JP5175956B2 - 発光装置および表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、表示パネルの背面に光を照射するバックライトユニットに設けられる発光装置、この発光装置を備える表示装置に関する。
表示パネルは、２枚の透明基板の間に液晶が封入され、電圧が印加されることにより液晶分子の向きが変えられ光透過率を変化させることで予め定められた映像等が光学的に表示される。この表示パネルには、液晶自体が発光体ではないので、たとえば透過型の表示パネルの背面側に冷陰極管（ＣＣＦＬ）、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）などを光源とした光を照射するバックライトユニットが備えられる。
バックライトユニットには、冷陰極管やＬＥＤ等の光源を底面に並べて光を出す直下型と、冷陰極管やＬＥＤ等の光源を導光板と呼ばれる透明な板のエッジ部に配して、導光板エッジから光を通して背面に設けられたドット印刷やパターン形状によって前面に光を出すエッジライト型とがある。
ＬＥＤは、低消費電力、長寿命、水銀を使わないことによる環境負荷低減などの優れた特性を有するが、価格的に高価であることと、青色発光ＬＥＤが発明されるまでは白色発光ＬＥＤは無かったことと、さらに強い指向性を有していることとから、バックライトユニットの光源としての利用が遅れていた。しかしながら近年、照明用途で、高演色高輝度白色ＬＥＤが急速に普及しており、それに伴ってＬＥＤが安価になってきているので、バックライトユニットの光源としては、冷陰極管からＬＥＤへの移行が進んでいる。
ＬＥＤは強い指向性を有するので、表示パネルの背面において面方向に輝度を均一化して光を照射するという観点では、直下型よりもエッジライト型が有効である。しかしながら、エッジライト型のバックライトユニットは、導光板のエッジ部に集中して光源が配置されることにより光源によって生じた熱が集中するという問題とともに、表示パネルのベゼル部が大きくなるという問題が生じる。さらに、エッジライト型のバックライトユニットは、表示画像の高品質化および省電力化が可能な制御方法として注目されている部分的な調光制御（ローカルディミング）についても制約が大きく、表示画像の高品質化および省電力化が達成可能な小分割領域の制御ができないという問題がある。
そこで、部分的な調光制御に有利な直下型のバックライトユニットにおいて、強い指向性を有するＬＥＤを光源として用いた場合であっても、被照射体の輝度がその被照射体の面方向において均一となるように、光を表示パネルに照射することが可能な方法の検討が進められている。
たとえば、特許文献１には、発光素子と、その発光素子を覆うように設けられた逆円錐形状の窪みを有する樹脂レンズと、樹脂レンズの周囲に設けられた反射板とを備える逆円錐型発光素子ランプが開示されている。また、特許文献２には、発光素子と、発光素子から出射された光を光軸と直交する方向に反射させながら導光する導光反射体とを備える光源ユニットが開示されている。
特開昭６１−１２７１８６号公報 特開２０１０−２３８４２０号公報
特許文献１，２に開示される技術では、発光素子から出射された強い指向性を有する光を、発光素子の光軸と交差する方向に拡散させ、面方向において光を表示パネルに照射することができる。
近年、表示装置の薄型化に対する要求が高まってきており、このような薄型化された表示装置に備えられる直下型の発光装置においては、発光素子から出射された光を発光素子の光軸と交差する方向に精度よく拡散させることが求められる。しかしながら、特許文献１，２に開示される技術では、上記の要求を充分に満足することはできない。
たとえば、特許文献２に開示される技術では、発光素子が反射板の底部の中心に設けられ、反射板の外形状は四角形状であり、反射板の側壁は、反射板の底部に対して垂直に設けられている。このように反射板の外形状が多角形状であると、発光素子から多角形状の角部までの距離は、辺部までの距離よりも長くなり、その結果、表示パネルにおいて角部に臨む部分に照射される光量は、辺部に臨む部分に照射される光量よりも少なくなり、表示パネルへの照射光量が不均一になってしまう。
本発明の目的は、表示パネルを備える表示装置のバックライトユニットに用いられる発光装置において、表示パネルの輝度がその表示パネルの面方向において均一となるように、光を表示パネルに照射することができ、薄型化が可能な発光装置、および、この発光装置を備える表示装置を提供することである。
本発明は、被照射体を照射する発光装置であって、
被照射体に光を照射する発光部と、
前記発光部の周囲に設けられる反射部材と、を備え、
前記反射部材は、
前記被照射体側から平面視したときの外形状が多角形状であり、
前記被照射体側から平面視したときにおける、前記反射部材の角部と前記角部および前記発光部の間の領域である第１反射領域とにおける平均的な全反射率が、前記反射部材の辺部と前記辺部および前記発光部の間の領域である第２反射領域とにおける平均的な全反射率よりも大きく、
前記発光部は、前記被照射体側から平面視したときに、前記反射部材の中央部に配置されることを特徴とする発光装置である。
また本発明は、前記反射部材は、
前記第１反射領域内に、所定の全反射率を有する第１基準反射部と、前記所定の全反射率よりも高い全反射率を有する高反射部と、を有し、
前記角部、前記辺部、および前記第２反射領域の全反射率は、前記所定の全反射率に等しいことを特徴とする。
また本発明は、前記反射部材は、
前記第２反射領域内に、所定の全反射率を有する第２基準反射部と、前記所定の全反射率よりも低い全反射率を有する第１低反射部と、を有し、
前記角部、前記辺部、および前記第１反射領域の全反射率は、前記所定の全反射率に等しいことを特徴とする。
また本発明は、前記反射部材は、
前記辺部内に、所定の全反射率を有する第３基準反射部と、前記所定の全反射率よりも低い全反射率を有する第２低反射部と、を有し、
前記角部、前記第１反射領域、および前記第２反射領域の全反射率は、前記所定の全反射率に等しいことを特徴とする。
また本発明は、前記反射部材は、
前記第１反射領域内に、所定の全反射率を有する第１基準反射部と、前記所定の全反射率よりも高い全反射率を有する高反射部と、を有し、
前記第２反射領域内に、前記所定の全反射率を有する第２基準反射部と、前記所定の全反射率よりも低い全反射率を有する第１低反射部と、を有し、
前記角部および前記辺部の全反射率は、前記所定の全反射率に等しいことを特徴とする。
また本発明は、前記高反射部の拡散反射範囲は、前記第２反射領域の拡散反射範囲よりも狭いことを特徴とする。
また本発明は、前記第１低反射部の拡散反射範囲は、前記第１反射領域の拡散反射範囲よりも広いことを特徴とする。
また本発明は、前記第２低反射部の拡散反射範囲は、前記第１反射領域の拡散反射範囲よりも広いことを特徴とする。
また本発明は、前記高反射部の拡散反射範囲は、前記第１基準反射部の拡散反射範囲よりも狭く、
前記第１低反射部の拡散反射範囲は、前記第１基準反射部の拡散反射範囲よりも広く、
前記第２基準反射部の拡散反射範囲は、前記第１基準反射部の拡散反射範囲に等しいことを特徴とする。
また本発明は、前記反射部材は、前記発光素子を取り囲む基部と、前記基部を取り囲み、前記発光素子から離れるにつれて前記被照射体に近づくように傾斜する傾斜部と、を有することを特徴とする。
また本発明は、表示パネルと、
前記表示パネルの背面に光を照射する前記発光装置を含む照明装置とを備えることを特徴とする表示装置である。
本発明によれば、反射部材は、辺部と第２反射領域とにおける平均的な全反射率よりも、角部と第１反射領域とにおける平均的な全反射率の方が大きいので、第２反射領域および辺部で反射されて被照射体に到達する光の量に対する、第１反射領域および角部で反射されて被照射体に到達する光の量の比が、従来よりも増加する。すなわち、被照射体において反射部材の辺部に臨む部分に到達する光の量に対する、被照射体において反射部材の角部に臨む部分に到達する光の量の比が、従来よりも増加する。その結果、被照射体に照射される光を均一化することができる。
また本発明によれば、第１反射領域に形成され、第１基準反射部、角部、辺部、および第２反射領域の全反射率よりも高い全反射率を有する高反射部により、被照射体において反射部材の角部に臨む部分に到達する光の量を増やすことができる。したがって、被照射体において反射部材の辺部に臨む部分に到達する光の量に対する、被照射体において反射部材の角部に臨む部分に到達する光の量の比を、従来よりも増加させることができ、被照射体に照射される光を均一化することができる。
また本発明によれば、第２反射領域に形成され、第２基準反射部、角部、辺部、および第１反射領域の全反射率よりも低い全反射率を有する第１低反射部により、被照射体において反射部材の辺部に臨む部分に到達する光の量を減らすことができる。したがって、被照射体において反射部材の辺部に臨む部分に到達する光の量に対する、被照射体において反射部材の角部に臨む部分に到達する光の量の比を、従来よりも増加させることができ、被照射体に照射される光を均一化することができる。
また本発明によれば、反射部材の辺部に形成され、第３基準反射部、角部、第１反射領域、および第２反射領域の全反射率よりも低い全反射率を有する第２低反射部により、被照射体において反射部材の辺部に臨む部分に到達する光の量を減らすことができる。したがって、被照射体において反射部材の辺部に臨む部分に到達する光の量に対する、被照射体において反射部材の角部に臨む部分に到達する光の量の比を、従来よりも増加させることができ、被照射体に照射される光を均一化することができる。
また本発明によれば、第１反射領域に形成され、第１基準反射部、角部、辺部、および第２反射領域の全反射率よりも高い全反射率を有する高反射部により、被照射体において反射部材の角部に臨む部分に到達する光の量を増やすことができるとともに、反射部材の第２反射領域に形成され、第１基準反射部、第２基準反射部、高反射部、角部、および辺部の全反射率よりも低い全反射率を有する第１低反射部により、被照射体において反射部材の辺部に臨む部分に到達する光の量を減らすことができる。したがって、被照射体において反射部材の辺部に臨む部分に到達する光の量に対する、被照射体において反射部材の角部に臨む部分に到達する光の量の比を、従来よりも増加させることができ、被照射体に照射される光を均一化することができる。
また本発明によれば、高反射部の拡散反射範囲は、第２反射領域の拡散反射範囲よりも狭い。すなわち、高反射部で反射される光は、第２反射領域で反射される光よりも狭い範囲に拡散する。これによって、被照射体において反射部材の辺部に臨む部分に到達する光の量に対する、被照射体において反射部材の角部に臨む部分に到達する光の量の比を、従来よりもさらに増加させることができ、被照射体に照射される光を均一化することができる。
また本発明によれば、第１低反射部の拡散反射範囲は、第１反射領域の拡散反射範囲よりも広い。すなわち、第１低反射部で反射される光は、第１反射領域で反射される光よりも広い範囲に拡散する。これによって、被照射体において反射部材の辺部に臨む部分に到達する光の量に対する、被照射体において反射部材の角部に臨む部分に到達する光の量の比を、従来よりもさらに増加させることができ、被照射体に照射される光を均一化することができる。
また本発明によれば、第２低反射部の拡散反射範囲は、第１反射領域の拡散反射範囲よりも広い。すなわち、第２低反射部で反射される光は、第１反射領域で反射される光よりも広い範囲に拡散する。これによって、被照射体において反射部材の辺部に臨む部分に到達する光の量に対する、被照射体において反射部材の角部に臨む部分に到達する光の量の比を、従来よりもさらに増加させることができ、被照射体に照射される光を均一化することができる。
また本発明によれば、高反射部の拡散反射範囲は、第１基準反射部の拡散反射範囲よりも狭く、第１低反射部の拡散反射範囲は、第１基準反射部の拡散反射範囲よりも広く、第２基準反射部の拡散反射範囲は、第１基準反射部の拡散反射範囲に等しい。すなわち、第１低反射部で反射される光は、高反射部で反射される光よりも広い範囲に拡散する。これによって、被照射体において反射部材の辺部に臨む部分に到達する光の量に対する、被照射体において反射部材の角部に臨む部分に到達する光の量の比を、従来よりもさらに増加させることができ、被照射体に照射される光を均一化することができる。
また本発明によれば、傾斜部は、発光素子から離れるにつれて被照射体に近づくように傾斜しているので、発光素子から出射された光が、被照射体において反射部材の辺部に臨む部分および角部に臨む部分に到達し易い。したがって、被照射体に照射される光を均一化することができる。
また本発明によれば、表示装置は前記発光装置を含む照明装置によって表示パネルの背面に光を照射するので、より高画質の画像を表示することができる。
液晶表示装置１００の構成を示す分解斜視図である。 図１における切断面線Ａ−Ａで切断したときの液晶表示装置１００の断面を模式的に示す図である。 図１における切断面線Ｂ−Ｂで切断したときの液晶表示装置１００の断面を模式的に示す図である。 基台１１１ｂに支持されたＬＥＤチップ１１１ａとレンズ１１２との位置関係を示す図である。 基台１１１ｂとＬＥＤチップ１１１ａとを示す図である。 プリント基板１２に実装されたＬＥＤチップ１１１ａおよび基台１１１ｂを示す図である。 ＬＥＤチップ１１１ａから出射された光の光路を説明するための図である。 反射部材１１３およびレンズ１１２の斜視図である。 反射部材１１３およびレンズ１１２をＸ方向に平面視したときの図である。 第１実施形態の変形例を示す図である。 発光部１１１および反射部材１１３の斜視図である。 反射部材１２０およびレンズ１１２をＸ方向に平面視したときの図である。 第２実施形態の変形例を示す図である。 反射部材１３０およびレンズ１１２をＸ方向に平面視したときの図である。 反射部材１４０およびレンズ１１２をＸ方向に平面視したときの図である。
図１は、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置１００の構成を示す分解斜視図である。図２−１は、図１における切断面線Ａ−Ａで切断したときの液晶表示装置１００の断面を模式的に示す図である。図２−２は、図１における切断面線Ｂ−Ｂで切断したときの液晶表示装置１００の断面を模式的に示す図である。本発明の表示装置である液晶表示装置１００は、テレビジョンまたはパーソナルコンピュータなどにおいて、画像情報を出力することによって画像を表示画面に表示する装置である。表示画面は、液晶素子を有する透過型の表示パネルである液晶パネル２によって形成され、液晶パネル２は、矩形平板状に形成される。液晶パネル２において、厚み方向の２つの面を、前面２１および背面２２とする。液晶表示装置１００は画像を、前面２１から背面２２に向かう方向に見て視認可能に表示する。
液晶表示装置１００は、液晶パネル２と、本発明に係る発光装置を含むバックライトユニット１とを備える。液晶パネル２は、バックライトユニット１が備えるフレーム部材１３の底部１３１の底面１３１ａと平行に、側壁部１３２により支持される。液晶パネル２は、２枚の基板を含み、厚み方向から見て長方形の板状に形成される。液晶パネル２は、ＴＦＴ（thin film transistor）等のスイッチング素子を含み、２枚の基板の隙間には液晶が注入されている。液晶パネル２は、背面２２側に配置されるバックライトユニット１からの光がバックライトとして照射されることによって、表示機能を発揮する。前記２枚の基板には、液晶パネル２における画素の駆動制御用のドライバー（ソースドライバ）、種々の素子および配線が設けられている。
また、液晶表示装置１００において、液晶パネル２とバックライトユニット１との間には、拡散板３が、液晶パネル２に平行に配置される。なお、液晶パネル２と拡散板３との間に、プリズムシートを配置してもよい。
拡散板３は、バックライトユニット１から照射される光を、面方向に拡散することによって、輝度が局所的に偏ることを防止する。プリズムシートは、拡散板３を介して背面２２側から到達した光の進行の向きを、前面２１側に向ける。拡散板３では、輝度が面方向に偏ることを防ぐために、光の進行方向は、ベクトル成分として、面方向の成分を多く含む。これに対しプリズムシートは、面方向のベクトル成分を多く含む光の進行方向を、厚み方向の成分を多く含む光の進行方向に変換する。具体的には、プリズムシートは、レンズまたはプリズム状に形成される部分が面方向に多数並んで形成され、これによって、厚み方向に進行する光の拡散度を小さくする。したがって、液晶表示装置１００による表示において、輝度を上昇させることができる。
バックライトユニット１は、液晶パネル２に背面２２側から光を照射する直下型のバックライト装置である。バックライトユニット１は、液晶パネル２に光を照射する複数の発光装置１１と、複数のプリント基板１２と、フレーム部材１３とを含む。
フレーム部材１３は、バックライトユニット１の基本構造体であり、液晶パネル２と予め定められた間隔をあけて対向する平板状の底部１３１と、底部１３１に連なり底部１３１から立ち上がる側壁部１３２とからなる。底部１３１は、厚み方向から見て長方形に形成され、その大きさは液晶パネル２よりも少し大き目である。側壁部１３２は、底部１３１のうち短辺を成す２つの端部と、長辺を成す２つの端部とから液晶パネル２の前面２１側に立ち上がって形成される。これによって、平板状の側壁部１３２が底部１３１の周囲に４つ、形成される。
プリント基板１２は、フレーム部材１３の底部１３１に固定される。このプリント基板１２上には、複数の発光装置１１が設けられる。プリント基板１２は、たとえば、導電層が両面に形成されたガラスエポキシからなる基板である。
複数の発光装置１１は、液晶パネル２に光を照射するものである。本実施形態では、複数の発光装置１１を１つの群として、拡散板３を介して液晶パネル２の背面２２の全体にわたって対向するように、複数の発光装置１１が設けられたプリント基板１２を複数並列に配列することで、発光装置１１がマトリクス状に設けられる。各発光装置１１は、フレーム部材１３の底部１３１に垂直なＸ方向に平面視したときに正方形に形成され、拡散板３の液晶パネル２側の面の輝度が６０００ｃｄ／ｍ２となるように規定され、一辺の長さは、たとえば４０ｍｍである。
複数の発光装置１１は、それぞれ、発光部１１１と、プリント基板１２上において発光部１１１の周囲に設けられる反射部材１１３とを備える。発光部１１１は、発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ１１１ａと、ＬＥＤチップ１１１ａを支持する基台１１１ｂと、光学部材であるレンズ１１２とを含む。
図３−１は、基台１１１ｂに支持されたＬＥＤチップ１１１ａとレンズ１１２との位置関係を示す図である。
基台１１１ｂは、ＬＥＤチップ１１１ａを支持するための部材である。この基台１１１ｂは、ＬＥＤチップ１１１ａを支持する支持面が、Ｘ方向に平面視したときに正方形に形成され、正方形の一辺の長さＬ１は、たとえば３ｍｍである。また、基台１１１ｂの高さは、たとえば１ｍｍである。
図３−２は、基台１１１ｂとＬＥＤチップ１１１ａとを示す図であり、図３−２（ａ）が平面図であり、図３−２（ｂ）が正面図であり、図３−３（ｃ）が底面図である。図３−２に示すように、基台１１１ｂは、セラミックスからなる基台本体１１１ｇと、基台本体１１１ｃに設けられる２つの電極１１１ｃとを含んでおり、ＬＥＤチップ１１１ａは、基台１１１ｂの支持面となる基台本体１１１ｇの上面中央部に、接着部材１１１ｆで固定されている。２つの電極１１１ｃは、互いに離間しており、それぞれ、基台本体１１１ｇの上面、側面、および底面に亘って設けられる。
ＬＥＤチップ１１１ａの図示しない２つの端子と、２つの電極１１１ｃとは、２つのボンディングワイヤ１１１ｄによってそれぞれ接続されている。そして、ＬＥＤチップ１１１ａおよびボンディングワイヤ１１１ｄは、シリコン樹脂などの透明樹脂１１１ｅによって封止されている。
図３−３に、プリント基板１２に実装されるＬＥＤチップ１１１ａおよび基台１１１ｂを示す。ＬＥＤチップ１１１ａは、基台１１１ｂを介してプリント基板１２に実装され、プリント基板１２から離れる方向に光を出射する。ＬＥＤチップ１１１ａは、発光装置１１をＸ方向に平面視したときに、基台１１１ｂの中央部に位置する。複数の発光装置１１において、それぞれのＬＥＤチップ１１１ａによる光の出射の制御は、互いに独立して制御可能である。これによって、バックライトユニット１は、部分的な調光制御（ローカルディミング）が可能である。
プリント基板１２へＬＥＤチップ１１１ａおよび基台１１１ｂを実装するときは、まず、プリント基板１２が備える導電層パターンの２つの接続端子部１２１の上に、それぞれ、はんだを付け、そのはんだに、基台本体１１１ｇの底面に設けられる２つの電極１１１ｃがそれぞれ合致するように、たとえば図示しない自動機によって、プリント基板１２に、基台１１１ｂおよび基台１１１ｂに固定されているＬＥＤチップ１１１ａを載せる。基台１１１ｂおよび基台１１１ｂに固定されているＬＥＤチップ１１１ａを載せたプリント基板１２は、赤外線を照射するリフロー槽に送られ、はんだは約２６０℃に熱せられ、基台１１１ｂとプリント基板１２とがはんだ付けされる。
レンズ１１２は、ＬＥＤチップ１１１ａを支持する基台１１１ｂを覆うように、ＬＥＤチップ１１１ａに、インサート成形により、当接して設けられ、ＬＥＤチップ１１１ａから出射した光を複数の方向に反射または屈折させる。すなわち、光を拡散させる。レンズ１１２は、透明なレンズであり、たとえばシリコン樹脂やアクリル樹脂などからなる。
レンズ１１２は、液晶パネル２に対向する面である上面１１２ａが中央部に凹みを有して湾曲し、側面１１２ｂがＬＥＤチップ１１１ａの光軸Ｓと平行な略円柱状に形成され、光軸Ｓに直交する断面における直径Ｌ２がたとえば１０ｍｍであり、基台１１１ｂに対して外方に延出して設けられている。すなわち、レンズ１１２は、ＬＥＤチップ１１１ａの光軸Ｓに直交する方向に関して基台１１１ｂよりも大きい（レンズ１１２の直径Ｌ２は、基台１１１ｂの支持面の一辺の長さＬ１よりも大きい）。このように、レンズ１１２が基台１１１ｂに対して外方に延出して設けられることによって、ＬＥＤチップ１１１ａから出射した光をレンズ１１２により広範囲に拡散させることができる。
また、レンズ１１２の高さＨ１は、たとえば４．５ｍｍであり、直径Ｌ２よりも小さい。換言すれば、レンズ１１２は、ＬＥＤチップ１１１ａの光軸Ｓに直交する方向の長さ（直径Ｌ２）が、高さＨ１よりも大きい。このレンズ１１２に入射した光は、レンズ１１２の内部において光軸Ｓに交差する方向に拡散される。
上記のように、直径Ｌ２を高さＨ１よりも大きく設定するのは、バックライトユニット１の薄型化と液晶パネル２への光の均一照射のためである。バックライトユニット１を薄型化するためには、レンズ１１２の高さＨ１を小さく、すなわち、レンズ１１２を極力薄くする必要がある。しかしながら、レンズ１１２を薄くすると、液晶パネル２の背面２２に照度むらが発生し易くなり、その結果、液晶パネル２の前面２１に輝度むらが発生し易くなる。特に、隣接するＬＥＤ１１１ａの間の距離が長い場合、液晶パネル２の背面２２において隣接するＬＥＤチップ１１１ａの間の領域は、ＬＥＤチップ１１１ａから遠く離れており、照射光量が少なくなるので、その領域とＬＥＤチップ１１１ａに近接する領域との間で、照度むら（輝度むら）が生じ易くなる。ＬＥＤチップ１１１ａから照射された光を、レンズ１１２を介して、ＬＥＤチップ１１１ａから遠く離れた領域に照射させるには、レンズ１１２の直径Ｌ２をある程度大きくする必要があり、本実施形態では、レンズ１１２の直径Ｌ２を、高さＨ１よりも大きくすることで、バックライトユニット１の薄型化と液晶パネル２への光の均一照射とを可能にしている。
なお、仮に、レンズ１１２の高さＨ１よりも、レンズ１１２の直径Ｌ２を小さくした場合、薄型化および均一照射が困難となるばかりでなく、ＬＥＤチップ１１１ａに合わせてレンズ１１２を成形するインサート成形において、バランスが悪くなり易いという課題が生じる。また、ＬＥＤチップ１１１ａおよび基台１１１ｂと、インサート成形されたレンズ１１２とからなる発光部１１１をプリント基板１２にはんだ付けする際に、バランスを崩し易く、組立上にも課題が生じる。
レンズ１１２の上面１１２ａは、中央部分１１２１と、第１湾曲部分１１２２と、第２湾曲部分１１２３とを含んで構成される。レンズ１１２において、中央部に凹みを有して湾曲した上面１１２ａは、到達した光を反射させて側面１１２ｂから出射させる第１領域と、到達した光を外方に屈折させて上面１１２ａから出射させる第２領域とを有する。第１領域は第１湾曲部分１１２２に形成され、第２領域は第２湾曲部分１１２３に形成される。
中央部分１１２１は、液晶パネル２に対向する上面１１２ａの中央部に形成され、中央部分１１２１の中心（すなわち、レンズ１１２の光軸）は、ＬＥＤチップ１１１ａの光軸Ｓ上に位置する。中央部分１１２１は、ＬＥＤチップ１１１ａの発光面に平行な円形状に形成され、その直径Ｌ３は、たとえば１ｍｍである。なお、本発明の他の実施形態としては、中央部分１１２１の形状を、上記円形状の代わりに、上記円形状を仮想的な底面とし、この底面からＬＥＤチップ１１１ａに向かって突出する円錐の側面形状にしてもよい。
中央部分１１２１は、被照射体である拡散板３において、中央部分１１２１に対向する領域に光を照射するために形成されている。ただし、中央部分１１２１はＬＥＤチップ１１１ａに対向する部分であるので、ＬＥＤチップ１１１ａから出射される光の大半が中央部分１１２１に到達し、その大半の光がそのまま透過した場合、中央部分１１２１に対向する領域の照度が際立って大きくなる。そこで、中央部分１１２１の形状を、上記円錐の側面形状とすることが好ましい。上記円錐の側面形状とした場合、大半の光が中央部分１１２１で反射され、中央部分１１２１を透過する光は少なくなるので、中央部分１１２１に対向する領域の照度を抑えることができる。
第１湾曲部分１１２２は、中央部分１１２１の外周縁端部に連なり、外方に向かうにつれてＬＥＤチップ１１１ａの光軸Ｓ方向の一方（液晶パネル２に向かう方向）に延び、内方および光軸Ｓ方向の一方に凸となるように湾曲した環状の曲面である。この曲面の形状は、ＬＥＤチップ１１１ａから出射された光が全反射するように設計される。
より詳細には、ＬＥＤチップ１１１ａから出射された光のうち、第１湾曲部分１１２２に到達した光は、第１湾曲部分１１２２で全反射した後、レンズの側面１１２ｂを透過し、反射部材１１３へ向かう。反射部材１１３に到達した光は、反射部材１１３で拡散され、被照射体である拡散板３において、ＬＥＤチップ１１１ａに対向していない領域に照射される。これにより、ＬＥＤチップ１１１ａに対向していない領域への照射光量を増加させることができる。
第１湾曲部分１１２２は、ＬＥＤチップ１１１ａから出射された光を全反射するために、ＬＥＤチップ１１１ａから出射された光の入射角度が、臨界角φ以上となるように形成される。たとえば、レンズ１１２の材質をアクリル樹脂とするとき、アクリル樹脂の屈折率は１．４９であり、空気の屈折率は１であるので、sinφ＝１／１．４９となる。この式から、臨界角φは４２．１°となり、第１湾曲部分１１２２は、入射角度が４２．１°以上となる形状に形成される。
第２湾曲部分１１２３は、第１湾曲部分１１２２の外周縁端部に連なり、外方に向かうにつれてＬＥＤチップ１１１ａの光軸Ｓ方向の他方（液晶パネル２から離反する方向）に延び、外方および光軸Ｓ方向の一方に凸となるように湾曲した環状の曲面である。本実施形態では、レンズ１１２は、その底面が後述する反射部材１１３の基部１１３１に当接して設けられる。
ＬＥＤチップ１１１ａから出射された光のうち、第２湾曲部分１１２３に到達した光は、第２湾曲部分１１２３を透過するときに、発光部１１１に向かう方向に屈折して、拡散板３および反射部材１１３に向かう。反射部材１１３に到達した光は、拡散して拡散板３に向かう。このように第２湾曲部分１１２３により拡散板３へ向かう光は、拡散板３において、中央部分１１２１および第１湾曲部分１１２２により光が照射される領域とは異なる領域に主に照射され、これによって光量の補完が行われる。なお、第２湾曲部分１１２３は、光を透過する必要があるので、ＬＥＤチップ１１１ａから出射された光を全反射しないように、入射角度が４２．１°未満となる形状に形成される。
このように、レンズ１１２は、中央部分１１２１の外周縁端部に、ＬＥＤチップ１１１ａから出射された光をレンズ１１２の側面１１２ｂへ向けて全反射させる第１湾曲部分１１２２が形成され、その第１湾曲部分１１２２の外周縁端部に、ＬＥＤチップ１１１ａから出射された光を屈折させる第２湾曲部分１１２３が形成されている。ＬＥＤチップ１１１ａは一般的に指向性が強く、光軸Ｓ付近の光量が極めて大きく、光軸Ｓに対する光の出射角度が大きくなればなるほど光量が小さくなる。したがって、ＬＥＤチップ１１１ａの光軸Ｓ（すなわち、レンズ１１２の光軸）から比較的遠い領域への照射光量を大きくするためには、光軸Ｓに対する出射角度が大きな光を、この領域へ向けるのではなく、出射角度が小さな光を、この領域へ向ける必要がある。本実施形態では、上記のように、光軸Ｓが通る中央部分１１２１の周囲に、上記領域へ向けて光を全反射させる第１湾曲部分１１２２が隣接して形成されるので、この領域への照射光量を大きくすることができる。これに対して、仮に、中央部分１１２１の周囲に、第２湾曲部分１１２３を隣接させて形成し、その第２湾曲部分１１２３の周囲に、第１湾曲部分１１２２を隣接して形成した場合、第１湾曲部分１１２２へ向かう光の光軸Ｓに対する出射角度が大きくなり、その結果、第１湾曲部分１１２２で全反射されて上記領域に照射される光の量は少なくなってしまう。
図４は、ＬＥＤチップ１１１ａから出射された光の光路を説明するための図である。ＬＥＤチップ１１１ａから出射した光は、レンズ１１２に入射し、このレンズ１１２で拡散される。具体的には、レンズ１１２に入射した光のうち、液晶パネル２に対向する上面１１２ａにおいて中央部分１１２１に到達した光は、液晶パネル２に向けて矢符Ａ１方向に出射され、第１湾曲部分１１２２に到達した光は、全反射して側面１１２ｂから矢符Ａ２方向に出射され、第２湾曲部分１１２３に到達した光は、外方（ＬＥＤチップ１１１ａから遠ざかる方向）に屈折して液晶パネル２に向けて矢符Ａ３方向に出射される。
また、本実施形態では、ＬＥＤチップ１１１ａとレンズ１１２とは、レンズ１１２の中心（すなわち、レンズ１１２の光軸）がＬＥＤチップ１１１ａの光軸Ｓ上に位置し、レンズ１１２がＬＥＤチップ１１１ａに当接するように、予め高精度に位置合わせされて形成されている。このように、ＬＥＤチップ１１１ａとレンズ１１２とを、予め位置合わせして形成する方法としては、インサート成形、所定の形状に成形されたレンズ１１２に、基台１１１ｂに支持されたＬＥＤチップ１１１ａを嵌合させる方法などを挙げることができる。本実施形態では、ＬＥＤチップ１１１ａとレンズ１１２とは、インサート成形により、予め位置合わせされて形成されている。
インサート成形する際には、大きく分けて、上面金型と下面金型とを使用する。上面金型と下面金型とを合わせた際に形成される空間に、ＬＥＤチップ１１１ａを保持した状態で、レンズ１１２の原料となる樹脂を樹脂流入口から注入することにより成形する。なお、上面金型と下面金型とを合わせた際に形成される空間に、基台１１１ｂに支持されたＬＥＤチップ１１１ａを保持した状態で、レンズ１１２の原料となる樹脂を樹脂注入口から注入することにより成形するようにしてもよい。このように、ＬＥＤチップ１１１ａとレンズ１１２とをインサート成形により形成することによって、レンズ１１２がＬＥＤチップ１１１ａに当接するように、高精度に位置合わせすることができる。これによって、バックライトユニット１は、ＬＥＤチップ１１１ａから出射した光を、ＬＥＤチップ１１１ａに当接したレンズ１１２により、精度よく反射および屈折させることができるので、拡散板３からプリント基板１２までの距離Ｈ３が小さい薄型化された液晶表示装置１００においても、液晶パネル２の輝度がその面方向において均一となるように、光を液晶パネル２に照射することができる。
図５および図６を用いて反射部材１１３について説明する。図５は、反射部材１１３およびレンズ１１２の斜視図であり、図６は、反射部材１１３およびレンズ１１２をＸ方向に平面視したときの図である。反射部材１１３は、入射する光を液晶パネル２へ向けて反射する部材である。反射部材１１３は、Ｘ方向に平面視したときの外形状が多角形状、たとえば正方形状である。反射部材１１３は、中心に開口部が設けられた、１辺の長さが３８．８ｍｍの正方形平板状の基部１１３１と、基部１１３１を取り囲み、ＬＥＤチップ１１１ａから遠ざかるにつれてプリント基板１２から遠ざかるように傾斜して形成される傾斜部１１３２とを有する。基部１１３１と傾斜部１１３２とによって構成される反射部材１１３は、レンズ１１２内に設けられるＬＥＤチップ１１１ａ（図５および図６では不図示）を中心とした逆ドーム状に設けられる。
本実施形態では、反射部材１１３は、Ｘ方向に平面視したときの外形状が正方形状であり、その正方形状の対角線について線対称に構成される。また、正方形状の中心点について９０°回転対称に構成される。
基部１１３１は、Ｘ方向に平面視したときの正方形状の各辺が、マトリクス状に配置される複数のＬＥＤチップ１１１ａの行方向または列方向と平行になるように形成される。また、基部１１３１は、プリント基板１２に沿って形成され、Ｘ方向に平面視したときに、中央部に正方形状の開口部が設けられる。この正方形状の開口部の１辺の長さは、ＬＥＤチップ１１１ａを支持する基台１１１ｂの１辺の長さＬ１と同程度であり、この開口部に基台１１１ｂが挿通される。
傾斜部１１３２は、主面が台形状の４つの台形状平板１１３２ａの総称である。各台形状平板１１３２ａにおいて、台形状の短い方の底辺１１３２ａａは、正方形状である基部１１３１の各辺にそれぞれ連なり、長い方の底辺１１３２ａｂは、Ｘ方向において、基部１１３１よりもプリント基板１２から離間した位置に設けられる。隣接する台形状平板１１３２ａ同士は、側辺１１３２ａｃ同士が連なる。
図２−１に示す、台形状平板１１３２ａとプリント基板１２との間の傾斜角度θ１は、たとえば８０°である。また、Ｘ方向における傾斜部１１３２の高さＨ２は、たとえば３．５ｍｍである。
基部１１３１および傾斜部１１３２は、高輝性ＰＥＴ（PolyEthylene Terephthalate）、アルミニウムなどからなる。高輝性ＰＥＴとは、蛍光剤を含有した発泡性ＰＥＴであり、たとえば、東レ株式会社製のＥ６０Ｖ（商品名）などを挙げることができる。基部１１３１および傾斜部１１３２の厚みは、たとえば０．１〜０．５ｍｍである。
図６に示すように、Ｘ方向に平面視したとき、傾斜部１１３２において、正方形状の反射部材１１３の角となる領域を、角部１１３ｂと称する。また、Ｘ方向に平面視したとき、傾斜部１１３２において、正方形状の反射部材１１３の辺となる領域であって、角部１１３ｂを除く領域を、辺部１１３ａと称する。また、Ｘ方向に平面視したとき、基部１１３１において、レンズ１１２と重なる領域を、中央部１１３ｃと称する。また、Ｘ方向に平面視したとき、基部１１３１において、角部１１３ｂと中央部１１３ｃとの間の領域を、第１反射領域１１３ｄと称する。第１反射領域１１３ｄの幅Ｌ４は、１０ｍｍ〜２５ｍｍである。また、Ｘ方向に平面視したとき、基部１１３１において、辺部１１３ａと中央部１１３ｃとの間の領域を、第２反射領域１１３ｅと称する。第２反射領域１１３ｅの幅Ｌ５は、１５ｍｍ〜３５ｍｍである。
第１反射領域１１３ｄには、第１基準反射部１１３ｆと高反射部１１３ｇとが設けられる。第１基準反射部１１３ｆは、第１反射領域１１３ｄにおいて、ＬＥＤチップ１１１ａから出射される可視光に対する全反射率が、所定の値、たとえば、９０％〜９９％となる部分である。高反射部１１３ｇは、第１反射領域１１３ｄにおいて、全反射率が、第１基準反射部１１３ｆの全反射率よりも高い部分である。
高反射部１１３ｇは、基部１１３１上に、高輝性ＰＥＴシートを貼り付けることで形成される。また、一部分が鏡面仕上げされた金型を用いて、高輝性ＰＥＴなどを成形加工することによって、高反射部１１３ｇを有する反射部材１１３を形成してもよい。この場合、基部１１３１の一部分が高反射部１１３ｇとなる。
本実施形態では、高反射部１１３ｇの全反射率は、９７％である。また、第１基準反射部１１３ｆの全反射率は、９４％である。さらに、第２反射領域１１３ｅ、辺部１１３ａ、角部１１３ｂ、および中央部１１３ｃの全反射率も、９４％である。全反射率は、ＪＩＳ Ｈ ０２０１：１９９８で規定されているように、鏡面反射率と拡散反射率との和であり、ＪＩＳ Ｋ ７３７５に準拠して測定することができる。
本実施形態では、高反射部１１３ｇの拡散反射範囲は、第２反射領域１１３ｅの拡散反射範囲よりも狭い。ここで、拡散反射範囲とは、ある面において拡散反射が生じるときの光の拡がり具合を示す数値である。より詳細には、ある面に対して、所定の照度となるように、所定のスポット径の光を所定の入射角度で入射させた場合に、その面の図心位置からスポット径よりも充分大きな一定距離離間して設けられ、この一定距離を半径とする仮想的な球面の面積よりも充分に小さな面積の検出面を有する検出器によって、所定の照度閾値以上の照度が検出される位置すべてに、その検出器を移動させたときの検出面の軌跡がなす、上記仮想的な球面の一部の曲面の面積として定義される。この曲面の面積が大きいとき、拡散反射による光の拡がり具合が大きいことを示し、この曲面の面積が小さいとき、拡散反射による光の拡がり具合が小さいことを示す。
高反射部１１３ｇの拡散反射範囲は、たとえば、第２反射領域１１３ｅの拡散反射範囲の１／３倍〜１／８倍である。なお、本実施形態では、第１基準反射部１１３ｆ、辺部１１３ａ、角部１１３ｂ、および中央部１１３ｃの拡散反射範囲は、第２反射領域１１３ｅの拡散反射範囲に等しい。
本実施形態では、高反射部１１３ｇは、１つの第１反射領域１１３ｄ内に１つ設けられる。高反射部１１３ｇは、第１反射領域１１３ｄの中央部において正方形状に形成されており、正方形状の１辺の長さは、たとえば、５ｍｍである。また、第１反射領域１１３ｄにおいて、高反射部１１３ｇ以外の領域は、第１基準反射部１１３ｆとなっている。なお、高反射部１１３ｇの数や、形状・大きさは、上記したものに限られない。
図７に、第１実施形態の変形例を示す。この変形例では、２等辺３角形状の高反射部１１３ｇが、各第１反射領域１１３ｄにおいて角部１１３ｂに囲まれる部分に、それぞれ１つずつ形成されている。２等辺３角形状の高反射部１１３ｇの斜辺の長さは、たとえば、８ｍｍである。
上記のように構成され、複数の発光装置１１にそれぞれ備えられる反射部材１１３は、互いに一体的に成形されるのが好ましい。複数の反射部材１１３を一体成形する方法としては、反射部材１１３が発泡性ＰＥＴにより構成されている場合には押出し成型加工を挙げることができ、反射部材１１３がアルミニウムにより構成されている場合にはプレス加工を挙げることができる。このように、複数の発光部１１１にそれぞれ備えられる反射部材１１３を一体成形することによって、複数の発光部１１１のプリント基板１２に対する配置位置の精度を向上することができるとともに、バックライトユニット１の組立作業時に、反射部材１１３を取り付ける作業数を低減することができるので、組立作業の効率を向上することができる。
以上のように構成されるバックライトユニット１を備える液晶表示装置１００における、ＬＥＤチップ１１１ａから出射した光の光路について図４および図８を用いて説明する。図８は、発光部１１１および図６に示す反射部材１１３の斜視図であり、レンズ１１２を省略している。
上述したように、バックライトユニット１において、ＬＥＤチップ１１１ａから出射し、レンズ１１２に入射した光のうち、液晶パネル２に対向する上面１１２ａにおいて中央部分１１２１に到達した光は、液晶パネル２に向けて矢符Ａ１方向に出射され、第１湾曲部分１１２２に到達した光は、反射して側面１１２ｂから矢符Ａ２方向に出射され、第２湾曲部分１１２３に到達した光は、外方に屈折して液晶パネル２に向けて矢符Ａ３方向に出射される。このように出射される光は、Ｘ方向に直交する面方向において、等方的に拡がる。
Ｘ方向に直交する面方向において反射部材１１３の中央部１１３ｃから角部１１３ｂに向かう光の一部は、図８に示す光路Ａ４のように進み、第１反射領域１１３ｄの高反射部１１３ｇで鏡面反射および拡散反射されて、角部１１３ｂに到達する。角部１１３ｂに光が到達すると、角部１１３ｂで鏡面反射および拡散反射が生じ、液晶パネル２において角部１１３ｂに臨む部分に光が到達する。
また、Ｘ方向に直交する面方向において反射部材１１３の中央部１１３ｃから辺部１１３ａに向かう光の一部は、図８に示す光路Ａ５のように進み、第２反射領域１１３ｅで鏡面反射および拡散反射されて、辺部１１３ａに到達する。辺部１１３ａに光が到達すると、辺部１１３ａで鏡面反射および拡散反射が生じ、液晶パネル２において辺部１１３ａに臨む部分に到達する。
このように、ＬＥＤチップ１１１ａから出射された光は、反射部材１１３によって反射されて液晶パネル２に照射される。反射部材１１３は、第１反射領域１１３ｄに、第１基準反射部１１３ｆ、辺部１１３ａ、角部１１３ｂ、および第２反射領域１１３ｅの全反射率よりも高い全反射率を有する高反射部１１３ｇを有するので、辺部１１３ａと第２反射領域１１３ｅとにおける平均的な全反射率よりも、角部１１３ｂと第１反射領域１１３ｄとにおける平均的な全反射率の方が高くなる。ここで、平均的な全反射率とは、全反射率に対して、その反射率を有する面の面積を重みとした、全反射率の平均値である。
反射部材１１３の辺部１１３ａと第２反射領域１１３ｅとにおける平均的な全反射率よりも、角部１１３ｂと第１反射領域１１３ｄとにおける平均的な全反射率の方が高くなる結果、第２反射領域１１３ｅおよび辺部１１３ａで反射されて液晶パネル２に到達する光の量に対する、第１反射領域１１３ｄおよび角部１１３ｂで反射されて液晶パネル２に到達する光の量の比が、従来よりも増加する。すなわち、液晶パネル２において辺部１１３ａに臨む部分に到達する光の量に対する、液晶パネル２において角部１１３ｂに臨む部分に到達する光の量の比が、従来よりも増加する。これによって、バックライトユニット１は、液晶パネル２に照射される光を均一化することができ、バックライトユニット１を備える液晶表示装置１００は、より高画質の画像を表示することができる。
また本実施形態では、高反射部１１３ｇの拡散反射範囲は、第２反射領域１１３ｅの拡散反射範囲よりも狭くなっている。すなわち、高反射部１１３ｇで反射される光は、第２反射領域１１３ｅで反射される光よりも狭い範囲に拡散する。これによって、液晶パネル２において反射部材１１３の辺部１１３ａに臨む部分に到達する光の量に対する、液晶パネル２において反射部材１１３の角部１１３ｂに臨む部分に到達する光の量の比を、従来よりもさらに増加させることができ、バックライトユニット１は、液晶パネル２に照射される光をより均一化することができる。
また本実施形態では、反射部材１１３は、基部１１３１と傾斜部１１３２とから構成される。傾斜部１１３２は、ＬＥＤチップ１１１ａから離れるにつれて液晶パネル２に近づくように傾斜しているので、ＬＥＤチップ１１１ａから出射された光が、液晶パネル２において反射部材１１３の辺部１１３ａに臨む部分および角部１１３ｂに臨む部分に到達し易い。したがって、バックライトユニット１は、液晶パネル２に照射される光をより均一化することができる。
次に、図９を用いて、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態は、反射部材１１３の代わりに、反射部材１２０を備えること以外は、第１実施形態と同様に構成されるので、反射部材１２０についてのみ説明する。また、反射部材１２０は、反射部材１１３とほぼ同様に構成されるので、反射部材１１３との間の相違点を主に説明する。
図９は、反射部材１２０およびレンズ１１２をＸ方向に平面視したときの図である。反射部材１２０は、Ｘ方向に平面視したとき、辺部１２０ａと、角部１２０ｂと、中央部１２０ｃと、第１反射領域１２０ｄと、第２反射領域１２０ｅとから構成される。辺部１２０ａ、角部１２０ｂ、中央部１２０ｃ、第１反射領域１２０ｄ、および第２反射領域１２０ｅは、それぞれ、第１実施形態における、辺部１１３ａ、角部１１３ｂ、中央部１１３ｃ、第１反射領域１１３ｄ、および第２反射領域１１３ｅに対応する。
第２反射領域１２０ｅには、第２基準反射部１２０ｆと第１低反射部１２０ｇとが設けられる。第２基準反射部１２０ｆは、第２反射領域１２０ｅにおいて、ＬＥＤチップ１１１ａから出射される可視光に対する全反射率が、所定の値、たとえば、９０％〜９９％となる部分である。第１低反射部１２０ｇは、第２反射領域１２０ｅにおいて、全反射率が、第２基準反射部１２０ｆの全反射率よりも低い部分である。
第１低反射部１２０ｇは、反射部材１２０の一部を、黒またはグレイの着色剤によって着色することで形成される。なお、着色した部分の表面を、サンドブラスト処理などで荒らしてもよい。
第１低反射部１２０ｇの全反射率は、たとえば、４０％〜８０％であり、本実施形態では７５％である。また、第２基準反射部１２０ｆの全反射率は、９４％である。さらに、第１反射領域１２０ｄ、辺部１２０ａ、角部１２０ｂ、および中央部１２０ｃの全反射率も、９４％である。
本実施形態では、第１低反射部１２０ｇの拡散反射範囲は、第１反射領域１２０ｄの拡散反射範囲よりも広い。第１低反射部１２０ｇの拡散反射範囲は、たとえば、第１反射領域１２０ｄの拡散反射範囲の１．２倍〜５倍である。なお、本実施形態では、第２基準反射部１２０ｆ、辺部１２０ａ、角部１２０ｂ、および中央部１２０ｃの拡散反射範囲は、第１反射領域１２０ｄの拡散反射範囲に等しい。
本実施形態では、第１低反射部１２０ｇは、１つの第２反射領域１２０ｅ内に１つ設けられる。第１低反射部１２０ｇは、第２反射領域１２０ｅの中央部において、反射部材１２０の中央部１２０ｃから辺部１２０ａへ向かって延びる長方形状に形成されており、長方形状の長辺の長さは、たとえば、１５ｍｍであり、短辺の長さは、たとえば、３ｍｍである。また、第２反射領域１２０ｅにおいて、第１低反射部１２０ｇ以外の領域は、第２基準反射部１２０ｆとなっている。なお、第１低反射部１２０ｇの数や、形状・大きさは、上記したものに限られない。
図１０に、第２実施形態の変形例を示す。この変形例では、正３角形状の第１低反射部１２０ｇが、各第２反射領域１２０ｅにおいて、辺部１２０ａから中央部１２０ｃへ向かう方向に凸となるように、それぞれ１つずつ形成されている。正３角形状の第１低反射部１２０ｇの１辺の長さは、たとえば、３ｍｍである。
このように構成される反射部材１２０を備えるバックライトユニット１では、ＬＥＤチップ１１１ａから出射された光は、反射部材１２０によって反射されて液晶パネル２に照射される。反射部材１２０は、第２反射領域１２０ｅに、第２基準反射部１２０ｆ、辺部１２０ａ、角部１２０ｂ、および第１反射領域１２０ｄの全反射率よりも低い全反射率を有する第１低反射部１２０ｇを有するので、辺部１２０ａと第２反射領域１２０ｅとにおける平均的な全反射率よりも、角部１２０ｂと第１反射領域１２０ｄとにおける平均的な全反射率の方が高くなる。
反射部材１２０の辺部１２０ａと第２反射領域１２０ｅとにおける平均的な全反射率よりも、角部１２０ｂと第１反射領域１２０ｄとにおける平均的な全反射率の方が高くなる結果、第２反射領域１２０ｅおよび辺部１２０ａで反射されて液晶パネル２に到達する光の量に対する、第１反射領域１２０ｄおよび角部１２０ｂで反射されて液晶パネル２に到達する光の量の比が、従来よりも増加する。すなわち、液晶パネル２において辺部１２０ａに臨む部分に到達する光の量に対する、液晶パネル２において角部１２０ｂに臨む部分に到達する光の量の比が、従来よりも増加する。これによって、バックライトユニット１は、液晶パネル２に照射される光を均一化することができ、バックライトユニット１を備える液晶表示装置１００は、より高画質の画像を表示することができる。
また本実施形態では、第１低反射部１２０ｇの拡散反射範囲は、第１反射領域１２０ｄの拡散反射範囲よりも広くなっている。すなわち、第１低反射部１２０ｇで反射される光は、第１反射領域１２０ｄで反射される光よりも広い範囲に拡散する。これによって、液晶パネル２において反射部材１２０の辺部１２０ａに臨む部分に到達する光の量に対する、液晶パネル２において反射部材１２０の角部１２０ｂに臨む部分に到達する光の量の比を、従来よりもさらに増加させることができ、バックライトユニット１は、液晶パネル２に照射される光をより均一化することができる。
次に、図１１を用いて、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態は、反射部材１１３の代わりに、反射部材１３０を備えること以外は、第１実施形態と同様に構成されるので、反射部材１３０についてのみ説明する。また、反射部材１３０は、反射部材１１３とほぼ同様に構成されるので、反射部材１１３との間の相違点を主に説明する。
図１１は、反射部材１３０およびレンズ１１２をＸ方向に平面視したときの図である。反射部材１３０は、Ｘ方向に平面視したとき、辺部１３０ａと、角部１３０ｂと、中央部１３０ｃと、第１反射領域１３０ｄと、第２反射領域１３０ｅとから構成される。辺部１３０ａ、角部１３０ｂ、中央部１３０ｃ、第１反射領域１３０ｄ、および第２反射領域１３０ｅは、それぞれ、第１実施形態における、辺部１１３ａ、角部１１３ｂ、中央部１１３ｃ、第１反射領域１１３ｄ、および第２反射領域１１３ｅに対応する。
辺部１３０ａには、第３基準反射部１３０ｆと第２低反射部１３０ｇとが設けられる。第３基準反射部１３０ｆは、辺部１３０ａにおいて、ＬＥＤチップ１１１ａから出射される可視光に対する全反射率が、所定の値、たとえば、９０％〜９９％となる部分である。第２低反射部１３０ｇは、辺部１３０ａにおいて、全反射率が、第３基準反射部１３０ｆの全反射率よりも低い部分である。
第２低反射部１３０ｇは、反射部材１３０の一部を、黒またはグレイの着色剤によって着色することで形成される。なお、着色した部分の表面を、サンドブラスト処理などで荒らしてもよい。
第２低反射部１３０ｇの全反射率は、たとえば、４０％〜８０％であり、本実施形態では７５％である。また、第３基準反射部１３０ｆの全反射率は、９４％である。さらに、第１反射領域１３０ｄ、第２反射領域１３０ｅ、角部１３０ｂ、および中央部１３０ｃの全反射率も、９４％である。
本実施形態では、第２低反射部１３０ｇの拡散反射範囲は、第１反射領域１３０ｄの拡散反射範囲よりも広い。第２低反射部１３０ｇの拡散反射範囲は、たとえば、第１反射領域１３０ｄの拡散反射範囲の２倍〜８倍である。なお、本実施形態では、第３基準反射部１３０ｆ、第２反射領域１３０ｅ、角部１３０ｂ、および中央部１３０ｃの拡散反射範囲は、第１反射領域１３０ｄの拡散反射範囲に等しい。
本実施形態では、第２低反射部１３０ｇは、１つの辺部１３０ａ内に１つ設けられる。第２低反射部１３０ｇは、辺部１３０ａの中央部において、辺部１３０ａの長手方向に沿って延びる長方形状に形成されており、長方形状の長辺の長さは、たとえば、８ｍｍであり、短辺の長さは、たとえば、１．５ｍｍである。また、辺部１３０ａにおいて、第２低反射部１３０ｇ以外の領域は、第３基準反射部１３０ｆとなっている。なお、第２低反射部１３０ｇの数や、形状・大きさは、上記したものに限られない。
このように構成される反射部材１３０を備えるバックライトユニット１では、ＬＥＤチップ１１１ａから出射された光は、反射部材１３０によって反射されて液晶パネル２に照射される。反射部材１３０は、辺部１３０ａに、第３基準反射部１３０ｆ、角部１３０ｂ、第１反射領域１３０ｄ、および第２反射領域１３０ｅの全反射率よりも低い全反射率を有する第２低反射部１３０ｇを有するので、辺部１３０ａと第２反射領域１３０ｅとにおける平均的な全反射率よりも、角部１３０ｂと第１反射領域１３０ｄとにおける平均的な全反射率の方が高くなる。
反射部材１３０の辺部１３０ａと第２反射領域１３０ｅとにおける平均的な全反射率よりも、角部１３０ｂと第１反射領域１３０ｄとにおける平均的な全反射率の方が高くなる結果、第２反射領域１３０ｅおよび辺部１３０ａで反射されて液晶パネル２に到達する光の量に対する、第１反射領域１３０ｄおよび角部１３０ｂで反射されて液晶パネル２に到達する光の量の比が、従来よりも増加する。すなわち、液晶パネル２において辺部１３０ａに臨む部分に到達する光の量に対する、液晶パネル２において角部１３０ｂに臨む部分に到達する光の量の比が、従来よりも増加する。これによって、バックライトユニット１は、液晶パネル２に照射される光を均一化することができ、バックライトユニット１を備える液晶表示装置１００は、より高画質の画像を表示することができる。
また本実施形態では、第２低反射部１３０ｇの拡散反射範囲は、第１反射領域１３０ｄの拡散反射範囲よりも広くなっている。すなわち、第２低反射部１３０ｇで反射される光は、第１反射領域１３０ｄで反射される光よりも広い範囲に拡散する。これによって、液晶パネル２において反射部材１３０の辺部１３０ａに臨む部分に到達する光の量に対する、液晶パネル２において反射部材１３０の角部１３０ｂに臨む部分に到達する光の量の比を、従来よりもさらに増加させることができ、バックライトユニット１は、液晶パネル２に照射される光をより均一化することができる。
次に、図１２を用いて、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態は、反射部材１１３の代わりに、反射部材１４０を備えること以外は、第１実施形態と同様に構成されるので、反射部材１４０についてのみ説明する。また、反射部材１４０は、反射部材１１３とほぼ同様に構成されるので、反射部材１１３との間の相違点を主に説明する。
図１２は、反射部材１４０およびレンズ１１２をＸ方向に平面視したときの図である。反射部材１４０は、Ｘ方向に平面視したとき、辺部１４０ａと、角部１４０ｂと、中央部１４０ｃと、第１反射領域１４０ｄと、第２反射領域１４０ｅとから構成される。辺部１４０ａ、角部１４０ｂ、中央部１４０ｃ、第１反射領域１４０ｄ、および第２反射領域１４０ｅは、それぞれ、第１実施形態における、辺部１１３ａ、角部１１３ｂ、中央部１１３ｃ、第１反射領域１１３ｄ、および第２反射領域１１３ｅに対応する。
第１反射領域１４０ｄには、第１基準反射部１４０ｆと高反射部１４０ｇとが設けられる。第１基準反射部１４０ｆは、第１反射領域１４０ｄにおいて、ＬＥＤチップ１１１ａから出射される可視光に対する全反射率が、所定の値、たとえば、９０％〜９９％となる部分である。高反射部１４０ｇは、第１反射領域１４０ｄにおいて、全反射率が、第１基準反射部１４０ｆの全反射率よりも高い部分である。
高反射部１４０ｇは、反射部材１４０上に、高輝性ＰＥＴシートを貼り付けることで形成される。また、一部分が鏡面仕上げされた金型を用いて、高輝性ＰＥＴなどを成形加工することによって、高反射部１４０ｇを有する反射部材１４０を形成してもよい。
第２反射領域１４０ｅには、第２基準反射部１４０ｈと第１低反射部１４０ｉとが設けられる。第２基準反射部１４０ｈは、第２反射領域１４０ｅにおいて、全反射率が、第１基準反射部１４０ｆの全反射率に等しい部分である。第１低反射部１４０ｉは、第２反射領域１４０ｅにおいて、全反射率が、第２基準反射部１４０ｈの全反射率よりも低い部分である。
第１低反射部１４０ｉは、反射部材１４０の一部を、黒またはグレイの着色剤によって着色することで形成される。なお、着色した部分の表面を、サンドブラスト処理などで荒らしてもよい。
本実施形態では、高反射部１４０ｇの全反射率は、９７％である。また、第１低反射部１４０ｉの全反射率は、たとえば、４０％〜８０％であり、本実施形態では７５％である。さらに、第１基準反射部１４０ｆ、第２基準反射部１４０ｈ、辺部１４０ａ、角部１４０ｂ、および中央部１４０ｃの全反射率は、９４％である。
本実施形態では、高反射部１４０ｇの拡散反射範囲は、第２反射領域１４０ｅの第２基準反射部１４０ｈの拡散反射範囲よりも狭い。高反射部１４０ｇの拡散反射範囲は、たとえば、第２基準反射部１４０ｈの拡散反射範囲の１／３倍〜１／８倍である。また、本実施形態では、第１低反射部１４０ｉの拡散反射範囲は、第１反射領域１４０ｄの第１基準反射部１４０ｆの拡散反射範囲よりも広い。第１低反射部１４０ｉの拡散反射範囲は、たとえば、第１基準反射部１４０ｆの拡散反射範囲の。１．２倍〜５倍である。なお、本実施形態では、第１基準反射部１４０ｆ、第２基準反射部１２０ｈ、辺部１２０ａ、角部１２０ｂ、および中央部１２０ｃの拡散反射範囲は、互いに等しい。
本実施形態では、高反射部１４０ｇは、１つの第１反射領域１４０ｄ内に１つ設けられる。高反射部１４０ｇは、第１反射領域１４０ｄの中央部において正方形状に形成されており、正方形状の１辺の長さは、たとえば、５ｍｍである。また、第１反射領域１４０ｄにおいて、高反射部１４０ｇ以外の領域は、第１基準反射部１４０ｆとなっている。なお、高反射部１４０ｇの数や、形状・大きさは、上記したものに限られない。
また、本実施形態では、第１低反射部１４０ｉは、１つの第２反射領域１４０ｅ内に１つ設けられる。第１低反射部１４０ｉは、第２反射領域１４０ｅの中央部において長方形状に形成されており、長方形状の長辺の長さは、たとえば、１５ｍｍであり、短辺の長さは、たとえば、２ｍｍである。また、第２反射領域１４０ｅにおいて、第１低反射部１４０ｉ以外の領域は、第２基準反射部１４０ｈとなっている。なお、第１低反射部１４０ｉの数や、形状・大きさは、上記したものに限られない。
このように構成される反射部材１４０を備えるバックライトユニット１では、ＬＥＤチップ１１１ａから出射された光は、反射部材１４０によって反射されて液晶パネル２に照射される。反射部材１４０は、第１反射領域１４０ｄに、第１基準反射部１４０ｆ、辺部１４０ａ、角部１４０ｂ、第２基準反射部１４０ｈ、および第１低反射部１４０ｉの全反射率よりも高い全反射率を有する高反射部１４０ｇを有し、かつ、第２反射領域１４０ｅに、第２基準反射部１４０ｈ、辺部１４０ａ、角部１４０ｂ、第１基準反射部１４０ｆ、および高反射部１４０ｇの全反射率よりも低い全反射率を有する第１低反射部１４０ｉを有する。したがって、辺部１４０ａと第２反射領域１４０ｅとにおける平均的な全反射率よりも、角部１４０ｂと第１反射領域１４０ｄとにおける平均的な全反射率の方が高くなる。
反射部材１４０の辺部１４０ａと第２反射領域１４０ｅとにおける平均的な全反射率よりも、角部１４０ｂと第１反射領域１４０ｄとにおける平均的な全反射率の方が高くなる結果、第２反射領域１４０ｅおよび辺部１４０ａで反射されて液晶パネル２に到達する光の量に対する、第１反射領域１４０ｄおよび角部１４０ｂで反射されて液晶パネル２に到達する光の量の比が、従来よりも増加する。すなわち、液晶パネル２において辺部１４０ａに臨む部分に到達する光の量に対する、液晶パネル２において角部１４０ｂに臨む部分に到達する光の量の比が、従来よりも増加する。これによって、バックライトユニット１は、液晶パネル２に照射される光を均一化することができ、バックライトユニット１を備える液晶表示装置１００は、より高画質の画像を表示することができる。
また本実施形態では、高反射部１４０ｇの拡散反射範囲は、第２反射領域１４０ｅの拡散反射範囲よりも狭くなっており、第１低反射部１４０ｉの拡散反射範囲は、第１反射領域１４０ｄの拡散反射範囲よりも広くなっている。すなわち、高反射部１４０ｇで反射される光は、第２反射領域１４０ｅで反射される光よりも狭い範囲に拡散し、第１低反射部１４０ｉで反射される光は、第２反射領域１４０ｅで反射される光よりも広い範囲に拡散する。これによって、液晶パネル２において反射部材１４０の辺部１４０ａに臨む部分に到達する光の量に対する、液晶パネル２において反射部材１４０の角部１４０ｂに臨む部分に到達する光の量の比を、従来よりもさらに増加させることができ、バックライトユニット１は、液晶パネル２に照射される光をより均一化することができる。
１ バックライトユニット
２ 液晶パネル
１００ 液晶表示装置
１１１ａ ＬＥＤチップ
１１１ｂ 基台
１１２ レンズ
１１３，１２０，１３０，１４０ 反射部材
１１３ａ，１２０ａ，１３０ａ，１４０ａ 辺部
１１３ｂ，１２０ｂ，１３０ｂ，１４０ｂ 角部
１１３ｃ，１２０ｃ，１３０ｃ，１４０ｃ 中央部
１１３ｄ，１２０ｄ，１３０ｄ，１４０ｄ 第１反射領域
１１３ｅ，１２０ｅ，１３０ｅ，１４０ｅ 第２反射領域
１１３ｆ，１４０ｆ 第１基準反射部
１１３ｇ，１４０ｇ 高反射部
１２０ｆ，１４０ｈ 第２基準反射部
１２０ｇ，１４０ｉ 第１低反射部
１３０ｆ 第３基準反射部
１３０ｇ 第２低反射部

Claims (11)

  1. 被照射体を照射する発光装置であって、
    被照射体に光を照射する発光部と、
    前記発光部の周囲に設けられる反射部材と、を備え、
    前記反射部材は、
    前記被照射体側から平面視したときの外形状が多角形状であり、
    前記被照射体側から平面視したときにおける、前記反射部材の角部と前記角部および前記発光部の間の領域である第１反射領域とにおける平均的な全反射率が、前記反射部材の辺部と前記辺部および前記発光部の間の領域である第２反射領域とにおける平均的な全反射率よりも大きく、
    前記発光部は、前記被照射体側から平面視したときに、前記反射部材の中央部に配置されることを特徴とする発光装置。
  2. 前記反射部材は、
    前記第１反射領域内に、所定の全反射率を有する第１基準反射部と、前記所定の全反射率よりも高い全反射率を有する高反射部と、を有し、
    前記角部、前記辺部、および前記第２反射領域の全反射率は、前記所定の全反射率に等しいことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記反射部材は、
    前記第２反射領域内に、所定の全反射率を有する第２基準反射部と、前記所定の全反射率よりも低い全反射率を有する第１低反射部と、を有し、
    前記角部、前記辺部、および前記第１反射領域の全反射率は、前記所定の全反射率に等しいことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  4. 前記反射部材は、
    前記辺部内に、所定の全反射率を有する第３基準反射部と、前記所定の全反射率よりも低い全反射率を有する第２低反射部と、を有し、
    前記角部、前記第１反射領域、および前記第２反射領域の全反射率は、前記所定の全反射率に等しいことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  5. 前記反射部材は、
    前記第１反射領域内に、所定の全反射率を有する第１基準反射部と、前記所定の全反射率よりも高い全反射率を有する高反射部と、を有し、
    前記第２反射領域内に、前記所定の全反射率を有する第２基準反射部と、前記所定の全反射率よりも低い全反射率を有する第１低反射部と、を有し、
    前記角部および前記辺部の全反射率は、前記所定の全反射率に等しいことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  6. 前記高反射部の拡散反射範囲は、前記第２反射領域の拡散反射範囲よりも狭いことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
  7. 前記第１低反射部の拡散反射範囲は、前記第１反射領域の拡散反射範囲よりも広いことを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
  8. 前記第２低反射部の拡散反射範囲は、前記第１反射領域の拡散反射範囲よりも広いことを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
  9. 前記高反射部の拡散反射範囲は、前記第１基準反射部の拡散反射範囲よりも狭く、
    前記第１低反射部の拡散反射範囲は、前記第１基準反射部の拡散反射範囲よりも広く、
    前記第２基準反射部の拡散反射範囲は、前記第１基準反射部の拡散反射範囲に等しいことを特徴とする請求項５に記載の発光装置。
  10. 前記反射部材は、前記発光素子を取り囲む基部と、前記基部を取り囲み、前記発光素子から離れるにつれて前記被照射体に近づくように傾斜する傾斜部と、を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の発光装置。
  11. 表示パネルと、
    前記表示パネルの背面に光を照射する発光装置を含む照明装置とを備え、
    前記発光装置は、請求項１〜１０のいずれか１つに記載の発光装置であることを特徴とする表示装置。
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