JP2017123250A - 光源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の光源装置は、第1の光を発する光源109と、光源109の側の面から入射した第1の光の波長を変換し第1の色とは異なる第2の光を発する波長変換部材106と、波長変換部材の光源109の側の面の端部において波長変換部材106を支持する支持部材と、を備え、波長変換部材106の光源109の側の面と支持部材との間に吸光部材108が設けられていることを特徴とする構成とした。
【選択図】図1
Description
また、特許文献2に開示されている光源装置では、エッジ型バックライトの光源と導光板との間に量子ドット部材を設けたときの色ムラを抑制する技術が開示されている。具体的には、複数の光源に対向して光入射面を有する光学部品と、光源の光が光学部品に直接入射することを抑制する色ムラ防止構造を備えた光源装置が開示されている。
また、特許文献3に開示されている光源装置では、光源を覆う透光性部材の照射角度以上の方向、かつ光入射面へ向けた光の少なくとも一部を遮蔽する光遮蔽部を設けることを特徴とする光源装置が開示されている。
特許文献1に示すような量子ドットシートをディスプレイへ使用する場合、光拡散板や集光シートなどと一緒に、液晶パネルの有効表示領域を覆うように設けられる。その際、
シート部材の端部を液晶パネルの有効表示領域外側まで延ばし、この領域でシート部材が支持される必要がある。この有効表示領域外側の領域に入射する光は主に、発光ダイオードから直接入射する光(以下「一次光」と呼ぶ)ではなく、量子ドットシートなどと一緒に用いられるシート部材などによって一度反射された光(以下「二次光」と呼ぶ)である。二次光は均一ではなく、二次光が入射する量子ドットシートの領域は色ムラを生みやすい。したがって、端部における二次光の波長変換の影響をできる限り軽減することが面内の均一な発光を得る上で望ましい。
以下、本発明の実施例1に係る光源装置について説明する。本実施例に係る光源装置は、例えば、光源装置からの光を透過することで画面に画像を表示する表示部を有する画像表示装置の光源装置として使用することができる。具体的には、本実施例に係る光源装置は、液晶表示装置、広告表示装置、標識表示装置、等の画像表示装置の光源装置として使用することができる。本実施例に係る光源装置は、液晶表示装置の液晶素子とは異なる表
示素子(例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical System)シャッター)を用いた画像表示装置の光源装置として使用することもできる。また、本実施例に係る光源装置は、画像表示装置以外の装置(室内照明、街灯、など)の光源装置として使用することもできる。
液晶表示装置100は、液晶パネル101、液晶パネル保持部材102、光源装置を有する。光源装置は、光源保持部材103、反射部材104、拡散部材105、波長変換部材106、光線制御部材107、吸光部材108、光源109、基板110、等を有する。
光源保持部材103は、光源109を保持する。図1の例では、光源保持部材103は、拡散部材105、波長変換部材106、光線制御部材107を支持する支持部材の役割を果たしている。なお、光源保持部材103は、光源109の熱を外部に放出する放熱構造を有していてもよい。
の例では、波長変換部材106は、シート状の部材(量子ドットシート)である。なお、以下では、説明を簡単にするために、波長変換部材106の内部において、光の反射は生じないものとする。
なお、波長変換部材106の蛍光体は量子ドットでなくてもよい。たとえば、YAGなどの黄色蛍光体であってもよい。また、波長変換部材106はシート状の部材でなくてもよい。例えば、波長変換部材106はガラス管構造を有していてもよい。波長変換部材106は、入射した光の波長を変換し他の波長の光を発生することができる部材であればよく、その構造や形状は特に限定されない。なお、光源装置から発せられる光は、白色光に限らない。例えば、光源装置から発せられる光は、赤色光、緑色光、青色光、シアン色光、マゼンタ色光、イエロー色光、紫外光等であってもよい。また、励起によって発生する光は、赤色光と緑色光に限らない。例えば、励起によって発生する光は、青色光、シアン色光、マゼンタ色光、イエロー色光、等であってもよい。
また、波長変換部材106は、後述する光源109の側の面の端部において、光源保持部材103によって支持されている。
から発せられる光のムラ(輝度ムラや色ムラ)、等を考慮して決定される。
なお、光源109から発せられる光が紫外光である場合、紫外光を励起光として波長変換部材106で波長変換された青色光、緑色光、赤色光の合成光を得ることができる。合成光は、光源や波長変換部材106によっても変わるが、例えば白色光である。
以下、本発明の実施例2に係る光源装置について説明する。本実施例では、波長変換部材などのシート部材の面内の位置を保持するために、光源保持部材の端部に凹凸を設けた場合の構成について説明する。
図3(A)は、本実施例に係る液晶表示装置200の構成の一例を示す図(上面図)である。また、図3(B)は、図3(A)のA−A’断面図である。また、図3(A)のB−B’断面は、図1と同様である。
液晶表示装置200は、液晶パネル201、液晶パネル保持部材202、光源装置、等を有する。光源装置は、光源保持部材203、反射部材204、拡散部材205、波長変換部材206、光線制御部材207、吸光部材208、光源209、基板210、シート固定部材211等を有する。
液晶パネル201は、実施例1(図1)の液晶パネル101と同じ部材である。
液晶パネル保持部材202は、実施例1の液晶パネル保持部材102と同じ部材である。
光源保持部材203は、実施例1の光源保持部材103と同じ材質である。なお、実施例1と同様に、光源保持部材203は、拡散部材205、波長変換部材206、光線制御部材207を支持する支持部材の役割を果たしている。
反射部材204は、実施例1の反射部材104と同じ材質である。
拡散部材205は、実施例1の拡散部材105と同じ材質である。
波長変換部材206は、実施例1の波長変換部材106と同じ材質である。
光線制御部材207は、実施例1の光線制御部材107と同じ材質である。
吸光部材208は、実施例1の吸光部材108と同じ材質である。
光源209は、実施例1の光源109と同じ部材である。
基板210は、実施例1の基板110と同じ部材である。
本実施例では、光源保持部材103に対して拡散部材105等を固定するために固定部材を用いる場合の光源装置の構成について説明する。
図4(A)は、本実施例に係る液晶表示装置300の構成の一例を示す図(上面図)である。また、図4(B)は、図4(A)のC−C’断面図である。
液晶パネル301は、実施例1(図1)の液晶パネル101と同じ部材である。
液晶パネル保持部材302は、実施例1の液晶パネル保持部材102と同じ部材である。
光源保持部材303は、実施例1の光源保持部材103と同じ材質である。なお、実施例1と同様に、光源保持部材303は、拡散部材305、波長変換部材306、光線制御部材307を支持する支持部材の役割を果たしている。
反射部材304は、実施例1の反射部材104と同じ材質である。
拡散部材305は、実施例1の拡散部材105と同じ材質である。
波長変換部材306は、実施例1の波長変換部材106と同じ材質である。
光線制御部材307は、実施例1の光線制御部材107と同じ材質である。
吸光部材308は、実施例1の吸光部材108と同じ材質である。
光源309は、実施例1の光源109と同じ材質である。
基板310は、実施例1の基板110と同じ部材である。
シート固定部材311は、拡散部材305、波長変換部材306、および光線制御部材307などを光源保持部材303に対して固定するための部材である。シート固定部材311はピン構造であってもよいし、リベット構造であってもよく、上述のシート部材を固定する任意の構造をとることができる。また、素材は金属であってもよいし、プラスチックなどの樹脂であってもよい。
本実施例のような構成においても、凸片350の領域における波長変換部材306での二次光322の波長変換が抑制される。これによって波長変換部材306から出射される光の色ムラが抑制されることになる。
さらに、シート固定部材311を用いることによって、波長変換部材306などのシート部材が、実施例1の場合に比べてより強固に光源保持部材303に固定されることになる。この結果、液晶表示装置300が回転する場合、例えば図4(A)の状態から90度回転する場合においても、波長変換部材306などのシート部材が所望の位置に固定される。また、シート部材の保持の役割はシート固定部材311が担うため、凸片の面積は実施例2の場合に比べて小さくすることができ、製造コストの削減にもつながる。
以下、本発明の実施例4に係る光源装置について説明する。本実施例では、光源が千鳥配置や三角形配置など、面内に規則的に配置される場合を想定している。ところで一般的に、波長変換部材や拡散部材、光線制御部材などのシート部材は、液晶パネルの有効表示領域を確実に覆うために、有効表示領域以上の面積を有する。このような構成では、光源との距離によって、上辺下辺側と左辺右辺側で光が届く領域に違いが生じる。本実施例では、この違いを考慮した色ムラの抑制方法について説明する。
光源装置は、反射部材404、拡散部材(図示しない)、波長変換部材(図示しない)、光線制御部材(図示しない)、第一吸光部材408、光源409、基板(図示しない)、第二吸光部材412等を有する。
反射部材404は、実施例1の反射部材104と同じ材質である。
第一吸光部材408は、実施例1の吸光部材108と同じ材質である。本実施例では、第一吸光部材408は液晶表示パネルの有効表示領域外側の左辺右辺に設けられた吸光部材である。
光源409は、実施例1の光源109と同じ部材である。
第二吸光部材412は、実施例1の吸光部材108と同じ材質である。本実施例では、第二吸光部材412は、液晶表示パネルの有効表示領域外側の上辺下辺に設けられた吸光部材である。
さらに、L1とL2の関係は、
L1>L2
とする。
具体的には、第一吸光部材408の大きさを波長変換部材406と光源保持部材の接触面積と同一とした上で、第二吸光部材412の吸光幅は第一吸光部材408とより小さくなるようにする。このような構造とする理由について説明する。まず、第一吸光部材308の面積は、波長変換部材406と光源保持部材の接触面積と同一とすることで、左辺右辺側の波長変換部材の端部における波長変換は抑制される。これに対し、L1とL2の大きさが異なる場合、第二吸光部材の吸光幅はL1とL2の関係に応じて小さくしても構わない。
液晶パネルの有効表示領域外側の波長変換部材において、光が届く領域は光源409との距離によって変化する。このことを説明するため、端部に入射する光の角度を考える。図1に示すように、入射光(この場合は二次光122)の入射角は、入射面(この場合は波長変換部材106)に垂直な線からの角度として定義される。波長変換部材などのシート部材の端部と光源409との距離が大きい場合、端部への入射光の入射角度は大きくなり、入射光は光源409から遠ざかる方向により遠くまで届くことになる。反対に、波長変換部材などのシート部材の端部と光源409との距離が小さい場合、端部への入射光の入射角度は小さくなり、入射光が届く距離はより小さくなる。したがって、本実施例のように上辺下辺側の端部と左辺右辺側の端部で光源との距離が異なる場合、各端部において入射光が届く距離が異なり、色ムラが生じる原因となる領域に相違が生じる。そこで本実施例では、L1、L2の距離に応じて第二吸光部材412の吸光幅を変化させ、上辺下辺側と左辺右辺側の端部における波長変換が均一に行われるようにしている。
L1>L2
の関係であるため、上辺下辺側の入射光は、左辺右辺側の入射光よりも入射角度が小さくなる。したがって、波長変換部材の上辺下辺側の端部には、左辺右辺側の端部よりも光が伝搬しにくくなるため、上辺下辺側に設ける第二吸光部材412の吸光幅を第一吸光部材412よりも小さくすることができる。
00の製造コストを低減することができる。
以下、本発明の実施例5に係る光源装置について説明する。本実施例では、光源を直下型導光板側面に配置した構造の場合について説明する。
図6は、本実施例に係る液晶表示装置500の構成の一例を示す図(断面図)である。液晶表示装置500は、液晶パネル501、液晶パネル保持部材502、光源装置、等を有する。光源装置は、光源保持部材503、反射部材504、導光部材505、波長変換部材506、光線制御部材507、第一吸光部材508、光源509、基板510、遮光部材511、および第二吸光部材512等を有する。
液晶パネル保持部材502は、実施例1の液晶パネル保持部材102と同じ材質である。
光源保持部材503は、実施例1の光源保持部材103と同じ材質である。また、光源保持部材503は、波長変換部材506の光源509の側の面の端部において、波長変換部材506を支持する支持部材としての役割を果たしている。
反射部材504は、実施例1の反射部材104と同じ部材である。光源509から発する光を、後述する導光部材505の方に反射するように設けてある。また、本実施例では、波長変換部材506の光源509の側の面の端部において、波長変換部材506を支持する支持部材としての役割を果たしている。
導光部材505は、入射面、および出射面を有する。入射面は、光源509から発せられた光が入射する入射面であり、出射面は入射面に入射した光を出射する面である。図6の例では、入射面は、導光部材505の側面のうち、光源509が存在する側面である。導光部材505の出射面は、波長変換部材506側の面である。図6の例では、導光部材505として、板状の部材(導光板)が使用されている。なお、導光部材505は、板状の部材でなくてもよい。
光線制御部材507は、実施例1の光線制御部材107と同じ材質である。
第一吸光部材508は、実施例1の吸光部材108と同じ材質である。光源保持部材503の光源509から遠い方の壁面側に設けられている。
光源509は、実施例1の光源109と同じ材質である。
基板510は、実施例1の基板110と同じ材質である。
遮光部材511は、光源509から発せられた光が導光部材505を介さずに直接液晶パネル501方向へ放射されることを防ぐための部材である。なお、本遮光部材は、輝度ムラ、色ムラ性能の観点から反射部材であってもよい。
第二吸光部材512は、実施例1の吸光部材108と同じ部材である。光源保持部材503の光源509に近い方の壁面側に設けられている。
本実施例では、第一吸光部材508は、波長変換部材506の側の面と光源保持部材503との間に設けられ、第二吸光部材512は、波長変換部材506の側の面と反射部材504との間に設けられている。また、第一吸光部材508の大きさは、たとえば波長変換部材506と光源保持部材503の接触面積と同一とし、第二吸光部材512の大きさは第一吸光部材508よりも小さい、もしくは削除することとする。
入射光521が届く距離は入射光520に比べて小さく、第二吸光部材512の吸光幅は、第一吸光部材よりも小さくすることができる。または、遮光部材511によって光の伝搬を完全に防ぐ構造となっている場合には、第二吸光部材512を設ける必要が無い。
106,206,306,506 波長変換部材
108,208,308 吸光部材
109,209,309,409,509 光源
408,508 第一吸光部材
412,512 第二吸光部材
Claims (14)
- 第1の光を発する発光部材と、
前記発光部材の側の面から入射した前記第1の光の波長を変換し前記第1の光とは異なる第2の光を発する波長変換部材と、
前記波長変換部材の前記発光部材の側の面の端部において前記波長変換部材を支持する支持部材と、を備え、
前記波長変換部材の前記発光部材の側の面と前記支持部材との間に吸光部材が設けられている
ことを特徴とする光源装置。 - 前記波長変換部材は、端部に凸片を有し、
前記支持部材は、前記凸片を支え、
前記吸光部材は、前記支持部材と前記凸片との間に設けられる
ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 前記波長変換部材と前記吸光部材を前記支持部材に対して固定する固定部材
を備える請求項2に記載の光源装置。 - 前記吸光部材は、前記波長変換部材の第1の端部に設けられる第1の吸光部材と、前記波長変換部材の第2の端部に設けられる第2の吸光部材と、を有し、
前記第1の端部と前記発光部材との距離が前記第2の端部と前記発光部材との距離より大きい場合に、前記波長変換部材と平行な方向であって前記光源から遠ざかる方向における前記第2の吸光部材の幅が、前記方向における前記第1の吸光部材の幅よりも短い
ことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載の光源装置。 - 前記吸光部材は、少なくとも前記第1の光を吸収する部材であることを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載の光源装置。
- 前記発光部材から発せられた光を前記波長変換部材の側に反射する反射部材を備え、
前記吸光部材は、前記反射部材よりも低い反射率を有する部材であることを特徴とする請求項1から請求項5の何れか1項に記載の光源装置。 - 前記波長変換部材は、蛍光体を有することを特徴とする請求項1から請求項6の何れか1項に記載の光源装置。
- 前記波長変換部材は、量子ドットを有することを特徴とする請求項1から請求項7の何れか1項に記載の光源装置。
- 前記第1の光は、スペクトルのピークの波長が前記第2の光よりも短い光である
ことを特徴とする請求項1から請求項8の何れか1項に記載の光源装置。 - 前記波長変換部材は、青色光を緑色光及び赤色光に変換し、前記青色光、前記緑色光及び前記赤色光を発する
ことを特徴とする請求項1から請求項9の何れか1項に記載の光源装置。 - 前記波長変換部材は、紫外光を青色光、緑色光及び赤色光に変換し、前記青色光、前記緑色光及び前記赤色光を発する
ことを特徴とする請求項1から請求項9の何れか1項に記載の光源装置。 - 前記青色光のスペクトルは、440nm以上480nm以下の波長範囲にピークを有し、
前記赤色光のスペクトルは、580nm以上700nm以下の波長範囲にピークを有し、
前記緑色光のスペクトルは、500nm以上550nm以下の波長範囲にピークを有する
ことを特徴とする請求項10または請求項11に記載の光源装置。 - 前記波長変換部材は、シート状の部材である
ことを特徴とする請求項1から請求項12の何れか1項に記載の光源装置。 - 前記波長変換部材は、ガラス管構造を有する
ことを特徴とする請求項1から請求項12の何れか1項に記載の光源装置。
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