JP2010093152A - 照明装置および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
薄型化が可能であり、発光輝度が異なる分割領域間の境界部分での急峻な輝度変化を緩和することのできる照明装置およびそれを用いた表示装置を提供する。
【解決手段】
光源モジュール１１の発光素子１０は、それぞれチップ２５に対応して配置された光学素子２８を備え、それぞれの光学素子２８が、対応するチップ２５からの光を屈折することで、チップ２５から直上に放射される光の輝度より、発光素子１０に隣接する発光素子１０の直上に放射される光の輝度を大きくすることができる。このため、光源モジュール１１中の９個の発光素子１０が発光したときに、各発光素子１０が各発光素子１０の直上を最も明るくすることを防止し光源モジュール１１の中心の領域１１−Ａから離れるにつれ行方向及び列方向などに輝度をなだらかに減少させ、発光輝度が異なる光源モジュール１１間の境界部分での急峻な輝度変化を緩和できる。
【選択図】図９

Description

本発明は、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置に用いられる照明装置および表示装置に関する。

薄型の表示装置として液晶ディスプレイが用いられている。液晶ディスプレイでは、液晶パネルを背後から全面にわたり照射するバックライトが利用されており、その構造により液晶ディスプレイは直下方式とエッジライト方式に大別することができる。エッジライト方式は、導光板側面より光を入射し、導光板上面より液晶パネルに対し均一な光を出射しているため、ディスプレイが大型になるほど、パネル全体を均一かつ高輝度に照明することができないという欠点があった。そのため、現在の大型ディスプレイのバックライトは、複数本の蛍光ランプを配置することで所望の特性を得ている。

近年では、大型ディスプレイのバックライトの更なる薄型化、軽量化、長寿命化、環境負担低減を目指し、また点滅制御による動画特性改善の観点から、発光ダイオードを発光源として用いることが注目されている。このような発光ダイオードを用いたバックライトにおいて、白色光を出射させ液晶パネルに対し照明しようとする場合には、次の２つの方法が挙げられる。

第１の方法は、ＲＧＢの３色の発光ダイオードを用いた方法で、ＲＧＢの３色の発光ダイオードを同時点灯して白色光を合成する方法である。第２の方法は、発光素子として青色発光ダイオードチップを用いた方法である。この方法は、青色発光ダイオードチップの周囲を蛍光体を含有した樹脂で包囲し、青色発光ダイオードチップからの青色光を白色光に色変換する方法である。

また、近年では、表示画面全体の表示輝度情報に基づいてバックライト全体の発光輝度を制御する方法が提案されている。さらには、バックライトを構成する各光源に対応させて表示画面を複数の領域（以後「分割領域」と呼ぶ。）に分割し、その分割領域毎に必要とされる表示輝度に対応して、部分的に光源の発光輝度を抑制する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１３は、このように分割領域の単位でバックライトの発光輝度を制御する方法の一例を概念的に示したものである。例えば、図１３（Ａ）に示すように、略中央部に最も明るい楕円形状６１が表示され、その周囲が暗くなっている画像６２が表示されるとする。このような画像６２が表示される液晶表示装置のバックライトが、図１３（Ｂ）に示すように、縦横に分割されて配置された複数の分割領域１１によって構成されているとすると、図１３（Ａ）に示す画像６２を表示する際には、図１３（Ｃ）に示すように、表示輝度が最も低い個所に対応する分割領域の発光輝度を抑制する。ここで、１１−１０，１１−１１は発光輝度を抑制しない分割領域であり、これらの分割領域１１−１０，１１−１１以外の分割領域の発光輝度が抑制される。このようにバックライトの発光輝度を部分的に抑制して画像の表示を行うことにより、無駄なバックライトの点灯を防止して消費電力の低減を図ることができる。

ところが、このように分割領域の単位でバックライトの発光輝度を制御する方法では、発光輝度が異なる分割領域間の境界部分で急峻な輝度変化が生じる。図１４は、このような発光輝度が異なる分割領域間の境界部分での急峻な輝度変化を含む輝度分布の例を示している。ここで、１１−Ａは最大輝度の分割領域、１１−Ｂは最大輝度の分割領域１１−Ａの周囲の消灯状態の分割領域である。この場合、最大輝度の分割領域１１−Ａとその周囲の消灯状態の分割領域１１−Ｂとの境界部分の輝度分布は、消灯状態の相当値から最大輝度値に急峻に変化する。このことにより、例えば次のような問題が生じていた。

図１４において、表示画像における明るい部分６３が分割領域１１−Ａの一部を占める場合、その分割領域１１−Ａに対して最大輝度などの高い輝度値が与えられる一方、その分割領域１１−Ａの周囲の分割領域１１−Ｂに対しては暗い画像に合わせて消灯或いは低い輝度値が与えられる。このことから、分割領域１１−Ａ内の明るい部分６３以外の部分が、本来その周囲の分割領域１１−Ｂと一様に暗く見えるべきにもかかわらず、その周囲の分割領域１１−Ｂよりも浮き上がって見える「黒フレア」が発生する。また、ここでは説明を割愛するが、急峻な輝度分布の場合、液晶パネルの視野角特性の影響による輝度差の問題が発生する。

このような黒フレアや視差による影響を低減するためには、例えば、図１６（ａ）（ｂ）に示すように、照明装置に備えられた発光ダイオード等の発光素子１０から、この発光素子５の光を拡散するための拡散板などのシート類２３までの距離を大きくして、発光素子５からの放射光が拡散板などのシート類２３に照射される領域を広げる必要がある。ここで、発光素子５から拡散板などのシート類２３までの距離の関係は標準的な発光ダイオードにおいてＡ＞Ｂである。図１６（ａ）において、発光素子５からの光が拡散板などのシート類２３に照射される領域は隣の発光素子１０の直上の近傍領域にまで達している。これにより、例えば図１５に示すように、周辺までなだらかな輝度分布特性が得られる。図１６（ｂ）のように厚さがＢより小さくなるに従い、照射領域が限定される。
特開２００４−２１２５０３号公報

しかしながら、上述した技術では、なだらかな輝度分布特性を実現することで、黒フレアや視差による影響を低減することはできるが、発光素子と拡散板などのシート類との距離を大きくとる必要から、照明装置の厚さが大きくなり、商品性を損ねるおそれがある。

本発明は、以上のような点を鑑みなされたもので、薄型化が可能であり、発光輝度が異なる分割領域間の境界部分での急峻な輝度変化を緩和することのできる照明装置およびそれを用いた表示装置を提供することにある。

以上の課題を解決するにあたり、本発明の照明装置は、基板と、発光素子と、制御部と、光学素子とを備える。上記発光素子は、上記基板の所定の領域に二軸方向に配列して複数設けられている。上記制御部は、上記基板の所定の領域をそれぞれ複数の上記発光素子を含む複数の分割領域に区分しておき、上記分割領域毎の発光輝度を制御する。上記光学素子は、それぞれ上記発光素子に対応して配置され、上記発光素子から直上に放射される光の輝度より、上記発光素子から隣接する発光素子の直上に放射される光の輝度を大きくする。

本発明では、光学素子は、それぞれ発光素子に対応して配置され、発光素子から直上に放射される光の輝度より、発光素子から隣接する発光素子の直上に放射される光の輝度を大きくする。このため、分割領域の各発光素子が発光したときに、各発光素子が各発光素子の直上を最も明るくすることを防止しつつそれぞれ隣接する発光素子の直上に放射された光によりなだらかな輝度変化を実現することができる。従って、発光輝度が異なる分割領域間の境界部分での急峻な輝度変化を緩和することができる。また、光学素子は、発光素子から直上に放射される光の輝度より、発光素子から隣接する発光素子の直上に放射される光の輝度を大きくすることができるので、照明装置を厚くすることなく発光輝度が異なる分割領域間の境界部分での急峻な輝度変化を緩和することができる。

上記光学素子は、上記光学素子は、それぞれ対応する上記発光素子から放射された光を、上記発光素子の中心から同心円状に、上記発光素子の周囲に配置された複数の発光素子の直上に達するように放射させるようにしてもよい。
これにより、発光素子から放射された光を、発光素子の中心から同心円状に、発光素子の周囲に配置された複数の発光素子の直上に達するように放射させて、発光輝度の特性をなだらかにすることができる。

上記発光素子に隣接する発光素子の直上は、上記隣接する発光素子の直上又は上記直上を含む直上の近傍領域であるようにしてもよい。
これにより、それぞれの発光素子からの光が、それぞれ隣接する発光素子の直上又は直上を含む直上の近傍領域に放射され、発光輝度の特性をなだらかにすることができる。

本発明に係る表示装置は、表示パネルと、照明装置とを具備する。上記照明装置は、該表示パネルと隣接して設けられる。上記照明装置は、基板と、発光素子と、制御部と、光学素子とを備える。上記発光素子は、上記基板の所定の領域に二軸方向に配列して複数設けられている。上記制御部は、上記基板の所定の領域をそれぞれ複数の上記発光素子を含む複数の分割領域に区分しておき、上記分割領域毎の発光輝度を制御する。上記光学素子は、それぞれ上記発光素子に対応して配置され、上記発光素子から直上に放射される光の輝度より、上記発光素子から隣接する発光素子の直上に放射される光の輝度を大きくする。

本発明では、光学素子は、それぞれ発光素子に対応して配置され、発光素子から直上に放射される光の輝度より、発光素子から隣接する発光素子の直上に放射される光の輝度を大きくする。このため、分割領域の各発光素子が発光したときに、各発光素子が各発光素子の直上を最も明るくすることを防止しつつそれぞれ隣接する発光素子の直上に放射された光によりなだらかな輝度変化を実現することができる。従って、発光輝度が異なる分割領域間の境界部分での急峻な輝度変化を緩和することができる。また、光学素子は、発光素子から直上に放射される光の輝度より、発光素子から隣接する発光素子の直上に放射される光の輝度を大きくするので、照明装置を厚くすることなく発光輝度が異なる分割領域間の境界部分での急峻な輝度変化を緩和することができる。このように、薄型化が可能であり、発光輝度が異なる分割領域間の境界部分での急峻な輝度変化を緩和することのできる表示装置を実現することができる。

以上のように、本発明によれば、照明装置を薄型化しつつ発光輝度が異なる分割領域間の境界部分での急峻な輝度変化を緩和することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。以下に示す形態は、本発明の照明装置を具備する表示装置を液晶テレビに適用したものである。

なお、本発明の表示装置の適用範囲は液晶テレビに限られることはなく、照明装置を具備する表示装置であればよく、例えばパーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等広く適用することができる。

図１は本発明の実施の形態にかかる表示装置としての液晶テレビ１００の概略斜視図であり、図２は液晶テレビ１００の筐体３００によって保持される部分の概略分解斜視図である。これらの図に示すように、液晶テレビ１００は、表示パネルとしての液晶パネル２００と、照明装置１と、液晶パネル２００および照明装置１を駆動する駆動部４２０と、液晶パネル２００、照明装置１及び駆動部４２０を保持する筐体３００と、筐体３００を保持するスタンド４００とを有している。照明装置１は、液晶パネル２００の画像表示領域を背面から照明するものであり、白色光を発光する。

以下に、本発明の実施の形態である照明装置を説明する。
（第１の実施形態）
図３は本発明の第１の実施の形態にかかる照明装置１の断面図である。同図に示すように、照明装置１は、矩形の発光素子基板１２と、反射板１３と、発光素子基板１２の平面形状に対応する矩形の光拡散板１５と、同じく発光素子基板１２の平面形状に対応する矩形の一枚ものの蛍光シート１６とを有する。発光素子基板１２には複数の発光素子１０が、発光素子基板１２の所定の矩形領域に当該矩形領域の二軸方向のそれぞれに行列状に整列して複数搭載されている。光拡散板１５は、発光素子基板１２に対して、例えば約２０ｍｍ程度離間して配置され、その間隙は図示しない複数の支持柱によって保持されている。蛍光シート１６は、例えば、光拡散板１５の光出射面側に光拡散板１５に例えば重ねて、または近接して配置されている。蛍光シート１６の光出射面の先には液晶パネル２００が配置されている。反射板１３は、発光素子基板１２と光拡散板１５とがなす立方体空間の四方の内側面に配置されている。

発光素子基板１２は、金属製の基板１７と、この基板１７の一方の面に図示しない絶縁層を介して搭載された複数の発光素子１０とで構成される。ここで、発光素子１０として、例えば、ＩｎＧａＮ系の青色発光ダイオードなどが用いられる。発光素子１０の大きさは、例えば０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度である。

図４は発光素子１０内の青色発光ダイオードのパッケージの詳細を示す断面図である。同図に示すように、金属製の基板１７の一方面に設けられた絶縁層１８の上には、青色発光ダイオードのチップ２５が表面実装されたサブマウント基板２６が熱伝導性接着剤２７によって接合されている。サブマウント基板２６に設けられた図示しない電極部は、基板１７側の電極部１９に対してボンディングワイヤー２０によって電気的に接続されている。そして、青色発光ダイオードのチップ２５は、その周辺近傍のボンディングワイヤー２０による接続部までの領域を含め、透明な光学素子２８によって封止されている。この封止用の樹脂材料としては、耐光性や耐熱性に優れる、例えばシリコーン等が挙げられる。

光学素子２８は、青色発光ダイオードのチップ２５から放射された光を屈折し、チップ２５の直上に放射される光Ｌ１の輝度より、隣接して配置された発光素子１０の青色発光ダイオードのチップ２５の直上に放射される光Ｌ２の輝度を大きくする。つまり、チップ２５からその直上に放射される光の輝度を、周囲に隣接して配置された発光素子１０の直上に放射される光の輝度より小さくする。ここで、直上とは、例えば光拡散板１５上における直上の１点とその近傍の領域を含んだ領域である。光学素子２８は、例えば半球形状の頂部に凹面２８Ａが形成されている。凹面２８Ａは、双曲面であり、チップ２５の光軸Ｋが双曲面の対称軸となっている。光学素子２８の側面２８Ｂは非球面形状である。なお、凹面２８Ａの曲率は図示された凹面２８Ａの曲率に限定されず、隣接して配置された発光素子１０の間隔や、光拡散板１５と発光素子基板１２との間隔などに応じて適宜変更すればよい。

蛍光シート１６は、例えば、透明プラスチックフィルムの上に、青色発光ダイオードから発光された青色波長の青色光により励起されて緑色波長の緑色光を発光する緑用蛍光体と、青色光により励起されて赤色波長である赤色光を発光する赤用蛍光体との２種類の蛍光体が含有されている。これにより、蛍光シート１６により色変換された緑色光及び赤色光と、青色発光ダイオードからの励起光である青色光とが混色されて、白色光が発生し、出射される。また、蛍光シート１６には、透明プラスチックフィルムの上に、青色発光ダイオードから発光された青色波長の青色光により励起されて黄色波長の黄色光を発光する黄色用蛍光体が含有されたものを用いてもよい。この場合、蛍光シート１６により色変換された黄色光と、青色光とが混色されて白色光が得られる。

また、青色発光ダイオードに代えて紫色（近紫外）発光ダイオードを用いることも可能である。この場合、蛍光体層として、紫色（近紫外）発光ダイオードから発光された紫色（近紫外）波長の紫色（近紫外）光により励起されて赤色波長の赤色光を発光する赤用蛍光体と、紫色（近紫外）光により励起されて緑色波長の緑色光を発光する緑用蛍光体と、紫色（近紫外）光により励起されて青色波長の青色光を発光する青用蛍光体が含有されるものが用いられる。これにより、蛍光体層により色変換された赤色、緑色及び青色と、紫色（近紫外）光とが混色されて白色光が得られる。

黄色用蛍光体の材料としては、(Ｙ，Ｇｄ)₃(Ａｌ，Ｇａ)₅Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺（通称 ＹＡＧ：Ｃｅ³⁺）、α−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ²⁺、(Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ)₃ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺などが挙げられ、緑用蛍光体の材料としては、(Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ)₃ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺、ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕ²⁺、β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ²⁺、Ｃａ₃Ｓｃ₂Ｓｉ₃Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺、赤色用蛍光体の材料としては、 (Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ)Ｓ：Ｅｕ²⁺、(Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ) ₂ＳｉＯ₅Ｎ₈：Ｅｕ²⁺、ＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ²⁺等を挙げることができる。

図５は、発光素子基板１２の光出射側の平面図である。発光素子基板１２おいては、発光素子１０が例えば、等間隔に縦横（行列）方向に複数個配置されている。これらの発光素子１０が配置された全体の矩形領域は実線で囲まれた複数の分割領域１１に区分され、それぞれの分割領域１１に属する複数の発光素子１０のグループが発光輝度が制御される単位となっている。図５では、単位となる分割領域１１を斜線で示す。図５の例では、それぞれの分割領域１１に９個（３行×３列）の発光素子１０が縦横（行列）方向に配列されている。この実施形態では、それぞれの分割領域１１に対応する光源モジュールを作製し、これらの光源モジュールを組み合わせて、液晶パネル２００に対応する１つの矩形光源を構成している。以後、分割領域１１を光源モジュール１１と言い換えて説明を進める。それぞれの光源モジュール１１は図示しないフレキシブルプリント基板を通じて駆動部４２０（図２）と接続されている。駆動部４２０には、光源モジュール１１の単位で発光輝度の制御を行う制御部が含まれている。

図６は、仮に、光源モジュール１１の中心の発光素子１０のみを点灯させたことを想定した場合の光拡散板１５の輝度を示す図である。なお、実際には、駆動単位である光源モジュール１１が９個の発光素子１０を備えるのでこれら９個の発光素子１０が同時に点灯されることになる。同図に示すように、光源モジュール１１は、光源モジュール１１の中心に設けられた１個の矩形状の領域１１−Ａ、領域１１−Ａの周囲に配置された８個の矩形状の領域１１−Ｂ、及び領域１１−Ｂの周囲に配置された１６個の矩形状の領域１１−Ｃを備える。領域１１−Ａに配置された発光素子１０から放射された光は光拡散板１５に向けて光軸Ｋを中心にして同心円状に放射される。光拡散板１５では輝度が同心円状に異なる。領域１１−Ａの直上に対応する光拡散板１５の円形領域Ｒ１の輝度が１、領域１１−Ｂの直上に対応する光拡散板１５の環状領域Ｒ２の輝度が２、領域１１−Ｃの直上に対応する光拡散板１５の環状領域Ｒ３の輝度が１となっている。ここで、輝度の数値は相対的な値である。

図７は図６に示す点灯状態での輝度特性を示す図である。領域１１−Ａに配置された発光素子１０の光学素子２８は、チップ２５から放射された光を、領域１１−Ａの直上の輝度が１、領域１１−Ｂの直上の輝度が２、領域１１−Ｃの直上の輝度が１となるように放射させる。ここで、輝度の数値は相対的な値である。

図８は光源モジュール１１の９個の発光素子１０を点灯したときの発光素子基板１２の光出射側の平面図、図９は図８に示す照明装置の輝度特性を示す図である。１個の光源モジュール１１の９（３×３）個の発光素子１０から照射された光は、それぞれ図４に示す光Ｌ１及びＬ２のように屈折されて重なり合う。この結果、各領域１１−Ａ、１１−Ｂ及び１１−Ｃの直上の輝度は、図９に示す１列目から５列目にかけて、１行目では２、４、６、４、２となり、２行目では４、７、１１、７、４となり、３行目では６、１１、１７、１１、７となり、４行目では４、７、１１、７、４となり、５行目では２、４、６、４、２となる。ここで、輝度の数値は相対的な値である。

例えば領域１１−Ａの輝度は、領域１１−Ａに設けられた発光素子１０からの寄与分が１であり、領域１１−Ｂに設けられた８個の発光素子１０からの寄与分が１６（２×８個）であり、合計した輝度が１７となる。他の領域１１−Ｂ及び１１−Ｃについても同様に計算することができる。

図９に示すように、各領域１１−Ａ、１１−Ｂ及び１１−Ｃの直上の輝度は、領域１１−Ａを中心として縦（行）方向及び横（列）方向に対称となっている。なお、行方向と列方向との間の斜め方向（行方向及び列方向に対して４５度の角度を有する方向）にも、同様に領域１１−Ａを中心として輝度が対称になっている。

このように、光源モジュール１１の９個の発光素子１０を点灯することで、光源モジュール１１内及び周囲の領域１１−Ｃの直上（さらにその周囲の領域の直上）を照明することができる。このとき、光源モジュール１１内かつ光源モジュール１１の周りの領域１１−Ｃ（さらにその周囲の領域の直上）において、光源モジュール１１の中心の領域１１−Ａから離れるにつれ輝度が行方向、列方向及び斜め方向になだらかに減少している。

このように本実施形態によれば、光源モジュール１１の発光素子１０は、それぞれチップ２５に対応して配置された光学素子２８を備え、それぞれの光学素子２８が、対応するチップ２５からの光を屈折することで、チップ２５から直上に放射される光の輝度より、発光素子１０に隣接する発光素子１０の直上に放射される光の輝度を大きくすることができる。このため、図８に示すように、例えば光源モジュール１１中の９個の発光素子１０が発光したときに、各発光素子１０が各発光素子１０の直上を最も明るくすることを防止しつつ隣接する発光素子１０の直上に放射された光により、図９に示すように光源モジュール１１の中心の領域１１−Ａから離れるにつれ行方向及び列方向などに輝度をなだらかに減少させることができる。従って、発光輝度が異なる光源モジュール１１間の境界部分での急峻な輝度変化を緩和することができる。

また、光学素子２８は、凹面２８Ａを備え、凹面２８Ａにより発光素子１０の直上の放射される光の輝度より、隣接する発光素子１０の直上に放射される光の輝度を大きくすることができるので、照明装置１を厚くすることなく発光輝度が異なる光源モジュール１１間の境界部分での急峻な輝度変化を緩和することができる。

図１０は隣り合う２個の光源モジュール１１中の全発光素子１０を点灯したときの発光素子基板１２の光出射側の平面図、図１１は図１０に示す照明装置の輝度特性を示す図である。１８（９×２）個の発光素子１０から照射された光はそれぞれ図４に示す光Ｌ１及びＬ２のように屈折されてそれぞれ重なり合う。領域１１−Ａ、１１−Ｂ及び１１−Ｃの直上の輝度は、図１１の１列目から８列目にかけて、１行目では２、４、８、９、９、８、４、２となり、２行目では４、７、１４、１５、１５、１４、７、４となり、３行目では６、１１、２０、２０、２０、２０、１１、７となり、４行目では４、７、１４、１５、１５、１４、７、４となり、５行目では２、４、８、９、９、８、４、２となる。ここで、輝度の数値は相対的な値である。図１１に示すように、各領域１１−Ａ、１１−Ｂ及び１１−Ｃの直上の輝度は、領域１１−Ａと領域１１−Ａとに挟まれた領域１１−Ｃを中心として縦（行）方向、横（列）方向及び斜め方向に対称となっている。

このように、２個の光源モジュール１１の１８個の発光素子１０を点灯することで、２個の光源モジュール１１内及び周囲の領域１１−Ｃの直上（さらにその周囲の領域の直上）を照明することができる。このとき、２個の光源モジュール１１内かつ光源モジュール１１の周りの領域１１−Ｃ（さらにその周囲の領域の直上）において、２個の光源モジュール１１の中心の領域１１−Ｃから離れるにつれ輝度が行方向、列方向及び斜め方向になだらかに減少するようにすることができる。従って、１個の光源モジュール１１を駆動する場合と同様に、照明装置１を厚くすることなく発光輝度が異なる光源モジュール１１間の境界部分での急峻な輝度変化を緩和することができる。

図９及び図１１の輝度特性から容易に分かる通り、３個以上の光源モジュール１１を同時に駆動した場合にも発光輝度が異なる光源モジュール１１間の境界部分での急峻な輝度変化を緩和することができる。なお、全光源モジュール１１の全発光素子１０を点灯した場合には、通常の照明装置と同様に均一な輝度とすることができる。

（第１の変形例）
図１２は第１の変形例の光学素子の正面図である。なお、本変形例以降においては、上記実施形態と同一の箇所には同一の符合を付しその説明を省略し、異なる箇所を中心に説明する。
同図に示すように、上記実施形態に比べて、本変形例の照明装置は、発光素子１０の代わりに図１２に示す発光素子１０’を備え発光素子１０’が光学素子５０を備える点が異なる。

発光素子１０’の光学素子５０は、放物面５０Ａと、非球面５０Ｂとを備える透明な光学素子である。放物面５０Ａは、光軸Ｋの周りに図１２に示す放物線（の一部）を回転させたときに形成される面である。

光学素子５０は、青色発光ダイオードのチップ２５から放射された光を屈折し、チップ２５の直上に放射される光Ｌ１の輝度より、隣接して配置された発光素子１０の青色発光ダイオードのチップ２５の直上に放射される光Ｌ２の輝度を大きくする。なお、図１２に示す放物面５０Ａの曲率は特に限定されず、図示された放物面５０Ａの曲率に限定されず、隣接して配置された発光素子１０’の間隔や、光拡散板１５と発光素子基板１２との間隔などに応じて適宜変更すればよい。

このように本変形例によれば、上記実施形態と同様に、照明装置１を厚型化することなく、発光輝度が異なる光源モジュール１１間の境界部分での急峻な輝度変化を緩和することができる。

本発明は、上述の実施形態及び変形例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々更新を加え得ることは勿論である。

上記実施形態では、光源モジュール１１、つまり、駆動単位に含まれる発光素子１０の数が９個である例を示した。しかし、光源モジュール１１に含まれる発光素子１０の数はこれに限定されない。例えば光源モジュールがそれぞれｐ×ｐ（ｐは例えば４以上）個の発光素子を含むようにしてもよい。この場合には、例えば光源モジュール毎の輝度を大きくすることができる。また、４個（縦２個×横２個）の光源モジュール１１を駆動単位とすることで、照明装置１に備えられる光源モジュール数を減少させることができ、駆動部にかかる負荷を低減することができる。

上記実施形態では、例えば図７に示すように領域１１−Ａの直上の輝度が１、領域１１−Ｂの直上の輝度が２、及び領域１１−Ｃの直上の輝度が１となる例を示した。しかし、各領域１１−Ａ、１１−Ｂ及び１１−Ｃの輝度はこれに限定されない。例えば領域１１−Ａの直上の輝度が、領域１１−Ｂの直上の輝度より小さければよい。具体的には、例えば光学素子２８の凹面２８Ａの曲率などを調整することで、領域１１−Ａの直上の輝度が１、領域１１−Ｂの直上の輝度が３、及び領域１１−Ｃの直上の輝度が１（又は２）となるようにしてもよい。

上記実施形態では発光素子１０の光学素子２８により光源モジュール１１の輝度特性を滑らかにし、上記変形例では発光素子１０’の光学素子５０により光源モジュールの輝度特性を滑らかにする例を示した。しかし、チップ２５を覆うこれらの光学素子は、特に限定されない。

例えば光学素子２８や５０を用いる代わりに、各チップ２５と光拡散板１５との間に透明板を配置し、透明板上に各チップ２５の直上に対応するように図示しないハーフミラーを配置してもよい。ハーフミラーは、チップ２５から入射した光をチップ２５の直上の方向とは異なる方向に屈折したり反射したりする。これにより、ハーフミラーで屈折された光が、このチップ２５を備える発光素子に隣接する発光素子の直上に照射され、輝度特性を滑らかにすることができる。

また、例えば光学素子２８や５０を用いる代わりに、各チップ２５と光拡散板１５との間に透明板を配置し、透明板に各チップ２５に対応して図示しないホログラムレンズを配置するようにしてもよい。ホログラムレンズには例えば球面波と平面波との干渉縞が記録されたレンズを用いることができる。これにより、チップ２５から放射された光を、例えばホログラムレンズにより光路を拡大投影し、輝度特性を滑らかにすることができる。

また、例えば光学素子２８や５０を用いる代わりに、各チップ２５と光拡散板１５との間に透明板を配置し、透明板に各チップ２５に対応するように拡散塗料を塗布する。これにより、各チップ２５から直上に放射された光を拡散塗料により拡散し、直上にそのまま放射される光を減少させ、輝度特性を滑らかにすることができる。

また、例えば光学素子２８や５０を用いる代わりに、各チップ２５と光拡散板１５との間に透明板を配置し、透明板に各チップに対応するようにフレネルレンズを配置するようにしてもよい。これにより、各チップ２５から直上に放射された光をフレネルレンズで屈折し、輝度特性を滑らかにすることができる。

また、例えば光学素子２８や５０を用いる代わりに、チップ２５を覆うように光学素子２８と同様な樹脂材料の半球状の透明樹脂層を形成し、この半球状の透明樹脂層をさらに覆うように光の屈折率の異なる別の透明樹脂層を形成するようにしてもよい。これにより、チップ２５から放射された光を２種類の透明樹脂層の境界で屈折させて輝度特性を滑らかにすることができる。

上記実施形態では、青色発光ダイオードと蛍光体シートとを用いる例を示しているが、青色発光ダイオードの代わりにＲＧＢ発光ダイオードあるいは白色発光ダイオードを用いることも可能である。

本発明の実施の形態にかかる表示装置としての液晶テレビの概略斜視図である。 図１の液晶テレビの筐体によって保持される部分の概略分解斜視図である。 本発明の第１の実施の形態にかかる照明装置の断面図である。 発光素子の青色発光ダイオードのパッケージの詳細を示す断面図である。 照明装置の発光素子基板の光出射側の平面図である。 光源モジュールの中心の発光素子のみを点灯させたことを想定した場合の光拡散板の輝度を示す図である。 図６に示す点灯状態での輝度特性を示す図である。 光源モジュールの９個の発光素子を点灯したときの発光素子基板の光出射側の平面図である。 図８に示す照明装置の輝度特性を示す図である。 隣り合う２個の光源モジュール中の全発光素子を点灯したときの発光素子基板の光出射側の平面図である。 図１０に示す照明装置の輝度特性を示す図である。 第１の変形例の光学素子の正面図である。 分割領域の単位でバックライトの発光輝度を制御する方法の概念図である。 図１３の制御方法による輝度分布とこれによる問題点を示す図である。 照明装置を厚くした場合の輝度分布を示す図である。 発光素子からシート類までの距離が異なる照明装置を示す図である。

符号の説明

Ｌ１、Ｌ２ 光
Ｋ 光軸
１ 照明装置
１０ 発光素子
１１ 分割領域（光源モジュール）
１２ 発光素子基板
１５ 光拡散板
２５ チップ
２８、５０ 光学素子
２８Ａ 凹面
５０Ａ 放物面
１００ 液晶テレビ
２００ 液晶パネル
４２０ 駆動部（制御部）

Claims (6)

1. 基板と、
   前記基板の所定の領域に二軸方向に配列して設けられた複数の発光素子と、
   前記基板の所定の領域をそれぞれ複数の前記発光素子を含む複数の分割領域に区分しておき、前記分割領域毎の発光輝度を制御する制御部と、
   それぞれ前記発光素子に対応して配置され、前記発光素子から直上に放射される光の輝度より、前記発光素子から隣接する発光素子の直上に放射される光の輝度を大きくする光学素子と
   を具備する照明装置。
   照明装置。
2. 請求項１に係る照明装置であって、
   前記光学素子は、それぞれ対応する前記発光素子から放射された光を、前記発光素子の中心から同心円状に、前記発光素子の周囲に配置された複数の発光素子の直上に達するように放射させる
   照明装置。
3. 請求項２に係る照明装置であって、
   前記発光素子に隣接する発光素子の直上は、前記隣接する発光素子の直上又は前記直上を含む直上の近傍領域である
   照明装置。
4. 表示パネルと、該表示パネルと隣接して設けられる照明装置とを具備し、
   前記照明装置は、
   基板と、
   前記基板の所定の領域に二軸方向に配列して設けられた複数の発光素子と、
   前記基板の所定の領域をそれぞれ複数の前記発光素子を含む複数の分割領域に区分しておき、前記分割領域毎の発光輝度を制御する制御部と、
   それぞれ前記発光素子に対応して配置され、前記発光素子から直上に放射される光の輝度より、前記発光素子から隣接する発光素子の直上に放射される光の輝度を大きくする光学素子と
   を具備する
   表示装置。
5. 請求項４に係る表示装置であって、
   前記光学素子は、それぞれ対応する前記発光素子から放射された光を、前記発光素子の中心から同心円状に、前記発光素子の周囲に配置された複数の発光素子の直上に達するように放射させる
   表示装置。
6. 請求項５に係る表示装置であって、
   前記発光素子に隣接する発光素子の直上は、前記隣接する発光素子の直上又は前記直上を含む直上の近傍領域である
   表示装置。

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