WO2013065533A1 - 照明装置、バックライト及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

　集光部材（５）のＬＥＤ（３３）と対向する対向面（５０）に、ＬＥＤ（３３）の配列方向と交差する方向に伸び、ＬＥＤ（３３）の配列方向に配列されている光拡散部（５０１）を備えていることを特徴とする照明装置。

Description

照明装置、バックライト及び液晶表示装置

　本発明は、ＬＥＤを光源とする照明装置、この照明装置を利用したバックライト及び液晶表示装置に関するものである。

　近年、照明装置の光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられることが多くなっている。前記ＬＥＤは、従来用いられてきた蛍光ランプ（冷陰極管等）に比べ、それ自体小型で長寿命、高い発光効率による低消費電力、水銀を使わない等の多くの優れた点を有している。

　前記照明装置は、例えば、居室の天井に取り付け室内照明として利用されたり、液晶表示装置の背面に配置しバックライトとして利用されたりする。前記ＬＥＤが点光源であることでから前記光出射面から出射される光に輝度分布が形成され、輝度むらが発生しやすい。そこで、前記ＬＥＤが点光源であることに起因する輝度むらを抑制するため、光出射面と対向する面に反射部材を配置し、前記光出射面及び（又は）前記反射部材の表面に沿った方向に光を出射するようにＬＥＤを配置した照明装置が提案されている。

　前記照明装置では、前記ＬＥＤの光照射方向と、照明装置の光出射面とが交差しているので、前記ＬＥＤからの距離によって前記光出射面における光束密度が変化してしまう。このように光束密度が変化すると、光出射面から出射される光が輝度むらのある光として視認される。このような照明装置では、ＬＥＤから出射される光の照射角を狭くすることで、光出射面での光束を均一あるいは略均一とできることが知られており、ＬＥＤにコリメータレンズを取り付ける方法が提案されている（例えば、特開２００９－２０５９６８号公報等参照）。

　このような、照明装置について図面を参照して説明する。図１６は従来の照明装置の分解斜視図である。図１６に示すように、照明装置９は、シャーシ９１と、シャーシ９１を覆うように配置されたカバー部材９４と、シャーシ９１とカバー部材９４との間に配置され、ＬＥＤ９３３が実装された基板９３２を含む光源ユニット９３と、コリメータレンズ９５とを備えている。なお、照明装置９では、カバー部材９４が光出射面となっている。

　図１６に示すように、シャーシ９１は矩形状を有しており、ＬＥＤ９３３が実装された基板９３２は、長辺に沿って配置されている。そして、シャーシ９１のカバー部材９４と対向する部分には、ＬＥＤ９３３から離れた部分がカバー部材９４に向かって反った反射部９１１を備えている。ＬＥＤ９３３から出射した光は、カバー部材９４から直接出射するとともに、反射部９１１で反射されカバー部９４から出射する。

　また、ＬＥＤ９３３の正面にコリメータレンズ９５が取り付けられていることで、ＬＥＤ９３３から出射された光の拡散角度を狭く（平行光に近く）し、照明装置９から出射される光の輝度むらを抑制している。

特開２００９－２０５９６８号公報

　図１６に示す従来の照明装置のように、ＬＥＤ９３３を１つの平面上に直線状に並んで実装する光源ユニット９３の場合、ＬＥＤ９３３の実装間隔を調整することで、ＬＥＤ９３３の並び方向に発生する輝度むらを抑制することができる。そのため、ＬＥＤ９３３から出射される光は、照明装置の厚み方向の集光だけでよく、簡単な、一般的に用いられているような、コリメータレンズ９５で輝度むらを減らすことが可能であった。

　しかしながら、照明装置において、光源ユニット９３の配置場所の形状は、照明装置の形状に大きく左右されるものであり、例えば、複数の光源ユニット９３を並べて配置するものや、異なる傾きの平面をつなぎ合わせた部分に光源ユニット９３を配置する構成の照明装置も存在する。このような照明装置の場合、各平面の大きさ、形状に対応した基板にＬＥＤを実装し、各平面にＬＥＤが実装された基板とコリメータレンズとを取り付ける。このような照明装置の場合、ＬＥＤ９３３の光軸の方向が平面ごとに異なるので、隣り合う平面の境界部分で、ＬＥＤ９３３からの光が不十分であったり、逆に、過剰であったりして輝度むらの原因となる。

　そこで本発明は、複数個の直線上に並んだＬＥＤからの光の前記ＬＥＤの配列方向の光束のばらつきを抑え、輝度むらの少ない光を出射できる照明装置及びこのような照明装置を用いたバックライト装置あるいは液晶表示装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため本発明は、光出射面と対向する反射部を備える筐体と、ＬＥＤが配列実装されている複数個の基板と、前記複数個の基板の前記ＬＥＤが実装されている面と対向するように配置される複数個の集光部材とを備えており、前記基板及び前記集光部材を前記ＬＥＤからの光が前記反射部に沿うように筐体に取り付け、前記複数個の集光部材の少なくとも１個は、前記ＬＥＤと対向する対向面に、前記ＬＥＤの配列方向と交差する方向に伸び、前記ＬＥＤの配列方向に配列されている光拡散部を備えていることを特徴とする照明装置を提供する。

　この構成によると、ＬＥＤから出射される光を、ＬＥＤの配列方向に拡散させることができるので、複数個の基板及び集光部材をＬＥＤの配列方向に並べる構成であっても、集光部材の境界近傍で、光束密度が低くなったり高くなったりするのを抑制することができる。これにより、光出射面から出射される光の輝度むらを抑制することが可能である。

　上記構成において、前記光拡散部が、プリズム形状であってもよい。また、断面台形状、レンチキュラー形状及びそれぞれの形状の線対称形状ではないものであってもよい。

　上記構成において、前記基板は前記ＬＥＤの配列が、配列方向と交差する方向に複数段並んでおり、前記光拡散部は前記ＬＥＤの配列ごとに設けられていてもよい。

　上記構成において、前記光拡散部が、前記対向面のＬＥＤの配列方向の中央部分に形成されていてもよい。

　上記構成において、前記光拡散部が、前記対向面のＬＥＤの配列方向の両端部分に形成されていてもよい。

　上記構成において、前記光拡散部が、前記ＬＥＤの配列方向と交差する方向の外縁側に形成されていてもよい。

　上記構成の照明装置は、前記ＬＥＤが実装された基板と前記集光部材とが、前記筐体の中央部分に配置された多角形状の筒状に形成された取付部の外面側に取り付けられているものであってもよい。

　また、上記構成の照明装置は、前記筐体が四角形の平板部を有し、前記平板部の少なくとも一辺より突出した壁体に、前記基板と前記集光部材とが取り付けられているものであってもよい。

　このような照明装置は、発光看板等の背面型照明や、液晶表示装置のような背面光型の画像表示装置のバックライトとして利用することが可能である。また、このような液晶表示装置は、携帯電話、タブレット型ＰＣ、家庭用電気製品の表示部、テレビジョン受信装置に採用することが可能である。

　本発明の照明装置によると、複数個の直線上に並んだＬＥＤからの光の前記ＬＥＤの配列方向の光束のばらつきを抑え、輝度むらの少ない光を出射できる照明装置及びこのような照明装置を用いたバックライト装置あるいは液晶表示装置を提供することができる。

本発明にかかる照明装置の分解斜視図である。 図１に示す照明装置に用いられる発光部を側面から見た図である。 図２に示す発光部の下方から見た図である。 取付用アングルの平板部を拡大した正面図である。 図４に示す取付用アングルのＶ－Ｖ線で切断した断面図である。 取付用アングルに取り付けられた基板と集光部材とを拡大した図である。 図４に示す集光部材を対向面側から見た概略図である。 図７に示す集光部材をVIII-VIII線で切断した断面とその断面の拡大図である。 凸部の形状の変形例を示す図である。 対向面に凸部が形成されていない集光部材を用いた照明装置より出射される光の輝度分布を示す図である。 対向面に凸部が形成された集光装置を用いた照明装置より出射される光の輝度分布を示す図である。 本発明にかかる照明装置に用いられる集光部材の他の例の対向面を示す図である。 本発明にかかる照明装置に用いられる集光部材の他の例の対向面を示す図である。 本発明にかかる照明装置に用いられる集光部材の他の例の対向面を示す図である。 本発明にかかる照明装置の他の例を示す分解斜視図である。 本発明にかかる液晶表示装置の一例を示す分解斜視図である。 従来の照明装置の分解斜視図である。

　以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
　図１は本発明にかかる照明装置の分解斜視図である。図１に示す照明装置Ａは、天井面に取り付けられるシーリングライトであり、図中上部が天井面に取り付けられる。なお、以下の説明において、上下方向の説明をする場合、別途記載した場合を除き、図１の状態での上下方向を基準として説明する、また、図１の状態のときの上下方向をＶ方向（バーティカル方向）あるいは照明装置の厚さ方向、横方向をＨ方向（ホリゾンタル方向）として説明する場合もある。

　図１に示すように、照明装置Ａは、シャーシ１、駆動制御部２、発光部３及びカバー４を備えており、上からこの順番で配置されている。シャーシ１は、天井面に取り付けられる筐体であり、アルミニウムで形成された円板状の部材である。シャーシ１の中央部分には、天井面に備えられ、電力を供給する電源コネクタ（不図示）が貫通する。シャーシ１の天井面と対向する面と反対側の面には、発光部３から出射された光を効率よく反射する反射面（反射部）として形成されており、表面処理がなされている。なお、この表面処理としては、例えば、発泡ＰＥＴ等の反射率の高いシートを貼り付ける方法や白色の塗料を塗布するものとしてもよい。

　駆動制御部２は、発光部３に電力を供給する電源回路、点灯制御を行う制御回路等の回路を含む。駆動制御部２は、シャーシ１に取り付けるとき、シャーシ１への漏電を抑制するための絶縁シート２０と、電源回路、制御回路等が実装された回路基板２１と、回路基板２１を支持する支持部２２、２３とを備えている。駆動制御部２は、天井面に備えられる電源コネクタ（不図示）と電気的に接続され、供給された電力を発光部３に対応した電力に変換する回路も備えている。

　発光部３は、シャーシ１にねじ止めにて固定されるものであり、駆動制御部２は発光部３にねじ止めで固定される。シャーシ１に駆動制御部２及び発光部３が取り付けられた状態で、シャーシ１の駆動制御部２及び発光部３が取り付けられた側を囲むようにカバー４が取り付けられる。カバー４は、外周部分がシャーシ１に係合されるとともに、中央部分が発光部３にねじ止めされることで固定される。カバー４は、発光部３から出射された光が出光する出光面となっており、ＰＭＭＡなどのアクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネイト等の透過率の高く、軽量な樹脂製であるが、これに限定されない。なお、カバー４は、出射する光が拡散するように、表面加工されたものであってもよい。

　発光部３は、取付用アングル３１と、取付用アングル３１に固定され、光源であるＬＥＤ３３（後述）が実装された基板３２と、基板３２を覆うように配置される集光部材５とを備えている。なお、ＬＥＤ３３が実装された基板３２と、集光部材５とで、光源部を構成しているといえる。発光部３について新たな図面を参照して説明する。図２は図１に示す照明装置に用いられる発光部を側面から見た図であり、図３は図２に示す発光部の下方から見た図である。

　発光部３の取付用アングル３１は金属板を切り曲げて形成されている。図１等に示すように、取付用アングル３１は、長方形状の平板部３１１と、平板部３１１の一方の長辺より伸びる板状の固定部３１２と、平板部３１１の他方の長辺より平板部３１１に対し固定部３１２と反対側に伸びる保持部３１３とを備えている。

　取付用アングル３１では、隣り合う平板部３１１の短辺同士をつなぎ合わせて正八角形の筒状に形成されている。このように、平板部３１１を正八角形の筒状に接続したとき、固定部３１２は正八角形の外側に向けて伸びており、保持部３１３は正八角形の内側に向けて伸びている。また、照明装置Ａでは、正八角形のものを示しているが、これに限定されるものではない。平板状の基板を筒状に保持できる形状で、円形に近い形状（例えば、正６角形、正１２角形等）であってもよい。

　また、図１に示しているように、取付用アングル３１は、平板部３１１が４個含まれるように、２つの部材に分割されている。そして、分割された部材は片方ずつ金属板のプレス加工で製造し、その後、接合することで正八角形状の筒状に形成される。また、図１の照明装置Ａでは、取付用アングル３１を２個の部材に分割しているが、それに限定されるものではなく、３個以上に分割してもよいが、分割された部材が同形状となるような分割数（例えば、正八角形の場合、２個、４個、８個）が好ましい。なお、分割された部材を同形状とすることで、材料の金属板及びプレス加工用の金型の形状を統一することができ、製造コストを低減することができる。

　また、図２、図３に示すように、基板３２は、取付用アングル３１の平板部３１１に、ＬＥＤ３３が正八角形の筒形状の外側となるように、そして、長手方向がＨ方向となるように取り付け固定される。

　発光部及びその取付部分についてさらに詳しく説明する。図４は光源部を取り付けた平板部を拡大した正面図であり、図５は図４に示す平板部のＶ－Ｖ線で切断した断面図である。図４に示すように、取付用アングル３１の平板部３１１では、最も手前側に集光部材５が配置されている。そして、集光部材５が透明であることから、集光部材５及び集光部材５の背面に配置される基板３２、ＬＥＤ３３も実線で示している。

　図５に示すように、取付用アングル３１は、上側の固定部３１２がねじＢｔでシャーシ１に固定され、保持部３１３にねじＢｔでカバー４が取り付けられる。そして、平板部３１１には、正八角形の筒形状の内側に突出する切起部３１４が備えられており、切起部３１４に回路基板２１がねじＢｔで固定されている。

　このような取付アングル３１を備えた照明装置Ａでは、中央部分に回路基板２１が配置されるので、その中央部分は無発光部分となる。照明装置Ａでは無発光部分が小さいほうがよく、取付アングル３１の正八角形の一辺が小さいほど、無発光部分が小さくなる。

　そして、図４に示すように、平板部３１１に取り付けられている長方形状の基板３２にはチップ状のＬＥＤ３３が実装されている。ＬＥＤ３３は、平面視正方形状の直方体のパッケージを有している。基板３２では、ＬＥＤ３３が長手方向に直線配列されており、そして、そのＬＥＤ３３の直線配列が短手方向に３段並んでいる。このように、ＬＥＤ３３を配置することで、基板の長手方向の長さを短くできる。これにより、取付用アングル３１の正八角形の一辺の長さが小さくなり、照明装置Ａの無発光部分を小さくすることができる。

　図４、図５に示すように、基板３２には、Ｈ方向に並んだＬＥＤ３３の配列が、Ｖ方向に３段配置されている。図４に示しているように、各段のＬＥＤ３３はＨ方向に配置されている。各段のＬＥＤ３３は、略等間隔となるように配置されており、ＬＥＤ３３の個数は、中央の段が上段及び下段よりも多くなっている。通常ＬＥＤは、発光効率が同じ場合、発光面面積が多いほど、すなわち、ＬＥＤ３３の数が多いほど、発光量が多くなる。図４に示すようなＬＥＤ３３が配列された発光部３の場合、中央部分から出射される光が、その上段及び下段から出射される光よりも明るい。

　このような、Ｈ方向に並んだＬＥＤ３３の配列を、Ｖ方向に複数段備えている光源部から出射される光を、従来のようなコリメータレンズで集光すると、上段のＬＥＤ３３から上部に向かう光から下段のＬＥＤ３３から下部に向かう光まで、光のＶ方向の照射範囲が広い。

　そして、ＬＥＤ３３は点光源で出射光は発散光（ランバーシアン配光）であり、ＬＥＤ３３より出射される光は、取付用アングル３１の近傍で光束密度が高くなる。シャーシ１に照射される光の光束密度はシャーシ１に近い段のＬＥＤ３３から出射される光が、他の段のＬＥＤ３３から出射される光に比べ高い。そして、その高い光束密度の光は、シャーシ１で反射されカバー４より出射される。また、カバー４の取付用アングル３１の近傍部分を透過する光の光束密度は、カバー４に近い段のＬＥＤ３３から出射された光が高い。

　以上のことから、取付用アングル３１の近傍からカバー４を透過する光の光束密度が高くなりすぎるのを抑制するため、発光部３では、基板３２のシャーシ１及びカバー４に近い段に配列されているＬＥＤ３３の個数を中央の段より少なくしている。

　このように基板３２のＶ方向の段によってＬＥＤ３３の配列数を変えることで、カバー４から出射される光の光束密度のばらつき（輝度むら）を抑制することができる。しかしながら、各段のＬＥＤ３３の個数を調整するだけでは、カバー４から出射される光の輝度むらを十分に（つまり、照明装置として要求される程度に十分に）抑制することが難しい。

　また、光出射面であるカバー４に沿ってＬＥＤ３３から光を出射する構成の照明装置では、ＬＥＤ３３から所定の角度（例えば、中心軸に対して３０度）傾いた光がシャーシ１及び（又は）カバー４に到達した位置からＬＥＤ３３までの距離が長くなるほど、すなわち、平行光に近づくほど、光束密度の距離による変化が少なくなることが知られている。そのため、照明装置Ａでは、図５に示すような集光部材５を用い、ＬＥＤ３３から出射される光を集光し、遠くまで到達するようにしている。

　本発明にかかる照明装置の要部について図面を参照して説明する。図６は取付用アングルに取り付けられた基板と集光部材とを拡大した図であり、図７は図４に示す集光部材を対向面側から見た概略図であり、図８Ａは図７に示す集光部材をVIII-VIII線で切断した断面とその断面の拡大図である。なお、図６に示すように集光部材５では、対向面５０のＬＥＤ３３の配列ごとに凹レンズ面が形成されているが、必ずしも凹レンズ面が形成されていなくてもよい。

　図６に示すように、集光部材５は、基板３２に実装されたＬＥＤ３３と対向する面５０と反対側に形成され、ＬＥＤ３３から出射された光をＶ方向だけに集光する集光部５２が形成されている。基板３２では、Ｈ方向に並んだＬＥＤ３３はＶ方向に同軸或いは略同軸となるように配置されている。そのため、集光部材５２は、Ｖ方向の各段のＬＥＤ３３の配列それぞれに対してコリメータ形状となっている。

　すなわち、集光部材５の集光部５２は、Ｖ方向に湾曲し、Ｈ方向に延びるレンズ形状（ここでは、コリメータレンズ形状）を有している。集光部５２は、Ｖ方向に３段に並び、Ｈ方向に並べられたＬＥＤ３３の配列に対応しており、各段に配置されたＬＥＤ３３より出射される光をＶ方向に集光する形状になっている。なお、集光部５２の形状は、コリメータレンズ形状に限定されるものではなく、ＬＥＤ３２のＶ方向に集光できる光学素子であればよく、例えば、シリンドリカルレンズを用いてもよい。また、各段の集光部５２それぞれ異なる形状であってもよいし、同じ形状であってもよい。図６に示す集光部材５では、集光部５２はそれぞれ異なる形状を有している。

　そして、図６等に示しているように、基板３２と集光部材５とは、ねじＳｃにて平板部３１１に共締めされて固定される。基板３２には、貫通孔が形成されており貫通孔を貫通して固定されている。また、集光部材５の基板３２と対向する面には、スペーサ５１が形成されており、スペーサ５１が基板３２と接触することで、集光部材５がＬＥＤ３３に接触するのを防いでいる。なお、図５では、集光部材５のスペーサ５１にねじＳｃが貫通しているがそれに限定されず、ねじＳｃはスペーサ５１以外の部分を貫通する構成であってもよい。

　集光部材の詳細について図面を参照して説明する。図７に示すように、集光部材５の対向面５０は、ＬＥＤ３３の配列方向、すなわち、Ｈ方向に光を拡散する光拡散部として基板３２のＬＥＤ３３の配列に対応するようにプリズム状の凸部５０１が形成されている。

　また、図８Ａに示すように、凸部５０１は、Ｈ方向に複数個並んで形成されている。この凸部５０１が形成されていることで、ＬＥＤ３２からの光が対向面５０から集光部材５に入射するとき、凸部５０１で曲げられ、通常の配光状態のときよりもＨ方向に広い角度で光が進行する。これにより、従来の構成では、光がいきわたらなかった領域にも光をいきわたらせることが可能となる。

　図８Ａに示すように、凸部５０１のもっともＬＥＤ３３に近い部分の角度を凸部５０１の頂角θとすると、頂角θが小さい（鋭角を含む）と対向面５０から入射し集光部材５から出射される光がＨ方向に広く拡散される。逆に、頂角θが大きい（鈍角を含む）と対向面５０から入射し、集光部材５から出射される光のＨ方向の拡散が狭くなる。このことから、頂角θの角度は、集光部材５から出射される光に要求される拡散角度、ＬＥＤ３３からの出射光の拡散角度等の条件によって決定される。

　また、凸部５０１の形状は図８Ａに示すようなプリズム形状に限定されるものでなく、図８Ｂに示すように断面台形状５０１１、曲面状を組み合わせたレンチキュラー形状５０１２等、ＬＥＤ３３から出射された光を拡散させることができる光学形状を広く採用することができる。また、図８Ｂに示すような対称形ではないプリズム形状の凸部５０１３を用いることで、拡散光の光束を左右で変化させることができ、このような対称形でない形状の凸部を用いることで、光の拡散幅及び方向をより高度に制御することができる。

　また、図７に示しているように、ＬＥＤ３３の配列ごとに、凸部５０１が形成されており、凸部５０１の形状（頂角の角度等）は、ＬＥＤ３３の配列ごとに異なるものとしてもよいし、同じであってもよい。また、対向面５０全体に同じ形状の凸部５０１が形成されていてもよい。

　次に、凸部の効果について図１に示す構造の照明装置に用いた場合を例に説明する。図９は対向面に凸部が形成されていない集光部材を用いた照明装置より出射される光の輝度分布を示す図であり、図１０は対向面に凸部が形成された集光装置を用いた照明装置より出射される光の輝度分布を示す図である。図９及び図１０は、シミュレーション結果を輝度分布として表した図である。

　図９、図１０ともに、正八角形の筒状となるようにフレーム１に取り付けられた取付用アングル３１の外側の面に、ＬＥＤ３３からの光が外側に照射されるように取り付けられている。なお、図１０は対向面５０に凸部５０１が形成された集光部材５を用いている以外は、図９と同じ条件である。

　図９に示すように、凸部５０１が形成されていない集光部材５を用いた場合、基板３２及び集光部材５の正面では、輝度が高く、隣り合う集光部材５の境界に近い部分では輝度が低くなっている。これは、ＬＥＤ３３から出射された光が、広く拡散できず、集光部材５の正面に出射された光の光束密度が高く、Ｈ方向の側方に拡散された光の光束密度が低いことが原因であると考えられる。

　一方、凸部５０１が形成された集光部材５を用いた場合、Ｈ方向の側方が十分な光束密度となるように、光を拡散させているので、隣り合う集光部材５の境界に近い部分での輝度が上がっており、結果として輝度むらが抑えられている。

　このように、集光部材５のＬＥＤ３３と対向する面に凸部５０１を形成することで、ＬＥＤ３３から対向面５０に入射した光のシャーシに沿う方向の拡散角度が広くなるので、ＬＥＤ３３を実装した基板３２を並べて配置した場合の輝度むらを抑制することができる。また、凸部５０１の形状はよくある形状である（特殊な形状ではない）ので、集光部材５を製造するときに同時に形成することができる。

（第２の実施形態）
　本発明にかかる照明装置の他の例について図面を参照して説明する。図１１は本発明にかかる照明装置に用いられる集光部材の他の例の対向面を示す図である。図１１に示す集光部材５Ｂでは、３段に並べられたＬＥＤ３３の配列のそれぞれに凸部５０２が形成されているものである。そして、図１１に示すように集光部材５Ｂでは、ＬＥＤ３３の配列と対向する面のうちＨ方向の中央部分にのみ凸部５０２が形成されている。なお、凸部５０２の断面形状は凸部５０１と同様である。

　このような中央部分に凸部５０２が形成されている集光部材５Ｂは、光源部（ＬＥＤ３３が実装された基板３２と集光部材５Ｂ）を並べて配置したとき、光源部の正面の光束密度が高くなる（照明装置から出射される光の輝度部分布が、光源部の正面で高くなる）場合に用いることで、出射光の輝度分布を均一化することができる。

（第３の実施形態）
　本発明にかかる照明装置の他の例について図面を参照して説明する。図１２は本発明にかかる照明装置に用いられる集光部材の他の例の対向面を示す図である。図１２に示す集光部材５Ｃでは、３段に並べられたＬＥＤ３３の配列のそれぞれのＨ方向両端部分に凸部５０３が形成されている。なお、凸部５０３の断面形状は凸部５０１と同様である。

　このようなＨ方向両端部に凸部５０３が形成されている集光部材５Ｃは、光源部（ＬＥＤ３３が実装された基板３２と集光部材５Ｃ）を並べて配置したとき、隣り合う光源部の境界近傍が明るくなるよう輝度分布となる場合に用いることで、出射光の輝度分布を均一化することができる。

（第４の実施形態）
　本発明にかかる照明装置の他の例について図面を参照して説明する。図１３は本発明にかかる照明装置に用いられる集光部材の他の例の対向面を示す図である。図１３に示す集光部材５Ｄでは、３段に並べられたＬＥＤ３３の配列うち、Ｖ方向の上段及び下段のＬＥＤ３３の配列と対向する部分に凸部５０４が形成されている。なお、凸部５０４の断面形状は凸部５０１と同様である。

　このようなＶ方向の上段及び下段に凸部５０４が形成された集光部材５Ｄの効果について詳しく説明する。基板３２のＶ方向上段又は下段に取り付けられたＬＥＤ３３から出射される光は、ある程度の光束密度の光が光源部（ＬＥＤ３３が実装された基板３２と集光部材５Ｄ）の正面近傍でカバー４から出射される。そのため、カバー４から出射される光の輝度分布が光源部の正面近傍で高い場合、上段及び下段のＬＥＤ３３から出射される光がＨ方向に拡散していないことが原因とすることができる。

　そこで、上段及び下段のＬＥＤ３３から出射された光の拡散度合を大きくするため、対向面５０の上段及び下段のＬＥＤ３３の配列と対向する部分に凸部５０４を形成することで、輝度分布を均一化することができる。

　なお、上述の各実施形態において照明装置は、天井に取り付けるタイプの、いわゆるシーリングランプを例にしているが、反射部を具備するシャーシを備えたものであれば、シーリングランプに限定されず、例えば、吊り下げ型の照明等にも本発明の照明装置の構成を利用することが可能である。

（第５の実施形態）
　上述の各実施形態では、円形のシャーシ１の中央部分に発光部３を取り付けた構成のものである。円形のシャーシ１では困難であるが、多角形状のシャーシを用いることで、シャーシの辺縁部に発光部を配置することも可能である。そこでシャーシの辺縁部に発光部を配置する照明装置を図面を参照して説明する。図１４は本発明にかかる照明装置の他の例の分解斜視図を示す。

　図１４に示すように照明装置Ｂは、長方形状のシャーシ６と、シャーシ６を覆うカバー６０とを備えている。シャーシ６は金属板を切り曲げて形成されており、長方形状の平板部６１と、平板部の各辺を折り曲げて形成した側壁部６２とを備えている。そして、図１４に示すように、シャーシ６の平板部６１の短辺を折り曲げて形成した側壁部６２にＬＥＤ３３が実装された基板３２及び集光部材５を含む光源部が並んで取り付けられている。

　つまり、照明装置Ｂでは、側壁部６２の一部が取付用アングルとして機能している。そのため、取付用アングルを省略可能である。また、シャーシ６の平板部６１は、ＬＥＤ３３からの光をカバー６０側に効率よく反射することができる構成となっている。平板部６１の処理としては、白色の塗装、反射シートの貼り付け等、従来よく知られているものが挙げられる。

　そして、シャーシ６の側壁部６２のカバー６０が取り付け固定される。カバー６０は照明装置Ａのカバー４と形状が異なる以外は、同様の構成を有しているので詳細は省略する。このような構成の照明装置Ｂでは、駆動制御部２、取付用アングル３等が照明装置の中央部に配置されないので、無発光部分を小さくするあるいはなくすことが可能であり、照明装置Ｂから出射される光の輝度むらを低減することが可能である。

　なお、照明装置Ｂを天井に取り付ける場合、平板部６１に二点鎖線で示すような、円形の貫通孔６１０を形成しておき、天井に配置されるコネクタをその６１０を貫通し、平板部６１を固定するようにしてもよい。なお、照明装置Ｂとして長方形状のものとしているが、これに限定されるものではなく、例えば、正方形状であってもよく、あるいは、四角以外の多角形状であってもよい。

（第６の実施形態）
　本発明の照明装置は光出射面より面状光を出射するものであることから、液晶表示装置のバックライトとしても利用可能である。

　以下に本発明の照明装置を液晶表示装置のバックライトとして利用している例について、図面を参照して説明する。図１５は本発明にかかる液晶表示装置の一例を示す分解斜視図である。

　図１５に示すように、液晶表示装置８は、液晶パネルユニット８１と、バックライトユニット８２とを備えている。液晶表示装置８は、バックライトユニット８２の前面側（観察者側）に液晶パネルユニット８１が配置され、液晶パネルユニット８１は前面側を中央部に開口窓８３０を備えた金属製のベゼル８３に押えられている。

　液晶パネルユニット８１は、液晶が封入された液晶パネル８１１と、液晶パネル８１１の前面（観察者側）及び背面（バックライトユニット１側）に貼り付けられた偏光板８１２とを有している。液晶パネル８１は、アレイ基板と、アレイ基板８１３と対向して配置された対向基板８１４と、アレイ基板と対向基板との間に充填される液晶とを含んでいる。

　アレイ基板８１３には、互いに直交するソース配線及びゲート配線、ソース配線及びゲート配線に接続されたスイッチング素子（例えば、薄膜トランジスタ）、スイッチング素子に接続された画素電極及び配向膜等が設けられている。そして、対向基板８１４には、赤、緑、青（ＲＧＢ）の各着色部が所定の配列で配置されたカラーフィルタ、共通電極、配向膜等が設けられている。

　液晶パネルユニット８１において、スイッチング素子が駆動されることで、液晶パネル８１１の各画素におけるアレイ基板８１３と対向基板８１４との間に電圧が印加される。アレイ基板８１３と対向基板８１４の間の電圧が変化することで、各画素での液晶が回転し、光が変調される（光の透過度合いが変更される）。これにより、液晶パネル８１１の観察者側の画像表示領域に画像を表示する。

　ベゼル８３は、金属製の枠体であり、液晶パネルユニット８１の前面の辺縁部分を覆う形状を有している。ベゼル８３は、液晶パネルユニット８１の映像表示領域が隠れないように形成された矩形の開口窓８３０と、液晶パネルユニット８１を前面側から押える押え部８３１と、押え部８３１の辺縁部より背面側に突出し、液晶パネルユニット８１及びバックライトユニット８２の辺縁部を覆うカバー部８３２とを備えている。ベゼル８３は接地されており、液晶パネルユニット８１及びバックライトユニット８２をシールドしている。

　バックライトユニット８２は、液晶パネルユニット８１に面状光を照射する照明装置である。バックライトユニット８２は、上述の第１の実施形態に示した照明装置と同等の構造を有している。すなわち、シャーシ１と対応する長方形状の底面を有するバックライトシャーシ８２１と、発光部３に対応する光源ユニット８２３とを有している。なお、バックライトユニット８２は長方形状の底面を有する部材であることから、短辺の両方に光源ユニット８２３が配置される。そして、図示は省略しているが制御回路部は底面の裏側の面に取り付け配置されている。バックライトユニット８２の光出射面側には出射光を拡散、輝度を上昇させる等のための光学シート部材８２２が配置されている。

　光源ユニット８２３の構造は、直線状に基板を並べる構成である点を除き、実質上発光部３と同じ構造を有している。すなわち、図４に示すＬＥＤ３３が実装された基板３２及び集光部材５を複数個ずつ短辺に取付けられる。なお、バックライトユニット８２では、光源ユニット８２３がバックライトシャーシ８２１の外周部分に取り付けられるので、バックライトシャーシ８２１を長方形状の底面の各辺から切起こした側壁部形成することで、取付用アングルとして利用することができる。

　このような、バックライトユニット８２では、導光板を用いなくても、底面と対向する光出射面より輝度むらの少ない面状光を出射することができ、それだけ、構成部材を減らすことが可能である。

　本実施形態に示した液晶表示装置は、例えば、携帯電話、タブレット型ＰＣ、家庭用電気製品の表示装置、テレビジョン受信装置等に採用することが可能である。

　上述の各実施形態に示す照明装置では、発光部に用いられるすべての集光部材が対向面に凸部を備えているものとしているが、これに限定されるものではなく、少なくとも１個の集光部材が対向面に凸部を備えたものであってもよい。例えば、図３に示すような、発光部の構成の照明装置において、凸部を備えた集光部材と凸部を備えていない集光部材とを交互に配置した構成であっても、凸部を備えた集光部材によって、境界近傍での光束密度のばらつきを抑えることができるので、出射光の輝度むらを抑えることが可能である。

　また、このような照明装置は、シーリングランプや液晶表示装置のバックライト以外にも、電飾看板等の背面から照明する背面型の照明装置としても利用することも可能である。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。

　本発明にかかる照明装置は、輝度むらの少ない光を出射するので居室等の天井に取り付けられ、全体に光を照射する照明器具や液晶表示装置のバックライトとして利用することが可能である。

１　シャーシ
２　　駆動制御部
２０　絶縁シート
２１　回路基板
２２　支持部
２３　支持部
３　発光部
３１　取付用アングル
３１１　平板部
３１２　固定部
３１３　保持部
３２　基板
３３　ＬＥＤ
４　カバー
５　集光部材
５０　対向面
５１　スペーサ
５２　集光部（コリメータレンズ）

Claims (11)

1. 　光出射面と対向する反射部を備える筐体と、
   　ＬＥＤが配列実装されている複数個の基板と、
   　前記複数個の基板の前記ＬＥＤが実装されている面と対向するように配置される複数個の集光部材とを備えており、
   　前記基板及び前記集光部材を前記ＬＥＤからの光が前記反射部に沿うように筐体に取り付け、
   　前記複数個の集光部材の少なくとも１個は、前記ＬＥＤと対向する対向面に、前記ＬＥＤの配列方向と交差する方向に伸び、前記ＬＥＤの配列方向に配列されている光拡散部を備えていることを特徴とする照明装置。
2. 　前記光拡散部が、プリズム形状である請求項１に記載の照明装置。
3. 　前記基板は前記ＬＥＤの配列が、配列方向と交差する方向に複数段並んでおり、
   　前記光拡散部は前記ＬＥＤの配列ごとに設けられている請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
4. 　前記光拡散部が、前記対向面のＬＥＤの配列方向の中央部分に形成されている請求項１から請求項３のいずれかに記載の照明装置。
5. 　前記光拡散部が、前記対向面のＬＥＤの配列方向の両端部分に形成されている請求項１から請求項３のいずれかに記載の照明装置。
6. 　前記光拡散部が、前記ＬＥＤの配列方向と交差する方向の外縁側に形成されている請求項３に記載の照明装置。
7. 　前記ＬＥＤが実装された基板と前記集光部材とが、前記筐体の中央部分に配置された多角形状の筒状に形成された取付部の外面側に取り付けられている請求項１から請求項６のいずれかに記載の照明装置。
8. 　前記筐体が四角形の平板部を有し、前記平板部の少なくとも一辺より突出した壁体に、前記基板と前記集光部材とが取り付けられている請求項１から請求項６のいずれかに記載の照明装置。
9. 　請求項８に記載の照明装置を用いたバックライト。
10. 　請求項９に記載のバックライトを備えた液晶表示装置。
11. 　請求項１０に記載の液晶表示装置を備えたテレビジョン受信装置。

Images