WO2014157461A1 - 照明装置及び表示装置 - Google Patents

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WO2014157461A1
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light guide
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福島 浩
亮 荒木
秀悟 八木
昌紀 景山
透 稲田
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    • G02B6/0081Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0086Positioning aspects
    • G02B6/0091Positioning aspects of the light source relative to the light guide

Definitions

  • the present invention relates to a lighting device and a display device.
  • the display elements of image display devices such as television receivers are shifting from conventional cathode ray tubes to thin display panels such as liquid crystal panels and plasma display panels, which enables thinning of image display devices.
  • a backlight device is separately required as a lighting device, and the backlight device is roughly classified into a direct type and an edge light type according to the mechanism.
  • the edge-light type backlight device guides the light from the light source placed at the end, and supplies the light from the light guide plate to the liquid crystal panel as a uniform planar light by applying an optical action to the light.
  • an optical member described in Patent Document 1 below is known.
  • This Patent Document 1 has a configuration in which a plurality of cylindrical lenses are arranged in parallel on the light exit surface of the light guide plate so that the light guide plate has a condensing function and a prism sheet is disposed on the light exit surface side. It is disclosed.
  • Patent Document 1 (Problems to be solved by the invention)
  • the condensing action is enhanced by matching the condensing directions of the cylindrical lens provided on the light exit surface of the light guide plate and the prism sheet disposed on the light exit surface.
  • the light condensing action is insufficient in the above configuration, and there is still room for improvement.
  • the present invention has been completed based on the above-described circumstances, and an object thereof is to improve luminance.
  • the illuminating device of the present invention has a light source and a square plate shape, and at least one of a pair of end faces that form opposite sides among the outer peripheral end faces is a light incident surface facing the light source, and one plate
  • a light guide plate whose surface is a light emitting surface that emits light, and a pair of light guide plates that are disposed on the light emitting surface side of the light guide plate and that form opposite sides of the outer peripheral end surface of the light guide plate and do not include the light incident surface
  • a plurality of cylindrical lenses extending along a first direction along the end surface of the light guide plate are arranged in parallel along a second direction along the pair of end surfaces including the light incident surface among the outer peripheral end surfaces of the light guide plate.
  • a plurality of second unit prisms having a substantially triangular cross section extending along the second direction are arranged in parallel along the second direction, and the apex angle of the second unit prism is the first unit prism.
  • a second anisotropic light condensing part that is larger than the apex angle.
  • the light emitted from the light source is incident on the light incident surface of the light guide plate, and after being propagated through the light guide plate, is emitted from the light exit surface.
  • a lenticular lens portion is disposed on the light exit surface side of the light guide plate, and further, on the opposite side of the lenticular lens portion from the light guide plate side, a second anisotropic light collecting portion and a first anisotropic light collecting portion.
  • the light emitted from the light exit surface by the lenticular lens unit, the second anisotropic condensing unit, and the first anisotropic condensing unit forms an opposite side of the outer peripheral end surface of the light guide plate.
  • the light collecting action is hardly given in the first direction along the pair of end faces not including the light incident surface, the light collecting action is applied in the second direction along the pair of end faces including the light incident surface among the outer peripheral end faces of the light guide plate. Is to be granted.
  • the lenticular lens portion is configured by arranging a plurality of cylindrical lenses extending in the first direction in parallel with each other in the second direction, the lenticular lens portion is configured to totally reflect light in the cylindrical lens. It has an action of diffusing light in the first direction by traveling along the first direction which is the extending direction, and selectively in the second direction which is the parallel direction of the cylindrical lenses when the light is emitted from the cylindrical lens. A light collecting action can be imparted.
  • the first anisotropic condensing unit and the second anisotropic condensing unit each include a plurality of first unit prisms and second unit prisms extending along the first direction in parallel along the second direction. Because of the arrangement, when the light exits from the first unit prism and the second unit prism, a condensing action is selectively given in the second direction which is a parallel direction of the first unit prism and the second unit prism. be able to.
  • the first anisotropic condensing unit recurs more light than the second anisotropic condensing unit.
  • the emission angle range of the emitted light is more narrowly regulated, and has the strongest light collecting effect.
  • the lenticular lens portion has the weakest light collecting effect. For this reason, if the light emitted from the lenticular lens part is directly incident on the first anisotropic condensing part, the incident light is retroreflected by the first unit prism forming the first anisotropic condensing part. This is likely to cause insufficient utilization efficiency of light.
  • a second anisotropic condensing unit having a second unit prism having a larger apex angle than the first unit prism is interposed between the lenticular lens unit and the first anisotropic condensing unit.
  • the exit angle range of the emitted light is wider than the first anisotropic condensing part and narrower than the lenticular lens part, so that the first unit prism recurs with respect to the first anisotropic condensing part. It is possible to supply more light that is emitted without being reflected. As a result, the light use efficiency can be increased, and the luminance related to the light emitted from the first anisotropic light collecting section can be improved.
  • the illumination apparatus of the present invention preferably has the following configuration as an embodiment.
  • the first anisotropic condensing unit has an apex angle of the first unit prism of 90 °
  • the second anisotropic condensing unit has an apex of the second unit prism.
  • the angle is in the range of 92 ° to 160 °.
  • the first anisotropic condensing part having the first unit prism having the apex angle of 90 ° has the second unit prism having the apex angle of 92 ° to 160 °.
  • the first anisotropic light condensing is compared with the case where the apex angle of the second unit prism is set to a value lower than 92 ° or higher than 160 °.
  • the luminance related to the light emitted from the part can be improved.
  • the apex angle of the second unit prism is in the range of 97 ° to 115 °. In this way, it is possible to further improve the luminance related to the emitted light from the first anisotropic condensing part. For example, in comparison with the case where the second anisotropic condensing part is not used, the emitted light The luminance according to can be improved by 5% or more.
  • the apex angle of the second unit prism is in the range of 100 ° to 115 °. In this way, it is possible to further improve the luminance related to the emitted light from the first anisotropic condensing part. For example, in comparison with the case where the second anisotropic condensing part is not used, the emitted light is compared. 10% or more can be improved.
  • the second anisotropic condensing unit has an apex angle of the second unit prism of 110 °, whereas the first anisotropic condensing unit has an apex of the first unit prism.
  • the angle is in the range of 78 ° to 100 °.
  • the second anisotropic condensing unit having the second unit prism having an apex angle of 110 ° has the first unit prism having the apex angle of 78 ° to 100 °.
  • the first anisotropic condensing light is compared with the case where the apex angle of the first unit prism is set to a value lower than 78 ° or higher than 100 °. The luminance related to the light emitted from the part can be improved.
  • the apex angle of the first unit prism is in the range of 82 ° to 96 °. In this way, it is possible to further improve the luminance related to the emitted light from the first anisotropic condensing part. For example, in comparison with the case where the second anisotropic condensing part is not used, the emitted light The luminance according to can be improved by 5% or more.
  • the first anisotropic condensing unit has an apex angle of the first unit prism of 90 °, whereas the second anisotropic condensing unit has an apex of the second unit prism.
  • the angle is 110 °.
  • the lenticular lens portion is integrally provided on the light emitting surface of the light guide plate.
  • the light propagating in the light guide plate is totally reflected in the cylindrical lens at a stage before being emitted from the light emitting surface, and thus along the first direction which is the extending direction of the cylindrical lens. Therefore, the unevenness in brightness is unlikely to occur in the light emitted from the light exit surface.
  • the lenticular lens portion is provided as a separate component from the light guide plate, the number of components is reduced, which is preferable in terms of cost reduction.
  • the light guide plate includes a reflective surface that opposes the plate surface opposite to the light exit surface and reflects light from the light guide plate side on the reflective surface. At least one of the plate surface opposite to the light emitting surface of the light plate and the reflecting surface of the reflecting member reflects light so as to be emitted from the light emitting surface, and the area thereof is the first direction. Is provided with a reflection portion that increases as the distance from the light source increases. If it does in this way, the light which injected into the light-guide plate from the light-incidence surface will be propagated in the light-guide plate by being reflected by the reflective surface of a reflection member.
  • the light propagating through the light guide plate is reflected by a reflecting portion provided on at least one of the plate surface opposite to the light emitting surface of the light guide plate and the reflecting surface of the reflecting member.
  • a reflecting portion provided on at least one of the plate surface opposite to the light emitting surface of the light guide plate and the reflecting surface of the reflecting member.
  • a display device of the present invention includes the above-described illumination device and a display panel that performs display using light from the illumination device.
  • the display device having such a configuration, since the luminance related to the emitted light of the illumination device is high, display with excellent display quality can be realized.
  • the display device of the present invention preferably has the following configuration as an embodiment.
  • the display panel includes a plurality of pixels arranged in parallel in a matrix along the first direction and the second direction, and the first anisotropic condensing unit includes the first anisotropic condensing unit.
  • the extending direction of the unit prisms is arranged so as to be inclined at an angle of 15 ° or less with respect to the first direction. In this way, by inclining the extending direction of the first unit prism with respect to the first direction that is the pixel arrangement direction, the pixel arrangement and the first unit prism arrangement are less likely to interfere with each other. Thereby, moire can be suppressed.
  • both the moire suppressing effect and the luminance improving effect can be achieved by inclining the extending direction of the first unit prism at an angle of 15 ° or less with respect to the first direction as the pixel arrangement direction. it can.
  • the first anisotropic condensing part is arranged such that the extending direction of the first unit prism is inclined with an angle of 10 ° or less with respect to the first direction. In this way, it is possible to further improve the luminance related to the light emitted from the first anisotropic light collecting unit while ensuring a sufficient moire suppressing effect.
  • the second anisotropic light collecting unit Compared with the case where it is not used, the luminance related to the emitted light can be improved by 5% or more.
  • a liquid crystal panel can be exemplified.
  • Such a display device can be applied as a liquid crystal display device to various uses such as a display of a smartphone or a tablet personal computer.
  • the luminance can be improved.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • Exploded perspective view showing a schematic configuration of a backlight device constituting a liquid crystal display device
  • Sectional drawing which shows the cross-sectional structure along the long side direction (1st direction, X-axis direction) in a liquid crystal display device.
  • Sectional drawing which shows the cross-sectional structure along the short side direction (2nd direction, Y-axis direction) in a liquid crystal display device.
  • Sectional view enlarging the vicinity of the LED in FIG.
  • the graph showing the luminance angle distribution in the second direction when the tangent angle in the cylindrical lens of the lenticular lens portion is changed The graph showing the relationship between the incident angle of the light with respect to a 1st prism sheet, and the outgoing angle of the light from a 1st prism sheet.
  • the apex angle of the first unit prism of the first prism sheet was fixed at 90 °
  • the apex angle of the second unit prism of the second prism sheet was changed within the range of 80 ° to 160 °.
  • Sectional drawing which shows the cross-sectional structure along the short side direction (2nd direction, Y-axis direction) in the backlight apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention.
  • Sectional drawing which shows the cross-sectional structure along the short side direction (2nd direction, Y-axis direction) in the backlight apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention.
  • FIGS. 3 to 5 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the liquid crystal display device 10 is illustrated.
  • a part of each drawing shows an X axis, a Y axis, and a Z axis, and each axis direction is drawn to be a direction shown in each drawing.
  • FIGS. 3 to 5 are used as a reference, and the upper side of the figure is the front side and the lower side of the figure is the back side.
  • the liquid crystal display device 10 has a rectangular shape as a whole as viewed in a plan view.
  • the parts such as the casing 16 are assembled.
  • the liquid crystal display unit LDU includes a liquid crystal panel (display panel) 11 having a display surface DS that displays an image on the front side, and a backlight device (illumination) that is disposed on the back side of the liquid crystal panel 11 and emits light toward the liquid crystal panel 11.
  • Device 12 and a frame (housing member) 13 that holds the liquid crystal panel 11 from the front side, that is, the side opposite to the backlight device 12 side (display surface DS side).
  • Both the touch panel 14 and the cover panel 15 are accommodated from the front side in the frame 13 constituting the liquid crystal display unit LDU, and the outer peripheral portion (including the outer peripheral end portion) is received from the back side by the frame 13.
  • the touch panel 14 is disposed at a position at a predetermined interval on the front side with respect to the liquid crystal panel 11, and the back (inner side) plate surface is a facing surface that faces the display surface DS.
  • the cover panel 15 is arranged so as to overlap the touch panel 14 on the front side, and the back (inner side) plate surface is a facing surface that is opposed to the front plate surface of the touch panel 14.
  • An antireflection film AR is interposed between the touch panel 14 and the cover panel 15 (see FIG. 5).
  • the casing 16 is assembled to the frame 13 so as to cover the liquid crystal display unit LDU from the back side.
  • a part of the frame 13 (annular portion 13 b described later), the cover panel 15, and the casing 16 constitute the appearance of the liquid crystal display device 10.
  • the liquid crystal display device 10 according to the present embodiment is used for an electronic device such as a tablet personal computer, and has a screen size of, for example, about 20 inches.
  • the liquid crystal panel 11 constituting the liquid crystal display unit LDU will be described in detail.
  • the liquid crystal panel 11 includes a pair of glass substrates 11a and 11b having a rectangular shape in plan view and substantially transparent and having excellent translucency, and both substrates 11a and 11b.
  • a liquid crystal layer (not shown) containing liquid crystal molecules that are substances whose optical characteristics change with application of an electric field, and both substrates 11a and 11b maintain a gap corresponding to the thickness of the liquid crystal layer. In the state, they are bonded together by a sealing material not shown.
  • the liquid crystal panel 11 includes a display area (a central part surrounded by a plate-surface light shielding layer 32 described later) and a non-display area (a board described later) that forms a frame surrounding the display area and does not display an image. And an outer peripheral portion overlapping with the surface light shielding layer 32.
  • the long side direction in the liquid crystal panel 11 coincides with the X-axis direction
  • the short side direction coincides with the Y-axis direction
  • the thickness direction coincides with the Z-axis direction.
  • the front side is the CF substrate 11a
  • the back side is the array substrate 11b
  • a number of TFTs Thin Film Transistors
  • pixel electrodes which are switching elements
  • a gate wiring and a source wiring having a lattice shape are disposed around the gate.
  • a predetermined image signal is supplied to each wiring from a control circuit (not shown).
  • the pixel electrode disposed in a rectangular region surrounded by the gate wiring and the source wiring is made of a transparent electrode such as ITO (Indium Tin Oxide) or ZnO (Zinc Oxide).
  • CF substrate 11a On the other hand, on the CF substrate 11a, a large number of color filters are arranged side by side at positions corresponding to the respective pixels.
  • the color filter is arranged so that three colors of R, G, and B are alternately arranged.
  • a light shielding layer (black matrix) for preventing color mixture is formed between the color filters.
  • On the surface of the color filter and the light shielding layer a counter electrode facing the pixel electrode on the array substrate 11b side is provided.
  • the CF substrate 11a is slightly smaller than the array substrate 11b.
  • An alignment film for aligning liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer is formed on the inner surfaces of both the substrates 11a and 11b. Note that polarizing plates 11c and 11d are attached to the outer surfaces of both the substrates 11a and 11b, respectively (see FIG. 5).
  • one unit pixel PX which is a display unit is configured by a set of three colored portions of R (red), G (green), and B (blue) and three pixel electrodes facing them.
  • the unit pixels PX are arranged in a matrix (matrix) in a large number along the plate surfaces of both the substrates 11a and 11b, that is, the display surface DS (X-axis direction and Y-axis direction).
  • the unit pixel PX includes a red pixel having an R colored portion, a green pixel having a G colored portion, and a blue pixel having a B colored portion.
  • the pixels of each color constitute a pixel group by being repeatedly arranged along the row direction (X-axis direction) on the plate surface of the liquid crystal panel 11, and this pixel group constitutes the column direction (Y-axis direction). Many are arranged side by side. Accordingly, it can be said that the unit pixels PX are periodic structures that are arranged in parallel with a certain periodicity along the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • FIG. 6 schematically shows the arrangement of the unit pixels PX in the liquid crystal panel 11.
  • the backlight device 12 constituting the liquid crystal display unit LDU will be described in detail.
  • the backlight device 12 has a generally rectangular block shape when viewed in plan as with the liquid crystal panel 11 as a whole.
  • the backlight device 12 includes an LED (Light Emitting Diode) 17 that is a light source, an LED board (light source board) 18 on which the LED 17 is mounted, and light from the LED 17.
  • a light guide plate 19 that guides light
  • a reflection sheet (reflecting member) 40 that reflects light from the light guide plate 19, and an optical sheet (first anisotropic light condensing unit, second difference) arranged on the light guide plate 19.
  • the backlight device 12 is an edge light type (side light type) of a one-side light incident type in which LEDs 17 (LED substrates 18) are unevenly distributed at one end portion on the short side of the outer peripheral portion. .
  • the LED 17 has a configuration in which an LED chip is sealed with a resin material on a substrate portion fixed to the LED substrate 18, as shown in FIGS.
  • the LED chip mounted on the substrate unit has one main emission wavelength, and specifically, one that emits blue light in a single color is used.
  • the resin material that seals the LED chip is dispersed and blended with a phosphor that emits a predetermined color when excited by the blue light emitted from the LED chip, and generally emits white light as a whole. It is said.
  • the phosphor for example, a yellow phosphor that emits yellow light, a green phosphor that emits green light, and a red phosphor that emits red light are used in appropriate combination, or any one of them is used. It can be used alone.
  • the LED 17 is a so-called top surface light emitting type in which a surface opposite to the mounting surface with respect to the LED substrate 18 is a light emitting surface 17a.
  • the LED substrate 18 has a long plate shape extending along the Y-axis direction (the short side direction of the light guide plate 19 and the chassis 22).
  • the plate 22 is accommodated in the chassis 22 in a posture in which the plate surface is parallel to the Y-axis direction and the Z-axis direction, that is, a posture in which the plate surface is orthogonal to the plate surfaces of the liquid crystal panel 11 and the light guide plate 19. That is, the LED substrate 18 has a posture in which the long side direction on the plate surface coincides with the Y-axis direction, the short side direction coincides with the Z-axis direction, and the plate thickness direction orthogonal to the plate surface coincides with the X-axis direction. It is said.
  • the LED board 18 has a plate surface (mounting surface 18 a) facing inward at a predetermined interval in the X-axis direction with respect to one short side end surface (light incident surface 19 b, light source facing end surface) of the light guide plate 19. It is arranged in an opposing manner while being vacant. Therefore, the alignment direction of the LED 17 and the LED substrate 18 and the light guide plate 19 is substantially coincident with the X-axis direction.
  • the LED board 18 has a length that is approximately the same as or larger than the short side dimension of the light guide plate 19 and is attached to one end of the short side of the chassis 22 to be described later.
  • the mounting surface 18a is used on the inner side of the LED substrate 18, that is, the plate surface facing the light guide plate 19 side (the surface facing the light guide plate 19), as shown in FIG.
  • the mounting surface 18a is used.
  • a plurality of LEDs 17 are arranged in a line (linearly) in parallel on the mounting surface 18a of the LED substrate 18 along the length direction (Y-axis direction) with a predetermined interval. That is, it can be said that a plurality of LEDs 17 are intermittently arranged in parallel along the short side direction at one end portion on the short side side of the backlight device 12.
  • the arrangement interval (arrangement pitch) between adjacent LEDs 17 is substantially equal.
  • a wiring pattern (not shown) made of a metal film (such as copper foil) is provided on the mounting surface 18a of the LED substrate 18 and extends in the Y-axis direction and connects adjacent LEDs 17 in series across the LED 17 group. And the terminal portions formed at both ends of the wiring pattern are connected to an external LED driving circuit, so that driving power can be supplied to each LED 17.
  • the base material of the LED substrate 18 is made of metal like the chassis 22, and the wiring pattern (not shown) described above is formed on the surface thereof via an insulating layer.
  • insulating materials such as a ceramic, can also be used as a material used for the base material of LED board 18.
  • the light guide plate 19 is made of a synthetic resin material (for example, acrylic resin such as PMMA) having a refractive index sufficiently higher than that of air, almost transparent, and excellent in translucency. As shown in FIG. 2, the light guide plate 19 is a flat plate having a substantially rectangular shape in plan view, like the liquid crystal panel 11, and the plate surface is the plate surface (display surface DS) of the liquid crystal panel 11. Parallel.
  • the light guide plate 19 has a long side direction on the plate surface corresponding to the X-axis direction, a short side direction corresponding to the Y-axis direction, and a plate thickness direction orthogonal to the plate surface corresponding to the Z-axis direction. As shown in FIGS.
  • the light guide plate 19 is disposed in the chassis 22 at a position directly below the liquid crystal panel 11 and the optical sheet 20, and one of the outer peripheral end faces has an end face on the short side. 22, each LED 17 of the LED substrate 18 arranged at one end portion on the short side is opposed to each other. Therefore, while the alignment direction of the LED 17 (LED substrate 18) and the light guide plate 19 coincides with the X-axis direction, the alignment direction (overlapping direction) of the optical sheet 20 (liquid crystal panel 11) and the light guide plate 19 is Z. It is coincident with the axial direction, and both alignment directions are orthogonal to each other.
  • the light guide plate 19 introduces light emitted from the LED 17 toward the light guide plate 19 along the X-axis direction (the alignment direction of the LED 17 and the light guide plate 19) from the end surface on the short side, and transmits the light. While propagating inside, it has a function of rising up toward the optical sheet 20 side (front side, light emitting side) and emitting from the plate surface.
  • the plate surface facing the front side (the surface facing the liquid crystal panel 11 and the optical sheet 20) is configured to transmit internal light to the optical sheet as shown in FIGS. 20 and the light emission surface 19a to be emitted toward the liquid crystal panel 11 side.
  • the outer peripheral end surfaces adjacent to the plate surface of the light guide plate 19, of the pair of short side end surfaces having a longitudinal shape along the Y-axis direction (LED 17 alignment direction, LED substrate 18 long side direction) As shown in FIG. 5, one end face (left side shown in FIG. 3) is opposed to the LED 17 (LED substrate 18) with a predetermined space therebetween, and light emitted from the LED 17 is incident thereon.
  • the light incident surface 19b is a surface that is parallel to the Y-axis direction and the Z-axis direction, and is a surface that is substantially orthogonal to the light emitting surface 19a. Further, the alignment direction of the LED 17 and the light incident surface 19b (light guide plate 19) coincides with the X-axis direction and is parallel to the light emitting surface 19a. Of the pair of short-side end faces on the outer peripheral end face of the light guide plate 19, the other end face opposite to the above-described light incident face 19b (the end face opposite to the light incident face 19b) is the opposite end face 19d.
  • a pair of long side end surfaces (a pair of end surfaces that form opposite sides and do not include the light incident surface 19b) adjacent to both the light incident surface 19b and the opposite end surface 19d are respectively side end surfaces 19e.
  • the pair of side end surfaces 19e are parallel to the X-axis direction (the alignment direction of the LEDs 17 and the light guide plate 19) and the Z-axis direction.
  • three end surfaces excluding the light incident surface 19b, that is, the opposite end surface 19d and the pair of side end surfaces 19e are not LED facing each other as shown in FIGS. It is set as a facing end surface (light source non-facing end surface).
  • the light that has entered the light guide plate 19 from the LED 17 with respect to the light incident surface 19b that is the outer peripheral end surface of the light guide plate 19 is reflected by the reflection sheet 40 described below, or the light exit surface 19a, the opposite plate surface 19c, In addition, it is efficiently reflected in the light guide plate 19 by being totally reflected by the other outer peripheral end surfaces (the opposite end surface 19d and the side end surfaces 19e).
  • the material of the light guide plate 19 is an acrylic resin such as PMMA
  • the refractive index is about 1.49, so the critical angle is about 42 °, for example.
  • a direction (X-axis direction) along a pair of end surfaces (long side end surface, side end surface 19 e) that form opposite sides and do not include the light incident surface 19 b is referred to as “first direction”. 1 direction ”, and a direction (Y-axis direction) along a pair of end faces (an end face on the short side, the light incident face 19b, and the opposite end face 19d) that form opposite sides and include the light incident face 19b is referred to as a“ second direction ”. .
  • the opposite plate surface 19c opposite to the light exit surface 19a reflects the light from the light guide plate 19 to the front side, that is, the light exit, as shown in FIGS.
  • a reflection sheet 40 that can be raised to the surface 19a side is provided so as to cover almost the entire area.
  • the reflection sheet 40 is disposed between the bottom plate 22 a of the chassis 22 and the light guide plate 19.
  • the reflection sheet 40 has a reflection surface 40a that opposes the opposite plate surface 19c of the light guide plate 19 and reflects light, and the reflected light from the reflection surface 40a can be efficiently propagated in the light guide plate 19. It is said.
  • the end of the light guide plate 19 on the light incident surface 19b side is extended to the outside of the light incident surface 19b, that is, toward the LED 17, as shown in FIG.
  • the opposite plate surface 19 c of the light guide plate 19 is provided with a reflection portion 41 for reflecting light propagating through the light guide plate 19 and promoting emission from the light emission surface 19 a. ing.
  • the reflection portion 41 includes a groove-shaped unit reflection portion 41a that extends along the second direction (Y-axis direction) on the opposite plate surface 19c of the light guide plate 19 and has a substantially triangular (substantially V-shaped) cross-sectional shape. A plurality of intermittent arrangements are made in parallel along the first direction (X-axis direction).
  • the unit reflecting portion 41 a includes an inclined surface 41 a 1 that is inclined with respect to the thickness direction of the light guide plate 19, that is, a direction orthogonal to both the first direction and the second direction (Z-axis direction), and the light guide plate 19.
  • the parallel surface 41a2 parallel to the plate thickness direction is reflected, and light is reflected by the inclined surface 41a1 to generate light whose incident angle with respect to the light exit surface 19a does not exceed the critical angle. It is possible to prompt the emission from the emission surface 19a.
  • the unit reflecting portions 41a are arranged such that the arrangement interval (arrangement pitch) gradually decreases as the distance from the LED 17 (light incident surface 19b) increases in the first direction, and the areas of the inclined surfaces 41a1 and the parallel surfaces 41a2 gradually increase. . Thereby, the emitted light from the light emitting surface 19a is controlled to have a uniform distribution in the surface of the light emitting surface 19a.
  • the optical sheet 20 has a rectangular shape when seen in a plane, like the liquid crystal panel 11 and the chassis 22.
  • the optical sheet 20 is arranged so as to cover the light emission surface 19a of the light guide plate 19 from the front side (light emission side), and is interposed between the liquid crystal panel 11 and the light guide plate 19, thereby providing the light guide plate.
  • the light emitted from 19 is transmitted and emitted toward the liquid crystal panel 11 while giving a predetermined optical action to the transmitted light.
  • the optical sheet 20 will be described in detail later.
  • the light shielding frame 21 is formed in a substantially frame shape (frame shape) extending so as to follow the outer peripheral portion (outer peripheral end portion) of the light guide plate 19.
  • the outer peripheral portion can be pressed from the front side over almost the entire circumference.
  • the light-shielding frame 21 is made of synthetic resin and has a light-shielding property because the surface has a form of black, for example.
  • the shading frame 21 is arranged such that its inner end 21 a is interposed over the entire circumference between the outer peripheral portion of the light guide plate 19 and the LED 17 and the outer peripheral portions (outer peripheral end portions) of the liquid crystal panel 11 and the optical sheet 20. They are partitioned so that they are optically independent.
  • the light emitted from the LED 17 and not entering the light incident surface 19b of the light guide plate 19 or the light leaking from the opposite end surface 19d and the side end surface 19e is the outer peripheral portion (particularly the end surface) of the liquid crystal panel 11 and the optical sheet 20. ) Can be shielded from direct incident light.
  • the light shielding frame 21 three side portions (a pair of long side portions and a short side portion opposite to the LED substrate 18 side) that do not overlap with the LED 17 and the LED substrate 18 in plan view are chassis. 22 has a portion that rises from the bottom plate 22a and a portion that supports the frame 13 from the back side, but the short side portion that overlaps the LED 17 and the LED substrate 18 in a plan view is the end of the light guide plate 19.
  • the LED board 18 (LED 17) are covered from the front side and bridged between a pair of long sides.
  • the light shielding frame 21 is fixed to a chassis 22 described below by fixing means such as a screw member (not shown).
  • the chassis 22 is made of a metal plate having excellent thermal conductivity, such as an aluminum plate or an electrogalvanized steel plate (SECC), and is rectangular in a plan view like the liquid crystal panel 11 as shown in FIGS.
  • a bottom plate 22a having a shape and a side plate 22b rising from the outer end of each side (a pair of long sides and a pair of short sides) of the bottom plate 22a toward the front side.
  • the chassis 22 (bottom plate 22a) has a long side direction that matches the X-axis direction, and a short side direction that matches the Y-axis direction.
  • the bottom plate 22a is a light guide plate support portion 22a1 that supports the light guide plate 19 from the back side (the side opposite to the light emitting surface 19a side), whereas the end on the LED substrate 18 side is stepped.
  • the board accommodating portion 22a2 bulges to the back side.
  • the substrate housing portion 22a2 has a substantially L-shaped cross-section, is bent from the end portion of the light guide plate support portion 22a1, and rises toward the back side, and a rising portion. It is composed of a receiving bottom 39 that is bent from the rising tip of 38 and protrudes toward the side opposite to the light guide plate support 22a1 side.
  • the bent position of the rising portion 38 from the end of the light guide plate support portion 22a1 is located on the opposite side of the light incident surface 19b of the light guide plate 19 from the LED 17 side (near the center of the light guide plate support portion 22a1). .
  • a long side side plate 22b is bent from the protruding tip of the housing bottom 39 so as to rise to the front side.
  • the LED substrate 18 is attached to the side plate 22b on the short side continuous to the substrate housing portion 22a2, and the side plate 22b constitutes the substrate attachment portion 37.
  • the board mounting portion 37 has a facing surface that faces the light incident surface 19b of the light guide plate 19, and the LED substrate 18 is mounted on the facing surface.
  • the LED substrate 18 is fixed in such a manner that the plate surface opposite to the mounting surface 18a on which the LED 17 is mounted is in contact with the inner plate surface of the substrate mounting portion 37 via a substrate fixing member 25 such as a double-sided tape. ing.
  • the attached LED board 18 has a slight gap between the LED board 18 and the inner plate surface of the housing bottom 39 that forms the board housing 22a2.
  • a liquid crystal panel drive circuit board (not shown) for controlling the drive of the liquid crystal panel 11, and an LED drive circuit board (not shown) for supplying drive power to the LEDs 17.
  • a touch panel drive circuit board (not shown) for controlling the drive of the touch panel 14 is attached.
  • the heat dissipating member 23 is made of a metal plate having excellent thermal conductivity such as an aluminum plate. As shown in FIG. 3, the heat dissipating member 23 is formed on one end of the short side of the chassis 22, specifically, on a substrate housing portion 22 a 2 that houses the LED substrate 18. It is set as the form extended along. As shown in FIG. 5, the heat dissipating member 23 has a substantially L-shaped cross section, and is parallel to the outer surface of the substrate housing portion 22a2 and in contact with the outer surface, and the substrate housing portion 22a2. It consists of the 2nd thermal radiation part 23b parallel to the outer surface of the continuous side plate 22b (board
  • the first heat radiating portion 23a has an elongated flat plate shape extending along the Y-axis direction, and the plate surface facing the front side parallel to the X-axis direction and the Y-axis direction has a receiving bottom portion 39 in the substrate receiving portion 22a2. It is contact
  • the first heat radiating portion 23a is screwed to the housing bottom 39 by a screw member SM, and has a screw insertion hole 23a1 through which the screw member SM is inserted.
  • the accommodation bottom 39 is formed with a screw hole 28 into which the screw member SM is screwed.
  • the second heat dissipating part 23b has an elongated flat plate shape extending along the Y-axis direction, and a plate surface facing inward in parallel to the Y-axis direction and the Z-axis direction is an outer plate in the board mounting part 37. They are arranged in a facing manner with a predetermined gap between them and the surface.
  • the frame 13 constituting the liquid crystal display unit LDU will be described.
  • the frame 13 is made of a metal material having excellent thermal conductivity such as aluminum.
  • each outer peripheral portion (outer periphery) of the liquid crystal panel 11, the touch panel 14 and the cover panel 15 is used.
  • it has a substantially rectangular frame shape (frame shape).
  • press working or the like is employed as a method for manufacturing the frame 13, for example.
  • the frame 13 presses the outer peripheral portion of the liquid crystal panel 11 from the front side, and the liquid crystal panel 11 and the optical sheet stacked with each other with the chassis 22 constituting the backlight device 12.
  • the frame 13 receives the outer peripheral portions of the touch panel 14 and the cover panel 15 from the back side, and is arranged in a form interposed between the outer peripheral portions of the liquid crystal panel 11 and the touch panel 14.
  • a predetermined gap is secured between the liquid crystal panel 11 and the touch panel 14.
  • the touch panel 14 follows the cover panel 15 toward the liquid crystal panel 11. Even when it is deformed to bend, the bent touch panel 14 is less likely to interfere with the liquid crystal panel 11.
  • the frame 13 includes a frame-shaped portion (frame base portion, frame-shaped portion) 13 a that follows the outer peripheral portions of the liquid crystal panel 11, the touch panel 14, and the cover panel 15, and the outer periphery of the frame-shaped portion 13 a. Attached to the chassis 22 and the heat radiating member 23 projecting from the frame-shaped part 13a toward the back side, and an annular part (cylindrical part) 13b that continues to the end and surrounds the touch panel 14, the cover panel 15 and the casing 16 from the outer peripheral side. And an attachment plate portion 13c.
  • the frame-like portion 13a has a substantially plate shape having plate surfaces parallel to the plate surfaces of the liquid crystal panel 11, the touch panel 14, and the cover panel 15, and is formed in a rectangular frame shape when viewed from above.
  • the frame portion 13a is relatively thicker at the outer peripheral portion 13a2 than at the inner peripheral portion 13a1, and a step (gap) GP is formed at the boundary between them.
  • the inner peripheral portion 13a1 is interposed between the outer peripheral portion of the liquid crystal panel 11 and the outer peripheral portion of the touch panel 14, whereas the outer peripheral portion 13a2 receives the outer peripheral portion of the cover panel 15 from the back side. .
  • the front plate surface of the frame-like portion 13a is almost entirely covered by the cover panel 15, the front plate surface is hardly exposed to the outside. Thereby, even if the temperature of the frame 13 is increased due to heat from the LED 17 or the like, it is difficult for the user of the liquid crystal display device 10 to directly contact the exposed portion of the frame 13, which is excellent in terms of safety.
  • a buffer material 29 for fixing the outer peripheral portion of the liquid crystal panel 11 from the front side while buffering is fixed.
  • the first fixing member 30 for fixing the outer peripheral portion of the touch panel 14 while buffering the outer peripheral portion of the touch panel 14 is fixed to the front plate surface of the inner peripheral portion 13a1.
  • the cushioning material 29 and the first fixing member 30 are arranged at positions overlapping each other in the inner peripheral portion 13a1 when viewed in plan.
  • a second fixing member 31 for fixing the outer peripheral portion of the cover panel 15 while buffering the outer peripheral portion of the cover panel 15 is fixed to the front plate surface of the outer peripheral portion 13a2 of the frame-like portion 13a.
  • the buffer material 29 and the fixing members 30 and 31 are arranged so as to extend along the side portions of the frame-like portion 13a excluding the corner portions at the four corners.
  • each fixing member 30 and 31 consists of a double-sided tape in which a base material has cushioning properties, for example.
  • the annular portion 13 b has a rectangular short rectangular tube shape as viewed in plan as a whole, and protrudes from the outer peripheral edge of the outer peripheral portion 13 a 2 of the frame-shaped portion 13 a toward the front side. It has the 1st annular part 34 and the 2nd annular part 35 which protrudes toward the back side from the outer periphery of the outer peripheral part 13a2 of the frame-shaped part 13a.
  • the outer peripheral edge of the frame-shaped portion 13a is connected to the inner peripheral surface at the substantially central portion in the axial direction (Z-axis direction) over the entire periphery.
  • the first annular portion 34 is arranged so as to surround the outer peripheral end surfaces of the touch panel 14 and the cover panel 15 arranged on the front side with respect to the frame-shaped portion 13a over the entire circumference.
  • the first annular portion 34 has an inner peripheral surface facing each outer peripheral end surface of the touch panel 14 and the cover panel 15, whereas the outer peripheral surface is exposed to the outside of the liquid crystal display device 10, and the liquid crystal display The external appearance of the side surface side of the device 10 is configured.
  • the second annular portion 35 surrounds the front end portion (attachment portion 16c) of the casing 16 disposed on the back side with respect to the frame-shaped portion 13a from the outer peripheral side.
  • the second annular portion 35 has an inner peripheral surface facing a mounting portion 16c of the casing 16 described later, whereas an outer peripheral surface is exposed to the outside of the liquid crystal display device 10 and the liquid crystal display device 10.
  • the external appearance of the side of the A frame-side hooking claw portion 35a having a cross-sectional saddle shape is formed at the projecting tip portion of the second annular portion 35, and the casing 16 is locked to the frame-side locking claw portion 35a.
  • the casing 16 can be held in the attached state.
  • the mounting plate portion 13c protrudes from the outer peripheral portion 13a2 toward the back side of the frame-shaped portion 13a and extends along each side of the frame-shaped portion 13a.
  • the plate surface is substantially orthogonal to the plate surface of the frame-like portion 13a.
  • the mounting plate portion 13c is individually arranged for each side portion of the frame-like portion 13a.
  • the mounting plate portion 13c disposed on the short side portion on the LED substrate 18 side of the frame-shaped portion 13a is such that the plate surface facing the inside contacts the outer plate surface of the second heat radiating portion 23b of the heat radiating member 23. It is attached.
  • the mounting plate portion 13c is screwed to the second heat radiating portion 23b by a screw member SM, and has a screw insertion hole 13c1 through which the screw member SM is inserted. Further, a screw hole 36 into which the screw member SM is screwed is formed in the second heat radiating portion 23b. Thereby, the heat from the LED 17 transmitted from the first heat radiating portion 23a to the second heat radiating portion 23b is transmitted to the entire plate 13 after being transmitted to the mounting plate portion 13c. Heat is dissipated. Further, it can be said that the mounting plate portion 13 c is indirectly fixed to the chassis 22 via the heat radiating member 23.
  • each of the mounting plate portions 13c disposed on the short side portion and the pair of long side portions on the opposite side to the LED substrate 18 side of the frame-like portion 13a has a plate surface facing the inner side of each of the chassis 22.
  • Each of the side plates 22b is screwed with a screw member SM so as to be in contact with the outer plate surface.
  • the mounting plate portions 13c are formed with screw insertion holes 13c1 through which the screw members SM are inserted, whereas the side plates 22b are formed with screw holes 36 into which the screw members SM are screwed. .
  • Each screw member SM is attached to each attachment plate portion 13c in a form where a plurality of screw members SM are intermittently arranged along the extending direction.
  • the touch panel 14 is a position input device for a user to input position information within the surface of the display surface DS of the liquid crystal panel 11, and has a rectangular shape and is almost the same.
  • a predetermined touch panel pattern (not shown) is formed on a glass substrate having transparency and excellent translucency.
  • the touch panel 14 has a glass substrate that has a rectangular shape when seen in a plan view like the liquid crystal panel 11, and a so-called projected capacitive touch panel pattern is provided on the surface facing the front side.
  • a transparent electrode portion (not shown) for the touch panel is formed, and a large number of the transparent electrode portions for the touch panel are arranged in parallel in a matrix within the surface of the substrate.
  • a terminal portion (not shown) connected to the end portion of the wiring drawn from the transparent electrode portion for the touch panel constituting the touch panel pattern is formed at one end portion on the short side of the touch panel 14.
  • a flexible substrate not shown
  • a potential is supplied from the touch panel drive circuit substrate to the transparent electrode portion for the touch panel forming the touch panel pattern.
  • the touch panel 14 is fixed in a state where the inner plate surface in the outer peripheral portion thereof is opposed to the inner peripheral portion 13 a 1 in the frame-like portion 13 a of the frame 13 by the first fixing member 30 described above. Has been.
  • the cover panel 15 assembled to the frame 13 will be described.
  • the cover panel 15 is disposed so as to cover the touch panel 14 from the front side over the entire region, thereby protecting the touch panel 14 and the liquid crystal panel 11.
  • the cover panel 15 covers the entire frame-like portion 13a of the frame 13 from the front side to the entire area, and configures the appearance of the front side of the liquid crystal display device 10.
  • the cover panel 15 has a rectangular shape when seen in a plan view and is made of a plate-like base material made of glass that is substantially transparent and has excellent translucency, and preferably made of tempered glass.
  • the tempered glass used for the cover panel 15 it is preferable to use chemically tempered glass having a chemically strengthened layer on the surface, for example, by subjecting the surface of a plate-like glass substrate to chemical strengthening treatment.
  • This chemical strengthening treatment refers to, for example, a treatment for strengthening a plate-like glass substrate by replacing alkali metal ions contained in a glass material by ion exchange with alkali metal ions having an ion radius larger than that,
  • the resulting chemically strengthened layer is a compressive stress layer (ion exchange layer) in which compressive stress remains.
  • the cover panel 15 has a rectangular shape when viewed in a plane, similar to the liquid crystal panel 11 and the touch panel 14, and the size viewed in the plane is larger than that of the liquid crystal panel 11 and the touch panel 14. Is a little bigger. Therefore, the cover panel 15 has an overhanging portion 15EP that projects outwardly in a bowl shape from the outer peripheral edges of the liquid crystal panel 11 and the touch panel 14 over the entire circumference.
  • This overhanging portion 15EP has a substantially rectangular frame shape (substantially frame shape) surrounding the liquid crystal panel 11 and the touch panel 14, and the inner plate surface thereof has the second fixing described above as shown in FIG.
  • the member 31 is fixed to the outer peripheral portion 13a2 of the frame-like portion 13a of the frame 13 so as to face the outer peripheral portion 13a2.
  • a central portion of the cover panel 15 that faces the touch panel 14 is laminated on the front side with respect to the touch panel 14 via an antireflection film AR.
  • a light-blocking plate is provided on the inner (back side) plate surface (the plate surface facing the touch panel 14) in the outer peripheral portion including the above-described overhang portion 15 EP of the cover panel 15.
  • a surface light shielding layer (light shielding layer, plate surface light shielding portion) 32 is formed.
  • the plate surface light shielding layer 32 is made of a light shielding material such as a paint exhibiting black, for example, and the light shielding material is integrally provided on the plate surface by printing on the inner plate surface of the cover panel 15. It has been.
  • printing means such as screen printing and ink jet printing can be employed.
  • the plate surface light shielding layer 32 is inside the overhanging portion 15EP in addition to the entire overhanging portion 15EP of the cover panel 15, and overlaps with each of the outer peripheral portions of the touch panel 14 and the liquid crystal panel 11 in a plan view. It is formed in a range over the part to be. Therefore, the plate surface light shielding layer 32 is arranged so as to surround the display area of the liquid crystal panel 11, so that the light outside the display area can be blocked, and thus the display quality relating to the image displayed in the display area. Can be high.
  • the casing 16 is made of a synthetic resin material or a metal material, and as shown in FIGS. 1, 3, and 4, has a substantially bowl shape that opens toward the front side. 13 covers the members such as the frame-shaped portion 13a, the mounting plate portion 13c, the chassis 22, and the heat dissipation member 23 from the back side, and configures the appearance of the back side of the liquid crystal display device 10.
  • the casing 16 has a generally flat bottom portion 16a, a curved portion 16b that rises from the outer peripheral edge of the bottom portion 16a to the front side and has a curved cross section, and an attachment portion that rises almost straight from the outer peripheral edge of the curved portion 16b to the front side.
  • the attachment portion 16c is formed with a casing-side locking claw portion 16d having a saddle-shaped cross section.
  • the casing-side locking claw portion 16d is locked to the frame-side locking claw portion 35a of the frame 13.
  • the casing 16 can be held in the attached state with respect to the frame 13.
  • the backlight device 12 has a configuration for condensing the emitted light from the light emitting surface 19a of the light guide plate 19 in the second direction (Y-axis direction).
  • the configuration will be described.
  • the light propagating through the light guide plate 19 is reflected and raised by the inclined surface 41 a 1 of the unit reflecting portion 41 a that constitutes the reflecting portion 41 in the middle, thereby emitting light.
  • the incident angle with respect to the surface 19a is emitted at a critical angle or less, and the first direction (X-axis direction) is raised by the unit reflecting portion 41a in the front direction, that is, from the light emitting surface 19a.
  • Condensation is intended to go in the direction toward the front side along the normal direction.
  • the reflecting portion 41 gives a condensing function to the reflected light in the first direction, it hardly gives a condensing effect to the reflected light in the second direction, so that it is related to the outgoing light from the light emitting surface 19a.
  • a lenticular lens portion 42 is provided, and the optical sheet 20 includes unit prisms 43a. It is composed of two prism sheets 43 and 44 in which a plurality of 44a are arranged in parallel along the second direction. Next, the lenticular lens unit 42 and the two prism sheets 43 and 44 will be described in detail.
  • the lenticular lens unit 42 includes a plurality of cylindrical lenses 42 a having a substantially semi-cylindrical shape extending along the first direction on the light exit surface 19 a of the light guide plate 19. ) In parallel with each other along the second direction.
  • the lenticular lens portion 42 is provided integrally with the light guide plate 19.
  • the light guide plate 19 is manufactured by injection molding, and a transfer shape for transferring the lenticular lens portion 42 in advance is formed on the molding surface of the molding die. Just keep it.
  • the cylindrical lens 42a has a substantially semicircular shape (a saddle-shaped) cross-section cut along a parallel direction (second direction) orthogonal to the extending direction (first direction), and the light in the cylindrical lens 42a. Is incident on the outer surface (interface) having an arc shape with an incident angle greater than the critical angle, the light is totally reflected by the outer surface having the arc shape so that the inside of the cylindrical lens 42a extends along the first direction. By proceeding, it is possible to diffuse light in the first direction. Thereby, the brightness nonuniformity which may arise in the emitted light from the light-projection surface 19a can be reduced. This luminance unevenness suppressing effect varies depending on the shape of the cylindrical lens 42a, and will be described below with a specific example.
  • the angle ⁇ t formed by the tangent line Ta at the base end portion 42a1 of the outer surface forming an arc shape in the cylindrical lens 42a with respect to the second direction is defined as a “tangential angle”.
  • Light guide plates 19 each having a lenticular lens portion 42 composed of a cylindrical lens 42a with angles ⁇ t of 20 °, 30 °, 40 °, 60 °, and 70 ° are prepared, and the LEDs 17 are turned on to emit light from each light guide plate 19.
  • FIG. 8 shows a photograph taken from the light emitting surface 19a side in a state where light is emitted from each light guide plate 19 having a tangent angle ⁇ t of 20 °, 30 °, 40 °, 60 °, and 70 °, and the photograph. And luminance unevenness determination results based on the above.
  • the cylindrical lens 42a preferably has a tangent angle ⁇ t of 40 ° or more.
  • the lenticular lens unit 42 according to the present embodiment is also configured such that the tangent angle ⁇ t in the cylindrical lens 42a is 40 ° or more (for example, 70 °).
  • the second direction is the light collection direction of the cylindrical lens 42a.
  • the light passing through the focal point of the cylindrical lens 42a can be refracted by the arc-shaped outer surface to be emitted as light substantially parallel to the front direction.
  • the condensing effect which selectively raises the light which goes to a 2nd direction among the emitted light from the light-projection surface 19a, and makes the advancing direction face the front direction (approaching) is acquired.
  • This condensing effect does not vary so much depending on the shape of the cylindrical lens 42a.
  • the light guide plates 19 each including the lenticular lens portion 42 including the cylindrical lens 42a having tangent angles ⁇ t of 15 °, 30 °, 47.5 °, 60 °, and 70 ° in the cylindrical lens 42a are provided.
  • An experiment for preparing and measuring the luminance of the light emitted from each light guide plate 19 is performed, and the result of the experiment is shown in the graph of FIG. The graph shown in FIG.
  • FIG. 9 shows the luminance angle distribution in the second direction related to the light emitted from each light guide plate 19.
  • the vertical axis represents the relative luminance (no unit) of the light emitted from the light guide plate 19
  • the horizontal axis represents the angle (unit: “°”) with respect to the front direction in the second direction.
  • the relative luminance on the vertical axis in FIG. 9 is a relative value with the luminance value in the front direction (angle 0 °) as the reference (1.0). According to FIG. 9, it can be seen that the luminance angle distribution becomes the most gentle when the tangent angle ⁇ t is 15 °, but the luminance angle distribution is almost the same for other cases regardless of the magnitude of the tangent angle ⁇ t.
  • the lenticular lens portion 42 is provided on the light exit surface 19a of the light guide plate 19, it can be said that a light collecting effect of a certain level or more can be obtained regardless of the shape (tangential angle ⁇ t) of the cylindrical lens 42a. .
  • the optical sheet 20 includes two prism sheets 43 and 44, and the first prism is arranged on the opposite side (front side) from the light guide plate 19 side.
  • the second prism sheet (second anisotropy) 43 is a sheet (first anisotropy condensing part) 43 and is disposed on the light guide plate 19 side and interposed between the first prism sheet 43 and the light guide plate 19. Condensing part) 44.
  • the first prism sheet 43 includes a sheet-shaped first base material 43b, and a light incident side plate surface 43b1 on which light from the second prism sheet 44 of the first base material 43b is incident.
  • the first base material 43b is made of a substantially transparent synthetic resin, specifically made of a thermoplastic resin material such as PET, and has a refractive index of about 1.667, for example.
  • the first unit prism 43a is integrally provided on the light output side plate surface 43b2, which is the front plate surface of the first base material 43b.
  • the first unit prism 43a is made of a substantially transparent ultraviolet curable resin material which is a kind of photocurable resin material. When the first prism sheet 43 is manufactured, for example, an uncured ultraviolet curable resin material is used for molding.
  • the mold is filled and the first base material 43b is directed to the opening end of the mold so that the uncured ultraviolet curable resin material is disposed in contact with the light-emitting side plate surface 43b2, and the first base is in that state.
  • the ultraviolet curable resin material can be cured and the first unit prism 43a can be provided integrally with the first base material 43b.
  • the ultraviolet curable resin material forming the first unit prism 43a is, for example, an acrylic resin such as PMMA, and the refractive index thereof is, for example, about 1.59.
  • the first unit prism 43a is provided so as to protrude from the light output side plate surface 43b2 of the first base material 43b toward the front side (the side opposite to the second prism sheet 44 side) along the Z-axis direction.
  • the first unit prism 43a has a cross-sectional shape cut along the second direction (Y-axis direction) forming a substantially triangular shape (substantially mountain shape) and linearly extends along the first direction (X-axis direction).
  • a plurality of light emitting side plate surfaces 43b2 are arranged in parallel along the second direction.
  • Each of the first unit prisms 43a has a substantially isosceles triangular cross section, has a pair of inclined surfaces 43a1, and has an apex angle ⁇ v1 of approximately a right angle (90 °).
  • the multiple first unit prisms 43a arranged in parallel along the second direction have the apex angle ⁇ v1 and the width and height dimensions of the bottom surface 43a2 that are substantially the same, and are arranged between adjacent first unit prisms 43a.
  • the intervals are substantially constant and are arranged at equal intervals.
  • the light When light is incident on the first prism sheet 43 configured as described above from the second prism sheet 44 side, the light is incident on the second unit prisms 44a of the second prism sheet 44 and the second prisms 44a as shown in FIG. Since the light enters the light incident side plate surface 43b1 of the first base material 43b from the air layer between the first prism sheet 43 and the first base material 43b, the light is refracted at the interface according to the incident angle.
  • the light transmitted through the first base material 43b enters the first unit prism 43a from the light output side plate surface 43b2 of the first base material 43b, it is also refracted at the interface according to the incident angle.
  • the light transmitted through the first unit prism 43a reaches the slope 43a1 of the first unit prism 43a, if the incident angle exceeds the critical angle, the light is totally reflected and returned to the first base material 43b side. On the other hand, if the incident angle does not exceed the critical angle, the light is emitted while being refracted at the interface. Of the light emitted from the inclined surface 43a1 of the first unit prism 43a, the light directed to the adjacent first unit prism 43a enters the first unit prism 43a and returns to the first base material 43b side. As a result, the outgoing light from the first unit prism 43a is regulated so that the traveling direction is close to the front direction in the second direction, so that a condensing action is selectively given in the second direction. .
  • the second prism sheet 44 is opposite to the sheet-like second base material 44b and the light incident side plate surface 44b1 on which light from the light guide plate 19 enters the second base material 44b.
  • the second unit prism 44a is formed on the light output side plate surface 44b2 on the side (first prism sheet 43 side) and has condensing anisotropy.
  • the second base material 44b is made of a substantially transparent synthetic resin, specifically made of a thermoplastic resin material such as PET, and has a refractive index of about 1.667, for example. In the present embodiment, the second base material 44 b has substantially the same refractive index as that of the first base material 43.
  • the second unit prism 44a is integrally provided on the light output side plate surface 44b2, which is the front plate surface of the second base material 44b.
  • the second unit prism 44a is made of a substantially transparent ultraviolet curable resin material, which is a kind of photocurable resin material.
  • an uncured ultraviolet curable resin material is used for molding.
  • the mold is filled and the second base material 44b is directed to the opening end of the mold so that the uncured ultraviolet curable resin material is arranged in contact with the light-emitting side plate surface 44b2, and the second substrate is in that state.
  • the ultraviolet curable resin material By irradiating the ultraviolet curable resin material with ultraviolet rays through the material 44b, the ultraviolet curable resin material can be cured and the second unit prism 44a can be provided integrally with the second substrate 44b.
  • the ultraviolet curable resin material forming the second unit prism 44a is, for example, an acrylic resin such as PMMA, and the refractive index thereof is, for example, about 1.59.
  • the second unit prism 44a has substantially the same refractive index as that of the first unit prism 43a.
  • the second unit prism 44a is provided so as to protrude from the light output side plate surface 44b2 of the second base material 44b toward the front side (the side opposite to the light guide plate 19 side) along the Z-axis direction.
  • the second unit prism 44a has a cross-sectional shape cut along the second direction (Y-axis direction) forming a substantially triangular shape (substantially mountain-shaped) and linearly extends along the first direction (X-axis direction).
  • a plurality of light emitting side plate surfaces 44b2 are arranged in parallel along the second direction.
  • Each of the second unit prisms 44a has a substantially isosceles triangular cross section, has a pair of inclined surfaces 44a1, and has an apex angle ⁇ v2 of an obtuse angle, specifically about 110 °. That is, the apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 44a is relatively larger than the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a.
  • the multiple second unit prisms 44a arranged in parallel along the second direction all have substantially the same apex angle ⁇ v2 and width and height dimensions of the bottom surface, and are arranged at intervals between the adjacent second unit prisms 44a. Are arranged at regular intervals.
  • the second unit prism 44a has a width dimension and an arrangement interval substantially the same as the first unit prism 43a, but a height dimension smaller than that of the first unit prism 43a.
  • the light When light is incident on the second prism sheet 44 having such a configuration from the light guide plate 19 side, the light is transmitted between the lenticular lens portion 42 of the light guide plate 19 and the second prism sheet 44 as shown in FIG. Is incident on the light incident side plate surface 44b1 of the second base member 44b, and is refracted at the interface according to the incident angle.
  • the light transmitted through the second base material 44b enters the second unit prism 44a from the light output side plate surface 44b2 of the second base material 44b, it is also refracted at the interface according to the incident angle.
  • the light transmitted through the second unit prism 44a reaches the inclined surface 44a1 of the second unit prism 44a, if the incident angle exceeds the critical angle, the light is totally reflected and returned to the second substrate 44b side. On the other hand, if the incident angle does not exceed the critical angle, the light is emitted while being refracted at the interface. Of the light emitted from the inclined surface 44a1 of the second unit prism 44a, the light directed toward the adjacent second unit prism 44a enters the second unit prism 44a and is returned to the second substrate 44b side. As a result, the outgoing light from the second unit prism 44a is regulated so that the traveling direction is close to the front direction in the second direction, so that a condensing action is selectively given in the second direction. .
  • the second unit prism 44a constituting the second prism sheet 44 constitutes the first prism sheet 43 as shown in FIG. 7, and the first unit prism 43a having the apex angle ⁇ v1 of approximately 90 °. Since the apex angle ⁇ v2 is relatively larger than that of the first unit prism 43a, the condensing action imparted to the emitted light is relatively weaker. Specifically, when the light in each of the unit prisms 43a and 44a is emitted from each of the inclined surfaces 43a1 and 44a1, there is something that is directed to the adjacent unit prisms 43a and 44a, and such light is adjacent to each other.
  • the light enters the matching unit prisms 43a and 44a and returns to the bases 43b and 44b.
  • the amount of light returned tends to decrease as the apex angle increases beyond 90 °.
  • the second unit prism 44a has a relatively small amount of returned light as compared with the first unit prism 43a.
  • the amount of light emitted from each of the unit prisms 43a, 44a tends to increase as the apex angle increases beyond 90 °. Therefore, the second unit prism 44a is relatively more in comparison with the first unit prism 43a.
  • the emitted light tends to include more light whose traveling direction is larger than the front direction.
  • the second prism sheet 44 is provided on the light emitting surface 19a of the light guide plate 19 although the light condensing action applied to the emitted light is relatively weak compared to the first prism sheet 43.
  • the light condensing action is relatively strong. The reason is that since the cylindrical lens 42a constituting the lenticular lens portion 42 is a curved surface having an outer surface formed in an arc shape, the emitted light is diffused as compared with the inclined surface 44a1 of the second unit prism 44a in the second prism sheet 44. This is because it tends to be easy.
  • the light condensing structure that selectively condenses the light emitted from the light guide plate 19 in the second direction has a three-layer structure in which the light is laminated, and approaches the light guide plate 19.
  • the condensing action imparted to the emitted light is weaker as the distance from the light guide plate 19 increases, and the condensing action imparted to the emitted light is stronger.
  • the second prism sheet 44 includes the second unit prism 44 a so that the emitted light supplied toward the first prism sheet 43 includes a lot of light emitted without being retroreflected by the first prism sheet 43.
  • the apex angle ⁇ v2 is larger than the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a.
  • the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a is about 90 °, whereas the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a is about 90 °.
  • the apex angle ⁇ v2 is about 110 °.
  • the light emission angle from the light incident side plate surface 43b1 is obtained from the light incident angle with respect to the light incident side plate surface 43b1, and then the light emission angle from the light incident side plate surface 43b1 is Since it is equal to the incident angle of the light with respect to the light emission side plate surface 43b2 and the bottom surface 43a2 of the first unit prism 43a, the light emission angle from the light emission side plate surface 43b2 and the bottom surface 43a2 of the first unit prism 43a is obtained.
  • the light exit angle from the light exit side plate surface 43b2 and the bottom surface 43a2 of the first unit prism 43a is equal to the light incident angle with respect to the inclined surface 43a1 of the first unit prism 43a.
  • the light emission angle from the inclined surface 43a1 is obtained.
  • the refractive indexes of the first base material 43b and the first unit prism 43a and the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a are as described above, and the refractive index of the external air layer is “1. Calculation is performed as “0”.
  • the vertical axis represents the incident angle of light (unit: “°”) with respect to the light incident side plate surface 43b1 of the first base material 43b
  • the horizontal axis represents the light emission angle from the inclined surface 43a1 of the first unit prism 43a. (The unit is “°”), and an emission angle of 0 ° is an emission angle of light parallel to the front direction. According to FIG.
  • the light emission angle from the inclined surface 43a1 of the first unit prism 43a within a range of ⁇ 10 °, for example, the light incident angle with respect to the light incident side plate surface 43b1 of the first base material 43b. It can be seen that the range of 23 ° to 40 ° is sufficient.
  • the light supplied to the first prism sheet 43 that is, the light emitted from the second unit prism 44a of the second prism sheet 44 has an emission angle in the range of 23 ° to 40 °.
  • the emitted light from the first unit prism 43a of the first prism sheet 43 is emitted with an emission angle that is in a range of ⁇ 10 ° with respect to the front direction, and the front luminance of the emitted light is increased. It is useful for improvement.
  • Comparative Experiments 1 and 2 are conducted to obtain knowledge about how the front luminance of the emitted light changes when the apex angles ⁇ v1 and ⁇ v2 of the first unit prism 43a and the second unit prism 44a are changed. Went to each.
  • Comparative Experiment 1 First, Comparative Experiment 1 will be described.
  • the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a in the first prism sheet 43 is fixed to 90 °, and the apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 44a in the second prism sheet 44 is set to 80 ° to 160 °.
  • luminance which concerns on the emitted light of the 1st prism sheet 43 is measured, changing within the range, and the experimental result is shown in FIG.
  • the apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 44a is 80 °, 90 °, 95 °, 100 °, 105 °, 110 °, 115 °, 120 °, 130 °, 132.5 °
  • Second prism sheets 44 having 135 °, 137.5 °, 140 °, 145 °, 150 °, and 160 ° are prepared, and the apex angle ⁇ v1 is 90 ° on the front side with respect to each second prism sheet 44.
  • the first prism sheet 43 including the first unit prism 43a is disposed, and the light guide plate 19 including the lenticular lens unit 42 is disposed on the back side, and then the LED 17 is turned on to relate to the emitted light from the first prism sheet 43
  • the brightness is measured.
  • the vertical axis represents the relative luminance (unit: “%”) of the light emitted from the first prism sheet 43
  • the horizontal axis represents the apex angle ⁇ v 2 (unit: “%”) of the second unit prism 44 a of the second prism sheet 44. ° ”).
  • the second prism sheet 44 in which the apex angles of the second unit prisms 44a are 80 ° and 90 ° is a comparative example.
  • the apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 44a is 90 ° or 80 ° and is less than 92 °, the brightness of the emitted light is lower than that in the case where the second prism sheet 44 is not used. The significance of using the prism sheet 44 is lost.
  • the apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 44a exceeds 140 °, the luminance of the emitted light tends to gradually decrease. At 160 °, the luminance of the emitted light is almost 100%. If the angle exceeds 60 °, it is considered that the luminance of the emitted light is lower than when the second prism sheet 44 is not used.
  • the outgoing angle of the outgoing light from the second unit prism 44a is in the range of 23 ° to 40 °.
  • the second prism sheet 44 is included in a larger amount than when the second prism sheet 44 is not used.
  • a more preferable numerical range of the apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 44a is examined. First, a range of 97 ° to 115 ° (the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a and the apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 44a).
  • the second prism sheet 44 is not used, it can be seen that the brightness of the emitted light is improved by 5% or more.
  • the apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 44a is in the range of 100 ° to 115 ° (the difference between the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a and the apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 44a is 10 ° to 25 °. If the second prism sheet 44 is not used, the luminance of the emitted light is more preferably improved by 10% or more.
  • the luminance of the emitted light is improved by about 16% compared to the case where the second prism sheet 44 is not used, and the maximum luminance is achieved. Is most preferable.
  • Comparative Experiment 2 will be described.
  • the apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 44a in the second prism sheet 44 is fixed to 110 °
  • the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a in the first prism sheet 43 is set to 70 ° to 130 °.
  • luminance which concerns on the emitted light of the 1st prism sheet 43 is measured, changing within the range, and the experimental result is shown in FIG.
  • each of the first prism sheets 43 is provided with a second prism sheet 44 having a second unit prism 44a having an apex angle ⁇ v2 of 110 ° on the back side, and a lenticular lens portion 42 on the back side.
  • the LEDs 17 are turned on to measure the luminance related to the light emitted from the first prism sheet 43.
  • FIG. 1 the first prism sheet in which the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a is 70 °, 80 °, 85 °, 90 °, 95 °, 100 °, 110 °, 120 °, 130 °. 43
  • each of the first prism sheets 43 is provided with a second prism sheet 44 having a second unit prism 44a having an apex angle ⁇ v2 of 110 ° on the back side, and a lenticular lens portion 42 on the back side.
  • the vertical axis represents the relative luminance of light emitted from the first prism sheet 43 (unit: “%”)
  • the horizontal axis represents the apex angle ⁇ v1 (unit: “%” of the first unit prism 43a of the first prism sheet 43). ° ”).
  • the relative luminance on the vertical axis in FIG. 12 is based on the luminance value when the second prism sheet 44 is not used (when the first prism sheet 43 is directly laminated on the light guide plate 19 including the lenticular lens unit 42) (100). %).
  • the first prism sheet 43 in which the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a is 70 °, 110 °, 120 °, and 130 ° is a comparative example.
  • the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a is 70 °, which is less than 78 °, or when the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a is 110 °, 120 °, 130 °, 100 °.
  • the brightness of the emitted light is lower than in the case where the second prism sheet 44 is not used, and the significance of using the second prism sheet 44 is lost.
  • a more preferable numerical range of the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a is examined.
  • the range of 82 ° to 96 ° (the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a and the apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 44a) If the difference is 14 ° to 28 °), it can be seen that the luminance of the emitted light is improved by 5% or more in comparison with the case where the second prism sheet 44 is not used. If the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a is 90 °, the luminance of the emitted light is improved by about 16% compared with the case where the second prism sheet 44 is not used, and the maximum luminance is increased. Most preferred because it has been obtained.
  • Comparative Experiment 3 was performed in order to conduct a more detailed examination of the experimental results of Comparative Experiments 1 and 2 described above.
  • the luminance with respect to the emitted light is measured, and the experimental results are shown in FIGS.
  • a first prism sheet 43 in which the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a is 90 ° and a second prism sheet 44 in which the apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 44a is 80 ° are provided.
  • the first prism sheet 43 in which the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a is 90 ° and the second prism sheet 44 in which the apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 44a is 160 ° are used.
  • a first prism sheet 43 in which the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a is 90 ° and a second prism sheet 44 in which the apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 44a is 110 ° are used.
  • Example 2 was used as Example 2.
  • the second prism sheet 44 is disposed on the light guide plate 19 including the lenticular lens unit 42, and then the LED 17 is turned on so that the light emitted from the second prism sheet 44 is emitted.
  • the luminance was measured, and further, the first prism sheet 43 was placed on the second prism sheet 44, the LED 17 was turned on, and the luminance related to the light emitted from the first prism sheet 43 was measured.
  • the luminance related to the emitted light in the light guide plate 19 including the lenticular lens portion 42 is also measured, and the result is common to the comparative example and the first and second embodiments.
  • 13 shows the experimental results according to the comparative example
  • FIG. 14 shows the experimental results according to the first example
  • FIG. 15 shows the experimental results according to the second example. 13 to 15, the vertical axis represents the relative luminance (no unit) of light emitted from the light guide plate 19, the first prism sheet 43, and the second prism sheet 44, and the horizontal axis represents the angle with respect to the front direction with respect to the second direction. (Unit is “°”).
  • the relative luminance on the vertical axis in FIGS. 13 to 15 is the luminance value when the second prism sheet 44 is not used (when the first prism sheet 43 is directly laminated on the light guide plate 19 including the lenticular lens unit 42). Relative value with reference (1.0).
  • a graph indicated by a broken line having a large interval in FIG. 13 indicates the light emitted from the light guide plate 19, and a graph indicated by a broken line having a small interval in FIG. 13 indicates the apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 44a.
  • the output light of the second prism sheet 44 set to 80 ° represents the output light of the first prism sheet 43 shown by the solid line in the figure and the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a set to 90 °. Yes. From FIG.
  • the light emitted from the second prism sheet 44 according to the comparative example has a relative traveling angle of ⁇ 40 ° or more relative to the front direction compared to the light emitted from the light guide plate 19. It can be seen that many are included, and relatively few are included at an angle of ⁇ 40 ° or less.
  • the front luminance related to the light emitted from the first prism sheet 43 is proportional to the light amount of the light emitted from the second prism sheet 44 whose emission angle is in the range of ⁇ 23 ° to ⁇ 40 °. Tend to.
  • the traveling direction with respect to the front direction is larger than when the light emitted from the second prism sheet 44 is supplied. Since the amount of light in the range of ⁇ 23 ° to ⁇ 40 ° increases, the use of the second prism sheet 44 results in a decrease in the front luminance related to the emitted light from the first prism sheet 43.
  • a graph indicated by a broken line with a wide interval in FIG. 14 indicates light emitted from the light guide plate 19, and a graph indicated by a broken line with a small interval in FIG. 14 indicates the apex angle of the second unit prism 44a.
  • the front luminance related to the light emitted from the first prism sheet 43 is substantially the same as when the second prism sheet 44 is not used.
  • Example 2 will be described.
  • a graph indicated by a broken line with a wide interval indicates the emitted light from the light guide plate 19
  • a graph indicated by a broken line with a narrow interval in FIG. 15 indicates the apex angle of the second unit prism 44 a.
  • the output light of the second prism sheet 44 with ⁇ v2 of 110 °, and the graph indicated by the solid line in the figure shows the output light of the first prism sheet 43 with the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a of 90 °, respectively. Represents. From FIG.
  • the outgoing light of the second prism sheet 44 according to the second embodiment has a traveling direction of an angle of ⁇ 10 ° to ⁇ 40 ° with respect to the front direction compared to the outgoing light of the light guide plate 19.
  • Is relatively included especially those with an angle of ⁇ 20 ° to ⁇ 40 ° are included more, while those with an angle of ⁇ 40 ° or more are relatively less included I understand that.
  • the light emitted from the second prism sheet 44 supplied to the first prism sheet 43 contains more light having an angle of ⁇ 20 ° to ⁇ 40 °.
  • the light emitted from the sheet 43 includes a lot of light whose angle with respect to the front direction is within a range of ⁇ 10 °, and the front luminance according to the light emitted is high.
  • the backlight device (illumination device) 12 of the present embodiment has a rectangular plate shape with the LED (light source) 17 and at least any one of the pair of end surfaces 19b and 19d forming the opposite sides of the outer peripheral end surfaces.
  • Either one is a light incident surface 19b opposed to the LED 17, and one plate surface is disposed on the light emitting surface 19a side of the light guide plate 19 as a light emitting surface 19a that emits light,
  • a cylindrical lens 42 a extending along a first direction along a pair of end surfaces 19 e that are opposite to each other and do not include the light incident surface 19 b of the outer peripheral end surface of the light guide plate 19.
  • the first unit prisms 43a which are arranged on the side opposite to the light guide plate 19 side and extend in the first direction and have a substantially triangular cross section, are arranged in parallel in the second direction.
  • the first prism sheet (first anisotropic condensing part) 43, the lenticular lens part 42, and the first prism sheet 43 are arranged so as to be interposed between the first prism sheet 43 and the first prism sheet 43.
  • a plurality of substantially triangular second unit prisms 44a are arranged in parallel along the second direction, and the apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 44a is larger than the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a.
  • the light emitted from the LED 17 is incident on the light incident surface 19b of the light guide plate 19, and is transmitted through the light guide plate 19 and then emitted from the light exit surface 19a.
  • a lenticular lens portion 42 is disposed on the light exit surface 19a side of the light guide plate 19, and a second prism sheet 44 and a first prism sheet 43 are provided on the opposite side of the lenticular lens portion 42 from the light guide plate 19 side.
  • the light emitted from the light exit surface 19a by the lenticular lens portion 42, the second prism sheet 44, and the first prism sheet 43 forms an opposite side of the outer peripheral end surface of the light guide plate 19 and the light incident surface 19b.
  • the lenticular lens unit 42 has a configuration in which a plurality of cylindrical lenses 42a extending along the first direction are arranged in parallel along the second direction, and thus totally reflects light within the cylindrical lens 42a. In this way, it has the function of diffusing light in the first direction by traveling along the first direction which is the extending direction, and the second direction which is the parallel direction of the cylindrical lens 42a when the light is emitted from the cylindrical lens 42a. A condensing effect can be selectively imparted with respect to the direction.
  • the first prism sheet 43 and the second prism sheet 44 have a configuration in which a plurality of first unit prisms 43a and second unit prisms 44a extending along the first direction are arranged in parallel along the second direction.
  • the first prism sheet 43 retroreflects more light than the second prism sheet 44 because the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a is smaller than the apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 44a.
  • the emission angle range of the emitted light is more narrowly regulated and has the strongest light collecting effect.
  • the lenticular lens portion 42 has the weakest light collecting effect. For this reason, if light emitted from the lenticular lens unit 42 is directly incident on the first prism sheet 43, the incident light is easily retroreflected by the first unit prism 43a forming the first prism sheet 43. There is a risk that the use efficiency of the system becomes insufficient.
  • a second prism sheet 44 having a second unit prism 44a having an apex angle ⁇ v2 larger than the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a is interposed between the lenticular lens portion 42 and the first prism sheet 43. Therefore, the emission angle range of the outgoing light is wider than that of the first prism sheet 43 and narrower than that of the lenticular lens portion 42, so that the first unit prism 43 a retroreflects the first prism sheet 43. More light can be supplied without being emitted. Thereby, the utilization efficiency of light can be increased and the luminance related to the light emitted from the first prism sheet 43 can be improved.
  • the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a is 90 °
  • the apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 44a is 92 ° to 160 °. It is considered as a range.
  • the second unit prism 44a having the apex angle ⁇ v2 of 92 ° to 160 ° is provided.
  • the first prism sheet 43 is The luminance related to the emitted light can be improved.
  • the second prism sheet 44 has an apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 44a in a range of 97 ° to 115 °.
  • the luminance related to the light emitted from the first prism sheet 43 can be further improved.
  • the luminance related to the emitted light is reduced by 5% in comparison with the case where the second prism sheet 44 is not used. This can be improved.
  • the second prism sheet 44 has an apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 44a in the range of 100 ° to 115 °. In this way, the luminance related to the emitted light from the first prism sheet 43 can be further improved. For example, the luminance related to the emitted light is reduced by 10% in comparison with the case where the second prism sheet 44 is not used. This can be improved.
  • the second prism sheet 44 has an apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 44a of 110 °
  • the first prism sheet 43 has an apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a of 78 ° to 100 °. It is considered as a range.
  • the first unit prism 43a having the apex angle ⁇ v1 of 78 ° to 100 ° is provided.
  • the first prism sheet 43 By using the first prism sheet 43 in combination, if the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a is set to a value lower than 78 ° or a value higher than 100 °, the first prism sheet 43 has a value from the first prism sheet 43. The luminance related to the emitted light can be improved.
  • the first prism sheet 43 has an apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a in the range of 82 ° to 96 °. In this way, the luminance related to the light emitted from the first prism sheet 43 can be further improved. For example, the luminance related to the emitted light is reduced by 5% in comparison with the case where the second prism sheet 44 is not used. This can be improved.
  • the first prism sheet 43 has an apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 43a of 90 °, whereas the second prism sheet 44 has an apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 44a of 110 °. .
  • the luminance related to the emitted light from the first prism sheet 43 can be maximized.
  • the luminance related to the emitted light is reduced. It can be improved by 15% or more.
  • the lenticular lens portion 42 is integrally provided on the light emitting surface 19 a of the light guide plate 19. In this way, the light propagating through the light guide plate 19 is totally reflected in the cylindrical lens 42a before being emitted from the light emitting surface 19a, so that the first direction in the extending direction of the cylindrical lens 42a is obtained. Since the light travels along one direction and is diffused in the first direction, luminance unevenness hardly occurs in the light emitted from the light emitting surface 19a. Further, as compared with a case where the lenticular lens portion 42 is provided as a separate component from the light guide plate 19, the number of components is reduced, which is preferable in terms of cost reduction.
  • the light guide plate 19 has a reflection surface 40a opposite to the opposite plate surface (plate surface) 19c opposite to the light emitting surface 19a, and reflects light from the light guide plate 19 side on the reflection surface 40a ( (Reflecting member) 40, and at least one of the opposite plate surface 19 c of the light guide plate 19 opposite to the light emitting surface 19 a and the reflecting surface 40 a of the reflecting sheet 40, light is emitted from the light emitting surface 19 a.
  • a reflective portion 41 is provided that reflects the light so as to be emitted and whose area increases with distance from the LED 17 in the first direction.
  • the light which entered into the light-guide plate 19 from the light-incidence surface 19b will be propagated in the light-guide plate 19 by being reflected by the reflective surface 40a of the reflective sheet 40, etc.
  • Light propagated in the light guide plate 19 is reflected on at least one of the opposite plate surface 19c of the light guide plate 19 opposite to the light exit surface 19a and the reflection surface 40a of the reflection sheet 40 in the middle thereof.
  • emission from the light emission surface 19a is promoted. Since the reflecting portion 41 is configured to have an area that increases with distance from the LED 17 in the first direction, the amount of light emitted from the light emitting surface 19a is made uniform in the first direction.
  • the liquid crystal display device (display device) 10 includes the backlight device 12 having the above-described configuration, and a liquid crystal panel (display panel) 11 that performs display using light from the backlight device 12. Prepare. According to the liquid crystal display device 10 having such a configuration, since the luminance related to the light emitted from the backlight device 12 is high, a display with excellent display quality can be realized.
  • the display panel is a liquid crystal panel in which liquid crystal is sealed between a pair of substrates 11a and 11b.
  • a display device can be applied to the liquid crystal display device 10 for various uses, for example, a display of a smartphone or a tablet personal computer.
  • the first prism sheet 143 has its first unit prism 143a extending in both the first direction (X-axis direction) and the second direction (Y-axis direction). It is arranged in a posture in which the current direction (ridgeline) is inclined. Therefore, the first unit prism 143a of the first prism sheet 143 has the base end portion 143a1 and the apex portion thereof in the base end portion 144a1 and apex portion of the second unit prism 144a of the second prism sheet 144, that is, in the first direction. It intersects with a predetermined inclination angle ⁇ c.
  • a large number of unit pixels PX see FIG.
  • the first unit prisms 143a of the first prism sheet 143 have a planar arrangement in which the arrangement is inclined with respect to the first direction that is the arrangement direction of the unit pixels PX that are periodic structures. become. As a result, the arrangement of the first unit prisms 143a is less likely to interfere with the arrangement of the unit pixels PX, so that interference fringes called moire are less likely to occur in the display image of the liquid crystal panel and high display quality can be obtained. .
  • the inclination angle ⁇ c of the first unit prism 143a is 0 °, 2.5 °, 5 °, 7.5 °, 10 °, 15 °, 20 °, 25 °, 45 °.
  • the first prism sheet 143 is arranged with respect to the second prism sheet 144 so that a light guide plate (not shown) having a lenticular lens portion is arranged on the back side of the second prism sheet 144, and then the LED is turned on.
  • the luminance related to the light emitted from the first prism sheet 143 is measured.
  • the vertical axis represents the relative luminance (unit: “%”) of the light emitted from the first prism sheet 143, and the horizontal axis represents the tilt angle (unit: “°” of the first unit prism 143a of the first prism sheet 143). )).
  • the relative luminance on the vertical axis in FIG. 17 is based on the luminance value when the second prism sheet 144 is not used (when the first prism sheet 143 is directly laminated on the light guide plate including the lenticular lens unit) (100%). Relative value.
  • the apex angle ⁇ v1 of the first unit prism 143a of the first prism sheet 143 is 90 °
  • the apex angle ⁇ v2 of the second unit prism 144a of the second prism sheet 144 is 110 °.
  • the luminance value is 105% or more, and a luminance improvement effect of 5% or more can be obtained as compared with the case where the second prism sheet 144 is not used. If the angle is 7.5 ° or less, the luminance value is 110% or more, and a luminance improvement effect of 10% or more can be obtained as compared with the case where the second prism sheet 144 is not used. On the other hand, if the inclination angle ⁇ c is set to 15 ° or more, the luminance value is 100% or less, that is, the luminance is lower than when the second prism sheet 144 is not used, and the significance of using the second prism sheet 144 is significant. Is lost.
  • the moire suppression effect increases as the tilt angle ⁇ c increases, and the moire suppression effect decreases as the tilt angle ⁇ c decreases. From this, it is considered that if the inclination angle ⁇ c is set in the range of 5 ° to 10 °, a sufficient moire suppressing effect can be obtained while ensuring high luminance.
  • the liquid crystal panel has the unit pixels (pixels) PX that are arranged in parallel in a matrix along the first direction and the second direction, and the first prism.
  • the sheet 143 is arranged so that the extending direction of the first unit prism 143a is inclined at an angle of 15 ° or less with respect to the first direction.
  • the extending direction of the first unit prism 143a is inclined with respect to the first direction, which is the arrangement direction of the unit pixels PX, so that the arrangement of the unit pixels PX and the arrangement of the first unit prism 143a are Are less likely to interfere with each other, thereby suppressing moire.
  • the extending direction of the first unit prism 143a is inclined at an angle of 15 ° or less with respect to the first direction which is the arrangement direction of the unit pixels PX, thereby achieving both the moire suppressing effect and the luminance improving effect. I can plan.
  • the first prism sheet 143 is arranged in such a manner that the extending direction of the first unit prism 143a is inclined at an angle of 10 ° or less with respect to the first direction. In this way, it is possible to further improve the luminance related to the light emitted from the first prism sheet 143 while ensuring a sufficient moire suppression effect, for example, compared to the case where the second prism sheet 144 is not used. And the brightness
  • the first prism sheet 243 has a height dimension of the first unit prism 243a that is substantially the same as a height dimension of the second unit prism 244a.
  • the width dimension (arrangement interval) of the first unit prism 243a is smaller than the width dimension of the second unit prism 244a.
  • the parallel number of the first unit prisms 243a in the first prism sheet 243 is relatively larger than the parallel number of the second unit prisms 244a in the second prism sheet 244. Even with such a configuration, the same operations and effects as those described in the first embodiment can be obtained.
  • the first prism sheet 343 has a configuration in which a first unit prism 343a and a first base material 343b are integrally formed of the same material.
  • the second prism sheet 344 has a configuration in which the second unit prism 344a and the first base material 344b are integrally formed of the same material.
  • the first prism sheet 343 and the second prism sheet 344 are made of polycarbonate (PC), for example, and have a refractive index of about 1.59. Even with such a configuration, the same operations and effects as those described in the first embodiment can be obtained.
  • the present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings.
  • the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
  • the lenticular lens portion is integrally provided on the light emitting surface of the light guide plate.
  • the lenticular lens portion is provided as a separate component from the light guide plate. It is also possible to adopt a configuration in which the lenticular lens part as a separate part is arranged so as to overlap the light emitting surface of the light guide plate.
  • the refractive index of the material forming the lenticular lens portion as a separate part is the same as the refractive index of the material forming the light guide plate. Furthermore, it is preferable that the material forming the lenticular lens portion as a separate part is the same as the material forming the light guide plate.
  • the first prism sheet has the same height dimension and width dimension (arrangement interval) in the first unit prism.
  • at least one of the height dimension and the width dimension is exemplified.
  • a configuration in which two or more types of first unit prisms having different ones are included is also possible.
  • the height dimension and the width dimension of each first unit prism are randomized, a moire suppressing effect can be obtained.
  • a sufficient moire suppressing effect can be obtained even if the inclination angle of the first unit prism of the first prism sheet is made smaller. If it becomes, the brightness
  • Embodiment 2 the case where the arrangement of the first prism sheet is changed so that the first unit prism is inclined with respect to the second unit prism of the second prism sheet has been described. It is also possible to arrange the unit prisms of the second prism sheet in parallel with each other and to incline them with respect to the unit pixel arrangement (first direction) of the liquid crystal panel. Further, the unit prisms of the first prism sheet and the second prism sheet and the cylindrical lens forming the lenticular lens portion of the light guide plate are arranged in parallel, and these are inclined with respect to the arrangement of the unit pixels of the liquid crystal panel. It is also possible to arrange them. Further, the arrangement of the second prism sheet can be changed so that the second unit prism is inclined with respect to the first unit prism of the first prism sheet.
  • the height dimension and the width dimension (array interval) of the first unit prism of the first prism sheet, and the height dimension of the second unit prism of the second prism sheet and The relationship with the width dimension can be changed as appropriate.
  • the first unit prism and the first base material are integrally formed of the same material only for the first prism sheet, and the second prism sheet is the same as in the first embodiment described above. It is also possible to form the second unit prism and the second base material from different materials. Conversely, the second unit prism and the second base material are integrally formed of the same material only for the second prism sheet, and the first unit prism and the first base material for the first prism sheet are the same as in Embodiment 1 described above. It is also possible to form them with different materials.
  • the case where the unit reflection portion that forms the reflection portion for emitting light is formed in a groove shape on the opposite plate surface of the light guide plate. It is also possible to print a pattern of unit reflection parts that scatter and reflect light, and to configure the reflection part by these unit reflection parts. Similarly, it is also possible to print a pattern of unit reflecting portions that scatter and reflect light on the opposite plate surface of the light guide plate while forming a flat shape, and to configure the reflecting portions by these unit reflecting portions.
  • the optical sheet includes only two prism sheets.
  • other optical sheets for example, a diffusion sheet, a reflective polarizing sheet, etc.
  • one LED substrate is disposed along the light incident surface of the light guide plate.
  • two or more LED substrates are disposed along the light incident surface of the light guide plate. Those arranged in a line are also included in the present invention.
  • one end surface on the short side of the light guide plate is used as a light incident surface, and the LED substrate is arranged opposite to the light incident surface.
  • the present invention includes one in which one end surface on the side is a light incident surface, and the LED substrate is arranged opposite to the light incident surface.
  • the extending direction of each unit prism of each prism sheet and the cylindrical lens of the lenticular lens portion of the light guide plate is made to coincide with the short side direction of the light guide plate, and the parallel direction of each unit prism and the cylindrical lens is changed to the light guide plate. It suffices to match the long side direction.
  • the present invention includes a configuration in which a pair of end surfaces on the long side of the light guide plate are respectively light incident surfaces, and a pair of LED substrates are arranged opposite to each light incident surface.
  • the projection capacitive type is exemplified as the touch panel pattern of the touch panel, but other than that, the touch panel of the surface capacitive type, the resistive film type, the electromagnetic induction type, etc.
  • the present invention can also be applied to those employing patterns.
  • an image displayed on the display surface of the liquid crystal panel is separated by parallax, so that a stereoscopic image (3D image, three-dimensional image) is displayed to the observer.
  • a parallax barrier panel switch liquid crystal panel
  • the above-described parallax barrier panel and touch panel can be used in combination.
  • the screen size of the liquid crystal panel used in the liquid crystal display device is set to about 20 inches.
  • the specific screen size of the liquid crystal panel can be appropriately changed to other than 20 inches. It is.
  • the screen size is about several inches, it is preferably used for an electronic device such as a smartphone.
  • the color portion of the color filter included in the liquid crystal panel is exemplified as three colors of R, G, and B. However, the color portion may be four or more colors.
  • an LED is used as the light source.
  • other light sources such as an organic EL can be used.
  • the frame is made of metal, but the frame can be made of synthetic resin.
  • the cover panel using the tempered glass is shown, but it is of course possible to use a normal glass material (non-tempered glass) or a synthetic resin material that is not tempered glass.
  • the edge light type is exemplified as the backlight device included in the liquid crystal display device, but the present invention includes a backlight device of a direct type.
  • the TFT is used as the switching element of the liquid crystal display device.
  • the present invention can be applied to a liquid crystal display device using a switching element other than the TFT (for example, a thin film diode (TFD)).
  • a switching element other than the TFT for example, a thin film diode (TFD)
  • the present invention can also be applied to a liquid crystal display device for monochrome display.
  • SYMBOLS 10 Liquid crystal display device (display device), 11 ... Liquid crystal panel (display panel), 11a, 11b ... Substrate, 12 ... Backlight device (illumination device), 17 ... LED (light source), 19 ... Light guide plate, 19a ... Light Output surface, 19b ... light incident surface, 19c ... opposite plate surface (plate surface), 19d ... opposite end surfaces (a pair of end surfaces including the light incident surface), 19e ... side end surfaces (a pair of end surfaces not including the light incident surface), DESCRIPTION OF SYMBOLS 40 ... Reflective sheet (reflective member), 40a ... Reflective surface, 41 ... Reflective part, 42 ...
  • Lenticular lens part, 42a Cylindrical lens, 43, 143, 243, 343 ... 1st prism sheet (1st anisotropic condensing) Part), 43a, 143a, 243a, 343a ... first unit prism, 44, 144, 244, 344 ... second prism sheet (second anisotropic condensing part), 44a, 144a, 244a, 344 ... second unit prisms, PX ... unit pixels (pixel), ⁇ v1 ... apex angle, Shitabui2 ... apex angle

Landscapes

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Abstract

バックライト装置12は、LED17と、LED17と対向する光入射面19b及び光出射面19aを有する導光板19と、第1方向に沿って延在するシリンドリカルレンズ42aを第2方向に沿って複数並列する形で配してなるレンチキュラーレンズ部42と、レンチキュラーレンズ部42に対して表側に配され、第1方向に沿って延在する断面形状が略三角形の第1単位プリズム43aを、第2方向に沿って複数並列する形で配してなる第1プリズムシート43と、レンチキュラーレンズ部42と第1プリズムシート43との間に配され、第1方向に沿って延在する断面形状が略三角形の第2単位プリズム44aを、第2方向に沿って複数並列する形で配してなり、且つ第2単位プリズム44aの頂角θv2が第1単位プリズム43aの頂角θv1よりも大きな第2プリズムシート44と、を備える。

Description

照明装置及び表示装置
 本発明は、照明装置及び表示装置に関する。
 近年、テレビ受信装置をはじめとする画像表示装置の表示素子は、従来のブラウン管から液晶パネルやプラズマディスプレイパネルなどの薄型の表示パネルに移行しつつあり、画像表示装置の薄型化を可能としている。液晶表示装置は、これに用いる液晶パネルが自発光しないため、別途に照明装置としてバックライト装置を必要としており、バックライト装置はその機構によって直下型とエッジライト型とに大別されている。エッジライト型のバックライト装置は、端部に配置した光源からの光を導光する導光板と、導光板からの光に光学作用を付与して均一な面状の光として液晶パネルへと供給する光学部材とを備えており、その一例として下記特許文献1に記載されたものが知られている。この特許文献1には、導光板の光出射面にシリンドリカルレンズを複数本並列配置することで、導光板に集光機能を持たせるとともに、光出射面側にプリズムシートを配置した構成のものが開示されている。
国際公開第2012/050121号
(発明が解決しようとする課題)
 上記した特許文献1では、導光板の光出射面に設けられるシリンドリカルレンズと、光出射面上に配されるプリズムシートとの集光方向を一致させることで、集光作用を高めるようにしている。しかしながら、バックライト装置に係る輝度のさらなる向上が求められる場合には、上記した構成では集光作用が不足するおそれがあり、未だ改善の余地があった。
 本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、輝度の向上を図ることを目的とする。
(課題を解決するための手段)
 本発明の照明装置は、光源と、方形の板状をなし、その外周端面のうち対辺をなす一対の端面の少なくともいずれか一方が前記光源と対向する光入射面とされるとともに、一方の板面が光を出射させる光出射面とされる導光板と、前記導光板における前記光出射面側に配され、前記導光板の前記外周端面のうち対辺をなすとともに前記光入射面を含まない一対の端面に沿う第1方向に沿って延在するシリンドリカルレンズを、前記導光板の前記外周端面のうち前記光入射面を含む前記一対の端面に沿う第2方向に沿って複数並列する形で配してなるレンチキュラーレンズ部と、前記レンチキュラーレンズ部に対して前記導光板側とは反対側に配され、前記第1方向に沿って延在する断面形状が略三角形の第1単位プリズムを、前記第2方向に沿って複数並列する形で配してなる第1異方性集光部と、前記レンチキュラーレンズ部と前記第1異方性集光部との間に介在する形で配され、前記第1方向に沿って延在する断面形状が略三角形の第2単位プリズムを、前記第2方向に沿って複数並列する形で配してなり、且つ前記第2単位プリズムの頂角が前記第1単位プリズムの頂角よりも大きなものとされる第2異方性集光部と、を備える。
 まず、光源から発せられた光は、導光板の光入射面に入射し、導光板内を伝播された後に光出射面から出射される。導光板の光出射面側にはレンチキュラーレンズ部が配され、さらにレンチキュラーレンズ部に対して導光板側とは反対側には、第2異方性集光部及び第1異方性集光部が配されており、これらレンチキュラーレンズ部、第2異方性集光部、及び第1異方性集光部により光出射面の出射光には、導光板の外周端面のうち対辺をなすとともに光入射面を含まない一対の端面に沿う第1方向については殆ど集光作用が付与されないものの、導光板の外周端面のうち光入射面を含む一対の端面に沿う第2方向については集光作用が付与されるようになっている。
 詳しくは、レンチキュラーレンズ部は、第1方向に沿って延在するシリンドリカルレンズを第2方向に沿って複数並列する形で配した構成であるから、シリンドリカルレンズ内において光を全反射することでその延在方向である第1方向に沿って進行させて第1方向について光を拡散させる作用を有するとともに、光がシリンドリカルレンズから出射する際にシリンドリカルレンズの並列方向である第2方向について選択的に集光作用を付与することができる。第1異方性集光部及び第2異方性集光部は、それぞれ第1方向に沿って延在する第1単位プリズム及び第2単位プリズムを第2方向に沿って複数並列する形で配した構成であるから、光が第1単位プリズム及び第2単位プリズムから出射する際に第1単位プリズム及び第2単位プリズムの並列方向である第2方向について選択的に集光作用を付与することができる。
 ここで、第1異方性集光部は、第1単位プリズムの頂角が第2単位プリズムの頂角よりも小さいので、第2異方性集光部に比べるとより多くの光を再帰反射させるとともに出射光の出射角度範囲をより狭く規制しており、最も強い集光作用を有している。これに対し、レンチキュラーレンズ部は、集光作用が最も弱いものとされる。このため、仮にレンチキュラーレンズ部からの出射光を第1異方性集光部に対して直接入射させると、その入射した光が第1異方性集光部をなす第1単位プリズムによって再帰反射され易く、光の利用効率が不十分となるおそれがある。その点、レンチキュラーレンズ部と第1異方性集光部との間には、頂角が第1単位プリズムよりも大きな第2単位プリズムを有する第2異方性集光部が介在しているから、出射光の出射角度範囲が第1異方性集光部よりは広く且つレンチキュラーレンズ部よりは狭いものとされ、それにより第1異方性集光部に対して第1単位プリズムにおいて再帰反射されずに出射されるような光をより多く供給することができる。これにより、光の利用効率が高まるとともに第1異方性集光部からの出射光に係る輝度を向上させることができる。
 本発明の照明装置は実施態様として、次の構成が好ましい。
(1)前記第1異方性集光部は、前記第1単位プリズムの頂角が90°とされるのに対し、前記第2異方性集光部は、前記第2単位プリズムの頂角が92°~160°の範囲とされる。このように、頂角が90°とされる第1単位プリズムを有する第1異方性集光部に対して、頂角が92°~160°の範囲とされる第2単位プリズムを有する第2異方性集光部を組み合わせて用いることで、仮に第2単位プリズムの頂角を92°を下回る値としたり、160°を上回る値とした場合に比べて、第1異方性集光部からの出射光に係る輝度を向上させることができる。
(2)前記第2異方性集光部は、前記第2単位プリズムの頂角が97°~115°の範囲とされる。このようにすれば、第1異方性集光部からの出射光に係る輝度をより向上させることができ、例えば第2異方性集光部を用いなかった場合との比較において、出射光に係る輝度を5%以上向上させることができる。
(3)前記第2異方性集光部は、前記第2単位プリズムの頂角が100°~115°の範囲とされる。このようにすれば、第1異方性集光部からの出射光に係る輝度をさらに向上させることができ、例えば第2異方性集光部を用いなかった場合との比較において、出射光に係る輝度を10%以上向上させることができる。
(4)前記第2異方性集光部は、前記第2単位プリズムの頂角が110°とされるのに対し、前記第1異方性集光部は、前記第1単位プリズムの頂角が78°~100°の範囲とされる。このように、頂角が110°とされる第2単位プリズムを有する第2異方性集光部に対して、頂角が78°~100°の範囲とされる第1単位プリズムを有する第1異方性集光部を組み合わせて用いることで、仮に第1単位プリズムの頂角を78°を下回る値としたり、100°を上回る値とした場合に比べて、第1異方性集光部からの出射光に係る輝度を向上させることができる。
(5)前記第1異方性集光部は、前記第1単位プリズムの頂角が82°~96°の範囲とされる。このようにすれば、第1異方性集光部からの出射光に係る輝度をより向上させることができ、例えば第2異方性集光部を用いなかった場合との比較において、出射光に係る輝度を5%以上向上させることができる。
(6)前記第1異方性集光部は、前記第1単位プリズムの頂角が90°とされるのに対し、前記第2異方性集光部は、前記第2単位プリズムの頂角が110°とされる。このようにすれば、第1異方性集光部からの出射光に係る輝度を最大限に向上させることができ、例えば第2異方性集光部を用いなかった場合との比較において、出射光に係る輝度を15%以上向上させることができる。
(7)前記レンチキュラーレンズ部は、前記導光板の前記光出射面に一体に設けられている。このようにすれば、導光板内を伝播する光は、光出射面から出射する手前の段階で、シリンドリカルレンズ内にて全反射されることでシリンドリカルレンズの延在方向である第1方向に沿って進行して第1方向について拡散されるので、光出射面からの出射光に輝度ムラが生じ難いものとなる。また、仮にレンチキュラーレンズ部を導光板とは別部品として設けた場合に比べると、部品点数が削減されるので低コスト化などを図る上で好適とされる。
(8)前記導光板における前記光出射面とは反対側の板面と対向する反射面を有するとともに前記反射面にて前記導光板側からの光を反射する反射部材を備えており、前記導光板における前記光出射面とは反対側の板面と前記反射部材の前記反射面との少なくともいずれか一方には、光を前記光出射面から出射させるよう反射し、その面積が前記第1方向について前記光源から遠ざかるほど大きくなる反射部が設けられている。このようにすれば、光入射面から導光板内に入射した光は、反射部材の反射面にて反射されるなどすることで導光板内を伝播される。導光板内を伝播される光は、その途中で導光板における光出射面とは反対側の板面と反射部材の反射面との少なくともいずれか一方に設けられた反射部にて反射されることで、光出射面からの出射が促される。反射部は、第1方向について光源から遠ざかるほど面積が大きくなるよう構成されているので、光出射面からの出射光量が第1方向について均一化される。
 次に、上記課題を解決するために、本発明の表示装置は、上記記載の照明装置と、前記照明装置からの光を利用して表示を行う表示パネルとを備える。
 このような構成の表示装置によれば、照明装置の出射光に係る輝度が高いものとされているから、表示品位に優れた表示を実現することができる。
 本発明の表示装置は実施態様として、次の構成が好ましい。
(1)前記表示パネルは、前記第1方向及び前記第2方向に沿って複数ずつ行列状に並列配置される画素を有しており、前記第1異方性集光部は、前記第1単位プリズムの延在方向が、前記第1方向に対して15°以内の角度でもって傾斜する形で配されている。このようにすれば、第1単位プリズムの延在方向を、画素の配列方向である第1方向に対して傾斜させることで、画素の配列と第1単位プリズムの配列とが干渉し難くなり、それによりモアレを抑制することができる。ここで、第1方向に対する第1単位プリズムの延在方向の傾斜角度を大きくするほど、モアレ抑制効果は向上するものの、第1異方性集光部からの出射光に係る輝度は低下する傾向にある。その点、第1単位プリズムの延在方向を、画素の配列方向である第1方向に対して15°以内の角度でもって傾斜させることで、モアレ抑制効果及び輝度向上効果の両立を図ることができる。
(2)前記第1異方性集光部は、前記第1単位プリズムの延在方向が、前記第1方向に対して10°以内の角度でもって傾斜する形で配されている。このようにすれば、十分なモアレ抑制効果を確保しつつも、第1異方性集光部からの出射光に係る輝度をより向上させることができ、例えば第2異方性集光部を用いなかった場合に比べると、出射光に係る輝度を5%以上向上させることができる。
(3)前記表示パネルとしては液晶パネルを例示することができる。このような表示装置は液晶表示装置として、種々の用途、例えばスマートフォンやタブレット型パソコンのディスプレイ等に適用できる。
(発明の効果)
 本発明によれば、輝度の向上を図ることができる。
本発明の実施形態1に係る液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図 液晶表示装置を構成するバックライト装置の概略構成を示す分解斜視図 液晶表示装置における長辺方向(第1方向、X軸方向)に沿った断面構成を示す断面図 液晶表示装置における短辺方向(第2方向、Y軸方向)に沿った断面構成を示す断面図 図3のLED付近を拡大した断面図 液晶パネルの画素配列を概略的に表す平面図 液晶表示装置を構成するバックライト装置における短辺方向(第2方向、Y軸方向)に沿った断面構成を示す断面図 レンチキュラーレンズ部のシリンドリカルレンズにおける接線角を変更した場合における導光板を光出射面側から撮影した写真と輝度ムラの判定結果とを示す表 レンチキュラーレンズ部のシリンドリカルレンズにおける接線角を変更した場合における第2方向についての輝度角度分布を表すグラフ 第1プリズムシートに対する光の入射角と、第1プリズムシートからの光の出射角との関係を表すグラフ 比較実験1において、第1プリズムシートの第1単位プリズムの頂角を90°に固定した上で、第2プリズムシートにおける第2単位プリズムの頂角を80°~160°の範囲内で変化させたときの第1プリズムシートの出射光に係る輝度の変化を表すグラフ 比較実験2において、第2プリズムシートの第2単位プリズムの頂角を110°に固定した上で、第1プリズムシートにおける第1単位プリズムの頂角を70°~130°の範囲内で変化させたときの第1プリズムシートの出射光に係る輝度の変化を表すグラフ 比較実験3の比較例において、第1単位プリズムの頂角を90°とした第1プリズムシートの出射光と、第2単位プリズムの頂角を80°とした第2プリズムシートの出射光と、導光板の出射光とにおける第2方向についての輝度角度分布を表すグラフ 比較実験3の実施例1において、第1単位プリズムの頂角を90°とした第1プリズムシートの出射光と、第2単位プリズムの頂角を160°とした第2プリズムシートの出射光と、導光板の出射光とにおける第2方向についての輝度角度分布を表すグラフ 比較実験3の実施例2において、第1単位プリズムの頂角を90°とした第1プリズムシートの出射光と、第2単位プリズムの頂角を110°とした第2プリズムシートの出射光と、導光板の出射光とにおける第2方向についての輝度角度分布を表すグラフ 本発明の実施形態2に係る第1プリズムシートと第2プリズムシートとの拡大平面図 比較実験4において、第2プリズムシートの第2単位プリズムに対する第1プリズムシートの第1単位プリズムの傾斜角を0°~45°の範囲内で変化させたときの第1プリズムシートの出射光に係る輝度の変化を表すグラフ 本発明の実施形態3に係るバックライト装置における短辺方向(第2方向、Y軸方向)に沿った断面構成を示す断面図 本発明の実施形態4に係るバックライト装置における短辺方向(第2方向、Y軸方向)に沿った断面構成を示す断面図
 <実施形態1>
 本発明の実施形態1を図1から図15によって説明する。本実施形態では、液晶表示装置10について例示する。なお、各図面の一部にはX軸、Y軸及びZ軸を示しており、各軸方向が各図面で示した方向となるように描かれている。また、上下方向については、図3から図5を基準とし、且つ同図上側を表側とするとともに同図下側を裏側とする。
 液晶表示装置10は、図1に示すように、全体として平面に視て長方形状をなしており、基幹部品である液晶表示ユニットLDUにタッチパネル14、カバーパネル(保護パネル、カバーガラス)15、及びケーシング16などの部品を組み付けてなるものとされる。液晶表示ユニットLDUは、表側に画像を表示する表示面DSを有する液晶パネル(表示パネル)11と、液晶パネル11の裏側に配されて液晶パネル11に向けて光を照射するバックライト装置(照明装置)12と、液晶パネル11を表側、つまりバックライト装置12側とは反対側(表示面DS側)から押さえるフレーム(筐体部材)13とを有してなる。タッチパネル14及びカバーパネル15は、共に液晶表示ユニットLDUを構成するフレーム13内に表側から収容されるとともに、外周部分(外周端部を含む)がフレーム13によって裏側から受けられている。タッチパネル14は、液晶パネル11に対して表側に所定の間隔を空けた位置に配されるとともに、裏側(内側)の板面が表示面DSと対向状をなす対向面とされている。カバーパネル15は、タッチパネル14に対して表側に重なる形で配されるとともに、裏側(内側)の板面がタッチパネル14の表側の板面と対向状をなす対向面とされている。なお、タッチパネル14とカバーパネル15との間には、反射防止フィルムARが介設されている(図5を参照)。ケーシング16は、液晶表示ユニットLDUを裏側から覆う形でフレーム13に組み付けられている。液晶表示装置10の構成部品のうち、フレーム13の一部(後述する環状部13b)、カバーパネル15及びケーシング16が液晶表示装置10の外観を構成している。本実施形態に係る液晶表示装置10は、例えばタブレット型パソコンなどの電子機器に用いられるものであり、その画面サイズは、例えば20インチ程度とされている。
 まず、液晶表示ユニットLDUを構成する液晶パネル11について詳しく説明する。液晶パネル11は、図3及び図4に示すように、平面に視て長方形状をなすとともにほぼ透明で優れた透光性を有するガラス製の一対の基板11a,11bと、両基板11a,11b間に介在し、電界印加に伴って光学特性が変化する物質である液晶分子を含む液晶層(図示せず)とを備え、両基板11a,11bが液晶層の厚さ分のギャップを維持した状態で図示しないシール材によって貼り合わせられている。この液晶パネル11は、画像が表示される表示領域(後述する板面遮光層32により囲まれた中央部分)と、表示領域を取り囲む額縁状をなすとともに画像が表示されない非表示領域(後述する板面遮光層32と重畳する外周部分)とを有している。なお、液晶パネル11における長辺方向がX軸方向と一致し、短辺方向がY軸方向と一致し、さらに厚さ方向がZ軸方向と一致している。
 両基板11a,11bのうち表側(正面側)がCF基板11aとされ、裏側(背面側)がアレイ基板11bとされる。アレイ基板11bにおける内面側(液晶層側、CF基板11aとの対向面側)には、スイッチング素子であるTFT(Thin Film Transistor)及び画素電極が多数個並んで設けられるとともに、これらTFT及び画素電極の周りには、格子状をなすゲート配線及びソース配線が取り囲むようにして配設されている。各配線には、図示しない制御回路から所定の画像信号が供給されるようになっている。ゲート配線及びソース配線により囲まれた方形の領域に配された画素電極は、ITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウム錫)或いはZnO(Zinc Oxide:酸化亜鉛)といった透明電極からなる。
 一方、CF基板11aには、各画素に対応した位置に多数個のカラーフィルタが並んで設けられている。カラーフィルタは、R,G,Bの三色が交互に並ぶ配置とされる。各カラーフィルタ間には、混色を防ぐための遮光層(ブラックマトリクス)が形成されている。カラーフィルタ及び遮光層の表面には、アレイ基板11b側の画素電極と対向する対向電極が設けられている。このCF基板11aは、アレイ基板11bよりも一回り小さい大きさとされる。また、両基板11a,11bの内面側には、液晶層に含まれる液晶分子を配向させるための配向膜がそれぞれ形成されている。なお、両基板11a,11bの外面側には、それぞれ偏光板11c,11dが貼り付けられている(図5を参照)。
 当該液晶パネル11においては、R(赤色),G(緑色),B(青色)の3色の着色部及びそれらと対向する3つの画素電極の組によって表示単位である1つの単位画素PXが構成されており、この単位画素PXは、図6に示すように、両基板11a,11bの板面、つまり表示面DS(X軸方向及びY軸方向)に沿って多数ずつマトリクス状(行列状)に並列配置されている。単位画素PXは、Rの着色部を有する赤色画素と、Gの着色部を有する緑色画素と、Bの着色部を有する青色画素とからなる。これら各色の画素は、液晶パネル11の板面において行方向(X軸方向)に沿って繰り返し並べて配されることで、画素群を構成しており、この画素群が列方向(Y軸方向)に沿って多数並んで配されている。従って、単位画素PXは、X軸方向及びY軸方向に沿って一定の周期性をもって多数個ずつ並列配置された周期性構造物である、と言える。なお、図6は、液晶パネル11における単位画素PXの配列を概略的に表したものである。
 続いて、液晶表示ユニットLDUを構成するバックライト装置12について詳しく説明する。バックライト装置12は、図1に示すように、全体として液晶パネル11と同様に平面に視て長方形の略ブロック状をなしている。バックライト装置12は、図2から図4に示すように、光源であるLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)17と、LED17が実装されたLED基板(光源基板)18と、LED17からの光を導光する導光板19と、導光板19からの光を反射する反射シート(反射部材)40と、導光板19上に積層配置される光学シート(第1異方性集光部、第2異方性集光部、光学部材)20と、導光板19を表側から押さえる遮光フレーム21と、LED基板18、導光板19、光学シート20及び遮光フレーム21を収容するシャーシ22と、シャーシ22の外面に接する形で取り付けられる放熱部材23とを備える。このバックライト装置12は、その外周部分のうち短辺側の一端部にLED17(LED基板18)が偏在する形で配された、片側入光方式のエッジライト型(サイドライト型)とされる。
 LED17は、図2,図3及び図5に示すように、LED基板18に固着される基板部上にLEDチップを樹脂材により封止した構成とされる。基板部に実装されるLEDチップは、主発光波長が1種類とされ、具体的には、青色を単色発光するものが用いられている。その一方、LEDチップを封止する樹脂材には、LEDチップから発せられた青色の光により励起されて所定の色を発光する蛍光体が分散配合されており、全体として概ね白色光を発するものとされる。なお、蛍光体としては、例えば黄色光を発光する黄色蛍光体、緑色光を発光する緑色蛍光体、及び赤色光を発光する赤色蛍光体の中から適宜組み合わせて用いたり、またはいずれか1つを単独で用いることができる。このLED17は、LED基板18に対する実装面とは反対側の面が発光面17aとなる、いわゆる頂面発光型とされている。
 LED基板18は、図2,図3及び図5に示すように、Y軸方向(導光板19及びシャーシ22の短辺方向)に沿って延在する、長手の板状をなしており、その板面をY軸方向及びZ軸方向に並行させた姿勢、すなわち液晶パネル11及び導光板19の板面と直交させた姿勢でシャーシ22内に収容されている。つまり、このLED基板18は、板面における長辺方向がY軸方向と、短辺方向がZ軸方向とそれぞれ一致し、さらには板面と直交する板厚方向がX軸方向と一致した姿勢とされる。LED基板18は、その内側を向いた板面(実装面18a)が導光板19における一方の短辺側の端面(光入射面19b、光源対向端面)に対してX軸方向について所定の間隔を空けつつ対向状に配されている。従って、LED17及びLED基板18と導光板19との並び方向は、X軸方向とほぼ一致している。このLED基板18は、その長さ寸法が導光板19の短辺寸法とほぼ同じ程度かそれよりも大きなものとされており、後述するシャーシ22における短辺側の一端部に取り付けられている。
 LED基板18のうち内側、つまり導光板19側を向いた板面(導光板19との対向面)には、図5に示すように、上記した構成のLED17が表面実装されており、ここが実装面18aとされる。LED17は、LED基板18の実装面18aにおいて、その長さ方向(Y軸方向)に沿って複数が所定の間隔を空けつつ一列に(直線的に)並列配置されている。つまり、LED17は、バックライト装置12における短辺側の一端部において短辺方向に沿って複数ずつ間欠的に並列配置されていると言える。隣り合うLED17間の配列間隔(配列ピッチ)は、ほぼ等しいものとされる。また、LED基板18の実装面18aには、Y軸方向に沿って延在するとともにLED17群を横切って隣り合うLED17同士を直列接続する、金属膜(銅箔など)からなる配線パターン(図示せず)が形成されており、この配線パターンの両端部に形成された端子部が外部のLED駆動回路に接続されることで、駆動電力を各LED17に供給することが可能とされる。また、LED基板18の基材は、シャーシ22と同様に金属製とされ、その表面に絶縁層を介して既述した配線パターン(図示せず)が形成されている。なお、LED基板18の基材に用いる材料としては、セラミックなどの絶縁材料を用いることも可能である。
 導光板19は、屈折率が空気よりも十分に高く且つほぼ透明で透光性に優れた合成樹脂材料(例えばPMMAなどのアクリル樹脂など)からなる。導光板19は、図2に示すように、液晶パネル11と同様に平面に視て概ね長方形状をなす平板状とされており、その板面が液晶パネル11の板面(表示面DS)に並行している。導光板19は、その板面における長辺方向がX軸方向と、短辺方向がY軸方向とそれぞれ一致し、且つ板面と直交する板厚方向がZ軸方向と一致している。導光板19は、図3及び図4に示すように、シャーシ22内において液晶パネル11及び光学シート20の直下位置に配されており、その外周端面のうちの一方の短辺側の端面がシャーシ22における短辺側の一端部に配されたLED基板18の各LED17とそれぞれ対向状をなしている。従って、LED17(LED基板18)と導光板19との並び方向がX軸方向と一致するのに対して、光学シート20(液晶パネル11)と導光板19との並び方向(重なり方向)がZ軸方向と一致しており、両並び方向が互いに直交するものとされる。そして、導光板19は、LED17からX軸方向(LED17と導光板19との並び方向)に沿って導光板19へ向けて発せられた光を短辺側の端面から導入するとともに、その光を内部で伝播させつつ光学シート20側(表側、光出射側)へ向くよう立ち上げて板面から出射させる機能を有する。
 平板状をなす導光板19の板面のうち、表側を向いた板面(液晶パネル11や光学シート20との対向面)は、図3及び図4に示すように、内部の光を光学シート20及び液晶パネル11側に向けて出射させる光出射面19aとなっている。導光板19における板面に対して隣り合う外周端面のうち、Y軸方向(LED17の並び方向、LED基板18の長辺方向)に沿って長手状をなす一対の短辺側の端面のうちの一方(図3に示す左側)の端面は、図5に示すように、LED17(LED基板18)と所定の空間を空けて対向状をなしており、これがLED17から発せられた光が入射される光入射面19b、言い換えるとLED17と対向するLED対向端面(光源対向端面)となっている。光入射面19bは、Y軸方向及びZ軸方向に沿って並行する面とされ、光出射面19aに対して略直交する面とされる。また、LED17と光入射面19b(導光板19)との並び方向は、X軸方向と一致しており、光出射面19aに並行している。導光板19の外周端面における一対の短辺側の端面のうち、上記した光入射面19bとは反対側の他方の端面(光入射面19bと対辺をなす端面)は、反対端面19dとされるのに対し、光入射面19b及び反対端面19dの双方に対して隣り合う一対の長辺側の端面(対辺をなすとともに光入射面19bを含まない一対の端面)は、それぞれ側端面19eとされる。一対の側端面19eは、X軸方向(LED17と導光板19との並び方向)及びZ軸方向に沿って並行する面とされる。導光板19の外周端面のうち、光入射面19bを除いた3つの端面、つまり反対端面19d及び一対の側端面19eは、図3及び図4に示すように、それぞれLED17とは対向しないLED非対向端面(光源非対向端面)とされる。導光板19の外周端面である光入射面19bに対してLED17から導光板19内に入射された光は、次述する反射シート40にて反射されたり、光出射面19a、反対板面19c、及び他の外周端面(反対端面19d及び各側端面19e)にて全反射されることで導光板19内を効率的に伝播されるようになっている。導光板19の材料をPMMAなどのアクリル樹脂とした場合には、屈折率が1.49程度なので、臨界角は例えば42°程度となる。なお、以下では、導光板19の外周端面のうち、対辺をなすとともに光入射面19bを含まない一対の端面(長辺側の端面、側端面19e)に沿う方向(X軸方向)を「第1方向」とし、対辺をなすとともに光入射面19bを含む一対の端面(短辺側の端面、光入射面19b及び反対端面19d)に沿う方向(Y軸方向)を「第2方向」とする。
 導光板19の板面のうち、光出射面19aとは反対側の反対板面19cには、図3及び図4に示すように、導光板19からの光を反射して表側、つまり光出射面19a側へ立ち上げることが可能な反射シート40がそのほぼ全域を覆う形で設けられている。言い換えると、反射シート40は、シャーシ22の底板22aと導光板19との間に挟まれた形で配されている。反射シート40は、導光板19における反対板面19cと対向するとともに光を反射させる反射面40aを有しており、反射面40aによる反射光を導光板19内において効率的に伝播させることが可能とされる。この反射シート40のうち、導光板19における光入射面19b側の端部は、図5に示すように、光入射面19bよりも外側、つまりLED17側に向けて延出されており、この延出部分によってLED17からの光を反射することで、光入射面19bへの光の入射効率を向上させることができる。導光板19における反対板面19cには、図3及び図5に示すように、導光板19内を伝播する光を反射して光出射面19aからの出射を促すための反射部41が設けられている。反射部41は、導光板19の反対板面19cにおいて第2方向(Y軸方向)に沿って延在するとともに断面形状が略三角形(略V字型)をなす溝状の単位反射部41aを、第1方向(X軸方向)に沿って複数間欠的に並列配置してなるものとされる。単位反射部41aは、導光板19の板厚方向、つまり第1方向及び第2方向の双方に対して直交する方向(Z軸方向)に対して傾斜状をなす傾斜面41a1と、導光板19の板厚方向に並行する並行面41a2とを有しており、このうち傾斜面41a1にて光を反射させることで、光出射面19aに対する入射角が臨界角を超えない光を生じさせて光出射面19aからの出射を促すことが可能とされている。単位反射部41aは、第1方向についてLED17(光入射面19b)から遠ざかるほどその配列間隔(配列ピッチ)が次第に小さくなるとともに傾斜面41a1及び並行面41a2の面積が次第に大きくなるよう配置されている。これにより、光出射面19aからの出射光が光出射面19aの面内において均一な分布となるよう制御されている。
 光学シート20は、図2から図4に示すように、液晶パネル11及びシャーシ22と同様に平面に視て長方形状をなしている。光学シート20は、導光板19の光出射面19aを表側(光出射側)から覆う形で配されていて液晶パネル11と導光板19との間に介在して配されることで、導光板19からの出射光を透過するとともにその透過光に所定の光学作用を付与しつつ液晶パネル11に向けて出射させる。なお、光学シート20に関しては後に詳しく説明する。
 遮光フレーム21は、図3及び図4に示すように、導光板19の外周部分(外周端部)に倣う形で延在する略枠状(額縁状)に形成されており、導光板19の外周部分をほぼ全周にわたって表側から押さえることが可能とされる。この遮光フレーム21は、合成樹脂製とされるとともに、表面が例えば黒色を呈する形態とされることで、遮光性を有するものとされる。遮光フレーム21は、その内端部21aが導光板19の外周部分及びLED17と、液晶パネル11及び光学シート20の各外周部分(外周端部)との間に全周にわたって介在する形で配されており、これらが光学的に独立するように仕切っている。これにより、LED17から発せられて導光板19の光入射面19bに入光しない光や反対端面19d及び側端面19eから漏れ出した光が、液晶パネル11及び光学シート20の各外周部分(特に端面)に直接入光するのを遮光することができるものとされる。また、遮光フレーム21のうち、LED17及びLED基板18とは平面に視て重畳しない3つの各辺部(一対の長辺部とLED基板18側とは反対側の短辺部)については、シャーシ22の底板22aから立ち上がる部分と、フレーム13を裏側から支持する部分とを有しているのに対し、LED17及びLED基板18と平面に視て重畳する短辺部については、導光板19の端部及びLED基板18(LED17)を表側から覆うとともに一対の長辺部間を架橋する形で形成されている。また、この遮光フレーム21は、次述するシャーシ22に対して図示しないネジ部材などの固定手段によって固定されている。
 シャーシ22は、例えばアルミニウム板や電気亜鉛めっき綱板(SECC)などの熱伝導率に優れた金属板からなり、図3及び図4に示すように、液晶パネル11と同様に平面に視て長方形状をなす底板22aと、底板22aにおける各辺(一対の長辺及び一対の短辺)の外端からそれぞれ表側に向けて立ち上がる側板22bとからなる。シャーシ22(底板22a)は、その長辺方向がX軸方向と一致し、短辺方向がY軸方向と一致している。底板22aは、その大部分が導光板19を裏側(光出射面19a側とは反対側)から支持する導光板支持部22a1とされるのに対し、LED基板18側の端部が段付き状に裏側に膨出する基板収容部22a2とされる。この基板収容部22a2は、図5に示すように、断面形状が略L字型をなしており、導光板支持部22a1の端部から屈曲されて裏側に向けて立ち上がる立ち上がり部38と、立ち上がり部38の立ち上がり先端部から屈曲されて導光板支持部22a1側とは反対側に向けて突出する収容底部39とからなる。この立ち上がり部38における導光板支持部22a1の端部からの屈曲位置は、導光板19の光入射面19bよりもLED17側とは反対側(導光板支持部22a1の中央寄り)に位置している。収容底部39における突出先端部からは、長辺側の側板22bが表側に立ち上がるよう屈曲形成されている。そして、この基板収容部22a2に連なる短辺側の側板22bには、LED基板18が取り付けられており、この側板22bが基板取付部37を構成している。基板取付部37は、導光板19の光入射面19bと対向状をなす対向面を有しており、この対向面にLED基板18が取り付けられている。LED基板18は、LED17が実装された実装面18aとは反対側の板面が、基板取付部37における内側の板面に対して両面テープなどの基板固着部材25を介して接する形で固着されている。取り付けられたLED基板18は、基板収容部22a2をなす収容底部39の内側の板面との間に僅かながらも隙間を有している。また、シャーシ22の底板22aにおける裏側の板面には、液晶パネル11の駆動を制御するための液晶パネル駆動回路基板(図示せず)、LED17に駆動電力を供給するLED駆動回路基板(図示せず)、タッチパネル14の駆動を制御するためのタッチパネル駆動回路基板(図示せず)などが取り付けられている。
 放熱部材23は、アルミニウム板などの熱伝導性に優れた金属板からなり、図3に示すように、シャーシ22における短辺側の一端部、詳しくはLED基板18を収容する基板収容部22a2に沿って延在する形態とされる。放熱部材23は、図5に示すように、断面形状が略L字型をなしており、基板収容部22a2の外面に並行し且つその外面に接する第1放熱部23aと、基板収容部22a2に連なる側板22b(基板取付部37)の外面に並行する第2放熱部23bとからなる。第1放熱部23aは、Y軸方向に沿って延在する細長い平板状をなしており、X軸方向及びY軸方向に並行する表側を向いた板面が、基板収容部22a2における収容底部39の外面のほぼ全長にわたって当接されている。第1放熱部23aは、収容底部39に対してネジ部材SMによってネジ止めされており、ネジ部材SMを挿通するネジ挿通孔23a1を有している。また、収容底部39には、ネジ部材SMが螺合されるネジ孔28が形成されている。これにより、LED17から発せられた熱は、LED基板18、基板取付部37及び基板収容部22a2を介して第1放熱部23aへと伝達されるようになっている。なお、ネジ部材SMは、第1放熱部23aに対してその延在方向に沿って複数が間欠的に並ぶ形で取り付けられている。第2放熱部23bは、Y軸方向に沿って延在する細長い平板状をなしており、Y軸方向及びZ軸方向に並行する内側を向いた板面が、基板取付部37における外側の板面との間に所定の隙間を空けつつ対向状に配されている。
 続いて、液晶表示ユニットLDUを構成するフレーム13について説明する。フレーム13は、アルミニウムなどの熱伝導率に優れた金属材料からなるものとされており、図1に示すように、全体としては、液晶パネル11、タッチパネル14及びカバーパネル15の各外周部分(外周端部)に倣う形で延在する平面に視て長方形の略枠状(額縁状)をなしている。フレーム13の製造方法としては、例えばプレス加工などが採られている。フレーム13は、図3及び図4に示すように、液晶パネル11の外周部分を表側から押さえるとともに、バックライト装置12を構成するシャーシ22との間で、互いに積層された液晶パネル11、光学シート20及び導光板19を挟み込む形で保持している。その一方で、フレーム13は、タッチパネル14及びカバーパネル15の各外周部分を裏側から受けており、液晶パネル11とタッチパネル14との外周部分間に介在する形で配されている。これにより、液晶パネル11とタッチパネル14との間には、所定の隙間が確保されるので、例えばカバーパネル15に外力が作用したとき、カバーパネル15に追従してタッチパネル14が液晶パネル11側に撓むよう変形した場合でも、撓んだタッチパネル14が液晶パネル11に干渉し難くなっている。
 フレーム13は、図3及び図4に示すように、液晶パネル11、タッチパネル14及びカバーパネル15の各外周部分に倣う枠状部(フレーム基部、額縁状部)13aと、枠状部13aの外周端部に連なるとともにタッチパネル14、カバーパネル15及びケーシング16をそれぞれ外周側から取り囲む環状部(筒状部)13bと、枠状部13aから裏側に向けて突出してシャーシ22及び放熱部材23に取り付けられる取付板部13cとを有してなる。枠状部13aは、液晶パネル11、タッチパネル14、及びカバーパネル15の各板面に並行する板面を有する略板状をなすとともに、平面に視て長方形の枠状に形成されている。枠状部13aは、内周部分13a1よりも外周部分13a2の方が相対的に板厚が厚くなっており、両者の境界位置に段差(ギャップ)GPが形成されている。枠状部13aのうち、内周部分13a1が液晶パネル11の外周部分とタッチパネル14の外周部分との間に介在するのに対し、外周部分13a2がカバーパネル15の外周部分を裏側から受けている。このように、枠状部13aは、その表側の板面がほぼ全域にわたってカバーパネル15によって覆われることになるため、表側の板面が殆ど外部に露出することがないものとされる。これにより、フレーム13がLED17からの熱などにより温度上昇していても、液晶表示装置10の使用者がフレーム13における露出部位に直接接触し難くなるので、安全面で優れる。枠状部13aの内周部分13a1における裏側の板面には、図5に示すように、液晶パネル11の外周部分を緩衝しつつ表側から押さえるための緩衝材29が固着されているのに対し、内周部分13a1における表側の板面には、タッチパネル14の外周部分を緩衝しつつ固着するための第1固着部材30が固着されている。これら緩衝材29及び第1固着部材30は、内周部分13a1において平面に視て互いに重畳する位置に配されている。一方、枠状部13aの外周部分13a2における表側の板面には、カバーパネル15の外周部分を緩衝しつつ固着するための第2固着部材31が固着されている。これら緩衝材29及び各固着部材30,31は、枠状部13aのうち四隅の角部を除いた各辺部に沿ってそれぞれ延在する形で配されている。また、各固着部材30,31は、例えば基材がクッション性を有する両面テープからなる。
 環状部13bは、図3及び図4に示すように、全体として平面に視て長方形の短角筒状をなしており、枠状部13aの外周部分13a2の外周縁から表側に向けて突出する第1環状部34と、枠状部13aの外周部分13a2の外周縁から裏側に向けて突出する第2環状部35とを有してなる。言い換えると、短角筒状をなす環状部13bは、その軸線方向(Z軸方向)についての略中央部における内周面に枠状部13aの外周縁が全周にわたって連ねられている。第1環状部34は、枠状部13aに対して表側に配されるタッチパネル14及びカバーパネル15の各外周端面を全周にわたって取り囲む形で配されている。第1環状部34は、その内周面がタッチパネル14及びカバーパネル15の各外周端面と対向状をなしているのに対し、外周面が当該液晶表示装置10の外部に露出していて液晶表示装置10における側面側の外観を構成している。一方、第2環状部35は、枠状部13aに対して裏側に配されるケーシング16における表側の端部(取付部16c)を外周側から取り囲んでいる。第2環状部35は、その内周面が後述するケーシング16の取付部16cと対向状をなしているのに対し、外周面が当該液晶表示装置10の外部に露出していて液晶表示装置10における側面側の外観を構成している。第2環状部35における突出先端部には、断面鉤型をなすフレーム側係止爪部35aが形成されており、このフレーム側係止爪部35aに対してケーシング16が係止されることで、ケーシング16を取付状態に保持することが可能とされる。
 取付板部13cは、図3及び図4に示すように、枠状部13aのうち外周部分13a2から裏側に向けて突出するとともに、枠状部13aの各辺部に沿って延在する板状をなしており、その板面が枠状部13aの板面とほぼ直交している。取付板部13cは、枠状部13aの各辺部毎に個別に配されている。枠状部13aのうちLED基板18側の短辺部に配された取付板部13cは、その内側を向いた板面が放熱部材23の第2放熱部23bにおける外側の板面が接する形で取り付けられている。この取付板部13cは、第2放熱部23bに対してネジ部材SMによってネジ止めされており、ネジ部材SMを挿通するネジ挿通孔13c1を有している。また、第2放熱部23bには、ネジ部材SMが螺合されるネジ孔36が形成されている。これにより、第1放熱部23aから第2放熱部23bへと伝達されたLED17からの熱は、取付板部13cへと伝達されてからフレーム13の全体へと伝達されることで、効率的に放熱されるようになっている。また、この取付板部13cは、放熱部材23を介してシャーシ22に対して間接的に固定されていると言える。一方、枠状部13aのうちLED基板18側とは反対側の短辺部及び一対の長辺部にそれぞれ配された各取付板部13cは、その内側を向いた板面がシャーシ22の各側板22bにおける外側の板面に接する形でネジ部材SMによってそれぞれネジ止めされている。これらの取付板部13cには、ネジ部材SMを挿通するネジ挿通孔13c1が形成されているのに対し、各側板22bには、ネジ部材SMが螺合されるネジ孔36が形成されている。なお、各ネジ部材SMは、各取付板部13cに対してそれぞれの延在方向に沿って複数ずつが間欠的に並ぶ形で取り付けられている。
 次に、上記したフレーム13に組み付けられるタッチパネル14について説明する。タッチパネル14は、図1,図3及び図4に示すように、使用者が液晶パネル11の表示面DSの面内における位置情報を入力するための位置入力装置であり、長方形状をなすとともにほぼ透明で優れた透光性を有するガラス製の基板上に所定のタッチパネルパターン(図示せず)が形成されてなる。詳しくは、タッチパネル14は、液晶パネル11と同様に平面に視て長方形状をなすガラス製の基板を有しており、その表側を向いた板面にいわゆる投影型静電容量方式のタッチパネルパターンを構成するタッチパネル用透明電極部(図示せず)が形成されており、基板の面内においてタッチパネル用透明電極部が多数個行列状に並列配置されている。タッチパネル14における短辺側の一端部には、タッチパネルパターンを構成するタッチパネル用透明電極部から引き出された配線の端部に接続された端子部(図示せず)が形成されており、この端子部に対して図示しないフレキシブル基板が接続されることで、タッチパネル駆動回路基板からタッチパネルパターンをなすタッチパネル用透明電極部に電位が供給されるようになっている。タッチパネル14は、図5に示すように、その外周部分における内側の板面が、既述した第1固着部材30によってフレーム13の枠状部13aにおける内周部分13a1に対して対向した状態で固着されている。
 続いて、上記したフレーム13に組み付けられるカバーパネル15について説明する。カバーパネル15は、図1,図3及び図4に示すように、タッチパネル14を表側からその全域にわたって覆う形で配されており、それによりタッチパネル14及び液晶パネル11の保護が図られている。カバーパネル15は、フレーム13における枠状部13aを表側から全域にわたって覆うとともに、液晶表示装置10における正面側の外観を構成している。カバーパネル15は、平面に視て長方形状をなすとともにほぼ透明で優れた透光性を有するガラス製で板状の基材からなり、好ましくは強化ガラスからなる。カバーパネル15に用いられる強化ガラスとしては、例えば板状のガラス基材の表面に化学強化処理が施されることで、表面に化学強化層を備えた化学強化ガラスを用いることが好ましい。この化学強化処理は、例えばガラス材料に含まれるアルカリ金属イオンを、それよりもイオン半径が大きいアルカリ金属イオンとイオン交換により置換することで、板状のガラス基材の強化を図る処理をいい、その結果形成される化学強化層は圧縮応力が残留した圧縮応力層(イオン交換層)とされる。これにより、カバーパネル15は、機械的強度及び耐衝撃性能が高いものとされているから、その裏側に配されるタッチパネル14及び液晶パネル11が破損したり、傷付くのをより確実に防止することができる。
 カバーパネル15は、図3及び図4に示すように、液晶パネル11及びタッチパネル14と同様に平面に視て長方形状をなしており、その平面に視た大きさは液晶パネル11及びタッチパネル14よりも一回り大きなものとされる。従って、カバーパネル15は、液晶パネル11及びタッチパネル14における各外周縁から全周にわたって庇状に外側に張り出す張出部分15EPを有している。この張出部分15EPは、液晶パネル11及びタッチパネル14を取り囲む長方形の略枠状(略額縁状)をなしており、その内側の板面が、図5に示すように、既述した第2固着部材31によってフレーム13の枠状部13aにおける外周部分13a2に対して対向した状態で固着されている。一方、カバーパネル15のうちタッチパネル14と対向状をなす中央部分は、反射防止フィルムARを介してタッチパネル14に対して表側に積層されている。
 カバーパネル15のうち上記した張出部分15EPを含む外周部分における内側(裏側)の板面(タッチパネル14側を向いた板面)には、図3及び図4に示すように、光を遮る板面遮光層(遮光層、板面遮光部)32が形成されている。板面遮光層32は、例えば黒色を呈する塗料などの遮光性材料からなるものとされ、その遮光性材料を、カバーパネル15における内側の板面に印刷することで同板面に一体的に設けられている。なお、板面遮光層32を設けるに際しては、例えばスクリーン印刷、インクジェット印刷などの印刷手段を採用することができる。板面遮光層32は、カバーパネル15のうち張出部分15EPの全域に加えて、張出部分15EPよりも内側にあって、タッチパネル14及び液晶パネル11の各外周部分と平面に視てそれぞれ重畳する部分にわたる範囲に形成されている。従って、板面遮光層32は、液晶パネル11の表示領域を取り囲む形で配されることになるので、表示領域外の光を遮ることができ、もって表示領域に表示される画像に係る表示品位を高いものとすることができる。
 続いて、上記したフレーム13に組み付けられるケーシング16について説明する。ケーシング16は、合成樹脂材料または金属材料からなるものであって、図1,図3及び図4に示すように、表側に向けて開口した略椀型(略ボウル型)をなしており、フレーム13の枠状部13a、取付板部13c、シャーシ22、及び放熱部材23などの部材を裏側から覆うとともに、液晶表示装置10における背面側の外観を構成している。ケーシング16は、概ね平坦な底部16aと、底部16aの外周縁から表側へ向けて立ち上がるとともに断面湾曲形状をなす曲部16bと、曲部16bの外周縁から表側へ向けてほぼ真っ直ぐに立ち上がる取付部16cとからなる。取付部16cには、断面鉤型をなすケーシング側係止爪部16dが形成されており、このケーシング側係止爪部16dがフレーム13のフレーム側係止爪部35aに対して係止されることで、ケーシング16をフレーム13に対して取付状態に保持することが可能とされる。
 さて、本実施形態に係るバックライト装置12は、導光板19の光出射面19aからの出射光を第2方向(Y軸方向)について集光させるための構成を備えており、以下その理由及び構成について説明する。導光板19内を伝播する光は、図3及び図5に示すように、その途中で反射部41を構成する単位反射部41aの傾斜面41a1にて反射されて立ち上げられることで、光出射面19aに対する入射角が臨界角以下となって出射されるようになっており、第1方向(X軸方向)に関しては単位反射部41aによって立ち上げられることで正面方向、つまり光出射面19aからその法線方向に沿って表側に向かう方向に向かうよう集光が図られている。ところが、反射部41は、第1方向については反射光に集光作用を付与するものの、第2方向については反射光に集光作用を殆ど付与しないため、光出射面19aからの出射光に係る輝度に異方性が生じるおそれがある。そこで、本実施形態では次に示す構成によって第2方向についての集光を図るようにしている。すなわち、導光板19の光出射面19aには、図2に示すように、第1方向に沿って延在するシリンドリカルレンズ(単位集光部)42aを第2方向に沿って複数並列する形で配してなるレンチキュラーレンズ部42が設けられるとともに、光学シート20が、第1方向に沿って延在する単位プリズム43a.44aを第2方向に沿って複数並列する形で配してなる2枚のプリズムシート43,44により構成されている。続いて、レンチキュラーレンズ部42及び2枚のプリズムシート43,44について詳しく説明する。
 まず、レンチキュラーレンズ部42について説明する。レンチキュラーレンズ部42は、図7に示すように、導光板19の光出射面19aにおいて第1方向に沿って延びる略半円柱状をなすシリンドリカルレンズ42aを、多数互いの延在方向(長さ方向)をほぼ平行にした形で第2方向に沿って並列することで構成されている。レンチキュラーレンズ部42は、導光板19に一体に設けられている。レンチキュラーレンズ部42を導光板19に一体に設けるには、例えば導光板19を射出成形によって製造し、その成形金型の成形面に予めレンチキュラーレンズ部42を転写するための転写形状を形成しておけばよい。シリンドリカルレンズ42aは、延在方向(第1方向)と直交する並列方向(第2方向)に沿って切断した断面形状が略半円形状(蒲鉾型)をなしており、シリンドリカルレンズ42a内の光が円弧状をなす外面(界面)に対して臨界角以上の入射角で入射した場合には、その光を円弧状をなす外面にて全反射させてシリンドリカルレンズ42a内を第1方向に沿って進行させることで、第1方向について光を拡散させることが可能とされる。これにより、光出射面19aからの出射光に生じ得る輝度ムラを軽減することができる。この輝度ムラ抑制効果は、シリンドリカルレンズ42aの形状によって異なっており、以下に具体例を挙げて説明する。
 具体的には、例えば、図7に示すように、シリンドリカルレンズ42aにおける円弧状をなす外面の基端部42a1での接線Taが第2方向に対してなす角度θtを「接線角」とし、接線角θtを20°,30°,40°,60°,70°としたシリンドリカルレンズ42aからなるレンチキュラーレンズ部42を備えた導光板19をそれぞれ用意し、LED17を点灯させて各導光板19から光を出射させた状態で光出射面19a側から写真を撮影してその写真に基づいて輝度ムラの有無を判定する実験を行い、その実験結果を図8の表に示した。図8には、接線角θtを20°,30°,40°,60°,70°とした各導光板19から光を出射させた状態で光出射面19a側から撮影した写真と、その写真に基づく輝度ムラの判定結果とが記載されている。図8によれば、接線角θtを小さくするほど、LED17の直上位置と、LED17間の位置とで明暗の差が大きくて輝度ムラが視認され易くなるのに対し、接線角θtを大きくするほど、LED17の直上位置と、LED17間の位置とで明暗の差が小さくなって輝度ムラが視認され難くなることが分かる。具体的には、接線角θtを20°,30°としたものは、「輝度ムラ有り」と判定され、接線角θtを40°,60°,70°としたものは、「輝度ムラ無し」と判定された。このように、輝度ムラ防止の観点からすると、シリンドリカルレンズ42aは、接線角θtを40°以上とするのが好ましい。本実施形態に係るレンチキュラーレンズ部42に関しても、シリンドリカルレンズ42aにおける接線角θtが40°以上(例えば70°など)となるよう構成されている。
 一方、図7に示すように、シリンドリカルレンズ42a内の光が円弧状をなす外面に対して臨界角以下の入射角で入射した場合には、その光は外面にて屈折されつつ出射されることで、第2方向について選択的に集光作用を付与される。従って、第2方向がシリンドリカルレンズ42aの集光方向とされる。このとき、シリンドリカルレンズ42aの焦点を通った光については、円弧状の外面にて屈折させることで正面方向とほぼ平行な光として出射させることができる。これにより、光出射面19aからの出射光のうち、第2方向に向かう光を選択的に立ち上げてその進行方向を正面方向に向かわせる(近づける)集光効果が得られる。この集光効果は、シリンドリカルレンズ42aの形状に応じてそれほど大きく変動するものでない。具体的には、例えば、シリンドリカルレンズ42aにおける接線角θtを15°,30°,47.5°,60°,70°としたシリンドリカルレンズ42aからなるレンチキュラーレンズ部42を備えた導光板19をそれぞれ用意し、各導光板19の出射光の輝度を測定する実験を行い、その実験結果を図9のグラフに示す。図9に示されるグラフは、各導光板19の出射光に係る第2方向についての輝度角度分布となっている。図9では、縦軸を導光板19からの出射光の相対輝度(無単位)とし、横軸を第2方向についての正面方向に対する角度(単位は「°」)としている。図9における縦軸の相対輝度は、正面方向(角度0°)の輝度値を基準(1.0)とした相対値である。図9によれば、接線角θtが15°のときに輝度角度分布が最もなだらかになるが、それ以外に関しては接線角θtの大小に関わらず輝度角度分布が概ね同等となることが分かる。言い換えると、導光板19の光出射面19aにレンチキュラーレンズ部42を設けるようにすれば、シリンドリカルレンズ42aの形状(接線角θt)に関わらず一定以上の集光効果を得ることができる、と言える。
 次に、光学シート20を構成するプリズムシート43,44について説明する。本実施形態では、図2に示すように、光学シート20に2枚のプリズムシート43,44が含まれており、導光板19側とは反対側(表側)に配されるものが第1プリズムシート(第1異方性集光部)43とされ、導光板19側に配されて第1プリズムシート43と導光板19との間に介在するものが第2プリズムシート(第2異方性集光部)44とされる。第1プリズムシート43は、図7に示すように、シート状をなす第1基材43bと、第1基材43bのうち第2プリズムシート44からの光が入射される入光側板面43b1とは反対側(光出射側)の出光側板面43b2に形成されるとともに集光異方性を有する第1単位プリズム43aとから構成される。第1基材43bは、ほぼ透明な合成樹脂製とされ、具体的には例えばPETなどの熱可塑性樹脂材料からなり、その屈折率は例えば1.667程度とされる。第1単位プリズム43aは、第1基材43bにおける表側の板面である出光側板面43b2に一体的に設けられている。第1単位プリズム43aは、光硬化性樹脂材料の一種であるほぼ透明な紫外線硬化性樹脂材料からなり、第1プリズムシート43の製造に際しては、例えば未硬化の紫外線硬化性樹脂材料を成形用の型内に充填するとともに、その型の開口端に第1基材43bを宛うことで、未硬化の紫外線硬化性樹脂材料を出光側板面43b2に接する形で配し、その状態で第1基材43bを介して紫外線硬化性樹脂材料に対して紫外線を照射することで、紫外線硬化性樹脂材料を硬化させて第1単位プリズム43aを第1基材43bに対して一体的に設けることができる。第1単位プリズム43aをなす紫外線硬化性樹脂材料は、例えばPMMAなどのアクリル樹脂とされ、その屈折率が例えば1.59程度とされる。第1単位プリズム43aは、第1基材43bの出光側板面43b2からZ軸方向に沿って表側(第2プリズムシート44側とは反対側)に向けて突出する形で設けられている。この第1単位プリズム43aは、第2方向(Y軸方向)に沿って切断した断面形状が略三角形(略山形)をなすとともに第1方向(X軸方向)に沿って直線的に延在しており、出光側板面43b2において第2方向に沿って多数本が並列配置されている。各第1単位プリズム43aは、断面形状がほぼ二等辺三角形状をなしており、一対の斜面43a1を有するとともにその頂角θv1がほぼ直角(90°)程度とされる。第2方向に沿って並列した多数本の第1単位プリズム43aは、頂角θv1、底面43a2の幅寸法及び高さ寸法が全てほぼ同一とされており、隣り合う第1単位プリズム43a間の配列間隔もほぼ一定で等間隔に配列されている。
 このような構成の第1プリズムシート43に第2プリズムシート44側から光が入射する際には、その光は、図7に示すように、第2プリズムシート44の第2単位プリズム44aと第1プリズムシート43の第1基材43bとの間に有される空気層から第1基材43bの入光側板面43b1に入射するため、その界面にて入射角に応じて屈折される。第1基材43bを透過した光が第1基材43bの出光側板面43b2から第1単位プリズム43aに入射する際にもやはり界面にて入射角に応じて屈折される。そして、第1単位プリズム43aを透過した光は、第1単位プリズム43aの斜面43a1に達したとき、その入射角が臨界角を超えていれば全反射されて第1基材43b側に戻される(再帰反射される)のに対し、入射角が臨界角を超えていなければ界面にて屈折されつつ出射される。第1単位プリズム43aの斜面43a1から出射される光のうち、隣り合う第1単位プリズム43aに向かうものはその第1単位プリズム43a内に入射して第1基材43b側に戻される。これにより、第1単位プリズム43aからの出射光は、第2方向について進行方向が正面方向に近くなるよう規制され、もって第2方向について選択的に集光作用が付与されるようになっている。
 第2プリズムシート44は、図7に示すように、シート状をなす第2基材44bと、第2基材44bのうち導光板19からの光が入射される入光側板面44b1とは反対側(第1プリズムシート43側)の出光側板面44b2に形成されるとともに集光異方性を有する第2単位プリズム44aとから構成される。第2基材44bは、ほぼ透明な合成樹脂製とされ、具体的には例えばPETなどの熱可塑性樹脂材料からなり、その屈折率は例えば1.667程度とされる。本実施形態では、第2基材44bは、第1基材43とほぼ同じ屈折率を有していることになる。第2単位プリズム44aは、第2基材44bにおける表側の板面である出光側板面44b2に一体的に設けられている。第2単位プリズム44aは、光硬化性樹脂材料の一種であるほぼ透明な紫外線硬化性樹脂材料からなり、第2プリズムシート44の製造に際しては、例えば未硬化の紫外線硬化性樹脂材料を成形用の型内に充填するとともに、その型の開口端に第2基材44bを宛うことで、未硬化の紫外線硬化性樹脂材料を出光側板面44b2に接する形で配し、その状態で第2基材44bを介して紫外線硬化性樹脂材料に対して紫外線を照射することで、紫外線硬化性樹脂材料を硬化させて第2単位プリズム44aを第2基材44bに対して一体的に設けることができる。第2単位プリズム44aをなす紫外線硬化性樹脂材料は、例えばPMMAなどのアクリル樹脂とされ、その屈折率が例えば1.59程度とされる。本実施形態では、第2単位プリズム44aは、第1単位プリズム43aとほぼ同じ屈折率を有していることになる。第2単位プリズム44aは、第2基材44bの出光側板面44b2からZ軸方向に沿って表側(導光板19側とは反対側)に向けて突出する形で設けられている。この第2単位プリズム44aは、第2方向(Y軸方向)に沿って切断した断面形状が略三角形(略山形)をなすとともに第1方向(X軸方向)に沿って直線的に延在しており、出光側板面44b2において第2方向に沿って多数本が並列配置されている。各第2単位プリズム44aは、断面形状がほぼ二等辺三角形状をなしており、一対の斜面44a1を有するとともにその頂角θv2が鈍角、具体的には110°程度とされる。つまり、第2単位プリズム44aの頂角θv2は、第1単位プリズム43aの頂角θv1に比べて相対的に大きくなっている。第2方向に沿って並列した多数本の第2単位プリズム44aは、頂角θv2、底面の幅寸法及び高さ寸法が全てほぼ同一とされており、隣り合う第2単位プリズム44a間の配列間隔もほぼ一定で等間隔に配列されている。本実施形態では、第2単位プリズム44aは、その幅寸法及び配列間隔が、第1単位プリズム43aとほぼ同じとされるものの、高さ寸法が第1単位プリズム43aよりも小さなものとされる。
 このような構成の第2プリズムシート44に導光板19側から光が入射する際には、その光は、図7に示すように、導光板19のレンチキュラーレンズ部42と第2プリズムシート44との間に有される空気層から第2基材44bの入光側板面44b1に入射するため、その界面にて入射角に応じて屈折される。第2基材44bを透過した光が第2基材44bの出光側板面44b2から第2単位プリズム44aに入射する際にもやはり界面にて入射角に応じて屈折される。そして、第2単位プリズム44aを透過した光は、第2単位プリズム44aの斜面44a1に達したとき、その入射角が臨界角を超えていれば全反射されて第2基材44b側に戻される(再帰反射される)のに対し、入射角が臨界角を超えていなければ界面にて屈折されつつ出射される。第2単位プリズム44aの斜面44a1から出射される光のうち、隣り合う第2単位プリズム44aに向かうものはその第2単位プリズム44a内に入射して第2基材44b側に戻される。これにより、第2単位プリズム44aからの出射光は、第2方向について進行方向が正面方向に近くなるよう規制され、もって第2方向について選択的に集光作用が付与されるようになっている。
 上記したように第2プリズムシート44を構成する第2単位プリズム44aは、図7に示すように、第1プリズムシート43を構成し、頂角θv1がほぼ90°とされた第1単位プリズム43aよりも頂角θv2が相対的に大きなものとされているので、出射光に付与する集光作用としては第1単位プリズム43aよりも相対的に弱くなっている。詳しくは、各単位プリズム43a,44a内の光が各斜面43a1,44a1から出射される際には、隣り合う各単位プリズム43a,44aに向かうものが存在しており、そのような光は、隣り合う各単位プリズム43a,44a内に入射して各基材43b,44b側に戻されるのであるが、その戻される光量は、頂角が90°を超えて大きくなるほど少なくなる傾向とされる。このため、第2単位プリズム44aは、第1単位プリズム43aに比べると、上記した戻される光量が相対的に少ないものとされる。一方、各単位プリズム43a,44aからの出射光量は、頂角が90°を超えて大きくなるほど多くなる傾向とされるため、第2単位プリズム44aでは、第1単位プリズム43aに比べると、相対的に多くなるものの、その出射光には進行方向が正面方向に対してなす角度が大きいものがより多く含まれる傾向にある。
 このように、第2プリズムシート44は、第1プリズムシート43に比べると、出射光に付与する集光作用が相対的に弱くなっているものの、導光板19の光出射面19aに設けられたレンチキュラーレンズ部42に比べると、集光作用が相対的に強いものとされる。その理由は、レンチキュラーレンズ部42を構成するシリンドリカルレンズ42aは、外面が円弧状をなす曲面であるため、第2プリズムシート44における第2単位プリズム44aの斜面44a1に比べると、出射光が拡散し易い傾向にあるためである。つまり、本実施形態では、導光板19からの出射光に対して第2方向について選択的に集光作用を付与する集光構造が互いに積層する3層構造とされるとともに、導光板19に近づくほど出射光に付与される集光作用が弱く、逆に導光板19から遠ざかるほど出射光に付与される集光作用が強くなるように構成されている。そして、第2プリズムシート44は、第1プリズムシート43に向けて供給する出射光が、第1プリズムシート43において再帰反射されることなく出射されるものを多く含むよう、第2単位プリズム44aの頂角θv2が第1単位プリズム43aの頂角θv1よりも大きくなっており、具体的には第1単位プリズム43aの頂角θv1が約90°とされるのに対して第2単位プリズム44aの頂角θv2が約110°とされている。
 ここで、第1プリズムシート43に対して供給される光が、どのように角度付けされていれば第1プリズムシート43の出射光における正面輝度の向上に寄与するのかに関して知見を得るべく、以下のように検証を行った。すなわち、第1プリズムシート43の第1基材43bにおける入光側板面43b1に対して入射する光の入射角と、第1単位プリズム43aの傾斜面43a1から出射する光の出射角との関係についてスネルの法則に基づいて計算し、その結果を図10に示す。具体的な計算方法としては、まず入光側板面43b1に対する光の入射角から入光側板面43b1からの光の出射角が求められ、次に入光側板面43b1からの光の出射角が、出光側板面43b2、及び第1単位プリズム43aの底面43a2に対する光の入射角と等しくなることから、出光側板面43b2、及び第1単位プリズム43aの底面43a2からの光の出射角が求められる。そして、出光側板面43b2、及び第1単位プリズム43aの底面43a2からの光の出射角は、第1単位プリズム43aの傾斜面43a1に対する光の入射角と等しくなることから、第1単位プリズム43aの傾斜面43a1からの光の出射角が求められる。なお、第1基材43b及び第1単位プリズム43aの各屈折率、及び第1単位プリズム43aの頂角θv1は、既述した通りであり、また外部の空気層の屈折率については「1.0」として計算を行っている。図10では、縦軸を第1基材43bの入光側板面43b1に対する光の入射角(単位は「°」)とし、横軸を第1単位プリズム43aの傾斜面43a1からの光の出射角(単位は「°」)としており、出射角0°が正面方向に平行な光の出射角である。図10によれば、第1単位プリズム43aの傾斜面43a1からの光の出射角を、例えば±10°の範囲とするには、第1基材43bの入光側板面43b1に対する光の入射角を23°~40°の範囲とすればよいことが分かる。つまり、第1プリズムシート43に対して供給される光、つまり第2プリズムシート44の第2単位プリズム44aから出射される光は、その出射角が23°~40°の範囲とされていれば、第1プリズムシート43の第1単位プリズム43aからの出射光が、正面方向に対して±10°の範囲となる出射角でもって出射されるようになっており、出射光に係る正面輝度の向上を図る上で有用とされる。続いて、第1単位プリズム43a及び第2単位プリズム44aの各頂角θv1,θv2を変化させたときに出射光に係る正面輝度がどのように変化するかに関して知見を得るべく比較実験1,2をそれぞれ行った。
 まず、比較実験1について説明する。比較実験1では、第1プリズムシート43における第1単位プリズム43aの頂角θv1を90°に固定した上で、第2プリズムシート44における第2単位プリズム44aの頂角θv2を80°~160°の範囲内で変化させつつ、第1プリズムシート43の出射光に係る輝度を測定しており、その実験結果を図11に示す。詳しくは、比較実験1では、第2単位プリズム44aの頂角θv2を80°,90°,95°,100°,105°,110°,115°,120°,130°,132.5°,135°,137.5°,140°,145°,150°,160°とした第2プリズムシート44をそれぞれ用意し、各第2プリズムシート44に対して、表側に頂角θv1が90°とされた第1単位プリズム43aを備える第1プリズムシート43を、裏側にレンチキュラーレンズ部42を備える導光板19をそれぞれ配置した上で、LED17を点灯させて第1プリズムシート43からの出射光に係る輝度を測定している。図11では、縦軸を第1プリズムシート43からの出射光の相対輝度(単位は「%」)とし、横軸を第2プリズムシート44の第2単位プリズム44aの頂角θv2(単位は「°」)としている。図11における縦軸の相対輝度は、第2プリズムシート44を不使用の場合(レンチキュラーレンズ部42を備える導光板19上に第1プリズムシート43を直接積層した場合)の輝度値を基準(100%)とした相対値である。なお、第2単位プリズム44aの頂角を80°,90°とした第2プリズムシート44は、比較例である。
 比較実験1の実験結果について説明する。図11に示されるグラフから、第1単位プリズム43aの頂角θv1を90°とした場合には、第2単位プリズム44aの頂角θv2を92°~160°の範囲(第1単位プリズム43aの頂角θv1と、第2単位プリズム44aの頂角θv2との差を2°~70°の範囲)とすれば、第2プリズムシート44を不使用の場合に比べて、第1プリズムシート43からの出射光の輝度を向上させることができる、と言える。詳しくは、第2単位プリズム44aの頂角θv2が90°または80°とされ、92°を下回ると、第2プリズムシート44を不使用の場合よりも出射光の輝度が低下していて第2プリズムシート44を使用する意義が失われる。一方、第2単位プリズム44aの頂角θv2は、140°を超えると出射光の輝度が徐々に低下する傾向となっており、160°で出射光の輝度がほぼ100%であることから、160°を超えると、第2プリズムシート44を不使用の場合よりも出射光の輝度が低下すると考えられる。これは、第2単位プリズム44aの頂角θv2を92°~160°の範囲とすることで、第2単位プリズム44aからの出射光に、出射角が23°~40°の範囲とされるものが、第2プリズムシート44を不使用の場合に比べてより多く含まれるため、と考えられる。続いて、第2単位プリズム44aの頂角θv2におけるより好ましい数値範囲について検討すると、まず97°~115°の範囲(第1単位プリズム43aの頂角θv1と、第2単位プリズム44aの頂角θv2との差が7°~25°の範囲)であれば、出射光の輝度が、第2プリズムシート44を不使用の場合との比較において5%以上向上していることが分かる。次に、第2単位プリズム44aの頂角θv2が100°~115°の範囲(第1単位プリズム43aの頂角θv1と、第2単位プリズム44aの頂角θv2との差が10°~25°の範囲)であれば、出射光の輝度が、第2プリズムシート44を不使用の場合との比較において10%以上向上しており、より好ましい。さらには、第2単位プリズム44aの頂角θv2が110°であれば、出射光の輝度が、第2プリズムシート44を不使用の場合との比較において約16%向上しており、最大の輝度が得られていて最も好ましい。
 次に、比較実験2について説明する。比較実験2では、第2プリズムシート44における第2単位プリズム44aの頂角θv2を110°に固定した上で、第1プリズムシート43における第1単位プリズム43aの頂角θv1を70°~130°の範囲内で変化させつつ、第1プリズムシート43の出射光に係る輝度を測定しており、その実験結果を図12に示す。詳しくは、比較実験2では、第1単位プリズム43aの頂角θv1を70°,80°,85°,90°,95°,100°,110°,120°,130°とした第1プリズムシート43をそれぞれ用意し、各第1プリズムシート43に対して、裏側に頂角θv2が110°とされた第2単位プリズム44aを備える第2プリズムシート44を、そのさらに裏側にレンチキュラーレンズ部42を備える導光板19をそれぞれ配置した上で、LED17を点灯させて第1プリズムシート43からの出射光に係る輝度を測定している。図12では、縦軸を第1プリズムシート43からの出射光の相対輝度(単位は「%」)とし、横軸を第1プリズムシート43の第1単位プリズム43aの頂角θv1(単位は「°」)としている。図12における縦軸の相対輝度は、第2プリズムシート44を不使用の場合(レンチキュラーレンズ部42を備える導光板19上に第1プリズムシート43を直接積層した場合)の輝度値を基準(100%)とした相対値である。なお、第1単位プリズム43aの頂角θv1を70°,110°,120°,130°とした第1プリズムシート43は、比較例である。
 比較実験2の実験結果について説明する。図12に示されるグラフから、第2単位プリズム44aの頂角θv2を110°とした場合には、第1単位プリズム43aの頂角θv1を78°~100°の範囲(第1単位プリズム43aの頂角θv1と、第2単位プリズム44aの頂角θv2との差を10°~32°の範囲)とすれば、第2プリズムシート44を不使用の場合に比べて、第1プリズムシート43からの出射光の輝度を向上させることができる、と言える。詳しくは、第1単位プリズム43aの頂角θv1が70°とされて78°を下回った場合や、第1単位プリズム43aの頂角θv1が110°,120°,130°とされて100°を上回った場合には、いずれも第2プリズムシート44を不使用の場合よりも出射光の輝度が低下していて第2プリズムシート44を使用する意義が失われる。続いて、第1単位プリズム43aの頂角θv1におけるより好ましい数値範囲について検討すると、82°~96°の範囲(第1単位プリズム43aの頂角θv1と、第2単位プリズム44aの頂角θv2との差が14°~28°の範囲)であれば、出射光の輝度が、第2プリズムシート44を不使用の場合との比較において5%以上向上していることが分かる。そして、第1単位プリズム43aの頂角θv1が90°であれば、出射光の輝度が、第2プリズムシート44を不使用の場合との比較において約16%向上しており、最大の輝度が得られていて最も好ましい。
 続いて、上記した比較実験1,2の実験結果についてより詳細な検討を行うべく、比較実験3を行った。比較実験3では、第1単位プリズム43aの頂角θv1と、第2単位プリズム44aの頂角θv2とを特定の値にした場合における第1プリズムシート43の出射光、及び第2プリズムシート44の出射光に関する輝度を測定し、その実験結果を図13から図15に示す。詳しくは、比較実験3では、第1単位プリズム43aの頂角θv1を90°とした第1プリズムシート43と、第2単位プリズム44aの頂角θv2を80°とした第2プリズムシート44とを用いたものを比較例とし、第1単位プリズム43aの頂角θv1を90°とした第1プリズムシート43と、第2単位プリズム44aの頂角θv2を160°とした第2プリズムシート44とを用いたものを実施例1とし、第1単位プリズム43aの頂角θv1を90°とした第1プリズムシート43と、第2単位プリズム44aの頂角θv2を110°とした第2プリズムシート44とを用いたものを実施例2としている。そして、比較例及び実施例1,2において、それぞれ第2プリズムシート44を、レンチキュラーレンズ部42を備える導光板19上に配置した上でLED17を点灯させて第2プリズムシート44からの出射光に係る輝度を測定し、さらには第1プリズムシート43を第2プリズムシート44上に配置した上でLED17を点灯させて第1プリズムシート43からの出射光に係る輝度を測定した。また、上記とは別途にレンチキュラーレンズ部42を備える導光板19における出射光に係る輝度についても測定しているが、その結果は比較例及び実施例1,2において共通である。図13は、比較例に係る実験結果を、図14は、実施例1に係る実験結果を、図15は、実施例2に係る実験結果を、それぞれ示している。図13から図15では、縦軸を導光板19、第1プリズムシート43及び第2プリズムシート44からの出射光の相対輝度(無単位)とし、横軸を第2方向についての正面方向に対する角度(単位は「°」)としている。図13から図15における縦軸の相対輝度は、第2プリズムシート44を不使用の場合(レンチキュラーレンズ部42を備える導光板19上に第1プリズムシート43を直接積層した場合)の輝度値を基準(1.0)とした相対値である。
 比較実験3の実験結果について説明する。まず、比較例について説明すると、図13において間隔の広い破線で示されるグラフが導光板19の出射光を、同図において間隔の狭い破線で示されるグラフが第2単位プリズム44aの頂角θv2を80°とした第2プリズムシート44の出射光を、同図において実線で示されるグラフが第1単位プリズム43aの頂角θv1を90°とした第1プリズムシート43の出射光を、それぞれ表している。図13から、比較例に係る第2プリズムシート44の出射光には、導光板19の出射光に比べると、正面方向に対して進行方向が±40°以上の角度となるものが相対的に多く含まれ、±40°以下の角度となるものが相対的に少なく含まれていることが分かる。既述したように、第1プリズムシート43の出射光に係る正面輝度は、第2プリズムシート44の出射光のうち、出射角が±23°~±40°の範囲とされるものの光量に比例する傾向にある。そして、この比較例では、第1プリズムシート43に対して導光板19の出射光を直接供給した方が、第2プリズムシート44の出射光を供給した場合に比べて、正面方向に対する進行方向が±23°~±40°の範囲とされる光の光量が多くなるため、第2プリズムシート44を用いると、第1プリズムシート43の出射光に係る正面輝度が低下する結果を招いている。
 次に、実施例1について説明すると、図14において間隔の広い破線で示されるグラフが導光板19の出射光を、同図において間隔の狭い破線で示されるグラフが第2単位プリズム44aの頂角θv2を160°とした第2プリズムシート44の出射光を、同図において実線で示されるグラフが第1単位プリズム43aの頂角θv1を90°とした第1プリズムシート43の出射光を、それぞれ表している。図14から、実施例1に係る第2プリズムシート44の出射光には、導光板19の出射光に比べると、正面方向に対して進行方向が±20°~±60°の角度となるものが僅かに多く含まれ、±20°以下の角度となるものや±60°以上の角度となるものが僅かに少なく含まれているものの、それほど大きな差がないことが分かる。このため、第1プリズムシート43の出射光に係る正面輝度は、第2プリズムシート44を用いなかった場合と概ね同等とされている。
 続いて、実施例2について説明すると、図15において間隔の広い破線で示されるグラフが導光板19の出射光を、同図において間隔の狭い破線で示されるグラフが第2単位プリズム44aの頂角θv2を110°とした第2プリズムシート44の出射光を、同図において実線で示されるグラフが第1単位プリズム43aの頂角θv1を90°とした第1プリズムシート43の出射光を、それぞれ表している。図15から、実施例2に係る第2プリズムシート44の出射光には、導光板19の出射光に比べると、正面方向に対して進行方向が±10°~±40°の角度となるものが相対的に多く含まれ、特に±20°~±40°の角度となるものがより多く含まれているのに対し、±40°以上の角度となるものが相対的に少なく含まれていることが分かる。このように、第1プリズムシート43に対して供給される第2プリズムシート44の出射光には、±20°~±40°の角度となるものがより多く含まれているから、第1プリズムシート43の出射光に、正面方向に対する角度が±10°の範囲とされるものが多く含まれていて出射光に係る正面輝度が高いものとされている。
 以上説明したように本実施形態のバックライト装置(照明装置)12は、LED(光源)17と、方形の板状をなし、その外周端面のうち対辺をなす一対の端面19b,19dの少なくともいずれか一方がLED17と対向する光入射面19bとされるとともに、一方の板面が光を出射させる光出射面19aとされる導光板19と、導光板19における光出射面19a側に配され、導光板19の外周端面のうち対辺をなすとともに光入射面19bを含まない一対の端面19eに沿う第1方向に沿って延在するシリンドリカルレンズ42aを、導光板19の外周端面のうち光入射面19bを含む一対の端面19b,19dに沿う第2方向に沿って複数並列する形で配してなるレンチキュラーレンズ部42と、レンチキュラーレンズ部42に対して導光板19側とは反対側に配され、第1方向に沿って延在する断面形状が略三角形の第1単位プリズム43aを、第2方向に沿って複数並列する形で配してなる第1プリズムシート(第1異方性集光部)43と、レンチキュラーレンズ部42と第1プリズムシート43との間に介在する形で配され、第1方向に沿って延在する断面形状が略三角形の第2単位プリズム44aを、第2方向に沿って複数並列する形で配してなり、且つ第2単位プリズム44aの頂角θv2が第1単位プリズム43aの頂角θv1よりも大きなものとされる第2プリズムシート(第2異方性集光部)44と、を備える。
 まず、LED17から発せられた光は、導光板19の光入射面19bに入射し、導光板19内を伝播された後に光出射面19aから出射される。導光板19の光出射面19a側にはレンチキュラーレンズ部42が配され、さらにレンチキュラーレンズ部42に対して導光板19側とは反対側には、第2プリズムシート44及び第1プリズムシート43が配されており、これらレンチキュラーレンズ部42、第2プリズムシート44、及び第1プリズムシート43により光出射面19aの出射光には、導光板19の外周端面のうち対辺をなすとともに光入射面19bを含まない一対の端面19eに沿う第1方向については殆ど集光作用が付与されないものの、導光板19の外周端面のうち光入射面19bを含む一対の端面19b,19dに沿う第2方向については集光作用が付与されるようになっている。
 詳しくは、レンチキュラーレンズ部42は、第1方向に沿って延在するシリンドリカルレンズ42aを第2方向に沿って複数並列する形で配した構成であるから、シリンドリカルレンズ42a内において光を全反射することでその延在方向である第1方向に沿って進行させて第1方向について光を拡散させる作用を有するとともに、光がシリンドリカルレンズ42aから出射する際にシリンドリカルレンズ42aの並列方向である第2方向について選択的に集光作用を付与することができる。第1プリズムシート43及び第2プリズムシート44は、それぞれ第1方向に沿って延在する第1単位プリズム43a及び第2単位プリズム44aを第2方向に沿って複数並列する形で配した構成であるから、光が第1単位プリズム43a及び第2単位プリズム44aから出射する際に第1単位プリズム43a及び第2単位プリズム44aの並列方向である第2方向について選択的に集光作用を付与することができる。
 ここで、第1プリズムシート43は、第1単位プリズム43aの頂角θv1が第2単位プリズム44aの頂角θv2よりも小さいので、第2プリズムシート44に比べるとより多くの光を再帰反射させるとともに出射光の出射角度範囲をより狭く規制しており、最も強い集光作用を有している。これに対し、レンチキュラーレンズ部42は、集光作用が最も弱いものとされる。このため、仮にレンチキュラーレンズ部42からの出射光を第1プリズムシート43に対して直接入射させると、その入射した光が第1プリズムシート43をなす第1単位プリズム43aによって再帰反射され易く、光の利用効率が不十分となるおそれがある。その点、レンチキュラーレンズ部42と第1プリズムシート43との間には、頂角θv2が第1単位プリズム43aの頂角θv1よりも大きな第2単位プリズム44aを有する第2プリズムシート44が介在しているから、出射光の出射角度範囲が第1プリズムシート43よりは広く且つレンチキュラーレンズ部42よりは狭いものとされ、それにより第1プリズムシート43に対して第1単位プリズム43aにおいて再帰反射されずに出射されるような光をより多く供給することができる。これにより、光の利用効率が高まるとともに第1プリズムシート43からの出射光に係る輝度を向上させることができる。
 また、第1プリズムシート43は、第1単位プリズム43aの頂角θv1が90°とされるのに対し、第2プリズムシート44は、第2単位プリズム44aの頂角θv2が92°~160°の範囲とされる。このように、頂角θv1が90°とされる第1単位プリズム43aを有する第1プリズムシート43に対して、頂角θv2が92°~160°の範囲とされる第2単位プリズム44aを有する第2プリズムシート44を組み合わせて用いることで、仮に第2単位プリズム44aの頂角θv2を92°を下回る値としたり、160°を上回る値とした場合に比べて、第1プリズムシート43からの出射光に係る輝度を向上させることができる。
 また、第2プリズムシート44は、第2単位プリズム44aの頂角θv2が97°~115°の範囲とされる。このようにすれば、第1プリズムシート43からの出射光に係る輝度をより向上させることができ、例えば第2プリズムシート44を用いなかった場合との比較において、出射光に係る輝度を5%以上向上させることができる。
 また、第2プリズムシート44は、第2単位プリズム44aの頂角θv2が100°~115°の範囲とされる。このようにすれば、第1プリズムシート43からの出射光に係る輝度をさらに向上させることができ、例えば第2プリズムシート44を用いなかった場合との比較において、出射光に係る輝度を10%以上向上させることができる。
 また、第2プリズムシート44は、第2単位プリズム44aの頂角θv2が110°とされるのに対し、第1プリズムシート43は、第1単位プリズム43aの頂角θv1が78°~100°の範囲とされる。このように、頂角θv2が110°とされる第2単位プリズム44aを有する第2プリズムシート44に対して、頂角θv1が78°~100°の範囲とされる第1単位プリズム43aを有する第1プリズムシート43を組み合わせて用いることで、仮に第1単位プリズム43aの頂角θv1を78°を下回る値としたり、100°を上回る値とした場合に比べて、第1プリズムシート43からの出射光に係る輝度を向上させることができる。
 また、第1プリズムシート43は、第1単位プリズム43aの頂角θv1が82°~96°の範囲とされる。このようにすれば、第1プリズムシート43からの出射光に係る輝度をより向上させることができ、例えば第2プリズムシート44を用いなかった場合との比較において、出射光に係る輝度を5%以上向上させることができる。
 また、第1プリズムシート43は、第1単位プリズム43aの頂角θv1が90°とされるのに対し、第2プリズムシート44は、第2単位プリズム44aの頂角θv2が110°とされる。このようにすれば、第1プリズムシート43からの出射光に係る輝度を最大限に向上させることができ、例えば第2プリズムシート44を用いなかった場合との比較において、出射光に係る輝度を15%以上向上させることができる。
 また、レンチキュラーレンズ部42は、導光板19の光出射面19aに一体に設けられている。このようにすれば、導光板19内を伝播する光は、光出射面19aから出射する手前の段階で、シリンドリカルレンズ42a内にて全反射されることでシリンドリカルレンズ42aの延在方向である第1方向に沿って進行して第1方向について拡散されるので、光出射面19aからの出射光に輝度ムラが生じ難いものとなる。また、仮にレンチキュラーレンズ部42を導光板19とは別部品として設けた場合に比べると、部品点数が削減されるので低コスト化などを図る上で好適とされる。
 また、導光板19における光出射面19aとは反対側の反対板面(板面)19cと対向する反射面40aを有するとともに反射面40aにて導光板19側からの光を反射する反射シート(反射部材)40を備えており、導光板19における光出射面19aとは反対側の反対板面19cと反射シート40の反射面40aとの少なくともいずれか一方には、光を光出射面19aから出射させるよう反射し、その面積が第1方向についてLED17から遠ざかるほど大きくなる反射部41が設けられている。このようにすれば、光入射面19bから導光板19内に入射した光は、反射シート40の反射面40aにて反射されるなどすることで導光板19内を伝播される。導光板19内を伝播される光は、その途中で導光板19における光出射面19aとは反対側の反対板面19cと反射シート40の反射面40aとの少なくともいずれか一方に設けられた反射部41にて反射されることで、光出射面19aからの出射が促される。反射部41は、第1方向についてLED17から遠ざかるほど面積が大きくなるよう構成されているので、光出射面19aからの出射光量が第1方向について均一化される。
 また、本実施形態に係る液晶表示装置(表示装置)10は、上記した構成のバックライト装置12と、バックライト装置12からの光を利用して表示を行う液晶パネル(表示パネル)11とを備える。このような構成の液晶表示装置10によれば、バックライト装置12の出射光に係る輝度が高いものとされているから、表示品位に優れた表示を実現することができる。
 また、表示パネルは、一対の基板11a,11b間に液晶を封入してなる液晶パネルとされる。このような表示装置は液晶表示装置10として、種々の用途、例えばスマートフォンやタブレット型パソコンのディスプレイ等に適用できる。
 <実施形態2>
 本発明の実施形態2を図16または図17によって説明する。この実施形態2では、第1プリズムシート143の配置を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
 本実施形態に係る第1プリズムシート143は、図16に示すように、その第1単位プリズム143aが第1方向(X軸方向)及び第2方向(Y軸方向)の双方に対してその延在方向(稜線)を傾けた姿勢で配されている。このため、第1プリズムシート143の第1単位プリズム143aは、その基端部143a1及び頂点部が第2プリズムシート144の第2単位プリズム144aにおける基端部144a1及び頂点部、つまり第1方向に対して所定の傾斜角度θcでもって交差している。ここで、上記した実施形態1にて既に説明した通り、液晶パネルに備えられる単位画素PX(図6を参照)は、第1方向及び第2方向に沿って一定の周期性を持って多数個ずつ行列状に並列配置された周期性構造物である。本実施形態に係る第1プリズムシート143の第1単位プリズム143aは、その配列が周期性構造物である単位画素PXの配列方向である第1方向に対して傾斜した平面配置とされていることになる。これにより、単位画素PXの配列に対して第1単位プリズム143aの配列が干渉し難くなり、もって液晶パネルの表示画像にモアレ、と呼ばれる干渉縞が生じ難くなるとともに高い表示品位を得ることができる。
 上記のように第1プリズムシート143を第2プリズムシート144(単位画素PXの配列)に対して傾けた平面配置とするに際し、その傾斜角度θcの大きさと、プリズムシート143の出射光に係る輝度との関連性について知見を得るべく、以下に示す比較実験4を行った。比較実験4では、第1プリズムシート143の第1単位プリズム143aが第2プリズムシート144の第2単位プリズム144aに対してなす傾斜角度θcを0°~45°の範囲内で変化させつつ、第1プリズムシート143の出射光に係る輝度を測定しており、その実験結果を図17に示す。詳しくは、比較実験4では、第1単位プリズム143aの上記傾斜角度θcが0°,2.5°,5°,7.5°,10°,15°,20°,25°,45°となるよう第1プリズムシート143を第2プリズムシート144に対してそれぞれ配置し、第2プリズムシート144の裏側にレンチキュラーレンズ部を備える導光板(図示せず)を配置した上で、LEDを点灯させて第1プリズムシート143からの出射光に係る輝度を測定している。図17では、縦軸を第1プリズムシート143からの出射光の相対輝度(単位は「%」)とし、横軸を第1プリズムシート143の第1単位プリズム143aの傾斜角度(単位は「°」)としている。図17における縦軸の相対輝度は、第2プリズムシート144を不使用の場合(レンチキュラーレンズ部を備える導光板上に第1プリズムシート143を直接積層した場合)の輝度値を基準(100%)とした相対値である。なお、比較実験4において、第1プリズムシート143の第1単位プリズム143aの頂角θv1は、90°とされ、第2プリズムシート144の第2単位プリズム144aの頂角θv2は、110°とされる。
 比較実験4の実験結果について説明する。図17によれば、第1単位プリズム143aの傾斜角度θcが大きくなるほど、第1プリズムシート143の出射光に係る輝度が低下し、逆に傾斜角度θcが小さくなるほど出射光に係る輝度が向上することが分かる。中でも、傾斜角度θcを15°以下とすれば、輝度値が100%以上となるので、第2プリズムシート144を用いることによる輝度向上効果を得ることができ、第2プリズムシート144を用いる意義を見出すことができる。特に、傾斜角度θcを10°以下とすれば、輝度値が105%以上となって、第2プリズムシート144を用いない場合よりも5%以上の輝度向上効果が得られ、さらには傾斜角度θcを7.5°以下とすれば、輝度値が110%以上となって、第2プリズムシート144を用いない場合よりも10%以上の輝度向上効果が得られて一層好ましい。これに対し、傾斜角度θcを15°以上にすれば、輝度値が100%以下、つまり第2プリズムシート144を用いない場合よりも輝度が低下しており、第2プリズムシート144を使用する意義が失われる。一方、上記傾斜角度θcが大きくなるほど、モアレ抑制効果が高まり、逆に傾斜角度θcが小さくなるほど、モアレ抑制効果が低くなることが分かっている。このことから、傾斜角度θcは、5°~10°の範囲で設定すれば、高い輝度を確保しつつ十分なモアレ抑制効果を得ることができる、と考えられる。
 以上説明したように本実施形態によれば、液晶パネルは、第1方向及び第2方向に沿って複数ずつ行列状に並列配置される単位画素(画素)PXを有しており、第1プリズムシート143は、第1単位プリズム143aの延在方向が、第1方向に対して15°以内の角度でもって傾斜する形で配されている。このようにすれば、第1単位プリズム143aの延在方向を、単位画素PXの配列方向である第1方向に対して傾斜させることで、単位画素PXの配列と第1単位プリズム143aの配列とが干渉し難くなり、それによりモアレを抑制することができる。ここで、第1方向に対する第1単位プリズム143aの延在方向の傾斜角度を大きくするほど、モアレ抑制効果は向上するものの、第1プリズムシート143からの出射光に係る輝度は低下する傾向にある。その点、第1単位プリズム143aの延在方向を、単位画素PXの配列方向である第1方向に対して15°以内の角度でもって傾斜させることで、モアレ抑制効果及び輝度向上効果の両立を図ることができる。
 また、第1プリズムシート143は、第1単位プリズム143aの延在方向が、第1方向に対して10°以内の角度でもって傾斜する形で配されている。このようにすれば、十分なモアレ抑制効果を確保しつつも、第1プリズムシート143からの出射光に係る輝度をより向上させることができ、例えば第2プリズムシート144を用いなかった場合に比べると、出射光に係る輝度を5%以上向上させることができる。
 <実施形態3>
 本発明の実施形態3を図18によって説明する。この実施形態3では、第1単位プリズム243aの高さ寸法及び幅寸法(配列間隔)を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
 本実施形態に係る第1プリズムシート243は、図18に示すように、第1単位プリズム243aの高さ寸法が第2単位プリズム244aの高さ寸法とほぼ同じ程度とされるのに対し、第1単位プリズム243aの幅寸法(配列間隔)が第2単位プリズム244aの幅寸法よりも小さなものとされる。このため、第1プリズムシート243における第1単位プリズム243aの並列本数は、第2プリズムシート244における第2単位プリズム244aの並列本数よりも相対的に多くなっている。このような構成であっても、上記した実施形態1に記載したものと同様の作用及び効果を得ることができる。
 <実施形態4>
 本発明の実施形態4を図19によって説明する。この実施形態4では、第1プリズムシート343及び第2プリズムシート344の構成を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
 本実施形態に係る第1プリズムシート343は、図19に示すように、第1単位プリズム343aと第1基材343bとが同一材料により一体形成された構成となっている。同様に、第2プリズムシート344は、第2単位プリズム344aと第1基材344bとが同一材料により一体形成された構成となっている。第1プリズムシート343及び第2プリズムシート344は、例えばポリカーボネート(PC)からなり、その屈折率は1.59程度とされる。このような構成であっても、上記した実施形態1に記載したものと同様の作用及び効果を得ることができる。
 <他の実施形態>
 本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
 (1)上記した各実施形態では、レンチキュラーレンズ部が導光板の光出射面に一体に設けられた構成のものを示したが、レンチキュラーレンズ部を導光板とは別部品として設けるようにし、その別部品としたレンチキュラーレンズ部を導光板の光出射面上に重なる形で配置する構成を採ることも可能である。その場合、別部品としたレンチキュラーレンズ部をなす材料の屈折率を、導光板をなす材料の屈折率と同一とするのが好ましい。さらには、別部品としたレンチキュラーレンズ部をなす材料を、導光板をなす材料と同一とするのが好ましい。
 (2)上記した各実施形態では、第1プリズムシートの第1単位プリズムにおける高さ寸法及び幅寸法(配列間隔)が全て等しくなるものを例示したが、高さ寸法と幅寸法との少なくともいずれか一方が異なる第1単位プリズムが2種類以上含まれる構成とすることも可能である。このとき、各第1単位プリズムにおける高さ寸法及び幅寸法をランダム化すれば、モアレ抑制効果を得ることも可能となる。その場合、上記した実施形態2に記載した構成と組み合わせるようにすれば、第1プリズムシートの第1単位プリズムに係る傾斜角度をより小さくしても十分なモアレ抑制効果を得ることができ、そうなれば出射光に係る輝度をより高く維持することができる。
 (3)上記した各実施形態では、第2プリズムシートの第2単位プリズムにおける高さ寸法及び幅寸法(配列間隔)が全て等しくなるものを例示したが、高さ寸法と幅寸法(配列間隔)との少なくともいずれか一方が異なる第2単位プリズムが2種類以上含まれる構成とすることも可能である。
 (4)上記した各実施形態に係る図面に記載したもの以外にも、各プリズムシートにおける各基材の板厚や各単位プリズムの高さ寸法及び幅寸法(配列間隔)などの具体的な大きさについては適宜に変更可能である。同様に、導光板の板厚やレンチキュラーレンズ部のシリンドリカルレンズの高さ寸法及び幅寸法(配列間隔)などの具体的な大きさについても適宜に変更可能である。
 (5)上記した実施形態2では、第2プリズムシートの第2単位プリズムに対して第1単位プリズムが傾斜するよう第1プリズムシートの配置を変更した場合を示したが、第1プリズムシート及び第2プリズムシートの各単位プリズムを互いに並行させた上でこれらを液晶パネルの単位画素の配列(第1方向)に対して傾斜するように配置することも可能である。さらには、第1プリズムシート及び第2プリズムシートの各単位プリズムと、導光板のレンチキュラーレンズ部をなすシリンドリカルレンズとを並行させた上でこれらを液晶パネルの単位画素の配列に対して傾斜するように配置することも可能である。また、第1プリズムシートの第1単位プリズムに対して第2単位プリズムが傾斜するよう第2プリズムシートの配置を変更することも可能である。
 (6)上記した実施形態1,3以外にも、第1プリズムシートの第1単位プリズムにおける高さ寸法及び幅寸法(配列間隔)と、第2プリズムシートの第2単位プリズムにおける高さ寸法及び幅寸法との関係については適宜に変更可能である。例えば、第1単位プリズムにおける高さ寸法及び幅寸法と、第2単位プリズムにおける高さ寸法及び幅寸法とが互いに異なる設計を採ることも可能である。
 (7)上記した実施形態4以外にも、例えば第1プリズムシートについてのみ第1単位プリズムと第1基材とを同一材料により一体形成し、第2プリズムシートについては上記した実施形態1のように第2単位プリズムと第2基材とを別材料により形成することも可能である。逆に、第2プリズムシートについてのみ第2単位プリズムと第2基材とを同一材料により一体形成し、第1プリズムシートについては上記した実施形態1のように第1単位プリズムと第1基材とを別材料により形成することも可能である。
 (8)上記した各実施形態では、導光板の反対板面に、光を出射させるための反射部をなす単位反射部が溝状に形成された場合を示したが、例えば反射シートの表面に光を散乱反射させる単位反射部のパターンを印刷し、それらの単位反射部によって反射部を構成することも可能である。同様に、導光板の反対板面をフラットな形状としつつそこに光を散乱反射させる単位反射部のパターンを印刷し、それらの単位反射部によって反射部を構成することも可能である。
 (9)上記した各実施形態では、光学シートが2枚のプリズムシートのみからなる構成のものを示したが、他の光学シート(例えば拡散シートや反射型偏光シートなど)を追加することも可能である。
 (10)上記した各実施形態では、導光板の光入射面に沿ってLED基板が1枚配される構成のものを示したが、導光板の光入射面に沿ってLED基板が2枚以上並ぶ配置構成としたものも本発明に含まれる。
 (11)上記した各実施形態では、導光板における短辺側の一端面を光入射面とし、その光入射面に対してLED基板を対向状に配したものを示したが、導光板における長辺側の一端面を光入射面とし、その光入射面に対してLED基板を対向状に配したものも本発明に含まれる。その場合、各プリズムシートの各単位プリズム、及び導光板のレンチキュラーレンズ部のシリンドリカルレンズにおける延在方向を、導光板の短辺方向に一致させ、各単位プリズム及びシリンドリカルレンズの並列方向を、導光板の長辺方向に一致させればよい。
 (12)上記した(11)以外にも、導光板における短辺側の一対の端面をそれぞれ光入射面とし、各光入射面に対して一対のLED基板をそれぞれ対向状に配したものや、導光板における長辺側の一対の端面をそれぞれ光入射面とし、各光入射面に対して一対のLED基板をそれぞれ対向状に配したものも本発明に含まれる。
 (13)上記した各実施形態では、頂面発光型のLEDを用いた場合を示したが、LED基板に対する実装面に対して隣り合う側面が発光面とされる側面発光型のLEDを用いたものにも本発明は適用可能である。
 (14)上記した各実施形態では、タッチパネルのタッチパネルパターンとして投影型静電容量方式のものを例示したが、それ以外にも、表面型静電容量方式、抵抗膜方式、電磁誘導方式などのタッチパネルパターンを採用したものにも本発明は適用可能である。
 (15)上記した各実施形態に記載したタッチパネルに代えて、例えば、液晶パネルの表示面に表示される画像を視差により分離することで、立体画像(3D画像、三次元画像)として観察者に観察させるための視差バリアパターンを有する視差バリアパネル(スイッチ液晶パネル)を用いることも可能である。また、上記した視差バリアパネルとタッチパネルとを併用することも可能である。
 (16)上記した(15)に記載した視差バリアパネルにタッチパネルパターンを形成し、視差バリアパネルにタッチパネル機能を併有させることも可能である。
 (17)上記した各実施形態では、液晶表示装置に用いる液晶パネルの画面サイズを20インチ程度とした場合を例示したが、液晶パネルの具体的な画面サイズは20インチ以外にも適宜に変更可能である。特に画面サイズを数インチ程度とした場合には、スマートフォンなどの電子機器に用いるのが好適である。
 (18)上記した各実施形態では、液晶パネルが有するカラーフィルタの着色部をR,G,Bの3色としたものを例示したが、着色部を4色以上とすることも可能である。
 (19)上記した各実施形態では、光源としてLEDを用いたものを示したが、有機ELなどの他の光源を用いることも可能である。
 (20)上記した各実施形態では、フレームが金属製とされたものを示したが、フレームを合成樹脂製とすることも可能である。
 (21)上記した各実施形態では、カバーパネルとして化学強化処理を施した強化ガラスを用いた場合を示したが、風冷強化処理(物理強化処理)を施した強化ガラスを用いることも勿論可能である。
 (22)上記した各実施形態では、カバーパネルとして強化ガラスを用いたものを示したが、強化ガラスではない通常のガラス材(非強化ガラス)や合成樹脂材を用いることも勿論可能である。
 (23)上記した各実施形態では、液晶表示装置にカバーパネルを用いた場合を示したが、カバーパネルを省略することも可能である。同様にタッチパネルを省略することも可能である。
 (24)上記した各実施形態では、液晶表示装置が備えるバックライト装置としてエッジライト型のものを例示したが、直下型のバックライト装置を用いるようにしたものも本発明に含まれる。
 (25)上記した各実施形態では、液晶表示装置のスイッチング素子としてTFTを用いたが、TFT以外のスイッチング素子(例えば薄膜ダイオード(TFD))を用いた液晶表示装置にも適用可能であり、カラー表示する液晶表示装置以外にも、白黒表示する液晶表示装置にも適用可能である。
 10…液晶表示装置(表示装置)、11…液晶パネル(表示パネル)、11a,11b…基板、12…バックライト装置(照明装置)、17…LED(光源)、19…導光板、19a…光出射面、19b…光入射面、19c…反対板面(板面)、19d…反対端面(光入射面を含む一対の端面)、19e…側端面(光入射面を含まない一対の端面)、40…反射シート(反射部材)、40a…反射面、41…反射部、42…レンチキュラーレンズ部、42a…シリンドリカルレンズ、43,143,243,343…第1プリズムシート(第1異方性集光部)、43a,143a,243a,343a…第1単位プリズム、44,144,244,344…第2プリズムシート(第2異方性集光部)、44a,144a,244a,344a…第2単位プリズム、PX…単位画素(画素)、θv1…頂角、θv2…頂角

Claims (13)

  1.  光源と、
     方形の板状をなし、その外周端面のうち対辺をなす一対の端面の少なくともいずれか一方が前記光源と対向する光入射面とされるとともに、一方の板面が光を出射させる光出射面とされる導光板と、
     前記導光板における前記光出射面側に配され、前記導光板の前記外周端面のうち対辺をなすとともに前記光入射面を含まない一対の端面に沿う第1方向に沿って延在するシリンドリカルレンズを、前記導光板の前記外周端面のうち前記光入射面を含む前記一対の端面に沿う第2方向に沿って複数並列する形で配してなるレンチキュラーレンズ部と、
     前記レンチキュラーレンズ部に対して前記導光板側とは反対側に配され、前記第1方向に沿って延在する断面形状が略三角形の第1単位プリズムを、前記第2方向に沿って複数並列する形で配してなる第1異方性集光部と、
     前記レンチキュラーレンズ部と前記第1異方性集光部との間に介在する形で配され、前記第1方向に沿って延在する断面形状が略三角形の第2単位プリズムを、前記第2方向に沿って複数並列する形で配してなり、且つ前記第2単位プリズムの頂角が前記第1単位プリズムの頂角よりも大きなものとされる第2異方性集光部と、を備える照明装置。
  2.  前記第1異方性集光部は、前記第1単位プリズムの頂角が90°とされるのに対し、前記第2異方性集光部は、前記第2単位プリズムの頂角が92°~160°の範囲とされる請求項1記載の照明装置。
  3.  前記第2異方性集光部は、前記第2単位プリズムの頂角が97°~115°の範囲とされる請求項2記載の照明装置。
  4.  前記第2異方性集光部は、前記第2単位プリズムの頂角が100°~115°の範囲とされる請求項2または請求項3記載の照明装置。
  5.  前記第2異方性集光部は、前記第2単位プリズムの頂角が110°とされるのに対し、前記第1異方性集光部は、前記第1単位プリズムの頂角が78°~100°の範囲とされる請求項1記載の照明装置。
  6.  前記第1異方性集光部は、前記第1単位プリズムの頂角が82°~96°の範囲とされる請求項5記載の照明装置。
  7.  前記第1異方性集光部は、前記第1単位プリズムの頂角が90°とされるのに対し、前記第2異方性集光部は、前記第2単位プリズムの頂角が110°とされる請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の照明装置。
  8.  前記レンチキュラーレンズ部は、前記導光板の前記光出射面に一体に設けられている請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の照明装置。
  9.  前記導光板における前記光出射面とは反対側の板面と対向する反射面を有するとともに前記反射面にて前記導光板側からの光を反射する反射部材を備えており、
     前記導光板における前記光出射面とは反対側の板面と前記反射部材の前記反射面との少なくともいずれか一方には、光を前記光出射面から出射させるよう反射し、その面積が前記第1方向について前記光源から遠ざかるほど大きくなる反射部が設けられている請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の照明装置。
  10.  請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の照明装置と、前記照明装置からの光を利用して表示を行う表示パネルとを備える表示装置。
  11.  前記表示パネルは、前記第1方向及び前記第2方向に沿って複数ずつ行列状に並列配置される画素を有しており、前記第1異方性集光部は、前記第1単位プリズムの延在方向が、前記第1方向に対して15°以内の角度でもって傾斜する形で配されている請求項10記載の表示装置。
  12.  前記第1異方性集光部は、前記第1単位プリズムの延在方向が、前記第1方向に対して10°以内の角度でもって傾斜する形で配されている請求項11記載の表示装置。
  13.  前記表示パネルは、一対の基板間に液晶を封入してなる液晶パネルとされる請求項10から請求項12のいずれか1項に記載の表示装置。
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