JP6707921B2 - 面光源装置、表示装置、電子機器、及び光源 - Google Patents

面光源装置、表示装置、電子機器、及び光源 Download PDF

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Description

本発明は、面光源装置、表示装置、電子機器、及び光源に関する。
近年、電子機器に搭載される液晶表示装置には、同一の面積でより大きな表示領域を得るための狭額縁化や、薄型化のニーズがある。表示パネルのバックライトには、例えば、白色光を出射するLED(Light Emitting Diode)パッケージを光源とし、導光板(ライトガイドとも呼ばれる)を用いたサイドライトタイプ(エッジライト方式とも呼ばれる)の面光源装置が用いられている。上記の技術に関連して、液晶パネルと、液晶パネルに光を照射するための導光機能を備えたパネル支持体とを有する液晶表示装置が提案されている(特許文献1参照)。
特許第4045045号公報
面光源装置の狭額縁化のニーズが大きくなっている。このような状況に鑑み、本発明は、面光源装置の狭額縁化を促進する技術を提供することを目的とする。
本発明では、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明は、導光板と、前記導光板の入光面の法線方向に配置され、光を反射する反射面を有する反射部材と、発光素子と、前記発光素子の少なくとも一部を覆い、光の波長を変換する波長変換部材と、を備え、前記導光板の前記入光面には、前記発光素子から出射され、前記波長変換部材を通って前記反射部材の前記反射面で反射する光が入射し、かつ、前記発光素子から出射され、前記波長変換部材を通る光が直接入射し、前記反射部材の前記反射面の少なくとも一部が凹の曲面であり、前記凹の曲面が前記導光板の前記入光面に向いていることを特徴とする面光源装置である。
本発明による面光源装置によれば、光を反射する反射部材を、導光板の入光面の法線方向に配置する。導光板の前記入光面には、発光素子から出射され、波長変換部材を通って反射部材の反射面で反射する光が入射し、かつ、発光素子から出射され、波長変換部材を通る光が直接入射する。そのため、導光板と発光素子とをL字型に配置することができるため、面光源装置の挟額縁化を促進することができる。
また、本発明に係る面光源装置は、前記発光素子及び前記波長変換部材で光源が構成され、前記波長変換部材と前記反射部材の前記反射面とが離れており、前記光源は、前記発光素子からの光を出射する出射面を有し、前記光源の前記出射面の法線方向から見て、前記導光板と前記光源とが離れていることを特徴とする。本発明による面光源装置によれば、導光板と光源とが離れているため、外部から面光源装置に荷重がかかった際に光源の位置ずれが発生し、導光板と光源とが近づいても、導光板の下面と光源の出射面とが光源の出射面の法線方向から見て重なることを抑止できる。
また、本発明に係る面光源装置は、前記発光素子及び前記波長変換部材を有する光源を備え、前記波長変換部材と前記反射部材の前記反射面とが離れており、前記光源は、前記
発光素子からの光を出射する出射面を有し、前記導光板の入光面の法線方向から見て、前記光源の一部が前記導光板の前記入光面と重なっていることを特徴とする。本発明による面光源装置によれば、光源の一部が導光板の入光面と重なっているため、外部から面光源装置に荷重がかかった際に、光源の位置がずれることが抑止され、導光板の下面と光源の出射面とが光源の出射面の法線方向から見て重なることを抑止できる。
また、本発明に係る面光源装置は、前記反射部材の前記反射面の法線が、前記光源の前記出射面を含む平面であって前記導光板の前記入光面よりも前記導光板側に延長された領域を通ることを特徴とする。本発明による面光源装置によれば、反射部材の反射面の法線が、光源の出射面を含む平面であって導光板の入光面よりも導光板側に延長された領域を通るため、光源から出射されて反射部材の反射面で反射する光は、導光板の入光面に到達し、光源から出射される光の利用効率を高い状態に維持することができ、導光板から出射される光の輝度を高い状態に保つことができる。
また、本発明に係る面光源装置は、前記光源の前記出射面から出射される光のうち前記導光板の前記入光面に直接入射する光の割合が10%以上80%以下であることを特徴とする。また、本発明に係る面光源装置は、前記導光板の側面を囲む枠体を備え、前記反射部材は、前記枠体に設けられていることを特徴とする。本発明による面光源装置によれば、導光板の側面を囲む枠体に反射部材を設けているため、面光源装置の挟額縁化を促進することができる。
また、本発明に係る面光源装置は、前記反射部材、前記発光素子及び前記波長変換部材を有する光源を備え、前記波長変換部材と前記反射部材の前記反射面とが接触し、前記光源は、前記導光板の前記入光面と対向し、前記発光素子からの光を出射する出射面を有することを特徴とする。本発明による面光源装置によれば、波長変換部材と反射部材の反射面とが接触しているため、反射部材の反射面が空気に触れることが抑止されるので、反射部材の反射面の表面酸化を抑止できる。
また、本発明に係る表示装置は、本発明に係る面光源装置と、前記面光源装置から出射される光を受ける表示パネルとを備える。このような表示装置は、本発明に係る導光板を用いた面光源装置を備えるため、挟額縁化が促進された面光源装置を備えた表示装置を提供することができる。また、本発明に係る電子機器は、本発明に係る表示装置を備える。このような電子機器は、本発明に係る導光板を用いた面光源装置を有する表示装置を備えるため、挟額縁化が促進された面光源装置を有する表示装置を備えた電子機器を提供することができる。
また、本発明に係る光源は、発光素子と、前記発光素子の少なくとも一部を覆い、光の波長を変換する波長変換部材と、前記発光素子からの光を出射する出射面と、前記発光素子からの光を反射する反射面を有する反射部材と、を備え、前記波長変換部材と前記反射部材の前記反射面とが接触し、前記発光素子から出射されて前記波長変換部材を通って前記反射部材の反射面で反射する光が前記出射面から出射されるとともに、前記発光素子から出射されて前記波長変換部材を通る光が前記出射面から直接出射され、前記反射部材の前記反射面の少なくとも一部が凹の曲面であり、前記凹の曲面が前記出射面に向いていることを特徴とする。本発明による光源によれば、発光素子から出射されて波長変換部材を通って反射部材の反射面で反射する光が出射面から出射されるとともに、発光素子から出射されて波長変換部材を通る光が出射面から直接出射される。そのため、導光板と光源とをL字型に配置することができるため、面光源装置の挟額縁化を促進することができる。
本発明によれば、面光源装置の狭額縁化を促進することができる。
図1は、実施形態1に係る液晶表示装置の構成を例示する斜視図である。 図2は、実施形態1に係る面光源装置の構成を例示する斜視図である。 図3は、実施形態1に係る面光源装置の断面図である。 図4は、実施形態1に係る面光源装置の断面図である。 図5は、実施形態1に係る面光源装置の断面図である。 図6は、実施形態1に係る面光源装置の断面図である。 図7は、実施形態1に係る面光源装置の断面図である。 図8は、実施形態1に係る面光源装置の断面図である。 図9は、実施形態1に係る面光源装置と、導光板及び光源を直線上に配置する場合の面光源装置との比較図である。 図10は、実施形態1に係る面光源装置1の説明図である。 図11は、実施形態1に係る面光源装置1の説明図である。 図12は、実施形態1に係る面光源装置1の説明図である。 図13は、実施形態2に係る面光源装置の断面図である。 図14は、実施形態2に係る光源13の斜視図である。 図15は、面光源装置の相対輝度効率を示すグラフである。
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的な構成に限定するものではない。
以下の実施形態では、「表示装置」は、液晶表示装置として説明され、「面光源装置」は、液晶表示装置のバックライトとして説明される。なお、「面光源装置」は、表示パネルや電子ペーパによる表示装置の前面に配置されるフロントライト等、バックライト以外の用途で利用されてもよい。
〔実施形態1〕
図1〜図12を参照して、実施形態1に係る液晶表示装置について説明する。
(液晶表示装置の構成)
図1は、実施形態1に係る液晶表示装置の構成を例示する斜視図である。図1に示すように、液晶表示装置は、バックライトとして配置される面光源装置1と、面光源装置1から出射される光を受ける表示パネル2とを備える。表示パネル2は、ガラス板に挟まれて封入された液晶に電圧をかけて光の透過率を増減等させることで、像を表示する。以下、面光源装置1における、表示パネル2側を上面側として、その反対面側を下面側として説明することがある。
(面光源装置1の構成)
図2は、実施形態1に係る面光源装置1の構成を例示する斜視図である。面光源装置1は、導光板10、反射シート11、フレーム12、光源13、フレキシブル基板(以下、「FPC」とも表記する)14、拡散シート15、プリズムシート16及び遮光両面テープ17を備える。
導光板10は、概略平板状であり、ポリカーボネート樹脂やポリメチルメタクリレート樹脂等の透光性の素材で成形される。導光板10の上面は、光が出射する出光面である。導光板10の上面は、液晶パネル2と向かい合う面である。導光板10は、導光板10内に入射された光を出光面に導き、出光面全体が均一に光るようにしたものである。
反射シート11は、多層膜構造を有する高反射フィルムまたは反射率の高い白色樹脂シートや金属箔などからなる平滑なシートであり、導光板10内の光が面光源装置1の下面から漏れないように光を反射する。フレーム12は、開口を有し、4辺からなる枠状の部材(「枠体」の一例)である。フレーム12は、酸化チタンを含有したポリカーボネート樹脂又は酸化チタンを含有しないポリカーボネート樹脂等により成形される。フレーム12には、導光板10が嵌め込まれ、フレーム12の内周面が導光板10の外周面を形成する側面を囲う。フレーム12は、高い反射率を有しており、導光板10の側面から漏れた光を反射して再利用する。
光源13は、白色光を出射面から出射する。光源13は、例えば、LEDパッケージであるが、LEDパッケージ以外の光源が用いられてもよい。光源13は、発光素子であるLEDチップが蛍光体を含む透光性樹脂(樹脂層)で封止されて形成されている。光源13は、FPC14からの給電を受けて駆動される。なお、光源13として、白色以外のLED光源が用いられてもよい。光源13は、フレーム12の下方に配置されている。FPC14は、可撓性のある絶縁性フィルムである基材上に、導体箔によって配線を設け、表面に保護用の絶縁性フィルムであるカバーレイを接着させて構成される配線基板である。
拡散シート15は、半透明な樹脂フィルムであり、導光板10の出光面から発せられた光を拡散させて光の指向特性を広げる。プリズムシート16は、上面に三角プリズム状の微細なパターンが形成された透明な樹脂フィルムあり、拡散シート15によって拡散された光を集光し、面光源装置1を上面側から見た場合の輝度を上昇させる。拡散シート15と1枚又は2枚のプリズムシート16とが、導光板10上に設置される。
遮光両面テープ17は、上下両面が粘着面となった黒色の粘着テープである。遮光両面テープ17は、面光源装置1を上面側から見て、枠形状になっている。枠形状は、閉ループ形状であればよく、例えば、矩形形状、略楕円形状であってもよいし、これら以外の他の形状であってもよい。遮光両面テープ17の枠部分が、フレーム12の上端に沿って接着されており、面光源装置1から光が漏れ出ることを抑制する。
図3は、実施形態1に係る面光源装置1の断面図である。導光板10は、導光板10の側面の一部であり、光が入射する入光面10Aを有する。導光板10は、入光面10Aから入射する光を出射する出光面10Bを有し、導光板10の出光面10Bは、表示パネル2と対向している。また、導光板10の出光面10Bを導光板10の上面とし、導光板10の出光面10Bの反対側の面(反対面)を導光板10の下面としてもよい。
光源13は、光を出射する出射面13Aを有している。導光板10の入光面10Aが向いている方向と、光源13の出射面13Aが向いている方向とが直交している。光源13は、基板21と、基板21上に設置された一つ又は複数の発光素子22と、発光素子22を覆う波長変換部材23とを有する。基板21は、例えば、プリント基板である。発光素子22は、例えば、LEDチップである。発光素子22は、特定の波長の光を出射する。波長変換部材23は、発光素子22が出射した光の波長を変換する。すなわち、波長変換部材23は、発光素子22から出射された光の色を変換する。波長変換部材23は、蛍光体を含む透光性樹脂(樹脂層)である。例えば、発光素子22が青色の光を出射し、波長変換部材23が黄色の蛍光体を含む場合、青色の光の一部が蛍光体に当たることにより、青色と黄色とが混色されて、光源13の出射面13Aから白色の光が出射される。
フレーム12には、光を反射する反射部材31が設けられている。反射部材31は、導光板10の入光面10Aの法線方向に配置されている。また、反射部材31は、光源13の波長変換部材23と離れて配置されている。反射部材31は、発光素子22からの光を導光板10の入光面10A側に反射して光の進行方向を変更可能である。反射部材31は
、光を反射する反射面を有しており、反射部材31の反射面の一部又は全部が凹の曲面であり、凹の曲面が導光板10の入光面10Aに向いている。反射部材31は、紙面の垂直方向において同一形状である。反射部材31の断面は、円弧又は楕円弧であってもよい。反射部材31の反射面の一部が曲面であり、反射部材31の反射面の他の一部が平面であってもよい。反射部材31の反射面は、光源13からの光を鏡面反射するように処理されている。反射部材31の反射面を鏡面反射とすることにより、光源13から出射される光の利用効率を高い状態に維持することができ、導光板10から出射される光の輝度を高い状態に保つことができる。例えば、フレーム12に対してAl(アルミニウム)やAg(銀)等の金属膜を蒸着形成することにより、フレーム12に反射部材31を設けてもよい。
導光板10の入光面10Aには、光源13から出射されて反射部材31の反射面で反射した光が入射するとともに、光源13から出射された光が直接入射する。すなわち、発光素子22から出射され、波長変換部材23を通って反射部材31の反射面で反射した光が導光板10の入光面10Aに入射するとともに、発光素子22から出射され、波長変換部材23を通った光が導光板10の入光面10Aに直接入射する。
図4に示すように、反射部材31の断面が円弧である場合、反射部材31の半径を光源13の厚み(出射面13Aの幅)以上とすることで、反射部材31の反射面の法線(図4の点線)は、光源13の出射面13Aと交差せず、光源13の端部又はそれよりも導光板10側を通る。また、図5に示すように、反射部材31の断面が楕円弧である場合、反射部材31の反射面の法線(図5の点線)は、光源13の出射面13Aと交差せず、光源13よりも導光板10側を通るようにすることができる。すなわち、反射部材31の反射面の法線が、導光板10側であって光源13の出射面13Aを含む平面と交差することで、反射部材31の反射面の法線は、光源13の出射面13Aと交差しないようになる。そうすれば、光源13から出射されて反射部材31の反射面で反射する光は、導光板10の入光面10Aに到達する。したがって、光源13から出射される光の利用効率を高い状態に維持することができ、導光板10から出射される光の輝度を高い状態に保つことができる。
反射部材31の反射面の全ての法線に対する導光板10の出光面10Bの反対面を通る法線の割合が100%である場合、光源13から出射されて反射部材31の反射面で反射する光のうち導光板10の入光面10Aに到達する光は高い割合になる。また、反射部材31の反射面の全ての法線又は大部分の法線が、光源13の出射面13Aを含む平面であって導光板10の入光面10Aよりも導光板10側に延長された領域を通る場合、光源13から出射されて反射部材31の反射面で反射する光のうち導光板10の入光面10Aに到達する光は高い割合になる。これらの場合、反射部材31の反射面の反射率を100%とすることにより、光源13から出射されて反射部材31の反射面で反射する光のうち導光板10の入光面10Aに到達する光は略100%になる。
外部から面光源装置1に荷重がかかった際に、光源13の位置が導光板10側にずれて、導光板10の下面(出光面10Bの反対面)と光源13の出射面13Aとが光源13の出射方向から見て重なってしまう場合がある。光源13の光が導光板10の下面(出光面10Bの反対面)から入射すると、表示パネル2の画面内において不均一に明るい輝点(ホットスポット)が発生する可能性がある。光源13の位置ずれを考慮して、図6に示すように、光源13が導光板10から離れるように、光源13を配置してもよい。図6に示す面光源装置1の一例では、光源13の出射面13Aの法線方向から見て、導光板10と光源13とが離れている。導光板10と光源13とを予め離すことにより、光源13の位置ずれが発生して、導光板10と光源13とが近づいても、導光板10の下面(出光面10Bの反対面)と光源13の出射面13Aとが光源13の出射面13Aの法線方向から見
て重なることが抑止される。
光源13の位置ずれを考慮して、図7に示すように、光源13の一部が導光板10の入光面10Aと重なるように、光源13を配置してもよい。図7に示す面光源装置1の一例では、導光板10の入光面10Aの法線方向から見て、光源13の一部が導光板10の入光面10Aと重なっている。光源13の一部が導光板10の入光面10A上に位置することにより、光源13の位置がずれることが抑止され、導光板10の下面(出光面10Bの反対面)と光源13の出射面13Aとが光源13の出射面13Aの法線方向から見て重なることが抑止される。
光源13の位置ずれを考慮して、図8に示すように、光源13の一部が導光板10の入光面10Aと重なるように、光源13を配置してもよい。図8に示す面光源装置1の一例では、導光板10の入光面10Aの法線方向から見て、光源13の一部が導光板10の入光面10Aと重なっている。図8に示すように、導光板10の出光面10Bの反対面と光源13の出射面13Aとが同一平面上に位置している。また、導光板10の入光面10Aの法線方向から見て、導光板10のうち光源13と重なっている部分10Cが、テーパー形状となっている。光源13の一部が導光板10の入光面10A上に位置することにより、光源13の位置がずれることが抑止され、導光板10の下面(出光面10Bの反対面)と光源13の出射面13Aとが光源13の出射面13Aの法線方向から見て重なることが抑止される。
実施形態1に係る面光源装置1によれば、光源13からの光を反射する反射部材31を、導光板10の入光面10Aの法線方向に配置することで、導光板10と光源13とをL字型に配置することができる。そのため、導光板10及び光源13を直線上に配置する場合と比較して、面光源装置1の狭額縁化を促進することができる。
図9は、実施形態1に係る面光源装置1と、導光板10及び光源13を直線上に配置する場合の面光源装置100との比較図である。図9の(A)には、実施形態1に係る面光源装置1から出射される光の輝度分布が示されており、輝度が均一化されている部分から面光源装置1の外形までの長さをL1としている。図9の(B)には、面光源装置100から出射される光の輝度分布が示されており、輝度が均一化されている部分から面光源装置100の外形までの長さをL2としている。実施形態1に係る面光源装置1によれば、L1をL2の46%程度に縮小することができる。
図10は、実施形態1に係る面光源装置1の説明図である。図10の(A)は、面光源装置1の断面を示し、図10の(A)の一点鎖線D1は、導光板10の光軸を示し、図10の(A)の一点鎖線D2は、光源13の光軸を示している。図10の(A)のθは、導光板10の光軸と光源13の光軸とでなす角度である。図10の(B)の縦軸は、導光板10の入光面10Aに入射する光量(%)を示し、図10の(B)の横軸は、導光板10の光軸と光源13の光軸とでなす角度(θ)を示している。
図10の(B)の実線S1は、反射部材31の反射面の反射率が100%である場合の全体光量(%)であり、図10の(B)の実線S2は、反射部材31の反射面の反射率が90%である場合の全体光量(%)である。全体光量(%)は、導光板10の入光面10Aに入射する光量を光源13から出射された光量で除した値である。図10の(B)の実線S3は、光源13から導光板10の入光面10Aに直接入射する光量(以下、「直接入射光量」と表記する。)を光源13から出射された光量で除した値である。図10の(B)に示すように、導光板10の光軸と光源13の光軸とでなす角度(θ)が大きくなるにつれて、光源13から導光板10の入光面10Aに直接入射する光量が減少する。
図3〜図8に示す面光源装置1の構成例では、導光板10の光軸と光源13の光軸とでなす角度(θ)が90度である。図3〜図8に示す面光源装置1の構成例に限定されず、実施形態1に係る面光源装置1では、導光板10の光軸と光源13の光軸とでなす角度(θ)を任意の角度に設定することができる。導光板10の光軸と光源13の光軸とでなす角度(θ)を90度に設定する場合、光源13から出射された光量に対する直接入射光量の割合は20%以上になる。導光板10の光軸と光源13の光軸とでなす角度(θ)を60度に設定する場合、光源13から出射された光量に対する直接入射光量の割合は40%以上になる。例えば、光源13から出射された光量に対する直接入射光量の割合が20%以上40%以下になるように、導光板10の光軸と光源13の光軸とでなす角度(θ)を設定してもよい。導光板10の光軸と光源13の光軸とでなす角度(θ)を120度に設定する場合、光源13から出射された光量に対する直接入射光量の割合は10%以上になる。導光板10の光軸と光源13の光軸とでなす角度(θ)を20度に設定する場合、光源13から出射された光量に対する直接入射光量の割合は80%以上になる。例えば、光源13から出射された光量に対する直接入射光量の割合が10%以上80%以下になるように、導光板10の光軸と光源13の光軸とでなす角度(θ)を設定してもよい。
図11は、実施形態1に係る面光源装置1の説明図である。図11の(A)は、面光源装置1の断面を示している。図11の(B)の縦軸は、導光板10の入光面10Aに入射する光の伝達効率を示している。導光板10の入光面10Aに入射する光の伝達効率は、導光板10の入光面10Aに入射する光量のうち反射部材31の反射面で反射して導光板10の入光面10Aに入射する光量の割合である。図11の(B)の横軸は、反射部材31の反射面の全ての法線のうち図11の(A)の領域40を通る法線の割合を示している。図11の(A)の領域40は、光源13の出射面13Aを通る平面において光源13の開口13Bよりも導光板10側に位置する領域である。図11の(B)に示すように、反射部材31の反射面の全ての法線のうち図11の(A)の領域40を通る法線の割合が65%を超え、かつ、反射部材31の反射面の反射率が100%の場合、導光板10の入光面10Aに入射する光の伝達効率が90%以上になる。
図12は、実施形態1に係る面光源装置1の説明図である。図12の(A)は、面光源装置1の断面を示している。図12の(B)の縦軸は、導光板10の入光面10Aに入射する光の伝達効率を示している。図12の(B)の横軸は、反射部材31の反射面の全ての法線のうち図12の(B)の領域50を通る法線の割合を示している。図12の(A)の領域50は、光源10の出射面13Aを通る平面において光源13の中心線13Cよりも導光板10側に位置する領域である。図12の(B)に示すように、反射部材31の反射面の全ての法線のうち図12の(A)の領域50を通る法線の割合が84%を超え、かつ、反射部材31の反射面の反射率が100%の場合、導光板10の入光面10Aに入射する光の伝達効率が90%以上になる。
〔実施形態2〕
図13及び図14を参照して、実施形態2に係る液晶表示装置について説明する。図13は、実施形態2に係る面光源装置1の断面図である。なお、実施形態1と同一の構成要素については、実施形態1と同一の符号を付し、その説明を省略する。図13に示すように、光源13は、基板21と、基板21上に設置された一つ又は複数の発光素子22と、発光素子22を覆う波長変換部材23と、波長変換部材23の一部を覆う反射部材31とを有する。
反射部材31は、導光板10の入光面10Aの法線方向に配置されている。反射部材31は、発光素子22からの光を導光板10の入光面10A側に反射して光の進行方向を変更可能である。反射部材31は、光を反射する反射面を有しており、反射部材31の反射面の一部又は全部が凹の曲面であり、凹の曲面が導光板10の入光面10Aに向いている
。波長変換部材23と反射部材31の反射面とが接触している。反射部材31の断面は、円弧又は楕円弧であってもよい。反射部材31の反射面の一部が曲面であり、反射部材31の反射面の他の一部が平面であってもよい。反射部材31の反射面は、発光素子22からの光を鏡面反射するように処理されている。例えば、波長変換部材23に対してAlやAg等の金属膜を蒸着形成することにより、波長変換部材23に反射部材31を設けてもよい。また、反射部材31のうち波長変換部材23と接触していない部分を樹脂等で覆うようにしてもよい。
光源13は、導光板10の入光面10Aと対向する出射面13Bを有する。光源13の反射部材31は、光源13の出射面13Bと対峙するように配置されている。したがって、光源13の反射部材31は、光源13の出射面13Bの法線方向の反対方向に配置されている。導光板10の入光面10Aには、光源13の出射面13Bから出射される光が入射する。発光素子22から出射され、波長変換部材23を通って反射部材31の反射面で反射する光と、発光素子22から出射され、波長変換部材23を通る光とが、光源13の出射面13Bから出射される。したがって、導光板10の入光面10Aには、発光素子22から出射され、波長変換部材23を通って反射部材31の反射面で反射する光が入射するとともに、発光素子22から出射され、波長変換部材23を通る光が直接入射する。図14は、実施形態2に係る光源13の斜視図である。図14に示すように、反射部材31は半ドーム形状である。したがって、反射部材31の中央部分及び両端部分の反射面が曲面になっている。
実施形態2に係る面光源装置1によれば、発光素子22からの光を反射する反射部材31を、導光板10の入光面10Aの法線方向に配置することで、導光板10と光源13とをL字型に配置することができる。そのため、導光板10及び光源13を直線上に配置する場合と比較して、面光源装置1の狭額縁化を促進することができる。実施形態2に係る面光源装置1及び光源13によれば、発光素子22から出射された全ての光が波長変換部材23を通って光源13の出射面13Bから出射される。したがって、光源13の出射面13B内の色分布が抑えられ、導光板10の入光面10A近傍における光の色ムラが削減できる。
実施形態2に係る面光源装置1によれば、フレーム12を省略することができるので、面光源装置1の狭額縁化をより促進することができる。実施形態2に係る面光源装置1によれば、波長変換部材23と反射部材31の反射面とが接触しているので、反射部材31の反射面が空気に触れることが抑止される。そのため、反射部材31の反射面の表面酸化が抑止される。実施形態2に係る面光源装置1によれば、光源13と反射部材31とが一体となっているため、面光源装置1の部品点数が減る。実施形態2に係る面光源装置1によれば、発光素子22から出射され、波長変換部材23を通って反射部材31の反射面で反射する光は、波長変換部材23の内部で折り返している。したがって、発光素子22から出射される光の波長(色)を変換するための距離が長くなる。実施形態2に係る面光源装置1によれば、光源13と反射部材31とが一体となり、波長変換部材23と反射部材31の反射面とが接触している。したがって、光源13における導光板10の下面よりも突出する突出量が減り、面光源装置1が薄くなる。
図15は、実施形態1、2に係る面光源装置1の相対輝度効率と、反射部材31の反射面を平面とする場合の面光源装置の相対輝度効率とを示すグラフである。図15の縦軸は、実施形態1、2に係る面光源装置1から出射される光の相対輝度効率と、反射部材31の反射面を斜面とする場合の面光源装置から出射される光の相対輝度効率とを示している。図15の縦軸に示す相対輝度効率は、導光板10及び光源13を直線上に配置する場合の面光源装置100から出射される光の輝度を基準としている。図15に示すように、実施形態1、2に係る面光源装置1から出射される光の相対輝度効率は、反射部材31の反
射面を斜面とする場合の面光源装置から出射される光の相対輝度効率と比較して、輝度効率が大幅に向上している。
更に、このような表示装置は、各種の電子機器に搭載することができる。このような表示装置を備えた電子機器として、スマートフォン、デジタルカメラ、タブレット端末、電子ブック、ウェアラブル機器、カーナビゲーション装置、電子辞書、電子広告板等を例示できる。このような電子機器は、小型化、薄型化が可能な上に、優れた品質の表示を提供することが期待できる。
1 面光源装置
2 表示パネル
10 導光板
11 反射シート
12 フレーム
13 光源
14 フレキシブル基板
15 拡散シート
16 プリズムシート
17 遮光両面テープ
21 基板
22 発光素子
23 波長変換部材
31 反射部材

Claims (7)

  1. 導光板と、
    前記導光板の入光面の法線方向に配置され、光を反射する反射面を有する反射部材と、
    発光素子及び前記発光素子の少なくとも一部を覆い、光の波長を変換する波長変換部材を有する光源と、
    を備え、
    前記導光板の前記入光面には、前記発光素子から出射され、前記波長変換部材を通って前記反射部材の前記反射面で反射する光が入射し、かつ、前記発光素子から出射され、前記波長変換部材を通る光が直接入射し、
    前記反射部材の前記反射面の少なくとも一部が凹の曲面であり、前記凹の曲面が前記導光板の前記入光面に向いており、
    前記波長変換部材と前記反射部材の前記反射面とが離れており、
    前記光源は、前記発光素子からの光を出射する出射面を有し、
    前記導光板の入光面の法線方向から見て、前記光源の一部が前記導光板の前記入光面と重なっており、
    前記導光板の入光面の法線方向から見て、前記導光板のうち前記光源と重なっている部分がテーパー形状となっていることを特徴とする面光源装置。
  2. 記光源の前記出射面の法線方向から見て、前記導光板と前記光源とが離れていることを特徴とする請求項1に記載の面光源装置。
  3. 前記反射部材の前記反射面の法線が、前記光源の前記出射面を含む平面であって前記導光板の前記入光面よりも前記導光板側に延長された領域を通ることを特徴とする請求項に記載の面光源装置。
  4. 前記光源の前記出射面から出射される光のうち前記導光板の前記入光面に直接入射する光の割合が10%以上80%以下であることを特徴とする請求項1からの何れか一項に記載の面光源装置。
  5. 前記導光板の側面を囲む枠体を備え、
    前記反射部材は、前記枠体に設けられていることを特徴とする請求項1からの何れか
    一項に記載の面光源装置。
  6. 請求項1からの何れか一項に記載の面光源装置と、
    前記面光源装置から出射される光を受ける表示パネルと、
    を備えることを特徴とする表示装置。
  7. 請求項に記載の表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07253513A (ja) * 1994-03-16 1995-10-03 Hitachi Ltd 面光源装置
JPH1050124A (ja) * 1996-08-06 1998-02-20 Seiko Epson Corp 照明装置および液晶表示装置
CN1318901C (zh) * 2002-11-27 2007-05-30 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 液晶显示器
JP4498286B2 (ja) * 2006-02-02 2010-07-07 三菱電機株式会社 面状光源装置およびこの面状光源装置を用いた表示装置
US7736044B2 (en) * 2006-05-26 2010-06-15 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Indirect lighting device for light guide illumination
TWI463708B (zh) * 2009-02-24 2014-12-01 Advanced Optoelectronic Tech 側面出光型發光元件封裝結構及其製造方法
CN101975371B (zh) * 2010-09-09 2013-01-30 友达光电股份有限公司 下扩散片、背光模块及显示器
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