JP7160863B2 - 表示装置及び光拡散シート積層体 - Google Patents

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Description

実施形態は、表示装置及び光拡散シート積層体に関する。
液晶パネル等の透過型表示装置のバックライトとして、複数の発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）を面状に配置した面状光源が使用されている。このような面状光源においては、輝度を均一化するために、ＬＥＤと液晶パネルとの間に光拡散シートが設けられている。面状光源においては、厚みを薄くすることと、輝度を均一化することの両立が要求されている。
特開２００５－３５２４２６号公報
本発明の一実施形態は、薄く、輝度の均一性が高い表示装置及び光拡散シート積層体を提供することを目的とする。
本発明の一実施形態に係る表示装置は、発光モジュールと、光拡散シート積層体と、を備える。前記発光モジュールは、上面と下面とを有する少なくとも一つの導光板と、前記導光板の前記下面側に設けられた複数の光源と、を含む。前記光拡散シート積層体は、前記導光板上に設けられた第１光拡散シートと、前記第１光拡散シート上に設けられた第２光拡散シートと、前記第２光拡散シート上に設けられた第３光拡散シートと、を含む。前記第１光拡散シート、前記第２光拡散シート及び前記第３光拡散シートは、それぞれ樹脂材料中に光拡散材を含有する。前記第１光拡散シートは、上面側に複数の第１凸部または第１凹部が設けられている。前記第２光拡散シートは、上面側に複数の第２凸部または第２凹部が設けられている。前記第３光拡散シートは、上面側に複数の第３凸部または第３凹部が設けられている。前記第３凸部の形状は、前記第１凸部及び前記第２凸部の形状とは異なり、前記第３凹部の形状は、前記第１凹部及び前記第２凹部の形状とは異なる。
本発明の一実施形態に係る光拡散シート積層体は、樹脂材料中に光拡散材を含有する第１光拡散シート、第２光拡散シート及び第３光拡散シートが積層され、前記第１光拡散シートは、上面側に複数の第１凸部または第１凹部が設けられており、前記第２光拡散シートは、上面側に複数の第２凸部または第２凹部が設けられており、前記第３光拡散シートは、上面側に複数の第３凸部または第３凹部が設けられており、前記第３凸部の形状は、前記第１凸部及び前記第２凸部の形状とは異なり、前記第３凹部の形状は、前記第１凹部及び前記第２凹部の形状とは異なる。
本発明の一実施形態によれば、薄く、輝度の均一性が高い面状光源及び光拡散シート積層体を実現できる。
第１の実施形態に係る表示装置を示す分解斜視図である。 第１の実施形態における発光モジュール及び光拡散シート積層体を模式的に示す分解断面図である。 第１の実施形態におけるセグメントを示す平面図である。 図３に示すIV－IV線による断面図である。 第１の実施形態における光源を示す斜視図である。 第１の実施形態における光源を示す斜視図である。 図５Ａに示すVC－VC線による断面図である。 第１の実施形態における発光素子及び導電部材を示す斜視図である。 第２の実施形態における面状光源及び光拡散シート積層体を模式的に示す分解断面図である。 第３の実施形態における面状光源及び光拡散シート積層体を模式的に示す分解断面図である。 第４の実施形態における面状光源及び光拡散シート積層体を模式的に示す分解断面図である。 第５の実施形態における面状光源を示す断面図である。
＜第１の実施形態＞
先ず、第１の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る表示装置を示す分解斜視図である。
本実施形態に係る表示装置は、例えば、液晶パネルのバックライトとして使用することができる。
図１に示すように、本実施形態に係る表示装置１においては、バックシャーシ１１、両面テープ１２、面状光源１３、第１光拡散シート１４、第２光拡散シート１５、第３光拡散シート１６、第１プリズムシート１７、及び、第２プリズムシート１８が設けられており、この順に積層されている。上述の各部材の形状は、概ね、矩形の板状である。これらの部材のうち、積層方向において隣り合う部材は相互に接している。
バックシャーシ１１は、例えば、アルミニウム等の金属の板材である。バックシャーシ１１と面状光源１３は、両面テープ１２によって接着されている。面状光源１３は、複数の発光モジュール２０を備えている。第１光拡散シート１４、第２光拡散シート１５、及び、第３光拡散シート１６により、光拡散シート積層体１０が構成されている。
本明細書においては、説明の便宜上、各部材の積層方向を「Ｚ方向」とし、各部材の長手方向を「Ｘ方向」とし、各部材の短手方向を「Ｙ方向」とする。Ｚ方向のうち、バックシャーシ１１から第２プリズムシート１８に向かう方向を「上方」ともいい、その逆方向を「下方」ともいうが、この表現も便宜的なものであり、重力の方向とは無関係である。表示装置１が表示パネルのバックライトとして使用される場合には、例えば、Ｘ方向は画面の水平方向に対応し、Ｙ方向は画面の垂直方向に対応する。
図２は、本実施形態における発光モジュール２０及び光拡散シート積層体１０を模式的に示す分解断面図である。
図２に示すように、発光モジュール２０は、導光板２１と、複数の光源２２を備えている。導光板２１は、上面２１ａ及び下面２１ｂを有する。光源２２は、導光板２１の下面２１ｂ側に配置されている。「光源２２が導光板２１の下面２１ｂ側に配置されている」とは、光源２２が導光板２１の厚さ方向中央より下側に配置されており、全体が導光板２１内に位置していることの他に、一部又は全部が導光板２１の下面２１ｂよりも下方に位置していてもよいことを意味する。発光モジュール２０の詳細な構成は後述する。
光拡散シート積層体１０は、導光板２１上に設けられた第１光拡散シート１４と、第１光拡散シート１４上に設けられた第２光拡散シート１５と、第２光拡散シート１５上に設けられた第３光拡散シート１６と、を含む。第１光拡散シート１４、第２光拡散シート１５、及び、第３光拡散シート１６（以下、総称して「光拡散シート」ともいう）は、それぞれ、樹脂材料１９ａ中に複数の光拡散材１９ｂを含有している。樹脂材料１９ａはポリカーボネート樹脂を含み、例えば、樹脂材料１９ａの主成分をポリカーボネート樹脂とすることができる。光拡散材１９ｂは、例えば、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、炭酸鉛又は硫酸バリウム等の粒子とすることができる。なお、光拡散シートの相互間で、樹脂材料１９ａの成分及び光拡散材１９ｂの種類は同じものを用いることができ、異なっていてもよい。
第１光拡散シート１４は、上面１４ａ及び下面１４ｂを有する。第１光拡散シート１４の上面１４ａには、複数の第１凸部１４ｃが設けられている。複数の第１凸部１４ｃは、例えば、Ｘ方向及びＹ方向に沿って行列状に配列されている。各第１凸部１４ｃの形状は、四角錐状又は四角錐に近似する形状とすることができる。「四角錐に近似する形状」とは、四角錐に類似した形状であり、例えば、四角錐の角及び稜線が丸まった形状である。但し、第１凸部１４ｃの形状は、四角錐状又は四角錐に近似する形状には限定されず、例えば、三角錐、六角錐、八角錐等の多角錐又はこれらに近似する形状とすることができる。第１凸部１４ｃの断面形状は、第１光拡散シート１４の下面１４ｂと垂直な中心線に対して線対称であることが好ましい。一方、第１光拡散シート１４の下面１４ｂは、例えば、平坦である。
第１光拡散シート１４の厚さは、第１凸部１４ｃも含めて、例えば、１００μｍ以上２００μｍ以下であり、例えば、１６０μｍである。第１凸部１４ｃの高さは、例えば、１０μｍ以上１００μｍ以下であり、例えば、５０μｍである。第１光拡散シート１４の第１凸部１４ｃを含めた厚さに対する第１凸部１４ｃの高さの割合は、例えば、１０％以上５０％以下である。第１凸部１４ｃの下端の幅は、例えば、５０μｍ以上２００μｍ以下であり、例えば、１００μｍである。隣接する第１凸部１４ｃの中心間の距離Ｌ１は、例えば、５０μｍ以上２００μｍ以下であり、例えば、１００μｍである。
第２光拡散シート１５は、上面１５ａ及び下面１５ｂを有する。第２光拡散シート１５の上面１５ａには、複数の第２凸部１５ｃを有している。複数の第２凸部１５ｃは、例えば、Ｘ方向及びＹ方向に沿って行列状に配列されている。各第２凸部１５ｃの形状は、四角錐状又は四角錐に近似する形状とすることができる。但し、第２凸部１５ｃの形状は、これには限定されず、例えば、三角錐、六角錐、八角錐等の多角錐又はこれらに近似する形状とすることができる。第２凸部１５ｃの断面形状は、第２光拡散シート１５の下面１５ｂと垂直な中心線に対して線対称であることが好ましい。第２光拡散シート１５の下面１５ｂは、例えば、平坦である。
第２光拡散シート１５の厚さは、第２凸部１５ｃも含めて、例えば、１００μｍ以上２００μｍ以下であり、例えば、１６０μｍである。第２凸部１５ｃの高さは、例えば、１０μｍ以上１００μｍ以下であり、例えば、５０μｍである。第２光拡散シート１５の第２凸部１５ｃを含めた厚さに対する第２凸部１５ｃの高さの割合は、例えば、１０％以上５０％以下である。第２凸部１５の下端の幅は、例えば、５０μｍ以上２００μｍ以下であり、例えば、１００μｍである。隣接する第２凸部１５ｃの中心間の距離Ｌ２は、例えば、５０μｍ以上２００μｍ以下であり、例えば、１００μｍである。
第３光拡散シート１６は、上面１６ａ及び下面１６ｂを有する。第３光拡散シート１６の上面１６ａは、複数の第３凸部１６ｃを有している。複数の第３凸部１６ｃは、例えば、Ｘ方向及びＹ方向に沿って行列状に配列されている。各第３凸部１６ｃの形状は、四角錐状又は四角錐に近似する形状とすることができる。但し、第３凸部１６ｃの形状は、第１凸部１４ｃの形状及び第２凸部１５ｃの形状とは異なっている。例えば、第３凸部１６ｃの形状は、第１凸部１４ｃ及び第２凸部１５ｃよりも高さが低い三角錐、四角錐、六角錐、八角錐等の多角錐又はこれらに近似する形状とすることができる。また、第１凸部１４ｃ及び第２凸部１５ｃよりも下端の幅が狭い形状としてもよく、第３凸部１６ｃの中心間の距離を第１凸部１４ｃの中心間の距離および第２凸部１５ｃの中心間の距離よりも短くしてもよい。第３凸部１６ｃの形状は、四角錐状又は四角錐に近似する形状には限定されず、例えば、三角錐、六角錐、八角錐等の多角錐又はこれらに近似する形状とすることができる。第３光拡散シート１６の下面１６ｂは、例えば、平坦である。
第３光拡散シート１６の厚さは、第３凸部１６ｃも含めて、例えば、５０μｍ以上１５０μｍ以下であり、例えば、１００μｍである。第３凸部１６ｃの高さは、例えば、２μｍ以上６０μｍ以下であり、例えば、４０μｍである。隣接する第３凸部１６ｃの中心間の距離Ｌ３は、例えば、５０μｍ以上２００μｍ以下であり、例えば、１００μｍである。
以下、第１凸部１４ｃ、第２凸部１５ｃ及び第３凸部１６ｃを総称して「凸部」ということがある。
図２は分解断面図であるため、各部材を離して描いているが、実際には、第１光拡散シート１４の第１凸部１４ｃの頂点は第２光拡散シート１５の下面１５ｂに接しており、第２光拡散シート１５の第２凸部１５ｃの頂点は第３光拡散シート１６の下面１６ｂに接している。そして、隣接する第１凸部１４ｃ間には空間１００を有しており、隣接する第２凸部１５ｃ間にも、空間１００を有している。
第１プリズムシート１７及び第２プリズムシート１８は、透光性材料であり、例えば、透明な樹脂材料である。第１プリズムシート１７及び第２プリズムシート１８には、光拡散材は実質的に含有されていないことが好ましい。第１プリズムシート１７及び第２プリズムシート１８の厚さは、それぞれ、１００μｍ以上２００μｍ以下とすることが好ましく、例えば、１５０μｍである。第１プリズムシート１７の上面には、例えばＸ方向に延びるプリズムが形成されている。第２プリズムシート１８の上面には、例えばＹ方向に延びるプリズムが形成されている。第１プリズムシート１７及び第２プリズムシート１８におけるプリズムの配列周期は、例えば、２０μｍ以上１００μｍ以下とすることが好ましく、例えば、２４μｍである。
図２に示す例においては、第１プリズムシート１７と第２プリズムシート１８を用いているが、２種類の異なるプリズムを形成した１枚の複合プリズムシートを用いてもよい。また、プリズムシートと偏光シートを組み合わせて用いてもよい。また、プリズムシートまたは偏光シートの上に、さらに光拡散シートを設けてもよい。
次に、面状光源１３について説明する。
図１に示すように、面状光源１３においては、複数の発光モジュール２０を備えている。一例では、発光モジュール２０は１２８個設けられており、Ｘ方向に１６個、Ｙ方向に８個配列されている。また、面状光源１３には、一対の外部端子１３ａを備えている。
図３は、本実施形態における発光モジュール２０を示す平面図である。
図４は、図３に示すIV－IV線による断面図である。
図３及び図４に示すように、各発光モジュール２０においては、複数の発光領域Ｒが設定されている。一例では、各発光モジュール２０においては１６の発光領域Ｒが設定されており、Ｘ方向に４つ、Ｙ方向に４つ配列されている。
各発光モジュール２０は１つの導光板２１を備えており、各発光領域Ｒは１つの光源２２を有している。したがって、図３及び図４に示す例では、１つの発光モジュール２０に１つの導光板２１と１６個の光源２２を備えている。隣接する光源２２の中心間の距離Ｄ、すなわち、発光領域Ｒの配列間隔は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることが好ましく、例えば、６ｍｍである。
発光モジュール２０においては、導光板２１の下面２１ｂには、凹部２１ｄを備え、凹部２１ｄに光源２２が配置されている。凹部２１ｄの側壁と、光源２２の側面との間には、第１透光性部材２６が配置されている。この第１透光性部材２６によって、光源２２は導光板２１に固定されている。
さらに、発光モジュール２０は、導光板２１の下面２１ｂ側における光源２２の周辺に第１光反射性部材２７が設けられている。第１光反射性部材２７は、第１透光性部材２６の下方、および光源２２の側面に設けられている。光源２２及び第１光反射性部材２７の下面に配線層２５が設けられている。配線層２５は所定の形状にパターニングされている。第１光反射性部材２７の上面２７ａには、発光領域Ｒ毎に湾曲した凹面を有している。光源２２は配線層２５に接続されている。また、第１光反射性部材２７の上面２７ａのうち、隣り合う発光領域Ｒの境界に相当する部分には、稜線２７ｃを有している。
また、導光板２１の上面２１ａにおける光源２２の直上域に相当する領域には、凹部２１ｃを備え、凹部２１ｃ内には、光調整部材２８が設けられている。凹部２１ｃの形状は、例えば、円錐台形である。光調整部材２８は例えば光拡散材を含む樹脂材料であり、入射した光の一部を乱反射し、他の一部を透過させる。
図５Ａ及び図５Ｂは本実施形態における光源２２を示す斜視図であり、図５Ｃは図５Ａに示すVC－VC線による断面図であり、図５Ｄは本実施形態における発光素子３９及び導電部材３４を示す斜視図である。
図５Ａ～図５Ｄに示すように、光源２２は、発光素子３９、第２光反射性部材３５、及び、第３透光性部材３６を備えている。発光素子は、半導体構造体３１、一対の導電部材３２、及び、一対の電極３４により構成されている。発光素子３９は、第２光反射性部材３５内に配置されている。第３透光性部材３６は第２光反射性部材３５上に配置されている。
半導体構造体３１は、上面３１ａ、下面３１ｂ、及び、４つの側面３１ｃを有する。半導体構造体３１においては、ｐ型層、発光層、及び、ｎ型層が積層されている。一対の導電部材３２は、半導体構造体３１の下面３１ｂに配置されており、半導体構造体３１のｐ型層及びｎ型層にそれぞれ接続されている。一対の電極３４は一対の導電部材３２にそれぞれ接続されており、第２光反射性部材３５の下面から露出している。一対の電極３４が配線層２５に接続されている。第２透光性部材３３は、第３透光性部材３６の下面に接すると共に、半導体構造体３１の側面３１ｃを覆っている。
第３透光性部材３６は蛍光体を含有し得る。この場合、第３透光性部材３６は、入射した光を他の波長の光に変換する光変換部材として機能する。なお、第３透光性部材３６は蛍光体を含有していなくてもよい。この場合は、光拡散シート積層体１０の上方、例えば、第３光拡散シート１６と第１プリズムシート１７との間に、蛍光体シートを設けることができる。又は、表示装置１全体として、蛍光体を設けなくてもよい。
次に、本実施形態に係る表示装置１の動作について説明する。
図１に示すように、面状光源１３の一対の外部端子１３ａに電力が印加されると、図４及び図５Ａ～図５Ｄに示すように、この電力が配線層２５を介して光源２２の一対の電極３４に印加され、一対の導電部材３２を介して半導体構造体３１のｐ型層及びｎ型層に印加される。これにより、半導体構造体３１が発光し、半導体構造体３１から出射した光が第３透光性部材３６を介して光源２２から出射する。光源２２から出射した光は、光調整部材２８の側面及び第１光反射性部材２７の上面２７ａによって反射されつつ、導光板２１内をＸＹ平面に沿って拡がり、導光板２１の上面２１ａから出射する。
図１及び図２に示すように、導光板２１の上面２１ａから出射した光は、第１光拡散シート１４の下面１４ｂから第１光拡散シート１４内に入射し、上面１４ａから出射する。このとき、この光は第１凸部１４ｃの側面において屈折し、進行方向がＺ方向から傾斜する方向に変化する。これにより、光の進行方向が分散される。また、第１光拡散シート１４の下面１４ｂに到達した光の一部は下面１４ｂによって反射され、導光板２１に戻る。
第１光拡散シート１４から出射した光は、第２光拡散シート１５の下面１５ｂから第２光拡散シート１５内に入射し、上面１５ａから出射する。このとき、光は第２凸部１５ｃの側面において屈折し、進行方向が変化する。これにより、光の進行方向が更に分散される。また、第１光拡散シート１４から第２光拡散シート１５の下面１５ｂに到達した光の一部は下面１５ｂによって反射され、第１光拡散シート１４に戻る。この光の一部は、第１光拡散シート１４の第１凸部１４ｃの側面によって再度反射され、第２光拡散シート１５に到達する。このときも、光の進行方向が分散される。
第２光拡散シート１５から出射した光は、第３光拡散シート１６の下面１６ｂから第３光拡散シート１６内に入射し、上面１６ａから出射する。このとき、光は第３凸部１６ｃの側面において屈折し、進行方向が更に分散される。また、第２光拡散シート１５から第３光拡散シート１６の下面１６ｂに到達した光の一部は下面１６ｂによって反射され、第２光拡散シート１５に戻る。この光の一部は、第２光拡散シート１５の第２凸部１５ｃの側面によって再度反射され、第３光拡散シート１６に到達する。このときも、光の進行方向が分散される。
第３光拡散シート１６から出射した光は、第１プリズムシート１７内に入射し、第１プリズムシート１７の上面から出射する。第１プリズムシート１７の下面に到達した光の一部は反射され、第３光拡散シート１６に戻る。この光の一部は、第３光拡散シート１６の第３凸部１６ｃの側面によって再度反射され、第１プリズムシート１７に到達する。このときも、光の進行方向が分散される。第１プリズムシート１７から出射した光は、第２プリズムシート１８内に入射し、第２プリズムシート１８の上面から出射する。これにより、表示装置１から出射する光の均一性が向上する。
また、第１光拡散シート１４の上面１４ａは第１凸部１４ｃを有していることにより、第２光拡散シート１５の下面１５ｂにおいて反射された光が、第１光拡散シート１４の第１凸部１４ｃの側面において様々な方向に反射され、再び、第２光拡散シート１５に戻る。同様に、第２光拡散シート１５の上面１５ａは第２凸部１５ｃを有していることにより、第３光拡散シート１６の下面１６ｂにおいて反射された光が、第２光拡散シート１５の第２凸部１５ｃの側面において様々な方向に反射され、再び、第３光拡散シート１６に戻る。また、第３光拡散シート１６の上面１６ａに第３凸部１６ｃが設けられていることにより、第１プリズムシート１７の下面において反射された光が、第３光拡散シート１６の第３凸部１６ｃの側面において様々な方向に反射され、再び、第１プリズムシート１７に戻る。このため、光拡散シート積層体１０は光の透過効率が高く、透過した光の均一性が高い。このため、表示装置１は光の取出効率が高く、輝度の均一性が高い。
更に、光拡散シート積層体１０においては、第３凸部１６ｃの形状が第１凸部１４ｃ及び第２凸部１５ｃの形状とは異なっているため、光拡散シート積層体１０内において光の進行方向に規則性が生じることを抑制できる。これによっても、光の均一性が向上する。
更に、光拡散シート積層体１０においては、第１光拡散シート１４の第１凸部１４ｃの頂点が第２光拡散シート１５の下面１５ｂに接しており、第１凸部１４ｃ間に空間１００を有している。同様に、第２光拡散シート１５の第２凸部１５ｃの頂点が第３光拡散シート１６の下面１６ｂに接しており、第２凸部１５ｃ間に空間１００を有している。このように、光拡散シート間に空間１００を介在させることにより、光拡散シート中の光拡散材の量を増やすことなく、光の均一性がより向上すると共に、光拡散シート同士が接触することにより、光拡散シート積層体１０を薄くすることができる。この結果、表示装置１の輝度の均一性がより一層向上すると共に、表示装置１を薄く構成することが可能となる。
更にまた、発光モジュール２０において、光源２２の直上域に光調整部材２８が設けられている。これにより、光源２２から上方に出射した光が、光調整部材２８の側面によってＸＹ平面に沿った方向に反射される。そして、第１光反射性部材２７の凹状の上面２７ａに到達した光は、導光板２１の上面２１ａに向かう。このため、導光板２１から出射する光の均一性が高い。
なお、本実施形態においては、光拡散シート積層体１０を構成する３枚の光拡散シートのうち、第３光拡散シート１６の第３凸部１６ｃの形状が、第１光拡散シート１４の第１凸部１４ｃの形状、及び、第２光拡散シート１５の第２凸部１５ｃの形状と異なる例を示したが、これには限定されない。例えば、第１凸部１４ｃの形状が第２凸部１５ｃの形状及び第３凸部１６ｃの形状と異なっていてもよい。この場合、例えば、第１凸部１４ｃは、第２凸部１５ｃ及び第３凸部１６ｃよりも高さを低くすることができる。また、第１凸部１４ｃは、第２凸部１５ｃ及び第３凸部１６ｃよりも下端の幅を狭くしてもよく、第１凸部１４ｃの中心間の距離を第２凸部１５ｃの中心間の距離及び第３凸部１６ｃの中心間の距離よりも短くしてもよい。
また、第２凸部１５ｃの形状が第１凸部１４ｃの形状及び第３凸部１６ｃの形状と異なっていてもよい。この場合、例えば、第２凸部１５ｃは、第１凸部１４ｃ及び第３凸部１６ｃよりも高さを低くすることができる。また、第２凸部１５ｃは、第１凸部１４ｃ及び第３凸部１６ｃよりも下端の幅を狭くしてもよく、第２凸部１５ｃの中心間の距離を第１凸部１４ｃの中心間の距離及び第３凸部１６ｃの中心間の距離よりも短くしてもよい。
また、第１凸部１４ｃの形状、第２凸部１５ｃの形状、及び、第３凸部１６ｃの形状が、相互に異なっていてもよい。この場合、第１凸部１４ｃ、第２凸部１５ｃ及び第３凸部１６ｃをそれぞれ異なる高さとすることができる。また、第１凸部１４ｃ、第２凸部１５ｃ及び第３凸部１６ｃの下端の幅がそれぞれ異なっていてもよく、第１凸部１４ｃ、第２凸部１５ｃ及び第３凸部１６ｃのそれぞれの中心間の距離が異なっていてもよい。
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。
以下の各実施形態においては、第１の実施形態との相違点を主として説明し、第１の実施形態と同様な部分は記載を省略するか簡略化する。
図６は、本実施形態における面状光源１３及び光拡散シート積層体４０を模式的に示す分解断面図である。
本実施形態に係る光拡散シート積層体４０は、第１の実施形態に係る光拡散シート積層体１０と比較して、各光拡散シートに凸部ではなく凹部が形成されている点が異なっている。
図６に示すように、本実施形態に係る表示装置２においては、発光モジュール１３と、光拡散シート積層体４０と、第１プリズムシート１７と、第２プリズムシート１８が設けられている。発光モジュール１３、第１プリズムシート１７、及び、第２プリズムシート１８の構成は、第１の実施形態と同様である。
光拡散シート積層体４０においては、第１光拡散シート４４、第２光拡散シート４５、及び、第３光拡散シート４６がこの順に積層されている。第１光拡散シート４４、第２光拡散シート４５、及び、第３光拡散シート４６（以下、総称して「光拡散シート」ともいう）は、それぞれ、樹脂材料１９ａ中に複数の光拡散材１９ｂを含有している。樹脂材料１９ａは、例えば、ポリカーボネート樹脂を含み、例えば、樹脂材料１９ａの主成分はポリカーボネート樹脂である。光拡散材１９ｂは、例えば、酸化シリコン又は酸化チタン等の粒子とすることができる。
第１光拡散シート４４は、上面４４ａ及び下面４４ｂを有する。第１光拡散シート４４の上面４４ａには、複数の第１凹部４４ｃが設けられている。複数の第１凹部４４ｃは、例えば、Ｘ方向及びＹ方向に沿って行列状に配列されている。第１凹部４４ｃの形状は、例えば、四角錐状又は四角錐に近似する形状とすることができる。但し、第１凹部４４ｃの形状は、四角錐状又は四角錐に近似する形状には限定されず、例えば、三角錐、六角錐、八角錐等の多角錐又はこれらに近似する形状とすることができる。一方、第１光拡散シート４４の下面４４ｂは、例えば、平坦である。
同様に、第２光拡散シート４５は、上面４５ａ及び下面４５ｂを有する。第２光拡散シート４５の上面４５ａには、複数の第２凹部４５ｃが設けられている。複数の第２凹部４５ｃは、例えば、Ｘ方向及びＹ方向に沿って行列状に配列されている。第２凹部４５ｃの形状は、例えば、四角錐状又は四角錐に近似する形状とすることができる。但し、第２凹部４５ｃの形状は、四角錐状又は四角錐に近似する形状には限定されず、例えば、三角錐、六角錐、八角錐等の多角錐又はこれらに近似する形状とすることができる。第２光拡散シート４５の下面４５ｂは、例えば、平坦である。
第３光拡散シート４６は、上面４６ａ及び下面４６ｂを有する。第３光拡散シート４６の上面４６ａには、複数の第３凹部４６ｃが設けられている。複数の第３凹部４６ｃは、例えば、Ｘ方向及びＹ方向に沿って行列状に配列されている。第３凹部４６ｃの形状は、例えば、四角錐状又は四角錐に近似する形状とすることができる。但し、第３凹部４６ｃの形状は、四角錐状又は四角錐に近似する形状には限定されず、例えば三角錐、六角錐、八角錐等の多角錐又はこれらに近似する形状とすることができる。第３凹部４６ｃの形状は、第１凹部４４ｃの形状及び第２凹部４５ｃの形状とは異なっている。例えば、第３凹部４６ｃは、第１凹部４４ｃ及び第２凹部４５ｃよりも深くすることができる。また、第３凹部４６ｃは、第１凹部４４ｃ及び第２凹部４５ｃよりも開口部の幅が狭い形状としてもよく、第３凹部４６ｃの中心間の距離を第１凹部４４ｃの中心間の距離及び第２凹部４５ｃの中心間の距離よりも短くしてもよい。第３光拡散シート４６の下面４６ｂは、例えば、平坦である。
以下、第１凹部４４ｃ、第２凹部４５ｃ及び第３凹部４６ｃを総称して「凹部」ということがある。
第１光拡散シート４４の上面４４ａは第２光拡散シート４５の下面４５ｂに接しており、第１凹部４４ｃ内に空間１００を有している。第２光拡散シート４５の上面４５ａは第３光拡散シート４６の下面４６ｂに接しており、第２凹部４５ｃ内に空間１００を有している。
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。
なお、本実施形態においては、光拡散シート積層体４０を構成する３枚の光拡散シートのうち、第３光拡散シート４６の第３凹部４６ｃの形状が、第１光拡散シート４４の第１凹部４４ｃの形状、及び、第２光拡散シート４５の第２凹部４５ｃの形状と異なる例を示したが、これには限定されない。例えば、第１凹部４４ｃの形状が第２凹部４５ｃの形状及び第３凹部４６ｃの形状と異なっていてもよい。この場合、第１凹部４４ｃは、第２凹部４５ｃ及び第３凹部４６ｃよりも深くすることができる。また、第１凹部４４ｃは、第２凹部４５ｃ及び第３凹部４６ｃよりも開口部の幅を狭くしてもよく、第１凹部４４ｃの中心間の距離を第２凹部４５ｃの中心間の距離及び第３凹部４６ｃの中心間の距離よりも短くしてもよい。
また、第２凹部４５ｃの形状が第１凹部４４ｃの形状及び第３凹部４６ｃの形状と異なっていてもよい。この場合、例えば、第２凹部４５ｃは、第１凹部４４ｃ及び第３凹部４６ｃよりも深くすることができる。また、第２凹部４５ｃは、第１凹部４４ｃ及び第３凹部４６ｃよりも開口部の幅を狭くしてもよく、第２凹部４５ｃの中心間の距離を第１凹部４４ｃの中心間の距離及び第３凹部４６ｃの中心間の距離よりも短くしてもよい。
また、第１凹部４４ｃの形状、第２凹部４５ｃの形状、及び、第３凹部４６ｃの形状が、相互に異なっていてもよい。この場合、第１凹部４４ｃ、第２凹部４５ｃ及び第３凹部４６ｃをそれぞれ異なる深さとすることができる。また、第１凹部４４ｃ、第２凹部４５ｃ及び第３凹部４６ｃの開口部の幅がそれぞれ異なっていてもよく、第１凹部４４ｃ、第２凹部４５ｃ及び第３凹部４６ｃのそれぞれの中心間の距離が異なっていてもよい。
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。
図７は、本実施形態における面状光源１３及び光拡散シート積層体５０を模式的に示す分解断面図である。
本実施形態に係る光拡散シート積層体５０においては、凸部が形成された光拡散シートと、凹部が形成された光拡散シートが混在している。
図７に示すように、本実施形態に係る表示装置３においては、発光モジュール１３と、光拡散シート積層体５０と、第１プリズムシート１７と、第２プリズムシート１８が設けられている。発光モジュール１３、第１プリズムシート１７、及び、第２プリズムシート１８の構成は、第１の実施形態と同様である。
光拡散シート積層体５０においては、第１光拡散シート１４、第２光拡散シート１５、及び、第３光拡散シート４６がこの順に積層されている。第１及び第２の実施形態において説明したように、第１光拡散シート１４の上面１４ａは複数の第１凸部１４ｃを有しており、第２光拡散シート１５の上面１５ａは複数の第２凸部１５ｃを有しており、第３光拡散シート４６の上面４６ａは複数の第３凹部４６ｃを有している。これによっても、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。
なお、凸部を有する光拡散シートと凹部を有する光拡散シートの組み合わせは、本実施形態には限定されない。凸部を有する２枚の光拡散シートと凹部を有する１枚の光拡散シートを組み合わせる例としては、第１凸部１４ｃを有する第１光拡散シート１４、第２凹部４５ｃを有する第２光拡散シート４５、及び、第３凸部１６ｃを有する第３光拡散シート１６をこの順に積層させてもよく、第１凹部４４ｃを有する第１光拡散シート４４、第２凸部１５ｃを有する第２光拡散シート１５、及び、第３凸部１６ｃを有する第３光拡散シート１６をこの順に積層させてもよい。
また、凸部を有する１枚の光拡散シートと凹部を有する２枚の光拡散シートを組み合わせる例としては、第１凸部１４ｃを有する第１光拡散シート１４、第２凹部４５ｃを有する第２光拡散シート４５、及び、第３凹部４６ｃを有する第３光拡散シート４６をこの順に積層させる例が挙げられる。また、第１凹部４４ｃを有する第１光拡散シート４４、第２凸部１５ｃを有する第２光拡散シート１５、及び、第３凹部４６ｃを有する第３光拡散シート４６をこの順に積層させてもよく、第１凹部４４ｃを有する第１光拡散シート４４、第２凹部４５ｃを有する第２光拡散シート４５、及び、第３凸部１６ｃを有する第３光拡散シート１６をこの順に積層させてもよい。
＜第４の実施形態＞
次に、第４の実施形態について説明する。
図８は、本実施形態における面状光源１３及び光拡散シート積層体６０を模式的に示す分解断面図である。
本実施形態に係る光拡散シート積層体６０においては、少なくとも１枚の光拡散シートにおいて、凸部を有する凸部領域と凹部を有する凹部領域を備えている。
図８に示すように、本実施形態に係る表示装置４においては、発光モジュール１３と、光拡散シート積層体６０と、第１プリズムシート１７と、第２プリズムシート１８が設けられている。発光モジュール１３、第１プリズムシート１７、及び、第２プリズムシート１８の構成は、第１の実施形態と同様である。
光拡散シート積層体６０においては、第１光拡散シート６４、第２光拡散シート６５、及び、第３光拡散シート１６がこの順に積層されている。第３光拡散シート１６の構成は、第１の実施形態における第３光拡散シート１６と同様である。第１光拡散シート６４及び第２光拡散シート６５においては、例えばポリカーボネート樹脂等の樹脂材料中に複数の光拡散材が含有されている。
第１光拡散シート６４は、上面６４ａ及び下面６４ｂを有する。第１光拡散シート６４の上面６４ａには、第１凸部６４ｄを有する凸部領域６４ｆと、第１凹部６４ｅを有する凹部領域６４ｇを備えている。凸部領域６４ｆと凹部領域６４ｇは、例えば、Ｘ方向及びＹ方向に沿って交互に配列されている。また、例えば、市松模様状であってもよく、同心円状に配列されていてもよい。一方、下面６４ｂは、例えば、平坦である。
第２光拡散シート６５の構成も、第１光拡散シート６４の構成と同様である。すなわち、第２光拡散シート６５は、上面６５ａ及び下面６５ｂを有する。第２光拡散シート６５の上面６５ａには、第２凸部６５ｄを有する凸部領域６５ｆと、第２凹部６５ｅを有する凹部領域６５ｇを備えている。凸部領域６５ｆと凹部領域６５ｇは、例えば、Ｘ方向及びＹ方向に沿って交互に配列されている。また、例えば、市松模様状であってもよく、同心円状に配列されていてもよい。一方、下面６５ｂは、例えば、平坦である。
例えば、第１光拡散シート６４の凸部領域６４ｆの直上域に第２光拡散シート６５の凹部領域６５ｇが配置され、第１光拡散シート６４の凹部領域６４ｇの直上域に第２光拡散シート６５の凸部領域６５ｆが配置されていてもよい。本実施形態によっても、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。
なお、光拡散シート積層体を構成する光拡散シートのうち、凸部領域と凹部領域が混在した光拡散シートは１枚であってもよく、２枚であってもよく、３枚であってもよい。
このように、上述の各実施形態に係る光拡散シート積層体においては、樹脂材料中に光拡散材を含有する３枚の光拡散シートが積層され、これらの３枚の光拡散シートの表面には凸部または凹部が形成されている。そして、これらの３枚の光拡散シートのうち２枚の光拡散シートの表面に形成された凸部または凹部の形状は、残りの１枚の光拡散シートの表面に形成された凸部または凹部の形状とは異なる。
＜第５の実施形態＞
次に、第５の実施形態について説明する。
本実施形態に係る表示装置５は、第１の実施形態に係る表示装置１と比較して、発光モジュールの構成が異なっている。
図９は、本実施形態における発光モジュールを示す断面図である。
図９に示すように、本実施形態に係る表示装置５には、発光モジュール７３が設けられている。
発光モジュール７３においては、基板７４が設けられており、基板７４上には、第１光反射性部材７７が設けられており、その上には、導光板７１が設けられている。導光板７１は上面７１ａ及び下面７１ｂを有する。導光板７１の上面７１ａ及び下面７１ｂは、例えば、平坦である。導光板７１の下面７１ｂは第１光反射性部材７７に接している。基板７４の下面には配線層７５が設けられている。配線層７５は所定の形状にパターニングされている。
導光板７１には、Ｚ方向に貫通した貫通孔７９が形成されている。貫通孔７９の開口形状は、例えば円形状である。ただし、貫通孔７９の開口形状は、四角形、八角形等の多角形状であってもよい。貫通孔７９内には、光源２２が設けられている。光源２２の直下に、第１光反射性部材７７及び基板７４をＺ方向に貫通したビアホール７２が設けられ、ビアホール７２内に導電性材料が充填されている。光源２２はビアホール７２内に配置された導電性材料によって配線層７５に接続されている。貫通孔７９内には、光源２２を覆うように、第１透光性部材７６が設けられている。第１透光性部材７６上には、光調整部材７８が設けられている。光調整部材７８は例えば光拡散材を含む樹脂材料であり、入射した光の一部を乱反射し、他の一部を透過させる。光調整部材７８の形状は、例えば、円板状である。導光板７１の上面７１ａにおける発光領域Ｒの境界に相当する領域には、溝が形成され得る。これにより、隣り合う発光領域Ｒ同士を光学的に区画することができる。本実施形態における上記以外の構成及び効果は、第１の実施形態と同様である。
なお、光源２２の構成は上述の例には限定されない。例えば、光源２２は発光素子３９のみによって構成することができる。また、光源２２は、２種類以上の蛍光体を含んでいてもよい。
＜試験例＞
次に、上述の第１の実施形態の効果を示す試験例について説明する。
本試験例においては、４種類の表示装置を作製し、点灯させて、見栄えを評価した。見栄えの評価は目視検査によって１～５までの点数を付け、ムラが少なく、輝度の均一性が高いほど、高い評点とした。
サンプルとなる表示装置としては、第１の実施形態に係る表示装置１と、後述する比較例１～３に係る表示装置を作製した。上述の如く、第１の実施形態に係る表示装置１においては、３枚の光拡散シートが設けられており、各光拡散シートの上面に凸部が形成されている。
これに対して、比較例１に係る表示装置においては、３枚の光拡散シートを設け、各光拡散シートの下面に凸部を形成した。比較例２に係る表示装置においては、２枚の光拡散シートを設け、各光拡散シートの上面に凸部を形成した。比較例３に係る表示装置においては、２枚の光拡散シートを設け、各光拡散シートの下面に凸部を形成した。評価結果を表１に示す。
Figure 0007160863000001
表１に示すように、３枚の光拡散シートを設け、各光拡散シートの上面に凸部を形成した第１の実施形態に係る表示装置は、３枚の光拡散シートの下面に凸部を形成した比較例１に係る表示装置、２枚の光拡散シートの上面に凸部を形成した比較例２に係る表示装置、及び、２枚の光拡散シートの下面に凸部を形成した比較例３に係る表示装置と比較して、輝度の均一性が高く、見栄えが良好であった。
本発明は、例えば、表示装置のバックライト等に利用することができる。
１、２、３、４、５：表示装置
１０：光拡散シート積層体
１１：バックシャーシ
１２：両面テープ
１３：面状光源
１３ａ：外部端子
１４：第１光拡散シート
１４ａ：上面
１４ｂ：下面
１４ｃ：第１凸部
１５：第２光拡散シート
１５ａ：上面
１５ｂ：下面
１５ｃ：第２凸部
１６：第３光拡散シート
１６ａ：上面
１６ｂ：下面
１６ｃ：第３凸部
１７：第１プリズムシート
１８：第２プリズムシート
１９ａ：樹脂材料
１９ｂ：光拡散材
２０：発光モジュール
２１：導光板
２１ａ：上面
２１ｂ：下面
２１ｃ：凹部
２２：光源
２４：絶縁層
２５：配線層
２６：第１透光性部材
２７：第１光反射性部材
２７ａ：上面
２７ｂ：開口部
２７ｃ：稜線
２８：光調整部材
３１：半導体構造体
３１ａ：上面
３１ｂ：下面
３１ｃ：側面
３２：導電部材
３３：第２透光性部材
３４：電極
３５：第２光反射性部材
３６：第３透光性部材
３９：発光素子
４０：光拡散シート積層体
４４：第１光拡散シート
４４ａ：上面
４４ｂ：下面
４４ｃ：第１凹部
４５：第２光拡散シート
４５ａ：上面
４５ｂ：下面
４５ｃ：第２凹部
４６：第３光拡散シート
４６ａ：上面
４６ｂ：下面
４６ｃ：第３凹部
５０：光拡散シート積層体
６０：光拡散シート積層体
６４：第１光拡散シート
６４ａ：上面
６４ｂ：下面
６４ｄ：第１凸部
６４ｅ：第１凹部
６４ｆ：凸部領域
６４ｇ：凹部領域
６５：第２光拡散シート
６５ａ：上面
６５ｂ：下面
６５ｄ：第２凸部
６５ｅ：第２凹部
６５ｆ：凸部領域
６５ｇ：凹部領域
７１：導光板
７１ａ：上面
７１ｂ：下面
７２：ビアホール
７３：発光モジュール
７４：絶縁層
７５：配線層
７６：第１透光性部材
７７：第１光反射性部材
７８：光調整部材
７９：貫通孔
１００：空間
Ｄ：距離
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３：距離
Ｒ：発光領域

Claims (17)

  1. 上面と下面とを有する少なくとも一つの導光板と、前記導光板の前記下面側に設けられた複数の光源と、を含む発光モジュールと、
    前記導光板上に設けられた第１光拡散シートと、前記第１光拡散シート上に設けられた第２光拡散シートと、前記第２光拡散シート上に設けられた第３光拡散シートと、を含む光拡散シート積層体と、
    を備え、
    前記第１光拡散シート、前記第２光拡散シート及び前記第３光拡散シートは、それぞれ樹脂材料中に光拡散材を含有し、
    前記第１光拡散シートは、上面側に複数の第１凸部または第１凹部が設けられており、
    前記第２光拡散シートは、上面側に複数の第２凸部または第２凹部が設けられており、
    前記第３光拡散シートは、上面側に複数の第３凸部または第３凹部が設けられており、
    前記第３凸部の形状は、前記第１凸部及び前記第２凸部の形状とは異なり、前記第３凹部の形状は、前記第１凹部及び前記第２凹部の形状とは異なる表示装置。
  2. 前記第１凸部または第１凹部は四角錐状又は四角錐に近似可能な形状を有する請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記第２凸部または第２凹部は四角錐状又は四角錐に近似可能な形状を有する請求項１または２に記載の表示装置。
  4. 前記第３凸部または第３凹部は四角錐状又は四角錐に近似可能な形状を有する請求項１～３のいずれか１つに記載の表示装置。
  5. 前記樹脂材料の主成分はポリカーボネート樹脂である請求項１～４のいずれか１つに記載の表示装置。
  6. 隣接する前記複数の第１凸部または第１凹部の中心間の距離は、５０μｍ以上２００μｍ以下である請求項１～５のいずれか１つに記載の表示装置。
  7. 隣接する前記複数の第２凸部または第２凹部の中心間の距離は、５０μｍ以上２００μｍ以下である請求項１～６のいずれか１つに記載の表示装置。
  8. 隣接する前記複数の光源の中心間の距離は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である請求項１～７のいずれか１つに記載の表示装置。
  9. 前記第１光拡散シートは前記第２光拡散シートに接しており、前記第２光拡散シートは前記第３光拡散シートに接している請求項１～８のいずれか１つに記載の表示装置。
  10. 隣接する前記第１凸部間または前記第１凹部内には、空気層が形成されている請求項１～９のいずれか１つに記載の表示装置。
  11. 隣接する前記第２凸部間または前記第２凹部内には、空気層が形成されている請求項１～１０のいずれか１つに記載の表示装置。
  12. 樹脂材料中に光拡散材を含有する第１光拡散シート、第２光拡散シート及び第３光拡散シートが積層され、
    前記第１光拡散シートは、上面側に複数の第１凸部または第１凹部が設けられており、
    前記第２光拡散シートは、上面側に複数の第２凸部または第２凹部が設けられており、
    前記第３光拡散シートは、上面側に複数の第３凸部または第３凹部が設けられており、
    前記第３凸部の形状は、前記第１凸部及び前記第２凸部の形状とは異なり、前記第３凹部の形状は、前記第１凹部及び前記第２凹部の形状とは異なる光拡散シート積層体。
  13. 前記第１凸部もしくは前記第２凸部または前記第１凹部もしくは前記第２凹部は、四角錐状又は四角錐に近似する形状を有する請求項１２に記載の光拡散シート積層体。
  14. 前記樹脂材料の主成分はポリカーボネート樹脂である請求項１２または１３に記載の光拡散シート積層体。
  15. 隣接する前記第１凸部または前記第１凹部の中心間の距離は、５０μｍ以上２００μｍ以下である請求項１２～１４のいずれか１つに記載の光拡散シート積層体。
  16. 隣接する前記第２凸部または前記第２凹部の中心間の距離は、５０μｍ以上２００μｍ以下である請求項１２～１５のいずれか１つに記載の光拡散シート積層体。
  17. 隣接する前記第３凸部または前記第３凹部の中心間の距離は、５０μｍ以上２００μｍ以下である請求項１２～１６のいずれか１つに記載の光拡散シート積層体。
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