JP2011233419A - バックライト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な導光板設計で均一な出射光を得ること。
【解決手段】導光板１１０は、光を左側面１２１および上側面１２２から入射して主面１３１から出射する。光源部１４１は、左側面１２１の近傍に配置され、光源部１４２は、上側面の近傍に配置される。光源部１４１の個別発光により左側面１２１上に生じる輝度分布は、角部Ｃ１から近い位置では低輝度となり、且つ、角部Ｃ１から遠い位置では高輝度となる。光源部１４２の個別発光により上側面１２２上に生じる輝度分布は、角部Ｃ１から近い位置では低輝度となり、且つ、角部Ｃ１から遠い位置では高輝度となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、バックライト装置に関する。

非自発光型の映像表示装置の代表的なものとして、表示部に液晶パネルを用いる液晶表示装置がある。液晶表示装置では通常、液晶パネルの背面側にバックライト装置（以下、単に「バックライト」ともいう）が配置される。液晶表示装置は、バックライトからの光を液晶パネルにて映像信号に応じて変調させることにより、映像を出力する。

バックライトの方式は、大別して２種類に分けられるが、そのうちの１つは、エッジライト方式である（例えば特許文献１参照）。一般に、液晶表示装置に用いるエッジライト方式のバックライトは、液晶パネルに対向配置された導光板を有し、液晶パネルの面積ベクトルに直交する方向において、光源からの光を導光板に入射する。導光板において液晶パネルと対向する面からは、均一化された光が出射され、この光により液晶パネルが照射される。

図１（ａ）は、従来のバックライトの構成の一例を示す図である。このバックライト１ａは、直方体形状の導光板２ａを用い、その４つの側面のうちいずれかの近傍に配置された光源（この例では蛍光管）３ａからの光を導光板２ａに入射し、導光板２ａの主面から光を出射する。

図１（ｂ）は、従来のバックライトの構成の他の例を示す図である。このバックライト１ｂは、一側面側が他側面側よりも肉厚に形成された楔形の導光板２ｂを用い、肉厚側の側面の近傍に配置された光源（この例では蛍光管）３ｂからの光を導光板２ｂに入射し、導光板２ｂの主面から光を出射する。

上記各構成では、光を散乱させる凹凸状構造あるいはドット印刷を導光板２ａ、２ｂの出射面の反対側の面に加える、あるいは、導光板２ａ、２ｂの内部に光散乱ポリマーなどの散乱物質を含有するのが、一般的である。なお、上記各構成では通常、導光板２ａ、２ｂの出射面の反対側の面に反射板が設けられる。

特開２０１０−０４４９５３号公報

しかしながら、上記従来の構成を有するバックライトにおいては、導光板の出射面から均一光を取り出すために施される、凹凸状構造もしくはドット印刷のような表面加工または光散乱ポリマーの導入に関して、密度、濃度または大きさなどの制御が不可欠である。そして、その制御においては、光源の特性（例えば、波長または配光特性など）に応じた設計が必須である。そのため、導光板設計が複雑化し、それにより導光板の製造コストを増大させ、ひいてはバックライトの製造コストの増大をもたらすという問題があった。

本発明の目的は、簡易な導光板設計で均一な出射光を得ることができるバックライト装置を提供することである。

本発明の他の目的は、上記バックライト装置を用いた連結型のバックライト装置および映像表示装置を提供することである。

本発明のバックライト装置は、光源部と導光板とを有するバックライト装置であって、前記導光板は、光を側面部から入射して主面から出射し、前記主面は、第１の角部を含む複数の角部をなすエッジを有し、前記側面部は、前記第１の角部から前記主面のエッジに沿って伸延する第１の側面と、前記第１の角部から前記主面のエッジに沿って前記第１の側面と異なる方向に伸延する第２の側面と、を含み、前記光源部は、前記第１の側面の近傍に配置された第１の光源部と、前記第２の側面の近傍に配置された第２の光源部と、を含み、前記第１の光源部の個別発光により前記第１の側面上に生じる輝度分布は、前記第１の角部から近い位置では低輝度となり且つ前記第１の角部から遠い位置では高輝度となり、前記第２の光源部の個別発光により前記第２の側面上に生じる輝度分布は、前記第１の角部から近い位置では低輝度となり且つ前記第１の角部から遠い位置では高輝度となる。

本発明の連結型のバックライト装置は、上記の複数のバックライト装置を有し、前記複数のバックライト装置は、前記主面の全てが面一となり且つ前記光源部の全てにより包囲されるように、配置される。

本発明の映像表示装置は、上記バックライト装置と、前記バックライト装置からの光を映像信号に応じて変調することにより映像を出力する光変調部と、を有する。

本発明によれば、簡易な導光板設計で均一な出射光を得ることができる。

（ａ）従来のバックライトの構成の一例を示す図、（ｂ）は従来のバックライトの構成の他の例を示す図 本発明の実施の形態１に係るバックライトの構成を示す図 （ａ）図２に示すバックライトにおいて、均等な発光輝度分布で左側面近傍の光源部のみを発光させた場合に生じる出射面輝度分布を説明するための図、（ｂ）図２に示すバックライトにおいて、均等な発光輝度分布で上側面近傍の光源部のみを発光させた場合に生じる出射面輝度分布を説明するための図、（ｃ）図２に示すバックライトにおいて、均等な発光輝度分布で左側面近傍の光源部および上側面近傍の光源部を両方とも発光させた場合に生じる出射面輝度分布を説明するための図 （ａ）図２に示すバックライトにおいて、線形変化の発光輝度分布で左側面近傍の光源部のみを発光させた場合に生じる出射面輝度分布を説明するための図、（ｂ）図２に示すバックライトにおいて、線形変化の発光輝度分布で上側面近傍の光源部のみを発光させた場合に生じる出射面輝度分布を説明するための図、（ｃ）図２に示すバックライトにおいて、線形変化の発光輝度分布で左側面近傍の光源部および上側面近傍の光源部を両方とも発光させた場合に生じる出射面輝度分布を説明するための図 本発明の実施の形態１における傾斜した入射面輝度分布を説明するための図 本発明の実施の形態２に係るバックライトの構成を示す図 本発明の実施の形態３に係るバックライトの構成を示す図 図７に示すバックライトにおいて、線形変化の発光輝度分布で全光源部を発光させた場合に生じる出射面輝度分布を説明するための図 （ａ）図７に示すバックライトにおいて、線形変化の発光輝度分布で左側面近傍の光源部および上側面近傍の光源部のみを発光させた場合に生じる出射面輝度分布を説明するための図、（ｂ）（ａ）に示す出射面輝度分布を異なる角度から見た図、（ｃ）図８に示す出射面輝度分布を異なる角度から見た図、（ｄ）図８に示す出射面輝度分布をさらに異なる角度から見た図 （ａ）図７に示すバックライトにおいて、非線形変化の発光輝度分布で左側面近傍の光源部のみを発光させた場合に生じる出射面輝度分布を説明するための図、（ｂ）図７に示すバックライトにおいて、非線形変化の発光輝度分布で上側面近傍の光源部のみを発光させた場合に生じる出射面輝度分布を説明するための図、（ｃ）図７に示すバックライトにおいて、非線形変化の発光輝度分布で左側面近傍の光源部および上側面近傍の光源部のみを発光させた場合に生じる出射面輝度分布を説明するための図、（ｄ）図７に示すバックライトにおいて、非線形変化の発光輝度分布で全光源部を発光させた場合に生じる出射面輝度分布を説明するための図 （ａ）発光輝度分布が線形変化である場合と非線形変化である場合との差異を説明するための図であって、図７に示すバックライトにおいて発光輝度分布が線形変化である場合に生じる出射面輝度分布を説明するための図、（ｂ）（ａ）に示す出射面輝度分布を異なる角度から見た図、（ｃ）発光輝度分布が線形変化である場合と非線形変化である場合との差異を説明するための図であって、図７に示すバックライトにおいて発光輝度分布が非線形に最適化されている場合に生じる出射面輝度分布を説明するための図、（ｄ）（ｃ）に示す出射面輝度分布を異なる角度から見た図 本発明の実施の形態４に係るバックライトの構成を示す図 図１２に示すバックライトにおいて、線形変化の発光輝度分布で全光源部を発光させた場合に生じる出射面輝度分布を説明するための図 本発明の実施の形態５に係るバックライトの構成を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図２は、本実施の形態に係るバックライトの構成を示す。

バックライト１００は、導光板１１０を有する。導光板１１０の材料は、内部に一様な濃度で光散乱ポリマーを含有する散乱導光体である。導光板１１０の形状は、略直方体である。

導光板１１０の４つの側面のうち、図中で左側および上側に位置する２つの側面（以下、説明の便宜上、「左側面１２１」および「上側面１２２」という）は光入射面である。また、導光板１１０の主面１３１は光出射面である。よって、バックライト１００を液晶表示装置に用いる場合には、主面１３１からの出射光により液晶パネルが照射されるように、主面１３１が液晶パネルの例えば背面に対向配置される。液晶パネルは、主面１３１からの出射光を映像信号に応じて変調させることにより映像を出力する光変調部の一例である。

ここで、主面１３１の長方形形状において長辺をなすエッジが角部Ｃ１から伸延する方向をＸ軸の正方向と定義し、主面１３１の長方形形状において短辺をなすエッジが角部Ｃ１から伸延する方向をＹ軸の正方向と定義する。すなわち、主面１３１は、Ｘ−Ｙ平面に対して平行な面である。また、角部Ｃ１の座標位置をＸ−Ｙ平面の原点と定義する。また、主面１３１に垂直で主面１３１から底面に向かう方向をＺ軸の正方向と定義する。この定義は、以下説明する他の実施の形態においても同様である。

左側面１２１および上側面１２２はいずれも、主面１３１の長方形形状における４つの角部のうち角部Ｃ１に一端部を有する。左側面１２１は、主面１３１の短辺エッジに沿って角部Ｃ１からＹ軸正方向に伸延する、Ｙ−Ｚ平面に対して平行な面である。上側面１２２は、主面１３１の長辺エッジに沿って角部Ｃ１からＸ軸正方向に伸延する、Ｘ−Ｚ平面に対して平行な面である。左側面１２１および上側面１２２の近傍にはそれぞれ、光源部１４１、１４２が配置されている。

光源部１４１は、左側面１２１に沿って列状に且つ等間隔に配置された複数の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）からなり、光源部１４２も、上側面１２２に沿って列状に且つ等間隔に配置された複数のＬＥＤからなる。したがって、光源部１４１、１４２を構成する複数のＬＥＤは、左側面１２１および上側面１２２に沿って列状に配置されることにより、全体としてＬ字状をなす。

なお、図２において各ＬＥＤは円形（または円筒形）で描かれているが、これは便宜上この形状を用いているに過ぎない。よって、各ＬＥＤの形状が円形（または円筒形）に限定されるものと理解すべきではない。

また、本実施の形態では、光源としてＬＥＤを使用しているが、他の点状光源を使用することもできる。また、後述する発光輝度分布を実現可能なものであれば、列状配置された複数の点状光源を使用する代わりに線状光源または面状光源を使用することもできる。

光源部１４１を構成する各ＬＥＤは、Ｘ軸の正方向に指向性を有し、左側面１２１を照射するように発光する。光源部１４２を構成する各ＬＥＤは、Ｙ軸の正方向に指向性を有し、上側面１２２を照射するように発光する。

光源部１４１、１４２を構成する各ＬＥＤは、駆動制御回路（図示せず）に接続されている。したがって、駆動制御回路による電気的駆動制御の下、各ＬＥＤを所望の輝度（本明細書では、ＬＥＤの発光の輝度（光量）を「発光輝度」という）で発光させることができる。駆動制御回路の構成およびこの回路を用いたＬＥＤ駆動制御については周知であるため、ここではその詳細な説明を省略する。

なお、図示しないが、出射光取り出しの効率を向上させるために光を反射する反射板を底面に設けることが好ましい。同様に、左側面１２１および上側面１２２を除く２つの側面（つまり右側面および下側面）にも反射板を設けることが好ましい。また、出射光取り出し面に拡散性のある部材を配置し、より出射光の均一性を高めることもできる。特に出射光を液晶パネルに入射させる場合には、出射光の配光または偏光を制御する特定の配光特性を持った部材を、バックライトと液晶パネル間に設けることができる。

以上、バックライト１００の構成について説明した。

次いで、上記構成を有するバックライト１００において、一般的なエッジライト方式のＬＥＤバックライトと同様に略一様（均等）な発光輝度で各ＬＥＤを発光させる場合について、検討する。

バックライト１００において、光源部１４１を構成する全ＬＥＤを均等な発光輝度分布で発光させて、光源部１４２を構成する全ＬＥＤを発光させないときには、左側面１２１上に生じる輝度分布は均等となる。この場合、主面１３１から出射する光により主面１３１上に生じる輝度分布は、例えば図３（ａ）に示された計算例から分かるように、Ｘ軸正方向に単調減少する分布となる。

なお、本明細書では、出射面（本実施の形態では主面１３１）上に生じる輝度分布を「出射面輝度分布」といい、各入射面（本実施の形態では左側面１２１または上側面１２２）上（導光板１１０内部の各入射面近傍位置を含む）に生じる輝度分布を「入射面輝度分布」という。また、本明細書では、特定の１つの光源部を除く全ての光源部を発光させずに、その特定の光源部のみを単独で発光させることを、その特定の光源部の「個別発光」という。

また、図３（ａ）では、導光板１１０の主面１３１上の座標を、主面１３１をＸ軸方向に１６分割、Ｙ軸方向に９分割することにより、定義している。この定義は、特に別段の記載がない限り、以下説明する他の図に示された計算例においても同様である。

また、図３（ａ）に結果が示された計算例では、入射面における輝度を１００とし、入射面の反対側の面における反射板の反射率を０．８とし、導光板内部での光伝搬方向における多重反射を１往復分のみ考慮している。これらの条件は、特に別段の記載がない限り、以下説明する他の図に示された計算例においても同様である。

図３（ａ）に示されているように、主面１３１上の位置が入射位置からＸ軸正方向に移動するにつれて、残存する光量（つまり、入射光量から出射光束を差し引いた光量）は少なくなる。したがって、Ｚ軸方向に光を散乱させる作用を持つ散乱体の濃度が導光板１１０内部で一定であることから、主面１３１から出射する光量も減少する。

また、バックライト１００において、光源部１４１を構成する全ＬＥＤを発光させずに、光源部１４２を構成する全ＬＥＤを均等な発光輝度分布で発光させるときには、上側面１２２上に生じる入射面輝度分布は均等となる。この場合、出射面輝度分布は、例えば図３（ｂ）に示された計算例から分かるように、Ｙ軸正方向に単調減少する分布となる。

また、バックライト１００において、光源部１４１、１４２を構成する全ＬＥＤを均等な発光輝度分布で発光させるときには、左側面１２１の入射面輝度分布は、光源部１４１だけでなく光源部１４２からも影響を受けるため、均等とならず、Ｙ軸正方向に単調減少する分布となる。上側面１２２の入射面輝度分布も、同様の理由で均等とならず、Ｘ軸正方向に単調減少する分布となる。当然ながら、出射面輝度分布も、図３（ｃ）に示すように、均等ではない。

このような場合、従来技術では、導光板１１０における散乱体濃度を座標位置ごとに調整することにより、出射面輝度分布を均一化する。しかし、この手法を採ると複雑な散乱パターン設計が必要となるのが問題となることは、前述のとおりである。

そこで、本実施の形態では、複雑な散乱パターン設計をすることなく均一強度の出射光を出射面から取り出すことを実現するために、以下説明する手法を採る。

本実施の形態では、バックライト１００に対して、角部Ｃ１からの距離が増大するにつれてＬＥＤの発光輝度を増大させるようなＬＥＤ駆動制御を行う。

具体的には、光源部１４１に関しては、ＬＥＤ駆動制御により、ＬＥＤの発光輝度を、ＬＥＤのＹ座標の増大に伴って一定割合で増大させる。光源部１４２に関しては、ＬＥＤ駆動制御により、ＬＥＤの発光輝度を、ＬＥＤのＸ座標の増大に伴って一定割合で増大させる。このため、光源部１４１、１４２のそれぞれの発光輝度分布は、角部Ｃ１からの距離が増大するにつれて輝度が線形に増大するような傾向を呈する。

例えば、光源部１４２を発光させずに光源部１４１のみを上記のような線形変化の発光輝度分布で発光させて、且つ、角部Ｃ１から最も近いＬＥＤの発光輝度を７４、角部Ｃ１から最も遠いＬＥＤの発光輝度を９０としたとする。この場合、左側面１２１の入射面輝度分布は、Ｙ軸正方向に増大する分布となる。そして、出射面輝度分布は図４（ａ）のようになる。すなわち、輝度がＸ軸正方向に減少する点については、図３（ａ）の計算例（発光輝度分布が均等である場合の例）と同様であるが、輝度がＹ軸正方向に増大する点については、図３（ａ）の計算例と相違する。

また、光源部１４１を発光させずに光源部１４２のみを上記のような線形変化の発光輝度分布で発光させて、且つ、角部Ｃ１から最も近いＬＥＤの発光輝度を５５、角部Ｃ１から最も遠いＬＥＤの発光輝度を１００としたとする。この場合、上側面１２２の入射面輝度分布は、Ｘ軸正方向に増大する分布となる。そして、出射面輝度分布は図４（ｂ）のようになる。すなわち、輝度がＹ軸正方向に減少する点については、図３（ｂ）の計算例（発光輝度分布が均等である場合の例）と同様であるが、輝度がＸ軸正方向に増大する点については、図３（ｂ）の計算例と相違する。

そして、光源部１４１、１４２を両方とも、上記のような線形変化の発光輝度分布で発光させたとする。この場合、左側面１２１の入射面輝度分布は、光源部１４１だけでなく光源部１４２からの影響も受けるため、均等となる。上側面１２２の入射面輝度分布も、同様の理由で均等となる。これは、主面１３１の全座標における出射光強度についても同様のことがいえる。したがって、図４（ｃ）に示すように、均等な出射面輝度分布を得ることができる。

このように、本実施の形態によれば、光源部１４１を個別発光させる場合に左側面１２１上に生じる輝度分布は、角部Ｃ１から近い位置では低輝度となり、且つ、角部Ｃ１から遠い位置では高輝度となる。また、光源部１４２を個別発光させる場合に上側面１２２上に生じる輝度分布も、角部Ｃ１から近い位置では低輝度となり、且つ、角部Ｃ１から遠い位置では高輝度となる。このため、これらの光源部１４１、１４２の双方からの入射光を主面１３１から出射させる場合には、一方の光源部からの入射光の不均一性が他方の光源部からの入射光の不均一性によって補われる。したがって、この場合、主面１３１から均等な輝度分布の光を出射させることができる。すなわち、導光板１１０の設計を複雑化することなく、導光板１１０から均一な出射光を得ることができる。

また、本実施の形態によれば、光源部１４１または光源部１４２の個別発光により生じる入射面輝度分布は、角部Ｃ１からの距離が増大するにつれて輝度が増大するような傾向を呈する。この場合、上記効果をより確実に実現することができる。

（実施の形態１の変形例１）
実施の形態１では、ＬＥＤの配置は等間隔であるが、ＬＥＤの配置間隔に粗密が生じるようにはＬＥＤを配置してもよい。

実施の形態１では、等間隔でＬＥＤを配置しているため、個別発光により各入射面上に生じる輝度分布を線形変化させるには、ＬＥＤ駆動制御によって、隣接ＬＥＤ間に輝度差を与える必要がある。

これに対し、変形例１では、各光源部において、ＬＥＤの配置間隔を、等間隔にせず、例えば角部Ｃ１（図２）からの距離が増大するにつれて短くする。この場合、同じ光源部に含まれる全ＬＥＤの発光輝度を同一としても、個別発光により各入射面上に生じる輝度分布を線形変化させることができる。

したがって、本変形例においても、実施の形態１と同様に、簡易な導光板設計で均等な出射面輝度分布を実現することができる。

（実施の形態１の変形例２）
同じ光源部に含まれる全ＬＥＤの発光輝度を同一とする場合に、個別発光により各入射面上に生じる輝度分布を線形変化させる手法は、上記変形例１に限られず、他の手法でも可能である。

変形例２では、各光源部において、例えば角部Ｃ１（図２）からの距離が増大するにつれて、ＬＥＤの指向性を強くすることにより、入射面に直交する方向に伝搬する光量を増大させる。あるいは、角部Ｃ１からの距離が増大するにつれて、ＬＥＤの拡散性を弱くすることにより、入射面に直交する方向に伝搬する光量を増大させる。このときの拡散性は、入射面に設けた光拡散構造による効果も含めてもよい。

この場合、ＬＥＤ配置間隔が等間隔であってもＬＥＤ配置間隔に粗密があっても、入射面輝度分布の線形変化を実現することができる。指向性を弱くすると入射面に直交する方向への光の伝搬が弱くなり、結果としてその位置のＬＥＤの発光輝度を下げたのと同等の効果をもたらすためである。

したがって、本変形例においても、実施の形態１と同様に、簡易な導光板設計で均等な出射面輝度分布を実現することができる。

（実施の形態１の変形例３）
実施の形態１では、出射光取り出しのために、図２に示す導光板１１０内部に光散乱ポリマーを含有させているが、他の手法でも可能である。

変形例３では、ドット印刷あるいは凹凸状構造などの光拡散構造を底面に設けることにより、主面１３１から出射光を取り出すことができる。このとき、光拡散構造の配置密度が底面上で略一様であってもよい。

すなわち、上記のように入射面輝度分布を線形に傾斜させることにより、本変形例においても、実施の形態１と同様に、簡易な導光板設計で均等な出射面輝度分布を実現することができる。

なお、上記の凹凸状構造には、溝状構造も含まれる。

また、光拡散構造を、底面の代わりに主面に設けてもよいし、主面および底面の両方に設けてもよい。

（実施の形態１の変形例４）
実施の形態１において、光源部を個別発光させる場合に生じる入射面輝度分布は、図５において実線で示すように線形変化を呈する。しかし、入射面輝度分布の特性は、非線形（例えば２次曲線など）であってもよい。さらに、さらなる最適化あるいは電力削減を目的として、主面１３１（図２）において中心輝度に比べて周囲輝度が低くなるような入射面輝度分布を発生させてもよい。この場合、入射面輝度分布は、極値を持つこととなり、すなわち単調増加関数ではなくなる。

ただし、個別発光により生じる入射面輝度分布は、単調増加（あるいは単調減少）の関数ではないとしても、全体として、角部Ｃ１（図２）からの距離が増大するにつれて輝度が増大するような傾向を呈することが必要である。そのような入射面輝度分布の例を、図５において破線および一点鎖線の曲線により示す。この場合も、実施の形態１と同様、簡易な導光板設計で均等な出射面輝度分布を実現することができる。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態に関する以下の説明では、実施の形態１で説明したものと同一のまたは対応する構成要素には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

図６は、本実施の形態に係るバックライト２００の構成を示す図である。

バックライト２００においては、導光板２１０が直方体形状ではなく、底面が傾斜した楔形形状である点が、本実施の形態と実施の形態１との相違点である。

具体的には、近傍に光源部１４１が配置されている入射面としての左側面２２１側が右側面２２３側よりも肉厚となっている。さらに、近傍に光源部１４２が配置されている入射面としての上側面２２２側が下側面２２４側よりも肉厚となっている。

光源部１４１、１４２については実施の形態１と同様であるため、光源部１４１、１４２を個別発光させる場合には、実施の形態１で説明した線形変化の入射面輝度分布を生じさせることができる。したがって、本実施の形態においても、実施の形態１と同様、図４（ｃ）に示すように均等な出射面輝度分布を実現することができる。

なお、上記の実施の形態１の変形例１〜４は、本実施の形態にも適用可能である。

（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態に関する以下の説明では、上記実施の形態で説明したものと同一のまたは対応する構成要素には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略し、上記実施の形態との相違点を中心に説明する。

図７は、本実施の形態に係るバックライト３００の構成を示す図である。

バックライト３００においては、ＬＥＤの配置がＬ字状ではなく、導光板１１０を包囲するような配置である点が、本実施の形態と実施の形態１との相違点である。言い換えれば、例えば輝度不足に対処するために、実施の形態１ではＬＥＤが実装されていない側面（右側面３２３および下側面３２４）にもＬＥＤを付け加えたのが本実施の形態である。

光源部３４３は、右側面３２３に沿って配置されており、右側面３２３を照射する。光源部３４３の発光輝度分布は、光源部３４１の発光輝度分布を反転させた分布である。すなわち、光源部１４１の発光輝度分布は、角部Ｃ１から角部Ｃ２に向かうＹ軸正方向において単調増大するのに対し、光源部３４３の発光輝度分布は、角部Ｃ４から角部Ｃ３に向かうＹ軸負方向において単調増大する。

光源部３４４は、下側面３２４に沿って配置されており、下側面３２４を照射する。光源部３４４の発光輝度分布は、光源部３４２の発光輝度分布を反転させた分布である。すなわち、光源部１４２の発光輝度分布は、角部Ｃ１から角部Ｃ３に向かうＸ軸正方向において単調増大するのに対し、光源部３４４の発光輝度分布は、角部Ｃ４から角部Ｃ２に向かうＸ軸負方向において単調増大する。

上記構成を有するバックライト３００において、光源部１４１、１４２のみを発光させた場合、出射面輝度分布は、実施の形態１で説明した図４（ｃ）と同一となる。よって、バックライト３００において、光源部１４１、１４２に加えて光源部３４３、３４４を発光させた場合、出射面輝度分布は、図４（ｃ）の分布に、図４（ｃ）の分布をＺ軸周りに回転させた分布を重ね合わせることによって、得られる。これは、図８のような分布となる。

図４（ｃ）に示す出射面輝度分布、つまり光源部１４１、１４２の組のみを発光させた場合に生じる出射面輝度分布は、角部Ｃ１に対応する座標位置から角部Ｃ４に対応する座標位置に向かって非対称な分布となる場合がある。光源部３４３、３４４の組のみを発光させた場合も同様である。

しかし、これらの組を両方とも発光させることにより、回転対称な２つの出射光輝度分布を重ね合わせることができるので、互いの非対称性を相殺することができる。

ここで、角度を変えたグラフを参照して上記効果を説明する。図９（ａ）および図９（ｂ）は、バックライト３００において光源部１４１、１４２の組のみ発光させた場合に生じる出射面輝度分布を示す。一方、図９（ｃ）および図９（ｄ）は、バックライト３００において光源部１４１、１４２の組と光源部３４３、３４４の組とを両方とも発光させた場合に生じる出射面輝度分布を示す。なお、比較を容易にするために、図９（ｃ）および図９（ｄ）に示す輝度は実際値の半分である。

このように、本実施の形態によれば、実施の形態１において実現されたものよりもさらに均等な出射面輝度分布を実現することができる。

なお、実施の形態１の変形例１〜４は、本実施の形態にも適用可能である。

ここで、実施の形態１の変形例４を本実施の形態に適用した場合について説明する。

例えば、光源部を個別発光させる場合に生じる入射面輝度分布が単調増大ではなく、図５において破線で表された輝度曲線のような特性であったとする。この輝度曲線は、角部からの距離が増大するにつれて輝度が増大する傾向を有しつつ、角部から最も遠い部分付近で輝度が僅かに低減する点が特徴的である。本実施の形態では、ＬＥＤの配置間隔は等間隔でありＬＥＤの指向性も同一であるため、上記輝度曲線で表される発光輝度分布での発光をＬＥＤ駆動制御によって実現することにより、上記の入射面輝度分布を実現させることができる。

図７のバックライト３００において光源部１４１のみを発光させた場合に生じる出射面輝度分布は、図１０（ａ）に示すとおりになる。また、図７のバックライト３００において光源部１４２のみを発光させた場合に生じる出射面輝度分布は、図１０（ｂ）に示すとおりとなる。

さらに、図７のバックライト３００において光源部１４１、１４２の組のみを発光させた場合に生じる出射面輝度分布は、図１０（ｃ）に示すとおりとなる。図１０（ｃ）の出射面輝度分布では、図１０（ａ）のものと図１０（ｂ）のものとが重ね合わせられることにより、分布の不均一性が大幅に解消されているが、分布の非対称性が依然として残っている。

しかし、図７のバックライト３００において光源部３４３、３４４の組を追加で発光させると、図１０（ｄ）に示すように、分布の非対称性も解消することができる（比較を容易にするために、図１０（ｄ）に示す輝度は実際値の半分である）。しかも、前述した輝度曲線の特徴により、主面１３１のエッジ（特に角部Ｃ１〜Ｃ４）付近の輝度増大を抑えることができる。

ここで、角度を変えたグラフを参照して上記効果を説明する。図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、バックライト３００において光源部１４１、１４２、３４３、３４４を線形に傾斜した発光輝度分布で発光させた場合に生じる出射面輝度分布を示す。一方、図１１（ｃ）および図１１（ｄ）は、バックライト３００において光源部１４１、１４２、３４３、３４４を非線形に最適化された発光輝度分布で発光させた場合に生じる出射面輝度分布を示す。

図１１（ａ）および図１１（ｂ）の場合と図１１（ｃ）および図１１（ｄ）の場合とを比較すると分かるように、入射面輝度分布を最適化することにより、出射面輝度分布を一層、均一化させることができる。

（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態に関する以下の説明では、上記実施の形態で説明したものと同一のまたは対応する構成要素には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略し、上記実施の形態との相違点を中心に説明する。

図１２は、本実施の形態に係るバックライト４００の構成を示す図である。

バックライト４００は、実施の形態１で説明したものと同様の構成を有する４つのバックライト１００ａ〜１００ｄからなるものである。バックライト１００ａ〜１００ｄは、実施の形態１のバックライト１００と同様の構成を有するため、その詳細な説明を省略する。なお、参照番号末尾の符号ａ〜ｄは、同一の構成要素を位置によって識別するための付与したものである。

すなわち、本実施の形態では、実施の形態１のバックライト１００と同様の構成を連結することにより、実施の形態１で述べた効果を実現するバックライトのサイズの拡大を図ることができる。

図１２に示すように、バックライト１００ａ〜１００ｄの全導光板は、全光源部１４１ａ〜１４１ｄ、１４２ａ〜１４２ｄによって包囲されるように、配置されている。そして、導光板間を互いに密着させ、且つ、全主面１３１ａ〜１３１ｄを面一とした状態で、全導光板を連結することにより、本実施の形態のバックライト４００を得ることができる。

光源部１４１ａは、バックライト１００ａの導光板の左側面に沿って配置されており、光源部１４１ａの発光輝度分布は、バックライト１００ａの導光板の左上の角部からの距離が増大するにつれて輝度が線形増大するような傾向を呈する。また、光源部１４１ｃは、バックライト１００ｃの導光板の左側面に沿って配置されており、光源部１４１ｃの発光輝度分布は、バックライト１００ｃの導光板の左下の角部からの距離が増大するにつれて輝度が線形増大するような傾向を呈する。すなわち、４つの導光板を１つの連結型導光板として見ると、連結型導光板の左側面近傍の光源部（光源部１４１ａ、１４１ｃの組）の発光輝度分布は、左側面の中央部からの距離が増大するにつれて輝度が線形減少するような傾向を呈する。

光源部１４２ａは、バックライト１００ａの導光板の上側面に沿って配置されており、光源部１４２ａの発光輝度分布は、バックライト１００ａの導光板の左上の角部からの距離が増大するにつれて輝度が線形増大するような傾向を呈する。また、光源部１４２ｂは、バックライト１００ｂの導光板の上側面に沿って配置されており、光源部１４２ｂの発光輝度分布は、バックライト１００ｂの導光板の右上の角部からの距離が増大するにつれて輝度が線形増大するような傾向を呈する。すなわち、４つの導光板を１つの連結型導光板として見ると、連結型導光板の上側面近傍の光源部（光源部１４２ａ、１４２ｂの組）の発光輝度分布は、上側面の中央部からの距離が増大するにつれて輝度が線形減少するような傾向を呈する。

光源部１４１ｂは、バックライト１００ｂの導光板の右側面に沿って配置されており、光源部１４１ｂの発光輝度分布は、バックライト１００ｂの導光板の右上の角部からの距離が増大するにつれて輝度が線形増大するような傾向を呈する。また、光源部１４１ｄは、バックライト１００ｄの導光板の右側面に沿って配置されており、光源部１４１ｄの発光輝度分布は、バックライト１００ｄの導光板の右下の角部からの距離が増大するにつれて輝度が線形増大するような傾向を呈する。すなわち、４つの導光板を１つの連結型導光板として見ると、連結型導光板の右側面近傍の光源部（光源部１４１ｂ、１４１ｄの組）の発光輝度分布は、右側面の中央部からの距離が増大するにつれて輝度が線形減少するような傾向を呈する。

光源部１４２ｃは、バックライト１００ｃの導光板の下側面に沿って配置されており、光源部１４２ｃの発光輝度分布は、バックライト１００ｃの導光板の左下の角部からの距離が増大するにつれて輝度が線形増大するような傾向を呈する。また、光源部１４２ｄは、バックライト１００ｄの導光板の下側面に沿って配置されており、光源部１４２ｄの発光輝度分布は、バックライト１００ｄの導光板の右下の角部からの距離が増大するにつれて輝度が線形増大するような傾向を呈する。すなわち、４つの導光板を１つの連結型導光板として見ると、連結型導光板の下側面近傍の光源部（光源部１４２ｃ、１４２ｄの組）の発光輝度分布は、下側面の中央部からの距離が増大するにつれて輝度が線形減少するような傾向を呈する。

連結型導光板内の十字状の連結部には、反射板を挟んでもよいし、挟まなくてもよいし、無反射コーティングを施してもよい。

連結部に反射板を設ける場合には、バックライト４００の出射面輝度分布は、図４（ｃ）に示す分布を４つ連結したような分布となる。すなわち、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、均等な出射面輝度分布を実現することができる。

連結部での反射を０とした場合、つまり連結部に反射板を設けない場合は、バックライト４００の出射面輝度分布は、図１３のようになる。つまり、バックライト４００の部品点数を減らしても、適度に均等な出射面輝度分布を実現することができる。なお、図１３では、主面１３１ａ〜１３１ｄ上の座標を、主面１３１ａ〜１３１ｄ全体をＸ軸方向に３２分割、Ｙ軸方向に１８分割することにより、定義している。

なお、本実施の形態に実施の形態２を適用することもできる。すなわち、本実施の形態において、実施の形態２で説明した楔形形状の導光板２１０を利用することができる。この場合、４つの楔形形状の導光板２１０は、連結部が交差する中央部分が最も薄くなるように配置される。

また、実施の形態１の変形例１〜４は、本実施の形態にも適用可能である。

（実施の形態５）
以下、本発明の実施の形態５について説明する。本実施の形態に関する以下の説明では、上記実施の形態で説明したものと同一のまたは対応する構成要素には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略し、上記実施の形態との相違点を中心に説明する。

図１４は、本実施の形態に係るバックライト５００の構成を示す図である。

バックライト５００は、実施の形態４で説明した４つの導光板を１つの導光板５１０に差し替えたものである。

したがって、本実施の形態では、実施の形態４に比べて、部品点数を減らして製造工程を簡略化することができる。

また、本実施の形態では、実施の形態４と異なり、導光板５１０内に連結部が存在しないため、連結部に生じるおそれのある輝度分布の不連続によるムラの発生を回避することができる。本実施の形態において実現される出射面輝度分布は、実施の形態４の説明に用いた図１３と同一となる。

なお、実施の形態４に適用した４つの楔形形状の導光板を一体化した特殊形状の導光板を、本実施の形態に適用することもできる。

また、実施の形態１の変形例１〜４は、本実施の形態にも適用可能である。

以上、本発明の各実施の形態について説明した。なお、上記実施の形態は、種々変更して実施することができる。例えば、上記各実施の形態は、別の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。

本発明に係るバックライト装置は、液晶表示装置などの映像表示装置に用いるバックライト装置として有用である。

１００、１００ａ〜１００ｄ、２００、３００、４００、５００ バックライト
１１０、２１０、５１０ 導光板
１２１、２２１ 左側面
１２２、２２２ 上側面
１３１、１３１ａ〜１３１ｄ、２３１、５３１ 主面
１４１、１４１ａ〜１４１ｄ、１４２、１４２ａ〜１４２ｄ、３４３、３４４ 光源部
２２３、３２３ 右側面
２２４、３２４ 下側面
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４ 角部

Claims (14)

1. 光源部と導光板とを有するバックライト装置であって、
   前記導光板は、光を側面部から入射して主面から出射し、
   前記主面は、第１の角部を含む複数の角部をなすエッジを有し、
   前記側面部は、
   前記第１の角部から前記主面のエッジに沿って伸延する第１の側面と、
   前記第１の角部から前記主面のエッジに沿って前記第１の側面と異なる方向に伸延する第２の側面と、を含み、
   前記光源部は、
   前記第１の側面の近傍に配置された第１の光源部と、
   前記第２の側面の近傍に配置された第２の光源部と、を含み、
   前記第１の光源部の個別発光により前記第１の側面上に生じる輝度分布は、前記第１の角部から近い位置では低輝度となり且つ前記第１の角部から遠い位置では高輝度となり、
   前記第２の光源部の個別発光により前記第２の側面上に生じる輝度分布は、前記第１の角部から近い位置では低輝度となり且つ前記第１の角部から遠い位置では高輝度となる、
   バックライト装置。
2. 前記第１の光源部の個別発光により前記第１の側面上に生じる輝度分布は、前記第１の角部からの距離が増大するにつれて輝度が増大するような傾向を呈する、
   前記第２の光源部の個別発光により前記第２の側面上に生じる輝度分布は、前記第１の角部からの距離が増大するにつれて輝度が増大するような傾向を呈する、
   請求項１記載のバックライト装置。
3. 前記主面は、前記第１の角部のほかに第２、第３および第４の角部を含む４つの角部をなすエッジを有し、
   前記第１の側面は、前記第１の角部から第２の角部まで伸延し、
   前記第２の側面は、前記第１の角部から第３の角部まで伸延し、
   前記側面部は、
   前記第３の角部から前記主面のエッジに沿って前記第４の角部まで伸延する第３の側面と、
   前記第２の角部から前記主面のエッジに沿って前記第４の角部まで伸延する第４の側面と、をさらに有し、
   前記光源部は、
   前記第３の側面の近傍に配置された第３の光源部と、
   前記第４の側面の近傍に配置された第４の光源部と、をさらに有し、
   前記第３の光源部の個別発光により前記第３の側面上に生じる輝度分布は、前記第４の角部から近い位置では低輝度となり且つ前記第４の角部から遠い位置では高輝度となり、
   前記第４の光源部の個別発光により前記第４の側面上に生じる輝度分布は、前記第４の角部から近い位置では低輝度となり且つ前記第４の角部から遠い位置では高輝度となる、
   請求項１記載のバックライト装置。
4. 前記第１の光源部の個別発光により前記第１の側面上に生じる輝度分布は、前記第１の角部からの距離が増大するにつれて輝度が増大するような傾向を有し、
   前記第２の光源部の個別発光により前記第２の側面上に生じる輝度分布は、前記第１の角部からの距離が増大するにつれて輝度が増大するような傾向を有し、
   前記第３の光源部の個別発光により前記第３の側面上に生じる輝度分布は、前記第４の角部からの距離が増大するにつれて輝度が増大するような傾向を呈する、
   前記第４の光源部の個別発光により前記第４の側面上に生じる輝度分布は、前記第４の角部からの距離が増大するにつれて輝度が増大するような傾向を呈する、
   請求項３記載のバックライト装置。
5. 前記第１の光源部の個別発光により前記第１の側面上に生じる輝度分布は、前記第１および第２の角部間の中央部からの距離が増大するにつれて輝度が低減するような傾向を呈し、
   前記第２の光源部の個別発光により前記第２の側面上に生じる輝度分布は、前記第１および第３の角部間の中央部からの距離が増大するにつれて輝度が低減するような傾向を呈し、
   前記第３の光源部の個別発光により前記第３の側面上に生じる輝度分布は、前記第３および第４の角部間の中央部からの距離が増大するにつれて輝度が低減するような傾向を呈し、
   前記第４の光源部の個別発光により前記第４の側面上に生じる輝度分布は、前記第２および第４の角部間の中央部からの距離が増大するにつれて輝度が低減するような傾向を呈する、
   請求項３記載のバックライト装置。
6. 前記第１および第２の光源部はそれぞれ、前記第１および第２の側面に沿って列状に且つ等間隔に配置された複数の光源を有し、
   前記輝度分布は、等間隔に配置された前記複数の光源に対する電気的駆動の制御によって実現される、
   請求項１記載のバックライト装置。
7. 前記第１および第２の光源部はそれぞれ、前記第１および第２の側面に沿って列状に配置された複数の光源を有し、
   前記輝度分布は、前記複数の光源の配置間隔の粗密によって実現される、
   請求項１記載のバックライト装置。
8. 前記第１および第２の光源部はそれぞれ、前記第１および第２の側面に沿って列状に配置された複数の光源を有し、
   前記輝度分布は、前記複数の光源の指向性又は拡散性の強弱によって実現される、
   請求項１記載のバックライト装置。
9. 前記導光板は、直方体形状の導光体である、
   請求項１記載のバックライト装置。
10. 前記導光体は、前記第１の側面側がその反対面側よりも肉厚に形成され且つ前記第２の側面側がその反対面側よりも肉厚に形成された楔形形状の導光体である、
    請求項１記載のバックライト装置。
11. 前記導光体は、光散乱ポリマーを含有する散乱導光体であり、
    前記光散乱ポリマーの濃度は、前記導光体の内部で一様である、
    請求項１記載のバックライト装置。
12. 前記導光体は、前記主面および前記主面の反対側の面のうち少なくとも一方に形成された光拡散構造を有し、
    前記光拡散構造の密度は、前記光拡散構造が形成された面上で一様である、
    請求項１記載のバックライト装置。
13. 請求項１記載の複数のバックライト装置を有し、
    前記複数のバックライト装置は、前記主面の全てが面一となり且つ前記光源部の全てにより包囲されるように、配置される、
    連結型のバックライト装置。
14. 請求項１記載のバックライト装置と、
    前記バックライト装置からの光を映像信号に応じて変調することにより映像を出力する光変調部と、
    を有する映像表示装置。
    

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