(57)【要約】【課題】隣接する発光エリアへの光の漏れを低減する照明装置を提供する。【解決手段】本発明に係る照明装置１は、ＬＥＤ基板２と、ＬＥＤ基板２上に配設された複数のＬＥＤ光源３と、ＬＥＤ基板２上に設けられており、複数のＬＥＤ光源３の少なくとも１つを含むように仕切られた発光領域を形成する、遮光性の隔壁４と、隔壁４上に設けられており、上記隔壁４により仕切られた発光領域を覆うレンズ状構造物５とを備えている。レンズ状構造物５は、ＬＥＤ光源３からの光の進行方向とＬＥＤ基板２の法線方向との角度がより小さくなるように、ＬＥＤ光源３から発せられてレンズ状構造物５に入射した光の進行方向を変化させる構造を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
上記基板上に配設された複数の光源と、
上記基板上に設けられており、上記複数の光源の少なくとも１つを含むように仕切られた発光領域を形成する、遮光性の隔壁と、
上記隔壁上に設けられており、上記隔壁により仕切られて形成された上記発光領域を覆う光学素子とを備えており、
上記光学素子は、上記光源からの光の進行方向と上記基板の法線方向との角度がより小さくなるように、上記光源から発せられて該光学素子に入射した光の進行方向を変化させる構造を有していることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
上記隔壁によって仕切られて形成された上記発光領域の開口部の形状が矩形であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
上記光学素子は、傾斜面が曲面であり、底面の形状が上記開口部の形状と同一である、上記基板に向かって突出しているピラミッド形状のレンズであることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
上記光学素子は、傾斜面が曲面であり、底面の形状が上記開口部の形状と同一である、上記基板から離れる方へ突出しているピラミッド形状のレンズであることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項５】
上記光学素子は、傾斜面が曲面であり、底面の形状が上記開口部の形状と同一である、上記基板に向かって突出しているピラミッド形状および上記基板から離れる方へ突出してピラミッド形状の両形状を有しているレンズであることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項６】
上記光学素子が、光拡散剤を含む樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
上記複数の光源のそれぞれが、波長の異なる光を発する複数のＬＥＤにより白色光源となっていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項８】
上記複数の光源のそれぞれが、青色領域の波長又は紫外領域の波長の光を発するＬＥＤと蛍光体とにより白色光源となっていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項に記載の照明装置と、
表示パネルとを備えていることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
上記表示パネルには、複数の表示領域が設定されており、
上記発光領域に含まれる光源は、上記複数の表示領域のそれぞれに対して光を出射する光源であり、
外部から入力される画像信号を用いて、上記光源および上記表示パネルの駆動制御を行う制御部をさらに備えていることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置およびこれを備えた表示装置に関し、具体的には表示パネルを有する表示装置用の照明装置およびこの照明装置を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の背後に配置される照明装置、いわゆるバックライトは、主にサイドライト型（エッジライト型ともいう）と直下型とに大別される。サイドライト型は、液晶表示パネルの背後に導光板が設けられ、導光板の横端部に光源が設けられた構成を有している。光源から出射した光は、導光板で反射することによって、間接的に液晶表示パネルに対して均一に照射される。
【０００３】
一方、直下型の照明装置では、液晶表示パネルの背後に複数個配列した光源によって、液晶表示パネルを直接照射する（例えば、特許文献１〜２参照）。そのため、大画面でも高輝度の表示を得ることが可能である。
【０００４】
例えば、特許文献１には、冷陰極蛍光管を複数本、液晶表示装置直下に配置した直下型構造となっているバックライトが開示されている。このバックライトの各照明領域は、反射板を兼ねた不透明な隔壁によって仕切られている。
【０００５】
また、特許文献２には、背面基板上に形成されている多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）チップと、前面基板上に形成されて、ＬＥＤチップからの入射光をコリメートするマイクロレンズアレイとで構成されている平面光源が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−９９２５０号公報（平成１４年４月５日公開）
【特許文献２】特開２００２−４９３２６号公報（平成１４年２月１５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
直下型の照明装置の中でも、ＬＥＤを用いた直下型の照明装置では、液晶表示パネルに表示される映像に合わせて映像中のエリアごとにＬＥＤの輝度を個別に制御する、エリアバックライト駆動が可能である。エリアバックライト駆動は、映像のコントラストを高めることができるため、着目されている技術である。
【０００８】
しかしながら従来のバックライトを利用してエリアバックライト駆動を行う場合、ユーザが表示画像を見たときに、明るい部分と暗い部分との境目において、本来では黒表示である部分がうっすら光ってしまい見栄えが悪くなる、ハロー現象が生じてしまう。この原因について図１４および図１５を参照して、より詳細に説明する。
【０００９】
図１４は、従来のバックライトを用いてエリアバックライト駆動制御を行う液晶表示装置の構成を示す断面図である。図１４に示すように、バックライト１００は、ＬＥＤ基板１０２上に複数のＬＥＤ光源１０３ａ、１０３ｂを有しており、その上に拡散板１０６が設けられている。液晶パネル１０８の表示部は複数のエリアに分割されており、各エリアに対応するＬＥＤ光源１０３を制御することによって、液晶表示装置１１０のエリアバックライト駆動制御を行っている。ＬＥＤ光源からの光は、エリア内の正面方向の光、すなわち液晶パネル１０８の法線方向の光のみならず、エリア外に向かって進む光、すなわち液晶パネル１０８の法線方向に対して斜めの方向に進む光も含まれる。
【００１０】
そのため、例えば、明るい映像を表示するエリアＥ１に対応するＬＥＤ１０３ａからの光が、ＬＥＤ１０３ｂを点灯させずに暗い映像を表示するエリアＥ２内に、斜め方向に進んで入ってくることがある。この場合、点灯エリアから漏れる光によって、表示画像内の光るべきでない箇所がうっすら光り、その結果、画像内の明るい部分と暗い部分との境目でハロー現象が見られることになる。
【００１１】
図１５は、特許文献１のように各光源間に隔壁を設けた場合の液晶表示装置の構成を示す断面図である。図１５に示すように、バックライト１０１において、基板１０２上、ＬＥＤ光源１０３の周囲に隔壁１０４を設けた場合であっても、隔壁１０４の近傍において拡散板１０５を斜めに通り抜けた光は、隣接する別のエリア内に侵入し、別エリアにおいて液晶パネル１０８に入射するため、液晶表示装置１１１は同様にハロー現象を引き起こすことになる。
【００１２】
そこで、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハロー現象を低減させることができる照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る照明装置は、上記課題を解決するために、基板と、上記基板上に配設された複数の光源と、上記基板上に設けられており、上記複数の光源の少なくとも１つを含むように仕切られた発光領域を形成する、遮光性の隔壁と、上記隔壁上に設けられており、上記隔壁により仕切られて形成された上記発光領域を覆う光学素子とを備えており、上記光学素子は、上記光源からの光の進行方向と上記基板の法線方向との角度がより小さくなるように、上記光源から発せられて該光学素子に入射した光の進行方向を変化させる構造を有している構成である。
【００１４】
上記構成によれば、基板上に遮光性の隔壁が設けられているため、隔壁によって仕切られた発光領域内の光源から斜め方向に発せられる光の一部は、遮光性の隔壁によって、隣接する発光領域内への侵入がブロックされる。また、隔壁により仕切られた発光領域を覆うようにして光学素子が設けられているため、隔壁の周辺において隔壁より上部を斜め方向に通過する光、すなわち隣接する発光領域に向かっている光は、まず光学素子に入射することになる。この光学素子は、光源からの光の進行方向と基板の法線方向との角度がより小さくなるように、光学素子に入射した光の進行方向を変化させる構造を有している。そのため、この光学素子に斜めに入射した光は、基板の法線方向との角度がより小さくなるように、その進行方向が変化させられる。したがって、隔壁の周辺において斜めに進んでいた光の進行方向が、より正面方向に近い方向に変化するため、隔壁より上部から、隣接する発光領域内に侵入する光を減らすことができる。
【００１５】
以上から、本発明に係る照明装置によれば、輝度が高く明るい発光領域から、これに隣接する輝度が低く暗い発光領域に侵入する光を低減することができるため、例えば表示装置の照明装置として用いることにより、コントラストが高く、ハロー現象が低減した表示装置を実現することができる。
【００１６】
なお、本明細書において「正面方向」とは、基板の法線方向を指し、照明装置の光出射面の法線方向を指す。また、本明細書において「斜め方向」とは、正面方向すなわち基板の法線方向に対して傾いている方向を指す。さらに、「隔壁より上部」とは、隔壁の端部から基板に遠い方の空間を指す。
【００１７】
また、本発明に係る照明装置では、上記隔壁によって仕切られて形成された発光領域の開口部の形状が矩形であることが好ましい。
【００１８】
上記構成によれば、隔壁によって仕切られて形成された発光領域の開口部分を隙間なく密に配列することができるため、照明装置の光出射面全面に光を供給できる。
【００１９】
また、本発明に係る照明装置において、上記光学素子は、傾斜面が曲面であり、底面の形状が上記開口部の形状と同一である、上記基板に向かって突出しているピラミッド形状のレンズであることが可能である。
【００２０】
上記構成によれば、隔壁によって仕切られて形成された発光領域の開口部を覆う光学素子のピラミッド形状の底面の形状と、該開口部の形状とが同一であるため、光源から発せられた光は全て、ピラミッド形状の突出部の曲面の傾斜面に入射することになる。そのため、光源からの光を漏れることなく光学素子により屈折させることができる。また、光を屈折させるための構造は、基板に向かって突出しており、光学素子および隔壁によって覆われた発光領域の内部に突出するものである。そのため、照明装置の厚みが大きくなることを抑えることができる。
【００２１】
また、本発明に係る照明装置において、上記光学素子は、傾斜面が曲面であり、底面の形状が上記開口部の形状と同一である、上記基板から離れる方へ突出しているピラミッド形状のレンズであることもまた可能である。
【００２２】
上記構成によれば、隔壁によって仕切られて形成された発光領域の開口部分を覆う光学素子のピラミッド形状の底面の形状と、該開口部の形状とが同一であるため、光源から発せられた光は全て、ピラミッド形状の突出部の底面に入射し、曲面の傾斜面から出射することになる。そのため、光源からの光を漏れることなく光学素子により屈折させることができる。また、光学素子の突出部が、光学素子および隔壁によって覆われた領域の外側に形成されているため、突出部が隔壁に接触する可能性を排除することができる。
【００２３】
また、本発明に係る照明装置において、上記光学素子は、傾斜面が曲面であり、底面の形状が上記開口部の形状と同一である、上記基板に向かって突出しているピラミッド形状および上記基板から離れる方へ突出してピラミッド形状の両形状を有しているレンズであることもまた可能である。
【００２４】
上記構成によれば、隔壁によって仕切られて形成された発光領域の開口部を覆う光学素子のピラミッド形状の底面の形状と、該開口部の形状とが同一であるため、光源から発せられた光は全て、基板に向かうピラミッド形状の突出部の曲面の傾斜面に入射し、基板から離れる方のピラミッド形状の曲面の傾斜面から出射することになる。そのため、ピラミッド形状の突出部が片側一方にのみ設けられている場合よりも、曲面の曲率半径を大きくすることができ、光学素子をより薄く形成することができる。
【００２５】
また、本発明に係る照明装置において、上記光学素子が、光拡散剤を含む樹脂により形成されているものであってもよい。
【００２６】
上記構成によれば、隔壁により生じる隔壁頂上部の輝度むらを低減することができる。そのため、照明装置を表示装置に適用する際に、輝度むらを抑えるための拡散板を配設する必要がないため、表示装置を薄くすることができる。
【００２７】
また、本発明に係る照明装置において、上記複数の光源それぞれが、波長の異なる光を発する複数のＬＥＤにより白色光源となっていることが好ましい。
【００２８】
上記構成によれば、色再現範囲が広がり、表示装置に適用した際に表示品位を向上させることができる。
【００２９】
また、本発明に係る照明装置において、上記複数の光源それぞれが、青色領域の波長又は紫外領域の波長の光を発するＬＥＤと蛍光体とにより白色光源となっていることが好ましい。
【００３０】
上記構成によれば、複数色のＬＥＤを組み合せて白色光源を作製する場合と比べて、より安価に作製することができ、また、表示装置に適用した際に表示品位をより向上させることができる。
【００３１】
本発明に係る表示装置は、上記課題を解決するために、上述の照明装置と、表示パネルとを備えている構成である。
【００３２】
具体的には、上記表示パネルには、複数の表示領域が設定されており、上記発光領域に含まれる光源は、上記複数の表示領域のそれぞれに対して光を出射する光源であり、外部から入力される画像信号を用いて、上記光源および上記表示パネルの駆動制御を行う制御部をさらに備えていることが好ましい。
【００３３】
上記構成によれば、隣接する領域への光の漏れが低減している上述の照明装置を備えており、表示すべき画像に対応させたエリアバックライト駆動が可能であるため、コントラストが高く、ハロー現象が低減した表示装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上のように、本発明に係る照明装置は、遮光性の隔壁と、隔壁上に設けられており、領域を覆う光学素子とを備えている。また、光学素子は、光源からの光の進行方向と正面との角度がより小さくなるように、光学素子に入射した光の進行方向を変化させる構造を有している。そのため、隣接する発光領域への光の漏れが低減した照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるピラミッド状構造物を示す透明斜視図である。
【図３】液晶表示装置の各部材を説明するための図であり、（ａ）はレンズ状構造物を示しており、（ｂ）は隔壁、ＬＥＤ光源およびＬＥＤ基板を示している。
【図４】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置における別の形態の概略構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態における液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示す要部構成におけるパネル制御部の構成を示すブロック図である。
【図７】図５に示す要部構成におけるバックライト制御部の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２におけるピラミッド状構造物を示す透明斜視図である。
【図１０】液晶表示装置の各部材を説明するための図であり、（ａ）はレンズ状構造物を示しており、（ｂ）は隔壁、ＬＥＤ光源およびＬＥＤ基板を示している。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置における別の形態の概略構成を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置における別の形態の概略構成を示す断面図である。
【図１４】従来の照明装置の概略構成を示す断面図である。
【図１５】別の従来の照明装置の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について、図１〜図７に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００３７】
（液晶表示装置の構成）
まず、本実施の形態における表示装置の構成について、図１を参照して説明する。なお、本実施の形態では、表示装置として液晶表示装置を用いる場合について説明する。
【００３８】
図１は、本実施の形態における液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。
【００３９】
図１に示すように、液晶表示装置（表示装置）１０は、照明装置１、照明装置１の光出射面側に配設されている拡散板６、拡散板６上に設けられている光学シート７、および光学シート７の光出射面側に配設されている液晶パネル（表示パネル）８を備えている構成である。
【００４０】
照明装置１は、詳しくは後述するが、液晶パネル８の背後（映像表示面とは反対の側）から液晶パネル８に光を供給するための装置である。
【００４１】
拡散板６は、照明装置１の光出射面の全体を覆うように、光出射面に対向配置されている。拡散板６は、照明装置１の光出射面から出射した光を拡散させて、隔壁４頂上部の輝度むらを見えなくするために、照明装置１から離して配設される。
【００４２】
光学シート７は、重ねて配置された複数のシートによって構成され、照明装置１の光出射面から出射された光を均一化するとともに集光して、液晶パネル８へ照射するものである。
【００４３】
液晶パネル８は、従来の液晶表示装置に使用される一般的な液晶パネルと同様であり、図示はしないが、例えば、複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が形成されたアクティブマトリクス基板と、それに対向するカラーフィルタ基板とを備え、これらの基板の間に液晶層がシール材により封入された構成を有している。
【００４４】
（照明装置の構成）
照明装置１は、ＬＥＤ基板（基板）２と、ＬＥＤ基板２上に配置される複数のＬＥＤ光源（光源）３と、少なくとも１つのＬＥＤ光源３を囲むように設けられている隔壁４と、隔壁４の上に設けられているレンズ状構造物（光学素子）５とを備えている構成である。
【００４５】
ＬＥＤ基板２は、ＬＥＤ基板２上に配設されているＬＥＤ光源３を駆動するための配線が設けられている配線基板である。
【００４６】
ＬＥＤ光源３のそれぞれは、１つのパッケージの中に波長の異なる光を発する複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み、これらの光が組み合わされることによって白色光となっている白色光源である。波長の異なる複数のＬＥＤとしては、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）のＬＥＤの組合せを用いることが可能である。波長の異なるＲＧＢ−ＬＥＤを用いることにより、色再現範囲を広くすることができる。
【００４７】
ＬＥＤ光源３としては、この他にも、１つのパッケージの中に青色領域の波長又は紫外領域の波長の光を発するＬＥＤと蛍光体とを含み、これらの光が組み合わされることによって白色光となる白色光源も可能である。この構成を含むＬＥＤ光源３は、ＲＧＢ−ＬＥＤのＬＥＤ光源３よりも安価である。また、照明装置１を液晶表示装置１０に適用した際に、その表示品位を向上させることができ、映像の見栄えがよくなる。
【００４８】
ＬＥＤ光源３はそれぞれ独立に発光させることができる。したがって、照明装置１はエリアバックライト駆動制御が可能な照明装置である。
【００４９】
隔壁４は、照明装置１の光出射面９において、ＬＥＤ光源３からの光が出射する領域を制限するための部材である。照明装置１には、少なくとも１つのＬＥＤ光源３を含んでいる発光領域が、隔壁４によって形成されている。液晶パネル８に複数の表示領域Ｅを設定した場合に、この複数の表示領域Ｅのそれぞれに対して、各発光領域内のＬＥＤ光源３の光を入射させる。
【００５０】
隔壁４は、ＬＥＤ光源３からの光を透過させない遮光性のものであれば特に制限されないが、ポリカーボネート樹脂などによって形成されていることが好ましい。また、出射方向への発光効率を高めるために、白色顔料を含む反射率９５％以上のポリカーボネート樹脂によって形成されていることがより好ましい。また、光の損失を防ぐために、隔壁４の形状は曲面となっている。
【００５１】
隔壁４によって仕切られて形成される各発光領域は、後述するように、その開口部が矩形形状を有することが好ましい。
【００５２】
レンズ状構造物５は、入射した光を屈折させ、その進行方向を変化させるための構造物である。レンズ状構造物５は、隔壁４の上に、隔壁４によって形成された発光領域を覆うようにして設けられている。レンズ状構造物５は、ＬＥＤ基板２に向かって突出している構造体である。そのため、レンズ状構造物５は、その突出曲面１１が、隔壁４によって形成されている室の内側に張り出した構造である。
【００５３】
図２は、レンズ状構造物５の形状を説明するための、レンズ状構造物５のみを示す透明斜視図である。図１および図２に示すように、レンズ状構造物５は光が入射する側（下側
）に突出曲面１１を有しており、突出曲面１１の基本骨格はピラミッド形状であり、ピラミッド形状の傾斜面が外側に張り出す曲面となっている。
【００５４】
レンズ状構造物５の突出曲面１１は、レンズ状構造物５が隔壁４の上に配設されている状態において、ＬＥＤ光源３が配置されている位置を焦点とする曲面である。これにより、ＬＥＤ光源３から発せられた斜め方向に進む光Ｌは、レンズ状構造物５の突出曲面１１に入射すると、正面方向、すなわちＬＥＤ基板２の法線方向に屈折し、照明装置１の光出射面９から正面方向に出射することになる。
【００５５】
レンズ状構造物５が設けられていない図１５に示すバックライト１０１では、隔壁４の周辺において斜め方向に進む光は、隔壁４の上を越えて、隣接する発光領域に侵入することになる。そのため、エリアバックライト駆動制御を行う際に、明るい映像とするエリアのＬＥＤ光源１０３からの光が、このエリアに隣接する、ＬＥＤ光源１０３を点灯させずに暗い映像とするエリア内に侵入してしまう。そのためこのバックライト１０１を備えた液晶表示装置１１１では、ＬＥＤ光源１０３を点灯しているエリアから漏れる光によって、表示画像内の光るべきでない箇所がうっすら光り、その結果、画像内の明るい部分と暗い部分との境目でハロー現象が見られることになる。
【００５６】
一方、図１に示すように、レンズ状構造物５が設けられている照明装置１においては、隔壁４の周辺において斜め方向に進む光Ｌは、レンズ状構造物５の突出曲面１１に入射することになる。入射した光Ｌは、レンズ状構造物５において屈折し、光Ｌの進行方向と正面方向との角度が小さくなるように、その進行方向が変化させられる。光Ｌの進行方向がこのように変化するレンズ状構造物５が設けられていることによって、隔壁４の周辺において斜め方向に進み、レンズ状構造物５がなければ隣接する発光領域内に進入していた光Ｌが、その進行方向を変化させ、一部の光は隣接する発光領域に侵入しなくなる。このため、例えば、輝度が高く明るい発光領域から、これに隣接する輝度が低く暗い発光領域に侵入する光を低減することができる。したがって、明るい映像の表示領域ＥではＬＥＤ光源３の輝度を上げ、暗い映像の表示領域ＥではＬＥＤ光源３の輝度を下げるといったエリア制御する場合に、照明装置１を用いた液晶表示装置１０では、コントラストが高くなり、映像中に明るい部分と暗い部分との明暗差がある場合においても、ハロー現象を低減させることができる。そのため、液晶表示装置１０は、高品位な液晶表示装置となる。
【００５７】
なお、ＬＥＤ光源３からの光が完全には正面方向への光とならなくても、斜め方向に進んでいた光の方向と、正面方向との角度が小さくなるように屈折すれば、隣接する発光領域への光の漏れを低減させることができる。そのため、レンズ状構造物５の焦点が上記と異なるものとなるように設計されていてもよい。また、同様の理由により、レンズ状構造物５の突出曲面１１の曲率半径が大きくなってもよい。曲率半径を大きくすることにより、レンズ状構造物５の厚みが増すことを抑えることができ、より平らなレンズ状構造物５を製造することができる。
【００５８】
レンズ状構造物５は光が透過するものであればよく、その材質は特に限定されるものではない。例えば、透明なポリカーボネート樹脂およびアクリル樹脂などを用いて製造することができる。また、後述するように、レンズ状構造物５には、光拡散剤が含まれているものであってもよい。
【００５９】
平面状の光出射面９と、光入射面となる突出曲面１１とを有するレンズ状構造物５の製造方法としては、一体成型により曲面形状が付加されるように製造することができる。あるいは、別個に製造した、平板状の構造物と、曲面形状の構造物とを重ね張り合わせて製造するものであってもよい。
【００６０】
図３は、照明装置１の各部材の構成を説明するための図である。図３（ａ）は、レンズ状構造物５を、突出曲面１１側（光出射面９とは反対側）から見た平面図である。図３（ａ）に示すように、レンズ状構造物５のそれぞれは、突出曲面１１を形成しているピラミッド形状の底面の形状が正方形となっている。各レンズ状構造物５の大きさは、分割のサイズにもよるが、本実施の形態では、２５ｍｍ×２５ｍｍとなっている。したがって、隔壁４によって形成される発光領域の開口部の大きさも２５ｍｍ×２５ｍｍである。
【００６１】
図３（ｂ）は、隔壁４およびＬＥＤ光源３が配置されたＬＥＤ基板２を、レンズ状構造物５の光出射面９側からみた平面図であり、説明のため、レンズ状構造物５の図示を省略して示している。
【００６２】
図１および図３（ｂ）に示すように、隔壁４は、ＬＥＤ光源３を取り囲むようにＬＥＤ基板２上、ＬＥＤ光源３の四方に配置されており、ＬＥＤ基板２から遠ざかるに従って開口部が拡がっている構造である。
【００６３】
隔壁４によって仕切られた発光領域の開口部は、レンズ状構造物５のピラミッド形状の突出曲面１１の底面の形状と同一であり、レンズ状構造物５の開口部に隙間なく収まっている。そのため、ＬＥＤ光源３から発せられた光Ｌは全て、レンズ状構造物５のピラミッド形状の突出曲面１１に入射することになる。
【００６４】
また、開口部の形状が矩形であることにより、各発光領域の開口部を隙間なく密に並べることができ、光を光出射側の全面に供給することができる。
【００６５】
以上のように、液晶表示装置１０は、隔壁４と、隔壁４により仕切られた発光領域を覆うようにして設けられているレンズ状構造物５とを有した照明装置１を備えている。このため、例えば、輝度が高く明るい表示領域Ｅに対する発光領域のＬＥＤ光源３から、これに隣接する輝度が低く暗い表示領域Ｅに侵入する光を低減することができるため、コントラストが高く、ハロー現象が低減した表示装置を実現することができる。
【００６６】
上述のように、レンズ状構造物５には、光拡散剤が含まれていてもよい。この場合、光拡散剤入りのポリカーボネート樹脂およびアクリル樹脂等を用いて製造することができる。
【００６７】
光拡散剤としては、プラスチックビーズおよび気泡等が挙げられる。プラスチックビーズの屈折率は、基材となるポリカーボネート樹脂およびアクリル樹脂の屈折率よりも大きい。屈折率の違いと、光拡散剤の添加率とにより、拡散度合い（ヘイズ）を変えることができる。光拡散剤を多く含むと拡散効果が大きくなるためレンズの効果が小さくなる。そのため、光拡散剤を多く含むと、光の正面方向の成分が少なくなる。
【００６８】
レンズ状構造物５の光出射面にのみに光拡散剤を含ませて、光Ｌがレンズ状構造物５から出射する際に拡散させると、レンズ状構造物５におけるレンズ効果および拡散効果の両方の効果が得られる。このため、レンズ状構造物５に一様に光拡散剤を分布させるよりも、光出射面９に集中するように分布させることが好ましい。
【００６９】
レンズ状構造物５に光拡散剤を含ませることにより、隔壁４の頂上部の輝度むらを低減させることができる。このため、液晶表示装置１０に適用した場合に、その表示品位を向上させることができる。
【００７０】
図４は、光拡散剤が含まれているレンズ状構造物５を有する照明装置１を、液晶表示装置１０に適用した場合における、別の形態を示す図である。レンズ状構造物５に光拡散剤が既に含まれているため、図４に示すように、拡散板６を配設せずに液晶表示装置１０を製造することも可能である。なお、レンズ状構造物５に光拡散剤が含まれている場合であっても、拡散板６が配設されていてもよいことはいうまでもない。
【００７１】
（駆動制御）
次に、液晶表示装置１０の駆動制御について、図５〜図７を参照しながら説明する。
【００７２】
図５は、液晶表示装置１０の要部構成を説明するための図である。図５に示すように、液晶表示装置１０は、制御部２０、ソースドライバ３１、ゲートドライバ３２、表示部３０を有している。
【００７３】
制御部２０は、液晶パネル８および照明装置１を駆動するためのものである。制御部２０には、ＴＶ（受像機）またはＰＣなどの信号源（図示せず）を介して、液晶表示装置１０の外部から画像信号が入力されるようになっている。制御部２０は、入力された画像信号を用いて、液晶パネル８の駆動制御を実質的に行うようになっている。さらに、制御部２０は、入力された画像信号を用いて、照明装置１の駆動制御も実質的に行うように構成されている。
【００７４】
制御部２０において生成された信号がソースドライバ３１およびゲートドライバ３２に入力され、次いで、各ドライバで生成された信号が、それぞれ、データ信号用配線Ｓ１、Ｓ２、…、ＳＭおよび走査信号用配線Ｇ１、Ｇ２、…、ＧＮに供給される。これにより、表示部３０内にある各画素Ｐの駆動制御が行われる。
【００７５】
具体的には、制御部２０には、上記画像信号を用いて液晶パネル８を画素単位に駆動制御するパネル制御部２１と、この画像信号を用いて照明装置１の各ＬＥＤ光源３の駆動制御を行うバックライト制御部２２と、この画像信号に含まれているフレーム単位の表示データを記憶可能に構成されたフレームメモリ２３とが設けられている。
【００７６】
図６は、パネル制御部２１の構成を示すブロック図である。図６に示すように、パネル制御部２１は、画像信号を用いて液晶パネル８を画像単位に駆動制御するために、画像処理部２４および表示データ補正演算部２５を有している。
【００７７】
図７は、バックライト制御部２２の構成を示すブロック図である。図７に示すように、バックライト制御部２２は、画像信号を用いて照明装置１の各ＬＥＤ光源３の駆動制御を行うために、領域輝度演算部２６およびＬＥＤ駆動制御部２７を有している。これにより、照明装置１では、エリアバックライト駆動制御が行われるようになっている。
【００７８】
パネル制御部２１およびバックライト制御部２２には、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）が各設けられている。これにより、パネル制御部２１およびバックライト制御部２２は、フレームメモリ２３に逐次格納される表示データに対して、所定の演算処理を高速に行えるようになっている。
【００７９】
このように、液晶表示装置１０は、パネル制御部２１とバックライト制御部２２とが設けられた制御部２０を有している。そのため、液晶表示装置１０では、これらパネル制御部２１およびバックライト制御部２２が、それぞれ、液晶パネル８および照明装置１を適切に駆動することができる。これにより、液晶表示装置１０における高品位な表示を容易に行うことができるようになっている。具体的には、液晶パネル８の表示面での映像の暗い表示領域Ｅでは、照明装置１における対応する発光領域からの照明光の輝度を下げ、表示する映像が明るい表示領域Ｅでは、照明装置における対応する発光領域からの照明光の輝度を上げることにより、ダイナミックコントラストを向上することができる。
【００８０】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について、図８〜図１１に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、説明の便宜上、前述の実施の形態で用いたものと同じ機能を有する部材には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
【００８１】
図８は、本実施の形態における液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。
【００８２】
上述の実施の形態において、レンズ状構造物５は、ＬＥＤ基板２に向かって突出している構造体であったが、本実施の形態においては、レンズ状構造物５は、ＬＥＤ基板２から離れる方に突出している構造体である。
【００８３】
図８を参照して具体的に説明すれば、レンズ状構造物５のＬＥＤ基板２と対向する側（下側）は平面となっており、ＬＥＤ基板２から離れる方（上方向）に、傾斜面が曲面であるピラミッド形状の突出曲面１１が形成されている。レンズ状構造物５は、ＬＥＤ光源３が配置される位置を焦点として上方向に凸状である曲面の一部を切り取った、ピラミッド状の構造である。これ以外の構成に関しては、上述の実施の形態と同様の構成を有している。
【００８４】
図９は、レンズ状構造物５の形状を説明するための、レンズ状構造物５のみを示す透明斜視図である。図９に示すように、レンズ状構造物５の基本骨格はピラミッド形状であり、その傾斜面がピラミッド形状の外側に張り出す曲面となっている。
【００８５】
図８に戻り、このレンズ状構造物５を設けた照明装置の光の進み方について説明すると、ＬＥＤ光源３から斜め方向に発せられた光が、レンズ状構造物５の下側の平面に入射してピラミッド形状の突出曲面１１から出射する際に、正面方向、すなわちＬＥＤ基板２の法線方向に屈折することになる。そのため、出射光の正面方向に対する角度が小さくなり、隣接する表示領域に漏れる光が減少することとなる。
【００８６】
図１０は、照明装置１の各部材の構成を説明するための図である。図１０（ａ）は、レンズ状構造物５を、突出曲面１１側（光出射面９側）から見た平面図である。図１０（ａ）に示すように、レンズ状構造物５のそれぞれは、突出曲面１１を形成するピラミッド形状の底面の形状が正方形となっている。各レンズ状構造物５の大きさは、上述の実施の形態と同様に、２５ｍｍ×２５ｍｍとなっている。
【００８７】
図１０（ｂ）は、隔壁４およびＬＥＤ光源３が配置されたＬＥＤ基板２を、レンズ状構造物５の光出射面９側からみた平面図であり、説明のため、レンズ状構造物５の図示を省略して示している。図８および図１０（ｂ）に示すように、隔壁４、ＬＥＤ光源３などの構成は、上述の実施の形態と同様である（図１および図３（ｂ）を参照）。
【００８８】
隔壁４によって仕切られた発光領域の開口部は、突出曲面１１を形成しているレンズ状構造物５のピラミッド形状の底面の形状と同一であり、レンズ状構造物５の開口部に隙間なく収まっている。そのため、ＬＥＤ光源３から発せられた光Ｌは全て、レンズ状構造物５の下側の平面部に入射し、ピラミッド形状の突出曲面１１から出射することになる。
【００８９】
したがって、上述の実施の形態における液晶表示装置１０と同様に、輝度が高く明るい表示領域Ｅに対する発光領域のＬＥＤ光源３から、これに隣接する輝度が低く暗い区画に侵入する光を低減することができるため、コントラストが高く、ハロー現象が低減した表示装置を実現することができる。
【００９０】
また、レンズ状構造物５の突出曲面１１が上方向に設けられているため、突出曲面１１が隔壁４と接触してしまう可能性を排除できる。さらに、レンズ状構造物５は、隔壁４と重なる側が平面であるため、照明装置１の製造過程において、隔壁４の上に載せ易いという利点がある。
【００９１】
なお、本実施の形態においても、レンズ状構造物５に光拡散剤が含まれていてもよい。図１１は、光拡散剤が含まれているレンズ状構造物５を有する照明装置１を、液晶表示装置１０に適用した場合における、別の形態を示す図である。図１１に示すように、上述の実施の形態の場合と同様に、拡散板６を配設せずに液晶表示装置１０を製造することも可能である。なお、レンズ状構造物５に光拡散剤が含まれている場合であっても、拡散板６が配設されていてもよいことはいうまでもない。
【００９２】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施形態について、図１２および図１３に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、説明の便宜上、前述の実施の形態で用いたものと同じ機能を有する部材には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
【００９３】
図１２は、本実施の形態における液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。
【００９４】
上述の実施の形態において、レンズ状構造物５は、ＬＥＤ基板２に向かって、またはＬＥＤ基板２から離れる方に突出している構造体であったが、本実施の形態においては、レンズ状構造物５は、ＬＥＤ基板２に向かう方向、およびＬＥＤ基板２から離れる方のいずれの方向にも突出している構造体である。
【００９５】
図１２を参照して具体的に説明すれば、レンズ状構造物５の光入射側（ＬＥＤ光源３に近い側）は、ＬＥＤ光源３が配置される位置を焦点として下側に凸状である曲面の一部を切り取った、傾斜面が曲面であるピラミッド形状の突出曲面１１ｂとなっている。一方、レンズ状構造物５の光出射側（ＬＥＤ光源３に遠い側）は、ＬＥＤ光源３が配置される位置を焦点として上側に凸状である曲面の一部を切り取った、傾斜面が曲面であるピラミッド形状の突出曲面１１ｕとなっている。
【００９６】
本実施の形態におけるレンズ状構造物５を光出射面９側から見た図は、図１０（ａ）に示す平面図と同じであり、レンズ状構造物５を光入射側から見た図は、図３（ａ）に示す平面図と同じであり、照明装置１を光出射面９側から見た図（レンズ状構造物５を不図示とする）は、図３（ｂ）と同じであるため、その説明は省略する。
【００９７】
本実施の形態における照明装置１においては、ＬＥＤ光源３から斜め方向に発せられた光が、レンズ状構造物５の下側のピラミッド形状の突出曲面１１ｂに入射して上側のピラミッド形状の突出曲面１１ｕから出射する際に、正面方向、すなわちＬＥＤ基板２の法線方向に屈折することになる。そのため、出射光の正面方向に対する角度が小さくなり、隣接する表示領域Ｅに漏れる光が減少することとなる。
【００９８】
本実施の形態のレンズ状構造物５では、光入射側および光出射側の両方が凸状レンズ状形状となっているため、片一方が平面となっている上述の実施の形態のレンズ状構造物５と比較し、入射した斜め方向の光の進行方向と正面方向との角度をより小さくすることができる。そのため、片一方が平面となっているレンズ状構造物５の場合よりも、曲面の曲率半径を大きくすることができる。これにより、レンズ状構造物５をより薄くすることができる。
【００９９】
図１３は、光拡散剤が含まれているレンズ状構造物５を有する照明装置１を、液晶表示装置１０に適用した場合における、別の形態を示す図である。図１３に示すように、上述の実施の形態の場合と同様に、拡散板６を配設せずに液晶表示装置１０を製造することも可能である。なお、レンズ状構造物５に光拡散剤が含まれている場合であっても、拡散板６が配設されていてもよいことはいうまでもない。
【０１００】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１０１】
（付記事項）
なお、本発明の表示装置は、以下の点を特徴点としていると換言することも可能である。すなわち、光源を有するバックライト部と、複数の画素を備えるとともに、前記バックライト部からの照明光を用いて、情報を表示する表示部とを具備した表示装置であって、前記表示部に設けられた複数の表示領域と、前記バックライト部に設定されるとともに、前記複数の表示領域に対して、前記光源の光をそれぞれ入射させる複数の発光領域と、入力された画像信号を用いて、前記バックライト部および前記表示部の駆動制御を行う制御部を備え、前記複数の各発光領域には、少なくとも１つの光源と、複数の隔壁と、１つの隔壁を覆うように１つのレンズ形状の構造物が設けられていると換言することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、直下型のバックライトを備える液晶表示装置などの表示装置に利用することができ、特にエリアバックライト駆動制御を行う直下型のバックライトを備える液晶表示装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１    照明装置
２    ＬＥＤ基板（基板）
３    ＬＥＤ光源（光源）
４    隔壁
５    レンズ状構造物（光学素子）
６    拡散板
７    光学シート
８    液晶パネル（表示パネル）
９    光出射面
１０    液晶表示装置（表示装置）
１１、１１ｂ、１１ｕ    突出曲面
２０    制御部
２１    パネル制御部
２２    バックライト制御部
２３    フレームメモリ
Ｅ    表示領域
Ｌ    光
【図１】
2011060706.tif 000003
【図２】
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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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