特許 5667888 バックライトユニット及びこれを用いた映像表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5667888

(24)【登録日】2014年12月19日

(45)【発行日】2015年2月12日

(54)【発明の名称】バックライトユニット及びこれを用いた映像表示装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20060101AFI20150122BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20150122BHJP

   F21Y 101/02 20060101ALN20150122BHJP

【ＦＩ】

   F21S2/00 411

   G02F1/13357

   F21Y101:02

【請求項の数】15

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2011-5400(P2011-5400)

(22)【出願日】2011年1月14日

(65)【公開番号】特開2012-142251(P2012-142251A)

(43)【公開日】2012年7月26日

【審査請求日】2013年3月6日

(31)【優先権主張番号】特願2010-276529(P2010-276529)

(32)【優先日】2010年12月13日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005810

【氏名又は名称】日立マクセル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080001

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 大和

(72)【発明者】

【氏名】山本 将史

(72)【発明者】

【氏名】大内 敏

(72)【発明者】

【氏名】長吉 真弓

(72)【発明者】

【氏名】井上 一

【審査官】 栗山 卓也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０５９７８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１８００２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１７７１０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ２／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の光源と、前記複数の光源からの光を液晶パネル側に導くための導光板とを含み、前記導光板の前記液晶パネルと対向する光出射面から前記液晶パネルに向けて光を照射するように構成されたバックライトユニットにおいて、
前記導光板の、前記光出射面の反対側の背面側に凹部が設けられており、該凹部に前記複数の光源が収納されており、前記液晶パネルの表示面側から見たときに、前記導光板の前記光出射面側の、前記複数の光源のそれぞれ、または前記凹部と対応する位置に、光量調整部材が設けられており、
前記光源は白色光を放出するサイドビュー型のＬＥＤであり、該サイドビュー型ＬＥＤは、前記導光板の前記光出射面とほぼ平行な方向に光を出射し、
前記光量調整部材は、短波長側の光の透過量が相対的に少ない白色インクと、青色インクとの混色インクにより形成されることを特徴とするバックライトユニット。

【請求項2】

請求項１に記載のバックライトユニットにおいて、前記光量調整部材は、透明シートと、該透明シートに設けられた光出射量低減部とを含み、該光出射量低減部は、前記導光板の光出射面の、前記各光源と対応する位置に設けられることを特徴とするバックライトユニット。

【請求項3】

請求項１に記載のバックライトユニットにおいて、前記光量調整部材は、前記導光板の光出射面側に配置される光学シート上または前記光学シートに設けられた溝に配置されることを特徴とするバックライトユニット。

【請求項4】

請求項３に記載のバックライトユニットにおいて、前記光学シートは拡散板、拡散シートまたは集光フィルムであることを特徴とするバックライトユニット。

【請求項5】

請求項３に記載のバックライトユニットにおいて、前記光学シートは、前記導光板の光出射面から一定距離離間していることを特徴とするバックライトユニット。

【請求項6】

請求項１または請求項３に記載のバックライトユニットにおいて、前記混色インクは前記導光板の光出射面の、前記各光源と対応する位置に設けられることを特徴とするバックライトユニット。

【請求項7】

請求項２に記載のバックライトユニットにおいて、前記光出射量低減部は、前記透明シートに前記混色インクを印刷或いは塗布して構成されることを特徴とするバックライトユニット。

【請求項8】

請求項１または請求項３に記載のバックライトユニットにおいて、前記光量調整部材は拡散反射シートであり、該拡散反射シートは前記導光板の光出射面の、前記各光源と対応する位置に設けられることを特徴とするバックライトユニット。

【請求項9】

請求項６または請求項７に記載のバックライトユニットにおいて、前記混色インクは、前記光源から離間距離が大きくなるにつれ、透過率が高くなるまたは面積が小さくなることを特徴とするバックライトユニット。

【請求項10】

請求項６または請求項７に記載のバックライトユニットにおいて、前記混色インクは、複数の断続したパターンを持ち、各パターンの間隔は前記光源長手方向の幅の１／１０以上で、かつ前記光源間ピッチの１／２以下であることを特徴とするバックライトユニット。

【請求項11】

請求項６または７に記載のバックライトユニットにおいて、前記混色インクは、前記光源直上の光を低減する第１遮光パターンと、第１遮光パターンの周囲に配置された第２遮光パターンとを含み、前記第１遮光パターンの透過率が１０％〜２０％であることを特徴とするバックライトユニット。

【請求項12】

請求項６または７に記載のバックライトユニットにおいて、前記混色インクは、前記光源間に光を分散する形状を持つことを特徴とするバックライトユニット。

【請求項13】

請求項６または７に記載のバックライトユニットにおいて、前記混色インクは、前記各光源の光軸を中心に、該中心から左右それぞれに前記光源間の距離の半分以内に設けられることを特徴とするバックライトユニット。

【請求項14】

請求項１乃至３のいずれかに記載のバックライトユニットにおいて、前記導光板の光出射面及び／または背面に、微細パターンを形成したことを特徴とするバックライトユニット。

【請求項15】

請求項１乃至１４のいずれかに記載のバックライトユニットからの光を液晶パネルに照射して映像を表示するようにした映像表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば発光ダイオード(ＬＥＤ：Light Emitting diode)を光源として用いたバックライトユニット及びこれを用いた映像表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年の省電力要求に対応するため、液晶表示装置に用いられるバックライトユニットにおいても消費電力低減が求められている。そのため、バックライトユニットの光源として、従来のＣＣＦＬ等の蛍光管に代えて、発光効率が高く、かつ応答性が高い（つまりバックライトの光強度を局所的或いは部分的に制御するエリア制御が容易な）発光ダイオード(ＬＥＤ：Light Emitting Diode)が用いられつつある。

【0003】

ＬＥＤを光源として使用するバックライトユニットは、主として直下型、エッジライト型（サイドライト型とも呼ばれる）があり、エッジライト型は、ＬＥＤ等の点状光を透明樹脂で構成された平板状の導光板により面状光にして液晶パネルへ照射する構成であるため、映像表示装置の薄型化（奥行き寸法の低減）に有利である。

【0004】

このような導光板を用いたバックライト装置の従来技術として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１は、導光板の底面に水平方向を長手方向とした凹部を垂直方向に複数設け、それぞれの凹部にサイドエミッション型ＬＥＤを複数格納し、ＬＥＤからの光を導光板内部で反射して液晶パネル側へ出射することを開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６-２３６７０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記特許文献１ではＬＥＤとしてサイドエミッション型（サイドビュー型）ＬＥＤを使用しているが、サイドビュー型のＬＥＤにおいても、ＬＥＤの直上方向、すなわちサイドビュー型ＬＥＤの光軸方向と直交する方向で液晶パネル側に向かう光が存在する。例えば、ＬＥＤのパッケージを透過した光や凹部の内壁面、または導光板の背面側に配置された反射シートで反射した光などである。このような光により、導光板を液晶パネル側（映像観察側）から見た場合、導光板の光出射面の、ＬＥＤの配置位置或いは凹部の形成位置と対応した箇所に点状の光スポットまたは輝線が生じ、これが輝度むらとして視認される。上記特許文献はこの点については考慮されていない。

【0007】

本発明は、上記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、輝度むらを低減して均一な輝度分布を得ることが可能な技術を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、特許請求の範囲に記載された構成を特徴とするものである。より具体的には、本発明は、複数の光源と、前記複数の光源からの光を液晶パネル側に導くための導光板とを含み、前記導光板の前記液晶パネルと対向する光出射面から前記液晶パネルに向けて光を照射するように構成されたバックライトユニットにおいて、前記導光板の、前記光出射面の反対側の背面側に凹部が設けられており、該凹部に前記複数の光源が収納されており、前記液晶パネルの表示面側から見たときに、前記導光板の前記光出射面側の、前記複数の光源のそれぞれ、または前記凹部と対応する位置に、光量調整部材が設けられており、前記光源は白色光を放出するサイドビュー型のＬＥＤであり、該サイドビュー型ＬＥＤは、前記導光板の前記光出射面とほぼ平行な方向に光を出射し、前記光量調整部材は、白色インクと青色インクとの混色インクにより形成されることを特徴とするものである。

【0009】

上記光量調整部材は、例えば透明シートに所定の光学特性を持つインクを塗布して構成され、該インクが塗布された透明シートが前記導光板の光出射面に貼り付けられる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、輝度むらを低減し均一な輝度分布を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１の実施例に係るバックライトユニットの構成を示す図。

【図2】第１の実施例に係る光量調整部材６を導光板１の出射面側から見た図。

【図3】ＬＥＤ２からの出射光の様子を示す図。

【図4】第１の実施例に係る光量調整部材６の一構成例を示す図。

【図5】ＬＥＤ２のスペクトルの一例を示す図。

【図6】第１の実施例の光量調整部材６に用いられるインク６ｂの透過率特性例を示す図。

【図7】第１の実施例に係る光量調整部材６を導光板１の出射面側１ｂから見た図。

【図8】第１の実施例に係る光量調整部材６に用いられるインク６ｂの一具体例を示す図。

【図9】本発明の第２の実施例に係る光量調整部材６の形状を示す図。

【図10】本発明の第３の実施例に係る光量調整部材６の形状を示す図。

【図11】光量調整部材６の導光板１への取り付け構成の一例を示す図。

【図12】光量調整部材６の導光板１への取り付け構成の他の例を示す図。

【図13】光量調整部材６の導光板１への取り付け構成の更に別の例を示す図。

【図14】第４の実施例に係る光学シート５及び光量調整部材６の構成の第１の例を示した図。

【図15】光学シート５への光量調整部材の取り付け方法の第２の例を示した図。

【図16】光学シート５への光量調整部材の取り付け方法の第２の例を示した図。

【図17】第５の実施例に係る光量調整部材６の構成を示した図。

【図18】第１の実施例に係るインク６ｂの形状の一例を示した図。

【図19】図１８におけるＬＥＤ２直上の楕円状遮光パターン６０の一例を示す図。

【図20】直下型ＬＥＤを出射方向側から観測した図。

【図21】第１実施例におけるサイドビュー型ＬＥＤを導光板１の出射面１ｂ側から観測した図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。出現する構成要素のうち同一機能を有するものには同じ番号を付し、重複した説明を省略するものとする。

【実施例1】

【0013】

図１は本発明の第１の実施例に係るバックライトユニットの構成を示している。バックライトユニット７は、平板状の導光板１、光源としてのＬＥＤ２、ＬＥＤ基板３、反射シート４、光学シート５、光量調整部材６、光学シート支持部８を有してから構成される。バックライトユニット７を構成する要素は、図示しない例えば枡形の金属性シャーシに収納され固定されている。バックライトユニット７の光は紙面の上方に向けて出射され、バックライトユニット７の上方に配置された図示しない液晶パネルを照射する。ここで、導光板１の液晶パネル側と対向する面を光出射面１ｂ、その反対側の面（ＬＥＤ基板３が設けられる面）を背面とする。

【0014】

導光板１の背面には、ＬＥＤ２を収納するための凹部１１（以下では、この凹部を「溝」と呼ぶ場合もある）を設けてあり、その溝１１の、ＬＥＤ２の光放出面と対向する面は光入射面１ａとされている。溝１１は、例えば液晶パネルの水平方向（横方向。図１では紙面の奥行き方向）に伸びて形成されている。この溝１１は液晶パネルの水平方向に延びる連続的な形状を有してもよく、また液晶パネルの水平方向に沿って複数配列された複数の孔であってもよい。また液晶パネルの水平方向に延びる連続的な溝を複数のリブなどで区切りようにしてもよい。ここでＬＥＤ２は、その電極面と平行な方向に白色光を放出するサイドビュー型（側面発光型）のＬＥＤを用いており、本実施例では矢印の方向に光を放出するものとする。ＬＥＤ２から放出された光は光入射面１ａから導光板１の内部に進入し、導光板１の各面で反射、屈折或いは拡散されながら導光板１の内部を進行しつつ導光板１の光出射面１ｂから出射される。光出射面１ｂから出射された光は、例えば拡散板やプリズムシート、輝度向上シートを含む光学シート５を経由して液晶パネル側に照射される。

【0015】

光出射面１ｂ上には出射光を空間的に均一化するための例えば千鳥状の出射面光学パターンが形成されている。この出射面光学パターンは、例えば微細な凹凸形状でもよいし、白色インクなどによるドットパターン印刷でもよい。上記微細な凹凸形状はレーザにより加工して形成してもよいし、型で作成してもよい。

【0016】

ＬＥＤ基板３上に実装された複数のＬＥＤ２のうち例えば１〜３個を１つの制御単位とし、この制御単位毎に、映像の明るさに応じて光強度を制御するようにすれば、バックライトの光の強度を部分的に制御する、いわゆるエリア制御が行える。例えば１つのＬＥＤ基板３に１５個のＬＥＤが実装され、３個のＬＥＤを１つの制御単位とすれば、図２のようなＬＥＤの配置構成では、導光板１を５個のエリアに分割してエリア制御を行うことができる。例えば、あるエリアに対応する映像の輝度が暗い場合は当該エリアに対応するＬＥＤ２の光強度を低下し、逆に明るい場合は当該エリアに対応するＬＥＤ２の光強度を増加させる。更に、このような構成の導光板１及びＬＥＤ基板３の組を複数個二次元的に配列すれば、更に多くのエリアの明るさを制御することができる。上記例の構成の導光板１を二次元的に４つ配列すれば、計２０エリアでエリア制御を行うことができる。

【0017】

反射シート４は、光出射面１ｂの反対側の背面側に配置されており、導光板１の背面を透過して導光板１の外部に進行する光を反射して導光板１内に戻す機能を有している。ＬＥＤ基板３上に実装されたＬＥＤ２は、反射シート４上の穴を通し導光板１の溝１１に収納され配置される。ＬＥＤ基板３は、例えば液晶パネルの水平方向に延びる長方形状を為しており、このＬＥＤ基板３の長手方向に沿って複数のＬＥＤ２が配列されている。従って、ＬＥＤ２は、例えば図２に示されるように、溝１１の内部において、その長手方向に沿って複数配列されることになる。このとき、反射シート４がＬＥＤ基板３と導光板１とによって挟み込まれるように、ＬＥＤ基板３が反射シート４を介して導光板１の背面に取り付けられる。反射シート４の穴はＬＥＤの寸法より大きければよい。光学シート支持部８は導光板１の光出射面１ｂ上にピンを立てることで構成してもよいし、導光板１の端部において４端を固定してもよい。また、このピンを、例えば白色の樹脂により構成し、上記導光板１及び反射シート４、或いは導光板１、反射シート４及びＬＥＤ基板３を貫通してシャーシに挿し込んでシャーシで嵌合するようにしてもよい。

【0018】

本実施例では、導光板１の光出射面１ｂの、上記凹部１１と対向する位置（ＬＥＤ２の直上）に、光量調整部材６を設けたことを特徴としている。以下、この光量調整部材６の機能と構成について説明する。かかる光量調整部材は、ＬＥＤ２の直上に向かう光が導光板１の光出射面１ｂから出射する量を調整或いは制限する機能を有する。

【0019】

まず光量調整部材６の機能について説明する。図２は光量調整部材６を導光板出射面１ｂ側から見た図である。ＬＥＤ２から出射する光はＹ’からＹへの方向であり、導光板１に入射した光は紙面垂直方向に紙面から手前に出射する向きとなっている。

【0020】

光量調整部材６としての光量調整部材６は、図１に図示されるように溝１１と対応するように液晶パネルの水平方向（紙面横方向）に延びて形成されており、そしてＬＥＤ２直上を覆うように、導光板１上において液晶パネルの水平方向に１列に配置されている。

【0021】

図３は光量調整部材６を設けないときのＬＥＤ２から出射した光の様子を示している。図３に示されるように、ＬＥＤ２から出射した光は、導光板１の入射面１ａに入射され導光板１内を反射または拡散反射して伝播し、導光板１の出射面１ｂより出射する。しかしながら、ＬＥＤ２から出射した光の出射角が臨界角θｃ以上の角度を持つと、導光板１内に入射されず、ＬＥＤ２の直上に出射される（直接光）。また、臨界角θｃ未満であっても、導光板１の凹部１１の内壁面で反射し出射する光や、反射シート４で反射することで臨界角θｃを越えた光は、ＬＥＤ２の直上方向に向かう（反射光）。

【0022】

またＬＥＤ２は一般的にはパッケージ化されており、ＬＥＤ２の発光部からの直上方向に向かう光の全てはパッケージ内部で反射されず、一部はパッケージを透過し直上に出射される。このパッケージ透過した光を含めた直接光と反射光によりＬＥＤ２の直上が明るくなり、画面全体としては輝線あるいは光スポット（輝点）として視認され、輝度むらとなり画質劣化の要因となる。ここで、ＬＥＤ２の直上とは、ＬＥＤ２の電極面と直交する方向でのバックライトユニットの光出射側であるものとする。

【0023】

この画質劣化の要因であるＬＥＤ２の直上に向かう直接光と反射光の量を調整或いは制限し、面内で均一な輝度分布を実現することが、光量調整部材６の機能である。

【0024】

次に実施例１における光量調整部材の一構成例について図４を参照して説明する。図４に示されるように、光量調整部材６は、導光板１の光出射面１ｂの、上記凹部１１と対応する位置に設けられており、インク６ｂ及び透明シート６ａを含んで構成されている。かかる光量調整部材６は、透明シート６ａ上にインク６ｂを塗布して構成されており、これをインク６ｂが各ＬＥＤ２の直上と対応する箇所に位置するように導光板１の光出射面１ｂ上に取り付けられる。インク６ｂは、ＬＥＤ２の直上方向に進行し導光板１を透過して光出射面１から出る光の量を低減させる光出射量低減部として機能するものである。ここでは、透明フィルム６ａの厚みがＬＥＤ２の光量調整に影響を与えないよう光源側にインク６ｂが配置されているが、透明フィルム６ａをＬＥＤ２側に位置するように取り付けてもよい。

【0025】

上記透明シート６ａは、例えば、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate：ポリエチレンテレフタラート）、ポリカーボネイト、またＰＭＭＡ（Poly Methyl Methacrylate:ポリメタクリル酸メチル）などの材質を用いて構成してもよい。透明シート６ａは透明なフィルムであればよいが、透過率の高いほうが望ましい。この理由は、ＬＥＤ２間はＬＥＤ２の直上より光が出射されず、透過率が低いフィルムを使用すると暗部となり輝度ムラとして視認されるためである。また、透明シート６aの高温・高湿下での使用や量産での組立工程を考えた場合、透明シート６aは、外部環境（温度、湿度）による膨張・収縮が少なく、剛性の高い材質で構成されることが好ましい。上記透明シート６は、例えば透明なフィルムにより構成してもよい。

【0026】

またインク６ｂは透明フィルム６ａに塗布可能な方法であればどのようなものでも用いることが可能で、例えばスクリーン印刷、パッド印刷などを用いることができる。また、インク６ｂの透過率はインクの厚みやインクの材質によって制御することも可能である。インク厚みに関しては、透過率を低くしたければ厚みを増やし、透過率を高くしたければ薄くする。インクの材質は、光の吸収が少なく反射率の大きい材質が好ましい。なぜなら透過しない光はインク６ｂで反射され、反射した光の一部は導光板内に戻るため、ＬＥＤ２から出射した光を効率よく利用できるからである。

【0027】

また、インク材質は２色以上の材質を使用してもよい。例えば図５に示すスペクトルを持つＬＥＤ２を使用した場合、短波長側のスペクトル（ピーク波長域）を透過する材質を用いた方が光の取り出し効率（利用効率）がよい。しかしながら、一般的な白色インクは図６の点線で示す透過特性を持つ。図５のスペクトルの光が図６の点線で示されるような透過率を有する白色インクを透過した場合、短波長側の光の透過量が相対的に少なくなるため、透過光に含まれる青色波長成分の割合が減少し、結果として黄色く色づいて見える。そのため、例えば白色インクに青色のインクを混色すると、図６実線で示すように可視光域において透過率が平坦な特性となるため上述のような色づきを低減することができる。ここでは、短波長側にピークを持つスペクトルを例に説明したが、他の波長域にピークを持つ場合においてもこの手法が適用できることは言うまでもない。また２色以上のインクを混色してもよい。

【0028】

光量調整部材６の形状の一例を図７に示す。図７は、導光板１の出射面１ｂ側から光量調整部材６を見た図であり、図示されるように、光出射量低減部としてのインク６ｂは、導光板１の光出射面１ｂの各ＬＥＤ２の直上に位置し、円形を為しており、かつ各ＬＥＤ２を光出射面１ｂ側から包含するような大きさを有している。ＬＥＤ２の配列方向を長手方向とした長方形状の透明シート６ａが配置されている。尚、図中ＡはＬＥＤの相互間の領域を示しており、本実施例では、当該領域にはインク６ｂを設けないものとする。

【0029】

インク６ｂの形状は、この例では円形にしているが、ＬＥＤ２の直上方向に向かう光を包含する形状であれば、楕円形や長円形、または正方形や長方形等の多角形状等であってもよい。しかしながら、ＬＥＤの光の出射方向や導光板の構造により光の広がり方が異なるため、それぞれの構造に適したインク６ｂの形状を用いることが望ましい。本実施例にかかる最適なインク６ｂの形状に関し、直下型を用いた場合との輝度分布の違いを示すため、まず直下型ＬＥＤにとって最適なインク形状６ｂを示し、続いて本実施例に係るサイドビュー型ＬＥＤを用いた場合の最適なインク形状６ｂについて説明するものとする。

【0030】

図２０は直下型ＬＥＤを出射方向側から観測した図である。直下型のＬＥＤは、液晶パネルの表示面側から見たときに光がほぼ半径方向に（放射状に）均一に拡がるため、半径方向に均一に光量を調整するパターンが必要である。そのためインク形状６ｂには円や、図２０のように小円を放射状に均一に散りばめた上下（ＬＥＤ２の光出射方向）及び／または左右（ＬＥＤ２の配列方向）対称な形状が最適である。 次に本実施例のサイドビュー型ＬＥＤを用いた場合の最適なインク形状６ｂについて図２１を参照して説明する。

【0031】

図２１は本実施例１におけるサイドビュー型ＬＥＤを導光板１の出射面１ｂから観測した図である。図２０に示した直下型ＬＥＤと比較すると、導光板の光出射面側から見たときに、ＬＥＤの光軸を基準にした輝度分布はほぼ対称となっているが、ＬＥＤの中心を通るＬＥＤの光軸と直交する線を基準にした輝度分布には偏りがある。尚、以下では、便宜上ＬＥＤの光軸方向を上下方向、ＬＥＤの光軸と直交する方向を上下方向と呼ぶこととする。上下方向の輝度分布は、図示されるように、ＬＥＤの中心よりも導光板の入射面１ａ付近側での輝度が最も高く、分布の広がりがＬＥＤの背面側よりも光出射方向側に大きくなっている。そのため、本実施例において、サイドビュー型ＬＥＤを用いた場合の最適なインク形状６ｂは、左右方向の輝度分布に対応するように左右対象（すなわちＬＥＤの光軸を基準に対称）であるものの、上下方向の輝度分布に対応するように上下非対称（すなわちＬＥＤの中心を通るＬＥＤの光軸と直交な線を基準に非対称）な形状である必要がある。図２１で示したサイドビュー型ＬＥＤの輝度分布を考慮したインク６ｂの形状について図８を用いて説明する。

【0032】

図８は、サイドビュー型ＬＥＤの輝度分布に適合した輝度ムラ低減に有効なインク６ｂの具体的な形状の一例を示したものである。インク６ｂは、ＬＥＤ２の直上に設けられた例えば楕円形状の光透過量を低減させるための第１遮光パターンである楕円状遮光パターン６０と、該ＬＥＤ２直上の周辺部、すなわち楕円状遮光パターン６０の周囲に設けられた、該楕円状遮光パターン６０とは異なる形状、例えば馬蹄状、半円状、または波紋状を有する第２遮光パターンである複数の周囲遮光パターンとを有する。図８のようにインク６ｂによる周囲遮光パターンを細かく配置することで、光量調整した光を良好に分散でき、明部と暗部の箇所を作ることで輝度ムラ低減を可能にする。 また、図８のような形状において、インク６ｂによる楕円状遮光パターン６０と周囲遮光パターンとで異なる厚みを用いてもよい。例えば、楕円状遮光パターン６０はＬＥＤ直上であり最も光の漏れ量が大きいため厚みを厚く、周囲遮光パターンは楕円状パターンほど遮光を強くする必要がないため厚みを薄くする。楕円状遮光パターン６０の厚みは周辺部の厚みの２倍程度にしてもよい。楕円状遮光パターン６０の透過率は１０％から２０％が好ましい。また、輝度分布に応じてグラデーションのようにインク６ｂの分布を変更してもよい。例えば、楕円状遮光パターン６０内でも中心部から外周方向にかけて徐々に透過率を高くし、また複数の周囲遮光パターンについては、楕円状遮光パターン６０の近傍に位置するパターンの透過率を、それよりも離れた位置にあるパターンの透過率よりも低くしてもよい。更にまた、それぞれの周囲遮光パターン内で透過率を変えてもよい。

【0033】

次に図８のインク６ｂの形状について詳しく説明する。図８のインク６ｂは、周囲遮光パターンとして、楕円状遮光パターン６０からＬＥＤ２の光出射方向に離れた部分に設けられた、例えば左右方向に長い馬蹄状の第１周囲パターン６ｃと、楕円状遮光パターン６０から長手方向（すなわち水平方向）に離れた部分であって、ＬＥＤ２の光出射方向寄りに設けられた、例えば馬蹄状の第２周囲パターン６ｄを有する。第１周囲パターン６ｃは、ＬＥＤ２の直上方向（ＬＥＤ２の電極面と直交する軸）に放出される光を遮光しＬＥＤ２の光出射方向（前方）に光を拡げる機能を持つ。すなわち、第１周囲パターン６ｃは、ＬＥＤ２の光出射方向（前方）における光強度の強い箇所を遮光し、光出射方向に明暗パターンを形成することで輝度ムラを低減するためのものである。また、第２周囲パターン６ｄは、ＬＥＤ２の直上方向（ＬＥＤ２電極面と直交する軸）に対し斜め前方向に放出される光を図８のＡ部、すなわちＬＥＤ２の相互間の領域に拡げる機能を持つ。ＬＥＤ２からの光をＡ部に拡げることで、ＬＥＤ２間の光の強度が弱い箇所（ＬＥＤ２の相互間の領域）への光の供給を増加させ光強度を強めることができる。

【0034】

更に本実施例に係る周囲遮光パターンとして、楕円状遮光パターン６０から、ＬＥＤ２の光出射方向と反対側に離れた部分、すなわちＬＥＤ２の斜め後ろ側及び真後ろ側には、例えば馬蹄状の第３周囲パターン６ｅが形成される。この第３周囲パターン６ｅは、ＬＥＤ２から放出された光が導光板１の光入射面１ａに反射してＬＥＤ２の光出射方向（矢印方向）と反対方向（つまりＬＥＤ２の後側）に進行する光、及びＬＥＤ２のパッケージ背面を透過してＬＥＤ２の後側に進行する光について、その光量を低減するための機能を有する。

【0035】

周囲遮光パターンである第１周囲パターン６ｃ、第２周囲パターン６ｄ、第３周囲パターン６eは、それぞれ楕円状遮光パターン６０から離れるにつれて輝度の分布に応じパターン幅を狭くしたり、パターンピッチを長くしてもよい。例えば楕円状遮光パターン６０に近いパターンの幅を広く（もしくはパターンのピッチを短く）、遠いパターンの幅を狭く（もしくはパターンのピッチを広く）する。具体的には、パターンのピッチはＬＥＤ幅の１／１０からＬＥＤの配列ピッチの１／２ほどの範囲であれば輝度ムラ低減効果が高い。パターン間のピッチがＬＥＤ幅の１／１０以下になると、パターンが近くなり過ぎて明部の面積が狭くなってしまい、暗部として認識される可能性がある。またパターン間のピッチがＬＥＤピッチの１／２以上になると、パターンが離れ過ぎてしまい明部の面積が大きくなり明暗パターンによる輝度ムラ低減効果が得られなくなる。よって、上述のように、パターン間のピッチはＬＥＤ幅の１／１０からＬＥＤの配列ピッチの１／２の範囲とすることが好ましい。

【0036】

また、インク６ｂは、明部と暗部を細かく作り、輝度ムラを低減させるものであれば、図８の形状に限定されるものではない。例えば、図１８のように楕円状遮光パターンの周囲に、周囲遮光パターンとして小円状のパターンを多数並べた形状としてもよい。このような形状を適用することで、より明部と暗部が細分化され光を良好に分散することができる。さらに、ＬＥＤ２からの離間距離が離れるにつれて、小円状パターンの直径を小さく、及び／または小円間のピッチ（距離ａ及び／またはｂ）を大きくするようにしてもよい。これにより、より一層輝度ムラ改善することができる。

【0037】

ここでＬＥＤ２直上の光を遮光する楕円状遮光パターン６０の最適形状について図１９を参照しつつ説明する。

【0038】

図１９（ａ）は図８、図１８におけるＬＥＤ２直上の楕円状遮光パターン６０の問題点を示した図である。輝度ムラは明部と暗部の輝度差で生じるため、輝度の変化は急峻ではなく緩やかな方が好ましい。しかしながら、楕円状遮光パターン６０ではその境界部分において急峻な輝度の段差が発生する。特に楕円状遮光パターン６０の大きさが大きいほど輝度段差が顕著に見える。楕円状遮光パターン６０の境界部は光が出射されないため暗部となり、ＬＥＤ列に渡ってその暗部が続くと暗線として視認される。そこで本実施例では、楕円状遮光パターン６０の境界に発生する暗部を抑制するために、図１９（ｂ）または（ｃ）に示されるような形状としている。

【0039】

図１９（ｂ）に示される楕円状遮光パターン６０は、楕円状遮光パターン６０の境界部分に光を出射させるためのスリット１９１を複数設けた形状としたものである。このようなスリット１９１を設けることにより、境界部に明暗のパターンが形成されて境界部の輝度が向上し、境界部の輝度ムラが改善する。このスリット１９１の幅はＬＥＤの長手方向寸法の１／１０程度が望ましい。図１９（ｃ）に示される楕円状遮光パターン６０は、楕円状遮光パターン６０の周辺部にホール１９２を設けて光を出射させたものである。この形状でも、境界部に明暗のパターンが形成されて境界部の輝度が向上し、境界部の輝度ムラを改善することができる。境界部の形状は図１９（ｂ）及び（ｃ）に示されたものに限らず、境界部において明暗のパターンを作ることで同様の効果が得られるものであれば、どのような形状であってもよい。

【0040】

ここで、インク６ｂのパターンは、図８に示されるように、隣接するインクパターンと重ならないように、ＬＥＤ２の光軸（ＡＸ）を中心に、左右方向（水平方向）にそれぞれ隣接するＬＥＤ２相互間の距離Ｐの半分以内（Ｐ/２以内）に収まるように配置する。

【0041】

次に光量調整部材６の固定方法について図１１を参照して説明する。図１１に示されるように、インク６ｂは、導光板１の光出射面１ｂの各ＬＥＤ２に対応する位置に、各ＬＥＤ２を光出射面１ｂ側から包含するように円形に塗布されており、その上に透明シート６ａが配置されている。この透明シート６ａは、図示されるように、導光板１上の光出射面１ｂの、互いに隣接するＬＥＤ２の相互間（図１１のＡ部）で、両面テープ９により導光板１に貼り付けている。このとき、両面テープ９はＬＥＤ２相互間（図１１のＡ）の光を遮らないよう透明の両面テープを用いる方が好ましい。また両面テープに限らず、例えば透明なのりや接着剤を透明シート６ａに印刷して導光板１に貼り付けてもよい。このようにすれば、両面テープを用いて貼り付ける場合に比較し製造工程が簡単になるためコストを削減することができる。

【0042】

光量調整部材６の別の固定方法について図１２を参照して説明する。この例は、図１２に示されるように、光学シート支持部８を、光量調整部材６（特に透明シート６ａ）、導光板１、反射シート４及びＬＥＤ基板３を貫通するように挿し込み、これらを含め挟み込むように固定している。光学シート支持部８には、リベットピン、もしくはネジを用いてもよい。光学シート支持部８は上述のように各要素を差し込み固定する構成のものであればどのようなものを用いてもよいが、光を反射しやすい白色のもの、または光の出射を遮らないよう透明なものを用いた方が好ましい。また、図１３のように、光学シート支持部８の固定位置を自由に変更できるように構成してもよい。固定位置を変更するにあたり、光量調整部材６の透明シート６ａの幅／長さを任意に変更してもよく、いずれにせよ、光量調整部材６を保持できる構成であればよい。

【0043】

また、光量調整部材６の固定方法として、光学シート支持部８による固定と両面テープ９による固定の併用が可能であることは言うまでもない。

【0044】

以上のように、本実施例によれば、導光板１の背面側に溝１１を形成し、この溝にＬＥＤを配置した場合における輝度むらを低減することができ、また当該輝度むら低減を光の取り出し効率を高めながら行うことができる。従って、本実施例によれば、光の利用効率が高く、かつ空間的な輝度均一性が高いバックライトを提供することができ、更には高画質な映像表示装置を提供することができる。

【実施例2】

【0045】

第２の実施例は、光量調整部材６以外は上述した第１の実施例の構成と変わらないため、以下では第２の実施例に係る光量調整部材６のみについて説明する。

【0046】

図９は第２の実施例に係る光量調整部材６の構成を示す図である。実施例１と異なる点は、透明シート６ａを用いず、導光板１上にインク６ｂが直接塗布されている点である。インク６ｂの形状やインク材質、厚み混色割合などに関しては、第１の実施形態と同様のパターンが適用できる。また効果としては第１の実施形態と同様の効果が得られることは言うまでもない。導光板１上にインク６ｂが直接塗布した後に、光の透過量を調整するために、導光板１及びインク６ｂ上に透明シート６ａを貼り付けてもよい。

【実施例3】

【0047】

第３の実施例は、光量調整部材６以外は上述した第１の実施例の構成と変わらないため、以下では第３の実施例に係る光量調整部材６のみについて説明する。

【0048】

図１０は第３の実施例に係る光量調整部材６の形状を示す図である。実施例１及び実施例２と異なる点は、光量調整部材６として、透明シート６ａ及びインク６ｂに代えて、拡散反射シート６ｆを用いている点である。以下、第３実施例について説明する。

【0049】

上述した実施例１においては、例えば図７や図８、図１１のような構成を用いる場合、透明シート６ａに各ＬＥＤに対応した遮光パターンをそれぞれインク６ｂを塗布して形成し、これを、ＬＥＤが配列される列毎にそれぞれ導光板１に貼り付ける必要があるため、組立て工数（貼り付け工程）が膨大となってしまう。このため、組立て工数を考慮した際、光量調整部材６のインク６ａに相当する要素（遮光パターン）は１列横方向につながっていたほうが好ましい。

【0050】

そこで本実施例では、ＬＥＤ個数分の遮光パターンが一体的に形成された拡散反射シート６ｆを用いるようにした。この拡散反射シート６ｆの導光板１側の面及び／またはそれと反対側の面は、例えばマット加工等により微小な凹凸を含む粗面が形成されている。また拡散反射シート６ｆは、導光板１を光出射面１ｂ側から見たときに、ＬＥＤ２に対応する部分がＬＥＤ２の相互間の部分よりも上下方向において大きくなっており、ＬＥＤ２の直上へ向かう光を好適に拡散するようにしている。拡散反射シート６ｆの拡散度合いは、ＬＥＤ２の相互間の部分よりもＬＥＤ２に対応する部分で大きくすることが好ましい。ＬＥＤ２の相互間の部分には粗面を形成しなくてもよい。

【0051】

本実施例によれば、インク６ｂによって各ＬＥＤに対応した遮光パターンを形成する工程を省略でき、組立工数を削減することができる。また、図１０では拡散反射シート６ｆのＬＥＤ２に対応する部分の形状が六角形状となっているが、四角形状でもよく、また円形や左右方向に長い楕円形状でもよい。更にまた、本実施例に係る拡散反射シート６ｆの形状に関しては、実施例１と実施例２と同様のものを用いてもよい。

【実施例4】

【0052】

続いて本発明の第４の実施例を説明する。この第４の実施例は、光学シート５と光量調整部材６以外は上述した第１の実施例の構成と変わらないため、以下では第４の実施例に係る光学シート５及び光量調整部材６のみについて説明する。

【0053】

図１４は第４の実施例に係る光学シート５及び光量調整部材６の構成の第１の例であって、図２の構成におけるＸ−Ｘ’断面図を示している。

【0054】

本実施例では光量調整部材６を導光板１ではなく光学シート５の導光板１と対向する面に配置し、光学シート５が光学シート支持部８により支持される構成となっている。光量調整部材６は、実施例１等と同様に、液晶パネルの表示面側から見たときに、光学シート５の、ＬＥＤ２の配置位置や溝１１の形成位置と対応する位置に設けられている。また光量調整部材６は実施例１や３と同様なものを用いることができる。ここで、光学シート５は、上述のように拡散板、拡散シート、プリズムシート、輝度向上シート（ＢＥＦ：Brightness Enhanced Film）等を含むものとする。

【0055】

図１４では光学シート５は、導光板１に対して所定距離（以下、この距離を「拡散距離」と呼ぶ）離して配置されているが、拡散距離をゼロとし、上記光量調整部材６が設けられた光学シート５を導光板１に密着して載置し、導光板１と光学シート支持部８で支持するように構成してもよい。

【0056】

光量調整部材６は、光学シート５の構成によるが、拡散板上に設けてもよいし、拡散シート上、ＢＥＦなどの集光フィルム上に設けてもよい。また、光量調整部材６は実施例１のようにインクを用い印刷により作成してもよいし、実施例３のように拡散反射シートなどで構成してもよい。また図１４では光学シート５の導光板１側に光量調整部材６を配置したが、光学シート５の液晶パネル側の面に配置してもよい。また、光学シートの導光板１側の面、及び液晶パネル側の面の両面に配置してもよく、いずれにせよＬＥＤ２の直上に向かう光量を光量調整部材６により制限できる構成であればよい。

【0057】

図１５は光学シート５への光量調整部材の取り付け方法の第２の例を示している。この第２の例は、図１５に示されるように、光学シート５の例えば拡散板の導光板１側の面に溝を設けその溝部に光量調整部材６を埋め込むように配置している。このような構成を用いることで、図１４の構成に比べ光量調整部材分の厚みを減らすことができる。この第２の例では、光学シート５の導光板１側に溝を設けて光量調整部材６を配置しているが、光学シート５の液晶パネル側の面に溝を設けて光量調整部材６を配置してもよいし、また光学シートの導光板１側の面、及び液晶パネル側の面の両面に配置してもよい。

【0058】

図１６は光学シート５への光量調整部材の取り付け方法の第３の例を示している。この第３の例は、図１６に示されるように、光学シート５が、例えば導光板１（この図では図示せず）に最も近い最下段シート１６１、中央シート１６２、及び液晶表示パネル（この図では図示せず）に最も近い最上段シート１６３の３枚のシートと、光量調整部材６で構成されている。そして、最下段シート１６１と中央のシート１６２と間に光量調整部材６が挟まれる構成となっている。例えば、最下段シート１６１が拡散板、中央シート１６２が拡散シート、最上段シート１６３がＢＥＦという構成であれば、光量調整部材６を拡散板と拡散シートとの間に挟むようにする。光量調整部材６は実施例１のようにインクを用い印刷により作成してもよいし、実施例２のように拡散反射シートなどで構成してもよい。

【0059】

上記のような構成において、光量調整部材６は拡散板上に設けてもよいし、拡散シート上に設けてもよい。また、図１５のように、溝を拡散板または拡散シートに設けて光量調整部材６を埋め込んでもよい。また、図１６では最下段シート１６１と中央のシート１６２と間に光量調整部材６を設けたが、中央のシート１６２と最上段シート１６３との間に設けてもよい。更にまた、光量調整部材６を、最下段シート１６１と中央シート１６２との間、及び中央シート１６２と最上段シート１６３との間の両方に設けてもよいし、３枚のシートのそれぞれの、導光板１側の面と液晶パネル側の面の両面に配置してもよい。更にまた、液晶表示装置用の光学シートとして通常使用される拡散板、拡散シート、プリズムシート、ＢＥＦ以外に、透明のシート部材からなる新たなシートを設け、この新たなシートのＬＥＤ２と対応する位置に光量調整部材６を設けるようにしてもよい。

【0060】

本実施例の光量調整部材６には、第１の実施例の形状を適用することができることは言うまでもない。

【実施例5】

【0061】

続いて本発明の第５の実施例を説明する。この第５の実施例は、光量調整部材６以外は上述した第１の実施例の構成と変わらないため、以下では第５の実施例に係る光量調整部材６のみについて説明する。

【0062】

図１７は第５の実施例に係る光量調整部材６の構成を示している。この第５の実施例は、図１７に示されるように、光量調整部材６を、導光板１を光出面１ｂ側から見たときに、溝（凹部）１１の上部（即ち光出面１ｂ側）のＬＥＤ２と対応する位置に、導光板１と接するように配置したものである。上述した第１〜第４の実施例では、上下左右方向において光量調整部材６のインク６ａ（光出射量低減部）とＬＥＤ２との位置を合わせるための工程が必要となるが、本実施例では、少なくとも上下方向の位置合わせを行う必要が無く、光量調整部材６の配置作業の簡便化が図れる。

【0063】

そして上記の構成により、実施例１〜４と同様に、光量調整部材６によって、ＬＥＤ２から出射する光の直上に出射される光量を減少させることができる。なお光量調整部材６はインクを用いて印刷により作成してもよいし、拡散反射シートなどの部材を貼り付けてもよい。この溝（凹部）１１の上部に配置される光量調整部材６の形状は、実施例１の楕円状遮光パターン６０でもよいし、また楕円のみならず、円形、正方形、長方形、その他多角形などであってもよい。また、実施例４と同様に、光量調整部材６として第１の実施例の形状を適用することもできる。

【符号の説明】

【0064】

１ 導光板、１ａ 導光板入射面、１ｂ 導光板出射面、２ ＬＥＤ、３ ＬＥＤ基板、４ 反射シート、５ 光学シート、６ 光量調整部材、６a 透明シート、６ｂ インク、６ｃ 第１周囲パターン、６ｄ 第２周囲パターン、６ｅ 第３周囲パターン、６ｆ 拡散反射シート、７ バックライトユニット、８ 光学シート支持部、９ 両面テープ、１１ 凹部、６０ 楕円状遮光パターン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】