WO2013073265A1 - 光源装置及びそれを備える表示装置 - Google Patents

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WO2013073265A1
WO2013073265A1 PCT/JP2012/072539 JP2012072539W WO2013073265A1 WO 2013073265 A1 WO2013073265 A1 WO 2013073265A1 JP 2012072539 W JP2012072539 W JP 2012072539W WO 2013073265 A1 WO2013073265 A1 WO 2013073265A1
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WO
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light guide
light
guide layer
guide plate
light source
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PCT/JP2012/072539
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Inventor
増田　純一
Original Assignee
シャープ株式会社
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    • 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
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of 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
    • G02B6/0033—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
    • G02B6/004—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles
    • G02B6/0043—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles provided on the surface of the light guide

Definitions

  • the present invention relates to a light source device, and more particularly to a light source device that includes a light guide plate and emits light in a planar shape. Moreover, this invention relates to a display apparatus provided with such a light source device.
  • a liquid crystal display device is known as an example of a display device that displays an image.
  • the liquid crystal display device includes a light source device (called a backlight device) that illuminates the liquid crystal panel from the back.
  • a light source device called a backlight device
  • the edge light type light source device is provided with a light guide plate for emitting light incident on the inside in a planar shape.
  • a light guide plate for emitting light incident on the inside in a planar shape.
  • Snell's law light that is emitted from the light source and enters the light guide plate, light having an angle component greater than the critical angle repeats total reflection in the light guide plate, and light having an angle component smaller than the critical angle is light guide plate It is emitted outside.
  • a light scattering element dot pattern, wrinkle pattern, etc.
  • light that repeats total reflection in the light guide plate can be taken out from the emission surface to the outside, and light is emitted in a planar shape.
  • the above-described light source device functions as a surface light source. For this reason, it is desirable that the luminance distribution on the exit surface of the light guide plate be as uniform as possible.
  • the number of total reflections per unit area in the light guide plate depends on the refractive index. In other words, the total number of reflections of light incident on the light guide plate with the same angle component is substantially constant. For this reason, in the light guide plate, it is not always easy to make the luminance distribution on the exit surface uniform (uniform surface luminance).
  • Patent Document 1 in order to improve the light utilization efficiency, a light guide body (having a lower refractive index than the light guide plate) that emits light that totally reflects inside the light guide plate to the outside is provided in the light guide plate.
  • An illumination device is disclosed that is in close contact with a surface.
  • Patent Document 1 does not disclose a technique for making the surface luminance uniform.
  • an object of the present invention is to provide a light source device that can improve the uniformity of the luminance distribution on the exit surface. Another object of the present invention is to provide a display device with less luminance unevenness on the display screen by providing such a light source device.
  • a light source device of the present invention is a light source device comprising a light source and a light guide plate that emits light emitted from the light source and incident on the inside in a planar shape from an emission surface
  • the light guide plate has a structure in which a plurality of light guide layers are laminated, and the plurality of light guide layers includes a first light guide layer having a first main surface serving as the emission surface, and the first light guide layer.
  • a second light guide layer disposed opposite to the second main surface, which is opposite to the first main surface of the light guide layer, and having a refractive index lower than that of the first light guide layer.
  • the plurality of light guide layers sandwich the second light guide layer together with the first light guide layer, and have a refractive index equal to or higher than that of the first light guide layer.
  • a configuration (second configuration) including the third light guide layer may be employed. According to this structure, it can suppress that the light which injected into the 2nd light guide layer from the 1st light guide layer radiate
  • the first light guide layer and the third light guide layer preferably have the same refractive index.
  • a plurality of lens-shaped recesses are formed on the back surface of the light exit surface of the light guide plate, and the recesses reach the first light guide layer. It is good also as (3rd structure). According to this configuration, light that repeats total reflection in the first light guide layer can also be extracted from the exit surface of the light guide plate. For this reason, according to this structure, the utilization efficiency of light can be improved.
  • the second light guide layer includes a plurality of lens-shaped convex portions, and the first light guide layer engages with the convex portions.
  • a configuration in which a plurality of recesses are formed may be used. According to this configuration, light that repeats total reflection in the first light guide layer can also be extracted from the exit surface of the light guide plate, and the light use efficiency can be improved.
  • the lens-shaped convex portion is provided integrally with the second light guide layer (having the same refractive index as the second light guide layer). If comprised in this way, it will be easy to obtain a lens-shaped convex part easily.
  • a display device of the present invention includes a light source device having any one of the first to fourth configurations and a display panel irradiated with light by the light source device (first configuration). 5 configuration).
  • the display panel may be a liquid crystal panel.
  • the present invention it is possible to provide a light source device that can improve the uniformity of the luminance distribution on the exit surface. Further, according to the present invention, by providing such a light source device, it is possible to provide a display device with less luminance unevenness on the display screen.
  • Schematic sectional drawing which shows the structure of the 1st modification of the light-guide plate with which the light source device of 1st Embodiment is provided.
  • Schematic sectional drawing which shows the structure of the 2nd modification of the light-guide plate with which the light source device of 1st Embodiment is provided.
  • Schematic sectional view of a light guide plate provided in the light source device of the second embodiment The schematic diagram which showed a mode that the light radiate
  • the schematic diagram for demonstrating the effect of the light-guide plate with which the light source device of 2nd Embodiment is provided.
  • the top view for demonstrating schematic structure of the liquid crystal display device which concerns on 3rd Embodiment of this invention. Sectional view at the BB position in FIG. 10A
  • FIGS. 1A and 1B are diagrams for explaining a schematic configuration of a light source device 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • 1A is a top view of the light source device 1
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1A.
  • the light source device 1 includes a chassis 11, a plurality of light emitting diodes (LEDs) 12, a light guide plate 13, and a reflection sheet 14.
  • the light source device 1 is configured as a so-called edge light type backlight device.
  • the chassis 11 is formed in a box shape, and a plurality of LEDs 12, a light guide plate 13, and a reflection sheet 14 are accommodated in the chassis 11.
  • the plurality of LEDs 12 are arranged in a row at predetermined intervals on each of two longitudinal side walls of the chassis 11 (provided in a substantially rectangular shape in plan view). Specifically, the plurality of LEDs 12 are attached to the chassis 11 in a state of being mounted on a circuit board 15 such as an FPC (Flexible Printed Circuit). The same number of LEDs 12 provided on each of the two side walls of the chassis 11 are arranged substantially symmetrically with the light guide plate 13 in between. Each of the plurality of LEDs 12 is disposed near the side surface 13b of the light guide plate 13 so that light can enter the light guide plate 13 from the side surface 13b.
  • a circuit board 15 such as an FPC (Flexible Printed Circuit).
  • the same number of LEDs 12 provided on each of the two side walls of the chassis 11 are arranged substantially symmetrically with the light guide plate 13 in between.
  • Each of the plurality of LEDs 12 is disposed near the side surface 13b of the light guide plate 13 so that light can enter the light guide
  • the plurality of LEDs 12 are an example of the light source of the present invention.
  • the plurality of LEDs 12 are arranged along two opposing side surfaces 13b and 13b of the light guide plate 13, but the plurality of LEDs 12 are arranged only on any one side surface. It doesn't matter.
  • the plurality of LEDs 12 are used as the light source, but other light sources such as a cold cathode tube may be used instead of the plurality of LEDs.
  • the light guide plate 13 causes light incident on the inside from the side surface 13b (light emitted from the plurality of LEDs 12) to be emitted in a planar shape from the emission surface (upper surface) 13a.
  • the shape of the light guide plate is a flat plate shape, but may be another shape, for example, a wedge shape.
  • light having an angle component equal to or greater than the critical angle is propagated in the light guide plate 13 while being totally reflected.
  • a light scattering element 16 is formed on the back surface (lower surface; the surface facing the emission surface 13a) 13c of the light guide plate 13 in order to extract light that repeats total reflection in the light guide plate 13 from the emission surface 13a side.
  • the light scattering element 16 for example, a dot pattern obtained by printing an ink having a higher refractive index than the material forming the light guide plate 13 on the back surface 13 c of the light guide plate 13, fine irregularities on the back surface 13 of the light guide plate 13, Examples include a grain pattern obtained by forming a lens shape.
  • the light scattering element 16 may include a phosphor in order to provide a wavelength conversion function. Further, the light scattering element 16 may have different densities depending on the arrangement location (a rough portion and a dense portion may exist) in order to make the luminance distribution on the light exit surface 13a of the light guide plate 13 uniform. Further, the light scattering element 16 may vary in size, thickness, and the like depending on the arrangement location.
  • the reflection sheet 14 disposed opposite to the back surface 13c of the light guide plate 13 reflects light emitted from the back surface of the light guide plate 13 or 13c.
  • the reflection sheet 14 is disposed in order to increase the light use efficiency.
  • an optical sheet for adjusting the light emitted from the light guide plate 13 may be disposed on the emission surface 13 a of the light guide plate 13.
  • the optical sheet include a diffusion sheet and a prism sheet, and the number and type of optical sheets may be appropriately determined.
  • One optical sheet may be used, or a plurality of optical sheets (may be different types) may be arranged.
  • the light guide plate 13 included in the light source device 1 will be described in more detail.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the light guide plate 13 provided in the light source device 1 of the first embodiment.
  • the light guide plate 13 has a structure in which a first light guide layer 131 and a second light guide layer 132 are laminated.
  • the first main surface 131 a (upper surface) of the first light guide layer 131 forms the emission surface 13 a of the light guide plate 13.
  • the 1st main surface 132a (upper surface) is the 2nd main surface 131b (lower surface; surface on the other side of the 1st main surface 131a) of the 1st light guide layer 131.
  • the first light guide layer 131 In close contact with the first light guide layer 131, the first light guide layer 131 is in close contact with the first light guide layer 131.
  • the refractive index of the first light guide layer 131 is larger than that of the second light guide layer 132.
  • the material of the first light guide layer 131 and the second light guide layer 132 is not particularly limited.
  • the first light guide layer 131 is made of polymethyl methacrylate resin (PMMA)
  • the second light guide layer 132 can be formed of a fluororesin.
  • the refractive index n1 of the first light guide layer 131 can be about 1.49
  • the refractive index n2 of the second light guide layer 132 can be about 1.3 to 1.4.
  • the light scattering element 16 is formed on the second main surface 132b (lower surface; the surface on the opposite side of the first main surface 132a) of the second light guide layer 132.
  • the second main surface 132 b of the second light guide layer 132 corresponds to the back surface 13 c of the light exit surface 13 a of the light guide plate 13.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing how light emitted from the LED 12 and incident inside the light guide plate 13 repeats total reflection in the light guide plate 13 included in the light source device 1 of the first embodiment.
  • the influence of the light scattering element 16 provided on the light guide plate 13 is not considered.
  • the light that repeats total reflection in the light guide plate 13 repeats total reflection while going back and forth between the first light guide layer 131 and the second light guide layer 132 (FIG. 3).
  • FIG. 3 and those that repeat total reflection only in the first light guide layer 131 shown by broken arrows in FIG. 3).
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the operational effects of the light guide plate 13 provided in the light source device 1 of the first embodiment.
  • 4A is a diagram for explaining the light guide plate 13 according to the first embodiment
  • FIG. 4B is a diagram for explaining the conventional light guide plate 130.
  • the first light guide layer 131 and the conventional light guide plate 130 have the same refractive index.
  • FIGS. 4A and 4B it is assumed that the angles of light incident on the light guide plates 13 and 130 are the same.
  • the light guide plate 13 of the present embodiment As shown in FIG. 4A, light incident on the second light guide layer 132 from the first light guide layer 131 is refracted according to Snell's law. Due to this refraction, the light propagating through the second light guide layer 132 has a smaller angle with respect to the normal direction than the light propagating through the first light guide layer 131. For this reason, light totally reflected by the exit surface 13a and then totally reflected by the back surface 13c of the exit surface 13a is closer to the front (indicated by a broken line in FIG. 4A) (indicated by a broken line). It is totally reflected by an expression based on the traveling direction of light).
  • the distance that the light totally reflected by the light exit surface 130a travels in the light guide plate 130 until it is totally reflected next by the light exit surface 130a is expressed as X.
  • the distance that the light totally reflected by the light exit surface 13 a travels in the light guide plate 13 until it is totally reflected next by the light exit surface 13 a is smaller than X ( For example, it can be represented by XY1 as shown in FIG.
  • the unit is larger than when using the conventional light guide plate 130.
  • the number of total reflections of light per area can be increased. Therefore, by using the light guide plate 13 of the present embodiment, it is possible to improve the uniformity of the luminance distribution on the exit surface 13a of the light guide plate 13.
  • the thickness of the second light guide layer 132 is smaller than that of the first light guide layer 131, but this is an example. That is, the thickness of the first light guide layer 131 and the second light guide layer 132 is the same, or the second light guide layer 132 is thicker than the first light guide layer 131. A thick structure may be used. By adjusting the thickness ratio between the first light guide layer 131 and the second light guide layer 132, the number of total reflections of light per unit area on the light guide plate 13 can be adjusted (that is, the surface brightness is uniform). Sex control).
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a first modification of the light guide plate 13 provided in the light source device 1 of the first embodiment.
  • a plurality of lens-shaped concave portions 17 are formed on the back surface 13 c (reflection surface) of the light guide plate 13.
  • the lens-shaped concave portion 17 reaches the first light guide layer 131.
  • Such a lens-shaped recess 17 can be formed by, for example, laser processing or the like.
  • the lens-shaped concave portion 17 functions as a light scattering element. Therefore, not only the light totally reflected by the second light guide layer 132 (the lower surface 132b) but also the light totally reflected by the first light guide layer 131 (the lower surface 131b) is guided by the light guide plate 13. Can be taken out at the exit surface 13a. That is, according to the light guide plate 13 of the first modification, the surface luminance can be made uniform while improving the light use efficiency.
  • the density of the lens-shaped recesses 17 may vary depending on the arrangement location so that the luminance distribution on the light exit surface 13a of the light guide plate 13 is uniform. Further, in the case of the configuration of the first modification, the lens-shaped concave portion 17 can be easily manufactured by making the thickness of the second light guide layer 132 thinner than that of the first light guide layer 131.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a second modification of the light guide plate 13 provided in the light source device 1 of the first embodiment.
  • a plurality of lens-shaped convex portions 18 are formed on the first main surface 132 a (upper surface) of the second light guide layer 132.
  • the lens-shaped convex portion 18 is formed integrally with the second light guide layer 132, and the refractive index thereof is the same as that of the second light guide layer 132.
  • a plurality of concave portions 19 that engage with the lens-shaped convex portions 18 are formed on the second main surface 131b (lower surface) of the first light guide layer 131. .
  • a light scattering element 16 made of, for example, a dot pattern or a grain pattern is formed as in the first embodiment.
  • the lens-shaped convex portion 18 functions as a light scattering element. For this reason, the light totally reflected in the first light guide layer 131 can be extracted from the emission surface 13 a of the light guide plate 13. That is, according to the light guide plate 13 of the second modified example, it is possible to make the surface luminance uniform while improving the light utilization efficiency.
  • the light source device 2 (see FIG. 1) of the second embodiment is the same as the configuration of the first embodiment except for the configuration of the light guide plate.
  • the description will focus on the configuration of the light guide plate having a configuration different from that of the first embodiment.
  • symbol is attached
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the light guide plate 23 provided in the light source device 2 of the second embodiment.
  • the light guide plate 23 has a structure in which a first light guide layer 231, a second light guide layer 232, and a third light guide layer 233 are laminated.
  • the first main surface 231a (upper surface) of the first light guide layer 231 forms the emission surface 23a of the light guide plate 23.
  • the 1st main surface 232a (upper surface) is the 2nd main surface 231b (lower surface; surface on the opposite side to the 1st main surface 231a) of the 1st light guide layer 231.
  • the first light guide layer 231 is disposed.
  • the third light guide layer 233 has a first main surface 233a (upper surface) on the second main surface 232b (lower surface; opposite to the first main surface 232a) of the second light guide layer 232. In close contact with the second light guide layer 232.
  • the refractive index of the first light guide layer 231 is larger than that of the second light guide layer 232.
  • the third light guide layer 233 has the same refractive index as that of the first light guide layer 231.
  • the material of the three light guide layers 231 to 233 is not particularly limited.
  • the first light guide layer 231 and the third light guide layer 233 are formed of polymethyl methacrylate resin (PMMA),
  • the second light guide layer 232 can be formed of a fluororesin.
  • the refractive index n1 of the first light guide layer 231 and the third light guide layer 233 can be about 1.49, and the refractive index n2 of the second light guide layer 232 is 1.3 to 1.. Can be about 4.
  • the light scattering element 16 is formed on the second main surface 233b (the lower surface; the surface on the opposite side of the first main surface 233a) of the third light guide layer 233.
  • the second main surface 233 b of the third light guide layer 233 corresponds to the back surface 23 c of the emission surface 23 a of the light guide plate 23.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing how light emitted from the LED 12 and incident inside (from the side surface 23b) of the light guide plate 23 repeats total reflection in the light guide plate 23 provided in the light source device 2 of the second embodiment. is there.
  • the influence of the light-scattering element 16 provided in the light-guide plate 23 is not considered.
  • the light that repeats total reflection in the light guide plate 23 repeats total reflection while going back and forth between the first light guide layer 231 and the third light guide layer 233 (FIG. 8). (Shown by a solid line arrow), total reflection only in the first light guide layer 231 (shown by a dashed line arrow in FIG. 8), and all in the third light guide layer 233 only. Some of them repeat reflection (shown by broken arrows in FIG. 8).
  • a conventional light guide plate (formed with only one light guide layer)
  • the light guide plate 23 of this embodiment is superior to
  • FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the operational effect of the light guide plate 23 provided in the light source device 2 of the second embodiment.
  • 9A is a diagram for explaining the light guide plate 23 according to the second embodiment
  • FIG. 9B is a diagram for explaining the conventional light guide plate 130.
  • the first light guide layer 231 and the third light guide layer 233 and the conventional light guide plate 130 have the same refractive index.
  • FIGS. 9A and 9B it is assumed that the angles of light incident on the light guide plates 23 and 130 are the same.
  • the light incident from the first light guide layer 231 to the second light guide layer 232 is refracted according to Snell's law. Due to this refraction, light propagating through the second light guide layer 232 has a smaller angle with respect to the normal direction than light propagating through the first light guide layer 231.
  • light incident on the third light guide layer 233 from the second light guide layer 232 is also refracted according to Snell's law, but the refraction direction in this case is reversed. That is, the light propagating through the third light guide layer 233 has a larger angle with respect to the normal direction than when propagating through the second light guide layer 232.
  • the refractive indexes of the first light guide layer 231 and the third light guide layer 233 are the same, the angle with respect to the normal direction of the light incident on the second light guide layer 132 from the first light guide layer 231 And the angle with respect to the normal line direction of the light radiate
  • the distance that the light totally reflected by the exit surface 130a travels through the light guide plate 130 until it is totally reflected next by the exit surface 130a is expressed as X.
  • the distance that the light totally reflected by the light exit surface 23a travels through the light guide plate 23 until the light is totally reflected next by the light exit surface 23a is smaller than X ( For example, it can be represented by XY2 as shown in FIG.
  • the use of the light guide plate 23 of the present embodiment makes it possible to use a unit as compared with the case of using the conventional light guide plate 130.
  • the number of total reflections of light per area can be increased. Therefore, by using the light guide plate 23 of the present embodiment, it is possible to improve the uniformity of the luminance distribution on the exit surface 23a of the light guide plate 23.
  • the light incident on the second light guide layer 232 from the first light guide layer 231 has a smaller angle with respect to the normal direction due to refraction. Therefore, when the third light guide layer 233 is not provided, a part of the light totally reflected by the first main surface 231 a of the first light guide layer 231 is totally reflected by the second light guide layer 232. Something that will not be done. In this regard, when the third light guide layer 233 having the same refractive index as that of the first light guide layer 231 is provided as in the present embodiment, the second light guide layer 232 to the third light guide layer 233 is provided.
  • the incident light have the same angle as the light incident on the second light guide layer 232 from the first light guide layer 231 with respect to the normal direction. For this reason, the light totally reflected by the first main surface 231a of the first light guide layer 231 is also totally reflected by the second main surface 233b of the third light guide layer 233. That is, according to the light guide plate 23 of the present embodiment, it is possible to make the surface luminance uniform while suppressing a reduction in light use efficiency.
  • the ratio of the thicknesses of the three light guide layers 231 to 233 may be changed as appropriate in the light guide plate 23 of the second embodiment.
  • the refractive index of the third light guide layer 233 may be larger than the refractive index of the first light guide layer 231 in some cases.
  • the lens-shaped concave portion 17 (which reaches the first light guide layer 231) is formed on the back surface 23c of the emission surface 23a. ). Also in the light guide plate 23 of the second embodiment, as in the second modification of the second embodiment, a plurality of lens-shaped convex portions 18 are provided on the second light guide layer 232 to provide the first light guide layer. A plurality of concave portions 19 that engage with the lens-shaped convex portions 18 may be provided on the H.231.
  • FIGS. 10A and 10B are diagrams for explaining a schematic configuration of the liquid crystal display device 3 according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10A is a top view
  • FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 10A. It is.
  • the liquid crystal display device 3 includes a liquid crystal panel 30 and the light source device 1 of the first embodiment or the light source device 2 of the second embodiment.
  • the liquid crystal panel 30 and the light source device 1 (or 2) are connected by a frame-like bezel 50 that engages with the chassis 11.
  • the liquid crystal panel 30 has a liquid crystal (not shown) sealed between a pair of glass substrates 31 and 32 facing each other.
  • a polarizing plate 33 and a polarizing plate 34 are attached to the lower surface and the upper surface of the liquid crystal panel 30, respectively.
  • a plurality of switching elements such as TFTs (Thin Film Transistors) and pixel electrodes to which the switching elements are connected (both not shown) are arranged in a matrix.
  • a plurality of scanning signal lines and data signal lines are formed on the first glass substrate 31 so as to intersect each other.
  • a counter electrode and a color filter are formed on the second glass substrate 32.
  • the light source device 1 functions as a backlight device that emits light from the back surface of the liquid crystal panel 30.
  • the light source device 1 (or 2) may be the light source device according to the above-described modifications (first modification and second modification).
  • a placement surface 11a on which the liquid crystal panel 30 is placed is formed on the upper portion of the chassis 11 constituting the light source device 1 (or 2), and the liquid crystal panel 30 is supported by the placement surface 11a.
  • the optical sheet 40 includes, for example, a diffusion sheet and a prism sheet. In the present embodiment, the number of optical sheets 40 is three, but this number may be changed as appropriate.
  • the liquid crystal display device 3 includes the light source device 1 of the first embodiment or the light source device 2 of the second embodiment. For this reason, the luminance distribution of light emitted from the light source device 1 (or 2) toward the liquid crystal panel 30 is uniform. For this reason, the liquid crystal display device 3 has less luminance unevenness on the display screen.
  • the light source device according to the present invention is applied to the liquid crystal display device.
  • the application range of the light source device of the present invention is not limited to the liquid crystal display device. That is, for example, the light source device of the present invention is naturally applicable to a display device including a display panel using an electro-optic material other than liquid crystal as an optical switch material.
  • the present invention is suitable for a display device such as a liquid crystal display device.
  • Liquid crystal display device Liquid crystal display device 12 LED (light source) 13, 23 Light guide plate 13a, 23a Outgoing surface 17 Concave portion (lens-shaped concave portion) 18 Convex (lens-shaped convex) 19 Concave part (concave part engaging with convex part) 30 LCD panel (display panel) 131, 231 First light guide layer 131a, 231a First main surface 131b, 231b Second main surface 132, 232 Second light guide layer 233 Third light guide layer

Abstract

　光源装置は、光源１２と、光源１２から出射されて内部に入射した光を出射面１３ａから面状に出射させる導光板１３と、を備える。導光板１３は、複数の導光層が積層された構造である。複数の導光層には、出射面１３ａとなる第１の主面１３１ａを有する第１の導光層１３１と、第１の導光層１３１の第１の主面１３１ａの反対面である第２の主面１３１ｂに対向配置されるとともに、第１の導光層１３１よりも屈折率が小さい第２の導光層１３２と、が含まれる。

Description

光源装置及びそれを備える表示装置
　本発明は光源装置に関し、詳細には導光板を備えて面状に光を出射する光源装置に関する。また、本発明は、そのような光源装置を備える表示装置に関する。
　画像を表示する表示装置の一例として、液晶表示装置が知られている。液晶表示装置には、液晶パネルの他に、液晶パネルを背面から照らす光源装置（バックライト装置と呼ばれる）が備えられている。このような光源装置の中には、直下型と呼ばれるタイプのものや、エッジライト（サイドライト）型と呼ばれるタイプのものがある（例えば特許文献１参照）。
　エッジライト型の光源装置には、内部に入射した光を面状に出射させる導光板が備えられている。スネルの法則により、光源から出射されて導光板内に入射した光のち、臨界角以上の角度成分を有する光は導光板内で全反射を繰り返し、臨界角より小さな角度成分を有する光は導光板外へと出射される。導光板の出射面（光源装置において、光を外部に出射させる側の面）の裏面には、光を散乱させる光散乱要素（ドットパターン、シボパターン等）が形成される。これにより、導光板内で全反射を繰り返す光について、出射面から外部へと取り出しが可能になり、面状に光が出射される。
特開平１０－１６１１２３号公報
　ところで、上述の光源装置は面光源として機能するものである。このために、導光板の出射面における輝度分布は、できる限り均一であることが望まれる。しかし、導光板における単位面積当たりの全反射の回数は、屈折率に依存する。換言すると、同様の角度成分を持って導光板に入射した光の全反射回数は略一定になる。このために、導光板においては、出射面の輝度分布の均一化（面輝度の均一化）を図ることは必ずしも容易ではない。
　導光板における面輝度の均一化を図る技術として、例えば、上述の光散乱要素の配置に分布を持たせる（粗密の調整を行う）ことが行われている。ただし、例えば液晶表示装置の大型化が進むにつれて、均一性の良い面輝度を得るのが難しくなる。このために、光源装置における面輝度を均一化するための新たな技術が望まれている。
　なお、特許文献１には、光の利用効率を向上するために、導光板内を全反射する光を外部へと出射させる光導出体（導光板より低い屈折率を有する）を、導光板の表面に密着させてなる照明装置が開示される。しかし、特許文献１には、面輝度を均一化する技術については開示されない。
　以上の点に鑑みて、本発明の目的は、出射面における輝度分布の均一性を向上できる光源装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、そのような光源装置を備えることにより、表示画面における輝度ムラが少ない表示装置を提供することである。
　上記目的を達成するために本発明の光源装置は、光源と、前記光源から出射されて内部に入射した光を出射面から面状に出射させる導光板と、を備える光源装置であって、前記導光板は、複数の導光層が積層された構造であり、前記複数の導光層には、前記出射面となる第１の主面を有する第１の導光層と、前記第１の導光層の前記第１の主面の反対面である第２の主面に対向配置されるとともに、前記第１の導光層よりも屈折率が小さい第２の導光層と、が含まれる構成（第１の構成）になっている。
　本構成によれば、単一の屈折率を有する導光板を備える光源装置（従来の構成）に比べて、導光板内に入射した光が全反射する回数を増加させることが可能になる。このために、本構成によれば、導光板の出射面における輝度分布の均一性を向上できる。
　上記第１の構成の光源装置において、前記複数の導光層には、前記第１の導光層とともに前記第２の導光層を挟み、前記第１の導光層以上の屈折率を有する第３の導光層が含まれる構成（第２の構成）であっても構わない。本構成によれば、第１の導光層から第２の導光層に入射した光が導光板の裏面（出射面と反対側の面）から外部へと出射するのを抑制でき、光の利用効率が低下するのを抑制できる。なお、第１の導光層と第３の導光層とは同一の屈折率であるのが好ましい。
　上記第１又は第２の構成の光源装置において、前記導光板の前記出射面の裏面には、レンズ形状の凹部が複数形成され、前記凹部は、前記第１の導光層に達している構成（第３の構成）としてもよい。本構成によれば、第１の導光層内で全反射を繰り返す光についても、導光板の出射面から取り出すことができる。このために、本構成によれば、光の利用効率を高められる。
　上記第１又は第２の構成の光源装置において、前記第２の導光層には、レンズ形状の凸部が複数形成され、前記第１の導光層には、前記凸部と係合する凹部が複数形成されている構成（第４の構成）としても構わない。本構成によれば、第１の導光層内で全反射を繰り返す光についても、導光板の出射面から取り出すことができ、光の利用効率を高められる。なお、本構成においては、レンズ形状の凸部は、第２の導光層と一体的に設けられる（第２の導光層と同一の屈折率を有する）のが好ましい。このように構成すれば、レンズ形状の凸部を容易に得やすい。
　また、上記目的を達成するために本発明の表示装置は、上記第１から第４のいずれかの構成の光源装置と、前記光源装置によって光を照射される表示パネルと、を備える構成（第５の構成）になっている。
　本構成の表示装置が備える光源装置は、出射面における輝度分布の均一性が向上されている。このために、本構成の表示装置によれば、表示画面における輝度ムラを低減可能である。なお、上記第５の構成の表示装置においては、前記表示パネルが液晶パネルであっても構わない。
　本発明によると、出射面における輝度分布の均一性を向上できる光源装置を提供できる。また、本発明によると、そのような光源装置を備えることにより、表示画面における輝度ムラが少ない表示装置を提供できる。
本発明の第１実施形態に係る光源装置の概略構成を説明するための図で、光源装置の上面図 図１ＡのＡ－Ａ位置における断面図 第１実施形態の光源装置が備える導光板の概略断面図 第１実施形態の光源装置が備える導光板において、ＬＥＤから出射されて導光板の内部に入射した光が全反射を繰り返す様子を示した模式図 第１実施形態の光源装置が備える導光板の作用効果を説明するための模式図 第１実施形態の光源装置が備える導光板の第１変形例の構成を示す概略断面図 第１実施形態の光源装置が備える導光板の第２変形例の構成を示す概略断面図 第２実施形態の光源装置が備える導光板の概略断面図 第２実施形態の光源装置が備える導光板において、ＬＥＤから出射されて導光板の内部に入射した光が全反射を繰り返す様子を示した模式図 第２実施形態の光源装置が備える導光板の作用効果を説明するための模式図 本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を説明するための上面図 図１０ＡのＢ－Ｂ位置における断面図
　以下、本発明の光源装置及び表示装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
　図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の第１実施形態に係る光源装置１の概略構成を説明するための図である。図１Ａは光源装置１の上面図、図１Ｂは図１ＡのＡ－Ａ位置における断面図である。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、光源装置１は、シャーシ１１と、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light　Emitting　Diode）１２と、導光板１３と、反射シート１４と、を備えている。なお、光源装置１は、いわゆるエッジライト型のバックライト装置として構成されている。
　シャーシ１１は箱型状に形成され、このシャーシ１１内に、複数のＬＥＤ１２、導光板１３、及び、反射シート１４が収容されている。
　複数のＬＥＤ１２は、シャーシ１１（平面視略矩形状に設けられる）の長手方向の２つの側壁のそれぞれに、所定の間隔をあけて一列に配置されている。詳細には、複数のＬＥＤ１２は、例えばＦＰＣ（Flexible　Printed　Circuit）等の回路基板１５に実装された状態でシャーシ１１に取り付けられている。シャーシ１１の２つの側壁のそれぞれに同数ずつ設けられるＬＥＤ１２は、導光板１３を挟んで略対称配置されている。また、複数のＬＥＤ１２のそれぞれは、導光板１３の側面１３ｂ近傍に配置され、側面１３ｂから導光板１３内に光を入射可能になっている。
　なお、複数のＬＥＤ１２は、本発明の光源の一例である。本実施形態では、複数のＬＥＤ１２が導光板１３の対向する２つの側面１３ｂ、１３ｂに沿って配置される構成になっているが、複数のＬＥＤ１２は、いずれか一つの側面にのみ配置される構成でも構わない。また、本実施形態では複数のＬＥＤ１２を光源として用いているが、複数のＬＥＤに代えて、例えば冷陰極管等の他の光源が用いられても構わない。
　導光板１３は、側面１３ｂから内部に入射した光（複数のＬＥＤ１２から出射された光）を出射面（上面）１３ａから面状に出射させる。本実施形態では、導光板の形状を平板状としているが、他の形状としてもよく、例えば楔形状等としても構わない。導光板１３内に入射した光のうち、臨界角以上の角度成分を有する光は、全反射しながら導光板１３内を伝搬される。
　導光板１３の裏面（下面；出射面１３ａに対向する面）１３ｃには、導光板１３内で全反射を繰り返す光を出射面１３ａ側から取り出すために、光散乱要素１６が形成されている。光散乱要素１６としては、例えば、導光板１３を形成する材料より屈折率が大きいインクを導光板１３の裏面１３ｃに印刷して得られるドットパターンや、導光板１３の裏面１３に微細な凹凸やレンズ形状を形成して得られるシボパターン等が挙げられる。
　なお、光散乱要素１６には、波長変換機能を持たせるために蛍光体が含まれてもよい。また、光散乱要素１６は、導光板１３の出射面１３ａにおける輝度分布を均一化させるために、配置場所によって密度を異ならせてもよい（粗な部分と密な部分が存在してよい）。また、光散乱要素１６は、配置場所によってサイズや厚み等が異なってもよい。
　導光板１３の裏面１３ｃに対して対向配置される反射シート１４は、導光板１３の裏面か１３ｃから出射した光を反射する。この反射シート１４は、光の利用効率を高めるために配置される。
　なお、光源装置１においては、導光板１３の出射面１３ａの上に、導光板１３から出射された光を整える光学シートが配置されてもよい。光学シートとしては、例えば拡散シートやプリズムシート等が挙げられ、光学シートの数及び種類は適宜決定してよい。光学シートは１枚でもよいし、複数の光学シート（種類違いでもよい）が配置されても良い趣旨である。
　以下、光源装置１が備える導光板１３について、更に詳細に説明する。
　図２は、第１実施形態の光源装置１が備える導光板１３の概略断面図である。図２に示すように、導光板１３は、第１の導光層１３１と、第２の導光層１３２とが積層された構造になっている。第１の導光層１３１の第１の主面１３１ａ（上面）は、導光板１３の出射面１３ａを形成する。第２の導光層１３２は、その第１の主面１３２ａ（上面）が第１の導光層１３１の第２の主面１３１ｂ（下面；第１の主面１３１ａの反対側にある面）に対向する状態で、第１の導光層１３１に密着配置されている。
　第１の導光層１３１は、第２の導光層１３２に比べて屈折率が大きくなっている。第１の導光層１３１及び第２の導光層１３２の材質は特に限定されるものではないが、例えば、第１の導光層１３１はポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）で形成し、第２の導光層１３２はフッ素樹脂で形成することができる。この場合、例えば、第１の導光層１３１の屈折率ｎ１は１．４９程度とでき、第２の導光層１３２の屈折率ｎ２は１．３～１．４程度にできる。
　なお、第２の導光層１３２の第２の主面１３２ｂ（下面；第１の主面１３２ａの反対側にある面）には、光散乱要素１６が形成されている。ここで、第２の導光層１３２の第２の主面１３２ｂは、導光板１３の出射面１３ａの裏面１３ｃに該当する。
　図３は、第１実施形態の光源装置１が備える導光板１３において、ＬＥＤ１２から出射されて導光板１３の内部に入射した光が全反射を繰り返す様子を示した模式図である。なお、図３においては、導光板１３に設けられる光散乱要素１６の影響は考慮していない。図３に示すように、導光板１３内で全反射を繰り返す光には、第１の導光層１３１と第２の導光層１３２との間を行き来しながら全反射を繰り返すもの（図３に実線の矢印で示すもの）と、第１の導光層１３１内のみで全反射を繰り返すもの（図３に破線の矢印で示すもの）と、がある。
　ここで、第１の導光層１３１と第２の導光層１３２との間を行き来しながら全反射を繰り返す光に注目し、従来の導光板（１つの導光層のみで形成されるもの）に比べて、本実施形態の導光板１３が優れる点について、図４を参照しながら説明する。なお、図４は、第１実施形態の光源装置１が備える導光板１３の作用効果を説明するための模式図である。図４における（ａ）は第１実施形態に係る導光板１３について説明するための図で、図４における（ｂ）は従来の導光板１３０について説明するための図である。図４において、第１の導光層１３１と、従来の導光板１３０とは、同一の屈折率を有することを想定している。また、図４における（ａ）と（ｂ）とでは、導光板１３、１３０に入射する光の角度は同一であることを想定している。
　本実施形態の導光板１３では、図４における（ａ）に示すように、第１の導光層１３１から第２の導光層１３２へと入射する光は、スネルの法則にしたがって屈折する。そして、この屈折により、第１の導光層１３１を伝搬する光に比べて、第２の導光層１３２を伝搬する光は、法線方向に対する角度が小さくなる。このために、出射面１３ａで全反射された後、出射面１３ａの裏面１３ｃで全反射される光は、屈折がなかった場合（図４における（ａ）に破線で示す）に比べて手前（光の進行方向を基準とした表現）で全反射されることになる。
　図４における（ｂ）に示すように、従来の導光板１３０において、出射面１３０ａで全反射された光が、次に出射面１３０ａで全反射されるまでに導光板１３０内を進む距離をＸとする。導光板１３においては、上述した屈折の効果により、出射面１３ａで全反射された光が、次に出射面１３ａで全反射されるまでに導光板１３内を進む距離は、Ｘより小さくなる（例えば、図４における（ａ）に示すようにＸ－Ｙ１で表すことができる）。
　すなわち、導光板１３と導光板１３０とのサイズが同一であることを前提とした場合、本実施形態の導光板１３を使用することにより、従来の導光板１３０を使用する場合に比べて、単位面積当たりの光の全反射回数を増加できる。したがって、本実施形態の導光板１３を使用することで、導光板１３の出射面１３ａにおける輝度分布の均一性を向上可能である。
　なお、本実施形態では、第１の導光層１３１に比べて第２の導光層１３２の方が、厚みが薄くなっているが、これは一例である。すなわち、第１の導光層１３１と第２の導光層１３２との厚みが同一である構成や、第１の導光層１３１に比べて第２の導光層１３２の方が、厚みが厚い構成としても構わない。第１の導光層１３１と第２の導光層１３２との厚みの比率の調整により、導光板１３における、単位面積当たりの光の全反射回数を調整可能である（すなわち、面輝度の均一性の制御が行える）。
　図５は、第１実施形態の光源装置１が備える導光板１３の第１変形例の構成を示す概略断面図である。第１変形例の導光板１３においては、導光板１３の裏面１３ｃ（反射面）に、レンズ形状の凹部１７が複数形成されている。レンズ形状の凹部１７は、第１の導光層１３１にまで達している。このようなレンズ形状の凹部１７は、例えばレーザ処理等によって形成することが可能である。
　このレンズ形状の凹部１７は、光散乱要素として機能する。このために、第２の導光層１３２（その下面１３２ｂ）で全反射される光のみならず、第１の導光層１３１（その下面１３１ｂ）で全反射される光についても、導光板１３の出射面１３ａで取り出し可能になる。すなわち、第１変形例の導光板１３によれば、光の利用効率を向上しつつ、面輝度の均一化を図れる。
　なお、レンズ形状の凹部１７は、導光板１３の出射面１３ａにおける輝度分布が均一になるように、配置場所によって密度を異ならせてよい。また、この第１変形例の構成の場合、第１の導光層１３１に比べて第２の導光層１３２の厚みを薄くした方が、レンズ形状の凹部１７の作製が容易になる。
　図６は、第１実施形態の光源装置１が備える導光板１３の第２変形例の構成を示す概略断面図である。第２変形例の導光板１３においては、第２の導光層１３２の第１の主面１３２ａ（上面）に、レンズ形状の凸部１８が複数形成されている。このレンズ形状の凸部１８は、第２の導光層１３２に一体的に形成されており、その屈折率は第２の導光層１３２と同一になっている。また、第２変形例の導光板１３においては、第１の導光層１３１の第２の主面１３１ｂ（下面）に、レンズ形状の凸部１８と係合する凹部１９が複数形成されている。
　なお、第２の導光層１３２の第２の主面１３２ｂ（下面）には、第１実施形態と同様に、例えばドットパターンやシボパターン等からなる光散乱要素１６が形成されている。
　レンズ形状の凸部１８は、光散乱要素として機能する。このために、第１の導光層１３１内で全反射される光について、導光板１３の出射面１３ａから取り出し可能になる。すなわち、第２変形例の導光板１３によれば、光の利用効率を向上しつつ、面輝度の均一化を図れる。
＜第２実施形態＞
　次に、本発明の第２実施形態に係る光源装置の概略構成について説明する。第２実施形態の光源装置２（図１参照）は、導光板の構成を除いて第１実施形態の構成と同様である。以下、第１実施形態と異なる構成を有する導光板の構成に絞って説明する。なお、第１実施形態と重複する部材については、同一の符号を付して説明する。
　図７は、第２実施形態の光源装置２が備える導光板２３の概略断面図である。図７に示すように、導光板２３は、第１の導光層２３１と、第２の導光層２３２と、第３の導光層２３３と、が積層された構造になっている。
　第１の導光層２３１の第１の主面２３１ａ（上面）は、導光板２３の出射面２３ａを形成する。第２の導光層２３２は、その第１の主面２３２ａ（上面）が第１の導光層２３１の第２の主面２３１ｂ（下面；第１の主面２３１ａの反対側にある面）に対向する状態で、第１の導光層２３１に密着配置されている。また、第３の導光層２３３は、その第１の主面２３３ａ（上面）が第２の導光層２３２の第２の主面２３２ｂ（下面；第１の主面２３２ａの反対側にある面）に対向する状態で、第２の導光層２３２に密着配置されている。
　第１の導光層２３１は、第２の導光層２３２に比べて屈折率が大きくなっている。第３の導光層２３３は、第１の導光層２３１と同一の屈折率を有する。３つ導光層２３１～２３３の材質は特に限定されるものではないが、例えば、第１の導光層２３１及び第３の導光層２３３はポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）で形成し、第２の導光層２３２はフッ素樹脂で形成することができる。この場合、例えば、第１の導光層２３１及び第３の導光層２３３の屈折率ｎ１は１．４９程度とでき、第２の導光層２３２の屈折率ｎ２は１．３～１．４程度にできる。
　なお、第３の導光層２３３の第２の主面２３３ｂ（下面；第１の主面２３３ａの反対側にある面）には、光散乱要素１６が形成されている。ここで、第３の導光層２３３の第２の主面２３３ｂは、導光板２３の出射面２３ａの裏面２３ｃに該当する。
　図８は、第２実施形態の光源装置２が備える導光板２３において、ＬＥＤ１２から出射されて導光板２３の（側面２３ｂから）内部に入射した光が全反射を繰り返す様子を示した模式図である。なお、図８においては、導光板２３に設けられる光散乱要素１６の影響は考慮していない。図８に示すように、導光板２３内で全反射を繰り返す光には、第１の導光層２３１から第３の導光層２３３までの間を行き来しながら全反射を繰り返すもの（図８に実線の矢印で示すもの）と、第１の導光層２３１内のみで全反射を繰り返すもの（図８に一点鎖線の矢印で示すもの）と、第３の導光層２３３内のみで全反射を繰り返すもの（図８に破線の矢印で示すもの）がある。
　ここで、第１の導光層２３１から第３の導光層２３３までの間を行き来しながら全反射を繰り返す光に注目し、従来の導光板（１つの導光層のみで形成されるもの）に比べて、本実施形態の導光板２３が優れる点について説明する。
　図９は、第２実施形態の光源装置２が備える導光板２３の作用効果を説明するための模式図である。図９における（ａ）は第２実施形態に係る導光板２３について説明するための図で、図９における（ｂ）は従来の導光板１３０について説明するための図である。図９において、第１の導光層２３１及び第３の導光層２３３と、従来の導光板１３０とは、同一の屈折率を有することを想定している。また、図９における（ａ）と（ｂ）とでは、導光板２３、１３０に入射する光の角度は同一であることを想定している。
　本実施形態の導光板２３では、図９における（ａ）に示すように、第１の導光層２３１から第２の導光層２３２へと入射する光は、スネルの法則にしたがって屈折する。そして、この屈折により、第１の導光層２３１を伝搬する光に比べて、第２の導光層２３２を伝搬する光は、法線方向に対する角度が小さくなる。また、第２の導光層２３２から第３の導光層２３３へと入射する光も、スネルの法則にしたがって屈折するが、この場合における屈折方向は逆向きになる。すなわち、第２の導光層２３２を伝搬する場合に比べて、第３の導光層２３３を伝搬する光は、法線方向に対する角度が大きくなる。
　第１の導光層２３１と第３の導光層２３３の屈折率は同一であるために、第１の導光層２３１から第２の導光層１３２に入射する光の法線方向に対する角度と、第２の導光層２３２から第３の導光層２３３へと出射した光の法線方向に対する角度とは同一になる。このために、出射面２３ａで全反射された後、出射面２３ａの裏面２３ｃで全反射される光は、屈折がなかった場合（図９における（ａ）に破線で示す）に比べて手前（光の進行方向を基準とした表現）で全反射されることになる。
　図９における（ｂ）に示すように、従来の導光板１３０において、出射面１３０ａで全反射された光が、次に出射面１３０ａで全反射されるまでに導光板１３０内を進む距離をＸとする。導光板２３においては、上述した屈折の効果により、出射面２３ａで全反射された光が、次に出射面２３ａで全反射されるまでに導光板２３内を進む距離は、Ｘより小さくなる（例えば、図９における（ａ）に示すようにＸ－Ｙ２で表すことができる）。
　すなわち、導光板２３と導光板１３０とのサイズが同一であることを前提とした場合、本実施形態の導光板２３を使用することにより、従来の導光板１３０を使用する場合に比べて、単位面積当たりの光の全反射回数を増加できる。したがって、本実施形態の導光板２３を使用することで、導光板２３の出射面２３ａにおける輝度分布の均一性を向上可能である。
　ところで、上述のように、第１の導光層２３１から第２の導光層２３２に入射する光は、屈折により、法線方向に対する角度が小さくなる。このために、第３の導光層２３３が無い場合、第１の導光層２３１の第１の主面２３１ａで全反射された光の一部に、第２の導光層２３２で全反射されないものが生じてしまう。この点、本実施形態のように、第１の導光層２３１と同じ屈折率を有する第３の導光層２３３を設けると、第２の導光層２３２から第３の導光層２３３へと入射する光は、法線方向に対する角度が第１の導光層２３１から第２の導光層２３２に入射する光と同一になる。このために、第１の導光層２３１の第１の主面２３１ａで全反射された光は、第３の導光層２３３の第２の主面２３３ｂでも全反射される。すなわち、本実施形態の導光板２３によれば、光の利用効率の低減を抑制しつつ、面輝度の均一化を図れる。
　なお、第１実施形態の導光板１３と同様に、第２実施形態の導光板２３においても、３つの導光層２３１～２３３の厚みの比率は適宜変更して構わない。また、第３の導光層２３３の屈折率は、場合によっては、第１の導光層２３１の屈折率より大きくしても構わない。
　また、第２実施形態の導光板２３においても、第１実施形態の第１変形例と同様に、出射面２３ａの裏面２３ｃにレンズ形状の凹部１７（第１の導光層２３１に到達するもの）を形成する構成としてもよい。また、第２実施形態の導光板２３においても、第２実施形態の第２変形例と同様に、第２の導光層２３２にレンズ形状の凸部１８を複数設け、第１の導光層２３１にレンズ形状の凸部１８と係合する凹部１９を複数設ける構成としても構わない。
＜第３実施形態＞
　次に、本発明の実施形態（第３実施形態）に係る液晶表示装置について説明する。図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置３の概略構成を説明するための図で、図１０Ａは上面図、図１０Ｂは図１０ＡのＢ－Ｂ位置における断面図である。図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、液晶表示装置３は、液晶パネル３０と、第１実施形態の光源装置１或いは第２実施形態の光源装置２と、を備えている。なお、液晶パネル３０と光源装置１（又は２）とは、シャーシ１１と係合する額縁状のベゼル５０によって連結されている。
　液晶パネル３０は、離隔対向する一対のガラス基板３１、３２の間に液晶（不図示）が封入されてなる。また、液晶パネル３０の下面及び上面には、それぞれ偏光板３３、偏光板３４が取り付けられている。
　第１のガラス基板３１には、表面にＴＦＴ（Thin　Film　Transistor:薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子及びこのスイッチング素子が接続された画素電極（いずれも不図示）がマトリクス状に複数配列されている。また、第１のガラス基板３１には、複数のスイッチング素子を駆動する複数の走査信号線及びデータ信号線（いずれも不図示）が、互いに交差するように形成されている。第２のガラス基板３２には、対向電極とカラーフィルタ（いずれも不図示）が形成されている。
　光源装置１（又は２）は、液晶パネル３０の背面から光を照射するバックライト装置として機能する。なお、光源装置１（又は２）は、上述した変形例（第１変形例及び第２変形例）に係る光源装置でも勿論構わない。光源装置１（又は２）を構成するシャーシ１１の上部には液晶パネル３０を載置する載置面１１ａが形成されており、この載置面１１ａによって液晶パネル３０は支持される。
　複数の光源１２から出射されて導光板１３（又は２３）の出射面１３ａ（又は２３ａ）から出射された光は、導光板１３（又は２３）と液晶パネル３０との間に配置される複数の光学シート４０を通過して液晶パネル３０に至る。光学シート４０には、例えば拡散シート、プリズムシートが含まれる。本実施形態では、光学シート４０の数を３枚としているが、この数は適宜変更してよい。
　第３実施形態に係る液晶表示装置３は、第１実施形態の光源装置１、或いは、第２実施形態の光源装置２を備える。このために、光源装置１（或いは２）から液晶パネル３０に向けて出射される光の輝度分布が均一である。このために、液晶表示装置３は、表示画面の輝度ムラが少ない。
＜その他＞
　なお、以上に示した実施形態は、本発明の例示にすぎず、本発明の適用範囲は、上述の実施形態に限定されるものではない。
　例えば、以上に示した実施形態では、本発明に係る光源装置が液晶表示装置に対して適用される構成とした。しかし、本発明の光源装置の適用範囲は、液晶表示装置に限定されない。すなわち、例えば、液晶以外の電気光学材料を光スイッチ材料として用いた表示パネルで構成される表示装置にも、本発明の光源装置は当然適用できる。
　本発明は、例えば液晶表示装置等の表示装置に対して好適である。
　　　１、２　光源装置
　　　３　液晶表示装置
　　　１２　ＬＥＤ（光源）
　　　１３、２３　導光板
　　　１３ａ、２３ａ　出射面
　　　１７　凹部（レンズ形状の凹部）
　　　１８　凸部（レンズ形状の凸部）
　　　１９　凹部（凸部と係合する凹部）
　　　３０　液晶パネル（表示パネル）
　　　１３１、２３１　第１の導光層
　　　１３１ａ、２３１ａ　第１の主面
　　　１３１ｂ、２３１ｂ　第２の主面
　　　１３２、２３２　第２の導光層
　　　２３３　第３の導光層

Claims (6)

  1. 　光源と、
    　前記光源から出射されて内部に入射した光を出射面から面状に出射させる導光板と、
    を備える光源装置であって、
    　前記導光板は、複数の導光層が積層された構造であり、
    　前記複数の導光層には、
    　前記出射面となる第１の主面を有する第１の導光層と、
    　前記第１の導光層の前記第１の主面の反対面である第２の主面に対向配置されるとともに、前記第１の導光層よりも屈折率が小さい第２の導光層と、
    　が含まれることを特徴とする光源装置。
  2. 　前記複数の導光層には、前記第１の導光層とともに前記第２の導光層を挟み、前記第１の導光層以上の屈折率を有する第３の導光層が含まれることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
  3. 　前記導光板の前記出射面の裏面には、レンズ形状の凹部が複数形成され、
    　前記凹部は、前記第１の導光層に達していることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
  4. 　前記第２の導光層には、レンズ形状の凸部が複数形成され、
    　前記第１の導光層には、前記凸部と係合する凹部が複数形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
  5. 　請求項１から４のいずれかに記載の光源装置と、
    　前記光源装置によって光を照射される表示パネルと、を備える表示装置。
  6. 　前記表示パネルが液晶パネルであることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
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