JP7419066B2 - 光学部材、発光装置、表示装置および照明装置 - Google Patents

光学部材、発光装置、表示装置および照明装置 Download PDF

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Description

本開示は、入射光の配光調整を行う光学部材、ならびにこれを備えた発光装置、表示装置および照明装置に関する。
これまでに、入射光線を透過する際に、その透過光の配光特性を調整する光学部材として種々の技術が提案されている（例えば非特許文献１参照）。
LIGHT SHAPING DIFFUSER OVERVIEW、［平成２９年４月２１日検索］、インターネット＜URL：http://www.luminitco.com/products/light-shaping-diffusers＞
ところで、このような光学部材においては、簡素な構成でありながら所望の配光特性が得られることが望まれる。
したがって、簡素な構成でありながら所望の配光特性が得られる光学部材、ならびにそれを備えた発光装置、表示装置および照明装置を提供することが望ましい。
本開示の一実施形態としての光学部材は、第１の軸方向と直交する第１の面に沿って広がる第１の透明光学シートと、第１の軸方向において第１の光学シートと重なり合うように配置され、第１の面に沿って広がる第２の透明光学シートとを有する。第１の透明光学シートは、第１の軸方向に沿って進行する第１の入射光が第１の面に平行な第２の軸方向に沿った第１の方向へ屈折してなる第１の射出光を射出する第１の領域部分と、第１の軸方向に沿って進行する第２の入射光が第１の方向と反対向きの第２の方向へ屈折してなる第２の射出光を射出する第２の領域部分とが、第２の軸方向において交互に配置された構造を含む。第２の透明光学シートは、第１の軸方向に沿って進行する第３の入射光が第１の面に平行な第３の軸方向に沿った第３の方向へ屈折してなる第３の射出光を射出する第３の領域部分と、第１の軸方向に沿って進行する第４の入射光が第３の方向と反対向きの第４の方向へ屈折してなる第４の射出光を射出する第４の領域部分とが、第３の軸方向において交互に配置された構造を含む。ここで、第２の軸方向に対する第３の軸方向のなす角度は０°以上４５°未満である。
本開示の一実施形態としての光学部材では、簡素な構成でありながら、例えば第１の軸方向への集光性能が向上する。
本開示の一実施形態としての光学部材によれば、簡素な構成でありながら所望の配光特性が得られる。よって、この光学部材を備えた表示装置によれば、例えば優れた視野角特性を実現できる。また、この光学部材を備えた照明装置によれば、例えば配光方向による照明光の偏りを緩和するなど、照明光の指向性の調整が実現できる。
なお、本開示の効果はこれに限定されるものではなく、以下に記載のいずれの効果であってもよい。
本開示の第１の実施の形態に係る発光装置の全体構成例を表す斜視図である。 図１に示した光学部材の要部の構成を表す断面図である。 参考例としての光学部材を透過する光の経路を模式的に表す断面図である。 図１に示した発光装置における光源光の光強度分布などを表す特性図である。 図３Ａに示した参考例としての光学部材に入射した光の光強度分布を表す特性図である。 図１に示した光学部材からの射出光の光強度分布をなど表す特性図である。 図１に示した光学部材を透過する光の経路を模式的に表す断面図である。 図３に示した参考例としての光学部材における入射角と射出角との関係を表す特性図である。 図１に示した光学部材における入射角と射出角との関係を表す特性図である（透過モードＩ）。 図１に示した光学部材における入射角と射出角との関係を表す特性図である（透過モードII）。 図１に示した光学部材における入射角と射出角との関係を表す特性図である（全体）。 図１に示した光学部材における入射角と射出角との関係を表す他の特性図である（全体）。 図１に示した光学部材における入射角と射出角との関係を表す他の特性図である（全体）。 図１に示した光学部材における入射角と射出角との関係を表す他の特性図である（全体）。 図１に示した発光装置から射出される光の強度分布を表す特性図である。 本開示の第２の実施の形態に係る表示装置の外観を表す斜視図である。 図１３に示した本体部を分解して表す斜視図である。 図１４に示したパネルモジュールを分解して表す斜視図である。 本開示の表示装置を搭載したタブレット型端末装置の外観を表す斜視図である。 本開示の表示装置を搭載した他のタブレット型端末装置の外観を表す斜視図である。 本開示の発光ユニットを備えた第１の照明装置の外観を表す斜視図である。 本開示の発光ユニットを備えた第２の照明装置の外観を表す斜視図である。 本開示の発光ユニット装置を備えた第３の照明装置の外観を表す斜視図である。
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（発光装置）
射出面に凹凸構造がそれぞれ設けられた２つの透明光学シートを有する光学部材を備えた発光装置の例。
２．第２の実施の形態（液晶表示装置）
発光装置を備えた液晶表示装置の例。
３．表示装置の適用例
４．照明装置の適用例
５．その他の変形例
＜１．第１の実施の形態＞
［１．１ 発光装置１００の構成］
図１は、本開示の第１の実施の形態としての発光装置１００の全体構成例を表した斜視図である。この発光装置１００は、例えば、透過型の液晶パネルを背後から照明するバックライトとして、あるいは室内等において照明装置として用いられるものである。発光装置１００は、図１に示したように、例えば光源１と光学部材２とを有する。光源１は、例えば基板１Ａと、基板１Ａの上にマトリックス状に配列された複数の発光部１Ｂとを有する。光学部材２は、それら複数の発光部１Ｂと対向するように共通に配置された光学シート１０と、その光学シート１０から見て光源１と反対側に設けられた光学シート２０とを有する。なお、図１では、基板１Ａ上において複数の発光部１Ｂが互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向の双方に沿って配列されている例を示しているが、本開示はこれに限定されるものではない。また、発光部１Ｂと光学部材２との間に他の光学シートなどを設けるようにしてもよい。
本明細書では、光源１と光学部材２との距離方向をＺ軸方向（前後方向または厚さ方向）とし、基板１Ａおよび光学シート１０，２０の主面（最も広い面）における上下方向をＸ軸方向、左右方向をＹ軸方向とする。ここで、Ｚ軸方向が本開示の「第１の軸方向」に対応する一具体例であり、Ｘ軸方向が本開示の「第２の軸方向」に対応する一具体例である。また、Ｚ軸方向と直交するＸＹ面が本開示の「第１の面」に対応する一具体例である。
発光部１Ｂは、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）により構成される発光素子を有している。また、発光部１Ｂと光学部材２との間に他の光学シートを介在させるなどして、発光部１Ｂから発せられた光がランバート則に則って配光されるようになっているとよい。
［１．２ 光学部材２の構成］
先に述べたように、光学部材２は、Ｚ軸方向において互いに重なり合うように配置され、それぞれＸＹ面に沿って広がる光学シート１０および光学シート２０を有している。光学シート１０および光学シート２０は、いずれもＺ軸方向に厚みを有するプリズムシートと呼ばれるものであり、例えばガラスや比較的高い屈折率を有する熱可塑性樹脂などの透明体からなる。光学シート１０は、光学シート２０と反対側、すなわち光源１の複数の発光部１Ｂと向き合う面１０Ｓ１と、面１０Ｓ１と反対側であって光学シート２０と向き合う面１０Ｓ２とを有している。光学シート１０は、発光部１Ｂからの光が面１０Ｓ１から入射したのち、面１０Ｓ２から出射されるようになっている。光学シート２０は、光学シート１０の面１０Ｓ２と向き合う面２０Ｓ１と、面２０Ｓ１と反対側に設けられた面２０Ｓ２とを有している。光学シート２０は、光学シート１０を透過した光が面２０Ｓ１から入射したのち、面２０Ｓ２から出射されるようになっている。
ここで、光学シート１０が本開示の「第１の透明光学シート」に対応する一具体例であり、光学シート２０が本開示の「第２の透明光学シート」に対応する一具体例である。また、面１０Ｓ１が本開示の「第１の光入射面」に対応する一具体例であり、面２０Ｓ１が本開示の「第２の光入射面」に対応する一具体例である。
次に、図２を参照して、光学シート１０および光学シート２０における詳細な構成について説明する。図２は、発光装置１００のうちの光学部材２の一部を拡大して表す断面図
であり、図１に示したII－II線に沿った矢視方向の断面を表している。
図２に示したように、光学シート１０は、領域部分１１と領域部分１２とが、Ｘ軸方向において交互に配置された構造を含んでいる。具体的には、例えば面１０Ｓ１はＸＹ面に平行な平坦面である一方、面１０Ｓ２は、Ｘ軸方向に沿って複数並ぶ突起部Ｔ１を有している。各々の突起部Ｔ１は、例えばＹ軸方向を高さ方向として延在する三角柱状の部分であり、斜面Ｓ１と斜面Ｓ２とが頂角Ｖ１をなすように接する頂点Ｐ１を含んでいる。斜面Ｓ１は領域部分１１を占めており、斜面Ｓ２は領域部分１２を占めている。
同様に、光学シート２０は、領域部分２１と領域部分２２とが、Ｘ軸方向において交互に配置された構造を含んでいる。具体的には、例えば面２０Ｓ１はＸＹ面に平行な平坦面である一方、面２０Ｓ２は、Ｘ軸方向に沿って複数並ぶ突起部Ｔ２を有している。各々の突起部Ｔ２は、Ｙ軸方向を高さ方向として延在する三角柱状の部分であり、斜面Ｓ３と斜面Ｓ４とが頂角Ｖ２をなすように接する頂点Ｐ２を含んでいる。斜面Ｓ３は領域部分２１を占めており、斜面Ｓ４は領域部分２２を占めている。ここで、頂角Ｖ１は頂角Ｖ２よりも大きいとよい。また、頂角Ｖ１は９０°以上１３０°以下であり、頂角Ｖ２は９０°以上９５°以下であるとよい。
ここで、複数の領域部分１１は、いずれもＸ軸方向において実質的に同じ幅Ｗ１１を有し、複数の領域部分１２は、いずれもＸ軸方向において実質的に同じ幅Ｗ２を有しているとよい。すなわち、複数の領域部分１１および複数の領域部分１２は、Ｘ軸方向において一定のピッチ（幅Ｗ１＋幅Ｗ２）で配置されているとよい。同様に、複数の領域部分２１は、いずれもＸ軸方向において実質的に同じ幅Ｗ３を有し、複数の領域部分２２は、いずれもＸ軸方向において実質的に同じ幅Ｗ４を有しているとよい。すなわち、複数の領域部分２１および複数の領域部分２２は、Ｘ軸方向において一定のピッチ（幅Ｗ３＋幅Ｗ４）で配置されているとよい。なお、図２Ａでは、Ｘ軸方向における領域部分１１の位置とＸ軸方向における領域部分２１の位置とが一致している場合を例示しているが、本開示はこれに限定されるものではない。同様に、Ｘ軸方向における領域部分１２の位置とＸ軸方向における領域部分２２の位置とが一致している場合を例示しているが、本開示はこれに限定されるものではない。さらに、幅Ｗ１と幅Ｗ２とが一致してもよいし、異なっていてもよい。同様に、幅Ｗ３と幅Ｗ４とが一致してもよいし、異なっていてもよい。
光学シート１０における領域部分１１では、Ｚ軸方向に沿って進行する入射光Ｌ１１Ａが面１０Ｓ１から入射すると、Ｘ軸方向に沿った＋Ｘ方向へ屈折してなる射出光Ｌ１１Ｂが、面１０Ｓ２のうちの斜面Ｓ１から射出される。一方、光学シート１０における領域部分１２では、Ｚ軸方向に沿って進行する入射光Ｌ１２Ａが面１０Ｓ１から入射すると、－Ｘ方向へ屈折してなる射出光Ｌ１２Ｂが、面１０Ｓ２のうちの斜面Ｓ２から射出される。
ここで、入射光Ｌ１１Ａおよび入射光Ｌ１２Ａは、それぞれ、本開示の「第１の入射光」および「第２の入射光」に対応する一具体例である。
同様に、光学シート２０における領域部分２１では、Ｚ軸方向に沿って進行する入射光Ｌ２１Ａが面２０Ｓ１から入射すると、Ｘ軸方向に沿った＋Ｘ方向へ屈折してなる射出光Ｌ２１Ｂが、面２０Ｓ２のうちの斜面Ｓ３から射出される。一方、光学シート２０における領域部分２２では、Ｚ軸方向に沿って進行する入射光Ｌ２２Ａが面２０Ｓ１から入射すると、－Ｘ方向へ屈折してなる射出光Ｌ２２Ｂが、面２０Ｓ２のうちの斜面Ｓ４から射出される。
ここで、入射光Ｌ２１Ａおよび入射光Ｌ２２Ａは、それぞれ、本開示の「第３の入射光」および「第４の入射光」に対応する一具体例である。
［１．３ 発光装置１００の作用および効果］
発光装置１００では、発光部１Ｂの発光素子は点光源であるので、発光部１Ｂの発光素子から発せられた光源光は３６０°全方向に広がることとなる。その光源光はそのまま光学部材２へ直接入射し、あるいは他の光学シートなどを透過したのち、光学部材２へ入射することとなる。光学部材２へ入射した光は光学シート１０と光学シート２０とを順次透過したのち、光学シート２０の面２０Ｓ２から射出され、光学部材２から見て光源１と反対側において発光として観測される。
本実施の形態の発光装置１００では、いずれもＸＺ面内において入射光を屈折させて出射するプリズムシートである光学シート１０および光学シート２０をＺ軸方向において重ねるように配置している。このため、光源１から発せられる光源光のうちのより多くの成分を、正面方向（＋Ｚ方向）へ集光させることができる。
図３Ａは、参考例として、光学シート２０のみを用いた場合における光源光の経路を模式的に表したものである。光源１からの光源光＜１＞は、例えば図３Ｂに示したように、ランバート則に従う配光角度分布を有するものである。なお、図３Ｂは各光線の配光角度［deg］と光強度［－］との関係を模式的に表す特性図である。光源光＜１＞は、例えば
面２０Ｓ１から入射したのち斜面Ｓ３または斜面Ｓ４において全反射すると、戻り光＜２＞となって光源１側へ戻る場合がある。その戻り光＜２＞は、光源１の基板１Ａなどにおいて反射および拡散され、再度リサイクル光＜３＞となって光学部材２へ向かうこととなる。このリサイクル光＜３＞もまた、光源光＜１＞と同様にランバート則に従う配光角度分布を有するものであるが、その強度は光源光＜１＞の強度よりも小さい。光源光＜１＞の一部は、斜面Ｓ３および斜面Ｓ４において全反射せずに斜面Ｓ３および斜面Ｓ４を直接透過する直接出射光＜４＞となる。戻り光＜３＞は、最終的には、斜面Ｓ３および斜面Ｓ４において全反射せずに斜面Ｓ３および斜面Ｓ４を透過する成分となる。直接出射光＜４＞および戻り光＜３＞は、出射光＜４Ａ＞として発光装置１００の発光性能に寄与することとなる。図３Ｂに、出射光＜４Ａ＞についての配光角度と光強度との関係を併せて示す。また図３Ｃに、戻り光＜２＞、リサイクル光＜３＞および直接出射光＜４＞の各々の配光角度と光強度との関係を表す。また、光源光＜１＞の一部は、例えば斜面Ｓ３において全反射したのち、斜面Ｓ４を透過して＋Ｚ方向へ進行せずに＋Ｘ方向へ進行するなどして＋Ｚ方向への発光に寄与しない損失光＜６＞となってしまう。図３Ｂに示した光源光＜１＞と図３Ｃに示した出射光＜４＞との比較から、光源光＜１＞のうちの配光角度４５°を超える成分光については損失となっていることがわかる。
これに対し、本実施の形態の光学部材２では光学シート２０と光源１との間に光学シート１０を挿入するようにしたので、例えば図３Ｄに模式的に示したように、光源光＜１＞の損失を低減し、配光角度を狭めつつより高い強度の射出光＜５＞を得ることができる。
図４に、光学部材２を透過する光の経路を模式的に表す。図４において、ｎＡは光源１と光学シート１０との間の媒体（例えば空気）の屈折率であり、ｎＢは光学シート１０と光学シート２０との間の媒体（例えば空気）の屈折率であり、ｎＣは光学シート２０と観察者との間の媒体（例えば空気）の屈折率である。また、ｎ１は光学シート１０の屈折率であり、ｎ２は光学シート２０の屈折率である。また、α１，α２は光の入射角であり、β１，β２Ａ，β２Ｂは光の出射角である。但し、α２とβ１とは等しい。光学部材２を透過する光の経路には、透過モードＩと透過モードＩＩとが存在する。透過モードＩは、例えば斜面Ｓ２を透過した光が斜面Ｓ３を透過するように進行するものである。透過モードＩＩは、例えば斜面Ｓ２を透過した光が斜面Ｓ４を透過するように進行するものである。いずれのモードにおいても、光学シート１０における出射角β１は下記の式（１）により与えられる。
β１＝ａｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎｂ＊ｓｉｎ（π／１８０＊（（ａｒｃｓｉｎ（ｎａ／ｎ１＊ｓｉｎ（α１＊π／１８０）））＊１８０／π－（９０－θ１／２））））＊１８０／π＋（９０－θ１／２） ……（１）
一方、透過モードＩでの光学シート２０の出射角β２Ａは下記の式（２）により与えられる。
β２Ａ＝ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎｃ＊ｓｉｎ（π／１８０＊（（ａｒｃｓｉｎ（ｎｂ／ｎ２＊ｓｉｎ（α２＊π／１８０）））＊１８０／π＋（９０－θ２／２））））＊１８０／π－（９０－θ２／２） ……（２）
また、透過モードＩＩでの光学シート２０の出射角β２Ｂは下記の式（３）により与えられる。
β２Ｂ＝ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎｃ＊ｓｉｎ（π／１８０＊（（ａｒｃｓｉｎ（ｎｂ／ｎ２＊ｓｉｎ（α２＊π／１８０）））＊１８０／π－（９０－θ２／２））））＊１８０／π＋（９０－θ２／２） ……（３）
図５は、参考例として、光学シート１０を用いずに光学シート２０のみを用いた場合における光源光の経路を模式的に表すと共に、光学シート２０に入射する光の入射角［deg］と光学シート２０から出射する光の出射角［deg］との関係を表したものである。図５では、正面方向（＋Ｚ方向）を基準（０°）として＋Ｘ方向に傾いた角度を正、－Ｘ方向に傾いた角度を負として入射角および出射角を表している。図５に示したように、－９０°～＋５°付近の入射角では斜面Ｓ３または斜面Ｓ４において全反射が生じ、出射光が現れない。入射角が＋５°のときには出射角が－４０°の出射光が現れる。入射角が＋５°から大きくなるほど出射光が徐々に正面方向へ向き、入射角２５°付近で＋Ｚ方向への出射光となる。その後、入射角が＋９０°に至るまで、出射光は＋Ｘ方向へ徐々に傾いていくことがわかる。このように、光学シート１０を用いずに光学シート２０のみを用いた場合には、入射角が＋５°～＋９０°の範囲のときにのみ、出射角－４０°～＋４０°の範囲の出射光が現れる。この出射光が図３Ｃで説明した出射光＜４＞に相当する。
図６は、本実施の形態における光学部材２を用いた場合のうち、図４で説明した透過モードＩにおける光源光の経路を模式的に表すと共に、光学シート１０に入射する光の入射角［deg］と光学シート２０から出射する光の出射角［deg］との関係を表したものである。ここでは、頂角Ｖ１を１２０°とし、頂角Ｖ２を９０°とし、光学シート１０および光学シート２０の屈折率ｎ１，ｎ２はいずれも１．４８とした。図６に示したように、－９０°～－１８°未満の入射角では光学シート１０の斜面Ｓ１または斜面Ｓ２において全反射が生じ、出射光が現れない。入射角が－１８°のときには出射角が－３０°程度の出射光が現れる。入射角が－１８°から大きくなるほど出射光が徐々に正面方向へ向き、入射角－５°付近で＋Ｚ方向への出射光となる。その後、入射角が＋１１°に至るまで、出射光は＋Ｘ方向へ徐々に傾いていくことがわかる。入射角が約＋１１°を超えると、光学シート２０の斜面Ｓ３または斜面Ｓ４において全反射が生じ、再び出射光が現れない。
図７は、本実施の形態における光学部材２を用いた場合のうち、図４で説明した透過モードＩＩにおける光源光の経路を模式的に表すと共に、光学シート１０に入射する光の入射角［deg］と光学シート２０から出射する光の出射角［deg］との関係を表したものである。この場合も、頂角Ｖ１を１２０°とし、頂角Ｖ２を９０°とし、光学シート１０および光学シート２０の屈折率ｎ１，ｎ２はいずれも１．４８とした。図７に示したように、－９０°～＋１８°未満の入射角では光学シート１０の斜面Ｓ１もしくは斜面Ｓ２、または光学シート２０の斜面Ｓ３もしくは斜面Ｓ４において全反射が生じ、出射光が現れない。入射角が＋１８°のときには出射角が－３０°程度の出射光が現れる。入射角が＋１８°から大きくなるほど出射光が徐々に正面方向へ向き、入射角＋４０°付近で＋Ｚ方向への出射光となる。その後、入射角が＋９０°に至るまで、出射光は＋Ｘ方向へ徐々に傾いていくことがわかる。
図８は、図６に示した透過モードＩにおける曲線と、図７に示した透過モードＩＩにおける曲線とを重ねて表したものである。このように、光学部材２を用いた場合には、入射角が－１８°～＋１１°および＋１８°～＋９０°の範囲であるときに、出射角－４０°～＋２５°の範囲の出射光が現れる。すなわち、図５の場合と比べて、より広い入射角の光を出射光として正面方向へ出射することができる。このように、本実施の形態の発光装置１００によれば、正面輝度の向上および入射光の利用効率の向上を図ることができる。図６および図７において示した出射光が図３Ｄで説明した出射光＜５＞に相当する。
ところで、図８の例では、矢印８Ｐ１で示したように、入射角が０°付近の入射光が僅かに傾いた出射角を有する出射光として現れることとなっている。また、矢印８Ｐ２で示したように、入射角が＋１１°～＋１８°付近の入射光は透過モードＩおよび透過モードＩＩのいずれであっても透過しないこととなっている。したがって、これらを改善することができれば、正面輝度のさらなる向上や、入射光の利用効率のさらなる向上を図ることができる。
本実施の形態の光学部材２では、例えば頂角Ｖ１および頂角Ｖ２を調整することにより、正面輝度のさらなる向上や、入射光の利用効率のさらなる向上を図ることができる。図９は、頂角Ｖ１を１１０°とし、頂角Ｖ２を９５°としたときの光学シート１０に入射する光の入射角［deg］と光学シート２０から出射する光の出射角［deg］との関係を表したものである。
図９の例では、入射角が０°のときの出射角が０°となっているうえ、入射角が－１１°～＋９０°の範囲であるときに、出射角－４０°～＋２５°の範囲の出射光が現れる。
図１０は、頂角Ｖ１を９０°～１２０°の範囲で変化させ、頂角Ｖ２を９０°に固定としたときの光学シート１０に入射する光の入射角［deg］と光学シート２０から出射する光の出射角［deg］との関係を表したものである。図１１は、頂角Ｖ１を１２０°に固定し、頂角Ｖ２を９０°～９５°の範囲で変化させたときの光学シート１０に入射する光の入射角［deg］と光学シート２０から出射する光の出射角［deg］との関係を表したものである。このように、頂角Ｖ１および頂角Ｖ２を調整することのみにより、光学部材２における入射角と出射角との最適化を簡便に図ることができる。
図１２は、出射角と光強度との関係を表した特性図である。曲線Ｃ１２Ａは光源１から出射される光源光の強度分布を表している。曲線Ｃ１２Ｂは光源光を光学シート２０のみ透過させたときに得られる光の強度分布を表している（図５に対応）。曲線Ｃ１２Ｃ，Ｃ１２Ｄは、それぞれ、光源光を、光学シート１０と光学シート２０とを順次透過させたときに得られる光の強度分布を表している（それぞれ図８，図９に対応）。図１２に示したように、曲線Ｃ１２Ｃ，Ｃ１２Ｄでは、曲線Ｃ１２Ａおよび曲線Ｃ１２Ｂと比較して、出射角の広がりが抑制されつつ、光強度が向上していることがわかる。
このように、本実施の形態では、光学シート１０と光学シート２０とが積層された光学部材２を有するようにしたので、簡素な構成でありながら所望の配光特性が得られる。すなわち、例えば散乱光である入射光を正面方向へ配光させ、正面輝度の向上および入射光の利用効率の向上を図ることができる。
＜２．第２の実施の形態＞
図１３は、本技術の第３の実施の形態に係る表示装置１０１の外観を表したものである。この表示装置１０１は、発光装置１００を備え、例えば薄型テレビジョン装置として用いられるものであり、画像表示のための平板状の本体部１０２をスタンド１０３により支持した構成を有している。なお、表示装置１０１は、スタンド１０３を本体部１０２に取付けた状態で、床，棚または台などの水平面に載置して据置型として用いられるが、スタンド１０３を本体部１０２から取り外した状態で壁掛型として用いることも可能である。
図１４は、図１３に示した本体部１０２を分解して表したものである。本体部１０２は、例えば、前面側（視聴者側）から、前部外装部材（ベゼル）１１１，パネルモジュール１１２および後部外装部材（リアカバー）１１３をこの順に有している。前部外装部材１１１は、パネルモジュール１１２の前面周縁部を覆う額縁状の部材であり、下方には一対のスピーカー１１４が配置されている。パネルモジュール１１２は前部外装部材１１１に固定され、その背面には電源基板１１５および信号基板１１６が実装されると共に取付金具１１７が固定されている。取付金具１１７は、壁掛けブラケットの取付、基板等の取付およびスタンド１０３の取付のためのものである。後部外装部材１１３は、パネルモジュール１１２の背面および側面を被覆している。
図１５は、図１４に示したパネルモジュール１１２を分解して表したものである。パネルモジュール１１２は、例えば、前面側（視聴者側）から、第２の光学部材としての光学部材３、前部筐体（トップシャーシ）１２１，液晶パネル１２２，枠状部材（ミドルシャーシ）１２３，第１の光学部材としての光学部材２，光源１，後部筐体（バックシャーシ）１２４およびタイミングコントローラ基板１２７をこの順に有している。光学部材２および光源１により発光装置１００が構成されている。光学部材３は、液晶パネル１２２から見て光学部材２と反対側に設けられており、液晶パネル１２２から入射する画像光を、その画像光の入射角度範囲よりも広い出射角度範囲で液晶パネル１２２と反対側（視聴者側）に出射するものである。光学部材３は、例えばランバート則に従う光線強度配光特性に近似した光線強度配光特性を有するものが好ましい。そのような光学部材３を設けることで、この表示装置１０１は、視野角の違いによる輝度の偏りを緩和し、どの方位から見てもほぼ一定の輝度を有する画像が視認できるようになるからである。
前部筐体１２１は、液晶パネル１２２の前面周縁部を覆う枠状の金属部品である。液晶パネル１２２は、例えば、液晶セル１２２Ａと、ソース基板１２２Ｂと、これらを接続するＣＯＦ（Chip On Film）などの可撓性基板１２２Ｃとを有している。枠状部材１２３は、液晶パネル１２２を保持する枠状の樹脂部品である。後部筐体１２４は、液晶パネル１２２，枠状部材１２３および発光装置１００を収容する、鉄（Ｆｅ）等よりなる金属部品である。タイミングコントローラ基板１２７もまた、後部筐体１２４の背面に実装されている。
この表示装置１０１では、発光装置１００からの光が液晶パネル１２２により選択的に透過されることにより、画像表示が行われる。ここでは、第１の実施の形態で説明したように、配光特性に優れ、発光効率が向上した発光装置１００を備えているので、表示装置１０１の表示品質の向上が期待できる。
＜３．表示装置の適用例＞
以下、上記のような表示装置１０１の電子機器への適用例について説明する。電子機器としては、例えばテレビジョン装置，デジタルカメラ，ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラ等が挙げられる。言い換えると、上記表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
図１６Ａは、上記実施の形態の表示装置１０１が適用されるタブレット型端末装置の外観を表したものである。図１６Ｂは、上記実施の形態の表示装置１０１が適用される他のタブレット型端末装置の外観を表したものである。これらのタブレット型端末装置は、いずれも、例えば表示部２１０および非表示部２２０を有しており、この表示部２１０が上記実施の形態の表示装置１０１により構成されている。
＜４．照明装置の適用例＞
図１７および図１８は、上記実施の形態の発光装置１００などが適用される卓上用の照明装置の外観を表したものである。この照明装置は、例えば、基台８４１に設けられた支柱８４２に、照明部８４３を取り付けたものであり、この照明部８４３は、発光装置１００などにより構成されている。照明部８４３は、基板１Ａおよび光学部材２などを湾曲形状とすることにより、図１７に示した筒状、または図１８に示した曲面状など、任意の形状とすることが可能である。
図１９は、上記実施の形態の発光装置１００などが適用される室内用の照明装置の外観を表したものである。この照明装置は、発光装置１００などにより構成された照明部８４４を有している。照明部８４４は、建造物の天井８５０Ａに適宜の個数および間隔で配置されている。なお、照明部８４４は、用途に応じて、天井８５０Ａに限らず、壁８５０Ｂまたは床（図示せず）など任意の場所に設置することが可能である。
これらの照明装置では、発光装置１００などからの光により、照明が行われる。ここでは発光効率に優れ、所望の配光特性が得られる発光装置１００を備えているので、照明品質が向上する。
＜５．その他の変形例＞
以上、実施の形態および変形例を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態において説明した光学シートの突起部の頂角や屈折率などは、上記したものに限定されるものではない。
また、上記の実施の形態等では、光学シート１０の突起部Ｔ１の延在方向と光学シート２０の突起部Ｔ２の延在方向とが実質的に一致している場合について説明したが、それらの相対角度は０°以上４５°未満であればよい。光学シート１０の突起部Ｔ１の延在方向と光学シート２０の突起部Ｔ２の延在方向とを異ならせることにより、すなわちＸＹ面内における上記相対角度を０°よりも大きくすることで、干渉縞の発生を回避しやすくなる。
また、上記の実施の形態等では、光学シート１０の面１０Ｓ２に突起部Ｔ１を設けると共に光学シート２０の面２０Ｓ２に突起部Ｔ２を設けるなどして入射光を屈折させるようにしたが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば第１の透明光学シートとして、第１の領域部分に形成された第１のドットパターンと、第２の領域部分に形成された第２のドットパターンとを有する第１の回折レンズを用い、第２の透明光学シートとして、第３の領域部分に形成された第３のドットパターンと、第４の領域部分に形成された第４のドットパターンとを有する第２の回折レンズを用いるようにしてもよい。すなわち、光学的作用を生じるものであれば、物理的な起伏を設けたものに限定されない。
また、上記の実施の形態等では、第１の頂角（頂角Ｖ１）が９０°以上１３０°以下であり、第２の頂角（頂角Ｖ２）が９０°以上９５°以下である場合を例示して説明したが、本発明は、第１の頂角および第２の頂角がこれに限定されるものではない。例えば第１の頂角を１７５°～１６０°程度としてもよい。そのような大きな角度とすることで集光の度合いを軽微とし、出射光の強度分布における半値幅をさほど狭くせず、正面輝度を数パーセント程度向上させるような使い方も可能である。
なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であってその記載に限定されるものではなく、他の効果があってもよい。また、本技術は以下のような構成を取り得るものである。
（１）
第１の軸方向と直交する第１の面に沿って広がる第１の透明光学シートと、
前記第１の軸方向において前記第１の透明光学シートと重なり合うように配置され、前記第１の面に沿って広がる第２の透明光学シートと
を有し、
前記第１の透明光学シートは、前記第１の軸方向に沿って進行する第１の入射光が前記第１の面に平行な第２の軸方向に沿った第１の方向へ屈折してなる第１の射出光を射出する第１の領域部分と、前記第１の軸方向に沿って進行する第２の入射光が前記第１の方向と反対向きの第２の方向へ屈折してなる第２の射出光を射出する第２の領域部分とが、前記第２の軸方向において交互に配置された構造を含み、
前記第２の透明光学シートは、前記第１の軸方向に沿って進行する第３の入射光が前記第１の面に平行な第３の軸方向に沿った第３の方向へ屈折してなる第３の射出光を射出する第３の領域部分と、前記第１の軸方向に沿って進行する第４の入射光が前記第３の方向と反対向きの第４の方向へ屈折してなる第４の射出光を射出する第４の領域部分とが、前記第３の軸方向において交互に配置された構造を含み、
前記第２の軸方向に対する前記第３の軸方向のなす角度は０°以上４５°未満である
光学部材。
（２）
前記角度は０°よりも大きい
上記（１）記載の光学部材。
（３）
複数の前記第１の領域部分は、いずれも、前記第２の軸方向において実質的に同じ第１の幅を有し、
複数の前記第２の領域部分は、いずれも、前記第２の軸方向において実質的に同じ第２の幅を有し、
前記複数の第１の領域部分および前記複数の第２の領域部分は、前記第２の軸方向において第１のピッチで配置され、
複数の前記第３の領域部分は、いずれも、前記第２の軸方向において実質的に同じ第３の幅を有し、
複数の前記第４の領域部分は、いずれも、前記第２の軸方向において実質的に同じ第４の幅を有し、
前記複数の第３の領域部分および前記複数の第４の領域部分は、前記第２の軸方向において第２のピッチで配置されている
上記（１）または（２）記載の光学部材。
（４）
前記第１の透明光学シートは、前記第２の透明光学シートと向き合う側に、前記第１の領域部分を占める第１の斜面と前記第２の領域部分を占める第２の斜面とが第１の頂角をなすように接する第１の頂点を含む第１の突起部を複数有し、
前記第２の透明光学シートは、前記第１の透明光学シートと反対側に、前記第３の領域部分を占める第３の斜面と前記第４の領域部分を占める第４の斜面とが第２の頂角をなすように接する第２の頂点を含む第２の突起部を複数有する
上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の光学部材。
（５）
前記第１の頂角は前記第２の頂角よりも大きい
上記（４）記載の光学部材。
（６）
前記第１の頂角は９０°以上１３０°以下であり、
前記第２の頂角は９０°以上９５°以下である
上記（４）または（５）記載の光学部材。
（７）
前記第１の透明光学シートは、前記第２の透明光学シートと反対側に、第１の光入射面を有し、
前記第２の透明光学シートは、前記第１の透明光学シートと向き合う側に、第２の光入射面を有する
上記（４）から（６）のいずれか１つに記載の光学部材。
（８）
前記第１の透明光学シートは、前記第１の領域部分に形成された第１のドットパターンと、前記第２の領域部分に形成された第２のドットパターンとを有する第１の回折レンズであり、
前記第２の透明光学シートは、前記第３の領域部分に形成された第３のドットパターンと、前記第４の領域部分に形成された第４のドットパターンとを有する第２の回折レンズである
上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の光学部材。
（９）
光源と、光学部材とを備え、
前記光学部材は、
第１の軸方向と直交する第１の面に沿って広がる第１の透明光学シートと、
前記第１の軸方向において前記第１の透明光学シートと重なり合うように配置され、前記第１の面に沿って広がる第２の透明光学シートと
を有し、
前記第１の透明光学シートは、前記第１の軸方向に沿って進行する前記光源からの第１の入射光が前記第１の面に平行な第２の軸方向に沿った第１の方向へ屈折してなる第１の射出光を射出する第１の領域部分と、前記第１の軸方向に沿って進行する前記光源からの第２の入射光が前記第１の方向と反対向きの第２の方向へ屈折してなる第２の射出光を射出する第２の領域部分とが、前記第２の軸方向において交互に配置された構造を含み、
前記第２の透明光学シートは、前記第１の軸方向に沿って進行する前記光源からの第３の入射光が前記第１の面に平行な第３の軸方向に沿った第３の方向へ屈折してなる第３の射出光を射出する第３の領域部分と、前記第１の軸方向に沿って進行する前記光源からの第４の入射光が前記第３の方向と反対向きの第４の方向へ屈折してなる第４の射出光を射出する第４の領域部分とが、前記第３の軸方向において交互に配置された構造を含み、
前記第２の軸方向に対する前記第３の軸方向のなす角度は０°以上４５°未満である
発光装置。
（１０）
光源と、第１の光学部材と、液晶パネルとを順に備え、
前記第１の光学部材は、
第１の軸方向と直交する第１の面に沿って広がる第１の透明光学シートと、
前記第１の軸方向において前記第１の透明光学シートと重なり合うように配置され、前記第１の面に沿って広がる第２の透明光学シートと
を有し、
前記第１の透明光学シートは、前記第１の軸方向に沿って進行する前記光源からの第１の入射光が前記第１の面に平行な第２の軸方向に沿った第１の方向へ屈折してなる第１の射出光を前記液晶パネルへ向けて射出する第１の領域部分と、前記第１の軸方向に沿って進行する前記光源からの第２の入射光が前記第１の方向と反対向きの第２の方向へ屈折してなる第２の射出光を前記液晶パネルへ向けて射出する第２の領域部分とが、前記第２の
軸方向において交互に配置された構造を含み、
前記第２の透明光学シートは、前記第１の軸方向に沿って進行する前記光源からの第３の入射光が前記第１の面に平行な第３の軸方向に沿った第３の方向へ屈折してなる第３の射出光を前記液晶パネルへ向けて射出する第３の領域部分と、前記第１の軸方向に沿って進行する前記光源からの第４の入射光が前記第３の方向と反対向きの第４の方向へ屈折してなる第４の射出光を前記液晶パネルへ向けて射出する第４の領域部分とが、前記第３の軸方向において交互に配置された構造を含み、
前記第２の軸方向に対する前記第３の軸方向のなす角度は０°以上４５°未満である
表示装置。
（１１）
前記液晶パネルから見て前記第１の光学部材と反対側に第２の光学部材をさらに備え、
前記第２の光学部材は、前記液晶パネルから入射する画像光を、前記画像光の入射角度範囲よりも広い出射角度範囲で前記液晶パネルと反対側に出射する
上記（１０）記載の表示装置。
（１２）
光源と、光学部材とを有する発光装置を備え、
前記光学部材は、
第１の軸方向と直交する第１の面に沿って広がる第１の透明光学シートと、
前記第１の軸方向において前記第１の透明光学シートと重なり合うように配置され、前記第１の面に沿って広がる第２の透明光学シートと
を有し、
前記第１の透明光学シートは、前記第１の軸方向に沿って進行する前記光源からの第１の入射光が前記第１の面に平行な第２の軸方向に沿った第１の方向へ屈折してなる第１の射出光を射出する第１の領域部分と、前記第１の軸方向に沿って進行する前記光源からの第２の入射光が前記第１の方向と反対向きの第２の方向へ屈折してなる第２の射出光を射出する第２の領域部分とが、前記第２の軸方向において交互に配置された構造を含み、
前記第２の透明光学シートは、前記第１の軸方向に沿って進行する前記光源からの第３の入射光が前記第１の面に平行な第３の軸方向に沿った第３の方向へ屈折してなる第３の射出光を射出する第３の領域部分と、前記第１の軸方向に沿って進行する前記光源からの第４の入射光が前記第３の方向と反対向きの第４の方向へ屈折してなる第４の射出光を射出する第４の領域部分とが、前記第３の軸方向において交互に配置された構造を含み、
前記第２の軸方向に対する前記第３の軸方向のなす角度は０°以上４５°未満である
照明装置。
本出願は、日本国特許庁において２０１７年５月３１日に出願された日本特許出願番号２０１７－１０８３３７号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (2)

  1. 光源と、第１の光学部材と、液晶パネルとを順に備え、
    前記第１の光学部材は、
    第１の軸方向と直交する第１の面に沿って広がる第１の透明光学シートと、
    前記第１の軸方向において前記第１の透明光学シートと重なり合うように配置され、前記第１の面に沿って広がる第２の透明光学シートと
    を有し、
    前記第１の透明光学シートは、前記第１の軸方向に沿って進行する前記光源からの第１の入射光が前記第１の面に平行な第２の軸方向に沿った第１の方向へ屈折してなる第１の射出光を前記液晶パネルへ向けて射出する第１の領域部分と、前記第１の軸方向に沿って進行する前記光源からの第２の入射光が前記第１の方向と反対向きの第２の方向へ屈折してなる第２の射出光を前記液晶パネルへ向けて射出する第２の領域部分とが、前記第２の軸方向において交互に配置された構造を含み、
    前記第２の透明光学シートは、前記第１の軸方向に沿って進行する前記光源からの第３の入射光が前記第１の面に平行な第３の軸方向に沿った第３の方向へ屈折してなる第３の射出光を前記液晶パネルへ向けて射出する第３の領域部分と、前記第１の軸方向に沿って進行する前記光源からの第４の入射光が前記第３の方向と反対向きの第４の方向へ屈折してなる第４の射出光を前記液晶パネルへ向けて射出する第４の領域部分とが、前記第３の軸方向において交互に配置された構造を含み、
    前記第２の軸方向に対する前記第３の軸方向のなす角度は０°よりも大きく４５°未満であり、
    ランバート則に従う光線強度配光特性を有する
    表示装置。
  2. 前記液晶パネルから見て前記第１の光学部材と反対側に第２の光学部材をさらに備え、
    前記第２の光学部材は、前記液晶パネルから入射する画像光を、前記画像光の入射角度範囲よりも広い出射角度範囲で前記液晶パネルと反対側に出射する
    請求項１記載の表示装置。
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