JP2015156464A - 発光装置、表示装置および照明装置 - Google Patents
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Abstract
Description
1.第1の実施の形態
帯状の波長変換部を複数有する発光装置
2.第2の実施の形態
網目状に複数の開口が形成された波長変換部を有する発光装置
3.第3の実施の形態
各光源を取り囲む遮光部材を複数有する発光装置およびその変形例
4.第4の実施の形態(表示装置;液晶表示装置)
5.表示装置の適用例1〜6
6.照明装置の適用例7〜9
7.実験例
[発光装置1の構成]
図1は、本開示の第1の実施の形態としての発光装置1の全体構成を表したものである。図2Aは発光装置1の要部を拡大して表す平面図であり、図2Bは図2Aの平面図に対応する断面を表すものである。発光装置1は、例えば、透過型の液晶パネルを背後から照明するバックライトとして、あるいは室内等において照明装置として用いられるものである。発光装置1は、例えば、複数の光源10(図1では示さず)と、波長変換部20と、光学シート30とを有する。複数の光源10は、反射基板40の上に、例えばマトリクス状に配列されている。光学シート30は、反射基板40の表面40Sに立設する複数のスタッド50の頭頂部の上に載置されている。これにより、光学シート30は、複数の光源10を共通に覆うように、反射基板40と対向して配置されている。表面40Sと光学シート30の裏面30Sとは、複数のスタッド50により、一定の距離L4で保持されている。波長変換部20は、Z方向において光源10と光学シート30との間に配置されている。波長変換部20は、XY面内において複数の光源10と各々対応する領域を占めるように配置されている。
ただし、θ1は光源10の出射強度が、最大ピークの60%となる角度(光軸方向を0°とする)である(図6参照)。また、R1は、波長変換部20の直上部分21における外接円半径rr1と内接円半径rr2との中間値として求められる半径である(図7参照)。また、L1は光源10と波長変換部20とのZ方向の距離である。
R2<R1 ……(3)
ただし、R2は光反射部材60における、外接円半径rr3と内接円半径rr4との中間値として求められる半径である(図8参照)。L2は光反射部材60と光学シート30とのZ方向の距離である。
発光装置1では、光源10は点光源であるので、光源10から発せられた光は光源10の発光中心から360°全方向に広がっていき、最終的には光学シート30を通過して発光として観測される。具体的には3つの光路モードに分類できる。
[発光装置2の構成]
図10は、本開示の第2の実施の形態としての発光装置2における全体構成を表す斜視図である。表示装置2は、複数の波長変換部20の代わりに一の波長変換部20Aを備えるようにしたことを除き、他は上記第1の実施の形態の発光装置1と同様の構成を有する。
このような発光装置2においても、上記第1の実施の形態の発光装置1と同様の機能を発揮することができる。また、部品点数を減らし、組立作業も簡素化される。
[発光装置3の構成]
図11Aは、本開示の第3の実施の形態としての発光装置3における要部構成を表す断面図である。図11Bは、発光装置3の要部を拡大したものである。また、図11Cおよび図11Dは、発光装置3における要部構成を表す斜視図である。なお、図11Dでは、波長変換部20および光反射部材60の図示を省略している。発光装置3は、反射基板40の上に遮光部材70を複数有するようにしたことを除き、他は上記第1の実施の形態の発光装置1と同様の構成を有する。
このような発光装置3では、光源10を取り囲むように立設する壁部分71を含む遮光部材70を複数設けるようにした。このため、光源10からの光のうち、波長変換部20により波長変換されずに光学シート30へ直接入射する成分がより低減される。特に、光源10と端部20Tとを結ぶ直線LB1上に遮光部材20の直上部分21の一部が差し掛かるようにすれば、発光点Z0から発せられて壁部分71に遮られることなく進行する光は全て直上部分21に入射することとなる。その場合、光源10からの光が波長変換部20により波長変換されずに光学シート30へ直接入射することを確実に防止することができる。したがって、発光装置3では、面内の輝度むらや色の偏り(特に青色成分のむら)の発生をより緩和することができる。また、光源10を取り囲む壁部分71の内面71Sは、例えば表面40Sから波長変換部20へ近づくほど光源10から離れるように(XY平面において拡大するように)傾斜しているので、光源10からの光の利用効率を高めることができる。
図11Jに示したように、反射基板40の代わりに、基板43と、その上に配置された反射シート44とを用いるようにしてもよい。その場合、反射シート44の一部を遮光部材として機能させるようにしてもよい。すなわち、反射シート44の一部を湾曲させることで、基板43の上に立設した壁部分45を構成する。壁部分45は、光軸Z1と直交するXY面内において光源10を取り囲むように成形されている。この場合にも、壁部分45の高さを調節することで、上記第3の実施の形態と同様の効果が期待される。
上記第3の実施の形態では、連結部分73をねじ75によって反射基板40に固定するようにしたが、固定手段はねじ75に限定されるものではない。例えば図11Kの斜視図や図11Lの断面図に示した変形例のように、突起部77を連結部分73に設けると共に、その突起部77を反射基板40の表面40Sに設けた穴40Hに挿入して固定するようにしてもよい。その場合、突起部77に爪部77Aを設け、反射基板40に設けた穴40Hの内部の係止部40HKに係止するようにしてもよい。また、この場合、壁部分71、連結部分73、クリップ部分74および突起部77などを一体化してもよい。さらに図11Lに示したように、連結部分73を、その下面73LSが凹面となるように湾曲させてもよい。このように湾曲させることで、突起部77を穴40Hに挿入して固定した際、連結部分73の端部に設けられた壁部分71が表面40Sから離れてしまうことを防止できる。
図12は、本技術の第3の実施の形態に係る表示装置101の外観を表したものである。この表示装置101は、発光装置1を備え、例えば薄型テレビジョン装置として用いられるものであり、画像表示のための平板状の本体部102をスタンド103により支持した構成を有している。なお、表示装置101は、スタンド103を本体部102に取付けた状態で、床,棚または台などの水平面に載置して据置型として用いられるが、スタンド103を本体部102から取り外した状態で壁掛型として用いることも可能である。
以下、上記のような表示装置101の電子機器への適用例について説明する。電子機器としては、例えばテレビジョン装置,デジタルカメラ,ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラ等が挙げられる。言い換えると、上記表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
図14Aは、上記実施の形態の表示装置101が適用される電子ブックの外観を表したものである。図14Bは、上記実施の形態の表示装置101が適用される他の電子ブックの外観を表したものである。これらの電子ブックは、いずれも、例えば表示部210および非表示部220を有しており、この表示部210が上記実施の形態の表示装置101により構成されている。
図15は、上記実施の形態の表示装置101が適用されるスマートフォンの外観を表したものである。このスマートフォンは、例えば、表示部230および非表示部240を有しており、この表示部230が上記実施の形態の表示装置101により構成されている。
図16Aおよび図16Bは、上記実施の形態の表示装置101が適用されるデジタルカメラの外観を表したものである。図13Aは、そのデジタルカメラをその前方(物体側)から眺めた外観を表し、図13Bは、そのデジタルカメラをその後方(像側)から眺めた外観を表す。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部410、表示部420、メニュースイッチ430およびシャッターボタン440を有しており、この表示部420が上記実施の形態の表示装置101により構成されている。
図17は、上記実施の形態の表示装置101が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体510,文字等の入力操作のためのキーボード520および画像を表示する表示部530を有しており、この表示部530が上記実施の形態の表示装置101により構成されている。
図18は、上記実施の形態の表示装置101が適用されるビデオカメラの外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部610,この本体部610の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ620,撮影時のスタート/ストップスイッチ630および表示部640を有している。そして、この表示部640が上記実施の形態の表示装置101により構成されている。
図19Aおよび図19Bは、上記実施の形態の表示装置101が適用される携帯電話機の外観を表したものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体710と下側筐体720とを連結部(ヒンジ部)730で連結したものであり、ディスプレイ740,サブディスプレイ750,ピクチャーライト760およびカメラ770を有している。そして、これらのうちのディスプレイ740またはサブディスプレイ750が、上記実施の形態の表示装置101により構成されている。
図20および図21は、上記実施の形態の発光装置1,2が適用される卓上用の照明装置の外観を表したものである。この照明装置は、例えば、基台841に設けられた支柱842に、照明部843を取り付けたものであり、この照明部843は、上記第1および第2の実施の形態に係る発光装置1,2のいずれかにより構成されている。照明部843は、導光板20を湾曲形状とすることにより、図20に示した筒状、または図21に示した曲面状など、任意の形状とすることが可能である。
(実験例1−1)
上記第1の実施の形態に係る発光装置1のサンプルを作製した。ここでは32インチメートルサイズの反射基板40上に光源10を160個(X方向へ41mmのピッチで16個、Y方向へ36mmのピッチで10個)配置した。但し、光反射部材60は配置しなかった。また、光源10と波長変換部20との距離L1は6mm、表面40Sと裏面30Sとの距離L4は30mm、角度θ1は67.5°(光源10からの光の強度が38.2%となる角度)、半径R1は14.5mmとした。
角度θ1を52.4°(光源10からの光の強度が61.0%となる角度)、半径R1を7.8mmとしたことを除き、他は実験例1−1と同様の構成の発光装置1のサンプルを作製した。
角度θ1を56.9°(光源10からの光の強度が54.6%となる角度)、半径R1を9.2mmとしたことを除き、他は実験例1−1と同様の構成の発光装置1のサンプルを作製した。
波長変換部20の代わりに画面全体に亘るシート状の波長変換部を配置したことを除き、他は実験例1−1と同様の構成の発光装置のサンプルを作製した。
光反射部材60をさらに配置したことを除き、他は実験例1−1と同様の構成の発光装置1のサンプルを作製した。但し、32インチメートルサイズの反射基板40上に光源10を60個(X方向へ66mmのピッチで10個、Y方向へ60mmのピッチで6個)配置した。また、光源10と光反射部材60との距離L5(図2B)は6.5mm、Tan-1(R2/L2)=21.4°<27°、半径R2は9.2mmとした。
Tan-1(R2/L2)=27.1°>27°、半径R2を12.0mmとしたことを除き、他は実験例2−1と同様の構成の発光装置1のサンプルを作製した。
Tan-1(R2/L2)=21.4°<27°、半径R1を9.2mmとしたことを除き、他は実験例2−1と同様の構成の発光装置1のサンプルを作製した。
Tan-1(R2/L2)=24.3°<27°、半径R2を10.6mmとしたことを除き、他は実験例2−1と同様の構成の発光装置1のサンプルを作製した。
波長変換部20の代わりに画面全体に亘るシート状の波長変換部を配置したことを除き、他は実験例2-1と同様の構成の発光装置のサンプルを作製した。
上記第3の実施の形態に係る発光装置3のサンプル(図28A参照)を作製した。但し、波長変換部20の直上部分21および光反射部材60の平面形状は、例えば図2Aに示したような八角形とした。図28Aに示したように、直上部分21の幅は23.0mm、光反射部材60の幅は17.5mmとした。遮光部材70における、内面71Sと頂面71Tとが交差する上端71TS同士の間隔は10.2mmとした。また、壁部分71の高さ(表面40Sと頂面71Tとの距離)は2.5mmとし、光源10の発光点Z0と波長変換部20の直上部分21との距離は5mmとした。さらに、表面40Sと裏面30Sとの距離L4(図28Aでは図示せず)は30mmとした。実験例3−1のサンプルでは、図28Aに示したように、直線LB1上に壁部分71の一部が差し掛かるようにした。すなわち、光源10からの光が全て直上部分21または壁部分71に入射するようにした。
遮光部材70における上端71TS同士の間隔を19.7mmとし、光源10からの光の一部が直上部分21と壁部分71との隙間から直接光学シート30へ向かうようにしたことを除き、他は実験例3−1と同様の構成の発光装置3のサンプルを作製した(図28B参照)。
遮光部材70を設けなかったことを除き、他は実験例3−1と同様の構成の発光装置3のサンプルを作製した(図28C参照)。
(1)
基板上に配置された複数の光源と、
前記複数の光源を共通に覆う光拡散部材と、
厚さ方向において前記光源と前記光拡散部材との間に配置されると共に面内において前記複数の光源と各々対応する領域に配置され、前記光源からの第1の波長光を第2の波長光に変換する複数の波長変換部材と
を有する発光装置。
(2)
前記波長変換部材と前記光拡散部材との間に配置されると共に面内において前記複数の光源と各々対応する領域に配置され、前記波長変換部材を透過した光を反射する光反射部材をさらに有する
上記(1)記載の発光装置。
(3)
2以上の前記波長変換部材を繋ぐ第1の連結部材をさらに有する
上記(1)または(2)に記載の発光装置。
(4)
前記波長変換部材と前記第1の連結部材とは、同じ材料からなる一体物である
上記(3)記載の発光装置。
(5)
前記第1の連結部材の幅は前記波長変換部材の幅よりも狭い
上記(4)記載の発光装置。
(6)
第1の方向に並ぶ複数の前記波長変換部材と前記第1の方向部並ぶ複数の波長変換部材を繋ぐ第1の連結部材とを含む波長変換ユニットが、第2の方向に複数配置されている
上記(1)から(5)のいずれか1つに記載の発光装置。
(7)
厚さ方向において、前記光源と前記波長変換部材との間隔は、前記光拡散部材と前記波長変換部材との間隔よりも短い
上記(1)から(6)のいずれか1つに記載の発光装置。
(8)
面内方向において前記波長変換部材の中心点が前記光源の光軸と一致すると共に下記の条件式(1)を満たす
上記(1)から(7)のいずれか1つに記載の発光装置。
|θ1| < Tan-1(R1/L1) ……(1)
ただし、
θ1:光源の出射強度が、最大ピークの60%となる角度(光軸方向を0°とする)
R1:波長変換部材における、外接円半径と内接円半径との中間値
L1:光源と波長変換部材との厚さ方向の距離
(9)
面内方向において前記光反射部材の中心点が前記光源の光軸と一致すると共に下記の条件式(2)および条件式(3)を満たす
上記(2)記載の発光装置。
Tan-1(R2/L2)<27° ……(2)
R2<R1 ……(3)
ただし
R2:光反射部材における、外接円半径と内接円半径との中間値
L2:光反射部材と光拡散部材との厚さ方向の距離
(10)
前記波長変換部材は量子ドットを含む
上記(1)から(9)のいずれか1つに記載の発光装置。
(11)
前記光源を前記光源の光軸と交差する面内において取り囲むように前記基板上に立設した壁部分を含む遮光部材を複数有する
上記(1)から(10)のいずれか1つに請求項1記載の発光装置。
(12)
前記波長変換部材と前記遮光部材とが互いに離間している
上記(11)記載の発光装置。
(13)
前記光源と波長変換部材の端部とを結ぶ直線上に前記遮光部材の一部が差し掛かっている
上記(11)または(12)に記載の発光装置。
(14)
前記基板上に配置された反射シートをさらに有し、
前記反射シートの一部が前記遮光部材を形成している
上記(11)から(13)のいずれか1つに記載の発光装置。
(15)
2以上の前記遮光部材を繋ぐ第2の連結部材をさらに有する
上記(11)から(14)のいずれか1つに記載の発光装置。
(16)
2以上の前記波長変換部材を繋ぐ第1の連結部材をさらに有し、
前記第2の連結部材には、前記第1の連結部材を把持するクリップ部分が設けられている
上記(15)記載の発光装置。
(17)
基板上に配置された複数の光源と、
前記複数の光源を共通に覆う光拡散部材と、
厚さ方向において前記光源と前記光拡散部材との間に配置されると共に面内において前記複数の光源と各々対応する領域以外の領域に開口または切り欠きを有し、前記光源からの第1の波長光を第2の波長光に変換する波長変換部材と
を有する発光装置。
(18)
液晶パネルと、前記液晶パネルの背面側の面発光装置とを備え、
前記発光装置は、
基板上に配置された複数の光源と、
前記複数の光源を共通に覆う光拡散部材と、
厚さ方向において前記光源と前記光拡散部材との間に配置されると共に面内において前記複数の光源と各々対応する領域に配置され、前記光源からの第1の波長光を第2の波長光に変換する複数の波長変換部材と
を有する
表示装置。
(19)
発光装置を備え、
前記発光装置は、
基板上に配置された複数の光源と、
前記複数の光源を共通に覆う光拡散部材と、
厚さ方向において前記光源と前記光拡散部材との間に配置されると共に面内において前記複数の光源と各々対応する領域に配置され、前記光源からの第1の波長光を第2の波長光に変換する複数の波長変換部材と
を有する
照明装置。
Claims (19)
- 基板上に配置された複数の光源と、
前記複数の光源を共通に覆う光拡散部材と、
厚さ方向において前記光源と前記光拡散部材との間に配置されると共に面内において前記複数の光源と各々対応する領域に配置され、前記光源からの第1の波長光を第2の波長光に変換する複数の波長変換部材と
を有する発光装置。 - 前記波長変換部材と前記光拡散部材との間に配置されると共に面内において前記複数の光源と各々対応する領域に配置され、前記波長変換部材を透過した光を反射する光反射部材をさらに有する
請求項1記載の発光装置。 - 2以上の前記波長変換部材を繋ぐ第1の連結部材をさらに有する
請求項1記載の発光装置。 - 前記波長変換部材と前記第1の連結部材とは、同じ材料からなる一体物である
請求項3記載の発光装置。 - 前記第1の連結部材の幅は前記波長変換部材の幅よりも狭い
請求項4記載の発光装置。 - 第1の方向に並ぶ複数の前記波長変換部材と前記第1の方向部並ぶ複数の波長変換部材を繋ぐ第1の連結部材とを含む波長変換ユニットが、第2の方向に複数配置されている
請求項1記載の発光装置。 - 厚さ方向において、前記光源と前記波長変換部材との間隔は、前記光拡散部材と前記波長変換部材との間隔よりも短い
請求項1記載の発光装置。 - 面内方向において前記波長変換部材の中心点が前記光源の光軸と一致すると共に下記の条件式(1)を満たす
請求項1記載の発光装置。
|θ1| < Tan-1(R1/L1) ……(1)
ただし、
θ1:光源の出射強度が、最大ピークの60%となる角度(光軸方向を0°とする)
R1:波長変換部材における、外接円半径と内接円半径との中間値
L1:光源と波長変換部材との厚さ方向の距離 - 面内方向において前記光反射部材の中心点が前記光源の光軸と一致すると共に下記の条件式(2)および条件式(3)を満たす
請求項2記載の発光装置。
Tan-1(R2/L2)<27° ……(2)
R2<R1 ……(3)
ただし
R2:光反射部材における、外接円半径と内接円半径との中間値
L2:光反射部材と光拡散部材との厚さ方向の距離 - 前記波長変換部材は量子ドットを含む
請求項1記載の発光装置。 - 前記光源を前記光源の光軸と交差する面内において取り囲むように前記基板上に立設した壁部分を含む遮光部材を複数有する
請求項1記載の発光装置。 - 前記波長変換部材と前記遮光部材とが互いに離間している
請求項11記載の発光装置。 - 前記光源と波長変換部材の端部とを結ぶ直線上に前記遮光部材の一部が差し掛かっている
請求項11記載の発光装置。 - 前記基板上に配置された反射シートをさらに有し、
前記反射シートの一部が前記遮光部材を形成している
請求項11記載の発光装置。 - 2以上の前記遮光部材を繋ぐ第2の連結部材をさらに有する
請求項11記載の発光装置。 - 2以上の前記波長変換部材を繋ぐ第1の連結部材をさらに有し、
前記第2の連結部材には、前記第1の連結部材を把持するクリップ部分が設けられている
請求項15記載の発光装置。 - 基板上に配置された複数の光源と、
前記複数の光源を共通に覆う光拡散部材と、
厚さ方向において前記光源と前記光拡散部材との間に配置されると共に面内において前記複数の光源と各々対応する領域以外の領域に開口または切り欠きを有し、前記光源からの第1の波長光を第2の波長光に変換する波長変換部材と
を有する発光装置。 - 液晶パネルと、前記液晶パネルの背面側の面発光装置とを備え、
前記発光装置は、
基板上に配置された複数の光源と、
前記複数の光源を共通に覆う光拡散部材と、
厚さ方向において前記光源と前記光拡散部材との間に配置されると共に面内において前記複数の光源と各々対応する領域に配置され、前記光源からの第1の波長光を第2の波長光に変換する複数の波長変換部材と
を有する
表示装置。 - 発光装置を備え、
前記発光装置は、
基板上に配置された複数の光源と、
前記複数の光源を共通に覆う光拡散部材と、
厚さ方向において前記光源と前記光拡散部材との間に配置されると共に面内において前記複数の光源と各々対応する領域に配置され、前記光源からの第1の波長光を第2の波長光に変換する複数の波長変換部材と
を有する
照明装置。
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