JP5731418B2 - 照明装置およびそれを備えた液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の点光源が底板上に２次元的に配置され、照明対象をその直下から照明する照明装置と、その照明装置を備えた液晶表示装置とに関するものである。

従来から、液晶表示装置の液晶パネルを照明する照明装置として、例えば特許文献１に開示されたものがある。この照明装置では、基板上にＬＥＤ（発光ダイオード）を２次元的に配置するとともに、ＬＥＤから出射される光を拡散レンズによって拡散させて、液晶パネルをその直下から照明するようにしている。上記基板上には、拡散レンズが内部に配される孔を有する反射シートが形成されており、光の利用効率の向上が図られている。また、拡散レンズの周面の一部には、外方へ突出した凸部が設けられており、この凸部と基板との間に反射シートの孔の縁部を介在させることにより、反射シートの基板からの浮き上がりを防止するようにしている。

特開２０１１−３５４９号公報（請求項１、段落〔００１０〕、〔００１５〕、〔００２９〕、〔００３０〕、図１〜図４、図７等参照）

ところで、上記した従来の直下型の照明装置では、同一の配光を持つＬＥＤをライン状に搭載した基板が、バックライトシャーシの底板上で並んで配置されている。このようにＬＥＤの配光が全て同じ構成では、各ＬＥＤの輝度ムラが、底板に沿った面内で互いに垂直な２方向の両方向において、広範囲に（例えばＬＥＤ配置領域の一端側から他端側まで）一定間隔で連続して並ぶために、上記の輝度ムラが線状の輝度ムラ（輝線ムラ）や点状の輝度ムラ（輝点ムラ）として視認されやすくなるという問題がある。以下、この点について、より詳細に説明する。

図７（ａ）は、同一の配光Ａを持つ複数のＬＥＤ１０２（１０２ａ）をライン状に搭載したＬＥＤ基板１０３を、バックライトシャーシ１０４の底板１０４ａ上に並べて配置した照明装置１０１の平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の照明装置１０１の外部から視認されるＬＥＤ１０２ａの輝度ムラを模式的に示す説明図である。また、図８（ａ）は、同一の配光Ｂ（配光Ａとは異なる）を持つ複数のＬＥＤ１０２（１０２ｂ）をライン状に搭載したＬＥＤ基板１０３をバックライトシャーシ１０４の底板１０４ａ上に並べて配置した照明装置１０１の平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）の照明装置１０１の外部から視認されるＬＥＤ１０２ｂの輝度ムラを模式的に示す説明図である。なお、ＬＥＤ１０２ａ・１０２ｂを図面上で区別するため、図８（ａ）では、ＬＥＤ１０２ｂをハッチング付きで示している。また、図７（ｂ）および図８（ｂ）における×印および黒丸印は、ＬＥＤ１０２ａ・１０２ｂに対応する輝度ムラをそれぞれ示しているものとする。

なお、以下での説明の便宜上、平面視で矩形の底板１０４ａの長辺方向をＨ方向とし、短辺方向をＶ方向とする。また、図７と図８とで、ＬＥＤ１０２のＨ方向およびＶ方向の配列ピッチは同じであるとする。

ここで、配光Ａとしては、例えば、ＬＥＤ１０２ａのＶ方向の配列ピッチに対して、ＬＥＤ１０２ａのＶ方向の配光（出射光）の広がり（放射角）が小さい場合の配光を考えることができる。また、配光Ｂとしては、例えば、ＬＥＤ１０２ｂのＨ方向およびＶ方向の配列ピッチに対して、ＬＥＤ１０２ｂのＨ方向およびＶ方向の配光の広がりが両方とも小さい場合、または、正面方向（光軸方向）に強い光が発生する場合の配光を考えることができる。

図７（ａ）に示すように、同一の配光Ａを持つＬＥＤ１０２ａがＨ方向の広範囲にわたって一定間隔で連続して並ぶと、個々のＬＥＤ１０２ａの輝度ムラも、Ｈ方向の広範囲に一定間隔で連続して並ぶ。このとき、ＬＥＤ１０２ａの配光の広がりがＶ方向で小さいため、図７（ｂ）に示すように、個々のＬＥＤ１０２ａの輝度ムラは、Ｈ方向に線状の輝線ムラを形成する。そして、この線状の輝線ムラがＶ方向に広範囲わたって一定間隔で連続して並ぶと、Ｖ方向において輝線ムラがまとまって現れる範囲が広いために、その範囲内の輝線ムラが視認されやすくなる。

また、図８（ａ）に示すように、同一の配光Ｂを持つＬＥＤ１０２ｂがＨ方向の広範囲にわたって一定間隔で連続して並ぶと、個々のＬＥＤ１０２ｂの輝度ムラも、Ｈ方向の広範囲に一定間隔で連続して並ぶ。このとき、ＬＥＤ１０２ｂの配光の広がりがＨ方向およびＶ方向の両方で小さい、あるいは光軸付近の光の強度が強いために、図８（ｂ）に示すように、Ｈ方向における個々のＬＥＤ１０２ｂの輝度ムラは、点状の輝点ムラとなる。そして、この点状の輝点ムラがＶ方向に広範囲にわたって一定間隔で連続して並ぶと、Ｖ方向において輝点ムラがまとまって現れる範囲が広いために、その範囲内の輝点ムラが視認されやすくなる。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、底板に沿った面内で互いに垂直な２方向の少なくとも一方向において、同一配光の点光源の輝度ムラによって生じる輝線ムラや輝点ムラが広範囲にまとまって現れるのを回避することができ、これによって、個々の点光源の輝度ムラが輝線ムラや輝点ムラとして視認されるのを困難にすることができる照明装置と、その照明装置を備えた液晶表示装置とを提供することにある。

本発明の照明装置は、複数の点光源が底板上に２次元的に配置されて、前記底板と対向する方向に面状に光を出射する照明装置であって、前記複数の点光源は、配光の互いに異なる点光源を含んでおり、配光の互いに異なる各点光源は、前記底板に沿った面内で互いに垂直な第１の方向および第２の方向の少なくとも一方向において混在していることを特徴としている。

上記の構成によれば、複数の点光源に含まれる、配光の互いに異なる各点光源は、底板に沿った面内で互いに垂直な第１の方向および第２の方向の少なくとも一方向において混在している。ここで、配光の互いに異なる各点光源が第１の方向および第２の方向のどちらか一方向のみに混在し、他方向に同一配光の点光源が並んで配置されている場合には、上記他方向に同一の輝度ムラが連続することによる線状の輝線ムラが形成されたり、点状の輝度ムラ（輝点ムラ）が並ぶが、上記一方向に配光の異なる点光源による異なる輝度ムラが混在するため、そのような輝線ムラや輝点ムラが上記一方向に広範囲にわたって（例えば点光源の配置領域の一端側から他端側まで）まとまって並ぶことがない。これにより、同一配光の点光源の輝度ムラによって生じる輝線ムラや輝点ムラを、そのようなムラとして認識しにくくなる。

また、配光の互いに異なる各点光源が第１の方向および第２の方向の両方向に混在している場合には、上記両方向において、配光の異なる点光源による異なる輝度ムラが混在するため、同一配光の点光源による輝度ムラが両方向に広範囲にわたってまとまって並ぶことはなく、上記輝度ムラによって生じる輝線ムラや輝点ムラが両方向に広範囲にわたってまとまって並ぶことはない。

よって、上記いずれの場合でも、個々の点光源の輝度ムラが輝線ムラや輝点ムラとして視認されるのを困難にすることができる。

本発明の照明装置において、配光の互いに異なる各点光源は、前記第１の方向および前記第２の方向の少なくとも一方向において、交互に並ぶように配置されていてもよい。

第１の方向および第２の方向のうち、配光の異なる点光源が交互に並ぶ方向では、同一配光の点光源の輝度ムラが全て連続して並ぶことがない。これにより、個々の点光源の輝度ムラが輝線ムラや輝点ムラとして視認されるのを確実に困難にすることができる。

本発明の照明装置において、前記複数の点光源の各々は、複数の実装基板のいずれかを介して前記基板上に配置されており、前記複数の実装基板は、第１の配光を持つ複数の点光源が前記第１の方向に並んで実装される複数の第１の実装基板と、前記第１の配光とは異なる第２の配光を持つ複数の点光源が前記第１の方向に並んで実装される複数の第２の実装基板とを含み、前記複数の第１および第２の実装基板は、前記第２の方向に交互に並んで配置されていてもよい。

この場合、第１の実装基板と第２の実装基板との２種の実装基板を第２の方向に交互に並べるという簡単な構成によって、配光の異なる各点光源を第２の方向に交互に並べて、異なる輝度ムラを第２の方向に交互に形成し、輝線ムラや輝点ムラが視認されるのを困難にすることができる。

本発明の照明装置において、前記複数の点光源の各々は、複数の実装基板のいずれかを介して前記基板上に配置されており、前記複数の実装基板には、第１の配光を持つ点光源と、前記第１の配光とは異なる第２の配光を持つ点光源とが、前記第１の方向に全て同じ順序で交互に並ぶように配置されており、前記複数の実装基板は、前記第２の方向に並んで配置されていてもよい。

この場合、同一種類の実装基板を第２の方向に並べるという簡単な構成によって、配光の異なる各点光源を第１の方向に交互に並べて、異なる輝度ムラを第１の方向に交互に形成し、輝線ムラや輝点ムラが視認されるのを困難にすることができる。

本発明の照明装置において、前記複数の点光源の各々は、複数の実装基板のいずれかを介して前記基板上に配置されており、前記複数の実装基板は、第１の配光を持つ点光源と、前記第１の配光とは異なる第２の配光を持つ点光源とが、前記第１の方向に交互に並ぶように配置される複数の第１の実装基板と、前記第１の配光を持つ点光源と、前記第２の配光を持つ点光源とが、前記第１の方向に交互に並ぶように配置され、かつ、これらの点光源の配列順序が前記第１の実装基板とは逆である複数の第２の実装基板とを含み、前記複数の第１および第２の実装基板は、前記第２の方向に交互に並んで配置されていてもよい。

この場合、第１の実装基板と第２の実装基板との２種の実装基板を第２の方向に交互に並べるという簡単な構成によって、配光の異なる各点光源を第１および第２の方向の両方向に交互に並べて、異なる輝度ムラを両方向に交互に形成し、輝線ムラや輝点ムラが視認されるのを困難にすることができる。

本発明の照明装置において、前記複数の点光源の各々は、発光ダイオードで構成されていてもよい。

この場合、点光源としてＬＥＤを用いた構成において、上述した本発明の効果を得ることができる。

本発明の照明装置において、前記発光ダイオードは、白色光を出射するものであってもよい。

この場合、点光源として、いわゆる白色ダイオードを用いた構成において、上述した本発明の効果を得ることができる。

本発明の照明装置は、前記複数の点光源の各々に対応して設けられ、各点光源から出射される光を拡散させる拡散レンズを備えていてもよい。

この構成では、各点光源から出射される光が拡散レンズにて拡散されるので、各点光源の輝度ムラが輝線ムラや輝点ムラとして視認されるのを困難にする本発明の効果がさらに高まる。

本発明の照明装置は、前記複数の点光源の各々に対応する前記拡散レンズを介して入射する光を拡散させる拡散板をさらに備えていてもよい。

この場合、拡散板を用いた構成において、上述した本発明の効果を得ることができる。例えば、薄型の照明装置では、点光源と拡散板との距離が短いため、拡散板を用いても入射光を十分に拡散しきれず、輝線ムラや輝点ムラが生じやすくなるので、このような場合には、輝線ムラや輝点ムラが視認されにくくなる本発明の構成が非常に有効となる。

本発明の液晶表示装置は、上述した本発明の照明装置と、前記照明装置から供給される光を変調して表示を行う液晶パネルとを備えていてもよい。

輝線ムラや輝点ムラが視認されにくい、本発明の照明装置で液晶パネルを照明する構成とすることにより、液晶パネルにて良好な表示品位を得ることができる。

本発明によれば、底板に沿った面内で互いに垂直な第１の方向および第２の方向の少なくとも一方向において、配光の異なる各点光源の異なる輝度ムラが混在するので、同一配光の点光源の輝度ムラによって生じる輝線ムラや輝点ムラが少なくとも一方向に広範囲にまとまって並ぶことがない。したがって、個々の点光源の輝度ムラが輝線ムラや輝点ムラとして視認されるのを困難にすることができる。

本発明の実施の一形態の液晶表示装置の概略の構成を示す断面図である。 （ａ）は、上記液晶表示装置のバックライトの平面図であり、（ｂ）は、上記バックライトを拡散板側から見たときの輝度ムラを模式的に示す説明図である。 上記バックライトの拡散レンズの断面図である。 上記バックライトの１個のＬＥＤから出射された光の、上記拡散レンズおよび上記拡散板を通過した後の輝度分布を模式的に示すグラフである。 （ａ）は、本発明の他の実施の形態の液晶表示装置のバックライトの平面図であり、（ｂ）は、上記バックライトを拡散板側から見たときの輝度ムラを模式的に示す説明図である。 （ａ）は、本発明のさらに他の実施の形態の液晶表示装置のバックライトの平面図であり、（ｂ）は、上記バックライトを拡散板側から見たときの輝度ムラを模式的に示す説明図である。 （ａ）は、複数のＬＥＤを同一配光のもので構成した従来の照明装置の平面図であり、（ｂ）は、上記照明装置の外部から視認されるＬＥＤの輝度ムラを模式的に示す説明図である。 （ａ）は、複数のＬＥＤを同一配光で、かつ、図７（ａ）とは異なる配光のもので構成した従来の照明装置の平面図であり、（ｂ）は、上記照明装置の外部から視認されるＬＥＤの輝度ムラを模式的に示す説明図である。

〔実施の形態１〕
図１は、本実施形態の液晶表示装置１の概略の構成を示す断面図である。液晶表示装置１は、液晶パネル２と、バックライト３とを有している。

液晶パネル２は、バックライト３から供給される光を変調して映像を表示する液晶表示素子であり、一対の基板で液晶層を挟持して構成されている。一方の基板には、互いに直交するように配置されるソース配線およびゲート配線、隣接するソース配線およびゲート配線で囲まれる画素の駆動をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチング素子（例えばＴＦＴ；Thin Film Transistor）、およびそのスイッチング素子と接続される画素電極等が配置されている。他方の基板には、各画素に対応して設けられるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色フィルタからなるカラーフィルタや、各画素に共通の共通電極等が設けられている。また、各基板の液晶層側には、液晶分子を配向させるための配向膜が設けられており、各基板の外側（液晶層とは反対側）には、所定の偏光のみ透過させる偏光板が設けられている。

バックライト３は、液晶パネル２の背面直下に配置されて、液晶パネル２を面状に照明する直下型の面光源装置（照明装置）である。このバックライト３は、バックライトシャーシ１１と、ＬＥＤ１２と、ＬＥＤ基板１３と、拡散レンズ１４と、拡散板１５と、光学シート１６と、反射シート１７と、図示しない回路基板とを備えている。上記の回路基板は、ＬＥＤ１２の発光を制御するための回路基板であるが、液晶パネル２を駆動するための回路基板やその他の基板（電源基板、制御基板）を含んでいてもよい。

バックライトシャーシ１１は、１枚の板金を所定形状に折り曲げることによって形成されるシャーシ部材であり、底板１１ａと側板１１ｂとを有している。底板１１ａは、平面視で矩形の形状に形成されており、その一方の面（液晶パネル２側の面）には、複数のＬＥＤ１２がＬＥＤ基板１３を介して配置される。側板１１ｂは、底板１１ａに対して略垂直に立ち上がるように、底板１１ａの外周部（底板１１ａの４つの側辺部）と連結されている。

なお、以下での説明の便宜上、底板１１ａに沿った面内で互いに垂直な２方向を、Ｈ方向（第１の方向）およびＶ方向（第２の方向）と称する。Ｈ方向は底板１１ａの長辺方向に対応しており、Ｖ方向は底板１１ａの短辺方向に対応している。

図２（ａ）は、バックライト３の平面図である。なお、図２（ａ）では、便宜上、拡散レンズ１４、拡散板１５、光学シート１６および反射シート１７の図示を省略している。また、図１におけるバックライト３の断面図は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ’線矢視断面図に対応する。図２（ｂ）は、バックライト３を拡散板１５側から見たときの輝度ムラを模式的に示す説明図であるが、この輝度ムラについては後述する。

ＬＥＤ１２は、点光源としての発光ダイオードであり、実装基板としてのＬＥＤ基板１３にＨ方向にライン状に搭載されている。なお、図２（ａ）では、１枚のＬＥＤ基板１３上に６個のＬＥＤ１２が搭載されているが、ＬＥＤ１２の搭載数はこの数に限定されるわけではない。

各ＬＥＤ１２は、白色光を出射する白色ダイオードで構成されている。この白色ダイオードは、例えば、青色ＬＥＤと、青色光で励起されて黄色光を出射する蛍光体とを有して構成されていてもよいし、青色ＬＥＤと、青色光で励起されて緑色光を出射する蛍光体と、青色光で励起されて赤色光を出射する蛍光体とを有して構成されていてもよい。いずれにしても、青色光と他の色光との混色により、白色光を得ることができる。

ＬＥＤ基板１３は、底板１１ａ上で、Ｈ方向およびＶ方向に並んで設けられている。なお、Ｈ方向に並ぶ複数のＬＥＤ基板１３を１枚のＬＥＤ基板１３で構成し、これをＶ方向に並べて配置するようにしてもよい。このようにＬＥＤ基板１３を底板１１ａ上に配置することにより、複数のＬＥＤ１２は、各ＬＥＤ基板１３のいずれかを介して、底板１１ａ上に２次元的に配置されることになり、底板１１ａと対向する方向に面状に光を出射して、照明対象である液晶パネル２をその直下から面状に照明することが可能となる。

図１に示す拡散レンズ１４は、複数のＬＥＤ１２の各々に対応してＬＥＤ基板１３上に設けられており、各ＬＥＤ１２から出射される光を拡散させる。なお、拡散レンズ１４の詳細な構造については後述する。拡散レンズ１４を設けることにより、拡散レンズ１４によってＬＥＤ１２からの光が拡散されるため、隣り合うＬＥＤ１２同士の間隔が大きい場合でも、各ＬＥＤ１２による輝度分布に点状のムラが生じにくくなる。その結果、ＬＥＤ１２の搭載数を削減して低コスト化を図ることができる。なお、拡散レンズ１４を省いた構成としてもよいが、ＬＥＤ１２の輝度ムラを低減する観点では、拡散レンズ１４を設けた構成とすることが望ましい。

拡散板１５は、複数のＬＥＤ１２の各々に対応する拡散レンズ１４を介して入射する光をさらに拡散させて均一化するものであり、平板状に形成されて、拡散レンズ１４よりもさらに液晶パネル２側に配置されている。光学シート１６は、拡散板１５を通過した光を面状の光として出射するものであり、レンズシート、プリズムシート、再帰反射シート等を含んで構成されている。拡散板１５および光学シート１６の各端部は、反射シート１７の端部を介して、バックライトシャーシ１１の側板１１ｂで支持されている。

反射シート１７は、各ＬＥＤ１２が露出する開口部１７ａを有して、ＬＥＤ基板１３を覆うように底板１１ａ上に配置されており、ＬＥＤ１２から出射されて直接入射する光、およびＬＥＤ１２から出射されて拡散板１５等で反射されて入射する光を、再度、液晶パネル２側に反射させる。これにより、ＬＥＤ１２から出射される光の利用効率を向上させることができる。

この反射シート１７は、ＬＥＤ１２（ＬＥＤ基板１３）の配置領域の外側で、底板１１ａに対して斜めに立ち上がる縁部１７ｂを有している。縁部１７ｂの端部（外周部）は、バックライトシャーシ１１の側板１１ｂで下方から支持されている。

反射シート１７を設けることにより、ＬＥＤ１２を底板１１ａの周辺部に配置しなくても、ＬＥＤ１２から出射されて反射シート１７の縁部１７ｂで反射される光によって、液晶パネル２の画面周辺を照明することができる。したがって、ＬＥＤ１２を底板１１ａの周辺部に配置しなくても済む分、ＬＥＤ１２の搭載数をさらに削減して低コスト化を図ることができる。

次に、上記した拡散レンズ１４の構造の詳細について説明する。図３は、拡散レンズ１４の断面図である。

拡散レンズ１４は、レンズ部１４ａと、レンズ部１４ａをＬＥＤ基板１３上で支持するための複数（例えば３つ）の脚部１４ｂとを有しており、全体として回転体形状（平面的に見て円形状）に形成されている。脚部１４ｂは、レンズ部１４ａの外周に沿う方向に等間隔（例えば１２０度間隔）で設けられており、ＬＥＤ基板１３の所定の位置に、例えば接着剤（図示せず）によって取り付けられる。各脚部１４ｂの長さを調節することにより、ＬＥＤ基板１３に対する拡散レンズ１４の搭載角度を調節することができるが、本実施形態では、各脚部１４ｂの長さは全て同じになっている。この結果、拡散レンズ１４の中心軸（光軸）Ｃは、底板１１ａに垂直となっている。

レンズ部１４ａは、光出射面（上面）１４ｃと、下面１４ｄとを有している。光出射面１４ｃは、中心軸Ｃに近い中央領域（中心軸Ｃを含む）では、ＬＥＤ１２側に凹み、上記中央領域に対してレンズ半径方向外側の周辺領域では、ＬＥＤ１２とは反対側に凸となる形状で形成されている。また、下面１４ｄにおいて、ＬＥＤ１２と対向する部分は、ＬＥＤ１２とは反対側に凹んだ凹部１４ｅとなっている。

このような拡散レンズ１４の構成により、ＬＥＤ１２から出射される光は、凹部１４ｅおよび光出射面１４ｃで進行方向が外側に変更され（拡散され）、光の広がり角が大きくなる。

なお、拡散レンズ１４の光出射面１４ｃおよび下面１４ｄの形状は、上記の形状に限定されるわけではなく、ＬＥＤ１２から出射される光が拡散される形状（光の広がり角が大きくなる形状）であれば、どのような形状であってもよい。したがって、例えば、光出射面１４ｃの中央領域にＬＥＤ１２側に凹む凹部を設けずに拡散レンズ１４を構成することもできるし、下面１４ｄに凹部１４ｅを形成せずに拡散レンズ１４を構成することもできる。

次に、各ＬＥＤ１２の輝度ムラについて説明する。図４は、１個のＬＥＤ１２から出射された光の、対応する拡散レンズ１４および拡散板１５を通過した後の輝度分布を模式的に示している。なお、同図では、縦軸の輝度を、ＬＥＤ１２の光軸上の輝度を基準（１００％）にして規格化している。ＬＥＤ１２から出射された光の輝度は、拡散レンズ１４および拡散板１５の通過後において、ＬＥＤ１２の光軸上で最大となり、出射角の絶対値が増大するにつれて低下する。このような輝度分布は、ＬＥＤ１２の輝度ムラとなって現れる。

このようなＬＥＤ１２の輝度ムラは、ＬＥＤ１２の配光によって異なる。例えば、ＬＥＤ１２の配光（放射角）がより狭くなると、図４で示した輝度分布の半値幅がより狭くなり、配光がより広くなると、輝度分布の半値幅が図４の状態よりも広くなる。したがって、例えば、ＬＥＤ１２の配光がＨ方向よりもＶ方向で狭くなると、Ｖ方向でＬＥＤ１２の輝度変化が大きくなるため、このようなＬＥＤ１２がＨ方向に並んだときに、個々のＬＥＤ１２の輝度ムラがＨ方向に線状の輝度ムラ（輝線ムラ）となって現れる。また、ＬＥＤ１２の配光がＨ方向およびＶ方向の両方で狭くなると、両方向でＬＥＤ１２の輝度変化が大きくなるため、個々のＬＥＤ１２の輝度ムラが点状の輝度ムラ（輝点ムラ）となって現れる。複数のＬＥＤ１２の全てが同一配光であると、上記の輝線ムラまたは輝点ムラが広範囲にまとまって現れるため、輝線ムラまたは輝点ムラを視認しやすくなるのは前述した通りである。

そこで、本実施形態では、輝線ムラや輝点ムラが視認されるのを困難にするため、複数のＬＥＤ１２を、配光の異なるＬＥＤで構成している。以下、この点について説明する。

図２（ａ）に示すように、複数のＬＥＤ１２は、配光の異なるＬＥＤ１２ａ・１２ｂを含んでいる。なお、ＬＥＤ１２ａ・１２ｂを図面上で区別するため、図２（ａ）では、ＬＥＤ１２ｂをハッチング付きで示している。また、説明の便宜上、ＬＥＤ１２ａ・１２ｂの配光を、それぞれ配光Ａ・Ｂとする。

ここで、配光Ａ（第１の配光）としては、例えば、ＬＥＤ１２ａのＶ方向の配列ピッチに対するＶ方向の配光の広がりが、ＬＥＤ１２ａのＨ方向の配列ピッチに対するＨ方向の配光の広がりよりも小さくなるような配光を考えることができる。また、配光Ｂ（第２の配光）としては、例えば、ＬＥＤ１２ｂのＨ方向およびＶ方向の配列ピッチに対してＨ方向およびＶ方向の配光の広がりが両方とも小さくなるような配光（例えばＬＥＤ１２ｂのＨ方向およびＶ方向の配光の広がりが配光ＡのＶ方向の広がりと同じになるような配光）や、正面方向（ＬＥＤ１２ｂの光軸方向）に強い光が発生する場合の配光を考えることができる。

また、本実施形態では、複数のＬＥＤ基板１３は、複数のＬＥＤ基板１３ａ（第１の実装基板）と、複数のＬＥＤ基板１３ｂ（第２の実装基板）とを含んで構成されている。ＬＥＤ基板１３ａには、配光Ａを持つ複数のＬＥＤ１２ａがＨ方向に並んで実装されており、ＬＥＤ基板１３ｂには、配光Ｂを持つ複数のＬＥＤ１２ｂがＨ方向に並んで実装されている。そして、各ＬＥＤ基板１３ａ・１３ｂが、Ｖ方向に交互に並んで配置されている。これにより、各ＬＥＤ基板１３ａ・１３ｂに実装された各ＬＥＤ１２ａ・１２ｂは、Ｖ方向に交互に並ぶように底板１１ａ上に配置されることになり、Ｖ方向に混在することになる。一方、Ｈ方向には、同一配光の複数のＬＥＤ１２ａまたは同一配光の複数のＬＥＤ１２ｂが所定のピッチで連続して並ぶ。

ＬＥＤ１２ａの配光の広がりは、Ｈ方向よりもＶ方向で狭いので、Ｈ方向に同一配光のＬＥＤ１２ａが並んで配置されると、個々のＬＥＤ１２ａの輝度ムラがＨ方向に線状の輝度ムラを形成する（図２（ｂ）参照）。一方、ＬＥＤ１２ｂの配光の広がりは、Ｈ方向およびＶ方向の両方向で狭いので、Ｈ方向に同一配光のＬＥＤ１２ｂが並んで配置されると、個々のＬＥＤ１２ａの輝度ムラが点状の輝点ムラとなって現れる。なお、図２（ｂ）の×印および黒丸印は、ＬＥＤ１２ａ・１２ｂに対応する輝度ムラをそれぞれ示している（このような図示の仕方は他の図面でも同様とする）。

しかし、配光の互いに異なる各ＬＥＤ１２ａ・１２ｂが、Ｖ方向に混在していることにより、上記の輝線ムラや輝点ムラがＶ方向に広範囲に（例えばＬＥＤ１２の配置領域の一端側から他端側まで）連続して並ぶことがない。これにより、ＬＥＤ１２を全て同一配光のＬＥＤで構成する場合に比べて、Ｖ方向において、上記の輝線ムラまたは輝点ムラがまとまって現れる範囲が狭くなるので、上記の輝線ムラや輝点ムラを、そのようなムラとして認識しづらくすることができる。つまり、配光の異なるＬＥＤ１２ａ・１２ｂをＶ方向に混在させることにより、個々のＬＥＤ１２ａ・１２ｂの輝度ムラが輝線ムラや輝点ムラとして視認されるのを困難にすることができる。

特に、配光の異なるＬＥＤ１２ａ・１２ｂは、Ｖ方向に交互に並ぶように配置されているので、Ｖ方向では、同一配光のＬＥＤ１２（ＬＥＤ１２ａまたはＬＥＤ１２ｂ）の輝度ムラが全くとして連続して並ぶことがなく、Ｖ方向において、輝線ムラまたは輝点ムラがまとまって現れる範囲が確実に狭くなる。これにより、個々のＬＥＤ１２ａ・１２ｂの輝度ムラが輝線ムラや輝点ムラとして視認されるのを確実に困難にすることができる。

また、２種のＬＥＤ基板１３、すなわち、複数のＬＥＤ１２ａを実装したＬＥＤ基板１３ａと、複数のＬＥＤ１２ｂを実装したＬＥＤ基板１３ｂとを用いることにより、これらの基板をＶ方向に交互に並べて配置するという簡単な構成で、配光の異なるＬＥＤ１２ａ・１２ｂをＶ方向に交互に並べて、異なる輝度ムラをＶ方向に交互に形成し、輝線ムラや輝点ムラを視認されにくくするという上記の効果を得ることができる。

また、本実施形態では、底板１１ａ上に配置される複数の点光源として、白色光を出射するＬＥＤ１２を用いている。ＬＥＤ１２は輝度ムラを有するため、上記した輝線ムラや輝点ムラが視認されやすい。したがって、輝線ムラや輝点ムラの視認を困難にさせる本実施形態の構成は、特に、点光源としてＬＥＤ１２を用いた構成において非常に有効となる。

また、本実施形態では、複数のＬＥＤ１２の各々に対応して拡散レンズ１４が設けられており、各ＬＥＤ１２から出射される光が拡散レンズ１４にて拡散されるので、各ＬＥＤ１２の輝度ムラを拡散レンズ１４によって低減することができる。したがって、各ＬＥＤ１２の輝度ムラが輝線ムラや輝点ムラとして視認されるのを困難にする本実施形態の効果がさらに高まる。

また、各ＬＥＤ１２の各々に対応する拡散レンズ１４を介して入射する光は、拡散板１５によって拡散され、輝度分布の均一化が図られる。このとき、例えば、薄型のバックライト３では、ＬＥＤ１２と拡散板１５との距離が短いため、拡散板１５を用いても入射光を拡散して十分に均一化することができず、輝線ムラや輝点ムラが生じやすくなる。したがって、各ＬＥＤ１２の輝度ムラが輝線ムラや輝点ムラとして視認されるのを困難にする本実施形態の構成は、特に、拡散板１５を用いた薄型のバックライト３に非常に有効となる。

また、輝線ムラや輝点ムラが視認されにくい、本実施形態のバックライト３を、液晶パネル２の照明装置として用いることにより、液晶パネル２にて良好な表示品位を得ることができる。

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、実施の形態１と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。

図５（ａ）は、本実施形態の液晶表示装置１のバックライト３の平面図であり、図５（ｂ）は、上記バックライト３を拡散板１５側から見たときの輝度ムラを模式的に示す説明図である。なお、図５（ａ）では、便宜上、拡散レンズ１４、拡散板１５、光学シート１６および反射シート１７の図示を省略している。

本実施形態では、複数のＬＥＤ基板１３は、１種類のＬＥＤ基板１３ｃ（実装基板）で構成されている。ＬＥＤ基板１３ｃには、配光Ａを持つＬＥＤ１２ａと、配光Ｂを持つＬＥＤ１２ｂとが、Ｈ方向に全て同じ順序で交互に並ぶように配置されている。そして、複数のＬＥＤ基板１３ｃが、Ｖ方向に並んで配置されている。これにより、各ＬＥＤ基板１３ｃに実装された各ＬＥＤ１２ａ・１２ｂは、Ｈ方向に交互に並ぶように底板１１ａ上に配置されることになり、Ｈ方向に混在することになる。一方、Ｖ方向には、同一配光の複数のＬＥＤ１２ａまたは同一配光の複数のＬＥＤ１２ｂが所定のピッチで連続して並ぶ。

なお、本実施形態では、配光Ａとして、例えば、ＬＥＤ１２ａのＨ方向の配列ピッチに対するＨ方向の配光の広がりが、ＬＥＤ１２ａのＶ方向の配列ピッチに対するＶ方向の配光の広がりよりも小さくなるような配光を考えることができる。また、配光Ｂについては、実施の形態１と同様の配光を考えることができる。したがって、本実施形態においても、配光Ａと配光Ｂとは、互いに異なっている。

本実施形態のように、ＬＥＤ１２ａの配光の広がりは、Ｖ方向よりもＨ方向で狭いので、Ｖ方向に同一配光のＬＥＤ１２ａが並んで配置されると、個々のＬＥＤ１２ａの輝度ムラがＶ方向に線状の輝度ムラを形成する（図５（ｂ）参照）。一方、ＬＥＤ１２ｂの配光の広がりは、Ｈ方向およびＶ方向の両方向で狭いので、Ｖ方向に同一配光のＬＥＤ１２ｂが並んで配置されると、個々のＬＥＤ１２ａの輝度ムラが点状の輝点ムラとなって現れる。

しかし、配光の互いに異なる各ＬＥＤ１２ａ・１２ｂが、Ｈ方向に混在していることにより、上記の輝線ムラや輝点ムラがＨ方向に広範囲に連続して並ぶことがない。これにより、ＬＥＤ１２を全て同一配光のＬＥＤで構成する場合に比べて、Ｈ方向において、上記の輝線ムラまたは輝点ムラがまとまって現れる範囲が狭くなるので、上記の輝線ムラや輝点ムラを、そのようなムラとして認識しづらくすることができる。つまり、配光の異なるＬＥＤ１２ａ・１２ｂをＨ方向に混在させることによっても、実施の形態１と同様に、個々のＬＥＤ１２ａ・１２ｂの輝度ムラが輝線ムラや輝点ムラとして視認されるのを困難にすることができる。

特に、配光の異なるＬＥＤ１２ａ・１２ｂは、Ｈ方向に交互に並ぶように配置されているので、Ｈ方向では、同一配光のＬＥＤ１２（ＬＥＤ１２ａまたはＬＥＤ１２ｂ）の輝度ムラが全くとして連続して並ぶことがなく、Ｈ方向において、輝線ムラまたは輝点ムラがまとまって現れる範囲が確実に狭くなる。これにより、個々のＬＥＤ１２ａ・１２ｂの輝度ムラが輝線ムラや輝点ムラとして視認されるのを確実に困難にすることができる。

また、同一種類のＬＥＤ基板１３、すなわち、ＬＥＤ１２ａ・１２ｂをこの順でＨ方向に交互に実装したＬＥＤ基板１３ｃを用いることにより、複数のＬＥＤ基板１３ｃをＶ方向に並べるという簡単な構成で、配光の異なるＬＥＤ１２ａ・１２ｂをＨ方向に交互に並べて、異なる輝度ムラをＨ方向に交互に形成し、輝線ムラや輝点ムラを視認されにくくするという上記の効果を得ることができる。

〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、実施の形態１または２と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。

図６（ａ）は、本実施形態の液晶表示装置１のバックライト３の平面図であり、図６（ｂ）は、上記バックライト３を拡散板１５側から見たときの輝度ムラを模式的に示す説明図である。なお、図６（ａ）では、便宜上、拡散レンズ１４、拡散板１５、光学シート１６および反射シート１７の図示を省略している。

本実施形態では、複数のＬＥＤ基板１３は、複数のＬＥＤ基板１３ｄ（第１の実装基板）と、複数のＬＥＤ基板１３ｅ（第２の実装基板）とを含んで構成されている。ＬＥＤ基板１３ｄには、配光Ａを持つＬＥＤ１２ａと、配光Ｂを持つＬＥＤ１２ｂとがＨ方向に交互に並ぶように配置されている。なお、配光Ａおよび配光Ｂは、実施の形態１または２で示したものと同様とする。

ＬＥＤ基板１３ｅには、ＬＥＤ１２ａと、ＬＥＤ１２ｂとがＨ方向に交互に並ぶように配置されているが、これらのＬＥＤ１２ａ・１２ｂの配列順序がＬＥＤ基板１３ｄとは逆になっている。そして、各ＬＥＤ基板１３ｄ・１３ｅは、Ｖ方向に交互に並んで配置されている。これにより、各ＬＥＤ基板１３ｄ・１３ｅに実装された各ＬＥＤ１２ａ・１２ｂは、Ｈ方向およびＶ方向の両方向に交互に並ぶように底板１１ａ上に配置されることになり、Ｈ方向およびＶ方向の両方向に混在することになる。

本実施形態のように、配光の互いに異なる各ＬＥＤ１２ａ・１２ｂが、Ｈ方向およびＶ方向の両方向に混在していることにより、各ＬＥＤ１２ａ・１２ｂによる異なる輝度ムラが上記両方向に混在する。このため、同一配光のＬＥＤ１２ａ（またはＬＥＤ１２ｂ）による輝度ムラが上記両方向に広範囲に連続して並ぶことはなく、上記の輝度ムラによって生じる輝線ムラや輝点ムラが上記両方向に広範囲に連続して並ぶことはない。したがって、個々のＬＥＤ１２ａ・１２ｂの輝度ムラが輝線ムラや輝点ムラとして視認されるのを困難にすることができる。

特に、配光の異なるＬＥＤ１２ａ・１２ｂは、Ｈ方向およびＶ方向の両方向に交互に並ぶように配置されているので、上記両方向に、同一配光のＬＥＤ１２ａ（またはＬＥＤ１２ｂ）の輝度ムラが全くとして連続して並ぶことがない。これにより、個々のＬＥＤ１２ａ・１２ｂの輝度ムラが輝線ムラや輝点ムラとして視認されるのを確実に困難にすることができる。

また、各ＬＥＤ１２ａ・１２ｂのＨ方向の配列順序が逆である２種のＬＥＤ基板１３、すなわち、ＬＥＤ基板１３ｄとＬＥＤ基板１３ｅとを用いることにより、これらのＬＥＤ基板１３ｄ・１３ｅをＶ方向に交互に並べるという簡単な構成によって、配光の異なる各ＬＥＤ１２ａ・１２ｂをＨ方向およびＶ方向の両方向に交互に並べて、異なる輝度ムラを両方向に交互に形成し、輝線ムラや輝点ムラを視認されにくくするという上記の効果を得ることができる。

なお、以上の各実施の形態では、配光の互いに異なるＬＥＤ１２ａ・１２ｂを、Ｈ方向およびＶ方向の少なくとも一方向に混在させるにあたり、各ＬＥＤ１２ａ・１２ｂを１つずつ交互に並べて混在させているが、例えば、これらのＬＥＤ１２ａ・１２ｂを２つずつ交互に並べて混在させてもよいし、一方のＬＥＤ１２ａの２つおきに他方のＬＥＤ１２ｂを１つずつ混在させるというようにしてもよい。

なお、以上の各実施の形態では、配光の互いに異なる点光源として、配光の種類が２種類のＬＥＤ１２ａ・１２ｂを用いているが、配光の種類が３種類以上のＬＥＤを用いて、これらをＨ方向およびＶ方向の少なくとも一方向に混在させてもよい。

本発明の照明装置は、例えば液晶表示装置の液晶パネルを照明するバックライトに利用することができる。

１ 液晶表示装置
２ 液晶パネル
３ バックライト（照明装置）
１１ａ 底板
１２ ＬＥＤ（点光源、発光ダイオード）
１２ａ ＬＥＤ（点光源、発光ダイオード）
１２ｂ ＬＥＤ（点光源、発光ダイオード）
１３ ＬＥＤ基板（実装基板）
１３ａ ＬＥＤ基板（第１の実装基板）
１３ｂ ＬＥＤ基板（第２の実装基板）
１３ｃ ＬＥＤ基板（実装基板）
１３ｄ ＬＥＤ基板（第１の実装基板）
１３ｅ ＬＥＤ基板（第２の実装基板）
１４ 拡散レンズ
１５ 拡散板
Ａ 配光（第１の配光）
Ｂ 配光（第２の配光）
Ｈ 第１の方向
Ｖ 第２の方向

Claims (7)

1. 複数の点光源が底板上に２次元的に配置されて、前記底板と対向する方向に面状に光を出射する照明装置であって、
   前記複数の点光源は、配光の互いに異なる点光源を含んでおり、
   配光の互いに異なる各点光源は、前記底板に沿った面内で互いに垂直な第１の方向および第２の方向の少なくとも一方向において混在しており、
   配光の互いに異なる各点光源は、前記第１の方向および前記第２の方向の少なくとも一方向において、交互に並ぶように配置されており、
   前記複数の点光源の各々は、複数の実装基板のいずれかを介して前記基板上に配置されており、
   前記複数の実装基板には、第１の配光を持つ点光源と、前記第１の配光とは異なる第２の配光を持つ点光源とが、前記第１の方向に全て同じ順序で交互に並ぶように配置されており、
   前記複数の実装基板は、前記第２の方向に並んで配置されていることを特徴とする照明装置。
2. 複数の点光源が底板上に２次元的に配置されて、前記底板と対向する方向に面状に光を出射する照明装置であって、
   前記複数の点光源は、配光の互いに異なる点光源を含んでおり、
   配光の互いに異なる各点光源は、前記底板に沿った面内で互いに垂直な第１の方向および第２の方向の少なくとも一方向において混在しており、
   配光の互いに異なる各点光源は、前記第１の方向および前記第２の方向の少なくとも一方向において、交互に並ぶように配置されており、
   前記複数の点光源の各々は、複数の実装基板のいずれかを介して前記基板上に配置されており、
   前記複数の実装基板は、
   第１の配光を持つ点光源と、前記第１の配光とは異なる第２の配光を持つ点光源とが、前記第１の方向に交互に並ぶように配置される複数の第１の実装基板と、
   前記第１の配光を持つ点光源と、前記第２の配光を持つ点光源とが、前記第１の方向に交互に並ぶように配置され、かつ、これらの点光源の配列順序が前記第１の実装基板とは逆である複数の第２の実装基板とを含み、
   前記複数の第１および第２の実装基板は、前記第２の方向に交互に並んで配置されていることを特徴とする照明装置。
3. 前記複数の点光源の各々は、発光ダイオードで構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記発光ダイオードは、白色光を出射することを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
5. 前記複数の点光源の各々に対応して設けられ、各点光源から出射される光を拡散させる拡散レンズを備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の照明装置。
6. 前記複数の点光源の各々に対応する前記拡散レンズを介して入射する光を拡散させる拡散板をさらに備えていることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の照明装置と、
   前記照明装置から供給される光を変調して表示を行う液晶パネルとを備えていることを特徴とする液晶表示装置。

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