KR20040086604A

KR20040086604A - 면 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20040086604A
Application number: KR1020040021267A
Authority: KR
Inventors: 스즈끼도시히로
Original assignee: 후지쯔 디스플레이 테크놀로지스 코포레이션
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2004-10-11
Also published as: US7281816B2; JP4744611B2; CN100351685C; JP2009123709A; TW200424654A; TWI282022B; CN1534339A; JP2009094086A; JP4629144B2; US20040218388A1; KR100852579B1

Abstract

본 발명은, 적어도 적색, 녹색, 청색을 포함하는 복수색에 대응하는 발광 소자, 즉 원색 발광 가능한 LED(Light Emitting Diode)를, 복수 배열하여 면 광원으로 한 면 조명 장치, 및 상기한 면 조명 장치를 구비함으로써, 대화면에서도 고휘도를 달성하는 액정 표시 장치에 관한 것이다. 적어도, 빛의 3원색을 포함하는 복수색에 대응하는 발광 소자로 이루어지는 면 광원과, 상기 발광 소자 사이에 설치된 반사판과, 상기 발광 소자 및 상기 반사판을 설치하는 기판과, 상기 발광 소자 및 상기 반사판의 상위에 위치하는 확산판을 적어도 구비하고, 상기 반사판에 의한 상기 기판의 커버율을 향상시켜, 상기 발광 소자를 배열하거나, 또는 상기 확산판과 상기 기판과의 간격에 따라, 적어도 일색에 대응한 상기 발광 소자의 최대 광량이 되는 방사 각도를 설정한 것을 특징으로 한 면 조명 장치를 제공한다.

Description

면 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치{SURFACE ILLUMINATION DEVICE AND LIQUID DISPLAY DEVICE USING THE SAME}

본 발명은 면 조명 장치, 및 해당 면 조명 장치를 구비하는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 상기한 면 조명 장치는 면 조명을 적, 녹, 청의 각 원색 발광 가능한 LED(Light Emitting Diode) 또는 2종 이상의 보색 관계에 있는 색을 발광하는 LED를 배열하여 면 광원을 실현한 것에 관한 것으로, 상기 액정 표시 장치는 상기한 면 조명 장치를 구비함으로써, 대화면에서도 고휘도를 달성하는 것에 관한 것이다.

액정 표시 장치에 내장된 백 라이트에는, 냉음극관을 이용한 사이드 라이트형이나 직하형 백 라이트와, LED를 이용한 사이드 라이트형 백 라이트가 있었다. 그러나, 냉음극관은 인버터에 고전압을 필요로 하고, 수은을 함유하고 있다는 문제점이 있고, 또한 색 재현 범위가 좁다는 등의 문제가 있다.

따라서, 광원으로서 LED를 이용하는 것이 최근의 주류이고, 이하에 종래예를 설명한다.

도 23에 도시한 종래예 1의 표시 장치(160)는, 확산판(1)과, 확산판(1)의 배면에 설치한 도광판(18)과, 상기 도광판(18)의 측면에 배치되어 조명을 담당하는 적색 발광 LED(7), 청색 발광 LED(8), 녹색 발광 LED(9)를 구비하고, 상기 도광판(18) 내에서 발광 LED로부터의 빛을 혼합함과 함께, 빛을 확산판(1)에 의해 확산시킴으로써 면 조명을 실현하고 있다(특허 문헌 1).

또한, 도 24에 도시한 종래예 2의 액정 표시 장치(170)는, 액정 패널(13)과, 상기 액정 패널(13)의 배면에 설치된 프리즘 시트(11)와, 상기 프리즘 시트(11)의 배면에 설치된 제1 확산판(14)과, 상기 제1 확산판(14)의 배면에 설치되어, 복수의 백색 LED(12)이 탑재된 기판(4)과, 상기 기판(4)의 배면에 설치된 외광을 취득하기 위한 제2 확산판(15)을 구비하고, 백색 LED로부터의 백색광을 공급함과 함께, 외광도 도입하여, 액정 패널을 면적으로 조명으로 하고자 하는 것에 특징이 있다(특허 문헌 2).

또한, 도 25에 도시한 종래예 3의 액정 표시 장치(180)는, 액정 패널(13)과, 상기 액정 패널의 배면에 배치된 확산판(1)과, 상기 확산판(1)의 배면에 배치된 도광판(18)과, 상기 도광판(18)의 배면에 설치된 투과판(16)과, 상기 투과판(16)의 배면에 설치되어 적색 발광 LED 소자(7)와, 청색 발광 VFD(vacuum flurorescent display)(17)와, 녹색 발광 LED 소자(9)와, LED 소자 사이에 전면에 깔도록 배치되어 있는 반사판(2)을 갖는 기판(4)과, 상기 도광판(18)의 측면에 사이드 라이트(20)를 구비하고, 적색 발광 LED(7), 청색 발광 VFD(17), 녹색 발광 LED(9)는 단색 광마다 독립적으로 발광할 수 있으며, 백색광을 얻기 위해서는 동시 점등이라고 생각할 정도로 짧은 시간에, 또한 순서대로 점등하는 점에 특징이 있다(특허 문헌 3, 특허 문헌 4). 또한, 상기한 종래예 3의 액정 표시 장치(180)에서는, LED로부터의 빛은 투과판(16)을 투과하여 도광판(18)에 입사하여, 빛의 혼합이 행해져, 확산판(1)에 의해 확산됨으로써, 액정 패널(13)에 면 조명을 공급하고 있다. 또한, 반사판(2)은 확산판(1) 또는 투과판(16)으로부터 되돌아온 빛을 다시 액정 패널(13)에 되돌려, 면 조명의 휘도를 높이는데 도움을 주고 있다. 여기서, 상기한 반사판(2)은 도 26에 도시한 「종래예 3에 있어서의 LED 부분과 반사판의 구조예 2」와 같이, 적색 LED(7) 등의 발광 소자를 구동하는 회로 또는 신호를 보내는 배선이 배치되어 있는 금속 매립 PCB(5)를 피하여 설치되어 있다.

[특허 문헌 1]

일본 특개2002-341797호 공보

[특허 문헌 2]

일본 특개2002-311412호 공보

[특허 문헌 3]

일본 특개평6-018882호 공보

[특허 문헌 4]

일본 특개2002-258815호 공보

상기 종래예 1의 표시 장치(160)에 있어서는, LED는 도광판의 각 또는 변에 배치되기 때문에, 대화면에서는 고휘도로 할 수 없다고 하는 문제점이 있었다.

또한, 상기 종래예 2의 액정 표시 장치(170)에 있어서는, 백색 LED를 이용하지만, 백색 LED에는 휘도 불균일이 크다고 하는 문제가 있어, 균일성을 유지하는 것은 용이하지 않다고 하는 문제가 있었다.

또한, 상기 종래예 3의 액정 표시 장치(180)의 면 조명에서는, 다른 색의 LED를 이용하게 되어, 다른 색을 발광하는 LED 사이의 광량 밸런스의 붕괴에 의한 색 불균일 및 휘도 불균일을 용이하게는 극복할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

도 1은 실시예 1(면 조명 장치(30): 직하형 백 라이트 구조)

도 2는 실시예 1에서의 LED 부분과 반사판의 구조예 1-1

도 3은 실시예 1에서의 LED 부분과 반사판의 구조예 1-2

도 4는 실시예 2(면 조명 장치(40))

도 5는 LED 발광 패턴(피크 광량을 나타내는 방사 각도가 45도 이상)

도 6은 피크 광량 방사 각도 및 방사 강도와 시인성

도 7은 실시예 3(면 조명 장치(50))

도 8은 실시예 4(면 조명 장치(60))

도 9는 LED 발광 패턴(피크 광량을 나타내는 방사 각도가 45도 미만)

도 10은 실시예 5(면 조명 장치(70))

도 11은 실시예 6(면 조명 장치(80))

도 12는 실시예 7(면 조명 장치(90))

도 13은 확산판 하면의 광량 변동과 시인성

도 14는 실시예 8(면 조명 장치(100))

도 15는 실시예 9(면 조명 장치(110))

도 16은 E점 위치와 시인성의 관계

도 17은 실시예 10(면 조명 장치(120)에 있어서의 발광 소자의 배치)

도 18은 실시예 11(면 조명 장치(130)에 있어서의 발광 소자의 배치)

도 19는 실시예 12(면 조명 장치(140)에 있어서의 발광 소자의 배치)

도 20은 실시예 13(면 조명 장치(150)에 있어서의 발광 소자의 배치)

도 21은 실시예 14(액정 표시 장치(190)의 표시부의 단면도)

도 22는 실시예 14(액정 표시 장치(190))

도 23은 종래예 1(표시 장치(160))

도 24는 종래예 2(액정 표시 장치(170))

도 25는 종래예 3(액정 표시 장치(180))

도 26은 종래예 3에 있어서의 LED 부분과 반사판의 구조예 2

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 확산판

2 : 반사판

3 : LED 소자

4 : 기판

5 : 금속 매립 PCB

6 : 프리즘

7 : 적색 발광 LED

8 : 청색 발광 LED

9 : 녹색 발광 LED

10 : 산란 패턴

11 : 프리즘 시트

12 : 백색 LED

13 : 액정 패널

14 : 제1 확산판

15 : 제2 확산판

16 : 투과판

17 : 청색 발광 VFD

18 : 도광판

19 : 히트 싱크

20 : 사이드 라이트

30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150 : 면 조명 장치

160 : 표시 장치

170, 180, 190 : 액정 표시 장치

상기한 과제를 해결하기 위해서, 청구항 1에 따른 면 조명 장치는,

적어도, 빛의 3원색을 포함하는 복수색의 조합 중, 각각의 색에 대응하는 발광 소자를 직렬로 배열한 선 광원을 소정의 순서로 배열한 면 광원과,

상기 선 광원을 구성하는 발광 소자 사이의 스페이스를 매립하도록 전면에 깔린 반사판과,

상기 면 광원과, 상기 반사판을 설치한 기판과,

상기 면 광원 및 상기 반사판의 상위에 위치하는 확산판을 적어도 구비하고,

상기 반사판에 의해, 상기 발광 소자의 비발광부를 피복한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 2에 따른 면 조명 장치는,

상기 선 광원을 구성하는 발광 소자 사이의 스페이스를 매립하도록 깔린 반사판과,

일정한 간격으로 배열된 열 형상의 볼록부를 갖고, 상기 면 광원 및 상기 반사판을 설치한 기판과,

상기 기판 위의 일정 간격으로 배열된 열 형상의 볼록부의 사면, 또는 측면에 상기 선 광원을 배치하고,

상기 열 형상의 볼록부의 간격, 및 상기 확산판과 상기 기판의 간격에 따라,

복수색 중, 적어도 일색에 대응한 상기 발광 소자의 최대 광량이 되는 방사 각도를 상기 열 형상의 볼록부의 사면 또는 측면의 각도에 의해, 설정한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 3에 따른 면 조명 장치는,

적어도, 빛의 3원색을 포함하는 복수색의 조합 중, 각각의 색에 대응하는 발광 소자를 직렬로 배열한 선 광원을 소정의 순서 및 일정한 간격으로 배열한 면 광원과,

상기 발광 소자의 발광부 중 내지 발광부 상의 광 방사 각도 보정 수단과,

상기 선 광원 및 상기 반사판을 설치하는 기판과,

상기 선 광원 및 상기 반사판의 상위에 위치하는 확산판을 적어도 구비하고,

상기 선 광원의 간격, 및 상기 확산판과 상기 기판의 간격에 따라,

복수색 중, 적어도 일색에 대응한 상기 선 광원의 발광부 상의 광 방사 각도 보정 수단에 의해, 최대 광량이 되는 방사 각도를 설정한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 4에 따른 면 조명 장치는,

빛의 3원색에 대응하는 3개의 발광 소자를 삼각형의 정점에 근접 배치한 발광 소자군을 매트릭스 형상으로 배치한 면 광원과,

상기 발광 소자군을 배열한 기판과,

상기 면 광원의 상위에 위치하는 확산판을 적어도 구비하고,

상기 발광 소자군끼리의 위치 관계가 델타 형상이 되도록, 일렬 간격 또는 일행 간격으로 상기 발광 소자군을 변이시켜 배열하고,

델타 형상의 무게 중심 및 델타 형상 2갯수분으로 형성되는 다이아몬드 형상의 무게 중심에 있어서의, 각각의 상기 단색 발광 소자의 광량 총합이 상기 단색 발광 소자의 광량 총합으로부터 산출되는 평균의 광량 총합을 100%로 했을 때에, 75%∼125%의 사이가 되도록, 상기 발광 소자군의 행 간격, 열 간격, 배치 각도를 조절한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 5에 따른 액정 표시 장치는,

적어도, 청구항 1, 청구항 2, 청구항 3, 내지, 청구항 4에 기재한 면 조명 장치 중 하나와, 액정 패널을 구비하는 것을 특징으로 한다.

〈실시예〉

도 1에 도시한 면 조명 장치는, LED 소자(3)를 연속해서 배열한 선 광원과, LED 소자(3) 사이를 매립한 반사판(2)과, LED 소자(3) 및 반사판(2)을 설치한, 알루미늄판 등의 재질로서 방열판도 겸하는 기판(4)과, 상방(上方)에 위치하는 투명하지만 빛을 확산하는 확산판(1)으로 구성되어 있다. 여기서, 「LED 소자(3) 사이를 매립한 반사판(2)」은, 도 2의 「실시예 1에 있어서의 LED 부분과 반사판의 구조예 1-1」을 설명하는 단면도 및 평면도가 도시한 바와 같이, LED 소자(3) 중, 비발광 부분 및 LED 소자(3) 구동용의 배선 또는 회로가 배치되어 있는 금속 매립 PCB(5) 상에, 배치된 반사판(2)을 말한다. 또한, 도 3의 「실시예 1에 있어서의 LED 부분과 반사판의 구조예 1-2」를 설명하는 단면도 및 평면도가 도시한 바와 같이, 반사판(2)에 LED 소자(3)의 발광부가 감합하는 관통 홀을 형성하여, LED 발광부 이외의 부분을 반사판(2)이 피복하도록, 배치한 반사판(2)이어도 된다.

반사판(2)을 도 2 및 도 3과 같이 배치함으로써, 표 1에 나타낸 바와 같이반사판(2)의 표면적 커버율을 94% 이상으로 할 수 있기 때문에, 휘도 불균일을 대폭 개선할 수 있다고 하는 효과가 있다.

	반사판의 표면적 커버율(대항면적)	광 이용 효율(확산판 투과광량/발광량)
구조 2(종래구조)	80%	47%
구조 1-1	85∼95%	61%
구조 1-2	95% 이상	87%

상기 표는, LED 소자의 렌즈 직경 6㎜, 반사판의 폭 24㎜, LED 소자로 이루어지는 선 광원의 라인 피치 120㎜, 확산판 게인 0.8의 조건에서 작성된 것이다.

여기서, 표 1은 「종래예 3에 있어서의 LED 부분과 반사판 구조예 2」와 「실시예 3에 있어서의 LED 부분과 반사판 구조예 1-1」 및 「실시예 3에 있어서의 LED 부분과 반사 구조예 1-2」에 대하여, 반사판이, 기판 표면을 커버하는 비율을 계산함과 함께, 확산판 투과광량과 발광량의 비율인 광 이용 효율도 계산하여, 계산 결과를 비교할 수 있도록 정리한 것이다. 또, 상기한 표면 커버율 및 상기 광 이용 효율을 계산하는 데 있어서는, LED 소자의 렌즈 직경 6㎜, 반사판의 폭 24㎜, LED 소자로 이루어지는 선 광원의 라인 피치 120㎜, 확산판 게인 0.8의 조건으로 행하였다. 또한, 반사판의 재질로서는 알루미늄판 반사판, 백색 폴리에스테르(발포시킴과 함께, 산란재가 혼입되어 있는 것), 은 증착 폴리에스테르가 고려되지만, 광 이용 효율의 계산에서는 백색 폴리에스테르인 경우로서 계산하였다.

도 4에 도시한 면 조명 장치는, 프리즘(6)을 발광면에 부착시킨 LED 소자(3)를 연속해서 배열한 선 광원과, LED 소자(3) 사이를 매립한 반사판(2)과, LED 소자(3) 및 반사판(2)을 설치한, 알루미늄판 등의 재질로서 방열판도 겸하는기판(4)과, 상방에 위치하는 투명하지만 빛을 확산하는 확산판(1)으로 구성되어 있다. 여기서, 「LED 소자(3) 사이를 매립하는 반사판(2)」은, 도 4에서는 단순히, LED 소자(3) 사이를 종래예와 같이 매립하는 반사판(2)을 말하지만, 도 2, 및 도 3에 도시한 바와 같이 LED 소자 사이를 매립하는 반사판(2)이어도 된다.

LED 소자(3)의 발광면에 프리즘을 부착시킴으로써, 각각의 LED 소자(3)의 피크 광량의 방사 각도를 임의로 설정할 수 있게 된다. 따라서, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같은 발광 피크 각도가 45도 이상의 발광 패턴을 실현할 수 있게 되어, 도 5의 (b)와 같이 복수의 선 광원으로부터의 빛이 중첩에 의해 광원 위치에 상관없이 일정한 광량을 얻을 수 있는 효과가 있다. 그 때문에, 도 6에 도시한 바와 같은, 색 불균일의 시인 테스트에 의해서도, 색 불균일이 시인되지 않는다고 하는 효과가 얻어진다. 여기서, 도 5에 도시한 θp는 LED 소자의 광량이 최대가 되는 방사 각도를 나타내고, φ0은 방사 각도 0도에 있어서의 광량을 나타내고, φp는 피크 광량을 나타낸다. 또한, 도 5의 (a)는 방사 각도와 LED 소자의 광량의 관계를 나타내고, 도 5의 (b)는 기판(4)으로부터 확산판(1)까지의 거리를 H로 하면, 광원을 기점으로 하는 플러스 2H, 마이너스 2H의 범위의 확산판 바로 아래의 광량을 나타내고 있다. 한편, 도 6은 횡축을 LED 소자의 피크 광량 각도로 하고, 종축을 LED 소자의 피크 광량을 방사 각도 0도에 있어서의 광량으로 나눈 것으로 하여, LED 소자의 발광부의 렌즈 또는 프리즘에 반투명화 처리 등의 가공을 하여 광량 및 피크 광량 방사 각도를 조절한 LED 소자로 구성한 면 광원에 대하여, 백색 동그라미는 색 불균일이 시인되지 않은 면 광원, 흑색 동그라미는 색 불균일이 시인된 면 광원으로서, LED 소자의 광학적 성질과 함께 나타낸 것이다.

그런데, 도 4에서는 LED 소자(3) 상에 프리즘(6)을 설치함으로써, LED 소자(3)의 최대 휘도가 되는 방사 각도를 조정했지만, 그 밖의 광 방사 각도 조정 수단에 의해 조정해도 되고, 예를 들면 LED 소자(3)의 발광면의 변형, 발광 소자의 부착 각도의 변경 등의 수단이어도 된다. 또한, 상기한 광 방사 각도 조정 수단은 LED 소자(3) 상에 있을 필요는 없고, LED 소자(3) 내에 있어도 된다.

도 7에 도시한 면 조명 장치는, LED 소자(3)를 연속해서 배열한 선 광원과, LED 소자(3) 사이를 매립한 반사판(2)과, LED 소자(3) 및 반사판(2)을 설치한, 알루미늄판 등의 재질로서, 방열판도 겸하는 기판(4)과, 상기 LED 소자(3)로부터의 열을 방열판으로 전달하는 히트 싱크(19)와, 상방에 위치하는 투명하지만 빛을 확산하는 확산판(1)으로 구성되며, 선 광원은 기판(4)으로부터 열 상의 볼록부가 돌출된 사면(斜面) 상에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다. 여기서, 「LED 소자(3) 사이를 매립한 반사판(2)」은, 도 2, 및 도 3에 도시한 바와 같이 배치한 반사판(2)을 말하지만, 도 4에 도시한 바와 같이 배치된 반사판(2)이어도 된다.

LED 소자(3)를 사면 상에 설치함으로써, 사면의 양측에 연속 배치된 LED 소자(3)를 선 광원으로서 본 경우에, 피크 광량의 방사 각도를 임의의 각도로 설정할 수 있게 된다. 따라서, 도 5에 도시한 바와 같은 발광 피크 각도가 45도 이상인 발광 패턴을 실현할 수 있게 되고, 도 6에 도시한 바와 같은 색 불균일의 시인 테스트에 따르면, 색 불균일의 시인이 억제된다고 하는 효과가 있다.

도 8에 도시한 면 조명 장치는, LED 소자(3)를 연속하여 배열한 선 광원과,상기 LED 소자(3)로부터의 열을 방열판으로 전달하는 히트 싱크(19)와, 선 광원 사이를 매립한 반사판(2)과, LED 소자(3) 및 반사판(2)을 설치한, 알루미늄판 등의 재질로서 방열판도 겸하는 기판(4)과, 상방에 위치하는 투명하지만 빛을 확산하는 확산판(1)으로 구성되며, 선 광원은 기판(4)으로부터 돌출된 수직판의 양측에 설치되어 있다. 여기서, 「선 광원 사이를 매립하는 반사판(2)」은, 도 2, 및 도 3에 도시한 바와 같이 설치한 반사판(2)을 말하지만, 도 4에 도시한 바와 같이 배치한 반사판(2)이어도 된다.

LED 소자(3)를 상기한 수직판의 측면에 연속 설치함으로써, 연속 배치된 LED 소자(3)를 선 광원으로서 본 경우에, 도 8에 도시한 바와 같이 피크 광량의 방사 각도를 90도로 설정한 것과 마찬가지로 된다. 따라서, 도 6에 도시한 바와 같이 색 불균일의 시인 테스트에 의하면, 더욱 색얼룩의 시인이 억제된다고 하는 효과가 있다.

도 10에 도시한 면 조명 장치는, 프리즘(6)을 발광면에 부착시킨 녹색의 LED 소자를 연속해서 배열한 녹색 선 광원 G-LED(35), 프리즘(6)을 발광면에 부착시킨 청색의 LED 소자를 연속해서 배열한 청색 선 광원 B-LED(36), 및 프리즘(6)을 발광면에 부착시킨 적색의 LED 소자를 연속해서 배열한 적색 선 광원 R-LED(34)와, 선 광원 사이를 매립한 도면에는 기재하지 않은 반사판(2)과, 각 원색 LED 소자 및 반사판(2)을 설치한, 알루미늄판 등의 재질로서, 방열판도 겸하는 기판(4)과, 상방에 위치하는 투명하지만 빛을 확산하는 확산판(1)으로 구성되어 있으며, 각 원색 LED 소자의 발광면에 프리즘(6)을 부착시켜, 각 색의 LED 소자의 최대 발광 각도를 변경 가능하게 한 것에 특징이 있다. 또한, 도 10에 도시한 면 조명 장치를 구성하는 기판(4)으로부터, 확산판(1)까지의 높이를 H, 기호 R로 나타내는 적색 선 광원 R-LED(34)와, 기호 B로 나타내는 청색 선 광원 B-LED(36)와, 기호 G로 나타내는 녹색 선 광원 G-LED(35)를 한 세트로 한, 선형 발광원의 반복 주기를 L로 하면, 하기의 수학식 1을 만족하는 관계에 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

도 10의 면 조명 장치에 따르면, 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이 최대 발광 각도를 45도 이상으로 할 수 없어, 도 9의 (b)와 같이 확산판(1)과 기판(4)의 간격 H가 H=(1/2)×L일 때에는 확산판(1)의 바로 아래에서 일정한 광량이 얻어지지 않는 경우라도, 확산판(1)과 기판(4)의 간격은 수학식 1에 정의하는 것으로 설정되어 있기 때문에, 확산판(1)의 바로 아래에서 일정한 광량이 얻어져, 색 불균일이 억제된다고 하는 효과가 있다. 여기서, 도 9에 도시한 θp는 LED 소자의 광량이 최대가 되는 방사 각도를 나타내고, φ0은 방사 각도 0도에 있어서의 광량을 나타내고, φp는 피크 광량을 나타낸다. 또한, 도 9의 (a)는 방사 각도와 LED 소자의 광량의 관계를 나타내고, 도 9의 (b)는 기판(4)으로부터 확산판(1)까지의 높이를 H로 하고, 광원을 기점으로 하여, 수평으로 플러스 2H, 마이너스 2H의 범위의 확산판 바로 아래의 광량을 나타내고 있다.

그런데, 도 10에 도시한 면 조명 장치에서는, 각 색의 LED 소자 상에 프리즘(6)을 설치함으로써, 각 색의 LED 소자의 최대 휘도가 되는 방사 각도를 조정했지만, 그 밖의 광 방사 각도 조정 수단에 의해 조정해도 되고, 예를 들면 각 색의 LED 소자의 발광면의 변형, 발광 소자의 부착 각도의 변경 등의 수단이어도 된다. 또한, 상기한 광 방사 각도 조정 수단은 각 색의 LED 소자 상에 있을 필요는 없고, 각 색의 LED 소자 내에 있어도 된다. 또, 복수색의 조합으로, 적, 청, 녹색을 선택했지만, 중간색인 시안, 마젠더, 옐로우 등이 더 추가되어 있어도, 마찬가지의 효과를 발휘한다.

도 11에 도시한 면 조명 장치는, 프리즘(6)을 발광면에 부착시킨 녹색의 LED 소자를 연속해서 배열한 녹색 선 광원 G-LED(35), 프리즘(6)을 발광면에 부착시킨 청색의 LED 소자를 연속해서 배열한 청색 선 광원 B-LED(36), 및 프리즘(6)을 발광면에 부착시킨 적색의 LED 소자를 연속해서 배열한 적색 선 광원 R-LED(34)와, 선 광원 사이를 매립한 도면에는 도시하지 않은 반사판(2)과, 각 원색 LED 소자 및 반사판(2)을 설치한, 알루미늄판 등의 재질로서, 방열판도 겸하는 기판(4)과, 상방에 위치하는 투명하지만 빛을 확산하는 확산판(1)으로 구성되어 있으며, 각 원색 LED 소자의 발광면에 프리즘(6)을 부착시켜, LED 소자(3)의 최대 발광 각도를 변경 가능하게 한 것에 특징이 있다. 또한, 도 10에 도시한 면 조명 장치를 구성하는 기판(4)으로부터 확산판(1)까지의 높이를 H, 기호 R로 나타내는 적색 선 광원 R-LED(34)와, 기호 B로 나타내는 청색 선 광원 B-LED(36)와, 기호 G로 나타내는 녹색 선 광원 LED(35)를 한 세트로 하여, 선형 발광원의 반복 주기를 L로 한 경우에, 높이 H와 주기 L을 조정하여, 면내 광량을 면내의 평균 광량을 100%로 한 경우에, 80%∼125%의 범위에 포함되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 도 11에 도시한 면 조명 장치에 따르면, 예를 들면 φ0을 방사 각도 0에서의 광량, φ2를 방사 각도 θ에서의 광량, φ1을 방사 각도 θ'에서의 광량으로 한 경우에, 녹색 선 광원 G-LED(35) 바로 윗쪽의 광량은 (φ0+2×φ2×COS3θ)로 표시되고, 2열의 녹색 선 광원 G-LED(35)의 중앙 바로 윗쪽의 광량은 (2×φ1×COS3θ')로 표시되는 면내 광량의 변동을 억제할 수 있어, 확산판(1)의 바로 아래에서, 거의 일정한 광량이 되어, 색 불균일이 억제된다고 하는 효과가 있다. 또, 복수색의 조합으로, 적, 청, 녹색을 선택했지만, 중간색인 시안, 마젠더, 옐로우 등이 더 추가되어 있어도, 마찬가지의 효과를 발휘한다.

도 12에 도시한 면 조명 장치는, LED 소자(3)를 연속해서 배열한 선 광원과, 선 광원 사이를 매립한 도면에는 도시하지 않은 반사판(2)과, LED 소자(3) 및 반사판(2)을 설치한, 알루미늄판 등의 재질로서, 방열판도 겸하는 기판(4)과, 상방에 위치하는 투명하지만 빛을 확산하는 확산판(1)으로 구성되어 있다. 여기서, 확산판은 투명한 아크릴계 수지판의 표면에 빛을 산란하는 요철을 형성한 것, 또는 투명한 아크릴계 수지에, 빛을 산란하는 입자를 포함시켜, 판 형상으로 한 것이다. 따라서, 도 11에 도시한 면 조명 장치를 구성하는 확산판은 표면의 요철의 정도, 산란 입자의 크기, 확산판의 두께를 조절함으로써, 게인을 1.5∼0.8 정도로 한 것을 특징으로 한다. 또, 확산판의 게인은, 수직으로 L 룩스의 입사광을 도입했을 때에, 수직 휘도 B 칸델라의 투과광이 얻어진 것으로 가정하면, 하기의 수학식 2로 정의된다.

상기한 면 조명 장치에 따르면, 확산판에 의한, 상기한 각 선 광원으로부터의 빛의 산란이 적절히 행해지기 때문에, 인접하는 색이 서로 다른 선 광원으로부터의 빛의 혼합은 불균일없이 행해진다. 따라서, 도 13에 도시한 바와 같이 게인이 낮은 값을 나타낼수록, 빛의 산란이 크기 때문에, 선 광원에 의한, 확산판의 바로 아래의 광량의 변동이 크더라도 시인성이 향상된다고 하는 효과를 발휘한다. 여기서, 도 13은 횡축을 확산판의 하면에서의 단색의 면내 광량 변동 폭(면내의 평균 광량을 100%로 한 경우의 면내의 광량 변동의 폭을 말함)으로 하고, 종축을 시인성(피시험자 10인중, 색 불균일이 마음에 들지 않은 사람의 비율을 말함)으로 하여, 종류가 다른 확산판에 대하여 시인성을 조사한 것이다. 또한, 백색 동그라미 및 긴 파선으로 나타낸 것은 게인이 약 1.5인 확산판에 대한 시인성을 나타내고, 흑색 동그라미 및 실선으로 나타낸 것은 게인이 약 1.0인 확산판에 대한 시인성을 나타내고, 사각 및 짧은 파선으로 나타낸 것은 게인이 약 0.8인 확산판에 대한 시인성을 나타내고 있는 것으로, 게인이 작은 확산판일수록, 면내 광량 변동 폭이 크더라도 시인성을 확보할 수 있음을 나타내고 있다.

도 14에 도시한 면 조명 장치(100)는, 적색 발광 LED(7)와, 청색 발광 LED(8)와, 녹색 발광 LED(9)를 직선적으로 단위 길이 L1 내에 배열한 것을 군으로 하고, 그 군을 더 직선적으로 간격 L1로 복수 배치한 선 광원과, 선 광원 사이를 매립한 도면에는 도시하지 않은 반사판(2)과, 상기한 각 원색 발광 LED 및반사판(2)을 설치한, 알루미늄판 등의 재질로서, 방열판도 겸하는 기판(4)과, 상방에 위치하는 투명하지만, 빛을 확산하는 확산판(1)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 상기한 각 원색 발광 LED의 배열순은 어떤 선형 발광원에서도 일정하고, 상기한 선 광원을 D1의 간격으로 배열하여 면 광원을 구성하고, 동색의 원색 LED에 주목하면 사각형을 형성하고 있으며, 선 광원과 확산판(1)까지의 높이를 H1로 하는 것을 특징으로 하고 있다.

도 14에 도시한 면 조명 장치(100)에 따르면, 동색의 원색 LED에 주목하면 사각형을 형성하도록 배치되어 있기 때문에, 단색의 면내 광량 변동 폭을 작게 할 수 있어, 각 원색광의 합성에 의해, 색 불균일이 없는 백색광이 얻어지는 효과가 있다. 또, 복수색의 조합으로, 적, 청, 녹색을 선택했지만, 중간색인 시안, 마젠더, 옐로우 등이 더 추가되어 있어도, 마찬가지의 효과를 발휘한다.

도 15에 도시한 면 조명 장치(110)는, 적색 발광 LED(7)와, 청색 발광 LED(8)와, 녹색 발광 LED(9)를 직선적으로 단위 길이 L1 내에 배열한 것을 군으로 하고, 그 군을 더 직선적으로 간격 L1로 복수 배치한 선 광원과, 선 광원 사이를 매립한 도면에는 도시하지 않은 반사판(2)과, 상기한 각 원색 발광 LED 및 반사판(2)을 설치한, 알루미늄판 등의 재질로서, 방열판도 겸하는 기판(4)과, 상방에 위치하는 투명하지만 빛을 확산하는 확산판(1)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 적, 녹, 청의 순으로 원색 발광 LED를 배열한 군을 직선적으로 배치한 선 광원과, 청, 적, 녹의 순으로 원색 발광 LED를 배열한 군을 직선적으로 배치한 선 광원을 교대로 간격 D1로 배열하여 면 광원을 구성하고, 동색의 원색LED에 주목하면 삼각형을 형성하고 있으며, 선 광원과 확산판(1)까지의 높이를 H1로 하는 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 인접하는 선 광원 A, B에서, 도 15에 도시한 바와 같이 중점 C를 정의할 때, 임의의 선 광원을 구성하는 LED의 최대 광량 방사 방향의 연장선이 확산판(1)에 달하는 위치 E가 중점 C를 넘도록, 높이 H1, 간격 D1, LED 소자의 최대 광량 방사 방향을 조정한 것을 특징으로 한다.

도 15에 도시한 면 조명 장치(110)에 따르면, 동색의 원색 LED에 주목하면 삼각형을 형성하고 있음으로써, 단색의 면내 광량 변동 폭을 작게 할 수 있어, 휘도 불균일을 억제하는 효과가 있다. 또한, 인접하는 선 광원 A, B에서, 도 15에 도시한 바와 같이 중점 C를 정의할 때, 임의의 선 광원을 구성하는 LED의 최대 광량 방사 방향의 연장선이 확산판(1)에 달하는 위치 E가 중점 C를 넘도록, 높이 H1, 간격 D1, LED 소자의 최대 광량 방사 방향을 조정함으로써도, 면내 광량 변동 폭을 작게 할 수 있어, 도 16에 도시한 바와 같이 상기한 위치 E가 인접한 광원 B의 바로 윗쪽에 근접할수록, 시인성이 증대된다고 하는 효과가 있다. 여기서, 도 16은 종축에 시인성을 나타내고, 횡축에 E점의 위치를 나타내고, E점을 C를 중간점점으로 한 선 광원 A로부터 인접 선 광원 B의 바로 윗쪽이 되도록, 선 광원 A 내의 LED의 최대 광량 방사 각도를 조절한 경우의 시인성을 나타낸다. 또, 빛의 혼합에 의해 백색이 되는 복수색의 조합으로, 적, 청, 녹색을 선택했지만, 보색 관계에 있는 색을 선택해도 되고, 예를 들면 노란 색과 청색의 조합이어도, 마찬가지의 효과를 발휘한다.

도 17에는 면 조명 장치(120)에 있어서의 발광 소자군의 배치를 나타내지만,면 조명 장치(120)는 적색 발광 LED(7)와, 청색 발광 LED(8)와, 녹색 발광 LED(9)를 근접 배치하여, 델타군 형상(이하, 「Δ군」으로 함)으로 하고, 상기한 Δ군을 또한 델타 배치(이하, 「Δ 배치」로 함)하여 구성한 면 광원과, 면 광원을 구성하는 각 원색 발광 LED 사이를 매립한 도면에는 도시하지 않은 반사판(2)과, 상기한 각 원색 발광 LED 및 반사판(2)을 설치한, 알루미늄판 등의 재질로서, 방열판도 겸하는 기판(4)과, 상방에 위치하는 투명하지만 빛을 확산하는 확산판(1)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 상기한 Δ군 사이의 행 간격 D1, 열 간격 D2, 배치 각도 θ를 조절함으로써, 원색 발광 LED 소자가 배치되어 있지 않은 공백 영역의 중심 1 및 중심 2에 있어서, 각 원색 LED의 광량의 총합을 비교했을 때, 광량의 총합의 평균값을 100%로 한 경우, 75%∼125%의 범위 이내로 한 것을 특징으로 하고 있다. 여기서, 중심 1은 Δ 배치한 3개의 LED Δ군의 무게 중심을 말하며, 중심 2는 2개의 Δ 배치로 이루어지는, 다이아몬드 배치로 된 4개의 LED Δ군의 무게 중심을 말한다. 그런데, LED Δ군을 Δ 배치했을 때에 대면하는 2개의 LED Δ군에 주목한 경우에, 다른 색의 발광 소자가 대면하는 배치로 하는 것이 바람직하다. 광량의 총합에 관한 특징을 용이하게 달성할 수 있기 때문이다.

또, 각 원색 LED의 광량의 총합을 75%∼125%의 범위 이내가 되도록 LED Δ군의 배치를 행할 때에, 단체의 원색 LED 소자 사이의 광량 변동, 및 원색 LED 소자 사이의 광량 변동은, 거의 없는 것으로 하였다. 그러나, 이들의 변동이 있어도, LED 소자의 선택, 및 LED 소자에 통전하는 전류를 조절하는 등의 수단을 더 추가함으로써, 단체의 원색 LED 소자 사이의 광량 변동, 및 원색 LED 소자 사이의 광량변동을 거의 없는 것으로 할 수 있다.

도 17에 도시한 면 조명 장치에 따르면, 각 원색 LED를 근접 배치하여, Δ군 형상으로 하고, 또한 그 Δ군을 Δ 배치함으로써 면내에 기울기가 없는 LED 소자의 배치가 가능해지고, 단원색에 주목한 경우에, 면내에 균일한 광량을 얻을 수 있어, 휘도 불균일을 억제하는 효과가 있다.

또한, LED 소자가 배치되어 있지 않은 Δ 배치의 중심 1 부분에서, Δ 배치의 정점에 놓인, 각 원색 LED의 광량의 총합, 즉 적색 LED의 광량의 총합, 청색 LED의 광량의 총합, 녹색 LED의 광량의 총합을 비교하면, 광량의 총합의 평균값을 100%로 한 경우, 행 간격 D1, 열 간격 D2, 배치 각도 θ를 조절함으로써, 각 원색 LED의 광량의 총합이 75%∼125%의 범위 이내가 되도록 LED Δ군을 배치하였기 때문에, 빛이 혼합된 경우의 색 불균일을 억제하는 효과가 있다. 또한, LED 소자가 배치되어 있지 않은 다이아몬드 배치의 중심 2 부분에서도, 중심 1 부분에 대한 것과 마찬가지의 조작에 의해, 각 원색 LED의 광량의 총합이 75%∼125%의 범위 이내가 되도록 LED Δ군을 배치했기 때문에, 빛이 혼합된 경우의 색 불균일을 더욱 억제하는 효과가 있다. 또, 빛의 혼합에 의해 백색이 되는 복수색의 조합으로, 적, 청, 녹색을 선택했지만, 보색 관계에 있는 색을 선택해도 되고, 예를 들면 노란 색과 청색의 조합이어도, 마찬가지의 효과를 발휘한다.

도 18에는 면 조명 장치(130)에 있어서의 발광 소자군의 배치를 나타내지만, 면 조명 장치(130)는 적색 발광 LED(7)와, 청색 발광 LED(8)와, 녹색 발광 LED(9)를 근접 배치하여, 델타군 형상(이하, 「Δ군」으로 함)으로 하고, 상기한 Δ군을복수개 사각 형상으로 배치(이하, 「스퀘어(square) 배치」로 함)하여 구성한 면 광원과, 면 광원을 구성하는 각 원색 발광 LED 사이를 매립한 도면에는 도시하지 않은 반사판(2)과, 상기한 각 원색 발광 LED 및 반사판(2)을 설치한, 알루미늄판 등의 재질로서, 방열판도 겸하는 기판(4)과, 상방에 위치하는 투명하지만 빛을 확산하는 확산판(1)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 상기한 Δ군 사이의 행 간격 D1, 열 간격 D2, 배치 각도 θ를 조절함으로써, 원색 발광 LED 소자가 배치되어 있지 않은 공백 영역의 중심 1에 있어서, 각 원색 LED의 광량의 총합을 비교했을 때, 75%∼125%의 범위 이내로 한 것을 특징으로 하고 있다. 여기서, 중심 1은, 스퀘어 배치한 4개의 LED Δ군의 무게 중심을 말한다. 그런데, LED Δ군을 스퀘어 배치했을 때에 대면하는 2개의 LED Δ군에 주목한 경우에, 다른 색의 발광 소자가 대면하는 배치로 하는 것이 바람직하다. 광량의 총합에 관한 특징을 용이하게 달성할 수 있기 때문이다.

또, 각 원색 LED의 광량의 총합을 75%∼125%의 범위 이내가 되도록 LED Δ군의 배치를 행할 때에, 단체의 원색 LED 소자 사이의 광량 변동, 및 원색 LED 소자 사이의 광량 변동은 거의 없는 것으로 하였다. 그러나, 이들의 변동이 있어도, LED 소자의 선택, 및 LED 소자에 통전하는 전류를 조절하는 등의 수단을 더 추가함으로써, 단체의 원색 LED 소자 사이의 광량 변동, 및 원색 LED 소자 사이의 광량 변동을 거의 없는 것으로 할 수 있다.

도 18에 도시한 면 조명 장치에 따르면, 각 원색 LED를 근접 배치하여 Δ군 형상으로 하고, 또한 그 Δ군을 스퀘어 배치함으로써 면내에 기울기가 없는 LED 소자의 배치가 가능해지고, 단원색에 주목한 경우에, 면내에 균일한 광량을 얻을 수 있어, 휘도 불균일을 억제하는 효과가 있다.

또한, LED 소자가 배치되어 있지 않은 스퀘어 배치의 중심 1 부분에서, 스퀘어 배치의 정점에 놓인 각 원색 LED의 광량의 총합, 즉 적색 LED의 광량의 총합, 청색 LED의 광량의 총합, 녹색 LED의 광량의 총합을 비교하면, 광량의 총합의 평균값을 100%로 한 경우, 행 간격 D1, 열 간격 D2, 배치 각도 θ를 조절함으로써, 각 원색 LED의 광량의 총합이 75%∼125%의 범위 이내가 되도록 LED Δ군을 배치했기 때문에, 빛이 혼합된 경우의 색 불균일을 억제하는 효과가 있다. 또, 복수색의 조합으로, 적, 청, 녹색을 선택했지만, 중간색인 시안, 마젠더, 옐로우 등을 더 추가해도 마찬가지의 효과를 발휘한다.

도 19에는 면 조명 장치(140)에 있어서의 발광 소자의 배치를 나타내지만, 면 조명 장치(140)는 적색 발광 LED(7)와, 청색 발광 LED(8)와, 녹색 발광 LED(9)로 구성되는 4개의 LED 소자를 근접 배치하여, 사각형의 군 형상(이하, 「사각형군」으로 함)으로 하고, 상기한 사각형군을 또한 델타 배치(이하, 「Δ 배치」로 함)하여 구성한 면 광원과, 면 광원을 구성하는 각 원색 발광 LED 사이를 매립한 도면에는 도시하지 않은 반사판(2)과, 상기한 각 원색 발광 LED 및 반사판(2)을 설치한, 알루미늄판 등의 재질로서, 방열판도 겸하는 기판(4)과, 상방에 위치하는 투명하지만 빛을 확산하는 확산판(1)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 상기한 Δ군 사이의 행 간격 D1, 열 간격 D2, 배치 각도 θ를 조절함으로써, 원색 발광 LED 소자가 배치되어 있지 않은 공백 영역의 중심 1 및 중심 2에 있어서, 각 원색 LED의 광량의 총합을 비교했을 때, 광량의 총합의 평균값을 100%로 한 경우, 75%∼125%의 범위 이내로 한 것을 특징으로 하고 있다. 여기서, 중심 1은 Δ 배치한 3개의 LED 사각형군의 무게 중심을 말하며, 중심 2는 2개의 Δ 배치로 이루어지는, 다이아몬드 배치한 4개의 LED 사각형군의 무게 중심을 말한다. 그런데, LED Δ군을 Δ 배치했을 때에 대면하는 2개의 LED Δ군에 주목한 경우에, 다른 색의 발광 소자가 대면하는 배치로 하는 것이 바람직하다. 광량의 총합에 관한 특징을 용이하게 달성할 수 있기 때문이다.

또, 각 원색 LED의 광량의 총합을 75%∼125%의 범위 이내가 되도록 LED 사각형군의 배치를 행할 때에, 단체의 원색 LED 소자 사이의 광량 변동, 및 원색 LED 소자 사이의 광량 변동은 거의 없는 것으로 하였다. 그러나, 이들의 변동이 있어도, LED 소자의 선택, 및 LED 소자에 통전하는 전류를 조절하는 등의 수단을 더 추가함으로써, 단체의 원색 LED 소자 사이의 광량 변동, 및 원색 LED 소자 사이의 광량 변동을 거의 없는 것을 할 수 있다.

도 19에 도시한 면 조명 장치에 따르면, 각 원색 LED를 근접 배치하여 사각형군으로 하고, 또한 그 사각형군을 Δ 배치함으로써 면내에 기울기가 없는 LED 소자의 배치가 가능해지고, 단원색에 주목한 경우에, 면내에 균일한 광량을 얻을 수 있어, 휘도 불균일을 억제하는 효과가 있다.

또한, LED 소자가 배치되어 있지 않은 Δ 배치의 중심 1 부분에서, Δ 배치의 정점에 놓인 각 원색 LED의 광량의 총합, 즉 적색 LED의 광량의 총합, 청색 LED의 광량의 총합, 녹색 LED의 광량의 총합을 비교하면, 광량의 총합의 평균값을100%로 한 경우, 행 간격 D1, 열 간격 D2, 배치 각도 θ를 조절함으로써, 각 원색 LED의 광량의 총합이 75%∼125%의 범위 이내가 되도록 LED 사각형군을 배치하였기 때문에, 빛이 혼합된 경우의 색 불균일을 억제하는 효과가 있다. 또한, LED 소자가 배치되어 있지 않은 다이아몬드 배치의 중심 2 부분에 있어서도, 중심 1 부분에 대한 것과 마찬가지의 조작에 의해, 각 원색 LED의 광량의 총합이 75%∼125%의 범위 이내가 되도록 LED 사각형군을 배치했기 때문에, 빛이 혼합된 경우의 색 불균일을 더욱 억제하는 효과가 있다. 또, 복수색의 조합으로, 적, 청, 녹색을 선택했지만, 중간색인 시안, 마젠더, 옐로우 등을 더 추가해도 마찬가지의 효과를 발휘한다.

도 20에는 면 조명 장치(120)에 있어서의 발광 소자의 배치를 나타내지만, 면 조명 장치(150)는 적색 발광 LED(7)와, 청색 발광 LED(8)와, 녹색 발광 LED(9)로 구성되는 4개의 LED 소자를 근접 배치하여, 사각형의 군형(이하, 「사각형군」으로 함)으로 하고, 상기한 사각형군을 복수개 사각 형상으로 배치(이하, 「스퀘어 배치」로 함)하여 구성한 면 광원과, 면 광원을 구성하는 각 원색 발광 LED 사이를 매립한 도면에는 도시하지 않은 반사판(2)과, 상기의 각 원색 발광 LED 및 반사판(2)을 설치한, 알루미늄판 등의 재질로서, 방열판도 겸하는 기판(4)과, 상방에 위치하는 투명하지만 빛을 확산하는 확산판(1)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 상기한 사각형군 사이의 행 간격 D1, 열 간격 D2, 배치 각도 θ를 조절함으로써, 원색 발광 LED 소자가 배치되어 있지 않은 공백 영역의 중심 1에 있어서, 각 원색 LED의 광량의 총합을 비교했을 때, 75%∼125%의 범위 이내로한 것을 특징으로 하고 있다. 여기서, 중심 1은, 스퀘어 배치한 3개의 LED 사각형군의 무게 중심을 말한다. 그런데, LED Δ군을 스퀘어 배치했을 때에 대면하는 2개의 LED Δ군에 주목한 경우에, 다른 색의 발광 소자가 대면하는 배치로 하는 것이 바람직하다. 광량의 총합에 관한 특징을 용이하게 달성할 수 있기 때문이다.

또, 각 원색 LED의 광량의 총합을 75%∼125%의 범위 이내가 되도록 LED 사각형군의 배치를 행할 때에, 단체의 원색 LED 소자 사이의 광량 변동, 및 원색 LED 소자 사이의 광량 변동은 거의 없는 것으로 하였다. 그러나, 이들 변동이 있어도, LED 소자의 선택, 및 LED 소자에 통전하는 전류를 조절하는 등의 수단을 더 추가함으로써, 단체의 원색 LED 소자 사이의 광량 변동, 및 원색 LED 소자 사이의 광량 변동을 거의 없는 것으로 할 수 있다.

도 20에 도시한 면 조명 장치에 따르면, 각 원색 LED를 근접 배치하여, 사각형군으로 하고, 또한 그 사각형군을 스퀘어 배치함으로써 면내에 기울기가 없는 LED 소자의 배치가 가능해지고, 단원색에 주목한 경우에, 면내에 균일한 광량을 얻을 수 있어, 휘도 불균일을 억제하는 효과가 있다.

그런데, 도 17∼도 20까지 도시한, 면 조명 장치(120)∼면 조명 장치(150)에서는 발광 소자군을 3∼4개의 발광 소자로 구성했지만, 그 이상의 발광 소자로 구성해도 된다. 또한, 발광 소자군을 구성하는 발광 소자의 색의 종류는 3원색인, 청색, 적색, 녹색으로 설명을 하였지만, 청색, 적색, 녹색, 시안색, 마젠더색, 옐로우색 등의 조합으로, 육각형 이상의 다각형의 정점에 근접 배치하여 구성한 발광 소자군이어도 된다.

다음으로, 도 22에 도시한 액정 표시 장치(190)는, 도 21의 단면도에 도시한 바와 같이, 도 1에 도시한 면 조명 장치(30)를 백 라이트와 액정 패널(13)로 구성하는 표시부와, 액정 패널 구동부(41)와, 전원(42)을 갖고, 입력 신호(43)를 수신하여 동작하도록 구성되어 있으며, 면 조명 장치(30)는, 선 광원 R-LED(34)를 구성하는 적색 LED에 흐르는 전류를 조정하는 저항(31)과, 선 광원 G-LED(35)를 구성하는 녹색 LED에 흐르는 전류를 조정하는 저항(32)과, 선 광원 B-LED(36)를 구성하는 청색 LED에 흐르는 전류를 조정하는 저항(33)을 더 갖는 것을 특징으로 하고 있다. 도 1에 도시한 면 조명 장치는 휘도 불균일이 적고, 또한 밝기 때문에, 액정 표시 장치는 균일하면서 밝은 표시를 얻을 수 있는 효과가 있다.

또, 상기한 액정 표시 장치(190)에 있어서는, 도 1에 도시한 면 조명 장치(30)를 백라이트에 이용하고 있지만, 도 4, 도 7, 도 8, 도 10, 도 11, 도 12, 도 14, 도 15, 도 17, 도 18, 도 19, 도 20에 도시한 면 조명 장치(40)∼면 조명장치(150)를 이용한 액정 표시 장치도 작성 가능하다. 그 경우에는 각각의 면 조명 장치가 갖는 효과를 액정 표시 장치에서 얻을 수 있다.

(부기 1)

상기 면 광원과, 상기 반사판을 설치한 기판과,

상기 반사판에 의해, 상기 발광 소자의 비발광부를 피복한 것을 특징으로 하는 면 조명 장치.

(부기 2)

상기 선 광원을 구성하는 발광 소자 사이의 스페이스를 매립하도록 전면에 깔린 제1 반사판과,

상기 발광 소자의 발광부를 감합 가능한 관통 홀을 갖는 제2 반사판과,

상기 면 광원과, 상기 제1 반사판과, 상기 제2 반사판을 설치한 기판과,

상기 면 광원, 상기 제1 반사판 및 상기 제2 반사판의 상위에 위치하는 확산판을 적어도 구비하고,

상기 제2 반사판에 의해, 상기 발광 소자의 비발광부를 피복한 것을 특징으로 하는 면 조명 장치.

(부기 3)

일정한 간격으로 배열한 열 형상의 볼록부를 갖고, 상기 면 광원 및 상기 반사판을 설치한 기판과,

상기 기판 위의 일정 간격으로 배열한 열 형상의 볼록부의 사면, 또는 측면에 상기 선 광원을 배치하고,

복수색 중, 적어도 일색에 대응한 상기 발광 소자의 최대 광량이 되는 방사 각도를, 상기 열 형상의 볼록부의 사면 또는 측면의 각도에 의해 설정한 것을 특징으로 한 면 조명 장치.

(부기 4)

상기 선 광원 및 상기 반사판을 설치하는 기판과,

복수색 중, 적어도 일색에 대응한 상기 선 광원의 발광부 상의 광 방사 각도 보정 수단에 의해, 최대 광량이 되는 방사 각도를 설정한 것을 특징으로 한 면 조명 장치.

(부기 5)

부기 3 또는 부기 4에 기재한 일색에 대응한 상기 선 광원의 설치 간격을 일정값 L, 상기 확산판과 상기 선 광원이 설치되어 있는 평면과의 간격을 일정값 H로 한 경우에,

L≤2×H×tan(선 광원의 최대 광량이 되는 방사 각도)

의 관계를 만족하도록, 상기 선 광원의 최대 광량이 되는 방사 각도를 설정한 것을 특징으로 한 부기 3 또는 부기 4에 기재된 면 조명 장치.

(부기 6)

상기 발광 소자군을 배열한 기판과,

델타 형상의 무게 중심 및 델타 형상 2갯수분으로 형성되는 다이아몬드 형상의 무게 중심에 있어서의, 각각의 상기 단색 발광 소자의 광량 총합이, 상기 단색 발광 소자의 광량 총합으로부터 산출되는 평균의 광량 총합을 100%로 했을 때에, 75%∼125%의 사이가 되도록, 상기 발광 소자군의 행 간격, 열 간격, 배치 각도를 조절한 것을 특징으로 하는 면 조명 장치.

(부기 7)

빛의 3원색에 대응하는 3개의 발광 소자를 직렬로 근접 배치한 발광 소자군을 열 형상으로 배치한 선 광원과,

상기 발광 소자군을 배열하는 기판과,

상기 선 광원을 복수 열 배치하여 면 광원으로 하고,

주목하는 상기 선 광원을 구성하는 상기 발광 소자의 발광부 중 내지 발광부 상의 광 방사 각도 보정 수단에 의해 보정한, 상기 발광 소자의 최대 방사 방향과 확산판이 교차하는 점이,

주목하는 상기 선 광원과 인접하는 상기 선 광원의 중점을 넘도록, 상기 발광 소자의 최대 방사 각도를 보정한 것을 특징으로 하는 면 조명 장치.

(부기 8)

적어도, 부기 1 내지 부기 7 중 어느 하나에 기재된 면 조명 장치 중 하나와, 액정 패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

청구항 1 및 청구항 2에 기재한 발명에 따르면, 실시예 1에 설명한 바와 같이, 반사판에 의한 기판 표면 커버율을 높일 수 있어, 백색광을 백 라이트에 이용한 경우라도, 휘도 불균일을 방지한 면 조명 장치를 제공할 수 있다.

또한, 청구항 3, 및 청구항 4에 기재한 발명에 따르면, 실시예 2, 실시예 3 및 실시예 4에 설명한 바와 같이, 백색광을 백 라이트에 이용한 경우라도, 색 불균일을 방지한 면 조명 장치를 제공할 수 있다.

또한, 청구항 5에 기재한 발명에 따르면, 실시예 4에 설명한 바와 같이, 백색광을 백 라이트에 이용하고 있지만, 색 불균일 또는 휘도 불균일을 방지한 면 조명 장치를 내장한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

Claims

적어도, 빛의 3원색을 포함하는 복수색의 조합 중, 각각의 색에 대응하는 발광 소자를 직렬로 배열한 선 광원을 소정의 순서로 배열한 면 광원과,

상기 선 광원을 구성하는 발광 소자 사이의 스페이스를 매립하도록 전면에 깔린 반사판과,

상기 면 광원과, 상기 반사판을 설치한 기판과,

상기 면 광원 및 상기 반사판의 상위에 위치하는 확산판을 적어도 구비하고,

상기 반사판에 의해, 상기 발광 소자의 비발광부를 피복한 것을 특징으로 하는 면 조명 장치.
적어도, 빛의 3원색을 포함하는 복수색의 조합 중, 각각의 색에 대응하는 발광 소자를 직렬로 배열한 선 광원을 소정의 순서로 배열한 면 광원과,

상기 선 광원을 구성하는 발광 소자 사이의 스페이스를 매립하도록 전면에 깔린 반사판과,

일정한 간격으로 배열한 열 형상의 볼록부를 갖고, 상기 면 광원 및 상기 반사판을 설치한 기판과,

상기 면 광원 및 상기 반사판의 상위에 위치하는 확산판을 적어도 구비하고,

상기 기판 위의 일정 간격으로 배열한 열 형상의 볼록부의 사면, 또는 측면에 상기 선 광원을 배치하고,

상기 열 형상의 볼록부의 간격, 및 상기 확산판과 상기 기판의 간격에 따라,

복수색 중, 적어도 일색에 대응한 상기 발광 소자의 최대 광량이 되는 방사 각도를, 상기 열 형상의 볼록부의 사면 또는 측면의 각도에 의해 설정한 것을 특징으로 한 면 조명 장치.
적어도, 빛의 3원색을 포함하는 복수색의 조합 중, 각각의 색에 대응하는 발광 소자를 직렬로 배열한 선 광원을 소정의 순서 및 일정한 간격으로 배열한 면 광원과,

상기 발광 소자의 발광부 중 내지 발광부 상의 광 방사 각도 보정 수단과,

상기 선 광원을 구성하는 발광 소자 사이의 스페이스를 매립하도록 전면에 깔린 반사판과,

상기 선 광원 및 상기 반사판을 설치하는 기판과,

상기 선 광원 및 상기 반사판의 상위에 위치하는 확산판을 적어도 구비하고,

상기 선 광원의 간격, 및 상기 확산판과 상기 기판의 간격에 따라,

복수색 중, 적어도 일색에 대응한 상기 선 광원의 발광부 상의 광 방사 각도 보정 수단에 의해, 최대 광량이 되는 방사 각도를 설정한 것을 특징으로 한 면 조명 장치.
빛의 3원색에 대응하는 3개의 발광 소자를 삼각형의 정점에 근접 배치한 발광 소자군을 매트릭스 형상으로 배치한 면 광원과,

상기 발광 소자군을 배열한 기판과,

상기 면 광원의 상위에 위치하는 확산판을 적어도 구비하고,

상기 발광 소자군끼리의 위치 관계가 델타 형상이 되도록, 일렬 간격 또는 일행 간격으로 상기 발광 소자군을 변이시켜 배열하고,

델타 형상의 무게 중심 및 델타 형상 2갯수분으로 형성되는 다이아몬드 형상의 무게 중심에 있어서의, 각각의 상기 단색 발광 소자의 광량 총합이, 상기 단색 발광 소자의 광량 총합으로부터 산출되는 평균의 광량 총합을 100%로 했을 때에, 75%∼125%의 사이가 되도록, 상기 발광 소자군의 행 간격, 열 간격, 배치 각도를 조절한 것을 특징으로 하는 면 조명 장치.
적어도, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 면 조명 장치 중 하나와, 액정 패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.