(57)【要約】【課題】ＬＥＤ素子から発せられる光の利用効率とバックライトの発光面全体の輝度の均一性を高い水準で両立させることができるＬＥＤバックライトを提供することを目的とする。【解決手段】基板（基板フィルム）１１上に金属配線部１３が積層されているＬＥＤ素子用基板１と、ＬＥＤ素子用基板１上に、金属配線部１３によって導通可能な態様でマトリックス状に配置されている複数のＬＥＤ素子２と、ＬＥＤ素子用基板１上で、それぞれのＬＥＤ素子２の周囲に設けられた反射層１５と、を備え、それぞれの前記ＬＥＤ素子２には光拡散型レンズ３が装着されていて、ＬＥＤ素子２から発せられる光の一部を透過して一部を反射する透過反射板４が、光拡散型レンズ３が装着されているＬＥＤ素子２に対向離間して配置されている、ＬＥＤバックライト１０とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に金属配線部が積層されているＬＥＤ素子用基板と、
前記ＬＥＤ素子用基板上に、前記金属配線部によって導通可能な態様でマトリックス状に配置されている複数のＬＥＤ素子と、
前記ＬＥＤ素子用基板上で、それぞれの前記ＬＥＤ素子の周囲に設けられた反射層と、を備え、
それぞれの前記ＬＥＤ素子には光拡散型レンズが装着されていて、
前記ＬＥＤ素子から発せられる光の一部を透過して一部を反射する透過反射板が、前記光拡散型レンズが装着されている前記ＬＥＤ素子に対向離間して配置されている、ＬＥＤバックライト。
【請求項２】
ＬＥＤ素子用基板が、可撓性を有する樹脂フィルムによって前記基板が構成されているフレキシブル配線基板である請求項１に記載のＬＥＤバックライト。
【請求項３】
前記反射層が、白色顔料を含む熱硬化性樹脂組成物の硬化層であって、前記硬化層の厚さが２０μｍ以上２００μｍ以下であり、波長３５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下における反射率が８０％以上である請求項１又は２に記載のＬＥＤバックライト。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のＬＥＤバックライトと、表示画面と、を積層してなるＬＥＤ画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤバックライト及びそれを用いたＬＥＤ画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、急速に普及が進んだＬＥＤ画像表示装置は、通常、液晶表示パネル等の表示画面と、この表示画面を背面側から照明するバックライトとを備えている。スマートフォンの表示画面やその他の携帯端末等、中小型のＬＥＤ画像表示装置では導光板方式によるバックライトを採用するものが多いが、大画面液晶テレビ等の大型のＬＥＤ画像表示装置では直下型のバックライトを用いることが増えている。
【０００３】
ここで、多数のＬＥＤ素子がマトリックス状に設けられてなる直下型のバックライトにおいては、それを用いたＬＥＤ画像表示装置において、ムラのない高品位な映像を表示するために、光源となる各ＬＥＤ素子から発せられる指向性を有する光をバックライトの発光面全体に均一に拡散させる必要がある。
【０００４】
指向性を有するＬＥＤ素子からの出射光を拡散させるための手段として、出射光を拡散可能な光拡散型レンズを各ＬＥＤ素子毎に取付けたバックライトが開発されている（特許文献１参照）。
【０００５】
一方、ＬＥＤ素子からの出射光を拡散させるための他の手段として、複数のＬＥＤ素子からなるバックライトの発光面上に、フラッタと呼ばれる板状の透過反射板を配置して、発光面の輝度の均一性向上を企図する技術も検討されている（特許文献２参照）。このフラッタの構成としては、ＬＥＤ直上を遮光部とし、ＬＥＤの周囲に行くに従って徐々に大きな開孔を形成する開孔パターンを形成する構成が一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１２４１７号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７４６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の光拡散型レンズを個々の発光素子に取り付けた場合に、バックライトの発光面全体における輝度の均一性を十分に高めるには、ＬＥＤ光源等の点光源、或いは、ＬＥＤ素子から発せられる光を反射して実質的に発光面としての機能を発揮する反射層等からバックライトの出光面側に別途設けられる拡散板までの光学距離（ＯＤ値）を一定以上の長さに確保することが必要で、特に表示装置全体の薄型化への対応には一定の限界がり、この点、更なる改良が求められていた。
【０００８】
又、特許文献２に記載のフラッタをＬＥＤバックライトへ配置する場合、発光面の均一性を十分に向上させようとすると、ＬＥＤ素子直上付近でより多くの光を遮蔽する構成とせざるを得ず、輝度の均一性を得る一方で、ＬＥＤ光源から発せられる光の利用効率の低下を甘受せざるをえないという問題があった。
【０００９】
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、ＬＥＤ素子から発せられる光の利用効率とバックライトの発光面全体の輝度の均一性を高い水準で両立させることができるＬＥＤバックライトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、光拡散型レンズを個々のＬＥＤ素子への設置し、尚且つ、ＬＥＤ素子から発せられる光の一部を透過して一部を反射する透過反射板を適切に配置することにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的に本発明は以下のものを提供する。
【００１１】
（１）  基板上に金属配線部が積層されているＬＥＤ素子用基板と、前記ＬＥＤ素子用基板上に、前記金属配線部によって導通可能な態様でマトリックス状に配置されている複数のＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子用基板上で、それぞれの前記ＬＥＤ素子の周囲に設けられた反射層と、を備え、それぞれの前記ＬＥＤ素子には光拡散型レンズが装着されていて、前記ＬＥＤ素子から発せられる光の一部を透過して一部を反射する透過反射板が、前記光拡散型レンズが装着されている前記ＬＥＤ素子に対向離間して配置されている、ＬＥＤバックライト。
【００１２】
（１）の発明は、ＬＥＤバックライトにおいて、光源から発せられる光を十分に拡散させるための光学部材として、光拡散型レンズと上記の透過反射板を併用する構成とした。この構成によれば、光拡散型レンズの優位性である光利用効率の高さと、フラッタの優位性である発光面の輝度の均一性の高さと、を、バランスよく高い水準で享受することができる。具体的には、従来よりも光学距離をより短くした中でも、ＬＥＤ素子から発せられる光の利用効率の低下を回避しつつ、バックライトの発光面全体の輝度の均一性を十分に向上させることができる。これによれば、光学特性に優れ、尚且つ、近年のＬＥＤ画像表示装置に対する薄型化の要請にも十分に対応可能なＬＥＤバックライトを得ることができる。
【００１３】
（２）  ＬＥＤ素子用基板が、可撓性を有する樹脂フィルムによって前記基板が構成されているフレキシブル配線基板である（１）に記載のＬＥＤバックライト。
【００１４】
（２）の発明においては、従来、配線基板として汎用的に採用されていた硬質のリジット基板に代えて、所謂フレキシブル基板を採用することとした。これによれば、ＬＥＤ素子の配置密度の更なる高密度可が可能となり、上記の光学距離を更に縮小して、ＬＥＤ画像表示装置の薄型化を更に促進することができる。又、基板の薄型化により、基板自体の熱抵抗が小さくなるため、ＬＥＤ素子から発生した熱を放熱板やヒートシンクにスムーズに逃がすことができることから、放熱性に優れたＬＥＤバックライトを得ることができる。更には、薄型であるのみならず、基板の可撓性により、様々な形状の設置面への形状追随性にも優れるＬＥＤバックライトを得ることができる。
【００１５】
（３）  前記反射層が、白色顔料を含む熱硬化性樹脂組成物の硬化層であって、前記硬化層の厚さが２０μｍ以上２００μｍ以下であり、波長３５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下における反射率が８０％以上である（１）又は（２）に記載のＬＥＤバックライト。
【００１６】
（３）の発明においては、反射層を、所定の反射率によって、スクリーン印刷法等の印刷法によって形成可能な構成とした。これによれば、透過部の配置や面積等の設計変更も容易に行うことができ、光の利用効率の最適化を行い（１）又は（２）に記載のＬＥＤバックライトの光学特性を更に優れたものとすることができる。
【００１７】
（４）  （１）から（３）のいずれかに記載のＬＥＤバックライトと、表示画面と、を積層してなるＬＥＤ画像表示装置。
【００１８】
（４）によれば、（１）から（３）に記載のＬＥＤバックライトの効果を備えるＬＥＤ画像表示装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ＬＥＤ素子から発せられる光の利用効率の低下を抑えながら、バックライトの発光面全体の輝度の均一性を十分に向上させることができるＬＥＤバックライトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のＬＥＤバックライトを用いた、本発明のＬＥＤ画像表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明のＬＥＤバックライトを透過反射板側から見た平面図である。
【図３】図２のＡ―Ａ線における断面図であり、本発明のＬＥＤバックライトの構成を示す断面図である。
【図４】図３におけるＬＥＤ素子の実装領域の近傍部分を拡大して示した断面図である。
【図５】本発明のＬＥＤバックライトに好ましく用いることができる光拡散型レンズの一例の形状を模式的に示す断面図である。
【図６】図２の一の区画領域における反射層の形成パターンを示す拡大平面図である。
【図７】図６における第１のパターンと第２のパターンの領域を示す図である。
【図８】シミュレーションに用いた比較例の反射層の形成パターンを示す拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、最初に、本発明のＬＥＤバックライトを用いてなるＬＥＤ画像表示装置の全体構成について説明し、引き続き、本発明のＬＥＤバックライトと、それを構成する各部材の詳細について説明する。本発明は、以下の実施形態に何ら限定されず、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
【００２２】
＜ＬＥＤ画像表示装置＞
本発明のＬＥＤバックライト１０を用いたＬＥＤ画像表示装置１００は、図１に示す通り、ＬＥＤバックライト１０と液晶表示パネル等の画像表示パネル５とを含んで構成される。又、ＬＥＤバックライト１０は、図２及び図３に示す通り、ＬＥＤ素子用基板１と、ＬＥＤ素子２と、各ＬＥＤ素子２を覆う態様でこれに装着されている光拡散型レンズ３と、透過反射板４とを含んで構成される。
【００２３】
ＬＥＤバックライト１０を構成するＬＥＤ素子用基板としては、リジット基板を含めた各種の配線基板を適宜用いることができるが、中でも、可撓性を有する樹脂フィルムを基板とするフレキシブル基板を特に好ましく用いることができる。以下、本発明のＬＥＤバックライト１０を構成するＬＥＤ素子用基板については、これをフレキシブル基板であるＬＥＤ素子用基板１とした場合の実施形態について説明する。
【００２４】
尚、ＬＥＤ画像表示装置１００においては、ＬＥＤバックライト１０から放熱される熱を更に効率よく外部に放射するために、ＬＥＤ素子用基板１の裏面側にアルミニウム等からなる放熱構造６が更に設置されていることが好ましい。これらの各部材は、実際には、金属製等の外部フレーム（図示せず）の内部に、それぞれ適切な位置に固定配置されてＬＥＤ画像表示装置１００を構成する。
【００２５】
ＬＥＤバックライトを構成する光拡散型レンズ３は、ＬＥＤ素子用基板１上に、マトリックス状に配置されている複数のＬＥＤ素子２それぞれに、各ＬＥＤ素子２の発光面を覆って被せられる態様で装着されている。
【００２６】
ＬＥＤバックライトを構成する透過反射板４は、ＬＥＤ素子用基板１の表面に形成される白色樹脂等からなる反射層１５の表面から、所定の距離ｄだけ離間した位置で、ＬＥＤ素子用基板１と平行に配置されている。本発明における透過反射板４の「対向離間」とは、図１、図３に示すように、ＬＥＤ素子２の発光面側と対向するように配置され、且つ、上記の距離ｄで反射層１５から離間して配置されることを意味する。距離ｄは好ましくは１ｍｍ以上６ｍｍ以下の範囲である。この透過反射板４は、点光源であるＬＥＤ素子２から発せられる光を平面内に拡散させる機能を有するが、この構成については後に詳述する。
【００２７】
更に、透過反射板４と平行になるように対向し、且つ、所定の距離を離間して拡散板７が配置されている。透過反射板４を透過した光は、更に拡散板７で拡散することにより、平面視における輝度ムラの極めて少ない光に変換して、画像表示パネル５の背面側からこの光を照射することによって、文字や映像等の情報（画像）を高品位で表示することができる。尚、拡散板７以外にも、光の方向性（指向性）を揃える役割として、例えばプリズムシート等が、拡散板７と画像表示パネル５との間に適宜配置されていてもよい。
【００２８】
＜ＬＥＤバックライト＞
以下、図２〜図４に示す通り、ＬＥＤバックライト１０においては、ＬＥＤ素子用基板１上に複数のＬＥＤ素子２が所定の間隔でマトリックス状に配置されている。そしてＬＥＤ素子２から所定の距離ｄを介した位置に、透過反射板４がＬＥＤ素子用基板１と平行に配置されている。又、拡散板７は、透過反射板４の光出射面側に対向し、所定の距離を介して透過反射板４と平行に配置されている。
【００２９】
ＬＥＤ素子２は、ＬＥＤ素子用基板１の表面に形成された金属配線部１３によって導通可能な態様で配置されている。ＬＥＤバックライト１０は、このように複数のＬＥＤ素子２がマトリクス状に配置されていて、そして、各ＬＥＤ素子２には、それぞれ上記の通り光拡散型レンズ３が装着されている。これらのＬＥＤ素子２の配置密度は、０．０２個／ｃｍ２以上２．０個／ｃｍ２以下であり、より好ましくは、０．１個／ｃｍ２以上１．５個／ｃｍ２以下である。
【００３０】
［ＬＥＤ素子用基板］
ＬＥＤ素子２を配置するＬＥＤ素子用基板１は、図３に示す通り、この実施形態においては、可撓性を有する樹脂等で構成される基板フィルム１１の表面に、高い熱伝導性を有する金属配線部１３が形成されているフレキシブル基板である。尚、上述の通り、本発明においては、ＬＥＤ素子用基板１は必ずしもフレキシブル基板である必要はなく、リジッド基板であってもよい。
【００３１】
ＬＥＤ素子用基板１は、図３に示す通り、基板フィルム１１及び金属配線部１３上に熱硬化型インキ等からなる絶縁性保護膜１４が形成されている。この絶縁性保護膜１４は、ＬＥＤ素子用基板１の耐マイグレーション特性向上のために、金属配線部１３の表面のうちＬＥＤ素子２を実装するための接続部分を除く全面、及び、基板フィルム１１の表面のうち金属配線部１３の非形成部分の概ね全面を覆う態様で形成されている。
【００３２】
ＬＥＤ素子用基板１上には、図３に示す通り、接着剤層１２を介して、基板フィルム１１及び金属配線部１３が形成されている。基板フィルム１１及び金属配線部１３上には、絶縁性保護膜１４が形成されており、更に、絶縁性保護膜１４上には、白色樹脂等からなる反射層１５が積層されている。ここで、絶縁性保護膜１４に反射機能を備えさせて、これにより、反射層を設置せずに必要な反射機能を絶縁性保護膜によって担保することもできる。この場合、絶縁性保護膜１４が本発明における反射層を構成する。この場合の上記の反射層からの距離ｄは、絶縁性保護膜１４の表面から透過反射板４までの距離である。又、拡散板７までの光学距離も、絶縁性保護膜１４の表面から拡散板７までの距離である。又、反射層１５を絶縁性の高い樹脂で構成することによって、絶縁性保護膜１４を特に配置せず、反射層１５によってＬＥＤ素子用基板に必要な絶縁機能を担保することもできる。
【００３３】
ＬＥＤ素子用基板１のサイズについては、特段の限定はない。特にＬＥＤ素子用基板１が基板のサイズ加工の自由度が高いフレキシブル基板である場合には、例えば、対角線の長さが３２インチ以上、より好ましくは６５インチ以上の大型の画像表示パネル５を備えるＬＥＤ画像表示装置においても、本発明のＬＥＤバックライト１０を極めて好ましく用いることができる。
【００３４】
ＬＥＤ素子用基板１には、ＬＥＤ素子２が、ハンダ層１６を介して、金属配線部１３の上に導電可能な態様で実装されている。
【００３５】
（基板フィルム）
基板フィルム１１は、可撓性を有する樹脂フィルムであり、公知の熱可塑性樹脂を用いて形成することができる。可撓性とは、曲率半径を通常直径１ｍ、好ましくは５０ｃｍ、より好ましくは３０ｃｍ、更に好ましくは１０ｃｍ、特に好ましくは５ｃｍに曲げることが可能であることをいう。
【００３６】
基板フィルム１１の材料として用いる熱可塑性樹脂には耐熱性及び絶縁性が高いものであることが求められる。このような樹脂として、耐熱性と加熱時の寸法安定性、機械的強度、及び耐久性に優れるポリイミド樹脂（ＰＩ）や、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を用いることができる。中でも、アニール処理等の耐熱性向上処理を施すことによって耐熱性と寸法安定性を向上させたポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を好ましく用いることもできる。又、難燃性の無機フィラー等の添加によって難燃性を向上させたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）も基板フィルムの材料樹脂として選択することができる。
【００３７】
基板フィルム１１を形成する熱可塑性樹脂は、熱収縮開始温度が１００℃以上のもの、又は、上記のアニール処理等によって、同温度が１００℃以上となるように耐熱性を向上させたものを用いることが好ましい。通常ＬＥＤ素子から発せられる熱により同素子周辺部は９０℃程度の温度に達する場合がある。この観点から、基板フィルムを形成する熱可塑性樹脂は、上記温度以上の耐熱性を有するものであることが好ましい。
【００３８】
尚、本明細書における「熱収縮開始温度」とは、ＴＭＡ装置に測定対象の熱可塑性樹脂からなるサンプルフィルムをセットし、荷重１ｇをかけて、昇温速度２℃／分で１２０℃まで昇温し、その時の収縮量（％表示）を測定し、このデータを出力して温度と収縮量を記録したグラフから、収縮によって、０％のベースラインから離れる温度を読みとり、その温度を熱収縮開始温度としたものである。又、本明細書における「熱硬化温度」とは、測定対象の熱硬化型樹脂を加熱した際の熱硬化反応の立ち上がり位置の温度を測定算出し、その温度を熱硬化温度としたものである。
【００３９】
基板フィルム１１には、ＬＥＤバックライト１０としての一体化時に、ＬＥＤ素子用基板１に必要な絶縁性を付与し得るだけの高い絶縁性を有する樹脂であることが求められる。一般的には、基板フィルム１１は、その体積固有抵抗率が１０１４Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、１０１８Ω・ｃｍ以上であることがより好ましい。
【００４０】
基板フィルム１１の厚さは、特に限定されないが、放熱経路としてボトルネックとはならないこと、耐熱性及び絶縁性を有するものであること、及び、製造コストのバランスとの観点から、概ね１０μｍ以上５００μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以上２５０μｍ以下であることが好ましい。又、ロール・トゥ・ロール方式による製造を行う場合の生産性を良好に維持する観点からも上記厚さ範囲内であることが好ましい。
【００４１】
（接着剤層）
ＬＥＤ素子用基板１の表面への金属配線部１３の形成は、接着剤層１２を介したドライラミネート法によって行われることが好ましい。この接着剤層１２を形成する接着剤は、公知の樹脂系接着剤を適宜用いることができる。それらの樹脂接着剤のうち、ウレタン系、ポリカーボネート系、又はエポキシ系の接着剤等を特に好ましく用いることができる。この接着剤層１２は、通常、金属配線部１３のエッチング処理後に基板フィルム１１上に残存しているものである。
【００４２】
（金属配線部）
図３に示す通り、金属配線部１３は、ＬＥＤ素子用基板１の一方の表面に金属箔等の導電性基材によって形成される配線パターンである。
【００４３】
金属配線部１３を構成する金属の熱伝導率λは２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下が好ましく、３００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下がより好ましい。金属配線部１３を構成する金属の電気抵抗率Ｒは３．００×１０−８Ωｍ以下が好ましく、２．５０×１０−８Ωｍ以下がより好ましい。ここで、熱伝導率λの測定は、例えば、京都電子工業社製の熱伝導率計ＱＴＭ−５００を用いることができ、電気抵抗率Ｒの測定は、例えば、ケースレー社製の６５１７Ｂ型エレクトロメータを用いることができる。これによれば、例えば、銅の場合、熱伝導率λは４０３Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、電気抵抗率Ｒは１．５５×１０−８Ωｍとなる。
【００４４】
例えば、金属配線部１３を銅箔で形成した場合、放熱性と電気伝導性を高い水準で両立させることができる。より具体的には、ＬＥＤ素子からの放熱性が安定し、電気抵抗の増加を防げるので、ＬＥＤ間の発光バラツキが小さくなってＬＥＤの安定した発光が可能となる。又、ＬＥＤ素子の寿命も延長される。更に、熱による基板等の周辺部材の劣化も防止できるので、ＬＥＤバックライトを組み込んだＬＥＤ画像表示装置の製品寿命も延長できる。
【００４５】
金属配線部１３は電解銅箔であり、基板フィルム１１との積層面側の表面粗さＲｚが１．０以上１０．０以下であることがより好ましい。ここで、ＲｚはＪＩＳＢ０６０１で規定される十点平均粗さである。放熱性の観点から、表面粗さを上記範囲内とすることで、特に基板フィルム１１との積層面側の表面積を増大でき、放熱性を更に高めることができる。又、表面凹凸によって基板フィルム１１との密着性を向上できるので、これによっても放熱性を向上できる。このような表面粗さＲｚは、電解銅箔の粗面側（マット面側）を好適に用いることができる。
【００４６】
金属配線部１３を形成する金属の例としては、上記の銅の他、アルミニウム、金、銀等の金属を挙げることができる。
【００４７】
金属配線部１３の配置は、ＬＥＤ素子の導通可能な配置、好ましくはマトリックス状の配置で実装できる配置であれば特定の配置に限定されない。但し、ＬＥＤ素子用基板１においては、基板フィルム１１の一方の表面の好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％、最も好ましくは９５％以上の範囲が、この金属配線部１３によって被覆されていることが好ましい。これにより、ＬＥＤ素子２を高密度で配置したＬＥＤバックライト１０において発生する過剰な熱を十分に放熱することができる優れた放熱性をＬＥＤバックライト１０に備えさせることができる。
【００４８】
金属配線部１３の厚さは、ＬＥＤ素子用基板１に要求される耐電流の大きさ等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、一例として厚さ１０μｍ〜５０μｍが挙げられる。放熱性向上の観点から、金属配線部１３の厚さは、１０μｍ以上であることが好ましい。金属層厚みが上記下限値に満たないと、基板フィルム１１の熱収縮の影響が大きく、はんだリフロー処理時に処理後の反りが大きくなりやすいため、この観点からも金属配線部１３の厚さは１０μｍ以上であることが好ましい。一方、同厚さが、５０μｍ以下であることによって、ＬＥＤ素子用基板の十分なフレキシブル性を維持することができ、重量増大によるハンドリング性の低下等も防止できる。
【００４９】
（ハンダ層）
ＬＥＤ素子用基板１においては、金属配線部１３とＬＥＤ素子２との接合については、ハンダ層１６を介した接合を行う。このハンダによる接合方法の詳細は後述するが、大きく分けて、リフロー方式、或いは、レーザー方式の２方式のいずれかによって行うことができる。
【００５０】
（絶縁性保護膜）
絶縁性保護膜１４は、熱硬化型インキによって、金属配線部１３と基板フィルム１１の表面上の電気的接合が必要となる一部分を除いた他の部分に、主としてＬＥＤ素子用基板１の耐マイグレーション特性を向上させるために形成される。
【００５１】
熱硬化型インキとしては、熱硬化温度が１００℃以下程度のものであれば、公知のインキを適宜好ましく用いることができる。具体的には、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、エポキシ系及びフェノール系樹脂、エポキシアクリレート樹脂、シリコーン系樹脂等、を其々ベース樹脂とする絶縁性インキを好ましく用いることができるインキの代表例として挙げることができる。又、これらのうちでも、ポリエステル系の熱硬化型の絶縁インキは、可撓性に優れる点から、ＬＥＤ素子用基板１の絶縁性保護膜１４を形成するための材料として特に好ましい。
【００５２】
又、絶縁性保護膜１４を形成する熱硬化型インキは、例えば、二酸化チタン等の無機白色顔料を更に含有する白色のインキであってもよい。絶縁性保護膜１４を白色化することで、意匠性の向上を図ることができる。又、後述する反射層の機能を絶縁性保護膜１４に付与することもできる。
【００５３】
尚、以上の絶縁性の熱硬化型インキによる絶縁性保護膜１４の形成は、スクリーン印刷等公知の方法によって行うことができる。
【００５４】
（反射層）
反射層１５は、主として可視光波長域の光に対する高い反射性を有する反射部材である。そして、反射層１５は、ＬＥＤバックライト１０の発光能力の向上を目的として、ＬＥＤ素子用基板１の発光面側の最表面に、ＬＥＤ素子実装領域を除く領域を覆って積層されている。尚、この実施形態においては、反射層１５は、平面視において、ＬＥＤ素子２を囲い、且つ、絶縁性保護膜１４の内周縁部が露出するように、絶縁性保護膜１４上に積層されている。
【００５５】
反射層１５は、ＬＥＤバックライト１０において、発光能力を向上させることを目的として、ＬＥＤ素子用基板の発光面側の最表面に、ＬＥＤ素子２の実装部分を除いて積層される。ＬＥＤ素子の発光を反射し、所定の方向へ導くための反射面を持つ部材であれば特に限定されないが、白色ポリエステル発泡タイプの白色ポリエステル、白色ポリエチレン樹脂、銀蒸着ポリエステル等を、最終製品の用途とその要求スペック等に応じて適宜用いることができる。
【００５６】
［ＬＥＤ素子］
ＬＥＤ素子２は、Ｐ型半導体とＮ型半導体が接合されたＰＮ接合部での発光を利用した発光素子である。Ｐ型電極、Ｎ型電極を素子上面、下面に設けた構造と、素子片面にＰ型、Ｎ型電極の双方が設けられた構造が提案されている。いずれの構造のＬＥＤ素子２も、本発明のＬＥＤバックライト１０に用いることができるが、上記のうち素子片面にＰ型、Ｎ型電極の双方が設けられた構造のＬＥＤ素子を特に好ましく用いることができる。
【００５７】
ＬＥＤバックライト１０は、上述の通り、高い放熱性を発揮することができる金属配線部１３に、ＬＥＤ素子２を直接実装するものである。これにより、ＬＥＤ素子２を高密度で配置した場合においても点灯時に発生する過剰な熱を金属配線部１３を通して速やかに拡散し、基板フィルム１１を経由させてＬＥＤバックライト１０の外部への放熱を十分に促進させることができる。
【００５８】
［光拡散型レンズ］
本発明の特徴的な構成要素である光拡散型レンズ３について説明する。光拡散型レンズ３は、図４に示すように、ＬＥＤ素子２から出射された光の進行方向（例えば光ｌ１を光ｌ２に）制御し、光を拡散させる光拡散型のレンズであり、例えば非球面レンズである。例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）等の透明樹脂材料、又は透明なガラスにより形成することができる。例えば、特許文献１等にも開示されている従来の公知のレンズ部材も含め所望の光拡散効果を奏しうる光学部材を適宜用いることができる。尚、光拡散型レンズ３は、ＬＥＤ素子２からの出射光を、単により広い角度に発散させるだけでなく、正面より周辺が強い放射角度分布を持たせることが更に望ましい。又、本発明の光拡散型レンズはＬＥＤ素子２からの出射光を屈折により上記態様で拡散させる狭義の拡散型のレンズのみならず、光を反射や解析や錯乱により上記態様で拡散させる所謂反射型の光学素子も含むものとする。
【００５９】
ここで本発明に特に好ましく用いることができる光拡散型レンズの具体例として、光拡散性に特段優れる光拡散型レンズ３Ａの構造について説明する。図５に示す通り、光拡散型レンズ３Ａは、ＬＥＤ素子２と対向する面であり、ＬＥＤ素子２から発せられる光が入射される光入射面３１と、表側を向き、ＬＥＤバックライトにおいて透過反射板４と対向する面となり、光を出射する光出射面３２を有する。このうち、光入射面３１は、全体としてはＬＥＤ素子用基板１の表面に並行するものの、平面視においてＬＥＤ素子２と重畳する領域に、開口部からその内部に向けて漸次内径が縮小していく側面を有する釣鐘形状又は円錐形状からなる光入射側凹部３１１が形成されている。
【００６０】
光拡散型レンズ３Ａの光入射面３１は、光入射側凹部３１１の開口縁部から径方向に延在する。ＬＥＤ素子２から出射された光の大部分は、光入射側凹部３１１から光拡散型レンズ３Ａの内部に入射する。例えば、このような光の一部である図５に示す光ｌ３は、光源であるＬＥＤ素子２からの出射方向よりも基準光軸Ｌ０に対してより大きな角度で光ｌ４として光出射面３２に向けてレンズ内を進行し、更に、光出射面３２において屈折を繰り返し、ｌ４よりも基準光軸Ｌ０に対して更に大きな角度で光出射面３２から出射される（ｌ５）。
【００６１】
光出射面３２は、ＬＥＤ素子２から出射され、光拡散型レンズ３の内部に入射された光を出射する際の出射方向を制御する。光出射面３２は、扁平な略球面状に形成されており、これにより、上記の通り、出射光を更に広角に屈折させつつ出射させることができる。
【００６２】
光拡散型レンズ３としては、ＬＥＤ素子２から発せられた光に拡散作用を付与して出射させる光学性能を有するものであれば、従来公知の光学レンズ部材を適宜用いることができるが、以上説明した形状を有する光拡散型レンズ３Ａは、特にＬＥＤ素子２から発せられた指向性の強い光を極めて広く、且つ、均一に拡散させることができるため、本発明のＬＥＤバックライトに極めて好適に用いることができる。
【００６３】
［透過反射板］
次に、本発明のもう一つの特徴的な構成要素である透過反射板について説明する。図２に示すように、透過反射板４は、平面視において複数に分割された区画領域４１を備え、それぞれの区画領域４１は、光を反射する反射部４２と、光を透過する透過部４３とからなる。透過反射板４に入射される光の強度の分布は、ＬＥＤ素子２の配光特性以外に、光源モジュールの形状、寸法、取り付け位置等（例えば、ＬＥＤ素子２が並べられるピッチ、反射シート３０と透過反射板４との間隔等）にも依存する。そのため、透過反射板４のうちの光の入射量が多い部分には、光の透過量が少なくなるように開口５２が形成されている。その一方、透過反射板４のうちの光の入射量が少ない部分には、光の透過量が多くなるように透過部４３を形成する。
【００６４】
このような透過反射板は、例えば、発泡ＰＥＴ等反射性を有する板状の部材に、プレス打ち抜き加工、或いは、彫刻刃による抜き加工等により任意の形状の複数の貫通孔を所定のパターンに沿って互いに連結しないように分散配置して設けることによって製造することができる。この場合これらの複数の貫通孔が、光を透過させる透過部となり、貫通孔以外の部分が、光を反射させる反射部となる。プレス打ち抜き加工は、ランニングコストや生産性に優れるため、大量生産する場合に有効な製造方法である。
【００６５】
又、透過反射板は、例えばポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）製の透明フィルム等、透明性を有する樹脂フィルムの表面に、所定のパターンで反射性を有するインキを含有する樹脂層を印刷することによっても製造することができる。以下、本発明のＬＥＤバックライト１０を構成する透過反射板については、上記印刷方法により製造可能な透過反射板４とした場合の実施形態について説明する。
【００６６】
透過反射板４は、樹脂フィルム４０と、樹脂フィルム４０の少なくとも一方の面上の一部に積層された反射層４４とで構成される。そして、透過反射板４は反射層１５と距離ｄで離間された状態で対向配置される。反射層４４は、樹脂フィルム４０のＬＥＤ素子２側の面に形成されているが（図３における下方側の面である）、これに限らず、ＬＥＤ素子２側と反対の面に形成されていてもよく、樹脂フィルム４０の両面に形成されていてもよい。又、透過部４３とは、樹脂フィルム４０のいずれの表面にも反射層４４（反射部４２）が形成されてない領域であって、図３に示す断面視において、樹脂フィルム４０の両面が露出している領域を意味する。
【００６７】
反射層４４の構成としては、酸化チタン等の白色顔料を含む熱硬化性樹脂組成物の硬化層であって、前記硬化層の厚さが２０μｍ以上２００μｍ以下である。又、波長３５０以上１０００ｎｍ以下で少なくとも８０％以上の反射率である層が好ましく用いられる。この反射率は、分光光度計（例えば、（株）島津製作所ＵＶ２４５０）に積分球付属装置（例えば、（株）島津製作所製ＩＳＲ２２００）を取り付け、硫酸バリウムを標準板とし、標準板を１００％とした相対反射率を測定した値とする。
【００６８】
熱硬化性樹脂組成物の具体例としては、従来公知のウレタン樹脂とイソシアネート化合物との組み合わせ、エポキシ樹脂とポリアミンや酸無水物との組み合わせ、シリコーン樹脂と架橋剤との組み合わせのような、主剤と硬化剤とを含む２成分型の熱硬化性樹脂や、更に、アミン、イミダゾール、リン系等の硬化促進剤を含有する３成分型の熱硬化性樹脂を用いることができる。具体的には、特開２０１４−１２９５４９に記載されているシリコーン系の熱硬化性樹脂を用いた反射層を例示することができる。反射層４４は、例えば、スクリーン印刷等の印刷法を用いて形成することができる。尚、上記の厚さや反射率は、反射層が樹脂フィルムの両面に形成されている場合には両面の厚さの合計厚さであり、両面に反射層を形成した場合の反射率である。
【００６９】
尚、反射層４４の構成としては、上記の絶縁性保護膜１４と同様の構成を用いることもできる。この場合、酸化チタン等の白色顔料は反射層中に１０質量％以上８５質量％以下含有することが好ましい。
【００７０】
（透過反射板の平面視の構成）
以下、透過反射板４の平面視の構成につき、特に好ましい実施形態の一例について説明する。本発明のＬＥＤバックライト１０は、このような透過反射板４を有するものに限定されることはないが、印刷法により製造可能な透過反射板４の採用により、ＬＥＤバックライト１０を、より優れた光学特性を有するもとのすることができる。
【００７１】
図２に示すように、透過反射板４が反射層１５の平面と距離ｄで重なった状態において、それぞれのＬＥＤ素子２に対応して、仮想の区画領域４１が形成される。この実施形態においては、ＬＥＤ素子（縦４個×横６個＝２４個）に対応して、縦４×横６＝２４の区画領域４１が形成されている。図２においては点線で境界線が記載されているが、実際には境界線が形成されていることはなく、境界線は仮想線であり、区画領域４１も仮想の領域である。そして、それぞれの区画領域４１には反射層４４で形成される反射部４２と、反射層４４（反射部４２）が形成されていない透過部４３とが所定のパターンで形成されており、このパターン２４回が繰り返されている。尚、本発明においては、それぞれの区画領域におけるパターンは必ずしも同じである必要はなく、区画領域によって異なるパターンであってもよい。
【００７２】
図６は、透過反射板４の一の区画領域４１を拡大した平面図である。図中の中央部の背面にＬＥＤ素子２が位置する。図６においては、白色が透過部４３であって、灰色が反射部４２（反射層４４）を構成しており、それぞれの透過部４３又は反射部がマス目状に構成されている例である。そして、区画領域４１の全体として見た場合に、中央部は反射部４２のみで構成されており、そこから外周に至るにつれて、透過部４３の割合が大きくなるように構成されている。
【００７３】
図７は、図６において、区画領域４１の中心部を含む中央領域４５と、中央領域４５の外周縁に沿って周状に形成された境界領域４６と、境界領域４６の外周縁から区画領域４１の外縁に亘って周状に形成された外側領域４７とに区分した図であって、中央領域４５と境界領域４６との境界線を第１パターン境界４５ａ、境界領域４６と外側領域４７との境界線を第２パターン境界４７ａとで示している。ここで、第１パターン境界４５ａ、第２パターン境界４７ａは仮想の境界線であり、下記で定義される中央領域４５、境界領域４６、外側領域４７によって結果として区分される。尚、本発明においては、少なくとも中央領域４５と外側領域４７とを含むように構成され、境界領域４６は必須ではない。則ち、本発明において、「中央領域を囲む外側領域」とは、図７に示すように、中央領域４５と外側領域４７との間に境界領域４６を含む態様、則ち、中央領域４５と外側領域４７とが離間している態様であってもよく、中央領域４５の外側を直接に外側領域４７で囲む態様であってもよい。
【００７４】
中央領域４５には、反射部４２で囲まれる領域内に独立閉領域の透過部４３が形成されて第１パターン４５を構成している。第１パターン４５においては、反射部４２で構成されるマトリックス（海）中に、透過部４３の島部が形成されている海島状態を形成している。又、このとき、面積比において主として反射部＞透過部となっている。この面積比は、具体的には、図７において、第１パターン境界４５ａ内の領域で計算した、反射部の面積と透過部の面積との比である。つまり、中央領域４５とは、区画領域４１の中心部を含み、第１パターン４５を備え、面積比において主として反射部＞透過部である領域を意味する。
【００７５】
この結果、中央領域においては、島部となる透過部４３の数と大きさを調整することで、遮光性の段階的な制御が容易となり、中央領域においては遮光性が向上し、且つ、均一性も維持できる。
【００７６】
一方、外側領域４７は逆の構成となっており、透過部４３で囲まれる領域内に独立閉領域の反射部４２（反射層４４）が形成されて第２パターン４７を構成している。つまり、第２パターン４７においては、透過部４３で構成されるマトリックス（海）中に、反射部４２の島部が形成されている海島状態を形成している。又、このとき、面積比において主として透過部＞反射部となっている。この面積比は、具体的には、図７において、区画領域４１の外周縁から第２パターン境界４７ａまでの領域内で計算した、反射部の面積と透過部の面積との比である。つまり、外側領域４７とは、第２パターン４７を備え、区画領域４１の外周縁を含み、面積比において主として透過部＞反射部である領域を意味する。尚、本発明においては、外側領域が透過部４３のみで形成されており、反射部が存在しない場合も含まれる。外側領域における透過部４３の面積割合は、５０％以上１００％以下であることが好ましく、６０％以上１００％以下であることがより好ましく、７０％以上１００％以下であることが特に好ましい。
【００７７】
この結果、外側領域においては、島部となる反射部の数と大きさを調整することで、透過性の段階的な制御が容易となり、外側領域においては透過性が向上し、且つ、均一性も維持できる。
【００７８】
そして、本発明においては、上記のように、中央領域における第１パターンと、外側領域における第２パターンを組み合わせることを特徴としている。図６に示すような上記の特許文献１の印刷パターンの構成においては、上記の第１パターンのみ、則ち、反射部４２Ａで囲まれる領域内に独立閉領域の透過部４３Ａが形成される５を構成のみで構成されているので、中央領域での遮光性には優れるものの、外側領域において透過部の面積割合を大きくしていくと、均一性が得られない。この点、本発明においては、中央領域と外側領域とで、反射部と透過部のネガボジを反転させることによって、外側領域においても透過光の均一性が得られる。
【００７９】
又、本発明によれば、外側領域における透過光量を増加させて、結果として光を有効利用することができる。つまり、外側領域では反射部４２を島状に形成するので、理論的には透過部の面積割合を１００％にすることができる。このことは、従来の打ち抜き開孔方式の透過反射板ではなし得ない構成であり、本発明の構成によって初めて達成可能となる。
【００８０】
尚、上記のように、本発明においては、中央領域４５と外側領域４７の間に境界領域４６が形成されていてもよい。この場合、境界領域４６においては、面積比において、主として透過部＝反射部となる。この面積比は、具体的には、図７において、第１パターン境界４５ａから第２パターン境界４７ａまでの領域内で計算した、反射部の面積と透過部の面積との比である。
【００８１】
又、上記の図６や図７に示す実施形態においては、独立閉領域を構成する透過部４３や反射部４２のそれぞれの形状は四角形状であるが、これに限らず、図８に示すような円や楕円形状であっても本発明の範囲内である。
【００８２】
又、本発明における、上記の透過部と反射部との面積比率が「主として反射部＞透過部」「主として透過部＞反射部」「主として透過部＝反射部」とは、一の区画領域を１ｃｍ×１ｃｍのマス目状に区切った際に、それぞれのマス目における透過部と反射部との面積比率を計算し、区画領域の中央部から外周縁に向かって連続するマス目領域であって、面積比率が反射部＞透過部となる連続領域が「主として反射部＞透過部」であり、区画領域の外周縁から中央部に向かって連続するマス目領域であって、面積比率が透過部＞反射部となる連続領域が「主として透過反射部＞透過部」であり、いずれにも該当しない領域が「主として透過部＝反射部」である。
【００８３】
［拡散板］
拡散板７は、ポリカーボネートやアクリル樹脂等からなる半透明の樹脂フィルム上に光拡散機能を発揮するために、例えば、微小でランダムなレンズアレイ等が全面に形成されている光学フィルムである。これを、反射層１５との間に所定の光学距離（ＯＤ）をおいた位置に配置することにより、多数の点光源であるＬＥＤ素子２から出射された光を拡散させて輝度ムラの少ない面状光に変換することができる。尚、本発明においては、反射層１５と拡散板７との光学距離は、好ましくは２ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲である。
【００８４】
＜シミュレーションによる効果の検証＞
［透過反射板の効果］
概ね図６のパターンに沿ったものであり、透過部の配置が異なる２種類の透過反射板（それぞれフラッタ１、フラッタ２と言う）について、光利用効率と面内均一性の関係について検証した。フラッタ（透過反射板）２については、フラッタ（透過反射板）１と比較して、個々の透過部の位置と形状はそのままに維持し、フラッタ１よりも中央領域における開口が大きくなるように透過部を形成する開口の配置を変更した。
そして、上記いずれのフラッタについても、樹脂フィルム（ＰＥＴフィルム厚さ０．７ｍｍ（屈折率１．５７））のＬＥＤ素子側面に、厚さ６０μｍの白色顔料としての酸化チタン５０質量％含有したシリコーン系の熱硬化性樹脂組成物を硬化させて、上記のような透過部が形成されることとなるように反射層を形成した。ただし、シミュレーションにおいては反射層の厚さは無視している。
（光学シミュレーション１）
上記のフラッタ１及びフラッタ２をそれぞれ用いて、図３に示す構成（但し、このシミュレーション１においては、ＬＥＤ素子への光拡散型レンズは未設置とした）で光学シミュレーションを行った。反射層１５の表面から透過反射板４までの距離は２．５ｍｍ、反射層１５の表面から拡散板７までの距離は４ｍｍとした。区画領域の大きさは２４．４ｍｍ×２２．０ｍｍである。ＬＥＤは、０．８ｍｍＷ（横）×０．８ｍｍＤ（縦）×０．４ｍｍＨ（高さ）、発光量１００ｌｍである。シミュレーションは、シノプシス社製の「Ｌｉｇｈｔ  Ｔｏｏｌｓ」を用いた光線追跡シミュレーションを実施した。
（結果）
シミュレーション１によって、透過反射板からの放射光の効率及びユニフォーミティ（出射面照度の面内均一性）を評価した。尚、効率及びユニフォーミティは下記で定義される。ここで放射光量とは、拡散板７の一つの区画領域からの放射光量（単位はルーメン）を意味する。又、最大（最小）放射光量とは、拡散板７からの単位面積あたりの放射光量（単位はルクス）の分布の中での最大値（最小値）を意味する。
効率＝放射光量／ＬＥＤ出射光量
ユニフォーミティ＝（最大放射光量−最小放射光量）／（最大放射光量＋最小放射光量）
効率については、フラッタ１を用いた例が３３．１％であり、フラッタ２を用いた例では、３６．０％と、効率の有意な向上が確認された。しかしながら一方で、ユニフォーミティについてはフラッタ１を用いた例が０．１８であり、フラッタ２を用いた例が０．２６と面内の光の均一性については明らかに悪化していることが確認された。このシミュレーション結果より、フラッタの配置のみでは、効率とユニフォーミティの高い水準で両立させることが困難であることが分かる。
【００８５】
［光拡散型レンズの効果］
（光学シミュレーション２）
上記のフラッタを用いた光学シミュレーションにおいて、上記構成からフラッタを除去して、ＬＥＤ素子に光拡散型レンズを装着した構成とした他は同条件でシミュレーション２を行った。光拡散型レンズについては、図５に記載の形状の光拡散型レンズ３Ａを用いた。このレンズは直径５．１５ｍｍ、厚さ１．６ｍｍ、光入射側凹部の直径が１．２４ｍｍである。
（結果）
効率については、６２％と高い効率となったが、ユニフォーミティについては、０．６１とフラッタを用いた上記いずれの例として比較しても著しい悪化が認められ、光拡散型レンズの配置のみでの、ユニフォーミティの向上が困難であることが確認された。
【００８６】
［本発明の効果］
（光学シミュレーション３）
更に光学シミュレーション３により、本発明の特段の効果を検証した。透過反射板として上記のフラッタ２を配置し、ＬＥＤ素子には上記の光拡散型レンズ３Ａを装着した構成を実施例の構成とし、他は上記と同一条件でシミュレーションを実施した。そして、上記のフラッタ２のみを配置した例を比較例１、レンズのみを配置した例を比較例２として、結果を比較検討した。各例の測定結果と評価を表１に記す。尚、参考例としてフラッタ１のみを配置した場合の結果も合せて表１に記した。
【００８７】
【表１】
2018018711.tif 000003
【００８８】
表１より、透過反射板（フラッタ）の設計変更のみで効率を向上させようとすると（参考例→比較例１）ユニフォーミティが低下してしまうが、光拡散型レンズと透過反射板（フラッタ）を併用すること（実施例１）により、透過反射板からの放射光の効率及びユニフォーミティ（出射面照度の面内均一性）を高い水準で両立させたＬＥＤバックライトとすることができることが分かる。
【符号の説明】
【００８９】
１              ＬＥＤ素子用基板
１０            ＬＥＤバックライト
１１            基板フィルム（基板）
１２            接着剤層
１３            金属配線部
１４            絶縁性保護膜
１５            反射層
１６            ハンダ層
２              ＬＥＤ素子
３、３Ａ        光拡散型レンズ
３１            光入射面
３１１          光入射側凹部
３２            光出射面
４              透過反射板
４０            樹脂フィルム
４１            区画領域
４２            反射部（反射層４４）
４３            透過部
４４            反射層（反射部４２）
４５            第１パターン（中央領域）
４５ａ          第１パターン境界
４６            境界領域
４７            拡散板第２パターン（外側領域）
４７ａ          第２パターン境界
５              画像表示パネル
６              放熱構造
７              拡散板
１００          ＬＥＤ画像表示装置
【図１】
2018018711.tif 000004
【図２】
2018018711.tif 000005
【図３】
2018018711.tif 000006
【図４】
2018018711.tif 000007
【図５】
2018018711.tif 000008
【図６】
2018018711.tif 000009
【図７】
2018018711.tif 000010
【図８】
2018018711.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月16日(2016.11.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
一方、ＬＥＤ素子からの出射光を拡散させるための他の手段として、複数のＬＥＤ素子からなるバックライトの発光面上に、板状の透過反射板を配置して、発光面の輝度の均一性向上を企図する技術も検討されている（特許文献２参照）。この透過反射板の構成としては、ＬＥＤ直上を遮光部とし、ＬＥＤの周囲に行くに従って徐々に大きな開孔を形成する開孔パターンを形成する構成が一般的である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
又、特許文献２に記載の透過反射板をＬＥＤバックライトへ配置する場合、発光面の均一性を十分に向上させようとすると、ＬＥＤ素子直上付近でより多くの光を遮蔽する構成とせざるを得ず、輝度の均一性を得る一方で、ＬＥＤ光源から発せられる光の利用効率の低下を甘受せざるをえないという問題があった。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
（１）の発明は、ＬＥＤバックライトにおいて、光源から発せられる光を十分に拡散させるための光学部材として、光拡散型レンズと上記の透過反射板を併用する構成とした。この構成によれば、光拡散型レンズの優位性である光利用効率の高さと、透過反射板の優位性である発光面の輝度の均一性の高さと、を、バランスよく高い水準で享受することができる。具体的には、従来よりも光学距離をより短くした中でも、ＬＥＤ素子から発せられる光の利用効率の低下を回避しつつ、バックライトの発光面全体の輝度の均一性を十分に向上させることができる。これによれば、光学特性に優れ、尚且つ、近年のＬＥＤ画像表示装置に対する薄型化の要請にも十分に対応可能なＬＥＤバックライトを得ることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
＜シミュレーションによる効果の検証＞
［透過反射板の効果］
概ね図６のパターンに沿ったものであり、透過部の配置が異なる２種類の透過反射板（それぞれ透過反射板１、透過反射板２と言う）について、光利用効率と面内均一性の関係について検証した。透過反射板２については、透過反射板１と比較して、個々の透過部の位置と形状はそのままに維持し、透過反射板１よりも中央領域における開口が大きくなるように透過部を形成する開口の配置を変更した。
そして、上記いずれの透過反射板についても、樹脂フィルム（ＰＥＴフィルム厚さ０．７ｍｍ（屈折率１．５７））のＬＥＤ素子側面に、厚さ６０μｍの白色顔料としての酸化チタン５０質量％含有したシリコーン系の熱硬化性樹脂組成物を硬化させて、上記のような透過部が形成されることとなるように反射層を形成した。ただし、シミュレーションにおいては反射層の厚さは無視している。
（光学シミュレーション１）
上記の透過反射板１及び透過反射板２をそれぞれ用いて、図３に示す構成（但し、このシミュレーション１においては、ＬＥＤ素子への光拡散型レンズは未設置とした）で光学シミュレーションを行った。反射層１５の表面から透過反射板４までの距離は２．５ｍｍ、反射層１５の表面から拡散板７までの距離は４ｍｍとした。区画領域の大きさは２４．４ｍｍ×２２．０ｍｍである。ＬＥＤは、０．８ｍｍＷ（横）×０．８ｍｍＤ（縦）×０．４ｍｍＨ（高さ）、発光量１００ｌｍである。シミュレーションは、シノプシス社製の「Ｌｉｇｈｔ  Ｔｏｏｌｓ」を用いた光線追跡シミュレーションを実施した。
（結果）
シミュレーション１によって、透過反射板からの放射光の効率及びユニフォーミティ（出射面照度の面内均一性）を評価した。尚、効率及びユニフォーミティは下記で定義される。ここで放射光量とは、拡散板７の一つの区画領域からの放射光量（単位はルーメン）を意味する。又、最大（最小）放射光量とは、拡散板７からの単位面積あたりの放射光量（単位はルクス）の分布の中での最大値（最小値）を意味する。
効率＝放射光量／ＬＥＤ出射光量
ユニフォーミティ＝（最大放射光量−最小放射光量）／（最大放射光量＋最小放射光量）
効率については、透過反射板１を用いた例が３３．１％であり、透過反射板２を用いた例では、３６．０％と、効率の有意な向上が確認された。しかしながら一方で、ユニフォーミティについては透過反射板１を用いた例が０．１８であり、透過反射板２を用いた例が０．２６と面内の光の均一性については明らかに悪化していることが確認された。このシミュレーション結果より、透過反射板の配置のみでは、効率とユニフォーミティの高い水準で両立させることが困難であることが分かる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
［光拡散型レンズの効果］
（光学シミュレーション２）
上記の透過反射板を用いた光学シミュレーションにおいて、上記構成から透過反射板を除去して、ＬＥＤ素子に光拡散型レンズを装着した構成とした他は同条件でシミュレーション２を行った。光拡散型レンズについては、図５に記載の形状の光拡散型レンズ３Ａを用いた。このレンズは直径５．１５ｍｍ、厚さ１．６ｍｍ、光入射側凹部の直径が１．２４ｍｍである。
（結果）
効率については、６２％と高い効率となったが、ユニフォーミティについては、０．６１と透過反射板を用いた上記いずれの例として比較しても著しい悪化が認められ、光拡散型レンズの配置のみでの、ユニフォーミティの向上が困難であることが確認された。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
［本発明の効果］
（光学シミュレーション３）
更に光学シミュレーション３により、本発明の特段の効果を検証した。透過反射板として上記の透過反射板２を配置し、ＬＥＤ素子には上記の光拡散型レンズ３Ａを装着した構成を実施例の構成とし、他は上記と同一条件でシミュレーションを実施した。そして、上記の透過反射板２のみを配置した例を比較例１、レンズのみを配置した例を比較例２として、結果を比較検討した。各例の測定結果と評価を表１に記す。尚、参考例として透過反射板１のみを配置した場合の結果も合せて表１に記した。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
【表１】
2018018711.tif 000012
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
表１より、透過反射板の設計変更のみで効率を向上させようとすると（参考例→比較例１）ユニフォーミティが低下してしまうが、光拡散型レンズと透過反射板を併用すること（実施例１）により、透過反射板からの放射光の効率及びユニフォーミティ（出射面照度の面内均一性）を高い水準で両立させたＬＥＤバックライトとすることができることが分かる。