JP7504141B2 - 照明装置及び表示装置 - Google Patents

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Description

本明細書が開示する技術は、照明装置及び表示装置に関する。
従来、液晶表示装置に備わる照明装置の一例として下記特許文献1に記載された面状照明装置が知られている。特許文献1に記載の面状照明装置は、ルーバーの入射面および出射面の少なくとも一方の、遮光体の端面に対向する位置に、光の進行方向を変える光路変更手段を備える。ルーバーの入射面側に設けた光路変更手段は、光源部からルーバーの遮光体の端面に入射し吸収されていた光の進行方向を変えて、ルーバーの光透過層に導く。
特開2016-110854号公報
上記した特許文献1に記載されたような面状照明装置において、サイドローブ光が生じないようルーバーによって光の出射角度を過度に制限すると、出射光の輝度分布が不均一になることが懸念される。すなわち、面状照明装置の中央側部分では出射光の輝度が高いものの、両端側部分では出射光の輝度が著しく低くなるおそれがある。
本明細書に記載の技術は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、輝度分布の均一化を図ることを目的とする。
(1)本明細書に記載の技術に関わる照明装置は、第1方向に沿う一方の主面である第1入光主面と、前記第1方向に沿う他方の主面である第1出光主面と、前記第1方向に間隔を空けて配される2つの第1遮光部と、2つの前記第1遮光部の間に配される第1透光部と、を有する第1シートと、前記第1方向に沿い前記第1出光主面と対向する一方の主面である第2入光主面と、前記第1方向に沿う他方の主面である第2出光主面と、前記第2入光主面または前記第2出光主面に配される第1レンズと、を有する第2シートと、前記第1方向に沿い前記第2出光主面と対向する一方の主面である第3入光主面と、前記第1方向に沿う他方の主面である第3出光主面と、前記第1方向に間隔を空けて配される2つの第2遮光部と、2つの前記第2遮光部の間に配される第2透光部と、を有する第3シートと、を備え、前記第1レンズは、前記第2シートにおける前記第1方向の端側から中央側に向かって立ち上がる傾斜の第1斜面を有し、前記第3シートは、前記第2透光部の幅を高さにて除した比率が、前記第1透光部の幅を高さにて除した比率よりも大きい。
(2)また、上記照明装置は、上記(1)に加え、前記第1レンズは、前記第1方向に複数並んで配され、複数の前記第1レンズには、中央側レンズと、前記第2シートにおいて前記中央側レンズよりも前記第1方向の端側に位置する端側レンズと、が含まれ、前記端側レンズの前記第1斜面が前記第1方向に対してなす角度は、前記中央側レンズの前記第1斜面が前記第1方向に対してなす角度よりも大きくてもよい。
(3)また、上記照明装置は、上記(2)に加え、複数の前記第1レンズは、前記第2シートにおける前記第1方向の中央側から端側に向かって立ち上がる傾斜の第2斜面をそれぞれ有してもよい。
(4)また、上記照明装置は、上記(3)に加え、前記中央側レンズの前記第1斜面と前記第2斜面とがなす角度である頂角は、前記端側レンズの前記頂角と等しく、前記端側レンズの前記第2斜面が前記第1方向に対してなす角度は、前記中央側レンズの前記第2斜面が前記第1方向に対してなす角度よりも小さくてもよい。
(5)また、上記照明装置は、上記(4)に加え、複数の前記第1レンズは、前記第1斜面が前記第1方向に対してなす角度が、0°~24°の範囲とされ、前記第2斜面が前記第1方向に対してなす角度が、46°~70°の範囲とされてもよい。
(6)また、上記照明装置は、上記(1)から上記(5)のいずれかに加え、前記第1レンズは、前記第2入光主面に配され、前記第2シートは、前記第2出光主面が、前記第3シートの前記第3入光主面に取り付けられてもよい。
(7)また、上記照明装置は、上記(1)から上記(5)のいずれかに加え、前記第1レンズは、前記第2出光主面に配され、前記第2シートは、前記第2入光主面が、前記第1シートの前記第1出光主面に取り付けられてもよい。
(8)また、上記照明装置は、上記(1)から上記(7)のいずれかに加え、第1光源と、前記第1光源に対して前記第1方向に沿って並ぶ第1導光板と、前記第1導光板に対して出光側に配される第1プリズムシートであって、前記第1方向に沿って複数が並んで配されていて前記第1方向と前記第1導光板の主面の法線方向との双方と直交する第2方向に沿って延在する第1プリズムを有する第1プリズムシートと、前記第1プリズムシートに対して出光側に配される第2プリズムシートであって、前記第1方向に沿って複数が並んで配されていて前記第2方向に沿って延在する第2プリズムを有する第2プリズムシートと、を備え、前記第1導光板は、外周端面の少なくとも一部が前記第1光源と対向する第1入光端面とされ、一方の主面が光を出射させる第4出光主面とされ、前記第2プリズムシートは、出光側の主面が、前記第1シートの前記第1入光主面と対向して配され、前記第1プリズムは、前記第1プリズムシートにおける前記第1方向の前記第1光源側からその反対側に向かって立ち上がる傾斜の第3斜面と、前記第1プリズムシートにおける前記第1方向の前記第1光源とは反対側から前記第1光源側に向かって立ち上がる傾斜の第4斜面と、を有し、前記第2プリズムは、前記第2プリズムシートにおける前記第1方向の前記第1光源側からその反対側に向かって立ち上がる傾斜の第5斜面と、前記第2プリズムシートにおける前記第1方向の前記第1光源とは反対側から前記第1光源側に向かって立ち上がる傾斜の第6斜面と、を有し、前記第2プリズムにおいて前記第5斜面が前記第1方向に対してなす角度が、前記第1プリズムにおいて前記第3斜面が前記第1方向に対してなす角度よりも小さくてもよい。
(9)また、上記照明装置は、上記(8)に加え、第2光源と、前記第2光源に対して前記第1方向に沿って並ぶ第2導光板と、を備え、前記第2導光板は、外周端面の少なくとも一部が前記第2光源と対向する第2入光端面とされ、一方の主面が光を出射させる第5出光主面とされ、他方の主面が前記第3出光主面と対向して第2レンズが設けられる反対主面とされ、前記第2レンズは、前記第2導光板における前記第1方向の前記第2光源とは反対側から前記第2光源側に向かって立ち上がる傾斜の第7斜面を有してもよい。
(10)本明細書に記載の技術に関わる表示装置は、上記(1)から上記(9)のいずれか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。
本明細書に記載の技術によれば、輝度分布の均一化を図ることができる。
実施形態1に係る液晶表示装置の側断面図 液晶表示装置に備わるバックライト装置の側断面図 バックライト装置の正断面図 バックライト装置を構成する第1導光板を第1反対主面側から視た斜視図 第1導光板の第1反対主面における構成を示す底面図 バックライト装置を構成する第1ルーバー、リニアフレネルレンズシート及び第2ルーバーを示す側断面図 リニアフレネルレンズシートにおけるX軸方向の位置と、第1レンズの傾斜角度θ1及び傾斜角度θ2と、の関係を示すグラフ 比較実験1の実験結果を示す表 実証実験1における傾斜角度θ2が40°~59°での実験結果を示すグラフ 実証実験1における傾斜角度θ2が60°~80°での実験結果を示すグラフ 実証実験1における-20°~-45°の角度範囲の光の比率と、傾斜角度θ2と、の関係を示すグラフ 乗用車の助手席の前に設置された液晶表示装置における正面方向に対するX軸方向の角度を説明するための図 実施形態2に係るバックライト装置の側断面図 実施形態3に係るバックライト装置の側断面図 実施形態4に係るバックライト装置の側断面図 実施形態5に係る液晶表示装置の側断面図
<実施形態1>
実施形態1を図1から図12によって説明する。本実施形態では、液晶表示装置(表示装置)10を例示する。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2及び図3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、画像を表示する液晶パネル(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に向けて表示に用いられる光を照射するバックライト装置(照明装置)12と、を備える。本実施形態では、車載用の液晶表示装置10を例示する。車載用の液晶表示装置10は、例えば画像として地図などを表示するカーナビゲーションシステム、画像として地図などに加えてエアコンなどの機器の運転状況などを表示するマルチファンクションディスプレイ、画像として計器類や警告などを表示するインスツルメンツパネル、画像として地図などに加えてテレビ画像やオーディオ情報などを表示するインフォテインメントシステムなどに搭載される。
液晶パネル11は、主面がX軸方向及びY軸方向に並行する板状であり、主面の法線方向(厚さ方向)がZ軸方向と一致している。液晶パネル11は、その主面における中央側部分が、画像を表示可能な表示領域となっており、表示領域を取り囲む額縁状の外周端側部分が非表示領域となっている。液晶パネル11は、一対の基板と、一対の基板間に封入された液晶層と、を有する。液晶パネル11を構成する一対の基板のうち、表側に配されるものがCF基板(対向基板)であり、裏側に配されるものがアレイ基板(TFT基板)である。CF基板には、R(赤色),G(緑色),B(青色)等を呈するカラーフィルタや隣り合うカラーフィルタの間を仕切る遮光部(ブラックマトリクス)等が設けられている。アレイ基板(TFT基板)には、互いに直交するゲート配線及びソース配線と、ゲート配線及びソース配線に接続されるスイッチング素子(例えばTFT)と、スイッチング素子に接続されていて画素を構成する画素電極と、が少なくとも設けられている。なお、液晶パネル11を構成するアレイ基板及びCF基板の各内面には、それぞれ配向膜が設けられている。また、液晶パネル11を構成するアレイ基板及びCF基板の各外面には、それぞれ偏光板が取り付けられている。
続いて、バックライト装置12について説明する。バックライト装置12は、図1に示すように、第1LED(第1光源)13と、第1LED13からの光を導光する第1導光板14と、第1導光板14の裏側(反出光側)に配される反射シート15と、第1導光板14の表側(出光側)に配される第1プリズムシート16と、第1プリズムシート16の表側に配される第2プリズムシート17と、を少なくとも備える。バックライト装置12は、第1LED13の光が第1導光板14に対して片側からのみ入光される片側入光タイプのエッジライト型とされている。
第1LED13は、図1に示すように、略ブロック状をなしており、Y軸方向及びZ軸方向に沿う一対の面のうちの一方の面が、光を発する第1発光面13Aとされる。第1LED13は、Y軸方向に沿って間隔を空けて複数が並んで配されている。第1LED13は、LED基板に実装されている。第1LED13は、LED基板に実装された基板部上にLEDチップを封止材により封止した構成とされる。第1LED13に備わるLEDチップは、例えば青色光を単色発光する。第1LED13に備わる封止材には、蛍光体が分散配合されている。封止材に含有される蛍光体には、黄色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体などが含まれる。このようなLEDチップ及び封止材を備える第1LED13は、全体として白色光を発する。
第1導光板14は、屈折率が空気よりも十分に高く且つほぼ透明な合成樹脂材料(例えばPMMAなどのアクリル樹脂など)からなる。第1導光板14は、図1に示すように、板状をなしており、その主面が液晶パネル11の主面に並行している。なお、第1導光板14は、その主面がX軸方向及びY軸方向と並行し、主面の法線方向(厚さ方向)がZ軸方向と一致している。第1導光板14は、第1LED13に対してX軸方向(第1方向)に沿って並ぶとともに、液晶パネル11及び各プリズムシート16,17に対してZ軸方向に沿って並んで配されている。第1導光板14は、その外周端面のうちの一端面が、第1LED13の第1発光面13Aと対向する第1入光端面14Aとされる。第1入光端面14Aは、第1LED13の第1発光面13Aに並行する面であり、第1発光面13Aから発せられた光が入射される。第1導光板14における一対の主面のうち、第1プリズムシート16と対向する表側の主面が、内部を導光した光を出射する第1導光板出光主面(第4出光主面)14Bとされる。第1導光板14における一対の主面のうち、反射シート15と対向する裏側の主面が、第1導光板出光主面14Bとは反対側に位置する第1反対主面14Cとされる。そして、第1導光板14は、第1LED13から第1導光板14へ向けて発せられた光を第1入光端面14Aから導入するとともに、その光を内部で伝播させた後に、Z軸方向に沿って表側(出光側)へ向くよう立ち上げて出射させる機能を有する。第1導光板14の詳しい構造については、後に改めて説明する。なお、第1入光端面14Aの法線方向がX軸方向(第1LED13と第1導光板14の並び方向)と一致している。
反射シート15は、図1に示すように、その主面が液晶パネル11や第1導光板14の各主面に並行するとともに、第1導光板14の第1反対主面14Cを覆う形で配される。反射シート15は、光反射性に優れており、第1導光板14の第1反対主面14Cから漏れた光を表側、つまり第1導光板出光主面14Bに向けて効率的に立ち上げることができる。反射シート15は、第1導光板14よりも一回り大きな外形を有しており、第1反対主面14Cに対してほぼ全域にわたって重畳配置されている。
第1プリズムシート16及び第2プリズムシート17は、図1に示すように、シート状をなしており、それぞれの主面が液晶パネル11及び第1導光板14の各主面に並行している。なお、第1プリズムシート16及び第2プリズムシート17は、その主面がX軸方向及びY軸方向と並行し、主面の法線方向(厚さ方向)がZ軸方向と一致している。第1プリズムシート16及び第2プリズムシート17は、第1導光板14の表側に積層されており、第1導光板14の第1導光板出光主面14Bから出射された光に所定の光学作用を付与して出射させるなどの機能を有する。
第1プリズムシート16は、図1に示すように、シート状の第1基材16Aと、第1基材16Aにおける表側(出光側)の主面(出光主面)に設けられる第1プリズム16Bと、を有する。第1基材16Aは、ほぼ透明な合成樹脂製とされ、具体的には例えばPET(polyethylene terephthalate)などの結晶性透明樹脂材料により構成される。第1基材16Aは、製造に際しては、原材料となる結晶性透明樹脂材料を2軸延伸プロセスで延伸することでシート状に形成されており、製造コストの低減を図る上で好適である。第1プリズム16B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により構成される。第1プリズムシート16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16Aを宛うことで未硬化の紫外線硬化性樹脂材料を表側の主面に接する形で配し、その状態で第1基材16A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と、紫外線硬化性樹脂材料が硬化されて第1プリズム16Bが第1基材16Aに対して一体的に設けられる。第1プリズム16Bを構成する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る。第1プリズム16Bを構成する紫外線硬化性樹脂材料の屈折率は、1.49~1.52の範囲とされるのが好ましく、1.49とされるのが最も好ましい。
第1プリズム16Bは、図2に示すように、第1基材16Aの主面からZ軸方向に沿って表側(第1導光板14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プリズム16Bは、X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Y軸方向(第2方向)に沿って直線的に延在しており、第1基材16Aの主面においてX軸方向(第1方向)に沿って複数が間隔をほぼ空けずに連続的に並んで配されている。第1プリズム16Bは、一対の斜面16B1,16B2を有している。第1プリズム16Bにおける一対の斜面16B1,16B2のうち、X軸方向について第1LED13側のものを第1プリズム斜面(第3斜面)16B1とし、その反対側のものを第2プリズム斜面(第4斜面)16B2とする。第1プリズム斜面16B1は、第1プリズムシート16におけるX軸方向の第1LED13側(図2の左側)からその反対側(図2の右側)に向かって立ち上がる傾斜を有する。第1プリズム斜面16B1には、第1プリズム16Bに入射した光のうち、主にX軸方向に第1LED13に近づく向きに進行する光が当たって屈折させられる。第2プリズム斜面16B2は、第1プリズムシート16におけるX軸方向の第1LED13側とは反対側(図2の右側)から第1LED13側(図2の左側)に向かって立ち上がる傾斜を有する。第2プリズム斜面16B2には、第1プリズム16Bに入射した光のうち、主にX軸方向について第1LED13から遠ざかる向きに進行する光が当たって屈折させられる。第1プリズム16Bにおける一対の斜面16B1,16B2により屈折された光の多くは、X軸方向について選択的に立ち上げられて集光される。
そして、第1プリズム16Bは、図2に示すように、第1プリズム斜面16B1がX軸方向に対してなす傾斜角度(第3底角)θ4と、第2プリズム斜面16B2がX軸方向に対してなす傾斜角度(第4底角)θ5と、を比較したとき、前者が後者よりも大きくされている。つまり、第1プリズム16Bは、断面形状が非対称形状で不等辺三角形とされる。具体的には、X軸方向に対する第1プリズム斜面16B1の傾斜角度θ4は、50°~60°の範囲とされるのが好ましく、中でも55°とされるのが最も好ましい。これに対し、X軸方向に対する第2プリズム斜面16B2の傾斜角度θ5は、35°~50°の範囲とされるのが好ましく、中でも45°とされるのが最も好ましい。また、第1プリズム16Bにおいて一対の斜面16B1,16B2がなす角度(第2頂角)θ6は、70°~95°の範囲とされるのが好ましく、中でも80°とされるのが最も好ましい。なお、Y軸方向に沿って並ぶ複数の第1プリズム16Bは、高さ寸法、幅寸法、X軸方向に対する各斜面16B1,16B2の傾斜角度などが全てほぼ同一とされており、隣り合う第1プリズム16B間の配列間隔もほぼ一定で等間隔に配列されている。
第2プリズムシート17は、図1に示すように、シート状の第2基材17Aと、第2基材17Aにおける表側(出光側)の主面(出光主面)に設けられる第2プリズム17Bと、を有する。第2基材17Aは、ほぼ透明な合成樹脂製とされ、具体的には例えば第1基材16Aと同じPETなどの結晶性透明樹脂材料により構成される。第2プリズム17B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により構成される。第2プリズムシート17の製造方法は、上記した第1プリズムシート16の製造方法と同様である。第2プリズム17Bを構成する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、その屈折率が第1プリズム16Bの材料の屈折率よりも高くされ、例えば1.61程度とされる。
第2プリズム17Bは、図2に示すように、第2基材17Aの主面からZ軸方向に沿って表側(第1プリズムシート16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プリズム17Bは、X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Y軸方向に沿って直線的に延在しており、第2基材17Aの主面においてX軸方向に沿って複数が間隔をほぼ空けずに連続的に並んで配されている。第2プリズム17Bは、一対の斜面17B1,17B2を有している。第2プリズム17Bにおける一対の斜面17B1,17B2のうち、X軸方向について第1LED13側のものを第3プリズム斜面(第5斜面)17B1とし、その反対側のものを第4プリズム斜面(第6斜面)17B2とする。第3プリズム斜面17B1は、第2プリズムシート17におけるX軸方向の第1LED13側(図2の左側)からその反対側(図2の右側)に向かって立ち上がる傾斜を有する。第3プリズム斜面17B1には、第2プリズム17Bに入射した光のうち、主にX軸方向について第1LED13に近づく向きに進行する光が当たって屈折させられる。第4プリズム斜面17B2は、第2プリズムシート17におけるX軸方向の第1LED13側とは反対側(図2の右側)から第1LED13側(図2の左側)に向かって立ち上がる傾斜を有する。第4プリズム斜面17B2には、第2プリズム17Bに入射した光のうち、主にX軸方向について第1LED13から遠ざかる向きに進行する光が当たって屈折させられる。第2プリズム17Bにおける一対の斜面17B1,17B2により屈折された光の多くは、X軸方向について選択的に立ち上げられて集光される。
そして、第2プリズム17Bは、図2に示すように、第3プリズム斜面17B1がX軸方向に対してなす傾斜角度(第5底角)θ7と、第4プリズム斜面17B2がX軸方向に対してなす傾斜角度(第6底角)θ8と、が同じとされる。つまり、第2プリズム17Bは、断面形状が対称形状で二等辺三角形とされる。その上で、X軸方向に対する第3プリズム斜面17B1及び第4プリズム斜面17B2の各傾斜角度θ7,θ8は、X軸方向に対する第1プリズム斜面16B1の傾斜角度θ4よりも小さくされている。具体的には、X軸方向に対する第3プリズム斜面17B1及び第4プリズム斜面17B2の各傾斜角度θ7,θ8は、40°~50°の範囲とされるのが好ましく、中でも45°とされるのが最も好ましい。これに対し、第2プリズム17Bにおいて一対の斜面17B1,17B2がなす角度(第3頂角)θ9は、80°~100°の範囲とされるのが好ましく、中でも90°、つまり直角とされるのが最も好ましい。なお、Y軸方向に沿って並ぶ複数の第2プリズム17Bは、高さ寸法、幅寸法、X軸方向に対する各面17B1,17B2の傾斜角度などが全てほぼ同一とされており、隣り合う第2プリズム17B間の配列間隔もほぼ一定で等間隔に配列されている。また、第2プリズム17Bにおける高さ寸法及び配列間隔は、第1プリズム16Bにおける高さ寸法及び配列間隔とはそれぞれ異なるのが、モアレと呼ばれる干渉縞の発生を抑制する上では好ましい。
上記のような構成の第1プリズムシート16及び第2プリズムシート17によれば、次のような作用及び効果が得られる。すなわち、第1導光板14の第1導光板出光主面14Bから出射されて第1プリズムシート16に入射した光は、その多くが、第1プリズム16Bの第2プリズム斜面16B2に当たって屈折され、立ち上げられつつ出射するか、第1プリズム斜面16B1へ向かう。ここで、第1プリズム16Bは、X軸方向に対してなす傾斜角度θ4が、第2プリズム17Bの同傾斜角度θ5よりも大きいから、仮に同じ角度または角度の大小を逆の関係にした場合に比べると、第1プリズムシート16に入射した光が第1プリズム斜面16B1に当たり難くなる。第1プリズムシート16の入射光が第1プリズム16Bの第1プリズム斜面16B1に当たると、第1プリズム16Bを出射する際に立ち上げられることなくサイドローブ光(迷光)となって出射し易い傾向にある。従って、第1プリズムシート16の入射光が第1プリズム16Bの第1プリズム斜面16B1に直接当たり難くなれば、サイドローブ光の発生が抑制され、結果として光の利用効率が向上する。
第1プリズムシート16を出射して第2プリズムシート17に入射した光は、その多くが、第2プリズム17Bの第4プリズム斜面17B2に当たって屈折され、立ち上げられつつ出射するか、第3プリズム斜面17B1へ向かう。ここで、第2プリズム17Bは、X軸方向に対してなす同傾斜角度θ5が、第1プリズム16Bの同傾斜角度θ4よりも小さいから、仮に同じ角度または角度の大小を逆の関係にした場合に比べると、第4プリズム斜面17B2により屈折されて第3プリズム斜面17B1へ向かう光が、第3プリズム斜面17B1により第1プリズムシート16側に戻され易くなる。結果として、第2プリズムシート17から第1プリズムシート16側に戻される光(以下、再帰光という)の量が多くなる。この再帰光は、バックライト装置12内にて反射などされることで再び第2プリズムシート17に至り、第2プリズム17Bにおける一対の斜面17B1,17B2のいずれかによって立ち上げられつつ出射されるので、光の利用効率が向上する。再帰光は、第2プリズムシート17から出射するまでの光路が複雑化しているので、第2プリズム17Bにより付与される立ち上がり角度も多様化しており、それにより視野角特性が向上する。以上により、視野角特性及び輝度の向上が図られる。
次に、第1導光板14の詳しい構造について説明する。第1導光板14には、図2及び図3に示すように、第1導光板レンズ21、第2導光板レンズ22及び第3導光板レンズ23が設けられている。第1導光板レンズ21は、図3に示すように、第1導光板14の第1導光板出光主面14Bに設けられている。第1導光板レンズ21は、X軸方向に沿って延在し、Y軸方向に沿って複数が並んで配されている。本実施形態では、第1導光板レンズ21は、いわゆるレンチキュラーレンズである。第1導光板レンズ21は、第1導光板出光主面14Bから表側に突出する凸型をなす。詳しくは、第1導光板レンズ21は、Y軸方向に沿って切断した断面形状が半円形で且つX軸方向に沿って直線的に延在する蒲鉾形とされており、その表面が第1円弧状面21Aとされる。第1円弧状面21Aの基端部での接線がY軸方向に対してなす角度を「接触角」としたとき、第1導光板レンズ21の接触角は、例えば62°程度とされる。Y軸方向に沿って並ぶ複数の第1導光板レンズ21は、接触角、幅寸法(配列間隔)及び高さ寸法が全てほぼ同一とされる。このような構成の第1導光板レンズ21を第1導光板14に一体に設けるには、例えば第1導光板14を射出成形によって製造し、その成形金型のうち第1導光板出光主面14Bを成形するための成形面に予め第1導光板レンズ21を転写するための転写形状を形成しておけばよい。
第2導光板レンズ22は、図3に示すように、第1導光板14の第1反対主面14Cに設けられている。第2導光板レンズ22は、X軸方向に沿って延在し、Y軸方向に沿って複数が並んで配されている。本実施形態では、第2導光板レンズ22は、第1反対主面14Cから裏側に突出する凸型のプリズムである。詳しくは、第2導光板レンズ22は、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X軸方向に沿って直線的に延在している。第2導光板レンズ22は、その幅寸法(Y軸方向の寸法)がX軸方向の全長にわたって一定とされる。第2導光板レンズ22は、断面形状がほぼ二等辺三角形であり、一対の第1導光板斜面22Aを有する。第2導光板レンズ22の頂角は、鈍角(90°を超える角度)、具体的には100°~150°の範囲とされるのが好ましく、140°とされるのが最も好ましい。Y軸方向に沿って並ぶ複数の第2導光板レンズ22は、頂角、幅寸法(配列間隔)及び高さ寸法が全てほぼ同一とされる。本実施形態では、第2導光板レンズ22の配列間隔は、第1導光板レンズ21の配列間隔よりも大きい。このような構成の第2導光板レンズ22を第1導光板14に一体に設けるには、例えば第1導光板14を射出成形によって製造し、その成形金型のうち第1反対主面14Cを成形するための成形面に予め第2導光板レンズ22を転写するための転写形状を形成しておけばよい。
このような構成の第1導光板14によれば、第1導光板14内を伝播する光は、図3に示すように、Z軸方向の第1導光板出光主面14B側では、各第1導光板レンズ21の第1円弧状面21Aに当たることで繰り返し反射され、概ねX軸方向に沿ってジグザグ状に進行する。一方、第1導光板14内を伝播する光は、Z軸方向の第1反対主面14C側では、各第2導光板レンズ22の一対ずつの第1導光板斜面22Aに当たることで繰り返し反射され、概ねX軸方向に沿ってジグザグ状に進行する。これにより、第1導光板14内を伝播する光は、Y軸方向についての広がりが制限されるので、Y軸方向について第1LED13付近とその周囲との間に明暗のムラが生じ難くなる。
第3導光板レンズ23は、図2に示すように、第1導光板14の第1反対主面14Cに設けられている。第3導光板レンズ23は、X軸方向に沿って間隔を空けて複数が並んで配されている。第3導光板レンズ23は、第1反対主面14CからZ軸方向に沿って裏側に向けて突出する。第3導光板レンズ23は、X軸方向の第1LED13側とは反対側(図2の右側)に配される第2導光板斜面23Aと、X軸方向の第1LED13側(図2の左側)に配される第3導光板斜面23Bと、第2導光板斜面23Aと第3導光板斜面23Bとの間に位置する第4導光板斜面23Cと、を有する。第2導光板斜面23Aは、第1導光板14におけるX軸方向の第1LED13側(図2の左側)からその反対側(図2の右側)に向かって立ち上がる傾斜を有する。第3導光板斜面23Bは、第1導光板14におけるX軸方向の第1LED13側とは反対側(図2の右側)から第1LED13側(図2の左側)に向かって立ち上がる傾斜を有する。第4導光板斜面23Cは、第1導光板14におけるX軸方向の第1LED13側(図2の左側)からその反対側(図2の右側)に向かって立ち上がる傾斜を有する。
第2導光板斜面23A及び第3導光板斜面23Bは、図2に示すように、第1導光板14内を伝播する光を反射し、Z軸方向に近い角度となるよう表側に向けて立ち上げることで第1導光板出光主面14Bからの出射を促すことができる。詳しくは、第2導光板斜面23Aは、X軸方向について第1LED13から遠ざかるよう進行する光を反射して立ち上げるのに主に機能する。一方、第3導光板斜面23Bは、X軸方向について第1LED13に近づくよう進行する光を反射して立ち上げるのに主に機能する。第2導光板斜面23Aは、X軸方向について第1LED13から遠ざかるほど第1導光板出光主面14B(第3導光板レンズ23が非設置とされる部分)からの距離が小さくなる勾配を有する。第2導光板斜面23Aは、X軸方向に対する傾斜角度が例えば8°程度とされる。第3導光板斜面23Bは、X軸方向について第1LED13から遠ざかるほど第1導光板出光主面14Bからの距離が大きくなる勾配、つまり第2導光板斜面23Aとは逆の勾配を有する。第3導光板斜面23Bは、X軸方向に対する傾斜角度が例えば80°程度で垂直に近い急勾配とされ、第2導光板斜面23Aの傾斜角度よりも大きい。
また、X軸方向に沿って並ぶ複数の第3導光板レンズ23は、図2,図4及び図5に示すように、X軸方向について第1LED13から遠ざかるほど高さ寸法(Z軸方向の寸法)及び長さ寸法(X軸方向の寸法)がそれぞれ増すよう設計されている。より詳しくは、X軸方向について第1LED13に近い第3導光板レンズ23と、X軸方向について第1LED13から遠い第3導光板レンズ23と、を比較したとき、後者が前者よりも第2導光板斜面23A及び第3導光板斜面23Bの各面積が大きくなっている。これにより、X軸方向について第1LED13に近い側では、第3導光板レンズ23の第2導光板斜面23A及び第3導光板斜面23Bに光が当たり難くて出光が抑制されるものの、X軸方向について第1LED13から遠い側では、第3導光板レンズ23の第2導光板斜面23A及び第3導光板斜面23Bに光が当たり易くて出光が促進される。結果として第1導光板出光主面14Bからの出射光量は、X軸方向について第1LED13側とその反対側とで均一化される。
第4導光板斜面23Cは、図2に示すように、X軸方向の第1LED13側とは反対側(図2の右側)の端部が、第2導光板斜面23Aに連なり、X軸方向の第1LED13側(図2の左側)の端部が、第3導光板斜面23Bに連なる。第4導光板斜面23Cは、X軸方向について第1LED13から遠ざかるほど第1導光板出光主面14B(第3導光板レンズ23が非設置とされる部分)からの距離が大きくなる勾配を有する。つまり、第4導光板斜面23Cは、第3導光板斜面23Bと同様の勾配とされる。第4導光板斜面23Cは、X軸方向に対する傾斜角度が例えば1.4°程度とされ、第2導光板斜面23A及び第3導光板斜面23Bの各傾斜角度のいずれよりも小さい。このような構成の第4導光板斜面23Cは、第1LED13から遠ざかるよう第1導光板14内を進行する光を反射することで、その光を第1導光板出光主面14B側へ向かわせるものの、第1導光板出光主面14Bに対する光の入射角が臨界角を超えない。従って、その光は第1導光板出光主面14Bにより全反射され、第1LED13からより遠ざかるよう導かれる。これにより、第1導光板出光主面14Bからの出射光がX軸方向について第1LED13側に偏り難くなる。以上のように、第1導光板14は、X軸方向に対する傾斜角度が、第4導光板斜面23C、第2導光板斜面23A、第3導光板斜面23Bの順で大きくなるよう構成されている。また、X軸方向に沿って並ぶ複数の第4導光板斜面23Cは、X軸方向について第1LED13から遠ざかるほど長さ寸法が小さくなるよう設計されている。これは、第3導光板レンズ23の長さ寸法がX軸方向について第1LED13から遠ざかるほど大きくなり、第3導光板レンズ23の占有範囲が大きくなるためである。
上記のような構成の第3導光板レンズ23は、図3から図5に示すように、Y軸方向について隣り合う2つの第2導光板レンズ22の間に挟み込まれる配置とされる。従って、第3導光板レンズ23は、Y軸方向について第2導光板レンズ22と交互に繰り返し並ぶよう配されている。第3導光板レンズ23は、第1反対主面14Cからの突出寸法(高さ寸法)の最大値が、第2導光板レンズ22の同突出寸法よりも小さくされている。従って、X軸方向について第1LED13から最も遠い側に位置する第3導光板レンズ23であっても、第2導光板レンズ22よりも裏側に突き出すことはない。
ところで、車載用の液晶表示装置10は、例えば乗用車の助手席の前に位置して設置される場合がある。その場合、助手席からは液晶表示装置10の表示画像を視認可能としつつも、運転席からは液晶表示装置10の表示画像を視認不能とするよう、視野角を制限することが求められる場合がある。このような要請に応えるべく、本実施形態に係るバックライト装置12は、図1に示すように、上記した各構成に加え、第2プリズムシート17の表側に配される第1ルーバー(第1シート)18と、第1ルーバー18の表側に配されるリニアフレネルレンズシート(第2シート)19と、の表側に配される第2ルーバー(第3シート)20と、を少なくとも備える。
図1,図2及び図6を適宜に用いて第1ルーバー18、リニアフレネルレンズシート19及び第2ルーバー20の構成を説明する。図6は、バックライト装置12の構成部品のうち、第1ルーバー18、リニアフレネルレンズシート19及び第2ルーバー20を拡大した断面図である。第1ルーバー18、リニアフレネルレンズシート19及び第2ルーバー20は、図1に示すように、それぞれの主面が液晶パネル11及び第1導光板14などの各主面に並行し、いずれもシート状をなしている。なお、第1ルーバー18、リニアフレネルレンズシート19及び第2ルーバー20は、その主面がX軸方向及びY軸方向と並行し、主面の法線方向(厚さ方向)がZ軸方向と一致している。第1ルーバー18及び第2ルーバー20は、光のX軸方向の出射角度範囲を制限する機能を有する。リニアフレネルレンズシート19は、光をX軸方向に選択的に集光する機能を有する。
第1ルーバー18は、図1に示すように、裏側の第1入光主面18Aと、表側の第1出光主面18Bと、を有する。第1入光主面18Aは、第2プリズムシート17の出光側の主面と対向する。第1出光主面18Bは、後述するリニアフレネルレンズシート19の第2入光主面19Aと対向する。第1ルーバー18は、図2に示すように、光を遮る第1遮光部18Cと、光を透過する第1透光部18Dと、を有する。第1遮光部18Cは、例えば黒色を呈していて光を遮る遮光性樹脂材料(遮光性材料)からなる。第1遮光部18Cは、Y軸方向及びZ軸方向に沿って延在する層状をなしており、X軸方向に間隔を空けて複数が並んで配されている。第1透光部18Dは、ほぼ透明で光を透過する透光性樹脂材料(透光性材料)からなる。第1透光部18Dは、Y軸方向及びZ軸方向に沿って延在する層状をなしており、X軸方向に間隔を空けて複数が並んで配されている。複数ずつの第1遮光部18C及び第1透光部18Dは、X軸方向に交互に繰り返し並んで配されている。従って、X軸方向に間隔を空けて隣り合う2つの第1遮光部18Cの間には、第1透光部18Dが介在し、X軸方向に間隔を空けて隣り合う2つの第1透光部18Dの間には、第1遮光部18Cが介在する。第1ルーバー18の第1入光主面18Aに入射した光は、X軸方向に隣り合う2つの第1遮光部18Cの間に配された第1透光部18Dを透過し、第1出光主面18Bから出射する。第1出光主面18Bからの出射光のX軸方向の出射角度は、X軸方向に隣り合う2つの第1遮光部18Cによって制限される。なお、第1出光主面18Bからの出射光は、Y軸方向については第1ルーバー18によって出射角度が制限されることがない。第1出光主面18Bからの出射光のX軸方向の出射角度範囲は、第1透光部18Dを挟む2つの第1遮光部18CのZ軸方向の各端部を斜向かいに結んだ2つの直線により画定される。第1透光部18Dの透過光におけるX軸方向の出射角度範囲は、第1透光部18Dの幅W1と高さH1との比率に応じて変化する(図6を参照)。また、第1ルーバー18は、複数ずつの第1遮光部18C及び第1透光部18Dを、表側と裏側とから挟み込んで担持する一対のシート担体を有する。シート担体は、ほぼ透明で光を透過する透光性樹脂材料からなる。シート担体は、第1ルーバー18の全域にわたって延在していて複数ずつの第1遮光部18C及び第1透光部18Dを一括して保持する。
リニアフレネルレンズシート19は、図1に示すように、裏側の第2入光主面19Aと、表側の第2出光主面19Bと、を有する。第2入光主面19Aは、第1ルーバー18の第1出光主面18Bと対向する。第2出光主面19Bは、後述する第2ルーバー20の第3入光主面20Aと対向する。リニアフレネルレンズシート19は、平坦な基材19Dと、基材19Dにおける表側の主面(第2出光主面19B)に設けられる第1レンズ19Cと、を有する。リニアフレネルレンズシート19は、ほぼ透明な合成樹脂製とされる。具体的には、リニアフレネルレンズシート19の全体を、例えばPMMAなどのアクリル樹脂材料製とすることができる。また、リニアフレネルレンズシート19の基材19DをPET製とし、第1レンズ19Cを紫外線硬化性樹脂材料製とすることも可能である。その場合は、第1プリズムシート16などの製造方法と同様に、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、その型の開口端に基材19Dを宛うことで未硬化の紫外線硬化性樹脂材料を表側の主面に接する形で配し、その状態で基材19Dを介して紫外線硬化性樹脂材料に対して紫外線を照射し、第1レンズ19Cを基材19Dに対して一体的に設けることができる。
第1レンズ19Cは、図1に示すように、基材19DからZ軸方向に沿って表側に向けて突出する。第1レンズ19Cは、X軸方向に沿って切断した断面形状が三角形であり、Y軸方向に沿って直線的に延在している。第1レンズ19Cは、その幅寸法(X軸方向の寸法)がY軸方向の全長にわたって一定とされる。第1レンズ19Cは、基材19DにおいてX軸方向に沿って複数が並んで配されている。複数の第1レンズ19Cは、基材19DにおけるX軸方向の位置に応じて高さなどが変化する。具体的には、複数の第1レンズ19Cのうち、基材19DにおけるX軸方向の端側に位置するもの(後述する端側レンズ19CE)は、中央側に位置するもの(後述する中央側レンズ19CC)よりも基材19Dからの突出高さが大きい。複数の第1レンズ19Cは、基材19DにおけるX軸方向の中央位置から両端位置に近づくほど、基材19Dからの突出高さが次第に大きくなる。複数の第1レンズ19Cは、基材19DにおけるX軸方向の中央位置を中心として対称形状とされている。このように、複数の第1レンズ19Cは、いわゆる「リニアフレネルレンズ」である。
第1レンズ19Cは、図1及び図2に示すように、一対の斜面19C1,19C2を有している。第1レンズ19Cにおける一対の斜面19C1,19C2のうち、リニアフレネルレンズシート19におけるX軸方向の端側のものを第1斜面19C1とし、中央側のものを第2斜面19C2とする。第1斜面19C1は、リニアフレネルレンズシート19におけるX軸方向の端側から中央側に向かって立ち上がる傾斜を有する。第2斜面19C2は、リニアフレネルレンズシート19におけるX軸方向の中央側から端側に向かって立ち上がる傾斜を有する。リニアフレネルレンズシート19におけるX軸方向の中央位置よりも第1LED13側(図1の左側)に位置する第1レンズ19Cは、頂部に対して図1の左側に第1斜面19C1が位置し、図1の右側に第2斜面19C2が位置する。リニアフレネルレンズシート19におけるX軸方向の中央位置よりも第1LED13とは反対側(図1の右側)に位置する第1レンズ19Cは、頂部に対して図1の右側に第1斜面19C1が位置し、図1の左側に第2斜面19C2が位置する。なお、図2には、リニアフレネルレンズシート19におけるX軸方向の中央位置よりも第1LED13寄りに位置する第1レンズ19Cが図示されている。
第1レンズ19Cに入射した光は、図2に示すように、第1斜面19C1に当たって屈折されると、リニアフレネルレンズシート19のX軸方向の中央側を指向して進行する。つまり、第1斜面19C1は、光に対してX軸方向に選択的に集光させる、異方性屈折作用を付与することができる。第1レンズ19Cは、第1斜面19C1に加えて、第2斜面19C2を有しているから、仮に第2斜面19C2がX軸方向に対して垂直な垂直面だった場合に比べると、リニアフレネルレンズシート19を製造する際に複数の第1レンズ19Cを加工するのが容易になる。その反面、第1レンズ19Cに入射した光は、第2斜面19C2に当たって屈折されると、リニアフレネルレンズシート19のX軸方向の端側を指向して進行し、サイドローブ光(迷光)となって出射し易い傾向にある。これに対し、第1レンズ19Cは、X軸方向に対する第1斜面19C1の傾斜角度(角度、第1底角)θ1が、X軸方向に対する第2斜面19C2の傾斜角度(角度、第2底角)θ2よりも小さい。従って、第1レンズ19Cに入射した光は、多くが第1斜面19C1に当たって集光作用が付与され、第2斜面19C2に当たるのは僅かとなっている。このように、第1レンズ19Cは、断面形状が非対称形状で不等辺三角形とされる。
第2ルーバー20は、図2に示すように、裏側の第3入光主面20Aと、表側の第3出光主面20Bと、を有する。第3入光主面20Aは、リニアフレネルレンズシート19の第2出光主面19Bと対向する。第2ルーバー20は、光を遮る第2遮光部20Cと、光を透過する第2透光部20Dと、を有する。第2遮光部20Cは、例えば黒色を呈していて光を遮る遮光性樹脂材料(遮光性材料)からなる。第2遮光部20Cは、Y軸方向及びZ軸方向に沿って延在する層状をなしており、X軸方向に間隔を空けて複数が並んで配されている。第2透光部20Dは、ほぼ透明で光を透過する透光性樹脂材料(透光性材料)からなる。第2透光部20Dは、Y軸方向及びZ軸方向に沿って延在する層状をなしており、X軸方向に間隔を空けて複数が並んで配されている。複数ずつの第2遮光部20C及び第2透光部20Dは、X軸方向に交互に繰り返し並んで配されている。従って、X軸方向に間隔を空けて隣り合う2つの第2遮光部20Cの間には、第2透光部20Dが介在し、X軸方向に間隔を空けて隣り合う2つの第2透光部20Dの間には、第2遮光部20Cが介在する。第2ルーバー20の第3入光主面20Aに入射した光は、X軸方向に隣り合う2つの第2遮光部20Cの間に配された第2透光部20Dを透過し、第3出光主面20Bから出射する。第3出光主面20Bからの出射光のX軸方向の出射角度は、X軸方向に隣り合う2つの第2遮光部20Cによって制限される。なお、第3出光主面20Bからの出射光は、Y軸方向については第2ルーバー20によって出射角度が制限されることがない。第3出光主面20Bからの出射光のX軸方向の出射角度範囲は、第2透光部20Dを挟む2つの第2遮光部20CのZ軸方向の各端部を斜向かいに結んだ2つの直線により画定される。第2透光部20Dの透過光におけるX軸方向の出射角度範囲は、第2透光部20Dの幅W2と高さH2との比率に応じて変化する。また、第2ルーバー20は、複数ずつの第2遮光部20C及び第2透光部20Dを、表側と裏側とから挟み込んで担持する一対のシート担体を有する。シート担体は、ほぼ透明で光を透過する透光性樹脂材料からなる。シート担体は、第2ルーバー20の全域にわたって延在していて複数ずつの第2遮光部20C及び第2透光部20Dを一括して保持する。
第1ルーバー18は、図6に示すように、第1透光部18Dの幅W1を高さH1にて除した比率が、第2透光部20Dの幅W2を高さH2にて除した比率よりも小さい。この構成によれば、第1透光部18Dを透過する光が、Z軸方向(第1出光主面18Bの法線方向)に対してなす角度の最大の絶対値は、第2透光部20Dを透過する光が、Z軸方向(第3出光主面20Bの法線方向)に対してなす角度の最大の絶対値よりも小さい。これにより、第1出光主面18Bから出射し、リニアフレネルレンズシート19の第2入光主面19Aに入射される光には、Z軸方向に近い光が多く含まれる。従って、リニアフレネルレンズシート19に備わる第1レンズ19Cの第1斜面19C1により屈折される光には、X軸方向の中央側へ向かう指向性が効率的に付与される。また、第1ルーバー18の第1入光主面18Aに入射される光は、第2プリズムシート17によってサイドローブ光が少なくされる上に再帰光が含まれることで利用効率が高められているので、第1透光部18Dの透過光量が十分に確保されるとともに第1遮光部18Cにより遮光される光量が少なくなる。これにより、バックライト装置12の出射光に係る輝度向上等を図る上で好適となる。
一方、第2ルーバー20は、図6に示すように、第2透光部20Dの幅W2を高さH2にて除した比率が、第1透光部18Dの幅W1を高さH1にて除した比率よりも大きい。この構成によれば、第2透光部20Dを透過する光が、Z軸方向(第3出光主面20Bの法線方向)に対してなす角度の最大の絶対値は、第1透光部18Dを透過する光が、Z軸方向(第1出光主面18Bの法線方向)に対してなす角度の最大の絶対値よりも大きい。これにより、リニアフレネルレンズシート19により異方性屈折作用が付与された光が、第2ルーバー20によって出射角度を過度に制限される事態が避けられる。このことから、第3出光主面20Bからの出射光は、リニアフレネルレンズシート19によって付与された異方性屈折作用が十分に反映されたものとなっている。従って、第3出光主面20BのうちのX軸方向の中央側部分と両端側部分とで、出射光の輝度が均一化される。このように、バックライト装置12の出射光に係る輝度分布が均一化される。本実施形態に係るバックライト装置12の出射光は、第2ルーバー20によって出射角度範囲が制限された上で、輝度分布が均一化されている。従って、本実施形態に係る液晶表示装置10が、乗用車の助手席の前に位置して設置された場合には、運転席からは液晶表示装置10の表示画像を視認不能とした上で、助手席からは液晶表示装置10の画面のX軸方向の位置によらず均一な輝度の表示画像を視認することができる。また、第3出光主面20Bからの出射光の出射角度は、2つの第2遮光部20Cによって制限されている。従って、第1レンズ19Cの第2斜面19C2に起因するサイドローブ光が生じても、第2ルーバー20の第2遮光部20Cによって遮光されることで、第3出光主面20Bから出射し難くなっている。これにより、バックライト装置12の出射光に生じ得るサイドローブ光を十分に低減できる。
具体的には、第1ルーバー18は、図6に示すように、第1透光部18Dの幅W1を高さH1にて除した比率が、「tan10°」と等しい。このようにすれば、第1透光部18Dを透過する光が、Z軸方向に対してなす角度の最大の絶対値が10°となる。仮に、第1透光部18Dの幅を高さにて除した比率が、「tan10°」よりも大きい場合に比べると、リニアフレネルレンズシート19に供給される光に、第1レンズ19Cの第1斜面19C1に対して好ましい入射角で入射する光が多く含まれる。これにより、リニアフレネルレンズシート19の出射光には、第1レンズ19Cの第1斜面19C1によりX軸方向の中央側へ向かう指向性が効率的に付与される。また、仮に、第1透光部18Dの幅を高さにて除した比率が、「tan10°」よりも小さい場合に比べると、第1遮光部18Cにより遮光される光量が減少し、光の利用効率が向上する。
第2ルーバー20は、図6に示すように、第2透光部20Dの幅W2を高さH2にて除した比率が、「tan45°」と等しい。このようにすれば、第2透光部20Dを透過する光が、Z軸方向に対してなす角度の最大の絶対値が45°となる。仮に、第2透光部20Dの幅を高さにて除した比率が、「tan45°」よりも大きい場合に比べると、サイドローブ光の低減を図ることができる。また、仮に、第2透光部20Dの幅を高さにて除した比率が、「tan45°」よりも小さい場合に比べると、リニアフレネルレンズシート19により異方性屈折作用が付与された光が、第2ルーバー20によって出射角度を過度に制限され難くなる。これにより、第2ルーバー20の出射光に係る輝度分布の均一化が図られる。
リニアフレネルレンズシート19の詳しい構成について説明する。X軸方向に沿って並ぶ複数の第1レンズ19Cは、図6に示すように、X軸方向に対する第1斜面19C1の傾斜角度θ1がX軸方向の位置に応じて変化するよう構成される。詳しくは、複数の第1レンズ19Cには、中央側レンズ19CCと、リニアフレネルレンズシート19において中央側レンズ19CCよりもX軸方向の端側に位置する端側レンズ19CEと、が含まれている。複数の第1レンズ19Cのうち、X軸方向の両端以外の位置に配されるいずれかの第1レンズ19Cを「中央側レンズ19CC」としたとき、その「中央側レンズ19CC」よりもX軸方向の端側に位置する第1レンズ19Cが「端側レンズ19CE」となる。そして、端側レンズ19CEの第1斜面19C1がX軸方向に対してなす角度θ1Eは、中央側レンズ19CCの第1斜面19C1がX軸方向に対してなす角度θ1Cよりも大きい。このような構成によれば、端側レンズ19CEの第1斜面19C1により光に付与される異方性屈折作用は、中央側レンズ19CCの第1斜面19C1により光に付与される異方性屈折作用よりも強くなる。つまり、リニアフレネルレンズシート19の第2出光主面19Bのうち、X軸方向の端側部分からの出射光は、X軸方向の中央側部分からの出射光よりも、X軸方向の中央側へ向かう指向性がより強められている。第2出光主面19Bからの出射光が入射される第2ルーバー20では、出射光の出射角度を過度に制限することが避けられているので、第2ルーバー20の第3出光主面20BのうちのX軸方向の中央側部分と両端側部分とで、出射光の輝度がより均一化される。
X軸方向に沿って並ぶ複数の第1レンズ19Cは、図6に示すように、頂角(第1頂角)θ3が同一とされる。つまり、中央側レンズ19CCの頂角θ3Cは、端側レンズ19CEの頂角θ3Eと等しい。このような構成によれば、リニアフレネルレンズシート19を樹脂成形によって製造する際に、成形に用いられる金型の加工が容易になる。そして、複数の第1レンズ19Cは、X軸方向に対する第2斜面19C2の傾斜角度θ2がX軸方向の位置に応じて変化するよう構成される。端側レンズ19CEの第2斜面19C2がX軸方向に対してなす角度θ2Eは、中央側レンズ19CCの第2斜面19C2がX軸方向に対してなす角度θ2Cよりも小さい。この構成によれば、端側レンズ19CEの第2斜面19C2に起因して生じるサイドローブ光が、中央側レンズ19CCの第2斜面19C2に起因して生じるサイドローブ光よりも多くなる傾向となる。これに対し、第2ルーバー20に備わる2つの第2遮光部20Cによって第3出光主面20Bからの出射光の出射角度が制限されるので、端側レンズ19CEの第2斜面19C2に起因するサイドローブ光を十分に低減できる。
複数の第1レンズ19Cは、図6に示すように、頂角θ3が110°で一定とされる。複数の第1レンズ19Cは、X軸方向に対する第1斜面19C1の傾斜角度θ1が、0°~24°の範囲とされ、X軸方向に対する第2斜面19C2の傾斜角度θ2が、46°~70°の範囲とされる。具体的には、複数の第1レンズ19Cのうち、リニアフレネルレンズシート19におけるX軸方向の中央に位置する第1レンズ19C(中央側レンズ19CC)は、X軸方向に対する第1斜面19C1の傾斜角度θ1(θ1C)がほぼ0°であり、X軸方向に対する第2斜面19C2の傾斜角度θ2(θ2C)がほぼ70°であり、頂角θ3(θ3C)が110°である。これに対し、複数の第1レンズ19Cのうち、リニアフレネルレンズシート19におけるX軸方向の両端に位置する第1レンズ19C(端側レンズ19CE)は、X軸方向に対する第1斜面19C1の傾斜角度θ1(θ1CE)がほぼ24°であり、X軸方向に対する第2斜面19C2の傾斜角度θ2(θ2E)がほぼ46°であり、頂角θ3(θ3E)が110°である。
リニアフレネルレンズシート19におけるX軸方向の位置と、第1レンズ19Cの傾斜角度θ1及び傾斜角度θ2と、の関係は、図7に示される通りである。図7は、横軸を、リニアフレネルレンズシート19におけるX軸方向の位置(単位は「mm」)とし、縦軸を、傾斜角度θ1及び傾斜角度θ2(単位は「°」)としたグラフである。図7の横軸の基準位置(0mm)が、X軸方向の中央位置である。図7に示される実線が傾斜角度θ1のグラフであり、破線が傾斜角度θ2のグラフである。なお、図7では、X軸方向の長さが300mmのリニアフレネルレンズシート19を例示している。図7によれば、複数の第1レンズ19Cは、X軸方向に対する第1斜面19C1の傾斜角度θ1が、X軸方向の中央位置から両端位置に近づくに従って連続的に漸次減少するよう変化している。複数の第1レンズ19Cは、X軸方向に対する第2斜面19C2の傾斜角度θ2が、X軸方向の中央位置から両端位置に近づくに従って連続的に漸次増加するよう変化している。
仮に、第1斜面19C1がX軸方向に対してなす角度θ1が24°よりも大きく、第2斜面19C2がX軸方向に対してなす角度θ2が46°よりも小さい場合には、第2ルーバー20の第2遮光部20Cでは遮光するのが難しいサイドローブ光が過多となるおそれがある。また、仮に、第1斜面19C1がX軸方向に対してなす角度θ1が0°よりも小さく、第2斜面19C2がX軸方向に対してなす角度θ2が70°よりも大きい場合にも、第2ルーバー20の第2遮光部20Cでは遮光するのが難しいサイドローブ光が過多となるおそれがある。その点、上記したように、複数の第1レンズ19Cにおいて、第1斜面19C1がX軸方向に対してなす角度θ1が、0°~24°の範囲とされ、第2斜面19C2がX軸方向に対してなす角度θ2が、46°~70°の範囲とされると、第2ルーバー20の第2遮光部20Cでは遮光するのが難しいサイドローブ光を十分に抑制することができる。
ここで、本実施形態に係るバックライト装置12及び液晶表示装置10の優位性を検証するため、以下の比較実験1を行った。この比較実験1では、比較実験1よりも前の段落にて説明した構成のバックライト装置12を実施例1とし、実施例1からリニアフレネルレンズ19及び第2ルーバー20を取り除いた構成のバックライト装置を比較例1とした。比較実験1では、比較例1及び実施例1に係る各バックライト装置において第1LED13を点灯させた状態での出射光に係る輝度を測定し、相対輝度の百分率(単位は「%」)を算出するとともに、輝度分布を濃淡により表した図を作成し、X軸方向についての配光分布(輝度角度分布)に係るグラフを作成した。この比較実験1では、X軸方向についての配光分布に係るグラフに関し、バックライト装置のうちのX軸方向に異なる3箇所(中央部、右側端部及び左側端部)からの各出射光に係る輝度をそれぞれ測定し、比較例1及び実施例1で3つずつグラフを作成した。また、比較実験1では、算出された相対輝度のうちの最小輝度を最大輝度にて除した比率の百分率(単位は「%」)を算出した。算出される比率の百分率は、数値が大きいほど輝度分布の均一性が高く、数値が小さいほど輝度分布の均一性が低いことを示唆する。
比較実験1の実験結果は、図8の表に示される通りである。図8には、上から順に、比較例1及び実施例1におけるX軸方向についての配光分布に係るグラフと、比較例1及び実施例1における輝度分布に係る図と、比較例1及び実施例1における最小輝度を最大輝度にて除した比率の百分率と、が示されている。図8に示される配光分布に係るグラフは、横軸が正面方向(Z軸方向)に対するX軸方向の角度(単位は「°」)であり、縦軸が相対輝度(単位は「%」)である。縦軸の相対輝度は、最大輝度を基準(100%)とした百分率の数値である。横軸の角度に付された正負の記号のうち「-(マイナス)」は、バックライト装置を正面から視て、基準である0°(正面方向)に対してX軸方向の左側を意味し、「+(プラス)」は、バックライト装置を正面から視て、基準である0°(正面方向)に対してX軸方向の右側を意味する。また、図8に示される配光分布に係るグラフには、凡例が示されている。この凡例では、バックライト装置を正面から視てX軸方向の中央部からの出射光に係る配光分布を「C」と表し、X軸方向の右側端部からの出射光に係る配光分布を「R」と表し、X軸方向の左側端部からの出射光に係る配光分布を「L」と表している。図8に示される輝度分布に係る図では、輝度の高低が濃淡により表されている。図8に示される輝度分布に係る図には、X軸方向の位置(単位は「mm」)と、Y軸方向の位置(単位は「mm」)と、が示されている。X軸方向の位置の基準位置(0mm)は、X軸方向の中央位置である。また、X軸方向の位置に示される正負の符号は、グラフの横軸に付された符号と同じ意味である。図8には、輝度分布に係る図に加えて、輝度の濃淡に係る凡例が示されている。また、図8には、凡例に対応する相対輝度の数値(100%及び0%)が示されている。
比較実験1の実験結果について説明する。図8の配光分布に係るグラフによれば、比較例1は、L,C,Rの3つの配光分布が互いに重なる関係にあり、それぞれのピーク輝度が0°、つまり正面方向付近となっている。これは、比較例1のバックライト装置を正面から視たとき、X軸方向の中央部はピーク輝度となるものの、X軸方向の右側端部と左側端部とではピーク輝度よりも低い輝度となることを意味する。実際には、バックライト装置を正面から視ると、X軸方向の中央部が0°程度の角度となるのに対し、X軸方向の右側端部及び左側端部は±10°程度の角度となる。従って、比較例1では、X軸方向の右側端部及び左側端部の相対輝度は、30%~40%程度となる。比較例1の輝度分布には、上記した配光分布が反映されており、X軸方向の中央位置(0mm)付近では、100%に近い高い相対輝度であるものの、X軸方向の両端位置(150mm)付近では、30%~40%程度の低い相対輝度となっている。また、比較例1の最小輝度を最大輝度にて除した比率に関しては、14%と低くなっている。
これに対し、実施例1は、Cの配光分布に対してLの配光分布が「+」の角度側にシフトし、Rの配光分布が「-」の角度側にシフトしている。Cの配光分布のピーク輝度は、0°付近である。Lの配光分布のピーク輝度は、+10°付近である。Rの配光分布のピーク輝度は、-15°付近である。これは、実施例1のバックライト装置を正面から視たとき、X軸方向の中央部、右側端部及び左側端部のいずれもピーク輝度に近い輝度であることを意味する。つまり、バックライト装置のうちのX軸方向の右側端部及び左側端部からの出射光は、X軸方向の中央側を指向して進行するよう角度付けがなされている、と言える。また、絶対値で45°以上の角度においては、相対輝度が十分に低く抑制されている。実施例1の輝度分布には、上記した配光分布が反映されており、X軸方向の中央位置(0mm)付近では、100%に近い高い相対輝度であり、X軸方向の両端位置(150mm)付近でも70%~80%程度の高い相対輝度となっている。また、実施例1の最小輝度を最大輝度にて除した比率に関しては、75%であり、比較例1よりも大幅に高い。これらの実験結果から、実施例1のバックライト装置12に備わるリニアフレネルレンズシート19によって輝度分布の均一化が図られるとともに、第2ルーバー20によって絶対値で45°以上の角度でのサイドローブ光の発生が抑制されている、と言える。
次に、リニアフレネルレンズシート19の第1レンズ19Cの第2斜面19C2がX軸方向に対してなす傾斜角度θ2を変化させたとき、配光分布がどのように変化するか、に関する知見を得るため、実証実験1を行った。この実証実験1では、第1レンズ19Cの構成を除いては、本段落以前に説明したものと同じ構成のバックライト装置12を用いる。実証実験1では、第1レンズ19Cの第1斜面19C1がX軸方向に対してなす傾斜角度θ1を15°に固定した上で、第2斜面19C2がX軸方向に対してなす傾斜角度θ2を、40°から80°の範囲で変化させた。傾斜角度θ1を15°に固定する理由は、出射光のピーク輝度を+10°程度とし、上記した比較実験1の実施例1に係る3つの配光分布のうちのLの配光分布を再現するためである(図8を参照)。つまり、実証実験1に示される傾斜角度θ2は、X軸方向に沿って並ぶ複数の第1レンズ19Cのうち、リニアフレネルレンズシート19の左側端部付近に位置する第1レンズ19Cにおける第2斜面19C2の傾斜角度θ2である、と言える。詳しくは、実証実験1では、傾斜角度θ2を、40°,44°,45°,46°,47°,48°,49°,50°,53°,55°,56°,57°,58°,59°,60°,61°,63°,64°,65°,66°,67°,68°,69°,70°,71°,72°,75°,78°,80°とした。このように傾斜角度θ2を変化させたバックライト装置12において第1LED13を点灯させた状態での出射光に係る輝度を測定し、X軸方向についての配光分布(輝度角度分布)に係るグラフを作成した。その上で、上記した全ての傾斜角度θ2での、X軸方向についての配向分布のうちの-20°~-45°の角度範囲の光の比率をそれぞれ算出した。算出に際しては、-20°~-45°の角度範囲でのピーク輝度の数値を、全体のピーク輝度(相対輝度「1」)にて除している。
実証実験1における配光分布に係る実験結果は、図9及び図10に示される通りである。図9には、傾斜角度θ2が40°~59°での実験結果が示されている。図10には、傾斜角度θ2が60°~80°での実験結果が示されている。図9及び図10に示される配光分布に係るグラフは、横軸が正面方向(Z軸方向)に対するX軸方向の角度(単位は「°」)であり、縦軸が相対輝度(無単位)である。縦軸の相対輝度は、最大輝度を基準(1)とした相対値である。横軸の角度に付された正負の記号は、図8のグラフの横軸に付された符号と同じ意味である。図9及び図10には、各グラフに対応する傾斜角度θ2の数値を記入している。実証実験1における-20°~-45°の角度範囲の光の比率に係る実験結果は、図11に示される通りである。図11に示される-20°~-45°の角度範囲の光の比率に係るグラフは、横軸が傾斜角度θ2(単位は「°」)であり、縦軸が-20°~-45°の角度範囲の光の比率の百分率(単位は「%」)である。図9から図11に示されるグラフの説明を補足するため、図12を示す。図12は、乗用車の助手席の前に設置された液晶表示装置10における正面方向に対するX軸方向の角度を説明するための図である。図12には、実証実験1のバックライト装置12からの出射光がピーク輝度となる角度(+10°)と、第2ルーバー20により遮光される遮光範囲(+45°~+90°、-45°~-90°)と、助手席に対して左側に位置する運転席から液晶表示装置10を視認した場合の視認範囲(-20°~-50°)と、が示されている。
実証実験1の実験結果について説明する。図9によれば、40°~50°の範囲では、傾斜角度θ2の数値が大きくなるほど、サイドローブ光が発生する角度の絶対値が大きくなる傾向にある。具体的には、傾斜角度θ2が40°では、サイドローブ光のピーク輝度となるのが-35°付近であるのに対し、傾斜角度θ2が50°では、サイドローブ光のピーク輝度となるのが-75°付近となっている。50°~59°の範囲では、傾斜角度θ2の数値が大きくなるほど、サイドローブ光が発生する角度の絶対値が小さくなる傾向にある。具体的には、傾斜角度θ2が53°では、サイドローブ光のピーク輝度となるのが-65°付近であるのに対し、傾斜角度θ2が59°では、サイドローブ光のピーク輝度となるのが-50°付近となっている。
図10によれば、60°~66°の範囲では、傾斜角度θ2の数値が大きくなるほど、サイドローブ光が発生する角度の絶対値が大きくなる傾向にある。具体的には、傾斜角度θ2が60°では、サイドローブ光のピーク輝度となるのが-55°付近であるのに対し、傾斜角度θ2が65°では、サイドローブ光のピーク輝度となるのが-80°付近となっている。66°~80°の範囲では、傾斜角度θ2の数値が大きくなるほど、サイドローブ光が発生する角度の絶対値が小さくなる傾向にある。具体的には、傾斜角度θ2が66°では、サイドローブ光のピーク輝度となるのが-80°付近であるのに対し、傾斜角度θ2が80°では、サイドローブ光のピーク輝度となるのが-25°付近となっている。
図11によれば、傾斜角度θ2が45°以下と、71°以上と、では、いずれも-20°~-45°の角度範囲の光の比率が急激に高くなることが分かる。これに対し、傾斜角度θ2が46°~70°の範囲では、-20°~-45°の角度範囲の光の比率を4%以下と、低く保つことができる。ここで、図12によれば、第2ルーバー20による遮光範囲は、+45°~+90°の角度範囲と、-45°~-90°の角度範囲と、であり、これらの角度範囲に存するサイドローブ光が運転席から視認されることはない。従って、-20°~-45°の角度範囲の光が、助手席の左側にある運転席から視認され得るサイドローブ光となる。このことから、-20°~-45°の角度範囲の光の比率を低く、具体的には4%以下にすることができれば、運転席からは液晶表示装置10の表示画像を殆ど視認できなくなる。図11の実験結果によれば、傾斜角度θ2を46°~70°の範囲とすれば、-20°~-45°の角度範囲の光の比率を4%以下とし、運転席からの表示画像の視認を良好に妨げることができる。ここで、第1レンズ19Cの頂角θ3は、110°で固定されていることから、第1斜面19C1がX軸方向に対してなす傾斜角度θ1は、0°~24°の範囲であれば、-20°~-45°の角度範囲の光の比率を4%以下とすることができる、と言える。なお、傾斜角度θ2が40°を下回る数値では、第1レンズ19Cに入射した光の多くが第2斜面19C2により屈折されてサイドローブ光となるため、サイドローブ光が過多となり、-20°~-45°の角度範囲の光も著しく多くなると推考される。
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、第1方向に沿う一方の主面である第1入光主面18Aと、第1方向に沿う他方の主面である第1出光主面18Bと、第1方向に間隔を空けて配される2つの第1遮光部18Cと、2つの第1遮光部18Cの間に配される第1透光部18Dと、を有する第1ルーバー(第1シート)18と、第1方向に沿い第1出光主面18Bと対向する一方の主面である第2入光主面19Aと、第1方向に沿う他方の主面である第2出光主面19Bと、第2入光主面19Aまたは第2出光主面19Bに配される第1レンズ19Cと、を有するリニアフレネルレンズシート(第2シート)19と、第1方向に沿い第2出光主面19Bと対向する一方の主面である第3入光主面20Aと、第1方向に沿う他方の主面である第3出光主面20Bと、第1方向に間隔を空けて配される2つの第2遮光部20Cと、2つの第2遮光部20Cの間に配される第2透光部20Dと、を有する第2ルーバー(第3シート)20と、を備え、第1レンズ19Cは、リニアフレネルレンズシート19における第1方向の端側から中央側に向かって立ち上がる傾斜の第1斜面19C1を有し、第2ルーバー20は、第2透光部20Dの幅W2を高さH2にて除した比率が、第1透光部18Dの幅W1を高さH1にて除した比率よりも大きい。
第1ルーバー18の第1入光主面18Aに入射した光は、2つの第1遮光部18Cの間に配された第1透光部18Dを透過し、第1出光主面18Bから出射する。第1出光主面18Bからの出射光の出射角度は、2つの第1遮光部18Cによって制限される。第1出光主面18Bから出射した光は、リニアフレネルレンズシート19の第2入光主面19Aに入射すると、第1レンズ19Cの第1斜面19C1によって屈折されて第2出光主面19Bから出射される。第1斜面19C1は、リニアフレネルレンズシート19における第1方向の端側から中央側に向かって立ち上がる傾斜を有しているから、第2出光主面19Bからの出射光には、第1方向の中央側を指向する異方性屈折作用が付与される。第2出光主面19Bから出射した光は、第2ルーバー20の第3入光主面20Aに入射すると、2つの第2遮光部20Cの間に配された第2透光部20Dを透過し、第3出光主面20Bから出射する。第3出光主面20Bからの出射光の出射角度は、2つの第2遮光部20Cによって制限される。
ここで、第1ルーバー18は、第1透光部18Dの幅W1を高さH1にて除した比率が、第2透光部20Dの幅W2を高さH2にて除した比率よりも小さい。この構成によれば、第1透光部18Dを透過する光が、第1出光主面18Bの法線方向に対してなす角度の最大の絶対値は、第2透光部20Dを透過する光が、第3出光主面20Bの法線方向に対してなす角度の最大の絶対値よりも小さい。これにより、第1出光主面18Bから出射し、リニアフレネルレンズシート19の第2入光主面19Aに入射される光には、第1出光主面18Bの法線方向に近い光が多く含まれる。従って、リニアフレネルレンズシート19に備わる第1レンズ19Cの第1斜面19C1により屈折される光には、第1方向の中央側へ向かう指向性が効率的に付与される。
一方、第2ルーバー20は、第2透光部20Dの幅W2を高さH2にて除した比率が、第1透光部18Dの幅W1を高さH1にて除した比率よりも大きい。この構成によれば、第2透光部20Dを透過する光が、第3出光主面20Bの法線方向に対してなす角度の最大の絶対値は、第1透光部18Dを透過する光が、第1出光主面18Bの法線方向に対してなす角度の最大の絶対値よりも大きい。これにより、リニアフレネルレンズシート19により異方性屈折作用が付与された光が、第2ルーバー20によって出射角度を過度に制限される事態が避けられる。このことから、第3出光主面20Bからの出射光は、リニアフレネルレンズシート19によって付与された異方性屈折作用が十分に反映されたものとなっているので、第3出光主面20Bのうちの第1方向の中央側部分と両端側部分とで、出射光の輝度が均一化される。また、第3出光主面20Bからの出射光の出射角度は、2つの第2遮光部20Cによって制限されているので、当該バックライト装置12の出射光に生じ得るサイドローブ光を低減できる。
また、第1レンズ19Cは、第1方向に複数並んで配され、複数の第1レンズ19Cには、中央側レンズ19CCと、リニアフレネルレンズシート19において中央側レンズ19CCよりも第1方向の端側に位置する端側レンズ19CEと、が含まれ、端側レンズ19CEの第1斜面19C1が第1方向に対してなす角度θ1Eは、中央側レンズ19CCの第1斜面19C1が第1方向に対してなす角度θ1Cよりも大きい。リニアフレネルレンズシート19において中央側レンズ19CCよりも第1方向の端側に位置する端側レンズ19CEの第1斜面19C1により光に付与される異方性屈折作用は、端側レンズ19CEよりも第1方向の中央側に位置する中央側レンズ19CCの第1斜面19C1により光に付与される異方性屈折作用よりも強い。つまり、リニアフレネルレンズシート19の第2出光主面19Bのうち、第1方向の端側部分からの出射光は、第1方向の中央側部分からの出射光よりも、第1方向の中央側へ向かう指向性がより強められている。第2出光主面19Bからの出射光が入射される第2ルーバー20では、出射光の出射角度を過度に制限することが避けられているので、第2ルーバー20の第3出光主面20Bのうちの第1方向の中央側部分と両端側部分とで、出射光の輝度がより均一化される。
また、複数の第1レンズ19Cは、リニアフレネルレンズシート19における第1方向の中央側から端側に向かって立ち上がる傾斜の第2斜面19C2をそれぞれ有する。仮に第2斜面19C2が第1方向に対して垂直な垂直面だった場合に比べると、リニアフレネルレンズシート19を製造する際に複数の第1レンズ19Cを加工するのが容易になる。その反面、第2斜面19C2によって屈折作用が付与された光は、第1方向の端側を指向し、サイドローブ光となるおそれがある。その点、第2ルーバー20に備わる2つの第2遮光部20Cによって第3出光主面20Bからの出射光の出射角度が制限されるので、第2斜面19C2に起因するサイドローブ光を十分に低減できる。
また、中央側レンズ19CCの第1斜面19C1と第2斜面19C2とがなす角度である頂角θ3Cは、端側レンズ19CEの頂角θ3Eと等しく、端側レンズ19CEの第2斜面19C2が第1方向に対してなす角度θ2Eは、中央側レンズ19CCの第2斜面19C2が第1方向に対してなす角度θ2Cよりも小さい。このように、中央側レンズ19CCの頂角θ3Cが、端側レンズ19CEの頂角θ3Eと等しいから、例えばリニアフレネルレンズシート19を樹脂成形によって製造する場合には、成形に用いられる金型の加工が容易になる。中央側レンズ19CC及び端側レンズ19CEの頂角θ3を等しくすれば、端側レンズ19CEの第2斜面19C2が第1方向に対してなす角度θ2Eは、中央側レンズ19CCの第2斜面19C2が第1方向に対してなす角度θ2Cよりも小さくなる。このため、端側レンズ19CEの第2斜面19C2に起因して生じるサイドローブ光が、中央側レンズ19CCの第2斜面19C2に起因して生じるサイドローブ光よりも多くなる傾向となる。これに対し、第2ルーバー20に備わる2つの第2遮光部20Cによって第3出光主面20Bからの出射光の出射角度が制限されるので、端側レンズ19CEの第2斜面19C2に起因するサイドローブ光を十分に低減できる。
また、複数の第1レンズ19Cは、第1斜面19C1が第1方向に対してなす角度θ1が、0°~24°の範囲とされ、第2斜面19C2が第1方向に対してなす角度θ2が、46°~70°の範囲とされる。第1斜面19C1が第1方向に対してなす角度θ1が24°よりも大きく、第2斜面19C2が第1方向に対してなす角度θ2が46°よりも小さい場合には、第2ルーバー20の第2遮光部20Cでは遮光するのが難しいサイドローブ光が過多となってしまう。第1斜面19C1が第1方向に対してなす角度θ1が0°よりも小さく、第2斜面19C2が第1方向に対してなす角度θ2が70°よりも大きい場合にも、第2ルーバー20の第2遮光部20Cでは遮光するのが難しいサイドローブ光が過多となってしまう。その点、上記したように、複数の第1レンズ19Cにおいて、第1斜面19C1が第1方向に対してなす角度θ1が、0°~24°の範囲とされ、第2斜面19C2が第1方向に対してなす角度θ2が、46°~70°の範囲とされると、第2ルーバー20の第2遮光部20Cでは遮光するのが難しいサイドローブ光を十分に抑制することができる。
また、第1LED(第1光源)13と、第1LED13に対して第1方向に沿って並ぶ第1導光板14と、第1導光板14に対して出光側に配される第1プリズムシート16であって、第1方向に沿って複数が並んで配されていて第1方向と第1導光板14の主面の法線方向との双方と直交する第2方向に沿って延在する第1プリズム16Bを有する第1プリズムシート16と、第1プリズムシート16に対して出光側に配される第2プリズムシート17であって、第1方向に沿って複数が並んで配されていて第2方向に沿って延在する第2プリズム17Bを有する第2プリズムシート17と、を備え、第1導光板14は、外周端面の少なくとも一部が第1LED13と対向する第1入光端面14Aとされ、一方の主面が光を出射させる第1導光板出光主面(第4出光主面)14Bとされ、第2プリズムシート17は、出光側の主面が、第1ルーバー18の第1入光主面18Aと対向して配され、第1プリズム16Bは、第1プリズムシート16における第1方向の第1LED13側からその反対側に向かって立ち上がる傾斜の第1プリズム斜面(第3斜面)16B1と、第1プリズムシート16における第1方向の第1LED13とは反対側から第1LED13側に向かって立ち上がる傾斜の第2プリズム斜面(第4斜面)16B2と、を有し、第2プリズム17Bは、第2プリズムシート17における第1方向の第1LED13側からその反対側に向かって立ち上がる傾斜の第3プリズム斜面(第5斜面)17B1と、第2プリズムシート17における第1方向の第1LED13とは反対側から第1LED13側に向かって立ち上がる傾斜の第4プリズム斜面(第6斜面)17B2と、を有し、第2プリズム17Bにおいて第3プリズム斜面17B1が第1方向に対してなす角度θ7が、第1プリズム16Bにおいて第1プリズム斜面16B1が第1方向に対してなす角度θ4よりも小さい。
第1LED13から発せられて第1導光板14の第1入光端面14Aに入射した光は、第1導光板14内を伝播するとともに第1導光板出光主面14Bから出射されて第1プリズムシート16に入射される。第1プリズムシート16に入射した光は、その多くが、第1プリズム16Bの第2プリズム斜面16B2に当たって屈折され、立ち上げられつつ出射するか、第1プリズム斜面16B1へ向かう。ここで、第1プリズム16Bは、第1プリズム斜面16B1が第1方向に対してなす角度θ4が、第2プリズム17Bの第3プリズム斜面17B1が第1方向に対してなす角度θ7よりも大きくなっているから、仮に同じ角度または角度の大小を逆の関係にした場合に比べると、第1プリズムシート16に入射した光が第1プリズム16Bにおける第1プリズム斜面16B1に当たり難くなる。第1プリズムシート16の入射光が第1プリズム16Bの第1プリズム斜面16B1に当たると、第1プリズム16Bを出射する際にサイドローブ光となって出射し易い傾向にある。従って、第1プリズムシート16の入射光が第1プリズム16Bの第1プリズム斜面16B1に直接当たり難くなれば、サイドローブ光の発生が抑制され、結果として光の利用効率が向上する。
第1プリズムシート16を出射して第2プリズムシート17に入射した光は、その多くが、第2プリズム17Bの第4プリズム斜面17B2に当たって屈折され、立ち上げられつつ出射するか、第3プリズム斜面17B1へ向かう。ここで、第2プリズム17Bは、第3プリズム斜面17B1が第1方向に対してなす角度θ7が、第1プリズム16Bの第1プリズム斜面16B1が第1方向に対してなす角度θ4よりも小さくなっているから、仮に同じ角度または角度の大小を逆の関係にした場合に比べると、第6斜辺により屈折されて第3プリズム斜面17B1へ向かう光が、第3プリズム斜面17B1により第1プリズムシート16側に戻され易くなる。結果として、第2プリズムシート17から第1プリズムシート16側に戻される光(以下、再帰光という)の量が多くなる。この再帰光は、当該バックライト装置12内にて反射などされることで再び第2プリズムシート17に至り、第2プリズム17Bの第3プリズム斜面17B1または第4プリズム斜面17B2によって立ち上げられつつ出射されるので、光の利用効率が向上する。また、再帰光は、第2プリズムシート17から出射するまでの光路が複雑化しているので、第2プリズム17Bにより付与される立ち上がり角度も多様化しており、それにより視野角特性が向上する。
第2プリズムシート17を出射した光は、第1ルーバー18の第1入光主面18Aに入射される。第1入光主面18Aに入射された光は、サイドローブ光が少ない上に再帰光によって利用効率が高くなっているので、第1透光部18Dの透過光量が十分に確保されるとともに第1遮光部18Cにより遮光される光量が少なくなる。これにより、当該バックライト装置12の出射光に係る輝度向上等を図る上で好適となる。
また、本実施形態に係る液晶表示装置(表示装置)10は、上記記載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分布の均一化が図られているから、表示品位に優れた表示を実現することができる。
<実施形態2>
実施形態2を図13によって説明する。この実施形態2では、リニアフレネルレンズシート119の配置を変更した場合を示す。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。
本実施形態に係るリニアフレネルレンズシート119は、図13に示すように、第1レンズ119Cが裏側、つまり第1ルーバー118側を向いた姿勢で配されている。つまり、第1レンズ119Cは、リニアフレネルレンズシート119の第2入光主面119Aに設けられている。リニアフレネルレンズシート119のうち、第1レンズ119Cが非形成とされた第2出光主面119Bは、第2ルーバー120と対向している。このような構成であっても、上記した実施形態1と同様の作用及び効果を得ることができる。
<実施形態3>
実施形態3を図14によって説明する。この実施形態3では、上記した実施形態2からリニアフレネルレンズシート219を変更した場合を示す。なお、上記した実施形態2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。
本実施形態に係るリニアフレネルレンズシート219は、図14に示すように、第2出光主面219Bが、第2ルーバー220の第3入光主面220Aに取り付けられている。取り付けに際しては、例えば第2ルーバー220の第3入光主面220Aと、リニアフレネルレンズシート219の第2出光主面219Bと、の間に接着剤を介在させればよい。このようにすれば、第2ルーバー220の第3入光主面220Aと、リニアフレネルレンズシート219の第2出光主面219Bと、が全域にわたって密着状態に保たれ、間に空気層(密着しない部分)が部分的に存在するのを避けることができる。これにより、第2ルーバー220の第3入光主面220Aに入射する光が、上記した空気層に起因して屈折される事態を避けることができるので、ムラが視認され難くなる。また、第2ルーバー220の第3入光主面220Aと、リニアフレネルレンズシート219の第2出光主面219Bと、の間に隙間が生じることが避けられるから、全体の薄型化を図る上でも好適となる。
以上説明したように本実施形態によれば、第1レンズ219Cは、第2入光主面219Aに配され、リニアフレネルレンズシート219は、第2出光主面219Bが、第2ルーバー220の第3入光主面220Aに取り付けられる。仮にリニアフレネルレンズシート219が第2ルーバー220に取り付けられない場合に、互いに対向する第2出光主面219Bと第3入光主面220Aとが部分的に密着すると、密着する部分と密着しない部分とで光の進行方向に差が生じ、それがムラとして視認されるおそれがある。その点、リニアフレネルレンズシート219のうち、第1レンズ219Cが非配置とされた第2出光主面219Bが、第2ルーバー220の第3入光主面220Aに取り付けられることで、上記のようなムラが生じるのが避けられる。また、薄型化を図る上でも好適となる。
<実施形態4>
実施形態4を図15によって説明する。この実施形態4では、上記した実施形態1からリニアフレネルレンズシート319を変更した場合を示す。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。
本実施形態に係るリニアフレネルレンズシート319は、図15に示すように、第2入光主面319Aが、第1ルーバー318の第1出光主面318Bに取り付けられている。取り付けに際しては、例えば第1ルーバー318の第1出光主面318Bと、リニアフレネルレンズシート319の第2入光主面319Aと、の間に接着剤を介在させればよい。このようにすれば、第1ルーバー318の第1出光主面318Bと、リニアフレネルレンズシート319の第2入光主面319Aと、が全域にわたって密着状態に保たれ、間に空気層(密着しない部分)が部分的に存在するのを避けることができる。これにより、第1ルーバー318の第1出光主面318Bに入射する光が、上記した空気層に起因して屈折される事態を避けることができるので、ムラが視認され難くなる。また、第1ルーバー318の第1出光主面318Bと、リニアフレネルレンズシート319の第2入光主面319Aと、の間に隙間が生じることが避けられるから、全体の薄型化を図る上でも好適となる。
以上説明したように本実施形態によれば、第1レンズ319Cは、第2出光主面319Bに配され、リニアフレネルレンズシート319は、第2入光主面319Aが、第1ルーバー318の第1出光主面318Bに取り付けられる。仮にリニアフレネルレンズシート319が第1ルーバー318に取り付けられない場合に、互いに対向する第2入光主面319Aと第1出光主面318Bとが部分的に密着すると、密着する部分と密着しない部分とで光の進行方向に差が生じ、それがムラとして視認されるおそれがある。その点、リニアフレネルレンズシート319のうち、第1レンズ319Cが非配置とされた第2入光主面319Aが、第1ルーバー318の第1出光主面318Bに取り付けられることで、上記のようなムラが生じるのが避けられる。また、薄型化を図る上でも好適となる。
<実施形態5>
実施形態5を図16によって説明する。この実施形態5では、上記した実施形態1からバックライト装置412の構成を変更した場合を示す。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。
本実施形態に係るバックライト装置412は、図16に示すように、第2LED(第2光源)24と、第2LED24に対してX軸方向(第1方向)に沿って並ぶ第2導光板25と、を備える。第2LED24は、略ブロック状をなしており、Y軸方向及びZ軸方向に沿う一対の面のうちの一方の面が、光を発する第2発光面24Aとされる。第2LED24は、Y軸方向に沿って間隔を空けて複数が並んで配されている。第2LED24は、LED基板に実装されている。第2LED24は、LED基板に実装された基板部上にLEDチップを封止材により封止した構成とされる。第2LED24に備わるLEDチップは、例えば青色光を単色発光する。第2LED24に備わる封止材には、蛍光体が分散配合されている。封止材に含有される蛍光体には、黄色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体などが含まれる。このようなLEDチップ及び封止材を備える第2LED24は、全体として白色光を発する。
第2導光板25は、屈折率が空気よりも十分に高く且つほぼ透明な合成樹脂材料(例えばPMMAなどのアクリル樹脂など)からなる。第2導光板25は、図16に示すように、板状をなしており、その主面が液晶パネル411の主面に並行している。なお、第2導光板25は、その主面がX軸方向及びY軸方向と並行し、主面の法線方向(厚さ方向)がZ軸方向と一致している。第2導光板25は、第2LED24に対して図16の左側に配されている。つまり、第2導光板25と第2LED24とのX軸方向の位置関係は、第1導光板414と第1LED413とのX軸方向の位置関係とは逆となっている。これにより、第1LED413及び第2LED24は、互いに非重畳の配置とされる。第2導光板25は、液晶パネル411に対してZ軸方向の裏側に重なる位置に配され、第2ルーバー420の表側に重なる位置に配されている。第2導光板25は、その外周端面のうちの一端面が、第2LED24の第2発光面24Aと対向する第2入光端面25Aとされる。第2入光端面25Aは、第2LED24の第2発光面24Aに並行する面であり、第2発光面24Aから発せられた光が入射される。第2導光板25における一対の主面のうち、液晶パネル411と対向する表側の主面が、内部を導光した光を出射する第2導光板出光主面25Bとされる。第2導光板25における一対の主面のうち、第2ルーバー420と対向する裏側の主面が、第2導光板出光主面25Bとは反対側に位置する第2反対主面25Cとされる。そして、第2導光板25は、第2LED24から第2導光板25へ向けて発せられた光を第2入光端面25Aから導入するとともに、その光を内部で伝播させた後に、第2導光板出光主面25BからZ軸方向に沿って表側(出光側)の液晶パネル411へ向くよう立ち上げて出射させることができる。それに加え、第2導光板25は、第2ルーバー420からの出射光を第2反対主面25Cから導入するとともに、その光を第2導光板出光主面25Bから表側の液晶パネル411へ向けて出射させることができる。なお、第2入光端面25Aの法線方向がX軸方向(第2LED24と第2導光板25の並び方向)と一致している。
第2導光板25には、図16に示すように、第4導光板レンズ26、第5導光板レンズ27及び第6導光板レンズ28が設けられている。第4導光板レンズ26は、第2導光板25の第2導光板出光主面25Bに設けられている。第4導光板レンズ26は、X軸方向に沿って延在し、Y軸方向に沿って複数が並んで配されており、いわゆるレンチキュラーレンズである。第4導光板レンズ26の具体的な構成は、第1導光板レンズ421と概ね同様であり、詳しい説明は上記した実施形態1に説明した通りである(図3を参照)。なお、第4導光板レンズ26の接触角は、第1導光板レンズ421の接触角よりも小さくてもよく、例えば30°程度とされてもよい。第5導光板レンズ27は、第2導光板25の第2反対主面25Cに設けられている。第5導光板レンズ27は、X軸方向に沿って延在し、Y軸方向に沿って複数が並んで配されており、第2反対主面25Cから裏側に突出する凸型のプリズムである。第5導光板レンズ27の具体的な構成は、実施形態1にて説明した第2導光板レンズ22(図2を参照)と概ね同様であり、詳しい説明は割愛する。
第6導光板レンズ28は、図16に示すように、第2導光板25の第2反対主面25Cに設けられている。第6導光板レンズ28は、X軸方向に沿って間隔を空けて複数が並んで配されている。第6導光板レンズ28は、第2反対主面25CからZ軸方向に沿って裏側に向けて突出する。第6導光板レンズ28は、X軸方向の第2LED24側とは反対側(図16の左側)に配される第6導光板斜面(第7斜面)28Aと、X軸方向の第2LED24側(図16の右側)に配される第7導光板斜面28Bと、第6導光板斜面28Aと第7導光板斜面28Bとの間に位置する第1平面28Cと、を有する。第6導光板斜面28Aは、第2導光板25におけるX軸方向の第2LED24側(図16の右側)からその反対側(図16の左側)に向かって立ち上がる傾斜を有する。第7導光板斜面28Bは、第2導光板25におけるX軸方向の第2LED24側とは反対側(図16の左側)から第2LED24側(図16の右側)に向かって立ち上がる傾斜を有する。第1平面28Cは、X軸方向及びY軸方向に並行な面とされる。また、X軸方向に隣り合う2つの第6導光板レンズ28の間には、第2平面29が設けられている。従って、第6導光板レンズ28及び第2平面29は、X軸方向に沿って交互に繰り返し並ぶ配列とされる。
第6導光板斜面28Aは、図16に示すように、第2導光板25内を伝播する光を反射し、表側に向けて立ち上げることで第2導光板出光主面25Bからの出射を促すことができる。詳しくは、第6導光板斜面28Aは、第2導光板25内においてX軸方向について第2LED24から遠ざかるよう進行する光を反射して立ち上げるのに主に機能する。第6導光板斜面28Aは、X軸方向に対する傾斜角度が例えば40°以下とされ、好ましくは27°程度とされる。X軸方向に対する第6導光板斜面28Aの傾斜角度が40°以下とされれば、光を正面方向に対してX軸方向に第2LED24側とは反対側に傾いた方向に光を立ち上げることができる。従って、第2導光板出光主面25Bからの出射光には、Z軸方向(第2導光板出光主面25Bの法線方向)に対してX軸方向の第2LED24側とは反対側へ向かう光が、X軸方向の第2LED24側へ向かう光よりも多く含まれる。従って、第2LED24を点灯させれば、出射光に係るピーク輝度がX軸方向の第2LED24側とは反対側に偏在した輝度角度分布の出射光を供給することが可能となる。乗用車の助手席の前に設置される車載用の液晶表示装置410においては、第2LED24をX軸方向に運転席側とは反対側に配置するのが好ましい。このようにすれば、例えば乗用車が走行している間は、第1LED413を点灯し、第2LED24を消灯させることで、助手席からは液晶表示装置410の表示画像を視認できるものの、運転席から液晶表示装置410の表示画像を視認不能とすることができる。これに対し、乗用車が停止している間は、第1LED413及び第2LED24を共に点灯させることで、運転席及び助手席のいずれからも液晶表示装置410の表示画像を視認させることができる。このように、乗用車の走行状況に応じて、第2LED24の駆動を制御することで、運転席からの表示画像の視認の可否を調整することが可能とされる。
一方、第7導光板斜面28Bは、X軸方向に第2LED24に近づくよう進行する光を反射して立ち上げたり、X軸方向に第2LED24から遠ざかるよう第2導光板25内を進行する光を反射してさらに第2LED24から遠ざかるよう導いたりすることができる。第7導光板斜面28Bは、X軸方向に対する傾斜角度が例えば3°程度とされ、第6導光板斜面28Aの傾斜角度よりも小さい。また、X軸方向に沿って並ぶ複数の第6導光板レンズ28は、X軸方向に第2LED24から遠ざかるほど高さ寸法(Z軸方向の寸法)が増すものの、X軸方向の配列ピッチは一定となるよう設計されている。第6導光板斜面28Aの長さは、X軸方向に第2LED24から遠ざかるほど僅かながらも大きくなる。第7導光板斜面28Bの長さは、X軸方向に第2LED24から遠ざかるほど大きくなり、その増加率は第6導光板斜面28Aの増加率よりも高い。第1平面28Cの長さは、X軸方向の位置に拘わらず一定とされる。第2平面29の長さは、X軸方向に第2LED24から遠ざかるほど小さくなる。なお、X軸方向に対する第6導光板斜面28Aの傾斜角度と、X軸方向に対する第7導光板斜面28Bの傾斜角度と、は、X軸方向の位置に拘わらずそれぞれ一定とされる。
以上説明したように本実施形態によれば、第2LED(第2光源)24と、第2LED24に対して第1方向に沿って並ぶ第2導光板25と、を備え、第2導光板25は、外周端面の少なくとも一部が第2LED24と対向する第2入光端面25Aとされ、一方の主面が光を出射させる第2導光板出光主面(第5出光主面)25Bとされ、他方の主面が第3出光主面420Bと対向して第6導光板レンズ(第2レンズ)28が設けられる第2反対主面(反対主面)25Cとされ、第6導光板レンズ28は、第2導光板25における第1方向の第2LED24とは反対側から第2LED24側に向かって立ち上がる傾斜の第6導光板斜面(第7斜面)28Aを有する。
第2LED24から発せられて第2導光板25の第2入光端面25Aに入射した光は、第2導光板25内を伝播する過程で、第2反対主面25Cに設けられた第6導光板レンズ28の第6導光板斜面28Aに当たる。第2導光板25における第1方向の第2LED24とは反対側から第2LED24側に向かって立ち上がる傾斜を有する第6導光板斜面28Aに当たった光は、反射されて第2導光板出光主面25Bから出射される。第2導光板出光主面25Bからの出射光には、第2導光板出光主面25Bの法線方向に対して第1方向の第2LED24側とは反対側へ向かう光が、第1方向の第2LED24側へ向かう光よりも多く含まれる。従って、第2LED24を点灯させれば、出射光に係るピーク輝度が第1方向の第2LED24側とは反対側に偏在した輝度角度分布の出射光を供給することが可能となる。
<他の実施形態>
本明細書が開示する技術は、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技術的範囲に含まれる。
(1)実施形態1から実施形態4に記載の構成において、第2ルーバー20,120,220の表側で液晶パネル11の裏側となる位置に、第3ルーバーを設置することも可能である。第3ルーバーは、X軸方向と直交するY軸方向に間隔を空けて配される2つの第3遮光部と、2つの第3遮光部の間に配される第3透光部と、を少なくとも有する。第3ルーバーによって出射光のY軸方向の出射角度を制限することができる。これにより、乗用車のフロントガラスに表示画像が映り込むのを避けることができる。
(2)実施形態5に記載の構成において、第2導光板25の表側で液晶パネル411の裏側となる位置に、上記した(1)に記載の第3ルーバーを設置することも可能である。
(3)実施形態3に記載の構成において、第2ルーバー220に対してリニアフレネルレンズシート219を一体成形することも可能である。その場合、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ルーバー220を宛うことで未硬化の紫外線硬化性樹脂材料を表側の主面に接する形で配し、その状態で第2ルーバー220を介して紫外線硬化性樹脂材料に対して紫外線を照射し、リニアフレネルレンズシート219を第2ルーバー220に対して一体的に設けることができる。
(4)実施形態4に記載の構成において、第1ルーバー318に対してリニアフレネルレンズシート319を一体成形することも可能である。その場合、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ルーバー318を宛うことで未硬化の紫外線硬化性樹脂材料を表側の主面に接する形で配し、その状態で第1ルーバー318を介して紫外線硬化性樹脂材料に対して紫外線を照射し、リニアフレネルレンズシート319を第1ルーバー318に対して一体的に設けることができる。
(5)実施形態5に記載の構成において、第2導光板25に対する第2LED24のX軸方向の位置関係が、第1導光板14,414に対する第1LED13,413のX軸方向の位置関係と同じであってもよい。
(6)リニアフレネルレンズシート19,119,219,319に備わる複数の第1レンズ19C,119C,219C,319Cには、X軸方向に対する第1斜面19C1の角度θ1(X軸方向に対する第2斜面19C2の角度θ2)が同一となる第1レンズ19C,119C,219C,319Cが複数含まれてもよい。つまり、X軸方向に対する第1斜面19C1の角度θ1(X軸方向に対する第2斜面19C2の角度θ2)は、全ての第1レンズ19C,119C,219C,319Cにおいて異なっていなくてもよい。
(7)リニアフレネルレンズシート19,119,219,319に備わる第1レンズ19C,119C,219C,319Cにおける各角度(X軸方向に対する第1斜面19C1の角度θ1、X軸方向に対する第2斜面19C2の角度θ2、第1斜面19C1と第2斜面19C2とがなす頂角θ3)の具体的な数値は、適宜に変更可能である。その場合、X軸方向に対する第1斜面19C1の角度θ1は、0°~24°の範囲内とされ、X軸方向に対する第2斜面19C2の角度θ2は、46°~70°の範囲内とされるのが好ましいが、これらの範囲外であってもよい。また、X軸方向に対する第1斜面19C1の角度θ1を0°~24°の範囲内とし、X軸方向に対する第2斜面19C2の角度θ2を46°~70°の範囲内とした上で、第1斜面19C1と第2斜面19C2とがなす頂角θ3の数値を110°以外の数値(例えば80°、90°、100°、120°等)とすることが可能である。また、X軸方向に対する第1斜面19C1の角度θ1を0°~24°の範囲外とし、X軸方向に対する第2斜面19C2の角度θ2を46°~70°の範囲外とした上で、第1斜面19C1と第2斜面19C2とがなす頂角θ3の数値を110°以外の数値(例えば80°、90°、100°、120°等)とすることが可能である。また、リニアフレネルレンズシート19,119,219,319に用いる具体的な材料は、適宜に変更可能である。
(8)第1導光板14,414に備わる各導光板レンズ21~23,421の接触角や傾斜角度等の具体的な数値は、適宜に変更可能である。第1導光板14,414に用いる具体的な材料は、適宜に変更可能である。
(9)実施形態5に記載された第2導光板25に備わる各導光板レンズ26~28の接触角や傾斜角度等の具体的な数値は、適宜に変更可能である。第2導光板25に用いる具体的な材料は、適宜に変更可能である。
(10)第1導光板14,414に備わる第1導光板レンズ21,421及び第2導光板レンズ22のうちのいずれか一方または両方を省略することも可能である。
(11)第2導光板25に備わる第4導光板レンズ26及び第5導光板レンズ27のうちのいずれか一方または両方を省略することも可能である。
(12)第1導光板14,414の厚みが第1LED13,413から遠ざかるほど小さくなり、第1反対主面14Cが傾斜状とされる構成であっても構わない。
(13)実施形態5に記載された第2導光板25の厚みが第2LED24から遠ざかるほど小さくなり、第2反対主面25Cが傾斜状とされる構成であっても構わない。
(14)各プリズムシート16,17に備わる各プリズム16B,17Bの各プリズム斜面16B1,16B2,17B1,17B2の傾斜角度や頂角等の具体的な数値は、適宜に変更可能である。各プリズムシート16,17の各基材16A,17Aに用いる具体的な材料は、適宜に変更可能である。同様に、各プリズム16B,17Bに用いる具体的な材料も、適宜に変更可能である。
(15)各プリズムシート16,17に備わる各プリズム16B,17Bの具体的な断面形状は、適宜に変更可能である。その場合、例えば各プリズム16B,17Bにおけるいずれかのプリズム斜面16B1,16B2,17B1,17B2が複数の傾斜角度を持つよう屈曲形状とされてもよい。
(16)第1ルーバー18,118,318において、第1透光部18Dの幅を高さにて除した比率(tanθ)の具体的な数値は、tan10°以外にも適宜に変更可能であり、例えばtan12.5°、tan15°、tan17.5°等とすることができる。
(17)第2ルーバー20,120,220,420において、第2透光部20Dの幅を高さにて除した比率(tanθ)の具体的な数値は、tan45°以外にも適宜に変更可能であり、例えばtan50°等とすることができる。
(18)第1LED13,413や第2LED24に代えて、有機EL(Electro Luminescence)等の光源を用いることも可能である。
(19)実施形態5に記載された構成に、実施形態2から実施形態4に記載された構成を組み合わせることも可能である。
(20)液晶パネル11,411を構成するアレイ基板の裏側(外側)の主面には、偏光板に代えて反射型偏光シートが取り付けられてもよい。反射型偏光シートは、特定の偏光軸(透過軸)を有する偏光層、屈折率が互いに異なる層を交互に積層した多層膜、保護層などを有する。偏光層は、偏光軸と、偏光軸に対して直交する吸収軸と、を有しており、それにより偏光軸に平行な直線偏光を選択的に透過することができるとともに円偏光を偏光軸に沿う直線偏光に変換することができる。この偏光層の偏光軸は、CF基板の外側の主面に取り付けられた偏光板の偏光軸に対して直交する関係とされる。多層膜は、多層構造であり、光に含まれるs波に対する反射率がp波に対する反射率よりも概して高くなるという反射特性を有している。反射型偏光シートは、多層膜を備えることで、本来ならば、偏光層によって吸収されるs波を、裏側へ反射させることで再利用することができ、光の利用効率(ひいては輝度)を高めることができる。
(21)第1プリズムシート16及び第2プリズムシート17の代わりに、プリズムが入光主面側に設けられたプリズムシートを用いることも可能である。このプリズムシートは、入光主面が第1導光板14,414の第1導光板出光主面14Bと対向し、出光主面が第1ルーバ-18,118,318の第1入光主面18Aと対向する配置であり、そのうちの入光主面に、X軸方向に沿って複数のプリズムが並んで設けられる構成とされる。このようなプリズムシートを用いた場合でも、第1ルーバー18,118,318に対してサイドローブ光が少ない光を供給することができ、第1透光部18Dの透過光量を十分に確保することができる。
(22)車載用の液晶表示装置10,410は、乗用車の助手席の前以外の位置に設置されてもよい。例えば、助手席と運転席との間となる位置等に設置されてもよい。液晶表示装置10,410の配置が変更されるのに伴い、必要な視野角の角度範囲も変更されるので、それに応じて第1ルーバー18,118,318、リニアフレネルレンズシート19,119,219,319及び第2ルーバー20,120,220,420の各構成(各透光部18D,20Dの幅と高さの比率、第1レンズ19C,119C,219C,319Cの各斜面19C1,19C2の傾斜角度等)を変更すればよい。
(23)液晶表示装置10,410は、車載用途以外にも、例えばATM(Automatic Teller Machine)、ノートパソコン、タブレット型パソコン等の視野角を制限することが求められるデバイスに用いることも可能である。液晶表示装置10,410の用途が変更されると、必要な視野角の角度範囲も変更されるので、それに応じて第1ルーバー18,118,318、リニアフレネルレンズシート19,119,219,319及び第2ルーバー20,120,220,420の各構成(各透光部18D,20Dの幅と高さの比率、第1レンズ19C,119C,219C,319Cの各斜面19C1,19C2の傾斜角度等)を変更すればよい。
10,410…液晶表示装置(表示装置)、11,411…液晶パネル(表示パネル)、12,412…バックライト装置(照明装置)、13,413…第1LED(第1光源)、14,414…第1導光板、14A…第1入光端面、14B…第1導光板出光主面(第4出光主面)、16…第1プリズムシート、16B…第1プリズム、16B1…第1プリズム斜面(第3斜面)、16B2…第2プリズム斜面(第4斜面)、17…第2プリズムシート、17B…第2プリズム、17B1…第3プリズム斜面(第5斜面)、17B2…第4プリズム斜面(第6斜面)、18,118,318…第1ルーバー(第1シート)、18A…第1入光主面、18B…第1出光主面、18C…第1遮光部、18D…第1透光部、19,119,219,319…リニアフレネルレンズシート(第2シート)、19A,119A,219A,319A…第2入光主面、19B,119B,219B,319B…第2出光主面、19C,119C,219C,319C…第1レンズ、19C1…第1斜面、19C2…第2斜面、19CC…中央側レンズ、19CE…端側レンズ、20,120,220,420…第2ルーバー(第3シート)、20A,220A…第3入光主面、20B,420B…第3出光主面、20C…第2遮光部、20D…第2透光部、24…第2LED(第2光源)、25…第2導光板、25A…第2入光端面、25B…第2導光板出光主面(第5出光主面)、25C…第2反対主面(反対主面)、28…第6導光板レンズ(第2レンズ)、28A…第6導光板斜面(第7斜面)、H1…高さ、H2…高さ、W1…幅、幅…W2、角度…θ1、θ2…角度、θ3…頂角

Claims (10)

  1. 第1方向に沿う一方の主面である第1入光主面と、前記第1方向に沿う他方の主面である第1出光主面と、前記第1方向に間隔を空けて配される2つの第1遮光部と、2つの前記第1遮光部の間に配される第1透光部と、を有する第1シートと、
    前記第1方向に沿い前記第1出光主面と対向する一方の主面である第2入光主面と、前記第1方向に沿う他方の主面である第2出光主面と、前記第2入光主面または前記第2出光主面に配される第1レンズと、を有する第2シートと、
    前記第1方向に沿い前記第2出光主面と対向する一方の主面である第3入光主面と、前記第1方向に沿う他方の主面である第3出光主面と、前記第1方向に間隔を空けて配される2つの第2遮光部と、2つの前記第2遮光部の間に配される第2透光部と、を有する第3シートと、を備え、
    前記第1レンズは、前記第2シートにおける前記第1方向の端側から中央側に向かって立ち上がる傾斜の第1斜面を有し、
    前記第3シートは、前記第2透光部の幅を高さにて除した比率が、前記第1透光部の幅を高さにて除した比率よりも大きい照明装置。
  2. 前記第1レンズは、前記第1方向に複数並んで配され、
    複数の前記第1レンズには、中央側レンズと、前記第2シートにおいて前記中央側レンズよりも前記第1方向の端側に位置する端側レンズと、が含まれ、
    前記端側レンズの前記第1斜面が前記第1方向に対してなす角度は、前記中央側レンズの前記第1斜面が前記第1方向に対してなす角度よりも大きい請求項1記載の照明装置。
  3. 複数の前記第1レンズは、前記第2シートにおける前記第1方向の中央側から端側に向かって立ち上がる傾斜の第2斜面をそれぞれ有する請求項2記載の照明装置。
  4. 前記中央側レンズの前記第1斜面と前記第2斜面とがなす角度である頂角は、前記端側レンズの前記頂角と等しく、
    前記端側レンズの前記第2斜面が前記第1方向に対してなす角度は、前記中央側レンズの前記第2斜面が前記第1方向に対してなす角度よりも小さい請求項3記載の照明装置。
  5. 複数の前記第1レンズは、前記第1斜面が前記第1方向に対してなす角度が、0°~24°の範囲とされ、前記第2斜面が前記第1方向に対してなす角度が、46°~70°の範囲とされる請求項4記載の照明装置。
  6. 前記第1レンズは、前記第2入光主面に配され、
    前記第2シートは、前記第2出光主面が、前記第3シートの前記第3入光主面に取り付けられる請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の照明装置。
  7. 前記第1レンズは、前記第2出光主面に配され、
    前記第2シートは、前記第2入光主面が、前記第1シートの前記第1出光主面に取り付けられる請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の照明装置。
  8. 第1方向に沿う一方の主面である第1入光主面と、前記第1方向に沿う他方の主面である第1出光主面と、前記第1方向に間隔を空けて配される2つの第1遮光部と、2つの前記第1遮光部の間に配される第1透光部と、を有する第1シートと、
    前記第1方向に沿い前記第1出光主面と対向する一方の主面である第2入光主面と、前記第1方向に沿う他方の主面である第2出光主面と、前記第2入光主面または前記第2出光主面に配される第1レンズと、を有する第2シートと、
    前記第1方向に沿い前記第2出光主面と対向する一方の主面である第3入光主面と、前記第1方向に沿う他方の主面である第3出光主面と、前記第1方向に間隔を空けて配される2つの第2遮光部と、2つの前記第2遮光部の間に配される第2透光部と、を有する第3シートと、を備え、
    前記第1レンズは、前記第2シートにおける前記第1方向の端側から中央側に向かって立ち上がる傾斜の第1斜面を有し、
    前記第3シートは、前記第2透光部の幅を高さにて除した比率が、前記第1透光部の幅を高さにて除した比率よりも大きく、
    第1光源と、
    前記第1光源に対して前記第1方向に沿って並ぶ第1導光板と、
    前記第1導光板に対して出光側に配される第1プリズムシートであって、前記第1方向に沿って複数が並んで配されていて前記第1方向と前記第1導光板の主面の法線方向との双方と直交する第2方向に沿って延在する第1プリズムを有する第1プリズムシートと、
    前記第1プリズムシートに対して出光側に配される第2プリズムシートであって、前記第1方向に沿って複数が並んで配されていて前記第2方向に沿って延在する第2プリズムを有する第2プリズムシートと、を備え、
    前記第1導光板は、外周端面の少なくとも一部が前記第1光源と対向する第1入光端面とされ、一方の主面が光を出射させる第4出光主面とされ、
    前記第2プリズムシートは、出光側の主面が、前記第1シートの前記第1入光主面と対向して配され、
    前記第1プリズムは、前記第1プリズムシートにおける前記第1方向の前記第1光源側からその反対側に向かって立ち上がる傾斜の第3斜面と、前記第1プリズムシートにおける前記第1方向の前記第1光源とは反対側から前記第1光源側に向かって立ち上がる傾斜の第4斜面と、を有し、
    前記第2プリズムは、前記第2プリズムシートにおける前記第1方向の前記第1光源側からその反対側に向かって立ち上がる傾斜の第5斜面と、前記第2プリズムシートにおける前記第1方向の前記第1光源とは反対側から前記第1光源側に向かって立ち上がる傾斜の第6斜面と、を有し、
    前記第2プリズムにおいて前記第5斜面が前記第1方向に対してなす角度が、前記第1プリズムにおいて前記第3斜面が前記第1方向に対してなす角度よりも小さい
    照明装置。
  9. 第2光源と、
    前記第2光源に対して前記第1方向に沿って並ぶ第2導光板と、を備え、
    前記第2導光板は、外周端面の少なくとも一部が前記第2光源と対向する第2入光端面とされ、一方の主面が光を出射させる第5出光主面とされ、他方の主面が前記第3出光主面と対向して第2レンズが設けられる反対主面とされ、
    前記第2レンズは、前記第2導光板における前記第1方向の前記第2光源とは反対側から前記第2光源側に向かって立ち上がる傾斜の第7斜面を有する請求項8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。
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