(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記面光源装置は、さらに、前記第2レンチキュラーレンズシートの上、又は、前記蛍光体シートの上、にプリズムシートが配置されている請求項1乃至3のいずれか一項に記載の面光源装置。
前記X軸方向の発光素子のピッチ間の距離に対し、前記Y軸方向の発光素子のピッチ間の距離は、1.2〜5.0倍である請求項1乃至5のいずれか一項に記載の面光源装置。
前記台座の上面から前記第1レンチキュラーレンズシートの下面までの距離は、前記X軸方向の発光素子のピッチ間の距離に対し、0.1〜0.6である請求項1乃至6のいずれか一項に記載の面光源装置。
前記第1レンチキュラーレンズシートの厚み及び前記第2レンチキュラーレンズシートの厚みは、0.25mm〜8.0mmである請求項1乃至8のいずれか一項に記載の面光源装置。
前記第1レンチキュラーレンズシート、又は、前記第2レンチキュラーレンズシートは、光拡散材が2重量%〜25重量%含有されている請求項1乃至9のいずれか一項に記載の面光源装置。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、実施形態に係る面光源装置、透過型表示装置及びそれらの製造方法を説明する。だたし、本発明は、この実施の形態及び実施例に限定されない。
【0013】
<第1の実施の形態>
<面光源装置>
第1の実施の形態に係る面光源装置について図面を用いて説明する。
図1は、第1の実施の形態に係る面光源装置を示す概略斜視図である。
図1は、各構成要素の順番を示しており、各構成要素の間隔は図面に限定されない。
図2は、第1の実施の形態に係るレンズ付き発光素子の配置を示す概略平面図である。
【0014】
面光源装置100は、台座10と、台座10上にX軸方向とY軸方向に行列状に配置される複数の発光素子20と、発光素子20を覆うバットウィング照度分布を持つレンズ30と、X軸方向に沿って複数の第1溝41を持つ第1レンチキュラーレンズシート40と、Y軸方向に沿って複数の第2溝51を持つ第2レンチキュラーレンズシート50と、の順にZ軸方向に構成されている。面光源装置100は、第2レンチキュラーレンズシート50に続いて、さらに、蛍光体シート60と、第1プリズムシート70と、第2プリズムシート80と、をこの順に配置してもよい。また、これらの部材間に光透過シート、光拡散シート等を配置してもよい。点光源である発光素子20が、台座10上にX軸方向、Y軸方向の平面に対し二次元状に多数配置されている。X軸方向とY軸方向に行列状に配置される複数の発光素子20は、Y軸方向のピッチ間の距離よりもX軸方向のピッチ間の距離の方が狭くなるように配置されている。このように配置することで輝度ムラを低減することができる。
【0015】
X軸方向の発光素子20のピッチ間の距離に対し、Y軸方向の発光素子20のピッチ間の距離は、1.2〜5.0倍が好ましく、さらに1.35倍〜3.5倍、特に、1.5倍〜2倍が好ましい。X軸方向、Y軸方向に配置される発光素子20のピッチ間を所定の範囲にすることにより隣り合う発光素子20が3個であれば略三角形であり、一の発光素子を囲むように正六角形等に配置することができるからである。また、一の発光素子20の近傍に配置される他の発光素子20を二等辺三角形、菱形、矩形、Y軸方向に広がる細長の六角形などの配置を採ることもできる。このような配置にすることで、発光素子20の数を減らし、かつ、さらに輝度ムラを低減することができる。
【0016】
また、発光素子20のピッチ間の距離は特に限定されないが、例えば、X軸方向の発光素子20のピッチ間の距離は5mm〜100mmであり、Y軸方向の発光素子のピッチ間の距離は6mm〜500mmとすることもできる。また、X軸方向の発光素子20のピッチ間の距離は5mm〜80mmであり、Y軸方向の発光素子のピッチ間の距離は6.5mm〜120mmとすることが好ましく、さらにX軸方向の発光素子20のピッチ間の距離は5mm〜50mmであり、Y軸方向の発光素子のピッチ間の距離は6.5mm〜100mmとすることが好ましい。
【0017】
X軸方向に複数行、発光素子20が配置されており、Y軸方向から見て、隣り合う行の発光素子20は重なっていないことが好ましい。また、X軸方向に複数行、発光素子20が配置されており、Y軸方向から見て、隣り合う行の発光素子20は、X軸方向の発光素子20のピッチ間の中央に配置されていることが特に好ましい。
【0018】
Y軸方向に複数列、発光素子20が配置されており、X軸方向から見て、隣り合う列の発光素子20は重なっていないことが好ましい。また、Y軸方向に複数列、発光素子20が配置されており、X軸方向から見て、隣り合う列の発光素子20は、Y軸方向の発光素子20のピッチ間の中央に配置されていることが特に好ましい。
【0019】
このようにX軸方向、Y軸方向に行列で配置される発光素子20を千鳥配置することで発光素子20の数を減らしつつ、輝度ムラを低減することができる。
【0020】
台座10から発光素子20の上面までの高さは薄型化のため低い方が好ましい。台座10に対して発光素子20はフェイスダウン実装が好ましいが、フェイスアップ実装してもよい。
【0021】
発光素子20とレンズ30とは別々の部材としてもよいが、発光素子20を樹脂やガラスにて一体的に覆うレンズ30とすることが好ましい。
【0022】
Z軸方向における台座10と第1レンチキュラーレンズシートとの距離は特に限定されないが、2mm〜30mmが好ましく、さらに5mm〜25mmが好ましく、特に10mm〜20mmが好ましい。面光源装置100の薄型化を図ることができる。
【0023】
Z軸方向におけるレンズ30の上面から第1レンチキュラーレンズシート40の下面までの距離は、X軸方向の発光素子20のピッチ間の距離に対し、0.1〜0.6であることが好ましく、さらに0.1〜0.4が好ましく、特に0.1〜0.3が好ましい。面光源装置100の薄型化を図ることができる。
【0024】
第1レンチキュラーレンズシート40の隣り合う第1溝41間の距離は150μm〜550μmが好ましく、さらに200μm〜450μmが好ましく、特に250μm〜350μmが好ましい。
【0025】
Z軸方向における第1レンチキュラーレンズシート40の上端と第2レンチキュラーレンズシート50の下面との距離は特に限定されないが、5mm以下が好ましく、さらに2mm以下が好ましく、特に1mm以下が好ましい。また、第1レンチキュラーレンズシート40と第2レンチキュラーレンズシート50とは接触していてもよい。面光源装置100の薄型化を図ることができる。
【0026】
Z軸方向における第2レンチキュラーレンズシート50の上端と蛍光体シート60の下面との距離は特に限定されないが、5mm以下が好ましく、さらに2mm以下が好ましく、特に1mm以下が好ましい。また、第2レンチキュラーレンズシート50と蛍光体シート60とは接触していてもよい。面光源装置100の薄型化を図ることができる。
【0027】
Z軸方向における蛍光体シート60と第1プリズムシート70の下面との距離は特に限定されないが、5mm以下が好ましく、さらに2mm以下が好ましく、特に1mmが好ましい。また、蛍光体シート60と第1プリズムシート70とは接触していてもよい。面光源装置100の薄型化を図ることができる。
【0028】
Z軸方向における第1プリズムシート70と第2プリズムシート80との距離は特に限定されないが、5mm以下が好ましく、さらに2mm以下が好ましく、特に1mm以下が好ましい。また、第1プリズムシート70と第2プリズムシート80とは接触していてもよい。面光源装置100の薄型化を図ることができる。
【0030】
<台座>
台座10は、基板や可撓性のシートを用いることができる。基板にはアルミ基板、ガラスエポキシ基板などを用いることができる。これらの基板上に白色のレジスト等で反射膜を配置することが好ましい。また基板に反射シートを載置するものでもよい。発光素子20からの光をZ軸方向(観測者方向)に向けることができるからである。基板は所定の強度を持つものだけでなくフレキシブル基板とすることもできる。可撓性のシートは厚みが0.025mm〜10mmの樹脂性、金属製、ハイブリッドのものを使用することができる。
【0031】
台座10の表面は平坦だけでなく、凹凸を施してもよい。
【0032】
<発光素子>
発光素子20は青色を発光するものが好ましい。発光素子20を単色のみとすることで複数の発光素子20間の色バラツキを低減することができ、輝度ムラを低減することができる。また発光素子20を単色のみとすることで選別作業が不要となり台座10への実装の手間を省くことができる。青色の発光素子20を使用する場合、発光素子20からの光によって励起発光される蛍光体が含有された蛍光体シート60を用いることが好ましい。蛍光体シート60は発光素子20からの光により黄色若しくは橙色に発光するものを使用することができる。これにより白色に発光する面光源装置100を製造することができる。蛍光体シート60の発光色は黄色、橙色に限定されず、青緑色、緑色、黄緑、赤色などの原色、若しくはこれらの中間色のものを使用することもできる。
【0033】
発光素子20は白色を発光するものが好ましい。白色発光の発光素子20を使用することで蛍光体シート60を不要とすることができるからである。ただし、白色発光の発光素子20を用い、青緑色、緑色、黄緑、黄色、橙色、赤色などの原色、若しくはこれらの中間色のものを補色として使用することもできる。
【0034】
発光素子20は青色、緑色、赤色に発光するものを用いることもできる。光の三原色となる発光素子20を用い、それぞれ異なる発光色の発光素子20を規則正しく三角形に配置してもよい。これにより蛍光体シート60を不要とすることができる。
【0035】
発光素子20はダイスであってもよく、ダイスがパッケージや基板等に実装されたものでもよい。
【0036】
発光素子20に使用されるダイスは、発光ダイオード、レーザダイオード等の半導体発光素子を好適に用いることができる。このような半導体発光素子は、液相成長法、HDVPE法やMOCVD法により基板上にZnS、SiC、GaN、GaP、InN、AlN、ZnSe、GaAsP、GaAlAs、InGaN、GaAlN、AlInGaP、AlInGaN等の半導体を積層して形成したものが好適に用いられる。半導体材料としては、混晶度の選択により、紫外光から赤外光までの発光波長を種々選択することができるため、In
XAl
YGa
1−X−YN(0≦X、0≦Y、X+Y≦1)で表される窒化ガリウム系の半導体をより好適に用いることができる。
【0037】
<レンズ>
図3は、第1の実施の形態に係るバットウィング照度分布を持つレンズを示す概略平面図である。
図4A、
図4Bは、第1の実施の形態に係るバットウィング照度分布を持つレンズを示す概略断面図である。
図4Cは、バットウィング照度分布を示す概略図である。
図4Aにおいてレンズ30は光拡散材35の配合によりバットウィング照度分布を持つ。
図4Bにおいてレンズ30の形状によりバットウィング照度分布を持つ。光拡散材35の濃度が多くなると発光素子20が視認できない場合もある。
【0038】
レンズ30はバットウィング照度分布を持つ。ランバーシャン配光に比べてバットウィング配光は発光素子20からの光を効率良くX軸Y軸の2次元方向に拡げることができる。つまり発光素子20の直上に出る強い光をX軸Y軸の2次元方向に拡げることができる。これにより輝度ムラを低減しやすくすることができる。
【0039】
レンズ30の材質は特に限定されず、発光素子20からの光を効率良く透過する材料であればよい。例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ガラスなどである。例えば、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ変性樹脂、ユリア樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリノルボルネン樹脂、ポリフタルアミン樹脂、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリマー又はこれらの樹脂を1種類以上含むハイブリッド樹脂などを用いることもできる。特に、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂が量産性の観点から好ましい。
【0040】
レンズ30の大きさは特に限定されないが、台座10からレンズ30までの上端までの高さが0.05mm〜10mmのものを使用することができ、さらに0.1mm〜5mmが好ましく、特に0.2mm〜3mmが好ましい。
【0041】
レンズ30に含有される光拡散材35の材料はTiO
2(酸化チタン)、ZrO
2(酸化ジルコニウム)、MgO(酸化マグネシウム)、MgCO
3(炭酸マグネシウム)、Mg(OH)
2(水酸化マグネシウム)、CaCO
3(炭酸カルシウム)、Ca(OH)
2(水酸化カルシウム)、CaSiO
3(珪酸カルシウム)、ZnO(酸化亜鉛)、BaTiO
3(チタン酸バリウム)、Al
2O
3(酸化アルミニウム)、樹脂フィラーなどの白色顔料の粒子を用いることができる。
【0042】
<第1レンチキュラーレンズシート、第2レンチキュラーレンズシート>
図5は、第1の実施の形態に係る第1レンチキュラーレンズシートを示す概略平面図である。
図6は、第1の実施の形態に係る第1レンチキュラーレンズシートを示す概略断面図である。
図6は
図5のXI−XI線で切断した概略断面の一部を拡大したものである。
図7は、第1の実施の形態に係る第2レンチキュラーレンズシートを示す概略平面図である。
図8は、第1の実施の形態に係る第2レンチキュラーレンズシートを示す概略断面図である。
図8は
図7のXIII−XIII線で切断した概略断面の一部を拡大したものである。
【0043】
第1レンチキュラーレンズシート40は、X軸方向に沿って複数の第1溝41が形成されている。第1溝41が形成されているのは第1レンチキュラーレンズシート40の上面である。X軸方向に沿ってとはX軸方向に平行であることを意味するが、X軸Y軸の平面方向において、X軸方向に対して所定の角度、例えば20度以下の範囲で、回転させたものでもよい。複数の発光素子20がX軸方向、Y軸方向に行列となっており、それに合わせて第1レンチキュラーレンズシート40をX軸方向に沿って配置されていることが好ましいが、輝度ムラの効果を損なわない範囲で所定の角度回転させたものでもよい。
【0044】
第2レンチキュラーレンズシート40は、Y軸方向に沿って複数の第2溝51が形成されている。第2溝51が形成されているのは第2レンチキュラーレンズシート50の上面である。Y軸方向に沿ってとはY軸方向に平行であることを意味するが、X軸Y軸の平面方向において、Y軸方向に対して所定の角度、例えば20度以下の範囲で、回転させたものでもよい。複数の発光素子20がX軸方向、Y軸方向に行列となっており、それに合わせて第2レンチキュラーレンズシート50をY軸方向に沿って配置されていることが好ましいが、輝度ムラの効果を損なわない範囲で所定の角度回転させたものでもよい。
【0045】
第1レンチキュラーレンズシート40の厚み、及び、第2レンチキュラーレンズシート50の厚みは0.25mm〜8.0mmであることが好ましく、さらに0.5mm〜4.0mmであることが好ましく、特に1.0〜2.0mmであることが好ましい。所定の強度を保持しつつ、面光源装置100の薄型化を図ることができる。
【0046】
第1レンチキュラーレンズシート40をY軸Z軸方向に切断した断面における第1溝41の形状は角部が丸みを帯びていたり、凸部の形状が湾曲していたりする。
【0047】
第2レンチキュラーレンズシート50をX軸Z軸方向に切断した断面における第2溝51の形状は角部が丸みを帯びていたり、凸部の形状が湾曲していたりする。
【0048】
第1レンチキュラーレンズシート40の第1溝41間の距離、及び、第2レンチキュラーレンズシート50の第2溝51間の距離は150μm〜550μmであることが好ましく、さらに200μm〜450μmであることが好ましく、特に250μm〜350μmであることが好ましい。第1レンチキュラーレンズシート40の第1溝41間の距離とは、隣り合う第1溝41間のX軸方向距離を意味する。
【0049】
第1レンチキュラーレンズシート40の第1溝41の深さ、及び、第2レンチキュラーレンズシート50の第2溝51の深さは120μm〜440μmであることが好ましく、さらに160μm〜360μmであることが好ましく、特に200μm〜280μmであることが好ましい。
【0050】
第1レンチキュラーレンズシート40の第1溝41間の距離に対し第1溝41の深さは、0.5〜1.1倍であることが好ましく、さらに0.6〜1.0倍であることが好ましく、特に0.7〜0.9倍であることが好ましい。
【0051】
第2レンチキュラーレンズシート50の第2溝51間の距離に対し第2溝51の深さは、0.5〜1.1倍であることが好ましく、さらに0.6〜1.0倍であることが好ましく、特に0.7〜0.9倍であることが好ましい。
【0052】
第1レンチキュラーレンズシート40及び第2レンチキュラーレンズシート50の材質は特に限定されず。発光素子20からの光を効率良く透過する材料であればよい。例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ガラスなどである。例えば、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ変性樹脂、ユリア樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリノルボルネン樹脂、ポリフタルアミン樹脂、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリマー又はこれらの樹脂を1種類以上含むハイブリッド樹脂などを用いることもできる。特に、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂が量産性の観点から好ましい。
【0053】
第1レンチキュラーレンズシート40及び第2レンチキュラーレンズシート50は、光拡散材が2重量%〜25重量%含有されていることが好ましく、さらに3重量%〜15重量%が好ましく、特に5重量%〜10重量%が好ましい。第1レンチキュラーレンズシート40及び第2レンチキュラーレンズシート50に光拡散材を含有することにより発光素子20からZ軸方向に最短距離で出射される光を拡散することができ、輝度ムラを低減することができる。
【0054】
光拡散材の材料はTiO
2(酸化チタン)、ZrO
2(酸化ジルコニウム)、MgO(酸化マグネシウム)、MgCO
3(炭酸マグネシウム)、Mg(OH)
2(水酸化マグネシウム)、CaCO
3(炭酸カルシウム)、Ca(OH)
2(水酸化カルシウム)、CaSiO
3(珪酸カルシウム)、ZnO(酸化亜鉛)、BaTiO
3(チタン酸バリウム)、Al
2O
3(酸化アルミニウム)などの白色顔料の粒子を用いることができる。
【0055】
<蛍光体シート>
面光源装置100は、第2レンチキュラーレンズシート50の上に蛍光体シート60を配置してもよい。
【0056】
蛍光体シート60は、量子ドットが含有されていることが好ましい。
【0057】
蛍光体シート60の厚みは特に限定されないが、発光素子20からの光を効率よく励起、発光できる程度の厚みであればよく、例えば10μm〜300μmの厚みのものを使用することができる。さらに、蛍光体シート60の厚みは50μm〜250μmのものが好ましく、特に、100μm〜200μmのものが好ましい。
【0058】
蛍光体シート60に含有される蛍光体は、発光素子20からの光により励起され発光されるものである。蛍光体は、緑〜黄色に発光するセリウムで賦活されたYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光体、緑色に発光するセリウムで賦活されたLAG(ルテチウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光体、緑〜赤色に発光するユーロピウム及び/又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム(CaO−Al
2O
3−SiO
2)系蛍光体、青〜赤色に発光するユーロピウムで賦活されたシリケート((Sr,Ba)
2SiO
4)系蛍光体、緑色に発光するβサイアロン蛍光体、赤色に発光するCaAlSiN
3:Euで表されるCASN系又は(Sr,Ca)AlSiN
3:Euで表されるSCASN系蛍光体などの窒化物系蛍光体、赤色に発光するKSF(K
2SiF
6:Mn)系蛍光体、赤色に発光する硫化物系蛍光体などが挙げられる。
【0059】
<プリズムシート、その他>
面光源装置100は、さらに、第2レンチキュラーレンズシート50の上、又は、蛍光体シート60の上、に第1プリズムシート70、第2プリズムシート80を配置してもよい。蛍光体シート60の上に第1プリズムシート70を配置することで、第1プリズムシート70で反射され、発光素子20側に戻ろうとする光を再度、蛍光体シート60で吸収、若しくは反射して、第1プリズムシート70側に戻すことができる。
【0060】
プリズムシートは複数枚であっても良いが、1枚のプリズムシートの両面に凹凸を施したものを使用してもよい。プリズムシートは発光素子20からの光をZ軸方向(観測者方向)に効率良く取り出すために用いられる。つまり、第1レンチキュラーレンズシート30、第2レンチキュラーレンズシート40が発光素子20からの光をX軸Y軸の平面方向に拡げる役割を有するのに対し、第1プリズムシート70、第2プリズムシート80はX軸Y軸の平面方向に拡がった光をZ軸方向に集光する役割を有する。
【0061】
第1プリズムシート70、第2プリズムシート80は、その表面に凹凸がランダム若しくは規則正しく多数形成されているものを使用することができる。凸部の大きさは0.1μm〜5μmのものを使用することができる。
【0062】
また、X軸方向に溝を持つ第1プリズムシート70と、Y軸方向に溝を持つ第2プリズムシート80と、を用いることもできる。第1プリズムシート70と第2プリズムシート80とを直交することにより正面輝度を高めることができる。この溝間の距離、溝の深さは特に限定されない。
【0063】
第1プリズムシート70、第2プリズムシート80の材質は公知のものを使用することができる。また、第1プリズムシート70、第2プリズムシート80に光拡散材を含有させることもできる。
【0064】
図示していないが、台座10と第1レンチキュラーレンズシート40との間にスペーサを設けることもでき、台座10と第1レンチキュラーレンズシート40との間隙を制御することができる。例えば、無色透明のシートないしフィルムが挙げられる。
【0065】
また、第1プリズムシート70、第2プリズムシート80の上に、さらに偏光シートや光拡散シートを設けることもできる。
【0066】
<面光源装置の発光状態>
図9は、第1の実施の形態に係る発光素子から出射された光が第1レンチキュラーレンズシートを透過する光の経路を示す概略断面図である。
図10は、第1の実施の形態に係る発光素子の発光状態を示す概略平面図である。
図11は、第1の実施の形態に係るレンズを透過した後の発光状態を示す概略平面図である。
図12は、第1の実施の形態に係る第1レンチキュラーレンズシートを透過した後の発光状態を示す概略平面図である。
図13は、第1の実施の形態に係る第2レンチキュラーレンズシートを透過した後の発光状態を示す概略平面図である。
【0067】
第1レンチキュラーレンズシート40のY軸Z軸断面での光の進み方と輝度ムラについて説明する。なお、説明を簡単にするため、光拡散材を省略して示している。
【0068】
面光源装置100における輝度ムラは、発光源である発光素子20の真上付近が明るく、発光源である発光素子20から最も遠い位置、すなわち隣り合う発光素子20の中間位置の真上付近が暗くなることが多い。
【0069】
まず、発光素子20から出射された光はレンズ30を透過する。レンズ30はバットウィング照度分布になるように形成されている。これによりバットウィング照度分布を持つレンズ30は発光素子20の真上付近の光をX軸Y軸平面方向に拡散し、発光素子20の真上付近が明るくなることを抑えている。
【0070】
第1レンチキュラーレンズシート40の第1溝41及び線状凸部は、さらに、レンズ30を透過した光を主にY軸方向に拡散し、発光素子20の真上付近が明るくなることを抑えている。X軸方向に沿って形成される第1レンチキュラーレンズシート40の第1溝41及び線状凸部が、Y軸方向に配向を拡げる役割に寄与している。
【0071】
次に、第2レンチキュラーレンズシート50の第2溝51及び線状凸部は、さらに、第1レンチキュラーレンズシート40を透過した光を主にX軸方向に拡散し、発光素子20の真上付近が明るくなることを抑えている。Y軸方向に沿って形成される第2レンチキュラーレンズシート50の第2溝51及び線状凸部が、X軸方向に配向を拡げる役割に寄与している。
【0072】
このように、発光素子20から出射された光を、レンズ30、第1レンチキュラーレンズシート40、第2レンチキュラーレンズシート50の順に透過させることにより、発光素子20の真上の光を抑制し発光素子20の配向を拡げることができる。これにより輝度ムラを低減することができる。
【0073】
また、隣り合う発光素子20を千鳥配置に配置することで輝度ムラを低減することができる。
【0074】
さらに、隣り合う発光素子20が3個であれば略三角形であり、一の発光素子を囲むように正六角形の位置に配置することにより面光源装置100の輝度ムラを低減することができる。
【0075】
ただし、第1レンチキュラーレンズシート40は第2レンチキュラーレンズシート50よりも発光素子20側に配置されているため、第1レンチキュラーレンズシート40のY軸方向への光の拡散の効果が、第2レンチキュラーレンズシート50のX軸方向への光の拡散の効果よりも強く表れる。第1レンチキュラーレンズシート40、第2レンチキュラーレンズシート50の厚みや距離等により、この効果が顕著に表れることもある。このとき、Y軸方向のピッチ間の距離よりもX軸方向のピッチ間の距離の方が狭くなるように発光素子20を配置しているため、輝度ムラを低減することができる。
【0076】
<透過型表示装置>
透過型表示装置は、面光源装置100を表示用パネルのバックライト用として用いている。面光源装置100にLCD表示パネルを組み合わせることもできる。
【0077】
<第2の実施の形態>
図14は、第2の実施の形態に係る面光源装置を示す概略斜視図である。
図15は、第2の実施の形態に係る第3レンチキュラーレンズシートを透過した後の発光状態を示す概略平面図である。ただし、説明のため、簡略化している。
【0078】
第2の実施形態に係る面光源装置200は、台座110と、台座110上にX軸方向とY軸方向にマトリックス状に配置される複数の発光素子120と、発光素子120を覆うバットウィング照度分布を持つレンズ130と、X軸方向に沿って複数の第1溝141を持つ第1レンチキュラーレンズシート140と、X軸Y軸平面においてX軸方向に対し60度回転される方向に複数の第2溝146を持つ第2レンチキュラーレンズシート145と、X軸Y軸平面において、第2レンチキュラーレンズシート145と同一回転方向にX軸方向に対し120度回転される方向に複数の第3溝151を持つ第3レンチキュラーレンズシート150と、の順にZ軸方向に構成されている。台座110上にX軸方向とY軸方向にマトリックス状に配置される複数の発光素子120は、Y軸方向のピッチ間の距離よりもX軸方向のピッチ間の距離の方が狭くなるように配置されている。第1の実施の形態に係る面光源装置100に対し、第2の実施の形態に係る面光源装置200は、レンチキュラーレンズシートが1枚多く、かつ、第2レンチキュラーレンズシート145と第3レンチキュラーレンズシート150の配置角度が異なっている。
【0079】
まず、第1の実施の形態と同様、発光素子120から出射された光はレンズ130を透過する。
【0080】
第1レンチキュラーレンズシート140の第1溝141及び線状凸部は、さらに、レンズ130を透過した光を主にY軸方向に拡散し、発光素子120の真上付近が明るくなることを抑えている。
【0081】
次に、第2レンチキュラーレンズシート145の第2溝146及び線状凸部は、さらに、第1レンチキュラーレンズシート140を透過した光を主にX軸に対し150度回転させた方向に拡散し、発光素子120の真上付近が明るくなることを抑えている。
【0082】
次に第3レンチキュラーレンズシート150の第3溝151及び線状凸部は、さらに、第2レンチキュラーレンズシート145を透過した光を主にX軸に対し210度回転させた方向に拡散し、発光素子120の真上付近が明るくなることを抑えている。
【0083】
このように、発光素子120から出射された光を、レンズ130、第1レンチキュラーレンズシート140、第2レンチキュラーレンズシート145、第3レンチキュラーレンズシート150の順に透過させることにより、発光素子120の真上の光を抑制し、輝度ムラを低減することができる。1個の発光素子から出射された光は六角形に発光するイメージである。
【0084】
<第3の実施の形態>
図16は、第3の実施の形態に係る面光源装置を示す概略斜視図である。
図17は、第3の実施の形態に係る第4レンチキュラーレンズシートを透過した後の発光状態を示す概略平面図である。ただし、説明のため、簡略化している。
【0085】
第3の実施形態に係る面光源装置300は、台座210と、台座210上にX軸方向とY軸方向にマトリックス状に配置される複数の発光素子220と、発光素子220を覆うバットウィング照度分布を持つレンズ230と、X軸方向に沿って複数の第1溝241を持つ第1レンチキュラーレンズシート240と、X軸Y軸平面においてX軸方向に対し45度回転される方向に複数の第2溝を持つ第2レンチキュラーレンズシート245と、X軸Y軸平面においてX軸方向に対し90度回転される方向に複数の第3溝251を持つ第3レンチキュラーレンズシート250と、X軸Y軸平面においてX軸方向に対し135度回転される方向に複数の第4溝256を持つ第4レンチキュラーレンズシート255と、の順にZ軸方向に構成されている。台座210上にX軸方向とY軸方向にマトリックス状に配置される複数の発光素子220は、Y軸方向のピッチ間の距離よりもX軸方向のピッチ間の距離の方が狭くなるように配置されている。第1の実施の形態に係る面光源装置100に対し、第3の実施の形態に係る面光源装置300は、レンチキュラーレンズシートが2枚多く、かつ、第2レンチキュラーレンズシート245、第3レンチキュラーレンズシート250、第3レンチキュラーレンズシート255の配置角度が異なっている。
【0086】
まず、第1の実施の形態と同様、発光素子220から出射された光はレンズ230を透過する。
【0087】
第1レンチキュラーレンズシート240の第1溝241及び線状凸部は、さらに、レンズ230を透過した光を主にY軸方向に拡散し、発光素子220の真上付近が明るくなることを抑えている。
【0088】
次に、第2レンチキュラーレンズシート245の第2溝246及び線状凸部は、さらに、第1レンチキュラーレンズシート240を透過した光を主にX軸に対し135度回転させた方向に拡散し、発光素子220の真上付近が明るくなることを抑えている。
【0089】
次に第3レンチキュラーレンズシート250の第3溝251及び線状凸部は、さらに、第2レンチキュラーレンズシート245を透過した光を主にX軸に対し180度回転させた方向に拡散し、発光素子220の真上付近が明るくなることを抑えている。
【0090】
次に第4レンチキュラーレンズシート255の第4溝251及び線状凸部は、さらに、第3レンチキュラーレンズシート250を透過した光を主にX軸に対し225度回転させた方向に拡散し、発光素子220の真上付近が明るくなることを抑えている。
【0091】
このように、発光素子220から出射された光を、レンズ230、第1レンチキュラーレンズシート240、第2レンチキュラーレンズシート245、第3レンチキュラーレンズシート250、第4レンチキュラーレンズシート255の順に透過させることにより、発光素子220の真上の光を抑制し、輝度ムラを低減することができる。1個の発光素子から出射された光は八角形に発光するイメージである。
【実施例】
【0092】
<実施例1>
実施例1は、第1の実施の形態と同様な部分は説明を省略することもある。
【0093】
台座10と、台座10上にX軸方向とY軸方向に行列状に配置される複数の発光素子20と、発光素子20を覆うバットウィング照度分布を持つレンズ30と、X軸方向に沿って複数の第1溝41を持つ第1レンチキュラーレンズシート40と、Y軸方向に沿って複数の第2溝51を持つ第2レンチキュラーレンズシート50と、蛍光体シート60と、第1プリズムシートと、第2プリズムシート80と、とがこの順に配置されている。
【0094】
台座10はガラスエポキシ基板を用いる。
【0095】
台座10上にX軸方向とY軸方向に行列状に複数の発光素子20を配置する。発光素子20は千鳥配置であり、隣り合う発光素子20が3個であれば略三角形であり、一の発光素子を囲むように略六角形となるように配置されている。隣り合う発光素子20のピッチ間は35mmであり、X軸方向の発光素子20のピッチ間は35mm、Y軸方向の発光素子20のピッチ間は60.6mmである。
【0096】
発光素子20は450nm〜460nm付近に発光ピークを持つ青色発光素子を使用する。発光素子20は窒化ガリウム系化合物半導体である。発光素子20は光拡散材が含有されたバットウィング照度分布を持つレンズ30が配置されている。レンズ30の材質はシリコーン樹脂である。
【0097】
第1レンチキュラーレンズシート40の上面は、X軸方向に沿って複数の第1溝41を持つ。第2レンチキュラーレンズシート50の上面は、Y軸方向に沿って複数の第2溝51を持つ。第1レンチキュラーレンズシート40の厚み及び第2レンチキュラーレンズシート50の厚みは1.5mmである。隣り合う第1溝41の距離、及び、第2溝51は280μmであり、第1溝41の深さ、及び、第2溝51の深さは約220μmである。Y軸Z軸断面において第1レンチキュラーレンズシート40の凸部は湾曲しており、X軸Z軸断面において第2レンチキュラーレンズシート50の凸部は湾曲している。
【0098】
台座10の上面と第1レンチキュラーレンズシート40の下面との距離は、14mmである。第1レンチキュラーレンズシート40、第2レンチキュラーレンズシート50、蛍光体シート60、第1プリズムシート70、第2プリズムシート80はそれぞれ直接接している。
【0099】
このような構成にすることで輝度ムラを抑制することができる。