JP2012204025A - Ｌｅｄ光源装置および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画面上に発生したスジ状のムラを解消することができて、面光源の品位を向上させる。
【解決手段】ＬＥＤモジュール２において、光拡散レンズ５の向きは交互に方向を変えて光拡散レンズ５の向きが揃わないように、プリント配線基板３に実装されたＬＥＤ４に光拡散レンズ５を取り付けている。ＬＥＤモジュール２では、５個のＬＥＤ４およびその上の５個の光拡散レンズ５が１列に配列されているが、光拡散レンズ５の向きが矢印ｄ１、ｄ２の方向に交互に配列されている。矢印ｄ１の方向を各光拡散レンズ５の配列方向の一方（角度０度）とした場合に、矢印ｄ２の方向は矢印ｄ１の方向に対して角度４５度傾いた方向である。
【選択図】図１

Description

本発明は、一または複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）が実装されたＬＥＤモジュールが一または複数用いられたＬＥＤ光源装置および、このＬＥＤ光源装置がバックライトとして用いられた液晶表示装置に関する。

この種の従来の液晶表示装置は、透過型液晶パネルを有し、この透過型液晶パネルの背後にバックライトを有している。バックライトとして使用される光源装置は、従来はＣＣＦＬ（冷陰極蛍光ランプ）が主流であったが、ＬＥＤの技術進歩により、ＣＣＦＬに代ってＬＥＤを光源として利用することが有望視されている。

特許文献１には、基板上に複数のＬＥＤが例えば一列に配列されていることが開示されている。

また、更なるＬＥＤ搭載数の削減、更なるバックライトの薄型化を図るために、複数の各ＬＥＤ上をそれぞれ覆う光拡散レンズを用いたバックライトがある。このバックライトに用いる光拡散レンズは、ＬＥＤ基板上に接着剤などで実装されるが、このとき、光拡散レンズの向きは全て同一方向に揃えていた。光拡散レンズの向きを同じ方向に配置した場合について図６を用いて説明する。

図６は、従来のＬＥＤ光源装置におけるＬＥＤモジュール配置例を模式的に示す平面図である。

図６において、従来のＬＥＤ光源装置１００は、複数のＬＥＤモジュール１０１により構成され、ここでは便宜的に横方向に４列に、短冊状のＬＥＤモジュール１０１が配列されている。横方向４列の短冊状のＬＥＤモジュール１０１のうち、画面中央部の輝度向上のために、中央２列の短冊状のＬＥＤモジュール１０１は互いに中央側に寄せて配列されている。

各ＬＥＤモジュール１０１はそれぞれ、プリント配線基板１０２とその上に搭載された複数個（ここでは５個）直列のＬＥＤ１０３とを有している。各ＬＥＤ１０３上をそれぞれ覆って、ＬＥＤ１０３からの光を拡散するための光拡散レンズ１０４がＬＥＤ１０３毎に取り付けられている。

この場合、光拡散レンズ１０４は、プリント配線基板１０２上に接着剤などでＬＥＤ１０３上を覆って実装されるが、このとき、光拡散レンズ１０４の向きは全て同一方向に配置されている。光拡散レンズ１０４の向きは、３本の足１０４ａがプリント配線基板１０２上に当接して固定されるが、その３本の足１０４ａの向きによって特定することができる。

反射シート１０５には、ＬＥＤ１０３と共に光拡散レンズ１０４が貫通する穴が複数開いており、ＬＥＤ用の貫通穴をＬＥＤ１０３および光拡散レンズ１０４が背面側から貫通した状態でプリント配線基板１０２と反射シート１０５とが固定されている。複数個のＬＥＤ１０３からの光が反射シート１０５の内面により反射して前方に出射されて面光源とされている。反射シート１０５の画面周辺部（画面周辺額縁部）は、前方に開くように長尺状の縦横４面が傾斜面でそれぞれ構成されている。

特開２００３−２０７７８０号公報

上記光拡散レンズ１０４の光学特性は、レンズの足１０４ａおよびレンズ底面の拡散パターンの構造などに起因して光放射特性が完全には対称ではなく、偏りを持っている。従来は、光拡散レンズ１０４を、生産の関係から同一方向の向きで基板に揃えて実装していたため、バックライト上で縦スジや横スジ、斜めスジ状の面光源の明るさのムラが発生し易い。

つまり、光拡散レンズ１０４をアレイ状に配置した場合に、個々の光の広がり方の偏りが、隣の光拡散レンズ１０４の光の広がり方の偏りと繋がり、バックライトの面光源として、画面上の明るさに縦スジや横スジや斜めスジ状などのムラが発生し易い。特に、画面上に発生したスジ状の線（ムラ）は微かであっても人の目に付き易く、表示品位を落とす原因になっている。

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、画面上に発生したスジ状のムラを解消することができて、面光源の品位を向上させることができるＬＥＤ光源装置および、このＬＥＤ光源装置がバックライトとして用いられた液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明のＬＥＤ光源装置は、一または複数のＬＥＤが搭載され、該ＬＥＤ毎にレンズが搭載された複数のＬＥＤモジュールが配設されて面状に光照射するＬＥＤ光源装置において、該ＬＥＤモジュールに搭載されるレンズの向きが少なくとも一つ他の向きと異なっているかまたは、互いに隣接する該ＬＥＤモジュール間でレンズの向きが少なくとも一つ他の向きと異なっているものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明のＬＥＤ光源装置におけるＬＥＤモジュールは、前記レンズの向きが揃っているかまたは、該レンズの向きが揃っていない。

さらに、好ましくは、本発明のＬＥＤ光源装置におけるＬＥＤモジュール上の前記レンズの向きは交互に方向を変えて配設されている。

さらに、好ましくは、本発明のＬＥＤ光源装置におけるＬＥＤモジュール上の前記レンズの向きは全て方向を変えて配設されている。

さらに、好ましくは、本発明のＬＥＤ光源装置におけるレンズの向きが異なっているＬＥＤモジュールが交互に配置されている。

さらに、好ましくは、本発明のＬＥＤ光源装置におけるレンズの向きは、第１の向きと第２の向きとの成す角度が角度０度を超え角度９０度未満である。

さらに、好ましくは、本発明のＬＥＤ光源装置におけるレンズの向きは、前記第１の向きと前記第２の向きとの成す角度が角度３０度、角度４５度または角度６０度である。

さらに、好ましくは、本発明のＬＥＤ光源装置におけるレンズの向きは、該複数のレンズが１列に並ぶ方向の一方を角度０度とした場合に該角度０度と角度３０度、該角度０度と角度４５度、または該角度０度と角度６０度の組み合わせである。

さらに、好ましくは、本発明のＬＥＤ光源装置におけるレンズの向きは、該複数のレンズが１列に並ぶ方向の一方を角度０度とした場合に該角度０度±角度１５度、該角度０度±角度２２．５度または該角度０度±角度３０度である。

さらに、好ましくは、本発明のＬＥＤ光源装置におけるレンズには３本の足が設けられ、該３本の足の位置が２等辺三角形の頂点に対応しており、該２等辺三角形の底辺に対する頂角の方向を該レンズの向きとする。

さらに、好ましくは、本発明のＬＥＤ光源装置におけるＬＥＤモジュールは、プリント配線基板と、該プリント配線基板上に搭載された一または複数のＬＥＤとを有している。

さらに、好ましくは、本発明のＬＥＤ光源装置における一または複数のＬＥＤ上をそれぞれ覆って光を拡散させる一または複数のレンズのそれぞれが各穴にそれぞれ通されて該ＬＥＤから該レンズを介した出射光を前方に反射させて面状に光照明する反射手段が設けられている。

さらに、好ましくは、本発明のＬＥＤ光源装置における反射手段は、その画面周辺部が前方に開くように長尺で額縁状の縦横４面が傾斜面でそれぞれ構成されている。

さらに、好ましくは、本発明のＬＥＤ光源装置における画面周辺部では前記ＬＥＤモジュールに搭載された複数のＬＥＤを画面中央部に比べて低密度に配列して前記反射手段の周囲の傾斜面で光を取り出すようにしている。

さらに、好ましくは、本発明のＬＥＤ光源装置において、画面中央の輝度が画面周辺に比べて高くなるように前記複数のＬＥＤモジュールを該画面中央で密度を高く配列して面状に光照射する。

さらに、好ましくは、本発明のＬＥＤ光源装置におけるＬＥＤモジュールは、前記ＬＥＤを覆うレンズの向きが同じ同一構造のＬＥＤ基板であるかまたは、該ＬＥＤを覆うレンズの向きが異なっているＬＥＤ基板を有する。

本発明の液晶表示装置は、本発明の上記ＬＥＤ光源装置が液晶パネルの背面側に設けられてバックライトとして用いられたものであり、そのことにより上記目的が達成される。

上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。

本発明においては、一または複数のＬＥＤが搭載され、ＬＥＤ毎にレンズが搭載された複数のＬＥＤモジュールが配設されて面状に光照射するＬＥＤ光源装置において、このＬＥＤモジュールに搭載されるレンズの向きが少なくとも一つ他の向きと異なっているかまたは、互いに隣接するＬＥＤモジュール間でレンズの向きが少なくとも一つ他の向きと異なっている。

これによって、光拡散レンズなどのレンズの向きが揃っていないＬＥＤモジュールを用いたり、レンズの向きが異なるＬＥＤモジュールを交互に用いたり、さらには、ＬＥＤモジュール上のレンズの向きが全て方向を変えて配設されていたりするなど、このＬＥＤモジュールに搭載されるレンズの向きが少なくとも一つ他の向きと異なっているかまたは、互いに隣接するＬＥＤモジュール間でレンズの向きが少なくとも一つ他の向きと異なっているので、従来のように隣同士の各レンズの光の広がり方の偏り同士がスジ状に順次繋がるのを阻止することが可能となって、画面上に発生したスジ状のムラが解消されて、ＬＥＤ光源装置の面光源の品位が向上する。このＬＥＤ光源装置を液晶表示装置のバックライトに用いて表示品位を向上させることが可能となる。

以上により、本発明によれば、レンズの向きが揃っていないＬＥＤモジュールを配置するかまたは、レンズの向きが異なるＬＥＤモジュールを交互に配置したり、さらには、ＬＥＤモジュール上のレンズの向きが全て方向を変えて配置したりするなど、このＬＥＤモジュールに搭載されるレンズの向きが少なくとも一つ他の向きと異なっているかまたは、互いに隣接するＬＥＤモジュール間でレンズの向きが少なくとも一つ他の向きと異なっている。このため、隣同士の各レンズの光の広がり方の偏り同士がスジ状に順次繋がらないことから、画面上に発生したスジ状のムラを解消することができて、ＬＥＤ光源装置の面光源の品位を向上させることができる。このＬＥＤ光源装置を液晶表示装置のバックライトに用いて表示品位を向上させることができる。

本発明の実施形態１におけるＬＥＤ光源装置のＬＥＤモジュール配置例を模式的に示す平面図である。 図１の各ＬＥＤモジュール上に装着されたＬＥＤを覆う光拡散レンズの裏面構造および光拡散レンズの向きを模式的に示す平面図である。 本発明の実施形態１におけるＬＥＤ光源装置のＬＥＤモジュール配置例の変形例を模式的に示す平面図である。 本発明の実施形態２におけるＬＥＤ光源装置のＬＥＤモジュール配置例を模式的に示す平面図である。 図１のＬＥＤ光源装置を組み込んだ液晶表示装置の要部構成例を模式的に示す縦断面図である。 従来のＬＥＤ光源装置におけるＬＥＤモジュール配置例を模式的に示す平面図である。

以下に、本発明のＬＥＤ光源装置の実施形態１、２および、このＬＥＤ光源装置の実施形態１、２のいずれかをバックライトとして用いた液晶表示装置の実施形態３について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１におけるＬＥＤ光源装置のＬＥＤモジュール配置例を模式的に示す平面図である。

図１において、本実施形態１のＬＥＤ光源装置１は、複数のＬＥＤモジュール２により構成され、ここでは便宜的に横方向に４列に、短冊状のＬＥＤモジュール２が２個づつ配列されている。横方向４列の短冊状のＬＥＤモジュール２のうち、画面中央部の輝度向上のために、中央２列の短冊状のＬＥＤモジュール２はその縦方向の配列ピッチを互いに中央側に寄せて中央側のＬＥＤ４が密状態になるように配列されている。

各ＬＥＤモジュール２はそれぞれ、プリント配線基板３とその上に搭載された複数個（ここでは５個）直列のＬＥＤ４とを有している。一列の各ＬＥＤモジュール２は、複数個（ここでは２個）のＬＥＤモジュール２で構成され、２個のＬＥＤモジュール２はＬＥＤ４の配列ピッチが均等になるように、２個のＬＥＤモジュール２間を詰めて配置されている。各ＬＥＤ４上をそれぞれ覆って、ＬＥＤ４からの光を拡散するための光拡散レンズ５がＬＥＤ４毎に取り付けられている。

この場合、光拡散レンズ５は、プリント配線基板３上に接着剤などでＬＥＤ４上を覆って実装されるが、このとき、光拡散レンズ５の向きは交互に方向を変えて配置されている。光拡散レンズ５の向きを交互に方向を変えて光拡散レンズ５の向きが揃わないようにプリント配線基板３に実装した１種類のＬＥＤモジュール２を用いている。光拡散レンズ５の３本の足５ａがプリント配線基板３上に当接して接着剤（図示せず）などで固定されるが、光拡散レンズ５の向きはその３本の足５ａの向き（３本の足５ａの位置）によって特定することができる。これについて図２でさらに詳細に説明する。

反射シート６には、ＬＥＤ４上に装着された光拡散レンズ５がＬＥＤ４と共に貫通する穴が、ＬＥＤ４の個数だけ複数、所定の配置位置に開いている。反射シート６の複数の貫通穴を、各ＬＥＤモジュール２上に装着されたＬＥＤ４と共に光拡散レンズ５が反射シート６の背面側から貫通した状態でプリント配線基板３と反射シート６とが固定されている。複数個のＬＥＤ４からの光が光拡散レンズ５を通って反射シート６により反射されて前方に出射される。これによってＬＥＤ光源装置１は面光源とされる。反射シート６の画面周辺部（画面周辺額縁部）は、前方に開くように長尺状の縦横４面が傾斜面６ａでそれぞれ構成されている。

このように、画面中央部の輝度向上のために、中央列の複数のＬＥＤモジュール２を互いに中央側に寄せてＬＥＤ４を中央部で高密度に配列し、画面周辺部ではＬＥＤ４を低密度に配列して反射シート６の周囲の傾斜部で光を取り出すようにしている。人の目には、中央部が明るくて周辺部が多少暗くても均一な面光源に見えることから、画面中央部の輝度向上のために、ＬＥＤ基板を画面中央部に詰めて配置することにより、ＬＥＤ分布密度を調整している。また、画面周辺部は反射シート形状に傾斜を付ける構造を採用することにより、ＬＥＤ搭載数を削減することができる。

図２は、図１の各ＬＥＤモジュール２上に装着されたＬＥＤ４を覆う光拡散レンズ５の裏面構造および光拡散レンズ５の向きを模式的に示す平面図である。

図２に示すように、光拡散レンズ５は、ＬＥＤ４からの出射光を拡散して光強度分布が前方に突き出るのを防いで前方で平らになるように構成されているものの、３本の足５ａおよびレンズ底面の拡散パターン５ｂ（ここでは４角錐）の構造などに起因して光放射特性が完全には平面視で左右対称（光拡散レンズ５の向きに対して左右対称）にはならず一定の偏りを持っている。従来は、光拡散レンズ５を、生産の関係から同一方向に向きを揃えてプリント配線基板３に実装していたため、隣接する各ＬＥＤモジュール２上のＬＥＤ４同士からの光が重なる場合に、各ＬＥＤ４の光放射特性の偏りにより、光拡散レンズ５が同一方向の向きに配列された例えば右側に隣接するＬＥＤ４との間で明るくなったり、光拡散レンズ５が同一方向の向きに配列された例えば左側に隣接するＬＥＤ４との間では暗くなったりする。光拡散レンズ５の個々の光の広がり方は、光拡散レンズ５の向きに規定される。光拡散レンズ５の向きが揃って配列されている場合には、隣同士の光拡散レンズ５の光の広がり方の偏りと繋がって、バックライトの明るさに縦スジや横スジなど微かであってもスジ状のムラが発生し、これが人の目に付き易く、表示品位を落とす原因になっていた。

これを解決するために、本実施形態１では、ＬＥＤモジュール２において、光拡散レンズ５の向きは交互に方向を変えて光拡散レンズ５の向きが揃わないように、プリント配線基板３に実装されたＬＥＤ４に光拡散レンズ５を取り付けている。光拡散レンズ５の３本の足５ａの位置が２等辺三角形の頂点位置に対応していることから、ここでは、２等辺三角形の底辺に対する頂角の方向（矢印ｄ１、ｄ２）を光拡散レンズ５の向きと定義する。ＬＥＤモジュール２では、５個のＬＥＤ４およびその上の５個の光拡散レンズ５が１列に配列されているが、光拡散レンズ５の向きが矢印ｄ１、ｄ２の方向に交互に配列されている。矢印ｄ１の方向を各光拡散レンズ５の配列方向の一方（角度０度）とした場合に、矢印ｄ２の方向は矢印ｄ１の方向に対して角度４５度傾いた方向である。本実施形態１では、矢印ｄ１の光拡散レンズ５の向きと矢印ｄ２の光拡散レンズ５の向きとが交互に配列されている。これによって、隣同士の光拡散レンズ５の光の広がり方の偏り同士がスジ状に繋がらない。

以上により、本実施形態１によれば、ＬＥＤモジュール２において、光拡散レンズ５の向きが交互に方向を変えて配置されているため、従来のように隣同士の各光拡散レンズ５の光の広がり方の偏り同士がスジ状に順次繋がらないことから、従来、画面上に発生したスジ状のムラを解消することができて、面光源の品位を向上させることができる。

なお、本実施形態１では、複数（ここでは５個）の光拡散レンズ５の向きが、矢印ｄ１の角度０度とｄ２の角度４５度とを交互に方向を変えて光拡散レンズ５の向きが揃わないように配列したが、これに限らず、他の角度、例えば０度と３０度の組み合わせや、例えば０度と６０度の組み合わせを用いて、交互に方向を変えて光拡散レンズ５の向きが揃わないように配列してもよい。また、光拡散レンズ５の配列方向を角度０度とした場合に、交互に方向を変えて光拡散レンズ５を配置する角度として、例えば角度０度±１５度、角度０度±２２，５度または角度０度±３０度の組み合わせを用いて、交互に方向を変えて光拡散レンズ５の向きが揃わないように配列してもよい。要するに、光拡散レンズ５の向きとしては、第１の向きと第２の向きとの成す角度が角度３０度、角度４５度または角度６０度である。さらには、光拡散レンズ５の向きが、第１の向きと第２の向きとの成す角度が角度０度を超え角度９０度未満であれば、従来のように隣同士の各光拡散レンズ５の光の広がり方の偏り同士がスジ状に順次繋がるのを防止することができる。

光拡散レンズ５の底面の拡散パターン５ｂは、下方に突出した多数の４角錐構造であることから、４角錐構造は角度９０度および角度１８０度の周期で同一形状になるため、交互に方向を変えて配置される光拡散レンズ５の向きの角度差が、角度９０度および角度１８０度以外の角度であればよいことになる。したがって、ＬＥＤモジュール２上で光拡散レンズ５の向きが揃わないように実装されていればよい。つまり、ＬＥＤモジュール２上の複数（ここでは５個）の光拡散レンズ５の向きのうちの少なくともいずれかの光拡散レンズ５の向きが他の光拡散レンズ５の向きと異なっていればよい。もちろん、ＬＥＤモジュール２上の複数（ここでは５個）の光拡散レンズ５の向きのうち、全ての光拡散レンズ５の向きが異なっていてもよい。全ての光拡散レンズ５の向きが異なっているばあいについて、図３を用いて詳細にさらに説明する。

図３は、本発明の実施形態１におけるＬＥＤ光源装置１のＬＥＤモジュール配置例の変形例を模式的に示す平面図である。

図３に示すように、ＬＥＤ光源装置１Ａに複数用いるＬＥＤモジュール２Ａでは、全ての光拡散レンズ５の向きが異なっている。最も左側の光拡散レンズ５の向きｄ１は、ＬＥＤモジュール２Ａのプリント配線基板３上に１列に配列された５個の光拡散レンズ５の配列方向の一方と一致している。左から２番目の光拡散レンズ５の向きｄ３は、５個の光拡散レンズ５の配列方向の向きｄ１（角度０度）に対して角度３０の傾きを持っている。左から３番目の光拡散レンズ５の向きｄ４は、５個の光拡散レンズ５の配列方向の向きｄ１（角度０度）に対して角度６０の傾きを持っている。左から４番目の光拡散レンズ５の向きｄ５は、５個の光拡散レンズ５の配列方向の向きｄ１（角度０度）に対して角度９０の傾きを持っている。さらに、最後の左から５番目の光拡散レンズ５の向きｄ６は、５個の光拡散レンズ５の配列方向の向きｄ１（角度０度）に対して角度１２０の傾きを持っている。このように、５個の光拡散レンズ５は、ＬＥＤ４への装着時に角度３０度づつ順次加算して光拡散レンズ５の向きを変えている。

このように、ＬＥＤモジュール２Ａに装着された複数の光拡散レンズ５の全ての向きを変えて配置しているため、従来のように隣同士の光拡散レンズ５の光の広がり方の偏り同士がスジ状に繋がらないことから、従来、画面上に発生したスジ状の明るさのムラを解消することができて、面光源の品位を向上させることができる。

要するに、複数の光拡散レンズ５の向きが揃っていないことが重要である。本実施形態１では、隣同士の光拡散レンズ５の光の広がり方の偏り同士がスジ状に繋がらないようにするために、ＬＥＤモジュール２上で、複数の光拡散レンズ５の向きが交互に方向を変えて配置されているかまたは、ＬＥＤモジュール２Ａ上で、複数の光拡散レンズ５の全ての向きを変えて配置している。さらには、ＬＥＤモジュール２上の複数（ここでは５個）の光拡散レンズ５の向きのうちの少なくともいずれかの光拡散レンズ５の向きが他の光拡散レンズ５の向きと異なっていればよい。

（実施形態２）
上記実施形態１では、光拡散レンズの向きが揃っていないＬＥＤモジュール２または２Ａを用いる場合について説明したが、本実施形態２では、光拡散レンズの向きが異なる基板を交互に配置する場合について説明する。

図４は、本発明の実施形態２におけるＬＥＤ光源装置のＬＥＤモジュール配置例を模式的に示す平面図である。

図４において、本実施形態２のＬＥＤ光源装置１Ｂは、２種類のＬＥＤモジュール２Ｂ１，２Ｂ２により構成され、ここでは便宜的に横方向に４列に、短冊状のＬＥＤモジュール２Ｂ１，２Ｂ２が２個１列に配列されている。横方向４列の短冊状のＬＥＤモジュール２Ｂ１，２Ｂ２のうち、画面中央部の輝度向上のために、中央２列の短冊状のＬＥＤモジュール２Ｂ１，２Ｂ２はその縦方向の配列ピッチを互いに中央側に寄せて中央側のＬＥＤ４が密状態になるように配列されている。

また、ＬＥＤモジュール２Ｂ１，２Ｂ２は交互に配置されている。例えば、反射シート６Ｂの平面視左側には、平面視上から下側に、ＬＥＤモジュール２Ｂ１、ＬＥＤモジュール２Ｂ２、ＬＥＤモジュール２Ｂ１、さらに、ＬＥＤモジュール２Ｂ２がこの順に、光拡散レンズ５の向きが異なるＬＥＤモジュール２Ｂ１、２Ｂ２が交互に配置されている。また同様に、反射シート６Ｂの平面視右側には、平面視上から下側に、ＬＥＤモジュール２Ｂ２、ＬＥＤモジュール２Ｂ１、ＬＥＤモジュール２Ｂ２、さらに、ＬＥＤモジュール２Ｂ１がこの順に、光拡散レンズ５の向きが異なるＬＥＤモジュール２Ｂ１、２Ｂ２が交互に配置されている。しかも、１列目はＬＥＤモジュール２Ｂ１、ＬＥＤモジュール２Ｂ２の順で配置され、２列目は１列目の逆で、ＬＥＤモジュール２Ｂ２、ＬＥＤモジュール２Ｂ１の順で配置されている。さらに、３列目は２列目の逆で、ＬＥＤモジュール２Ｂ１、ＬＥＤモジュール２Ｂ２の順で配置され、４列目は３列目の逆で、ＬＥＤモジュール２Ｂ２、ＬＥＤモジュール２Ｂ１の順で配置されている。

各ＬＥＤモジュール２Ｂ１，２Ｂ２はそれぞれ、プリント配線基板３とその上に搭載された複数個（ここでは５個）直列のＬＥＤ４とを有している。一列の各ＬＥＤモジュール２Ｂ１，２Ｂ２は、複数個（ここでは２個）のＬＥＤモジュールで構成され、２個のＬＥＤモジュール２Ｂ１，２Ｂ２はＬＥＤ４の配列ピッチが均等になるように、２個のＬＥＤモジュール２Ｂ１，２Ｂ２間を詰めて配置されている。各ＬＥＤ４上をそれぞれ覆って、ＬＥＤ４からの光を拡散するための光拡散レンズ５がＬＥＤ４毎に取り付けられている。

この場合、光拡散レンズ５は、プリント配線基板３上に接着剤などでＬＥＤ４上を覆って実装されるが、このとき、光拡散レンズ５の向きは、ＬＥＤモジュール２Ｂ１，２Ｂ２のそれぞれで同一方向に配置されている。光拡散レンズ５の向きをＬＥＤモジュール２Ｂ毎に方向を変えて光拡散レンズ５の向きが揃わないようにプリント配線基板３に実装した「向き」が２種類のＬＥＤモジュール２Ｂ１，２Ｂ２を用いている。光拡散レンズ５の３本の足５ａがプリント配線基板３上に当接して接着剤（図示せず）などで固定されるが、光拡散レンズ５の向きはその３本の足５ａの向きによって特定することができる。

即ち、ＬＥＤモジュール２Ｂ１，２Ｂ２では、５個のＬＥＤ４および５個の光拡散レンズ５が１列に配列されているが、ＬＥＤモジュール２Ｂ１は、５個の全ての光拡散レンズ５の向きが矢印ｄ１の方向に配列され、ＬＥＤモジュール２Ｂ２は、５個の全ての光拡散レンズ５の向きが矢印ｄ２の方向に配列されている。矢印ｄ１の方向を各光拡散レンズ５の配列方向の一方（角度０度）とした場合に、矢印ｄ２の方向は矢印ｄ１の方向に対して角度４５度傾いた方向である。本実施形態２では、矢印ｄ１の光拡散レンズ５の向きのＬＥＤモジュール２Ｂ１と、矢印ｄ２の光拡散レンズ５の向きのＬＥＤモジュール２Ｂ２とが上下左右に交互に配列されている。これによって、隣同士の光拡散レンズ５の光の広がり方の偏り同士がスジ状に繋がらない。

反射シート６Ｂには、ＬＥＤ４上に装着された光拡散レンズ５がＬＥＤ４と共に貫通する穴が、ＬＥＤ４の個数だけ複数、所定の配置位置に開いている。反射シート６Ｂの複数の貫通穴を、各ＬＥＤモジュール２Ｂ１，２Ｂ２上に装着されたＬＥＤ４と共に光拡散レンズ５が反射シート５の背面側から貫通した状態でプリント配線基板３と反射シート６Ｂとが固定されている。複数個のＬＥＤ４からの光が光拡散レンズ５を通って反射シート６Ｂにより反射されて前方に出射される。これによって、ＬＥＤ光源装置１Ｂは面光源とされる。反射シート６Ｂの画面周辺部（画面周辺額縁部）は、前方に開くように長尺状の縦横４面が傾斜面６ａでそれぞれ構成されている。

このように、画面中央部の輝度向上のために、中央列の複数のＬＥＤモジュール２Ｂ１，２Ｂ２を互いに中央側に寄せてＬＥＤ４を中央部で高密度に配列し、画面周辺部ではＬＥＤ４を低密度に配列して反射シート５の周囲の傾斜部で光を取り出すようにしている。人の目には、中央部が明るくて周辺部が多少暗くても均一な面光源に見えることから、画面中央部の輝度向上のために、ＬＥＤ基板を画面中央部に詰めて配置することにより、ＬＥＤ分布密度を調整している。また、画面周辺部は反射シート６Ｂの形状に傾斜を付ける構造を採用することにより、ＬＥＤ搭載数を削減することができる。

以上により、本実施形態２によれば、光拡散レンズ５の向きが異なる２種類のＬＥＤモジュール２Ｂ１，２Ｂ２が平面視で上下および左右交互に配置されているため、従来のように隣同士の各光拡散レンズ５の光の広がり方の偏り同士がスジ状に順次繋がらないことから、従来、画面上に発生したスジ状のムラを解消することができて、面光源の品位を向上させることができる。

なお、本実施形態２では、５個の全ての光拡散レンズ５の向きが矢印ｄ１の方向（角度０度の光拡散レンズ５の配列方向）に配列されたＬＥＤモジュール２Ｂ１と、５個の全ての光拡散レンズ５の向きが矢印ｄ２の方向（矢印ｄ１に対して角度４５度）に配列されたＬＥＤモジュール２Ｂ２とを、左右および上下に交互に配列したが、これに限らず、他の角度、例えば０度と３０度の組み合わせや、例えば０度と６０度の組み合わせを用いて、ＬＥＤモジュール２Ｂ１，２Ｂ２の配置を交互に変えて、ＬＥＤモジュール１Ｂ１，２Ｂ２間で光拡散レンズ５の向きが揃わないように配列してもよい。また、交互に方向を変えて光拡散レンズ５を配置したＬＥＤモジュール毎のレンズ配置角度として、例えば±２２，５度または±３０度の組み合わせを用いて、交互に方向を変えて光拡散レンズ５の向きが揃わないように配列してもよい。要するに、光拡散レンズ５の底面の拡散パターン５ｂが突出した４角錐構造であることから、角度９０度および角度１８０度の周期で同一形状になるため、ＬＥＤモジュール毎に交互に方向を変えて配置される光拡散レンズ５の向きの角度差が、角度９０度および角度１８０度以外の角度であればよい。したがって、光拡散レンズの向きが異なるＬＥＤモジュール２Ｂ１，２Ｂ２を交互に配置する。ＬＥＤモジュール毎に光拡散レンズ５の向きが揃わないように光拡散レンズ５が実装されていればよい。

なお、本実施形態１、２では、特に詳細には説明しなかったが、一または複数のＬＥＤが搭載され、ＬＥＤ毎にレンズが搭載された複数のＬＥＤモジュールが配設されて面状に光照射するＬＥＤ光源装置において、ＬＥＤモジュールに搭載されるレンズの向きが少なくとも一つ他の向きと異なっているかまたは、互いに隣接するＬＥＤモジュール間でレンズの向きが少なくとも一つ他の向きと異なっていることにより、画面上に発生するスジ状のムラを解消することができて、面光源の品位を向上させることができる本発明の目的を達成することができる。この場合、画面上の何処か１箇所で同じ向きの拡散レンズの組み合わせがあってもよいことになる。必ずしも画面全体にムラが生じるわけではなく、画面の一部でのみムラが生じていることになるが、互いに隣接するＬＥＤモジュール間でレンズの向きが少なくとも一つ他の向きと異なっていれば、そこでレンズの向きが揃っていれば生じるはずのムラを解消することができるようになる。

（実施形態３）
本実施形態３の液晶表示装置では、図１、図３および図４のＬＥＤ光源装置１、１Ａおよび１Ｂのいずれかをバックライトとして液晶表示装置に組み込むことができるが、ここでは、図１のＬＥＤ光源装置１をバックライトとして液晶表示装置に組み込んだ場合について図５を用いて説明する。

図５は、図１のＬＥＤ光源装置１を組み込んだ液晶表示装置の要部構成例を模式的に示す縦断面図である。

図５において、本実施形態３の液晶表示装置２０は、プリント配線基板３上に複数個のＬＥＤ４が配列され、各ＬＥＤ４上をそれぞれ覆うように前述の光拡散レンズ５がそれぞれその向きを交互に変えて設けられたＬＥＤモジュール２が複数個、配列されて面発光するＬＥＤバックライトである本実施形態１のＬＥＤ光源装置１と、ＬＥＤ光源装置１の上方を反射シート６から距離Ｌだけ開けて設けられた光拡散シートなどを含む光学シート２１と、表示信号に基づいて液晶画像表示を可能とする光透過型液晶パネル２２とを有し、ＬＥＤ光源装置１が光透過型液晶パネル２２の背面側に設けられてバックライトとして用いられる。

ＬＥＤ光源装置１は、画面中央部の輝度向上のために、中央列の複数のＬＥＤモジュール２を互いに中央側に寄せてＬＥＤ４を中央部で高密度に配列し、画面周辺部ではＬＥＤ４を低密度に配列して反射シート５の周囲の傾斜部（傾斜面６ａ）で光を取り出すようにしている。しかも、各ＬＥＤモジュール２において、２種類の光拡散レンズ５の向きが交互に方向を変えて配置されているため、従来のように隣同士の各光拡散レンズ５の光の広がり方の偏り同士がスジ状に順次繋がることはない。

以上により、本実施形態３によれば、画面中央の輝度が高くなるように複数のＬＥＤモジュール２を画面中央で密度を高く配列して面状に光照射するＬＥＤ光源装置１であって、各ＬＥＤモジュール２において、２種類の光拡散レンズ５の向きが交互に方向を変えて配置されているＬＥＤ光源装置１が液晶パネル２２の背面側に設けられてバックライトとして用いられている。

これによって、本実施形態３の液晶表示装置２０は、画面上に発生したスジ状のムラを解消することができて、面光源の品位を向上させることで、表示品位を向上させることができる。

以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜３を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜３に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜３の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、一または複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）が実装されたＬＥＤモジュールが一または複数用いられたＬＥＤ光源装置および、このＬＥＤ光源装置がバックライトとして用いられた液晶表示装置の分野において、レンズの向きが揃っていないＬＥＤモジュールを配置するかまたは、レンズの向きが異なるＬＥＤモジュールを交互に配置したり、さらには、ＬＥＤモジュール上のレンズの向きが全て方向を変えて配置したりするなど、このＬＥＤモジュールに搭載されるレンズの向きが少なくとも一つ他の向きと異なっているかまたは、互いに隣接するＬＥＤモジュール間でレンズの向きが少なくとも一つ他の向きと異なっている。このため、隣同士の各レンズの光の広がり方の偏り同士がスジ状に順次繋がらないことから、画面上に発生したスジ状のムラを解消することができて、ＬＥＤ光源装置の面光源の品位を向上させることができる。このＬＥＤ光源装置を液晶表示装置のバックライトに用いて表示品位を向上させることができる。

１、１Ａ、１Ｂ ＬＥＤ光源装置
２、２Ａ、２Ｂ１，２Ｂ２ ＬＥＤモジュール
３ プリント配線基板
４ ＬＥＤ（発光ダイオード）
５ 光拡散レンズ
５ａ ３本の足
５ｂ ４角錐の拡散パターン
６、６Ｂ 反射シート
６ａ 傾斜面
ｄ１〜ｄ６ 矢印（光拡散レンズの向き）
２０ 液晶表示装置
２１ 光学シート
２２ 光透過型液晶パネル

Claims (17)

1. 一または複数のＬＥＤが搭載され、該ＬＥＤ毎にレンズが搭載された複数のＬＥＤモジュールが配設されて面状に光照射するＬＥＤ光源装置において、
   該ＬＥＤモジュールに搭載されるレンズの向きが少なくとも一つ他の向きと異なっているかまたは、互いに隣接する該ＬＥＤモジュール間でレンズの向きが少なくとも一つ他の向きと異なっているＬＥＤ光源装置。
2. 前記ＬＥＤモジュールは、前記レンズの向きが揃っているかまたは、該レンズの向きが揃っていない請求項１に記載のＬＥＤ光源装置。
3. 前記ＬＥＤモジュール上の前記レンズの向きは交互に方向を変えて配設されている請求項１に記載のＬＥＤ光源装置。
4. 前記ＬＥＤモジュール上の前記レンズの向きは全て方向を変えて配設されている請求項１に記載のＬＥＤ光源装置。
5. 前記レンズの向きが異なっているＬＥＤモジュールが交互に配置されている請求項１に記載のＬＥＤ光源装置。
6. 前記レンズの向きは、第１の向きと第２の向きとの成す角度が角度０度を超え角度９０度未満である請求項１〜５のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
7. 前記レンズの向きは、前記第１の向きと前記第２の向きとの成す角度が角度３０度、角度４５度または角度６０度である請求項６に記載のＬＥＤ光源装置。
8. 前記レンズの向きは、該複数のレンズが１列に並ぶ方向の一方を角度０度とした場合に該角度０度と角度３０度、該角度０度と角度４５度、または該角度０度と角度６０度の組み合わせである請求項７に記載のＬＥＤ光源装置。
9. 前記レンズの向きは、該複数のレンズが１列に並ぶ方向の一方を角度０度とした場合に該角度０度±角度１５度、該角度０度±角度２２．５度または該角度０度±角度３０度である請求項７に記載のＬＥＤ光源装置。
10. 前記レンズには３本の足が設けられ、該３本の足の位置が２等辺三角形の頂点に対応しており、該２等辺三角形の底辺に対する頂角の方向を該レンズの向きとする請求項１に記載のＬＥＤ光源装置。
11. 前記ＬＥＤモジュールは、プリント配線基板と、該プリント配線基板上に搭載された一または複数のＬＥＤとを有している請求項１に記載のＬＥＤ光源装置。
12. 前記一または複数のＬＥＤ上をそれぞれ覆って光を拡散させる一または複数のレンズのそれぞれが各穴にそれぞれ通されて該ＬＥＤから該レンズを介した出射光を前方に反射させて面状に光照明する反射手段が設けられた請求項１１に記載のＬＥＤ光源装置。
13. 前記反射手段は、その画面周辺部が前方に開くように長尺で額縁状の縦横４面が傾斜面でそれぞれ構成されている請求項１２に記載のＬＥＤ光源装置。
14. 前記画面周辺部では前記ＬＥＤモジュールに搭載された複数のＬＥＤを画面中央部に比べて低密度に配列して前記反射手段の周囲の傾斜面で光を取り出すようにしている請求項１３に記載のＬＥＤ光源装置。
15. 画面中央の輝度が画面周辺に比べて高くなるように前記複数のＬＥＤモジュールを該画面中央で密度を高く配列して面状に光照射する請求項１に記載のＬＥＤ光源装置。
16. 前記ＬＥＤモジュールは、前記ＬＥＤを覆うレンズの向きが同じ同一構造のＬＥＤ基板であるかまたは、該ＬＥＤを覆うレンズの向きが異なっているＬＥＤ基板を有する請求項１に記載のＬＥＤ光源装置。
17. 請求項１〜１６のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置が液晶パネルの背面側に設けられてバックライトとして用いられた液晶表示装置。