(57)【要約】【課題】  複数のＬＥＤチップを搭載した場合の液晶表示装置において出射光の配光性を均一化して色むらを取り除くこと。【解決手段】  液晶パネルと、光源からの光をレンズを介して前記液晶パネルに出射するバックライト装置とを有し、前記光源は第一の発光色を有する第一のＬＥＤと、第二の発光色を有する第二のＬＥＤと、第三の発光色を有する第三のＬＥＤと、前記第三の発光色を有する第四のＬＥＤと、前記第二の発光色を有する第五のＬＥＤと、前記第一の発光色を有する第六のＬＥＤとを有し、配光の偏りを打ち消しあうように、前記第一のＬＥＤ，前記第二のＬＥＤ，前記第三のＬＥＤ，前記第四のＬＥＤ，前記第五のＬＥＤ、及び前記第六のＬＥＤが配線基板に配置されたことを特徴とする液晶表示装置。【効果】  複数のＬＥＤチップを搭載した場合の液晶表示装置において出射光の配光性を均一化して色むらを取り除くことができる。【選択図】図１
2010066618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルと、
レンズを介して光源からの光を前記液晶パネルに出射するバックライト装置とを有し、
前記バックライト装置は前記光源が配置された配線基板を有し、
前記光源は第一の発光色を有する第一のＬＥＤチップと、第二の発光色を有する第二のＬＥＤチップと、第三の発光色を有する第三のＬＥＤチップと、前記第三の発光色を有する第四のＬＥＤチップと、前記第二の発光色を有する第五のＬＥＤチップと、前記第一の発光色を有する第六のＬＥＤチップとを有し、
前記光源からの光の配光性を均一化するように、前記第一のＬＥＤチップ，前記第二のＬＥＤチップ，前記第三のＬＥＤチップ，前記第四のＬＥＤチップ，前記第五のＬＥＤチップ、及び前記第六のＬＥＤチップが配置されたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
液晶パネルと、
レンズを介して光源からの光を前記液晶パネルに出射するバックライト装置とを有し、
前記バックライト装置は前記光源が配置された配線基板を有し、
前記光源は第一の発光色を有する第一のＬＥＤチップと、第二の発光色を有する第二のＬＥＤチップと、第三の発光色を有する第三のＬＥＤチップと、前記第三の発光色を有する第四のＬＥＤチップと、前記第二の発光色を有する第五のＬＥＤチップと、前記第一の発光色を有する第六のＬＥＤチップとを有し、
前記液晶パネルの側面に沿って、前記第一のＬＥＤチップ，前記第二のＬＥＤチップ，前記第三のＬＥＤチップ，前記第四のＬＥＤチップ，前記第五のＬＥＤチップ、及び前記第六のＬＥＤチップの順に配置されたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の表示装置において、
前記レンズは透明樹脂からなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項２に記載の液晶表示装置において、
前記レンズは複数個有し、
前記第一のＬＥＤチップ，前記第二のＬＥＤチップ、及び前記第三のＬＥＤチップは、第一の前記レンズで覆われており、
前記第四のＬＥＤチップ，前記第五のＬＥＤチップ、及び前記第六のＬＥＤチップは、第二の前記レンズで覆われていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
液晶パネルと、
光源からの光を前記液晶パネルに出射するバックライト装置とを有し、
前記バックライト装置は、前記光源が配置された配線基板を有し、
前記光源は、第一の発光色を有する第一のＬＥＤチップと、第二の発光色を有する第二のＬＥＤチップと、第三の発光色を有する第三のＬＥＤチップと、
前記第二の発光色を有する第四のＬＥＤチップと、前記第三の発光色を有する第五のＬＥＤチップと、前記第一の発光色を有する第六のＬＥＤチップと、前記第三の発光色を有する第七のＬＥＤチップと、前記第一の発光色を有する第八のＬＥＤチップと、前記第二の発光色を有する第九のＬＥＤチップと、を有し、
前記第一のＬＥＤチップ，前記第二のＬＥＤチップ、及び前記第三のＬＥＤチップは第一のレンズによって覆われ、
前記第四のＬＥＤチップ，前記第五のＬＥＤチップ、及び前記第六のＬＥＤチップは第二のレンズによって覆われ、
前記第七のＬＥＤチップ，前記第八のＬＥＤチップ、及び前記第九のＬＥＤチップは第三のレンズによって覆われ、
前記液晶パネルの側面に沿って前記第一のＬＥＤチップ，前記第二のＬＥＤチップ，前記第三のＬＥＤチップ，前記第四のＬＥＤチップ，前記第五のＬＥＤチップ，前記第六のＬＥＤチップ，前記第七のＬＥＤチップ，前記第八のＬＥＤチップ、及び前記第九のＬＥＤチップの順に配置されたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
液晶パネルと、
複数の光源がマトリクス状に配置され、
レンズを介して前記複数の光源からの光を前記液晶パネルに出射するバックライト装置とを有し、
前記バックライト装置は、第一の発光色を有する第一のＬＥＤチップと、第二の発光色を有する第二のＬＥＤチップと、第三の発光色を有する第三のＬＥＤチップと、前記第三の発光色を有する第四のＬＥＤチップと、前記第一の発光色を有する第五のＬＥＤチップと、前記第二の発光色を有する第六のＬＥＤチップと、前記第三の発光色を有する第七のＬＥＤチップと、前記第三の発光色を有する第八のＬＥＤチップと、前記第一の発光色を有する第九のＬＥＤチップと、前記第二の発光色を有する第十のＬＥＤチップと、前記第三の発光色を有する第十一のＬＥＤチップと、前記第三の発光色を有する第十二のＬＥＤチップと、前記第一の発光色を有する第十三のＬＥＤチップと、前記第二の発光色を有する第十四のＬＥＤチップと、前記第三の発光色を有する第十五のＬＥＤチップと、前記第三の発光色を有する第十六のＬＥＤチップと、を有し、
前記液晶パネル長軸方向の一列目について、前記第一のＬＥＤチップ，前記第三のＬＥＤチップ，前記第七のＬＥＤチップ，前記第五のＬＥＤチップの順で配置され、
前記液晶パネル長軸方向の二列目について、前記第四のＬＥＤチップ，前記第二のＬＥＤチップ，前記第六のＬＥＤチップ，前記第八のＬＥＤチップの順で配置され、
前記液晶パネル長軸方向の三列目について、前記第十二のＬＥＤチップ，前記第十のＬＥＤチップ，前記第十四のＬＥＤチップ，前記第十六のＬＥＤチップの順で配置され、
前記液晶パネル長軸方向の四列目について、前記第九のＬＥＤチップ，前記第十一のＬＥＤチップ，前記第十五のＬＥＤチップ，前記第十三のＬＥＤチップの順で配置され、
前記液晶パネル短軸方向の一行目について、前記第一のＬＥＤチップ，前記第四のＬＥＤチップ，前記第十二のＬＥＤチップ，前記第九のＬＥＤチップの順で配置され、
前記液晶パネル短軸方向の二行目について、前記第三のＬＥＤチップ，前記第二のＬＥＤチップ，前記第十のＬＥＤチップ，前記第十一のＬＥＤチップの順で配置され、
前記液晶パネル短軸方向の三行目について、前記第七のＬＥＤチップ，前記第六のＬＥＤチップ，前記第十四のＬＥＤチップ，前記第十五のＬＥＤチップの順で配置され、
前記液晶パネル短軸方向の四行目について、前記第五のＬＥＤチップ，前記第八のＬＥＤチップ，前記第十六のＬＥＤチップ，前記第十三のＬＥＤチップの順で配置されたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の液晶表示装置において、
前記レンズは複数個有し、
前記第一のＬＥＤチップ，前記第二のＬＥＤチップ，前記第三のＬＥＤチップ、及び前記第四のＬＥＤチップは、第一の前記レンズで覆われており、
前記第五のＬＥＤチップ，前記第六のＬＥＤチップ，前記第七のＬＥＤチップ、及び前記第八のＬＥＤチップは、第二の前記レンズで覆われており、
前記第九のＬＥＤチップ，前記第十のＬＥＤチップ，前記第十一のＬＥＤチップ、及び前記第十二のＬＥＤチップは、第三の前記レンズで覆われており、
前記第十三のＬＥＤチップ，前記第十四のＬＥＤチップ，前記第十五のＬＥＤチップ、及び前記第十六のＬＥＤチップは、第四の前記レンズで覆われていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
液晶パネルと、
レンズを介して光源からの光を前記液晶パネルに出射するバックライト装置と、
前記液晶パネル及び前記バックライト装置とを支持する筐体とを有し、
前記バックライト装置は、前記光源が配置された配線基板を有し、
前記光源は第一の発光色を有する第一のＬＥＤチップと、第二の発光色を有する第二のＬＥＤチップと、第三の発光色を有する第三のＬＥＤチップと、前記第三の発光色を有する第四のＬＥＤチップと、前記第二の発光色を有する第五のＬＥＤチップと、前記第一の発光色を有する第六のＬＥＤチップとを有し、
前記液晶パネルの側面に沿って前記第一のＬＥＤチップ，前記第二のＬＥＤチップ，前記第三のＬＥＤチップ，前記第四のＬＥＤチップ，前記第五のＬＥＤチップ，前記第六のＬＥＤチップの順に配置されたことを特徴とする映像表示装置。
【請求項９】
液晶パネルを有し、
レンズを介して光源からの光を前記液晶パネルに出射するバックライト装置において、
前記バックライト装置は、前記光源が配置された配線基板を有し、
前記光源は第一の発光色を有する第一のＬＥＤチップと、第二の発光色を有する第二のＬＥＤチップと、第三の発光色を有する第三のＬＥＤチップと、前記第三の発光色を有する第四のＬＥＤチップと、前記第二の発光色を有する第五のＬＥＤチップと、前記第一の発光色を有する第六のＬＥＤチップとを有し、
前記液晶パネルの側面に沿って前記第一のＬＥＤチップ，前記第二のＬＥＤチップ，前記第三のＬＥＤチップ，前記第四のＬＥＤチップ，前記第五のＬＥＤチップ，前記第六のＬＥＤチップの順に配置されたことを特徴とするバックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト装置及びそれを用いた液晶表示装置及び映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ光源モジュールを用いたバックライト装置は、光源の配置構造によりエッジ型と直下型の２つに分かれている。エッジ型は、光源を導光板の側面に配置し、導光板の上面から液晶パネル全面に光を均一に照射させる。直下型は、液晶パネルの下面に光源を配置し、拡散板などを介してパネル前面に光を均一に照射させる。特許文献１には、ＬＥＤチップが基板上に各色毎に順番に一列に配置された光源モジュールが図示され、特許文献２には、直下型の表示装置が図示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２８７６９２号公報
【特許文献２】特開２００７−３１１５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光源モジュールの信頼性（封止構造），混色化（ＲＧＢ３色の色割れ防止）の点から、Ｄ／Ｂ，Ｗ／Ｂ後のＬＥＤチップ（ＲＧＢ３色）を透明樹脂により一体化構造で覆う方が好ましい。更に、光の集光性が必要な場合は、透明樹脂をレンズ形状にして用いる。ＲＧＢ３色から構成されるＬＥＤチップ群を１つの透明樹脂体、或いはレンズ構造で覆う場合は、それぞれ一個ずつのレンズで覆う場合に比べて、レンズ内での全反射によるＲＧＢの混色化が起こり易いことを利用している。
【０００５】
図２１（ａ）〜（ｃ）は、半円球形、或いは細長化した半楕円球形のレンズ形状とＬＥＤチップの配置に対する配光性を示した断面図である。図２１（ａ）は、レンズの対称軸上の中央部にＬＥＤチップを配置した場合の断面図で、光束が左右方向に対して対称に出射することにより均一な配光を得ている。一方、図２１（ｂ）及び図２１（ｃ）は、ＬＥＤチップをレンズ形状の中央部（中心点）から各々左右にずらして配置した場合の断面図で、光束が左右方向に対して非対称に出射するため不均一な配光性を示す。ＲＧＢ３色のＬＥＤチップを前記した１つのレンズ形状の中心軸に配置し、レンズの対称位置が中央部（中心点）に限定される場合、複数チップが有限の大きさを有するため１色のＬＥＤチップしかレンズの中央に配置できないという問題が存在する。また、複数チップを中央位置に集中させ過ぎると、吸収損失，吸収発光が発生するため、複数チップを中央位置に配置させるには一定の限界が存在する。即ち、レンズ中心位置に、チップの大きさにかかわらず全てのチップを配置することは困難である。従って、光源モジュールにおいて、ＲＧＢ３色のＬＥＤチップのうち少なくとも残る２色のチップは、一定のレンズ形状に対して均一な配光性が得られず配光の偏りが避けられないという問題があった。更に、ＲＧＢ３色のＬＥＤチップを基本単位としたＬＥＤパッケージが複数存在する場合も同様であり、偏りがより一層積算，増幅されるという問題があった。なお、図２１（ａ）〜（ｃ）はエッジ型を示した図であるが、直下型についても配光の偏りという問題は生じるものと考えられる。
【０００６】
本発明の目的は、複数のＬＥＤチップを搭載した場合のバックライト装置及びそれを用いた液晶表示装置及び映像表示装置において、出射光の配光性を均一化して色むらを取り除くことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべく、本願発明は、液晶パネルと、レンズを介して光源からの光を液晶パネルに出射するバックライト装置とを有し、バックライト装置は光源が配置された配線基板を有し、光源は第一の発光色を有する第一のＬＥＤと、第二の発光色を有する第二のＬＥＤと、第三の発光色を有する第三のＬＥＤと、第三の発光色を有する第四のＬＥＤと、第二の発光色を有する第五のＬＥＤと、第一の発光色を有する第六のＬＥＤとを有し、前記出射光の配光性を均一化するように、第一のＬＥＤ，第二のＬＥＤ，第三のＬＥＤ，第四のＬＥＤ，第五のＬＥＤ、及び第六のＬＥＤが配置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、複数のＬＥＤチップを搭載した場合のバックライト装置及びそれを用いた液晶表示装置及び映像表示装置において、出射光の配光性を均一化し、色むらを取り除くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面等を用いて、本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本実施例の光源モジュール１０１の平面図を示す。光源モジュール１０１は、配線基板１０２上に実装した緑色のＬＥＤチップ１０３ａ，赤色のＬＥＤチップ１０３ｂ，青色のＬＥＤチップ１０３ｃ、及びこれらのＬＥＤチップ上に形成したレンズ１０３ｄを基本単位としたＬＥＤパッケージが複数個合わさって構成される。配線基板１０２には、複数のＬＥＤチップに給電するための配線１０６及び電極１０７がアルミナ基板上に形成されている。配線１０６及び電極１０７は、Ｃｒ／Ｎｉ配線にＡｕめっきが施されている。基板材料により、Ｃｕ／Ｎｉ配線、或いはＷ／Ｎｉ配線にＡｕめっきを施す場合もある。配線基板１０２に、緑色のＬＥＤチップ１０３ａ，赤色のＬＥＤチップ１０３ｂ、及び青色のＬＥＤチップ１０３ｃをダイボンディング材で固着させる。その後、Ａｕワイヤ１０８でボンディングして緑色のＬＥＤチップ１０３ａ，赤色のＬＥＤチップ１０３ｂ、及び青色のＬＥＤチップ１０３ｃと電極１０７との間を接続している。緑色のＬＥＤチップ１０３ａ，赤色のＬＥＤチップ１０３ｂ、及び青色のＬＥＤチップ１０３ｃの結線は図１では直列接続しているが、表示条件や駆動条件を考慮して並列接続のみ、或いは直列接続と並列接続を併用する場合もある。緑色のＬＥＤチップ１０３ａ，赤色のＬＥＤチップ１０３ｂ、及び青色のＬＥＤチップ１０３ｃに対して、離散化したレンズ１０３ｄをシリコーン系等の透明樹脂を用いて形成している。レンズ１０３ｄは、エポキシ系樹脂を用いる場合もある。なお、複数のＬＥＤチップを覆うレンズとしては透明であり、ＬＥＤチップの屈折率と空気の屈折率を考慮して、レンズの屈折率は１.４〜２.０程度であればよい。レンズの屈折率は高いほどよい。ＬＥＤチップから出射した光が、レンズとの界面で全反射される確率，割合を低減できるからである。レンズ１０３ｄの形状は、性能面からチップ数，チップ間隔を優先するため細長の半楕円球形としているが、半球形（半円球形）などを用いる場合もある。チップ間隔は、複数のＬＥＤチップ間の近接配置による吸収損失，吸収発光を防止するため、ある程度長くする必要がある。光源モジュール１０１には、複数のＬＥＤパッケージが形成されており、複数のＬＥＤパッケージの対称軸１０９上に、複数のＬＥＤチップが一定の間隔で配置されている。本実施例では、各ＬＥＤパッケージの中央部（中心点）に赤色のＬＥＤチップが配置されているが、他色のＬＥＤチップが配置されていてもよい。また、ＲＧＢのＬＥＤチップの実装において、基板面法線方向の高さが違う場合、レンズ形状に対するボンディングワイヤの取り出し配置や光取り出し効率の向上，配光特性の均一化，対称性などの点を考慮すると、基板面法線方向の高さが大きいＬＥＤチップを中心部に実装する方が有利であり、効果が大きい。
【００１１】
図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ′線断面図を示す。レンズ１０３ｄの中央に配置した赤色のＬＥＤチップ１０３ｂは、レンズ１０５ｄに示す赤色のＬＥＤチップ１０５ｂの出射光と同様に、レンズ１０３ｄに対して左右方向の配光均一性が確保されている。出射光の配光は、主に方向１１０をとる。赤色のＬＥＤチップ１０３ｂは、レンズ１０３ｄの中央部（中心点）など、レンズに対して対称な位置に配置されているため、均一な配光性を得ている。緑色のＬＥＤチップ１０３ａ及び青色のＬＥＤチップ１０３ｃチップに対しては、レンズ１０３ｄの中央部（中心点）からずれて配置されるため、配光に偏りが発生する。
【００１２】
本実施例では、ひとつのレンズで発生する偏りを互いに打ち消すため隣接する２つのレンズ１０３ｄ及びレンズ１０４ｄを用いる。即ち、レンズ１０３ｄ及びレンズ１０４ｄを形成したＬＥＤパッケージに対して、チップの並び順をＧＲＢとＢＲＧ（またはＢＲＧとＧＲＢ）のように、レンズ１０３ｄ及びレンズ１０４ｄの中心点（赤色のＬＥＤチップ１０３ｂ及び赤色のＬＥＤチップ１０４ｂを配置する位置）に対して、点対称（配置対称性）の位置に配置して、ペアレンズ１１１を形成している。赤色のＬＥＤチップ１０３ｂの左右に配置した緑色のＬＥＤチップ１０３ａ，青色のＬＥＤチップ１０３ｃは、レンズ１０３ｄの中央部から離れるため、レンズ１０３ｄに対して左右方向の配光に偏りが発生する。この偏りを打ち消すため、緑色のＬＥＤチップ１０３ａと青色のＬＥＤチップ１０３ｃの配置を逆に入れ替えたレンズ１０４ｄと組み合わせ、ペアレンズ１１１としている。これにより、緑色のＬＥＤチップ１０３ａ及び緑色のＬＥＤチップ１０４ａからの配光は主に方向１１２ａ及び方向１１３ａをとり、２つ合わせて対称な光の均一性を確保している。また、青色のＬＥＤチップ１０３ｃ及び青色のＬＥＤチップ１０４ｃの場合も、方向１１２ｃ及び方向１１３ｃをとり、光の均一性を確保している。
【００１３】
以上により、レンズ形状の中心点に対して互いに反転配置させたＬＥＤパッケージを２組用いることにより、偏りが存在しても２組のもつ配光の対称性から配光分布を等しく保持できることが分かる。また、光源モジュールは半円球形、或いは細長化した半楕円球形などのレンズを用いた場合でも２つのＬＥＤパッケージ毎に均一化した配光性を実現できている。つまり、図２（ｂ）のように、ペアレンズとして第一の複数のＬＥＤ及び第二の複数のＬＥＤを覆う一個のレンズ１１４を用いた場合にも均一化した配光性を実現できる。
【００１４】
図３は、図１のペアレンズ１１１を平面領域（ＸＹ軸方向）にＮＭ個配置した場合の光源モジュールの構成を示す。本発明において、配線基板に対してＬＥＤチップが配置された面をＸＹ平面と規定する。Ｘ軸方向に２つのレンズを並べて配光特性を均一化して改善している。従って、破線で囲われた２つのレンズ（ペアレンズ１１１）を基本単位として縦横にＭＮ個配置することにより平面領域（ＸＹ軸方向）に対し配光の均一性を確保している。
【００１５】
図４は、図１に示す光源モジュール１０１を用いたバックライト装置１１６の平面図を示す。バックライト装置１１６は、中央に配置した複数の仕切り壁１１７を備えた導光板１１８と、複数のＬＥＤパッケージで構成された光源モジュール１０１と、光源モジュール１０１を支持し、かつ放熱路を形成したヒートシンク１１９と、そして、図示されていないが、図５中の上側にある拡散板と、図４中の下側にあるヒートシンク１１９と熱的に一体化された放熱フィンとを配置する形で構成されている。複数のＬＥＤパッケージは、液晶パネルの側面方向に配置されている。光源モジュール１０１から出射した光束は、導光板１１８の両サイド側面に入射し、導光板１１８の図４中の上側から、拡散板を介して均一な輝度分布を実現して効率よく取り出される。仕切り壁１１７は、ペアレンズ１１１のＭ倍（Ｍ≧１）の幅で設けられ、１次元のエリア制御を実現している。図４では、Ｍ＝１の場合を示す。
【００１６】
図５は、図４におけるバックライト装置１１６を組み込んだ映像表示装置１２１の断面図を示す。映像表示装置１２１は、光源モジュール１０１，配線基板１２２，駆動回路１２３，導光板１１８，反射シート１２４，拡散板１２５，ヒートシンク１１９，放熱フィン１２６から構成されるバックライト装置１１６を備え、光学シート１２７で挟まれた液晶パネル１２８が配置されている。バックライト装置１１６及び液晶パネル１２８で液晶表示装置が構成され、液晶表示装置を筐体１２０で支持したものが映像表示装置である。バックライト装置１１６などは筐体１２０と支持部１２９及び支持部１３０を介して固定，固着されている。
【００１７】
駆動回路１２３及び駆動回路１２３′は、ヒートシンク１１９に固着一体化された配線基板１２２上に実装され、ＬＥＤ光源モジュール１０１、及び液晶パネル１２８などを駆動している。配線基板１２２には、ＬＥＤ光源モジュール１０１，駆動回路１２３などの発熱体が実装され、かつ薄型化のため、高放熱構造のフレキシブル基板（低熱抵抗構造）を用いている。図５では省略されているが、駆動回路１２３を制御するための制御回路（映像，音声信号処理回路、これに接続されるバックライト制御回路）や、制御回路，駆動回路１２３に電圧及び電流を供給する電源回路が搭載されている。バックライト制御回路では、映像信号処理回路に接続されて前記した仕切り壁１１７に対応した１次元のエリア制御を実現している。駆動回路１２３，駆動回路１２３′，導光板１１８、及び反射シート１２４の組み合わせ構造（光取り出し構造）により、横方向の左右２分割、縦方向にＮ分割（仕切り壁１１７で分割数Ｎを調整）として、２×Ｎの２次元エリア制御も実現できる。駆動回路１２３，制御回路、及び電源回路は、光源モジュール１０１と同様に発熱するために、図中では表示していないが、高放熱経路を形成及び確保している。具体的には、特に薄型化のために、ヒートシンク１１９及び放熱フィン１２６の中に局所的に搭載する空間を形成し、かつ、これらの放熱構造体と低熱抵抗構造で接続されている。
【００１８】
図６は、図１の光源モジュール１０１を用いた場合で、バックライト装置での光取り出し平面全体に対する色度分布の改善効果を示す。色度差Δｘｙは、画面中心を基準にしている。
【００１９】
図７は、図１の光源モジュール１０１を用いない場合で、バックライト装置での光取り出し平面全体に対する色度分布の状態（改善前）を示す。人が白色として認識するために必要な色度差を破線で示す。本発明の光源モジュール１０１をバックライト装置，液晶表示装置、及び映像表示装置に用いることにより、必要とする色度差Δｘｙ内の領域が、図７の破線から図６の破線に広がり、基本的に配光の均一性が確保され、色むらが取り除かれていることを確認できる。
【実施例２】
【００２０】
図８は、本実施例の光源モジュール２０１の平面図を示す。ＲＧＢチップの３色を対称軸２０９の１軸方向に繰り返し配置した場合である。互いに異なる配置をとるＬＥＤチップの組み合わせとして、チップの並び順をＧＲＢ，ＲＢＧ，ＢＧＲの配列をもつ。これらの組み合わせに対して、各々レンズ２０３ｄ，２０４ｄ，２０５ｄの３つからなるペアレンズ２１１を形成し、これを１回以上繰り返して光源モジュール２０１を形成している。
【００２１】
図９は、図８のＢ−Ｂ′線の断面図を示す。図９に示すように、例えば、緑色のＬＥＤチップ２０３ａ，緑色のＬＥＤチップ２０４ａ及び緑色のＬＥＤチップ２０５ａからの光束の配光パターンは各々異なるが、これらの配光パターンをもつ３つのレンズからなるペアレンズ２１１からの配光パターンは均一性を有している。赤色のＬＥＤチップ及び青色のＬＥＤチップについても、緑色のＬＥＤチップと同様のことが言える。この３組のＬＥＤパッケージの組み合わせを繰り返して配置することにより、光源モジュール２０１全体の偏りを取り除くことができ、均一な配光性を得ている。これにより、ＲＧＢ３色のＬＥＤチップの配置対称性から、配光性の偏りを減少させることができるだけでなくＲＧＢ３色の配光分布を一致させることができる。なお、ＲＧＢチップの並び順をＢＲＧ，ＲＧＢ，ＧＢＲの配列にしても、本実施例同様に、配光性の偏りを減少させることができる。
【００２２】
図１０は、図８のペアレンズ２１１（Ｘ軸方向に配置した３つのレンズ構成）を平面領域（ＸＹ軸方向）にＮＭ個配置した場合の光源モジュールの構成を示す。破線で囲われた３つのレンズ（ペアレンズ２１１）を基本単位として縦横にＭＮ個配置することにより平面領域（ＸＹ軸方向）に対し配光の均一性を確保している。
【００２３】
図１１は、図１０で用いたペアレンズ２１１（３つのレンズ構成）をＹ軸方向に配置した場合で、平面領域（ＸＹ軸方向）に対してＮＭ個配置した場合の光源モジュールの構成を示す。図１０と同様に、破線で囲われた３つのレンズ（ペアレンズ２１１）を基本単位として縦横にＭＮ個配置することにより平面領域（ＸＹ軸方向）に対し配光の均一性を確保できる。  
特に、ここでは図示しないが、Ｙ軸方向のみの１次元配置（直線状配置）では、図１又は図１０とは異なり、ＬＥＤチップを高密度に実装できることから高輝度を達成することができる。
【実施例３】
【００２４】
図１２は、本実施例の光源モジュールの平面図を示す。レンズ内の緑色のＬＥＤチップ３０３ａ，赤色のＬＥＤチップ３０３ｂ，青色のＬＥＤチップ３０３ｃの配置構造に対して、隣接する４つのレンズ３０３ｄ，３０４ｄ，３０５ｄ，３０６ｄからなるペアレンズ３１１を用いて、２軸方向に発生する偏りを取り除いている。即ち、図１２のＸ軸方向に、隣接するレンズ３０３ｄとレンズ３０４ｄ、及びレンズ３０５ｄとレンズ３０６ｄ、図１２のＹ軸方向に、隣接するレンズ３０３ｄとレンズ３０５ｄ、及びレンズ３０４ｄとレンズ３０６ｄを用いて組み合わせることにより、対称かつ均一な配光性を確保している。この時、ペアレンズ３１１内の各々四個のＲＧＢチップは、Ｘ軸及びＹ軸の２軸に対して対称に配置されている。図１２では、Ｘ軸方向に対して赤色のＬＥＤチップを中央部に、Ｙ軸方向に対して緑色のＬＥＤチップ，青色のＬＥＤチップを同じ位置に配置しているが、レンズ内のチップ配置条件によりペアレンズ３１１の構成を決める対称軸の取り方が異なる場合、各レンズの配置や個数はそれぞれ変化する。
【００２５】
図１３は、図１２におけるペアレンズ３１１を用いたバックライト装置３１６を示す平面図である。バックライト装置３１６は、主にペアレンズ３１１をＸ軸方向にｍ個、Ｙ軸方向にｎ個を配置しｍ×ｎの複数個を平坦なアルミ支持体３３１に実装した光源モジュール３０１と、平坦面領域からの光取り出し方向である上部には空気を介して拡散板を配置した直下型の光源構造である。ペアレンズ３１１をＸ軸方向に直列接続し、両端部に配置した駆動回路３２３と接続され、１次元レベルでのエリア制御を実現している。光源モジュール３０１は、直下型であるためアルミ支持体３３１に低熱抵抗構造で実装され均一に放熱されている。ペアレンズ３１１の組み合わせをｍ×ｎに配置できるため、駆動条件に合わせた駆動回路３２３とすることにより、２次元レベルでのエリア制御も実現できる。
【００２６】
図１４は、直下型のバックライト装置３１６を用いた映像表示装置３２１を示し、図１３のＤ−Ｄ′線断面図である。アルミ支持体３３１上に形成された光源モジュール３０１からの光束３３２は、その上の拡散板３２５，光学シート３２７，液晶パネル３２８を介して取り出される。バックライト装置３１６及び液晶パネル３２８で液晶表示装置が構成される。ペアレンズ３１１を基本単位とする組み合わせにより、偏りのない均一な輝度分布を実現している。光源モジュール３０１の下側方向（光取り出し方向と反対側）では、放熱を確保するため熱伝導の良好な配線基板３２２をアルミ支持体３３１に粘着テープ（図示せず）などで固着し、筐体３２０に設けた開口３３３から放熱する構造を備えている。
【実施例４】
【００２７】
図１５は、本発明の別の実施例を表し、１つのレンズ内でのＲＧＢチップの配置構成を示す。即ち、１つのレンズ内で中心軸であるＸ軸及びＹ軸上で、中心に対してＲＧＢチップを各々対称配置した場合を示す。平面領域に対しては、ＸＹ方向にＭＮ倍化して用いている。赤色のＬＥＤチップ４０３ｂを中心に配置し、２つの緑色のＬＥＤチップ４０３ａ及び４０３ａ′をＹ軸上で中心に対して対称配置し、かつ２つの青色のＬＥＤチップ４０３ｃ及び４０３ｃ′をＸ軸上で中心に対して対称配置することにより、ＲＧＢのＬＥＤチップ３色からの均一な配光特性を形成している。本実施例は、１つのレンズで複数チップをレンズの中心に対して対称配置して配光特性の均一化を実現している。即ち、複数レンズの組み合わせではなく、複数チップの組み合わせにより、配光特性を均一化している。なお、レンズの中心に青色のＬＥＤチップ及び緑色のＬＥＤチップを配置した場合でも、配光特性の均一化を実現できる。
【実施例５】
【００２８】
図１６は、本発明の別の実施例を表し、Ｘ軸方向のレンズ中心に配置したチップ一個をＹ軸方向にレンズ中心に対して２つに分けて対称配置した場合を示す。図１６では、緑色のＬＥＤチップを二個用いている。ＲＧＢのＬＥＤチップは、それぞれ光の出力が異なることから、緑色のＬＥＤチップを二個使用することによりホワイトバランスを確保する場合を示す。二個の緑色のＬＥＤチップはレンズ中心に対して対称配置であるため、中心位置に一個配置する場合と同様に配光の均一性は確保されている。また、図３の場合と同様に、破線で囲まれた２つのレンズ（ペアレンズ）を基本単位として縦横にＭＮ個配置することにより、平面領域（ＸＹ軸方向）に対し配光の均一性を確保している。なお、緑色のＬＥＤチップの場合と同様に、赤色のＬＥＤチップ及び青色のＬＥＤチップを二個使用した場合でも、配光の均一性を確保できる。
【実施例６】
【００２９】
図１７（ａ）は、本発明の別の実施例を表し、レンズ内に赤色のＬＥＤチップ及び青色のＬＥＤチップを各一個、緑色のＬＥＤチップのみ二個を組み込んだペアレンズ６１１（Ｘ軸，Ｙ軸の２軸方向に配置したレンズ構成）を平面領域（ＸＹ軸方向）にＮＭ個配置した場合の光源モジュールの構成を示す。破線で囲われた４つのレンズ（ペアレンズ６１１）を基本単位として縦横にＭＮ個配置することにより、平面領域（ＸＹ軸方向）に対し配光の均一性を確保している。ペアレンズ６１１の対称軸であるＸ軸，Ｙ軸で仕切られた４つの領域に配置されたレンズ内部のチップ配置は、配光の均一性をペアレンズレベルで確保するため、一定の規則性を有する。ＲＧＢ３色のＬＥＤチップは、各レンズの対称軸で分割された各４つの領域（第１象限，第２象限，第３象限，及び第４象限に相当）に対して対称配置されている。即ち、赤色のＬＥＤチップは、ペアレンズ６１１の対称軸であるＸ軸，Ｙ軸で仕切られた各レンズに対して、レンズ６０３部分を始点として反時計回りに、第１象限，第２象限，第３象限，及び第４象限の順に配置している。これにより、四個の赤色のＬＥＤチップは、四個のレンズの中心点を原点としたＸＹ座標において、Ｘ軸方向及びＹ軸方向で対象に配置される。青色のＬＥＤチップも同様であり、赤色のＬＥＤチップに対応させて、レンズ６０３部分を始点として反時計回りに、第３象限，第４象限，第１象限、及び第２象限の順に配置している。これらは、赤色のＬＥＤチップ，青色のＬＥＤチップの配光特性が４つのペアレンズ６１１（４つの象限に配置されたレンズ構成）でいずれも異なっていること、更に各々対向する２つのレンズからの配光特性が対称であることに着目したものであり、４つの組み合わせで偏りのない均一な配光特性を得ている。緑色のＬＥＤチップについては、赤色のＬＥＤチップ及び青色のＬＥＤが配置された象限以外の象限に、各レンズに対して二個ずつ対称に配置されている。
【００３０】
図１７（ａ）のＬＥＤチップを模式的に行列表示したものを図１７（ｂ）に示す。図１７（ｂ）の列方向はパネル長軸方向であり、行方向はパネル短軸方向である。第一のＬＥＤチップ，第五のＬＥＤチップ，第九のＬＥＤチップ，第十三のＬＥＤチップは第一の発光色を示す。第二のＬＥＤチップ，第六のＬＥＤチップ，第十のＬＥＤチップ，第十四のＬＥＤチップは第二の発光色を示す。第三のＬＥＤチップ，第四のＬＥＤチップ，第七のＬＥＤチップ，第八のＬＥＤチップ，第十一のＬＥＤチップ，第十二のＬＥＤチップ，第十五のＬＥＤチップ、及び第十六のＬＥＤチップは第三の発光色を示す。図１７（ｂ）のように、十六個のＬＥＤチップを１つの単位として、行方向及び列方向にＬＥＤチップを四個ずつ配置することにより、配光の均一性をペアレンズレベルで確保することができる。
【００３１】
本実施例のように、各レンズの対称軸で分割された各４つの領域（第１象限，第２象限，第３象限，及び第４象限）に対して対称配置されることにより、チップ間の距離を稼ぐことができ、吸収損失，吸収発光を防止することができる。なお、緑色のＬＥＤチップの場合は、特に各レンズの中心に対して対称配置しているため、配光特性は均一であり偏りは存在しない。即ち、各レンズに対してレンズの中心に緑色のＬＥＤチップを一個配置した場合も同様に、偏りのない均一な配光特性を得ることができる。この場合、ホワイトバランスを考慮して、緑色のＬＥＤチップを他色のＬＥＤチップに比べて大きくすることも可能である。
【００３２】
また、本実施例に関して、図１８のようにペアレンズとして一個のレンズを適用した場合でも、偏りのない均一な配光特性を得ることができる。
【００３３】
本実施例ではＸ軸，Ｙ軸による４分割の場合を取り上げたが、複数の２ｋ（ｋ＝２，３…）分割の場合でも前記した２つの特徴、２ｋ個のペアレンズ（２ｋ個の対称領域に配置されたレンズ構成）でいずれも異なっていること、更に各々対向する２つのレンズからの配光特性が対称であることを備えることにより、ペアレンズにより配光特性を均一化でき偏り，色度差を取り除くことができる。
【実施例７】
【００３４】
図１９は、本発明の別の実施例を表し、図１７で緑色のＬＥＤチップをいずれか一方のみ一個を用いた場合を示す。この場合、緑色のＬＥＤチップは、赤色のＬＥＤチップ及び青色のＬＥＤチップと同一条件となる。この場合も配光特性を均一化でき、偏り及び色度差を取り除くことができる。また、図２０に示すように、緑色のＬＥＤチップが抜けた部分に別のチップを配置しても、配光特性を均一化でき偏り，色度差を取り除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施例の光源モジュールの平面図を示す。
【図２（ａ）】図１のＡ−Ａ′線断面図を示す。
【図２（ｂ）】ペアレンズとして一個のレンズを使用した場合の図を示す。
【図３】図１のペアレンズを平面領域に配置した構成図を示す。
【図４】図１のバックライト装置の平面図を示す。
【図５】図４を用いた映像表示装置のＣ−Ｃ′線断面図を示す。
【図６】図１の光源モジュールを用いたバックライト装置での光取り出し平面に対する色度分布の効果を示す。
【図７】図１の光源モジュールを用いないバックライト装置での光取り出し平面に対する色度分布を示す。
【図８】第２実施例の光源モジュールの平面図を示す。
【図９】図８のＢ−Ｂ′線断面図を示す。
【図１０】図８のペアレンズを平面領域に配置した構成図を示す。
【図１１】図８のペアレンズを平面領域に配置した構成図を示す。
【図１２】第３実施例の光源モジュールの平面図を示す。
【図１３】図１２のバックライト装置の平面図を示す。
【図１４】図１３を用いた映像表示装置のＤ−Ｄ′線断面図を示す。
【図１５】第４実施例の光源モジュールの平面図を示す。
【図１６】第５実施例の光源モジュールの平面図を示す。
【図１７（ａ）】第６実施例の光源モジュールの平面図を示す。
【図１７（ｂ）】第６実施例の光源モジュールの平面図を示す。
【図１８】第６実施例の光源モジュールの平面図を示す。
【図１９】第７実施例の光源モジュールの平面図を示す。
【図２０】第７実施例の光源モジュールの平面図を示す。
【図２１】（ａ）（ｂ）（ｃ）レンズ形状とＬＥＤチップの配置構造に対する配光性を表す断面図を示す。
【符号の説明】
【００３６】
１０１，２０１，３０１  光源モジュール
１０２，１２２，３２２  配線基板
１０３ａ，１０４ａ，１０５ａ，２０３ａ，２０４ａ，２０５ａ，３０３ａ，４０３ａ，４０３ａ′，５０３ａ，５０３ａ′，５０４ａ、５０４ａ′  緑色のＬＥＤチップ
１０３ｂ，１０４ｂ，１０５ｂ，２０３ｂ，２０４ｂ，２０５ｂ，３０３ｂ，４０３ｂ，５０３ｂ，５０４ｂ，６０３ｂ，６０４ｂ，６０５ｂ，６０６ｂ  赤色のＬＥＤチップ
１０３ｃ，１０４ｃ，１０５ｃ，２０３ｃ，２０４ｃ，２０５ｃ，３０３ｃ，４０３ｃ，４０３ｃ′，５０３ｃ，５０４ｃ  青色のＬＥＤチップ
１０３ｄ，１０４ｄ，１０５ｄ，２０３ｄ，２０４ｄ，２０５ｄ，３０３ｄ，３０４ｄ，３０５ｄ，３０６ｄ  レンズ
１０６  配線
１０７  電極
１０８  ワイヤ
１０９，２０９  対称軸
１１１，２１１，３１１，６１１  ペアレンズ
１１６，３１６  バックライト装置
１１７  仕切り壁
１１８  導光板
１１９  ヒートシンク
１２０，３２０  筐体
１２１，３２１  映像表示装置
１２３，１２３′，３２３  駆動回路
１２４  反射シート
１２５，３２５  拡散板
１２６  放熱フィン
１２７，３２７  光学シート
１２８，３２８  液晶パネル
１２９，１３０  支持部
３３１  アルミ支持体
３３２  光束
３３３  開口
【図１】
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【図２（ａ）】
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【図２（ｂ）】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７（ａ）】
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【図１７（ｂ）】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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