(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源の光を拡散する複数の拡散部が形成された導光板と、
複数の線状光線を出射する光線制御部と、
複数の光学的開口部を有する指向性制御素子と、を有し、
前記光学的開口部は、第２方向に延伸し、前記第２方向と直交する第１方向に複数配置され、
前記光線制御部は、前記第２方向に対して傾斜した第３方向に延伸する前記線状光線を出射し、
前記導光板は、前記第３方向に前記拡散部が形成される第１領域と、前記拡散部が形成されていない第２領域とが、前記第１方向に交互に配置されること、
を特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
前記光線制御部は、所定方向の拡散性が前記所定方向以外の方向の拡散性よりも大きい異方性拡散部であること
を特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項３】
前記拡散部はドット状であり、前記拡散部の前記第３方向のドット間隔は、前記拡散部それぞれから出射され前記異方性拡散部で拡散された光の前記第３方向の幅以下であること
を特徴とする請求項２に記載のバックライト装置。
【請求項４】
前記所定方向は前記第３方向であること
を特徴とする請求項２に記載のバックライト装置。
【請求項５】
前記拡散部はドット状であり、
前記第１領域の前記第１方向の幅は前記導光板内で一定であり、前記光源に近い前記拡散部ほど、前記第３方向の幅が小さいこと
を特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項６】
前記拡散部はドット状であり、
前記第１領域の前記第１方向の幅は前記導光板内で一定であり、前記光源に近い前記第１領域ほど、前記拡散部の密度が小さいこと
を特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項７】
前記光線制御部は、前記第３方向に延伸するスリットが前記第１方向に複数配置されること
を特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項８】
前記拡散部は、前記スリットに対向する位置に配置されること
を特徴とする請求項７に記載のバックライト装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１つに記載のバックライト装置と、
表示パネルと、
を有することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、表示装置およびこの表示装置に用いられるバックライト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
専用の眼鏡等を必要としない立体画像表示方式として、液晶表示装置、またはプラズマ表示装置等のような表示パネルに光線指向性制御素子を設ける方式が知られている。この方式では、光線指向性制御素子により、表示パネルからの光線が観察者の目の位置に到達するように制御される。この方式は、通常の表示パネルに光線指向性制御素子を組合せて実現できるため、比較的容易に実現できる方式として知られている。光線指向性制御素子は、一般的には、パララックスバリア（視差バリア）やレンチキュラーレンズが用いられ、視認する角度方向により異なる画像が見えるように光線を制御している。しかし、この方式では、立体画像の解像度が低下するという問題や、平面（２Ｄ）画像の表示品位が低下しやすいという問題がある。このため、バックライト側で光線の方向を制御する指向性バックライト技術の開発が進められている。
【０００３】
例えば、光線指向性制御素子の背面に点光源を敷き詰め、時分割駆動で光源の点灯位置を切替えることにより指向性の方向をバックライト側で変化させる方法が知られている。また、光線指向性制御素子の背面に線光源を配置し、この線光源の配置角度を光線指向性制御素子の稜線方向から傾斜させる構造が知られている。この構造により、表示パネルの列方向１ライン毎に異なる指向性を実現することができる。線光源の例としては、各線光源が分割された導光板で構成される構造が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５―０７７４３７号公報
【特許文献２】特開２０１０―１２７９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、点光源を敷き詰める従来技術では、指向性の方向数を増やすためには、点光源をより多く敷き詰める必要がある。しかし、点光源のサイズは例えばＬＥＤ素子などのサイズにより限定されるため、多くの点光源を敷き詰めるのは困難である。また、分割された導光板で線光源を構成する従来技術では、指向性の方向数を増やすためには分割された導光板の数を増やす必要がある。実際には導光板の数を増やすためには、導光板をより微細に分割する必要がある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、簡便な構造で指向性数を増加させることができるバックライト装置および表示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】
実施形態のバックライト装置は、光源と、導光板と、光線制御部と、指向性制御素子と、を備える。導光板は、光源の光を拡散する複数の拡散部が形成される。光線制御部は、複数の線状光線を出射する。指向性制御素子は、複数の光学的開口部を有する。光学的開口部は、第２方向に延伸し、第２方向と直交する第１方向に複数配置される。光線制御部は、第２方向に対して傾斜した第３方向に延伸する線状光線を出射する。導光板は、第３方向に拡散部が形成される第１領域と、拡散部が形成されていない第２領域とが、第１方向に交互に配置される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態による表示装置およびバックライト装置を示す図。
【図２】第１の実施形態によるバックライト装置の拡散特性による光線の広がりを説明する図。
【図３】第１の実施形態によるバックライト装置の拡散部の配置を説明する図。
【図４】第１の実施形態によるバックライト装置の異方性拡散素子の配置を説明する図。
【図５】第１の実施形態によるバックライト装置の異方性拡散素子の配置を説明する図。
【図６】第１の実施形態によるバックライト装置の拡散領域のピッチを説明する図。
【図７】第１の実施形態の第１変形例による表示装置およびバックライト装置を示す図。
【図８】第２の実施形態に係る拡散部のパターンを示す図。
【図９】第３の実施形態に係る拡散部のパターンを示す図。
【図１０】第４の実施形態に係る拡散部のパターンを示す図。
【図１１】第４の実施形態の第１変形例による拡散部のパターンを示す図。
【図１２】第４の実施形態の第２変形例による拡散部のパターンを示す図。
【図１３】第４の実施形態の第３変形例による拡散部のパターンを示す図。
【図１４】第５の実施形態に係る拡散部のパターンを示す図。
【図１５】第５の実施形態による拡散部のパターンのバリエーションを示す図。
【図１６】第６の実施形態に係るバックライト装置を示す図。
【図１７】第６の実施形態の第１変形例によるスリットアレイの配置を示す図。
【図１８】第６の実施形態の第２変形例によるスリットアレイの配置を示す図。
【図１９】第６の実施形態の第３変形例によるスリットアレイの配置を示す図。
【図２０】第６の実施形態の第４変形例によるスリットアレイの配置を示す図。
【図２１】第７の実施形態に係る開口部を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作を行うものとして、重複する説明を適宜省略する。
【００１０】
（第１の実施形態）
第１の実施形態によるバックライト装置および表示装置について、図１から図６を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る表示装置の構成例を示す図である。本実施形態の表示装置は、表示パネル５０とバックライト装置６０とを備えている。バックライト装置６０は、観察者側から観察した場合に、表示パネル５０の背面側に配置されている。バックライト装置６０は、レンチキュラシート４０と、異方性拡散素子３０と、導光板２０と、光源１０とを備えている。表示パネル５０の背面側にはレンチキュラシート４０が配置され、さらにその背面側に異方性拡散素子３０、導光板２０がこの順に配置されている。
【００１１】
表示パネル５０は、表示面にマトリクス状に配列された画素を有する透過型の表示パネルであり、例えば、液晶パネル等を用いることができる。
【００１２】
レンチキュラシート４０は、本実施形態では指向性制御素子として用いられる。レンチキュラシート４０には複数のシリンドリカルレンズが光学的開口部として配置されている。レンチキュラシート４０の各シリンドリカルレンズは、その稜線が第２方向８２に延伸しており、第１方向８１に沿って稜線が平行になるように並んでいる。第１方向８１と第２方向８２とは直交の関係にある。また、表示パネル５０の画素は、行方向は第１方向８１と平行に配列され、かつ列方向は第２方向８２と平行に配列されている。
【００１３】
異方性拡散素子３０は光線制御部として用いられ、レンチキュラシート４０と導光板２０との間に設けられる。異方性拡散素子３０は、所定方向の拡散性がそれ以外の方向よりも大きい性質を持っている。図１では、第３方向８３と同一の方向８４が、拡散角度が最大となる方向の例として示されている。このように、例えば、第３方向８３の拡散性が第３方向８３以外の方向よりも大きい異方性拡散素子３０を用いることができる。なお、拡散性が大きい方向（所定方向）は第３方向８３に限られるものではない。異方性拡散素子３０から出射される光線がレンチキュラシート４０の入射面第３方向８３に沿って実質的に線状につながる方向であれば良い。異方性拡散素子３０は例えば、合成樹脂に凹凸部が施された素子である。この凹凸部は、溝や曲率形状を複数有した状態を意味する。凹凸度合いが大きいほど拡散性が増すため、第３方向８３の凹凸度合いがそれ以外の方向の凹凸度合いよりも大きい。
【００１４】
導光板２０は例えば、第２方向８２と平行な端部を有する直方体形状であり、異方性拡散素子３０の背面に設けられる。導光板２０は、例えばプラスチック樹脂などの透明基板により形成される。光源１０から出射された光線は導光板２０に入射し、導光板２０内を全反射して伝搬する。
【００１５】
導光板２０には拡散部２３が形成された領域２１（第１領域）と拡散部２３が形成されていない領域２２（第２領域）とが第１方向８１に沿って交互に配置されている。これらの領域は第３方向８３に沿って延伸している。例えば図１に示すように、拡散部２３のパターンはドット状とすることができる。このドット状の拡散部２３が第３方向８３に沿って直線状に配置され、拡散部２３が形成された領域２１を形成している。この拡散部２３が形成された領域２１は、第１方向８１の幅が導光板２０の面内で一定であり、第１方向８１に等間隔に設けられている。
【００１６】
光源１０は、本実施形態ではＬＥＤを使用する。光源１０は、導光板２０の第２方向８２と平行な端部１辺に設けられている。
【００１７】
次に、本実施形態のバックライト装置６０の動作について説明する。本実施形態のバックライト装置においては、光源１０から発した光線は導光板２０に端部から入射し、導光板２０内を全反射して伝搬する。そして拡散部２３に到達した光は、拡散部２３によって散乱され、全反射条件が崩れることにより導光板２０から異方性拡散素子３０に向かって出射する。すなわち、拡散部２３が存在する部分からは光が出射するが、それ以外の部分からは光は出射しないことになる。換言すれば、導光板２０からの出射光は、導光板２０上で部分的に取り出されることになる。
【００１８】
図２は、本実施形態のバックライト装置６０の断面図である。図２に示すように、異方性拡散素子３０に入射した光線は、その異方性拡散特性によって第３方向８３に光線が広げられる。広がりをもった光線１１は、レンチキュラシート４０の入射面に照射される。この光線の第３方向８３における幅は、光線幅３４となる。この光線幅３４はレンチキュラシート４０と異方性拡散素子３０との距離により決定される。
【００１９】
図３は、拡散部２３の第３方向８３におけるドット間隔を示す図である。拡散部２３のドット間隔ｐｓ２４は光線幅３４よりも小さい。これにより、図２に示すように、光線１１と隣接する光線１２は、レンチキュラシート４０の入射面において、第３方向８３に沿って実質的に線状につながる。
【００２０】
レンチキュラシート４０に入射した線状の光線は、レンチキュラシート４０によって、複数の方向に指向性をもって振り分けられる。このとき、レンチキュラシート４０の稜線方向である第２方向８２と線状の光線傾き方向である第３方向８３との角度の差により、指向性の方向数が定められることになる。
【００２１】
指向性の方向数は、表示パネル５０の画素幅によって規定される。例えば指向性を４方向とした場合、表示パネル５０の列方向４画素分の幅と、レンチキュラシート４０の第１方向８１の幅で１周期を有するように、第３方向８３を傾ける。このとき、表示パネル５０において、１行に１方向の指向性を割り当て、４行分で４方向の指向性が割り当てられることになる。
【００２２】
次に、本実施形態の効果の一例について説明する。
【００２３】
本実施形態のバックライト装置においては、前述のように、線状に拡散部２３が形成された領域と、拡散部２３が形成されていない領域とが導光板２０に形成され、この拡散部２３の配置と異方性拡散素子３０の拡散性を用いて線光源が実現され、レンチキュラシート４０によって複数の方向に指向性を持った光線を出射している。拡散部２３の配置や異方性拡散素子３０の拡散方向を変更するだけで、線状の光線の傾きやピッチを変えることができる。この結果、指向性を有する光線の数を容易に増加させることができる。
【００２４】
前述の点光源を敷き詰める従来技術では、指向性数を増加させるために、レンチキュラシート４０の背面に敷き詰められているＬＥＤ光源の数も増加させ、光源の設置条件を変化させる必要があった。さらには、指向性の最大角度を固定した場合、レンチキュラシート４０のレンズ部のピッチは変化させずに、光源の幅を減少させる必要があった。しかし、実際にはＬＥＤ光源の微細化は困難である。
【００２５】
これに対し、本実施形態においては、拡散部２３は例えばシルクスクリーン印刷によって形成することができる。この方法は、簡易的かつ安価であり、さらには、拡散部２３の形状の自由度も高いことが知られている。また、線状の光線の幅は、拡散部２３が形成される領域の幅が対応する。このため、線状の光線の幅の微細化も容易となる。すなわち、光源１０のサイズや設置条件に制限されることなく、また、光源１０の数を増やすことなく、光線の指向性の数を増やすことが可能となる。
【００２６】
また、前述の点光源を敷き詰める従来技術では、光源数を減少させるために、レンチキュラシート４０のレンズピッチを増加させる方法や、線状の光線傾き方向の光源の設置間隔を増加させる方法が考えられる。
【００２７】
しかし、レンズピッチを増加させると、指向性の光が出射する角度範囲が一定の条件では、光源とレンチキュラシート４０との間の距離が増す。さらに、迷光が発生するレンズ形状になり易い。また、光源の設置間隔を増加させると、異方性拡散素子の拡散特性を用いて点状の光源を線状につなげるために、光源と異方性拡散素子の間隔を増加させる必要が発生し、バックライト装置が大型になってしまう。つまり、副次的な課題が発生する。本実施形態では、これらの問題を発生させることなく、光線の指向性の数を容易に増やすことができる。
【００２８】
また、分割された導光板で線光源を構成する従来技術と比較すると、導光板を分割することなく光線の指向性を増やすことができる。これらの理由から、本実施形態のバックライト装置は簡便な構造で指向性数を増加させることができる。
【００２９】
図４および図５は、異方性拡散素子３０の凸部３６の向きや配置について説明した断面図である。図４は、前述の図１に示すように、導光板２０とレンチキュラシート４０の間に異方性拡散素子３０が設けられる場合の図である。異方性拡散素子３０の凸部３６とレンチキュラシート４０の凸部は導光板２０側に向けて設置されている。特に、導光板２０が平行平板である場合、異方性拡散素子３０の凸部３６を導光板２０側に向けて配置することにより、異方性拡散素子３０と導光板２０との密着を防止でき、貼り付きむらが低減できる。これにより、さらに画像の表示品位を向上することができる。同様に、レンチキュラシート４０の凸部も異方性拡散素子３０に向けて配置することが好ましい。
【００３０】
図５は、レンチキュラシート４０と表示パネル５０の間に異方性拡散素子３０を設けた場合の図である。この場合にも、導光板２０、レンチキュラシート４０、異方性拡散素子３０の平面同士を密着させないようにすることで、表示品質を向上することができる。ただし、導光板２０、異方性拡散素子３０、および、レンチキュラシート４０に平面が存在しない場合は、凸面の向きはどちらでも良い。
【００３１】
本実施形態では、主に異方性拡散素子３０は導光板２０とレンチキュラシート４０との間に設けられる例について説明したが、図５に示すように異方性拡散素子３０はレンチキュラシート４０と表示パネル５０の間に設けても良い。
【００３２】
また、指向性制御素子として、レンチキュラシート４０を用いて説明したが、プリズムアレイおよびフライアイレンズなどの光学素子を用いても良い。プリズムアレイの場合、各プリズムが光学的開口部となる。また、フライアイレンズの場合、フライアイレンズを構成する単レンズそれぞれが光学的開口部となる。また、複数の光学的開口部を有するように制御できる液晶レンズや液体レンズを指向性制御素子として用いてもよく、特に高分子分散型液晶を用いたレンズを使用してもよい。後者では２Ｄ／３Ｄの切り替えに好適に適用できる。
【００３３】
拡散部２３は、上述のように、シルクスクリーン印刷により形成することができるが、その材質は酸化チタン（ＴｉＯ２）などを含む白色インクや紫外線感光性樹脂に限定されるものではない。拡散部２３は、銀などの反射特性を有する材料を適用することもできる。また、形成方法もシルクスクリーン印刷に限定されるものではない。導光板２０に切削加工やレーザ加工によって溝が形成された構造であっても良い。また、拡散部２３の形状はドット形状に限定されるものではなく、円形、楕円形、および矩形などでも良い。
【００３４】
また、光源１０はＬＥＤを使用した例を示したが、プラズマ発生素子、有機ＥＬ、ＣＣＦＬなどの自発光素子であっても良い。
【００３５】
さらに、光源１０の位置は、導光板２０の第２方向８２と平行の端部１辺に設ける例について説明したが、導光板２０の第２方向８２に対して直交となる向きの端部に設けても良い。または、光源１０はすべての導光板２０の端部に設けても良い。
【００３６】
本実施形態では、第１方向８１において、拡散部２３が形成された領域２１の配列ピッチ２５は、導光板２０の面内で均等であると説明した。配列ピッチ２５は面内で均等に限られるものではなく、面内で不均一であっても良い。例えば、図６に示すように、拡散部２３が形成された領域２１の第１方向８１における光源１０付近の配列ピッチ２５と、光源１０から離れた位置付近の配列ピッチ２５１とが異なっていても良い。表示パネル５０には光線の指向性に対応した画像をサンプリングすれば、各視点位置で正常な画像が視認できる。
【００３７】
（第１の実施形態の第１変形例）
次に、第１の実施形態の第１変形例によるバックライト装置および表示装置の構成例を図７に示す。
【００３８】
本変形例の表示装置は、表示パネル５０とバックライト装置６０１とを備えている。本変形例のバックライト装置６０１は、前述の第１の実施形態と比較して、レンチキュラシート４０１の稜線方向の傾き、シリンドリカルレンズの配列方向、異方性拡散素子３０１の拡散方向、および、導光板２０１内の領域２１および領域２２の延伸方向が異なる。本変形例においては、レンチキュラシート４０１の稜線方向は第２方向８２１であり、シリンドリカルレンズの配列方向は第１方向８１１である。いずれの方向も、表示パネル５０の画素の配列方向とは異なり、傾斜している。異方性拡散素子３０１の拡散性が最大となる方向は第３方向８３１であり、第２方向８２１とは異なる方向である。また、導光板２０１は第３方向８３１と平行な端部を有する直方体形状となっている。第２方向８２１は導光板２０の端部と平行ではない。
【００３９】
本変形例に示すように、レンチキュラシート４０１の稜線方向は、異方性拡散素子３０１の拡散性が最大となる方向と異なっていれば良く、表示パネル５０の画素の配列方向などと一致している必要はない。すなわち、第２方向８２１と第３方向８３１とが同一ではない条件であれば、第２方向８２１がいずれの向きであっても、第１の実施形態と同様にレンチキュラシート４０１によって光線に指向性を持たせることができる。
【００４０】
なお、レンチキュラシート４０１の稜線方向はバックライト装置６０１の設置環境や、製造精度によって決めて良い。
【００４１】
以降は、図１のように導光板２０は第２方向８２と平行な端部を有する直方体形状を有する構成を例に、各実施形態を説明する。各実施形態を図７のような構成例に適用することもできる。
【００４２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態によるバックライト装置および表示装置について、図８を参照して説明する。図８は、本実施形態に係る導光板２０２に施された拡散部２３の構成例を示す上面図である。本実施形態では、前述の第１の実施形態と比較して、拡散部２３の配置が異なる。
【００４３】
前述の第１の実施形態では、ドット形状の拡散部２３が、第３方向８３に沿って一直線状に配置していた。しかし、本実施形態では、拡散部２３はドット形状であるものの、第３方向８３のある直線上に限定されて配置されていない。すなわち、本実施形態では、拡散部２３は領域２１内にランダムに配置される。例えば、図８に示すように、ドット状の拡散部２３は、拡散部２３が形成された領域２１内において、ジグザグに配置されている。このジグザグ配置には法則性はなく、ランダムである。本実施形態における上述以外の構成および動作は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００４４】
本実施形態においては、拡散部２３をランダム配置にすることにより、拡散部２３のパターンの自由度が向上し、線状の光線３１の輝度の第３方向８３における均一性を向上できる。なお、ドットの形状は円形、楕円形、および矩形などでも良く、特に形状が限定されるものではない。導光板２０２内で異なるドット形状が混在していても良い。
【００４５】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態によるバックライト装置および表示装置について、図９を参照して説明する。図９は、本実施形態に係る導光板２０３に施された拡散部２３の構成例を示す上面図である。本実施形態では、前述の第１の実施形態と比較して、拡散部２３の形状が異なる。
【００４６】
前述の第１の実施形態では、ドット形状の拡散部２３が、第３方向８３に沿って一直線状に配置していた。しかし、本実施形態では、拡散部２３は線状であり、拡散部２３が形成された領域２１中に配置されている。拡散部２３の形状は、拡散部２３が形成された領域２１の形状と同じである。すなわち、拡散部２３の線状のパターンは、第１方向８１に沿って並び、第３方向８３に延伸している。このとき、第１方向８１の幅は一定である。本実施形態における上述以外の構成および動作は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００４７】
本実施形態においては、拡散部２３が線状パターンとして形成されている。線状パターンはドット形状よりも簡易化された形状であり、線状の光線３１の第１方向８１の幅の制御が容易になる。これにより、例えば、線状の光線の幅の均一性を向上することができ、幅の変動に起因する表示むらを低減することができる。なお、線状パターンは拡散部２３が形成された領域２１と同一の形状に限らず、複数の線状パターンを拡散部２３が形成された領域２１内に形成しても良い。
【００４８】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態によるバックライト装置および表示装置について、図１０を参照して説明する。図１０は、本実施形態に係る導光板２０４に施された拡散部２３の構成例を示す上面図である。本実施形態では、前述の第１の実施形態と比較して、拡散部２３の形状の面内分布が異なる。
【００４９】
前述の第１の実施形態では、ドット形状の拡散部２３の面内分布については、特に規定されていなかった。これに対し、本実施形態では、第１方向８１において、拡散部２３の形成された領域２１の幅２８は導光板２０４内で一定である。また、第３方向８３の拡散部２３の幅は光源に近い位置に有るものほど小さくなっている。
【００５０】
前述のように、光源１０は、導光板２０４の第２方向８２と平行な１辺に設けられている。光源１０付近の拡散部２３は、第３方向８３において、幅２７０を有する。また、光源１０から遠方にある拡散部２３は、第３方向８３において、幅２７１を有する。そして、幅２７０は幅２７１よりも小さくなっている。
【００５１】
幅２７０と幅２７１の変化量は、光源１０の配光特性、および、導光板２０４の導光特性などの条件によって、異方性拡散素子３０を透過した線状の光線３１の輝度が第３方向８３において実質的に均一になるように最適化された値から決定できる。本実施形態における上述以外の構成および動作は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００５２】
本実施形態のバックライト装置においては、前述のように、光源１０から発した光線は導光板２０４に端部から入射し、導光板２０４内を全反射して伝搬する。そして拡散部２３に到達した光は、拡散部２３によって散乱され、全反射条件が崩れることにより導光板２０４から異方性拡散素子３０に向かって出射する。そして、拡散部２３から異方性拡散素子３０に向かって出射する光量は、拡散部２３の面積に依存する。
【００５３】
光源１０から発した光量は有限であり、導光板２０４内において、光源１０遠方まで光を到達させるためには、光源１０付近の光の全反射成分を残留させる必要がある。光源１０付近の拡散部２３の第３方向８３の幅を小さくして、面積を小さくすることで、拡散部２３によって出射する光量を光源１０遠方と光源１０近傍で同等にできる。なお、拡散部２３が形成された領域２１の幅２８は導光板２０４内で一定であるため、異方性拡散素子３０から出射する線状の光線の幅は均一である。この結果、本バックライト装置から出射する光線の指向性に悪影響を与えることなく、面内の均一性を向上することが可能となる。
【００５４】
（第４の実施形態の第１変形例）
次に、第４の実施形態の第１変形例によるバックライト装置および表示装置について、図１１を参照して説明する。図１１は本変形例に係る導光板２０４−１に施された拡散部２３と光源１０および１３の構成例を示す上面図である。本第１変形例では、前述の第４の実施形態と比較して、光源（光源１０および光源１３）の配置と拡散部２３の形状および配置が異なる。
【００５５】
前述の第４の実施形態では、光源１０は、導光板２０４の第２方向８２と平行な１辺に設けられていた。これに対し、本変形例においては、光源１０に加え、導光板２０４−１の第２方向８２と平行な他の１辺に、光源１３が配置されている。上述のように導光板２０４−１は直方体形状であるため、光源１０と光源１３は導光板２０４−１の対向した辺に配置されている。なお、光源１０と光源１３の第２方向８２に対する位置は同一である。このため、光源１０と光源１３は相対して配置されている。
【００５６】
前述のように拡散部２３はドット状であるが、本変形例においては、光源１０付近の拡散部２３の第３方向８３の幅２７０は、光源１０の遠方にある拡散部２３の第３方向８３の幅２７１よりも小さい。また、光源１３付近についても同様であり、光源１３付近の拡散部２３の第３方向８３の幅２７０は、光源１３の遠方にある拡散部２３の第３方向８３の幅２７１よりも小さい。そのため、導光板２０４−１の中央付近の第３方向８３のドット幅２７１が最大となる。本変形例における上述以外の構成および動作は、前述の第４の実施形態と同様である。
【００５７】
本変形例においては、バックライト装置の輝度を向上するため光源を導光板２０４−１の両側に配置した場合でも、面内の輝度の均一性を確保することができる。
【００５８】
なお、本変形例においては、光源は導光板２０４−１の相対する２辺、特に第２方向８２に平行な辺に配置されるものとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第２方向８２に対して直交する辺に配置することもできる。この場合の拡散部２３のパターンの配置や効果は同様である。さらには、光源は導光板２０４−１の４辺に設けられていても良いし、第２方向８２の直交方向と平行方向の１辺ずつにＬ字状に配置しても良い。
【００５９】
（第４の実施形態の第２変形例）
次に、第４の実施形態の第２変形例によるバックライト装置および表示装置について、図１２を参照して説明する。図１２は本変形例に係る導光板２０４−２に施された拡散部２３と光源１０および１３の構成例を示す上面図である。本変形例では、前述の第１変形例（第４の実施形態の第１変形例）と比較して、光源１０および１３の配置が異なる。
【００６０】
前述の第１変形例では、光源１０は光源１３と相対して配置されていた。これに対し、本変形例では、第２方向８２において、光源１０と光源１３の位置が異なっている。例えば、第２方向８２においては、光源１０と光源１３が入れ子になるように配置されている。なお、拡散部２３のパターンは第１変形例と同様である。本変形例における上述以外の構成および動作は、前述の第１変形例と同様である。
本変形例においては、光源１０と光源１３を各々個別に制御することにより、細かいエリアで調整することが可能となるため、面内の均一性をより向上することができる。
【００６１】
（第４の実施形態の第３変形例）
次に、第４の実施形態の第３変形例によるバックライト装置および表示装置について、図１３を参照して説明する。図１３は本変形例に係る導光板２０４−３に施された拡散部２３と光源１０および１３の構成例を示す上面図である。本第３変形例では、前述の第２変形例（第４の実施形態の第２変形例）と比較して、光源１０および１３の配置と拡散部２３の形状および配置が異なる。
【００６２】
前述の第２変形例では、第２方向８２において、光源１０は光源１３が入れ子になるように配置されていたが、各光源１０および１３と拡散部２３の位置は規定されていなかった。これに対し、本変形例においては、各光源１０および１３に対応して拡散部２３が配置され、第１方向８１に沿って線状に配置されている。すなわち、各光源１０および１３に対応して配置された拡散部２３は、行を形成している。そして、光源１０に対応する行においては、光源１０付近の拡散部２３の第３方向８３の幅は、光源１０の遠方に存在する拡散部２３の第３方向８３の幅２７１１よりも小さい。同様に、光源１３に対応する行においては、光源１３付近の拡散部２３の第３方向８３の幅は、光源１３の遠方に存在する拡散部２３の第３方向８３の幅２７１２よりも小さい。本変形例における上述以外の構成および動作は、前述の第１変形例と同様である。
【００６３】
本変形例においては、各光源１０および１３の指向性が高い場合、すなわち第２方向８２に対して大きな広がりを持たず、第１方向８１に対して高い指向性を持つ配光特性である場合に好適に適用でき、面内の均一性を向上することができる。なお、図１３において、光線１４および１５は、それぞれ光源１０および１３から出射される指向性の高い光線の例を示している。
【００６４】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態によるバックライト装置および表示装置について、図１４を参照して説明する。図１４は、本実施形態に係る導光板２０５に施された拡散部２３の構成例を示す上面図である。本実施形態では、前述の第４の実施形態と比較して、拡散部２３の形状および面内分布が異なる。
【００６５】
前述の第４の実施形態では、第３方向８３の拡散部２３の幅は光源に近い位置に有るものほど小さくなっていた。これに対し、本実施形態では、拡散部２３の幅は変化せず、領域２１内での拡散部２３の密度（ドット密度）が変化している。そして、光源１０に近い位置にあるものほど拡散部２３のドット密度が低くなっている。なお、拡散部２３が形成された領域２１の第１方向８１の幅２８は導光板２０５内で一定である。
【００６６】
ドット密度を変化させるためには、第１方向８１に対して直交方向のドット間隔２９を光源１０の近傍では大きくし、光源１０より遠方では小さくする。本実施形態における上述以外の構成および動作は、前述の第４の実施形態と同様である。
【００６７】
本実施形態においては、上述の構造により、異方性拡散素子３０を透過した線状の光線の第３方向８３の輝度が均一化できる。
【００６８】
（第５の実施形態の第１変形例）
図１５は、本実施形態の第１変形例に係る導光板２０５−１に施された拡散部２３の構成例を示す上面図である。図１４に示す例では、拡散部２３が形成された領域２１内に第３方向８３に沿って一直線状に拡散部２３が形成されていた。しかし、図１５に示すように、光源１０の配光特性や設置条件によっては、上述のように拡散部２３のドット密度を変化させると共に、光源１０近傍と遠方でドット形状を変化させ、配置をランダムにするなどしても良い。
【００６９】
そして、光源１０の近傍から遠方に向かって、第２方向８２に対するドット面積の総和を第１方向８１に沿って段階的に変化させる。図１５に示すグラフ図は、横軸に導光板２０５−１の第１方向８１の座標をとり、この座標位置における第２方向８２でのドット面積の総和を縦軸にとったものであり、ドット面積の導光板２０５−１の面内分布を示している。
【００７０】
このような構造にすることで、拡散部２３のパターンの自由度が高まり、輝度均一化のための最適化が容易になる。
【００７１】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態によるバックライト装置および表示装置について、図１６を参照して説明する。図１６は、本実施形態に係るバックライト装置６０６および表示装置の構成例を示す断面図である。本実施形態では、前述の第１の実施形態と比較して、異方性拡散素子３０の代わりに光線制御部としてスリットアレイ９が配置されている。
【００７２】
すなわち、本実施形態では、表示パネル５０の背面側にはレンチキュラシート４０が配置され、さらにその背面側にスリットアレイ９、導光板２０がこの順に配置されている。スリットアレイ９は、第３方向８３に沿って延伸するスリット９０を有し、このスリット９０が第１方向８１に沿って複数並べられている。スリット９０の間には遮光部９１が配置されている。すなわち、遮光部９１が第１方向８１に沿ってスリット９０と交互に並べられている。スリット９０は、第１方向８１において拡散部２３が形成された領域２１と対向する位置に設けられている。本実施形態における上述以外の構成および動作は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００７３】
本実施形態においては、スリットアレイ９を用いて線状の光線を実現することにより、指向性をより高めることができる。これは、線状の光線となる部分以外を遮光部９１で覆うことができ、望まない位置での光漏れを防ぐことができるからである。この構成により、例えば導光板２０に意図していない傷がつくなどして、異常光や漏れ光が発生するのを防ぐことができ、高い精度で光線のパターンを形成することができる。また、スリットアレイ９の各スリット９０と対応して拡散部２３が形成された領域２１を配置することにより、光源１０の光利用効率を高めることができる。
【００７４】
なお、遮光部９１は導光板側の面に反射特性を持たせるとともに、観察者から見て導光板の背面に反射板を設けることにより、光を再利用することができる。これにより、光利用効率をさらに向上できる。
【００７５】
なお、拡散部２３が形成された領域２１の位置は、各スリット９０と対応して配置されることが望ましいが、各スリット９０から光が取り出せればよく、必ずしも一致させる必要はない。ただし、光源１０の光利用効率が著しく低下しない範囲内であることが望ましい。
【００７６】
（第６の実施形態の第１変形例）
次に、第６の実施形態の第１変形例によるバックライト装置６０６−１および表示装置について、図１７を参照して説明する。本変形例では、前述の第６の実施形態と比較して、スリットアレイ９とレンチキュラシート４０との間に、異方性拡散素子３０が追加されている。異方性拡散素子３０の特性は、前述の第１の実施形態と同様である。そして、本変形例では、スリットアレイ９が導光板２０に密着して設けられている。この場合、スリットアレイ９は、導光板２０の遮光部９１となる位置に、アルミニウムおよび銀などの反射特性を有する材料をスパッタリングなどの方法で成膜することにより、形成することができる。本変形例における上述以外の構成および動作は、前述の第６の実施形態と同様である。
【００７７】
本変形例においては、導光板２０に直接スリット９０が形成されているため、スリット９０の位置ずれを抑制し、線状光線の形成精度が向上できる。
【００７８】
なお、遮光部９１の形成方法は、スパッタリングに限らない。例えば、導光板２０が熱に弱い材質であった場合、反射特性を有する材料のスクリーン印刷を行っても良い。または、スリットアレイ９を形成した後に、導光板２０と接着させ、一体化しても良い。
【００７９】
（第６の実施形態の第２変形例）
図１８は、本実施形態の第２変形例によるバックライト装置６０６−２の構成例を示す上面図である。図１８に示すように、スリットアレイ９は異方性拡散素子３０の導光板２０側に直接形成されていても良い。
【００８０】
（第６の実施形態の第３変形例）
図１９は、本実施形態の第３変形例によるバックライト装置６０６−３の構成例を示す上面図である。図１９に示すように、厚みを有するギャップ調整用基板である透明基板９２上にスリットアレイ９が形成されていても良い。透明基板９２の厚みは、異方性拡散素子３０と導光板２０との間のギャップを保つために設けられている。なお図１９では、スリット９０は異方性拡散素子３０側に設けられている。この構造では、導光板２０と遮光部９１との間に空気層が設け易くなり、導光板２０内を伝播する光の全反射確率が高くなる。従って、光源１０の光利用効率を向上させることができる。例えば、遮光部９１に用いる材料がアルミニウムであった場合、光損失が約２％生じるが、本構造により、光損失を防止することができる。なお、導光板２０側にスリット９０を設けても良い。
【００８１】
（第６の実施形態の第４変形例）
図２０は、本実施形態の第４変形例によるバックライト装置６０６−４の構成例を示す上面図である。図２０に示すように、スリットアレイ９がレンチキュラシート４０と異方性拡散素子３０の間に設けられていても良い。図２０では、スリット９０は異方性拡散素子３０のレンチキュラシート４０側に直接形成されていることが示されている。また、図２０の構造では、図１９のように、スリット９０がギャップ調整用基板の上に形成されていても良いことは明らかである。
【００８２】
（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態によるバックライト装置および表示装置について、図２１を参照して説明する。図２１は、本実施形態に係るバックライト装置６０７および表示装置の構成例を示す断面図である。本実施形態では、前述の第６の実施形態と比較して、光線制御部の構成が異なる。すなわち、光線制御部として、上述の異方性拡散素子３０と同様の特性を含むハイブリッド異方性拡散素子３７が設けられている。このハイブリッド異方性拡散素子３７は、レンチキュラシート４０と導光板２０の間に設けられている。
【００８３】
ハイブリッド異方性拡散素子３７は、前述の第６の実施形態におけるスリットアレイ９のスリット９０に、異方性拡散素子３０の特性を持たせたものである。スリット９０は異方性拡散素子３０と同一面上に設けられ、第１方向８１に沿って遮光部９１と交互に並べられている。
【００８４】
ハイブリッド異方性拡散素子３７は、例えば、以下のような方法で形成できる。まず、異方性拡散形状と平面部が交互に並ぶ金型に合成樹脂を流して成形をする。次に平面部に銀膜を塗布することでハイブリッド異方性拡散素子３７が実現できる。本実施形態における上述以外の構成および動作は、前述の第６の実施形態と同様である。
【００８５】
この構成により、部品数や樹脂材料が削減でき、バックライト装置の薄型化および簡便化が行える。また、異方性拡散の性能を高めることもでき、より均一な面内特性を有するバックライト装置が実現できる。
【００８６】
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。
【符号の説明】
【００８７】
１０、１３  光源
１１、１２、１４、１５  光線
２０  導光板
２１  拡散部が形成された領域
２２  拡散部が形成されていない領域
２３  拡散部
２３１  表示パネルの列方向における拡散部の面積の総和
２４  第３方向におけるドット間隔
２５  配列ピッチ（第１方向におけるドット間隔）
２５１  配列ピッチ（第１方向におけるドット間隔）
２６  拡散領域を示す補助線
２７０、２７１  第３方向のドット幅
２７１１  光源１０に対する第３方向のドット幅
２７１２  光源１３に対する第３方向のドット幅
２８  第１方向のドット幅
２９  第２方向のドット間隔
３０、３０１  異方性拡散素子
３１  取り出される線状光線
３１１  線状光線の第１方向の幅
３３  拡散角度が最大の方向
３４  取り出される光線幅
３５  線状光線ピッチ
３５１  線状光線ピッチ
３６  異方性拡散素子の凸部
３７  ハイブリット異方性拡散素子
４０、４０１  レンチキュラシート
５０  表示パネル
６０  バックライト装置
７０  照射面
８１、８１１  第１方向
８２、８２１  第２方向
８３、８３１  第３方向
８４  拡散角度が最大となる方向
９  スリットアレイ
９０  スリット
９１  遮光部
９２  透明基板
【図１】
0005197782.tif 000002
【図２】
0005197782.tif 000003
【図３】
0005197782.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005197782.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005197782.tif 000008
【図８】
0005197782.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005197782.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0005197782.tif 000018
【図１８】
0005197782.tif 000019
【図１９】
0005197782.tif 000020
【図２０】
0005197782.tif 000021
【図２１】
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