JP5774942B2 - 照明ユニット及びこれを用いた表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いた照明ユニット、およびこれをバックライトとして用いた表示装置に関する。

光源として発光素子であるＬＥＤを用いた照明ユニットは、例えば液晶表示パネル（ＬＣＤ）などの透過型表示デバイスを備えた表示装置のバックライトとして用いられており、広く実用に供されている。

また、バックライトとして用いられる照明ユニットの構成としては、光源としてのＬＥＤと、ＬＥＤから出射された光を面光源としてＬＣＤ側に導くための導光板を用いた構成のものが知られている。

かかる構成において、光源から入射された光は、全反射などにより導光板内を進行し、導光板表面に設けられた拡散・導光パターンにより散乱されて導光板表面から光が取り出される。このとき、導光板の光源近傍部分（光入射部付近）においては、他の部分に比べ光の強度が局所的に大きくなり、いわゆる輝度ムラが発生する。かかる輝度ムラを低減するための従来技術として、例えば特許文献１〜２に記載のように、導光板表面の光源近傍部分に遮光部材や光反射吸収部材を設けることが知られている。

また、導光板の光出射面から出る光の空間的な輝度分布を均一化させるために、例えば特許文献３〜５のように、導光板表面（光出射面及び／又は背面）や導光板の背面側に設けた反射板に所定のパターンを設けたものが知られている。

特開２００５−１１７０２３号公報 特開２００３−２４２８１７号公報 特開２００５−３４７０１０号公報 特開平６−１７４９２９号公報 特開２００１−４２３２７号公報

ところで、近年のテレビジョン装置等の表示装置においては、大画面化、更には省電力化と高画質化が要求されている。大画面の表示装置において省電力化と高画質化を実現するために、表示装置の画面全体を分割し、更に該画面の分割に対応させて照明ユニットの照射面を複数の領域に分割し、分割画面の映像に対応して照明ユニットの各領域の光強度を個別に制御する、いわゆるエリア制御（ローカルディミング）が行われる。ここで、領域は、光を制御するための最小の単位であって、仮想的なものであり、物理的に分割される必要は無い。

このような複数の領域を有する照明ユニットの構成において、上記従来技術に記載のパターンでは、照明ユニットの領域間の輝度ムラが抑え切れないことがある。すなわち、従来技術においては、照明ユニットを複数の分割した場合の輝度ムラの抑制については十分に考慮されていなかった。

また、ＬＥＤは、その発光面の中央（光軸）を中心にして放射状に拡がる光放出特性を有している。ここで、光軸とは、ＬＥＤの光放出面の中心から光放出面と直交する方向に延びる軸であるものとする。例えばＬＥＤが、その光放出方向が電極面と並行な側面発光型（サイドビュー型）のＬＥＤの場合、該サイドビュー型ＬＥＤを上から（上面側から）見たときに、発光面側からその前方に向かって、光軸を中心に放射状に拡がるように光が放出される。

上記した従来技術においては、導光板に設けられる遮光部材或いは光反射吸収部材は、上述したようなＬＥＤの光放出特性を考慮した構成となっていない。従って、従来技術においては、前述のような、ＬＥＤ近傍において光強度が局所的に高くなるような輝度ムラ、つまり、一つの領域内における輝度ムラを良好に低減することは困難であった。

本発明は、上述した従来技術の課題に鑑みて為されたものであって、光源としてＬＥＤを用い、複数の領域に分割された照明ユニット及びこれを用いた表示装置において、領域間及び領域内の輝度ムラを低減するのに好適な技術を提供するものである。

本発明は、特許請求の範囲に記載された構成を特徴とするものである。

より具体的には、本発明は、光源としての発光素子（ＬＥＤ）と、該光源からの光を面状光として出射する光出射面を有する平板状の導光板とを備え、該導光板の光出射面と反対側の面に凹部が形成され、該凹部に、前記発光素子の光軸が前記導光板の光出射面と平行となるように前記発光素子を設けて構成されており、前記導光板の光出射面の前記発光素子と位置的に対応する部分に減光パターンを設け、更に、前記導光板の光出射面に第１の導光パターンを設け、前記導光板の背面に第２の導光パターンを設けたことを特徴とする。

上記導光板の光出射面側の減光パターンは、第１の導光パターンとは個別に設けられており、減光パターン、第１及び第２の導光パターンは、それぞれ印刷により形成される。

本発明によれば、領域間及び領域内の輝度ムラの両方を好適に低減することができる。

本発明の第１実施例に係る減光パターン部及びその周辺を示す図。 本発明が適用される表示装置６の一例の外観を示す斜視図。 図２に示された表示部６１０における主要部品の配置構成例を示す分解斜視図。 図３に示されたサブ照明ユニット５一構成例を示す断面図。 図４に示された照明基板１０の一構成例を示す斜視図。 本発明の実施例に用いられる導光板１の外形形状の一例を示す斜視図。 本発明の第１実施例による導光板に形成された減光パターン及び導光パターンの一例を示す斜視図 本発明の第１実施例による減光パターンの一例を示す図。 本発明の第１実施の形態による、導光板の出射面に形成された導光パターン及び減光パターンの一例を示す図。 本発明の第２実施例を示す図。 本発明の第３実施例を示す図。 第１実施例に係る減光パターンの一例を示す図。

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。尚、各図または各実施例において、同一の構成、機能または作用を有する要素には同じ番号を付し、重複した説明を省略するものとする。

図１は、本発明の第１実施例による導光板１の光学的作用を説明するための図である。本実施例は、発光素子であるＬＥＤ２からの光を面状光にして出射する導光板１の光出射面１１０の、ＬＥＤ２と位置的に対応する部分（ＬＥＤ２の直上部分）に、放射状の突起を有する例えば毬栗状の減光パターンを設け、更に、導光板１の光出射面１１０に第１の導光パターンである出射面側導光パターン４１、及び導光板１の背面（反射面）１１１に第２の導光パターンである反射面側導光パターン４４を設けたことを特徴とするものである。この実施例の詳細については後述するものとし、まず図２から図６を用いて本実施形態が適用される表示装置及び照明ユニットについての詳細な説明を行うものとする。

図２は、本発明が適用される表示装置の一例の外観を示す斜視図である。図２において、表示装置の例として、テレビジョン受信機の形態を例として挙げている。

図２において、表示装置６は、液晶表示パネルを用いた液晶表示装置であり、表示部６１０及びこれを下方から支持しているスタンド部６２０とを備えている。表示部６１０の内部には、後述するように、表示デバイスである液晶表示パネルや照明ユニットが設けられている。

図３は、図２に示された表示装置６の表示部６１０における主要部品の配置構成例を示す分解斜視図である。

図３において、表示装置６を構成している主要部分は、液晶表示パネル（液晶セル）８と、この液晶表示パネル８の背面から光を照射するためのバックライトである照明ユニット７である。ここで、照明ユニット７から出た光は、矢印Ａ７１０のように進み、拡散板９０１、プリズムシート９０２などを経て矢印Ｂ７２０のように液晶表示パネル８に至る。液晶表示パネル８には映像信号が供給され、該映像信号に基づいて各ピクセルを構成する液晶素子の光透過率が制御される。そして液晶表示パネル８に矢印Ｂ７２０に従って入射された光は、液晶表示パネル８の各ピクセルにより空間的に変調されて光学像が形成され、出射面８０１に画像として表示される。すなわち、液晶表示パネル８に入射した光は矢印Ｃ７３０のように画像光として出射する。

照明ユニット７は、単一のサブ照明ユニット５又はサブ照明ユニットを複数個組み合わせて構成されており、照明ユニット７全体を構成する下シャーシ７６０に取り付けられて保持される。

引き続き図４を参照してサブ照明ユニット５の内部構成を説明する。図４（ａ）において、導光板１には、照明基板１０を介してＬＥＤ２が所定の方向に沿って複数個、所定の間隔を以って配列されるように取り付けられている。ここでＬＥＤ２は、その光放出方向が導光板１の光出射面１１０と平行な方向、すなわちＬＥＤ２の光軸が導光板１の光出射面１１０と平行な方向とされるように設けられている。ＬＥＤ２から出射された光は導光板１の光入射面１０２に入射して導光板１内部を進み、導光板１の出射面１１０から適宜照射されて、拡散板９０１、プリズムシート９０２などを経由して、液晶パネルセル８へと至る。ここで、ＬＥＤ２は、本実施例では側面発光型（サイドビュー型）のＬＥＤであり、白色光を放出するものとする。サイドビュー型のＬＥＤを用いることによって、照明基板１０にＬＥＤ２を取り付けるだけで、ＬＥＤ２の光放出方向が導光板１の光出射面１１０と平行な方向となる。

本実施例では、導光板１の光出射面１１０と反対側の面（以下、背面と呼ぶ場合もある）には凹部１０１が形成されており、ＬＥＤ２は、この導光板１背面に形成された凹部１０１内に配置されている。ここで、凹部１０１は、本実施例では導光板１の左右方向（紙面奥行き方向で、液晶表示パネル８の水平方向（横方向）と等しい）の延びる溝で構成されているため、以下では、この凹部を溝部と呼ぶこととする。この溝部は導光板１の左右方向に連続的に形成されたものである。溝部１０１の一側面は上述した光入射面１０２とされており、ＬＥＤ２から出射された光は溝部１０１の一側面である入射面１０２から導光板１内部に取り込まれる。

図４（ｂ）は、照明ユニット５の分解図を示している。導光板１とＬＥＤ２が実装される照明基板１０との間には、反射シート９２０が設けられている。すなわち、反射シート９２０は導光板１の背面側に配置されるように、導光板１背面と照明基板１０とによって挟持されて保持される。この反射シート９２０によって、導光板１の背面から外部へ透過した光が反射されて導光板１内部に戻される。これによって光の利用効率を向上させる。そして、反射シート９２０に設けてあるＬＥＤ穴９２１からＬＥＤ２が露出し、その発光部分が導光板１の溝部１０１に差し込まれている。照明基板１０の導光板１への保持構造は、導光板１の厚さ方向に突出する、液晶表示パネル８側に向けて先細りの形状となっているピンモールド７０を用いて取り付けられている。本実施例では、ピンモールド７０は、樹脂で構成されて所定の弾性を有しており、更に前方爪７１と後方爪７２とを有している。そして、ピンモールド７０が照明基板穴９３０、反射シート穴９３１，導光板穴９３２を貫通した後に、照明基板１０，反射シート９２０及び導光板１を前方爪７１と後方爪７２とで挟み込んで保持する構成となっている。

図５は、照明基板１０の一構成例を示す斜視図である。図５に示されるように、照明基板１０は導光板１の左右方向を長手方向とした長方形を有している。照明基板１０の長手方向に沿ってＬＥＤ２が複数個所定間隔を空けて配列され、半田付けなどにより照明基板１０に取り付けられている。また、照明基板１０には、照明基板穴９３０が複数個設けてあり、先ほどの図４の説明のように、ピンモールド７０が挿入されて導光板１へと取り付け固定される。

図６は、図１、図４等に示した導光板１の外形の一例を示す斜視図である。図６（ａ）は、導光板１の背面側（溝部１０１が形成される側）を示し、同図（ｂ）には導光板１の端部の拡大図を示している。

図６（ａ）に示されるように、本実施例に係る導光板１は、液晶表示パネルの表示面とほぼ同じ大きさを有する平板状の１枚の導光板で構成されている。またその背面側には、図６（ｂ）に示されるように、導光板１の左右一方の端部１０５から他方の端部にわたって連続して形成された溝部１０１が複数本、平行して設けられている。この例では、７本の溝部１０１が設けられるものとする。ここでは、導光板１の最下端にも溝部１０１が形成されるものとする。各溝部１０１には複数のＬＥＤ２が挿入され、各溝のＬＥＤ２は、それぞれ個別にその光強度が制御されるように構成される。また各溝部１０１に挿入された複数のＬＥＤ２も複数のグループに分割される。例えば１つの溝部１０１に挿入されるＬＥＤの個数が３０個の場合、これを３個１グループとして１０のグループに分割され、各グループのＬＥＤが個別に制御されるように構成される。従って、この例では、導光板１が７×１０の計７０個の（仮想的な）領域に分割される。この領域は光の強度が制御される最小単位であり、各領域の光強度（すなわち各領域に対応するＬＥＤで、この場合では３個のＬＥＤ）が、その領域に対応する映像信号の輝度に応じて制御される。これによって、いわゆるエリア制御（ローカルディミング）が可能となる。

また、導光板１には照明基板１０を取り付けるためのピンモールド７０が挿入される複数の導光板穴９３２が設けてある。

図７は、本発明の第１実施例による、導光板１の光出射面１１０側と背面（反射面）１１１側の概略構成を示す図である。本図は、概略構成の説明のために、光出射面１１０及び反射面１１１の全体的な形態を示すことを主眼としているため、詳細な部分については図面が不明瞭にならないよう簡略化して図示している。よって、本図と後述の詳細図とパターン細部の形状が異なることがあるが、内容・機能に付いては差違はなく同一部品番号については、同一の機能、動作を有するものとする。

図７（ａ）に示されるように、導光板１の光出射面１１０側には、毬栗状の減光パターン３、導光パターン４の一部である、微小ドットの集合体で構成された出射面側導光パターン４１、及びＬＥＤ２の相互間に設けられた、微小ドットの集合体で構成された出射面ＬＥＤ間導光パターン４３が設けられている。減光パターン３の位置は、導光板１の光入射面側に設けた溝部１０１に収納されたＬＥＤ２の位置に対応して設定されてある。出射面ＬＥＤ間導光パターン４３は、ＬＥＤ２の相互間で、光出射側寄りに形成されている。また導光パターン４と減光パターン３とは、光の透過率及び拡散性が異なる構成であり、印刷などにより設けられる。

また図７（ｂ）に示されるように、導光板１の反射面１１１には、導光パターン４の一部である反射面導光パターン４４、及び反射面ＬＥＤ間導光パターン４５が設けられている。また、これらパターンの位置は、ＬＥＤ２のは位置位置に応じて設定される。反射面導光パターン４４と反射面ＬＥＤ間導光パターン４５とは、光の透過率・反射率及び拡散性については同一の構成であり、それぞれ同じプロセス、例えば印刷などにより設けられている。

図７に示されたそれぞれのパターンの詳細について以下に説明する。
減光パターン３は、図１に示されるように、導光板１の光出射面１１０において、溝部１０１内のＬＥＤ２の直上部分に設けられている。本実施例に係る減光パターン３は、図１２に示されるように、ＬＥＤ２の直上に位置しＬＥＤ２の中心をカバーする主部分３３と、ＬＥＤ２中心からＬＥＤ２の光出射側に延びる放射状の出射側突起部分３１と、更にＬＥＤ２の背面側（光出射側とは反対側）に延びる放射状の背面側突起部分３２とを有している。主部分３３は、光の出射方向と直交する方向を長軸とする楕円形状を為しているので、以下では主部分３３を楕円部分３３と呼ぶこととする。しかしながら、主部分３３は楕円ではなく光の出射方向と直交する方向を長軸とする長円形状でもよく、また円形でもよい。また、出射側突起部分３１及び背面側突起部分３２は、ＬＥＤ２または楕円部分３３から離れるに従い徐々に細くなる先細りの形状を有している。

本実施例においては、楕円部分３３と出射側突起部分３１、及び背面側突起部分３２は互いに結合され一体化されている。また減光パターン３は、後述のように該減光パターン３に入射される光の一部を反射し、一部を透過する光学作用を有しており、これによって減光パターン３を通過する光の強度を低減する。減光パターン３の透過率は、例えば５％〜１０％程度に、反射率は例えば８０％〜９０％などに設定される。

上述のように、溝部１０１にはＬＥＤ２が設けてあり、ＬＥＤ２から出た光が導光板１の光入射面１０２に入射されて導光板１の内部を進む。ここで、ＬＥＤ２は上述のようにサイドビュー型のＬＥＤを使用しているが、サイドビュー型ＬＥＤであっても、ＬＥＤの外郭を構成するパッケージの上側を光が透過し、ＬＥＤ２の直上方向に向かう。また溝部１０１の光入射面１０２で反射した光がＬＥＤ２の直上方向に向かう。このような光によって、導光板１の光出射面１１０のＬＥＤ２直上部分は、他の部分に比べて光強度が局所的に強くなる。以下、この局所的に光強度が強くなる部分を「光スポット」と呼ぶ。またＬＥＤ２からの光はその光出射方向に向かって放射状に拡がるので、光スポットも放射状に拡がる形状となる。

そこで本実施例では、導光板１の光入射面１０２において、特に光スポットが生じるＬＥＤ２の直上部分をカバーする楕円部分３３と、更に、光出射方向に向かって放射状に延びる出射側突起部分３１との組合せにより減光パターン３を構成したものである。これによって、ＬＥＤ２の直上に向かって光入射面１０２から出射する光、及びそこから光放出方向に向かって放射状に広がる光の強度を弱めて光スポットの明るさを低減させるようにしている。

また、ＬＥＤ２の背面側（光放出面と反対側）にも光が回り込むため、ＬＥＤ２の背面方向においても若干光スポットが放射状に拡がる。このため本実施例では、減光パターン３としてＬＥＤ２の背面側に延びる放射状の背面側突起部分３２を更に設けることで、導光板１の光入射面１０２におけるＬＥＤ２の背面側部分の光強度を弱めることができる。

すなわち本実施例は、ＬＥＤ２の光放出特性を考慮した形状の減光パターン３を用いることで、光スポットを低減し適度ムラを好適に抑制するものである。以下、減光パターン３の光学的作用の詳細について説明する。

減光パターン３中心の楕円部分３３では、ＬＥＤ２から出た光に対して減光と反射を与える。周辺の放射状の出射側突起部分３１付近において、突起が形成される部分ではＬＥＤ２から出た光に対して、上記の楕円部分と同様に減光と反射を与え、突起間の隙間、つまり突起の谷間にあたる突起が形成されない部分では、ＬＥＤ２からの光を透過して導光板１外に光を出射する。すなわち、放射状の出射側突起部分３１付近では減光・反射・透過の異なる光学的作用がそれぞれの場所により与えられ、全体として導光板１から出射される光の量を、出射側突起部分３１の形状により、徐々に変化させて制御する。また、ＬＥＤ２から出た光が回り込んで背面側に進んだ分については、放射状の背面側突起部分３２によって、上記出射側突起部分３１と同様に、減光・反射・透過の異なる光学的作用がそれぞれの場所により与えられ、導光板１より出射される光の量を徐々に変化させている。ここで、出射側突起部分３１は背面側突起部分３２よりも長く形成されているので、上述した減光・反射・透過の光学的作用を与える範囲が、出射側突起部分３１の方（つまりＬＥＤ２の光放出方向側）が大きくなっている。

図１（ａ）は、上記ＬＥＤ２周りの光学的作用を説明するための断面図である。ここで、たとえば光線５８に与えられる光学的作用を説明する。光線５８は導光板１内を進み、減光パターン３にて反射・透過し、減光透過した光線６０と反射した光線５９とに分かれる。さらに光線５９は導光板１の反射面１１１側で、反射面１１１に対する入射角が臨界角以下のため全反射し光線６１のように導光板１内部を進み、さらに光出射面１１０にて全反射して光線８４のように導光板１内部を進み、以下図示しない場所で光出射面１１０から導光板１の外部に進む。

光軸に対する出射角が光線５１よりも小さい光線６２の場合は、導光板１の光出射面１１０の、減光パターン３が形成された位置よりも先の位置に進む。この光線６２は、光出射面１１０に設けられている出射面側導光パターン４１にあたる。このとき、一部の光は全反射せずに光出射面１１０（出射面側導光パターン４１）を透過し、拡散しながら光線６３のように出射する。残りの一部の光は臨界角以下となり、拡散しながら反射し、その一部は光線６４ように導光板１の先に進み、以下図示していない場所で光出射面１１０より導光板１の外部に進む。

このように、出射面１１０側の出射面導光パターン４１、及び減光パターン３により、出射面側の出射光量調整部材が構成されている。

続いて、図１（ｂ）を用いて反射面１１１に形成された反射面導光パターン４４の光学的作用を説明する。例えば光線６８は、導光板１内部を進み、反射面１１１に形成された反射面導光パターン４４にあたる。ここの界面で、光線６８は全反射条件が崩れ反射面導光パターン４４のドット部分で拡散され、光線８２のように導光板１の内部及び反射シート９２０付近に散らばりながら進行する。反射シート９２０に進んだ光は反射して再度導光板１に戻り光出射面１１０から導光板１外部に出射される。

また光軸に対する出射角が光線６８よりも小さい光線６９は、導光板１内部を進み、反射面１１１に到達する。ここで、光線６９の反射面１１１への入射角が臨界角以下のため反射面１１１にて全反射して光線８０のように導光板１内部を進み、光出射面１１０に到達する。ここでも、光線８０の光出射面１１０への入射角が臨界角以下のため光出射面１１０にて全反射して光線８１のように導光板１内部を進み、反射面１１１にて反射面導光パターン４４のドット部分で拡散され、光線８３のように導光板１内部及び反射シート９２０付近に散らばりながら進行する。反射シート９２０に進んだ光は反射して再度導光板１に戻り光出射面１１０から導光板１の外部に出射される。このようにして、導光板１の出射面１１０と反射面１１１とに設けた減光パターン３、出射導光パターン４１、及び反射面導光パターン４４などにより、導光板１から均一に光を取り出すことができる。

続いて、ＬＥＤ間均一化パターン４３について図８を参照して説明する。図８（ａ）に示されるように、光出射面１１０には、導光パターン４の一部であるＬＥＤ間均一化パターン４３と、減光パターン３とが設けられている。減光パターン３は、複数のＬＥＤ２（図では２つ）のそれぞれの位置に対応するように配置されており、またＬＥＤ２の間にはＬＥＤ間均一化パターン４３が設けられている。

上記ＬＥＤ間均一化パターン４３及び減光パターン３、更に図７（ｂ）に示された反射面ＬＥＤ間導光パターン４５の光学的作用について、図８（ａ）の側面断面図を示す図８（ｂ）を参照しながら説明する。

照明基板１０上に取り付けられたＬＥＤ２０１（図面右側のＬＥＤ）から出た光のうち、斜め上に上がる光線８５は光入射面１０２を経由して導光板１内に入り、光出射面１１０上に形成された減光パターン３にあたり、ここで減光・透過して散乱し光線８６のように導光板１の外部に出射する。また、減光パターン３で反射した光は光線８７として反射面１１１に進み、ここに設けられた反射面ＬＥＤ間導光パターン４５（図７にて説明した反射面ＬＥＤ間導光パターン４５と同一）にて一部は拡散反射及し光線８８のように導光板１内部を進む。また残りの一部は、反射面ＬＥＤ間導光パターン４５を透過し反射シート９２０にて拡散反射されて導光板１方面に向かい、導光板１の内部に戻る。。一方、光線８８は、光出射面１１０を透過して出射し、光線８９として導光板１の外部に進む。

一方、照明基板１０上に取り付けられたＬＥＤ２０２（図面左側のＬＥＤ）から出た光のうち、斜め上に上がる光線９０は光入射面１０２を経由して導光板１内に入り、光出射面１１０上に形成された減光パターン３にあたり、ここで減光・透過して散乱し光線９１のように導光板１の外部に出射する。また、減光パターン３で反射した光は光線９２として反射面１１１に進み、ここに設けられた反射面ＬＥＤ間導光パターン４５にて一部は拡散反射し光線９４のように導光板１内部を進む。また残りの一部は、反射面ＬＥＤ間導光パターン４５を透過し反射シート９２０にて拡散反射されて導光板１方面に向かい、導光板１の内部に戻る。一方光線９４は、光出射面１１０に設けられたＬＥＤ間均一化パターン４３にて拡散しながら透過し光線９５として導光板１の外部に進む。

このようにして、ＬＥＤ間の光が届かない又は到達する光量が少ない部分にも、減光パターン３の一部とＬＥＤ間均一化パターン４３及び反射面ＬＥＤ間導光パターン４５を用いることにより、導光板１の光出射面１１０から十分な光を取り出すことが可能となり、ＬＥＤ間が局所的に暗くなるような輝度ムラの発生を防止することができる。

以上の説明のように、本実施例によれば、輝度ムラを良好に低減することができる。特に照明ユニットを複数の領域に分割する場合において、領域の相互間はＬＥＤの相互間となるために上述したような局所的に輝度が暗くなる輝度ムラが生じるが、上述のようにして領域間（ＬＥＤ間）の輝度ムラが低減できる。また領域内に複数のＬＥＤが所定間隔離されて配置された場合でも同様にＬＥＤ間の輝度ムラが低減でき、よって、領域内の輝度ムラも低減できる。更には、光出射面１１０のＬＥＤ直上部分には、上述のような形状を有する減光パターン３が形成されているため、ＬＥＤの光放出特性に適した光スポット（輝度ムラ）の低減を行うことができる。

このように本実施例によれば、領域間及び領域内の輝度ムラが低減された照明ユニットを提供できる。更に、これを適用した表示装置においては、輝度が均一な高画質な映像を表示することが可能となる。

続いて、本発明の第２実施例について図９を参照して説明する。上記第１実施例では、図７に示されるように、光出射面１１０側の導光パターン４として、出射面導光パターン４１とＬＥＤ間均一化パターン４３を所定の距離を空けて設けたが、本実施例ではＬＥＤ間均一化パターン４３と出射面導光パターン４１とが一体となった出射導光パターン４６として構成されている。

このとき、図示していない反射面１１１側にも反射面導光パターン４４が設けられており、これは反射面ＬＥＤ間導光パターン４５が一体となって構成されている。このような構成によれば、反射面導光パターンつまり本実施例に係る導光板１には、パターンとして、減光パターン３と、出射面導光パターン４６と、の反射面導光パターンの３つのパターンが設けられている。

このようにして、導光板１の光出射面１１０から十分な光を取り出すことが可能となり、ＬＥＤ間が局所的に暗くなるような輝度ムラの発生を防止することができる。

続いて、本発明の第３実施例について図１０を参照して説明する。図１０（ａ）に示されるように、減光パターン３０４と導光パターン４００が導光板１の光出射面１１０に設けられている。また導光パターン４００は、複数段の導光パターン、例えば第１段出射面導光パターン４７、第３段出射面導光パターン４８、第５段出射面導光パターン４９などにより構成されている。それぞれの段の導光パターンは、形成されているインクの厚さが変えてある。ここで、紙面横方向に配列されたパターン（ドット群）の列のうち、ＬＥＤに最も近いを第１段とし、ＬＥＤからの距離が遠くなりに従い第２段、第３段…のように段数が増えていくものとする。

図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の断面図を示す。反射面１１１側にも反射面導光パターン４４が設けてあり、よって導光板１には、減光パターン３０４、導光パターン４００及び反射面導光パターン４４の３つのパターンが設けられている。さらに、本実施例では、光出射面１１０側の導光パターン４００が、複数の厚さの導光パターンの組み合わせにより構成されている。例えば第１段出射面導光パターン４７は、厚さＢ、第３段出射導光面パターン４８は厚さＣ、第５段出射面導光パターン４９は厚さＤとしている。さらに減光パターン３０４は厚さＡに設定しており、この図では、厚い順にＡ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄのように設定している。

第１段出射面導光パターン４７と第３段出射面導光パターン４８の厚さの違いは、グラビア印刷のようなドット毎にインクの厚さを変える印刷方法や、インクジェットプリント方式などにより実現することができる。

ここで、ＬＥＤ２から放出される光線９５を例にして、これらの導光パターンによる光学的動作を説明する。

ＬＥＤ２から出た光線９５は導光板１内部を進み、反射面１１１側で全反射して光線９６として減光パターン３０４に進む。ここで、一部の光は減光透過し、光線１２１のように拡散しながら導光板１の外部に進む。一方、反射した光線９７は、再び反射面１１１に進み全反射して光線９８のように光出射面１１０にすすみ、ここで第３段出射面導光パターン４８の所定の厚さのドットにあたる。ここで、光線は減光透過して光線９９のように拡散しながら導光板１外部に進む。

このとき、例えば第３段出射面導光パターン４８のように、導光パターンから拡散して出射する光量をパターン（ドット）の厚さにより調整することができる。例えば、多く光を出射させたい位置の出射面導光パターンの厚さを厚くし、出射光量を減少させたい位置の出射面導光パターンの厚さを薄くする。すなわち本実施例では、出射面導光パターンの形状ではなく、厚さのみにより光量を制御するものである。

このようにすることにより、導光板１の光出射面１１０において、同じ形状、大きさの出射面導光パターンのドットを用いて、光出射面１１０に位置に応じた光量調整をすることができる。

続いて、本発明の第４実施例について図１１を参照して説明する。図１１は、導光板１の光出射面１１０表面に設けられた減光パターンと導光パターンの印刷領域１０６と導光板１の外形とを示している。

印刷領域１０６は、導光板１外周の辺（端部）から所定の間隔を空けて設置されている。このとき、導光板１の辺からこれに並行する印刷領域１０６の辺までの距離Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈは、例えば約１０ｍｍである。すなわち、印刷領域１０６は導光板１の辺から１０ｍｍ又はそれ以上の距離を置いて印刷を行っている。

このようにしても、導光板１の機能としては導光板１の周辺部分の光量が減るなどの問題は小さい。逆に、導光板１の周辺部分にパターンを印刷しなければ、導光板１の周辺部分を把持または保持するための領域として利用することができる。このため、導光板１の周辺部分を含む全面に渡ってにパターンが印刷されることによる、導光板１の把持または保持の際の印刷部分の脱落などを防止できる。すなわち、このように構成することで、導光板１の取り扱い上の問題を解消する事ができる。

上記した実施例にて説明したように、本実施形態によればにより、ＬＥＤ近傍において導光板から出射された光を均一化することができる。すなわち、本実施形態によれば、輝度ムラが低減された安定した性能の照明ユニット及び表示装置を提供することができ、ひいては安定した性能の表示装置を提供することが可能となる。
本実施形態の説明においては、導光板に設けた減光パターンや導光パターンの形成方法として、印刷や塗装などによる方法で説明したが、他の方法、たとえばインクジェット方式に依る印刷やフレキソ印刷、熱転写方式印刷、静電吸着方式によるパターン形成（いわゆる電子写真方式）などであっても同様の効果を得ることができることは言うまでもない。

また、出射側突起部分及びは背面側突起部分のそれぞれにおける突起の長さは、一つの減光パターンにおいて同じ長さとされているが異なる長さとしてもよい。例えば、出射側突起部分のＬＥＤ光軸との為す角度が小さいものほど長さを大きくし、ＬＥＤ光軸との為す角度が大きいものほど長さを短くしてもよい。

本実施形態の説明においては、ＬＥＤをいわゆるサイドビュータイプ型のＬＥＤを例にして説明したが、例えばトップビュー（上向き出射構成）のものであっても同様に構成でき、同様の効果があることはいうまでもない。

１…導光板、２…ＬＥＤ素子、３…減光パターン、４…導光パターン、４１…出射面導光パターン、４３…ＬＥＤ間均一化パターン、４４…反射面導光パターン、４５…反射面ＬＥＤ間導光パターン、５…サブ照明ユニット、６…表示装置、７…照明ユニット、８…液晶表示パネル、１０１…溝部、１０２…光入射面、１１０…光出射面

Claims (9)

1. 発光素子と、該光源からの光を面状光として出射する光出射面を有する平板状の導光板とを備え、該導光板の光出射面と反対側の面に凹部が形成され、該凹部に、前記発光素子の光軸が前記導光板の光出射面と平行となるように前記発光素子を設けて構成された照明ユニットにおいて、
   前記導光板の光出射面の前記発光素子と位置的に対応する部分に減光パターンを設け、更に、前記導光板の光出射面に第１の導光パターンを設け、前記導光板の背面に第２の導光パターンを設け、
   前記減光パターンは、前記発光素子を前記導光板の光出射面側においてカバーする主部分と、前記発光素子を中心として、前記発光素子の光出射方向に向かって放射状に延びる第１の突起部分と、前記発光素子の光出射側と反対側の方向に向かって放射状に延びる第２の突起部分と、を含み、かつ前記第１の突起部分が前記第２の突起部分よりも長く、
   前記第１の導光パターンは、微小パターンの集合体で構成されており、前記導光板の光出射面であって、前記減光パターンよりも前記発光素子の光出射方向側に設けられ、かつ導光板内部を進行する光を拡散して外部へ出射させ、
   前記第２の導光パターンは、微小パターンの集合体で構成されており、前記導光板の背面であって、前記発光素子の光出射方向側に設けられており、かつ導光板内部を進行する光を拡散して外部へ出射させることを特徴とする照明ユニット。
2. 請求項１記載の照明ユニットにおいて、前記発光素子は、ＬＥＤであることを特徴とする照明ユニット。
3. 請求項１記載の照明ユニットにおいて、前記減光パターンは、印刷により形成されることを特徴とする照明ユニット。
4. 請求項１記載の照明ユニットにおいて、前記発光素子が前記凹部の長手方向に沿って複数配列されており、前記導光板の光出射面の、前記発光素子の相互間に、第３の導光パターンが形成され、
   前記第３の導光パターンは、微小パターンの集合体で構成されており、かつ導光板内部を進行する光を拡散して外部へ出射させることを特徴とする照明ユニット。
5. 請求項１記載の照明ユニットにおいて、前記発光素子が前記凹部の長手方向に沿って複数配列されており、前記導光板の背面の、前記発光素子の相互間に、第４の導光パターンが形成され、
   前記第４の導光パターンは、微小パターンの集合体で構成されており、かつ導光板内部を進行する光を拡散して外部へ出射させることを特徴とする照明ユニット。
6. 請求項１に記載の照明ユニットにおいて、前記導光板の光出射面に設けられた前記減光パターンと前記第１の導光パターンの厚さが互いに異なることを特徴とする照明ユニット。
7. 請求項６に記載の照明ユニットにおいて、前記第１の導光パターンは、異なる厚さを持つ複数のドットで構成されることを特徴とする照明ユニット。
8. 請求項１に記載の照明ユニットにおいて、前記導光板に設けた導光パターンの印刷範囲が、導光板外形周囲から１０ｍｍ以上内側に設定されていることを特徴とする照明ユニット。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の照明ユニットをバックライトとして用いたことを特徴とする表示装置。

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