JP2010097736A - 面状光源及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 面状光源及び液晶表示装置において、導光板を使用せず、軽量化が可能であると共に、従来の直下型に比べて薄型化を可能にすること。
【解決手段】 上面が反射面とされた反射板と、該反射板の上方に設置され透過する光を拡散させる拡散板と、前記反射板上に開口面を上方に向けて設置されると共に内周面４ａが反射面とされた反射枠体４と該反射枠体４の内側に設置されると共に反射枠体４の内周面４ａに光出射面を対向させて一定の広がり角を持って光を出射するＬＥＤ光源５とから構成される複数の単位照明部６と、を備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示パネルなどを照明する面状光源及び液晶表示装置に関する。

薄型テレビジョン装置や薄型モニター等の大型ディスプレイには、画像表示のための液晶表示装置が広く採用されている。この液晶表示装置には、液晶表示パネルの裏面側から光を照射して表示画面の輝度を高めるバックライトユニットが用いられている。
上記バックライトユニットでは、例えば導光板と、該導光板の側端面に配置させたＬＥＤ等の光源と、を備え、光源からの光を導光して主面全体から液晶表示パネルに向けて出射させているものがある。また、他のバックライトユニットとしては、導光板を用いず、拡散板の直下に距離を空けて複数のＬＥＤ光源を設置し、各ＬＥＤから直上の拡散板に光を出射する直下型バックライトがある。

近年、液晶テレビジョン装置の大型化に伴って、その軽量化や薄型化がさらに要望されているが、導光板を用いたバックライトユニットでは、大型の導光板又は複数の導光板を並べて設置する必要があり、重量が増してしまう問題がある。これに対して、導光板を用いない上記直下型バックライトでは、導光板の無い分、軽量化が可能であるが、混色性や輝度ムラを無くすために、ＬＥＤ光源と拡散板との距離を長く設定するか、ＬＥＤ光源の配列ピッチを狭くする必要がある。

すなわち、点光源であるＬＥＤ光源が指向性を持っているため、ＬＥＤ光源の光出射方向である直上が非常に明るくなってしまう、いわゆるホットスポットとなり、輝度ムラが生じてしまうため、上記方法により、輝度の均一性及び混色性を向上させる必要がある。しかしながら、バックライト全体が厚くなると共に、より多くのＬＥＤ光源が必要になり、高コストとなる不都合があった。

従来、例えば特許文献１には、表示部の背面に設置された拡散板と光学レンズを搭載したＬＥＤ光源との間に、ＬＥＤ光源からの光を光源側に拡散させる反射部材と、該反射部材の周囲に配置され光を表示部側に拡散させながら透過させる透過拡散部材とを備えたバックライト装置が提案されている。すなわち、このバックライト装置では、ＬＥＤ光源から拡散板側に向かう中心部分の光を反射部材で反射して拡散板に直接入射することを阻止すると共に、透過拡散部材で拡散された光を拡散板に入射することで、拡散板に入力する光の強度を均一にしている。

特開２００６−３１００４５号公報（特許請求の範囲、図１）

しかしながら、上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、特許文献１に記載の技術では、反射部材や透過拡散部材を追加することで、光の強度をある程度均一化させているが、直下型バックライトであるため、やはり拡散板とＬＥＤ光源との距離を長く設定する必要があると共に、拡散板とＬＥＤ光源との間に、反射部材及び透明拡散部材を設置しなければならず、バックライト全体が厚くなってしまう不都合があった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、導光板を使用せず、軽量化が可能であると共に、従来の直下型に比べて薄型化が可能な面状光源及び液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の面状光源は、上面が反射面とされた反射板と、該反射板の上方に設置され透過する光を拡散させる拡散板と、前記反射板上に開口面を上方に向けて設置されると共に内周面が反射面とされた反射枠体と該反射枠体の内側又は内部に設置されると共に前記反射枠体の内周面に光出射面を対向させて一定の広がり角を持って光を出射するＬＥＤ光源とから構成される複数の単位照明部と、を備えていることを特徴とする。

この面状光源では、反射板上に設置されると共に内周面が反射面とされた反射枠体と、該反射枠体の内側又は内部に設置されると共に反射枠体の内周面に光出射面を対向させて一定の広がり角を持って光を出射するＬＥＤ光源と、から構成される複数の単位照明部を備えているので、ＬＥＤ光源から出射された光の多くが上方の拡散板に直接入射されず、反射枠体の内周面で反射された後に拡散板に入射されることで、点光源であるＬＥＤ光源からの光を反射枠体に囲まれた範囲に対応した面形状で面光源化させることができる。
また、ＬＥＤ光源の上方ではなく周囲に反射枠体を設けると共にＬＥＤ光源の光出射方向が直上の拡散板側ではなく、周囲の反射枠体の内周面側であるため、ＬＥＤ光源と拡散板との間を狭く設定することができ、ライトユニット全体を薄型化することができる。
したがって、反射枠体を用いることで、従来の導光板方式に比べて軽量化することができ、さらに反射枠体の内周面に向けて光を出射可能にＬＥＤ光源を設置することで、従来の直下型バックライトに比べて輝度ムラを低減して輝度均一性を向上させることができると共に薄型化することができる。

また、本発明の面状光源は、前記反射枠体が、白色樹脂で形成されていることを特徴とする。すなわち、この面状光源では、反射枠体が、白色樹脂で形成されているので、特に反射加工等を施すことなく、内周面を反射効果及び拡散効果を有する白色面とすることができる。

また、本発明の面状光源は、前記反射枠体が、前記ＬＥＤ光源の直上部分を覆うひさし部を有していることを特徴とする。すなわち、この単位照明部では、反射枠体が、ＬＥＤ光源の直上部分を覆うひさし部を有しているので、ＬＥＤ光源から直上の拡散板方向へ向かう光をひさし部で遮光することができ、ホットスポットをさらに低減することができる。

さらに、本発明の面状光源は、前記ひさし部の下面が、前記ＬＥＤ光源の光出射面に対向する前記反射枠体の内周面に向いて傾斜した下向き傾斜反射面とされていることを特徴とする。すなわち、この面状光源では、ひさし部の下面が、ＬＥＤ光源の光出射面に対向する反射枠体の内周面に向いて傾斜した下向き傾斜反射面とされているので、ＬＥＤ光源から直上へ向かう光をひさし部の下面で対向する反射枠体の内周面側へ反射することで、ひさし部で遮光した光も全体の輝度に寄与させることができる。

また、本発明の面状光源は、前記反射枠体の内周面のうち、前記ＬＥＤ光源の光出射面に対向する内周面が前記開口面側に向けて傾斜した上向き傾斜面とされていることを特徴とする。すなわち、この面状光源では、反射枠体の内周面のうち、ＬＥＤ光源の光出射面に対向する内周面が開口面側に向けて傾斜した上向き傾斜面とされているので、ＬＥＤ光源からの光を開口面側に配されている拡散板側へ向けて反射することで、より輝度を向上させることができる。

また、本発明の面状光源は、前記反射枠体と前記拡散板との間に隙間があることを特徴とする。すなわち、この面状光源では、反射枠体が拡散板に対して離間して設置され、互いに間に隙間があるので、隙間を介して反射枠体外へ光が出射されるため、隣接する反射枠体間で相互に光が行き交い、拡散板の照射面に照射される反射枠体に応じた光形状の境界が不明確になる。したがって、この反射枠体と拡散板との隙間を調整することで、反射枠体内の光の閉じ込め程度を設定可能になり、拡散板の照射面に照射される光形状に反映される反射枠体の輪郭や隣接する反射枠体の間を目立たなくすることができる。

また、本発明の面状光源は、前記反射枠体が、正方形状又は長方形状とされ、前記単位照明部が、複数の縦列及び横列からなるマトリクス状に配置されていることを特徴とする。すなわち、この面状光源では、反射枠体が正方形状又は長方形状とされた上記単位照明部が、複数の縦列及び横列からなるマトリクス状に配置されているので、単位照明部別にＬＥＤ光源を部分駆動する部分輝度コントロールによって、いわゆるローカルディミングを容易に具現させることができる。例えば、ローカルディミングとして、液晶表示パネルに表示される画像の輝度やコントラスト等に応じて、バックライトの輝度を制御し、液晶表示パネルに入力される画像データに基づいてバックライトの輝度を単位照明部毎に場所的及び時間的に制御して明るさを調整することで、消費電力の低減及びコントラストや動画追従性等を向上させることが可能になる。

また、本発明の面状光源は、前記反射枠体が、正方形枠状又は長方形枠状とされていると共に外周面も反射面とされ、前記単位照明部が、互いの角部を近接させた状態で千鳥配置され、隣接する前記単位照明部の間に、前記反射枠体の外周面に光出射面を対向させて一定の広がり角を持って光を出射するＬＥＤ光源が設置されていることを特徴とする。すなわち、この面状光源では、反射枠体の外周面も反射面とされ、互いの角部を近接させた状態で千鳥配置された複数の単位照明部の間に、反射枠体の外周面に光出射面を対向させたＬＥＤ光源が設置されているので、隣接する単位照明部の間の領域において、周囲を反射枠体の外周面に囲まれたＬＥＤ光源からの出射光が該外周面で反射されることで、この領域でも拡散板に向けて光を出射することができる。したがって、反射枠体を一つおきに互い違いに配置することで、並べて設置する反射枠体の数が全体として半分で済み、部材コストを低減することができる。

また、本発明の面状光源は、複数の前記反射枠体が、格子状に組まれた複数の短冊状部材で構成された格子状枠体に一体化されていることを特徴とする。すなわち、この面状光源では、複数の反射枠体が、格子状に組まれた複数の短冊状部材で構成された格子状枠体として一体化されているので、反射枠体が連続してマトリクス状に複数配列された格子状枠体を複数の短冊状部材で容易に作製することができ、個別部材の反射枠体を並べる場合よりも部材コスト及び実装工程数等を削減することができる。

さらに、本発明の面状光源は、互いに交差する前記短冊状部材の少なくとも一方に延在方向に対して所定角度で傾斜した切り込みが形成され、該切り込みに他方が差し込まれて格子状に組まれていることを特徴とする。すなわち、この面状光源では、互いに交差する短冊状部材の少なくとも一方に延在方向に対して所定角度で傾斜した切り込みが形成され、該切り込みに他方が差し込まれて格子状に組まれているので、切り込みの角度によって差し込んだ短冊状部材の内周面及び外周面を容易に所定の傾斜角度とすることができる。

また、本発明の面状光源は、前記短冊状部材の表面に、前記ＬＥＤ光源が実装されていることを特徴とする。すなわち、この面状光源では、短冊状部材の表面に、ＬＥＤ光源が実装されているので、格子状枠体に組み立てる前に予め対応する各短冊状部材にＬＥＤ光源を実装しておくことで、容易に内周面にＬＥＤ光源が実装された反射枠体を構成することができる。

さらに、本発明の面状光源は、前記短冊状部材の表面に、前記ＬＥＤ光源に接続されると共に外部への接続端子を備えた実装回路部が形成されていることを特徴とする。すなわち、この面状光源では、短冊状部材の表面に、ＬＥＤ光源に接続されると共に外部への接続端子を備えた実装回路部が形成されているので、短冊状部材自体がＬＥＤ光源の実装基板となり、フレキシブルプリント基板等の実装基板を別途用意して実装する必要がなくなり、部材コスト及び実装工程数の削減を図ることができる。

また、本発明の面状光源は、複数の前記反射枠体が、一体成型により格子状に形成された格子状枠体として一体化されていることを特徴とする。すなわち、この面状光源では、複数の反射枠体が、一体成型により格子状に形成された格子状枠体として一体化されているので、短冊状部材等の複数の部材で構成する場合よりも、さらに部材コスト及び実装工程数の削減を図ることができる。

また、本発明の面状光源は、一定方向の列に並ぶ前記単位照明部が、隣接する他の列の前記単位照明部と異なる向きに前記ＬＥＤ光源の光出射面を配していることを特徴とする。すなわち、この面状光源では、一定方向の列に並ぶ単位照明部が、隣接する他の列の単位照明部と異なる向きにＬＥＤ光源の光出射面を配しているので、隣接する列毎に光の入射方向が異なり、隣接する列同士で輝度分布の高低が相違し、輝度が平均化されて全体として良好な輝度均一性を得ることができる。

本発明の液晶表示装置は、液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの裏面側に配された上記本発明の面状光源と、を備えていることを特徴とする。すなわち、この液晶表示装置では、上記本発明の面状光源を備えているので、軽量でかつ薄型であって、良好な輝度が得られる大面積の画像表示が可能となる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る面状光源によれば、内周面が反射面とされた反射枠体と、反射枠体の内側又は内部に設置されると共に反射枠体の内周面に光出射面を対向させて一定の広がり角を持って光を出射するＬＥＤ光源と、で構成される複数の単位照明部を備えているので、反射枠体を用いることで軽量化及び薄型化することができると共に、反射枠体の内周面に向けて光を出射することで、輝度ムラを低減して輝度均一性を向上させることができる。
したがって、この面状光源を備えた液晶表示装置によれば、軽量でかつ薄型であって、良好な輝度が得られる大面積の画像表示が可能となる。

以下、本発明に係る面状光源及び液晶表示装置の第１実施形態を、図１から図３に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

本実施形態における面状光源１は、液晶表示装置に用いるバックライトであって、図１から図３に示すように、上面が反射面とされた反射板２と、該反射板２の上方に設置され透過する光を拡散させる拡散板３と、反射板２上に開口面を上方に向けて設置されると共に内周面４ａが反射面とされた反射枠体４と該反射枠体４の内側に設置されると共に反射枠体４の内周面４ａに光出射面５ａを対向させて一定の広がり角を持って光を出射するＬＥＤ光源５とから構成される複数の単位照明部６と、を備えている。なお、一つの反射枠体４とその内側のＬＥＤ光源５とで構成される単位照明部６は、一つのライトユニットを構成している。

上記反射枠体４は、白色樹脂で正方形枠状又は長方形枠状に形成されている。この反射枠体４では、各内周面４ａが開口面に対して垂直に形成されており、ＬＥＤ光源５の光出射面５ａに対向する内周面４ａは光出射面５ａに対して平行であって、ＬＥＤ光源５の光軸に対して直交している。

上記ＬＥＤ光源５は、それぞれフレキシブルプリント基板（図示略）に接続されている白色ＬＥＤである。このＬＥＤ光源５は、四角形枠状である反射枠体４の一片の内周面４ａに近接させて配され、該内周面４ａと平行に光出射面５ａを配して設置されている。すなわち、ＬＥＤ光源５は、反射枠体４の開口面に平行な水平方向に光出射面５ａを向けてフレキシブルプリント基板と共に反射板２上に実装されたている。このＬＥＤ光源５とされる白色ＬＥＤは、例えば基板５ｂ上の半導体発光素子（図示略）を封止樹脂５ｃで封止したものであり、半導体発光素子として、例えば青色（波長λ：４７０〜４９０ｎｍ）ＬＥＤ素子又は紫外光（波長λ：４７０ｎｍ未満）ＬＥＤ素子であって、例えばサファイア基板などの絶縁性基板上に窒化ガリウム系化合物半導体（例えばＩｎＧａＮ系化合物半導体）の複数の半導体層が積層されて形成されたものである。

また、この半導体発光素子を封止する封止樹脂５ｃは、シリコーン樹脂を主剤とし、例えばＹＡＧ蛍光体が添加されている。このＹＡＧ蛍光体は、半導体発光素子からの青色光又は紫外光を黄色光に変換させて混色効果により白色光を生じさせるものである。なお、ＬＥＤ光源５は、先端面からのみ光が出射されるように先端面（光出射面５ａ）以外の封止樹脂５ｃ側面には、反射枠が形成されているが、より広い指向性にして光の広がり角を大きくするために、反射枠の無い封止樹脂５ｃを採用してもよい。また、白色ＬＥＤとしては、上記以外でも種々のものが採用可能である。

上記拡散板３は、並べられた複数の反射枠体４上に配され下方からの光を拡散させて面内の光強度を均一にする拡散板本体７と、該拡散板本体７上に配された拡散シート８と、で構成されている。これら拡散板本体７と拡散シート８とは、例えば、アクリル樹脂やポリカーボネイト樹脂などの透明樹脂にシリカ粒子などを分散させた板材及びシート材で形成されている。

上記反射板２は、板本体上に反射シートが両面テープ等が貼られて反射面とされたものであり、該反射シートが、光反射機能を有する金属板、フィルム、箔等であって、本実施形態では銀蒸着膜を設けたフィルムが採用されている。なお、上記銀蒸着膜の代わりに、アルミ金属蒸着膜などを採用しても構わない。

上記単位照明部６は、複数の縦列及び横列からなるマトリクス状に配置されている。例えば、大型サイズのバックライトで主流の縦横比である１６：９となるように、反射枠体４の形状及び設置枚数を決定しても構わない。

さらに、一定方向の列に並ぶ単位照明部６は、隣接する他の列の単位照明部６と異なる向きにＬＥＤ光源５の光出射面５ａを配している。例えば、図１に示すように、上下２列に単位照明部６が配列されている場合、上段の横一列では、図中の左側に向けて光出射面５ａが配されていると共に、下段の横一列では、図中の右側に向けて光出射面５ａが配されている。

また、この面状光源１では、図３に示すように、反射枠体４が拡散板３に対して離間して設置され、互いに間に隙間Ｓが設けられている。この隙間Ｓ（反射枠体４と拡散板３との距離）は、拡散板３に反射枠体４の形状が浮かび上がらないように適宜設定される。なお、図３中の仮想線（２点鎖線）による矢印は、光の進行方向の例を示している。

本実施形態の液晶表示装置１０は、例えば大型液晶テレビジョン装置等の液晶ディスプレイに適用される表示装置であって、図３に示すように、液晶表示パネル１１と、該液晶表示パネル１１の裏面側に配された上記面状光源１と、を備えている。

すなわち、この液晶表示装置１０は、上記面状光源１と、上記拡散板３上に配され拡散板３からの光を液晶表示パネル１１に向けた上方向への照射光として出射するプリズムシート１２と、該プリズムシート１２上に配された上記液晶表示パネル１１と、を備えている。
なお、本実施形態では、液晶表示パネル１１の画面側及び面状光源１の光出射面側を表面側又は上面側として記載している。

上記プリズムシート１２は、拡散シート８からの光を上面側に集光するための透明シート状の部材であり、平行な複数の稜線を有するプリズム部を上面側に有している。また、プリズムシート１２は、ＬＥＤ光源５の光軸に対して、プリズム部の稜線がねじれの位置に設定され、特に、上方への高い指向性が得られる方向として、ＬＥＤ光源５の光軸に直交する方向と平行に設定される。

上記液晶表示パネル１１は、透過型又は半透過型の液晶表示パネルが採用される。例えば、透過型の液晶表示パネル１１の場合、透明電極、配向膜及び偏光板をそれぞれ有する上基板と下基板との間隙に液晶材料をシール材で封止したＴＦＴ液晶方式、ＳＴＮ液晶方式やＴＮ液晶方式等のパネル本体を備えたものである。

このように実施形態の面状光源１は、反射板２上に設置されると共に内周面４ａが反射面とされた反射枠体４と、該反射枠体４の内側に設置されると共に反射枠体４の内周面に光出射面５ａを対向させて一定の広がり角を持って光を出射するＬＥＤ光源５と、から構成される複数の単位照明部６を備えているので、ＬＥＤ光源５から出射された光の多くが上方の拡散板３に直接入射されず、反射枠体４の内周面４ａで反射された後に拡散板３に入射されることで、点光源であるＬＥＤ光源５からの光を反射枠体４に囲まれた範囲に対応した面形状で面光源化させることができる。

また、ＬＥＤ光源５の上方ではなく周囲に反射枠体４を設けると共にＬＥＤ光源５の光出射方向が直上の拡散板３側ではなく、周囲の反射枠体４の内周面４ａ側であるため、ＬＥＤ光源５と拡散板３との間を狭く設定することができ、ライトユニット全体を薄型化することができる。
したがって、反射枠体４を用いることで、従来の導光板方式に比べて軽量化することができ、さらに反射枠体４の内周面４ａに向けて光を出射可能にＬＥＤ光源５を設置することで、従来の直下型バックライトに比べて輝度ムラを低減して輝度均一性を向上させることができると共に薄型化することができる。

また、反射枠体４が、白色樹脂で形成されているので、特に反射加工等を施すことなく、内周面４ａを反射効果及び拡散効果を有する白色面とすることができる。
さらに、反射枠体４と拡散板３との間に隙間Ｓがあるので、隙間Ｓを介して反射枠体４外へ光が出射されるため、隣接する反射枠体４間で相互に光が行き交い、拡散板３の照射面に照射される反射枠体４に応じた光形状の境界が不明確になる。したがって、この反射枠体４と拡散板３との隙間Ｓを調整することで、反射枠体４内の光の閉じ込め程度を設定可能になり、拡散板３の照射面に照射される光形状に反映される反射枠体４の輪郭や隣接する反射枠体４の間を目立たなくすることができる。

また、反射枠体４が正方形状又は長方形状とされた上記単位照明部６が、複数の縦列及び横列からなるマトリクス状に配置されているので、単位照明部６別にＬＥＤ光源５を部分駆動する部分輝度コントロールによって、いわゆるローカルディミングを容易に具現させることができる。例えば、ローカルディミングとして、液晶表示パネル１１に表示される画像の輝度やコントラスト等に応じて、バックライトの輝度を制御し、液晶表示パネル１１に入力される画像データに基づいてバックライトの輝度を単位照明部６毎に場所的及び時間的に制御して明るさを調整することで、消費電力の低減及びコントラストや動画追従性等を向上させることが可能になる。

さらに、一定方向の列に並ぶ単位照明部６が、隣接する他の列の単位照明部６と異なる向きにＬＥＤ光源５の光出射面５ａを配しているので、隣接する列毎に光の入射方向が異なり、隣接する列同士で輝度分布の高低が相違し、輝度が平均化されて全体として良好な輝度均一性を得ることができる。

したがって、この面状光源１をバックライトユニットとして採用した液晶表示装置１０では、軽量でかつ薄型であって、良好な輝度が得られる大面積の画像表示が可能となる。

次に、本発明に係る面状光源及び液晶表示装置の第２から第１０実施形態について、図４から図１４を参照して以下に説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、四角形枠状である反射枠体４の一片の内周面４ａに近接させて配され、該内周面４ａと平行に光出射面５ａを配して設置されているのに対し、第２実施形態の面状光源２１では、図４に示すように、ＬＥＤ光源５が四角形枠状である反射枠体４の四隅の一つに配置されて、反射枠体４の対角線上に光軸が配されるように設置されている点である。

この第２実施形態では、反射枠体４の四隅の一つにＬＥＤ光源５を設置しているため、光出射面５ａに対向する内周面４ａが２面になり、ＬＥＤ光源５から出射された光を主に２つの内周面４ａで反射させる。
なお、第２実施形態においても、隣接する他の列の単位照明部２６と異なる向きにＬＥＤ光源５の光出射面５ａを配している。例えば、図４に示すように、上下２列に単位照明部６が配列されている場合、上段の横一列では、図中の右斜め下側に向けて光出射面５ａが配されていると共に、下段の横一列では、図中の左斜め上側に向けて光出射面５ａが配されている。

なお、上述したように、単位照明部２６を上記配列とすることが好ましいが、第２実施形態の他の例として、図５に示すように、全て同一方向にＬＥＤ光源５の光出射面５ａの向きを設定して単位照明部２６を並べても構わない。

第３実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、ＬＥＤ光源５の直上と拡散板３との間には何も設けていないのに対し、第３実施形態の面状光源３１では、図６に示すように、単位照明部３６の反射枠体３４が、ＬＥＤ光源５の直上部分を覆うひさし部３５を有している点である。
このひさし部３５は、ＬＥＤ光源５に近い反射枠体３４の内周面４ａからＬＥＤ光源５の上方に突出状態に設けられた四角形状の板部である。

また、第４実施形態の面状光源４１においても、図７に示すように、単位照明部４６の反射枠体４４が、ＬＥＤ光源５の直上部分を覆うひさし部４５を有している点で、第２実施形態の他の例と異なっている。このひさし部４５は、ＬＥＤ光源５に近い反射枠体４４の四隅の一つからＬＥＤ光源５の上方に突出状態に設けられた三角形状の板部である。

これらのように第３及び第４実施形態では、反射枠体３４，４４が、ＬＥＤ光源５の直上部分を覆うひさし部３５，４５を有しているので、ＬＥＤ光源５から直上の拡散板３方向へ向かう光をひさし部３５，４５で遮光することができ、ホットスポットをさらに低減することができる。

第５実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、反射枠体４の内周面４ａが反射板２上に垂直に配されてＬＥＤ光源５光出射面５ａに対向する内周面４ａが光出射面５ａに対して平行であるのに対し、第５実施形態の面状光源５１は、図８に示すように、反射枠体５４の内周面５４ａのうち、ＬＥＤ光源５の光出射面５ａに対向する内周面５４ａが開口面側に向けて傾斜した上向き傾斜面とされている点である。

この第５実施形態では、反射枠体５４の内周面５４ａのうち、ＬＥＤ光源５の光出射面５ａに対向する内周面５４ａが開口面側に向けて傾斜した上向き傾斜面とされているので、ＬＥＤ光源５からの光を開口面側に配されている拡散板３側へ向けて反射することで、より輝度を向上させることができる。

また、第５実施形態では、ＬＥＤ光源５の背面側に配された反射枠体５４の内周面５４ａが傾斜しており、ＬＥＤ光源５の直上部分を覆うひさし部としても機能している点で第１実施形態と異なっている。すなわち、ひさし部の下面となる上記背面側の内周面５４ａが、ＬＥＤ光源５の光出射面５ａに対向する反射枠体５４の内周面５４ａに向いて傾斜した下向き傾斜反射面とされている点で第１実施形態と異なっている。なお、図８中の仮想線（２点鎖線）による矢印は、光の進行方向の例を示している。

したがって、第５実施形態では、ＬＥＤ光源５の背面側にある上記内周面５４ａが、ひさし部として機能すると共にＬＥＤ光源５の光出射面５ａに対向する反射枠体５４の内周面５４ａに向いて傾斜した下向き傾斜反射面とされているので、ＬＥＤ光源５から直上へ向かう光を上記背面側の内周面５４ａ（ひさし部の下面）で対向する反射枠体５４の内周面５４ａ側へ反射することで、上記背面側の内周面５４ａ（ひさし部）で遮光した光も全体の輝度に寄与させることができる。

第６実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、単位照明部６がマトリクス状に配列されているのに対し、第６実施形態の面状光源６１では、図９に示すように、反射枠体４の外周面４ｂも反射面として利用され、単位照明部６６が、互いの角部を近接させた状態で千鳥配置され、隣接する単位照明部６６の間に、反射枠体４の外周面４ｂに光出射面５ａを対向させて一定の広がり角を持って光を出射するＬＥＤ光源５が設置されている点である。

すなわち、第６実施形態の面状光源６１では、反射枠体４の外周面４ｂも反射面として利用され、互いの角部を近接させた状態で千鳥配置された複数の単位照明部６６の間に、反射枠体４の外周面４ｂに光出射面５ａを対向させたＬＥＤ光源５が設置されているので、隣接する単位照明部６６の間の領域において、周囲を反射枠体４の外周面４ｂに囲まれたＬＥＤ光源５からの出射光が該外周面４ｂで反射されることで、この領域でも単位照明部６６と同様に拡散板３に向けて光を出射することができる。したがって、反射枠体４を一つおきに互い違いに配置することで、並べて設置する反射枠体４の数が全体として半分で済み、部材コストを低減することができる。

第７実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、ＬＥＤ光源５が反射枠体４の内側に設置されているのに対し、第７実施形態の面状光源７１では、図１０に示すように、反射枠体７４の内部、すなわち反射枠体７４下部の一部に矩形状の切り欠き凹部７４ｃが形成されており、この切り欠き凹部７４ｃ内にＬＥＤ光源５が収納設置されている点である。

したがって、第７実施形態では、反射枠体７４の内部にＬＥＤ光源５が設置されているので、ＬＥＤ光源５が反射枠体７４内に隠れてＬＥＤ光源５自体が光の反射や拡散の障害物とならず、反射枠体７４の内周面４ａにおける反射をより効率的に行うことができる。また、ＬＥＤ光源５の直上に反射枠体７４が配されることで、ＬＥＤ光源５の直上に向けて出射される光が反射枠体７４に遮光されてホットスポットの発生を抑制することもできる。

第８実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、個別に四角形枠状に作製された複数の反射枠体４がそれぞれマトリクス状に配列されて設置されているのに対し、第８実施形態の面状光源８１では、図１１及び図１２に示すように、複数の反射枠体８４が、格子状に組まれた複数の短冊状部材８５Ａ，８５Ｂで構成された格子状枠体８６として一体化されている点である。

また、第８実施形態では、短冊状部材８５Ｂの表面に、図示しないフレキシブルプリント基板に実装されたＬＥＤ光源５が貼り付けられて実装されている点でも第１実施形態と異なっている。
さらに、格子状枠体８６は、互いに交差する短冊状部材８５Ａ，８５Ｂの一方（短冊状部材８５Ａ）に、延在方向に対して所定角度で傾斜した切り込み８５ａが所定間隔を空けて複数形成され、これら切り込み８５ａに他方（短冊状部材８５Ｂ）が上方から差し込まれて格子状に組まれている。

なお、本実施形態では、切り込み８５ａの角度は４５°に設定しているが、任意の傾斜角度を設定可能である。また、本実施形態では、上部に切り込み８５ａが入った短冊状部材８５Ａよりも切り込み８５ａに上方から差し込まれる短冊状部材８５Ｂの方が幅を狭く設定されており、組み立て状態で、各短冊状部材８５Ａ，８５Ｂの上端面が面一になるように設定され、反射枠体８４の高さを均一にしている。
また、短冊状部材８５Ｂに延在方向に対して垂直な切り込みを設ければ、下方に隙間の無い反射枠体を組み立てることができる。

このように第８実施形態の面状光源８１では、複数の反射枠体８４が、格子状に組まれた複数の短冊状部材８５Ａ，８５Ｂで構成された格子状枠体８６として一体化されているので、反射枠体８４が連続してマトリクス状に複数配列された格子状枠体８６を複数の短冊状部材８５Ａ，８５Ｂで容易に作製することができ、個別部材の反射枠体を並べる場合よりも部材コスト及び実装工程数等を削減することができる。

また、短冊状部材８５Ｂの表面に、ＬＥＤ光源５が実装されているので、格子状枠体８６に組み立てる前に予め対応する各短冊状部材８５ＢにＬＥＤ光源５を実装しておくことで、容易に内周面にＬＥＤ光源５が実装された反射枠体８４を構成することができる。
さらに、互いに交差する短冊状部材８５Ａ，８５Ｂの一方（短冊状部材８５Ａ）に延在方向に対して所定角度で傾斜した切り込み８５ａが形成され、該切り込み８５ａに他方（短冊状部材８５Ｂ）が差し込まれて格子状に組まれているので、切り込み８５ａの角度によって差し込んだ短冊状部材８５Ｂの内周面及び外周面を容易に所定の傾斜角度とすることができる。

なお、第８実施形態では、反射枠体８４の２辺に相当する互いに対向して平行な短冊状部材８５Ｂだけを傾斜した切り込み８５ａに差し込むことで傾斜させているが、反射枠体８４の４辺に相当する互いに交差する全ての短冊状部材８５Ａ，８５Ｂに傾斜した切り込み８５ａを形成し、互いにそれぞれ切り込み８５ａに差し込んで格子状とすることで、全ての短冊状部材８５Ａ，８５Ｂを傾斜させても構わない。この場合、反射枠体８４の全ての内周面が傾斜することになり、特に、反射枠体８４の四隅の少なくとも一つにＬＥＤ光源５を配置する場合であって、ＬＥＤ光源５の背面側の内周面を傾斜させる場合に好適である。

第９実施形態と第８実施形態との異なる点は、第８実施形態では、互いに交差する短冊状部材８５Ａ，８５Ｂの一方にのみ傾斜した切り込み８５ａを入れて他方を差し込むことで格子状枠体８６を構成しているのに対し、第９実施形態の面状光源９１では、図１３に示すように、互いに交差すると共に同一幅とされた短冊状部材９５Ａ，９５Ｂの両方に延在方向に対して垂直な切り込み９５ａ，９５ｂを入れ、互いに差し込むことで、格子状枠体９６を構成している点である。すなわち、格子状枠体９６を構成するマトリクス状配列の反射枠体９４はいずれも第１実施形態と同様に垂直な内周面を有している。
上記短冊状部材９５Ａの切り込み９５ａは、上部に等間隔で複数形成されていると共に、短冊状部材９５Ｂの切り込み９５ｂは、下部の切り込み９５ａに対応した位置に複数等間隔で形成されている。

また、第９実施形態では、短冊状部材９５Ｂの表面に、ＬＥＤ光源５に接続されると共に外部への接続端子９７ａを備えた実装回路部９７が形成されている点で第８実施形態と異なっている。すなわち、ＬＥＤ光源５は、短冊状部材９５Ｂ表面に直接実装されており、実装回路部９７に電気的に接続されている。
上記実装回路部９７は、短冊状部材９５Ｂに沿ってパターン配線されていると共に、接続端子９７ａが短冊状部材９５Ｂの端部に配されている。

このように、第９実施形態の面状光源９１では、交差する短冊状部材９５Ａ，９５Ｂの両方に切り込み９５ａ，９５ｂを入れて互いに差し込んで格子状枠体９６を構成しているので、各短冊状部材８５の下端面及び上端面を面一にすることができ、反射枠体９４の高さを均一にすると共に、反射板２上へ安定した実装が可能になる。
また、短冊状部材９５Ｂの表面に、ＬＥＤ光源５に接続されると共に外部への接続端子９７ａを備えた実装回路部９７が形成されているので、短冊状部材９５Ｂ自体がＬＥＤ光源５の実装基板となり、フレキシブルプリント基板等の実装基板を別途用意して実装する必要がなくなり、部材コスト及び実装工程の削減を図ることができる。

第１０実施形態と第９実施形態との異なる点は、第９実施形態では、複数の短冊状部材９５Ａ，９５Ｂを格子状に組んで格子状枠体９６を構成しているのに対し、第１０実施形態の面状光源１０１では、図１４に示すように、複数の反射枠体１０４が、一体成型により格子状に形成された格子状枠体１０６として一体化されている点である。
なお、第１０実施形態では、ＬＥＤ光源５は、第８実施形態と同様に図示しないフレキシブルプリント基板に実装されて反射枠体１０４の内周面に貼り付けられている。

このように第１０実施形態の面状光源１０１では、格子状枠体１０６が一体成型により形成されているので、短冊状部材等の複数の部材で構成する場合よりも、さらに部材コスト及び実装工程数の削減を図ることができる。

次に、本発明に係る面状光源及び液晶表示装置を、実施例により図１５から図２２を参照して具体的に説明する。

まず、第１実施形態の単位照明部６及び第２実施形態の単位照明部２６を単体で点灯させた状態で、上方から見た見栄えを示す写真を、図１５及び図１６に示す。これらの写真中、白線の四角枠は、反射枠体４の位置を示している。これら写真から分かるように、点光源であるＬＥＤ光源５から出射された光が反射枠体４内に面状に広がって上方に出射されていることが確認できる。

また、図１７に示すように、第１実施形態の単位照明部６を２つ並べた面状光源とした場合に点灯させた状態で、反射板２と拡散板３との間隔を同じにして、反射枠体４の高さｈを４ｍｍとした場合と、反射枠体４の高さｈを２ｍｍとした場合と、でそれぞれ上方から見た見栄えを示す写真を、図１８及び図１９に示す。これら写真から分かるように、反射枠体４の高さｈが高く拡散板３との隙間Ｓを狭くした場合に比べて、反射枠体４の高さｈが低く拡散板３との隙間Ｓを広くした場合では、全体的に輪郭がぼんやりとして不明確となり、反射枠体４の形状や反射枠体４同士の間もほとんど目立たなくなっている。

次に、図２０に示すように、第２実施形態の単位照明部２６を５つ並べて面状光源を構成し、全ての単位照明部６を点灯させた場合と、５つのうち３つの単位照明部２６だけを選択的に点灯させた場合と、で上方から見た見栄えを示す写真を、それぞれ図２１及び図２２に示す。これら写真から分かるように、５つ全部の単位照明部２６を点灯した場合に比べて３つの単位照明部２６だけを選択的に点灯した場合は、明確に点灯領域が単位照明部２６毎に区分され、部分的に輝度コントロールされていることがわかる。したがって、各単位照明部２６の個別の輝度制御によって、液晶表示パネル１１に表示される画像の輝度やコントラスト等に応じてローカルディミングを行うことが可能である。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。

例えば、上記各実施形態では、正方形枠状又は長方形枠状の反射枠体を用いているが、三角形枠状や六角形枠状等の他の多角形状の反射枠体を採用しても構わない。
また、ＬＥＤ光源としてＲＧＢ−ＬＥＤを用いて、あらゆる色の光を出射させることも可能である。例えば、ＲＧＢ−ＬＥＤとして、一つのパッケージに赤色ＬＥＤ素子（Ｒ）、緑色ＬＥＤ素子（Ｇ）及び青色ＬＥＤ素子（Ｂ）を実装したＬＥＤを光源とする場合や、一つの反射枠体に互いに発光色の異なるＬＥＤ光源をそれぞれ配置しても構わない。これらの場合、各ＬＥＤにおいて印加電流を制御することで、面状光源全体又は単位照明部毎に、様々な色の光で照明することが可能になる。

また、上記各実施形態の面状光源では、拡散板として拡散板本体及び拡散シートを各１枚用いているが、いずれか一方を省略したり、少なくとも一方を複数枚使用しても構わない。さらに、拡散板を、プリズムシートと液晶表示パネルとの間に配置したバックライトユニットとしても構わない。すなわち、拡散板（拡散板本体及び拡散シート）は、輝度ムラ調整のため、その枚数やヘイズを考慮して適宜、設置位置及び枚数等が設定される。

また、１枚のプリズムシートを用いているが、２枚のプリズムシートを採用したバックライトユニットとしても構わない。
なお、上記各実施形態では、液晶表示パネルの大きさに対応した大きさの拡散板、拡散シート及びプリズムシートを採用しているが、これらを第１実施形態の反射枠体のように複数に分割したものを並べて配置する構成を採用しても構わない。

本発明に係る面状光源及び液晶表示装置の第１実施形態において、６つの単位照明部を並べた面状光源を、拡散板及び反射板を除いて示す平面図及び側面図である。 第１実施形態において、４つの単位照明部を並べた面状光源を、拡散板及び反射板を除いて示す斜視図である。 第１実施形態において、液晶表示装置を示す要部の拡大断面図である。 本発明に係る面状光源及び液晶表示装置の第２実施形態において、６つの単位照明部を並べた面状光源を、拡散板及び反射板を除いて示す平面図及び側面図である。 第２実施形態の他の例において、４つの単位照明部を並べた面状光源を、拡散板及び反射板を除いて示す斜視図である。 本発明に係る面状光源及び液晶表示装置の第３実施形態において、４つの単位照明部を並べた面状光源を、拡散板及び反射板を除いて示す斜視図である。 本発明に係る面状光源及び液晶表示装置の第４実施形態において、４つの単位照明部を並べた面状光源を、拡散板及び反射板を除いて示す斜視図である。 本発明に係る面状光源及び液晶表示装置の第５実施形態において、液晶表示装置を示す要部の拡大断面図である。 本発明に係る面状光源及び液晶表示装置の第６実施形態において、単位照明部を千鳥配置に並べた面状光源を、拡散板及び反射板を除いて示す平面図である。 本発明に係る面状光源及び液晶表示装置の第７実施形態において、液晶表示装置を示す要部の拡大断面図である。 本発明に係る面状光源及び液晶表示装置の第８実施形態において、短冊状部材の差し込み時における格子状枠体を示す斜視図である。 第８実施形態において、面状光源を示す斜視図である。 本発明に係る面状光源及び液晶表示装置の第９実施形態において、短冊状部材の差し込み時における面状光源を示す斜視図である。 本発明に係る面状光源及び液晶表示装置の第１０実施形態において、面状光源を示す斜視図である。 本発明に係る面状光源及び液晶表示装置の実施例において、第１実施形態の単位照明部単体を点灯させた際の写真である。 本発明に係る面状光源及び液晶表示装置の実施例において、第２実施形態の単位照明部単体を点灯させた際の写真である。 本発明に係る面状光源及び液晶表示装置の実施例において、第１実施形態の単位照明部を２つ並べた面状光源を、拡散板及び反射板を除いて示す平面図である。 図１７の面状光源において、高さ４ｍｍの反射枠体の単位照明部を点灯させた際の写真である。 図１７の面状光源において、高さ２ｍｍの反射枠体の単位照明部を点灯させた際の写真である。 本発明に係る面状光源及び液晶表示装置の実施例において、第２実施形態の単位照明部を５つ並べた面状光源を、拡散板及び反射板を除いて示す平面図である。 図２０の面状光源において、５つ全ての単位照明部を点灯させた際の写真である。 図２０の面状光源において、３つ選択された単位照明部を点灯させた際の写真である。

符号の説明

１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０９…面状光源、２…反射板、３…拡散板、４，３４，４４，５４，７４，８４，９４，１０４…反射枠体、４ａ，５４ａ…反射枠体の内周面、４ｂ…反射枠体の外周面、５…ＬＥＤ光源、６，２６，３６，４６，６６…単位照明部、７…拡散板本体、８…拡散シート、１０…液晶表示装置、１１…液晶表示パネル、１２…プリズムシート、３５，４５…ひさし部、Ｓ…反射枠体と拡散板との間の隙間、８５Ａ，８５Ｂ，９５Ａ，９５Ｂ…短冊状部材、８５ａ，９５ａ，９５ｂ…切り込み、８６，９６，１０６…格子状枠体、９７…実装回路部、９７ａ…接続端子

Claims (15)

1. 上面が反射面とされた反射板と、
   該反射板の上方に設置され透過する光を拡散させる拡散板と、
   前記反射板上に開口面を上方に向けて設置されると共に内周面が反射面とされた反射枠体と該反射枠体の内側又は内部に設置されると共に前記反射枠体の内周面に光出射面を対向させて一定の広がり角を持って光を出射するＬＥＤ光源とから構成される複数の単位照明部と、を備えていることを特徴とする面状光源。
2. 請求項１に記載の面状光源において、
   前記反射枠体が、白色樹脂で形成されていることを特徴とする面状光源。
3. 請求項１又は２に記載の面状光源において、
   前記反射枠体が、前記ＬＥＤ光源の直上部分を覆うひさし部を有していることを特徴とする面状光源。
4. 請求項３に記載の面状光源において、
   前記ひさし部の下面が、前記ＬＥＤ光源の光出射面に対向する前記反射枠体の内周面に向いて傾斜した下向き傾斜反射面とされていることを特徴とする面状光源。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の面状光源において、
   前記反射枠体の内周面のうち、前記ＬＥＤ光源の光出射面に対向する内周面が前記開口面側に向けて傾斜した上向き傾斜面とされていることを特徴とする面状光源。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の面状光源において、
   前記反射枠体と前記拡散板との間に隙間があることを特徴とする面状光源。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の面状光源において、
   前記反射枠体が、正方形枠状又は長方形枠状とされ、
   前記単位照明部が、複数の縦列及び横列からなるマトリクス状に配置されていることを特徴とする面状光源。
8. 請求項１から６のいずれか一項に記載の面状光源において、
   前記反射枠体が、正方形枠状又は長方形枠状とされていると共に外周面も反射面とされ、
   前記単位照明部が、互いの角部を近接させた状態で千鳥配置され、
   隣接する前記単位照明部の間に、前記反射枠体の外周面に光出射面を対向させて一定の広がり角を持って光を出射するＬＥＤ光源が設置されていることを特徴とする面状光源。
9. 請求項１から６のいずれか一項に記載の面状光源において、
   複数の前記反射枠体が、格子状に組まれた複数の短冊状部材で構成された格子状枠体として一体化されていることを特徴とする面状光源。
10. 請求項９に記載の面状光源において、
    互いに交差する前記短冊状部材の少なくとも一方に延在方向に対して所定角度で傾斜した切り込みが形成され、該切り込みに他方が差し込まれて格子状に組まれていることを特徴とする面状光源。
11. 請求項９又は１０に記載の面状光源において、
    前記短冊状部材の表面に、前記ＬＥＤ光源が実装されていることを特徴とする面状光源。
12. 請求項１１に記載の面状光源において、
    前記短冊状部材の表面に、前記ＬＥＤ光源に接続されると共に外部への接続端子を備えた実装回路部が形成されていることを特徴とする面状光源。
13. 請求項１から６のいずれか一項に記載の面状光源において、
    複数の前記反射枠体が、一体成型により格子状に形成された格子状枠体として一体化されていることを特徴とする面状光源。
14. 請求項７から１３のいずれか一項に記載の面状光源において、
    一定方向の列に並ぶ前記単位照明部が、隣接する他の列の前記単位照明部と異なる向きに前記ＬＥＤ光源の光出射面を配していることを特徴とする面状光源。
15. 液晶表示パネルと、
    前記液晶表示パネルの裏面側に配された請求項１から１４のいずれか一項に記載の面状光源と、を備えていることを特徴とする液晶表示装置。