JP2005339822A - バックライト装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 赤，緑，青３色発光の固体発光素子を光源として使用し、光利用効率を向上させ、輝度均一性及び色度均一性の高い光源光が得られるバックライト装置を提供する。また、色再現性の高い、しかも応答速度が速い高輝度の表示画像が得られる表示装置を提供する。
【解決手段】 表面に光反射面を有するリフレクタＲＥＦと、このリフレクタＲＥＦの光反射面上に均一に分散させて設置された透光性円筒体からなる複数の導光体ＧＬＢと、この導光体ＧＬＢの内部に設置された少なくとも赤色，緑色，青色の３色発光の発光ダイオードＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ，ＬＥＤＢとから構成することにより、各導光体ブロックＧＬＢＢ毎に色混合を行うことによって光束分布が一様な色度均一性の高い白色光が得られる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、バックライト装置及び表示装置に係り、特に表示装置の背面側に設置されて当該表示装置に光源光を照射させる赤色，緑色，青色の３色発光の発光ダイオードに代表される固体発光素子（ＬＥＤ）直下型バックライト装置及び当該バックライト装置を用いた表示装置に関するものである。

近年、大型液晶テレビや大型液晶モニタ等に用いられるバックライトとしては、主に冷陰極蛍光ランプが多く使用されている。この冷陰極蛍光ランプを使用したバックライト装置は、導光体の側辺に冷陰極蛍光ランプを配置したサイドエッジ型のバックライト装置と、液晶表示パネルの背面に導光体を配置せずに冷陰極蛍光ランプを複数本併設する直下型のバックライト装置との二つに大別される。

サイドエッジ型のバックライト装置は、比較的コンパクトな構造に構成できる長所がある反面、光利用効率が低いという短所がある。一方、直下型のバックライト装置は、光利用効率が高い反面、バックライト装置の厚みが大きくなってしまう。このような冷陰極蛍光ランプを光源として使用したバックライト装置に代わるものとして、近年、色再現性が高く、且つ応答速度が速く、しかも、環境保全に対応した水銀レスである発光ダイオードに代表される固体発光素子（ＬＥＤ）を光源として使用するバックライト装置が各社で検討され、研究及び開発が進められている。

近年、発光ダイオードは、赤色，緑色，青色の３色発光の発光ダイオードと、白色発光の発光ダイオードとが開発されている。バックライト装置の光源として使用する発光ダイオードとしては、最終的には表示パネルに白色光を照射させたいことから、白色発光の発光ダイオードを使用することが考えられるが、この白色光を出射する白色発光ダイオードは、青色発光ダイオードや紫外光発光ダイオードからの発光色を蛍光体により白色にして白色光を得ているので、演色性が悪く、色再現性の範囲が狭くなるという課題があった。

一方、赤色，緑色，青色の３色発光の発光ダイオードは、白色発光の発光ダイオードに比べて広い色再現性の範囲が得られる点と、赤色，緑色，青色の３色発光の発光ダイオードの電流量を可変することにより、バックライトの色度を自在に可変できる点とで優れている。このような観点から、現時点では赤色，緑色，青色の３色発光の発光ダイオードを使用することが好適である。

３色発光の発光ダイオードを光源として使用する発光ダイオード直下型バックライト装置の構成としては、表示パネルの背面に赤色，緑色，青色の３色発光の発光ダイオードを配置することが考えられるが、この構成を図１０に要部展開斜視図で示す。図１０に示すように表示パネルとして例えば液晶表示パネルＰＮＬの背面には、赤色，緑色，青色の３色発光の発光ダイオードＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ，ＬＥＤＢを搭載した発光ダイオード基板ＬＥＤＰが複数枚設置され、その背面にはリフレクタＲＥＦが設置され、その側面側にはサイドリフレクタＲＥＦ１，ＲＥＦ２，ＲＥＦ３，ＲＥＦ４が設置されている。

また、この発光ダイオード基板ＬＥＤＰの上方には、空気層ＡＲＬを介して光学補償シート積層体ＯＰＳが配置されており、この光学補償シート積層体ＯＰＳは、発光ダイオード基板ＬＥＤＰ側から第１の拡散シートＤＦ１，第１のプリズムシートＰＲＺ１，第２のプリズムシートＰＲＺ２，第２の拡散シートＤＦ２の順で積層されて形成されている。また、この光学補償シート積層体ＯＰＳと、赤色，緑色，青色の３色発光の発光ダイオードＬＥＤを搭載した発光ダイオード基板ＬＥＤＰとの間には比較的層厚の大きい空気層ＡＲＬが設けられている。

このように構成されるバックライト装置では、赤色，緑色，青色の３色発光ダイオードＬＥＤの光源から発する複数色の光を空気層ＡＲＬ，リフレクタＲＥＦ及びサイドリフレクタＲＥＦ１〜ＲＥＦ４により、色混合を行い、表示パネルとしての液晶表示パネルＰＮＬの背面に照射させる構成である。

また、このように構成されるバックライト装置では、赤色，緑色，青色の３色発光ダイオードＬＥＤの配列は、図１１に平面図で示すようにそれぞれ赤色，緑色，緑色，青色の３色発光ダイオードＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ，ＬＥＤＧ，ＬＥＤＢの順に一列に配列した発光ダイオード基板ＬＥＤＰを１つのユニットとして複数枚併設される構造となっている。

なお、この場合、赤色，緑色，青色の各色発光の発光ダイオードＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ，ＬＥＤＢの発光効率を考慮し、白色に混合させるため、各色発光の発光ダイオードＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ，ＬＥＤＢの個数は、赤色（Ｒ）：緑色（Ｇ）：青色（Ｂ）＝１：２：１の割合が好ましい。また、赤色，緑色，青色の３色発光の発光ダイオードＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ，ＬＥＤＢは、サイドエミッティングタイプであり、その放射パターンは図１２に示すように光Ｌの出射角θ＝約±８０°で光強度がピークであり、光強度が半分になる角度は±２０°である。この構成では、このようなサイドエミッタタイプの発光ダイオードＬＥＤの光源を使用すれば、光を効率良く入射させることができるので、極めて有効である。

なお、導光体に発光素子として赤色，緑色，青色の３色発光の発光ダイオードＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ，ＬＥＤＢを光源として使用した面状光源は、混色性が悪く、複数の光を所望の光に混色することができないことについて例えば下記「特許文献１」に開示されている。

特開２００１−２５６８１７号公報

しかしながら、このように構成されたバックライト装置は、その光源を赤色，緑色，青色の３色発光の発光ダイオードＬＥＤ（ＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ，ＬＥＤＢ）を一列に配列させて構成されていることと、さらには、この赤色，緑色，青色の３色発光の発光ダイオードＬＥＤ（ＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ，ＬＥＤＢ）から出射した光が底面のリフレクタＲＥＦ，サイドリフレクタＲＥＦ１〜ＲＥＦ４に到達するまでの光路が空気層ＡＲＬであることから、バックライト照光面上における輝度及び色度均一性を損ねている要因となっていた。つまり、良好に色混色を行うためには、赤色，緑色，青色の３色発光の発光ダイオードＬＥＤと、光学補償シート積層体ＯＰＳとの間に形成される空気層ＡＲＬの厚さを大きく形成する必要性から長い光路長が得られず、輝度及び色度均一性が低下するという課題があった。

したがって、本発明は、前述した従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、赤色，緑色，青色の３色発光の発光ダイオードを光源として使用する直下型バックライト装置において、光路長を長くすることによって良好な色混合を行い、これによって輝度及び色度均一性の高い面状光源光が得られるバックライト装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、発光ダイオード直下型バックライト装置を用いて色再現性が高く、しかも応答速度が速い高輝度の表示画像が得られる表示装置を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明によるバックライト装置は、光反射面を有する光反射板と、光反射面上に均一に分散させて設置された透光性筒体からなる複数の導光体と、これらの導光体の内部に設置された少なくとも３色発光の固体発光素子とから構成することにより、各導光体内に３色発光の固体発光素子を設置した導光体ブロック毎に色混合を行うことによって一様な光束分布が得られるので、背景技術の課題を解決することができる。

また、本発明によるバックライト装置は、好ましくは、上記構成において、固体発光素子としてサイドエミッタタイプの固体発光素子を用いることにより、光路長を長くすることができるので、輝度及び色度均一性の高い面状光源光が得られる。

また、本発明によるバックライト装置は、好ましくは、上記構成において、固体発光素子の設置高さを互いに異ならせることにより、固体発光素子からの出射光が隣接する固体発光素子に吸収される率を軽減させ、光利用効率が高くなる。

また、本発明によるバックライト装置は、好ましくは、上記構成において、導光体の内壁面に中心軸と同方向に沿って傾斜する光入射面を形成することにより、筒状導光体内への入射光量を増大させるとともに、光路長を長くすることができる。

また、本発明によるバックライト装置は、好ましくは、上記構成において、導光体の外壁面に光学制御素子を一体的に形成することにより、導光体中の光路長を長くすることができる。

また、本発明による表示装置は、内面に画素形成用の電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を挟持して構成された液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面に設置された光学補償シート積層体と、この光学シート積層体の背面に設置された上記構成のバックライト装置とで構成することにより、液晶表示パネルの背面にバックライト装置から輝度及び色度均一性の高い面光源光が照射されるので、高品位の画像表示が実現可能となる。

また、本発明による表示装置は、画像表示を行う表示パネルと、この表示パネルの背面に設置されたバックライト装置とを備え、このバックライト装置は、表面に光反射面を有する光反射板と、光反射面上に均一に分散させて設置された透光性円筒体からなる複数の導光体と、導光体の内部に設置された少なくとも３色発光の固体発光素子とで構成することにより、表示パネルの背面にバックライト装置から輝度及び色度均一性の高い面光源光が照射されるので、高品位の画像表示が実現可能となる。

また、本発明による表示装置は、好ましくは、上記構成において、固体発光素子としてサイドエミッタタイプの固体発光素子を用いることにより、輝度及び色度均一性の高い面状光源光が照射されるので、高品位の画像表示が得られる。

また、本発明による表示装置は、好ましくは、上記構成において、固体発光素子の設置高さを互いに異ならせることにより、輝度及び色度均一性の高い面状光源光が照射されるので、高品位の画像表示が得られる。

また、本発明による表示装置は、好ましくは、上記構成において、導光体の内壁面に中心軸と同方向に沿って傾斜する光入射面を形成することにより、輝度及び色度均一性の高い面状光源光が照射されるので、高品位の画像表示が得られる。

また、本発明による表示装置は、好ましくは、上記構成において、導光体の外壁面に光学制御素子を一体的に形成することにより、輝度及び色度均一性の高い面状光源光が照射されるので、高品位の画像表示が得られる。

なお、本発明は上記構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能である。

本発明によるバックライト装置によれば、光路長を長くすることができるとともに、光利用効率を大幅に向上させることができるので、バックライト照光面に輝度及び色度均一性の高い面状光源光が得られることから、３色発光の固体発光素子直下型バックライト装置が実現可能となるなどの極めて優れた効果が得られる。

また、本発明によるバックライト装置によれば、水銀を使用した冷陰極蛍光ランプと比較して略同等以上の輝度及び色度均一性の高い面状光源光が得られ、しかも環境保全に対応した水銀レスとする大型表示装置に適用できる３色発光の固体発光素子背面直下型バックライトが実現可能となるなどの極めて優れた効果が得られる。

また、本発明による表示装置によれば、３色発光の固体発光素子背面直下型バックライト装置から輝度均一性及び色度均一性の高い面状光源光が照射されるので、色再現性の高い、しかも応答度が速い高輝度の表示画像が得られるなどの極めて優れた効果を有する。

以下、本発明の具体的な実施の形態について、各実施例の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明によるバックライト装置及びこのバックライト装置を有する表示装置として液晶表示装置の実施例１による構成を説明する要部展開斜視図である。図１において、参照符号ＰＮＬは表示パネルとしての液晶表示パネルであり、この液晶表示パネルＰＮＬは第１の基板ＳＵＢ１と第２の基板ＳＵＢ２との間に液晶層を挟持してなり、透光性ガラス板からなる第１の基板ＳＵＢ１と第２の基板ＳＵＢ２との双方または一方の内面に画素形成用の電極またはアクティブ素子などを有している。なお、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのアクティブ素子を形成した第１の基板ＳＵＢ１をアクティブ・マトリクス基板、薄膜トランジスタを用いたものをＴＦＴ基板とも称する。

また、第１の主面（バックライト装置側）には第１の偏光板ＰＯＬ１が、第２の主面（表示面側）には第２の偏光板ＰＯＬ２がそれぞれ貼り付けなどにより積層されて設置されている。さらに、この液晶表示パネルＰＮＬの背面側には、光学補償シート積層体ＯＰＳが設置されており、この光学補償シート積層体ＯＰＳは、後述するバックライト装置の導光体と対面する側から第１の拡散シートＤＦ１，第１のプリズムシートＰＲＺ１，第２のプリズムシートＰＲＺ２，第２の拡散シートＤＦ２の順で貼り付けなどにより積層されて構成されている。

また、この光学補償シート積層体ＯＰＳの背面側には、本発明によるバックライト装置ＢＬが設置されている。このバックライト装置ＢＬは、図２（ａ）に拡大平面図で示すように例えばアクリル系またはポリカボネート系の白色樹脂材からなるリフレクタＲＥＦ上には例えば透光性アクリル樹脂材により円筒形状に形成された複数個の導光体ＧＬＢが所定の間隔を有して接着などにより均一に設置され、これらの各円筒状導光体ＧＬＢの内部には、赤色発光の発光ダイオードＬＥＤＲ，第１の緑色発光の発光ダイオードＬＥＤＧ１，第２の緑色発光の発光ダイオードＬＥＤＧ２及び青色発光の発光ダイオードＬＥＤＢの合計４個の発光ダイオードが設置されて１パッケージ化させた導光体ブロックＧＬＢＢが設置されている。

なお、これらの３色発光の発光ダイオードＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ１，ＬＥＤＧ２，ＬＥＤＢの配列順序は特に限定されない。また、これらの３色発光の発光ダイオードＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ１，ＬＥＤＧ２，ＬＥＤＢは、リフレクタＲＥＦの裏面側で図示しないプリント配線回路にそれぞれ電気的に接続され、電源ラインに接続される構造となっている。

また、各円筒状導光体ＧＬＢ内に設置される３色発光の発光ダイオードＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ１，ＬＥＤＧ２，ＬＥＤＢは、全てサイドエミッタタイプの発光ダイオードが用いられ、図２（ｂ）に図２（ａ）のＢ−Ｂ´線の拡大断面図で示すように各円筒状導光体ＧＬＢの内部に形成される空気層ＡＲＬ内に完全に格納される状態で設置される構造となっている。これによって３色発光の発光ダイオードＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ１，ＬＥＤＧ２，ＬＥＤＢからの各色発光光は、この空気層ＡＲＬ内にランダムに出射され、この空気層ＡＲＬ内で色混合が行われる。つまり、各導光体ブロックＧＬＢＢ毎に色混合が行われ、空気層ＡＲＬの上方の照光面に向かって一様な光束分布となって面状白色光が出射されることになる。

また、リフレクタＲＥＦ上に設置された複数の導光体ブロックＧＬＢＢは、このリフレクタＲＥＦの周縁部に接着などにより設置された例えばアクリル系またはポリカボネート系の白色樹脂材からなるサイドリフレクタＲＥＦ１，ＲＥＦ２，ＲＥＦ３，ＲＥＦ４により囲まれ、各導光体ブロックＧＬＢＢの外壁面から漏れた光をその内部方向に拡散及び反射させる反射機能を有している。

このように構成されたバックライト装置ＢＬは、円筒状導光体ＧＬＢＢ内に入射した３色発光の発光ダイオードＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ１，ＬＥＤＧ２，ＬＥＤＢから出射した各色光は、内部の空気層ＡＲＬ内にランダムに出射されるので、色混合される割合が大きくなるとともに、各導光体ブロックＧＬＢＢの均一な設置により、バックライト照光面（光学補償シート積層体ＯＰＳ側）に一様な光束分布となって照射される。つまり、色度均一性の高い面状光源光が照射される。この一様な光束分布を有する面状照射光は、光学補償シート積層体ＯＰＳを透過して液晶表示パネルＰＮＬの背面に向けて出射される。

また、このように構成されたバックライト装置ＢＬは、赤色，緑色，青色の３色発光の発光ダイオードとしてサイドエミッタタイプの発光ダイオードＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ１，ＬＥＤＧ２，ＬＥＤＢを用いることによってその放射パターンは、前述した図１２に示すように出射角度θが６０°〜１００°及び−６０°〜−１００°を発光ピークとして急激に光強度が減衰している特性を有している。

つまり、その出射光の殆どが各色発光の発光ダイオードＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ１，ＬＥＤＧ２，ＬＥＤＢの真横方向に出射するという放射パターンである。本発明の構成では、このようなサイドエミッタタイプの各色発光の発光ダイオードＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ１，ＬＥＤＧ２，ＬＥＤＢを光源として使用することによって効率良く円筒状導光体ＧＬＢ内に発光光を入射させることができるので、極めて有効である。

図３は、本発明によるバックライト装置の他の構成例を説明する要部平面図であり、前述した図２と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図３において、図２（ａ）と異なる点は、各色発光の発光ダイオードの発光効率の改善がなされた場合には各円筒状導光体ＧＬＢ内に格納される各色発光の発光ダイオードＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ，ＬＥＤＢの
組み合わせ個数を赤色（Ｒ）：緑色（Ｇ）：青色（Ｂ）＝１：１：１の割合とすることができる。

図４は、本発明によるバックライト装置のさらに他の構成例を説明する要部平面図であり、前述した図２と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図４において、図２（ａ）と異なる点は、各色発光ダイオードの発光効率の改善がさらになされた場合には各円筒状導光体ＧＬＢ内に格納する３色発光の発光ダイオードＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ，ＬＥＤＢの組み合わせ個数を赤色（Ｒ）：緑色（Ｇ）：青色（Ｂ）＝１：２：２の割合とすることができる。

これらの構成例から、各導光体ブロックＧＬＢＢの構成としては、各色発光の発光ダイオードＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ，ＬＥＤＢの各１個ずつ以上種々の組み合わせが可能となる。つまり、この導光体ブロックＧＬＢＢの構成として、３色発光の発光ダイオードＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ，ＬＥＤＢの白色に色混合するための最小単位の３色発光の発光ダイオードＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ，ＬＥＤＢと、これらの３色発光の発光ダイオードＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ，ＬＥＤＢを囲む円筒状導光体ＧＬＢとにより、導光板ＧＬＢ中で３色発光光の色混合を行い、色度均一性の向上を図ることができる。

図５は、本発明によるバックライト装置の実施例２の構成を説明する導光体ブロックＧＬＢＢの要部拡大断面図であり、前述した図２（ｂ）と同一部分に同一符号を付し、その説明は省略する。図５において、図２（ｂ）と異なる点は、例えば透光性アクリル樹脂材により円筒形状に形成された導光体ＧＬＢの内壁面にはリフレクタＲＥＦ側の方向に向かって開口径が大きくなる傾斜角α＝１０°の傾斜面からなる光入射面ＧＬＢＩが形成されている。

発光ダイオードＬＥＤからの出射光を入射させる円筒状導光体ＧＬＢの光入射面ＧＬＢＩの形状は、導光体ＧＬＢ中を伝搬する光の光路長を左右する重要な要素である。発光ダイオードＬＥＤの光放射パターンが図１２に示すように出射角θ＝±８０°で光強度がピークとなることにより、導光体ＧＬＢの内壁面の傾斜角αを１０°に設定し、発光ダイオードＬＥＤからの出射光の入射角θが０°となるようにした場合、ピーク及び半値幅の出射角について、光路長を計算すると下記表１に示すように傾斜角を形成しない（傾斜角α＝０°）場合と比較すると、導光体ＧＬＢ中の光路長を長くすることができる。これによって発光ダイオードＬＥＤから出射する出射光の光利用効率を大幅に向上させ、色度均一性をさらに向上させることができる。

なお、本実施例において、導光体ＧＬＢの内壁面に形成される光入射面ＧＬＢＩは、リフレクタＲＥＦ側方向に向かって開口径が大きくなる傾斜面で形成した場合について説明したが、その逆の傾斜面であっても良い。つまり、光学補償シート積層体ＯＰＳ側に向かって開口径が大きくなる傾斜面で形成しても導光体ＧＬＢ中の光路長を長くすることができ、これによって色度均一性をさらに向上させることができる。

図６は、本発明によるバックライト装置の実施例３の構成を説明する導光体ブロックＧＬＢＢの要部拡大断面図であり、前述した図５と同一部分に同一符号を付し、その説明は省略する。図６において、図５と異なる点は、例えば透光性アクリル樹脂材により円筒形状に形成された導光体ＧＬＢの外壁面には断面略三角形状の光学制御素子として例えばプリズムＰＲＺが一体的に形成されて導光体ブロックＧＬＢＢが構成されている。

このような構成においては、導光体ＧＬＢ中を透過した光Ｌ１が臨界角である約４２．２°を超える角度で外壁面に当った場合、一旦導光体ＧＬＢ内に光線が戻される。これによって光路長をさらに長くすることができ、これによって色度均一性をさらに向上させることができる。

図７は、本発明によるバックライト装置の実施例４の構成を説明する導光体ブロックＧＬＢＢの図であり、図７（ａ）は平面図を、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ´線の断面図をそれぞれ示している。なお、同図ではリフレクタは省略されている。図７において、図６と異なる点は、円筒状の導光体ＧＬＢの内部には複数個の各色発光の発光ダイオードＬＥＤＲ，ＬＥＤＧ，ＬＥＤＢが設置されるとともに、中心部には高さの大きい赤色発光の発光ダイオードＬＥＤが設置され、その周囲に赤色発光の発光ダイオードＬＥＤＲよりも高さが低い複数個の緑色発光の発光ダイオードＬＥＤＧ及び青色発光の発光ダイオードＬＥＤＢがそれぞれ交互に設置されて導光体ブロックＧＬＢＢが構成されている。

なお、本実施例で用いられる円筒状導光体ＧＬＢの外形寸法Ｒ１は約５０〜１００ｍｍ、その内径寸法Ｒ２は約４０〜６０ｍｍ、その高さＨは約１０〜２０ｍｍ程度である。また、この円筒状導光体ＧＬＢ内に設置される例えば青色発光の発光ダイオードＬＥＤＢは、そのレンズ部の直径ｒ１は約４．４ｍｍ、その本体部の直径ｒ２が約７．４ｍｍ、その高さｈが約６．３ｍｍ程度であり、また、その配列ピッチは約９ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。なお、隣接する緑色発光の発光ダイオードＬＥＤＧにおいてもほぼ同等の寸法を有しており、中央部の赤色発光の発光ダイオードＬＥＤＲについては他の緑色発光の発光ダイオードＬＥＤＧ及び青色発光の発光ダイオードＬＥＤＢよりも設置高さ寸法を大きくして設置されている構造となっている。

このような構成においては、円筒状の導光体ＧＬＢ内に中心部とその周辺部とで赤色発光の発光ダイオードＬＥＤＲと、緑色発光の発光ダイオードＬＥＤＧ及び青色発光の発光の発光ダイオードＬＥＤＢとの高さを変えて設置することにより、中心部の赤色発光の発光ダイオードＬＥＤＲの出射光が周辺部の緑色発光の発光ダイオードＬＥＤＧ及び青色発光の発光ダイオードＬＥＤＢに当り、その一部の光量が吸収されることがなくなる。つまり、赤色発光の発光ダイオードＬＥＤＲからの出射光が周辺部に隣接する緑色発光の発光ダイオードＬＥＤＧ及び青色発光の発光ダイオードＬＥＤＢに吸収されることを確実に回避することができる。これによって光利用効率をさらに向上させることができる。

また、その周辺部に設置されて各緑色発光の発光ダイオードＬＥＤＧ及び青色発光の発光ダイオードＬＥＤＢをそれぞれ周方向にランダムに設置高さをそれぞれ変えて設置することにより、各色発光光が互いにぶつかり合う確率がさらに軽減されるので、光利用効率をさらに向上させることができる。

なお、前述した各実施例においては、リフレクタＲＥＦ上に複数の導光体ブロックＧＬＢＢを縦横方向に５列４行として規則性を持たせて設置した場合について説明したが、本発明はこの規則性の設置に限定されるものではなく、リフレクタ上に何れかの部分に偏ることなく、ランダムに均一に分散させて設置させることによって前述と全く同様の効果が得られることは勿論である。

また、前述した各実施例においては、透光性の導光体ＧＬＢの形状を円筒形状に形成した場合について説明したが、本発明は、この円筒形状に限定されるものではなく、楕円形状または多角形状に形成しても前述と全く同様の効果が得られることは言うまでもない。

図８は、本発明による表示装置の全体構成例を説明する展開斜視図である。図８において、液晶表示パネルＰＮＬは、液晶表示セルＬＣＤの周囲（ここでは上辺と左辺）に駆動回路を搭載し、これらの駆動回路に信号を供給するプリント基板ＰＣＢを備えている。また、この液晶表示セルＬＣＤ表裏面にはそれぞれ偏光板ＰＯＬ１，ＰＯＬ２が積層されている。また、この液晶表示パネルＰＮＬの背面に設置されるバックライト装置ＢＬは、前述した複数の導光体ブロックＧＬＢＢを設置したリフレクタＲＥＦなどを収納したモールドフレームＭＤＬを有し、このモールドフレームＭＤＬにより支持されている。また、導光体ブロックＧＬＢＢの上方にはそれぞれ２組のプリズムシート及び拡散シートからなる光学補償シート積層体ＯＰＳが載置されている。

この構成例では、前述した各実施例のバックライト装置ＢＬは、モールドＭＤＬの内縁部に配置された形状弾性部材ＧＳにより設置されている。この形状弾性部材ＧＳを介在して液晶表示パネルＰＮＬが載置され、その上方から上フレームＳＨＤを被せて下フレームＭＦＬと接続することで一体化されている。

このように構成とした表示装置において、液晶表示パネルＰＮＬは、前述した各実施例で説明した表面に光反射面を有するリフレクタ上に均一に分散させて設置された透光性筒体からなる複数の導光体の内部に少なくとも３色発光の発光ダイオードを格納した導光体ブロックなどにより構成されたバックライト装置ＢＬからの光束分布の一様な白色光が照射され、当該液晶表パネルＰＮＬに形成された電子潜像が可視化される。

図９は、本発明の表示装置として液晶表示モジュールを実装した電子機器の一例であるテレビ受像機の外観図である。図９において、このテレビ受像機は表示部ＤＳＰとスタンド部ＳＴＤとから構成され、比較的大きいサイズの画面を有する液晶表示パネルＰＮＬを有する液晶表示装置が表示部ＤＳＰに実装される。液晶表示装置の画面となる液晶表示パネルＰＮＬの有効表示領域は表示部ＤＳＰに露呈されている。このテレビ受像機の表示部ＤＳＰに本発明によるバックライト装置を実装することにより、色再現性の高い高品質，高信頼性の画像表示装置が実現できる。

なお、上述した実施例において、固体発光素子直下型バックライト装置を有する液晶表示装置を用いた液晶表示モジュールを実装した大型液晶テレビ受像機に適用した場合について説明したが、この液晶表示パネルを用いた大型液晶モニタ，車載用液晶ディスプレイ（液晶カーナビゲーション），携帯電話用ディスプレイ，ゲーム機用液晶ディスプレイ，医療用液晶モニタ，印刷／デザイン用液晶モニタなどの表示装置に適用しても前述と同様の効果が得られる。

本発明による表示装置として固体発光素子背面直下型バックライト装置を有する液晶表示装置の実施例１による構成を示す展開斜視図である。 図１に示すバックライト装置の導光体ブロックの構成例を示す図である。 本発明によるバックライト装置の導光体ブロックの他の構成例を示す要部 平面図である。 本発明によるバックライト装置の導光体ブロックの他の構成例を示す要部 平面図である。 本発明によるバックライト装置の実施例２の構成を示す要部拡大断面図である。 本発明によるバックライト装置の実施例３の構成例を示す要部拡大断面図である。 本発明によるバックライト装置の実施例４の構成例を示す図である。 本発明による表示装置として液晶表示装置の全体構成の一例を説明する要部展開斜視図である。 本発明による表示装置として液晶表示装置を用いた液晶表示モジュールを実装した電子機器の一例であるテレビ受像機を示す外観図である。 現行のバックライト装置を有する液晶表示装置の構成を示す要部展開斜視図である。 図１０に示すバックライト装置の構成の一部を示す要部平面図である。 サイドエミッタタイプの発光ダイオードからの出射光の出射角度と光強度の関係を示す図である。

符号の説明

ＰＮＬ・・・液晶表示パネル、ＬＣＤ・・・液晶表示セル、ＳＵＢ１・・・第１の基板、ＳＵＢ２・・・第２の基板、ＰＯＬ１・・・第１の偏光板、ＰＯＬ２・・・第２の偏光板、ＯＰＳ・・・光学補償シート積層体、ＲＥＦ・・・リフレクタ（光反射板）、ＧＬＢ・・・導光体、ＧＬＢＩ・・・光入射面、ＡＲＬ・・・空気層、ＧＬＢＢ・・・導光体ブロック、ＰＲＺ・・・プリズム（光学制御素子）、ＬＥＤ・・・発光ダイオード（固体発光素子）、ＬＥＤＲ・・・赤色発光の発光ダイオード、ＬＥＤＧ・・・緑色発光の発光ダイオード、ＬＥＤＧ１・・・緑色発光の発光ダイオード、ＬＥＤＧ２・・・緑色発光の発光ダイオード、ＬＥＤＢ・・・青色発光の発光ダイオード。

Claims (13)

1. 光反射面を有する光反射板と、
   前記光反射面上に設置された透光性筒体からなる複数の導光体と、
   前記導光体の内部に設置された少なくとも３色発光の固体発光素子と、
   を備えたことを特徴とするバックライト装置。
2. 前記３色発光の固体発光素子は、サイドエミッタタイプの固体発光素子とす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. 前記３色発光の固体発光素子は、互いに設置高さを異ならせたことを特徴とする請求項１または請求項２の何れかに記載のバックライト装置。
4. 前記複数の導光体の内壁面に中心軸と同方向に沿って傾斜する光入射面を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のバックライト装置。
5. 前記複数の導光体の外壁面に光学制御素子を一体的に有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のバックライト装置。
6. 前記複数の導光体は前記光反射面上に均一に分散させて設置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載のバックライト装置。
7. 内面に画素形成用の電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を挟持して構成された液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルの背面に設置された光学補償シート積層体と、
   前記光学シート積層体の背面に設置された前記請求項１乃至請求項６の何れかに記載のバックライト装置と、
   を備えたことを特徴とする表示装置。
8. 画像表示を行う表示パネルと、前記表示パネルの背面に設置されたバックライト装置と
   を備え、
   前記バックライト装置は、光反射面を有する光反射板と、前記光反射面上に設置された透光性筒体からなる複数の導光体と、前記複数の導光体の内部に設置された少なくとも３色発光の固体発光素子とを有することを特徴とする表示装置。
9. 前記３色発光の固体発光素子は、サイドエミッタタイプの固体発光素子とすることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
10. 前記３色発光の固体発光素子は、設置高さを互いに異ならせたことを特徴とする請求項８または請求項９の何れかに記載の表示装置。
11. 前記複数の導光体の内壁面に中心軸と同方向に沿って傾斜する光入射面を有することを特徴とする請求項８乃至請求項１０の何れかに記載の表示装置。
12. 前記複数の導光体の外壁面に光学制御素子を一体的に有することを特徴とする請求項８乃至請求項１１の何れかに記載の表示装置。
13. 前記複数の導光体は前記光反射面上に均一に分散させて設置されていることを特徴とする請求項８乃至請求項１２の何れかに記載の表示装置。

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