WO2018034207A1 - 照明装置及び表示装置 - Google Patents

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WO2018034207A1
WO2018034207A1 PCT/JP2017/028871 JP2017028871W WO2018034207A1 WO 2018034207 A1 WO2018034207 A1 WO 2018034207A1 JP 2017028871 W JP2017028871 W JP 2017028871W WO 2018034207 A1 WO2018034207 A1 WO 2018034207A1
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light emitting
area
divided
lighting device
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PCT/JP2017/028871
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Inventor
寿史 渡辺
Original Assignee
シャープ株式会社
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    • G—PHYSICS
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • G—PHYSICS
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other

Definitions

  • the present invention relates to an illumination device and a display device in which a plurality of point light sources are arranged.
  • Patent Document 1 discloses a lighting device that is attached to a wall surface such as a ceiling and illuminates a room.
  • LEDs are arranged concentrically on a circular mounting substrate.
  • the illumination device that illuminates the room a variety of shapes such as a circular shape or a quadrangular shape are used as in the illumination device described in Patent Document 1.
  • the light emission area of the backlight that illuminates the liquid crystal panel is also generally quadrangular.
  • the brightness is adjusted for each of the divided display areas to achieve high contrast and low power consumption. Dimming technology is adopted.
  • FIG. 11A is a plan view showing the configuration of a direct-type rectangular backlight
  • FIG. 11B is a cross-sectional view of the backlight shown in FIG.
  • a backlight 101 shown in FIG. 11 is a backlight employing a local dimming technique.
  • LEDs 111 are arranged on the mounting substrate 110 in a matrix in the matrix direction.
  • the surface of the mounting substrate 110 is coated with a material having high reflectance, and reflects light from the LED 111.
  • a diffusion plate 113 is disposed so as to cover the LED 111. The edges of the diffusion plate 113 and the mounting substrate 110 are surrounded by the frame 112.
  • the light emitting area of the backlight 101 is rectangular. And as shown with the broken line in (a) of FIG. 11, the area of each division
  • region into the grid shape is equal.
  • each LED 111 is caused to emit light uniformly, the luminance of each divided region 101R is the same. Accordingly, it is easy to adjust the luminance for each divided region 101R, and the local dimming technique can be applied while suppressing the variation in luminance for each region.
  • the freeform display can also take a shape that includes a curve.
  • the luminance of the divided region is inversely proportional to the area of the divided region. Change.
  • the drive current supplied to the LED since the rated current of the LED is determined, the drive current of the LED is reduced due to the difference in the area of each divided region.
  • the average value of the drive current supplied to each LED is lower than the average value of the drive current supplied to each LED when the LED drive current is not corrected. That is, the luminance is lowered.
  • the light emitting area has a shape including a curve, it is difficult to divide the light emitting area equally.
  • FIG. 12A is a plan view showing the configuration of a direct-type circular backlight
  • FIG. 12B is a cross-sectional view of the backlight shown in FIG.
  • the backlight 201 shown in FIG. 12 is a backlight employing a local dimming technique.
  • the LEDs 111 are arranged on the mounting substrate 210 in a matrix in the matrix direction.
  • the surface of the mounting substrate 210 is coated with a material having high reflectance, and reflects light from the LED 111.
  • a diffusion plate 213 is disposed so as to cover the LED 111. The edges of the diffusion plate 213 and the mounting substrate 210 are surrounded by the frame 212.
  • the light emitting area of the backlight 201 is circular. Then, as shown by a broken line in FIG. 12A, although the area of the divided area 201RA that is a quadrangular shape obtained by dividing the light emitting area into squares is equal, it cannot be divided into a quadrangular shape, and the curve of the edge of the light emitting area
  • the divided region 201RB including the portion has a smaller area than the divided region 201RA.
  • the divided region 201RC including the curved portion of the edge of the light emitting region and in which the LED 111 is not disposed needs to be illuminated by the LED 111 in the divided region 201RA in which the adjacent LED 111 is disposed, A substantial area is an area including the divided region 201RC.
  • the luminance of the entire light emitting region is not uniform. Moreover, even if a local dimming technique for controlling the luminance of the light emitting region for each predetermined region is applied, the luminance varies for each of the divided regions RA, RB, and RC, so that desired high contrast and low power consumption can be realized. I can't.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to provide uniform brightness even if the light emitting area is substantially circular, and to control the brightness for each predetermined area.
  • An object of the present invention is to obtain an illumination device that achieves contrast and low power consumption.
  • an illumination device includes a division in which an outer diameter of a light-emitting region for illuminating an image display region in an image display panel is L, and the light-emitting region is concentrically divided.
  • the luminance is uniform even if the light emitting region is substantially circular, and the luminance is controlled for each predetermined region to achieve desired high contrast and low power consumption. There is an effect that there is in obtaining.
  • (A) is a top view showing the structure of 1 C of illuminating devices which concern on Embodiment 4 of this invention
  • (b) is sectional drawing of 1 C of illuminating devices shown to (a). It is a top view showing the structure of the illuminating device which concerns on Embodiment 5 of this invention. It is a top view showing the light emission area
  • (A) is a top view showing the structure of the illuminating device which concerns on Embodiment 6 of this invention
  • (b) is sectional drawing showing the structure of the illuminating device shown to (a).
  • (A) is a top view showing the structure of a direct-shaped rectangular backlight, (b) is sectional drawing of the backlight shown to (a).
  • (A) is a top view showing the structure of a direct-type circular backlight, (b) is sectional drawing of the backlight shown to (a).
  • Embodiment 1 Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described in detail. First, the configuration of the display device 30 in which the illumination device 1 is used will be described with reference to FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the display device 30 using the lighting device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the display device 30 includes a liquid crystal panel (image display panel) 20 and a lighting device 1 that illuminates the liquid crystal panel 20 from behind.
  • the liquid crystal panel 20 includes an element substrate 21 in which a switching element composed of a pixel driving TFT or the like is disposed for each pixel, a counter substrate 22 disposed to face the element substrate 21 via a liquid crystal layer 24, an element substrate 21 and And a seal 23 to which the counter substrate 22 is bonded.
  • a display area (image display area) M is an area for displaying an image.
  • the display area M can also be expressed as an area in which pixels for displaying an image are arranged in a matrix.
  • the lighting device 1 is a direct type backlight.
  • the lighting device 1 includes a mounting substrate 10, a plurality of LEDs (point light sources) 11, a frame 12, and a diffusion plate 13.
  • a region facing the display region M of the liquid crystal panel 20 is a light emitting region E.
  • the light emitting area E is an area that illuminates the display area M of the liquid crystal panel 20.
  • the LED 11 is mounted on the surface of the mounting substrate 10.
  • the LED 11 is disposed in the light emitting region E.
  • the LED 11 is an LED that emits white light.
  • the LED 11 is connected to an external circuit by a flat cable (not shown) or the like, and can be individually lit at a specified brightness. That is, the LED 11 can perform local dimming.
  • a member having a high reflectance is disposed on the surface of the mounting substrate 10.
  • a white resist may be formed by coating or the like, or a reflection sheet having an opening in the region where the LED 11 is disposed is mounted on the mounting substrate. You may arrange
  • the diffusion plate 13 covers the plurality of LEDs 11 mounted on the mounting substrate 10.
  • the diffuser plate 13 is a diffuser plate for blurring the light emitted from each LED 11 to form a uniform surface light source.
  • the diffuser plate 13 may include a prism sheet, a polarization reflection sheet, and the like.
  • the frame 12 surrounds the edges of the mounting substrate 10 and the diffusion plate 13.
  • the frame 12 supports the diffusion plate 13 and is fixed to the mounting substrate 10.
  • the frame 12 can be made of, for example, a white resin such as polycarbonate.
  • FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a lighting apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the illumination device 1 has a circular outer shape in plan view. That is, the diffusion plate 13 and the mounting substrate 10 are circular. And the light emission area
  • FIG. The display area M (see FIG. 1) facing the light emitting area E of the lighting device 1 is also circular.
  • the illuminating device 1 should just have the light emission area
  • the LEDs 11 are arranged substantially concentrically on the mounting substrate 10.
  • the LEDs 11 are arranged such that the longitudinal direction extends in the circumferential direction of the light emitting region E.
  • a member having a high reflectance is disposed on the surface of the mounting substrate 10. For this reason, not only the light directly transmitted from the LED 11 through the diffusion plate 13 but also the light reflected by the surface of the mounting substrate 10 passes through the diffusion plate 13 and is emitted to the outside of the illumination device 1.
  • the surface of the mounting substrate 10 between the LEDs 11 can also be considered as a light source.
  • a divided region Rn obtained by dividing the LED 11 and its peripheral region in the light emitting region E is indicated by a broken line.
  • This divided area Rn is an area considered as a virtual light source. There is no partition or the like between the divided regions Rn. For this reason, when the LED 11 in the divided area Rn is turned on, only the divided area Rn including the LED 11 is distinguished from the other divided areas Rn and does not clearly shine, but adjacent to the divided area Rn including the LED 11. It spreads to the divided area Rn to shine.
  • the areas between the divided regions Rn are equal because luminance unevenness between the divided regions Rn is suppressed, that is, the uniformity of luminance between the divided regions Rn is increased.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method of arranging the LEDs 11 for each circumference region.
  • the diameter of the circular light-emitting region E is L, and the radial pitch of the LEDs 11 arranged concentrically is d.
  • center region R0 (0th round region X0) of the light emitting region E and each annular region virtually divided outward from the center region R0 are referred to as follows.
  • a circular region having a diameter d centering on the LED 11 disposed at the center of the light emitting region E is defined as a central region R0 (0th circumference region X0), and is an outer region that surrounds the central region R0 and has a radial length.
  • An annular region having a width of d is defined as a first circumferential region X1, and an outer region surrounding the first circumferential region X1 and having an annular length having a width of d in the radial direction.
  • the region is defined as a second circumferential region X2, and an outer region surrounding the second circumferential region X2 and an annular region having a width of d in the radial direction is defined as a third circumferential region X3. .
  • annular region that is one outer region surrounding the third circumferential region X3 and has a width of d in the radial direction is defined as the fourth circumferential region X4, and the fourth circumferential region X4 is defined as An annular region that is one outer region and has a width of d in the radial direction is defined as a fifth circumferential region X5,..., (N ⁇ 1) th circumferential region Xn ⁇ 1 An annular region that is one outer region and has a width of d in the radial direction is defined as an n-th circumferential region Xn. However, n is a natural number.
  • FIG. 1 shows from the center region R0 to the fifth circumference region X5.
  • the number of annular regions including the central region R0 is referred to as a circumference.
  • the center region R0 is the 0th turn
  • the first turn region X1 is the first turn
  • the second turn region X2 is the second turn
  • ... the nth turn region Xn is the first turn. It is the nth lap.
  • region X when the area
  • one LED 11 is arranged in the center region R0 (the zeroth region X0), which is a region having a frequency of 0.
  • first circumference region X1 which is a region having a circumference of 1
  • eight LEDs 11 are arranged at an outer position with a radius d from the LEDs 11 in the central region R0, and are arranged at equal pitches in the circumferential direction.
  • second circumference area X2 which is an area having a circumference of 2
  • the 16 LEDs 11 are arranged at an outer radius of 2d from the LEDs 11 in the center area R0 and are arranged at equal pitches in the circumferential direction.
  • the third circumference region X3 which is a region having a frequency of 3
  • 24 LEDs 11 are arranged at an outer radius of 3d from the LEDs 11 in the second circumference region X2, and are arranged at an equal pitch in the circumferential direction.
  • the fourth circumference area X4 which is an area having a circumference of 4
  • 32 LEDs 11 are arranged at an outer radius of 4d from the LEDs 11 in the third circumference area X3 and are arranged at equal pitches in the circumferential direction.
  • the fifth circumference region X5 which is a region having a circumference of 5
  • 40 LEDs 11 are arranged at an outer radius of 5d from the LEDs 11 in the central region R0 and are arranged at equal pitches in the circumferential direction.
  • n-th area Xn which is an area having a frequency n
  • 8n LEDs 11 are arranged at an outer radius from the LEDs 11 in the center area R0 by a radius nd and are arranged at an equal pitch in the circumferential direction. .
  • the LED 11 is mounted on the mounting substrate 10 as follows.
  • the maximum frequency Xmax for dividing the light emitting region E into an annular shape is determined. That is, the maximum number of n is determined.
  • the luminance and cost are requested. That is, since the number of LEDs 11 that can be used in the lighting device 1 is generally determined by the specifications of the lighting device 1, the maximum circumference Xmax is also determined.
  • the divided region Rn is a region that is equally divided in the circumferential direction into 8n, which is the number of the LEDs 11 arranged in the n-th peripheral region Xn, in the n-th peripheral region Xn.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the center region R0 and the divided regions Rn in the n-th region Xn in the lighting device 1. The fact that the areas of the divided regions Rn are equal will be described with reference to FIG.
  • the center region R0 (0th round region X0) has a circular shape with a radius d
  • the area of the center region R0 is represented by ⁇ (d / 2) 2 .
  • each divided region Rn in the n-th circumference region Xn can be calculated as follows.
  • Rn ( ⁇ ((2n + 1) d / 2) 2 ⁇ ((2n ⁇ 1) d / 2) 2 )
  • the areas of the divided regions Rn are all equal to ⁇ (d / 2) 2 .
  • the illuminating device 1 has the outer diameter of the circular light emitting region E for illuminating the display region M in the liquid crystal panel 20 as L, the division number for dividing the light emitting region E into concentric circles as Xmax, and the concentric circular region.
  • the divided regions Rn that are equally divided in the circumferential direction so as to include the LEDs 11 in the n-th circumferential region Xn are compared even between the n-th circumferential regions Xn where n ranges from 0 to Xmax.
  • the area becomes equal.
  • the areas of the regions Rn are all equal to ⁇ (d / 2) 2 .
  • each divided region Rn is uniform, and as a result, even if the light emitting region E is circular, the luminance of the light emitting region E is uniform. Furthermore, even if a so-called local dimming technique for controlling the luminance of the light emitting region E for each predetermined region is applied to the lighting device 1, there is no variation in the area between the divided regions Rn. Desired high contrast and low power consumption can be obtained.
  • the light emitting region E is preferably circular. Thereby, the brightness
  • the light emitting region is not limited to a circular shape, and may be a substantially circular shape deformed from a perfect circle, such as an elliptical shape. This also makes it possible to make the luminance between the divided regions uniform compared to the conventional structure (see FIG. 12).
  • FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the illumination device 1A according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the direction of the longitudinal direction of the LED 11 may be any direction. Like the illuminating device 1 ⁇ / b> A, the longitudinal direction of the LEDs 11 may be arranged in parallel so as to face one direction. Also by this, since the area of each divided region Rn is the same, the luminance of the light emitting region E becomes uniform. Further, even if a so-called local dimming technique for controlling the luminance of the light emitting region E for each predetermined region is applied to the lighting device 1A, there is no variation in the area between the divided regions Rn. Desired high contrast and low power consumption can be obtained.
  • FIG. 6 is a plan view showing the configuration of a lighting apparatus 1B according to Embodiment 3 of the present invention.
  • each divided region Rn includes an LED 11Br that emits red light, an LED 11Bg that emits green light, and an LED 11Bb that emits blue light. LED 11B is mounted. The LED 11B emits white light by the color mixture of light from the LEDs 11Br, Bg, and Bb.
  • each of the divided regions Rn may be mounted with a plurality of LEDs that emit white light in order to increase luminance, instead of mounting LEDs that emit light of different colors.
  • the luminance of the light emitting region E is uniform, and even if a local dimming technique is applied, desired high contrast and low power consumption can be obtained as expected.
  • FIG. 7A is a plan view illustrating a configuration of a lighting apparatus 1C according to Embodiment 4 of the present invention
  • FIG. 7B is a cross-sectional view of the lighting apparatus 1C illustrated in FIG.
  • the illumination device 1C is different in that an inner frame (frame portion) 31 that is physically divided between the divided regions Rn in the illumination device 1 (see FIG. 1 and the like) is provided.
  • the other configuration of the lighting device 1C is the same as that of the lighting device 1.
  • the inner frame 31 includes a circular portion that partitions the n-th circumferential regions Xn and a plate-shaped portion that partitions the divided regions Rn that are equally divided in the n-th circumferential region Xn.
  • the inner frame 31 stands from the surface of the mounting substrate 10 (the surface on which the LEDs 11 are mounted) and is in contact with the diffusion plate 13 at the top of the head.
  • each divided region Rn is physically divided from the adjacent divided region Rn.
  • the inner frame 31 can be made of a white resin such as polycarbonate as in the case of the frame 12. Thereby, a reflectance can be raised. Furthermore, the inner frame 31 preferably has a tapered shape. Thereby, the light from LED11 can be reflected so that light may further be efficiently emitted from the diffusion plate 13 to the outside.
  • FIG. 8 is a plan view showing a configuration of a lighting apparatus 1D according to Embodiment 5 of the present invention.
  • the illuminating device 1D is different from the illuminating device 1 (see FIG. 1 and the like) in that the light emitting region ED is not circular but elliptical.
  • the other configuration of the illumination device 1D is the same as that of the illumination device 1.
  • the luminance of the light emitting region ED is uniform, and even if a local dimming technique is applied, desired high contrast and low power consumption can be obtained as expected.
  • FIG. 9 is a plan view showing the light emitting area ED when the ellipticity is changed.
  • FIG. 9A shows a case where the ellipticity is 1.0
  • FIG. 9B shows a case where the ellipticity is 0.9
  • FIG. 9C shows a case where the ellipticity is 0.8
  • (d ) Represents the case where the ellipticity is 0.7
  • (e) represents the case where the ellipticity is 0.6
  • (f) represents the case where the ellipticity is 0.5
  • (g) represents the ellipticity.
  • the case of 0.4 is represented
  • (h) represents the case where the ellipticity is 0.3.
  • an ellipticity is 0.5 or more and 1.0 or less. Thereby, the inside of each divided region Rn can be illuminated uniformly. For this reason, uniform luminance can be obtained for the entire light emitting region ED.
  • the number of LEDs 11 mounted in the divided area Rn is plural, and the arrangement positions of the plurality of LEDs 11 are devised according to the position of the divided area Rn in the light emitting area ED.
  • the luminance uniformity between the divided regions Rn may be ensured.
  • FIG. 10 is a plan view showing the configuration of the illumination device 1E according to Embodiment 6 of the present invention, and (b) is a cross-sectional view showing the configuration of the illumination device 1E shown in (a).
  • the illuminating device 1E is different from the illuminating device 1 (refer FIG. 1 etc.) by the point provided with the hole (through-hole) 1Ea penetrated in the center of the light emission area
  • Other configurations of the lighting device 1E are the same as those of the lighting device 1.
  • a hole 1Ea is provided at the center of the mounting substrate 10E and the diffusion plate 13E.
  • An inner frame 12E is provided surrounding the hole 1Ea and standing from the surface of the mounting substrate 10E and in contact with the diffusion plate 13E at the top. With this frame 12E, it is possible to hold the diffusion plate 13E and prevent leakage light from leaking light from the LED 11 to the outside.
  • the hole 1Ea provided in the illuminating device 1E can be used as a hole through which the shaft of the analog needle is passed when the illuminating device 1E is used for a display device for a watch. Thereby, it is possible to obtain a display device that can display various images on the dial of the watch while having an analog hand.
  • a display device having various functions can be configured by arranging a button, a switch, or the like in the hole 1Ea, or arranging a CCD or a sensor.
  • the illuminating device 1E which provided the hole 1Ea can comprise the illuminating device which improved the designability.
  • the hole 1Ea has a circular shape with a diameter d.
  • the hole 1Ea is provided at the position of the central region R0 (see FIG. 1 and the like) in the lighting device 1.
  • the size of the hole 1Ea may be provided at the positions of a plurality of peripheral regions X in the n-th peripheral region Xn, such as the positions of the central region R0 and the first peripheral region X1.
  • the size of the hole 1Ea may be the same size as that of the n-th circumferential region Xn.
  • n is an integer satisfying 0 ⁇ n ⁇ Xmax.
  • the diameter of the hole 1Ea may be an odd multiple of d.
  • the hole 1Ea can be provided in the light emitting region EE while equalizing the areas of the divided regions Rn. Accordingly, by using the hole 1Ea for various purposes, it is possible to obtain the lighting device 1E and the display device that have a wide use range and can be used for various purposes.
  • the illumination device 1 is configured such that the outer diameter of the substantially circular light emitting region E for illuminating the image display region (display region M) in the image display panel (liquid crystal panel 20) is L, and the light emitting region.
  • the number of divisions for dividing E into substantially concentric circles is Xmax
  • the substantially concentric circular region is the n-th peripheral region Xn (n is an integer satisfying 0 ⁇ n ⁇ Xmax)
  • d L / (2Xmax + 1)
  • the 8n point light sources (LEDs 11) are arranged in a substantially concentric manner.
  • the point light source (LED 11) is located at a position outside by a radius nd from the point light source (LED 11) arranged at the center of the point light source (LED 11), and is arranged at an equal pitch in the circumferential direction.
  • the divided areas that are evenly divided so as to include the point light source in the n-th area are compared between the n-th areas where n ranges from 0 to Xmax.
  • the area becomes equal. For this reason, even if the light emitting region is substantially circular, the luminance of the light emitting region is uniform. Furthermore, by applying a so-called local dimming technique for controlling the luminance of the light emitting area for each predetermined area, it is possible to achieve desired high contrast and low power consumption.
  • a region divided at an equal pitch in the circumferential direction so as to include the point light source (LED 11) is defined as a divided region Rn.
  • the areas of the divided regions Rn are equal.
  • the luminance between the divided regions becomes uniform.
  • the luminance of the light emitting region is uniform.
  • the local dimming technique is applied to the lighting device 1, since there is no variation in the area between the divided regions, desired high contrast and low power consumption can be obtained as expected in advance.
  • the light emitting region E is preferably circular. Thereby, the brightness
  • the light emitting region ED may have an elliptical shape. Also by this, since the area of each divided region is constant, it is possible to suppress the variation in luminance of each divided region.
  • the ellipticity when the value obtained by dividing the length of the minor axis of the ellipse by the length of the major axis is defined as the ellipticity, the ellipticity is 0.5 or more and 1.0. The following is preferable. Thereby, even if the number of point light sources in each divided region is the same, each point light source can illuminate each divided region uniformly. For this reason, uniform brightness can be obtained over the entire light emitting region.
  • the point light source (LED 11) is mounted on the surface of the mounting substrate 10, and further partitions the divided regions Rn and the mounting. It is preferable that a frame portion (inner frame 31) standing from the surface of the substrate 10 is provided.
  • the illumination device 1E according to aspect 7 of the present invention is the light emitting area EE according to any one of the above aspects 1 to 6, wherein the light emitting area EE is in the substantially concentric area and the n-th peripheral area (n satisfies 0 ⁇ n ⁇ Xmax).
  • a through hole (hole 1Ea) having the same size as the (integer) may be provided.
  • the diameter of the through hole (hole 1Ea) in the seventh aspect may be an odd multiple of the d.
  • the through holes can be provided in the light emitting region while equalizing the areas of the divided regions.
  • the illuminating device which has a wide utilization range and can be used for various uses can be obtained by using a through-hole for various uses.
  • the point light source (LED 11) can be individually driven and controlled.
  • the light emitting region has a substantially circular shape, a lighting device with uniform luminance can be obtained even if so-called local dimming technology is applied.
  • the point light source may be an LED.
  • the display device 30 preferably includes the illumination device 1 and an image display panel (liquid crystal panel 20) illuminated by the illumination device 1.

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Abstract

略円形状である発光領域の輝度均一化、所望の高コントラスト化及び低消費電力化を実現する。照明装置（１）は、発光領域（Ｅ）の外径Ｌ、発光領域（Ｅ）の同心円状の分割数Ｘｍａｘ、略同心円状に並ぶＬＥＤ（１１）の径方向ピッチｄは、ｄ＝Ｌ／（２Ｘｍａｘ＋１）であり、かつ、第ｎ周目領域（Ｘｎ）において、８ｎ個のＬＥＤ（１１）が、中心のＬＥＤ（１１）から半径ｎｄだけ外側かつ周方向に等ピッチに配されている。

Description

照明装置及び表示装置
　本発明は、点光源が複数配置された照明装置及び表示装置に関する。
　室内を照明するための照明装置や、液晶表示装置のバックライトに用いられる照明装置として、ＬＥＤが２次元的に配置されたものが知られている。
　特許文献１には、天井等の壁面に取り付けられ、室内を照明する照明装置が開示されている。当該照明装置では、円状の実装基板にＬＥＤが同心円状に配置されている。室内を照明する照明装置は、特許文献１に記載された照明装置のように平面形状が円形状であったり、又は、四角形状であったり、種々の形状のものが用いられている。
　液晶表示装置は、画像の表示領域が四角形である場合が多いため、液晶パネルを照明するバックライトの発光領域も通常、四角形である。
　また、主にテレビなど、直下型のバックライトを使用する液晶表示装置では、表示領域を複数に分割した領域毎に輝度を調整して、高コントラスト化や低消費電力化を実現する、いわゆるローカルディミング技術が採用されている。
　図１１の（ａ）は、直下型の長方形状のバックライトの構成を表す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すバックライトの断面図である。
　図１１に示すバックライト１０１は、ローカルディミング技術が採用されたバックライトである。バックライト１０１では、実装基板１１０にＬＥＤ１１１が行列方向にマトリクス状に配置されている。実装基板１１０の表面は反射率が高い材料がコーティングされており、ＬＥＤ１１１からの光を反射する。ＬＥＤ１１１を覆って、拡散板１１３が配置されている。そして、拡散板１１３及び実装基板１１０の縁はフレーム１１２に囲まれている。
　バックライト１０１では、バックライト１０１における発光領域は長方形状である。そして、図１１の（ａ）において破線で示すように、発光領域をマス目状に分割した各分割領域１０１Ｒの面積は等しい。
　このため、各ＬＥＤ１１１を均一に発光させれば、各分割領域１０１Ｒ毎の輝度は同じである。これにより、各分割領域１０１Ｒ毎の輝度調整がし易く、領域毎の輝度のバラツキを抑えてローカルディミング技術を適用することができる。
日本国特許公報「特許第４７１０８５９号（２０１１年６月２９日発行）」
　しかし、近年、液晶表示装置を様々な用途に使用するために、フリーフォームディスプレイが提案されている。このフリーフォームディスプレイは曲線を含む形状も取り得る。
　ここで、ローカルディミング技術が採用されているバックライトでは、ＬＥＤとバックライトの発光領域を分割した分割領域とは１対１で対応するため、分割領域の面積に反比例して分割領域の輝度が変化する。ＬＥＤを駆動させる回路側でＬＥＤへ供給する駆動電流の補正することも可能ではあるが、ＬＥＤの定格電流は決まっているため、各分割領域の面積が異なることに起因してＬＥＤの駆動電流を補正した場合、各ＬＥＤへ供給した駆動電流の平均値は、ＬＥＤの駆動電流を補正しなかった場合の各ＬＥＤへ供給した駆動電流の平均値よりも低くなる。つまり、輝度が低くなる。
　図１１に示したような、従来のバックライト１０１であれば、発光領域が四角形状であるため、各分割領域１０１Ｒの面積は等しくなるため、分割領域１０１Ｒの面積がばらつく問題は発生しなかった。
　しかし、発光領域が曲線を含む形状である場合、発光領域を均等に分割することが難しい。
　図１２の（ａ）は、直下型の円形状のバックライトの構成を表す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すバックライトの断面図である。
　図１２に示すバックライト２０１は、ローカルディミング技術が採用されたバックライトである。バックライト２０１では、実装基板２１０にＬＥＤ１１１が行列方向にマトリクス状に配置されている。実装基板２１０の表面は反射率が高い材料がコーティングされており、ＬＥＤ１１１からの光を反射する。ＬＥＤ１１１を覆って、拡散板２１３が配置されている。そして、拡散板２１３及び実装基板２１０の縁はフレーム２１２に囲まれている。
　バックライト２０１では、バックライト２０１における発光領域は円形状である。そして、図１２の（ａ）において破線で示すように、発光領域をマス目状に分割した四角形状である分割領域２０１ＲＡの面積は等しいものの、四角形状に分割できず、発光領域の縁の曲線部を含む分割領域２０１ＲＢは分割領域２０１ＲＡよりも面積が小さくなる。また、発光領域の縁の曲線部を含み、ＬＥＤ１１１が配置されていない分割領域２０１ＲＣは、隣接するＬＥＤ１１１が配置されている分割領域２０１ＲＡにおけるＬＥＤ１１１によって光らせる必要があるため、当該隣接する分割領域２０１ＲＡの実質的な面積は分割領域２０１ＲＣを加えた面積となる。
　このように、バックライト２０１では、分割領域ＲＡ・ＲＢ・ＲＣの面積がばらつくため、発光領域全体として輝度が均一とならない。また、発光領域を所定の領域ごとに輝度制御を行うローカルディミング技術を適用しても、分割領域ＲＡ・ＲＢ・ＲＣ毎に輝度がばらつくため、所望の高コントラスト化や低消費電力化を実現することができない。
　本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、発光領域が略円形状であっても輝度が均一であり、所定の領域毎に輝度制御をして所望の高コントラスト化や低消費電力化を実現する照明装置を得ることにある。
　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る照明装置は、画像表示パネルにおける画像表示領域を照明するための発光領域の外径をＬ、上記発光領域を同心円状に分割する分割数をＸｍａｘ、上記略同心円状の領域を第ｎ周目領域（ｎは、０≦ｎ≦Ｘａｘを満たす整数）、上記略同心円状に並ぶ点光源の径方向のピッチをｄとすると、ｄ＝Ｌ／（２Ｘｍａｘ＋１）であり、かつ、上記第ｎ周目領域においては、８ｎ個の上記点光源が、上記中心領域に配された上記点光源から半径ｎｄだけ外側の位置であって、周方向に等ピッチに配置されていることを特徴とする。
　本発明の一態様によれば、発光領域が略円形状であっても輝度が均一であり、所定の領域毎に輝度制御をして所望の高コントラスト化や低消費電力化を実現する照明装置を得ることにあるという効果を奏する。
本発明の実施形態１に係る照明装置の構成を表す平面図である。 本発明の実施形態１に係る、照明装置が用いられた表示装置の構成表す断面図である。 各周目領域毎のＬＥＤの配置方法を表す図である。 発光領域において、中心領域と、各ｎ周目領域における分割領域を表す図である。 本発明の実施形態２に係る照明装置の構成を表す平面図である。 本発明の実施形態３に係る照明装置の構成を表す平面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態４に係る照明装置１Ｃの構成を表す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す照明装置１Ｃの断面図である。 本発明の実施形態５に係る照明装置の構成を表す平面図である。 楕円率を変更した場合の発光領域を表す平面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態６に係る照明装置の構成を表す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す照明装置の構成を表す断面図である。 （ａ）は、直下型の長方形状のバックライトの構成を表す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すバックライトの断面図である。 （ａ）は、直下型の円形状のバックライトの構成を表す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すバックライトの断面図である。
　〔実施形態１〕
　以下、本発明の実施形態１について、詳細に説明する。まず、図２を用いて照明装置１が用いられている表示装置３０の構成について説明する。
　図２は本発明の実施形態１に係る、照明装置１が用いられた表示装置３０の構成表す断面図である。図２に示すように、表示装置３０は、液晶パネル（画像表示パネル）２０と、液晶パネル２０を背後から照明する照明装置１とを備えている。
　液晶パネル２０は、画素毎に画素駆動用のＴＦＴなどからなるスイッチング素子が配置された素子基板２１と、液晶層２４を介して素子基板２１と対向配置された対向基板２２と、素子基板２１及び対向基板２２を貼り合せているシール２３とを備えている。
　液晶パネル２０のうち、表示領域（画像表示領域）Ｍは画像を表示する領域である。液晶パネル２０において、表示領域Ｍは、画像を表示するための画素がマトリクス状に配置されている領域であると表現することもできる。
　照明装置１は、直下型のバックライトである。照明装置１は、実装基板１０と、複数のＬＥＤ（点光源）１１と、フレーム１２と、拡散板１３とを備えている。
　照明装置１のうち、液晶パネル２０の表示領域Ｍと対向している領域が発光領域Ｅである。発光領域Ｅは、液晶パネル２０の表示領域Ｍを照明する領域である。
　ＬＥＤ１１は、実装基板１０の表面に実装されている。ＬＥＤ１１は発光領域Ｅ内に配置されている。本実施形態においてＬＥＤ１１は、白色光を出射するＬＥＤであるものとする。
　ＬＥＤ１１は、図示しないフラットケーブルなどによって外部回路と接続されており、個別に指定の明るさで点灯させることができる。すなわち、ＬＥＤ１１はローカルディミングを行うことが可能となっている。
　実装基板１０の表面は、反射率が高い部材が配置されている。実装基板１０の表面に配置する反射率が高い部材としては、例えば、白色のレジストを塗布等によって成膜してもよいし、ＬＥＤ１１が配置される領域に開口部を設けた反射シートを実装基板１０の表面に配置してもよい。これにより、ＬＥＤ１１から出射した光を実装基板１０の表面で反射させて、効率よく照明装置１の外部へ出射させている。
　拡散板１３は、実装基板１０に実装されている複数のＬＥＤ１１を覆っている。拡散板１３は、各ＬＥＤ１１からの出射光をぼかして均一な面光源とするための拡散板である。拡散板１３はプリズムシートや偏光反射シートなどを含んでいてもよい。
　フレーム１２は、実装基板１０及び拡散板１３の縁を囲っている。フレーム１２は拡散板１３を支持して実装基板１０に固定している。フレーム１２は、例えば、ポリカーボネイトなどの白色樹脂から構成することができる。ＬＥＤ１１から出射した光を、フレーム１２から漏れないようにフレーム１２に囲まれた領域内部に閉じ込めることによって、拡散板１３を通じて照明装置１の外部に出射される光の輝度を高める効果もある。
　図１は、本発明の実施形態１に係る照明装置１の構成を表す平面図である。
　図１に示すように、本実施形態では、照明装置１は、平面視において外形が円形状を有している。つまり、拡散板１３及び実装基板１０は円形状である。そして、照明装置１のうち発光領域Ｅも円形状を有している。また、この照明装置１の発光領域Ｅと対向する表示領域Ｍ（図１参照）も円形状である。なお、照明装置１は、発光領域Ｅが円形状であればよく、外形は必ずしも円形状でなくともよい。
　ＬＥＤ１１は、実装基板１０に略同心円状に配置されている。ＬＥＤ１１は、長手方向が発光領域Ｅの周方向に延伸するように配置されている。
　上述のように、実装基板１０の表面は反射率が高い部材が配置されている。このため、ＬＥＤ１１から直接拡散板１３を透過した光だけでなく、実装基板１０の表面で反射された光も拡散板１３を透過し、照明装置１の外部へ出射する。
　よって、発光領域Ｅ内において、ＬＥＤ１１間の実装基板１０の表面も光源であると考えることもできる。
　図１において、発光領域Ｅにおける、ＬＥＤ１１及びその周辺領域を含めて分割した分割領域Ｒｎを破線で示している。
　この分割領域Ｒｎは、仮想的な光源と考えられる領域である。分割領域Ｒｎ間には仕切り等が無い。このため、分割領域Ｒｎ内のＬＥＤ１１を点灯させた場合、当該ＬＥＤ１１を含む分割領域Ｒｎのみが他の分割領域Ｒｎと区別されて明確に光るのではなく、当該当該ＬＥＤ１１を含む分割領域Ｒｎに隣接する分割領域Ｒｎにまで広がって光る。
　従って、多少、分割領域Ｒｎ間に面積のバラツキがあっても、分割領域Ｒｎ間の輝度のバラツキは抑えられる。しかし、分割領域Ｒｎ間の面積が等しい方が、分割領域Ｒｎ間の輝度ムラが抑えられるため、すなわち、分割領域Ｒｎ間の輝度の均一性が高まるため好ましい。
　特に、ローカルディミングを行う場合、分割領域Ｒｎの面積が等しい方が、より、効果が高い。
　（ＬＥＤ１１の配置方法）
　上述した分割領域Ｒｎの区画の仕方は、ＬＥＤ１１の配置によって決まってくる。
　次に、図１及び図３を用いて、発光領域Ｅにおいて、分割領域Ｒｎの面積を均一にするためのＬＥＤ１１の配置方法について説明する。図３は、各周目領域毎のＬＥＤ１１の配置方法を表す図である。
　図１に示すように、円形状である発光領域Ｅの直径をＬとし、同心円状に配置されたＬＥＤ１１の径方向のピッチをｄとする。
　そして、発光領域Ｅの中心領域Ｒ０（第０周目領域Ｘ０）及び当該中心領域Ｒ０から外側にそれぞれ仮想的に分割された各円環状の領域を以下のように称する。
　すなわち、発光領域Ｅの中心に配置したＬＥＤ１１を中心として直径ｄの円形領域を中心領域Ｒ０（第０周目領域Ｘ０）とし、中心領域Ｒ０を囲む１つ外側の領域であって径方向の長さがｄの幅を持つ円環状の領域を第１周目領域Ｘ１とし、第１周目領域Ｘ１を囲む１つ外側の領域であって径方向の長さがｄの幅を持つ円環状の領域を第２周目領域Ｘ２とし、第２周目領域Ｘ２を囲む１つ外側の領域であって径方向の長さがｄの幅を持つ円環状の領域を第３周目領域Ｘ３とする。
　同様に、第３周目領域Ｘ３を囲む１つ外側の領域であって径方向の長さがｄの幅を持つ円環状の領域を第４周目領域Ｘ４とし、第４周目領域Ｘ４を囲む１つ外側の領域であって径方向の長さがｄの幅を持つ円環状の領域を第５周目領域Ｘ５とし、・・・、第（ｎ－１）周目領域Ｘｎ－１を囲む１つ外側の領域であって径方向の長さがｄの幅を持つ円環状の領域を第ｎ周目領域Ｘｎとする。ただし、ｎは自然数である。
　図１では、中心領域Ｒ０から第５周目領域Ｘ５まで表している。
　また、この中心領域Ｒ０を含む円環状の領域の個数を周数と称する。中心領域Ｒ０は第０周目であり、第１周目領域Ｘ１は第１周目であり、第２周目領域Ｘ２は第２周目であり、・・・第ｎ周目領域Ｘｎは第ｎ周目である。
　なお、発光領域Ｅを分割した中心領域Ｒ０又は各円環状の領域において領域を特定しない場合は、周目領域Ｘと称する場合がある。
　図３に示すように、各周目領域ＸにＬＥＤ１１を以下のように配置するよう予め決めておく。
　すなわち、周数が０の領域である中心領域Ｒ０（第０周目領域Ｘ０）にはＬＥＤ１１を１個配置する。
　周数が１の領域である第１周目領域Ｘ１においては、８個のＬＥＤ１１を、中心領域Ｒ０におけるＬＥＤ１１から半径ｄだけ外側の位置であって、周方向に等ピッチに配置する。周数が２の領域である第２周目領域Ｘ２においては、１６個のＬＥＤ１１を、中心領域Ｒ０におけるＬＥＤ１１から半径２ｄだけ外側の位置であって、周方向に等ピッチに配置する。
　周数が３の領域である第３周目領域Ｘ３においては、２４個のＬＥＤ１１を、第２周目領域Ｘ２におけるＬＥＤ１１から半径３ｄだけ外側の位置であって、周方向に等ピッチに配置する。周数が４の領域である第４周目領域Ｘ４においては、３２個のＬＥＤ１１を、第３周目領域Ｘ３におけるＬＥＤ１１から半径４ｄだけ外側の位置であって、周方向に等ピッチに配置する。周数が５の領域である第５周目領域Ｘ５においては、４０個のＬＥＤ１１を、中心領域Ｒ０におけるＬＥＤ１１から半径５ｄだけ外側の位置であって、周方向に等ピッチに配置する。・・・周数がｎの領域である第ｎ周目領域Ｘｎにおいては、８ｎ個のＬＥＤ１１を、中心領域Ｒ０におけるＬＥＤ１１から半径ｎｄだけ外側の位置であって、周方向に等ピッチに配置する。
　上述した方法を用いて、以下のように、ＬＥＤ１１を実装基板１０に実装する。
　（１）実装基板１０にＬＥＤ１１を実装する前に、まず、発光領域Ｅを円環状に分割する最大周数Ｘｍａｘを決定する。つまり、ｎの最大数を決定する。
　画像の表示領域Ｍ（図２参照）のサイズや表示装置３０の用途から、輝度やコストの要求がなされる。つまり、照明装置１の仕様によって、照明装置１に使用できるＬＥＤ１１の個数はだいたい決まるため、最大周数Ｘｍａｘも決まってくる。
　例えば、スマートフォンなどのモバイル機器では、使用するＬＥＤ１１の個数は９個か２５個であるため、図３から、最大周数Ｘｍａｘは第１周目（ｎ＝１）又は第２周目（ｎ＝２）である。また、ノートパソコンでは、使用するＬＥＤ１１の個数は４９個～１６９個であるため、図３から最大周数Ｘｍａｘは第３周目（ｎ＝３）～第６周目（ｎ＝６）である。また、モニターでは、使用するＬＥＤ１１の個数は８１個～２８９個であるため、最大周数Ｘｍａｘは第４周目（ｎ＝４）～第８週目（ｎ＝８）となる。また、テレビでは、使用するＬＥＤ１１の個数は３６１個～１６８１個であるため、最大周数Ｘｍａｘは第９周目（ｎ＝９）～第２０周目（ｎ＝２０）となる。なお、超大型テレビや超高精細テレビであれば、これ以上の周数もあり得る。
　（２）次に、ＬＥＤ１１の発光領域Ｅにおける径方向のピッチｄを以下のように算出する。
ｄ＝Ｌ／（２Ｘｍａｘ＋１）
　（３）次に、中心領域Ｒ０（第０周目領域Ｘ０）の中心にＬＥＤ１１を１個実装する。また、図３を用いて説明したように、第ｎ周目領域Ｘｎにおいては、８ｎ個のＬＥＤ１１を、中心領域Ｒ０におけるＬＥＤ１１から半径ｎｄだけ外側の位置であって、周方向に等ピッチに配置する。
　分割領域Ｒｎは、第ｎ周目領域Ｘｎにおいて、ＬＥＤ１１を中心に含み、当該第ｎ周目領域Ｘｎに配置するＬＥＤ１１の個数である８ｎ個に、周方向に均等に分割した領域である。
　（分割領域Ｒｎの面積）
　図４は、照明装置１において中心領域Ｒ０と、各ｎ周目領域Ｘｎにおける分割領域Ｒｎを表す図である。図４を用いて、各分割領域Ｒｎの面積が等しいことを説明する。
　中心領域Ｒ０（第０周目領域Ｘ０）は半径ｄの円形状であるため、当該中心領域Ｒ０の面積はπ（ｄ／２）２で表される。
　第１周目領域Ｘ１における各分割領域Ｒ１の面積をＲ１とすると以下のように算出することができる。
Ｒ１＝（π（３ｄ／２）２－π（ｄ／２）２）／８＝８π（ｄ／２）２／８
　　＝π（ｄ／２）２
　第２周目領域Ｘ２における各分割領域Ｒ２の面積をＲ２とすると以下のように算出することができる。
Ｒ２＝（π（５ｄ／２）２－π（３ｄ／２）２）／１６＝１６π（ｄ／２）２／１６
　　＝π（ｄ／２）２
　第３周目領域Ｘ３における各分割領域Ｒ３の面積Ｒ３、第４周目領域Ｘ４における各分割領域Ｒ４の面積Ｒ４、及び、第５周目領域Ｘ５における各分割領域Ｒ５の面積Ｒ５もそれぞれ同様に算出することができる。
　つまり、第ｎ周目領域Ｘｎにおける各分割領域Ｒｎは以下のように算出することができる。
Ｒｎ＝（π（（２ｎ＋１）ｄ／２）２－π（（２ｎ－１）ｄ／２）２）／８ｎ＝８ｎπ（ｄ／２）２／８ｎ
　　＝π（ｄ／２）２
　このように、図３を用いて説明したように、各周目領域Ｘｎにおける各分割領域Ｒｎを設定すると、各分割領域Ｒｎの面積は全て等しくπ（ｄ／２）２となる。
　（主な利点）
　このように照明装置１は、液晶パネル２０における表示領域Ｍを照明するための円形状の発光領域Ｅの外径をＬ、発光領域Ｅを同心円状に分割する分割数をＸｍａｘ、同心円状の領域を第ｎ周目領域（ｎは、０≦ｎ≦Ｘｍａｘを満たす整数）、同心円状に並ぶＬＥＤ１１の径方向のピッチをｄとすると、ｄ＝Ｌ／（２Ｘｍａｘ＋１）であり、かつ、第ｎ周目領域Ｘｎにおいては、８ｎ個のＬＥＤ１１が、同心円状に並ぶＬＥＤ１１の中心に配されたＬＥＤ１１から半径ｎｄだけ外側の位置であって、周方向に等ピッチに配置されている。
　これにより、第ｎ周目領域Ｘｎ内において、ＬＥＤ１１を含むように周方向に均等に分割された分割領域Ｒｎは、ｎが０からＸｍａｘへ至る各第ｎ周目領域Ｘｎ間で比較しても面積が等しくなる。
　すなわち、図４を用いて説明したように、中心領域Ｒ０、第１周目領域Ｘ１における分割領域Ｒ１、第２周目領域Ｘ２における分割領域Ｒ２、・・・、第ｎ周目領域Ｘｎにおける分割領域Ｒｎの面積は何れもπ（ｄ／２）２となり等しくなる。
　このため、各分割領域Ｒｎの輝度が均一になり、この結果、発光領域Ｅが円形状であっても、発光領域Ｅの輝度が均一となる。さらに、照明装置１に、発光領域Ｅを所定の領域毎に輝度制御をする、いわゆるローカルディミング技術を適用しても、分割領域Ｒｎ間での面積のばらつきがないため、予め期待された通りの所望の高コントラスト化や低消費電力化を得ることができる。
　なお、発光領域Ｅは円形状であることが好ましい。これにより、確実に各分割領域Ｒｎ間の輝度を均一にすることができる。しかし、発光領域は円形状に限定されず、楕円形状等、正円から変形した略円形状であってもよい。これによっても、従来構造（図１２参照）と比べて、分割領域間の輝度を均一にすることができる。
　〔実施形態２〕
　本発明の他の実施形態について、図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
　図５は、本発明の実施形態２に係る照明装置１Ａの構成を表す平面図である。
　ＬＥＤ１１の長手方向の向きは、どのような方向であってもよい。照明装置１Ａのように、ＬＥＤ１１の長手方向が、１方向を向くように平行に配置されていてもよい。これによっても、各分割領域Ｒｎの面積の面積は同一であるため、発光領域Ｅの輝度が均一となる。さらに、照明装置１Ａに、発光領域Ｅを所定の領域毎に輝度制御をする、いわゆるローカルディミング技術を適用しても、分割領域Ｒｎ間での面積のばらつきがないため、予め期待された通りの所望の高コントラスト化や低消費電力化を得ることができる。
　〔実施形態３〕
　本発明の他の実施形態について、図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、実施形態１、２にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
　図６は、本発明の実施形態３に係る照明装置１Ｂの構成を表す平面図である。
　各分割領域Ｒｎに実装されているＬＥＤは複数実装されていてもよい。図６に示す照明装置１Ｂでは、色域を高めるために、各分割領域Ｒｎに、赤色光を発光するＬＥＤ１１Ｂｒと、緑色光を発光するＬＥＤ１１Ｂｇと、青色光を発光するＬＥＤ１１Ｂｂとから構成されているＬＥＤ１１Ｂが実装されている。ＬＥＤ１１Ｂは、ＬＥＤ１１Ｂｒ・Ｂｇ・Ｂｂからの光の混色により白色光を発光する。
　または、各分割領域Ｒｎに、異なる色の光を発光するＬＥＤを実装するのではなく、輝度を高めるために、白色光を発光するＬＥＤが複数実装されていてもよい。
　このような構成によっても、発光領域Ｅの輝度は均一であり、かつ、ローカルディミング技術を適用しても、予め期待された通りの所望の高コントラスト化や低消費電力化を得ることができる。
　〔実施形態４〕
　本発明の他の実施形態について、図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、実施形態１～３にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
　図７の（ａ）は、本発明の実施形態４に係る照明装置１Ｃの構成を表す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す照明装置１Ｃの断面図である。
　照明装置１Ｃは、照明装置１（図１等参照）における各分割領域Ｒｎ間に物理的に分割する内側フレーム（フレーム部）３１を設けた点で相違する。照明装置１Ｃの他の構成は照明装置１と同様である。
　内側フレーム３１は、各第ｎ周目領域Ｘｎ間を仕切る円形状部と、第ｎ周目領域Ｘｎにおいて均等に分割した分割領域Ｒｎ間を仕切る板状部とを有する。
　内側フレーム３１は、実装基板１０の表面（ＬＥＤ１１が実装されている面）から起立し、頭頂部にて拡散板１３と接触している。これにより、各分割領域Ｒｎは、隣接する分割領域Ｒｎと物理的に分割されている。これにより、ＬＥＤ１１から発光した光は分割領域Ｒｎ内に閉じ込められ拡散板１３から出射するため、分割領域Ｒｎ内をより均一に光らせることができる。
　内側フレーム３１は、フレーム１２と同様に、例えば、ポリカーボネイトなどの白色樹脂から構成することができる。これにより反射率を高めることができる。さらに、内側フレーム３１は、テーパー形状を有していることが好ましい。これにより、さらに、拡散板１３から外部へ効率よく光が出射するように、ＬＥＤ１１からの光を反射することができる。
　〔実施形態５〕
　本発明の他の実施形態について、図８、図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、実施形態１～４にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
　図８は、本発明の実施形態５に係る照明装置１Ｄの構成を表す平面図である。照明装置１Ｄは、発光領域ＥＤが円形状ではなく、楕円形状である点で照明装置１（図１等参照）と相違する。照明装置１Ｄの他の構成は照明装置１と同様である。
　照明装置１Ｄに示す発光領域ＥＤのように、正円から多少変形した楕円形状であっても、分割領域Ｒｎの輝度のばらつきを抑えることができる。
　これは、発光領域ＥＤのうち、長径（図８における紙面上下方向の径）と短径（図８における紙面左右方向の径）との比（短径の長さを長径の長さで割った値）を楕円率とすると、楕円率が変わっても各分割領域Ｒｎの面積は一定のままであるためである。
　このため、発光領域ＥＤの輝度は均一であり、ローカルディミング技術を適用しても、予め期待された通りの所望の高コントラスト化や低消費電力化を得ることができる。
　図９は、楕円率を変更した場合の発光領域ＥＤを表す平面図である。
　図９の（ａ）は楕円率が１．０の場合を表し、（ｂ）は楕円率が０．９の場合を表し、（ｃ）は楕円率が０．８の場合を表し、（ｄ）は楕円率が０．７の場合を表し、（ｅ）は楕円率が０．６の場合を表し、（ｆ）は楕円率が０．５の場合を表し、（ｇ）は楕円率が０．４の場合を表し、（ｈ）は楕円率が０．３の場合を表している。
　図９に示すように、楕円率が小さく又は大きくなるに従って、発光領域ＥＤの形状が長細くなっていく。これに伴って、分割領域Ｒｎの形状の長細く変形する。このため、各分割領域Ｒｎに、例えば１個のＬＥＤ１１を配置している場合、場所によっては、当該１個のＬＥＤ１１によって分割領域Ｒｎ全体を均一に照らすことが難しくなる。
　このため、各分割領域Ｒｎに実装するＬＥＤ１１の数を同数にする場合、楕円率は０．５以上１．０以下であることが好ましい。これにより、各分割領域Ｒｎ内を均一に照らすことができる。このため、発光領域ＥＤ全体としても均一な輝度を得ることができる。
　楕円率が０．５未満の場合は、分割領域Ｒｎに実装するＬＥＤ１１の数を複数個とし、発光領域ＥＤにおける分割領域Ｒｎの位置に応じて、当該複数のＬＥＤ１１の配置位置を工夫することで、分割領域Ｒｎ間の輝度の均一性を確保してもよい。
　〔実施形態６〕
　本発明の他の実施形態について、図１０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、実施形態１～５にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
　図１０の（ａ）は、本発明の実施形態６に係る照明装置１Ｅの構成を表す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す照明装置１Ｅの構成を表す断面図である。
　照明装置１Ｅは、発光領域ＥＥの中心に貫通した穴（貫通孔）１Ｅａが設けられている点で照明装置１（図１等参照）と相違する。照明装置１Ｅの他の構成は照明装置１と同様である。
　実装基板１０Ｅ及び拡散板１３Ｅの中心に穴１Ｅａが設けられている。この穴１Ｅａを囲って、実装基板１０Ｅの表面から起立し頭頂部で拡散板１３Ｅと接触している内側のフレーム１２Ｅが設けられている。このフレーム１２Ｅにより、拡散板１３Ｅを保持したり、ＬＥＤ１１からの光が外部へ漏れる漏れ光を防いだりすることができる。
　照明装置１Ｅに設けられた穴１Ｅａは、照明装置１Ｅを時計向けの表示装置に用いた場合のアナログ針の軸を通す穴として使用することができる。これにより、アナログ針を有しつつ、時計の文字盤に種々の画像を表示させることが可能な表示装置を得ることができる。また、その他には、穴１Ｅａにボタンやスイッチ等を配置したり、ＣＣＤやセンサなどを配置したりすることで、種々の機能を備えた表示装置を構成することができる。さらに、穴１Ｅａを設けた照明装置１Ｅによって、意匠性を高めた照明装置を構成することができる。
　図１０の（ａ）において穴１Ｅａは、直径がｄの円形状を有している。穴１Ｅａは、照明装置１における中心領域Ｒ０（図１等参照）の位置に設けられている。なお、穴１Ｅａを設ける大きさは、中心領域Ｒ０と第１周目領域Ｘ１の位置など、第ｎ周目領域Ｘｎのうち複数の周目領域Ｘの位置に設けられていてもよい。
　すなわち、穴１Ｅａの大きさは第ｎ周目領域Ｘｎと同じ大きさであってもよい。但し、ここではｎは、０＜ｎ＜Ｘｍａｘを満たす整数である。
　換言すると、穴１Ｅａの直径はｄの奇数倍であればよい。これにより、各分割領域Ｒｎの面積を等しくしつつ、かつ、発光領域ＥＥ内に穴１Ｅａを設けることができる。これにより、穴１Ｅａを種々の用途に使用することで、利用範囲が広く種々の用途に使用できる照明装置１Ｅ及び表示装置を得ることができる。
　〔まとめ〕
　本発明の態様１に係る照明装置１は、画像表示パネル（液晶パネル２０）における画像表示領域（表示領域Ｍ）を照明するための略円形状の発光領域Ｅの外径をＬ、上記発光領域Ｅを略同心円状に分割する分割数をＸｍａｘ、上記略同心円状の領域を第ｎ周目領域Ｘｎ（ｎは、０≦ｎ≦Ｘｍａｘを満たす整数）、上記略同心円状に並ぶ点光源（ＬＥＤ１１）の径方向のピッチをｄとすると、ｄ＝Ｌ／（２Ｘｍａｘ＋１）であり、かつ、上記第ｎ周目領域Ｘｎにおいては、８ｎ個の上記点光源（ＬＥＤ１１）が、上記略同心円状に並ぶ上記点光源（ＬＥＤ１１）の中心に配された上記点光源（ＬＥＤ１１）から半径ｎｄだけ外側の位置であって、周方向に等ピッチに配置されていることを特徴とする。
　上記構成によると、上記第ｎ周目領域内において、上記点光源を含むように均等に分割された分割領域は、ｎが０からＸｍａｘへ至る各上記第ｎ周目領域間で比較しても面積が等しくなる。このため、発光領域が略円形状であっても、発光領域の輝度が均一となる。さらに、発光領域を所定の領域毎に輝度制御をする、いわゆるローカルディミング技術を適用して、所望の高コントラスト化や低消費電力化を実現することができる。
　本発明の態様２に係る照明装置１は、上記態様１において、上記略同心円状の領域において、上記点光源（ＬＥＤ１１）が含まれるように周方向に等ピッチで分割した領域を分割領域Ｒｎとすると、各分割領域Ｒｎの面積が等しいことが好ましい。これにより、各分割領域間の輝度が均一になり、この結果、発光領域が略円形状であっても、発光領域の輝度が均一になる。また、照明装置１にローカルディミング技術を適用しても、分割領域間での面積のばらつきがないため、予め期待された通りの所望の高コントラスト化や低消費電力化を得ることができる。
　本発明の態様３に係る照明装置１は、上記態様１又は２において、上記発光領域Ｅは円形状であることが好ましい。これにより、確実に、各分割領域の輝度を均一にすることができる。
　本発明の態様４に係る照明装置１Ｄは、上記態様１又は２において、上記発光領域ＥＤは楕円形状であってもよい。これによっても、各分割領域の面積は一定であるため、各分割領域の輝度のばらつきを抑えることができる。
　本発明の態様５に係る照明装置１Ｄは、上記態様４において、上記楕円における短径の長さを長径の長さで割った値を楕円率とすると、楕円率は０．５以上１．０以下であることが好ましい。これにより、各分割領域における点光源の個数が同数であっても、各点光源は、各分割領域を均一に照らすことができる。このため、発光領域全体として均一な輝度を得ることができる。
　本発明の態様６に係る照明装置１Ｃは、上記態様２において、上記点光源（ＬＥＤ１１）は、実装基板１０の表面に実装されており、さらに、上記各分割領域Ｒｎを区画すると共に、上記実装基板１０の表面から起立するフレーム部（内側フレーム３１）を備えていることが好ましい。
　これにより、点光源から出射した光は上記フレーム部に反射されて上記照明装置外に出射するため、各分割領域内をより均一に光らせることができる。
　本発明の態様７に係る照明装置１Ｅは、上記態様１～６において、上記発光領域ＥＥは、上記略同心円状の領域に、上記第ｎ周目領域（ｎは、０＜ｎ＜Ｘｍａｘを満たす整数）と同じ大きさの貫通孔（穴１Ｅａ）が設けられていてもよい。
　本発明の態様８に係る照明装置１Ｅは、上記態様７において、上記貫通孔（穴１Ｅａ）の直径は上記ｄの奇数倍であってもよい。
　これにより、各分割領域の面積を等しくしつつ、かつ、発光領域内に貫通孔を設けることができる。これにより、貫通孔を種々の用途に使用することで、利用範囲が広く種々の用途に使用できる照明装置を得ることができる。
　本発明の態様９に係る照明装置１は、上記態様１～８において、上記点光源（ＬＥＤ１１）は個別に駆動制御が可能であることが好ましい。発光領域が略円形状である構成において、いわゆるローカルディミング技術を適用しても、輝度が均一な照明装置を得ることができる。
　本発明の態様１０に係る照明装置１は、上記態様１～９において、上記点光源はＬＥＤであってもよい。
　本発明の態様１１に係る表示装置３０は、上記照明装置１と、上記照明装置１によって照明される画像表示パネル（液晶パネル２０）とを備えていることが好ましい。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
１、１Ａ～１Ｅ　照明装置
１０、１０Ｅ　実装基板
１１、１１Ｂ　ＬＥＤ（点光源）
１２　フレーム
１２Ｅ　フレーム（フレーム部）
１３、１３Ｅ　拡散板
２０　液晶パネル（画像表示パネル）
２１　素子基板
２２　対向基板
２３　シール
２４　液晶層
３０　表示装置
３１　内側フレーム（フレーム部）
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒｎ　分割領域
Ｘ１　第１周目領域
Ｘ２　第２周目領域
Ｘ３　第３周目領域
Ｘ４　第４周目領域
Ｘ５　第５周目領域
Ｘｎ　第ｎ周目領域

Claims (11)

  1. 　画像表示パネルにおける画像表示領域を照明するための発光領域の外径をＬ、
    　上記発光領域を略同心円状に分割する分割数をＸｍａｘ、
    　上記略同心円状の領域を第ｎ周目領域（ｎは、０≦ｎ≦Ｘｍａｘを満たす整数）、
    　上記略同心円状に並ぶ点光源の径方向のピッチをｄとすると、
    　ｄ＝Ｌ／（２Ｘｍａｘ＋１）であり、かつ、
    　上記第ｎ周目領域においては、８ｎ個の上記点光源が、上記略同心円状に並ぶ点光源の中心に配された上記点光源から半径ｎｄだけ外側の位置であって、周方向に等ピッチに配置されていることを特徴とする照明装置。
  2. 　上記略同心円状の領域において、上記点光源が含まれるように周方向に等ピッチで分割した領域を分割領域とすると、各分割領域の面積が等しいことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  3. 　上記発光領域は円形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
  4. 　上記発光領域は楕円形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
  5. 　上記楕円における短径の長さを長径の長さで割った値を楕円率とすると、楕円率は０．５以上１．０以下であることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
  6. 　上記点光源は、実装基板の表面に実装されており、
    　さらに、上記各分割領域を区画すると共に、上記実装基板の表面から起立するフレーム部を備えていることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
  7. 　上記発光領域は、上記略同心円状の領域に、上記第ｎ周目領域（ｎは、０＜ｎ＜Ｘｍａｘを満たす整数）と同じ大きさの貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１～６の何れか１項に記載の照明装置。
  8. 　上記貫通孔の直径は上記ｄの奇数倍であることを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
  9. 　上記点光源は個別に駆動制御が可能であることを特徴とする請求項１～８の何れか１項に記載の照明装置。
  10. 　上記点光源はＬＥＤであることを特徴とする請求項１～９の何れか１項に記載の照明装置。
  11. 　請求項１～１０の何れか１項に記載の照明装置と、
    　上記照明装置によって照明される上記画像表示パネルとを備えていることを特徴とする表示装置。
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