JPWO2017068845A1 - 発光装置、表示装置および照明装置 - Google Patents
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Abstract
Description
1.第1の実施の形態
入射光の導光方向の異なる2枚の導光板を積層配置した構造を有する発光装置(図1A〜図10B)。
2.第1の実施の形態の第1変形例
光源ユニットの数が削減された構造を有する発光装置(図11)。
3.第2の実施の形態
液晶表示装置(図12〜図14)。
4.表示装置の適用例(図15A〜図15B)
5.照明装置の適用例(図16〜図18)
[発光装置10の構成]
図1Aは、本開示の第1の実施の形態としての発光装置10の全体構成を模式的に表す斜視図である。図1Bは、発光装置10の要部を拡大して表す平面図である。図1Cは、発光装置10における導光板1(2)の断面構成を拡大して表す断面図であり、図1Bに示したIC−IC線に沿った矢視方向の断面に相当する。図1Dおよび図1Eは、それぞれ図1Aに示した光源ユニット3A,3Bおよび光源ユニット4A,4Bの構成を表す平面図である。さらに、図1Fは、発光装置10の他の要部を拡大して表す斜視図である。発光装置10は、例えば、XY平面を発光面とする透過型の液晶パネルを背後から照明するバックライトとして、あるいは室内等において照明装置として用いられるものである。
導光板1は、発光面に直交する前後方向(Z軸方向)において対向する1対の主面としての表面1Aおよび裏面1Bと、表面1Aの4辺と裏面1Bの4辺とを繋ぐ端面13A,13Bおよび側面14A,14B(図1B参照)とからなる略直方体の板状部材である。端面13Aと端面13BとがY軸方向において対向する位置にあり、側面14Aと側面14BとがX軸方向において対向する位置にある。ここで、2つの端面13A,13Bが、それぞれ光源ユニット3A,3Bからの光が入射する入射面として機能する。また、導光板1における表面1Aおよび裏面1Bは、端面13A,13Bから入射した光源ユニット3A,3Bからの光が出射する出射面として機能する。表面1Aと裏面1Bとは互いに平行であることが望ましい。
光源ユニット3A,3Bは、それぞれ、1の光源基板31と複数の発光素子32とを有している(図1D参照)。光源基板31は、導光板1の端面13A,13Bと対向してX軸方向に伸びる板状部材である。複数の発光素子32は、光源基板31の表面においてX軸方向に並ぶように配置され、端面13A,13Bに向けて光を各々発するものである。発光素子32は、例えば端面13A,13Bと直交する方向(Y軸方向)の光軸を有する点光源であり、具体的には白色光を発光するLED(Light Emitting Diode;発光ダイオード)により構成されている。光源基板31には、各発光素子32の駆動(点灯および消灯)を行う駆動回路8(後出の図2に示す。図1D等には示さず。)が接続されている。複数の発光素子32は、複数(例えばm個)の光源ブロックBX(BX1,BX2,…,BXm−1,BXm)のいずれかに割り当てられており、駆動回路8により光源ブロックBXごとに駆動(点灯および消灯)が行われるようになっている。なお、光源ユニット3A,3Bにおける光源基板31は、それぞれフレーム7の壁部71A,73Aの内面に固定されている。
光源ユニット4A,4Bは、それぞれ、1の光源基板41と複数の発光素子42とを有している(図1E参照)。光源基板41は、導光板2の端面24A,24Bと対向してY軸方向に伸びる板状部材である。複数の発光素子42は、光源基板41の表面においてY軸方向に並ぶように配置され、端面24A,24Bに向けて光を各々発するものである。発光素子42は、例えば端面24A,24Bと直交する方向(X軸方向)の光軸を有する点光源であり、具体的には白色光を発光するLEDにより構成されている。光源基板41にも、各発光素子42の駆動(点灯および消灯)を行う駆動回路8(図2に示す。図1E等には示さず。)が接続されている。複数の発光素子42は、複数(例えばn個)の光源ブロックBY(BY1,BY2,…,BYn−1,BYn)のいずれかに割り当てられており、駆動回路8により光源ブロックBYごとに駆動(点灯および消灯)が行われるようになっている。なお、光源ユニット4A,4Bにおける光源基板41は、それぞれフレーム7の壁部72A,74Aの内面に固定されている。
このように、発光装置10では、端面13Aから入射した1以上の発光素子32からの光をY軸方向に導光して表面1Aから出射する導光板1と、端面24Aから入射した1以上の発光素子42からの光をX軸方向に導光して表面2Aから出射する導光板2とを重ね合わせるようにした。光源ユニット3A,3Bには端面13A,13Bに対向するようにX軸方向に並ぶ複数の発光素子32を配置し、光源ユニット4A,4Bには端面24A,24Bに対向するようにY軸方向に並ぶ複数の発光素子42を配置するようにした。このため、発光装置10では、複数の発光素子32のうちの一部と、複数の発光素子42のうちの一部とを選択的に点灯させることにより、XY平面に広がる発光面のうちの一部の領域のみを発光させる(厳密には一部の領域からの出射光の輝度を、その周辺の領域からの出射光の輝度よりも高くすることができる)。また、全ての発光素子32を点灯すると共に全ての発光素子42を点灯することにより全面発光を行うこともできる。なお、導光板1および導光板2のうちのいずれか一方のみを使用する(発光させる)ようにしてもよい。
[発光装置10Aの構成および作用効果]
上記実施の形態では、導光板1をY軸方向において挟むように1対の光源ユニット3A,3Bを設けると共に、導光板2をX軸方向において挟むように1対の光源ユニット4A,4Bを設けるようにした。これにより、より大型の発光面であっても発光面全体に亘って各領域ARの輝度を調整することができる。これに対し、本変形例は比較的小型の発光面を有する発光装置10Aである。図11に示したように、発光装置10Aは、導光板1に対して1つの光源ユニット3Aのみを設け、導光板2に対して1つの光源ユニット4Aのみを設けるようにしたものである。この場合でも発光面全体に亘って各領域ARの輝度を調整することができる。但し、上下方向および左右方向における非対称性を緩和するため、散乱構造12,22を形成する印刷パターンのドットの面内密度を調整するとよい。すなわち、光源ユニット3A,4Aにそれぞれ近い領域ARのドットの面内密度よりも遠い領域ARにおけるドットの面内密度を距離に応じて徐々に高くするとよい。
図12は、本技術の第2の実施の形態に係る表示装置101の外観を表したものである。この表示装置101は、発光装置10を備え、例えば薄型テレビジョン装置として用いられるものであり、画像表示のための平板状の本体部102をスタンド103により支持した構成を有している。なお、表示装置101は、スタンド103を本体部102に取付けた状態で、床,棚または台などの水平面に載置して据置型として用いられるが、スタンド103を本体部102から取り外した状態で壁掛型として用いることも可能である。
以下、上記のような表示装置101の電子機器への適用例について説明する。電子機器としては、例えばテレビジョン装置,デジタルカメラ,ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラ等が挙げられる。言い換えると、上記表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
図16および図17は、上記実施の形態の発光装置10,10Aが適用される卓上用の照明装置の外観を表したものである。この照明装置は、例えば、基台841に設けられた支柱842に、照明部843を取り付けたものであり、この照明部843は、上記第1の実施の形態に係る発光装置10,10Aにより構成されている。照明部843は、導光板1,2や光学部材5,反射部材6などを湾曲形状とすることにより、図16に示した筒状、または図17に示した曲面状など、任意の形状とすることが可能である。
(1)
第1の方向に並ぶと共に第1の光をそれぞれ発する複数の第1の発光部と、
前記第1の方向に沿って延在し前記第1の発光部に対向する第1の端面と、第1の表面とを含み、前記第1の端面から入射する前記第1の光の一部を、前記第1の端面から遠ざかる第2の方向に沿って導くと共に前記第1の表面から出射する第1の導光板と、
前記第2の方向に並ぶと共に第2の光をそれぞれ発する複数の第2の発光部と、
前記第2の方向に沿って延在し前記第2の発光部に対向する第2の端面と、第2の表面とを含み、前記第2の端面から入射する前記第2の光の一部を、前記第1の方向に沿って導くと共に前記第2の表面から出射する第2の導光板と
を有し、
前記第1の表面と前記第2の表面とが互いに重畳するように、前記第1の導光板と前記第2の導光板とが積層されている
発光装置。
(2)
前記第1の導光板は、前記第1の表面と対向すると共に前記第1の光の他の一部が散乱される第1の散乱構造を有する第1の裏面をさらに含み、
前記第2の導光板は、前記第2の表面と対向すると共に前記第2の光の他の一部が散乱される第2の散乱構造を有する第2の裏面をさらに含み、
前記第1の散乱構造と前記第2の散乱構造とが互いに重畳するように、前記第1の導光板と前記第2の導光板とが積層されている
上記(1)に記載の発光装置。
(3)
前記第1の散乱構造により形成される第1の散乱光の輝度分布と、前記第2の散乱構造により形成される第2の散乱光の輝度分布とが互いに異なる
上記(2)に記載の発光装置。
(4)
前記第1の発光部の点灯および消灯と、前記第2の発光部の点灯および消灯とを独立して行う駆動回路をさらに有する
上記(1)から(3)のいずれか1つに記載の発光装置。
(5)
前記第1の方向に並ぶと共に第3の光をそれぞれ発する複数の第3の発光部をさらに有し、
前記第1の導光板は、前記第1の端面と反対側に位置すると共に前記第3の発光部と対向する第3の端面をさらに含み、前記第3の端面から入射する前記第3の光の一部を、前記第2の方向に沿って導くと共に前記第1の表面から出射する
上記(1)から(4)のいずれか1つに記載の発光装置。
(6)
前記第2の方向に並ぶと共に第4の光をそれぞれ発する複数の第4の発光部をさらに有し、
前記第2の導光板は、前記第2の端面と反対側に位置すると共に前記第4の発光部と対向する第4の端面をさらに含み、前記第4の端面から入射する前記第4の光の一部を、前記第1の方向に沿って導くと共に前記第2の表面から出射する
上記(5)に記載の発光装置。
(7)
前記第1の導光板は、前記第1の表面と対向すると共に前記第1の光の他の一部および前記第3の光の他の一部が散乱される第1の散乱構造を有する第1の裏面をさらに含み、
前記第2の導光板は、前記第2の表面と対向すると共に前記第2の光の他の一部および前記第4の光の他の一部が散乱される第2の散乱構造を有する第2の裏面をさらに含み、
前記第1の散乱構造と前記第2の散乱構造とが互いに重畳するように、前記第1の導光板と前記第2の導光板とが積層されている
上記(6)に記載の発光装置。
(8)
前記第1の散乱構造により形成される第1の散乱光の輝度分布と、前記第2の散乱構造により形成される第2の散乱光の輝度分布とが互いに異なる
上記(7)に記載の発光装置。
(9)
前記第1から第4の発光部の点灯および消灯を独立して行う駆動回路をさらに有する
上記(6)から(8)のいずれか1つに記載の発光装置。
(10)
前記第1の表面と対向するように配置された光散乱部材をさらに有する
上記(2)に記載の発光装置。
(11)
前記第2の裏面と対向するように配置された光反射部材をさらに有する
上記(10)に記載の発光装置。
(12)
前記第1の表面には、前記第2の方向に伸びる第1の円柱面を含む第1のシリンドリカルレンズが前記第1の方向に複数並んでおり、
前記第2の表面には、前記第1の方向に伸びる第2の円柱面を含む第2のシリンドリカルレンズが前記第2の方向に複数並んでいる
上記(1)から(11)のいずれか1つに記載の発光装置。
(13)
前記第2の方向における前記第1の発光部と前記第1の導光板との第1の距離は、前記第2の方向における前記第1の発光部と前記第2の導光板との第2の距離よりも短く、
前記第2の方向における前記第3の発光部と前記第1の導光板との第3の距離は、前記第2の方向における前記第3の発光部と前記第2の導光板との第4の距離よりも短く、
前記第1の方向における前記第2の発光部と前記第2の導光板との第5の距離は、前記第1の方向における前記第2の発光部と前記第1の導光板との第6の距離よりも短く、
前記第1の方向における前記第4の発光部と前記第2の導光板との第7の距離は、前記第1の方向における前記第4の発光部と前記第1の導光板との第8の距離よりも短い
上記(6)から(13)のいずれか1つに記載の発光装置。
(14)
前記第1の発光部が取り付けられる第1の部分と、前記第2の発光部が取り付けられる第2の部分と、前記第3の発光部が取り付けられる第3の部分と、前記第4の発光部が取り付けられる第4の部分とが順に連結されて4つの隅部を含む矩形状をなすフレームをさらに有し、
前記フレームにおける前記隅部の厚さは、前記フレームにおける前記隅部以外の部分の
厚さよりも大きい
上記(1)から(13)のいずれか1つに記載の発光装置。
(15)
液晶パネルと、前記液晶パネルの背面側の発光装置とを備え、
前記発光装置は、
第1の方向に並んで第1の光をそれぞれ発する複数の第1の発光部と、
前記第1の方向に沿って延在し前記第1の発光部に対向する第1の端面と、第1の表面とを含み、前記第1の端面から入射する前記第1の光の一部を、前記第1の端面から遠ざかる第2の方向に沿って導くと共に前記第1の表面から出射する第1の導光板と、
前記第2の方向に並んで第2の光をそれぞれ発する複数の第2の発光部と、
前記第2の方向に沿って延在し前記第2の発光部に対向する第2の端面と、第2の表面とを含み、前記第2の端面から入射する前記第2の光の一部を、前記第1の方向に沿って導くと共に前記第2の表面から出射する第2の導光板と
を有し、
前記第1の表面と前記第2の表面とが互いに重畳するように、前記第1の導光板と前記第2の導光板とが積層されている
表示装置。
(16)
発光装置を備え、
前記発光装置は、
第1の方向に並んで第1の光をそれぞれ発する複数の第1の発光部と、
前記第1の方向に沿って延在し前記第1の発光部に対向する第1の端面と、第1の表面とを含み、前記第1の端面から入射する前記第1の光の一部を、前記第1の端面から遠ざかる第2の方向に沿って導くと共に前記第1の表面から出射する第1の導光板と、
前記第2の方向に並んで第2の光をそれぞれ発する複数の第2の発光部と、
前記第2の方向に沿って延在し前記第2の発光部に対向する第2の端面と、第2の表面とを含み、前記第2の端面から入射する前記第2の光の一部を、前記第1の方向に沿って導くと共に前記第2の表面から出射する第2の導光板と
を有し、
前記第1の表面と前記第2の表面とが互いに重畳するように、前記第1の導光板と前記第2の導光板とが積層されている
照明装置。
Claims (16)
- 第1の方向に並ぶと共に第1の光をそれぞれ発する複数の第1の発光部と、
前記第1の方向に沿って延在し前記第1の発光部に対向する第1の端面と、第1の表面とを含み、前記第1の端面から入射する前記第1の光の一部を、前記第1の端面から遠ざかる第2の方向に沿って導くと共に前記第1の表面から出射する第1の導光板と、
前記第2の方向に並ぶと共に第2の光をそれぞれ発する複数の第2の発光部と、
前記第2の方向に沿って延在し前記第2の発光部に対向する第2の端面と、第2の表面とを含み、前記第2の端面から入射する前記第2の光の一部を、前記第1の方向に沿って導くと共に前記第2の表面から出射する第2の導光板と
を有し、
前記第1の表面と前記第2の表面とが互いに重畳するように、前記第1の導光板と前記第2の導光板とが積層されている
発光装置。 - 前記第1の導光板は、前記第1の表面と対向すると共に前記第1の光の他の一部が散乱される第1の散乱構造を有する第1の裏面をさらに含み、
前記第2の導光板は、前記第2の表面と対向すると共に前記第2の光の他の一部が散乱される第2の散乱構造を有する第2の裏面をさらに含み、
前記第1の散乱構造と前記第2の散乱構造とが互いに重畳するように、前記第1の導光板と前記第2の導光板とが積層されている
請求項1記載の発光装置。 - 前記第1の散乱構造により形成される第1の散乱光の輝度分布と、前記第2の散乱構造により形成される第2の散乱光の輝度分布とが互いに異なる
請求項2記載の発光装置。 - 前記第1の発光部の点灯および消灯と、前記第2の発光部の点灯および消灯とを独立して行う駆動回路をさらに有する
請求項1記載の発光装置。 - 前記第1の方向に並ぶと共に第3の光をそれぞれ発する複数の第3の発光部をさらに有し、
前記第1の導光板は、前記第1の端面と反対側に位置すると共に前記第3の発光部と対向する第3の端面をさらに含み、前記第3の端面から入射する前記第3の光の一部を、前記第2の方向に沿って導くと共に前記第1の表面から出射する
請求項1記載の発光装置。 - 前記第2の方向に並ぶと共に第4の光をそれぞれ発する複数の第4の発光部をさらに有し、
前記第2の導光板は、前記第2の端面と反対側に位置すると共に前記第4の発光部と対向する第4の端面をさらに含み、前記第4の端面から入射する前記第4の光の一部を、前記第1の方向に沿って導くと共に前記第2の表面から出射する
請求項5記載の発光装置。 - 前記第1の導光板は、前記第1の表面と対向すると共に前記第1の光の他の一部および前記第3の光の他の一部が散乱される第1の散乱構造を有する第1の裏面をさらに含み、
前記第2の導光板は、前記第2の表面と対向すると共に前記第2の光の他の一部および前記第4の光の他の一部が散乱される第2の散乱構造を有する第2の裏面をさらに含み、
前記第1の散乱構造と前記第2の散乱構造とが互いに重畳するように、前記第1の導光
板と前記第2の導光板とが積層されている
請求項6記載の発光装置。 - 前記第1の散乱構造により形成される第1の散乱光の輝度分布と、前記第2の散乱構造により形成される第2の散乱光の輝度分布とが互いに異なる
請求項7記載の発光装置。 - 前記第1から第4の発光部の点灯および消灯を独立して行う駆動回路をさらに有する
請求項6記載の発光装置。 - 前記第1の表面と対向するように配置された光散乱部材をさらに有する
請求項2記載の発光装置。 - 前記第2の裏面と対向するように配置された光反射部材をさらに有する
請求項10記載の発光装置。 - 前記第1の表面には、前記第2の方向に伸びる第1の円柱面を含む第1のシリンドリカルレンズが前記第1の方向に複数並んでおり、
前記第2の表面には、前記第1の方向に伸びる第2の円柱面を含む第2のシリンドリカルレンズが前記第2の方向に複数並んでいる
請求項1記載の発光装置。 - 前記第2の方向における前記第1の発光部と前記第1の導光板との第1の距離は、前記第2の方向における前記第1の発光部と前記第2の導光板との第2の距離よりも短く、
前記第2の方向における前記第3の発光部と前記第1の導光板との第3の距離は、前記第2の方向における前記第3の発光部と前記第2の導光板との第4の距離よりも短く、
前記第1の方向における前記第2の発光部と前記第2の導光板との第5の距離は、前記第1の方向における前記第2の発光部と前記第1の導光板との第6の距離よりも短く、
前記第1の方向における前記第4の発光部と前記第2の導光板との第7の距離は、前記第1の方向における前記第4の発光部と前記第1の導光板との第8の距離よりも短い
請求項6記載の発光装置。 - 前記第1の発光部が取り付けられる第1の部分と、前記第2の発光部が取り付けられる第2の部分と、前記第3の発光部が取り付けられる第3の部分と、前記第4の発光部が取り付けられる第4の部分とが順に連結されて4つの隅部を含む矩形状をなすフレームをさらに有し、
前記フレームにおける前記隅部の厚さは、前記フレームにおける前記隅部以外の部分の厚さよりも大きい
請求項6記載の発光装置。 - 液晶パネルと、前記液晶パネルの背面側の発光装置とを備え、
前記発光装置は、
第1の方向に並んで第1の光をそれぞれ発する複数の第1の発光部と、
前記第1の方向に沿って延在し前記第1の発光部に対向する第1の端面と、第1の表面とを含み、前記第1の端面から入射する前記第1の光の一部を、前記第1の端面から遠ざかる第2の方向に沿って導くと共に前記第1の表面から出射する第1の導光板と、
前記第2の方向に並んで第2の光をそれぞれ発する複数の第2の発光部と、
前記第2の方向に沿って延在し前記第2の発光部に対向する第2の端面と、第2の表面とを含み、前記第2の端面から入射する前記第2の光の一部を、前記第1の方向に沿って導くと共に前記第2の表面から出射する第2の導光板と
を有し、
前記第1の表面と前記第2の表面とが互いに重畳するように、前記第1の導光板と前記第2の導光板とが積層されている
表示装置。 - 発光装置を備え、
前記発光装置は、
第1の方向に並んで第1の光をそれぞれ発する複数の第1の発光部と、
前記第1の方向に沿って延在し前記第1の発光部に対向する第1の端面と、第1の表面とを含み、前記第1の端面から入射する前記第1の光の一部を、前記第1の端面から遠ざかる第2の方向に沿って導くと共に前記第1の表面から出射する第1の導光板と、
前記第2の方向に並んで第2の光をそれぞれ発する複数の第2の発光部と、
前記第2の方向に沿って延在し前記第2の発光部に対向する第2の端面と、第2の表面とを含み、前記第2の端面から入射する前記第2の光の一部を、前記第1の方向に沿って導くと共に前記第2の表面から出射する第2の導光板と
を有し、
前記第1の表面と前記第2の表面とが互いに重畳するように、前記第1の導光板と前記第2の導光板とが積層されている
照明装置。
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