(57)【要約】【課題】  ＬＥＤを光源として用いた直下型の照明装置において、面方向において強度が均一化された光を表示パネルに照射することができ、薄型化が可能な照明装置を提供する。【解決手段】  バックライトユニット１において発光部１１は、プリント基板１２に実装されるＬＥＤ１１１と、入射する光を反射する反射板１１３と、ＬＥＤ１１１を覆うように設けられ入射する光を拡散させる第１レンズ１１２とを備える。反射板１１３は、ＬＥＤ１１１に対応する領域に開口が形成されて、プリント基板１２上に設けられる基部１１３１と、基部１１３１から外方になるにつれてプリント基板１２から離反して延びる第１および第２外周縁部１１３２，１１３３とを含む。この反射板１１３は、基部１１３１の反射率の方が、第１および第２外周縁部１１３２，１１３３の反射率よりも小さい。【選択図】      図１
2012204336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示パネルを備える表示装置に用いられる直下型の照明装置において、
表示パネルに光を照射する複数の発光部と、
表示パネルと平行に配置され、前記複数の発光部が設けられる基板とを備え、
前記発光部は、
前記基板上に設けられ、光を出射する発光素子と、
前記発光素子に対応する領域に開口が形成されて、前記基板上に設けられる基部と、基部から外方になるにつれて前記基板から離反するように延びる外周縁部とを含んで構成され、入射する光の少なくとも一部を反射する反射板と、
前記発光素子を覆うように設けられ、前記発光素子から出射した光を拡散させる第１光学部材とを備え、
前記基部の光の反射率は、前記外周縁部の光の反射率よりも小さいことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記第１光学部材は、前記発光素子に対向する側の中央部に、前記発光素子を取り囲む凹部が形成され、凹部よりも外方の領域が、入射する光を散乱させるように構成されてい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】
前記第１光学部材の前記凹部は、前記発光素子の光軸上に頂点が位置する円錐形状に形成され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】
前記反射板の前記外周縁部は、前記基板に対する傾斜角度が異なる複数の領域を有し、
前記複数の領域の傾斜角度は、前記基部から外方になるにつれて大きくなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項５】
前記反射板は、前記基部から前記発光素子の上端部に向けて内方に延びる内周縁部をさらに含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項６】
前記発光部は、前記第１光学部材を覆うように設けられ、前記第１光学部材から出射した光を拡散させる第２光学部材をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項７】
前記複数の発光部にそれぞれ備えられる前記反射板は、互いに一体的に成形されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項８】
表示パネルと、
前記表示パネルに背面側から光を照射する照明装置であって、請求項１〜７のいずれか１つに記載の照明装置とを備えることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示パネルに背面側から光を照射する照明装置、この照明装置を備える表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、２枚の透明基板の間に液晶が封入され、電圧が印加されることにより液晶分子の向きが変えられ光透過率を変化させることで予め定められた映像等が光学的に表示される。この液晶表示装置には、液晶自体が発光体ではないので、たとえば透過型の液晶パネルの背面側に冷陰極蛍光管(ＣＣＦＬ)、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）などを光源とした光を照射するバックライトユニットが備えられる。
【０００３】
バックライトユニットには、冷陰極管やＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源を底面に並べて光拡散板を介して光を出す直下型と、冷陰極管やＬＥＤ等の光源を導光板と呼ばれる透明な板のエッジ部に配して、導光板エッジから光を通して背面に設けられたドット印刷やパターン形状によって前面に光を出すエッジライト型とがある。
【０００４】
ＬＥＤは、低消費電力、長寿命、水銀を使わないことによる環境負荷低減などの優れた特性を有するが、強い指向性を有し基本的に単色であることから、バックライトユニットの光源としての利用が遅れていた。しかしながら近年、照明用途での高演色高輝度白色ＬＥＤの急速な普及に伴って、バックライトユニットの光源としては、冷陰極蛍光管からＬＥＤへの移行が進んでいる。
【０００５】
ＬＥＤは強い指向性を有するので、液晶パネルの背面において面方向に強度を均一化して光を照射するという観点では、直下型よりもエッジライト型が有効である。しかしながら、エッジライト型のバックライトユニットは、導光板のエッジ部に集中して光源が配置されることによる発熱が大きくなる、液晶パネルのベゼル部が大きくなるという問題が生じる。さらに、エッジライト型のバックライトユニットは、表示画像の高品質化および省電力化が可能な制御方法として注目されている部分的な調光制御（ローカルディミング）についても制約が大きく、表示画像の高品質化および省電力化が達成可能な小分割領域の制御ができないという問題がある。
【０００６】
そこで、部分的な調光制御に有利な直下型のバックライトユニットにおいて、強い指向性を有するＬＥＤを光源として用いた場合であっても、面方向において強度が均一化された光を液晶パネルに照射することが可能な方法の検討が進められている。
【０００７】
たとえば、特許文献１には、直下型のバックライトユニットにおいて、反射部材の反射面の形状を略逆角錐形状とし、反射部材の一端の狭開口部にＬＥＤを配置し、反射部材の他端の広開口部に拡散板を介して液晶パネルを配置し、広開口部の大きさをＬＥＤの指向特性の最大広がり範囲と略同等とし、反射部材の反射面を光源の指向特性の広がり範囲に沿う傾斜面と略接するように形成する技術が開示されている。また、特許文献２には、ＬＥＤを覆うようにレンズを設けることで、ＬＥＤから出射した光をレンズにより拡散させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２１５７１６号公報
【特許文献２】特開２００９−２１１９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示される技術では、反射部材の広開口部の大きさをＬＥＤの指向特性の最大広がり範囲と略同等とし、反射部材の反射面を光源の指向特性の広がり範囲に沿う傾斜面と略接するように形成するので、面方向において強度が均一化された光を液晶パネルに照射することが可能となる。しかしながら、反射部材の広開口部の大きさ、および反射面の形状は、光源の指向特性に依存するので、強い指向性を有して広がりの小さい光を出射するＬＥＤを光源とした場合には、反射部材における狭開口部から広開口部までの距離が長くなる、すなわち、光源から拡散板までの距離が長くなってバックライトユニットの薄型化が困難となってしまう。
【００１０】
特許文献２に開示される技術では、ＬＥＤを覆うようにレンズを設けることで、ＬＥＤから出射した光をレンズにより拡散させるので、面方向において強度が均一化された光を液晶パネルに照射するための、光源から拡散板までの距離を短くすることができる。しかしながら、レンズから出射した光は、その出射方向が水平方向に近づくにつれて、液晶パネルに対する照射効率が低下する。また、レンズに入射した光の一部はレンズ内で反射してＬＥＤが実装される基板表面に到達し、その基板表面で反射して再度レンズに入射することになる。このようにしてレンズに再入射した光の一部は、ＬＥＤの光軸方向と平行にレンズから出射するので、この部分の光の強度が大きくなって液晶パネルにおいて輝点むらが発生してしまう。
【００１１】
したがって本発明の目的は、ＬＥＤを光源として用いた直下型の照明装置において、面方向において強度が均一化された光を表示パネルに照射することができ、薄型化が可能な照明装置、および、この照明装置を備える表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、表示パネルを備える表示装置に用いられる直下型の照明装置において、
表示パネルに光を照射する複数の発光部と、
表示パネルと平行に配置され、前記複数の発光部が設けられる基板とを備え、
前記発光部は、
前記基板上に設けられ、光を出射する発光素子と、
前記発光素子に対応する領域に開口が形成されて、前記基板上に設けられる基部と、基部から外方になるにつれて前記基板から離反するように延びる外周縁部とを含んで構成され、入射する光の少なくとも一部を反射する反射板と、
前記発光素子を覆うように設けられ、前記発光素子から出射した光を拡散させる第１光学部材とを備え、
前記基部の光の反射率は、前記外周縁部の光の反射率よりも小さいことを特徴とする照明装置である。
【００１３】
また本発明の照明装置では、前記第１光学部材は、前記発光素子に対向する側の中央部に、前記発光素子を取り囲む凹部が形成され、凹部よりも外方の領域が、入射する光を散乱させるように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
また本発明の照明装置では、前記第１光学部材の前記凹部は、前記発光素子の光軸上に頂点が位置する円錐形状に形成されることを特徴とする。
【００１５】
また本発明の照明装置では、前記反射板の前記外周縁部は、前記基板に対する傾斜角度が異なる複数の領域を有し、
前記複数の領域の傾斜角度は、前記基部から外方になるにつれて大きくなることを特徴とする。
【００１６】
また本発明の照明装置では、前記反射板は、前記基部から前記発光素子の上端部に向けて内方に延びる内周縁部をさらに含むことを特徴とする。
【００１７】
また本発明の照明装置では、前記発光部は、前記第１光学部材を覆うように設けられ、前記第１光学部材から出射した光を拡散させる第２光学部材をさらに備えることを特徴とする。
【００１８】
また本発明の照明装置では、前記複数の発光部にそれぞれ備えられる前記反射板は、互いに一体的に成形されることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、表示パネルと、
前記表示パネルに背面側から光を照射する前記照明装置とを備えることを特徴とする表示装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、照明装置は、表示パネルに光を照射する複数の発光部と、基板とを備える。複数の発光部は、それぞれ、基板上に設けられ、光を出射する発光素子と、入射する光の少なくとも一部を反射する反射板と、発光素子を覆うように設けられ、発光素子から出射した光を拡散させる第１光学部材とを備える。発光部が備える反射板は、発光素子に対応する領域に開口が形成されて、基板上に設けられる基部と、基部から外方になるにつれて基板から離反するように延びる外周縁部とを含む。この反射板は、基部の光の反射率の方が、外周縁部の光の反射率よりも小さい。
【００２１】
本発明に係る照明装置において、発光素子から出射した、指向性が強く広がりの小さな光は、第１光学部材に入射し、この第１光学部材で拡散される。第１光学部材から出射した光のうち、その出射方向が基板と平行に近い方向である光は、反射板の外周縁部に入射する。この反射板の外周縁部は、外方になるにつれて基板から離反するように延びるので、外周縁部に入射した光を、基板に平行な表示パネル側に反射させることができ、面方向において外周縁部に対応した領域の光量を増加させることができる。また、第１光学部材の内部で反射して発光素子の近傍における基板側に出射した光は、反射板の基部に入射する。反射板の基部と外周縁部とでは、基部の方が光の反射率が小さいので、基部で反射して第１光学部材に再入射する光の光量を小さくすることができ、面方向において基部に対応した領域の光量の増加を抑制することができる。
【００２２】
また、本発明に係る照明装置は、発光素子から出射した光を、発光素子を覆うように設けられた第１光学部材により拡散させるので、面方向において強度が均一化された光を表示パネルに照射することを、反射板のみで行う従来技術に比べて、薄型化が可能なものとなる。
【００２３】
したがって、本発明に係る照明装置は、各発光部内において、面方向における強度が均一化された光を表示パネルに照射することができるとともに、薄型化が可能なものとなる。
【００２４】
また本発明によれば、第１光学部材は、発光素子に対向する側の中央部に、発光素子を取り囲む凹部が形成され、凹部よりも外方の領域が、入射する光を散乱させるように構成されている。第１光学部材に入射した光は、その一部が第１光学部材の内部で反射して反射板の基部に入射するが、第１光学部材の発光素子に対向する側の面において、凹部よりも外方の領域を散乱構造とすることによって、この散乱構造とされた領域から出射して反射板の基部に入射する光の光量を小さくすることができるとともに、基部で反射して第１光学部材に再入射する光の光量を小さくすることができるので、面方向において基部に対応した領域の光量の増加を抑制することができる。
【００２５】
また本発明によれば、第１光学部材の凹部は、発光素子の光軸上に頂点が位置する円錐形状に形成される。これによって、発光素子から出射され、第１光学部材に入射した光を効率よく拡散することができる。
【００２６】
また本発明によれば、反射板の外周縁部は、基板に対する傾斜角度が異なる複数の領域を有し、この複数の領域の傾斜角度は、基部から外方になるにつれて大きくなる。これによって、面方向において外周縁部に対応した領域の、表示パネル側に反射する光の光量を増加させることができ、面方向における強度がより均一化された光を表示パネルに照射することができる。
【００２７】
また本発明によれば、反射板は、基部から発光素子の上端部に向けて内方に延びる内周縁部をさらに含む。第１光学部材に入射した光は、その一部が第１光学部材の内部で反射して基板側に出射されるが、この基板側に出射した光の一部は、内周縁部に入射する。この反射板の内周縁部は、基部から発光素子の上端部に向けて内方に延びるので、内周縁部に入射した光を、外周縁部側に反射させることができ、面方向における強度がより均一化された光を表示パネルに照射することができる。
【００２８】
また本発明によれば、発光部は、第１光学部材を覆うように設けられ、第１光学部材から出射した光を拡散させる第２光学部材をさらに備える。これによって、第１光学部材から出射した光は、第２光学部材に入射し、第２光学部材により拡散することができるので、面方向における強度がより均一化された光を表示パネルに照射することができる。
【００２９】
また本発明によれば、複数の発光部にそれぞれ備えられる反射板は、互いに一体的に成形される。これによって、複数の発光部の基板に対する配置位置の精度を向上することができるとともに、照明装置の組立作業時に、反射板を取り付ける作業数を低減することができるので、組立作業の効率を向上することができる。
【００３０】
また本発明によれば、表示装置は、面方向において強度が均一化された光を表示パネルに照射することができる、本発明に係る照明装置を備えているので、輝度むらなどの発生がなく、高画質画像を表示パネルに表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置１００の構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１における切断面線Ａ−Ａで切断した液晶表示装置１００の断面図である。
【図３】第１レンズ１１２の構成を示す図である。
【図４】反射板１１３の構成を示す図である。
【図５】液晶表示装置１００における光路を説明するための図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置２００の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置３００の構成を示す断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置４００の構成を示す断面図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る液晶表示装置５００の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１は、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置１００の構成を示す分解斜視図である。図２は、図１における切断面線Ａ−Ａで切断した液晶表示装置１００の断面図である。本発明の表示装置である液晶表示装置１００は、テレビジョンまたはパーソナルコンピュータなどにおいて、画像情報を出力することによって画像を表示画面に表示する装置である。表示画面は、液晶素子を有する透過型の表示パネルである液晶パネル２によって形成され、液晶パネル２は、矩形平板状に形成される。液晶パネル２において、厚み方向の２つの向きを前面２１側および背面２２側とする。液晶表示装置１００は画像を、前面２１側から見て視認可能に表示する。
【００３３】
液晶表示装置１００は、液晶パネル２と、本発明に係る照明装置であるバックライトユニット１とを備える。
【００３４】
液晶パネル２は、バックライトユニット１が備えるフレーム部材１３の底部１３１と平行に、側壁部１３２により支持される。液晶パネル２は、２枚の基板を含み、厚み方向から見て長方形の板状に形成される。液晶パネル２は、ＴＦＴ（thin film transistor）等のスイッチング素子を含み、２枚の基板の隙間には液晶が注入されている。液晶パネル２は、背面２２側に配置されるバックライトユニット１からの光がバックライトとして照射されることによって、表示機能を発揮する。前記２枚の基板には、液晶パネル２における画素の駆動制御用のドライバー（ソースドライバ）、種々の素子および配線が設けられている。
【００３５】
また、液晶表示装置１００において、液晶パネル２とバックライトユニット１との間には、拡散板３が、液晶パネル２に平行に配置される。なお、液晶パネル２と拡散板３との間に、光学シートを配置してもよい。
【００３６】
拡散板３は、バックライトユニット１から照射される光を、面方向に拡散することによって、輝度が局所的に偏ることを防止する。光学シートは、拡散板３を介して背面２２側から到達した光の進行の向きを、前面２１側に向ける。拡散板３では、輝度が面方向に偏ることを防ぐために、光の進行方向は、ベクトル成分として、面方向の成分を多く含む。これに対し光学シートは、面方向のベクトル成分を多く含む光の進行方向を、厚み方向の成分を多く含む光の進行方向に変換する。具体的には、光学シートは、レンズまたはプリズム状に形成される部分が面方向に多数並んで形成され、これによって、厚み方向に進行する光の拡散度を小さくする。したがって、液晶表示装置１００による表示において、輝度を上昇させることができる。
【００３７】
バックライトユニット１は、液晶パネル２に背面２２側から光を照射する直下型のバックライト装置である。バックライトユニット１は、液晶パネル２に光を照射する複数の発光部１１と、プリント基板１２と、フレーム部材１３とを含む。
【００３８】
フレーム部材１３は、バックライトユニット１の基本構造体であり、液晶パネル２と予め定められた間隔をあけて対向する平板状の底部１３１と、底部１３１に連なり底部１３１から立ち上がる側壁部１３２とからなる。底部１３１は、厚み方向から見て長方形に形成され、その大きさは液晶パネル２よりも少し大き目である。側壁部１３２は、底部１３１のうち短辺を成す２つの端部と、長辺を成す２つの端部とから液晶パネル２の前面２１側に立ち上がって形成される。これによって、平板状の側壁部１３２が底部１３１の周囲に４つ、形成される。
【００３９】
プリント基板１２は、フレーム部材１３の底部１３１に固定される。このプリント基板１２上には、複数の発光部１１が設けられる。プリント基板１２は、たとえば、導電層が両面に形成されたガラスエポキシからなる基板である。
【００４０】
複数の発光部１１は、液晶パネル２に光を照射するものである。本実施形態では、複数の発光部１１を１つの群として、拡散板３を介して液晶パネル２の背面２２の全体にわたって対向するように、複数の発光部１１がプリント基板１２上にマトリクス状に設けられる。各発光部１１は、フレーム部材１３の底部１３１に垂直な方向から見て正方形に形成され、その大きさは光量が６０００ｃｄとなるように規定され、一辺の長さは、たとえば５５ｍｍである。
【００４１】
複数の発光部１１は、それぞれ、発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）１１１と、第１光学部材である第１レンズ１１２と、反射板１１３とを含む。
【００４２】
ＬＥＤ１１１は、プリント基板１２に実装され、光を出射する。ＬＥＤ１１１は、発光部１１をフレーム部材１３の底部１３１に垂直な方向から見たときに、中央部に位置する。複数の発光部１１において、それぞれのＬＥＤ１１１による光の出射の制御は、互いに独立して制御可能である。これによって、バックライトユニット１は、部分的な調光制御（ローカルディミング）が可能である。
【００４３】
第１レンズ１１２は、ＬＥＤ１１１を覆うように設けられ、ＬＥＤ１１１から出射した光を拡散させる。図３は、第１レンズ１１２の構成を示す図である。第１レンズ１１２は、半球状に形成される透明なレンズであり、たとえばガラス、アクリル樹脂などからなる。
【００４４】
第１レンズ１１２は、ＬＥＤ１１１に対向する側の中央部に、ＬＥＤ１１１を取り囲む凹部１１２１が形成される。凹部１１２１は、ＬＥＤ１１１の光軸Ｌ上に頂点が位置する円錐形状に形成される。このように、円錐形状の凹部１１２１を有する第１レンズ１１２とすることによって、ＬＥＤ１１１から出射され、凹部１１２１から第１レンズ１１２に入射した光を、効率よく拡散することができる。
【００４５】
また、第１レンズ１１２のＬＥＤ１１１に対向する側の面となる底面１１２２において、凹部１１２１よりも外方の領域は、入射する光を散乱させるように構成される。底面１１２２における散乱構造は、第１レンズ１１２がガラスにより構成されている場合にはブラスト処理により実現でき、第１レンズ１１２がアクリル樹脂により構成されている場合には成型時のパターン付与処理により実現できる。第１レンズ１１２に入射した光は、その一部が第１レンズ１１２の内部で反射し、後述する反射板１１３の基部１１３１に入射するが、第１レンズ１１２の底面１１２２において、凹部１１２１よりも外方の領域を散乱構造とすることによって、この散乱構造とされた領域から出射して反射板１１３の基部１１３１に入射する光の光量を小さくすることができるとともに、基部１１３１で反射して第１レンズ１１２に再入射する光の光量を小さくすることができるので、面方向において基部１１３１に対応した領域の光量の増加を抑制することができる。
【００４６】
反射板１１３は、入射する光の少なくとも一部を反射する。図４は、反射板１１３の構成を示す図である。反射板１１３は、ＬＥＤ１１１から照射される光に対して高い反射率、理想的には１００％の反射率を有する。ここで、反射板１１３を構成する材料自身の反射率は、ＪＩＳ−Ｋ−７３７５に準拠して測定することができる。
【００４７】
反射板１１３は、高輝性ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）、アルミニウムなどからなる。高輝性ＰＥＴとは、蛍光剤を含有した発泡性ＰＥＴであり、たとえば、東レ株式会社製のＥ６０Ｖ（商品名）などを挙げることができる。反射板１１３は、矩形板状に形成され、その厚みは、たとえば０．１〜０．５ｍｍである。
【００４８】
反射板１１３は、基部１１３１と、第１外周縁部１１３２と、第２外周縁部１１３３とを含む。
【００４９】
基部１１３１は、ＬＥＤ１１１に対応する領域に開口が形成されて、プリント基板１２上に設けられる。換言すれば、基部１１３１は、開口が形成され、その開口によってＬＥＤ１１１が液晶パネル２側の面に露出するように、プリント基板１２に沿って外方（ＬＥＤ１１１から遠ざかる方向）に延びる。すなわち、基部１１３１の内周縁がＬＥＤ１１１が露出する開口となる。基部１１３１のプリント基板１２に対する傾斜角度、すなわち、基部１１３１とプリント基板１２との成す角度のうち小さい方の角度は、０〜１５°に設定され、たとえば０°である。また、基部１１３１は、その外周縁で囲まれる領域が、フレーム部材１３の底部１３１に垂直な方向から見て正方形に形成され、その一辺の長さは、たとえば１０ｍｍである。
【００５０】
第１外周縁部１１３２は、基部１１３１の外周縁端部に連なり、外方（ＬＥＤ１１１から遠ざかる方向）になるにつれてプリント基板１２から離反するように傾斜して延びる。第１外周縁部１１３２のプリント基板１２に対する傾斜角度、すなわち、第１外周縁部１１３２とプリント基板１２との成す角度のうち小さい方の角度は、１５〜７５°に設定され、たとえば１５°である。また、第１外周縁部１１３２は、その外周縁で囲まれる領域が、フレーム部材１３の底部１３１に垂直な方向から見て正方形に形成され、その一辺の長さは、たとえば３０ｍｍである。
【００５１】
第２外周縁部１１３３は、第１外周縁部１１３２の外周縁端部に連なり、外方（ＬＥＤ１１１から遠ざかる方向）になるにつれてプリント基板１２から離反するように傾斜して延びる。第２外周縁部１１３３のプリント基板１２に対する傾斜角度、すなわち、第２外周縁部１１３３とプリント基板１２との成す角度のうち小さい方の角度は、７５〜９０°に設定され、たとえば７５°である。また、第２外周縁部１１３３は、その外周縁で囲まれる領域が、フレーム部材１３の底部１３１に垂直な方向から見て正方形に形成され、その一辺の長さは、たとえば５５ｍｍである。
【００５２】
本実施形態において反射板１１３は、基部１１３１の光の反射率の方が、第１外周縁部１１３２および第２外周縁部１１３３の光の反射率よりも小さくなるように構成されている。基部１１３１の反射率は、第１外周縁部１１３２および第２外周縁部１１３３の反射率に対して６０〜９０％の割合に設定される。具体的には、第１外周縁部１１３２および第２外周縁部１１３３の反射率を１００％とした場合、基部１１３１の反射率は７５％である。反射板１１３において、基部１１３１の反射率を低くする方法としては、表面をブラスト処理して散乱構造とする方法、無彩色の色素を含有する塗布液を塗布することで表面の色調を変える方法などが挙げられる。
【００５３】
反射板１１３を備えることによる、各発光部１１内における面方向の輝度均一性の向上効果は、発光部１１の開口部側、すなわち液晶パネル２側において液晶パネル２に平行な平面上の輝度分布を、反射板１１３の有無について比較することによって測定することができる。反射板１１３を備えない場合には、発光部１１内における輝度分布は、ＬＥＤ１１１が配置される中央部が周縁部よりも輝度が大きくなって、面方向において輝度が局所的に偏る結果となるが、反射板１１３を備えることによって、発光部１１内の面方向における輝度が均一なものとなる。
【００５４】
なお、発光部１１内における輝度分布の測定には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラのような２次元的な測定ができる機器を用いることができ、たとえば、面輝度計（ProMetric、サイバネット社製）を挙げることができる。
【００５５】
また、複数の発光部１１にそれぞれ備えられる反射板１１３は、互いに一体的に成形されるのが好ましい。複数の反射板１１３を一体成形する方法としては、反射板１１３が発泡性ＰＥＴにより構成されている場合には押出し成型加工を挙げることができ、反射板１１３がアルミニウムにより構成されている場合にはプレス加工を挙げることができる。このように、複数の発光部１１にそれぞれ備えられる反射板１１３を一体成形することによって、複数の発光部１１のプリント基板１２に対する配置位置の精度を向上することができるとともに、バックライトユニット１の組立作業時に、反射板１１３を取り付ける作業数を低減することができるので、組立作業の効率を向上することができる。
【００５６】
以上のように構成されるバックライトユニット１を備える液晶表示装置１００における、ＬＥＤ１１１から出射した光の光路について図５を用いて説明する。図５は、液晶表示装置１００における光路を説明するための図である。
【００５７】
バックライトユニット１において、ＬＥＤ１１１から出射した、指向性が強くて広がりの小さな光は、第１レンズ１１２に入射し、この第１レンズ１１２で拡散される。第１レンズ１１２から出射した光のうち、その出射方向がプリント基板１２と平行に近い方向である光は、反射板１１３の第１外周縁部１１３２または第２外周縁部１１３３に入射する。この反射板１１３の第１外周縁部１１３２および第２外周縁部１１３３は、外方（ＬＥＤ１１１から遠ざかる方向）になるにつれてプリント基板１２から離反して延びるので、第１外周縁部１１３２および第２外周縁部１１３３に入射した光を、プリント基板１２に平行な液晶パネル２側に反射させることができ、面方向において第１外周縁部１１３２および第２外周縁部１１３３に対応した領域の光量を増加させることができる。
【００５８】
また、第１レンズ１１２の内部で反射してＬＥＤ１１１の近傍におけるプリント基板１２側に出射した光は、反射板１１３の基部１１３１に入射する。反射板１１３の基部１１３１と、第１外周縁部１１３２および第２外周縁部１１３３とでは、基部１１３１の方が光の反射率が小さいので、基部１１３１で反射して第１レンズ１１２に再入射する光の光量を小さくすることができ、面方向において基部１１３１に対応した領域の光量の増加を抑制することができる。
【００５９】
したがって、本実施形態においてバックライトユニット１は、各発光部１１内において、面方向における強度が均一化された光を液晶パネル２に照射することができる。これによって、液晶表示装置１００では、液晶パネル２の面方向において輝度が局所的に偏ることが防止され、輝度むらの発生が抑制された高品質の画像を表示することができる。
【００６０】
また、バックライトユニット１は、ＬＥＤ１１１から出射した光を、ＬＥＤ１１１を覆うように設けられた第１レンズ１１２により拡散させるので、面方向において強度が均一化された光を液晶パネル２に照射することを、反射板１１３のみで行う場合に比べて、薄型化が可能なものとなる。
【００６１】
図６は、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置２００の構成を示す断面図である。本実施形態の液晶表示装置２００は、前述した第１実施形態の液晶表示装置１００に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００６２】
液晶表示装置２００は、バックライトユニット２０１の発光部２１１の構成が、前述したバックライトユニット１の発光部１１の構成と異なること以外は、液晶表示装置１００と同様である。
【００６３】
バックライトユニット２０１の発光部２１１は、反射板２１３の構成が前述した反射板１１３と異なる。発光部２１１が備える反射板２１３は、基部２１３１と、外周縁部２１３２とを含む。
【００６４】
基部２１３１は、ＬＥＤ１１１が液晶パネル２側の面に露出する開口を形成し、外方（ＬＥＤ１１１から遠ざかる方向）になるにつれてプリント基板１２から離反するように傾斜して延びる。基部２１３１のプリント基板１２に対する傾斜角度、すなわち、基部２１３１とプリント基板１２との成す角度のうち小さい方の角度は、０〜１０°に設定され、たとえば１０°である。また、基部２１３１は、その外周縁で囲まれる領域が、フレーム部材１３の底部１３１に垂直な方向から見て正方形に形成され、その一辺の長さは、たとえば３０ｍｍである。
【００６５】
外周縁部２１３２は、基部２１３１の外周縁端部に連なり、外方（ＬＥＤ１１１から遠ざかる方向）になるにつれてプリント基板１２から離反するように傾斜して延びる。外周縁部２１３２のプリント基板１２に対する傾斜角度、すなわち、外周縁部２１３２とプリント基板１２との成す角度のうち小さい方の角度は、１０〜９０°に設定され、たとえば７５°である。また、外周縁部２１３２は、その外周縁で囲まれる領域が、フレーム部材１３の底部１３１に垂直な方向から見て正方形に形成され、その一辺の長さは、たとえば５５ｍｍである。
【００６６】
本実施形態において反射板２１３は、基部２１３１の光の反射率の方が、外周縁部２１３２の光の反射率よりも小さくなるように構成されている。
【００６７】
第１レンズ１１２から出射した光のうち、その出射方向がプリント基板１２と平行に近い方向である光は、反射板１１３の基部２１３１または外周縁部２１３２に入射する。この反射板２１３の基部２１３１および外周縁部２１３２は、外方（ＬＥＤ１１１から遠ざかる方向）になるにつれてプリント基板１２から離反して延びるので、基部２１３１および外周縁部２１３２に入射した光を、プリント基板１２に平行な液晶パネル２側に反射させることができる。
【００６８】
また、第１レンズ１１２の内部で反射してＬＥＤ１１１の近傍におけるプリント基板１２側に出射した光は、反射板２１３の基部２１３１に入射する。反射板２１３の基部２１３１と外周縁部２１３２とでは、基部２１３１の方が光の反射率が小さいので、基部２１３１で反射して第１レンズ１１２に再入射する光の光量を小さくすることができる。
【００６９】
したがって、本実施形態においてバックライトユニット２０１は、各発光部２１１内において、面方向における強度が均一化された光を液晶パネル２に照射することができる。これによって、液晶表示装置２００では、液晶パネル２の面方向において輝度が局所的に偏ることが防止され、輝度むらの発生が抑制された高品質の画像を表示することができる。
【００７０】
図７は、本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置３００の構成を示す断面図である。本実施形態の液晶表示装置３００は、前述した第１実施形態の液晶表示装置１００に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００７１】
液晶表示装置３００は、バックライトユニット３０１の発光部３１１の構成が、前述したバックライトユニット１の発光部１１の構成と異なること以外は、液晶表示装置１００と同様である。
【００７２】
バックライトユニット３０１の発光部３１１では、反射板１１３の基部１１３１には、拡散板３の発光部３１１側の面から反射板１１３の第１レンズ１１２側の面までの距離の１／３以下の直径を有し、入射する光を拡散させる透明球状粒子３１２が複数配置されている。透明球状粒子３１２は、たとえば、ガラス、アクリル樹脂などからなる。この透明球状粒子３１２は、接着剤により反射板１１３の基部１１３１に固定される。本実施形態では、拡散板３の発光部３１１側の面から反射板１１３の第１レンズ１１２側の面までの距離が８ｍｍであるのに対して、透明球状粒子３１２の直径は１ｍｍである。
【００７３】
このように、反射板１１３の基部１１３１に複数の透明球状粒子３１２を配置することによって、反射板１１３の基部１１３１に照射される光を透明球状粒子３１２により拡散させることができるので、面方向における強度がより均一化された光を液晶パネル２に照射することができる。
【００７４】
図８は、本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置４００の構成を示す断面図である。本実施形態の液晶表示装置４００は、前述した第１実施形態の液晶表示装置１００に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００７５】
液晶表示装置４００は、バックライトユニット４０１の発光部４１１の構成が、前述したバックライトユニット１の発光部１１の構成と異なること以外は、液晶表示装置１００と同様である。
【００７６】
バックライトユニット４０１の発光部４１１は、反射板４１３の構成が前述した反射板１１３と異なる。発光部４１１が備える反射板４１３は、基部４１３１と、第１外周縁部４１３２と、第２外周縁部４１３３と、内周縁部４１３４とを含む。基部４１３１、第１外周縁部４１３２、および第２外周縁部４１３３は、前述した反射板１１３における基部１１３１、第１外周縁部１１３２、および第２外周縁部１１３３と、それぞれ同様に構成されるので説明は省略する。
【００７７】
反射板４１３の内周縁部４１３４は、基部４１３１の内周縁端部からＬＥＤ１１１の上端部に向けて内方に傾斜して延びる。
【００７８】
第１レンズ１１２に入射した光は、その一部が第１レンズ１１２の内部で反射してプリント基板１２側に出射されるが、このプリント基板１２側に出射した光の一部は、内周縁部４１３４に入射する。この反射板４１３の内周縁部４１３４は、基部４１３１からＬＥＤ１１１の上端部に向けて内方に延びるので、内周縁部４１３４に入射した光を、第１外周縁部４１３２および第２外周縁部４１３３側に反射させることができ、面方向における強度がより均一化された光を液晶パネル２に照射することができる。
【００７９】
図９は、本発明の第５実施形態に係る液晶表示装置５００の構成を示す断面図である。本実施形態の液晶表示装置５００は、前述した第１実施形態の液晶表示装置１００に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００８０】
液晶表示装置５００は、バックライトユニット５０１の発光部５１１の構成が、前述したバックライトユニット１の発光部１１の構成と異なること以外は、液晶表示装置１００と同様である。
【００８１】
バックライトユニット５０１の発光部５１１では、第２光学部材である第２レンズ５１２が、第１レンズ１１２を覆うように設けられる。この第２レンズ５１２は、第１レンズ１１２と同様に構成され、入射する光を拡散させる。これによって、第１レンズ１１２から出射した光は、第２レンズ５１２に入射し、第２レンズ５１２により拡散することができるので、面方向における強度がより均一化された光を液晶パネル２に照射することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１，２０１，３０１，４０１，５０１  バックライトユニット
２  液晶パネル
３  拡散板
１１，２１１，３１１，４１１，５１１  発光部
１２  プリント基板
１３  フレーム部材
１００，２００，３００，４００，５００  液晶表示装置
１１１  ＬＥＤ
１１２  第１レンズ
１１３，２１３，４１３  反射板
３１２  透明球状粒子
５１２  第２レンズ
１１２１  凹部
１１３１  基部
１１３２  第１外周縁部
１１３３  第２外周縁部
【図１】
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【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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