(57)【要約】【課題】ＬＥＤバックライトモジュールにおいて、点灯するＬＥＤ基板と非点灯のＬＥＤ基板との境界で発生する白浮き現象を低減する技術を提供する。【解決手段】ＬＥＤ基板Ａ１４ａは、長方形の基板面１８の上に、縦横３×４にＬＥＤパッケージ１１を所定の間隔で計１２個配置されている。そして、ＬＥＤ基板Ａ１４ａの基板面１８上にＬＥＤ１２が配置され、それを覆うように上面視で円形であり側面視で略半球状のレンズ１３が形成され、ＬＥＤ１２を封止している。基板面１８の外縁に沿って配置される外側のＬＥＤパッケージ１１ｂ、１１ｃは、外側部分がカット（削除）されている。カット面１５は、平面で形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤパッケージを離間して配置したＬＥＤ基板を複数備えたＬＥＤバックライトモジュールであって、
前記ＬＥＤパッケージは、基板上に配置されるＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源を覆って形成されたレンズとを備え、
前記基板の外縁に配置される前記ＬＥＤパッケージの前記レンズは、内側部分とは異なり外側部分が削除されたカット面を備える
ことを特徴とするＬＥＤバックライトモジュール。
【請求項２】
前記カット面は、非透過加工されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤバックライトモジュール。
【請求項３】
前記非透過加工が施されている領域は、前記ＬＥＤ光源の放射光の前記カット面への入射角が臨界角より小さい角度の領域であることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤバックライトモジュール。
【請求項４】
前記カット面は前記ＬＥＤ光源より外側に形成されると共に、前記レンズの上面の前記ＬＥＤ光源より外側の領域には、前記非透過加工が施されていることを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載のＬＥＤバックライトモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤバックライトモジュールに係り、特に、直下型のＬＥＤバックライトモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶テレビではバックライトモジュールが用いられるが、近年では、特に高画質を訴求するモデルにおいて複数のＬＥＤを液晶パネルモジュールの直下に配置した直下型のＬＥＤバックライトモジュールが用いられるようになっている。
【０００３】
直下型のＬＥＤバックライトモジュールを有する液晶テレビでは、いわゆるローカルディミングとよばれる、バックライトの明るさを分割したエリア毎に制御する技術が可能となり、画質の向上がはかられている。
【０００４】
図１は、一般的な直下型のＬＥＤバックライトモジュール９及びＬＥＤ基板４、ＬＥＤパッケージ１を示している。図１（ａ）に示すように、長方形或いは正方形、またはその他の形状をしたＬＥＤ基板４を複数並べて配置することで、バックライトを構成している。ここでは４つのＬＥＤ基板４（ＬＥＤ基板Ａ〜Ｄ４ａ〜４ｄ）が配置されている。また、図１（ｂ）に示すように、ひとつのＬＥＤ基板４（ここではＬＥＤ基板Ａ４ａ）には、縦横３×４にＬＥＤパッケージ１を所定の間隔で計１２個配置されている。そして、図１（ｃ）に示す側面から見たＬＥＤパッケージ１の配置及び図１（ｄ）に示す一つのＬＥＤパッケージ１（図１（ｂ）の領域Ｘ１のＬＥＤパッケージ１）の側面構造の通り、ＬＥＤ基板４（４ａ）の基板面８上にＬＥＤ２が配置され、それを覆うように上面視で円形であり側面視で略半球状のレンズ３が形成されている。これらの構造を採用することで、面状の光源としてＬＥＤ２から放射状に光が放射される。
【０００５】
一方で、従来以上にバックライトとしてのクオリティの高さも求められことから、様々な技術が提案されている。
【０００６】
例えば、隣接する面状光源ユニット間に輝度ムラが生じ難い構造として、隣り合って接する光源間に隔壁を有する面状光源装置を提供する技術がある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。また、発光ダイオード光源に関し、プリント基板に対する取り付け角度を変更することなく、プリント基板の法線方向から法線に対して照明方向を求められる片側に概ね光を照射して、その反対側には光をほとんど照射しないようにする技術もある（例えば、特許文献３参照）。さらにまた、複数のＬＥＤについて隣接する発光エリアへの光の漏れを低減する技術も提案されている（例えば特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３２４０４７号公報
【特許文献２】特開２００９−３６８７２号公報
【特許文献３】特開２０１０−１７１４１２号公報
【特許文献４】特開２０１１−６０７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、直下型のＬＥＤバックライトを備えた液晶テレビにおいて、ローカルディミングを行う際、バックライト点灯部、非点灯部の境界で白浮き（望まない光の漏れ）が発生する。これは、図１に示したＬＥＤ基板４の外縁付近に配置されるＬＥＤパッケージ１において、例えば領域Ｘ２に示す部分の放射光が隣のＬＥＤ基板４（ＬＥＤ基板Ｂ４ｂやＬＥＤ基板Ｃ４ｃ）に影響することで、特に一方が点灯し他方が非点灯のときに発生した。白浮きがあると高コントラスト且つ高品位の映像の実現が難しくなるという課題があった。上述の特許文献１〜４であっても、同様の課題があり、別の技術が求められていた。
【０００９】
本発明は以上のような状況に鑑みなされたものであって、上記課題を解決する技術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】
本発明は、複数のＬＥＤパッケージを離間して配置したＬＥＤ基板を複数備えたＬＥＤバックライトモジュールであって、前記ＬＥＤパッケージは、基板上に配置されるＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源を覆って形成されたレンズとを備え、前記基板の外縁に配置される前記ＬＥＤパッケージの前記レンズは、内側部分とは異なり外側部分が削除されたカット面を備える。
また、前記カット面は、非透過加工されてもよい。
また、前記非透過加工が施されている領域は、前記ＬＥＤ光源の放射光の前記カット面への入射角が臨界角より小さい角度の領域であってもよい。
また、前記カット面は前記ＬＥＤ光源より外側に形成されると共に、前記レンズの上面の前記ＬＥＤ光源より外側の領域には、前記非透過加工が施されてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＬＥＤバックライトモジュールにおいて、点灯するＬＥＤ基板と非点灯のＬＥＤ基板との境界で発生する白浮き現象を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来技術に係る、一般的な直下型のＬＥＤバックライトモジュール及びＬＥＤ基板、ＬＥＤパッケージを示す図である。
【図２】実施形態に係る、直下型のＬＥＤバックライトモジュールのＬＥＤ基板及びＬＥＤパッケージを示す図である。
【図３】実施形態に係る、ＬＥＤパッケージのレンズの上面を単純凸状の曲面で示す図である。
【図４】実施形態に係る、異なる媒質の境界における反射及び屈折を説明する図である。
【図５】実施形態の第１の変形例に係る、ＬＥＤバックライトモジュール及びＬＥＤパッケージ１の構造を示す図である。
【図６】実施形態の第２の変形例に係る、ＬＥＤパッケージの構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。
【００１４】
図２は、一般的な直下型のＬＥＤバックライトモジュールに配置されるＬＥＤ基板１４及びＬＥＤパッケージ１１を示している。なお、ＬＥＤバックライトモジュールにおけるＬＥＤ基板１４の配置は図１と同様である。図２（ａ）及び（ｂ）は一つのＬＥＤ基板１４（ＬＥＤ基板Ａ１４ａ）、特に、図１（ａ）等のＬＥＤ基板Ａ４ａに対応する構成を示している。また、図２（ｃ）は基板面１８のコーナーに配置されるＬＥＤパッケージ１１ｃの側面を示している。
【００１５】
図１に示した構造と異なる点は、ＬＥＤパッケージ１１にあり、主に異なる点について説明し、同様の構成については適宜説明等を省略する。
【００１６】
ＬＥＤ基板Ａ１４ａにおいて、長方形の基板面１８の上に、縦横３×４にＬＥＤパッケージ１１を所定の間隔で計１２個配置されている。そして、図２（ｂ）や図２（ｃ）の側面から見たＬＥＤパッケージ１１の構造の通り、ＬＥＤ基板Ａ１４ａの基板面１８上にＬＥＤ１２が配置され、それを覆うように上面視で円形であり側面視で略半球状のレンズ１３が形成され、ＬＥＤ１２を封止している。
【００１７】
なお、ＬＥＤパッケージ１１のうち内側に配置されるＬＥＤパッケージ１１ａは、図１に示したような従来通りの形状である。一方、基板面１８の外縁に沿って配置される外側のＬＥＤパッケージ１１ｂ、１１ｃは、外側部分がカット（削除）されている。例えば図２（ｃ）のコーナーに配置されたＬＥＤパッケージ１１ｃでは、図示の右側、より具体的には、ＬＥＤ１２より右側のレンズ１３の一部Ａ１がカット面１５でカットされている。ここでカット面１５は、平面で形成されている。
【００１８】
なお、レンズ１３の形状として中心部分が若干凹んだ曲面形状となっているが、特にこの形状に限る趣旨ではなく、図３に示すように、単純凸状の曲面であってもよい。また、レンズ１３の材料として、例えば、アクリル樹脂がある。
【００１９】
ここで、ＬＥＤ１２の放射光の光路について、図３及び図４を参照して説明する。なお、図４は、異なる媒質の境界における反射及び屈折を説明する図である。
【００２０】
まず、図４を参照してレンズ１３のカット面１５における反射及び屈折について説明する。図４（ａ）に示すように、一般に、媒質Ａに対する媒質Ｂの相対屈折率をｎＡＢとすると、
ｎＡＢ  ＝  ｓｉｎθＡ／ｓｉｎθＢ
の関係式を満たす。
【００２１】
媒質Ａの絶対屈折率をｎＡ、媒質Ｂの絶対屈折率をｎＢとすると、
ｎＡＢ  ＝  ｓｉｎθＡ／ｓｉｎθＢ
＝  ｎＢ／ｎＡ
ｎＡ×ｓｉｎθＡ＝  ｎＢ×ｓｉｎθＢ
となる。
ここから、臨界角をθｍとすると、全反射する条件は以下のようになる。
θＢ＝９０°，  θｍ  ＝θＡ
ｎＡ×ｓｉｎθｍ＝ｎＢ×ｓｉｎ９０°
ｓｉｎθｍ＝ｎＢ／ｎＡ
【００２２】
ここで、レンズ１３の材質をアクリル樹脂とした場合、アクリル樹脂の絶対屈折率が１．４９であり、空気層の絶対屈折率１．００である。したがって、図４（ｂ）に示すように、ＬＥＤ２の放射光がアクリル層（媒質Ａ）から空気層（媒質Ｂ）へ入光した際に全反射するための入射角（臨界角θｍ）は次の通りとなる。
ｓｉｎθｍ＝１．００／１．４９
θｍ＝４２．２°
【００２３】
ここで、図３を参照して、カット面１５における放射光の反射及び屈折について説明する。上述のように、臨界角θｍ＝４２．２°とした場合、カット面１５における入射角が臨界角θｍ以上の放射光が多いことが望ましい。そこで、図示のように、カット面１５がＬＥＤ１２の近傍に形成される。その結果、図示においてＬＥＤ１２の真上及び左斜方向に放出する放射光Ｌ１（図中で実線）はレンズ１３の上面で屈折するものの、カット面１５で反射等することなく外部に放出される。
【００２４】
ＬＥＤ１２より図示で右斜方向に放出する放射光のうち、入射角が臨界角θｍ以上の放射光Ｌ２（図中で一点破線）は、本来であれば透過光Ｌ３（図中で破線）となるところが、カット面１５で反射されて、カット面１５より右側に透過することはない。但し、入射角が臨界角θｍより小さい放射光Ｌ４（図中で二点破線）は、カット面１５を屈折しながら透過するが、全体として十分な透過光の低減を実現できる。
【００２５】
なお、カット面１５において、入射角が臨界角θｍとなる位置より下側部分（基板面１８側部分）を鏡面加工や吸光コーティング等の非透過加工とすることで、カット面１５からの透過を実質的に完全に防止することができる。非透過加工として、蒸着による成膜加工や所定の貼り物等の公知の技術を用いることができる。また、カット面１５を全面的に非透過加工とする場合には、臨界角の考慮は不要となる。
【００２６】
以上、本実施形態によると、ＬＥＤ基板４間の白浮きが軽減され、このような構造を有するＬＥＤバックライトモジュールを備えローカルディミングを行う液晶表示装置では、コントラスト感の向上が図ることができる。また、不要なエリアへ光を漏らさないことから、所望の点灯エリアの輝度を効率よく高めることができる。
【００２７】
以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせ等にいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００２８】
図５は、第１の変形例に係るＬＥＤ基板１０４（ＬＥＤ基板Ａ１０４ａ）を示している。本変形例では、内側のＬＥＤパッケージ１０１ａには変更はなく、外側のＬＥＤパッケージ１０１ｂ、１０１ｃの配置を、基板面１０８の外縁に一致させている。つまり。ＬＥＤパッケージ１０１ｂ、１０１ｃのカット面１０５が基板端面１１８と一致している。このような構成を採用することで、ＬＥＤ基板１０４の境界面での輝度低下を低減できる。
【００２９】
図６は、第２の変形例に係るＬＥＤパッケージ２０１の形状を示す。このＬＥＤパッケージ２０１では、図示で太線で示すように、カット面２０５が基板面２０８側からレンズ２０３まで鏡面加工されている。さらに、レンズ２０３の上面部分で特にＬＥＤ２０２より基板外側（図示でＢ２側）となる領域（ラウンド加工面２０６）がカット面２０５に連続した面を構成するようにラウンドしている。さらに、ラウンド加工面２０６はカット面２０５と同様に鏡面加工が施されている。
【００３０】
このような構成を採用することで、ローカルディミングを行う際に、所望のエリア外への光漏れを防止することができる。そして、鏡面加工の位置（図示でＢ１とＢ２の境界）を調整することで、ＬＥＤ２０２の放射光を積極的に透過させたい領域と、非透過としたい領域とをコントロールできる。
【符号の説明】
【００３１】
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  ＬＥＤパッケージ
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、２０１  ＬＥＤパッケージ
１２、２０２  ＬＥＤ（ＬＥＤ光源）
１３、２０３  レンズ
１４、１０４  ＬＥＤ基板
１４ａ、１０４ａ  ＬＥＤ基板Ａ
１５、１０５、２０５  カット面
１８、１０８、２０８  基板面
１１８  基板端面
２０６  ラウンド加工面
【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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