JP2023003825A - Surface light source device and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、面光源装置および表示装置に関する。 The present disclosure relates to surface light source devices and display devices.
面光源装置は、面状に光を発光する装置として知られている。特許文献1に開示されているように、面光源装置は、液晶表示装置のバックライトとして用いられ得る。特許文献1は、光源が光学部材に対面した直下型の面光源装置を開示している。直下型の面光源装置では、光源の配置に起因した明るさのむらが生じてしまう。そして、この明るさの不均一性は、面光源装置を薄型化するとより顕著となる。 A surface light source device is known as a device that emits light in a planar manner. As disclosed in Patent Document 1, a surface light source device can be used as a backlight for a liquid crystal display device. Patent Literature 1 discloses a direct type surface light source device in which a light source faces an optical member. In the direct type surface light source device, brightness unevenness occurs due to the arrangement of the light sources. This non-uniformity in brightness becomes more conspicuous when the thickness of the surface light source device is reduced.
従来技術では、面光源装置の薄型化を図りながら明るさの面内分布を均一化することが十分に達成できていない。本発明は、このような点を考慮してなされたものである。本発明は、面光源装置の薄型化を図りながら明るさの面内分布を十分に均一化することを目的とする。 In the prior art, it has not been possible to sufficiently achieve a uniform in-plane distribution of brightness while reducing the thickness of the surface light source device. The present invention has been made in consideration of such points. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to sufficiently homogenize the in-plane distribution of brightness while reducing the thickness of a surface light source device.
本開示の一実施の形態による面光源装置は、
波長選択反射層と、
前記波長選択反射層に対面する光源と、前記光源を支持する支持基板と、を含む光源基板と、
前記波長選択反射層と前記光源基板との間に位置する波長変換剤と、を備え、
前記光源基板は、波長選択反射層と対面する反射層を含み、
前記波長変換剤は、前記光源からの一次光を吸収し、前記一次光の波長と異なる波長の二次光を放出し、
前記波長選択反射層での前記二次光の反射率は、前記波長選択反射層での前記一次光の反射率より小さい。
A surface light source device according to an embodiment of the present disclosure includes
a wavelength selective reflection layer;
a light source substrate including a light source facing the wavelength selective reflection layer and a support substrate supporting the light source;
a wavelength conversion agent located between the wavelength selective reflection layer and the light source substrate;
The light source substrate includes a reflective layer facing the wavelength selective reflective layer,
the wavelength conversion agent absorbs primary light from the light source and emits secondary light having a wavelength different from that of the primary light;
The reflectance of the secondary light in the wavelength selective reflection layer is smaller than the reflectance of the primary light in the wavelength selective reflection layer.
本開示の一実施の形態による面光源装置において、前記波長選択反射層での前記二次光の反射率は50%以下でもよい。 In the surface light source device according to one embodiment of the present disclosure, the reflectance of the secondary light in the wavelength selective reflection layer may be 50% or less.
本開示の一実施の形態による面光源装置において、前記波長選択反射層での前記一次光の反射率は90%以上でもよい。 In the surface light source device according to an embodiment of the present disclosure, the wavelength selective reflection layer may have a reflectance of 90% or more for the primary light.
本開示の一実施の形態による面光源装置において、
前記波長選択反射層の一定面積を有した区域と、前記波長選択反射層および前記光源基板が対面する方向に重なる、前記波長選択反射層および前記光源基板の間の領域を、基準体積領域として、
一つの基準体積領域に含まれる前記波長変換剤の体積は、前記一つの基準体積領域と前記一つの基準体積領域に最も近い一つの光源との間に位置する他の一つの基準体積領域に含まれる前記波長変換剤の体積よりも大きくてもよい。
In the surface light source device according to one embodiment of the present disclosure,
A region having a certain area of the wavelength selective reflection layer and a region between the wavelength selective reflection layer and the light source substrate overlapping in a direction in which the wavelength selective reflection layer and the light source substrate face each other is defined as a reference volume region,
The volume of the wavelength converting agent included in one reference volume region is included in another reference volume region located between the one reference volume region and the one light source closest to the one reference volume region. It may be larger than the volume of said wavelength converting agent contained.
本開示の一実施の形態による面光源装置において、任意の一つの基準体積領域に含まれる前記波長変換剤の体積は、前記一つの基準体積領域と前記一つの光源との間に位置する任意の他の一つの基準体積領域に含まれる前記波長変換剤の体積以上でもよい。 In the surface light source device according to one embodiment of the present disclosure, the volume of the wavelength conversion agent contained in any one reference volume region is any one located between the one reference volume region and the one light source. It may be equal to or larger than the volume of the wavelength conversion agent contained in another reference volume region.
本開示の一実施の形態による面光源装置において、
前記波長変換剤を含む変換剤含有部が、前記波長選択反射層及び前記光源基板の間に設けられてもよく、
前記変換剤含有部の厚み、前記変換剤含有部が配置されている面積の割合、および前記変換剤含有部に含まれる前記波長変換剤の含有割合の一以上が、前記光源からの距離に応じて変化してもよい。
In the surface light source device according to one embodiment of the present disclosure,
A conversion agent-containing portion containing the wavelength conversion agent may be provided between the wavelength selective reflection layer and the light source substrate,
One or more of the thickness of the conversion agent-containing portion, the ratio of the area where the conversion agent-containing portion is arranged, and the content ratio of the wavelength conversion agent contained in the conversion agent-containing portion depend on the distance from the light source. may vary.
本開示の一実施の形態による面光源装置において、前記波長変換剤を含む変換剤含有部が、前記波長選択反射層及び前記光源基板の間に設けられてもいよい。 In the surface light source device according to an embodiment of the present disclosure, a conversion agent containing portion containing the wavelength conversion agent may be provided between the wavelength selective reflection layer and the light source substrate.
前記変換剤含有部は、前記波長選択反射層及び前記反射層の少なくとも一方上に設けられている。 The converting agent-containing portion is provided on at least one of the wavelength selective reflective layer and the reflective layer.
本開示の一実施の形態による面光源装置において、前記変換剤含有部は、前記波長選択反射層及び前記反射層の両方から離れて設けられていてもよい。 In the surface light source device according to one embodiment of the present disclosure, the conversion agent-containing portion may be provided away from both the wavelength selective reflection layer and the reflection layer.
本開示の一実施の形態による面光源装置において、前記変換剤含有部の厚み、前記変換剤含有部が配置されている面積の割合、および前記変換剤含有部に含まれる前記波長変換剤の含有割合の一以上が、前記光源からの距離に応じて変化してもよい。 In the surface light source device according to an embodiment of the present disclosure, the thickness of the conversion agent-containing portion, the ratio of the area where the conversion agent-containing portion is arranged, and the content of the wavelength conversion agent contained in the conversion agent-containing portion One or more of the percentages may vary with distance from the light source.
本開示の一実施の形態による面光源装置において、
前記波長変換剤を含む変換剤含有部が、前記波長選択反射層及び前記光源基板の間に設けられ、
前記変換剤含有部は、前記波長選択反射層および前記光源基板の間隔を一定に維持する中間層の一部または全部を構成してもよい。
In the surface light source device according to one embodiment of the present disclosure,
A conversion agent-containing portion containing the wavelength conversion agent is provided between the wavelength selective reflection layer and the light source substrate,
The conversion agent-containing portion may constitute part or all of an intermediate layer that maintains a constant distance between the wavelength selective reflection layer and the light source substrate.
本開示の一実施の形態による面光源装置において、前記中間層は、前記波長変換剤を含む第1部分と、前記第1部分より低い含有割合で前記前記波長変換剤を含んだ又は記前波長変換剤を含まない第2部分と、を含んでもよい。 In the surface light source device according to one embodiment of the present disclosure, the intermediate layer includes a first portion containing the wavelength conversion agent, and a content ratio of the wavelength conversion agent lower than that of the first portion, or the wavelength and a second portion that does not contain a converting agent.
本開示の一実施の形態による面光源装置において、前記中間層は光拡散成分を含んでもよい。 In the surface light source device according to one embodiment of the present disclosure, the intermediate layer may contain a light diffusing component.
本開示の一実施の形態による面光源装置において、
前記第2部分は光拡散成分を含み、
前記第2部分は少なくとも部分的に前記第1部分および前記波長選択反射層の間に位置してもよい。
In the surface light source device according to one embodiment of the present disclosure,
the second portion includes a light diffusing component;
The second portion may be located at least partially between the first portion and the wavelength selective reflective layer.
本開示の一実施の形態による面光源装置において、前記中間層は、前記波長選択反射層および前記光源基板の少なくとも一方と接合してもよい。 In the surface light source device according to one embodiment of the present disclosure, the intermediate layer may be bonded to at least one of the wavelength selective reflection layer and the light source substrate.
本開示の一実施の形態による面光源装置において、前記中間層は、前記光源の前記一次光が放出される部分と接触してもよい。 In the surface light source device according to one embodiment of the present disclosure, the intermediate layer may contact a portion of the light source from which the primary light is emitted.
本開示の一実施の形態による面光源装置において、前記光源は、380nm未満の波長の光を放出してもよい。 In the surface light source device according to one embodiment of the present disclosure, the light source may emit light with a wavelength of less than 380 nm.
本開示の一実施の形態による面光源装置において、前記二次光の最短波長は、前記一次光の波長の1.31倍以上でもよい。 In the surface light source device according to one embodiment of the present disclosure, the shortest wavelength of the secondary light may be 1.31 times or more the wavelength of the primary light.
本開示の一実施の形態による面光源装置は、
前記波長選択反射層に対面する入光側面と、前記入光側面に対向する凹凸面としての出光側面、を有した光学シートを更に備えてもよく、
前記波長選択反射層は、前記光学シートと前記光源基板との間に位置してもよい。
A surface light source device according to an embodiment of the present disclosure includes
an optical sheet having a light-entering side surface facing the wavelength-selective reflecting layer and a light-emitting side surface as an uneven surface facing the light-entering side surface;
The wavelength selective reflection layer may be positioned between the optical sheet and the light source substrate.
本開示の一実施の形態による表示装置は、
本開示の一実施の形態による面光源装置のいずれかと、
前記面光源装置と重ねられた表示パネルと、を備える。
A display device according to an embodiment of the present disclosure includes:
any of the surface light source devices according to an embodiment of the present disclosure;
A display panel overlaid on the surface light source device.
本発明によれば、明るさの面内分布を十分に均一化しながら、面光源装置の薄型化を図ることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to reduce the thickness of a surface light source device while making the in-plane distribution of brightness sufficiently uniform.
以下、図面を参照して本開示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、適宜縮尺およ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。また、一部の図において示された構成等が、他の図において省略されていることもある。 An embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. In the drawings attached to this specification, for the convenience of illustration and ease of understanding, the scale and the ratio of vertical and horizontal dimensions are changed and exaggerated from those of the real thing. In addition, configurations and the like shown in some drawings may be omitted in other drawings.
本明細書において、形状や幾何学的条件なら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、厳密な意味に限定されることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈する。 In this specification, terms that specify shapes and geometric conditions and their degrees, such as "parallel", "perpendicular", "identical", length and angle values, etc., are limited to strict meanings. It is interpreted to include the extent to which similar functions can be expected without being
本明細書において、「シート」、「フィルム」及び「板」等の用語は、呼称の違いのみに基づいて互いから区別されない。例えば「光学シート」は、光学フィルム又は光学板と呼ばれる部材等と呼称の違いのみにおいて区別され得ない。 In this specification, terms such as "sheet", "film" and "plate" are not distinguished from each other based solely on a difference in designation. For example, an "optical sheet" cannot be distinguished from a member called an optical film or an optical plate only by the difference in name.
また、本明細書において、シート状(シート状、板状)の部材の法線方向とは、対象となるシート状(フィルム状、板状)の部材のシート面への法線方向のことを指す。また、「シート面(フィルム面、板面)」とは、対象となるシート状(フィルム状、板状)の部材を全体的且つ大局的に見た場合において対象となるシート状部材(フィルム状部材、板状部材)の平面方向と一致する面のことを指す。 Further, in this specification, the normal direction of a sheet-like (sheet-like, plate-like) member refers to the normal direction to the sheet surface of the target sheet-like (film-like, plate-like) member. Point. In addition, the "sheet surface (film surface, plate surface)" refers to the sheet-like member (film-like) that is the target when the target sheet-like (film-like, plate-like) member is viewed as a whole and from a broad perspective. member, plate-shaped member).
方向の関係を図面間で明確にするため、いくつかの図面には、共通する符号を付した矢印により第1方向D1、第2方向D2及び第3方向D3を共通する方向として示している。矢印の先端側が、各方向の一側となる。図面の紙面に垂直な方向に沿って紙面の奥に向かう矢印を、例えば図2に示すように、円の中に×を設けた記号により示した。図面の紙面に垂直な方向に沿って紙面から手前に向かう矢印を、例えば図3に示すように、円の中に点を設けた記号により示した。 In order to clarify the directional relationships among the drawings, some drawings show the first direction D1, the second direction D2 and the third direction D3 as common directions by the arrows with the same reference numerals. The tip side of the arrow is one side in each direction. An arrow pointing inward in the drawing along a direction perpendicular to the drawing is indicated by a circle with an x in it, as shown in FIG. 2, for example. An arrow pointing forward from the plane of the drawing along a direction perpendicular to the plane of the drawing is indicated by a dot in a circle, as shown in FIG. 3, for example.
図1~図18は、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、面光源装置20の一適用例としての表示装置10を概略的に示す斜視図である。表示装置10は、例えば動画、静止画、文字情報、或いはこれらの組み合わせで構成された映像を表示してもよい。表示装置10は、室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、様々の用途に使用してもよい。表示装置10は、例えば車載用の液晶表示装置として用いてもよい。図1に示された表示装置10は、発光面20aを有する面光源装置20と、発光面20aに対面する表示パネル15と、を有している。
1 to 18 are diagrams for explaining an embodiment. Among them, FIG. 1 is a perspective view schematically showing a
図2は、面光源装置20を示す縦断面図である。面光源装置20は、主要な構成要素として、光源基板22、光学部材30及び波長変換剤38を有している。光源基板22は光源23を含んでいる。光学部材30は波長選択反射層40を含んでいる。光源基板22及び光学部材30は、第3方向D3に対面している。波長変換剤38は、第3方向D3において、光源基板22及び波長選択反射層40の間に位置している。光源基板22、光学部材30、及び波長選択反射層40はシート状である。光源基板22、光学部材30、及び波長選択反射層40は、第1方向D1及び第2方向D2に広がっている。第1方向D1、第2方向D2及び第3方向D3は互いに直交している。面光源装置20及び表示パネル15は、第3方向D3に重ねられている。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the surface
図示された例において、光学部材30は複数のシート状の部材を含んでいる。図示された光学部材30は、第3方向D3に波長選択反射層40と重ねられた光学シート50及び反射型偏光板60を有している。図示された例では、反射型偏光板60が発光面20aを形成している。
In the illustrated example, the
本実施の形態で説明する面光源装置20には、面光源装置20の薄型化を図りながら明るさの面内分布を十分に均一化するための工夫が成されている。より詳しくは、光源23の存在に起因した明るさのむらを解消する工夫がなされている。この結果、面光源装置20の発光面20a上の各位置での照度、或いは、発光面20aの近傍に位置する発光面20aと平行な仮想の受光面上の各位置での照度を均一化する。なお、以下の説明で用いる「発光面20aの照度」とは、「発光面20a上での照度」または「発光面20aの近傍に位置する発光面20aと平行な仮想の受光面上での照度」を意味するものとする。
The surface
以下、一実施の形態における表示装置10及び面光源装置20について、図示された具体例を参照しながら、説明していく。
Hereinafter, the
まず、表示装置10の表示パネル15ついて説明する。表示パネル15は、映像が表示される表示面15aを有している。表示面15aは、第3方向D3における面光源装置20とは反対側、すなわち観察者側を向いている。図示された例において、表示パネル15は、第3方向D3からの観察において、矩形形状である。
First, the
図示された例において、第3方向D3は、表示面15aの法線方向、発光面20aの法線方向、光源基板22の法線方向、波長選択反射層40の法線方向、光学シート50の法線方向、及び反射型偏光板60の法線方向と平行である。第3方向D3は正面方向ともいう。
In the illustrated example, the third direction D3 is the normal direction of the
表示パネル15は、例えば透過型の液晶表示パネルとして構成されている。この表示パネル15は、表示パネル15の透過率を画素毎に調節することによって、表示面15aに映像を形成する。表示パネル15は、液晶材料を有する液晶層を含んでいる。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。
The
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てもよい。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、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。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いる。電界が印加されることによって、液晶の配向は変化する。一例として、特定方向の偏光成分は、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°回転させる。特定方向の偏光成分は、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、液晶セルの両側に配置された一対の偏光板の透過および遮光を制御できる。
As an example of such a
次に、面光源装置20について説明する。面光源装置20は、面状の光を出射する発光面20aを有している。面光源装置20は、光源23を有する光源基板22と、第3方向D3に光源基板22と重ねられた光学部材30と、を含んでいる。光源基板22の光源23は、第3方向D3への投影において、発光面20aと重なる領域内に設けられている。面光源装置20は、いわゆる直下型のバックライトとして構成されている。
Next, the surface
光源基板22は、光源23及び支持基板25を含んでいる。図示された例において、光源基板22は、第3方向D3からの観察において矩形形状を有している。
The
光源23は、光を射出する発光素子を有する。発光素子として、LEDと表記される発光ダイオードを用いてもよい。発光ダイオードの寸法は特に限定されない。光源23の像を目立たなくさせる観点から、小型の発光ダイオード、例えばミニLEDやマイクロLEDを用いてもよい。具体的には、図3に示された第3方向D3からの観察において四角形形状を有する光源23の一辺の長さWL1,WL2を、0.5mm以下としてもよく、0.2mm以下としてもよい。
The
光源23の発光波長は、面光源装置20の用途に応じて適宜選択され得る。光源23で発光された光は、一次光として波長変換剤38に吸収される。したがって、光源23の発光波長は、波長変換剤38の光学特性に応じて適宜選択され得る。図示された例において、光源23は不可視光を発光してもよい。不可視光とは、可視光以外の光である。可視光は、380nm以上780nm以下の波長を有する光である。光源23は紫外線を発光してもよい。光源23からの光の波長は、380nm未満としてもよく、360nm以下としてもよく、350nm以下としてもよく、340nm以下としてもよい。
The emission wavelength of the
光源23は、一例として、発光素子のみによって構成されてもよい。他の例として、光源23は、発光素子に加え、発光素子からの配光を調節するカバーやレンズ等の光学要素を含んでもよい。
As an example, the
光源23の配光特性は、特に限定されない。光源23の配光特性として、典型的にはランバーシアン配光を採用することができる。その一方で、第3方向D3に光軸が沿っている光源23の発光光度分布において、第3方向D3以外の方向にピーク光度が得られるようにしてもよい。例えば、特許文献1(JP6299811B)に開示されたバッドウイング配光を、光源23の配光特性として用いてもよい。
Light distribution characteristics of the
図示された面光源装置20のように、光源基板22は複数の光源23を含んでもよい。光源23の数量は、面光源装置20の用途や発光面20aの面積等に応じて適宜選択される。光源23の配置に起因した明るさのむらを解消する観点から、面光源装置20に含まれる複数の光源23は、第3方向D3に垂直な面上において、規則的に配置されてもよい。光源23の規則的な配置の一例として、ハニカム配列や正方配列を採用してもよい。ハニカム配列において、互いに60°傾斜する三つの方向のそれぞれに一定のピッチで光源23が配置され得る。正方配列において、互いに直交する二つの方向のそれぞれに一定のピッチで光源23が配置され得る。
Like the illustrated surface
図3に示された例において、複数の光源23は、互いに直交する第1方向D1及び第2方向D2のそれぞれに一定のピッチで配置されている。図示された例において、第1方向D1への配置ピッチPL1及び第2方向D2への光源23の配置ピッチPL2は同一となっている。図2に示された例において、配置ピッチPL1及び配置ピッチPL2が異なっていてもよい。図示された例において、第1方向D1及び第2方向D2は、それぞれ、矩形状をなす面光源装置20及び光学部材30の側縁とそれぞれ平行になっている。配置ピッチPL1及び配置ピッチPL2は、それぞれ、0.2mm以上10mm以下としてもよい。
In the example shown in FIG. 3, the plurality of
次に、複数の光源23とともに光源基板22を構成する支持基板25について説明する。支持基板25は、第3方向D3における光学部材30とは反対側から複数の光源23を支持している。支持基板25はシート状である。支持基板25は、光源23に電力を供給する回路を含んでいる。支持基板25は、光を反射して光学部材30へ向ける光反射性を有している。
Next, the
図4に示された支持基板25は、シート状の基板本体26と、基板本体26上に設けられた反射層27及び配線29と、を有している。基板本体26は、第3方向D3に垂直な方向に広がっている。基板本体26は絶縁性を有していてもよい。基板本体26は、拡樹脂フィルム、たとえはポリエチレンテレフタレート製フィルムであってもよい。配線29は、光源23と電気的に接続している。配線29は、はんだ等を介して、光源23の図示しない端子と電気的に接続している。基板本体26及び反射層27が絶縁性を有している場合、図4に示すように、配線29は、基板本体26及び反射層27の間に位置していてもよい。
The
反射層27は、第3方向D3における波長選択反射層40の側から基板本体26に積層されている。反射層27は、基板本体26上における光源23が配置されていない領域を覆っている。反射層27は、光源23で発光される特定波長の光に対して又は面光源装置20での発光に用いられる光に対して、反射性を有する。反射層27での反射性は、鏡面反射とも呼ばれる正反射であってもよく、拡散反射であってもよく、さらに異方性拡散反射であってもよい。二酸化ケイ素等の白色粒子を含有した白色反射層によって反射層27を構成することによって、反射層27に拡散反射性を付与することができる。面光源装置20の他の構成との組合せにおいて発光面20aの照度の面内分布を均一化させる観点から、反射層27の反射面での光沢度を70以上とすることが好ましい。ここで光沢度とは、JISZ8741に準拠して入射角度を20°として日本電色工業製の(光沢計VG7000)を用いて測定された値である。反射層27は、基板本体26上に積層された金属層であってもよいし、反射型の回折光学素子であってもよい。
The
波長変換剤38は、一次光LAを吸収し、一次光LAの波長とは異なる波長を有した二次光LBを放出する。光源23は、少なくとも一次光LAを発光する。後述する波長選択反射層40での一次光LAの反射率は、波長選択反射層40での二次光LBの反射率よりも高い。波長変換剤38として、量子ドットや蛍光体を用いてもよい。
The wavelength converting agent 38 absorbs the primary light LA and emits secondary light LB having a wavelength different from the wavelength of the primary light LA. The
量子ドット(Quantum dot)は、半導体のナノメートルサイズの微粒子である。量子ドットは、1種の半導体化合物から構成されてもよい。量子ドットは、2種以上の半導体化合物から構成されてもよい。量子ドットは、例えば、半導体化合物からなるコアと、該コアと異なる半導体化合物からなるシェルとを有するコアシェル型構造を有してもよい。 Quantum dots are nanometer-sized particles of semiconductors. Quantum dots may be composed of one semiconductor compound. Quantum dots may be composed of two or more semiconductor compounds. A quantum dot may have, for example, a core-shell structure having a core made of a semiconductor compound and a shell made of a semiconductor compound different from the core.
量子ドットのコアの材料として、MgS、MgSe、MgTe、CaS、CaSe、CaTe、SrS、SrSe、SrTe、BaS、BaSe、BaTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe及びHgTeのようなII-VI族半導体化合物が例示される。量子ドットのコアの材料として、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaAs、GaP、GaN、GaSb、InN、InAs、InP、InSb、TiN、TiP、TiAs及びTiSbのようなIII-V族半導体化合物も例示される。量子ドットのコアの材料として、Si、Ge及びPbのようなIV族半導体等の半導体化合物又は半導体を含有する半導体結晶も例示される。 MgS, MgSe, MgTe, CaS, CaSe, CaTe, SrS, SrSe, SrTe, BaS, BaSe, BaTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe and HgTe as materials for the core of quantum dots II-VI group semiconductor compounds such as: Quantum dot core materials also include III-V semiconductor compounds such as AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaAs, GaP, GaN, GaSb, InN, InAs, InP, InSb, TiN, TiP, TiAs and TiSb. be done. Examples of quantum dot core materials include semiconductor crystals containing semiconductor compounds or semiconductors such as group IV semiconductors such as Si, Ge and Pb.
コアシェル型の量子ドットを用いる場合、シェルを構成する半導体として、コアを形成する半導体化合物よりもバンドギャップの高い材料を用いてもよい。この場合、励起子がコアに閉じ込められ、量子ドットの発光効率を向上できる。このようなバンドギャップの大小関係を有するコアシェル構造(コア/シェル)として、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe、CdSe/CdS、CdTe/CdS、InP/ZnS、Gap/ZnS、Si/ZnS、InN/GaN、InP/CdSSe、InP/ZnSeTe、InGaP/ZnSe、InGaP/ZnS、Si/AlP、InP/ZnSTe、InGaP/ZnSTe、InGaP/ZnSSe等が例示される。 When core-shell quantum dots are used, a material having a higher bandgap than the semiconductor compound forming the core may be used as the semiconductor forming the shell. In this case, the excitons are confined in the core, and the luminous efficiency of the quantum dots can be improved. As core-shell structures (core/shell) having such a bandgap magnitude relationship, CdSe/ZnS, CdSe/ZnSe, CdSe/CdS, CdTe/CdS, InP/ZnS, Gap/ZnS, Si/ZnS, InN/GaN , InP/CdSSe, InP/ZnSeTe, InGaP/ZnSe, InGaP/ZnS, Si/AlP, InP/ZnSTe, InGaP/ZnSTe, InGaP/ZnSSe, and the like.
量子ドットの大きさは、所望する二次光LBの波長を考慮して調節される。量子ドットは粒子径が小さくなるにつれて、エネルギーバンドギャップが大きくなる。結晶サイズが小さくなるにつれて、量子ドットの発光は青色側へ、つまり、高エネルギー側へとシフトする。量子ドットの大きさを変化させることにより、二次光LBの波長を調節できる。量子ドットの平均粒子径は、20nm以下としてもよく、0.5nm以上20nm以下としてもよく、1nm以上10nm以下としてもよい。量子ドットの形状、分散状態等は、透過型電子顕微鏡(TEM)により特定される。量子ドットの結晶構造、粒子径は、X線結晶回折(XRD)により特定される。 The size of the quantum dots is adjusted in consideration of the desired wavelength of the secondary light LB. Quantum dots have a larger energy bandgap as the particle size decreases. As the crystal size decreases, the quantum dot emission shifts to the blue side, ie, to the higher energy side. By changing the size of the quantum dots, the wavelength of the secondary light LB can be adjusted. The average particle size of the quantum dots may be 20 nm or less, 0.5 nm or more and 20 nm or less, or 1 nm or more and 10 nm or less. The shape, dispersion state, etc. of the quantum dots are specified by a transmission electron microscope (TEM). The crystal structure and particle size of quantum dots are specified by X-ray crystal diffraction (XRD).
面光源装置20は、波長変換剤38として、放出波長の異なる複数の量子ドットを含んでもよい。各量子ドットの含有量を調節することによって、面光源装置20から出射する光の色を調節することができる。図5に示された例において、波長変換剤38は、第1波長変換剤38A、第2波長変換剤38B、及び第3波長変換剤38Cを含んでいる。第1波長変換剤38A、第2波長変換剤38B、及び第3波長変換剤38Cは、互いに異なる大きさを有している。第1波長変換剤38A、第2波長変換剤38B、及び第3波長変換剤38Cは、互いに異なる波長の光を放出する。
The surface
第1波長変換剤38Aは、光源23からの一次光LAを吸収して、430nm以上500nm以下の波長を有した青色の光を放出してもよい。第2波長変換剤38Bは、光源23からの一次光LAを吸収して、500nm以上600nm以下の波長を有した緑色の光を放出してもよい。第3波長変換剤38Cは、光源23からの一次光LAを吸収して、600nm以上750nm以下の波長を有した赤色の光を放出してもよい。この例によれば、第1波長変換剤38A、第2波長変換剤38B、及び第3波長変換剤38Cの含有量を調節することによって、面光源装置20が白色光を放出できる。
The first wavelength conversion agent 38A may absorb the primary light LA from the
波長変換剤38は変換剤含有部35に含まれた状態で、面光源装置20に設置されてもよい。図5に示された変換剤含有部35は、波長変換剤38と、波長変換剤38を保持する母材部36と、を有している。変換剤含有部35によれば、面光源装置20の所定の位置に、波長変換剤38を安定して保持できる。波長変換剤38が母材部36によって囲まれることによって、波長変換剤38の劣化を防止し得る。母材部36として、樹脂を用いてもよい。母材部36を構成する樹脂として、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂組成物の硬化物、電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化物が例示される。変換剤含有部35は、種々の構成を有し得る。
The wavelength conversion agent 38 may be installed in the surface
一例として、図2に示された変換剤含有部35は、第3方向D3において支持基板25及び波長選択反射層40の間に位置している。図2に示された変換剤含有部35はシート状である。図2に示された変換剤含有部35は第1方向D1及び第2方向D2の両方に広がっている。図2に示された例において、変換剤含有部35は、波長選択反射層40及び支持基板25から離れている。図2に示された変換剤含有部35は、例えば、波長変換剤38を含む流動性を有した樹脂組成物を塗布して塗膜を形成し、塗膜を乾燥させることによって作製され得る。
As an example, the conversion agent-containing
図6A及び図6Bに示された変換剤含有部35は、第3方向D3において支持基板25及び波長選択反射層40の間に位置している。図6A及び図6Bに示された変換剤含有部35はシート状である。図6A及び図6Bに示された変換剤含有部35は第1方向D1及び第2方向D2の両方に広がっている。図6Aに示された例において、変換剤含有部35は、波長選択反射層40に接触している。図6Aに示された変換剤含有部35は、波長選択反射層40に接合していてもよい。図6Bに示された例において、変換剤含有部35は、支持基板25の反射層27に接触している。図6Bに示された変換剤含有部35は、反射層27に接合していてもよい。波長選択反射層40を他の部材に接合することによって、波長選択反射層40の配置が安定する。図6A及び図6Bに示された例において、変換剤含有部35は、例えば印刷によって、波長選択反射層40上または反射層27上に作製され得る。
The conversion agent-containing
図7A及び図7Bに示された例において、面光源装置20は、波長選択反射層40および支持基板25の第3方向D3の両方に接触した中間層32を有している。中間層32は、波長選択反射層40および支持基板25の両方または一方に接合していてもよい。この例によれば、支持基板25及び波長選択反射層40の相対位置を安定して位置合わせでき、さらに、支持基板25及び波長選択反射層40を適切な相対位置に維持できる。
In the example shown in FIGS. 7A and 7B, the surface
図7Aに示された例において、中間層32は、変換剤含有部35によって構成された単一の層となっている。一方、図7Bに示された例において、中間層32は、第1部分33A及び第2部分33Bを有している。第1部分33A及び第2部分33Bは、第3方向D3に重ねられている。図7Bに示された例において、第1部分33Aが、第3方向D3において二つの第2部分33Bの間に配置されている。図7Bに示された例において、第1部分33Aが変換剤含有部35によって構成されている。図7Bに示された例において、第2部分33Bは、波長変換剤38を含んでいなくてもよい。波長変換剤38を含まない第2部分33Bは、透明な樹脂層として構成されてもよい。第2部分33Bは光拡散成分を含んでもよい。光拡散成分として、金属化合物、気体を含有した多孔質物質、金属化合物を周囲に保持した樹脂ビーズ、白色微粒子、さらには、単なる気泡が例示される。
In the example shown in FIG. 7A, the
本明細書で用いる「透明」とは、可視光透過率が、50%以上であることを意味し、好ましくは80%以上である。可視光透過率は、分光光度計((株)島津製作所製「UV-3100PC」、JIS K 0115準拠品)を用いて測定波長380nm以上780nm以下の範囲内で1nm毎に入射角0°で測定したときの、各波長における全光線透過率の平均値として特定される。 As used herein, "transparent" means that the visible light transmittance is 50% or more, preferably 80% or more. Visible light transmittance is measured using a spectrophotometer (manufactured by Shimadzu Corporation "UV-3100PC", JIS K 0115 compliant product) at a wavelength of 380 nm or more and 780 nm or less at an incident angle of 0 ° for every 1 nm. It is specified as the average value of the total light transmittance at each wavelength when
図7Bに示された例において、第2部分33Bは、第1部分33Aと異なる含有割合で波長変換剤38を含んでいてもよい。第2部分33Bは、第1部分33Aと異なる大きさの波長変換剤38を含んでいてもよい。第1部分33Aは、波長選択反射層40に隣接して配置されてもよい。第1部分33Aは、反射層27に隣接して設けられてもよい。
In the example shown in FIG. 7B, the
詳しくは後述するように、本実施の形態では、波長選択反射層40との組合せにおいて多量の波長変換剤38が存在する領域の近傍において発光面20aの照度が高くなる。少量の波長変換剤38のみが存在する領域や波長変換剤38が存在しない領域の近傍において発光面20aの照度が低くなる。一方、直下型の面光源装置20の一般的な傾向として、光源23の直上において発光面20aの照度が高くなり、隣り合う二つの光源23の中間上において発光面20aの照度が低くなる。このような傾向を考慮して、発光面20aの照度分布を均一化するため、波長変換剤38の配置を調節してもよい。波長変換剤38の配置に分布を設けた例を、図8~図11Bに示された具体例を参照して説明する。
As described later in detail, in the present embodiment, in combination with the wavelength
図8は、支持基板25及び光学部材30の一部分を示している。図8に示された一部分は、或る一つの光源23に最も近くなる部分である。この一部分内において、或る領域に含まれる波長変換剤38の体積が、当該領域よりも一つの光源23に近い別の領域に含まれる波長変換剤38の体積よりも大きくてもよい。波長選択反射層40の一定面積を有した区域35Aと第3方向D3に重なる領域を、基準体積領域35Vと定義する。一つの基準体積領域35Vに含まれる波長変換剤38の体積は、当該一つの基準体積領域35Vと当該一つの基準体積領域35Vに最も近い一つの光源23との間に位置する他の一つの基準体積領域35Vに含まれる波長変換剤38の体積よりも大きくてもよい。
FIG. 8 shows part of the
更に、図8に示された一部分内において、基準体積領域35Vに含まれる波長変換剤38の体積が、一つの光源23から離れるにつれて、大きくなってもよい。任意の一つの基準体積領域35Vに含まれる波長変換剤38の体積は、当該一つの基準体積領域35Vと一つの光源23との間に位置する任意の他の一つの基準体積領域35Vに含まれる波長変換剤38の体積以上でもよい。
Furthermore, within the portion shown in FIG. 8, the volume of wavelength converting agent 38 contained in the
面光源装置20が複数種類の波長変換剤38を含む場合、各種類の波長変換剤38が上記条件を満たすことが好ましい。第1~第3波長変換剤38A~38Cが含まれた図5に示された例において、第1~第3波長変換剤38A~38Cの各々が、上述のように分布してもよい。
When the surface
すなわち、一つの基準体積領域35Vに含まれる第1波長変換剤38Aの体積は、当該一つの基準体積領域35Vと当該一つの基準体積領域35Vに最も近い一つの光源23との間に位置する他の一つの基準体積領域35Vに含まれる第1波長変換剤38Aの体積よりも大きくてもよい。任意の一つの基準体積領域35Vに含まれる第1波長変換剤38Aの体積は、当該一つの基準体積領域35Vと一つの光源23との間に位置する任意の他の一つの基準体積領域35Vに含まれる第1波長変換剤38Aの体積以上でもよい。
That is, the volume of the first wavelength conversion agent 38A contained in one
一つの基準体積領域35Vに含まれる第2波長変換剤38Bの体積は、当該一つの基準体積領域35Vと当該一つの基準体積領域35Vに最も近い一つの光源23との間に位置する他の一つの基準体積領域35Vに含まれる第2波長変換剤38Bの体積よりも大きくてもよい。任意の一つの基準体積領域35Vに含まれる第2波長変換剤38Bの体積は、当該一つの基準体積領域35Vと一つの光源23との間に位置する任意の他の一つの基準体積領域35Vに含まれる第2波長変換剤38Bの体積以上でもよい。
The volume of the second wavelength conversion agent 38B contained in one
一つの基準体積領域35Vに含まれる第3波長変換剤38Cの体積は、当該一つの基準体積領域35Vと当該一つの基準体積領域35Vに最も近い一つの光源23との間に位置する他の一つの基準体積領域35Vに含まれる第3波長変換剤38Cの体積よりも大きくてもよい。任意の一つの基準体積領域35Vに含まれる第3波長変換剤38Cの体積は、当該一つの基準体積領域35Vと一つの光源23との間に位置する任意の他の一つの基準体積領域35Vに含まれる第3波長変換剤38Cの体積以上でもよい。
The volume of the third wavelength conversion agent 38C contained in one
光源23からの距離に応じた基準体積領域35Vに含まれる波長変換剤38の体積の変化は、図8及び図9に示された例のように、段階的に変化してもよい。光源23からの距離に応じた波長変換剤38の量の変化は、詳しくは後述する図10Bに示された例のように、連続的に変化してもよい。
The change in the volume of the wavelength conversion agent 38 contained in the
基準体積領域35Vの特定に用いられる一定面積の区域35Aは、5mm四方の正方形と想定し、当該区域35Aの面積を25mm2としてもよい。波長変換剤38の放出波長が揃っている場合、波長変換剤38の粒径も概ね揃う。この場合、基準体積領域35Vに含まれる波長変換剤38の体積の比較は、基準体積領域35Vに含まれる波長変換剤38の数量を比較することによって確認してもよい。波長変換剤38の数量は、透過型電子顕微鏡により測定できる。
A
基準体積領域35Vに含まれる波長変換剤38の体積の変化は、変換剤含有部35の厚み、変換剤含有部35が配置されている面積の割合、及び変換剤含有部35に含まれる波長変換剤38の含有割合等によって、調節可能である。
The change in the volume of the wavelength conversion agent 38 included in the
変換剤含有部35が配置されている面積の割合とは、変換剤含有部35が設けられている面の一定面積を有した区域における、変換剤含有部35が設けられている面積の割合を意味している。すなわち、一定面積(mm2)に対する変換剤含有部35が設けられている面積(mm2)の割合である。ここで一定面積(mm2)の区域は、5mm四方の正方形と想定し、一定面積を25mm2としてもよい。
The ratio of the area on which the converting agent-containing
含有割合とは、一定体積(mm3)の変換剤含有部35に含まれる波長変換剤38の体積(mm3)の割合(%)である。変換剤含有部35に含まれる波長変換剤38の体積は、一つの波長変換剤38の体積に、透過型電子顕微鏡で計測された数量を掛けることによって得られる。一つの波長変換剤38の体積は、波長変換剤38が球形状を有すると想定し、上述した方法により計測された粒径を用いて特定される。
The content ratio is the ratio (%) of the volume (mm 3 ) of the wavelength conversion agent 38 contained in the conversion agent-containing
図8及び図9に示された例において、面光源装置20は、支持基板25と波長選択反射層40とに接触した中間層32を有している。中間層32は、最も近い光源23からの第3方向D3に直交する方向に沿った距離に応じて、複数の部分に区分けされている。中間層32は、第1部分33A、第2部分33B、第3部分33Cを含んでいる。第1部分33Aが、光源23から最も離れている。第3部分33Cが、光源23に最も近い。図8に示された第3方向D3からの観察において、第3部分33Cが光源23を取り囲んでいる。図8に示された第3方向D3からの観察において、第2部分33Bは第3部分33Cを取り囲んでいる。第2部分33Bは、第3方向D3に直交する方向において第1部分33A及び第3部分33Cの間に位置している。
In the examples shown in FIGS. 8 and 9, the surface
図8及び図9に示された例において、第1部分33Aにおける波長変換剤38の含有割合(%)は、第2部分33Bにおける波長変換剤38の含有割合(%)よりも大きくなっている。第2部分33Bにおける波長変換剤38の含有割合(%)は、第3部分33Cにおける波長変換剤38の含有割合(%)よりも大きくなっている。この例において、第1部分33A及び第2部分33Bは、変換剤含有部35によって構成されている。第3部分33Cは、変換剤含有部35によって構成されてもよいし、波長変換剤38を含まない透明な樹脂によって構成されてもよい。第3部分33Cは光拡散成分を含んでもよい。光拡散成分として、金属化合物、気体を含有した多孔質物質、金属化合物を周囲に保持した樹脂ビーズ、白色微粒子、さらには、単なる気泡が例示される。
In the examples shown in FIGS. 8 and 9, the content (%) of the wavelength conversion agent 38 in the
図10A及び図10Bに示された例において、変換剤含有部35が配置されている面積の割合(%)が、光源23からの距離に応じて変化する。図10A及び図10Bに示された例において、変換剤含有部35の波長変換剤38の含有割合は一定である。図10A及び図10Bに示された各例において、変換剤含有部35の第3方向D3への厚みは一定となっている。図10Aに示された例において、変換剤含有部35は、波長選択反射層40の支持基板25に対面する面に設けられている。すなわち、波長選択反射層40の入光側面40a上に設けられている。入光側面40aの一定面積を有した区域における、変換剤含有部35が設けられている面積の割合が、最も近い光源23から離れるにつれて、増加する。図10Bに示された例において、変換剤含有部35は、支持基板25の反射層27上に設けられている。反射層27の一定面積を有した区域における、変換剤含有部35が設けられている面積の割合が、光源23から離れるにつれて、増加する。図10A及び図10Bに示された例において、変換剤含有部35をドット状としてもよい。ドット状の変換剤含有部35を印刷により、波長選択反射層40上や反射層27上に形成してもよい。変換剤含有部35が配置されている面積の割合(%)の変化は、連続的でもよく、段階的でもよい。
In the example shown in FIGS. 10A and 10B, the ratio (%) of the area where the conversion agent-containing
図11A及び図11Bに示された例において、変換剤含有部35の第3方向D3への厚みT(mm)が、光源23からの距離に応じて変化する。図11A及び図11Bに示された例において、変換剤含有部35の波長変換剤38の含有割合は一定である。図11Aに示された例において、変換剤含有部35は、波長選択反射層40の入光側面40a上に設けられている。この例において、変換剤含有部35は、光源23の直上となる区域及びその周囲となる区域を除く入光側面40aの区域に設けられている。図11Bに示された例において、変換剤含有部35は、反射層27上に設けられている。この例において、変換剤含有部35は、光源23の周囲となる区域を除く反射層27の区域に設けられている。図11A及び図11Bに示された例において、変換剤含有部35の第3方向D3への厚みT(mm)は、最も近い光源23から離れるにつれて、厚くなる。変換剤含有部35の第3方向D3への厚みT(mm)の変化は、図示された例のように連続的でもよく、段階的でもよい。
In the example shown in FIGS. 11A and 11B, the thickness T (mm) of the converting agent-containing
図10A~図11Bに示された例において、支持基板25及び波長選択反射層40に接触する中間層32が設けられてもよい。図12Aは、図11Aの面光源装置20に中間層32を設けた例を示している。図12Bは、図11Bの面光源装置20に中間層32を設けた例を示している。このような変形例において、中間層32が、第1部分33A及び第2部分33Bを含み、第1部分33Aが、図10A~図11Bに示された変換剤含有部35によって構成されてもよい。第2部分33Bは、第1部分33Aよりも低い含有割合で波長変換剤38を含んでもよいし、波長変換剤38を含まなくてもよい。これらの例においても、図10A~図11Bに示された例と同様に、最も近い光源23から離れるにつれて、基準体積領域35V内の波長変換剤38の体積は増大する。
In the example shown in FIGS. 10A-11B, an
図2に示された光学部材30は、第3方向D3における支持基板25側からの順で、波長選択反射層40、光学シート50及び反射型偏光板60を含んでいる。波長選択反射層40、光学シート50及び反射型偏光板60は、互いに接合していてもよいし、単に接触しているだけであって接合していなくてもよく、さらには、互いから離間していてもよい。
The
波長選択反射層40は、波長選択性を有した反射層である。波長選択反射層40の反射率は、入射光の波長に応じて、変化する。波長選択反射層40の透過率(%)は、入射光の波長に応じて、変化する。本実施の形態における波長選択反射層40は、上述の波長変換剤38とともに利用される。波長変換剤38は、光源23からの一次光LAを吸収し、異なる波長の二次光LBを放出する。波長選択反射層40での二次光LBの反射率は、波長選択反射層40での一次光LAの反射率より小さい。波長選択反射層40での二次光LBの透過率は、波長選択反射層40での一次光LAの透過率より大きい。
The wavelength
波長選択反射層40での反射率や透過率は、分光光度計((株)島津製作所製「UV-3100PC」、JIS K 0115準拠品)を用いて測定された値とする。
The reflectance and transmittance of the wavelength
図13は、波長選択反射層40が有する波長に応じた反射特性および透過特性の一例を示すグラフである。図13に示されたグラフにおいて、縦軸は、反射率(%)及び透過率(%)を示している。図13に示されたグラフにおいて、横軸は、入射光の波長(nm)を示している。図13に示された例において、波長選択反射層40での可視光の反射率を、波長選択反射層40での不可視光の反射率より小さくしてもよい。
FIG. 13 is a graph showing an example of reflection characteristics and transmission characteristics of the wavelength
図13のグラフに示された反射特性および透過特性は、波長選択反射層40の法線方向に進んで波長選択反射層40に入射する光に対する特性である。また、本件明細書において、入射光の入射方向の説明が無い場合、波長選択反射層40の反射率や透過率は、波長選択反射層40の法線方向に進んで波長選択反射層40に入射する光に対する特性を意味する。
The reflection characteristics and transmission characteristics shown in the graph of FIG. 13 are characteristics for light that travels in the normal direction of the wavelength
波長選択反射層40における360nm未満の波長の光に対する反射率、或いは、波長選択反射層40における300nm以上360nm未満の波長の光に対する反射率を、30%以上としてもよく、50%以上としてもよく、80%以上としてもよく、90%以上としてもよい。波長選択反射層40における340nm未満の波長の光に対する反射率、或いは、波長選択反射層40における300nm以上340nm未満の波長の光に対する反射率を、50%以上としてもよく、80%以上としてもよく、90%以上としてもよく、95%以上としてもよい。光源23で発光される一次光LAの中心波長の光に対する波長選択反射層40での反射率を、90%以上としてもよく、93%以上としてもよく、95%以上としてもよく、98%以上としてもよい。
The reflectance of the wavelength
波長選択反射層40における380nm以上780nm以下の波長の光に対する反射率を、70%未満としてもよく、50%未満としてもよく、20%未満としてもよく、10%未満としてもよい。波長選択反射層40における420nm以上700nm以下の波長の光に対する反射率を、50%未満としてもよく、20%未満としてもよく、10%未満としてもよく、5%未満としてもよい。波長変換剤38から放出される二次光LBの中心波長の光に対する波長選択反射層40での反射率を、50%以下としてもよく、20%以下としてもよく、10%以下としてもよく、5%以下としてもよい。
The reflectance of the wavelength
複数種類の波長変換剤38が面光源装置20に設けられている場合、各種類の波長変換剤38から放出される二次光LBの中心波長の光に対する波長選択反射層40での反射率を、50%以下としてもよく、20%以下としてもよく、10%以下としてもよく、5%以下としてもよい。図5に示された例において、第1波長変換剤38Aから放出される第1二次光LB1の中心波長の光に対する波長選択反射層40での反射率を、50%以下としてもよく、20%以下としてもよく、10%以下としてもよく、5%以下としてもよい。第2波長変換剤38Bから放出される第2二次光LB2の中心波長の光に対する波長選択反射層40での反射率を、50%以下としてもよく、20%以下としてもよく、10%以下としてもよく、5%以下としてもよい。第3波長変換剤38Cから放出される第3二次光LB3の中心波長の光に対する波長選択反射層40での反射率を、50%以下としてもよく、20%以下としてもよく、10%以下としてもよく、5%以下としてもよい。
When multiple types of wavelength conversion agents 38 are provided in the surface
波長選択反射層40における360nm未満の波長の光に対する透過率、或いは、波長選択反射層40における300nm以上360nm未満の波長の光に対する透過率を、70%未満としてもよく、50%未満としてもよく、20%未満としてもよく、10%未満としてもよい。波長選択反射層40における340nm未満の波長の光に対する透過率、或いは、波長選択反射層40における300nm以上340nm未満の波長の光に対する透過率を、50%未満としてもよく、20%未満としてもよく、10%未満としてもよく、5%未満としてもよい。光源23で発光される一次光LAの中心波長の光に対する波長選択反射層40での透過率を、10%未満としてもよく、8%未満としてもよく、5%未満としてもよく、2%未満としてもよい。
The transmittance of the wavelength
波長選択反射層40における380nm以上780nm以下の波長の光に対する透過率を、30%より大きくしてもよく、50%以上としてもよく、80%以上としてもよく、90%以上としてもよい。波長選択反射層40における420nm以上700nm以下の波長の光に対する透過率を、50%以上としてもよく、80%以上としてもよく、90%以上としてもよく、95%以上としてもよい。波長変換剤38から放出される二次光LBの中心波長の光に対する波長選択反射層40での透過率を、50%より大きくしてもよく、80%より大きくしてもよく、90%より大きくしてもよく、95%より大きくしてもよい。
The transmittance of the wavelength
複数種類の波長変換剤38が面光源装置20に設けられている場合、各種類の波長変換剤38から放出される二次光LBの中心波長の光に対する波長選択反射層40での透過率を、50%より大きくしてもよく、80%より大きくしてもよく、90%より大きくしてもよく、95%より大きくしてもよい。図5に示された例において、第1波長変換剤38Aから放出される第1二次光LB1の中心波長の光に対する波長選択反射層40での透過率を、50%より大きくしてもよく、80%より大きくしてもよく、90%より大きくしてもよく、95%より大きくしてもよい。第2波長変換剤38Bから放出される第2二次光LB2の中心波長の光に対する波長選択反射層40での透過率を、50%より大きくしてもよく、80%より大きくしてもよく、90%より大きくしてもよく、95%より大きくしてもよい。第3波長変換剤38Cから放出される第3二次光LB3の中心波長の光に対する波長選択反射層40での透過率を、50%より大きくしてもよく、80%より大きくしてもよく、90%より大きくしてもよく、95%より大きくしてもよい。
When multiple types of wavelength conversion agents 38 are provided in the surface
波長選択反射層40としては、反射率および透過率の波長依存性を有するものであれば、特に限定されない。具体例として、波長選択反射層40として、反射特性及び透過特性の設計自由度が高い誘電体多層膜を用いてもよい。
The wavelength
波長選択反射層40をなす誘電体多層膜として、屈折率の異なる無機層が交互に積層された無機化合物の多層膜を用いてもよい。別の例として、屈折率の異なる樹脂層が交互に積層された樹脂の多層膜を波長選択反射層40として用いてもよい。
As the dielectric multilayer film forming the wavelength
無機化合物の多層膜としての誘電体多層膜は、例えば、CVD法、スパッタリング法、真空蒸着法、または湿式塗工法等により、高屈折率無機層と低屈折率無機層とを交互に積層することによって得られる。無機化合物の多層膜の厚みは0.5μm以上10μm以下でもよい。高屈折率無機層に含まれる無機化合物の屈折率は1.7以上2.5以下でもよい。高屈折率無機層に含まれる無機化合物として、酸化チタン、酸化ジルコニウム、五酸化タンタル、五酸化ニオブ、酸化ランタン、酸化イットリウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化インジウムを主成分とし、酸化チタン、酸化スズ、酸化セリウム等を少量含有させたもの等を例示できる。低屈折率無機層に含まれる無機化合物の屈折率は1.2以上1.6以下でもよい。低屈折率無機層に含まれる無機化合物として、シリカ、アルミナ、フッ化ランタン、フッ化マグネシウム、六フッ化アルミニウムナトリウム等を例示できる。 A dielectric multilayer film as a multilayer film of an inorganic compound is formed by alternately laminating a high refractive index inorganic layer and a low refractive index inorganic layer by, for example, a CVD method, a sputtering method, a vacuum deposition method, a wet coating method, or the like. obtained by The thickness of the inorganic compound multilayer film may be 0.5 μm or more and 10 μm or less. The inorganic compound contained in the high refractive index inorganic layer may have a refractive index of 1.7 or more and 2.5 or less. Inorganic compounds contained in the high refractive index inorganic layer include titanium oxide, zirconium oxide, tantalum pentoxide, niobium pentoxide, lanthanum oxide, yttrium oxide, zinc oxide, zinc sulfide, and indium oxide. , containing a small amount of cerium oxide or the like. The inorganic compound contained in the low refractive index inorganic layer may have a refractive index of 1.2 or more and 1.6 or less. Examples of inorganic compounds contained in the low refractive index inorganic layer include silica, alumina, lanthanum fluoride, magnesium fluoride, and sodium aluminum hexafluoride.
樹脂の多層膜としての誘電体多層膜は、例えば熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂の層を多数含んでいる。樹脂層には、各種添加剤、例えば、酸化防止剤、帯電防止剤、結晶核剤、無機粒子、有機粒子、減粘剤、熱安定剤、滑剤、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、屈折率調整のためのドープ剤等が添加されていてもよい。 A dielectric multilayer film as a resin multilayer film includes, for example, many layers of thermoplastic resin or thermosetting resin. The resin layer contains various additives such as antioxidants, antistatic agents, crystal nucleating agents, inorganic particles, organic particles, viscosity reducers, heat stabilizers, lubricants, infrared absorbers, ultraviolet absorbers, and refractive index adjusters. A dopant or the like for the above may be added.
屈折率が異なる樹脂層のうち、屈折率が高い高屈折率樹脂層と屈折率が低い低屈折率樹脂層との面内平均屈折率の差は、0.03以上でもよく、0.05以上でもよく、0.1以上でもよい。 Among the resin layers having different refractive indices, the difference in in-plane average refractive index between the high refractive index resin layer with a high refractive index and the low refractive index resin layer with a low refractive index may be 0.03 or more, or 0.05 or more. , or 0.1 or more.
高屈折率樹脂層および低屈折率樹脂層の積層数は、波長選択反射層40に要求される反射特性や透過特性に応じて調整される。例えば、高屈折率樹脂層と低屈折率樹脂層とは交互にそれぞれ30層以上積層することができ、それぞれ200層以上積層してもよい。また、高屈折率樹脂層および低屈折率樹脂層の総積層数は、例えば600層以上とすることができる。積層数が少なすぎると、十分な反射率が得られなくなる場合がある。また、積層数が上記範囲であることにより、所望の反射率を容易に得ることができる。
The number of laminated layers of the high refractive index resin layer and the low refractive index resin layer is adjusted according to the reflection characteristics and transmission characteristics required for the wavelength
誘電体多層膜を構成する樹脂の多層膜は、少なくとも片面に厚み3μm以上のポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートを含有する表面層を有してもよい。誘電体多層膜を構成する樹脂の多層膜は、両面に上記表面層を有してもよい。表面層の厚みは5μm以上でもよい。 The resin multilayer film constituting the dielectric multilayer film may have a surface layer containing polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate with a thickness of 3 μm or more on at least one side. The resin multilayer film forming the dielectric multilayer film may have the surface layers on both sides. The thickness of the surface layer may be 5 μm or more.
誘電体多層膜を構成する樹脂の多層膜の製造方法としては、例えば、共押出法等が挙げられる。具体的には、特開2008-200861号公報に記載の積層フィルムの製造方法を参照できる。 Examples of a method for producing a multilayer resin film that constitutes a dielectric multilayer film include a coextrusion method and the like. Specifically, the method for producing a laminated film described in JP-A-2008-200861 can be referred to.
光学シート50は、第3方向D3における光源23とは反対側から波長選択反射層40に積層されている。光学シート50は、種々の機能を期待して、設置される。図14A及び図14Bに示された光学シート50は、波長選択反射層40を透過した光の光路を調節する。図示された光学シート50は、面光源装置20の発光面20a上での輝度角度分布を調整できる。
The
図14A及び図14Bに示された例において、光学シート50は、入光側面50a及び出光側面50bを有している。このうち、入光側面50aが平坦面となっている。出光側面50bは凹凸面51となっている。本体部52は、波長選択反射層40に対面している。本体部52は、波長選択反射層40に接触してもよい。本体部52は、波長選択反射層40に接合してもよい。光学シート50は、シート状の本体部52と、各々が凸部53または凹部54として形成された複数の単位光学要素55と、を含んでいる。単位光学要素55は、屈折や反射等によって光の進行方向を変化させる要素である。単位光学要素55は、単位形状要素、単位プリズム、単位レンズと呼ばれる要素を含む概念である。単位光学要素55は、本体部52上に設けられている。複数の単位光学要素55によって、凹凸面51が形成されている。
In the example shown in FIGS. 14A and 14B, the
図14Aに示された光学シート50は、本体部52の反射型偏光板60側となる面に設けられた複数の凸部53を有している。図14Aに示された例において、複数の凸部53は、隙間無く隣接して設けられている。図14Bに示された光学シート50は、本体部52の反射型偏光板60側となる面に設けられた複数の凹部54を有している。図14Bに示された例において、複数の凹部54は、隙間無く隣接して設けられている。
The
図14A及び図14Bに示すように、単位光学要素55は、第3方向D3に対して傾斜した要素面56を有している。この要素面56によって単位光学要素55が画成されている。光学シート50の凹凸面51は、単位光学要素55の要素面56によって形成されるようになる。
As shown in FIGS. 14A and 14B, the unit
光学シート50の光学特性は、単位光学要素55の要素面56の傾斜角度に影響を受ける。したがって、単位光学要素55の断面形状は、面光源装置20や光学部材30に要求される光学特性に基づいて、適宜調節され得る。例えば、一つの単位光学要素55に含まれる複数の要素面56の傾斜角度が互いに異なってもよいし、同一でもよい。光学シート50が、形状及び向きの少なくとも一方において異なる単位光学要素55を含んでもよいし、互いに同一の単位光学要素55のみを含んでもよい。図14Aや図14Bの例と異なり、光学シート50の入光側面50aが、単位光学要素55の要素面56によって形成された凹凸面51となっていてもよい。この例において、光学シート50の出光側面50bは、平坦面であってもよいし、凹凸面51であってもよい。
The optical properties of the
光学シート50に含まれる複数の単位光学要素55は、二次元配列されてもよい。この例によれば、光学シート50に含まれる単位光学要素55の要素面56は、種々の方向を向くことになる。結果として、光学シート50は、二次元配列された単位光学要素55によって、光を種々の方向に誘導することが可能となる。つまり、非平行な複数の方向へ光を誘導することができ、照度の面内分布を均一化できる。各単位光学要素55は、第3方向D3を中心として回転対称に構成されていてもよい。例えば、各単位光学要素55は、第3方向D3を中心として3回転対称、4回対称又は6回対称に構成されていてもよい。
A plurality of unit
図15A及び図15Bは、光学シート50における単位光学要素55の具体例を示している。図15A及び図15Bに示された例において、複数の単位光学要素55の配置は、正方配置となっている。複数の単位光学要素55は、第1方向D1に一定のピッチで配置されている。複数の単位光学要素55は、第2方向D2にも一定のピッチで配置されている。第1方向D1への配置ピッチと、第2方向D2への配置ピッチは、同一でもよいし、異なってもよい。図15A及び図15Bに示された例において、複数の単位光学要素55は隙間無く敷き詰められている。図示された例において、第1方向D1への配置ピッチと、第2方向D2への配置ピッチは、互いに同一となっている。第1方向D1への配置ピッチ及び第2方向D2への配置ピッチは、0.05mm以上1mm以下でもよく、0.1mm以上0.5mm以下でもよい。図15A及び図15Bに示された例において、単位光学要素55は、底面が正方形となる四角錐形状の凸部53又は凹部54として構成されている。各単位光学要素55の第3方向D3への高さ又は深さは0.025mm以上0.5mm以下でもよく、0.05mm以上0.25mm以下でもよい。
15A and 15B show specific examples of unit
単位光学要素55を第1方向D1及び第2方向D2に傾斜した方向に配置してもよい。例えば、図15Cに示された例において、複数の単位光学要素55は、第1方向D1に対して±45°傾斜した二つの方向に一定のピッチで配置されている。図15Bに示された単位光学要素55に対して、図15Cの配置を適用することができる。この例によれば、要素面56が第1方向D1に対して±45°傾斜した二つの方向に向き、この二つの方向に光を広げることができる。
The unit
図15Dに示すように、光学シート50に含まれる複数の単位光学要素55は、一次元配列されてもよい。すなわち、複数の単位光学要素55が配列方向に配列され、各単位光学要素55が配列方向と非平行な方向に線状に延びてもよい。図15Dに示された例において、各単位光学要素55は、配列方向に直交する方向に直線状に延びている。単位光学要素55は第1方向D1に配列されてもよい。単位光学要素55は第2方向D2に直線状に延びてもよい。単位光学要素55の配列方向は、第2方向D2でもよい。単位光学要素55の配列方向は、第1方向D1及び第2方向D2の両方に傾斜した方向でもよい。単位光学要素55の配列方向は、第1方向D1及び第2方向D2に対して45°傾斜した方向でもよい。
As shown in FIG. 15D, the plurality of unit
複数の単位光学要素55は、不規則に配置されていてもよいし、或いは、規則的に配置されてもよい。複数の単位光学要素55を規則的に配置することによって、光学シート50の設計を容易化できる。また、複数の単位光学要素55を規則的に配置することによって、単位光学要素55を隙間無く敷き詰めることが容易となる。
The plurality of unit
反射型偏光板60は、第3方向D3に光学シート50と重ねられる。光学シート50は、第3方向D3において反射型偏光板60及び波長選択反射層40の間に位置している。反射型偏光板60は、一方の直線偏光成分を透過させ、他方の直線偏光成分を反射する。反射型偏光板60によれば、表示パネル15の面光源装置20側に位置する偏光板を透過し得る直線偏光成分の光を選択的に透過させることができる。反射型偏光板60で反射された光は、その後の反射等によって、偏光状態を変化させて反射型偏光板60へ再度入射し得る。反射型偏光板60として、米国3M社から入手可能な「DBEF」(登録商標)を用いてもよい。反射型偏光板60として、韓国Shinwa Intertek社から入手可能な高輝度偏光シート「WRPS」や、ワイヤーグリッド偏光子等を用いてもよい。
The reflective
次に、以上の構成を有する面光源装置20で面状光を生成する際の作用について、主として、図16及び図17を参照して、説明する。
Next, the operation of generating planar light with the planar
図16に示すように、光源23が一次光LAを放出する。一次光LAは、一例として、紫外線である。この一次光LAの波長は380nm未満である。光源23で発光された一次光LAは、波長変換剤38を含んだ変換剤含有部35へと向かう。一部の一次光LAは、図5に示すように、波長変換剤38に入射し吸収される。一次光LAを吸収した波長変換剤38は、二次光LBを放出する。一次光LAの波長変換剤38への入射経路に依存せず、二次光LBは、拡散光として、当該波長変換剤38から放出される。変換剤含有部35に入射した残りの一次光LAは、波長変換剤38に衝突せず、変換剤含有部35を透過する。
As shown in FIG. 16, a
変換剤含有部35を通過した一次光LA及び二次光LBは、波長選択反射層40に入射する。波長選択反射層40は、例えば図13に示す光学特性を有している。すなわち、波長選択反射層40での二次光LBの反射率は、波長選択反射層40での一次光LAの反射率より小さい。例えば、波長選択反射層40での二次光LBの反射率は50%以下である。波長選択反射層40での一次光LAの反射率は90%以上である。したがって、一次光LAのほとんどが、波長選択反射層40で反射され得る。二次光LBの多くが、波長選択反射層40を透過し得る。結果として、光源23の直上となる区域において、波長変換剤38から放出された二次光LBのみが射出する。これにより、光源23の直上となる区域が明るくなり過ぎることを抑制できる。
The primary light LA and the secondary light LB that have passed through the conversion agent-containing
図16に示された面光源装置20は、図2に示された面光源装置20と同一であり、シート状の変換剤含有部35を有している。この例において、変換剤含有部35における波長変換剤38の含有割合(%)を低減することによって、光源23の直上となる区域での照度を低下できる。
The surface
図16に示すように、波長選択反射層40で反射された一次光LAとしての光L161及び光L162は、波長変換剤38で波長変換されるまで、反射層27および波長選択反射層40で反射される。これらの光L161及び光L162は、第3方向D3に直交する第1方向D1及び第2方向D2に進む。光L161及び光L162は、光源23から離れるように移動し、変換剤含有部35を透過する際に一定の確率で波長変換剤38に吸収される。これらの光L161及び光L162は、光源23から離れた区域において、波長選択反射層40を透過する。これにより、光源23から離れた区域が暗くなり過ぎることを抑制できる。
As shown in FIG. 16, the light L161 and the light L162 as the primary light LA reflected by the wavelength
図16に示された面光源装置20は、シート状の変換剤含有部35を有している。この例において、変換剤含有部35における波長変換剤38の含有割合(%)を低減することによって、一次光LAは、第3方向D3に直交する第1方向D1及び第2方向D2への移動を促進される。したがって、変換剤含有部35における波長変換剤38の含有割合(%)を低減することによって、光源23から離れた区域を明るくできる。
The surface
以上のように波長変換剤38及び波長選択反射層40の協働によって、光源23からの距離に応じた明るさのむらを効果的に解消して、波長選択反射層40の出光側面40bでの照度分布が十分に均一化される。
As described above, the cooperation of the wavelength conversion agent 38 and the wavelength
照度均一化の観点から、図8~図12Aに示すよう、光源23の配置を考慮して波長変換剤38を配置してもよい。具体的には、一つの基準体積領域35Vに含まれる波長変換剤38の体積を、当該一つの基準体積領域35Vと当該一つの基準体積領域35Vに最も近い一つの光源23との間に位置する他の一つの基準体積領域35Vに含まれる波長変換剤38の体積よりも大きくしてもよい。更には、任意の一つの基準体積領域35Vに含まれる波長変換剤38の体積を、一つの基準体積領域35Vと一つの光源23との間に位置する任意の他の一つの基準体積領域35Vに含まれる波長変換剤38の体積以上としてもよい。
From the viewpoint of illuminance uniformity, the wavelength conversion agent 38 may be arranged in consideration of the arrangement of the
これらの具体例によれば、光源23の直上となる区域において、一次光LAが波長変換剤38によって二次光LBに変換されることを抑制できる。したがって、光源23の直上となる区域が明るくなり過ぎることをより効果的に抑制できる。一方、光源23から第1方向D1や第2方向D2に離れた区域において、一次光LAが波長変換剤38によって二次光LBに変換されることを促進できる。したがって、光源23から離れた区域が暗くなり過ぎることを抑制できる。これにより、面光源装置20を十分に薄型化しながら、明るさの面内分布を十分に均一化できる。
According to these specific examples, it is possible to suppress the conversion of the primary light LA into the secondary light LB by the wavelength conversion agent 38 in the area immediately above the
また、隣り合う二つの光源23の間となる区域において、一次光LAが波長変換剤38によって二次光LBに変換されることを促進できる。したがって、或る一つの光源23で発光された光が、他の光源23の近傍まで移動することを抑制できる。すなわち、一次光LAの反射回数を低減できる。これにより、反射損失を抑制して、光源23の利用効率を向上できる。
Also, in the area between the two adjacent
ところで、表示装置10によって表示される映像に合わせて、面光源装置20の光源23の点灯および消灯を制御する制御手法として、ローカルディミングが知られている。ローカルディミングでは、映像の暗い部分に対面する光源23を消灯し、映像の明るい部分に対面する光源23を点灯する。ローカルディミングを用いることによって映像のコントラストを向上できる。特に表示パネル15から斜め光が漏れてしまう液晶表示装置において、ローカルディングは有効な制御とされている。図8~図12Aに示すように波長変換剤38の配置に分布を設定することで、隣り合う二つの光源23の間となる区域において、波長変換剤38による一次光LAから二次光LBへの変換が促進される。これにより、一つの光源23から放出された一次光LAが、他の光源23の近傍まで到達することを抑制できる。したがって、一つの光源23から放出された一次光LAは、当該一つの光源23と隣り合う他の光源23との中間地点まで移動する間に二次光LBに変換されやすくなる。これにより、ローカルディミングを有効に活用できる。
By the way, local dimming is known as a control method for controlling lighting and extinguishing of the
図17に示すように、波長選択反射層40を透過した光は、光学シート50に向かう。図17に示すように、波長選択反射層40に対面する光学シート50の出光側面50bは、凹凸面51となっている。波長選択反射層40から出射した光L171,L172は、第3方向D3に対して大きく傾斜した方向に進む。これらの光L171,L172は、その進行方向と第3方向D3を中心として逆側に傾斜した要素面56を通過して、光学シート50から出射する。光L171,L172は、要素面56で屈折して進行方向を曲げる。このとき、光L171,L172の進行方向は、第3方向D3に対する角度が小さくなるように曲がる。つまり、光L171,L172の進行方向が第3方向D3に対してなす角度は、当該光L171,L172の要素面56での屈折によって、減少する。すなわち、光学シート50は、面光源装置20からの出射光を第3方向D3に集光する機能を発揮する。
As shown in FIG. 17, light transmitted through the wavelength
光学シート50を出射した光は、反射型偏光板60に入射する。反射型偏光板60は、表示パネル15に入射し得る直線偏光成分を透過し、表示パネル15に入射し得ない直線偏光成分を反射する。反射された光は、反射等を繰り返し、表示パネル15に入射し得る直線偏光成分として、反射型偏光板60に再入射し得る。このような反射型偏光板60の偏光分離機能により、光源23の利用効率を大幅に改善し得る。
The light emitted from the
以上のようにして、発光面20aが発光し、例えば表示パネル15を照明する。
As described above, the
上述したように、光源23は380nm未満の波長の光を放出してもよい。この具体例において、光源23から放出される一次光LAは不可視光となっている。したがって、一次光LAが、不均一な光量の面内分布にて、波長選択反射層40を透過したとしも、面光源装置20の発光面20aに、観察者によって把握される色ムラが生じることを抑制できる。この具体例において、第3方向D3において波長選択反射層40と表示面15aとの間に、紫外線吸収剤を含有した層を設けてもよい。例えば、光学シート50や反射型偏光板60が、紫外線吸収剤を含有した層を含んでもよい。
As noted above,
ところで、例えば誘電体多層膜からなる波長選択反射層40は、第3方向D3に対してθ(°)傾斜した方向に進む波長λx(nm)の光に対し、第3方向D3に進む波長λ=λ/cosθの光に対する光学作用と同様の光学作用を及ぼし得る。すなわち、第3方向D3に対してθ(°)傾斜した方向に進む波長λx(nm)の光に対する波長選択反射層40の光学作用は、第3方向D3に進む波長λ=λ/cosθの光に対する波長選択反射層40の光学作用と同様となり得る。したがって、第3方向D3に進む一次光LAに対する光学作用と同様の光学作用が、斜め方向に進む二次光LBに対しても及ぼされ得る。
By the way, the wavelength
この点から、上述した具体例において、波長変換剤38での変換によって得られる二次光LBの最短波長(nm)を、一次光の波長λ1(nm)の1.31(=1/cos40°)倍以上としてもよい。二次光LBの最短波長(nm)とは、面光源装置20に複数種類の波長変換剤38が含まれている場合に、放出する光の波長が最も短くなる種類の波長変換剤38によって放出される光の中心波長を意味する。図5に示された例では、第1波長変換剤38Aから放出される第1二次光LB1の中心波長(nm)が、波長変換剤38での変換によって得られる二次光LBの最短波長(nm)となる。
From this point, in the specific example described above, the shortest wavelength (nm) of the secondary light LB obtained by conversion by the wavelength conversion agent 38 is 1.31 (=1/
この例によれば、波長選択反射層40内において第3方向D3に対して40°未満の角度をなす方向に進む二次光LBが、一次光LAと同程度に波長選択反射層40で反射されることを抑制できる。波長選択反射層40内において第3方向D3に対して40°未満の角度をなす方向に進む二次光LBの波長選択反射層40での反射率を、一次光LAの波長選択反射層40での反射率よりも低減できる。したがって、波長選択反射層40の二次光LBの透過率を十分に向上できる。これにより、不必要な反射を回避して、光源23の利用効率を改善できる。
According to this example, the secondary light LB traveling in the direction forming an angle of less than 40° with respect to the third direction D3 in the wavelength
波長選択反射層40は、屈折率が1.4以上1.6以下の樹脂を用いて作製され得る。このような波長選択反射層40と空気層の界面での全反射臨海角は、38.7°以上45.6°以下となる。すなわち、第3方向D3に対して40°より大きな角度をなす方向に波長選択反射層40内を進む光は、波長選択反射層40の出光側面40bにおいて全反射しやすくなる。したがって、波長変換剤38での変換によって得られる二次光LBの最短波長(nm)を一次光LAの波長λ1の1.31(=1/cos40°)倍以上とした例によれば、異なる波長の複数の二次光LBが波長選択反射層40を透過する面光源装置20において、色ムラを抑制できる。
The wavelength
以上に説明してきた一実施の形態において、面光源装置20は、波長選択反射層40と、光源基板22と、波長選択反射層40と光源基板22との間に位置する波長変換剤38と、を有する。光源基板22は、波長選択反射層40に対面する光源23と、光源23を支持する支持基板25と、を含んでいる。支持基板25は、波長選択反射層40と対面する反射層27を含んでいる。波長変換剤38は、光源23からの一次光LAを吸収し、一次光LAの波長と異なる波長の二次光LB二次光を放出する。波長選択反射層40での二次光LBの反射率は、波長選択反射層40での一次光LAの反射率より小さい。
In the embodiment described above, the surface
この一実施の形態において、波長選択反射層40での反射率は光の波長に依存する。このため、光源23から放出された一次光LAは、波長変換剤38に吸収されて異なる波長の二次光LBに変換されるまで、波長選択反射層40及び反射層27での反射を繰り返し得る。すなわち、光源23から放出された一次光LAは、波長変換剤38に衝突するまで、第3方向D3に直交する第1方向D1及び第2方向D2へ進み得る。これにより、光源23の直上となる区域における照度が高くなり過ぎることを抑制できる。光源23から離れた区域での照度を高くできる。これらにより、光源23に起因した明るさの分布が解消され、照度の面内分布を効果的に均一化できる。また、光源23から放出された一次光LAは、波長変換剤38によって二次光LBに変換されるまで、波長選択反射層40の透過を抑制される。したがって、光源基板22から波長選択反射層40までの距離を短くしても、波長選択反射層40と光源基板22との間において一次光LAを十分に拡散できる。結果として、面光源装置20を十分に薄型化しながら、明るさの面内分布を十分に均一化できる。
In this embodiment, the reflectance at the wavelength selective
なお、特許文献1(JP2014-199831A)のような従来の直下型面光源装置では、一次光と波長変換剤との衝突機会を確保するため、波長変換剤を含む層の厚みを厚くしていた。しかしながら、本実施の形態において、一次光LAは、波長変換剤38に衝突するまで、波長選択反射層40及び反射層27での反射を繰り返し得る。したがって、波長変換剤38を含む変換剤含有部35の厚みを薄くしても、一次光LAを波長変換剤38によって二次光LBに十分変換できる。波長変換剤38を含む変換剤含有部35を薄型化できることによって、さらに、面光源装置20を薄型化できる。また、波長変換剤38の使用量を低減できるので、面光源装置20の製造コストを低下できる。
Incidentally, in the conventional direct type surface light source device such as Patent Document 1 (JP2014-199831A), the thickness of the layer containing the wavelength conversion agent is increased in order to ensure the chance of collision between the primary light and the wavelength conversion agent. . However, in this embodiment, the primary light LA can be repeatedly reflected by the wavelength
上述した一実施の形態の具体例において、波長変換剤38を含む変換剤含有部35が、波長選択反射層40及び光源基板22の間に設けられている。変換剤含有部35の厚み(mm)、変換剤含有部35が配置されている面積の割合(%)、および変換剤含有部35に含まれる波長変換剤38の含有割合(%)の一以上が、光源23からの距離に応じて変化する。このような例において、変換剤含有部35は印刷や賦型といった簡易な方法により作製できる。この変換剤含有部35によれば、波長変換剤38の分布を高い自由度で調節できる。これにより、面光源装置20を十分に薄型化しながら、明るさの面内分布を十分に均一化できる。
In the specific example of one embodiment described above, the conversion agent-containing
上述した一実施の形態の具体例において、波長変換剤38を含む変換剤含有部35が、波長選択反射層40及び光源基板22の間に設けられている。変換剤含有部35は、波長選択反射層40及び光源基板22の間隔を一定に維持する中間層32の一部または全部を構成している。例えば特許6299811にも開示されているように、通常、明るさの均一化を図るには、屈折率界面での屈折や全反射によって光を拡散させる。一方、本実施の形態では、波長選択反射層40の波長変換剤38によって、光源23から放出された光を拡散させている。したがって、屈折率差が大きい界面を用いなくてもよいので、波長選択反射層40及び光源基板22の間に中間層32を配置できる。さらには、波長選択反射層40及び光源基板22の間を中間層32で埋めてもよい。上述した具体例では、波長変換剤38を含む変換剤含有部35が、波長選択反射層40及び光源基板22の間に設けられ、変換剤含有部35が中間層32の一部または全部を構成している。中間層32により、光源23に対して波長選択反射層40を適切な位置に位置合わせできる。また、光源23に対して波長変換剤38を適切な位置に位置合わせできる。これらにより、明るさの面内分布の均一さを安定して確保できる。
In the specific example of one embodiment described above, the conversion agent-containing
上述した一実施の形態の具体例において、中間層32は、波長変換剤38を含む第1部分33Aと、第1部分33Aより低い含有割合(%)で波長変換剤38を含んだ又は波長変換剤38を含まない第2部分33Bと、を含んでいる。この具体例において、第1部分33Aや第2部分33Bは印刷や賦型といった簡易な方法により作製され得る。第1部分33Aや第2部分33Bを含む中間層32によって、波長変換剤38の分布を高い自由度で調節できる。これにより、面光源装置20を十分に薄型化しながら、明るさの面内分布を十分に均一化できる。
In the specific example of one embodiment described above, the
上述した一実施の形態の具体例において、中間層32は、波長選択反射層40及び光源基板22の少なくとも一方と接合している。この具体例によれば、中間層32によって、光源23に対して波長選択反射層40を適切な位置に維持できる。また、光源23に対して波長変換剤38を適切な位置に維持できる。これにより、面光源装置20の使用中、明るさの面内分布を安定して均一化できる。
In the specific example of one embodiment described above, the
上述した一実施の形態の具体例において、光学シート50は、波長選択反射層40と対面する入光側面50aと、入光側面50aに対向する出光側面50bを有する、出光側面50bは凹凸面51である。波長選択反射層40は、第3方向D3において光学シート50と光源基板22との間に位置する。図17に示すように、この具体例において、波長選択反射層40から光学シート50へ向かう光L171,L172は、第3方向D3に対して大きな角度をなす方向に進む。この光L171,L172の進行方向を、光学シート50は屈折によって曲げることができる。すなわち、波長選択反射層40から出射する光L171,L172の進行方向が第3方向D3に対してなす角度を大幅に低減するように、光学シート50は当該光L171,L172の進行方向を調節できる。これにより、面光源装置20の正面方向輝度を効果的に改善できる。
In the specific example of the embodiment described above, the
具体例を参照しながら一実施の形態を説明してきたが、上述の具体例が一実施の形態を限定しない。上述した一実施の形態は、その他の様々な具体例で実施でき、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、追加等を行うことができる。 Although one embodiment has been described with reference to specific examples, the above specific examples do not limit one embodiment. The embodiment described above can be implemented in various other specific examples, and various omissions, replacements, changes, additions, etc. can be made without departing from the scope of the invention.
以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した具体例と同様に構成され得る部分について、上述の具体例における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用い、重複する説明を省略する。 An example of modification will be described below with reference to the drawings. In the following description and the drawings used in the following description, the same reference numerals as those used for the corresponding portions in the above-described specific example are used for portions that can be configured in the same manner as in the above-described specific example, and redundant description is omitted. omitted.
一例として図12Bに示すように、中間層32が光拡散成分39を含んでもよい。光拡散成分39として、金属化合物、気体を含有した多孔質物質、金属化合物を周囲に保持した樹脂ビーズ、白色微粒子、さらには、単なる気泡が例示される。光拡散成分39を含むことによって、明るさの面内分布をより均一化できる。加えて、波長変換剤38の分布を十分に目立たなくできる。図12Bに示された例において、第2部分33Bが光拡散成分39を含んでいる。第2部分33Bは、第1部分33Aより低い含有割合(%)で波長変換剤38を含んでいる又は波長変換剤38記前波長変換剤を含んでいない。そして、第2部分33Bは少なくとも部分的に第1部分33Aおよび波長選択反射層40の間に位置する。図12Bに示された構成によれば、波長変換剤38が高濃度で分散した第1部分33Aの分布を、光拡散成分39による拡散によって、より効果的に目立たなくできる。
As an example,
図18に示すように、中間層32は、光源23の一次光LAが放出される部分と接触していてもよい。すなわち中間層32は、光源23の放出面23Sと接触していてもよい。この例によれば、光源23の放出面23Sが中間層32と光学密着している。図18に示すように、通常、放出面23Sの縁部は湾曲する。この湾曲部分において、光源23で生成された光L182の全反射が生じ得る。この湾曲部分を中間層32が覆うことで屈折率差を小さくして、全反射を抑制する。これにより、光源23の利用効率を向上できる。そもそも、利用可能となる光L181は、斜め方向に進む光であり、明るさの均一化に貢献し得る。また、中間層32によって光源23の放出面23Sを保護できる。
As shown in FIG. 18, the
光学部材30が、光学シート50と第3方向D3に重ねられた第2光学シートを更に有しても良い。この例において光学シート50及び第2光学シートが、共に、図15Dに示された光学シートであってもよい。光学シート50における単位光学要素55の配列方向と、第2光学シートにおける単位光学要素55の配列方向とが、非平行でもよく、直交してもよい。
The
D1:第1方向、D2:第2方向、D3:第3方向、LA:一次光、LB:二次光、LB1:第1二次光、LB2:第2二次光、LB3:第3二次光、10:表示装置、15:表示パネル、15a:表示面、20:面光源装置、20a:発光面、22:光源基板、23:光源、23S:放出面、25:支持基板、26:基板本体、27:反射層、29:配線、30:光学部材、32:中間層、33A:第1部分、33B:第2部分、35:変換剤含有部、35A:区域、35V:基準体積領域、36:母材部、38:波長変換剤、38A:第1波長変換剤、38B:第2波長変換剤、38C:第3波長変換剤、39:光拡散成分、40:波長選択反射層、40a:入光側面、40b:出光側面、50:光学シート、50a:入光側面、50b:出光側面、51:凹凸面、52:本体部、53:凸部、54:凹部、55:単位光学要素、56:要素面、60:反射型偏光板
D1: first direction, D2: second direction, D3: third direction, LA: primary light, LB: secondary light, LB1: first secondary light, LB2: second secondary light, LB3: third secondary light Next light 10: Display device 15:
Claims (13)
前記波長選択反射層に対面する光源と、前記光源を支持する支持基板と、を含む光源基板と、
前記波長選択反射層と前記光源基板との間に位置する波長変換剤と、を備え、
前記光源基板は、波長選択反射層と対面する反射層を含み、
前記波長変換剤は、前記光源からの一次光を吸収し、前記一次光の波長と異なる波長の二次光を放出し、
前記波長選択反射層での前記二次光の反射率は、前記波長選択反射層での前記一次光の反射率より小さい、面光源装置。 a wavelength selective reflection layer;
a light source substrate including a light source facing the wavelength selective reflection layer and a support substrate supporting the light source;
a wavelength conversion agent located between the wavelength selective reflection layer and the light source substrate;
The light source substrate includes a reflective layer facing the wavelength selective reflective layer,
the wavelength conversion agent absorbs primary light from the light source and emits secondary light having a wavelength different from that of the primary light;
The surface light source device, wherein the reflectance of the secondary light in the wavelength selective reflection layer is smaller than the reflectance of the primary light in the wavelength selective reflection layer.
一つの基準体積領域に含まれる前記波長変換剤の体積は、前記一つの基準体積領域と前記一つの基準体積領域に最も近い一つの光源との間に位置する他の一つの基準体積領域に含まれる前記波長変換剤の体積よりも大きい、請求項1に記載の面光源装置。 If a region having a certain area of the wavelength selective reflection layer overlaps with the wavelength selective reflection layer and the light source substrate in the direction in which the wavelength selective reflection layer and the light source substrate face each other and is defined as a reference volume region, ,
The volume of the wavelength converting agent included in one reference volume region is included in another reference volume region located between the one reference volume region and the one light source closest to the one reference volume region. 2. The surface light source device according to claim 1, wherein the volume of said wavelength converting agent is larger than the volume of said wavelength converting agent.
前記変換剤含有部の厚み、前記変換剤含有部が配置されている面積の割合、および前記変換剤含有部に含まれる前記波長変換剤の含有割合の一以上が、前記光源からの距離に応じて変化する、請求項1~3のいずれか一項に記載の面光源装置。 A conversion agent-containing portion containing the wavelength conversion agent is provided between the wavelength selective reflection layer and the light source substrate,
One or more of the thickness of the conversion agent-containing portion, the ratio of the area where the conversion agent-containing portion is arranged, and the content ratio of the wavelength conversion agent contained in the conversion agent-containing portion depend on the distance from the light source. 4. The surface light source device according to any one of claims 1 to 3, wherein
前記変換剤含有部は、前記波長選択反射層および前記光源基板の間隔を一定に維持する中間層の一部または全部を構成する、請求項1~4のいずれか一項に記載の面光源装置。 A conversion agent-containing portion containing the wavelength conversion agent is provided between the wavelength selective reflection layer and the light source substrate,
The surface light source device according to any one of claims 1 to 4, wherein the conversion agent-containing portion constitutes part or all of an intermediate layer that maintains a constant distance between the wavelength selective reflection layer and the light source substrate. .
前記第2部分は少なくとも部分的に前記第1部分および前記波長選択反射層の間に位置する、請求項6に記載の面光源装置。 the second portion includes a light diffusing component;
7. The surface light source device of claim 6, wherein said second portion is at least partially located between said first portion and said wavelength selective reflective layer.
前記面光源装置と重ねられた表示パネルと、を備える、表示装置。 The surface light source device according to any one of claims 1 to 12;
A display device comprising: a display panel stacked on the surface light source device.
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