JP5751988B2 - 照明ユニット及びこれを用いた表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いた照明ユニット、およびこれをバックライトとして用いた表示装置に関する。

光源として発光素子であるＬＥＤを用いた照明ユニットは、例えば液晶表示パネル（ＬＣＤ）などの透過型表示デバイスを備えた表示装置のバックライトとして用いられており、広く実用に供されている。

また、バックライトとして用いられる照明ユニットの構成としては、光源としてのＬＥＤと、ＬＥＤから出射された光を面光源としてＬＣＤ側に導くための導光板を用いた構成のものが知られている。

かかる構成において、光源から入射された光は、全反射などにより導光板内を進行し、導光板表面に設けられた拡散・導光パターンにより散乱されて導光板表面から光が取り出される。このとき、導光板の光源近傍部分（光入射部付近）においては、他の部分に比べ光の強度が局所的に大きくなり、いわゆる輝度ムラが発生する。かかる輝度ムラを低減するための従来技術として、例えば特許文献１〜２に記載のように、導光板表面の光源近傍部分に遮光部材や光反射吸収部材を設けることが知られている。

特開２００５−１１７０２３号公報 特開２００３−２４２８１７号公報

ＬＥＤは、その発光面の中央（光軸）を中心にして放射状に拡がる光放出特性を有している。ここで、光軸とは、ＬＥＤの光放出面の中心から光放出面と直交する方向に延びる軸であるものとする。例えばＬＥＤが、その光放出方向が電極面と並行な側面発光型（サイドビュー型）のＬＥＤの場合、該サイドビュー型ＬＥＤを上から（上面側から）見たときに、発光面側からその前方に向かって、光軸を中心に放射状に拡がるように光が放出される。

上記した従来技術においては、導光板に設けられる遮光部材或いは光反射吸収部材は、上述したようなＬＥＤの光放出特性を考慮した構成となっていない。従って、従来技術においては、前述のような、ＬＥＤ近傍において光強度が局所的に高くなるような輝度ムラを良好に低減することは困難であった。

また、所定の方向に複数のＬＥＤを配列して光源を構成した場合、ＬＥＤから出射された光はＬＥＤの相互間の部分には十分到達しないため、当該ＬＥＤ相互間の部分が局所的に暗い暗所部分となり、輝度ムラの原因となる。上記従来技術は、このようなＬＥＤ相互間の暗所部分に起因する輝度ムラについても考慮されていなかった。

本発明は、上述した従来技術の課題に鑑みて為されたものであって、光源としてＬＥＤを用いた照明ユニット及びこれを用いた表示装置において、輝度ムラを低減するのに好適な技術を提供するものである。

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、光源としての発光素子（ＬＥＤ）と、該光源からの光を面状光として出射する光出射面を有する平板状の導光板とを備え、該導光板の光出射面と反対側の面に凹部が形成され、該凹部に、前記発光素子の光軸が前記導光板の光出射面と平行となるように前記発光素子を設けて構成されており、前記導光板の光出射面の前記発光素子と位置的に対応する部分に減光パターンを設け、該減光パターンは、前記発光素子の直近の楕円部分と、前記発光素子を中心として放射状に延びる突起部分とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、光源としてＬＥＤを用いた照明ユニット及びこれを用いた表示装置において、輝度ムラを良好に低減することがという効果がある。

本発明の第１実施例に係る減光パターン部及びその周辺を示す図。 本発明が適用される表示装置６の一例の外観を示す斜視図。 図２に示された表示部６１０における主要部品の配置構成例を示す分解斜視図。 図３に示された照明ユニット５一構成例を示す断面図。 図４に示された照明基板１０の一構成例を示す斜視図。 本発明の実施例に用いられる導光板１の外形形状の一例を示す斜視図。 本発明の第１実施例に係る導光板の光出射面に形成された減光パターン及び導光パターンを示す斜視図。 本発明の第１実施例に係る減光パターンの一例を示す図。 本発明の第１実施の形態による、導光板の出射面に形成された導光パターン及び減光パターンのの一例を示す図。 本発明の第２実施例を示す図。 本発明の第３実施例を示す図。 本発明の第４実施例を示す図。 本発明の第５実施例を示す図。

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。尚、各図または各実施例において、同一の構成、機能または作用を有する要素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。

図１は、本発明の第１実施例による導光板１の減光パターン３、及び導光パターン４、並びにその機能を説明するための図である。本実施例は、発光素子であるＬＥＤ２からの光を面状光にして出射する導光板１の光出射面１１０の、ＬＥＤ２と位置的に対応する部分（ＬＥＤ２の直上部分）に、放射状の突起を有する例えば毬栗状の減光パターン３を設けたことを特徴とするものである。また、減光パターン３の、ＬＥＤ２の光放出方向に所定間隔離して、ドットの集合体で構成されたの導光パターン４が形成されている。この実施例の詳細については後述するものとし、まず図２から図６を用いて本実施形態が適用される表示装置及び照明ユニットについての詳細な説明を行うものとする。

図２は、本発明が適用される表示装置の一例の外観を示す斜視図である。図２において、表示装置の例として、テレビジョン受信機の形態を例として挙げている。

図２において、表示装置６は、液晶表示パネルを用いた液晶表示装置であり、表示部６１０及びこれを下方から支持しているスタンド部６２０とを備えている。表示部６１０の内部には、後述するように、表示デバイスである液晶表示パネルや照明ユニットが設けられている。

図３は、図２に示された表示装置６の表示部６１０における主要部品の配置構成例を示す分解斜視図である。

図３において、表示装置６を構成している主要部分は、液晶表示パネル（液晶セル）８と、この液晶表示パネル８の背面から光を照射するためのバックライトである照明ユニット７である。ここで、照明ユニット７から出た光は、矢印Ａ７１０のように進み、拡散板９０１、プリズムシート９０２などを経て矢印Ｂ７２０のように液晶表示パネル８に至る。液晶表示パネル８には映像信号が供給され、該映像信号に基づいて各ピクセルを構成する液晶素子の光透過率が制御される。そして液晶表示パネル８に矢印Ｂ７２０に従って入射された光は、液晶表示パネル８の各ピクセルにより空間的に変調されて光学像が形成され、出射面８０１に画像として表示される。すなわち、液晶表示パネル８に入射した光は矢印Ｃ７３０のように画像光として出射する。

照明ユニット７は、単一のサブ照明ユニット５又は当該サブ照明ユニット５を複数個組み合わせて構成されており、照明ユニット７全体を構成する下シャーシ７６０に取り付けられて保持される。

引き続き図４を参照してサブ照明ユニット５の内部構成を説明する。図４（ａ）において、導光板１には、照明基板１０を介してＬＥＤ２が所定の方向に沿って複数個、所定の間隔を以って配列されるように取り付けられている。ここでＬＥＤ２は、その光放出方向が導光板１の光出射面１１０と平行な方向、すなわちＬＥＤ２の光軸が導光板１の光出射面１１０と平行な方向とされるように設けられている。ＬＥＤ２から出射された光は導光板１の光入射面１０２に入射して導光板１内部を進み、導光板１の出射面１１０から適宜照射されて、拡散板９０１、プリズムシート９０２などを経由して、液晶パネルセル８へと至る。ここで、ＬＥＤ２は、本実施例では側面発光型（サイドビュー型）のＬＥＤであり、白色光を放出するものとする。サイドビュー型のＬＥＤを用いることによって、照明基板１０にＬＥＤ２を取り付けるだけで、ＬＥＤ２の光放出方向が導光板１の光出射面１１０と平行な方向となる。

本実施例では、導光板１の光出射面１１０と反対側の面（以下、背面と呼ぶ場合もある）には凹部１０１が形成されており、ＬＥＤ２は、この導光板１背面に形成された凹部１０１内に配置されている。ここで、凹部１０１は、本実施例では導光板１の左右方向（紙面奥行き方向で、液晶表示パネル８の水平方向（横方向）と等しい）の延びる溝で構成されているため、以下では、この凹部を溝部と呼ぶこととする。この溝部は導光板１の左右方向に連続的に形成されたものである。溝部１０１の一側面は上述した光入射面１０２とされており、ＬＥＤ２から出射された光は溝部１０１の一側面である入射面１０２から導光板１内部に取り込まれる。

図４（ｂ）は、照明ユニット５の分解図を示している。導光板１とＬＥＤ２が実装される照明基板１０との間には、反射シート９２０が設けられている。すなわち、反射シート９２０は導光板１の背面側に配置されるように、導光板１背面と照明基板１０とによって挟持されて保持される。この反射シート９２０によって、導光板１の背面から外部へ透過した光が反射されて導光板１内部に戻される。これによって光の利用効率を向上させる。そして、反射シート９２０に設けてあるＬＥＤ穴９２１からＬＥＤ２が露出し、その発光部分が導光板１の溝部１０１に差し込まれている。照明基板１０の導光板１への保持構造は、導光板１の厚さ方向に突出する、液晶表示パネル８側に向けて先細りの形状となっているピンモールド７０を用いて取り付けられている。本実施例では、ピンモールド７０は、樹脂で構成されて所定の弾性を有しており、更に前方爪７１と後方爪７２とを有している。そして、ピンモールド７０が照明基板穴９３０、反射シート穴９３１，導光板穴９３２を貫通した後に、照明基板１０，反射シート９２０及び導光板１を前方爪７１と後方爪７２とで挟み込んで保持する構成となっている。

図５は、照明基板１０の一構成例を示す斜視図である。図５に示されるように、照明基板１０は導光板１の左右方向を長手方向とした長方形を有している。照明基板１０の長手方向に沿ってＬＥＤ２が複数個所定間隔を空けて配列され、半田付けなどにより照明基板１０に取り付けられている。また、照明基板１０には、照明基板穴９３０が複数個設けてあり、先ほどの図４の説明のように、ピンモールド７０が挿入されて導光板１へと取り付け固定される。

図６は、図１、図４等に示した導光板１の外形の一例を示す斜視図である。図６（ａ）は、導光板１の背面側（溝部１０１が形成される側）を示し、同図（ｂ）には導光板１の端部の拡大図を示している。

図６（ａ）に示されるように、本実施例に係る導光板１は、液晶表示パネルの表示面とほぼ同じ大きさを有する平板状の１枚の導光板で構成されている。またその背面側には、図６（ｂ）に示されるように、導光板１の左右一方の端部１０５から他方の端部にわたって連続して形成された溝部１０１が複数本、平行して設けられている。この例では、７本の溝部１０１が設けられるものとする。ここでは、導光板１の最下端にも溝部１０１が形成されるものとする。各溝部１０１には複数のＬＥＤ２が挿入され、各溝のＬＥＤ２は、それぞれ個別にその光強度が制御されるように構成される。また各溝部１０１に挿入された複数のＬＥＤ２も複数のグループに分割される。例えば１つの溝部１０１に挿入されるＬＥＤの個数が３０個の場合、これを３個１グループとして１０のグループに分割され、各グループのＬＥＤが個別に制御されるように構成される。従って、この例では、導光板１が７×１０の計７０個の（仮想的な）領域に分割される。この領域は光の強度が制御される最小単位であり、各領域の光強度（すなわち各領域に対応するＬＥＤで、この場合では３個のＬＥＤ）が、その領域に対応する映像信号の輝度に応じて制御される。これによって、いわゆるエリア制御（ローカルディミング）が可能となる。

また、導光板１には照明基板１０を取り付けるためのピンモールド７０が挿入される複数の導光板穴９３２が設けてある。

図７は、本発明の第１実施例による導光板１の出射面１１０側の概略構成を示す図である。図７に示されるように、導光板１の光出射面１１０側には、毬栗状の減光パターン３と、微小ドット４１の集合体で構成された導光パターン４が設けられている。減光パターン３の位置は、導光板１の光入射面側に設けた溝部１０１に収納されたＬＥＤ２の位置に対応して設定されてある。導光パターン４と減光パターン３とは、光の透過率及び拡散性が異なる構成であり、印刷などにより設けられる。それぞれのパターンの詳細について以下に説明する。

減光パターン３は、図１に示されるように、平板状の導光板１の光出射面１１０において、溝部１０１内のＬＥＤ２の直上部分に設けられており、かつ、ＬＥＤ２の直上に位置しＬＥＤ２の中心をカバーする主部分３３と、ＬＥＤ２中心からＬＥＤ２の光出射側に延びる放射状の出射側突起部分３１と、更にＬＥＤ２の背面側（光出射側とは反対側）に延びる放射状の背面側突起部分３２とを有している。主部分３３は、光の出射方向と直交する方向を長軸とする楕円形状を為しているので、以下では主部分３３を楕円部分３３と呼ぶこととする。しかしながら、主部分３３は楕円ではなく光の出射方向と直交する方向を長軸とする長円形状でもよく、また円形でもよい。また、出射側突起部分３１及び背面側突起部分３２は、ＬＥＤ２または楕円部分３３から離れるに従い徐々に細くなる先細りの形状を有している。

本実施例においては、楕円部分３３と出射側突起部分３１、及び背面側突起部分３２は互いに結合され一体化されている。また減光パターン３は、後述のように該減光パターン３に入射される光の一部を反射し、一部を透過する光学作用を有しており、これによって減光パターン３を通過する光の強度を低減する。減光パターン３の透過率は、例えば５％〜１０％程度に、反射率は例えば８０％〜９０％などに設定される。

上述のように、溝部１０１にはＬＥＤ２が設けてあり、ＬＥＤ２から出た光が導光板１の光入射面１０２に入射されて導光板１の内部を進む。ここで、ＬＥＤ２は上述のようにサイドビュー型のＬＥＤを使用しているが、サイドビュー型ＬＥＤであっても、ＬＥＤの外郭を構成するパッケージの上側を光が透過し、ＬＥＤ２の直上方向に向かう。また溝部１０１の光入射面１０２で反射した光がＬＥＤ２の直上方向に向かう。このような光によって、導光板１の光出射面１１０のＬＥＤ２直上部分は、他の部分に比べて光強度が局所的に強くなる。以下、この局所的に光強度が強くなる部分を「光スポット」と呼ぶ。またＬＥＤ２からの光はその光出射方向に向かって放射状に拡がるので、光スポットも放射状に拡がる形状となる。

そこで本実施例では、導光板１の光入射面１０２において、特に光スポットが生じるＬＥＤ２の直上部分をカバーする楕円部分３３と、更に、光出射方向に向かって放射状に延びる出射側突起部分３１との組合せにより減光パターン３を構成したものである。これによって、ＬＥＤ２の直上に向かって光入射面１０２から出射する光、及びそこから光放出方向に向かって放射状に広がる光の強度を弱めて光スポットの明るさを低減させるようにしている。

また、ＬＥＤ２の背面側（光放出面と反対側）にも光が回り込むため、ＬＥＤ２の背面方向においても若干光スポットが放射状に拡がる。このため本実施例では、減光パターン３としてＬＥＤ２の背面側に延びる放射状の背面側突起部分３２を更に設けることで、導光板１の光入射面１０２におけるＬＥＤ２の背面側部分の光強度を弱めることができる。

すなわち本実施例は、ＬＥＤ２の光放出特性を考慮した形状の減光パターン３を用いることで、光スポットを低減し適度ムラを好適に抑制するものである。以下、減光パターン３の光学的作用の詳細について説明する。

減光パターン３中心の楕円部分３３では、ＬＥＤ２から出た光に対して減光と反射を与える。周辺の放射状の出射側突起部分３１付近において、突起が形成される部分ではＬＥＤ２から出た光に対して、上記の楕円部分と同様に減光と反射を与え、突起間の隙間、つまり突起の谷間にあたる突起が形成されない部分では、ＬＥＤ２からの光を透過して導光板１外に光を出射する。すなわち、放射状の出射側突起部分３１付近では減光・反射・透過の異なる光学的作用がそれぞれの場所により与えられ、全体として導光板１から出射される光の量を、出射側突起部分３１の形状により、徐々に変化させて制御する。また、ＬＥＤ２から出た光が回り込んで背面側に進んだ分については、放射状の背面側突起部分３２によって、上記出射側突起部分３１と同様に、減光・反射・透過の異なる光学的作用がそれぞれの場所により与えられ、導光板１より出射される光の量を徐々に変化させている。ここで、出射側突起部分３１は背面側突起部分３２よりも長く形成されているので、上述した減光・反射・透過の光学的作用を与える範囲が、出射側突起部分３１の方（つまりＬＥＤ２の光放出方向側）が大きくなっている。

図１（ｂ）は、上記ＬＥＤ２周りの光学的作用を説明するための断面図である。ここで、たとえば光線Ａ５１に与えられる光学的作用を説明する。ＬＥＤ２から出射した光線５１は、光入射面１０２を経て導光板１内部に進み、導光板１の光出射面１１０に設けられた減光パターン３に到達する。ここで、減光パターン３内を進み光量が減光パターン３内で減衰されて導光板１から出射する光線５２と、当該減光パターン３により反射されて導光板１内部に戻る光線５３の２つに分かれる。さらに光線５３は導光板１の背面に形成された反射面１１１を透過して反射シート９２０にて拡散反射し、光線５５と拡散光線５４のように別れる。拡散光線５４は反射シート９２０で拡散反射された光線であり、光線Ｄ５５よりも低い入射角で導光板１内に入射される。光線５５は再度導光板１内部を進み、減光パターン３の放射状の出射側突起部分３１にて反射されて導光板１に戻る光線５７と減衰・透過して導光板１外に進む光線５６とに分かれる。

次に、光軸に対する出射角が光線５１よりも小さい光線５８に与えられる光学的作用を説明する。光線５８は導光板１内を進み、減光パターン３にて反射・透過し、減光透過した光線６０と反射した光線５９とに分かれる。さらに光線５９は導光板１の反射面１１１側で、入射角が臨界角以下のため全反射し光線６１のように導光板１内部を進み、以下図示していない場所で出射面より導光板外に進む。

光軸に対する出射角が光線５１よりも更に小さい光線６２の場合は、導光板１の光出射面１１０の、減光パターン３が形成された位置よりも先の位置（ＬＥＤ２から離れた位置）に進む。この場合、光出射面１１０に対する入射角が臨界角以下となり光出射面１１０で全反射し、以降光線６３のように導光板の先に進み、以下図示していない場所で光出射面１１０を透過して導光板１の外部に進む。

図１（ｃ）には、図１（ｂ）で説明した減光パターン３の出射側突起部分３１の谷間の部分（突起の間の部分）での挙動を示す。先ほどの図１（ｂ）で説明した光線５８と同等の角度で減光パターン３付近に進んだ光線６６は、減光パターン３の出射側突起部分３１の谷間に進む。この場合、光線６６の進んだ出射面１１０は、減光パターン３が設けられておらず、かつ臨界角に達していないため、光出射面１１０を透過して導光板１の外部に進む。

このようにして、本実施例では、ＬＥＤ２の光放出特性に応じた形状を有する減光パターン３、すなわち放射状に形成された出射側突起部分３１を有する光パターン３を用いて、ＬＥＤ２からの光を減光せずに透過し、もしくは、減光する部分の割合を徐々に変えてゆくことにより、２次元的に輝度ムラをぼかすことができる。

図８は、図１にて説明したパターンのうち減光パターン３の配置構成の一例を示すものである。図８に示されるように、複数の溝部１０１の長手方向に沿ってＬＥＤ２が列状に配置されており、減光パターン３は、溝部１０１の長手方向に沿って、光出射面１０１のＬＥＤ２の位置と対応する部分に列状に配置されている。すなわち、ＬＥＤ２の配列ピッチと減光パターン３の配列ピッチは一致している。

続いて、図１に示された減光パターン３とは異なるパターンである導光パターン４について図９を参照して説明する。

図９に示されるように、導光板１の出射面１１０側には、ＬＥＤ２付近に設けた減光パターン３があり、減光パターン３からＬＥＤ２の光放出方向に所定間隔離されて、導光パターン４が設けてある。この導光パターン４は、出射面１１０からの光を均一化させるものであるので、この導光パターン４を面内均一化パターン４２と呼ぶこととする。また、本実施例では、この面内均一化パターン４２とは別に、ＬＥＤ２の相互間に対応する位置に別の導光パターン４３が設けられている。この別の導光パターン４３は、ＬＥＤ間の輝度低下を低減して複数のＬＥＤ２が設けられた領域における出射面１１０からの光を均一化するものであるので、ＬＥＤ間均一化パターンと呼ぶこととする。

まず、面内均一化パターン４２は、ＬＥＤ２から出て全反射により導光板１内を進む光について、全反射条件を一部満足させないようにすることにより導光板１から外部に取り出すものである。すなわち、面内均一化パターン４２を設けることによって、光出射面１１０のパターン４２を設けた部分における全反射条件を変化させ、当該部分において全反射して導光板１内に戻る光よりも透過する光の量を多くする。このとき、パターン（ドット）形状及び間隔をＬＥＤ２からの距離により順次変えてゆくことにより、取り出す光（光出射面１１０を透過する光）の量を面内で均一化することができる。例えばドットの密度をＬＥＤ２からの距離が大きくなるほど密にし、またドットの大きさをＬＥＤ２からの距離が大きくなるほど大きくする。このようにすれば、ＬＥＤ２から離れるほど光を取り出す割合が大きくなり、ＬＥＤ２から遠く離れた位置における輝度低下を抑制することができる。

次に、ＬＥＤ間均一化パターン４３においては、ＬＥＤ２から出た横方向の光について、ＬＥＤ２間で取り出し易くすることにより、ＬＥＤ間の暗い部分を補正して明るくすることができる。このＬＥＤ間均一化パターン４３においても、パターン４３を構成するドットの密度をＬＥＤ２から離れるに従い、つまりＬＥＤ２間の中間に向かうほど高くし、またドットの大きさをＬＥＤ２間の中間に向かうほど大きくする。ＬＥＤ間均一化パターン４３は、図示されるように、光出射側から見た形状がＬＥＤ２の光放出方向に向かって先細りとなるほぼ三角形状を為している。これは、ＬＥＤ２からの光放出特性がＬＥＤ２の光軸を中心として放射状であるので、ＬＥＤ２相互間の暗い部分の面積がＬＥＤ２の光放出方向に従って小さくなるため、このような形状にしたものである。

これら２種類の導光パターンの組み合わせと、前述した減光パターン３との組み合わせにより、導光板１から出射される光の量を面内で均一化する事ができる。

このように本実施例によれば、ＬＥＤ２の近傍に形成される光スポットの強度を低減し、輝度ムラが低減された照明装置を提供できる。更に、これを適用した表示装置においては、輝度が均一な高画質な映像を表示することが可能となる。

続いて、本発明の第２実施例について図１０を参照して説明する。本実施例は、図１０（ａ）に示されるように、複数の溝部１０１の長手方向に沿ってＬＥＤ２及び減光パターンが配列されている点では第１実施例と変わりは無いが、減光パターンの形状が相違している。
本実施例に係る減光パターン３００は、図１０に示されるように、光出射面１１０側においてＬＥＤ２をカバーする楕円部分３３、ＬＥＤ２の位置を中心に出射側に放射状に延びる出射側先端突起部分３０１、ＬＥＤ２の位置を中心に出射側に放射状に延びる中間突起部分３０２、及びＬＥＤ２の位置を中心に背面側に放射状に延びる背面突起部分３０３とを有しており、これら部分により輝度ムラを抑える構成となっている。このようにして、前述の図１にて説明した第１実施例と同様に、光スポットが低減され、ＬＥＤ２近傍においてＬＥＤ２から出射された光が減光パターンにより均一に出射される。

上述した第１実施例では減光パターン３の各部分が一体的に構成されているのに対し、本実施例は、図１０（ｂ）に示されるように、楕円部分３３、放射状の中間突起部分３０２、放射状の出射側先端突起部分３０１、及び放射状の背面突起部分３０３が互いに切り離されている。すなわち減光パターン３００の各部分は、物理的に分離されている。また、それぞれの突起はＬＥＤ２を中心とした放射状に配置された三角形及び台形の組み合わせにより構成されている。このように構成することで、光パターン３００の各部分間の隙間から光の出射量を多くし、減光パターンを設けることでＬＥＤ２の近傍が暗くなりすぎることを抑制でき、より好適にＬＥＤ２付近での輝度ムラを抑えることができる。

第２実施例では、出射側先端突起部分３０１と中間突起部分３０２とが分離されているが、これを一体化してもよい。

続いて、本発明の第３実施例について図１１を参照して説明する。本実施例も、図１１（ａ）に示されるように、複数の溝部１０１の長手方向に沿ってＬＥＤ２及び減光パターンが配列されている点では第１〜第２実施例と変わりは無いが、減光パターンの形状、特に出射側突起部分及び背面突起部分の形状が相違している。

本実施例に係る減光パターン３１０は、図１１に示されるように、光出射面１１０側においてＬＥＤ２をカバーする楕円部分３３、ＬＥＤ２の位置を中心に出射側に放射状に延びる出射側突起部分３１１、及びＬＥＤ２の位置を中心に背面側に放射状に延びる背面突起部分３１２とを有しており、これら部分により輝度ムラを抑える構成となっている。このようにして、前述の図１にて説明した第１実施例と同様に、光スポットが低減され、ＬＥＤ２近傍においてＬＥＤ２から出射された光が減光パターンにより均一に出射される。

上述した第１実施例では減光パターン３の出射側突起部分３１及び背面突起部分３２は三角形状を為していたのに対し、本実施例に係る減光パターン３１０は出射側突起部分３１１及び背面突起部分３１２は、図１１（ｂ）に示されるように、ほぼ台形状、あるいは、突起部分の先端にＲを付けて丸みを持たせている。このように構成することで、突起部分の先端が尖っていることによる光の集中を緩和し、より好適に放ＬＥＤ２付近での輝度ムラを抑えることができる。

続いて、本発明の第４実施例について図１２を参照して説明する。

本実施例も、図１２（ａ）に示されるように、複数の溝部１０１の長手方向に沿ってＬＥＤ２及び減光パターン３２０が配列されている点では第１〜第３実施例と変わりは無いが、減光パターンの形状、特に出射側突起部分及び背面突起部分の形状が相違している。

本実施例に係る減光パターン３２０は、図１２に示されるように、光出射面１１０側においてＬＥＤ２をカバーする楕円部分３３、ＬＥＤ２の位置を中心に出射側に放射状に延びる出射側突起部分３２１、及びＬＥＤ２の位置を中心に背面側に放射状に延びる背面突起部分３２２とを有しており、これら部分により輝度ムラを抑える構成となっている。このようにして、前述の図１にて説明した第１実施例と同様に、光スポットが低減され、ＬＥＤ２近傍においてＬＥＤ２から出射された光が減光パターンにより均一に出射される。

上述した第１〜第３実施例では、出射側突起部分及び背面側突起部分が三角形又は台形の形状を為しているが、本実施例では、図１２（ｂ）に示されるように、出射側突起部分３２１及び背面側突起部分３２２を微小な円形ドットの集合体で構成している。光出射面１１０側においてＬＥＤ２をカバーする楕円部分３３を有する点では第１〜第３実施例と同じである。

出射側突起部分３２１及び背面側突起部分３２２を構成する複数のドットは、ＬＥＤ２に近い位置（楕円部分３３に近い位置）が最も大きく、ＬＥＤ２または楕円部分３３から離れた位置では小さくしている。図１２（ｂ）では、ＬＥＤ２または楕円部分３３に最も近い位置にあるドット以外のドットの大きさはそれぞれ同じとしているが、ドットの大きさをＬＥＤ２または楕円部分３３から離れるに従い徐々に小さくするようにしてもよい。

このように構成すれば、減光パターン３２２において尖っている部分がなくなり、第３実施例よりも光の集中が緩和されるとともに、第２実施例と同様に減光パターンによってＬＥＤ２近傍が暗くなりすぎることを抑制できる。従って、本実施例によれば、より好適に放ＬＥＤ２付近での輝度ムラを抑えることができる。

続いて、本発明の第４実施例について図１３を参照して説明する。

本実施例も、図１３（ａ）に示されるように、複数の溝部１０１の長手方向に沿ってＬＥＤ２及び減光パターン３２０が配列されている点では第１〜第４実施例と変わりは無いが、減光パターンの形状、特に出射側突起部分が相違している。

本実施例に係る減光パターン３３０は、図１３に示されるように、光出射面１１０側においてＬＥＤ２をカバーする楕円部分３３、ＬＥＤ２の位置を中心に出射側に放射状に延びる出射側突起部分３３１、及びＬＥＤ２の位置を中心に背面側に放射状に延びる背面突起部分３３２とを有しており、これら部分により輝度ムラを抑える構成となっている。このようにして、前述の図１にて説明した第１実施例と同様に、光スポットが低減され、ＬＥＤ２近傍においてＬＥＤ２から出射された光が減光パターンにより均一に出射される。

上述した第１〜第４実施例では、出射側突起部分及び背面側突起部分が三角形、台形の形状または円形ドットの集合体を為しているが、本実施例では、図１３（ｂ）に示されるように、出射側突起部分３３１がジグザグのカギ状を為している。
このような形状であっても、ＬＥＤ２付近での輝度ムラを抑えることができる。

上記したしたように、本実施形態によれば、ＬＥＤ近傍において導光板から出射された光を均一化することができる。すなわち、本実施形態によれば、輝度ムラが低減された安定した性能の照明ユニット及び表示装置を提供することができ、ひいては安定した性能の表示装置を提供することが可能となる。

本実施形態の説明においては、導光板に設けた減光パターンや導光パターンの形成方法として、印刷や塗装などによる方法で説明したが、他の方法、たとえばインクジェット方式に依る印刷やフレキソ印刷、熱転写方式印刷、静電吸着方式によるパターン形成（いわゆる電子写真方式）などであっても同様の効果を得ることができることは言うまでもない。

また、出射側突起部分及びは背面側突起部分のそれぞれにおける突起の長さは、一つの減光パターンにおいて同じ長さとされているが異なる長さとしてもよい。例えば、出射側突起部分のＬＥＤ光軸との為す角度が小さいものほど長さを大きくし、ＬＥＤ光軸との為す角度が大きいものほど長さを短くしてもよい。

本実施形態の説明においては、ＬＥＤをいわゆるサイドビュー型のＬＥＤを例にして説明したが、例えばトップビュー型（上向き出射構成）のものであっても同様に構成でき、同様の効果があることはいうまでもない。

１…導光板、２…ＬＥＤ、３…減光パターン、３１…出射側突起部分３１、３２…背面側突起部３２、３３…楕円部分３３、４…導光パターン、５…サブ照明ユニット、６…表示装置、７…照明ユニット、８…液晶表示パネル、１０１…溝部、１０２…光入射面、１１０…光出射面

Claims (18)

1. 光源としての発光素子と、前記発光素子からの光を面状光として出射する光出射面を有する平板状の導光板とを備え、前記導光板の光出射面と反対側の面に溝部が形成され、前記溝部に、前記発光素子の光軸が前記導光板の光出射面と平行となるように前記発光素子を設けて構成された照明ユニットにおいて、
   前記導光板の光出射面の前記発光素子と位置的に対応する部分に減光パターンを設け、前記減光パターンは、前記発光素子の全領域を前記光出射面側においてカバーする主部分と、前記発光素子を中心として、前記発光素子の光出射方向に向かって放射状に延びる第１の突起部分と、前記発光素子の光出射方向と反対側の方向に向かって放射状に延びる第２の突起部分と、を含み、前記第１の突起部分は、前記第２の突起部分よりも長いことを特徴とする照明ユニット。
2. 請求項１記載の照明ユニットにおいて、前記発光素子は、ＬＥＤであることを特徴とする照明ユニット。
3. 請求項１記載の照明ユニットにおいて、前記減光パターンは、印刷により形成されることを特徴とする照明ユニット。
4. 請求項２記載の照明ユニットにおいて、前記主部分は、前記ＬＥＤの光出射方向と直交する方向を長軸とした楕円形状を有することを特徴とする照明ユニット。
5. 請求項１に記載の照明ユニットにおいて、前記第１の突起部分及び第２の突起部分は、前記発光素子から離れるに従い細くなる先細りの形状を有することを特徴とする照明ユニット。
6. 請求項１に記載の照明ユニットにおいて、前記第１の突起部分及び第２の突起部分が前記主部分と一体的に構成されることを特徴とする照明ユニット。
7. 請求項１に記載の照明ユニットにおいて、前記第１の突起部分及び第２の突起部分が前記主部分と分離されて設けられることを特徴とする照明ユニット。
8. 請求項１に記載の照明ユニットにおいて、前記第１の突起部分及び第２の突起部分が、台形状または突起の先に丸みを持たせた形状を有することを特徴とする照明ユニット。
9. 請求項１に記載の照明ユニットにおいて、前記第１の突起部分及び第２の突起部分が、複数の円形ドットで構成されることを特徴とする照明ユニット。
10. 請求項１に記載の照明ユニットにおいて、前記第１の突起部分及び第２の突起部分が、カギ状を有することを特徴とする照明ユニット。
11. 請求項１に記載の照明ユニットにおいて、前記減光パターンの、前記発光素子の光出射方向に所定間隔離して、ドットの集合体で構成された第１の導光パターンが形成されていることを特徴とする照明ユニット。
12. 請求項１１に記載の照明ユニットにおいて、前記減光パターンの、前記発光素子の光出射方向と反対側に所定間隔離して、ドットの集合体で構成された第２の導光パターンが形成されていることを特徴とする照明ユニット。
13. 請求項１または１１に記載の照明ユニットにおいて、前記発光素子が前記溝部の長手方向に沿って複数配列されており、前記発光素子の相互間に、ドットの集合体で構成された第３の導光パターンが形成されていることを特徴とする照明ユニット。
14. 光源としての複数の発光素子と、前記複数の発光素子からの光を面状光として出射する光出射面を有する平板状の導光板とを備え、前記導光板の光出射面と反対側の面に溝部が形成され、前記複数の発光素子の光軸が前記導光板の光出射面と平行となるように、前記複数の発光素子を、前記溝部の長手方向に沿って配列した照明ユニットにおいて、
    前記導光板の光出射面の、前記複数の発光素子の各々と位置的に対応する部分に設けられた複数の減光パターンと、
    前記導光板の光出射面の、前記複数の発光素子の光放出方向に所定間隔離して設けられたドットの集合体で構成された第１の導光パターンと、
    前記導光板の光出射面の、前記複数の減光パターンの相互間に設けられたドットの集合体で構成された第２の導光パターンと、を有することを特徴とする照明ユニット。
15. 請求項１４に記載の照明ユニットにおいて、前記複数の減光パターンの各々は、前記複数の発光素子の各々を前記光出射面側においてカバーする主部分と、前記各々の発光素子を中心として、前記各々の発光素子の光出射方向に向かって放射状に延びる第１の突起部分とを含むことを特徴とする照明ユニット。
16. 請求項１５に記載の照明ユニットにおいて、前記各々の減光パターンは、更に、前記各々の発光素子の光出射側と反対側の方向に向かって放射状に延びる第２の突起部分を含むことを特徴とする照明ユニット。
17. 請求項１６に記載の照明ユニットにおいて、前記第１の突起部分は、前記第２の突起部分よりも長いことを特徴とする照明ユニット。
18. 請求項１から請求項１７のいずれかに記載の照明ユニットをバックライトとして用いたことを特徴とする表示装置。

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