JP2023149603A - 面状光源、液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の区画部材を有する面状光源において、輝度ムラを抑制する。【解決手段】本面状光源は、複数の光源と、基板と、区画部材1と、を有する面状光源であって、区画部材1は、基板上に配置され、第1底部12と、第1底部12を囲む第1傾斜部13と、を有する第1区画部11が行列状に配置された第1部材10と、基板上に配置され、第2底部22と、第2底部22を囲む第2傾斜部23と、を有する第2区画部21が行列状に配置された第2部材20と、を有し、第1部材10は、さらに、第2部材20側の外縁に位置する第1傾斜部13の上端とつながり、第1部材10側の外縁に位置する第2傾斜部23上に重なる第1外側傾斜部14を有し、第1底部12及び第2底部22のそれぞれに、光源配置用開口部15、25が設けられ、複数の光源は、光源配置用開口部15、25内から露出する基板上にそれぞれ配置される、面状光源。【選択図】図1
Description
本開示は、面状光源、液晶表示装置に関する。
基板上に行列方向に配列された光源と、各々の光源を取り囲む傾斜部を含む区画部材と、を有する面状光源が知られている。このような面状光源では、面状光源の外形が大きくなると、一枚の基板上に複数の区画部材が配置される場合が有る。このよう場合、輝度ムラの対策として、区画部材が隣接する部分にカバー部材を配置することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
本開示は、区画部を有する部材が複数配置された面状光源において、輝度ムラの抑制を目的とする。また、この面状光源を用いた液晶表示装置の提供を目的とする。
本面状光源は、複数の光源と、基板と、区画部材と、を有する面状光源であって、前記区画部材は、前記基板上に配置され、第1底部と、前記第1底部を囲む第1傾斜部と、を有する第1区画部が行列状に配置された第1部材と、前記基板上に配置され、第2底部と、前記第2底部を囲む第2傾斜部と、を有する第2区画部が行列状に配置された第2部材と、を有し、前記第1部材は、さらに、前記第2部材側の外縁に位置する前記第1傾斜部の上端とつながり、前記第1部材側の外縁に位置する前記第2傾斜部上に重なる第1外側傾斜部を有し、前記第1底部及び前記第2底部のそれぞれに、光源配置用開口部が設けられ、前記複数の光源は、前記光源配置用開口部内から露出する基板上にそれぞれ配置される、面状光源。
本開示の一実施形態によれば、区画部を有する部材が複数配置された面状光源において、輝度ムラを抑制することができる。また、この面状光源を用いた液晶表示装置を提供できる。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語)を用いる。しかし、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分または部材を示す。
更に、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための面状光源等を例示するものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材料、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施形態において説明する内容は、他の実施形態や変形例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張している場合がある。さらに、図面が過度に複雑になることを避けるために、一部の要素の図示を省略した模式図を用いたり、断面図として切断面のみを示す端面図を用いたりすることがある。
<第1実施形態>
第1実施形態の面状光源は、複数の光源と、基板と、区画部材とを有する。複数の光源及び区画部材が基板上に配置される。区画部材は、面状光源のリフレクタとして機能し、面状光源の一部を発光させることでローカルディミングを行う際に、発光領域と非発光領域とのコントラストを高めるための仕切りとなる部材である。
第1実施形態の面状光源は、複数の光源と、基板と、区画部材とを有する。複数の光源及び区画部材が基板上に配置される。区画部材は、面状光源のリフレクタとして機能し、面状光源の一部を発光させることでローカルディミングを行う際に、発光領域と非発光領域とのコントラストを高めるための仕切りとなる部材である。
以下、面状光源を構成する各要素について説明する。その後、面状光源の詳細について説明する。
(区画部材1)
図1は、区画部材1を例示する上面図(その1)である。図1では、第1部材10と第2部材20とを重ねた状態を示している。図2は、区画部材1を例示する上面図(その2)である。図2では、第1部材10と第2部材20とを重ねていない状態を示している。図3は、図1のIII-III線における断面図である。図3では、第1部材10と第2部材20とを重ねていない状態と、重ねた状態の両方を示している。
図1は、区画部材1を例示する上面図(その1)である。図1では、第1部材10と第2部材20とを重ねた状態を示している。図2は、区画部材1を例示する上面図(その2)である。図2では、第1部材10と第2部材20とを重ねていない状態を示している。図3は、図1のIII-III線における断面図である。図3では、第1部材10と第2部材20とを重ねていない状態と、重ねた状態の両方を示している。
図1~図3に示すように、区画部材1は、第1部材10と、第2部材20とを有する。図1~図3の例では、X方向において、第1部材10及び第2部材20が並んで配置される。第1部材10は、第2部材20の一部の上に重なって配置される。
第1部材10は、複数行および複数列の行列状に配置された第1区画部11を含む。各行方向及び各列方向に配置される第1区画部11の個数は、同じでもよいし、異なってもよい。図1及び図2の例では、上面視において、複数の正方形の第1区画部11が4行3列に配置されている。なお、本明細書では、行方向をX方向、列方向をY方向、X方向及びY方向に垂直な方向をZ方向としている。
各第1区画部11は、第1底部12と、第1底部12を囲む第1傾斜部13と、第1底部12に設けられた光源配置用開口部15とを含む。
図2の例では、第1底部12は、上面視において正方形である。各第1底部12のX+側、X-側、Y+側、及びY-側の外縁に第1傾斜部11が配置されている。図3に示すように、第1底部12を挟んで対向する第1傾斜部13で挟まれた領域の間の距離は下端側(第1底部側)ほど狭くなる。
光源配置用開口部15は、光源を配置可能な領域である。光源は、光源配置用開口部15内から露出する基板上に配置される。光源配置用開口部15は、第1底部12の中央部に位置しており、第1傾斜部13の下端に達しない。光源配置用開口部15は、例えば、上面視において円形である。なお、後述する光源配置開口部25、35についても同様である。
図3の例では、互いに隣接する第1区画部11において、X+側に位置する第1区画部11のX-側の第1傾斜部13と、X-側に位置する第1区画部11のX+側の第1傾斜部13との間には空間があり、互いの上端同士が繋がっている。後述する第2区画部21及び第3区画部31についても同様である。
第1部材10は、第2部材20側の外縁に位置する第1傾斜部13の上端とつながる第1外側傾斜部14を有する。第1外側傾斜部14は、第2部材20の一部と重なる。より詳細には、第1外側傾斜部14は、後述する第2傾斜部のうち第1部材10側の外縁に位置する第2傾斜部23上に重なる。
第1外側傾斜部14は、第2部材20に接着してもよいし、接着していなくてもよい。第1外側傾斜部14が第2部材20に接着する場合は、接着部材等を用いて第1外側傾斜部14と第2部材20とを接着させることができる。また、第1外側傾斜部14が第2部材20に接着していない場合は、第1外側傾斜部14が第2部材20と重なる部分の一部又は全部に接していてもよいし、接していなくてもよい。後述の第3部材と第2部材とが重なる場合及び第3部材と第1部材とが重なる場合も同様である。
上面視において、第1外側傾斜部14は、図2に示すように、第1傾斜部13の上端全体とつながる。図2の例では、第1外側傾斜部14の上面視形状と、第1傾斜部13の上面視形状とは、第1傾斜部13の上端の直線に関して対称である。
第1外側傾斜部14は、第2部材20に接着してもよいし、接着していなくてもよい。第1外側傾斜部14が第2部材20に接着する場合は、接着部材等を用いて第1外側傾斜部14と第2部材20とを接着させることができる。また、第1外側傾斜部14が第2部材20に接着していない場合は、第1外側傾斜部14が第2部材20と重なる部分の一部又は全部に接していてもよいし、接していなくてもよい。後述の第3部材と第2部材とが重なる場合及び第3部材と第1部材とが重なる場合も同様である。
上面視において、第1外側傾斜部14は、図2に示すように、第1傾斜部13の上端全体とつながる。図2の例では、第1外側傾斜部14の上面視形状と、第1傾斜部13の上面視形状とは、第1傾斜部13の上端の直線に関して対称である。
断面視において、第1外側傾斜部14の下端は、第2底部22の上面と離隔してもよいし、接していてもよい。図3に示すように、第1外側傾斜部14の下端が第2底部22の上面と接することで、区画部材を面状光源のリフレクタとして用いる場合、光取り出し効率を高めることができる。また、第1外側傾斜部14の下端が第2底部22の上面と接することで、第1外側傾斜部14が第2部材20と接する面積が増える。これにより、第1外側傾斜部14を接着部材を用いて第2部材20に接着する場合、第1部材10が第2部材20から剥がれにくくなる。図3に示すように、第1外側傾斜部14と第1傾斜部13とがなす角度αは、互いの上端で繋がる2つの第1傾斜部13がなす角度βと同じであることが好ましい。これにより、第1区画部11内における輝度ムラを抑制することができる。
図3の例では、第1外側傾斜部14の厚みは、第1傾斜部13の厚みと同じである。但し、これに限らず、第1外側傾斜部14の厚みは、第1傾斜部13の厚みより薄くすることができる。ここでの厚みとは、第1外側傾斜部14の上面又は第1傾斜部13の上面と直交する方向の長さである。
第1外側傾斜部14は、第2部材20側の外縁に位置する第1傾斜部13の個数に対応して配置される。図2に示す例では、第2部材20側の外縁に4つの第1傾斜部13が配置されるため、4つの第1外側傾斜部14が配置される。
第2部材20は、複数行および複数列の行列状に配置された第2区画部21を含む。各行方向及び各列方向に配置される第2区画部21の個数は、同じでもよいし、異なってもよい。図1及び図2の例では、上面視において、複数の正方形の第2区画部21が4行3列に配置されている。第1区画部11及び第2区画部21の個数は同じでもよいし、異なってもよい。
各第2区画部21は、第2底部22と、第2底部22を囲む第2傾斜部23と、第2底部22に設けられた光源配置用開口部25とを含む。
図2の例では、第2底部22は、上面視において正方形である。各第2底部22のX+側、X-側、Y+側、及びY-側の外縁に第2傾斜部23が配置されている。図3の例に示すように、第2底部22を挟んで対向する第2傾斜部23で挟まれた領域の間の距離は下端側(第2底部22側)ほど狭くなる。
図4は、区画部の幅等について説明する断面図である。図4の例では、区画部材1は基板上に配置されている。
第1底部12を介して対向する第1傾斜部13の上端間のX方向の距離をL1とする。
第1外側傾斜部14の上端と、第1外側傾斜部14と重なる第2傾斜部23と対向する第2傾斜部23(すなわち、第1部材10側の外縁に位置する第2区画部21のX+側の第2傾斜部23)の上端とのX方向の距離をL2とする。L1とL2は同じであることが好ましい。
第1外側傾斜部14の下端が第2底部22の上面と接する場合、第1外側傾斜部14の下端から第1部材10側の外縁に位置する第2傾斜部23と対向する第2傾斜部23の下端までの幅L3は、第1底部12の幅L4と同じであることが好ましい。
第1外側傾斜部14の下端が第2底部22の上面と接する場合、第1外側傾斜部14の下端から第1外側傾斜部14と重なる第2傾斜部23と対向する第2傾斜部23の下端までの幅L3は、第1外側傾斜部14と重なる第2区画部21に隣接する第2区画部21の第2底部22の幅L6と同じであることが好ましい。
第1外側傾斜部14の下端が第2底部22の上面と接する場合、第1外側傾斜部14の下端から第1外側傾斜部14と重なる第2傾斜部23と対向する第2傾斜部23の下端までの幅L3は、第1部材10側の外縁に位置する第2底部22の幅L5より狭いことが好ましい。
なお、本明細書において「幅」とは、X方向の距離を指す。
第1底部12を介して対向する第1傾斜部13の上端間のX方向の距離をL1とする。
第1外側傾斜部14の上端と、第1外側傾斜部14と重なる第2傾斜部23と対向する第2傾斜部23(すなわち、第1部材10側の外縁に位置する第2区画部21のX+側の第2傾斜部23)の上端とのX方向の距離をL2とする。L1とL2は同じであることが好ましい。
第1外側傾斜部14の下端が第2底部22の上面と接する場合、第1外側傾斜部14の下端から第1部材10側の外縁に位置する第2傾斜部23と対向する第2傾斜部23の下端までの幅L3は、第1底部12の幅L4と同じであることが好ましい。
第1外側傾斜部14の下端が第2底部22の上面と接する場合、第1外側傾斜部14の下端から第1外側傾斜部14と重なる第2傾斜部23と対向する第2傾斜部23の下端までの幅L3は、第1外側傾斜部14と重なる第2区画部21に隣接する第2区画部21の第2底部22の幅L6と同じであることが好ましい。
第1外側傾斜部14の下端が第2底部22の上面と接する場合、第1外側傾斜部14の下端から第1外側傾斜部14と重なる第2傾斜部23と対向する第2傾斜部23の下端までの幅L3は、第1部材10側の外縁に位置する第2底部22の幅L5より狭いことが好ましい。
なお、本明細書において「幅」とは、X方向の距離を指す。
第1部材10側の外縁に位置する第2傾斜部23の上端の高さH1は、第1外側傾斜部14の上端の高さH2より低いことが好ましい。
第1傾斜部13の上端の高さH3は、第2傾斜部23の上端の高さH4と同じであることが好ましい。また、第1外側傾斜部14の上端の高さH2は、第1傾斜部13の上端の高さH3及び第2傾斜部23の上端の高さH4と同じであることが好ましい。
なお、本明細書において「高さ」とは、Z方向において基板51の上面からの距離を指す。
第1傾斜部13の上端の高さH3は、第2傾斜部23の上端の高さH4と同じであることが好ましい。また、第1外側傾斜部14の上端の高さH2は、第1傾斜部13の上端の高さH3及び第2傾斜部23の上端の高さH4と同じであることが好ましい。
なお、本明細書において「高さ」とは、Z方向において基板51の上面からの距離を指す。
高さH1~H4との関係、及び幅L1~幅L6との関係を上記のようにすることで、区画部材1を面状光源のリフレクタとして用いる場合に、輝度ムラを抑制することができる。
区画部材1を面状光源のリフレクタとして用いる場合、第1部材10の一部と第2部材20の一部とが重なるため、平面視において第1部材10と第2部材20間に隙間が生じることを抑制しているため、輝度ムラを抑制することができる。
なお、区画部材の好適な寸法の数値や材料等の詳細については後述する。
図5は、第1部材10の変形例である第1部材10Lを例示する上面図である。第1部材10Lは、上述した第1部材10の構成に加えて、第1接続傾斜部16を有する。第1接続傾斜部16は、互いに隣接する第1外側傾斜部14のそれぞれに接続する。第1接続傾斜部16は、第1外側傾斜部14の下に位置する第2傾斜部23と隣接する第2傾斜部23上に重なる。隣接する第1外側傾斜部14が第1接続傾斜部16で繋がることで、第1外側傾斜部14の強度が高まり、第1外側傾斜部14の変形を抑制することができる。これにより、光源駆動等の熱によって第1部材10及び第2部材20が収縮する際に、第1部材10と第2部材20が互いに離れるように収縮しようとしても、第1外側傾斜部14によって、第1部材10及び第2部材20の収縮を抑制することができる。なお、「第1外側傾斜部14の下に位置する第2傾斜部23と隣接する第2傾斜部23」とは、第1部材10側の外縁に位置する第2区画部21のY+側又はY-側の第2傾斜部23を指す。
図5に示す例では、隣接する第1外側傾斜部14のそれぞれに接続する第1接続傾斜部16は、第1接続傾斜部16a及び第1接続傾斜部16bで構成される。
第1接続傾斜部16aは、隣接する第1外側傾斜部14のうちY+側の第1外側傾斜部14に接続する。第1接続傾斜部16aは、第1底部12に対して傾斜し、第1接続傾斜部16aの下に位置する第2傾斜部23上に重なる。第1接続傾斜部16bは、隣接する第1外側傾斜部14のうちY-側の第1外側傾斜部14に接続する。第1接続傾斜部16bは、第1底部12に対して傾斜し、第1接続傾斜部16bの下に位置する第2傾斜部23上に重なる。
図5に示す例では、X方向において、第1接続傾斜部16の最大の長さは、第1外側傾斜部14の最大の長さと同じである。但し、これに限らず、X方向において、第1接続傾斜部16の最大の長さは、第1外側傾斜部14の最大の長さより長く、第2区画部21の長さより短くすることができる。
第1接続傾斜部16の上端の高さは、第1外側傾斜部14の上端の高さと同じであることが好ましい。第1外側傾斜部14の下に位置する第2傾斜部23の上端の高さは、第1外側傾斜部14の上端の高さと同じでもよいし、低くてもよい。
なお、後述する第2部材及び/又は第3部材が外側傾斜部を有する場合、第2部材及び/又は第3部材が接続傾斜部を有してもよい。
図5に示す例では、隣接する第1外側傾斜部14のそれぞれに接続する第1接続傾斜部16は、第1接続傾斜部16a及び第1接続傾斜部16bで構成される。
第1接続傾斜部16aは、隣接する第1外側傾斜部14のうちY+側の第1外側傾斜部14に接続する。第1接続傾斜部16aは、第1底部12に対して傾斜し、第1接続傾斜部16aの下に位置する第2傾斜部23上に重なる。第1接続傾斜部16bは、隣接する第1外側傾斜部14のうちY-側の第1外側傾斜部14に接続する。第1接続傾斜部16bは、第1底部12に対して傾斜し、第1接続傾斜部16bの下に位置する第2傾斜部23上に重なる。
図5に示す例では、X方向において、第1接続傾斜部16の最大の長さは、第1外側傾斜部14の最大の長さと同じである。但し、これに限らず、X方向において、第1接続傾斜部16の最大の長さは、第1外側傾斜部14の最大の長さより長く、第2区画部21の長さより短くすることができる。
第1接続傾斜部16の上端の高さは、第1外側傾斜部14の上端の高さと同じであることが好ましい。第1外側傾斜部14の下に位置する第2傾斜部23の上端の高さは、第1外側傾斜部14の上端の高さと同じでもよいし、低くてもよい。
なお、後述する第2部材及び/又は第3部材が外側傾斜部を有する場合、第2部材及び/又は第3部材が接続傾斜部を有してもよい。
図6は、区画部材1の変形例である区画部材1Aを例示する断面図である。区画部材1Aは、第1部材10Aと第2部材20Aとを有する。第1部材10Aは、上述した第1部材10の構成に加えて、第1外側傾斜部14に第1凸部17を有する。第1凸部17は、第1外側傾斜部14おける第1外側傾斜部14と重なる第2傾斜部23と対向する側の面からX-側に突出する。第2部材20Aは、上述した第2部材20の構成に加えて、第1部材10側の外縁に位置する第2傾斜部23に第2凸部27を有する。第2凸部27は、第2傾斜部23における第1外側傾斜部14と対向する側の面からX+側に突出する。第1凸部17は、第2凸部27と第2底部22とに挟まれている。これにより、区画部材1の収縮時において第1部材10と第2部材20とが互いに離れることを抑制できる。
図7は、区画部材1の変形例である区画部材1Bを例示する平面図(その1)である。図7では、第1部材10B、第2部材20B及び第3部材30Bを重ねた状態を示している。図8は、区画部材1Bを例示する平面図(その2)である。図8では、第1部材10B、第2部材20B及び第3部材30Bを重ねていない状態を示している。図9は、図7のIX-IX線における断面図である。図9では、第1部材10B、第2部材20B及び第3部材30Bを重ねていない状態と、重ねた状態の両方を示している。
図7~図9に示すように、区画部材1Bは、第1部材10Bと、第2部材20Bと、第3部材30Bとを有する。図7~図9の例では、X+側に向かって、第1部材10B、第2部材20B及び第3部材30Bの順に配置される。第1部材10Bは、第2部材20Bの一部の上に重なって配置され、第2部材20Bは、第3部材30Bの一部の上に重なって配置される。
区画部材1Bにおいて、第1部材10Bは、上述した第1部材10と同様である。第2部材20Bは、上述した第2部材20の構成に加えて、第2外側傾斜部24を有する。第2外側傾斜部24は、後述する第3部材30B側の外縁に位置する第2傾斜部23の上端とつながり、第2部材20側の外縁に位置する第3傾斜部33上に重なる。
上面視において、第2外側傾斜部24は、図8に示すように、第2傾斜部23の上端全体とつながる。
断面視において、第2外側傾斜部24は、第3部材30B側の外縁に位置する第2傾斜部23の一部と重なってもよいし、全部と重なってもよい。断面視において、第2外側傾斜部24の下端は、第3底部32の上面と接することが好ましい。
断面視において、第2外側傾斜部24と第2傾斜部23とがなす角度は、互いの上端で繋がる2つの第2傾斜部23がなす角度と同じであることが好ましい。
第2外側傾斜部24の上面視形状、厚み及び個数は、第1外側傾斜部14と同様である。
断面視において、第2外側傾斜部24は、第3部材30B側の外縁に位置する第2傾斜部23の一部と重なってもよいし、全部と重なってもよい。断面視において、第2外側傾斜部24の下端は、第3底部32の上面と接することが好ましい。
断面視において、第2外側傾斜部24と第2傾斜部23とがなす角度は、互いの上端で繋がる2つの第2傾斜部23がなす角度と同じであることが好ましい。
第2外側傾斜部24の上面視形状、厚み及び個数は、第1外側傾斜部14と同様である。
第3部材30Bは、複数行及び複数列の行列状に配置された第3区画部31を含む。各行方向及び各列方向に配置される第3区画部31の個数は、同じでもよいし、異なってもよい。図7及び図8の例では、上面視において、複数の正方形の第3区画部31が4行3列に配置されている。第1区画部11、第2区画部21及び第3区画部31の個数は同じでもよいし、異なってもよい。なお、後述する第3部材30C、30Dについても同様である。
第3区画部31は、第3底部32と、第3底部32を囲む第3傾斜部33と、第3底部32に設けられた光源配置用開口部35とを含む。後述する第3部材30C、30Dについても同様である。
図8の例では、第3底部32は、例えば、上面視において正方形である。各第3底部32のX+側、X-側、Y+側、及びY-側の外縁に第3傾斜部33が配置されている。図9の例に示すように、対向する第3傾斜部33で挟まれた領域の間の距離は下端側(第3底部32側)ほど狭くなる。
第2底部22を介して対向する第2傾斜部23の上端間のX方向の距離は、第2外側傾斜部24の上端と、第2外側傾斜部24と重なる第3傾斜部33と対向する第3傾斜部33の上端とのX方向の距離と同じであることが好ましい。なお、「第2外側傾斜部24と重なる第3傾斜部33と対向する第3傾斜部33」とは、第2部材20側の外縁に位置する第3区画部31のX+側の第3傾斜部33」を指す。
第2外側傾斜部24の下端が第3底部32の上面と接する場合、第2外側傾斜部24の下端から第2外側傾斜部24と重なる第3傾斜部33と対向する第3傾斜部33の下端までの幅は、第2底部22の幅と同じであることが好ましい。
第2外側傾斜部24の下端が第3底部32の上面と接する場合、第2外側傾斜部24の下端から第2外側傾斜部24と重なる第3傾斜部33と対向する第3傾斜部33の下端までの幅は、第2外側傾斜部24と重なる第3区画部31に隣接する第3区画部31の第3底部32の幅と同じであることが好ましい。
第2外側傾斜部24の下端が第3底部32の上面と接する場合、第2外側傾斜部24の下端から第2外側傾斜部24と重なる第3傾斜部33と対向する第3傾斜部33の下端までの幅は、第2部材20B側の外縁に位置する第3底部32の幅より狭いことが好ましい。
第2部材20B側の外縁に位置する第3傾斜部33の上端の高さは、第2外側傾斜部24の上端の高さより低いことが好ましい。
第2傾斜部23の上端の高さは、第3傾斜部33の上端の高さと同じであることが好ましい。
幅及び高さの関係を上記のようにすることで、区画部材1Bを面状光源のリフレクタとして用いる場合に、輝度ムラを抑制することができる。
第2外側傾斜部24の下端が第3底部32の上面と接する場合、第2外側傾斜部24の下端から第2外側傾斜部24と重なる第3傾斜部33と対向する第3傾斜部33の下端までの幅は、第2底部22の幅と同じであることが好ましい。
第2外側傾斜部24の下端が第3底部32の上面と接する場合、第2外側傾斜部24の下端から第2外側傾斜部24と重なる第3傾斜部33と対向する第3傾斜部33の下端までの幅は、第2外側傾斜部24と重なる第3区画部31に隣接する第3区画部31の第3底部32の幅と同じであることが好ましい。
第2外側傾斜部24の下端が第3底部32の上面と接する場合、第2外側傾斜部24の下端から第2外側傾斜部24と重なる第3傾斜部33と対向する第3傾斜部33の下端までの幅は、第2部材20B側の外縁に位置する第3底部32の幅より狭いことが好ましい。
第2部材20B側の外縁に位置する第3傾斜部33の上端の高さは、第2外側傾斜部24の上端の高さより低いことが好ましい。
第2傾斜部23の上端の高さは、第3傾斜部33の上端の高さと同じであることが好ましい。
幅及び高さの関係を上記のようにすることで、区画部材1Bを面状光源のリフレクタとして用いる場合に、輝度ムラを抑制することができる。
図10は、区画部材1の変形例である区画部材1Cを例示する平面図(その1)である。図10では、第1部材10C、第2部材20C及び第3部材30Cを重ねた状態を示している。図11は、区画部材1Cを例示する平面図(その2)である。図11では、第1部材10C、第2部材20C及び第3部材30Cを重ねていない状態を示している。図12は、図10のXII-XII線における断面図である。図12では、第1部材10C、第2部材20C及び第3部材30Cを重ねていない状態と、重ねた状態の両方を示している。
図10~図12に示すように、区画部材1Cは、第1部材10Cと、第2部材20Cと、第3部材30Cとを有する。図10~図12の例では、X+側に向かって、第1部材10C、第2部材20C及び第3部材30Cの順に配置される。第1部材10Cは、第2部材20Cの一部の上に重なって配置され、第3部材30Cは、第2部材20Cの一部の上に重なって配置される。
区画部材1Cにおいて、第1部材10C及び第2部材20Cは、上述した第1部材10及び第2部材20と同様である。第3部材30Cは、上述した第3部材30Bの構成に加えて、第3外側傾斜部34を有する。第3外側傾斜部34は、第2部材20C側の外縁に位置する第3傾斜部33の上端とつながり、第3部材30C側の外縁に位置する第2傾斜部23上に重なる。
上面視において、第3外側傾斜部34は、図11の例では、第3傾斜部33の上端全体とつながる。
断面視において、第3外側傾斜部34は、第2部材20C側の外縁に位置する第3傾斜部33の一部と重なってもよいし、全部と重なってもよい。断面視において、第3外側傾斜部34の下端は、第2底部22の上面と接することが好ましい。
断面視において、第3外側傾斜部34と第3傾斜部33とがなす角度は、互いの上端で繋がる2つの第3傾斜部33がなす角度と同じであることが好ましい。
第3外側傾斜部34の上面視形状、厚み及び個数は、第1外側傾斜部14と同様である。
断面視において、第3外側傾斜部34は、第2部材20C側の外縁に位置する第3傾斜部33の一部と重なってもよいし、全部と重なってもよい。断面視において、第3外側傾斜部34の下端は、第2底部22の上面と接することが好ましい。
断面視において、第3外側傾斜部34と第3傾斜部33とがなす角度は、互いの上端で繋がる2つの第3傾斜部33がなす角度と同じであることが好ましい。
第3外側傾斜部34の上面視形状、厚み及び個数は、第1外側傾斜部14と同様である。
第3底部32を介して対向する第3傾斜部33の上端間のX方向の距離は、第3外側傾斜部34の上端と、第3外側傾斜部34と重なる第2傾斜部23と対向する第2傾斜部23の上端とのX方向の距離と同じであることが好ましい。なお、「第3外側傾斜部34と重なる第2傾斜部23と対向する第2傾斜部23」とは、第3部材30側の外縁に位置する第2区画部21のX-側の第2傾斜部23を指す。
第3外側傾斜部34の下端が第2底部22の上面と接する場合、第3外側傾斜部34の下端から第3部材30C側の外縁に位置する第2傾斜部23と対向する第2傾斜部23の下端までの幅は、第3底部32の幅と同じであることが好ましい。
第3外側傾斜部34の下端が第2底部22の上面と接する場合、第3外側傾斜部34の下端から第3部材30C側の外縁に位置する第2傾斜部23と対向する第2傾斜部23の下端までの幅は、第3外側傾斜部34と重なる第2区画部21に隣接する第2区画部21の第2底部22の幅と同じであることが好ましい。
第3外側傾斜部34の下端が第2底部22の上面と接する場合、第3外側傾斜部34の下端から第3部材30C側の外縁に位置する第2傾斜部23と対向する第2傾斜部23の下端までの幅は、第3部材30C側の外縁に位置する第2底部22の幅より狭いことが好ましい。
第3部材30C側の外縁に位置する第2傾斜部23の上端の高さは、第3外側傾斜部34の上端の高さより低いことが好ましい。
第2傾斜部23の上端の高さは、第3傾斜部33の上端の高さと同じであることが好ましい。
幅及び高さの関係を上記のようにすることで、区画部材1Cを面状光源のリフレクタとして用いる場合に、輝度ムラを抑制することができる。
第3外側傾斜部34の下端が第2底部22の上面と接する場合、第3外側傾斜部34の下端から第3部材30C側の外縁に位置する第2傾斜部23と対向する第2傾斜部23の下端までの幅は、第3底部32の幅と同じであることが好ましい。
第3外側傾斜部34の下端が第2底部22の上面と接する場合、第3外側傾斜部34の下端から第3部材30C側の外縁に位置する第2傾斜部23と対向する第2傾斜部23の下端までの幅は、第3外側傾斜部34と重なる第2区画部21に隣接する第2区画部21の第2底部22の幅と同じであることが好ましい。
第3外側傾斜部34の下端が第2底部22の上面と接する場合、第3外側傾斜部34の下端から第3部材30C側の外縁に位置する第2傾斜部23と対向する第2傾斜部23の下端までの幅は、第3部材30C側の外縁に位置する第2底部22の幅より狭いことが好ましい。
第3部材30C側の外縁に位置する第2傾斜部23の上端の高さは、第3外側傾斜部34の上端の高さより低いことが好ましい。
第2傾斜部23の上端の高さは、第3傾斜部33の上端の高さと同じであることが好ましい。
幅及び高さの関係を上記のようにすることで、区画部材1Cを面状光源のリフレクタとして用いる場合に、輝度ムラを抑制することができる。
図13は、区画部材1の変形例である区画部材1Dを例示する平面図(その1)である。図13では、第1部材10D、第2部材20D及び第3部材30Dを重ねた状態を示している。図14は、区画部材1Dを例示する平面図(その2)である。図14では、第1部材10D、第2部材20D及び第3部材30Dを重ねていない状態を示している。図15は、図13のXV-XV線における断面図である。図15では、第1部材10D、第2部材20D及び第3部材30Dを重ねていない状態と、重ねた状態の両方を示している。
図13~図15に示すように、区画部材1Dは、第1部材10Dと、第2部材20Dと、第3部材30Dとを有する。図10~図12の例では、X+側に向かって、第3部材30D、第1部材10D及び第2部材20Dの順に配置される。第1部材10Dは、第2部材20Dの一部の上及び第3部材30Dの一部の上に重なって配置される。
区画部材1Dにおいて、第1部材10Dは、上述した第1部材10の構成に加えて、第3部材30D側の外縁に位置する第1外側傾斜部を有する。区画部材1Dの第1部材10Dは、第1部材10DのX+側(すなわち、第2部材20D側)の外縁に位置する第1外側傾斜部141と、第1部材10DのX-側(すなわち、第3部材30D側)の外縁に位置する第1外側傾斜部142とを有する。
第1外側傾斜部141は、区画部材1で説明した通り、第2部材20D側の外縁に位置する第1傾斜部13の上端とつながり、第1部材10D側の外縁に位置する第2傾斜部23上に重なる。第1外側傾斜部142は、第3部材30D側の外縁に位置する第1傾斜部13の上端とつながり、第1部材10D側の外縁に位置する第3傾斜部33上に重なる。
第2部材20Dは、上述した第2部材20と同様である。第3部材30Dは、上述した第3部材30Bと同様である。
第1外側傾斜部141は、区画部材1で説明した通り、第2部材20D側の外縁に位置する第1傾斜部13の上端とつながり、第1部材10D側の外縁に位置する第2傾斜部23上に重なる。第1外側傾斜部142は、第3部材30D側の外縁に位置する第1傾斜部13の上端とつながり、第1部材10D側の外縁に位置する第3傾斜部33上に重なる。
第2部材20Dは、上述した第2部材20と同様である。第3部材30Dは、上述した第3部材30Bと同様である。
上面視において、第1外側傾斜部142は、図14に示すように、第1傾斜部13の上端全体とつながる。
断面視において、第1外側傾斜部142は、第1部材10D側の外縁に位置する第3傾斜部33の一部と重なってもよいし、全部と重なってもよい。断面視において、第1外側傾斜部142の下端は、第3底部32の上面と接することが好ましい。
断面視において、第1外側傾斜部142と第1傾斜部13とがなす角度は、互いの上端で繋がる2つの第1傾斜部13がなす角度と同じであることが好ましい。
第1外側傾斜部142の上面視形状、厚み及び個数は、第1外側傾斜部14と同様である。
なお、第1外側傾斜部141については、第1外側傾斜部14と同様である。
断面視において、第1外側傾斜部142は、第1部材10D側の外縁に位置する第3傾斜部33の一部と重なってもよいし、全部と重なってもよい。断面視において、第1外側傾斜部142の下端は、第3底部32の上面と接することが好ましい。
断面視において、第1外側傾斜部142と第1傾斜部13とがなす角度は、互いの上端で繋がる2つの第1傾斜部13がなす角度と同じであることが好ましい。
第1外側傾斜部142の上面視形状、厚み及び個数は、第1外側傾斜部14と同様である。
なお、第1外側傾斜部141については、第1外側傾斜部14と同様である。
第1底部12を介して対向する第1傾斜部13の上端間のX方向の距離は、第1外側傾斜部142の上端と、第1外側傾斜部142と重なっている第3傾斜部33と対向する第3傾斜部33の上端とのX方向の距離と同じであることが好ましい。なお、「第1外側傾斜部142と重なっている第3傾斜部33と対向する第3傾斜部33」とは、第1部材10側の外縁に位置する第3区画部31のX-側の第3傾斜部33を指す。
第1外側傾斜部142の下端が第3底部32の上面と接する場合、第1外側傾斜部142の下端から第1外側傾斜部142と重なる第3傾斜部33と対向する第3傾斜部33の下端までの幅は、第1底部12の幅と同じであることが好ましい。
第1外側傾斜部142の下端が第3底部32の上面と接する場合、第1外側傾斜部142の下端から第1外側傾斜部142と重なる第3傾斜部33と対向する第3傾斜部33の下端までの幅は、第1外側傾斜部142と重なる第3区画部31に隣接する第3区画部31の第3底部32の幅と同じであることが好ましい。
第1外側傾斜部142の下端が第3底部32の上面と接する場合、第1外側傾斜部142の下端から第1外側傾斜部142と重なる第3傾斜部33と対向する第3傾斜部33の下端までの幅は、第1部材10D側の外縁に位置する第3底部32の幅より狭いことが好ましい。
第1部材10D側の外縁に位置する第3傾斜部33の上端の高さは、第1外側傾斜部142の上端の高さより低いことが好ましい。
第3傾斜部33の上端の高さは、第1傾斜部13の上端の高さと同じであることが好ましい。
幅及び高さの関係を上記のようにすることで、区画部材1Dを面状光源のリフレクタとして用いる場合に、輝度ムラを抑制することができる。
第1外側傾斜部142の下端が第3底部32の上面と接する場合、第1外側傾斜部142の下端から第1外側傾斜部142と重なる第3傾斜部33と対向する第3傾斜部33の下端までの幅は、第1底部12の幅と同じであることが好ましい。
第1外側傾斜部142の下端が第3底部32の上面と接する場合、第1外側傾斜部142の下端から第1外側傾斜部142と重なる第3傾斜部33と対向する第3傾斜部33の下端までの幅は、第1外側傾斜部142と重なる第3区画部31に隣接する第3区画部31の第3底部32の幅と同じであることが好ましい。
第1外側傾斜部142の下端が第3底部32の上面と接する場合、第1外側傾斜部142の下端から第1外側傾斜部142と重なる第3傾斜部33と対向する第3傾斜部33の下端までの幅は、第1部材10D側の外縁に位置する第3底部32の幅より狭いことが好ましい。
第1部材10D側の外縁に位置する第3傾斜部33の上端の高さは、第1外側傾斜部142の上端の高さより低いことが好ましい。
第3傾斜部33の上端の高さは、第1傾斜部13の上端の高さと同じであることが好ましい。
幅及び高さの関係を上記のようにすることで、区画部材1Dを面状光源のリフレクタとして用いる場合に、輝度ムラを抑制することができる。
(面状光源)
光源及び上記の各区画部材を基板上に配置することで面状光源を構成できる。ここでは、区画部材1を例にして面状光源について説明する。但し、区画部材1に代えて上述の区画部材1A~1Dを用いてもよい。
光源及び上記の各区画部材を基板上に配置することで面状光源を構成できる。ここでは、区画部材1を例にして面状光源について説明する。但し、区画部材1に代えて上述の区画部材1A~1Dを用いてもよい。
図16は、第1実施形態に係る面状光源を例示する上面図である。図17は、図16のXVII―XVII線における断面図である。図16及び図17に示すように、面状光源60は、基板51と、被覆部材55と、区画部材1と、複数の光源62とを有する面発光型の発光装置である。図17に示す例では、基板51の上面の少なくとも一部を被覆部材55が被覆し、区画部材1は、被覆部材55を介して基板上51に配置されている。被覆部材55は、必要に応じて設けられる。
なお、区画部材1において、第1傾斜部13に囲まれた領域、第1外側傾斜部14と第2傾斜部23とに囲まれた領域、第2傾斜部23に囲まれた領域を区画Cとする。また、各傾斜部の上端を1uとする。上面視において、隣接する区画Cの境界は上端1uとみなすことができる。区画部材1は反射性を有する部材であることが好ましい。
面状光源60において、区画部材1の第1底部12の下面及び第2底部22の下面は、基板51上に配置された被覆部材55と接合可能である。図17の例では、区画部材1の第1底部12の下面及び第2底部22の下面は、被覆部材55を介して基板51と間接的に接合されている。
また、面状光源60において、光源62は、第1底部12の光源配置用開口部15内及び第2底部22の光源配置用開口部25内から露出する基板51上に配置されている。以下、面状光源60について詳説する。
(基板51)
基板51は、複数の光源62を載置するための部材である。基板51の上面51mには、光源62に電力を供給するための導体配線58A及び58Bが配置されている。導体配線58A及び58Bのうち、発光素子と電気的な接続を行わない領域の一部に、被覆部材55が被覆されていることが好ましい。
基板51は、複数の光源62を載置するための部材である。基板51の上面51mには、光源62に電力を供給するための導体配線58A及び58Bが配置されている。導体配線58A及び58Bのうち、発光素子と電気的な接続を行わない領域の一部に、被覆部材55が被覆されていることが好ましい。
基板51の材料としては、少なくとも一対の導体配線58A及び58Bを絶縁分離できるものであればよく、例えば、セラミックス、樹脂、複合材料等が挙げられる。樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、BTレジン、ポリフタルアミド
(PPA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等が挙げられる。複合材料としては、上述した樹脂に、ガラス繊維、SiO2、TiO2、Al2O3等の無機フィラーを混合したもの、ガラス繊維強化樹脂(ガラスエポキシ樹脂)、金属部材に絶縁層を被覆した金属基板等が挙げられる。
(PPA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等が挙げられる。複合材料としては、上述した樹脂に、ガラス繊維、SiO2、TiO2、Al2O3等の無機フィラーを混合したもの、ガラス繊維強化樹脂(ガラスエポキシ樹脂)、金属部材に絶縁層を被覆した金属基板等が挙げられる。
基板51の厚さは適宜選択できる。基板51は、ロール・ツー・ロール方式で製造可能なフレキシブル基板またはリジット基板の何れであってもよい。リジット基板は湾曲可能な薄型リジット基板であってもよい。導体配線58A及び58Bは、導電性部材であれば材料は特に限定されず、回路基板等の配線層として通常に使用される材料を用いることができる。導体配線58A及び58Bの表面には、光反射膜等が配置されてもよい。
被覆部材55は、絶縁性の材料によって構成されていることが好ましい。被覆部材55の材料としては、基板51の材料として例示したものと同様のものが挙げられる。被覆部材55として、上述した樹脂に白色系のフィラー等を含有させたものを用いることにより、光源62から放出された光が反射されて、面状光源60の光取り出し効率を向上させることができる。
(光源62)
光源62は、光を発する部材であり、図17に示す例では、発光素子を透光性樹脂で封止したものである。透光性樹脂の形状は、例えば、略半球である。透光背樹脂の材料は、例えば、シリコーン樹脂である。透光性樹脂は、蛍光体及び/又は拡散材を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。光源62は、これに限らず、自ら光を発する発光素子そのものでもよいし、発光素子を樹脂成形体の凹部に収容し、発光素子を透光性部材で封止したものでもよい。あるいは、発光素子の側面を囲む光反射性材料を含む樹脂と、発光素子の上面及び光反射性材料を含む樹脂の上面を覆う透光性部材とを含む構成でもよい。また、発光素子の上面を覆う透光性部材と、発光素子の側面及び透光性部材の側面を囲む光反射性材料を含む樹脂と、を含む構成でもよい。この透光性部材は、蛍光体を含んでもよい。発光素子と透光性部材との間には、発光素子と透光性部材とを接着する透光性の接着部材が設けられてもよい。
光源62は、光を発する部材であり、図17に示す例では、発光素子を透光性樹脂で封止したものである。透光性樹脂の形状は、例えば、略半球である。透光背樹脂の材料は、例えば、シリコーン樹脂である。透光性樹脂は、蛍光体及び/又は拡散材を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。光源62は、これに限らず、自ら光を発する発光素子そのものでもよいし、発光素子を樹脂成形体の凹部に収容し、発光素子を透光性部材で封止したものでもよい。あるいは、発光素子の側面を囲む光反射性材料を含む樹脂と、発光素子の上面及び光反射性材料を含む樹脂の上面を覆う透光性部材とを含む構成でもよい。また、発光素子の上面を覆う透光性部材と、発光素子の側面及び透光性部材の側面を囲む光反射性材料を含む樹脂と、を含む構成でもよい。この透光性部材は、蛍光体を含んでもよい。発光素子と透光性部材との間には、発光素子と透光性部材とを接着する透光性の接着部材が設けられてもよい。
光源62は、区画部材1Dの各傾斜部で囲まれた各区画Cにおいて輝度ムラを少なく光らせるために、広配光であることが好ましい。特に、光源62の各々がバットウイング配光特性を有していることが好ましい。これにより光源62の直上方向に出射される光量を抑制して、各々の光源62の配光を広げ、広げた光を各傾斜部及び各底部に照射することによって、各傾斜部で囲まれた各区画Cにおける輝度ムラを抑制できる。
ここでバットウイング配光特性とは、光軸OAを0度として、0度よりも配光角の絶対値が大きい角度において0度よりも発光強度が強い発光強度分布を有するものと定義される。なお、光軸OAとは、図17に示すように、光源62の中心を通り、基板51の上面51mと垂直に交わる線で定義されるものとする。
特に、バットウイング配光特性を有する光源62としては、例えば、図17に示すように、上面に光反射膜62cを有する発光素子62aを用いたものが挙げられる。発光素子62aの上面に光反射膜62cを設けることで、発光素子62aの上方向への光のほとんどが光反射膜62cで反射されて発光素子62aの直上の光量が抑制され、バットウイング配光特性を得られる。バットウイング配光とするためにレンズを別途組み合わせてもよい。
光反射膜62cは、銀、銅等の金属膜、樹脂に白色系のフィラー等を含有させたもの、これらの組み合わせ等の何れでもよい。また、光反射膜62cは、誘電体多層膜(DBR膜)とし、発光素子62aの発光波長に対して、入射角に対する反射率角度依存性を有していてもよい。具体的には、光反射膜62cの反射率は、垂直入射よりも斜め入射の方が低くなるように設定することが好ましい。これにより、発光素子62aの直上における輝度の変化が緩やかになり、発光素子62aの直上が暗点になる等、極端に暗くなることを抑制できる。なお、光反射層は、上述した透光性部材の上方に配置されてもよい。
発光素子62aの厚みは、100μm~500μmのものが挙げられる。光反射膜62cの厚みは、0.1μm~3.0μmのものが挙げられる。封止部材を有する光源の厚みは、0.5mm~2.0mm程度とすることができる。
複数の光源62は、互いに独立して駆動可能であり、光源62ごとの調光制御(例えば、ローカルディミングまたはハイダイナミックレンジ)が可能となるように、基板51上で配線されていることが好ましい。
(発光素子62a)
発光素子62は、半導体構造体を含む。半導体構造体は、n側半導体層と、p側半導体層と、n側半導体層とp側半導体層とに挟まれた活性層とを含む。 活性層は、単一量子井戸(SQW)構造としてもよいし、複数の井戸層を含む多重量子井戸(MQW)構造としてもよい。半導体構造体は、窒化物半導体からなる複数の半導体層を含む。窒化物半導体は、InxAlyGa1-x-yN(0≦x、0≦y、x+y≦1)からなる化学式において組成比x及びyをそれぞれの範囲内で変化させた全ての組成の半導体を含む。活性層の発光ピーク波長は、目的に応じて適宜選択することができる。活性層は、例えば可視光または紫外光を発光可能に構成されている。
発光素子62は、半導体構造体を含む。半導体構造体は、n側半導体層と、p側半導体層と、n側半導体層とp側半導体層とに挟まれた活性層とを含む。 活性層は、単一量子井戸(SQW)構造としてもよいし、複数の井戸層を含む多重量子井戸(MQW)構造としてもよい。半導体構造体は、窒化物半導体からなる複数の半導体層を含む。窒化物半導体は、InxAlyGa1-x-yN(0≦x、0≦y、x+y≦1)からなる化学式において組成比x及びyをそれぞれの範囲内で変化させた全ての組成の半導体を含む。活性層の発光ピーク波長は、目的に応じて適宜選択することができる。活性層は、例えば可視光または紫外光を発光可能に構成されている。
半導体構造体は、n側半導体層と、活性層と、p側半導体層とを含む発光部を複数含んでいてもよい。半導体構造体が複数の発光部を含む場合、それぞれの発光部において、発光ピーク波長が異なる井戸層を含んでいてもよいし、発光ピーク波長が同じ井戸層を含んでいてもよい。なお、発光ピーク波長が同じとは、数nm程度のばらつきがある場合も含む。複数の発光部の発光ピーク波長の組み合わせは、適宜選択することができる。例えば、半導体構造体が2つの発光部を含む場合、それぞれの発光部が発する光の組み合わせとして、青色光と青色光、緑色光と緑色光、赤色光と赤色光、紫外光と紫外光、青色光と緑色光、青色光と赤色光、または、緑色光と赤色光などの組み合わせが挙げられる。例えば、半導体構造体が3つの発光部を含む場合、それぞれの発光部が発する光の組み合わせとして、青色光、緑色光、及び赤色光とする組み合わせが挙げられる。各発光部は、他の井戸層と発光ピーク波長が異なる井戸層を1以上含んでいてもよい。
接合部材59は、光源62を導体配線に接合するための部材であり、導電性の部材等が挙げられる。具体的にはAu含有合金、Ag含有合金、Pd含有合金、In含有合金、Pb-Pd含有合金、Au-Ga含有合金、Au-Sn含有合金、Sn含有合金、Sn-Cu含有合金、Sn-Cu-Ag含有合金、Au-Ge含有合金、Au-Si含有合金、Al含有合金、Cu-In含有合金、金属とフラックスの混合物等が挙げられる。
(区画部材1)
区画部材1は、基板51上に配置されている。なお、区画部材1は、基板51の上面に配置されてもよいし、基板51の上面に配置された被覆部材55等を挟んで配置されてもよい。
区画部材1は、基板51上に配置されている。なお、区画部材1は、基板51の上面に配置されてもよいし、基板51の上面に配置された被覆部材55等を挟んで配置されてもよい。
区画部材1において、各光源配置用開口部(光源配置用開口部15及び25)は、上面視において、区画Cの中央部に配置されている。各光源配置用開口部の形状及び大きさは、光源62の全部が露出される形状及び大きさであればよく、各光源配置用開口部の外縁が、光源62の近傍に位置するように設定することが好ましい。これによって、区画部材1が光反射性を有する場合に、光源62からの光を各底部(第1底部1b、第2底部2b、第3底部3b、及び第5底部5b)でも反射させること可能となり、光の取り出し効率を向上できる。
互いの上端で繋がる2つの傾斜部がなす角度(図17中、α、β)は、例えば、60度~90度とすることが好ましい。このような範囲とすることにより、区画部間の輝度ムラを抑制することができる。
区画部材1の各傾斜部の上端1u間のピッチは、用いる光源の大きさ、意図する面状光源の大きさ等によって適宜調整できる。ピッチとしては、例えば、1mm~50mmが挙げられ、5mm~20mmがf好ましく、6mm~15mmがより好ましい。
また、区画部材1自体の高さH、つまり、区画部材1の各底部の下面から上端1uまで長さは、8mm以下が好ましく、より薄型の面状光源とする場合は1mm~4mm程度であることが好ましい。
区画部材1の第1底部12及び第2底部22の各上面は平坦でもよいし、粗面であってもよい。また、各底部の上面に、底部の上面から上方に突出する複数の突起部を配置させてもよい。突起部は光反射性である。これにより、光源からの光が突起部で上方に反射されるため、区画部内の輝度ムラを抑制することができる。
複数の突起部は、底部が正方形の場合、例えば、4つの隅部のそれぞれに配置される。複数の突起部が4つの底部のそれぞれに配置される個数は、1つでもよいし、複数でもよい。
各突起部の上端は、各傾斜部の上端よりも低く、発光素子の上面よりも高いことが好ましい。
各突起部の形状は、例えば、錘状である。
突起部の材料は、区画部材の材料と同じでもよいし、異なってもよい。
複数の突起部は、底部が正方形の場合、例えば、4つの隅部のそれぞれに配置される。複数の突起部が4つの底部のそれぞれに配置される個数は、1つでもよいし、複数でもよい。
各突起部の上端は、各傾斜部の上端よりも低く、発光素子の上面よりも高いことが好ましい。
各突起部の形状は、例えば、錘状である。
突起部の材料は、区画部材の材料と同じでもよいし、異なってもよい。
区画部材1は、接着部材を用いて基板と接合することが好ましい。これにより、区画部材1の位置ずれを抑制することができる。区画部材1は、光源からの出射光が、基板51と区画部材1との間に入射しないように、各光源配置用開口部の周囲を、光反射性の接着部材を用いて接合することができる。例えば、各光源配置用開口部の外縁に沿ってリング状に光反射性の接着部材を配置することがより好ましい。接着部材は、例えばPET基材の両面にアクリル樹脂系粘着剤を配した両面テープであってもよいし、ホットメルト型の接着シートであってもよいし、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等の樹脂系の接着剤であってもよい。これらの接着部材は、高い難燃性を有することが好ましい。また、区画部材1の基板上への接合は、ネジ止め又は固定用ピン等を利用してもよい。
区画部材1は、酸化チタン、酸化アルミニウム又は酸化ケイ素等の粒子からなる反射材を含有する樹脂等を用いてもよいし、反射材を含有しない樹脂の表面に反射材を設けてもよい。或いは、微細な気泡を複数含んだ樹脂を用いてもよい。また、区画部材1Dに用いる樹脂としては、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)若しくはポリエステル等の熱可塑性樹脂、または、エポキシ樹脂若しくはシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。区画部材1は、光源62からの出射光に対する反射率が70%以上となるように設定されることが好ましい。
区画部材1は、金型を用いた成形方法、光造形による成形方法等によって第1部材10及び第2部材20のそれぞれを形成してもよいし、購入により準備してもよい。金型を用いた成形方法としては、射出成形、押出成形、圧縮成形、真空成形、プレス成形等の成形方法を適用できる。例えば、PET等で構成された反射シートを用いて真空成形することにより、各底部と各傾斜部とが一体的に成形された第1部材10及び第2部材20を得ることができる。第1部材の第1外側傾斜部14は、第1底部12と第1傾斜部13と一体的に成形させて得ることができる。なお、傾斜部を成形する際、傾斜部と同時に上述した突起部を成形することができる。
面状光源60は、区画部材1を挟んで光源62の上方に配置された光学部材を有してもよい。光学部材は、例えば、拡散シートである。面状光源60が拡散シートを有することで、拡散シートを透過した光の均一性を向上できる。又、面状光源60は、拡散シートの上方に、波長変換シート、プリズムシート偏光シート、輝度上昇シート、カラーフィルタからなる群から選択される少なくとも一種を更に備えてもよい。面状光源60がこれらの光学部材の一種以上を有することで、拡散シートを透過した光の均一性を更に向上できる。プリズムシートは、その表面に、所定の方向に延びる複数のプリズムが配列された形状を有する。プリズムシートは、例えば、シートの平面をX方向とX方向に直交のY方向との2次元に見て、Y方向に延びる複数のプリズムを有するもの、X方向に延びる複数のプリズムを有するものを積層させたものである。
第1実施形態は、区画部の上面視形状が矩形の場合で説明した。但し、これに限らず、例えば、区画部の上面視形状は六角形でもよい。
<第2実施形態>
第2実施形態では、面状光源をバックライト光源に用いた液晶ディスプレイ装置(液晶表示装置)の例を示す。
第2実施形態では、面状光源をバックライト光源に用いた液晶ディスプレイ装置(液晶表示装置)の例を示す。
図18は、第2実施形態に係る液晶ディスプレイ装置を例示する構成図である。図18に示すように、液晶ディスプレイ装置1000は、上側から順に、液晶パネル720と、光学シート710と、面状光源60とを備える。
液晶ディスプレイ装置1000は、液晶パネル720の下方に面状光源60を積層する、いわゆる直下型の液晶ディスプレイ装置である。液晶ディスプレイ装置1000は、面状光源60から照射される光を、液晶パネル720に照射する。
面状光源の薄型化の観点から、面状光源の厚みを15mm以下とすることができる。これにより、面状光源が薄くなり、液晶ディスプレイ装置1000を薄型化することができる。
面状光源60は、液晶ディスプレイ装置1000のバックライトとして用いることに限定されない。面状光源60は、テレビやタブレット、スマートフォン、スマートウォッチ、ヘッドアップディスプレイ、デジタルサイネージ、掲示板等のバックライトとしても利用できる。又、面状光源60は、照明用の光源としても利用でき、非常灯やライン照明、或いは、各種のイルミネーションや車載用のインストール等にも利用できる。
1、1A、1B、1C、1D:区画部材
10、10A、10B,10C、10D、10L:第1部材
11:第1区画部
12:第1底部
13:第1傾斜部
14、141、142:第1外側傾斜部
15、25、35:光源配置用開口部
16:第1接続傾斜部
17:第1凸部
20、20A、20B,20C、20D:第2部材
21:第2区画部
22:第2底部
23:第2傾斜部
24:第2外側傾斜部
27:第2凸部
30、30B、30C、30D:第3部材
31:第3区画部
32:第3底部
33:第3傾斜部
34:第3外側傾斜部
40:基板
50:光源
51:基板
51m:上面
55:被覆部材
58A、58B:導体配線
59:接合部材
60:面状光源
62:光源
62a:発光素子
62b:封止部材
62c:光反射膜
710:光学シート
720:液晶パネル
1000:液晶ディスプレイ装置
10、10A、10B,10C、10D、10L:第1部材
11:第1区画部
12:第1底部
13:第1傾斜部
14、141、142:第1外側傾斜部
15、25、35:光源配置用開口部
16:第1接続傾斜部
17:第1凸部
20、20A、20B,20C、20D:第2部材
21:第2区画部
22:第2底部
23:第2傾斜部
24:第2外側傾斜部
27:第2凸部
30、30B、30C、30D:第3部材
31:第3区画部
32:第3底部
33:第3傾斜部
34:第3外側傾斜部
40:基板
50:光源
51:基板
51m:上面
55:被覆部材
58A、58B:導体配線
59:接合部材
60:面状光源
62:光源
62a:発光素子
62b:封止部材
62c:光反射膜
710:光学シート
720:液晶パネル
1000:液晶ディスプレイ装置
Claims (9)
- 複数の光源と、
基板と、
区画部材と、を有する面状光源であって、
前記区画部材は、
前記基板上に配置され、第1底部と、前記第1底部を囲む第1傾斜部と、を有する第1区画部が行列状に配置された第1部材と、
前記基板上に配置され、第2底部と、前記第2底部を囲む第2傾斜部と、を有する第2区画部が行列状に配置された第2部材と、
を有し、
前記第1部材は、さらに、前記第2部材側の外縁に位置する前記第1傾斜部の上端とつながり、前記第1部材側の外縁に位置する前記第2傾斜部上に重なる第1外側傾斜部を有し、
前記第1底部及び前記第2底部のそれぞれに、光源配置用開口部が設けられ、
前記複数の光源は、前記光源配置用開口部内から露出する基板上にそれぞれ配置される、面状光源。 - 前記第1外側傾斜部の下端が、前記第2底部の上面と接する、請求項1に記載の面状光源。
- 断面視において、前記第1底部を介して対向する前記第1傾斜部の上端間の距離は、前記第1外側傾斜部の上端と、前記第1外側傾斜部と重なる前記第2傾斜部と対向する第2傾斜部との距離と同じである、請求項1又は2に記載の面状光源。
- 断面視において、前記第1外側傾斜部の下端から前記第1外側傾斜部と重なる前記第2傾斜部と対向する前記第2傾斜部の下端までの幅は、前記第1底部の幅と同じである、請求項1から3のいずれか一項に記載の面状光源。
- 断面視において、前記第1部材側の外縁に位置する前記第2傾斜部の上端の高さは、前記第1外側傾斜部の上端の高さより低い、請求項1から4のいずれか一項に記載の面状光源。
- 上面視において、前記第1部材は、互いに隣接する前記第1外側傾斜部のそれぞれに接続し、前記第1外側傾斜部の下に位置する前記第2傾斜部と隣接する前記第2傾斜部上に重なる第1接続傾斜部を有する、請求項1から5のいずれか一項に記載の面状光源。
- 前記基板上に配置され、第3底部と、前記第3底部を囲む第3傾斜部と、を有する第3区画部が行列状に配置された第3部材と、を有し、
前記第2部材は、さらに、前記第3部材側の外縁に位置する前記第2傾斜部の上端とつながり、前記第2部材側の外縁に位置する前記第3傾斜部上に重なる第2外側傾斜部を有し、
前記第3底部に、光源配置用開口部が設けられ、
前記複数の光源は、前記光源配置用開口部から露出する基板上にそれぞれ配置される、請求項1から6のいずれか一項に記載の面状光源。 - 前記基板上に配置され、第3底部と、前記第3底部を囲む第3傾斜部と、を有する第3区画部が行列状に配置された第3部材と、を有し、
前記第3部材は、さらに、前記第2部材側の外縁に位置する前記第3傾斜部の上端とつながり、前記第3部材側の外縁に位置する前記第2傾斜部上に重なる第3外側傾斜部を有し、
前記第3底部に、光源配置用開口部が設けられ、
前記複数の光源は、前記光源配置用開口部から露出する基板上にそれぞれ配置される、
請求項1から6のいずれか一項に記載の面状光源。 - 前記基板上に配置され、第3底部と、前記第3底部を囲む第3傾斜部と、を有する第3区画部が行列状に配置された第3部材と、を有し、
前記第1部材は、さらに、前記第3部材側の外縁に位置する前記第1傾斜部の上端とつながり、前記第1部材側の外縁に位置する前記第3傾斜部上に重なる第1外側傾斜部を有し、
前記第3底部に、光源配置用開口部が設けられ、
前記複数の光源は、前記光源配置用開口部から露出する基板上にそれぞれ配置される、 請求項1から6のいずれか一項に記載の面状光源。
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CN202310325812.2A CN116893532A (zh) | 2022-03-31 | 2023-03-29 | 面状光源及液晶显示装置 |
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