JP2008282744A - バックライト装置およびそれを備えた表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の配置状態に関係なく、輝度ムラを抑制したうえで、バックライト装置および表示装置の薄型化を実現する。
【解決手段】本発明のバックライト装置は、複数の発光ダイオードからなる光源１１と、光源１１の投光方向に、光源１１と所定間隔で対向配置され、光源１１の出射する光を拡散させる拡散板とを備え、拡散板は、光源１１との対向面に、白色顔料を含むインクからなる互いに面積の等しいドット２１が点在したドットパターン２０が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤを光源とするバックライト装置およびそれを備えた表示装置に関するものである。

液晶表示装置等に使用されるバックライト装置は、光源の配置位置によって、エッジライト型と、直下型とに分類される。エッジライト型のバックライト装置は、光源が表示画面端に配置されている。そして、光源から発光された光を透明樹脂にて形成された導光体を用いて面発光させる。一方、直下型のバックライト装置は、光源が表示画面の背後（直下）に配置されている。そして、光源から発光された光を拡散板を用いて拡散させることにより面発光させる。

直下型のバックライト装置は、エッジライト型のバックライト装置よりも、高面輝度および製品重量の低減の面で優れている。このため、近年、表示画面サイズの大型化が進む液晶表示装置に採用されるバックライト装置の大半は、直下型のバックライト装置である。

例えば、特許文献１〜３には、直下型のバックライト装置が開示されている。
具体的には、特許文献１には、拡散板に加えて、均一板を備えたバックライト装置が開示されている。図１３は、特許文献１のバックライト装置の斜視図である。このバックライト装置は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）１１１が格子状に配置されており、発光ダイオード１１１の光を遮って覆うように、拡散板１１２と均一板１１３とがこの順に設けられている。拡散板１１２は、発光ダイオード１１１の光を拡散するものであり、均一板１１３は、拡散板１１２で拡散された光の照度を均一板１１３上で均一にするものである。このバックライト装置は、均一板１１３を設けることによって、光源の眩しさを抑制しつつ、装置の大型化が抑制される。

また、特許文献２には、光源を格子状または三角形状に配置することによって、輝度ムラ（輝度明暗）を抑制するバックライト装置が開示されている。

また、特許文献３には、光源の投光方向に、輝度を均一化するための調光用ドットパターンが形成されたバックライト装置が開示されている。
特開２００３−１８７６０５号公報（２００３年７月４日公開） 特開２００６−３１００４３号公報（２００６年１１月９日公開） 特開２００５−１１７０２３号公報（２００５年４月２８日公開）

しかしながら、特許文献１〜３のバックライト装置では、光源配置に関係なく輝度ムラを抑制しつつ、バックライト装置の薄型化を実現することはできないという問題がある。

具体的には、直下型のバックライト装置では、表示画面上に輝度ムラが生じるのを防ぐため、輝度ムラが緩和するまで、光源と拡散板との空間距離（図１３のＡ参照）を保つ必要がある。この空間距離は、拡散板のヘイズ値（全光線透過率）および拡散板の厚さによって異なる。

ここで、輝度ムラを緩和させるために必要な光源と拡散板との空間距離を短縮できれば、バックライト装置の薄型化を実現することができる。光源（ＬＥＤ）の配置数を多くすれば、隣り合う光源間の距離が短くなるため、輝度ムラが緩和される。このため、光源と拡散板との空間距離を短縮することが可能となる。しかし、光源を多数配置すれば、光源および光源を駆動する駆動系のコストが高くなるため、実用性は低いものとなる。

また、拡散板のヘイズ値（全光線透過率）を低下させて光利用効率を犠牲にして、輝度ムラを緩和しようとすると、表示画面の輝度が低くなってしまう。さらに、拡散板を厚くすると、輝度ムラは緩和できても、薄型化を実現することはできない。

一方、特許文献１および２では、いずれも、光源配置を最適化（格子状または三角形の頂点に配置）することによって、輝度ムラを抑制している。このため、光源のレイアウトの自由度は、非常に低い。

また、特許文献３では、光源配置は自由に設定できるものの、輝度ムラの抑制が不十分であり、バックライト装置の薄型化も実現できない。図１４は、特許文献３のバックライト装置における調光用ドットパターンを示す図である。図１４のように、特許文献３では、光源ユニット１２１ａ…１２１ｎの各ユニットに、複数のドット１２３からなるドットパターンが形成される。しかも、ＬＥＤを光源１２１とする場合には、光源１２１の直上の点に１つのドット１２３が形成され、このドット１２３の面積は、２８〜８６ｍｍ^２であることを必須としている。このため、光源１２１の略全てが、ドット１２３に覆われることになる。しかし、この大きさのドット１２３では、拡散板１２２の上に更に拡散シートを置いたとしても、ドット１２３によるムラが見えてしまうことが、本発明者等によって確認された。つまり、輝度ムラを抑制するために設けたはずのドット１２３が輝度ムラの原因となってしまう。

従って、ドット印刷を見えなくするために、ドットパターンが形成された拡散板１２２の上に、さらに空間距離を設けて、別の拡散板を設置する必要がある。その結果、バックライト装置の薄型化を実現できない。また、光源から拡散板までの距離を自由に設定することも困難である。

また、特許文献３では、蛍光管を光源とする場合、拡散板全面にドットパターンが形成される。すなわち、この場合、輝度が最小となる蛍光管間にまで、ドットパターンが形成されることになる。従って、輝度ムラを抑制することはできない。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源の配置状態に関係なく、輝度ムラを抑制することのできるバックライト装置および液晶表示装置を実現することにある。また、本発明の別の目的は、バックライト装置および液晶表示装置の薄型化を実現することにある。

本発明のバックライト装置は、上記の課題を解決するために、複数の発光ダイオードからなる光源と、光源の投光方向に、光源と所定間隔で対向配置され、光源の出射する光を拡散させる拡散板とを備えたバックライト装置であって、拡散板は、光源との対向面に、白色顔料を含むインクからなる互いに面積の等しいドットが点在したドットパターンを備えることを特徴としている。

上記の発明によれば、拡散板の裏面（光源との対向面）に、白色顔料を含むインクのドットパターンが点在する。このため、光源から出射された光は、ドットが形成された部分では拡散および反射され、ドットの形成されていない部分では、そのまま照射される。また、ドットパターンを形成する各ドットの面積は、互いに等しくなっている。これにより、ドットパターンによって、光源の輝度分布が均一化されることになる。従って、光源の配置状態に関係なく、輝度ムラを抑制することができる。しかも、光源から拡散板までの空間距離を短縮したとしても、その短縮に応じて、ドットパターンを形成することができる。このため、空間距離を自由に設定することができ、設定した空間距離に応じて輝度ムラを抑制することができる。従って、バックライト装置の薄型化も実現することができる。

なお、「互いに面積の等しいドット」とは、各ドットの全てが完全に同一の面積であることのみを意味するのではなく、光源の輝度分布の均一化を許容できる範囲で、略同一の面積であればよいことを意味する。

本発明のバックライト装置では、ドットパターンは、各光源の直上の点から離れるに従い、ドットの密度が小さくなるように形成されていることが好ましい。

上記の発明によれば、光源の輝度が最大となる光源の直上の点から、光源から離れて輝度が低くなるにつれて、ドット密度が小さく形成されている。これにより、より確実に輝度ムラを抑制することが可能となる。

本発明のバックライト装置では、上記ドットは、各光源の直上の点を含む最内周の領域を除いて、互いに隣接し幅の等しい仮想的な複数の領域によって識別されており、
上記複数の領域の各々の領域の中に含まれるドットの数は、光源の直上の点から遠い領域ほど、単位面積当たりのドットの数が少なくなるように形成されているとともに、同じ領域内で互いに隣接するドットの間隔が等しくなるように形成されていることが好ましい。

上記の発明によれば、各光源の直上の点を中心とする複数の仮想的な領域ごとに、ドットが識別される。この複数の領域は、互いに隣接しており互いの幅も等しい。つまり、各光源上の点を中心として、各領域が同心円状に、各領域が形成されていることになる。

また、光源から離れるほど（つまり相対的に輝度が低い領域ほど）、各領域に含まれる単位面積当たりのドット数が少なくなっている。しかも、同じ領域内で隣接するドット間隔が等しくなっている。つまり、光源の輝度分布に応じた好適なドットパターンが形成される。

これにより、ドットパターンによって、光源の輝度最大領域（光源の直上の点）の光が拡散されるとともに、ドットにより反射された光が輝度最小領域に照射される。すなわち、光源の輝度最大領域（光源の直上の点）の光を拡散するだけでなく、輝度最小領域ではドットにより反射された光が付加される。従って、より確実に輝度ムラを抑制することが可能となる。さらに、輝度の低下も防ぐことができる。

本発明のバックライト装置では、隣り合う光源間に、拡散板によって反射された光を拡散板へと反射させる反射板を備えることが好ましい。上記の発明によれば、ドットパターンおよび拡散板により反射された光が、反射板により再度拡散板に反射される。従って、拡散板およびドットによって光源側に反射された光を、再利用することができる。

本発明のバックライト装置では、各ドットのドット直径が１ｍｍ以下であることが好ましい。また、本発明のバックライト装置では、各ドットの面積が０．８ｍｍ^２以下であることが好ましい。

上記各発明によれば、各ドットの直径を１ｍｍ以下および／または各ドットの面積を０．８ｍｍ^２以下とすることにより、ドット自体がムラとなることを確実に防ぐことができ、より確実に輝度ムラを抑制することができる。なお、ドット直径は、ドット上の２点の最大距離を示す。例えば、ドットが円形状である場合は文字通り直径であり、楕円形状の場合は長径である。

なお、各ドットの直径が１ｍｍ以上、または、各ドットの面積が０．８ｍｍ^２以上となると、ドット自体のムラが顕著に見えるようになり、表示不具合につながる。

本発明のバックライト装置では、光源は、隣り合う光源間の距離が同一となるように配置されることが好ましい。これにより、ある１つの光源に対して設定したドットパターンを、全ての光源に対して利用することができる。従って、輝度ムラを効果的に抑制することができるとともに、ドットパターンの形成を簡素化することができる。

本発明の表示装置は、表示画面の背面側から照射する照射装置として、上記いずれかのバックライト装置を備えることを特徴としている。上記の発明によれば、本発明のバックライト装置を備えるため、光源の配置状態に関係なく、輝度ムラを抑制することができ、しかも薄型化を実現できる表示装置を提供することができる。

本発明は、以上のように、拡散板が、光源との対向面に、白色顔料を含むインクからなるドットが点在したドットパターンを備える構成である。それゆえ、光源の配置状態に関係なく、輝度ムラを抑制することができ、しかもバックライト装置および表示装置の薄型化を実現することができるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明する。図２は、本発明の実施形態であるバックライト装置１の断面図である。バックライト装置１は、ＬＥＤを光源とする面発光型の照明装置であり、液晶表示装置（表示装置）などに使用される。

図２のように、バックライト装置１は、光源１１、拡散板１２、拡散シート１３、プリズムシート１４、偏光反射シート１５が、この順に筐体１６内に配置されている。さらに、偏光反射シート１５が、液晶表示装置の表示画面側に配置される。つまり、バックライト装置１は、光源１１が表示画面（液晶パネル）の背面に配置された、いわゆる直下型のバックライト装置である。

光源１１は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）からなり、表示画面の裏面から光を照射するようになっている。本実施形態では、ＬＥＤの色や配置状態は、特に限定されるものではない。隣り合う光源１１−光源１１間には、光源１１の光を表示画面の方向に反射する反射板１７が形成されている。これにより、拡散板１２で反射された光は、拡散板１２に照射される光として再利用される。ここで、反射板１７は可視光に対し高い反射率を持つものが好ましく、例えば、アルミ箔や樹脂等に銀メッキを施したもの、白色塗料を塗布したもの等が好適に用いられる。

拡散板１２は、光源１１から発光された光を拡散させることによって、面発光させる。拡散板１２は、光源１１の出射する光を面方向に拡散させることによって、光源１１の輝度ムラを目立たなくする。拡散板１２は、例えば、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂等から構成される。拡散板１２を構成する材料、厚さ、ヘイズ値等は、特に限定されるものではない。拡散板１２の裏面（光源１１との対向面）には、輝度ムラを抑制するための、ドットパターンが形成されている。ドットパターンについては、後述する。

拡散シート１３は、光出射角度を不規則に変えて法線方向の輝度を向上するとともに、光源１１の輝度ムラを更に目立たなくするためのものである。プリズムシート１４は、光出射角度を規則的に変えて法線方向の輝度を向上するものである。偏光反射シート１５は、表示画面の透過光を増加するためのものである。

このようなバックライト装置１では、光源１１と拡散板１２との空間距離Ａを縮小した（狭めた）場合、表示画面上に輝度ムラ（輝度の明暗）が生じてしまう。このため、光源１１と拡散板１２との空間距離Ａは、輝度ムラが解消する程度に保つ必要がある。この空間距離Ａが、バックライト装置１の薄型化、ひいては液晶表示装置の薄型化を妨げる１つの原因となる。

そこで、空間距離Ａを縮めるために、拡散板１２の裏面（光源１１との対向面）に、ドットパターンが形成されている。これにより、バックライト装置１における輝度ムラを抑制するとともに、輝度の低下を極力抑えつつ、薄型化の要求にも対応可能となる。

図１は、拡散板１２の裏面に形成されたドットパターン２０を示す図である。ドットパターン２０は、互いに重なり合わない複数のドット２１から構成される。本実施形態では、ドットパターン２０は、光源１１を中心に、複数のドット２１が放射状に点在した形状となっている。また、本実施形態では、各ドット２１は円形であり、各ドット２１の面積は互いに等しくなっている。ドットパターン２０の設定方法については、後述する。

このようなドットパターン２０により、光源１１から照射された光は、ドット２１によって拡散されるとともに、光源１１の方へ反射される。一方、ドット２１が形成されていない領域では、光源１１の光は拡散されず、そのまま照射される。前述のように、バックライト装置１では、反射板１７を備えている。このため、ドット２１で光源１１の方に反射された光は、反射板１７により、再び拡散板１２の方へ拡散される。

また、ドットパターン２０は、光源１１の輝度分布に応じて設定される。すなわち、高輝度の領域にはドット２１が密に形成され、光源１１の光が拡散および反射される。一方、輝度の低い領域にはドット２１が疎に形成され、光源１１の光がそのまま照射されるとともに、ドット２１により反射された光も加算されるため、光源１１の光が有効活用される。

ドット２１は、白色顔料を含むインクからなるものであれば、特に限定されるものではない。白色であるということはすべての可視光に対し高い反射率を有していることを意味するからである。また、ドットパターン２０はインクの組成に応じて形成されるため、白色顔料の濃度も特に限定されるものではない。また、このインクは、例えば、酸化チタンなどの反射剤、シリカなどの拡散剤、有機合成樹脂などの固着剤から構成された白色顔料である。インクの持つ反射性により、拡散板に入射した光を反射する。また、遮光剤および拡散剤をさらに含んでいれば、拡散板に入射した光を効果的に拡散反射できる。

このように、ドット２１は白色顔料を含むため、ドット２１に入射した光源１１の光は、白色顔料により反射される。つまり、白色顔料は、光を反射させるものであれば、特に限定されるものではない。

また、ドット２１の大きさや面積は、白色顔料を含むインクの組成や濃度に応じて設定すればよく特に限定されるものではない。しかし、後述のように、ドット２１が円形である場合には、各ドット径（直径）は、１ｍｍ以下であることが好ましく、各ドット２１の面積は、０．８ｍｍ^２以下であることが好ましい。すなわち、光源１１からの見込み角が２°〜４°程度であることが好ましい。なお、見込み角とは、光源１１上の１点と、ドット２１の直径となるドット２１の円周上の２点とを結ぶ直線のなす角である。

なお、ドット２１の直径は、例えば、ドット２１の配置位置および必要なドット２１の密度などの条件に応じて設定すればよい。ドット２１の直径は、各条件に応じて、０．８ｍｍ〜１．０ｍｍ、０．６ｍｍ〜０．８ｍｍ、または、０．４ｍｍ〜０．６ｍｍのいずれかとすることがより好ましい。

ここで、ドットパターン２０の設定方法について説明する。ドットパターン２０は、印刷によって形成することができる。図３は、ＬＥＤの配光特性図（輝度の放射角依存性を表す図）である。図３のように、ＬＥＤは、一般的に、輝度の最も高い方向が光源の直上方向であるが、この直上方向を中心軸として軸対称の輝度分布となっている。さらに中心軸からの角度が大きくなるに従って輝度が小さくなり、図３では約６０度のところで光軸方向の１／２となっている。また、図３で輝度の変化が多角形形状に記載されているのは作図の便宜上のためであって実際には滑らかに変化している。バックライト装置１では、光源１１の配置は、任意に設定することができ、特に限定されるものではない。しかし、光源１１が図３のような配光特性を有する場合、隣り合う光源１間のピッチ（光源ピッチＢ）が同一（等ピッチ）となるように光源１１を配置することが好ましく、図４のように正六角形状に光源１１を配置されることがより好ましい。これにより、輝度ムラを効果的に抑制することができるとともに、ドットパターン２０の形成を簡素化することができる。

なお、光源１１の配置は、図４のような正六角形状に限定されるものではなく、ｘｙ方向における隣接する光源１１との輝度リップルを考慮したドット配置にすればよい。この場合、図４のような真円の円周上ではなく、楕円の円周上にドットを配置することになる。

ここで、ドットパターン２０は、光源１１の数量、隣り合う光源１１間の距離に応じて形成する。そして、輝度ムラを緩和したとみなせる程度に、ドットパターン２０を形成した拡散板１２と光源１１との空間距離Ａを設定する。これにより、ドットパターン２０を形成しない場合よりも、空間距離Ａを短縮することができる。

より具体的には、バックライト装置１では、輝度ムラが緩和される程度に、光源１１と拡散板１２との空間距離Ａが設定される。例えば、隣り合う光源１１間の距離（光源ピッチＢ）を４１ｍｍに設定した場合、輝度ムラが緩和される空間距離（拡散距離）Ａは、３４．３ｍｍとなった。図６および図７は、ドットパターン２０を形成しない場合における、輝度分布を示すグラフである。

なお、図５は、図６および図７における、輝度分布の測定ポイントを示す図である。ここでは、図４のように、ある光源１１を中心として、６角形状に光源１１が配置されており、中心の光源１１の縦軸方向および横軸方向の各点の輝度を測定する。その結果、図６および図７のように、光源１１の中心の輝度を１００％とした場合の輝度比は、縦軸方向および横軸方向ともに、９５％以上である。このため、この状態は、輝度ムラが緩和された状態といえる。

次に、このような条件の下で、ドットパターン２０を決定するために必要となるデータの抽出を行う。すなわち、まず始めに、印刷無しの拡散板１２において、ターゲットとする空間距離（拡散距離）Ａでの輝度分布を測定する。すなわち、図示しない輝度測定用のカメラの焦点を、拡散板１２のドットパターン２０を形成する面に合わせて、焦点位置を面内で少しずつずらしながら面内の輝度分布を測定する。

次に、使用予定のインキ（今回は一般的な白色顔料インクを使用）を拡散板１２の全面に塗布し、輝度分布を測定する。この輝度分布の測定では、インキによる光源１１側への光の反射量、および、インクによる吸収特性を調査する。なお、使用予定のインキを拡散板１２に全面塗布すれば、インキ塗布前後の輝度データが得られるため、インキの全面塗布は、印刷パターンを決定する上で重要な要素となる。

このとき、図８のようなドットパターン形成面の光源１１直上の点からｒの距離にある幅ｄｒの円環状の微小領域ｄＡでの輝度を考える。微小領域ｄＡは、図中の斜線部分とする。微小領域ｄＡ内ではどこでも輝度は等しいと仮定している。ここで、１つの光源１１の直上の点からの距離ｒを変化させ、各距離ｒに対する微小領域ｄＡでの輝度値を、それぞれ算出する。さらに、各微小領域ｄＡにおいて、インクを塗る前後での輝度比較を行う。

ここで、図９は、光源１１間の輝度差を説明する図である。本実施形態のように、図３のような輝度分布の光源１１を正六角形状に配置した場合、光源１１の輝度が最大となるのは、光源１１の直上の点である。一方、輝度が最小値となるのは、図９のように、３つの光源１１で形成される三角形の重心２２である。また、輝度が最小値となる重心２２の輝度は、隣接する光源１１の中間２３における輝度と、ほとんど差がない。従って、距離ｒを変化させる範囲は、光源１１の直上の点から、隣接する光源１１との中間２３までの範囲とする。

そして、インクを塗る前後での輝度比較に基づいて、光源１１の直上の点の輝度（最大輝度）と、重心２２での輝度（最小輝度）とが、同程度になるように必要なドットパターン２０を形成する面積を算出する。そして、この算出結果に基づいて、ドットパターン２０における、ドット２１のレイアウトを決定する。なお、このとき各ドット２１が重ならないように注意する。

図１０は、図８に基づいて決定されたドット２１のレイアウトの例を示す図である。図１０では、ドット２１は、光源１１の直上の点を含む最内の領域を除いて、光源１１の直上の点からの距離ｒが異なり、複数の微小領域ｄＡ…ｄＡによって識別されている。各微小領域ｄＡは、光源１１の直上の点を中心として、同心円状に形成されている。また、これらの微小領域ｄＡは互いに隣接しており、各微小領域ｄＡの幅Ｗは等しい。各微小領域ｄＡに含まれるドット２１の数は、光源１１の直上の点から離れるほど、単位面積当たりのドットの数が少なくなっている。しかも、１つの微小領域ｄＡに着目すると、その微小領域ｄＡ内で互いに隣接するドット２１の間隔は等しい。なお、図１０において実線で示された微小領域ｄＡは、仮想的な領域である。

具体的には、図１０では、光源１１を中心として、光源１１からの距離ｒが異なる各微小領域ｄＡに対して、ドット２１が形成される。ここでは、ドット２１の直径を１ｍｍに統一している。このため、隣り合う微小領域ｄＡにおける距離ｒの差（Δｒのピッチ）は、ドット２１が重ならないように設定する。また、光源１１の直上の点から、隣接する光源１１までの距離も考慮した上で、ドット２１を配置する。ドット２１は、同一の微小領域ｄＡ内において、ドット２１同士が疎にもならず密にもならないように、かつ、ドット２１同士の距離がほぼ一定になるように配置する。

なお、ここでは、図３のような配光特性を有する光源１１を用いており、各光源１１は同一の配光特性を有している。このため、１つの光源１１に対してドットパターン２０を決定すれば、全ての光源１１に対して、そのドットパターン２０を適用することができる。

厳密にいえば、実際には、個々の光源１１の輝度分布は、バラツキがある。このため、各光源１１に対して、ドットパターン２０を設定することが好ましい。ただし、光源１１でドットパターン２０を決定し、そのドットパターン２０を、別の光源１１に対して適用しても、バックライト装置１の輝度分布のバラツキは、実用上無視できる程度であった。従って、個々の光源１１に対してドットパターン２０の設定は、必須ではない。

また、ドット２１を真円形状とする場合、まず各微小領域ｄＡの範囲を決め、各微小領域ｄＡにおける、ドット２１径（直径）を決定する。ドット２１の直径は、インクの種類等による拡散および反射機能の差によって変化するため特に限定されるものではないが、直径が１ｍｍ以下であることが好ましい。また、各ドット２１の面積は、０．８ｍｍ^２以下であることが好ましい。これにより、ドットパターン２０（各ドット２１）自体が、ムラとして表示画面にみえるのを確実に防ぐことができる。

次に、決定した円直径を元に各微小領域ｄＡ内における、ドット２１を形成する必要のある面積値から、その微小領域ｄＡに必要なドット２１の数（円ドットの個数）を決定する。必要なドット２１数が決定されれば、次に、『円周（３６０°）／ドット２１数』の式から、隣り合うドット２１間の中心角を求める。そして、隣り合うドット２１間のピッチが等ピッチとなるように、微小領域ｄＡ内にドット２１を配置する。さらに、ここでは、隣り合う微小領域ｄＡ間（図８のＲ方向）の間隔も、等ピッチとすることが好ましい。

次に、このように決定した図１０のようなドットパターン２０の有無による、輝度分布を比較した。図１１および図１２は、その比較結果を示すグラフである。なお、輝度分布の測定ポイントは、図５の通りである。図１１および図１２のように、ドットパターン２０を形成した場合には、光源１１と拡散板１２との空間距離Ａを、図６および図７の場合よりも短縮して２３ｍｍに設定しても、輝度ムラを抑制することができた。従って、より薄型のバックライト装置を実現することができた。これに対し、ドットパターン２０を形成しない場合には、空間距離を２３ｍｍとすると、輝度ムラを抑制することができなかった。

このように、本実施形態のバックライト装置１では、ドットパターン２０によって、輝度ムラを抑制することができる。ドットパターン２０は、光源１１の輝度分布に応じて設定すればいいため、光源１１の配置状態に関係なく、輝度ムラを抑制することができる。言い換えれば、ドットパターン２０は、光源１１から拡散板１２までの空間距離Ａに応じて設定すればいいため、空間距離Ａを自由に設定することができ、設定した空間距離Ａに応じて輝度ムラを抑制することができる。従って、光源１１と拡散板１２との空間距離Ａを短縮できるため、バックライト装置１の薄型化も実現することができる。

また、ドットパターン２０は、光源１１の直上の点から離れるに従い、ドット２１の密度が小さくなるように形成されているため、より確実に輝度ムラを抑制することが可能となる。さらに、図１０のようなドットパターン２０によって、光源１１の輝度最大領域（光源の直上の点）の光を拡散するだけでなく、輝度最小領域ではドット２１により反射された光が付加される。従って、より確実に輝度ムラを抑制することが可能となり、輝度の低下も防ぐことができる。

なお、ドットパターン２０は、拡散板１２を構成する材料、厚さ、ヘイズ値等に応じて設定すればよく、その形状は特に限定されるものではない。つまり、ドットパターン２０は、拡散板１２に応じて、好ましいドット密度となるように、ドット印刷を施すことによって、形成すればよい。

なお、ヘイズ値とは、曇りの度合いや拡散の度合いを示すものであり、曇価とも言い換えられる。ヘイズ値は、小さくなればなるほど透過光が見えやすくなり（例えばヘイズ値２０％：透過率８０％）、大きくなればなるほど（例えばヘイズ８０％：透過率２０％）拡散される光が大きくなり、透過光は見えにくくなる。つまり、ヘイズ値を大きくすることは、拡散効果を大きくすることと言える。

また、拡散板１２の表面（表示画面側の面）に、このようなドット印刷処理を施すと、表示画面に、ドットパターン２０のむらがそのまま見えてしまう。この原因は、拡散板に入射した光が拡散板表面側のドット印刷部で反射することにより、ドット有無の場所で輝度差が生じてしまうためである。このため、ドットパターン２０は、拡散板１２の裏面（光源１１側)に形成する。

なお、バックライト装置１は、ドットパターン２０によって、輝度ムラを抑制する。つまり、各光源１１の輝度（明るさ）に応じたドットパターン２０を形成すればよい。ここで、輝度ムラは、色ムラとは異なるパラメータである。ドットパターン２０によって抑制するのは、あくまでも光源１１の輝度ムラであり、色ムラではない。このため、光源１１を構成するＬＥＤの色は、同一であっても、異なる色であってもよい。

また、本実施形態では、均一な面光源に対し、ドットパターンを形成する場合について説明した。しかし、ドットの配置状態（微小領域ｄＡ内のドット数またはドット密度など）を変更すれば、ある箇所のみ輝度ムラをコントロールしたり、意図的に特殊な輝度分布（輝度ムラ）を形成することが可能となる。従来では、任意の輝度分布（特殊な輝度分布）を実現するには、目的とする輝度分布となるように複数の光源に対し独立した駆動回路を設ける必要があるため、コスト高につながる。しかし、本発明では、ドットパターンにより輝度分布を任意に設定できるため、独立した駆動回路は不要であり、コスト高になることもない。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、テレビジョン、モニター等の液晶表示装置に使用する直下型のバックライト装置をはじめ、照明装置全般に利用することができる。

本発明のバックライト装置におけるドットパターンを示す図である。 本発明のバックライト装置の概略構成を示す断面図である。 ＬＥＤ光源の配光特性を示す図である。 図１のバックライト装置における光源の配置状態を示す図である。 ある光源を中心とする輝度分布の測定ポイントを示す図である。 ドットパターンを形成しない場合における、図５の横軸方向の輝度分布を示すグラフである。 ドットパターンを形成しない場合における、図５の縦軸方向の輝度分布を示すグラフである。 ドットパターンの設定方法を説明する図である。 光源間の輝度差を説明する図である。 図８に基づいて設定したドットパターンを示す図である。 ドットパターンを形成した場合における、図５の横軸方向の輝度分布を示すグラフである。 ドットパターンを形成した場合における、図５の縦軸方向の輝度分布を示すグラフである。 特許文献１のバックライト装置の斜視図である。 特許文献３のバックライト装置における調光用ドットパターンを説明する図である。

符号の説明

１ バックライト装置
１１ 光源
１２ 拡散板
１３ 拡散シート
１４ プリズムシート
１５ 偏光反射シート
１６ 筐体
１７ 反射板
２０ ドットパターン
２１ ドット
２２ 重心
２３ 中点
Ａ 空間距離
Ｂ 光源ピッチ
ｄＡ 微小領域（仮想的な領域）
Ｗ 幅

Claims (8)

1. 複数の発光ダイオードからなる光源と、
   光源の投光方向に、光源と所定間隔で対向配置され、光源の出射する光を拡散させる拡散板とを備えたバックライト装置であって、
   拡散板は、光源との対向面に、白色顔料を含むインクからなる互いに面積の等しいドットが点在したドットパターンを備えることを特徴とするバックライト装置。
2. ドットパターンは、各光源の直上の点から離れるに従い、ドットの密度が小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
3. 上記ドットは、各光源の直上の点を含む最内の領域を除いて、互いに隣接し幅の等しい複数の仮想的な領域によって識別されており、
   上記複数の領域の各々の領域の中に含まれるドットの数は、光源の直上の点から遠い領域ほど、単位面積当たりのドットの数が少なくなるように形成されているとともに、同じ領域内で互いに隣接するドットの間隔が等しくなるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載のバックライト装置。
4. 隣り合う光源間に、拡散板によって反射された光を拡散板へと反射させる反射板を備えることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
5. 各ドットのドット直径が１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
6. 各ドットの面積が０．８ｍｍ^２以下であることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
7. 光源は、隣り合う光源間の距離が同一となるように配置されることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
8. 表示画面の背面側から照射する照射装置として、請求項１〜７のいずれか１項に記載のバックライト装置を備えることを特徴とする表示装置。

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