特許 6700503 バックライト装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6700503

(24)【登録日】2020年5月7日

(45)【発行日】2020年5月27日

(54)【発明の名称】バックライト装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20200518BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20200518BHJP

【ＦＩ】

   F21S2/00 482

   F21Y115:10

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2020-512900(P2020-512900)

(86)(22)【出願日】2019年8月21日

(86)【国際出願番号】JP2019032676

【審査請求日】2020年3月3日

(31)【優先権主張番号】特願2018-154594(P2018-154594)

(32)【優先日】2018年8月21日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000131430

【氏名又は名称】シチズン電子株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100180806

【弁理士】

【氏名又は名称】三浦 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100160716

【弁理士】

【氏名又は名称】遠藤 力

(72)【発明者】

【氏名】勝俣 敏伸

(72)【発明者】

【氏名】宮下 卓巳

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 清一

(72)【発明者】

【氏名】堀内 拓磨

【審査官】 竹中 辰利

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−６６５９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２８２７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０３３８９９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板の表面に配置された複数の発光素子と、
前記基板の表面に対向するように配置される入射面と、前記入射面の反対側に配置される出射面とを有し、前記複数の発光素子から前記入射面に入射された光を拡散して前記出射面から出射する拡散板と、
前記複数の発光素子が配置される発光領域を規定する枠部材と、を有し、
前記発光領域に配置される前記複数の発光素子の全ては、前記発光素子から出射される光の輝度のピーク値の半分以上となる光が前記入射面に入射する半値領域を描画したときに、前記発光素子の周囲に描画される前記半値領域と、隣接する１つの発光素子の周囲に描画される前記半値領域とが重畳する重畳領域の面積の前記発光素子の周囲に描画される前記半値領域の面積に対する比率である重畳比率が２０％以下であるように配置される、
ことを特徴とするバックライト装置。

【請求項2】

前記入射面の前記発光素子のそれぞれに対向する位置に配置され、前記発光素子から放射された光を反射する反射材を更に有する、請求項１に記載のバックライト装置。

【請求項3】

前記枠部材に沿って配置される前記発光素子の全ては、前記枠部材に沿って隣接して配置される他の発光素子との間に前記重畳領域が形成されるように配置される、請求項１又は２に記載のバックライト装置。

【請求項4】

前記枠部材は、前記枠部材に沿って隣接して配置される前記発光素子の外側に前記半値未満領域が形成されないように配置され、
前記発光領域に配置される前記発光素子の全ては、前記複数の発光素子の何れの前記半値領域が配置されない半値未満領域の面積の前記半値未満領域の周囲に配置される少なくとも３つの発光素子の間を結線して形成された周囲領域の面積に対する比率である半値未満比率が２０％以下であるように配置される、請求項１〜３の何れか一項に記載のバックライト装置。

【請求項5】

前記複数の発光素子のそれぞれは、互いに隣接する３つの発光素子が直線状に配置されない、請求項１〜４の何れか一項に記載のバックライト装置。

【請求項6】

基板と、
前記基板の表面に配置された複数の発光素子と、
前記基板の表面に対向するように配置される入射面と、前記入射面の反対側に配置される出射面とを有し、前記複数の発光素子から前記入射面に入射された光を拡散して前記出射面から出射する拡散板と、
前記複数の発光素子が配置される発光領域を規定する枠部材と、を有し、
前記枠部材は、前記枠部材に沿って隣接して配置される前記発光素子の外側に前記半値未満領域が形成されないように配置され、
前記発光領域に配置される前記発光素子の全ては、前記複数の発光素子の何れの前記半値領域が配置されない半値未満領域の面積の前記半値未満領域の周囲に配置される少なくとも３つの発光素子の間を結線して形成された周囲領域の面積に対する比率である半値未満比率が２０％以下であるように配置される、
ことを特徴とするバックライト装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バックライト装置に関する。

【背景技術】

【0002】

発光ダイオード（Light-Emitting Diode、ＬＥＤ）素子等の発光素子を利用した直下型バックライト装置において、輝度ムラを減少させて輝度の均一性を高くする種々の技術が知られている。

【0003】

例えば、特開２０１６−６６５９８号公報には、ＬＥＤの外縁側に出射される光を透過させない光ブロック部材を配置することで、ＬＥＤの周囲に配置される反射シートに出射される光の光量を減少させ、外周部の輝度を低下させることなく輝度ムラを減少させる技術が記載されている。また、特開２００８−２８２７４４号公報には、ＬＥＤと対向する拡散板の板面に白色顔料を含むインクからなるドットを点在させたドットパターンを配置することで、輝度ムラを減少させてバックライト装置の輝度分布を均一化する技術が記載されている。特許文献１及び２に記載される技術により、直下型バックライト装置において、輝度ムラを減少させて輝度の均一性を高くすることができる。

【発明の概要】

【0004】

しかしながら、バックライト装置の薄型化が進むと共に、低コスト化のために搭載されるＬＥＤ数が減少するに従って、バックライト装置における輝度ムラが増加するおそれがある。

【0005】

本発明の目的は、バックライト装置における輝度ムラを減少させることができる技術を提供することである。

【0006】

本発明に係るバックライト装置は、基板と、基板の表面に配置された複数の発光素子と、基板の表面に対向するように配置される入射面と、入射面の反対側に配置される出射面とを有し、複数の発光素子から入射面に入射された光を拡散して出射面から出射する拡散板と、複数の発光素子が配置される発光領域を規定する枠部材と、を有し、発光領域に配置される複数の発光素子の全ては、発光素子から出射される光の輝度のピーク値の半分以上となる光が入射面に入射する半値領域を描画したときに、発光素子の周囲に描画される半値領域と、隣接する１つの発光素子の周囲に描画される半値領域とが重畳する重畳領域の面積の発光素子の周囲に描画される半値領域の面積に対する比率である重畳比率が２０％以下であるように配置される。

【0007】

また、本発明に係るバックライト装置は、入射面の発光素子のそれぞれに対向する位置に配置され、発光素子から放射された光を反射する反射材を更に有することが好ましい。

【0008】

また、本発明に係るバックライト装置では、枠部材に沿って配置される発光素子の全ては、枠部材に沿って隣接して配置される他の発光素子との間に重畳領域が形成されるように配置されることが好ましい。

【0009】

また、本発明に係るバックライト装置では、枠部材は、枠部材に沿って隣接して配置される発光素子の外側に半値未満領域が形成されないように配置され、発光領域に配置される発光素子の全ては、複数の発光素子の何れの半値領域が配置されない半値未満領域の面積の半値未満領域の周囲に配置される少なくとも３つの発光素子の間を結線して形成された周囲領域の面積に対する比率である半値未満比率が２０％以下であるように配置されることが好ましい。

【0010】

また、本発明に係るバックライト装置は、複数の発光素子のそれぞれは、互いに隣接する３つの発光素子が直線状に配置されないことが好ましい。

【0011】

さらに、本発明に係るバックライト装置は、基板と、基板の表面に配置された複数の発光素子と、基板の表面に対向するように配置される入射面と、入射面の反対側に配置される出射面とを有し、複数の発光素子から入射面に入射された光を拡散して出射面から出射する拡散板と、複数の発光素子が配置される発光領域を規定する枠部材と、を有し、枠部材は、枠部材に沿って隣接して配置される発光素子の外側に半値未満領域が形成されないように配置され、発光領域に配置される発光素子の全ては、複数の発光素子の何れの半値領域が配置されない半値未満領域の面積の半値未満領域の周囲に配置される少なくとも３つの発光素子の間を結線して形成された周囲領域の面積に対する比率である半値未満比率が２０％以下であるように配置される。

【0012】

本発明に係るバックライト装置は、輝度ムラを減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態に係るバックライト装置の斜視図である。

【図2】図１に示すバックライト装置の分解斜視図である。

【図3】図１のＡ−Ａ´線断面図である。

【図4】図２に示す第１拡散板の入射面の複数のＬＥＤのそれぞれに対向する位置の部分拡大図である。

【図5】図２に示すＬＥＤ及び一対の支柱の配置を示す平面図である。

【図6】半値領域を説明するための図である。

【図7】（ａ）は隣接する３つのＬＥＤが直線状に配置される一例を示す図であり、（ｂ）は隣接する３つのＬＥＤが直線状に配置されない一例を示す図である。

【図8】（ａ）は隣接するＬＥＤに対応する重畳領域の面積の半値領域の面積に対する比率である重畳領域が２０％以下である配置の一例を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示す配置に対応する断面図であり、（ｃ）は半値未満領域の面積の周囲領域の面積に対する比率である半値未満領域が２０％以下である配置の一例を示す図であり、（ｄ）は（ｃ）に示す配置に対応する断面図である。

【図9】（ａ）は図８（ａ）に示す配置におけるＬＥＤ１１からの距離と輝度比率との関係を示す図であり、（ｂ）は図８（ｃ）に示す配置におけるＬＥＤ１１からの距離と輝度比率との関係を示す図である。

【図10】図８（ｃ）に示す配置における輝度分布を示す図である。

【図11】（ａ）は第２実施形態に係るバックライト装置の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ´線断面図である。

【図12】（ａ）は実施形態に係るバックライト装置におけるＬＥＤの配置の一例を示す図であり、（ｂ）は実施形態に係るバックライト装置におけるＬＥＤの配置の他の例を示す図である。

【図13】実施例に係るＬＥＤと半値領域との関係を示す図である。

【図14】（ａ）は実施例に係るＬＥＤと第１要件との関係を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示す第１要件に対応する部分の部分拡大図である。

【図15】（ａ）は実施例に係るＬＥＤと第２要件との関係を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示す第２要件の第１の例に対応する部分の部分拡大図であり、（ｃ）は（ａ）に示す第２要件の第２の例に対応する部分の部分拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照して、本発明に係るバックライト装置について詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

【0015】

（実施形態に係るバックライト装置の概要）
実施形態に係るバックライト装置では、発光素子から出射される光の輝度のピーク値の半分以上となる半値領域と、隣接する１つの発光素子の半値領域とが重畳する重畳領域の面積の発光素子の半値領域に対する比率である重畳比率は、２０％以下である。また、実施形態に係るバックライト装置では、複数の発光素子の半値領域が配置されない半値未満領域の周囲に配置される複数の発光素子の間を結線して形成された周囲領域に対する比率である半値未満比率は、２０％以下である。実施形態に係るバックライト装置は、このような条件に従って発光素子を配置することで、輝度ムラが発生するおそれを低くすることができる。

【0016】

（第１実施形態に係るバックライト装置）
図１は第１実施形態に係るバックライト装置の斜視図であり、図２は図１に示すバックライト装置の分解斜視図であり、図３は図１のＡ−Ａ´線断面図である。

【0017】

バックライト装置１は、実装基板１０と、複数のＬＥＤ１１と、一対の支柱１２と、反射シート１３と、第１拡散板１４と、第２拡散板１５と、プリズムシート１６と、偏光シート１７と、指向性制御シート１８とを有する。バックライト装置１は、バックケース２０と、フロントケース２１と、樹脂フレーム２２とを更に有する。バックライト装置１は、平面視したときに円形状となる外形を有するが、実施形態に係るバックライト装置は、平面視したときに四角形状となる外形を有してもよい。

【0018】

実装基板１０は、例えばガラス繊維とエポキシ樹脂とからなるガラスエポキシ基板、紙フェノール及び紙エポキシ等で形成される基板及びポリイミド樹脂基材をベースとする樹脂基板である。実装基板１０は、表面及び裏面に不図示の配線パターンが形成される。表面の配線パターンは、裏面の配線パターンから不図示のビアを介して供給される電気信号を複数のＬＥＤ１１のそれぞれに供給して、複数のＬＥＤ１１のそれぞれを発光させる。

【0019】

ＬＥＤ１１は、バックライト装置１の光源として使用される発光素子の一例であり、例えばパッケージ化された表面実装型のＬＥＤ素子である。一例として、ＬＥＤ１１は、凹部を有する白色樹脂製のパッケージと、パッケージの凹部の底面に一次実装されたダイとも称されるＬＥＤチップと、パッケージの凹部内に封入された封止部材とを有する。封止部材は、例えばシリコーン樹脂等の透光性樹脂材料により形成される。ＬＥＤ１１は、例えば青色光を放射する青色ＬＥＤダイと、封止部材に含有されるイットリウムアルミニウムガーネット（Ｙ3Ａ15Ｏ12、ＹＡＧ）等の黄色蛍光体とを有し、白色光を放射する。本明細書では、ＬＥＤ１１から出射される光の輝度は、ＬＥＤ１１に定格電流が流されたときにＬＥＤ１１から出射される光の輝度である。

【0020】

一対の支柱１２のそれぞれは、白色樹脂により形成され、バックケース２０から起立する部材であり、第１拡散板１４〜指向性制御シート１８のそれぞれを下方から支持する。なお、バックライト装置１は、一対の支柱１２を有するが、実施形態に係るバックライト装置は、複数の支柱を有してもよい。

【0021】

反射シート１３は、表面が光反射性を有するシート状の反射部材であり、実装基板１０の表面に載置又は貼り付けられる。反射シート１３には、複数のＬＥＤ１０及び一対の支柱１２のそれぞれに対応する形状を有する複数の開口部が形成される。

【0022】

第１拡散板１４は、樹脂フレーム２２に外縁を支持されると共に、一対の支柱１２により中央部の近傍が支持されることで、実装基板１０の表面に配置されたＬＥＤ１１を覆うように実装基板１０の上方に配置される。第１拡散板１４は、実装基板１０の表面に対向して配置される入射面と、入射面の反対側に配置される出射面とを有し、複数のＬＥＤ１１から入射面に入射された光を拡散して出射面から出射する。第１拡散板１４の入射面には、ライティングカーテン層とも称される反射材１４０が配置される。反射材１４０は、ＬＥＤ１１から放射される光の一部を遮光及び反射する酸化チタン、硫酸バリウム等の白色の遮光部材であり、スクリーン印刷によって形成されるが、射出等の成型方法によって拡散板と一体化されてもよい。なお、反射材１４０は、ガラス、酸化ケイ素等の拡散部材、または、黒色系等着色されたインク部材等であってもよい。複数のＬＥＤ１１のそれぞれから放射される光の輝度が最も大きい複数のＬＥＤ１１のそれぞれの直上部に配置され、入射した光を反射シート１３の方向に反射する。反射材１４０が入射した光を反射シート１３の方向に反射することで、第１拡散板１４に入射する光の輝度は、複数のＬＥＤ１１のそれぞれの直上部と他の部分との間で不均衡が低減される。

【0023】

図４は、第１拡散板１４の入射面の複数のＬＥＤ１１のそれぞれに対向する位置の部分拡大図である。

【0024】

反射材１４０は、六角形状の第１反射材１４１と、複数の円形状の第２反射材１４２とを有する。第１反射材１４１は、ＬＥＤ１１の全体を覆うようにＬＥＤ１１の直上に位置するように配置され、第２反射材１４２は、全体として六角形状を維持するように、第１反射材１４１の周囲に配置される。第２反射材１４２は、第１反射材１４１との間の距離が長くなるほど小さくなるように形成される。

【0025】

第２拡散板１５は、第１拡散板１４の出射面を覆うように配置される平板状の部材である。第２拡散板１５は、第１拡散板１４を介して実装基板１０の表面に対向して配置される入射面と、入射面の反対側に配置される出射面とを有し、第１拡散板１４から入射面に入射された光を更に拡散して出射面から出射する。第２拡散板１５は、第１拡散板１４よりも拡散性が高く、第１拡散板１４により拡散された光を更に拡散することで、ＬＥＤ１１から放射された光が所望の広がりを有するように拡散する。第１拡散板１４及び第２拡散板１５のそれぞれは、ヘイズ値、拡散度及び光透過率を調整すると共に、厚さ及びシボの形状を規定することで、拡散性の大きさが調整される。

【0026】

プリズムシート１６は、アクリル樹脂等の合成樹脂により形成される平板状の光学部材であり、第２拡散板１５の出射面を覆うように配置される。プリズムシート１６は、第２拡散板１５の出射面に対向する入射面と、入射面の反対側に配置される出射面とを有し、第２拡散板１５の出射面から出射された光を鉛直方向に出射する。

【0027】

偏光シート１７は、ヨウ素及び染料が染色、吸着されたポリビニルアルコール等の合成樹脂を有する平板状の光学部材であり、プリズムシート１６の出射面を覆うように配置される。偏光シート１７は、プリズムシート１６の出射面に対向する入射面と、入射面の反対側に配置される出射面とを有する。偏光シート１７は、バックライト装置１の上方に配置される不図示のＬＣＤ装置が有する液晶の偏光軸に一致させるようにプリズムシート１６の出射面から出射された光を偏光して出射する。

【0028】

指向性制御シート１８は、アクリル樹脂等の合成樹脂により形成される平板状の光学部材であり、偏光シート１７の出射面を覆うように配置される。指向性制御シート１８は、偏光シート１７の出射面に対向する入射面と、入射面の反対側に配置される出射面とを有する。指向性制御シート１８は、偏光シート１７の出射面から出射された光を所望の方向に出射するように形成される。指向性制御シート１８は、例えばバックライト装置１が車載用表示装置のバックライトとして使用される場合、運転手等の車両の乗員が視認し易い方向に放射されるように光の方向を制御する。また、指向性制御シート１８は、表示装置に表示される画像がフロントガラスに映り込まないように、光の方向を制御する。

【0029】

バックケース２０は、アルミニウム及びステンレス鋼等の金属材料で形成され、実装基板１０〜指向性制御シート１８、樹脂フレーム２２を収納する凹状の部材である。フロントケース２１は、アルミニウム及びステンレス鋼等の金属材料又はポリカーボネート等の合成樹脂で形成され、バックケース２０と共にバックライト装置１の筐体として機能する。フロントケース２１は、円形状の開口部が形成され、フロントケース２１に形成される開口部から光が出射される。

【0030】

樹脂フレーム２２は、ポリカーボネート等の合成樹脂で形成され、実装基板１０〜反射シート１３を収納する凹部を形成する。また、樹脂フレーム２２は、第１拡散板１４〜指向性制御シート１８を支持する段差が内縁に形成される。樹脂フレーム２２は、複数のＬＥＤ１１が配置される発光領域を規定する枠部材であり、図３において破線矢印Ｂで示されるフロントケース２１及び樹脂フレーム２２の内縁の内側の複数のＬＥＤ１１及び反射シート１３が配置される領域が発光領域として規定される。なお、樹脂フレーム２２の表面には、ＬＥＤ１１に通電するための配線パターンが形成されてもよい。

【0031】

図５はＬＥＤ１１及び一対の支柱１２の配置を示す平面図であり、図６は半値領域を説明するための図である。

【0032】

複数のＬＥＤ１１のそれぞれは、半値領域が所定の要件を充足するように配置される。半値領域は、光の輝度のピーク値の半分となる角度である半値角θ、ＬＥＤ１１の表面と第１拡散板１４の入射面との間の距離Ｌにより規定される領域である。具体的には、半値領域は、ＬＥＤ１１を平面視したときのＬＥＤ１１の中心からＲ＝Ｌｔａｎθの距離に包含される略円形の領域である。半値領域は、拡散板の基板に対向する面、すなわち入射面を基準に規定される。複数のＬＥＤ１１のそれぞれは、ＬＥＤ１１を平面視したときのＬＥＤ１１の中心からＲ＝Ｌｔａｎθの距離に包含される略円形の領域である半値領域が以下の４つの要件を充足するように配置される。
（第１要件）
複数のＬＥＤ１１は、複数のＬＥＤ１１のそれぞれの半値領域１１０と、隣接する１つのＬＥＤ１１の半値領域１１０とが重畳する重畳領域１１１の面積の複数のＬＥＤ１１のそれぞれの半値領域１１０の面積に対する比率である重畳比率が２０％以下になるように配置される。
（第２要件）
複数のＬＥＤ１１は、複数のＬＥＤ１１の何れの半値領域１１０が配置されない半値未満領域１１２の半値未満領域１１２の周囲に配置される複数のＬＥＤ１１の間を結線して形成された周囲領域１１３の面積に対する比率である半値未満比率が２０％以下になるように配置される。
（第３要件）
樹脂フレーム２２に沿って配置されるＬＥＤ１１の全ては、樹脂フレーム２２に沿って隣接して配置されるＬＥＤ１１との間に重畳領域が形成されるように配置される。
（第４要件）
複数のＬＥＤ１１のそれぞれは、互いに隣接する３つのＬＥＤ１１が直線状に配置されないように配置される。

【0033】

樹脂フレーム２２に沿って配置されるＬＥＤ１１は、外側に半値未満領域が形成されないように配置される。すなわち、樹脂フレーム２２に沿って配置されるＬＥＤ１１は、樹脂フレーム２２との間に半値未満領域が形成されないように配置される。樹脂フレーム２２に沿って配置されるＬＥＤ１１は、樹脂フレーム２２に沿って隣接して配置されるＬＥＤ１１との間の重畳領域の外端が樹脂フレーム２２の内縁と接するように配置されることが好ましい。

【0034】

樹脂フレーム２２に沿って配置されるＬＥＤ１１の半値領域の一部は、樹脂フレーム２２と重なるが、樹脂フレーム２２に沿って配置されるＬＥＤ１１の半値領域は、他のＬＥＤ１１と同様に略円形のものとして第１要件が規定される。また、樹脂フレーム２２に沿って配置されるＬＥＤ１１は、樹脂フレーム２２との間に半値未満領域が形成されないように配置されるので、樹脂フレーム２２に沿って配置されるＬＥＤ１１の外側は、第２要件の判定対象外である。

【0035】

第１要件は、ＬＥＤ１１の半値領域と、隣接する１つのＬＥＤ１１の半値領域とが重畳する重畳領域の面積Ａlapの複数のＬＥＤ１１のそれぞれの半値領域の面積Ａhalfに対する比率である重畳比率（Ａlap／Ａhalf）が２０％以下になることを示す。第１要件を充足するようにＬＥＤ１１が配置されることで、隣接する一対のＬＥＤ１１の間に形成される重畳領域の面積が大きくなり、隣接する一対のＬＥＤ１１の間に所望の輝度よりも高い輝度を有する重畳領域が形成されることが防止される。

【0036】

第２要件は、複数のＬＥＤ１１の何れの半値領域１１０が配置されない半値未満領域の面積Ａbelowの半値未満領域の周囲に配置される複数のＬＥＤの間を結線して形成された周囲領域の面積Ａaroundに対する比率である半値未満比率（Ａbelow／Ａaround）が２０％以下になることを示す。第２要件を充足するようにＬＥＤ１１が配置されることで、少なくとも３つのＬＥＤ１１の間に形成される半値未満領域の面積が大きくなり、ＬＥＤ１１の間に所望の輝度よりも低い輝度を有する半値未満領域が形成されることが防止される。

【0037】

第３要件は、樹脂フレーム２２に沿って配置されるＬＥＤ１１のそれぞれは、樹脂フレーム２２に沿って互いに隣接するＬＥＤの間で重畳領域が形成されるように配置されることを示す。すなわち、第３要件は、図５において符号１１ａ及び１１ｂで示されるように、複数のＬＥＤ１１の外縁に配置されるＬＥＤ１１のそれぞれは、樹脂フレーム２２に沿って隣接する半値領域が重畳して重畳領域を形成するように配置されることを示す。第３要件を充足するようにＬＥＤ１１が配置されることで、樹脂フレーム２２に沿って配置される全てのＬＥＤ１１の間には重畳領域が形成され、発光領域の外縁の輝度が低くなることが防止される。

【0038】

第４要件は、図５において符号１１ｃで示されるように、複数のＬＥＤ１１のそれぞれは、互いに隣接する３つのＬＥＤ１１が直線状に配置されないことを示す。すなわち、第４要件は、図５において矢印Ａで示される第１方向、及び図５において矢印Ｂで示され、第１方向に直交する第２方向の何れかの方向に隣接する３つのＬＥＤ１１が直線状に配置されない。ここでは、ＬＥＤ１１が直線状に配置されるとは、第１方向及び第２方向に隣接して配置されるＬＥＤ１１の対向する辺がＬＥＤ１１の短辺の半分の長さ以上重畳して配置されることを示す。一方、ＬＥＤ１１が直線状に配置されないとは、第１方向及び第２方向に隣接して配置されるＬＥＤ１１の対向する辺がＬＥＤ１１の短辺の半分の長さ以上重畳して配置されていないことを示す。第４要件を充足するようにＬＥＤ１１が配置されることで、高輝度の直線状の領域が発光領域に発生することが防止される。

【0039】

図７（ａ）は隣接する３つのＬＥＤ１１が直線状に配置される一例を示す図であり、図７（ｂ）は隣接する３つのＬＥＤ１１が直線状に配置されない一例を示す図である。図７（ａ）及び７（ｂ）において、ＬＥＤ１１を平面視したときの長辺の長さはＬLで示され、ＬＥＤ１１を平面視したときの短辺の長さはＬSで示される。

【0040】

第１方向及び第２方向に隣接して配置されるＬＥＤ１１の対向する辺が重畳する長さＬF1がＬＥＤ１１の短辺の半分の長さＬS／２以上であるときに、隣接するＬＥＤ１１は、直線状に配置されることとなる。一方、第１方向及び第２方向に隣接して配置されるＬＥＤ１１の対向する辺が重畳する長さＬF2がＬＥＤ１１の短辺の半分の長さＬS／２未満であるときに、隣接するＬＥＤ１１は、直線状に配置されないこととなる。

【0041】

（第１実施形態に係るバックライト装置の作用効果）
第１実施形態に係るバックライト装置は、第１要件及び第２要件が充足されるように複数のＬＥＤを配置されるので、隣接するＬＥＤ間の輝度ムラを、人によって明暗が視認させない±２％以内とすることができる。

【0042】

図８（ａ）は隣接するＬＥＤの間の重畳比率が２０％以下である配置の一例を示す図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）に示す配置に対応する断面図である。図８（ｃ）は半値未満比率が２０％以下である配置の一例を示す図であり、図８（ｄ）は図８（ｃ）に示す配置に対応する断面図である。

【0043】

図８（ａ）に示す配置では、重畳比率が２０％以下であり、且つ、半値未満比率が０％である。一方、図８（ｂ）に示す配置では、半値未満比率が２０％以下であり、且つ、重畳比率が０％である。

【0044】

図８（ａ）に示す配置では、ＬＥＤ１１は第１配置間隔Ｐ₁（＝１８ｍｍ）配置され、反射シート１３の表面と第１拡散板１４の入射面との間の距離はＬ（＝６．１８８ｍｍ）である。図８（ｃ）に示す配置では、ＬＥＤ１１は第２配置間隔Ｐ₂（＝１３ｍｍ）で配置され、反射シート１３の表面と第１拡散板１４の入射面との間の距離はＬである。

【0045】

図９（ａ）は図８（ａ）に示す配置におけるＬＥＤ１１からの距離と輝度比率との関係を示す図であり、図９（ｂ）は図８（ｃ）に示す配置におけるＬＥＤ１１からの距離と輝度比率との関係を示す図である。

【0046】

図８（ａ）に示す配置及び図８（ｃ）に示す配置では、隣接するＬＥＤ１１の間の輝度ムラに対応する輝度比率の差は、何れも２％以下であるので、隣接するＬＥＤ１１の間の輝度ムラは、人によって明暗が視認されることはない。

【0047】

また、第１実施形態に係るバックライト装置では、外縁に配置されるＬＥＤ１１のそれぞれは、互いに隣接するＬＥＤの間で重畳領域が形成されるように配置されるので、ホットスポットとも称される放射光に輝度が明るい直線状の領域が形成されるおそれが低い。

【0048】

また、第１実施形態に係るバックライト装置では、ＬＥＤ１１から出射される光の輝度のピーク値の半分以上となる光が入射面に入射する半値領域に基づいてＬＥＤ１１の配置を決定するので、バックライト装置から出射される光の輝度の均一化が容易である。

【0049】

図１０は、図８（ｃ）に示す配置における輝度分布を示す図である。図１０において、破線１０１は一方のＬＥＤ１１から出射される光の輝度分布を示し、破線１０２は他方のＬＥＤ１１から出射される光の輝度分布を示し、実線１０３は双方のＬＥＤ１１から出射される光を合成した光の輝度分布を示す。

【0050】

図１０に示す配置では、２つのＬＥＤ１１の中間点における合成光の輝度は、ピーク値の半値の略２倍となり、ピーク値と略同一となる。さらに、２つのＬＥＤ１１の間では、一方のＬＥＤ１１から出射される光の輝度が減少するに従って、他方のＬＥＤ１１から出射される光の輝度が増加するので、合成光の輝度は、ピーク値と略同一となる。第１実施形態に係るバックライト装置では、半値領域に基づいてＬＥＤ１１の配置を決定することで、バックライト装置から出射される光の輝度の均一化が可能なＬＥＤ１１の配置を容易に決定できる。

【0051】

（第２実施形態に係るバックライト装置）
図１１（ａ）は第２実施形態に係るバックライト装置の斜視図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＤ−Ｄ´線断面図である。

【0052】

バックライト装置２は、第１拡散板２４を第１拡散板１４の代わりに有することがバックライト装置１と相違する。第１拡散板２４以外のバックライト装置２の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付されたバックライト装置１の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。

【0053】

第１拡散板２４は、反射材１４０が入射面に配置されないことが第１拡散板１４と相違する。また、第１拡散板２４は、反射材２４０を含有することが第１拡散板１４と相違する。反射材２４０は、反射材１４０と同様にＬＥＤ１１から放射される光の一部を遮光及び反射する部材である。反射材２４０は、複数のＬＥＤ１１のそれぞれから放射される光の輝度が最も大きい複数のＬＥＤ１１のそれぞれの直上部に配置され、入射した光を反射シート１３の方向に反射する。

【0054】

反射材２４０は、ＬＥＤ１１から放射される光の一部を遮光及び反射する酸化チタン、硫酸バリウム等の白色の遮光部材であり、スクリーン印刷によって形成されるが、射出等の成型方法によって拡散板と一体成型されてもよい。なお、反射材２４０は、ガラス、酸化ケイ素等の拡散部材、又は黒色系等着色されたインク部材等であってもよい。

【0055】

なお、実施形態に係るバックライト装置では、複数のＬＥＤ１１のそれぞれは、第１要件〜第４要件を充足するように配置されていればよく、ＬＥＤは、例えば３つのＬＥＤが三角形状を形成するよう配置されてもよい。

【0056】

図１２（ａ）は実施形態に係るバックライト装置におけるＬＥＤの配置の一例を示す図であり、図１２（ｂ）は実施形態に係るバックライト装置におけるＬＥＤの配置の他の例を示す図である。

【0057】

図１２（ａ）に示す配置例では、３つのＬＥＤ１１は、正三角形状に配置される。３つのＬＥＤ１１の間の配置間隔は、第３配置間隔Ｐ₃である。３つのＬＥＤ１１を第３配置間隔Ｐ₃で正三角形状に配置することで、重畳比率が０％になると共に、半値未満比率が９．３％になる。

【0058】

図１２（ｂ）に示す配置例では、２つのＬＥＤ１１及びＬＥＤ１１´は、二等辺三角形状に配置される。ＬＥＤ１１´の輝度の定格値はＬＥＤ１１の輝度の定格値よりも低く、ＬＥＤ１１´の半値領域の径はＬＥＤ１１の半値領域の径よりも短い。２つのＬＥＤ１１の間の配置間隔は、図１２（ａ）に示す配置例と同様に第３配置間隔Ｐ₃である。また、２つのＬＥＤ１１のそれぞれとＬＥＤ１１´との間の配置間隔は、第３配置間隔Ｐ₃よりも短い。２つのＬＥＤ１１及びＬＥＤ１１´を二等辺三角形状に配置することで、重畳比率が０％になると共に、半値未満比率が９．３％よりも低くなる。

【0059】

また、バックライト装置１及び２では、第１拡散板１４及び２４に加えて、反射材１４０及び２４０がそれぞれ配置されるが、実施形態に係るバックライト装置では、拡散板のみが配置され、反射材が配置されなくてもよい。

【実施例】

【0060】

図１３は、実施例に係るＬＥＤ１１と半値領域との関係を示す図である。

【0061】

樹脂フレーム２２に沿って配置されるＬＥＤ１１は、ＬＥＤ１１の輝度が定格値であるときに、外側に半値未満領域が形成されないように配置される。すなわち、樹脂フレーム２２に沿って配置されるＬＥＤ１１は、樹脂フレーム２２との間に半値未満領域が形成されないように配置される。図１３に示す実施例では、ＬＥＤ１１の輝度は、２００００〔ｃｄ／ｍ2〕である。樹脂フレーム２２に沿って配置されるＬＥＤ１１は、図１３において矢印Ｃで示されるように、樹脂フレーム２２に沿って隣接して配置されるＬＥＤ１１との間の重畳領域の外端が樹脂フレーム２２の内縁と接するように配置されることが好ましい。

【0062】

樹脂フレーム２２に沿って配置されるＬＥＤ１１の半値領域の一部は、樹脂フレーム２２と重なるが、樹脂フレーム２２に沿って配置されるＬＥＤ１１の半値領域は、他のＬＥＤ１１と同様に略円形のものとして第１要件が規定される。また、樹脂フレーム２２に沿って配置されるＬＥＤ１１は、樹脂フレーム２２との間に半値未満領域が形成されないように配置されるので、樹脂フレーム２２に沿って配置されるＬＥＤ１１の外側は、第２要件の判定対象外である。

【0063】

図１４（ａ）は実施例に係るＬＥＤ１１と第１要件との関係を示す図を示す図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）に示す第１要件に対応する部分の部分拡大図である。

【0064】

第１要件は、ＬＥＤ１１の半値領域１１０´と、隣接する１つのＬＥＤ１１の半値領域１１０´とが重畳する重畳領域１１１の面積Ａlapの複数のＬＥＤ１１のそれぞれの半値領域の面積Ａhalfに対する比率である重畳比率（Ａlap／Ａhalf）が２０％以下になることを示す。図１４（ｂ）に示すＬＥＤ１１では、重畳比率（Ａlap／Ａhalf）は、６．０％であり、図１４（ａ）に示す全てのＬＥＤ１１の重畳比率（Ａlap／Ａhalf）の平均値は、７．７％である。

【0065】

図１５（ａ）は、実施例に係るＬＥＤ１１と第２要件との関係を示す図を示す図である。図１５（ｂ）は図１５（ａ）に示す第２要件の第１の例に対応する部分の部分拡大図であり、図１５（ｃ）は図１５（ａ）に示す第２要件の第２の例に対応する部分の部分拡大図である。

【0066】

第２要件は、複数のＬＥＤ１１の何れの半値領域１１０´´が配置されない半値未満領域の面積Ａbelowの半値未満領域の周囲に配置される複数のＬＥＤの間を結線して形成された周囲領域の面積Ａaroundに対する比率である半値未満比率（Ａbelow／Ａaround）が２０％以下になることを示す。図１５（ｂ）に示す第１の例のＬＥＤ１１では、半値未満領域１１２´は４つのＬＥＤ１１の半値領域が配置されない領域であり、周囲領域１１３´は半値未満領域１１２´の周囲に配置される４つのＬＥＤ１１の間を結線して形成された領域である。図１５（ｃ）に示す第２の例のＬＥＤ１１では、半値未満領域１１２´´は７つのＬＥＤ１１の半値領域が配置されない領域であり、周囲領域１１３´´は半値未満領域１１２´´の周囲に配置される７つのＬＥＤ１１の間を結線して形成された領域である。図１５（ｂ）に示す第１の例のＬＥＤ１１では、半値未満比率（Ａbelow／Ａaround）は、１２．６％であり、図１５（ｃ）に示す第２の例のＬＥＤ１１では、半値未満比率（Ａbelow／Ａaround）は、１１．３％である。また、図１５（ａ）に示す全てのＬＥＤ１１の半値未満比率（Ａbelow／Ａaround）の平均値は、１１．７％である。

【要約】

バックライト装置（１）は、基板（１０）と、基板（１０）の表面に配置された複数の発光素子（１１）と、複数の発光素子（１１）から入射面に入射された光を拡散して出射面から出射する拡散板（１４）と、複数の発光素子（１１）が配置される発光領域を規定する枠部材（２２）と、を有し、発光領域に配置される複数の発光素子（１１）の全ては、発光素子（１１）から出射される光の輝度のピーク値の半分以上となる光が入射面に入射する半値領域を描画したときに、発光素子（１１）の周囲に描画される半値領域と、隣接する１つの発光素子（１１）の周囲に描画される半値領域とが重畳する重畳領域の面積の発光素子（１１）の周囲に描画される半値領域の面積に対する比率である重畳比率が２０％以下であるように配置される。

【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】