(57)【要約】【課題】表示装置の表示品位の向上を可能にする照明装置を提供する。【解決手段】照明装置は、第１部材と、第２部材と、第１光源と、を備えている。第１部材は、第１方向に複数の第１プリズムが配列された第１プリズムアレイを有している。第２部材は、第２方向に複数の第２プリズムが配列された第２プリズムアレイを有している。第２部材は、第１部材よりも第１方向の第１Ａ側に配置されている。第１光源は、第２部材よりも第２方向の第２Ａ側に配置され、反対側の第２Ｂ側に平行光を照射する。第１光源からの平行光は、第２プリズムアレイに入射し、導光板を通過せずに第１プリズムアレイに入射する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に配列された複数の第１プリズムを含む第１プリズムアレイを有する第１部材と、
前記第１方向と交差する第２方向に配列された複数の第２プリズムを含む第２プリズムアレイを有し、前記第１部材よりも前記第１方向の第１Ａ側に配置された第２部材と、
前記第２部材よりも前記第２方向の第２Ａ側に配置され、前記第２Ａ側とは反対側の第２Ｂ側に平行光を照射する第１光源と、を備え、
前記第１光源からの平行光は、前記第２プリズムアレイに入射し、導光板を通過せずに前記第１プリズムアレイに入射する、照明装置。
【請求項２】
前記第２部材よりも前記第２Ｂ側に配置され、前記第２Ａ側に平行光を照射する第２光源をさらに備えた、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第２方向に配列された複数の第３プリズムを含む第３プリズムアレイを有し、前記第１部材よりも前記第１方向の第１Ｂ側に配置された第３部材と、
前記第３部材よりも前記第２Ａ側又は前記第２Ｂ側に配置された第３光源と、をさらに備えた、請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
平行光を照射する第４光源をさらに備え、
前記第３光源は、前記第３部材よりも前記第１Ａ側に配置され、前記第１Ｂ側に平行光を照射し、前記第４光源は、前記第３部材よりも前記第１Ｂ側に配置され、前記第１Ａ側に平行光を照射し、
前記第４光源から照射される平行光と、前記第１光源又は前記第３光源から照射される平行光とは、同じ色である、請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記第４光源から照射される平行光と、前記第１光源又は前記第３光源から照射される平行光とは、緑色である、請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記第４光源から照射される緑色の平行光と、前記第１光源又は前記第３光源から照射される緑色の平行光とは、異なる主波長である、請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記第１部材は、前記第１方向に延在する長辺と、前記第２方向に延在する短辺と、を有する矩形に形成されている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記第１光源は、光を発するレーザー素子と、前記レーザー素子が発した光を平行光に制御するコリメートレンズと、を含み、
前記コリメートレンズは、前記レーザー素子と、前記第２部材との間に配置されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記レーザー素子と前記コリメートレンズとの間に配置され、前記第２方向における光の強度を制御するパウエルレンズをさらに備えた、請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記第１光源と前記第２部材との間、又は前記第２部材と前記第１部材との間に配置され、平行光を屈曲させる屈曲レンズをさらに備えた、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記第１プリズムのピッチ又は前記第２プリズムのピッチは、それぞれの部材内の一部において変化している、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１２】
表示面及び該表示面とは反対側の背面を有し、複数の着色層を含むカラーフィルターを備えた表示パネルと、
前記表示パネルの前記背面側に配置された請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の照明装置と、を具備し、
前記複数の着色層は、前記第１プリズムが延在する方向と交差する方向に延在している、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、照明装置及び該照明装置を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置等の表示装置のバックライトとして、レーザー光を照射する光源と、この光源からのレーザー光を表示パネルに導く導光板と、を備える照明装置が知られている。レーザー光を用いる照明装置で例えば白色の光を得るためには、赤色、緑色、青色の光を発するレーザー素子を用意し、三原色のレーザー光を混ぜ合わせる必要がある。
【０００３】
白色のレーザー光を導光板に照射する場合（例えば、特許文献１）、異なる色のレーザー光の光軸を揃える光学系が必要となる。この光学系のスペースが必要となるため、照明装置の小型化が困難になる。
【０００４】
一方で、三原色のレーザー光をそれぞれ導光板に直接照射する場合、広がり角の狭さ等から、導光板の出射面の輝度を均一にすることが難しい。また、異なる色のレーザー光を導光板の内部で繰り返し反射させて混ぜ合わせると、導光板の内部で光が吸収されるため、光の利用効率が低下する。さらに、レーザー光は高い偏光度を有するが、導光板が複屈折の小さい材料から形成されていたとしても、導光板内を光が通過すると偏光度が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−６７５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
表示装置に用いられる照明装置には種々の課題が存在する。本開示の目的は、これらを改善することによって表示装置の表示品位の向上を可能にする照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態に係る照明装置は、第１部材と、第２部材と、第１光源と、を備えている。第１部材は、第１方向に複数のプリズムが配列された第１プリズムアレイを有している。第２部材は、第２方向に複数のプリズムが配列された第２プリズムアレイを有している。第２部材は、第１部材よりも第１方向の第１Ａ側に配置されている。第１光源は、第２部材よりも第２方向の第２Ａ側に配置され、反対側の第２Ｂ側に平行光を照射する。第１光源からの平行光は、第２プリズムアレイに入射し、導光板を通過せずに第１プリズムアレイに入射する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、表示装置の一例である液晶表示装置の概略的な構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示された表示パネルの概略的な構成を示す断面図である。
【図３】図３は、一実施形態の照明装置の概略的な構成を示す斜視図である。
【図４】図４は、図３に示された照明装置の右側面図である。
【図５】図５は、図３に示された照明装置の底面図である。
【図６】図６は、図２に示されたカラーフィルターを一部切欠いて示す平面図である。
【図７】図７は、一実施形態の変形例の照明装置を示す右側面図である。
【図８】図８は、一実施形態の他の変形例の照明装置を示す底面図である。
【図９】図９は、一実施形態のさらに他の変形例の照明装置を示す底面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
いくつかの実施形態について、図面を参照しながら説明する。  
なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者が発明の主旨を保って適宜変更について容易に想到し得るものは、当然に本発明の範囲に含まれる。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。各図において、連続して配置される同一又は類似の要素について符号を省略することがある。また、本明細書及び各図において、既に説明した図と同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を省略することがある。
【００１０】
各実施形態において、表示装置の一例として液晶表示装置ＤＳＰを開示する。液晶表示装置ＤＳＰは、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話端末、パーソナルコンピュータ、テレビ受像装置、車載装置、ゲーム機器、ウェアラブル端末等の種々の装置に用いることができる。
【００１１】
まず、図１及び図２を参照して各実施形態に共通する構成について述べる。図１は、液晶表示装置ＤＳＰの概略的な構成を示す斜視図である。液晶表示装置ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬと、表示パネルＰＮＬに光を照射する照明装置（バックライト）ＢＬと、表示パネルＰＮＬや照明装置ＢＬの動作を制御する制御モジュールＣＭと、表示パネルＰＮＬを駆動する駆動ＩＣチップ３と、表示パネルＰＮＬや照明装置ＢＬへ制御モジュールＣＭの制御信号を伝達するフレキシブル回路基板ＦＰＣ１，ＦＰＣ２と、を備えている。
【００１２】
各実施形態において、図１に示すように、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、第３方向Ｚを定義する。さらに、第１方向Ｘの一方を第１Ａ側（後側）ＸＡ、他方を第１Ｂ側（前側）ＸＢとし、第２方向Ｙの一方を第２Ａ側（右側）ＹＡ、他方を第２Ｂ側（左側）ＹＢとし、第３方向Ｚの一方を第３Ａ側（下側）ＺＡ、他方を第３Ｂ側（上側）ＺＢとする。第１方向Ｘは、後述する第１プリズムＰ１が配列された方向に相当する。第２方向Ｙは、後述する第２プリズムＰ２が配列された方向に相当する。
【００１３】
なお、第１方向Ｘは、例えば表示パネルＰＮＬの長辺に沿う方向でもある。第２方向Ｙは、例えば表示パネルＰＮＬの短辺に沿う方向でもある。第３方向Ｚは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙと交差する方向である。図１に示す例では、第１乃至第３方向Ｘ，Ｙ，Ｚが互いに垂直に交わる。なお、第１乃至第３方向Ｘ，Ｙ，Ｚが他の角度で交わってもよい。
【００１４】
表示パネル（液晶セル）ＰＮＬは、アレイ基板ＡＲと、アレイ基板ＡＲに対向する対向基板ＣＴと、アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴの間に配置された液晶層ＬＣと、を備えている。液晶層ＬＣは、光を選択的に透過する光学素子の一例である。表示パネルＰＮＬは、画像を表示する表示領域ＤＡを有している。表示パネルＰＮＬは、表示領域ＤＡにおいて、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に配列された複数の画素ＰＸを有している。
【００１５】
制御モジュールＣＭは、液晶表示装置ＤＳＰが搭載される電子機器のメインボード等から表示領域ＤＡに表示するための１フレーム分の画像データを順次受信する。この画像データは、例えば各画素ＰＸの表示色等の情報を含む。制御モジュールＣＭは、受信した画像データに基づいて各画素ＰＸを駆動するための信号を表示パネルＰＮＬに供給する。また、制御モジュールＣＭは、受信した画像データに基づいて後述する光源ＬＳを駆動するための信号を照明装置ＢＬに供給する。
【００１６】
駆動ＩＣチップ３は、例えばアレイ基板ＡＲに実装されている。なお、駆動ＩＣチップ３は、制御モジュールＣＭ等に実装されてもよい。フレキシブル回路基板ＦＰＣ１は、アレイ基板ＡＲと制御モジュールＣＭとを接続している。フレキシブル回路基板ＦＰＣ２は、照明装置ＢＬと制御モジュールＣＭとを接続している。  
照明装置ＢＬは、表示パネルＰＮＬのアレイ基板ＡＲに対向するように配置され、表示パネルＰＮＬに背面側から光を照射する。照明装置ＢＬについては後で詳しく説明する。
【００１７】
図２は、表示パネルＰＮＬの概略的な構成を示す断面図である。表示パネルＰＮＬのアレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴは、透光性を有した第１及び第２基板ＳＵＢ１，ＳＵＢ２をそれぞれ備えている。第１及び第２基板ＳＵＢ１，ＳＵＢ２は、例えばガラス基板からそれぞれ形成されている。なお、第１及び第２基板ＳＵＢ１，ＳＵＢ２を透光性の樹脂材料から形成してもよい。
【００１８】
第１基板ＳＵＢ１は、第１面Ｆ１と、第１面Ｆ１とは反対側の第２面Ｆ２と、を有している。第２基板ＳＵＢ２は、第３面Ｆ３と、第３面Ｆ３とは反対側の第４面Ｆ４と、を有している。これら第１乃至第４面Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、例えばＸＹ平面に平行な面である。  
アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、第１面Ｆ１と第３面Ｆ３とを対向させた状態で貼り合わされている。アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴの間には、液晶層ＬＣが封入されている。
【００１９】
表示パネルＰＮＬの表示面側及び背面側には、偏光板ＰＬ１，ＰＬ２がそれぞれ配置されている。図２に示す例では、表示面側の偏光板ＰＬ１は、第２基板ＳＵＢ２の第４面Ｆ４に貼着されている。背面側の偏光板ＰＬ２は、第１基板ＳＵＢ１の第２面Ｆ２に貼着されている。なお、後述する照明装置ＢＬを、表示面側の偏光板ＰＬ１の吸収軸と平行な方向に振動する偏光した光を照射するように構成する場合、背面側の偏光板ＰＬ２を省略してもよい。
【００２０】
対向基板ＣＴは、第２基板ＳＵＢ２に加え、遮光層ＢＭと、カラーフィルターＣＦと、を備えている。遮光層ＢＭは、第２基板ＳＵＢ２の第３面Ｆ３に形成されている。前述の画素ＰＸは、例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）にそれぞれ対応する三つの副画素ＳＰＸ（ＳＰＸＲ，ＳＰＸＧ，ＳＰＸＢ）を含んでおり、遮光層ＢＭがそれらの副画素ＳＰＸを区画している。
【００２１】
カラーフィルターＣＦは、第２基板ＳＵＢ２の第３面Ｆ３に設けられ、第３面Ｆ３と遮光層ＢＭとを覆っている。なお、カラーフィルターＣＦを第４面Ｆ４やアレイ基板ＡＲに設けることもできる。カラーフィルターＣＦは、赤色に対応する着色層ＣＦＲと、緑色に対応する着色層ＣＦＧと、青色に対応する着色層ＣＦＢとを含んでいる。着色層ＣＦＲは副画素ＳＰＸＲに配置され、着色層ＣＦＧは副画素ＳＰＸＧに配置され、着色層ＣＦＢは副画素ＳＰＸＢに配置されている。  
照明装置ＢＬ（図１に示す）から照射された光は、アレイ基板ＡＲ、液晶層ＬＣ、対向基板ＣＴを通過する。この光は、カラーフィルターＣＦに対応する色の可視光となって偏光板ＰＬ２に到達する。
【００２２】
図３は、本実施形態の照明装置ＢＬの概略的な構成を示す斜視図である。図３に示すように、照明装置ＢＬは、第１部材（第１プリズムシート）１０と、第２部材（第２プリズムシート）２０と、第３部材（第３プリズムシート）３０と、第１乃至第４光源ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３，ＬＳ４と、を備え、導光板を含んでいない。  
以下に詳しく説明するが、本実施形態の特徴の一つは、照明装置ＢＬの構成に導光板を含んでいないにも拘わらず、プリズムシート（第１乃至第３部材１０，２０，３０）によって複数の色の平行光を均一に混合できる点にある。
【００２３】
なお、第３部材３０は、第２部材２０と略同一の形状及び機能を有している。そのため、代表して第２部材２０を詳しく説明し、第３部材３０については重複する説明を省略することがある。同様に、第２乃至第４光源ＬＳ２，ＬＳ３，ＬＳ４は、第１光源ＬＳ１と略同一の形状及び機能を有している。そのため、代表して第１光源ＬＳ１を詳しく説明し、第２乃至第４光源ＬＳ２，ＬＳ３，ＬＳ４については重複する説明を省略することがある。
【００２４】
図３に示すように、第１部材１０は、表示パネルＰＮＬの背面側に配置され、アレイ基板ＡＲ（図１に示す）に対向する第１主面（出射面）１１と、第１主面１１とは反対側の第２主面（入射面）１２と、を有している。第１及び第２主面１１，１２は、例えば、ＸＹ平面に平行な面である。
【００２５】
第１部材１０の一例は、プリズムシートである。第１部材１０は、透光性に優れた樹脂材料から形成されており、第２主面１２に複数の第１プリズムＰ１を有する第１プリズムアレイＰＡ１が設けられている。第１プリズムアレイＰＡ１において、複数の第１プリズムＰ１は、第２方向Ｙに延在するとともに第１方向Ｘに配列されている。
【００２６】
第１部材１０は、例えば矩形に形成され、第１乃至第４辺１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄを有している。  
第１及び第３辺１０Ａ，１０Ｃは、第１方向Ｘに延在しており、例えば第１部材１０の長辺である。第２方向Ｙの第２Ａ側ＹＡに第１辺１０Ａが位置し、第２Ｂ側ＹＢに第３辺１０Ｃが位置している。  
第２及び第４辺１０Ｂ，１０Ｄは、第２方向Ｙに延在しており、例えば第１部材１０の短辺である。第１方向Ｘの第１Ａ側ＸＡに第２辺１０Ｂが位置し、第１Ｂ側ＸＢに第４辺１０Ｄが位置している。
【００２７】
図３に示すように、第２部材２０は、第１部材１０の第２辺１０Ｂに沿って配置され、第２方向Ｙに延在する細長い矩形（短冊状）に形成されている。第２部材２０の一端（右端）２０Ａから他端（左端）２０Ｂまでの長さは、第１部材１０の第２辺１０Ｂの長さと略同一に形成されている。  
第２部材２０は、第１部材１０の第１プリズムアレイＰＡ１に対向する第３主面（出射面）２１と、第３主面２１とは反対側の第４主面（入射面）２２と、を有している。
【００２８】
第２部材２０の一例は、第１部材１０と同様のプリズムシートである。第４主面２２には、複数の第２プリズムＰ２を有する第２プリズムアレイＰＡ２が設けられている。第２プリズムアレイＰＡ２において、複数の第２プリズムＰ２は、第２方向Ｙに配列されている。
【００２９】
図３に示すように、第３部材３０は、例えば、第２部材２０と同様のプリズムシートであり、第１部材１０に対して第２部材２０と前後対称に配置されている。すなわち、第３部材３０は、第１部材１０の第４辺１０Ｄに沿って配置され、第２方向Ｙに延在する細長い矩形（短冊状）に形成されている。第３部材３０の一端（右端）３０Ａから他端（左端）３０Ｂまでの長さは、第１部材１０の第４辺１０Ｄの長さと略同一に形成されている。
【００３０】
第３部材３０は、第１部材１０の第１プリズムアレイＰＡ１に対向する第５主面（出射面）３１と、第３主面３１とは反対側の第６主面（入射面）３２と、を有している。第６主面３２には、複数の第３プリズムＰ３を有する第３プリズムアレイＰＡ３が設けられている。第３プリズムアレイＰＡ３において、複数の第３プリズムＰ３は第２方向Ｙに配列されている。
【００３１】
ところで、第１プリズムＰ１のピッチＰＰ１（図４に示す）が第１プリズムアレイＰＡ１のすべてに亘って一様に記載している。しかし、実際の製品においては、第２プリズムＰ２のピッチＰＰ２（図５に示す）が第２プリズムアレイＰＡ２のすべてに亘って一様であると、第１部材１０の第１主面１１に光の回析による輝度ムラが発生し易い。
【００３２】
そのため、第１プリズムＰ１のピッチＰＰ１は、第１プリズムアレイＰＡ１の少なくとも一部において変化していることが好ましい。或いは、第２プリズムＰ２のピッチＰＰ２は、第２プリズムアレイＰＡ２の少なくとも一部において変化していることが好ましい。第３プリズムＰ３のピッチについても同様である。
【００３３】
また、第１プリズムＰ１のピッチＰＰ１と第２プリズムＰ２のピッチＰＰ２が同一であると、第１部材１０の第１主面に光の回析による輝度ムラが発生し易い。そのため、第２プリズムＰ２のピッチＰＰ２は、第１プリズムＰ１のピッチＰＰ１と異ならせるとよい。例えば、ピッチＰＰ２をピッチＰＰ１よりも狭く形成することが好ましい。なお、ピッチＰＰ２をピッチＰＰ１よりも広く形成してもよい。
【００３４】
また、後で詳しく説明するが、本実施形態では、入射面（第２主面１２，第４主面２２，第６主面３２）に対して斜めに入射した平行光を大きく屈折させて出射面（第１主面１１，第３主面２１，第５主面３１）に導く必要がある。  
光を大きく屈折させることができるため、プリズムアレイＰＡ（第１乃至第３プリズムアレイＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３）は、入射面側に設けることが好ましい。なお、プリズムアレイＰＡを出射面側に設けることもできる。
【００３５】
図３に示すように、第１及び第２光源ＬＳ１，ＬＳ２は、第２部材２０の一端２０Ａ及び他端２０Ｂの近傍にそれぞれ配置されている。第３及び第４光源ＬＳ３，ＬＳ４は、第３部材３０の一端３０Ａ及び他端４０Ｂの近傍にそれぞれ配置されている。第１及び第３光源ＬＳ１，ＬＳ３は、第２方向Ｙの第２Ｂ側ＹＢに平行光を照射する。第２及び第４光源ＬＳ２，ＬＳ４は、第２方向Ｙの第２Ａ側ＹＡに平行光を照射する。
【００３６】
図４は、照明装置ＢＬの右側面図である。図５は、照明装置ＢＬの底面図である。  
図４に示すように、第２部材２０は、第１方向（前後方向）Ｘにおいて、第１部材１０の第２辺１０Ｂよりも第１Ａ側ＸＡに位置し、第３方向（上下方向）Ｚにおいて、第１部材１０の第２主面１２よりも第３Ａ側ＺＡに位置している。第２部材２０の第３主面２１は、第１方向Ｘの第１Ｂ側ＸＢを向いており、第３方向Ｚの第３Ｂ側ＺＢに光を照射するように僅かに傾斜している。
【００３７】
図４に示すように、第３部材３０は、第１部材１０に対して第２部材２０と前後対称に配置されている。すなわち、第３部材３０は、第１方向Ｘにおいて、第１部材１０の第４辺１０Ｄよりも第１Ｂ側ＸＢに位置し、第３方向Ｚにおいて、第１部材１０の第２主面１２よりも第３Ａ側ＺＡに位置している。第３部材３０の第５主面３１は、第１方向Ｘの第１Ａ側ＸＡを向いており、第３方向Ｚの第３Ｂ側ＺＢに光を照射するように僅かに傾斜している。
【００３８】
続いて、光源ＬＳの配置について説明する。図４及び図５に示すように、第１光源ＬＳ１は、第１方向（前後方向）Ｘにおいて、第２部材２０の第４主面２２よりも第１Ａ側ＸＡに位置し、第２方向Ｙにおいて、第２部材２０の一端２０Ａよりも第２Ａ側ＹＡに位置し、第３方向Ｚにおいて第２部材２０と略同一の高さに位置している。
【００３９】
図５に示すように、第２光源ＬＳ２は、第１光源ＬＳ１と左右対称に配置されている。すなわち、第２光源ＬＳ２は、第１方向Ｘにおいて、第２部材２０の第４主面２２よりも第１Ａ側ＸＡに位置し、第２方向Ｙにおいて、第２部材２０の他端２０Ｂよりも第２Ｂ側ＹＢに位置している。図示しないが、第２光源ＬＳ２は、第３方向Ｚにおいて第２部材２０と略同一の高さに位置している。
【００４０】
図４及び図５に示すように、第３光源ＬＳ３は、第１光源ＬＳ１と前後対称に配置されている。すなわち、第３光源ＬＳ３は、第１方向Ｘにおいて、第３部材３０の第６主面３２よりも第１Ｂ側ＸＢに位置し、第２方向において、第３部材３０の他端３０Ｂよりも第２Ａ側ＹＡに位置し、第３方向において第３部材３０と略同一の高さに位置している。
【００４１】
図５に示すように、第４光源ＬＳ４は、第３光源ＬＳ３と左右対称に配置されている。すなわち、第４光源ＬＳ４は、第１方向Ｘにおいて、第３部材３０の第６主面３２よりも第１Ｂ側ＸＢに位置し、第２方向において、第３部材３０の他端３０Ｂよりも第２Ｂ側ＹＢに位置している。図示しないが、第４光源ＬＳ４は、第３方向において第３部材３０と略同一の高さに位置している。
【００４２】
図５に示すように、各々の光源ＬＳ（第１乃至第４光源ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３，ＬＳ４）は、光を発するレーザー素子ＬＤと、レーザー素子ＬＤと第２部材１０との間に配置されたコリメートレンズＣＬと、をそれぞれ含んでいる。光源ＬＳは、点光源であるレーザー素子ＬＤとコリメートレンズＣＬとを用いて平行光を作り出す。  
平行光は、コリメート光とも呼ばれ、空間を実質的に一直線に進む光であって高い指向性を有している。本明細書において、平行光は、光線が厳密に平行である光に限定されるものではなく、僅かに広がりを持った実質的に平行な光を含む。
【００４３】
図５に示すように、第１光源ＬＳ１は、第２部材２０の一端２０Ａの近傍に位置し、第２部材２０の一端２０Ａ及び他端２０Ｂの間に位置する第２プリズムアレイＰＡ２に向けて平行光を照射する。第１光源ＬＳ１から第２部材２０に照射された平行光の光路を図５中にＯＰ１で示す。第１光源ＬＳ１からの平行光は、第４主面２２に対して斜めに入射し、第２プリズムアレイＰＡ２によって第３主面２１に対して垂直に屈折され、第３主面２１から出射する。つまり、プリズムシートである第２部材２０に入射した平行光は、１回の反射で第２部材２０から出射する。
【００４４】
一方、第２光源ＬＳ２は、第２部材２０の他端２０Ｂの近傍に位置し、第２方向Ｙにおける第１光源ＬＳ１とは反対側から第２プリズムアレイＰＡ２に向けて平行光を照射する。第１光源ＬＳ１から照射された平行光と第２光源ＬＳ２から照射された平行光とは、第２プリズムアレイＰＡ２において重ね合わせられ、均一に混合される。第２部材２０の第３主面２１から出射する平行光は、第１及び第２光源ＬＳ１，ＬＳ２の平行光の色が混ぜ合わされた色になる。
【００４５】
同様に、第３及び第４光源ＬＳ３，ＬＳ４は、第３部材３０の一端３０Ａ及び他端３０Ｂの近傍にそれぞれ位置し、第３部材３０の一端３０Ａ及び他端３０Ｂの間に位置する第３プリズムアレイＰＡ３に向けて平行光をそれぞれ照射する。  
同一の第３プリズムアレイＰＡ３に向けて同時に照射された第３及び第４光源ＬＳ３，ＬＳ４からの平行光は、第３プリズムアレイＰＡ３において重ね合わせられ、均一に混合される。第３部材３０の第５主面３１から出射する平行光は、第３及び第４光源ＬＳ３，ＬＳ４の平行光が混ぜ合わされた色になる。
【００４６】
図４において、第２部材２０から第１部材１０に照射される平行光の光路をＯＰ２で示す。第１及び第２光源ＬＳ１，ＬＳ２からの平行光が混合された平行光は、第２部材２０の第３主面２１から出射し、導光板を通過せずに、第１部材１０の第１プリズムアレイＰＡ１に入射する。このとき、第２部材２０が第１部材１０の第２辺１０Ｂよりも第１Ａ側ＸＡに位置し、第１プリズムアレイＰＡ１が第１部材１０の第２及び第４辺１０Ｂ，１０Ｄの間に位置するため、第２部材２０からの平行光は、第１部材１０の第２主面１２にある第１プリズムアレイＰＡ１に対して斜めに入射する。
【００４７】
第２主面１２に対して斜めに入射した平行光は、第１プリズムアレイＰＡ１によって第１主面１１に対して垂直に屈折し、表示パネルＰＮＬに照射される。つまり、プリズムシートである第１部材１０に入射した平行光は、１回の反射で第１部材１０から出射する。
【００４８】
同様に、第３及び第４光源ＬＳ３，ＬＳ４からの平行光が混合された平行光は、第３部材３０の第５主面３１から出射し、導光板を通過せずに、第１部材１０の第２主面１２にある第１プリズムアレイＰＡ１に対して斜めに入射する。斜めに入射した平行光は、第１プリズムアレイＰＡ１によって第１主面１１に対して垂直に屈折し、表示パネルＰＮＬに照射される。
【００４９】
第２部材２０から出射した平行光と第３部材３０から出射した平行光とは、第１部材１０の第１プリズムアレイＰＡ１において重ね合わせられ、均一に混合される。例えば、第１乃至第３光源ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３が照射する平行光の色が三原色であれば、第１部材１０において混合された光は白色光になる。
【００５０】
第４光源ＬＳ４は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のいずれかの色の光を照射する。なお、照明装置ＢＬが表示パネルＰＮＬの背面に照射する光が白色光でない場合、第２乃至第４光源ＬＳ２，ＬＳ３，ＬＳ４からいくつか省略してもよい。また、白色光である場合、第４光源ＬＳ４を省略してもよい。
【００５１】
なお、緑色（Ｇ）の光を発するレーザー素子ＬＤは、赤色（Ｒ）や青色（Ｂ）の光を発するレーザー素子ＬＤと比べて発光効率が低い。そのため、光源ＬＳが四つ（第１乃至第４光源ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３，ＬＳ４）であれば、第４光源ＬＳ４が緑色（Ｇ）の平行光を照射することが好ましい。
【００５２】
第３光源ＬＳ３が緑色（Ｇ）の平行光を照射し、第４光源ＬＳ４も緑色（Ｇ）の平行光を照射する場合、第３部材３０に緑色（Ｇ）の平行光のみが照射される。この場合には、第３部材３０の設計を緑色（Ｇ）の光の波長に合わせて最適化できる。
【００５３】
一方、第１光源ＬＳ１も緑色（Ｇ）の平行光を照射し、第４光源ＬＳ４も緑色（Ｇ）の平行光を照射する場合、第１部材１０の対角に位置した第１光源ＬＳ１及び第４光源ＬＳ４から緑色の平行光を照射するため、より均一に色を混ぜ合わせることができる。なお、第２光源ＬＳ２が緑色（Ｇ）の平行光を照射するように構成してもよい。
【００５４】
二つの光源ＬＳが緑色（Ｇ）の平行光を照射する構成において、第１乃至第３光源ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３のいずれか一つと、第４光源ＬＳ４とは、同じ主波長を有する緑色（Ｇ），（Ｇ）の平行光を照射してもよいし、異なる主波長を有する緑色（Ｇ１），（Ｇ２）の平行光を照射してもよい。緑色（Ｇ１），（Ｇ２）の平行光が異なる主波長を有している場合、緑色の色域を拡大することができる。
【００５５】
図６は、カラーフィルターＣＦを一部切欠いて示す平面図である。前述の着色層ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢは、第１方向Ｘに沿ってそれぞれ延在するストライプ状に形成されている。図６中に、着色層ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢが延在する方向をＡ１で示し、第１プリズムＰ１が延在する方向をＡ２で示す。なお、第１プリズムＰ１の延在方向Ａ２は、第１プリズムＰ１の配列方向である第１方向Ｘと交差する方向であり、第２方向Ｙと一致する。
【００５６】
前述の延在方向Ａ１，Ａ２が一致していると、カラーフィルターＣＦを通過した光に回析による輝度ムラが発生し易い。そこで、図６の例のように、着色層ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢの延在方向Ａ１と、第１プリズムＰ１の延在方向Ａ２とが交差することが好ましい。
【００５７】
次に、本実施形態の変形例の照明装置ＢＬについて説明する。なお、本実施形態の構成と同一又は類似の機能を有する構成は、同一の符号を付して対応する第１の実施形態の記載を参酌することとし、ここでの説明を省略する。また、下記に説明する以外の構成は、第１の実施形態と同一である。
【００５８】
［第１変形例］  
本実施形態の第１変形例の照明装置ＢＬついて、図７を参照して説明する。図７は、第１変形例の照明装置ＢＬを示す右側面図である。図７に示す第１変形例の照明装置ＢＬは、第２部材２０と第１部材１０との間に配置された屈曲レンズ（第１屈曲レンズ）４１を備えている点が図４に示す照明装置ＢＬと異なる。
【００５９】
屈曲レンズ４１は、第２部材２０から出射した平行光の光路上に配置され、当該平行光を第１部材１０に向けて屈曲させる。図７に示す例では、第１方向Ｘに沿って第２部材２０から屈曲レンズ４１に平行光が照射されている。屈曲レンズ４１は、第１部材１０に入射するように進行方向を僅かに第３Ｂ側ＺＢ（上向き）に屈曲させている。
【００６０】
なお、第２部材２０から出射する平行光の進行方向は、図７に示す例に限られず、他の方向を向いていてもよい。例えば、第２部材２０から出射する平行光が第１方向Ｘに対して第３Ａ側ＺＡ又は第３Ｂ側ＺＢに傾いており、屈曲レンズ４１がこの平行光を第１部材１０に向けて屈曲させてもよい。  
屈曲レンズ４１は、第２部材２０と第１部材１０との間だけでなく、第３部材３０と第１部材１０との間に設けることもできる。
【００６１】
第１変形例の照明装置ＢＬでは、屈曲レンズ４１によって第２部材２０からの平行光を自由に屈曲させることができるため、第２部材２０と第１部材１０との配置について設計の自由度を向上させることができる。
【００６２】
［第２変形例］  
本実施形態の第２変形例について、図８を参照して説明する。図８は、第２変形例の照明装置ＢＬを示す底面図である。図８に示す第２実施形態の照明装置ＢＬは、光源ＬＳと第２部材２０との間に配置された屈曲レンズ（第２屈曲レンズ）４２を備えている点が図５に示す照明装置ＢＬと異なる。
【００６３】
屈曲レンズ４２は、第１光源ＬＳ１（光源ＬＳ）から出射した平行光の光路上に配置され、当該平行光を第２部材２０に向けて屈曲させる。図８に示す例では、第２方向Ｙに沿って光源ＬＳから平行光が照射されている。屈曲レンズ４２は、第２部材２０に入射するように平行光の進行方向を僅かに第１Ｂ側ＸＢに屈曲させている。
【００６４】
なお、第１光源ＬＳ１から出射する平行光の進行方向は、図８に示す例に限られず、他の方向を向いていてもよい。例えば、第１光源ＬＳ１（光源ＬＳ）から出射する平行光が第２方向Ｙに対して第１Ａ側ＸＡ又は第１Ｂ側ＸＢに傾いており、屈曲レンズ４２がこの平行光を第２部材２０に向けて屈曲させてもよい。  
屈曲レンズ４２は、第１光源ＬＳ１と第２部材２０との間だけでなく、第２光源ＬＳ２と第２部材２０との間、第３光源ＬＳ３と第３部材３０との間、第４光源ＬＳ４と第３部材３０との間にも設けることができる。
【００６５】
第２変形例の照明装置ＢＬでは、屈曲レンズ４２によって光源ＬＳからの平行光を自由に屈曲させることができるため、光源ＬＳと第２部材２０（第３部材３０）との配置について設計の自由度を向上させることができる。
【００６６】
［第３変形例］  
本実施形態の第３変形例について、図９を参照して説明する。図９は、第３変形例の照明装置ＢＬを示す底面図である。図９に示す第３変形例の照明装置ＢＬは、レーザー素子ＬＤとコリメートレンズＣＬとの間に配置されたパウエルレンズ（ラインジェネレーター）４３を備えている点が図５に示す照明装置ＢＬと異なる。
【００６７】
パウエルレンズ４３は、例えば、丸みを帯びたルーフ状に形成された入射面を有し、出射する光の両端部の強度を増加させつつ中心部の強度を減少させて、レーザー素子ＬＤからの点状光を均一な強度の線状光に変換する。図９に示すパウエルレンズ４３は、光軸に垂直でＸＹ平面に平行な方向（図９中にＡ３で示す）における光の強度を制御する。パウエルレンズ４３を出射した光は、コリメートレンズＣＬに入射する。
【００６８】
第２部材２０に入射する平行光が方向Ａ３に均一な強度であれば、当該平行光は、第２部材２０の第２プリズムアレイＰＡ２によって第１方向Ｘに平行な平行光に屈折するとき、第２方向Ｙに均一な強度の平行光に変換される。  
パウエルレンズ４３は、第１光源ＬＳ１だけでなく、第２乃至第４光源ＬＳ２，ＬＳ３，ＬＳ４にも設けることができる。  
第３変形例によれば、照明装置ＢＬの第１主面１１において第２方向Ｙにおける輝度ムラを低減できる。
【００６９】
以上のように構成された本実施形態及びその変形例の照明装置ＢＬは、第１部材１０と、第２部材２０との間に導光板が配置されていない。光が導光板の内部において反射を繰り返しながら伝播する場合、導光板に吸収されて光の利用効率が低下する。また、低複屈折性を有する導光板の内部であっても、反射を繰り返して光路長が長くなると光の偏光度を維持することが困難になる。
【００７０】
本実施形態によれば、各々の光源ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３，ＬＳ４から出射した平行光は、第１乃至第３プリズムシート１０，２０，３０によって最低限の反射回数で表示パネルＰＮＬに入射する。導光板に吸収されることがないため、光の利用効率を向上させることができる。
【００７１】
さらに、高い偏光度を維持したまま表示パネルに光を入射させることもできる。これにより、例えば、表示パネルに二枚の偏光板があっても、液晶層ＬＣの駆動によって８０％以上の光を表示のために利用できる。また、例えば、二枚の偏光板のうちの一枚を省略することもできる。偏光板が二枚あると、偏光板を通過する毎に光のロスが発生する。偏光板の数を二枚から一枚に減らすことができれば、偏光板に起因した光のロスを低減でき、電力消費を節約できる。偏光板の数が減った分、液晶表示装置ＤＳＰを薄型化することもできる。  
その他、本実施形態からは、種々の好適な効果を得ることができる。
【００７２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。各実施形態にて開示した構成は、適宜に組み合わせることができる。
【００７３】
例えば、輝度ムラ抑制や視野角補償のために表示パネルＰＮＬの背面と第１部材１０との間に拡散フィルムを配置してもよい。点光源はレーザー光を発するレーザー半導体に限られず、例えば偏光した光を放つ発光ダイオードを用いてもよい。画素ＰＸの構成は、例えば白色等に対応する副画素ＳＰＸをさらに含んでいてもよいし、同一色に対応する副画素ＳＰＸを複数含んでいてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１０…第１部材、１０Ａ…第１辺（長辺の一例）、１０Ｂ…第２辺（短辺の一例）、１０Ｃ…第３辺（長辺の一例）、１０Ｄ…第４辺（短辺の一例）、２０…第２部材、３０…第３部材、４１，４２…屈曲レンズ、４３…パウエルレンズ、Ａ１…着色層の延在する方向、Ａ２…第１プリズムアレイのプリズムが延在する方向、ＢＬ…照明装置、ＣＦ…カラーフィルター、ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢ…着色層、ＣＬ…コリメートレンズ、ＤＳＰ…液晶表示装置、ＬＤ…レーザー素子、ＬＳ１…第１光源、ＬＳ２…第２光源、ＬＳ３…第３光源、ＬＳ４…第４光源、Ｐ１…第１プリズム、Ｐ２…第２プリズム、Ｐ３…第３プリズム、ＰＡ１…第１プリズムアレイ、ＰＡ２…第２プリズムアレイ、ＰＡ３…第３プリズムアレイ、ＰＮＬ…表示パネル、ＰＰ１…第１プリズムのピッチ、ＰＰ２…第２プリズムのピッチ、Ｘ…第１方向、ＸＡ…第１Ａ側、ＸＢ…第１Ｂ側、Ｙ…第２方向、ＹＡ…第２Ａ側、ＹＢ…第２Ｂ側、Ｚ…第３方向、ＺＡ…第３Ａ側、ＺＢ…第３Ｂ側。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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