prisms facing each other along a light propagation direction inside the light guide and reflecting light emitted from the low refractive index body.
  • the illumination units may be provided on two end surfaces having inclined surfaces and facing each other along the light propagation direction of the light guide.
  • the display device includes the light control element according to one embodiment of the present invention and a display element that performs display using light emitted from the light control element.
  • the lighting device includes the light control element according to one embodiment of the present invention.
  • a light control device that can obtain a sufficient amount of light by efficiently taking out light from a light source from a light guide, has a simple structure, and is inexpensive.
  • a display device capable of displaying bright and high contrast can be realized.
  • an illumination device that can obtain sufficient brightness.
  • FIG. 18B is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 18A.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a liquid crystal display device and a backlight according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the backlight according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the prism structure of the backlight according to the present embodiment.
  • 4A to 4C are views for explaining the principle of light emission from each light extraction area in the backlight of the present embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the prism structure.
  • the scale of the size may be varied depending on the component.
  • the liquid crystal display device 1 (display device) of the present embodiment includes a liquid crystal panel 2 (display element), a backlight 3 (light control element) disposed on the back side of the liquid crystal panel 2, have.
  • the liquid crystal panel 2 is a transmissive liquid crystal panel that performs display using light emitted from the backlight 3. The user views the display from the opposite side of the backlight 3, that is, from the upper side of the liquid crystal panel 2 in FIG.
  • the configuration of the liquid crystal panel 2 is not particularly limited, and may be an active matrix type liquid crystal panel provided with a switching thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT) for each pixel.
  • TFT switching thin film transistor
  • a simple matrix type liquid crystal panel that does not include a TFT may be used.
  • the liquid crystal panel is not limited to a transmissive liquid crystal panel, and may be a transflective liquid crystal panel.
  • the display mode is not particularly limited, and various display modes such as VA (Vertical Alignment) mode, TN (Twisted Nematic) mode, STN (Super Twisted Nematic) mode, IPS (In-Plane Switching) mode, etc.
  • VA Very Alignment
  • TN Transmission Nematic
  • STN Super Twisted Nematic
  • IPS Intelligent Switching
  • the backlight 3 of the present embodiment does not emit light uniformly from the entire surface of the light guide, which will be described later, but emits light for each light extraction region in which the entire surface is divided into a plurality (9 in this embodiment).
  • the amount of light to be controlled can be controlled. That is, in the backlight 3 of the present embodiment, each of the plurality of light extraction regions has a dimming function, and the backlight 3 as a whole emits light only in a specific light extraction region or does not emit light. be able to. Alternatively, the amount of light emitted from a specific light extraction region can be changed with respect to the amount of light emitted from another light extraction region.
  • the backlight 3 includes three backlight units 4 having the same dimensions, shape, and configuration.
  • the three backlight units 4 are in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the light guide 5 described later, that is, a direction orthogonal to the direction in which the three light extraction regions RA, RB, RC of the light guide 5 are arranged (FIG. 1). In the y-axis direction). Therefore, the backlight 3 has a total of nine light extraction regions RA, RB, RC, three in each of the horizontal and vertical directions on the screen of the liquid crystal display device 1.
  • Each backlight unit 4 includes three LEDs 7 a and 7 b (light emitting elements) and a light guide 5.
  • the light guide 5 is composed of a parallel plate made of a resin having optical transparency such as acrylic resin.
  • the backlight 3 is composed of three backlight units 4 with separate light guides, but a light guide having a total of nine light extraction regions RA, RB, RC is provided.
  • An integral structure may be used. Even in this structure, it is possible to select the light extraction areas RA and RB from which light is emitted by using a highly directional LED.
  • Three LEDs 7a, 7b, 7c are installed on one end face of the light guide 5 with the light emission side facing the light guide 5 side. Light emitted from the LEDs 7a, 7b, and 7c is incident on the light guide 5.
  • the light guide 5 propagates the incident light from the end face side where the LEDs 7a, 7b, 7c are installed toward the opposite end face (from the ⁇ x direction to the + x direction in FIG. 1) while totally reflecting the light inside. In the meantime, it has a function of taking it out to the external space. Further, the three LEDs 7a, 7b, and 7c can be individually turned on and off, and can control the amount of emitted light. Although not shown in FIG.
  • the backlight 3 includes a printed wiring board on which the LEDs 7a, 7b, and 7c are mounted, a control unit that includes a driving IC for driving and controlling the LEDs 7a, 7b, and 7c, and the like. ing.
  • a control unit that includes a driving IC for driving and controlling the LEDs 7a, 7b, and 7c, and the like.
  • LEDs 7a, 7b, and 7c having high directivity.
  • the half value width of the intensity distribution with respect to the spread angle of the emitted light while the light is guided through the light guide 5 is 5 °. Something about can be used.
  • a plurality of (three in this embodiment) light extraction regions RA, RB, RC are provided on the main surface 5 a facing the liquid crystal panel 2. It is provided along the longitudinal direction (x-axis direction in FIG. 1).
  • a low refractive index body 8a having a refractive index lower than that of the light guide 5 and a plurality of prism structures 10 are stacked in this order.
  • a low refractive index body 8b having a refractive index lower than that of the light guide 5 and a plurality of prism structures 10 are stacked in this order.
  • a refractive index body 9 having a refractive index equal to the refractive index of the light guide 5 and a plurality of prism structures 10 are laminated in this order.
  • the prism structure 10 reflects the light emitted from each of the low refractive index bodies 8a and 8b and the refracting body 9 and emits the light to the external space.
  • the respective light extraction areas are directed from the side closer to the LEDs 7a, 7b, 7c to the side far from the first light extraction area RA, the second light extraction area RB, and the third light extraction area RC. Called.
  • the main surface of the light guide 5 provided with the light extraction regions RA, RB, RC is the first main surface 5a
  • the main surface opposite to the first main surface 5a is the second main surface 5b
  • the LEDs 7a, 7b is the LEDs 7a, 7b
  • the end face of the light guide 5 provided with 7c is referred to as a first end face 5c
  • the end face opposite to the first end face 5c is referred to as a second end face 5d.
  • the low refractive index bodies 8 a and 8 b both have a refractive index lower than that of the light guide 5.
  • the refractive index body 9 has a refractive index equal to the refractive index of the light guide 5.
  • the low refractive index bodies 8a and 8b and the refractive index body 9 have different refractive indexes.
  • the low refractive index bodies 8a and 8b and the refractive index body 9 are arranged along the propagation direction of light emitted from the LEDs 7a, 7b and 7c and incident on the light extraction regions RA, RB and RC (FIG. 1).
  • the layers are arranged in order from a relatively low refractive index to a relatively high refractive index.
  • the refractive index nWG of the light guide 5 is 1.5
  • the refractive index nA of the first low refractive index body 8a provided in the first light extraction region RA is 1.3
  • the refractive index nB of the second low refractive index body 8b provided in the second light extraction region RB is 1.4
  • the refractive index nC of the refractive index body 9 provided in the third light extraction region RC is 1.5. Is set.
  • the first method is to form the low refractive index bodies 8a and 8b and the refractive index body 9 using different materials.
  • an acrylic resin is used as the material of the light guide 5
  • the second method is to use a material containing a low refractive index material in a predetermined base material and adjust the refractive index by varying the concentration of the low refractive index material.
  • Two types of liquids are prepared. Each liquid material can be selectively applied on the light guide 5 and cured.
  • a prism structure 10 is formed on the low refractive index bodies 8 a and 8 b and the refractive index body 9.
  • the prism structure 10 has a function of scattering light incident from the low refractive index bodies 8 a and 8 b or the refractive index body 9 on an inclined surface described later and extracting the light to the external space of the backlight 3.
  • the prism structure 10 can be formed using a resin material such as an acrylic resin.
  • the refractive index of the prism structure 10 may be the same as or different from the refractive indexes of the light guide 5, the first refractive index body 8 a, the second refractive index body 8 b, and the refractive index body 9.
  • the prism structure 10 has a shape in which a square frustum having a top surface and a bottom surface parallel to each other is inverted. That is, the prism structure 10 has a posture in which the top surface 10a of the truncated pyramid is directed to the low refractive index bodies 8a and 8b or the refractive index body 9 and the bottom surface 10b is directed to the viewing side, and the low refractive index bodies 8a and 8b. Alternatively, it is disposed on the refractive index body 9. Therefore, hereinafter, the top surface 10a of the truncated pyramid constituting the prism structure 10 is referred to as a light incident end surface, and the bottom surface 10b is referred to as a light emitting end surface.
  • the two side surfaces 10c and 10d are parallel to each other, and both are parallel to the xz plane in FIG.
  • the remaining two side surfaces 10e and 10f are inclined so as to form an angle other than perpendicular to the first main surface 5a of the light guide 5 (the upper surface of the low refractive index bodies 8a and 8b or the refractive index body 9).
  • the two side surfaces 10e and 10f are referred to as inclined surfaces.
  • the inclined surface 10f far from the first end surface 5c of the light guide 5 provided with the LEDs 7a, 7b, 7c is a low refractive index member 8a, 8b or It functions as a reflecting surface that reflects light incident from the refractive index body 9.
  • the angle formed between the light exit end face 10b of the prism structure 10 and the reflecting face 10f is ⁇ .
  • the some prism structure 10 is not arrange
  • the plurality of prism structures 10 have a lower density of the prism structures 10 on the side closer to the LEDs 7a, 7b, 7c, and toward the side farther from the LEDs 7a, 7b, 7c.
  • the plurality of prism structures 10 are different in the density of the plurality of prism structures 10 in the respective light extraction areas RA, RB, and RC. It arrange
  • the first end surface 5 c of the light guide 5 is divided into three in the short direction (y-axis direction in FIG. 1) of the light guide 5, and Three inclined surfaces 11a, 11b, and 11c having different angles with respect to the surface 5a are formed.
  • a light guide whose angle between the first main surface 5a and the end surface is a right angle is prepared, and the end surface is divided into three regions divided into three regions. It can be formed by a method such as grinding at an angle so as to form a different angle with respect to one principal surface 5a.
  • LED7a, 7b, 7c is being fixed to the approximate center of each inclined surface 11a, 11b, 11c one by one with an optical adhesive agent. Therefore, the three LEDs 7 a, 7 b, and 7 c are arranged in the short direction of the light guide 5 over the entire first end surface 5 c.
  • the inclined surface (right side in FIG. 1) having the smallest angle with respect to the first main surface 5a is defined as the first incident end surface 11a
  • An inclined surface (center in FIG. 1) having the next smallest angle with respect to the first main surface 5a is the second incident end surface 11b
  • an inclined surface (left side in FIG. 1) with the largest angle with respect to the first main surface 5a is the third incident end surface 11c.
  • the LED provided on the first incident end face 11a is referred to as a first LED 7a
  • the LED provided on the second incident end face 11b is referred to as a second LED 7b
  • the LED provided on the third incident end face 11c is referred to as a third LED 7c.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. 1
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line BB ′ in FIG. 1
  • FIG. 4C is a cross-sectional view taken along line CC ′ in FIG. Show.
  • the angle ⁇ A formed by the first incident end face 11a and the first main surface 5a is 55 °
  • the angle ⁇ B formed with the first main surface 5a is set to 65 °, and as shown in FIG.
  • the angle ⁇ C formed between the third incident end surface 11c and the first main surface 5a is set to 75 °.
  • the LEDs 7a, 7b, and 7c are fixed so that the light La, Lb, and Lc are incident perpendicularly to the incident end faces 11a, 11b, and 11c, and the lights La and Lb emitted from the LEDs 7a, 7b, and 7c are fixed.
  • Lc is propagated from the first end surface 5c side to the second end surface 5d side while repeating total reflection between the first main surface 5a and the second main surface 5b of the light guide 5.
  • the propagation angle ⁇ A of the light La from the first LED 7a is 35 °, as shown in FIG.
  • the propagation angle ⁇ B of the light Lb from the second LED 7b is 25 °
  • the propagation angle ⁇ C of the light Lc from the third LED 7c is 15 °. Therefore, while each light La, Lb, Lc is propagated from the first end face 5c side toward the second end face 5d side, the first light extraction area RA, the second light extraction area RB, and the third light extraction area RC. In this order, the light enters the light extraction areas RA, RB, RC.
  • the thickness (dimension in the z-axis direction) is drawn sufficiently larger than the longitudinal dimension (dimension in the x-axis direction) of the light guide plate 5, and each LED 7a, 7b is drawn. 7c, only the central axis of the light emitted from the light guide plate 5 is drawn, so that it may seem that the light does not necessarily enter each of the light extraction regions RA, RB, RC. Since the thickness is sufficiently small with respect to the dimensions and the light La, Lb, Lc from each LED 7a, 7b, 7c has a finite light beam diameter, the light La, Lb, Lc is emitted from each light extraction area RA, RB. , RC is reliably incident on the RC.
  • the illuminating unit 6 of the present embodiment includes three LEDs 7a, 7b, and 7c.
  • Lights La, Lb, and Lc from the LEDs 7a, 7b, and 7c are transmitted from the light extraction regions RA, RB, and RC.
  • Lights La, Lb, and Lc are incident on the light extraction regions RA, RB, and RC at an incident angle including an incident angle at which the light can be extracted.
  • the light La, Lb, Lc from each LED 7a, 7b, 7c is at the interface between the light guide plate 5 and each of the low refractive index bodies 8a, 8b and the refractive index body 9 in each light extraction area RA, RB, RC.
  • the incident angle range in which light can be extracted outside in the first light extraction area RA is 60. Less than 1 °, the incident angle range in which light can be extracted outside in the second light extraction region RB is less than 69.0 °, and the incident angle range in which light can be extracted outside in the third light extraction region RC is all angles. It becomes a range.
  • the two low refractive index bodies 8a and 8b and the refractive index body 9 provided in the three light extraction regions RA, RB, and RC of the present embodiment are incident on the light extraction regions RA, RB, and RC.
  • the light is arranged in the order of relatively low refractive index to relatively high refractive index.
  • the three light extraction regions RA, RB, and RC have different incident angle ranges in which light can be extracted to the outside.
  • the three light extraction areas RA, RB, and RC have a relatively narrow incident angle range that can be extracted from a light extraction area that has a relatively narrow incident angle range along the propagation direction of incident light.
  • incident angle range that can be extracted in the first light extraction region RA is less than 60.1 °
  • incident angle range that can be extracted in the second light extraction region RB is less than 69.0 °
  • third light The range of incident angles that can be extracted in the extraction region RC is arranged in the order of all angle ranges).
  • the angle ⁇ A formed by the first incident end face 11a and the first main surface 5a is 55 °
  • the incident angle ⁇ A of the light La from the first LED 7a with respect to the first main surface 5a is 55 °.
  • the light guide plate 5 of the present embodiment is composed of parallel flat plates, the incident angle ⁇ A with respect to the first major surface 5a is always 55 ° no matter how many times the light La from the first LED 7a repeats total reflection. .
  • the angle ⁇ B formed between the second incident end face 11b and the first main surface 5a is Since the light Lb from the second LED 7b is perpendicularly incident on the second incident end face 11b, the incident angle ⁇ B of the light Lb from the second LED 7b with respect to the first main surface 5a is 65 °.
  • the backlight 3 of the present embodiment can extract light emitted from a predetermined LED only from a predetermined light extraction area.
  • the angle ⁇ C formed by the third incident end face 11c and the first main surface 5a is Since the light Lc from the third LED 7c is perpendicularly incident on the second incident end face 11c, the incident angle ⁇ C of the light Lc from the third LED 7c with respect to the first main surface 5a is 75 °.
  • the light Lc from the second LED 7c reaches the first light extraction area RA or the second light extraction area RB, and the interface between the light guide 5 and the first low refractive index body 8a or the second low refractive index body 8b.
  • the incident angle ⁇ C 75 °
  • the incident angle ⁇ C is larger than the critical angle ⁇ A and the critical angle ⁇ B, so that the light Lc cannot be transmitted through each interface and is totally reflected.
  • the light Lc from the third LED 7c reaches the third light extraction region RC
  • the light Lc passes through the interface between the light guide 5 and the refractive index body 9 and enters the refractive index body 9, and then the prism structure. Reflected internally by the body 10 and taken out to the outside. In this way, substantially the entire amount of the light Lc emitted from the third LED 7c can be extracted from the third light extraction region RC.
  • the behavior of light incident on the prism structure 10 from the first low refractive index body 8a, the second low refractive index body 8b, or the refractive index body 9 will be described.
  • the first low refractive index body 8a in the first light extraction region RA will be described as an example, but the behavior of light can be similarly considered in the second low refractive index body 8b and the refractive index body 9. .
  • FIG. 1 shows that the first low refractive index body 8a in the first light extraction region RA.
  • the refractive index of the light guide 5 is n 1
  • the refractive index of the first low refractive index body 8a is n 2
  • the refractive index of the prism structure 10 is n 3 .
  • the light guide 5 Assuming that the refractive index n 3 of the refractive index n 1 and the prism structure 10 of the light guide 5 are equal, because the refraction angle of the transmission before and after the first low refractive index member 8a are equal, the light guide 5 The propagation angle of light propagating through the inside is equal to the propagation angle of light propagating through the prism structure 10.
  • the angle formed between the light exit end face 10b of the prism structure 10 and the inclined surface 10f is ⁇
  • the angle formed between the interface between the light guide 5 and the external space and the optical axis of light incident on the interface is ⁇
  • the prism structure 10 When the angle between the optical axis of the light reflected by the inclined surface 10f and the interface is ⁇ , there is a relationship of the following equation (1) between these angles.
  • the angle ⁇ formed by the light emitting end surface 10b of the prism structure 10 and the inclined surface 10f is equal to that of the prism structure 10. This is equal to the complementary angle of the angle formed by the light incident end face 10a and the inclined face 10f.
  • ⁇ 2 ⁇ ( ⁇ / 2-arcsin (n 1 / n 3 ⁇ sin ( ⁇ / 2 ⁇ )) (1)
  • the angle ⁇ formed by the interface between the light guide 5 and the external space and the optical axis of the light incident on the interface is equal to the light propagation angle ⁇ inside the light guide 5. Therefore, since the propagation angle ⁇ of the light emitted from the first LED 7a and incident on the first low refractive index body is 35 °, the angle ⁇ formed by the light emitting end surface 10b of the prism structure 10 and the inclined surface 10f is 62. When set to .5 °, the angle ⁇ between the optical axis of the light reflected by the inclined surface 10f of the prism structure 10 and the interface is 90 ° from the equation (1).
  • the shape of the prism structure 10 is designed so that the angle ⁇ formed by the light exit end face 10b and the inclined face 10f is 62.5 °, the light exit end face 10b of the prism structure 10 and thus the light guide 5 It is possible to emit light in a direction perpendicular to the first main surface 5a.
  • the angle ⁇ formed by the light emitting end surface 10b and the inclined surface 10f is 62.5 °. In this way, the shape of the prism structure 10 may be designed.
  • the propagation angle ⁇ of the light emitted from the second LED 7b and incident on the second low-refractive-index body 8b is 25 °, and thus the direction perpendicular to the first main surface 5a of the light guide 5
  • the shape of the prism structure 10 may be designed so that the angle ⁇ formed by the light emitting end face 10b and the inclined face 10f is 57.5 °.
  • the shape of the prism structure 10 may be designed so that the angle ⁇ formed by the light exit end face 10 and the inclined face 10f is 52.5 °.
  • the example in which the angle ⁇ between the optical axis of the light reflected by the inclined surface 10f of the prism structure 10 and the interface is 90 ° has been described, but after being reflected by the inclined surface 10f of the prism structure 10
  • the angle ⁇ formed between the optical axis of the light and the interface can be appropriately set to a desired value other than 90 °.
  • the three light extraction areas RA and RB depend on which of the three LEDs 7a, 7b, and 7c of each backlight unit 4 is lit. , RC, it is possible to select as appropriate from which light extraction region, that is, which light extraction region RA, RB, RC emits light. Further, by controlling the amount of light emitted from each LED 7a, 7b, 7c, the amount of light extracted from the selected light extraction area RA, RB, RC, that is, the brightness of the selected light extraction area is controlled. Can be adjusted.
  • the backlight 3 In conventional backlights, whether or not light is emitted from each region is controlled by electrically switching the light scattering degree of the polymer-dispersed liquid crystal. For this reason, if the light scattering characteristics of the polymer-dispersed liquid crystal are inferior, the light cannot be sufficiently extracted, or the light leaks from other than the desired region and the contrast is lowered.
  • the backlight 3 according to the present embodiment emits light from each of the light extraction regions RA, RB, RC only by switching the LEDs 7a, 7b, 7c to be lit without using a polymer dispersed liquid crystal. You can control.
  • the structure can be simplified, the thickness can be reduced, and the inexpensive backlight 3 can be realized.
  • the backlight 3 described above, it is possible to realize the liquid crystal display device 1 that can display bright and high contrast.
  • a prism structure 10 is provided on the light exit side of the first low-refractive index body 8a, the second low-refractive index body 8b, or the refractive index body 9 as a structure for extracting light to the external space.
  • a light scatterer is provided on the light exit side of the first low-refractive index body 8a, the second low-refractive index body 8b, or the refractive index body 9, light is scattered by the light scatterer and taken out to the outside. it can.
  • a light scatterer it is difficult to obtain light having directivity and to control the light emission direction.
  • light having directivity can be obtained by extracting light through the prism structure 10. Furthermore, by appropriately setting the angle ⁇ of the inclined surface 10 f of the prism structure 10, it is possible to control the emission direction of light extracted from each light extraction area RA, RB, RC.
  • the emission directions of the light extracted from all the light extraction regions RA, RB, RC can be made uniform.
  • adjustment is generally performed by performing ⁇ adjustment in the front direction of the screen so that a clear image can be obtained with little color shift.
  • the backlight 3 according to the present embodiment when used, light is emitted in a direction perpendicular to the first main surface 5a of the light guide 5 by the prism structure 10, so that almost all of the light amount is the most beautiful image. Can be concentrated in the front direction of the screen.
  • the viewing angle widening film is arranged on the viewing side of the liquid crystal display device 1, the viewing angle widening effect is enhanced when the light is concentrated in the front direction of the screen.
  • the light extraction areas RA, RB, and RC are close to the LEDs 7a, 7b, and 7c (from the LEDs).
  • the amount of emitted light is relatively large in the region where light is incident first, and the amount of emitted light is relatively small in regions far from the LEDs 7a, 7b, and 7c (on the side where light from the LED is incident later). It is in.
  • luminance unevenness occurs in one light extraction area RA, RB, RC.
  • the prism structure 10 is formed at a low density in a region close to the LEDs 7a, 7b, and 7c where the amount of emitted light tends to increase in one light extraction region RA, RB, RC.
  • the prism structure 10 is formed at a low density in a region close to the LEDs 7a, 7b, and 7c where the amount of emitted light tends to increase in one light extraction region RA, RB, RC.
  • region RA, RB, RC is arrange
  • the density difference of the prism structure 10 is large in the first light extraction region RA in which the amount of emitted light tends to increase, and the density difference of the prism structure 10 in the third light extraction region RC in which the amount of emitted light tends to decrease. By reducing, the occurrence of uneven brightness between the three light extraction areas RA, RB, RC can be suppressed.
  • the prism structure 10 having the two inclined surfaces 10e and 10f has been shown, but instead of this configuration, for example, as in the prism structure 12 shown in FIG. 6, the LEDs 7a, 7b,
  • the side surface 12e close to the first end surface 5c of the light guide 5 provided with 7c does not contribute to light reflection, and may be perpendicular to the light incident end surface 12a and the light exit end surface 12b.
  • another light-transmitting layer 13 may be provided on the light emission side of the plurality of prism structures 10.
  • FIG. 8 is a plan view of the backlight of the present embodiment.
  • FIG. 9 is a perspective view of the prism structure. 8 and 9, the same reference numerals are given to the same components as those used in the first embodiment, and the detailed description thereof will be omitted.
  • the prism structures 16 on the first light extraction region RA, the second light extraction region RB, and the third light extraction region RC have the light propagation direction ( It is formed in a linear shape so as to extend in a direction orthogonal to the x-axis direction in FIG. 8 (y-axis direction in FIG. 8), and is arranged parallel to each other at a predetermined interval.
  • the prism structure 16 has a light incident end face 16a and a light exit end face 16b, and is inclined so as to form an angle other than perpendicular to the light entrance end face 16a and the light exit end face 16b.
  • Two inclined surfaces 16e and 16f are provided.
  • the inclined surface 16f far from the first end surface 5c of the light guide 5 provided with the LEDs 7a, 7b, 7c is a low refractive index member 8a, 8b or It functions as a reflecting surface that reflects light incident from the refractive index body 9.
  • the some prism structure 16 is not arrange
  • the plurality of prism structures 16 are different in the density of the plurality of prism structures 16 in the light extraction areas RA, RB, RC. It arrange
  • LEDs 7a, 7b, and 7c are provided as in the prism structure 18 shown in FIG. 10, for example. Since the side surface 18e of the light guide 5 close to the first end surface 5c does not contribute to the reflection of light, it may be perpendicular to the light incident end surface 18a and the light exit end surface 18b.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the backlight of the present embodiment.
  • the same reference numerals are given to the same components as those used in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
  • the backlight 20 of the present embodiment As shown in FIG. 11, a filler 21 having a refractive index close to the refractive index of the prism structure 10 is provided in the gap between the prism structures 10. ing. A protective layer 22 having a refractive index equal to the refractive index of the prism structure 10 is provided on the light exit side of the prism structure 10.
  • the refractive index of the prism structure 10 is n 3
  • the refractive index of the filler 21 is n 4
  • the reflecting mirror 23 is formed on the inclined surface 10 f of the prism structure 10.
  • the reflection mirror 23 may be made of, for example, a metal film or a dielectric multilayer film. Since the refractive index n 3 of the prism structure 10 and the refractive index n 5 of the protective layer 22 are equal, light is emitted without being refracted at the interface between the prism structure 10 and the protective layer 22.
  • the gap between the prism structures 10 is filled with the filler 21, and the light emission side of the prism structures 10 is covered with the protective layer 22, so that the prism structures 10 are not exposed to the external space. It has a configuration. Thereby, it is possible to prevent the light extraction efficiency from being lowered due to the prism structure 10 being damaged during the handling of the backlight 20 or dust entering the gaps of the prism structure 10.
  • FIGS. 12, 13A, and 13B The basic configuration of the backlight of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, the point that the illumination unit is provided on the two end faces of the light guide, and the light having two types of light extraction structures on the light guide.
  • region differs from 1st Embodiment. Therefore, in the present embodiment, description of the basic configuration of the backlight is omitted, and only different portions will be described.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the backlight of the present embodiment.
  • FIG. 13B are diagrams for explaining the principle that light is emitted from each light extraction region in the backlight of the present embodiment. 12, FIG. 13A, and FIG. 13B, the same code
  • the first LED 7a is provided on the first end face 26c of the light guide 26 as shown in FIG.
  • the second end face 26d of the light guide 26 is divided into two in the short direction (y-axis direction in FIG. 12) of the light guide 26, and two inclined surfaces 11b and 11c having different angles with respect to the first main surface 26a. It has become.
  • a second LED 7b and a third LED 7c are provided on these two inclined surfaces 11b and 11c.
  • a plurality of first light extraction regions RA and a plurality of second light extraction regions RB are arranged on the first main surface 26a of the light guide 26 so that the light extraction regions are alternately arranged.
  • a light scatterer 27 is provided on the light exit side of the first low refractive index body 8a.
  • the light scatterer 27 has a function of scattering the light incident from the first low refractive index body 8 a and extracting it to the external space of the backlight 3.
  • a commercially available light scattering film in which scattering beads or the like are coated on the base film can be used.
  • the light scattering body 27 can be formed by sticking this light scattering film on the first low refractive index body 8a.
  • a plurality of prism structures 10 having two inclined surfaces similar to those of the first embodiment are provided on the light exit side of the second low refractive index body 8b.
  • the two inclined surfaces 10e and 10f arranged to face each other along the light propagation direction (x-axis direction in FIG. 12) function as reflecting surfaces.
  • a protective layer 22 is provided on the light exit side of the plurality of prism structures 10.
  • the refractive index nWG of the light guide 26 is 1.5
  • the refractive index n5 of the protective layer 22 is 1.5
  • the refractive index n0 of air is 1.0.
  • the angle formed between the light exit end face 10b and the inclined faces 10e and 10f in the prism structure 10 is 56.25 °.
  • the light L1 emitted from the first LED 7a cannot enter the first low refractive index body 8a in the first light extraction area RA, and enters the second low refractive index body 8b in the second light extraction area RB.
  • the light is reflected by the first inclined surface 10f of the prism structure 10, and is emitted toward the upper right direction in FIG. 13A.
  • the angle ⁇ formed between the optical axis of the light after being reflected by the first inclined surface 10f of the prism structure 10 and the interface is 87.52 °.
  • the light L2 emitted from the second LED 7b cannot enter the first low refractive index body 8a in the first light extraction region RA.
  • the light is reflected by the second inclined surface 10e of the prism structure 10 and emitted toward the upper left direction in FIG. 13A.
  • the angle ⁇ formed between the optical axis of the light reflected by the second inclined surface 10e of the prism structure 10 and the interface is 87.52 °.
  • the light L1 from the first LED 7a and the light L2 from the second LED 7b emitted from the prism structure 10 have an optical axis of 7.44 ° in the external space (in the air). At this angle, the distance between the optical axes of both lights is 6.5 cm at a position 50 cm away from the surface of the backlight 25. Since the distance of 6.5 cm corresponds to the distance between both eyes of the human, among the two lights emitted from the prism structure 10, for example, the light L1 from the first LED 7a is incident on the right eye and the light from the second LED 7b. L2 is incident on the left eye. Therefore, if the first LED 7a and the second LED 7b are alternately lit in synchronism with the alternate display of the left-eye video and the right-eye video on the liquid crystal panel 2, a stereoscopic video can be viewed.
  • a display device capable of switching between a mode for viewing stereoscopic video with the naked eye and a mode for viewing normal video from various angles is realized. can do.
  • a backlight having two types of light extraction areas the first light extraction area RA and the second light extraction area RB
  • the second light extraction including the prism structure 10 is described.
  • a backlight having only the region RB may be configured.
  • a display device dedicated to stereoscopic video display can be realized by combining with a liquid crystal panel.
  • FIG. 14 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device which is a configuration example of the display device.
  • FIG. 15A, FIG. 15B, FIG. 16A, and FIG. 16B are diagrams showing examples of backlight arrangement in the liquid crystal display device.
  • the liquid crystal display device 121 of this configuration example includes a lower case 122, a reflection plate 123, a backlight 3 (light control element), a diffusion plate 124, and a liquid crystal panel 2 (display element). And an upper case 125. That is, a laminated body of the reflecting plate 123, the backlight 3, the diffusion plate 124, and the liquid crystal panel 2 is accommodated in the lower case 122 and the upper case 125.
  • the reflector 123 on the opposite side of the backlight 3 from the liquid crystal panel 2
  • light leaking from the backlight 3 to the opposite side of the liquid crystal panel 2 can be reflected and contributed to display.
  • the diffusion plate 124 between the backlight 3 and the liquid crystal panel 2
  • luminance unevenness of the backlight 3 can be reduced.
  • the reflecting plate 123 and the diffusing plate 124 are not necessarily used.
  • FIG. 15A a configuration in which a plurality of backlights 3 are arranged in the screen of the liquid crystal display device 121 so that the light extraction areas RA, RB, RC are arranged in the vertical direction of the screen can be employed.
  • FIG. 15B a configuration in which a plurality of backlights 3 are arranged in the screen of the liquid crystal display device 127 so that the light extraction areas RA, RB, RC are arranged in the horizontal direction of the screen is adopted.
  • Each of the plurality of backlights 3 may include a plurality of prism structures 10 illustrated in FIG. 2 or may include a plurality of prism structures 16 illustrated in FIG. 8. Therefore, in the liquid crystal display device 121 shown in FIG.
  • the arrangement of the plurality of prism structures 10 or 16 may be substantially the same in the plurality of light extraction regions RA arranged in the horizontal direction of the screen. Further, in the plurality of light extraction regions RB arranged in the horizontal direction of the screen, the arrangement of the plurality of prism structures 10 or 16 may be substantially the same. Similarly, in the plurality of light extraction regions RC arranged in the horizontal direction of the screen, the arrangement of the plurality of prism structures 10 or 16 may be substantially the same. In the liquid crystal display device 127 shown in FIG. 15B, the arrangement of the plurality of prism structures 10 or 16 may be substantially the same in the plurality of light extraction regions RA arranged in the vertical direction of the screen.
  • the arrangement of the plurality of prism structures 10 or 16 may be substantially the same.
  • the arrangement of the plurality of prism structures 10 or 16 may be substantially the same.
  • light extraction areas RA, RB, RC are provided only in a part of the longitudinal direction, and the other parts are elongated rod-shaped light guides that are areas where light is guided.
  • a backlight 137 combining a plurality of 135 (three in this example) 135 may be used.
  • regions where the light extraction regions RA, RB, RC are provided are shifted in the longitudinal direction. Therefore, when a plurality of light guides 135 are combined, the light extraction regions RA, RB, and RC are arranged along the longitudinal direction of the light guide 135.
  • a plurality of backlights 137 may be arranged in the screen of the liquid crystal display device 131 so that the light extraction areas RA, RB, RC are arranged in the vertical direction of the screen.
  • a plurality of backlights 137 may be arranged in the screen of the liquid crystal display device 133 so that the light extraction areas RA, RB, RC are arranged in the horizontal direction of the screen.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of a lighting device that is a first configuration example.
  • 18A and 18B are diagrams showing a lighting device as a second configuration example, in which FIG. 18A is a plan view, and FIG. 18B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 18A.
  • the first low refractive index body 8a having a refractive index of 1.3 is formed on the first main surface 5a side of the light guide 5 and the refractive index is on the second main surface 5a side.
  • a second low refractive index body 8b of 1.4 is formed.
  • a prism structure 10 is formed on the first low refractive index body 8a and the second low refractive index body 8b.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • FIG. 17 only one first end surface 5c is shown, but actually, another first end surface having a different angle with respect to the first main surface 5a is formed in the depth direction of the paper surface.
  • the LED only one LED 7a is shown, but actually another one LED is installed in the depth direction of the drawing.
  • the illumination device 201 light is emitted from the first main surface 5a side according to which of the two LEDs provided on the first end surface 5c of the light guide 5 is lit, or the second main surface 5c. Whether light is emitted from the surface 5b side can be switched. Therefore, it is possible to realize an illumination device that can switch the light emitting surface.
  • a character portion 204 written “SHARP” is formed on one surface of the light guide 5.
  • a first low refractive index body 8a having a refractive index of 1.3 is formed on the first main surface 5a side of the light guide 5 and the character portion 204 is formed.
  • the first low refractive index body 8a is not formed in any other part.
  • a prism structure 10 is formed on the first low refractive index body 8a. That is, the character part 204 is a light extraction area in the above embodiment. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • FIG. 1 is a light extraction area in the above embodiment.
  • the lighting device 203 In the lighting device 203, light is emitted from the character part 204 or light is emitted from other than the character part 204 depending on which of the two LEDs provided on the first end surface 5 c of the light guide 5 is lit. Can be switched. Therefore, according to this structure, the illuminating device which can be utilized as digital signage which can blink the character part 204, for example is realizable.
  • a light guide made of parallel plates is used, but instead of this configuration, a prism structure is formed on a part of the first main surface or the second main surface of the light guide or guided.
  • a configuration in which a part of the first main surface or the second main surface of the light body is an inclined surface may be employed.
  • the incident angle of light to each light extraction region also changes before and after incidence on the prism structure and the inclined surface, so even if a low refractive index body having the same refractive index is used in a plurality of light extraction regions.
  • Light can be selectively extracted.
  • the kind of material which comprises a low refractive index body can be reduced.
  • it is not always necessary to provide a low refractive index body in the light extraction area For example, a configuration in which light is extracted directly from the surface of the light guide without providing a low refractive index body in the light extraction area where light finally reaches is provided. Also good.
  • the illumination unit has a configuration in which light is propagated through the light guide at different propagation angles by changing a plurality of inclination angles of the end face of the light guide and installing LEDs on the inclined surfaces having different inclination angles.
  • the illumination unit is composed of an LED and a polygon mirror, mechanically drives the polygon mirror, and uses a lens that can adjust the light refraction angle. The propagation angle of light emitted from the unit may be changed with time.
  • an optical member such as a light diffusion film or a prism sheet may be appropriately disposed between the liquid crystal panel and the backlight.
  • these optical members it is possible to further reduce luminance unevenness and adjust the light diffusion angle and direction.
  • the specific configurations of the constituent elements in the backlight and the liquid crystal display device exemplified in the above embodiments, such as the material, dimensions, number, and manufacturing method, can be changed as appropriate.
  • a rod-like member may be used instead of using a plate-like member as the light guide.
  • the aspect of the present invention can be used for a liquid crystal display device, various display devices that perform display using a dimmer element, and various illumination devices that perform illumination using a dimmer element.

Abstract

　調光素子は、射出する光の量を制御するよう構成された照明部と、前記照明部から射出された光が入射され、前記光を内部で全反射させつつ伝播させるよう構成された導光体であって、前記光が伝播される間に、前記光を外部に取り出す複数の光取出領域を有する導光体と、前記導光体の前記光取出領域に設けられ、前記導光体から射出された光を内部で反射させて外部空間に射出させるプリズム構造体と、を備え、前記複数の光取出領域のうちの少なくとも２つの光取出領域は、前記光を外部に取り出し可能な入射角範囲が互いに異なり、前記導光体は、前記導光体内部において、前記照明部から射出された光を、複数の異なる伝播角度で伝播させるよう構成される。

Description

調光素子、表示装置および照明装置
　本発明は、調光素子、表示装置および照明装置に関する。
　本願は、２０１０年１１月２日に、日本に出願された特願２０１０－２４６６７７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　表示装置の一例として、照明装置から射出される光を利用して表示を行う透過型液晶表示装置が知られている。この種の液晶表示装置は、液晶パネルと、液晶パネルの背面側に配置された照明装置と、を有している。従来の照明装置は、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ、以下、ＬＥＤと略記する）等の光源と導光板とを備え、光源から射出された光を導光板の内部で伝播させ、導光板の全面から均一に射出させるのが一般的であった。
　以下、本明細書では、上述したような表示パネルの背面側に設けられた照明装置のことをバックライトと記す場合もある。
　これに対し、導光板面内の特定の領域から選択的に光を射出させる照明装置が開発されている。この種の照明装置を備えた液晶表示装置において、例えば液晶パネルで局所的に黒を表示する領域があったとすると、黒を表示する領域では照明装置から光を射出させず、その他の色を表示する領域では照明装置から光を射出させるというように、照明装置から光を射出するか否かを領域毎に制御する。照明装置にこの種の制御を行わせると、黒表示となるべき箇所が白っぽく見える現象、いわゆる黒浮き現象が抑えられ、表示のコントラストを向上させることができる。また、個々の領域毎に点灯／非点灯を制御するだけでなく、各領域からの射出光の光量を調節する機能、いわゆる調光機能を照明装置に付加することもできる。この場合、液晶パネルが表示する映像に応じて照明装置を調光することで表現可能なコントラスト範囲を拡大でき、迫力ある映像を作り出すことができる。
　例えば、照明光を調光する方法の一例として、光源からの照明光を導く導光板の下面に、高分子分散液晶等の光制御層を有する光制御パネルを密着させた構成を有する表示装置が開示されている（下記の特許文献１参照）。この表示装置に備えられた光制御パネルは、全面に透明電極が形成された透光性ガラス基板と格子状電極が形成された他の基板との間に高分子分散液晶が挟持された構成を有している。そして、透明電極と格子状電極とを用いて高分子分散液晶に電圧を印加し、高分子分散液晶の光散乱度を電気的に変化させることにより、導光板からの光の取り出しを制御している。また、導光板の下面に、ハイブリッド配向させた液晶からなる光制御層を配置した表示装置が開示されている（下記の特許文献２参照）。
特開２００２－２９６５９１号公報 特開２００１－１０８９７２号公報
　上記の特許文献１に記載された表示装置の調光機構は、導光板と高分子分散液晶とを組み合わせたものであり、高分子分散液晶を散乱状態とするか透明状態とするかによって導光板から取り出す光の量を制御している。この場合、導光板の役割は端面から入射した光を全反射させつつ反対側の端面まで伝播することであり、導光板の一面から光を外部に取り出す役割は全て高分子分散液晶が担っている。しかしながら、この方式の調光機構は外部に取り出せる光の量に限界があり、明るい照明装置が実現し難い。
　その理由は、導光板から外部に取り出せる光の量は、高分子分散液晶の性能に大きく依存するからである。すなわち、高分子分散液晶の散乱能が低いと、高分子分散液晶を散乱状態としたときに導光板から光を外部に取り出せる量が少なくなる。その一方、高分子分散液晶を透明状態としたときに僅かでも散乱が生じると、本来光を取り出すべきでない箇所から光が漏れ、コントラストの低下が生じる。このような現象を生じさせないためには、十分コントラストの高い散乱特性を有する高分子分散液晶が必要となる。ところが、このような高分子分散液晶は入手し難く、高価である。また、特許文献２に記載された液晶表示装置の調光機構にも液晶が使用されており、上記と同様の減少が起こり得る。
　本発明の態様において、光源からの光を導光体から効率良く取り出すことで光量が十分に得られ、構造が簡単で安価な調光素子の提供を目的とする。また、上記の調光素子を用いることで、明るく、コントラストの高い表示が可能な表示装置の提供を目的とする。また、上記の調光素子を用いることで、十分な明るさが得られる照明装置の提供を目的とする。
　上記の目的を達成するために、本発明の一態様における調光素子は、射出する光の量を制御するよう構成された照明部と、前記照明部から射出された光が入射され、前記光を内部で全反射させつつ伝播させるよう構成された導光体であって、前記光が伝播される間に、前記光を外部に取り出す複数の光取出領域を有する導光体と、前記導光体の前記光取出領域に設けられ、前記導光体から射出された光を内部で反射させて外部空間に射出させるプリズム構造体と、を備え、前記複数の光取出領域のうちの少なくとも２つの光取出領域は、前記光を外部に取り出し可能な入射角範囲が互いに異なり、前記導光体は、前記導光体内部において、前記照明部から射出された光を、前記導光体の内部を複数の異なる伝播角度で伝播させるよう構成される。
　本発明の一態様における調光素子は、複数の光取出領域のうちの少なくとも一つの光取出領域に、前記導光体の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率体が設けられていてもよい。
　本発明の一態様における調光素子は、前記プリズム構造体が前記低屈折率体から射出された光を反射させる傾斜面を有し、前記プリズム構造体の底面と前記傾斜面とのなす角度が９０度よりも大きくてもよい。
　本発明の一態様における調光素子は、前記プリズム構造体の前記底面と前記傾斜面とのなす角度をω、前記導光体と外部空間との界面と前記界面に入射する光の光軸とのなす角度をφ、前記プリズム構造体の傾斜面で反射した後の光の光軸と前記界面とのなす角度をε、前記導光体の屈折率をｎ１、前記プリズム構造体の屈折率をｎ３としたとき、
　ε＝２ω－（π／２－ａｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎ３×ｓｉｎ（π／２－φ）））…（１）の関係を満たしていてもよい。
　　本発明の一態様における調光素子は、前記プリズム構造体が、前記光取出領域内に離間して配置された複数のプリズム構造体から構成されていてもよい。
　　本発明の一態様における調光素子は、１つの前記光取出領域における前記複数のプリズム構造体同士の間隔は、前記複数の光取出領域に入射される光の伝播方向に沿って順次狭くなり、かつ、前記光取出領域それぞれにおける前記複数のプリズム構造体同士の間隔は、前記複数の光取出領域に入射される光の伝播方向に沿って順次狭くなるように、前記複数のプリズム構造体が配置されていてもよい。
　本発明の一態様における調光素子は、前記複数のプリズム構造体間の間隙が前記プリズム構造体の屈折率よりも小さい屈折率を有する材料で充填され、前記傾斜面にミラーが設けられていてもよい。
　本発明の一態様における調光素子は、前記光を外部に取り出し可能な入射角範囲が互いに異なる少なくとも２つの光取出領域のうち、少なくとも１つの光取出領域に前記プリズム構造体が設けられるとともに、少なくとも１つの光取出領域における前記低屈折率体の光射出側に前記低屈折率体から射出された光を散乱させる光散乱体が設けられていてもよい。
　本発明の一態様における調光素子は、前記プリズム構造体が、前記導光体内部での光の伝播方向に沿って互いに対向し、前記低屈折率体から射出された光を反射させる２つの傾斜面を有し、前記導光体の前記光の伝播方向に沿って互いに対向する２つの端面に前記照明部がそれぞれ設けられていてもよい。
　　本発明の一態様における表示装置は、本発明の一態様における調光素子と、前記調光素子から射出される光を用いて表示を行う表示素子と、を備える。
　　本発明の一態様における照明装置は、本発明の一態様における調光素子を備える。
　本発明の態様によれば、光源からの光を導光体から効率良く取り出すことで光量が十分に得られ、構造が簡単で安価な調光素子を実現できる。上記の調光素子を用いることで、明るく、コントラストの高い表示が可能な表示装置を実現できる。上記の調光素子を用いることで、十分な明るさが得られる照明装置を実現できる。
第１実施形態の液晶表示装置、およびバックライトを示す斜視図である。 第１実施形態のバックライトの平面図である。 第１実施形態のバックライトのプリズム構造体を示す斜視図である。 第１実施形態のバックライトにおいて、各光取出領域から光が射出する原理を説明するための図である。 第１実施形態のバックライトにおいて、各光取出領域から光が射出する原理を説明するための図である。 第１実施形態のバックライトにおいて、各光取出領域から光が射出する原理を説明するための図である。 プリズム構造体の作用を説明するための図である。 プリズム構造体の変形例を示す図である。 プリズム構造体の他の変形例を示す図である。 第２実施形態のバックライトの平面図である。 第２実施形態のバックライトのプリズム構造体を示す斜視図である。 プリズム構造体の変形例を示す図である。 第３実施形態のバックライトの断面図である。 第４実施形態のバックライトの断面図である。 第４実施形態のバックライトにおいて、各光取出領域から光が射出する原理を説明するための図である。 第４実施形態のバックライトにおいて、各光取出領域から光が射出する原理を説明するための図である。 液晶表示装置の一構成例を示す概略構成図である。 液晶表示装置におけるバックライトの配置例を示す図である。 液晶表示装置におけるバックライトの配置例を示す図である。 液晶表示装置におけるバックライトの他の配置例を示す図である。 液晶表示装置におけるバックライトの他の配置例を示す図である。 照明装置の一例を示す断面図である。 照明装置の一例を示す平面図である。 図１８ＡのＡ－Ａ’線に沿う断面図である。
［第１実施形態］
　以下、本発明の第１実施形態について、図１～図５を用いて説明する。
　本実施形態では、表示素子に液晶パネルを用いた液晶表示装置を例示する。
　図１は、本実施形態の液晶表示装置およびバックライトを示す斜視図である。
図２は、本実施形態のバックライトの平面図である。図３は、本実施形態のバックライトのプリズム構造体を示す斜視図である。図４Ａ～図４Ｃは、本実施形態のバックライトにおいて、各光取出領域から光が射出する原理を説明するための図である。図５は、プリズム構造体の作用を説明するための図である。
　なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
　本実施形態の液晶表示装置１（表示装置）は、図１に示すように、液晶パネル２（表示素子）と、液晶パネル２の背面側に配置されたバックライト３（調光素子）と、を有している。液晶パネル２は、バックライト３から射出された光を利用して表示を行う透過型の液晶パネルである。使用者は、バックライト３の反対側、すなわち、図１における液晶パネル２の上側から表示を視認する。
　本実施形態において、液晶パネル２の構成は特に限定されるものではなく、スイッチング用薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，以下、ＴＦＴと略記する）を画素毎に備えたアクティブマトリクス方式の液晶パネルであっても良いし、ＴＦＴを備えていない単純マトリクス方式の液晶パネルであっても良い。また、透過型の液晶パネルに限らず、半透過型（透過・反射兼用型）の液晶パネルであっても良い。表示モードについても、特に限定されることはなく、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ-Ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード等、種々の表示モードの液晶パネルを用いることができる。
　本実施形態のバックライト３は、後述する導光体の全面から光が均一に射出される訳ではなく、全面を複数個（本実施形態では９個）に分割した光取出領域毎に、射出する光の量を制御できるようになっている。すなわち、本実施形態のバックライト３は複数の光取出領域の各々が調光機能を有しており、バックライト３全体として、特定の光取出領域だけ光を射出させたり、射出させなかったりすることができる。あるいは、特定の光取出領域から射出される光の量を他の光取出領域から射出される光の量に対して変化させることができる。
　次に、本実施形態のバックライト３の構成について詳細に説明する。
　本実施形態のバックライト３は、図１に示すように、寸法、形状、構成が全て同一の３個のバックライトユニット４から構成されている。３個のバックライトユニット４は、後述する導光体５の長手方向と直交する方向、すなわち、導光体５の３つの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣが並ぶ方向と直交する方向（図１のｙ軸方向）に互いに隣接して配置されている。したがって、バックライト３は、液晶表示装置１の画面における水平方向および垂直方向に沿って３個ずつ、合計９個の光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣを有している。各バックライトユニット４は３個のＬＥＤ７ａ，７ｂ（発光素子）と導光体５とから構成されている。導光体５は、例えばアクリル樹脂等の光透過性を有する樹脂からなる平行平板で構成されている。ここでは、バックライト３が、導光体が別体の３個のバックライトユニット４から構成されている例を示すが、合計９個の光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣを有する導光体が一体の構造であっても良い。この構造であっても、指向性の高いＬＥＤを用いることで、光を射出させる光取出領域ＲＡ，ＲＢを選択することが可能である。
　導光体５の１つの端面に、３個のＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃが光射出側を導光体５側に向けて設置されている。導光体５には、各ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃから射出された光が入射される。導光体５は、入射された光を内部で全反射させつつ、ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃが設置された端面側から反対側の端面（図１の－ｘ方向から＋ｘ方向）に向けて伝播させ、その間に外部空間に取り出す機能を有している。また、３個のＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃは、個々に独立して点灯、消灯が制御でき、さらに射出光量が制御できる構成となっている。図１では図示を省略したが、バックライト３には、ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃが実装されるプリント配線板、ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃの駆動および制御を担う駆動用ＩＣを含む制御部などが備えられている。本実施形態には、高い指向性を有するＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃを用いることが好ましく、例えば導光体５内部を光が導光する間の射出光の広がり角に対する強度分布の半値幅が５°程度のものを用いることができる。
　導光体５の２つの主面のうち、液晶パネル２に対向する側の主面５ａには、複数（本実施形態では３つ）の光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣが導光体５の長手方向（図１のｘ軸方向）に沿って設けられている。光取出領域ＲＡには、導光体５の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率体８ａと、複数のプリズム構造体１０と、がこの順に積層されている。光取出領域ＲＢには、導光体５の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率体８ｂと、複数のプリズム構造体１０と、がこの順に積層されている。光取出領域ＲＣには、導光体５の屈折率と等しい屈折率を有する屈折率体９と、複数のプリズム構造体１０と、がこの順に積層されている。プリズム構造体１０は、各低屈折率体８ａ，８ｂおよび屈折体９から射出された光を内部で反射させて外部空間に射出させる。以下の説明では、便宜上、各光取出領域を、ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃに近い側から遠い側に向けて、第１光取出領域ＲＡ、第２光取出領域ＲＢ、第３光取出領域ＲＣ、と称する。また、光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣが設けられた導光体５の主面を第１主面５ａ、第１主面５ａの反対側の主面を第２主面５ｂ、ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃが設けられた導光体５の端面を第１端面５ｃ、第１端面５ｃの反対側の端面を第２端面５ｄ、と称する。
　上述したように、低屈折率体８ａ，８ｂは、いずれも導光体５の屈折率よりも低い屈折率を有する。屈折率体９は、導光体５の屈折率と等しい屈折率を有する。低屈折率体８ａ，８ｂおよび屈折率体９はそれぞれ異なる屈折率を有している。また、低屈折率体８ａ，８ｂおよび屈折率体９は、各ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃから射出されて各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣに入射される光の伝播方向に沿って（図１の－ｘ方向から＋ｘ方向に向けて）、屈折率が相対的に低いものから屈折率が相対的に高いものの順に配列されている。本実施形態の一例として、導光体５の屈折率ｎＷＧが１．５であるのに対し、第１光取出領域ＲＡに設けられた第１低屈折率体８ａの屈折率ｎＡが１．３、第２光取出領域ＲＢに設けられた第２低屈折率体８ｂの屈折率ｎＢが１．４、第３光取出領域ＲＣに設けられた屈折率体９の屈折率ｎＣが１．５に設定されている。
　屈折率が異なる低屈折率体８ａ，８ｂおよび屈折率体９を形成する手法としては、例えば以下の２つの手法を挙げることができる。
　第１の手法は、異なる材料を用いて低屈折率体８ａ，８ｂおよび屈折率体９を形成することである。例えば導光体５の材料としてアクリル樹脂を用い、第１低屈折率体８ａの材料としてデュポン社製の非晶性フッ素樹脂「ＡＦ１６００」（登録商標、屈折率：ｎＡ＝１．２９～１．３１）、第２低屈折率体８ｂの材料としてＤＩＣ社製の紫外線硬化樹脂「ＯＰ４０」（登録商標、屈折率：ｎＢ＝１．４０３）、屈折率体９の材料としてクラレ社製のメタクリル樹脂「パラペット（光学グレード）」（登録商標、屈折率：ｎＣ＝１．４９）の各液状体を導光体５上に選択的に塗布し、硬化させることで実現できる。
　なお、屈折率体９は導光体５と等しい屈折率を有しているため、導光体５上に必ずしも屈折率体９を形成する必要はない。例えば、導光体５上にプリズム構造体１０が配置されているだけでも良い。
　第２の手法は、所定の基材中に低屈折率材料を含有させた材料を用い、低屈折率材料の濃度を異ならせて屈折率を調整することである。例えば、上記の屈折率体９の材料として用いたクラレ社製のメタクリル樹脂「パラペット（光学グレード）」（登録商標、屈折率：ｎＣ＝１．４９）中に、Ａｒｄｒｉｃｈ社製のメゾポーラスシリカナノパウダー（登録商標、屈折率：１．２７）、もしくはＪａｓｏｎ　Ｗｅｌｌｓ社製のエアロゲル（登録商標、屈折率：１．２７）等の低屈折率材料を含有させ、これら低屈折率材料の濃度を異ならせた２種類の液状体を作製する。そして、各液状体を導光体５上に選択的に塗布し、硬化させることで実現できる。
　低屈折率体８ａ，８ｂおよび屈折率体９上にはプリズム構造体１０が形成されている。
　プリズム構造体１０は、低屈折率体８ａ，８ｂもしくは屈折率体９から入射された光を後述する傾斜面で散乱させてバックライト３の外部空間に取り出す機能を有している。具体的には、プリズム構造体１０は、例えばアクリル樹脂等の樹脂材料を用いて形成することができる。プリズム構造体１０の屈折率は、導光体５や第１屈折率体８ａ、第２屈折率体８ｂ、屈折率体９の屈折率と同一でも良いし、異なっていても良い。
　プリズム構造体１０は、図３に示すように、互いに平行な頂面と底面とを有する四角錐台を逆さにした形状となっている。すなわち、プリズム構造体１０は、四角錐台の頂面１０ａを低屈折率体８ａ，８ｂもしくは屈折率体９側に向け、底面１０ｂを視認側に向けた姿勢で、低屈折率体８ａ，８ｂもしくは屈折率体９上に配置されている。したがって、以下、プリズム構造体１０を構成する四角錐台の頂面１０ａを光入射端面、底面１０ｂを光射出端面と称する。
　プリズム構造体１０を構成する四角錐台の４つの側面のうち、２つの側面１０ｃ，１０ｄは互いに平行であり、ともに図３におけるｘｚ平面に平行である。残りの２つの側面１０ｅ，１０ｆは導光体５の第１主面５ａ（低屈折率体８ａ，８ｂもしくは屈折率体９の上面）に対して垂直以外の角度をなすように傾斜している。以下、この２つの側面１０ｅ，１０ｆを傾斜面という。プリズム構造体１０の２つの傾斜面１０ｅ，１０ｆのうち、ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃが設けられた導光体５の第１端面５ｃから遠い側の傾斜面１０ｆは、低屈折率体８ａ，８ｂもしくは屈折率体９から入射した光を反射させる反射面として機能する。以下の説明では、プリズム構造体１０の光射出端面１０ｂと反射面１０ｆとのなす角度をωとする。
　図２に示すように、各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣにおいて、複数のプリズム構造体１０は一様な密度で配置されているのではなく、光の伝播方向に沿って密度が異なっている。１つの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣに着目すると、複数のプリズム構造体１０は、プリズム構造体１０の密度がＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃに近い側で低く、ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃから遠い側に向けて順次高くなるように配置されている。すなわち、隣接するプリズム構造体１０同士の間隔は、ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃに近い側から遠い側に向けて順次狭くなっている。また、３つの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣを比較すると、複数のプリズム構造体１０は、各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣにおける複数のプリズム構造体１０の密度の差が、第１光取出領域ＲＡから第３光取出領域ＲＣに向けて順次小さくなるように配置されている。すなわち、光取出し領域ＲＢにおける複数のプリズム構造体１０同士の間隔は、光取出し領域ＲＡにおける複数のプリズム構造体１０同士の間隔より狭くなっている。また、光取出し領域ＲＣにおける複数のプリズム構造体１０同士の間隔は、光取出し領域ＲＢにおける複数のプリズム構造体１０同士の間隔より狭くなっている。
　　図１に示すように、各バックライトユニット４において、導光体５の第１端面５ｃは導光体５の短手方向（図１のｙ軸方向）において３つに分割され、第１主面５ａに対する角度が互いに異なる３つの傾斜面１１ａ，１１ｂ，１１ｃとなっている。これらの傾斜面１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、例えば第１主面５ａと端面とのなす角度が直角となった導光体を用意しておき、その端面を、３つに分割した領域毎に第１主面５ａに対して異なる角度をなすように斜めに研削する等の方法で形成できる。そして、各傾斜面１１ａ，１１ｂ，１１ｃの略中央に、ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃが１個ずつ光学接着剤を介して固定されている。したがって、第１端面５ｃの全体では、３個のＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃが導光体５の短手方向に並べられている。
　　以下の説明では、便宜上、第１端面５ｃの３つの傾斜面１１ａ，１１ｂ，１１ｃのうち、第１主面５ａに対する角度が最も小さい傾斜面（図１の右側）を第１入射端面１１ａ、第１主面５ａに対する角度が次に小さい傾斜面（図１の中央）を第２入射端面１１ｂ、第１主面５ａに対する角度が最も大きい傾斜面（図１の左側）を第３入射端面１１ｃ、と称する。また、第１入射端面１１ａに設けられたＬＥＤを第１ＬＥＤ７ａ、第２入射端面１１ｂに設けられたＬＥＤを第２ＬＥＤ７ｂ、第３入射端面１１ｃに設けられたＬＥＤを第３ＬＥＤ７ｃ、と称する。
　　図４Ａは図１のＡ－Ａ’線に沿う断面図、図４Ｂは図１のＢ－Ｂ’線に沿う断面図、図４Ｃは図１のＣ－Ｃ’線に沿う断面図、をそれぞれ示している。本実施形態の場合、一例として、図４Ａに示すように、第１入射端面１１ａと第１主面５ａとのなす角度βＡが５５°、図４Ｂに示すように、第２入射端面１１ｂと第１主面５ａとのなす角度βＢが６５°、図４Ｃに示すように、第３入射端面１１ｃと第１主面５ａとのなす角度βＣが７５°、に設定されている。各ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃは各入射端面１１ａ，１１ｂ，１１ｃに対して垂直に光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃが入射するように固定されており、各ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃから射出された光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃは、導光体５の第１主面５ａと第２主面５ｂとの間で全反射を繰り返しつつ、第１端面５ｃ側から第２端面５ｄ側に向けて伝播される。
　　ここで、導光板の厚さ方向の中心を通る仮想水平面に対する光軸のなす角度を伝播角度φと定義すると、図４Ａに示すように、第１ＬＥＤ７ａからの光Ｌａの伝播角度φＡは３５°、図４Ｂに示すように、第２ＬＥＤ７ｂからの光Ｌｂの伝播角度φＢは２５°、図４Ｃに示すように、第３ＬＥＤ７ｃからの光Ｌｃの伝播角度φＣは１５°、となる。よって、各光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃは、第１端面５ｃ側から第２端面５ｄ側に向けて伝播される間、第１光取出領域ＲＡ、第２光取出領域ＲＢ、第３光取出領域ＲＣの順に、各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣに入射する。
　　図４Ａ～図４Ｃでは、図面を見やすくするため、導光板５の長手方向の寸法（ｘ軸方向の寸法）に対して厚み（ｚ軸方向の寸法）を十分大きく描いており、各ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃから射出される光の中心軸のみを描いているため、光が各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣに必ずしも入射しない場合もあるように思えるが、実際には導光板５の長手方向の寸法に対して厚みが十分に小さく、各ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃからの光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃは有限の光束径を有しているため、光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃは各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣに確実に入射する。
　　すなわち、本実施形態の照明部６は、３個のＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃを備えており、各ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃからの光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃを、各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣから光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃを取り出し可能な入射角を含む入射角で各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣに入射させる。また、後述するが、照明部６は、１つの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣに対して３種類の異なる入射角θ（θＡ＝５５°、θＢ＝６５°、θＣ＝７５°）で入射させるように、いずれのＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃを点灯させるかを切り換えることにより、導光体５の内部における光の伝播角度φ（φＡ＝３５°、φＢ＝２５°、φＣ＝１５°）を切り換える機能を有している。
　　ここで、各ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃからの光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃが、各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣにおける導光板５と各低屈折率体８ａ，８ｂおよび屈折率体９との界面に入射する際の臨界角を考慮する。
　　第１光取出領域ＲＡでの導光体５と第１低屈折率体との界面は、屈折率ｎＷＧ＝１．５の導光体と屈折率ｎＡ＝１．３の第１低屈折率体８ａとの界面となるので、Ｓｎｅｌｌの法則より、臨界角γＡは６０．１°となる。したがって、第１光取出領域ＲＡでは、入射角が６０．１°未満で入射した光は界面を透過し、入射角が６０．１°以上で入射した光は界面で全反射する。同様に、第２光取出領域ＲＢでの導光体５と第２低屈折率体８ｂとの界面は、屈折率ｎＷＧ＝１．５の導光体５と屈折率ｎＢ＝１．４の第２低屈折率体８ｂとの界面となるので、臨界角γＢは６９．０°となる。したがって、第２光取出領域ＲＢでは、入射角が６９．０°未満で入射した光は界面を透過し、入射角が６９．０°以上で入射した光は界面で全反射する。これに対して、第３光取出領域ＲＣでの導光体５と屈折率体９との界面は、屈折率ｎＷＧ＝１．５の導光体と屈折率ｎＣ＝１．５の屈折率体９との界面となるので、全ての入射角において光は界面を透過する。
　　すなわち、第１光取出領域ＲＡ、第２光取出領域ＲＢ、第３光取出領域ＲＣを単独で見た場合には、第１光取出領域ＲＡで光を外部に取り出し可能な入射角範囲は６０．１°未満、第２光取出領域ＲＢで光を外部に取り出し可能な入射角範囲は６９．０°未満、第３光取出領域ＲＣで光を外部に取り出し可能な入射角範囲は全ての角度範囲となる。
　　このように、本実施形態の３つの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣに設けられた２つの低屈折率体８ａ，８ｂおよび屈折率体９は、光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣに入射される光の伝播方向に沿って、屈折率が相対的に低いものから屈折率が相対的に高いものの順に配列されている。このような屈折率の違いに基づき、３つの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣは、光を外部に取り出し可能な入射角範囲が異なっている。さらに、３つの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣは、入射される光の伝播方向に沿って、取り出し可能な入射角範囲が相対的に狭い光取出領域から取り出し可能な入射角範囲が相対的に広い光取出領域（第１光取出領域ＲＡでの取出可能な入射角範囲は６０．１°未満、第２光取出領域ＲＢでの取出可能な入射角範囲は６９．０°未満、第３光取出領域ＲＣでの取出可能な入射角範囲は全角度範囲）の順に配列されている。
　　このとき、図４Ａに示すように、第１入射端面１１ａに固定された第１ＬＥＤ７ａを点灯させたとすると、第１入射端面１１ａと第１主面５ａとのなす角度βＡが５５°であり、第１ＬＥＤ７ａからの光Ｌａは第１入射端面１１ａに対して垂直に入射するため、第１ＬＥＤ７ａからの光Ｌａの第１主面５ａに対する入射角θＡは５５°となる。また、本実施形態の導光板５は平行平板で構成されているため、第１ＬＥＤ７ａからの光Ｌａが何回全反射を繰り返しても、第１主面５ａに対する入射角θＡは常に５５°である。第１ＬＥＤ７ａからの光Ｌａが第１光取出領域ＲＡに到達し、導光体５と第１低屈折率体８ａとの界面に対して入射角θＡ＝５５°で入射すると、ここでの臨界角γＡは６０．１°であるから、光Ｌａは導光体５と第１低屈折率体８ａとの界面を透過して第１低屈折率体８ａに入射され、その後、プリズム構造体１０で内部反射して外部に取り出される。このようにして、第１ＬＥＤ７ａから射出された光Ｌａの略全量を第１光取出領域ＲＡから取り出すことができる。
　　次に、図４Ｂに示すように、第１ＬＥＤ７ａを消灯させ、第２入射端面１１ｂに固定された第２ＬＥＤ７ｂを点灯させたとすると、第２入射端面１１ｂと第１主面５ａとのなす角度βＢが６５°であり、第２ＬＥＤ７ｂからの光Ｌｂは第２入射端面１１ｂに対して垂直に入射するため、第２ＬＥＤ７ｂからの光Ｌｂの第１主面５ａに対する入射角θＢは６５°となる。第２ＬＥＤ７ｂからの光Ｌｂが第１光取出領域ＲＡに到達し、導光体５と第１低屈折率体８ａとの界面に対して入射角θＢ＝６５°で入射すると、ここでの臨界角γＡは６０．１°であるから、光Ｌｂは導光体５と第１低屈折率体８ａとの界面を透過できず、全反射する。次に、第２ＬＥＤ７ｂからの光Ｌｂが第２光取出領域ＲＢに到達し、導光体５と第２低屈折率体８ｂとの界面に対して入射角θＢ＝６５°で入射すると、ここでの臨界角γＢは６９．０°であるから、光Ｌｂは導光体５と第２低屈折率体８ｂとの界面を透過して第２低屈折率体８ｂに入射され、その後、プリズム構造体１０で内部反射して外部に取り出される。このようにして、第２ＬＥＤ７ｂから射出された光Ｌｂの略全量を第２光取出領域ＲＢから取り出すことができる。
　　仮に第１ＬＥＤ７ａから射出された光Ｌａが第２光取出領域ＲＢに入射したとすると、この場合も入射角が臨界角よりも小さいという条件を満たすため、この光Ｌａを第２光取出領域ＲＢから取り出すことができる。しかしながら、第１ＬＥＤ７ａから射出された光Ｌａは第２光取出領域ＲＢに到達する前に第１光取出領域ＲＡで略全量が取り出されてしまうため、ほとんど第２光取出領域ＲＢに到達することがない。したがって、実際には第１ＬＥＤ７ａから射出された光Ｌａが第２光取出領域ＲＢから取り出されることはなく、第２ＬＥＤ７ｂから射出された光Ｌｂが第２光取出領域ＲＢから取り出されることになる。本実施形態のバックライト３は、このような原理に基づいて所定のＬＥＤから射出された光を所定の光取出領域のみから取り出すことができる。
　　次に、図４Ｃに示すように、第２ＬＥＤ７ｂを消灯させ、第３入射端面１１ｃに固定された第３ＬＥＤ７ｃを点灯させたとすると、第３入射端面１１ｃと第１主面５ａとのなす角度βＣが７５°であり、第３ＬＥＤ７ｃからの光Ｌｃは第２入射端面１１ｃに対して垂直に入射するため、第３ＬＥＤ７ｃからの光Ｌｃの第１主面５ａに対する入射角θＣは７５°となる。第２ＬＥＤ７ｃからの光Ｌｃが第１光取出領域ＲＡもしくは第２光取出領域ＲＢに到達し、導光体５と第１低屈折率体８ａもしくは第２低屈折率体８ｂとの界面に対して入射角θＣ＝７５°で入射すると、この入射角θＣは臨界角γＡおよび臨界角γＢよりも大きいため、光Ｌｃは各界面を透過できず、全反射する。その後、第３ＬＥＤ７ｃからの光Ｌｃが第３光取出領域ＲＣに到達すると、光Ｌｃは導光体５と屈折率体９との界面を透過して屈折率体９に入射され、その後、プリズム構造体１０で内部反射して外部に取り出される。このようにして、第３ＬＥＤ７ｃから射出された光Ｌｃの略全量を第３光取出領域ＲＣから取り出すことができる。
　次に、第１低屈折率体８ａ、第２低屈折率体８ｂもしくは屈折率体９からプリズム構造体１０に入射した光の振る舞いについて説明する。ここでは、第１光取出領域ＲＡの第１低屈折率体８ａを例に挙げて説明するが、第２低屈折率体８ｂ、屈折率体９においても光の振る舞いは同様に考えることができる。
　図５に示すように、導光体５から射出された光Ｌは、導光体５と第１低屈折率体８ａとの界面で屈折して第１低屈折率体８ａに入射した後、第１低屈折率体８ａとプリズム構造体１０との界面で屈折してプリズム構造体１０に入射する。以下の説明では、導光体５の屈折率をｎ１、第１低屈折率体８ａの屈折率をｎ２、プリズム構造体１０の屈折率をｎ３とする。今、導光体５の屈折率ｎ１とプリズム構造体１０の屈折率ｎ３とが等しいとすると、第１低屈折率体８ａの透過前後での屈折角が等しいため、導光体５の内部を伝播する光の伝播角度とプリズム構造体１０の内部を伝播する光の伝播角度とは等しくなる。
　プリズム構造体１０の光射出端面１０ｂと傾斜面１０ｆとのなす角度をω、導光体５と外部空間との界面と界面に入射する光の光軸とのなす角度をφ、プリズム構造体１０の傾斜面１０ｆで反射した後の光の光軸と界面とのなす角度をεとしたとき、これらの角度の間には次の（１）式の関係がある。ここで、プリズム構造体１０の光入射端面１０ａと光射出端面１０ｂとは互いに平行であるため、プリズム構造体１０の光射出端面１０ｂと傾斜面１０ｆとのなす角度ωは、プリズム構造体１０の光入射端面１０ａと傾斜面１０ｆとのなす角度の補角と等しくなる。
　ε＝２ω－（π／２－ａｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎ３×ｓｉｎ（π／２－φ）））…（１）
　導光体５と外部空間との界面と界面に入射する光の光軸とのなす角度φは導光体５の内部での光の伝播角度φと等しい。よって、第１ＬＥＤ７ａから射出され、第１低屈折率体に入射される光の伝播角度φは３５°であるから、プリズム構造体１０の光射出端面１０ｂと傾斜面１０ｆとのなす角度ωを６２．５°に設定すると、（１）式から、プリズム構造体１０の傾斜面１０ｆで反射した後の光の光軸と界面とのなす角度εは９０°となる。
　すなわち、光射出端面１０ｂと傾斜面１０ｆとのなす角度ωが６２．５°になるようにプリズム構造体１０の形状を設計すれば、プリズム構造体１０の光射出端面１０ｂ、ひいては導光体５の第１主面５ａに対して垂直な方向に光を射出させることができる。逆に言えば、導光体５の第１主面５ａに対して垂直な方向に光を射出させるためには、光射出端面１０ｂと傾斜面１０ｆとのなす角度ωが６２．５°になるように、プリズム構造体１０の形状を設計すれば良い。
　同様に考えると、第２ＬＥＤ７ｂから射出され、第２低屈折率体８ｂに入射される光の伝播角度φは２５°であるから、導光体５の第１主面５ａに対して垂直な方向に光を射出させるためには、光射出端面１０ｂと傾斜面１０ｆとのなす角度ωが５７．５°になるように、プリズム構造体１０の形状を設計すれば良い。第３ＬＥＤ７ｃから射出され、屈折率体９に入射される光の伝播角度φは１５°であるから、導光体５の第１主面５ａに対して垂直な方向に光を射出させるためには、光射出端面１０と傾斜面１０ｆとのなす角度ωが５２．５°になるように、プリズム構造体１０の形状を設計すれば良い。ここでは、プリズム構造体１０の傾斜面１０ｆで反射した後の光の光軸と界面とのなす角度εを９０°とする例で説明したが、プリズム構造体１０の傾斜面１０ｆで反射した後の光の光軸と界面とのなす角度εは、９０°以外の所望の値に適宜設定することができる。
　　上述したように、本実施形態のバックライト３によれば、各バックライトユニット４の３個のＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃのうちのいずれのＬＥＤを点灯させるかによって、３つの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣのうちのいずれの光取出領域から光を取り出すか、すなわち、いずれの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣを発光させるかを適宜選択することができる。
　また、各ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃから射出される光の量を制御することにより、選択された光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣから取り出す光の量、すなわち、選択された光取出領域の明るさを調整することができる。
　　従来のバックライトでは、高分子分散液晶の光散乱度を電気的に切り替えることにより、各領域から光を射出するか否かを制御していた。そのため、高分子分散液晶の光散乱特性が少しでも劣ると、光を十分に取り出せなかったり、もしくは所望の領域以外から光が漏れてコントラストが低下したりしていた。これに対して、本実施形態のバックライト３は、高分子分散液晶を用いることなく、点灯させるＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃを切り替えるだけで各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣから光を射出するか否かを制御できる。そのため、照明部６から射出された光を導光体５から効率良く取り出すことで、光量が十分に得られ、コントラストの高いバックライトを実現できる。さらに、構造が簡単で薄型化が図れ、安価なバックライト３を実現できる。また、本実施形態によれば、上記のバックライト３を用いることで、明るく、コントラストの高い表示が可能な液晶表示装置１を実現できる。
　本実施形態では、光を外部空間に取り出すための構造として、第１低屈折率体８ａ、第２低屈折率体８ｂもしくは屈折率体９の光射出側にプリズム構造体１０が設けられている。例えば第１低屈折率体８ａ、第２低屈折率体８ｂもしくは屈折率体９の光射出側に光散乱体が設けられている場合、光散乱体により光を散乱させて外部に取り出すことができる。ところが、光散乱体を用いた場合、指向性を持った光を得ること、および、光の射出方向を制御することが難しい。その点、本実施形態のバックライト３によれば、プリズム構造体１０を通して光を取り出すことにより指向性を持った光を得ることができる。さらに、プリズム構造体１０の傾斜面１０ｆの角度ωを適切に設定することにより、各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣから取り出す光の射出方向を制御することができる。
　上述したように、プリズム構造体１０の傾斜面１０ｆの角度ωを適切に設定することにより、全ての光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣから取り出す光の射出方向を揃えることができる。例えばＶＡ型、ＴＮ型等の液晶モードを有する液晶表示装置の場合、一般に画面の正面方向でγ調整を行うことで、色ずれが少なく、綺麗な映像が得られるように調整されている。本実施形態のバックライト３を用いた場合、プリズム構造体１０によって導光体５の第１主面５ａに対して垂直な方向に光が射出されるため、略全ての光量を最も綺麗な映像が見える画面の正面方向に集中させることができる。さらに、液晶表示装置１の視認側に視野角拡大フィルムを配置する場合にも、画面の正面方向に光が集中している方が視野角拡大効果は大きくなる。
　仮に光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ内の全域に複数のプリズム構造体１０を均等に配置したとすると、１つの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣの中でもＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃに近い（ＬＥＤからの光が先に入射する側の）領域では射出光量が相対的に多く、ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃから遠い（ＬＥＤからの光が後で入射する側の）領域では射出光量が相対的に少なくなる傾向にある。その結果、１つの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣの中で輝度ムラが生じる虞がある。
　これに対して、本実施形態のように、１つの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣの中で射出光量が多くなる傾向にあるＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃに近い領域でプリズム構造体１０を低い密度で配置し、射出光量が少なくなる傾向にあるＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃから遠い領域で高い密度で配置することにより、１つの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ内での輝度ムラの発生を抑えることができる。すなわち、隣接するプリズム構造体１０同士の間隔は、ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃに近い側から遠い側に向けて順次狭くなるよう配置することにより、１つの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ内での輝度ムラの発生を抑えることができる。同様に、射出光量が多くなる傾向にある第１光取出領域ＲＡでプリズム構造体１０の密度差を大きく、射出光量が少なくなる傾向にある第３光取出領域ＲＣでプリズム構造体１０の密度差を小さくすることにより、３つの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ間での輝度ムラの発生を抑えることができる。
　なお、本実施形態では、２つの傾斜面１０ｅ，１０ｆを有するプリズム構造体１０の例を示したが、この構成に代えて、例えば図６に示すプリズム構造体１２のように、ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃが設けられた導光体５の第１端面５ｃに近い側の側面１２ｅは、光の反射に寄与しないため、光入射端面１２ａおよび光射出端面１２ｂに対して垂直であっても良い。あるいは、図７に示すように、複数のプリズム構造体１０の光射出側に光透過性を有する他の層１３が設けられていても良い。
［第２実施形態］
　以下、本発明の第２実施形態について、図８、図９を用いて説明する。
　本実施形態のバックライトの基本構成は第１実施形態と同一であり、プリズム構造体の形状および配置が第１実施形態と異なる。よって、本実施形態では、バックライトの基本構成の説明は省略し、上記のプリズム構造体についてのみ説明する。
　図８は、本実施形態のバックライトの平面図である。図９は、プリズム構造体の斜視図である。
　図８、図９において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　本実施形態のバックライト１５においては、図８に示すように、第１光取出領域ＲＡ、第２光取出領域ＲＢ、第３光取出領域ＲＣ上のプリズム構造体１６が、光の伝播方向（図８のｘ軸方向）と直交する方向（図８のｙ軸方向）に延在するように線状に形成され、互いに所定の間隔をおいて平行に配置されている。
　プリズム構造体１６は、図９に示すように、光入射端面１６ａと光射出端面１６ｂとを有し、これら光入射端面１６ａおよび光射出端面１６ｂに対して垂直以外の角度をなすように傾斜した２つの傾斜面１６ｅ，１６ｆを有する。プリズム構造体１６の２つの傾斜面１６ｅ，１６ｆのうち、ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃが設けられた導光体５の第１端面５ｃから遠い側の傾斜面１６ｆは、低屈折率体８ａ，８ｂもしくは屈折率体９から入射した光を反射させる反射面として機能する。
　図８に示すように、各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣにおいて、複数のプリズム構造体１６は一様な密度で配置されているのではなく、光の伝播方向に沿って密度が異なっている。１つの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣに着目すると、複数のプリズム構造体１６の密度がＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃに近い側で低く、ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃから遠い側に向けて順次高くなっている。すなわち、隣接するプリズム構造体１６同士の間隔は、ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃに近い側から遠い側に向けて順次狭くなっている。また、３つの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣに着目すると、複数のプリズム構造体１６は、各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣにおける複数のプリズム構造体１６の密度の差が、第１光取出領域ＲＡから第３光取出領域ＲＣに向けて順次小さくなるように配置されている。すなわち、光取出し領域ＲＢにおける複数のプリズム構造体１６同士の間隔は、光取出し領域ＲＡにおける複数のプリズム構造体１６同士の間隔より狭くなっている。また、光取出し領域ＲＣにおける複数のプリズム構造体１６同士の間隔は、光取出し領域ＲＢにおける複数のプリズム構造体１６同士の間隔より狭くなっている。
　本実施形態においても、光量が十分に得られ、コントラストが高く、構造が簡単で薄型かつ安価なバックライトが得られる、という第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また上述したように、複数のプリズム構造体１６の配置密度を最適化したことで輝度ムラの少ないバックライトが得られる。
　本実施形態では、２つの傾斜面を有するプリズム構造体１６の例を示したが、この構成に代えて、例えば図１０に示すプリズム構造体１８のように、ＬＥＤ７ａ，７ｂ，７ｃが設けられた導光体５の第１端面５ｃに近い側の側面１８ｅは、光の反射に寄与しないため、光入射端面１８ａおよび光射出端面１８ｂに対して垂直であっても良い。
［第３実施形態］
　以下、本発明の第３実施形態について、図１１を用いて説明する。
　本実施形態のバックライトの基本構成は第１実施形態と同一であり、プリズム構造体周りの構成が第１実施形態と異なるのみである。よって、本実施形態では、バックライトの基本構成の説明は省略し、上記のプリズム構造体についてのみ説明する。
　図１１は、本実施形態のバックライトの断面図である。
　図１１において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　第１実施形態のバックライトの場合、プリズム構造体間の間隙には何も充填されておらず、プリズム構造体の周囲は空気が存在していた。これに対して、本実施形態のバックライト２０においては、図１１に示すように、プリズム構造体１０間の間隙に、プリズム構造体１０の屈折率と近い屈折率を有する充填材２１が設けられている。プリズム構造体１０の光射出側には、プリズム構造体１０の屈折率と等しい屈折率を有する保護層２２が設けられている。プリズム構造体１０の屈折率をｎ３、充填材２１の屈折率をｎ４、保護層２２の屈折率をｎ５とすると、ｎ３≒ｎ４であり、ｎ３＝ｎ５である。
　この場合、プリズム構造体１０の屈折率ｎ３と充填材２１の屈折率ｎ４とが殆ど変わらないため、プリズム構造体１０の傾斜面１０ｆに光が入射したときに光が全反射しない虞がある。そこで、本実施形態の場合、プリズム構造体１０の傾斜面１０ｆには反射ミラー２３が形成されている。反射ミラー２３は例えば金属膜で構成されていても良いし、誘電体多層膜で構成されていても良い。プリズム構造体１０の屈折率ｎ３と保護層２２の屈折率ｎ５は等しいため、光はプリズム構造体１０と保護層２２との界面で屈折することなく射出される。
　本実施形態においても、光量が十分に得られ、コントラストが高く、構造が簡単で薄型かつ安価なバックライトが得られる、という第１実施形態と同様の効果を得ることができる。特に本実施形態の場合、プリズム構造体１０間の間隙が充填材２１で充填され、プリズム構造体１０の光射出側が保護層２２で覆われているため、プリズム構造体１０が外部空間に露出しない構成となっている。これにより、バックライト２０の取り扱い中にプリズム構造体１０が破損したり、プリズム構造体１０の間隙に塵埃が侵入したりして光取り出し効率が低下するのを防止できる。
［第４実施形態］
　以下、本発明の第４実施形態について、図１２、図１３Ａ、および図１３Ｂを用いて説明する。
　本実施形態のバックライトの基本構成は第１実施形態と同一であり、導光体の２つの端面に照明部を設けた点、および導光体上に２種類の光取り出し構造を備えた光取出領域を設けた点が第１実施形態と異なっている。よって、本実施形態では、バックライトの基本構成の説明は省略し、異なる部分のみを説明する。
　図１２は、本実施形態のバックライトの断面図である。図１３Ａおよび図１３Ｂは、本実施形態のバックライトにおいて、各光取出領域から光が射出する原理を説明するための図である。
　図１２、図１３Ａ、および図１３Ｂにおいて、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　本実施形態のバックライト２５においては、図１２に示すように、導光体２６の第１端面２６ｃに第１ＬＥＤ７ａが設けられている。導光体２６の第２端面２６ｄは導光体２６の短手方向（図１２のｙ軸方向）において２つに分割され、第１主面２６ａに対する角度が互いに異なる２つの傾斜面１１ｂ，１１ｃとなっている。これら２つの傾斜面１１ｂ，１１ｃに第２ＬＥＤ７ｂ、第３ＬＥＤ７ｃが設けられている。第１ＬＥＤ７ａから射出された光は、導光体２６の内部を図１２の－ｘ側から＋ｘ側に向けて（左側から右側に向けて）伝播角度φＡ＝２５°で進行する。第２ＬＥＤ７ｂから射出された光は、導光体２６の内部を図１２の＋ｘ側から－ｘ側に向けて（右側から左側に向けて）伝播角度φＢ＝２５°で進行する。第３ＬＥＤ７ｃから射出された光は、導光体２６の内部を図１２の＋ｘ側から－ｘ側に向けて（右側から左側に向けて）伝播角度φＣ＝３５°で進行する。
　導光体２６の第１主面２６ａには、複数の第１光取出領域ＲＡと複数の第２光取出領域ＲＢとが、各光取出領域が交互に並ぶように配置されている。第１光取出領域ＲＡには、屈折率ｎＡ＝１．３の第１低屈折率体８ａが設けられている。第１低屈折率体８ａの光射出側に光散乱体２７が設けられている。光散乱体２７は、第１低屈折率体８ａから入射された光を散乱させてバックライト３の外部空間に取り出す機能を有している。具体的には、光散乱体２７として、ベースフィルム上に散乱ビーズ等がコーティングされた市販の光散乱フィルムを使用することができる。この光散乱フィルムを第１低屈折率体８ａ上に貼付することで光散乱体２７を形成することができる。本実施形態の光散乱体２７としては、光散乱能の高い光散乱フィルムを用いることが望ましい。
　第２光取出領域ＲＢには、屈折率ｎＢ＝１．４の第２低屈折率体８ｂが設けられている。第２低屈折率体８ｂの光射出側に、第１実施形態と同様の２つの傾斜面を有する複数のプリズム構造体１０が設けられている。ただし、本実施形態のプリズム構造体１０においては、光の伝播方向（図１２のｘ軸方向）に沿って互いに対向配置された２つの傾斜面１０ｅ，１０ｆはともに反射面として機能する。複数のプリズム構造体１０の光射出側には、保護層２２が設けられている。導光体２６の屈折率ｎＷＧは１．５、保護層２２の屈折率ｎ５は１．５、空気の屈折率ｎ０は１．０とする。プリズム構造体１０における光射出端面１０ｂと傾斜面１０ｅ，１０ｆとのなす角度（図１３に示す光入射端面１０ａと傾斜面１０ｅ，１０ｆとのなす角度の補角と等しい）ωは５６．２５°とする。
　第１実施形態で説明したのと同様、第１光取出領域ＲＡでの導光体２６と第１低屈折率体８ａとの界面は、屈折率ｎＷＧ＝１．５の導光体と屈折率ｎＡ＝１．３の第１低屈折率体８ａとの界面となり、Ｓｎｅｌｌの法則より、臨界角γＡは６０．１°となる。したがって、第１光取出領域ＲＡでは、入射角が６０．１°未満で入射した光は界面を透過し、入射角が６０．１°以上で入射した光は界面で全反射する。同様に、第２光取出領域ＲＢでの導光体２６と第２低屈折率体８ｂとの界面は、屈折率ｎＷＧ＝１．５の導光体５と屈折率ｎＢ＝１．４の第２低屈折率体８ｂとの界面となり、臨界角γＢは６９．０°となる。したがって、第２光取出領域ＲＢでは、入射角が６９．０°未満で入射した光は界面を透過し、入射角が６９．０°以上で入射した光は界面で全反射する。
　上記構成のバックライト２５において、第１ＬＥＤ７ａから光を射出させた場合、図１３Ａに示すように、光Ｌ１は、導光体２６の内部を図１３Ａの－ｘ側から＋ｘ側に向けて（左側から右側に向けて）伝播角度φ＝２５°で進行する。伝播角度φ＝２５°で進行する光は、各光取出領域ＲＡ，ＲＢにおける導光体２６と低屈折率体８ａ，８ｂとの界面に入射角θ＝６５°で入射する。このとき、第１ＬＥＤ７ａから射出された光Ｌ１は、第１光取出領域ＲＡの第１低屈折率体８ａに入射することはできず、第２光取出領域ＲＢの第２低屈折率体８ｂに入射し、その後、プリズム構造体１０の第１傾斜面１０ｆで反射し、図１３Ａにおける斜め右上方向に向けて射出される。このとき、プリズム構造体１０の第１傾斜面１０ｆで反射した後の光の光軸と界面とのなす角度εは８７．５２°となる。
　同様に、第２ＬＥＤ７ｂから伝播角度φ＝２５°で光を射出させた場合、第２ＬＥＤ７ｂから射出された光Ｌ２は、第１光取出領域ＲＡの第１低屈折率体８ａに入射することはできず、第２光取出領域ＲＢの第２低屈折率体８ｂに入射した後、プリズム構造体１０の第２傾斜面１０ｅで反射し、図１３Ａにおける斜め左上方向に向けて射出される。プリズム構造体１０の第２傾斜面１０ｅで反射した後の光の光軸と界面とのなす角度εは８７．５２°となる。
　プリズム構造体１０から射出された第１ＬＥＤ７ａからの光Ｌ１と第２ＬＥＤ７ｂからの光Ｌ２とは、互いの光軸が外部空間（空気中）で７．４４°の角度をなす。この角度においては、バックライト２５の表面から５０ｃｍ離れた位置において双方の光の光軸の間隔が６．５ｃｍとなる。６．５ｃｍの距離は人間の両眼の間隔に相当するため、プリズム構造体１０から射出された２つの光のうち、例えば第１ＬＥＤ７ａからの光Ｌ１は右眼に入射し、第２ＬＥＤ７ｂからの光Ｌ２は左眼に入射する。したがって、液晶パネル２において左眼用の映像と右眼用の映像とを交互に表示するのと同期して、第１ＬＥＤ７ａと第２ＬＥＤ７ｂとを交互に点灯すれば、立体映像を見ることができる。
　一方、第３ＬＥＤ７ｃから伝播角度φ＝３５°で光を射出させた場合、図１３Ｂに示すように、第３ＬＥＤ７ｃから射出された光Ｌ３は、第１光取出領域ＲＡの第１低屈折率体８ａにも入射できるようになる。このとき、第３ＬＥＤ７ｃから第１光取出領域ＲＡの第１低屈折率体８ａに入射した光Ｌ３は、光散乱体２７によって散乱され、様々な方向に射出される。したがって、液晶パネル２において所定の映像を表示したときに第３ＬＥＤ７ｃを点灯すれば、その映像を色々な角度から見ることができる。
　このように、液晶パネル２における映像表示とＬＥＤ７ａ～７ｃの点灯シーケンスとを組み合わせることにより、裸眼で立体映像を見るモードと色々な角度から通常の映像を見るモードとを切り換え可能な表示装置を実現することができる。なお、本実施形態では、第１光取出領域ＲＡと第２光取出領域ＲＢの２種類の光取出領域を有するバックライトの例について説明したが、例えばプリズム構造体１０を備えた第２光取出領域ＲＢのみを有するバックライトを構成しても良い。その場合、液晶パネルと組み合わせることにより立体映像表示専用の表示装置を実現できる。
［表示装置の構成例］
　以下、表示装置の一構成例について、図１４～図１６Ｂを用いて説明する。
　図１４は、表示装置の一構成例である液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。図１５Ａ、図１５Ｂ、図１６Ａ、図１６Ｂは、液晶表示装置におけるバックライトの配置例を示す図である。
　本構成例の液晶表示装置１２１は、図１４に示すように、下側ケース１２２と、反射板１２３と、バックライト３（調光素子）と、拡散板１２４と、液晶パネル２（表示素子）と、上側ケース１２５と、を備えている。すなわち、反射板１２３とバックライト３と拡散板１２４と液晶パネル２との積層体が、下側ケース１２２および上側ケース１２５の内部に収容されている。バックライト３の液晶パネル２と反対側に反射板１２３を配置したことにより、バックライト３から液晶パネル２と反対側に漏れ出た光を反射させて表示に寄与させることができる。また、バックライト３と液晶パネル２との間に拡散板１２４を配置したことにより、バックライト３の輝度ムラを軽減することができる。ただし、反射板１２３や拡散板１２４は必ずしも用いなくても良い。
　図１５Ａに示すように、液晶表示装置１２１の画面内において、各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣが画面の垂直方向に並ぶように、複数のバックライト３を配置する構成を採用することができる。もしくは、図１５Ｂに示すように、液晶表示装置１２７の画面内において、各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣが画面の水平方向に並ぶように、複数のバックライト３を配置する構成を採用することができる。
　なお、上記複数のバックライト３はそれぞれ、図２に示す複数のプリズム構造体１０を有していてもよいし、図８に示す複数のプリズム構造体１６を有していてもよい。従って、図１５Ａに示す液晶表示装置１２１では、画面の水平方向に並ぶ複数の光取出領域ＲＡにおいて、複数のプリズム構造体１０または１６の配置は概略同じであってもよい。また、画面の水平方向に並ぶ複数の光取出領域ＲＢにおいて、複数のプリズム構造体１０または１６の配置は概略同じであってもよい。同様に、画面の水平方向に並ぶ複数の光取出領域ＲＣにおいて、複数のプリズム構造体１０または１６の配置は概略同じであってもよい。また、図１５Ｂに示す液晶表示装置１２７では、画面の垂直方向に並ぶ複数の光取出領域ＲＡにおいて、複数のプリズム構造体１０または１６の配置は概略同じであってもよい。また、画面の垂直方向に並ぶ複数の光取出領域ＲＢにおいて、複数のプリズム構造体１０または１６の配置は概略同じであってもよい。同様に、画面の垂直方向に並ぶ複数の光取出領域ＲＣにおいて、複数のプリズム構造体１０または１６の配置は概略同じであってもよい。
　もしくは、図１６Ａ、図１６Ｂに示すように、長手方向の一部にのみ光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣが設けられ、その他の部分は光が導光する領域となった細長い棒状の導光体１３５を複数本（本例では３本）組み合わせたバックライト１３７を用いても良い。複数本の導光体１３５は光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣが設けられた領域が長手方向にずれている。そのため、複数本の導光体１３５を組み合わせたときに、導光体１３５の長手方向にわたって光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣが並ぶような形態となる。
　例えば、図１６Ａに示すように、液晶表示装置１３１の画面内において、各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣが画面の垂直方向に並ぶように、複数のバックライト１３７を配置する構成としても良い。もしくは、図１６Ｂに示すように、液晶表示装置１３３の画面内において、各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣが画面の水平方向に並ぶように、複数のバックライト１３７を配置する構成としても良い。
［照明装置の構成例］
　以下、照明装置の２つの構成例について、図１７、図１８Ａ、図１８Ｂを用いて説明する。
　図１７は、第１の構成例である照明装置の断面図である。図１８Ａ、図１８Ｂは、第２の構成例である照明装置を示す図であって、図１８Ａは平面図、図１８Ｂは図１８ＡのＡ－Ａ’線に沿う断面図、である。
　例えば図１７に示す照明装置２０１では、導光体５の第１主面５ａ側に屈折率が１．３の第１低屈折率体８ａが形成され、第２主面５ａ側に屈折率が１．４の第２低屈折率体８ｂが形成されている。また、第１低屈折率体８ａ上、第２低屈折率体８ｂ上にはプリズム構造体１０が形成されている。その他の構成は第１の実施形態と同様である。なお、図１７では一つの第１端面５ｃしか図示していないが、実際には紙面の奥行き方向に第１主面５ａに対する角度が異なる他の一つの第１端面が形成されている。ＬＥＤについても、一つのＬＥＤ７ａしか図示していないが、実際には紙面の奥行き方向に他の一つのＬＥＤが設置されている。
　この照明装置２０１において、導光体５の第１端面５ｃに設けられた２つのＬＥＤのうち、いずれのＬＥＤを点灯させるかによって、第１主面５ａ側から光を射出させるか、第２主面５ｂ側から光を射出させるかを切り換えることができる。したがって、発光面を切り換えることが可能な照明装置を実現することができる。
　また、図１８Ａに示す照明装置２０３では、導光体５の一面に「ＳＨＡＲＰ」と書かれた文字部２０４が形成されている。文字部２０４に対応して、図１８Ｂに示すように、導光体５の第１主面５ａ側に屈折率が１．３の第１低屈折率体８ａが形成されており、文字部２０４以外の部分には第１低屈折率体８ａが形成されていない。また、第１低屈折率体８ａ上にはプリズム構造体１０が形成されている。すなわち、文字部２０４が上記実施形態における光取出領域となっている。その他の構成は第１の実施形態と同様である。なお、図１８Ｂでは一つの第１端面５ｃしか図示していないが、実際には紙面の奥行き方向に第１主面５ａに対する角度が異なる他の一つの第１端面が形成されている。
　ＬＥＤについても、一つのＬＥＤ７ａしか図示していないが、実際には紙面の奥行き方向に他の一つのＬＥＤが設置されている。
　この照明装置２０３において、導光体５の第１端面５ｃに設けられた２つのＬＥＤのうち、いずれのＬＥＤを点灯させるかによって、文字部２０４から光を射出させるか、文字部２０４以外から光を射出させるかを切り換えることができる。したがって、本構成によれば、例えば文字部２０４の点滅が可能なデジタルサイネージとして利用可能な照明装置を実現できる。
　なお、本発明の態様における技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の態様の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施形態では、平行平板からなる導光体を用いたが、この構成に代えて、導光体の第１主面もしくは第２主面の一部にプリズム構造体を作り込む、または導光体の第１主面もしくは第２主面の一部を傾斜面とする、等の構成としても良い。この種の構成を採用した場合、導光体内を伝播する光がプリズム構造体や傾斜面で全反射すると、その前後で光の伝播角度が変化する。これに伴い、各光取出領域に対する光の入射角もプリズム構造体や傾斜面への入射前後で変化するため、複数の光取出領域に同一の屈折率を有する低屈折率体を用いたとしても、光を選択的に取り出すことができる。この構成によれば、低屈折率体を構成する材料の種類を減らすことができる。さらに、光取出領域には必ずしも低屈折率体を設ける必要はなく、例えば光が最後に到達する光取出領域には低屈折率体を設けず、導光体の表面から光を直接取り出す構成としても良い。
　上記実施形態では、照明部として、導光体の端面の傾斜角度を複数変え、傾斜角度が異なる各傾斜面にＬＥＤを設置することで、導光体内部を異なる伝播角度で光を伝播させる構成を実現した。この構成に代えて、例えば照明部をＬＥＤとポリゴンミラーとから構成し、ポリゴンミラーを機械的に駆動する、光の屈折角度を調整可能なレンズを用いる、等の手法を用いて、１つの照明部から射出される光の伝播角度を時間的に変化させる構成としても良い。
　液晶表示装置の全体構成としては、液晶パネルとバックライトとの間に光拡散フィルム、プリズムシート等の光学部材を適宜配置しても良い。これらの光学部材を用いることで、輝度ムラの更なる低減、光の拡散角度や拡散方向の調整等を行うことができる。その他、上記実施形態で例示したバックライトおよび液晶表示装置における各構成要素の材料、寸法、数、製造方法等の具体的な構成は、適宜変更が可能である。例えば導光体として板状の部材を用いることに代えて、棒状の部材を用いても良い。
　本発明の態様は、液晶表示装置、その他、調光素子を用いて表示を行う各種の表示装置、調光素子を用いて照明を行う各種の照明装置に利用可能である。
　１，１２１，１２７，１３１，１３３…液晶表示装置（表示装置）、２…液晶パネル（表示素子）、３，１５，２０，２５，１３７…バックライト（調光素子）、５，２６，１３５…導光体、６…照明部、８ａ…第１低屈折率体（低屈折率体）、８ｂ…第２低屈折率体（低屈折率体）、１０，１２，１６，１８…プリズム構造体、２３…反射ミラー、２７…光散乱体、２０１，２０３…照明装置。

Claims (11)

  1. 　射出する光の量を制御するよう構成された照明部と、
    　前記照明部から射出された光が入射され、前記光を内部で全反射させつつ伝播させるよう構成された導光体であって、前記光が伝播される間に、前記光を外部に取り出す複数の光取出領域を有する導光体と、
    　前記導光体の前記光取出領域に設けられ、前記導光体から射出された光を内部で反射させて外部空間に射出させるプリズム構造体と、を備え、
    　前記複数の光取出領域のうちの少なくとも２つの光取出領域は、前記光を外部に取り出し可能な入射角範囲が互いに異なり、
    　前記導光体は、前記導光体内部において、前記照明部から射出された光を、複数の異なる伝播角度で伝播させるよう構成される調光素子。
  2. 　前記複数の光取出領域のうちの少なくとも一つの光取出領域に、前記導光体の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率体が設けられた請求項１に記載の調光素子。
  3. 　前記プリズム構造体が前記低屈折率体から射出された光を反射させる傾斜面を有し、前記プリズム構造体の底面と前記傾斜面とのなす角度が９０度よりも大きい請求項１に記載の調光素子。
  4. 　前記プリズム構造体の前記底面と前記傾斜面とのなす角度をω、前記導光体と外部空間との界面と前記界面に入射する光の光軸とのなす角度をφ、前記プリズム構造体の傾斜面で反射した後の光の光軸と前記界面とのなす角度をε、前記導光体の屈折率をｎ１、前記プリズム構造体の屈折率をｎ３としたとき、
    　ε＝２ω－（π／２－ａｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎ３×ｓｉｎ（π／２－φ）））…（１）の関係を満たす請求項１に記載の調光素子。
  5. 　前記プリズム構造体が、前記光取出領域内に離間して配置された複数のプリズム構造体から構成されている請求１に記載の調光素子。
  6. 　１つの前記光取出領域における前記複数のプリズム構造体同士の間隔は、前記複数の光取出領域に入射される光の伝播方向に沿って順次狭くなり、かつ、前記光取出領域それぞれにおける前記複数のプリズム構造体同士の間隔は、前記複数の光取出領域に入射される光の伝播方向に沿って順次狭くなるように、前記複数のプリズム構造体が配置されている請求項５に記載の調光素子。
  7. 　前記複数のプリズム構造体間の間隙が前記プリズム構造体の屈折率よりも小さい屈折率を有する材料で充填され、前記傾斜面にミラーが設けられている請求項５に記載の調光素子。
  8. 　前記光を外部に取り出し可能な入射角範囲が互いに異なる少なくとも２つの光取出領域のうち、少なくとも１つの光取出領域に前記プリズム構造体が設けられるとともに、少なくとも１つの光取出領域における前記低屈折率体の光射出側に前記低屈折率体から射出された光を散乱させる光散乱体が設けられた請求項１に記載の調光素子。
  9. 　前記プリズム構造体は、前記導光体内部での光の伝播方向に沿って互いに対向し、前記低屈折率体から射出された光を反射させる２つの傾斜面を有し、前記導光体の前記光の伝播方向に沿って互いに対向する２つの端面に前記照明部がそれぞれ設けられている請求項８に記載の調光素子。
  10. 　請求項１に記載の調光素子と、
    　前記調光素子から射出される光を用いて表示を行う表示素子と、を備えた表示装置。
  11. 　請求項１に記載の調光素子を備えた照明装置。
PCT/JP2011/074743 2010-11-02 2011-10-27 調光素子、表示装置および照明装置 WO2012060266A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010246677 2010-11-02
JP2010-246677 2010-11-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012060266A1 true WO2012060266A1 (ja) 2012-05-10

Family

ID=46024381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/074743 WO2012060266A1 (ja) 2010-11-02 2011-10-27 調光素子、表示装置および照明装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2012060266A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015525497A (ja) * 2012-05-18 2015-09-03 リアルディー インコーポレイテッド 指向性照明導波路配置
WO2016158834A1 (ja) * 2015-04-01 2016-10-06 シャープ株式会社 光配向部材、照明装置、液晶表示装置および光配向部材の製造方法
WO2017022800A1 (ja) * 2015-08-04 2017-02-09 シャープ株式会社 配光制御部材、照明装置および液晶表示装置
CN107490896A (zh) * 2016-06-13 2017-12-19 三星显示有限公司 显示设备以及制造该显示设备的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005134441A (ja) * 2003-10-28 2005-05-26 Sony Corp ライトガイドおよびライトガイド製造方法、並びに、液晶表示装置
JP2006527389A (ja) * 2003-06-06 2006-11-30 ケンブリッジ フラット プロジェクション ディスプレイズ リミテッド フラットパネル表示装置用走査式バックライト
WO2009034943A1 (ja) * 2007-09-10 2009-03-19 Sharp Kabushiki Kaisha バックライト
WO2010050489A1 (ja) * 2008-10-30 2010-05-06 日本ゼオン株式会社 光源装置および液晶表示装置
JP2010210904A (ja) * 2009-03-10 2010-09-24 Hitachi Maxell Ltd 光拡散シート、それを用いたバックライト装置及び液晶表示装置
JP2011134650A (ja) * 2009-12-25 2011-07-07 Nippon Zeon Co Ltd 光源装置および液晶表示装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006527389A (ja) * 2003-06-06 2006-11-30 ケンブリッジ フラット プロジェクション ディスプレイズ リミテッド フラットパネル表示装置用走査式バックライト
JP2005134441A (ja) * 2003-10-28 2005-05-26 Sony Corp ライトガイドおよびライトガイド製造方法、並びに、液晶表示装置
WO2009034943A1 (ja) * 2007-09-10 2009-03-19 Sharp Kabushiki Kaisha バックライト
WO2010050489A1 (ja) * 2008-10-30 2010-05-06 日本ゼオン株式会社 光源装置および液晶表示装置
JP2010210904A (ja) * 2009-03-10 2010-09-24 Hitachi Maxell Ltd 光拡散シート、それを用いたバックライト装置及び液晶表示装置
JP2011134650A (ja) * 2009-12-25 2011-07-07 Nippon Zeon Co Ltd 光源装置および液晶表示装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015525497A (ja) * 2012-05-18 2015-09-03 リアルディー インコーポレイテッド 指向性照明導波路配置
WO2016158834A1 (ja) * 2015-04-01 2016-10-06 シャープ株式会社 光配向部材、照明装置、液晶表示装置および光配向部材の製造方法
WO2017022800A1 (ja) * 2015-08-04 2017-02-09 シャープ株式会社 配光制御部材、照明装置および液晶表示装置
CN107490896A (zh) * 2016-06-13 2017-12-19 三星显示有限公司 显示设备以及制造该显示设备的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9063261B2 (en) Light-controlling element, display device and illumination device
KR102335721B1 (ko) 모드-선택가능 백라이트, 방법, 및 지향성 산란 피처를 채용하는 디스플레이
KR102422979B1 (ko) 모드-전환가능 백라이트, 디스플레이 및 방법
KR102586389B1 (ko) 방출기 어레이들을 이용하는 모드 전환 가능한 백라이트, 사생활 보호 디스플레이 및 방법
JP6365115B2 (ja) 表示装置
JP4582223B2 (ja) 照明装置および表示装置
US7997782B2 (en) Lamp having plurality of optical extraction structures
JPWO2011067911A1 (ja) 液晶表示装置
WO2011065053A1 (ja) 導光板、導光ユニット、照明装置、及び表示装置
JP6422852B2 (ja) 超集光導光フィルム及びこれを利用した平板表示装置に使用する薄膜型バックライトユニット
KR20100052274A (ko) 일체형 도광판을 채용한 반사 투과형 디스플레이 장치
US20120257144A1 (en) Light guiding unit, lighting device, and display device
US20170160458A1 (en) Display device
WO2012060266A1 (ja) 調光素子、表示装置および照明装置
TW200933090A (en) A light source device and a display device
TW201314314A (zh) 導光板、面光源裝置及透過型圖像顯示裝置
WO2012161212A1 (ja) 面光源装置およびその製造方法、表示装置、照明装置
US20190072704A1 (en) Light-guide plate, lighting device and display device using same light-guide plate
CN104216041A (zh) 具有圆角多边形图案的导光板及具有其的液晶显示装置
KR100883659B1 (ko) 편광된 광을 제공하는 조명장치
WO2012081569A1 (ja) 発光素子、調光素子、表示装置および照明装置
WO2012165474A1 (ja) 発光素子、調光素子、表示装置および照明装置
WO2012060247A1 (ja) 調光素子、表示装置および照明装置
TWI831941B (zh) 可切換模式的背光件、防窺顯示器和採用發射器陣列的方法
KR101850428B1 (ko) 광원 모듈, 이를 포함하는 표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11837916

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11837916

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP