JP2020009661A - 面光源装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直下型面光源装置の隣接する区画領域間における光漏れを抑制する。【解決手段】面光源装置２０は、光源２２と、光源２２と対向して配置され光源２２から出射した光の輝度分布を調整する調整板４０と、調整板４０と対向して配置された光反射層３６と、調整板４０と光反射層３６との間に延びる側壁２３と、を備え、調整板４０は、光源２２に対応する区画領域Ａａを有し、側壁２３は、調整板４０に、区画領域Ａａの輪郭に沿って接触している。【選択図】図１

Description

本発明は、発光面内の輝度分布を調整する調整板を備えた面光源装置及び表示装置に関する。

面状に発光する面光源装置が、例えば液晶表示装置に組み込まれた液晶表示パネルを背面側から照明するバックライトとして、広く普及している。液晶表示装置用の面光源装置は、大別すると、光学部材の側方に光源を配置するエッジライト型と、光学部材の直下に光源を配置する直下型と、に分類される。とりわけ、直下型の面光源装置は、光学部材の直下に光源を配置することから、エッジライト型の面光源装置と比較して多数の光源を配置することができ、十分な明るさを得やすいという利点がある。

特許文献１には、光源としてのＬＥＤと、このＬＥＤと対向して配置された光拡散中層板及び光拡散表面板と、ＬＥＤの周囲に設けられた光反射板とを備えたライトボックスが開示されている。光反射板は、複数のＬＥＤのそれぞれの周囲を取り囲む逆四角錐台状に形成された複数の収納凹部と、この収納凹部の底部の中心に形成された挿通孔とを有しており、この挿通孔内にＬＥＤが挿通されている。特許文献１に開示されたライトボックスによれば、光ムラを低減させ、薄型化を図ることができるという利点がある。

特開２００９−３０１７３８号公報

例えば液晶表示パネルを背面側から照明する面光源装置においては、表示される映像のコントラストの向上のために、面光源装置の発光面を区画する各区画領域単位で輝度を調節する、いわゆるローカルディミングが行われている。ところが、特許文献１に開示されたライトボックスを用いてローカルディミングを行おうとすると、次のような問題が生じることが、本件発明者らの検討により明らかとなった。すなわち、特許文献１に開示されたライトボックスでは、光反射板の頂部と光拡散中層板との間に間隙が存在するため、ＬＥＤから出射した光は、この間隙を通って隣接する収納凹部側へ漏れる。例えば発光するＬＥＤを収容する収納凹部（発光側収納凹部）と発光しないＬＥＤを収容する収納凹部（非発光側収納凹部）とが隣接する場合、発光側収納凹部から非発光側収納凹部へ向けて漏れた光により、非発光側収納凹部に対応する領域からも光が出射し、表示される映像のコントラストの低下を生じ得る。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、直下型面光源装置の隣接する区画領域間における光漏れを抑制することを目的とする。

本発明の面光源装置は、
光源と、
前記光源と対向して配置され前記光源から出射した光の輝度分布を調整する調整板と、
前記調整板と対向して配置された反射層と、
前記調整板と前記反射層との間に延びる側壁と、を備え、
前記調整板は、前記光源に対応する区画領域を有し、
前記側壁は、前記調整板に、前記区画領域の輪郭に沿って接触している。

本発明の面光源装置において、
前記反射層と、前記側壁とは、互いに異なる材料で形成されていてもよい。

本発明の面光源装置において、
前記側壁の光反射率は、前記反射層の光反射率よりも小さくてもよい。

本発明の面光源装置において、
前記側壁の光透過率は１．５％以上であってもよい。

本発明の面光源装置において、
前記側壁は、前記調整板と対面する第１面を有し、
前記光源から出射して前記側壁内で進路を変更された光の少なくとも一部は、前記第１面を介して前記側壁から出射してもよい。

本発明の面光源装置において、
複数の前記光源を備えるとともに、前記調整板の前記光源と反対側に配置された拡散板をさらに備え、
複数の前記光源のうちの１つの光源のみを点灯させた際に、前記調整板の法線方向からの観察において、前記１つの光源上を通過して前記区画領域の最小幅に沿った前記拡散板上での各位置での正面方向輝度分布における、前記側壁の内側の領域での最小輝度値は、当該正面方向輝度分布における前記内側の領域での最大輝度値の８５％以上であってもよい。

本発明の面光源装置において、
複数の前記光源を備え、
複数の前記光源のうちの１つの光源のみを点灯させた際に、前記調整板の法線方向からの観察において、前記１つの光源上を通過して前記区画領域の最小幅に沿った前記拡散板上での各位置での正面方向輝度分布における、最大輝度値の５０％の輝度値を有する点の、前記最小幅の方向に沿った前記側壁の中心からの距離は、前記最小幅の５０％以下であってもよい。

本発明の表示装置は、
上述の面光源装置と、前記面光源装置の前記調整板と対向して配置された表示パネルと、を有する。

本発明によれば、直下型面光源装置の隣接する区画領域間における光漏れを抑制することができる。

図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、表示パネルと面光源装置を備えた表示装置の一例を概略的に示す斜視図である。 図２は、面光源装置の一例を概略的に示す斜視図である。 図３は、面光源装置に組み込まれた調整板を示す平面図である。 図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に対応した面光源装置の断面を示す図である。 図５は、調整板の一つの区画領域を示す平面図であって、光透過孔の配置パターンの一例を示す図である。 図６は、図４の断面の一部を拡大して示す図であって、側壁の機能について説明するための図である。 図７は、本実施の形態の面光源装置の輝度分布の一例を示すグラフである。 図８は、比較形態における、面光源装置の輝度分布の一例を示すグラフである。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

本明細書において、「板」、「シート」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「板」は「シート」や「フィルム」と呼ばれ得るような部材をも含む概念であり、したがって、例えば、「調整板」は、「調整シート」や「調整フィルム」と呼ばれる部材と、呼称の違いのみにおいて区別され得ない。

また、「板面（シート面、フィルム面）」とは、対象となる板状（シート状、フィルム状）の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となる板状部材（シート状部材、フィルム状部材）の平面方向と一致する面のことを指す。なお、本明細書において、面及び板状（シート状、フィルム状）の部材の法線方向とは、対象となる面及び板状（シート状、フィルム状）の部材の板面への法線方向のことを指す。

本明細書において、「平面視」とは、対称となる板状（シート状、フィルム状）の部材を当該部材の法線方向から見た状態を指す。例えば、ある板状の部材が「平面視において矩形形状に形成されている」とは、当該部材をその板面に対する法線方向から見たときに、当該部材が矩形形状に形成されていることを指す。

さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

図１〜図７は、本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち図１は、表示パネルと面光源装置を備えた表示装置の一例を概略的に示す図であり、図２は、面光源装置の一例を概略的に示す斜視図である。

本実施の形態の表示装置１０は、例えば動画、静止画、文字情報や、これらの組み合わせで構成された映像を表示パネル１５に表示する装置である。本発明の表示装置１０は、室内、車内又は屋外において、広告、プレゼンテーション、テレビジョン映像、各種情報の表示等、様々な用途に使用され得る。図１に示された表示装置１０は、出光面２０ａを有する面光源装置２０と、出光面２０ａと対向して配置された表示パネル１５と、を有している。図示された例では、表示パネル１５は液晶表示パネルとして構成されており、したがって表示装置１０は液晶表示装置として構成されている。本実施の形態では、面光源装置２０はいわゆる直下型のバックライトを構成しており、表示パネル１５の背面側すなわち観察者５と反対側から表示パネル１５を照明する。

図示された例では、表示パネル１５は、映像が表示される表示面１５ａが面光源装置２０の反対側を向くように配置されている。これにより、表示パネル１５の表示面１５ａが表示装置１０の表示面１０ａを形成する。表示パネル１５は、平面視において矩形形状に形成されている。

本実施の形態の表示パネル１５は、透過型の液晶表示パネルであり、面光源装置２０から表示パネル１５に入射した光の一部を透過させ、表示面１５ａに映像を表示させる。表示パネル１５は、液晶材料を有する液晶層を含んでおり、表示パネル１５の光透過率は、液晶層に印加される電界の強度に応じて変化する。このような表示パネル１５の一例として、一対の偏光板と、一対の偏光板間に配置された液晶セル（液晶層）と、を有する液晶表示パネルを用いることができる。この液晶表示パネルにおいて、偏光板は、入射した光を直交する二つの偏光成分に分解し、一方の方向の偏光成分を透過させ、前記一方の方向に直交する他方の方向の偏光成分を吸収する機能を有した偏光子を有する。液晶セルは、一対の支持板と、一対の支持板間に配置された液晶と、を有する。液晶セルは、一つの画素を形成する領域毎に電界が印加され得るようになっており、電界が印加された液晶セルの液晶の配向は変化するようになる。面光源装置２０から出射し、液晶セルの面光源装置２０側に配置された偏光板を透過した特定方向（透過軸と平行な方向）の偏光成分は、一例として、電界印加されていない液晶セルを通過する際にはその偏光方向を９０°回転させ、電界印加されている液晶セルを通過する際にはその偏光方向を維持する。これにより、液晶セルへの電界印加の有無によって、液晶セルの面光源装置２０側に配置された偏光板を透過した特定方向の偏光成分が、液晶セルの面光源装置２０と反対側に配置された他の偏光板をさらに透過するか、あるいは、当該他の偏光板で吸収されて遮断されるか、を制御することができる。

面光源装置２０は、面状の光を出射する出光面２０ａを有しており、出光面２０ａの法線方向に出光面２０ａと対向する領域内に光源２２が設けられた、いわゆる直下型のバックライトとして構成されている。図２に示されているように、本実施の形態の面光源装置２０は、光源２２を支持するベース積層体３０、側壁２３、調整板４０、拡散板２６、第１光学シート２７及び第２光学シート２８を有している。図示された例では、ベース積層体３０上に側壁２３及び調整板４０が順に積層され、調整板４０から離間して、拡散板２６、第１光学シート２７及び第２光学シート２８の積層体が順に配置されている。そして、第２光学シート２８が面光源装置２０の出光面２０ａをなしている。

光源２２は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）等で構成され、調整板４０と対向して配置されている。本実施の形態では、図３によく示されているように、光源２２は、面光源装置２０の板面に平行な第１方向ｄ_１に沿って並べて配置されるすなわち配列されるとともに、面光源装置２０の板面に平行且つ第１方向ｄ_１と交差する第２方向ｄ_２に沿って配列される。とりわけ本実施の形態では、第１方向ｄ_１と第２方向ｄ_２とは直交している。すわなち、本実施の形態では、複数の光源２２が第１方向ｄ_１及び第２方向ｄ_２に沿って二次元的に配列される。なお、これに限られず、面光源装置２０は、第１方向ｄ_１又は第２方向ｄ_２に沿って一列に配列された複数の光源２２を有していてもよいし、一つの光源２２のみを有していてもよい。なお、本実施の形態では、各光源２２の出力、すなわち、各光源２２の点灯及び消灯、及び／又は、各光源２２の点灯時の明るさは、他の光源２２の出力から独立して調節される。これにより面光源装置２０は、各区画領域Ａａ単位で当該区画領域Ａａから出射する光の輝度を調節する、いわゆるローカルディミング機能を発揮する。

側壁２３は、調整板４０を支持する部材である。側壁２３は、調整板４０と後述の光反射層３６との間に延びており、ベース積層体３０と調整板４０との間を所定の距離に保つ機能を有している。図２に示されているように、側壁２３は、隣り合う二つの光源２２の間を仕切る壁部２４を有しており、これにより、各光源２２に対応して、壁部２４で囲まれた開口２５が形成されている。図示された例では、側壁２３は、平面視において、第１方向ｄ_１に配列され第２方向ｄ_２に延びる複数の壁部２４と、第２方向ｄ_２に配列され第１方向ｄ_１に延びる複数の壁部２４と、が格子状をなすように配置されている。開口２５は、光源２２の配置パターンに対応して設けられる。すなわち、側壁２３は、第１方向ｄ_１に配列されるとともに、第２方向ｄ_２に配列された、複数の開口２５を有している。本実施の形態では、各開口２５は、平面視において矩形とりわけ正方形をなして形成されているが、これに限られず、各開口２５は、平面視において三角形、六角形、円形等の他の形状をなしていてもよい。

調整板４０は、その法線方向から観察したときの、光源２２から出射した光による輝度分布（正面方向輝度分布）を調整するための部材である。図３は、面光源装置２０に組み込まれた調整板４０を示す平面図である。図３では、調整板４０の背面側に配置される光源２２及び側壁２３の開口２５の位置が破線で示されている。調整板４０は、光源２２から出射した光を透過させるための複数の光透過孔４５が形成された基材４１を備えている。なお、図３では、光透過孔４５の図示は省略されている。調整板４０の基材４１は、各光源２２に対応した１以上の区画領域Ａａを有している。すなわち、基材４１には、一つの光源２２に対して一つの区画領域Ａａが設けられている。したがって、基材４１は、第１方向ｄ_１に沿って配列されるとともに、第２方向ｄ_２に沿って配列された、複数の区画領域Ａａを有している。図３では、基材４１における一点鎖線で区画された領域がそれぞれの区画領域Ａａを示している。図示された例では、各区画領域Ａａは平面視で矩形形状に形成されているが、区画領域Ａａの形状はこれに限られない。

図３に示された例では、調整板４０の隣り合う区画領域Ａａを区画する区画線Ｌａは、側壁２３の壁部２４に沿って定義される。言い換えると、区画線Ｌａは、調整板４０の法線方向に沿って側壁２３の壁部２４と対向する領域内に位置するように定義される。結果として、区画線Ｌａは、全体として、第１方向ｄ_１に配列され第２方向ｄ_２に延びる複数の区画線Ｌａと、第２方向ｄ_２に配列され第１方向ｄ_１に延びる複数の区画線Ｌａと、が格子状をなすように定義される。とりわけ区画線Ｌａは、調整板４０の平面視において、側壁２３の壁部２４の厚み方向（図４の左右方向）の中心に沿って定義される。図示された例では、各区画領域Ａａは、第１方向ｄ_１に沿った幅Ｗ_１と、第２方向ｄ_２に沿った幅Ｗ_２とを有する。この幅Ｗ_１及び幅Ｗ_２は、例えば５ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすることができる。

図４に、図３のＩＶ−ＩＶ線に対応した面光源装置２０の断面を示す。とりわけ図４は、調整板４０の基材４１における一つの区画領域Ａａに対応する面光源装置２０の断面を示している。

ベース積層体３０は、光源２２を支持するとともに、光源２２に対して電源を供給する機能を有する。図３に示された例では、ベース積層体３０は、基材３１、接合層３２、基板３３、配線層３４、レジスト層３５及び光反射層３６を有している。

基材３１は、基板３３、配線層３４、レジスト層３５及び光反射層３６を保持する基材として機能する部材である。基材３１の材料としては、基板３３、配線層３４、レジスト層３５及び光反射層３６を適切に保持することができるものであれば特に限られないが、例えば金属や樹脂等を用いることができる。とりわけアルミニウム等の熱伝導性の良い金属材料で形成された基材３１を用いると、光源２２で生じた熱をこの基材３１を介して面光源装置２０の背面側へ向けて放熱することができるので、より好ましい。この基材３１の厚さは、例えば０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。なお、基材３１は、面光源装置２０の筐体の一部をなしていてもよい。

基板３３は、配線層３４を保持する基材として機能する部材であり、配線層３４とともにプリント配線板を形成する。基板３３は、一例として可撓性を有する樹脂フィルムで形成されてもよい。この場合、基板３３は、配線層３４とともにフレキシブルプリント配線板を形成する。基板３３として、従来のリジッド基板よりも薄い基板を用いることにより、面光源装置２０を薄型化することができる。この基板３３の厚さは、例えば１０μｍ以上５００μｍ以下とすることができる。基板３３の材料としては、絶縁性、耐熱性、耐久性、加熱時の寸法安定性、機械的強度等を考慮して適宜選択され得るが、例えば、ポリイミド（ＰＩ）や、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いることができる。

基板３３は、接合層３２を介して基材３１に固定される。接合層３２は、基板３３を適切に基材３１に固定できるものであれば特に限られない。一例として、接合層３２として両面テープを用いることができる。その他にも、接合層３２として適宜の接着剤や粘着剤が用いられてもよい。

配線層３４は、基板３３上に設けられ、光源２２に対して電源を供給する機能を有する。そのため、配線層３４は、導電性の高い金属材料で形成されることが好ましい。配線層３４を形成する金属材料としては、例えば、銅、アルミニウム、金、銀等又はこれらの合金等の金属材料を挙げることができる。一例として、配線層３４は、サブトラクト法を用いて形成することができる。すなわち、基板３３上に配置された銅箔等の金属層を、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチングによりパターニングすることにより、所望のパターンを有する配線層３４を形成することができる。なお、これに限られず、配線層３４は、アディティブ法やセミアディティブ法等の他の方法を用いて形成されてもよい。なお、配線層３４における、光源２２や他の配線又はコネクタとの接続部には、電極部が設けられる。

配線層３４、及び、配線層３４から露出した基板３３上には、レジスト層３５が設けられる。とりわけレジスト層３５は、配線層３４の電極部となる箇所を除いて、配線層３４、及び、配線層３４から露出した基板３３を覆うようにして設けられる。このレジスト層３５は、配線層３４を保護するとともに、配線層３４と他の部材との間の短絡を防止する機能を有する。レジスト層３５の材料としては、例えば、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、エポキシ系及びフェノール系樹脂、エポキシアクリレート樹脂、シリコーン系樹脂等の樹脂材料を用いることができる。レジスト層３５は、一例として、配線層３４及び基板３３全体を覆うように樹脂層を設け、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチングにより配線層３４の電極部となる箇所に、当該電極部を露出させる開口を設けることにより形成することができる。

光反射層３６は、光源２２から出射した光の利用効率を向上させるために設けられる層であり、光源２２から出射して調整板４０で反射されてその光路を光反射層３６側に向けて曲げられた光を、再び調整板４０へ向けて反射させる機能を有する。そのため、光反射層３６は、可視光波長域の光に対する高い反射性を有する層であることが好ましい。また、光反射層３６は、調整板４０の光源２２と同じ側に調整板４０と平行をなして配置される。図４に示された例では、光反射層３６は、光源２２が配置されるべき箇所を除いて、レジスト層３５上に積層されている。図示された例では、光反射層３６は、平面視において光源２２を囲むようにして配置されている。また、図示された例では、光反射層３６は、レジスト層３５の光源２２を囲む内周縁部を露出させるようにして設けられている。なお、これに限られず、光反射層３６は、例えばレジスト層３５の光源２２を囲む内周縁部が露出しないように、レジスト層３５の内周縁部と光反射層３６の内周縁部が一致するようにして設けられていてもよい。光反射層３６としては、例えば白色の樹脂材料で形成された層を用いることができる。

光源２２は、導電接続層３７を介して配線層３４の電極部に接続されている。導電接続層３７としては、例えば、はんだ、導電性接着剤等からなる層を用いることができる。

拡散板２６は、調整板から出射して当該拡散板２６に入射した光を拡散する機能を有した板状部材であり、これにより、輝度の面内分布を均一化させ、調整板４０の光透過孔４５の像を目立たなくさせることができる。このため、拡散板２６は、調整板４０と対向して配置される。とりわけ拡散板２６は、調整板４０の光源２２と反対側に配置される。拡散板２６としては、光拡散機能を有する部材であれば特に限定されることなく使用可能であるが、例えば、表面に微細な凹凸を有する樹脂板やガラス板、内部に拡散粒子を有する樹脂板やガラス板を用いることができる。

本実施の形態における第１光学シート２７は、光源２２側から入射した光の進行方向を変化させて表示パネル１５側から出射させ、第１光学シート２７の法線方向における輝度を集中的に向上させるための集光シートである。本実施の形態の集光シートは、そのシート面上のある方向に沿って配列された複数の単位プリズムを有したシートである。この集光シートとしては、例えば米国３Ｍ社から入手可能な「ＢＥＦ」（登録商標）を用いることができる。

また、本実施の形態における第２光学シート２８は、その透過軸と平行な方向の偏光成分を透過させ、その透過軸に直交する反射軸と平行な方向の偏光成分を反射する反射型偏光板である。この反射型偏光板によれば、面光源装置２０から出射し表示パネル１５で有効に利用され得ない偏光成分の光が、当該表示パネル１５へ入射して偏光板で吸収されてしまうことを防止することができる。したがって、光源光の利用効率を向上させて、輝度特性を改善することができる。この反射型偏光板としては、例えば米国３Ｍ社から入手可能な「ＤＢＥＦ」（登録商標）を用いることができる。

このような拡散板２６、第１光学シート２７及び第２光学シート２８としては、いずれも、面光源装置２０の十分な輝度を確保する観点から、可視光透過率の高いものを用いることが好ましい。

次に、調整板４０について詳述する。図５は、調整板４０の一つの区画領域Ａａを示す平面図であって、光透過孔４５の配置パターンの一例を示す図である。調整板４０は、光源２２から出射した光を透過させる複数の光透過孔４５が形成された基材４１を備えている。複数の光透過孔４５は、各区画領域Ａａ内において、光源２２の直上に対面する区画領域Ａａの中心Ｃから離れるほどその開口面積が大きくなるパターンにて配置されている。調整板４０は、光源２２から出射した光の利用効率を向上させる機能も有しており、当該調整板４０に入射した光を反射させてその光路を光反射層３６側に向けて曲げることができるように構成されている。このため、調整板４０の基材４１は、可視光波長域の光に対する高い反射性を有する層であることが好ましい。基材４１は、例えば白色の樹脂材料で形成される。一例として、基材４１は、発泡ポリエチレンテレフタレート（発泡ＰＥＴ）等の発泡樹脂で形成されてもよい。各光透過孔４５は、一例として、平板状に形成された基材４１にドリル加工により穿孔することで形成することができる。

本実施の形態では、調整板４０は、光不透過性の材料で形成された基材４１を有し、光透過孔４５は、基材４１に穿孔された物理的な孔、すなわち対向する基材４１の二つの主面のうちの一方の主面から他方の主面へ延びる貫通孔として形成されているが、光透過孔４５の具体的構成は、これに限られない。光透過孔４５は、調整板４０の板面への法線方向の一方側から他方側へ光が透過可能な部分として形成されていればよく、例えば、調整板４０が、光透過性を有する板状の透明基材と、この透明基材上とりわけ透明基材の光源２２側の主面上に設けられた光反射層と、を有し、光透過孔４５が、この光反射層内に設けられた開口部として構成されてもよい。この場合、透明基材には物理的な孔を設けなくてもよい。

図４に示されているように、光源２２から調整板４０へ向けて出射した光は、調整板４０で反射されて光反射層３６側へ向けて進む。光反射層３６に入射した光は、当該光反射層３６で反射されて調整板４０へ向けて進む。これを繰り返した光が調整板４０の光透過孔４５のいずれかに入射すると、当該光は光透過孔４５を透過して調整板４０から表示パネル１５側（図４では拡散板２６側）へ向けて出射する。このとき、光源２２から出射して調整板４０と光反射層３６との間で反射を繰り返しながら調整板４０の板面と略平行な方向（一例として図４の第１方向ｄ_１）に進む光は、光源２２から離れるにしたがって輝度が低下していく。しかし、本実施の形態の調整板４０では、上述のように、複数の光透過孔４５が、光源２２の直上に対面する区画領域Ａａの中心Ｃから離れるほどその開口面積が大きくなるパターンにて配置されているので、各光透過孔４５を透過して出射する光の輝度の均一化が図られる。

図５に示された区画領域Ａａは、規則的に配列された複数の要素領域Ａｂにさらに区分けされる。図示された例では、要素領域Ａｂは、第１方向ｄ_１に沿って配列されるとともに、第２方向ｄ_２に沿って配列されている。すわなち、本実施の形態では、複数の要素領域Ａｂが第１方向ｄ_１及び第２方向ｄ_２に沿って二次元的に配列されている。図５では、二点鎖線で区画された領域がそれぞれの要素領域Ａｂを示している。図示された例では、各要素領域Ａｂは平面視で矩形形状とされているが、要素領域Ａｂの形状はこれに限られない。例えば、各要素領域Ａｂは、平面視において三角形、六角形等の他の形状をなしていてもよい。なお、本明細書において、複数の要素領域Ａｂが「規則的に配列」されるとは、同一の形状及び大きさを有する複数の要素領域Ａｂが同一のピッチで並べられていることを意味している。図５に示された例では、複数の要素領域Ａｂが全て同一の形状及び大きさを有しているが、これに限られず、複数の要素領域Ａｂは、２種類以上の形、大きさ又は向きを有していてもよい。

図５では、調整板４０の背面側に配置される光源２２の位置が破線で示されている。図示された例では、調整板４０は、各区画領域Ａａの中心Ｃに対応する中心要素領域Ａｂ_０が、光源２２の直上に位置するように配置されている。言い換えると、調整板４０は、各区画領域Ａａの中心要素領域Ａｂ_０が、当該調整板４０の法線方向に沿って光源２２と対向するように配置されている。ここで、中心要素領域Ａｂ_０が各区画領域Ａａの中心Ｃに対応するとは、各区画領域Ａａの中心Ｃが当該中心要素領域Ａｂ_０の領域内に含まれていることを意味する。とりわけ図５に示された例では、区画領域Ａａの中心Ｃと中心要素領域Ａｂ_０の中心とは、一致している。また、図示された例では、光源２２を基材４１の法線方向に沿って基材４１に投影した領域（破線で示された領域）と、要素領域Ａｂ_０とは、少なくとも部分的に重なっている。とりわけ、図示された例では、光源２２を基材４１の法線方向に沿って基材４１に投影した領域は、要素領域Ａｂ_０に含まれて、要素領域Ａｂ_０と重なっている。これに限られず、光源２２を基材４１の法線方向に沿って基材４１に投影した領域が、要素領域Ａｂ_０を含んで、要素領域Ａｂ_０と重なっていてもよい。また、光源２２を基材４１の法線方向に沿って基材４１に投影した領域の一部と、要素領域Ａｂ_０の一部と、が重なっていてもよい。

少なくとも中心要素領域Ａｂ_０以外の各要素領域Ａｂには、それぞれ一つの光透過孔４５が形成されている。言い換えると、中心要素領域Ａｂ_０以外の各要素領域Ａｂは、それぞれ一つの光透過孔４５が含まれるようにして定義される。したがって、図５に示された例では、第１方向ｄ_１に隣り合う二つの光透過孔４５の間、及び、第２方向ｄ_２に隣り合う二つの光透過孔４５の間に、それぞれ隣り合う要素領域Ａｂを区画する区画線Ｌｂが位置するようになる。結果として、図示された例では、区画線Ｌｂは、全体として、第１方向ｄ_１に配列され第２方向ｄ_２に延びる複数の区画線Ｌｂと、第２方向ｄ_２に配列され第１方向ｄ_１に延びる複数の区画線Ｌｂと、が格子状をなすように定義される。各要素領域Ａｂは、第１方向ｄ_１に沿った幅Ｗ_３と、第２方向ｄ_２に沿った幅Ｗ_４とを有する。この幅Ｗ_３及び幅Ｗ_４は、例えば０．２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。

なお、図５に示された例では、中心要素領域Ａｂ_０には光透過孔４５が形成されていないが、これに限られず、中心要素領域Ａｂ_０にも光透過孔４５が形成されていてもよい。

図４及び図５に示された区画領域Ａａは、側壁２３の内側の領域（以降、内側領域とも呼ぶ）Ａｃを含んでいる。内側領域Ａｃは、調整板４０の平面視において、側壁２３の壁部２４で囲まれた領域であり、調整板４０の法線方向に沿って側壁２３の開口２５の内部と重なる領域である。したがって、調整板４０の平面視において、内側領域Ａｃの輪郭は開口２５と一致する。

図４及び図５に示された例では、調整板４０の平面視において、側壁２３と重なる調整板４０の部分にも、周囲光透過孔４７が形成されている。周囲光透過孔４７は、後述するように、光源２２から出射して側壁２３（壁部２４）に入射し、側壁２３で拡散された光が通過するための開口部である。周囲光透過孔４７の具体的構成は特に限られないが、光透過孔４５と同様に構成されるようにすると、基材４１に光透過孔４５と周囲光透過孔４７とを同時に形成することが可能になるので、好ましい。周囲光透過孔４７の具体的配置も特に限られない。図示された例では、複数の周囲光透過孔４７が、区画線Ｌａに沿って並べて配置されている。周囲光透過孔４７の、側壁２３の壁部２４の厚み方向（図４の左右方向）に沿った幅は、壁部２４の厚みより大きくてもよいし、壁部２４の厚みより小さくてもよいし、壁部２４の厚みと同一でも良い。

次に、本実施の形態の側壁２３についてさらに詳述する。本実施の形態では、側壁２３は、調整板４０に、区画領域Ａａの輪郭に沿って接触している。とりわけ図示された例では、側壁２３は、調整板４０に、区画領域Ａａの輪郭に沿って周状に接触している。換言すると、側壁２３は、調整板４０に、区画線Ｌａに沿って接触している。さらに換言すると、調整板４０の平面視において、側壁２３と調整板４０との接触部分は、区画線Ｌａに沿って位置している。すなわち、側壁２３と調整板４０との接触部分は、内側領域Ａｃを取り囲んでいる。したがって、側壁２３と調整板４０との間には、間隙が形成されない。図示された例では、側壁２３は、調整板４０と対面する第１面２３ａを有しており、側壁２３は、第１面２３ａを介して調整板４０と接触している。

これにより、光源２２から出射して調整板４０と光反射層３６との間を側壁２３へ向かって進む光が、側壁２３と調整板４０との間の間隙を介して隣接する区画領域Ａａへ漏れることを効果的に防止することができる。したがって、とりわけローカルディミング機能を有する面光源装置２０において隣接する区画領域Ａａ間での明暗差を大きくすることが可能になり、この面光源装置２０を備えた表示装置１０において、表示される映像のコントラストの向上を図ることができる。

図示された例では、光反射層３６と、側壁２３とは、互いに異なる材料で形成されている。これにより、光反射層３６における光反射率と側壁２３における光反射率とを互いに独立して決定することができる。したがって、面光源装置２０における設計に自由度を向上させることができる。

とりわけ側壁２３の光反射率は、光反射層３６の光反射率よりも小さいことが好ましい。これにより、光反射層３６による光反射機能を適切に発揮させながらも、後述するように、光源２２から出射して側壁２３（壁部２４）に入射し、側壁２３で拡散される光の量を増大させることができる。

具体的には、側壁２３の光反射率は、９５％以下であることが好ましい。側壁２３の光反射率が９５％以下であると、光源２２から出射して側壁２３に向かう光の反射量を適切に抑制し、側壁２３に入射して拡散される光の量を増大させることができる。

また、側壁２３の光透過率は、１．５％以上であることが好ましい。側壁２３の光透過率が１．５％以上であると、光源２２から出射して側壁２３に入射し、側壁２３で拡散された光の、側壁２３からの出光量を効果的に増大させることができる。ここで、光透過率は、顕微分光測定装置を用いて測定することができる。また、光透過率は、積分球を用いたタイプの分光測定装置にて、側壁２３からの漏れ光が生じないように光ダクトを設置し、この光ダクトにより積分球に導光して測定することもできる。

このような側壁２３の、調整板４０の法線方向に沿った高さは、一例として、０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下とすることができる。側壁２３の高さが０．５ｍｍ以上であると、光源２２から出射して側壁２３に入射し拡散される光の量を適切に確保することができる。また、側壁２３の高さが５．０ｍｍ以下であると、調整板４０と光反射層３６との間隔を小さくすることができ、面光源装置２０を薄型化することができる。

図６は、図４に示した面光源装置２０の断面の一部を拡大して示す図であって、側壁２３の機能について説明するための図である。

上述のように、光源２２から出射した光Ｌ１は、調整板４０と光反射層３６との間で反射を繰り返しながら、調整板４０の板面と略平行な方向に進む。このとき、調整板４０の光透過孔４５のいずれかに入射した光は、光透過孔４５を透過して調整板４０から表示パネル１５側へ向けて出射する。光透過孔４５に入射しなかった光の一部は、側壁２３に向かう。

図示された例では、側壁２３と調整板４０との間には、間隙が形成されていないので、側壁２３へ向かって進む光が、側壁２３と調整板４０との間の間隙を介して隣接する区画領域Ａａへ漏れることが防止されている。

また、側壁２３（壁部２４）へ入射した光Ｌ１の少なくとも一部は、側壁２３内でその進路を変更される。具体的には、側壁２３へ入射した光Ｌ１の少なくとも一部は、側壁２３内で拡散されることにより、その進路を変更される。側壁２３内で進路を変更された光の少なくとも一部は、第１面２３ａを介して側壁２３から出射し、主に調整板４０の周囲光透過孔４７を介して表示パネル１５側へ向けて進行する。したがって、面光源装置２０における側壁２３の直上部分が、内側領域Ａｃの直上部分に対して暗く視認され、これにより観察者５に側壁２３の存在が認識されることを抑制することができる。

このような側壁２３は、例えばポリカーボネート樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン−アクリレート共重合樹脂（ＡＳＡ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂（ＡＥＳ樹脂）、ポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ樹脂）、ポリアセタール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、又はこれらの樹脂を２種以上混合した混合物に、白色等の光拡散粒子を混合して形成することができる。

次に、図７及び図８を参照して、面光源装置２０の輝度分布について説明する。図７は、本実施の形態の面光源装置２０の輝度分布の一例を模式的に示すグラフであり、図８は、比較形態における、面光源装置の輝度分布の一例を模式的に示すグラフである。

調整板４０の法線方向からの観察において、光源２２上を通過して区画領域Ａａの最小幅Ｗ_ｍｉｎに沿った最小幅線Ｌｗを考える。最小幅線Ｌｗは、調整板４０の平面視において、光源２２上、とりわけ光源２２の中心上、を通過して調整板４０の板面と平行に延びる無数の直線のうち、当該直線に沿って測定した区画領域Ａａの幅が最小になる直線として定義される。図５に示された例では、最小幅線Ｌｗは、区画領域Ａａの中心Ｃを通り、区画領域Ａａの一対の区画線Ｌａと平行に延びる直線である。図７は、図５に示された最小幅線Ｌｗに沿った各位置での正面方向輝度分布を示している。ここで、正面方向輝度は、拡散板２６上で測定するものとする。すなわち、ここでの正面方向輝度分布とは、光源２２から出射して調整板４０の光透過孔４５及び周囲光透過孔４７を通過して、調整板４０の法線方向に沿った観察者５側（正面方向）に出射し、拡散板２６で拡散された後であって、他の光学シート（例えば光学シート２７，２８）に入射する前の光における、観察者５側から測定された輝度の分布である。したがって、拡散板２６上に他の光学シートが積層されている場合には、当該光学シートを除去してから、正面方向輝度分布を測定することができる。

図７に示された例では、区画領域Ａａの中心を含む特定の範囲にわたって、輝度がほぼ一定となる領域が存在する。これにより、本実施の形態の面光源装置２０では、内側領域Ａｃ内において、ほぼ均一な輝度分布が達成される。

図８には、比較形態として、本実施の形態の面光源装置２０から側壁２３を省略した面光源装置における、区画領域Ａａの最小幅線Ｌｗに沿った正面方向輝度の分布を示している。側壁２３が省略されていることにより、側壁２３で反射されて内側領域Ａｃ側に戻る光がなくなり、これにより内側領域Ａｃの周囲において輝度が顕著に低下する。したがって、比較形態の面光源装置では、区画領域Ａａの中心Ｃの付近における輝度と、区画領域Ａａの周囲（内側領域Ａｃの周囲）における輝度との間に、大きな差が生じる。

図７に示された本実施の形態の面光源装置２０では、内側領域Ａｃにおける中心Ｃを含む特定の領域において、最大輝度値Ｂ_１をとる。また、内側領域Ａｃの側壁２３と隣接する部分において最小輝度値Ｂ_２をとる。図示された例では、最小輝度値Ｂ_２は、最大輝度値Ｂ_１の８５％以上である。これにより、内側領域Ａｃにおける輝度の均一化が図られる。

次に、区画領域Ａａの最小幅線Ｌｗに沿った正面方向輝度分布における、最大輝度値Ｂ_１の５０％の輝度値Ｂ_３を有する点Ｐについて考える。本件発明者らの検討により、面光源装置２０において、点Ｐの、最小幅Ｗ_ｍｉｎの方向に沿った側壁２３の中心からの距離Ｄが小さい方が好ましいことが知見された。具体的には、距離Ｄは、区画領域Ａａの最小幅Ｗ_ｍｉｎの５０％以下であることが好ましい。この場合、１つの壁部２４を共有して隣り合う２つの区画領域Ａａにおける光源２２がいずれも点灯した場合に、調整板４０の法線方向からの観察において、当該２つの区画領域Ａａのそれぞれから壁部２４へ入射して重畳されて壁部２４から観察者５側へ向けて出射する光の輝度値と、内側領域Ａｃにおける最大輝度値Ｂ_１との差を小さくすることができる。これにより、面光源装置２０における側壁２３（壁部２４）の直上部分が、内側領域Ａｃの直上部分に対して明るく又は暗く視認され、これにより観察者５に側壁２３の存在が認識されることを効果的に抑制することができる。したがって、理想的には、距離Ｄが０であると、隣り合う２つの区画領域Ａａのそれぞれから壁部２４へ入射して重畳されて壁部２４から観察者５側へ向けて出射する光の輝度値と、内側領域Ａｃにおける最大輝度値Ｂ_１とを等しくすることが可能になる。しかしながら、本件発明者らの検討によれば、距離Ｄが、区画領域Ａａの最小幅Ｗ_ｍｉｎの５０％以下であれば、観察者５に側壁２３の存在が認識されることを十分に抑制できる。

これに対して、図８に示された比較形態では、距離Ｄが、区画領域Ａａの最小幅Ｗ_ｍｉｎの５０％を超えており、この場合、隣り合う２つの区画領域Ａａのそれぞれから壁部２４へ入射して重畳されて壁部２４から観察者５側へ向けて出射する光の輝度値と、内側領域Ａｃにおける最大輝度値Ｂ_１との差が大きくなる。より具体的には、隣り合う２つの区画領域Ａａのそれぞれから壁部２４へ入射して重畳されて壁部２４から観察者５側へ向けて出射する光の輝度値が、内側領域Ａｃにおける最大輝度値Ｂ_１よりも、顕著に低下する。これにより、面光源装置２０における側壁２３の直上部分が、内側領域Ａｃの直上部分に対して暗く視認され、これにより観察者５に側壁２３の存在が認識され得る。

本実施の形態の面光源装置２０は、光源２２と、光源２２と対向して配置され光源２２から出射した光の輝度分布を調整する調整板４０と、調整板４０と対向して配置された光反射層３６と、調整板４０と光反射層３６との間に延びる側壁２３と、を備え、調整板４０は、光源２２に対応する区画領域Ａａを有し、側壁２３は、調整板４０に、区画領域Ａａの輪郭に沿って接触している。

また、本実施の形態の表示装置１０は、上述の面光源装置２０と、面光源装置２０の調整板４０と対向して配置された表示パネル１５と、を有する。

このような面光源装置２０及び表示装置１０によれば、光源２２から出射して調整板４０と光反射層３６との間を側壁２３へ向かって進む光が、側壁２３と調整板４０との間の間隙を介して隣接する区画領域Ａａへ漏れることを効果的に防止することができる。したがって、とりわけローカルディミング機能を有する面光源装置２０において隣接する区画領域Ａａ間での明暗差を大きくすることが可能になり、この面光源装置２０を備えた表示装置１０において、表示される映像のコントラストの向上を図ることができる。

本実施の形態の面光源装置２０では、光反射層３６と、側壁２３とは、互いに異なる材料で形成されている。

このような面光源装置２０によれば、光反射層３６における光反射率と側壁２３における光反射率とを互いに独立して決定することができる。したがって、面光源装置２０における設計に自由度を向上させることができる。

本実施の形態の面光源装置２０では、側壁２３の光反射率は、光反射層３６の光反射率よりも小さい。

このような面光源装置２０によれば、光反射層３６による光反射機能を適切に発揮させながらも、光源２２から出射して側壁２３（壁部２４）に入射し、側壁２３で拡散される光の量を増大させることができる。

本実施の形態の面光源装置２０では、側壁２３の光透過率は１．５％以上である。

このような面光源装置２０によれば、光源２２から出射して側壁２３に入射し、側壁２３で拡散された光の、側壁２３からの出光量を効果的に増大させることができる。

本実施の形態の面光源装置２０では、側壁２３は、調整板４０と対面する第１面２３ａを有し、光源２２から出射して側壁２３内で進路を変更された光の少なくとも一部は、第１面２３ａを介して側壁２３から出射する。

このような面光源装置２０によれば、面光源装置２０における側壁２３の直上部分が、内側領域Ａｃの直上部分に対して暗く視認され、これにより観察者５に側壁２３の存在が認識されることを抑制することができる。

本実施の形態の面光源装置２０は、複数の光源２２を備えるとともに、調整板４０の光源２２と反対側に配置された拡散板２６をさらに備え、複数の光源２２のうちの１つの光源２２のみを点灯させた際に、調整板４０の法線方向からの観察において、当該１つの光源２２上を通過して区画領域Ａａの最小幅Ｗ_ｍｉｎに沿った拡散板２６上での各位置での正面方向輝度分布における、側壁２３の内側の領域での最小輝度値Ｂ_２は、当該正面方向輝度分布における内側の領域での最大輝度値Ｂ_１の８５％以上である。

このような面光源装置２０によれば、内側領域Ａｃにおける輝度の均一化が図られる。

本実施の形態の面光源装置２０では、複数の光源２２を備え、複数の光源２２のうちの１つの光源２２のみを点灯させた際に、調整板４０の法線方向からの観察において、当該１つの光源２２上を通過して区画領域Ａａの最小幅Ｗ_ｍｉｎに沿った拡散板２６上での各位置での正面方向輝度分布における、最大輝度値Ｂ_１の５０％の輝度値Ｂ_３を有する点Ｐの、最小幅Ｗ_ｍｉｎの方向に沿った側壁２３の中心からの距離Ｄは、最小幅Ｗ_ｍｉｎの５０％以下である。

このような面光源装置２０によれば、１つの壁部２４を共有して隣り合う２つの区画領域Ａａにおける光源２２がいずれも点灯した場合に、調整板４０の法線方向からの観察において、当該２つの区画領域Ａａのそれぞれから壁部２４へ入射して重畳されて壁部２４から観察者５側へ向けて出射する光の輝度値と、内側領域Ａｃにおける最大輝度値Ｂ_１との差を小さくすることができる。これにより、面光源装置２０における側壁２３（壁部２４）の直上部分が、内側領域Ａｃの直上部分に対して明るく又は暗く視認され、これにより観察者５に側壁２３の存在が認識されることを効果的に抑制することができる。

１０ 表示装置
１５ 表示パネル
２０ 面光源装置
２２ 光源
２３ 側壁
２３ａ 第１面
２４ 壁部
２６ 拡散板
２７ 第１光学シート
２８ 第２光学シート
３０ ベース積層体
３１ 基材
３２ 接合層
３３ 基板
３４ 配線層
３５ レジスト層
３６ 光反射層
３７ 導電接続層
４０ 調整板
４１ 基材
４５ 光透過孔
４７ 周囲光透過孔
Ａａ 区画領域
Ａｂ 要素領域
Ａｃ 内側領域

Claims (8)

1. 光源と、
   前記光源と対向して配置され前記光源から出射した光の輝度分布を調整する調整板と、
   前記調整板と対向して配置された光反射層と、
   前記調整板と前記光反射層との間に延びる側壁と、を備え、
   前記調整板は、前記光源に対応する区画領域を有し、
   前記側壁は、前記調整板に、前記区画領域の輪郭に沿って接触している、面光源装置。
2. 前記光反射層と、前記側壁とは、互いに異なる材料で形成されている、請求項１に記載の面光源装置。
3. 前記側壁の光反射率は、前記光反射層の光反射率よりも小さい、請求項１又は２に記載の面光源装置。
4. 前記側壁の光透過率は１．５％以上である、請求項１〜３のいずれかに記載の面光源装置。
5. 前記側壁は、前記調整板と対面する第１面を有し、
   前記光源から出射して前記側壁内で進路を変更された光の少なくとも一部は、前記第１面を介して前記側壁から出射する、請求項１〜４のいずれかに記載の面光源装置。
6. 複数の前記光源を備えるとともに、前記調整板の前記光源と反対側に配置された拡散板をさらに備え、
   複数の前記光源のうちの１つの光源のみを点灯させた際に、前記調整板の法線方向からの観察において、前記１つの光源上を通過して前記区画領域の最小幅に沿った前記拡散板上での各位置での正面方向輝度分布における、前記側壁の内側の領域での最小輝度値は、当該正面方向輝度分布における前記内側の領域での最大輝度値の８５％以上である、請求項１〜５のいずれかに記載の面光源装置。
7. 複数の前記光源を備え、
   複数の前記光源のうちの１つの光源のみを点灯させた際に、前記調整板の法線方向からの観察において、前記１つの光源上を通過して前記区画領域の最小幅に沿った前記拡散板上での各位置での正面方向輝度分布における、最大輝度値の５０％の輝度値を有する点の、前記最小幅の方向に沿った前記側壁の中心からの距離は、前記最小幅の５０％以下である、請求項１〜６のいずれかに記載の面光源装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の面光源装置と、前記面光源装置の前記調整板と対向して配置された表示パネルと、を有する、表示装置。

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