直下型ＬＥＤバックライト装置及びそれを用いた液晶表示装置
【課題】 駆動装置やその制御回路の増大や、液晶表示装置の外形の変化なしに、表示領域の端部の色ムラ（色むらが問題にならない場合は輝度ムラ）を改善できる直下型ＬＥＤバックライト装置を提供する。
【解決手段】 底壁（実装基板２）と、所定距離をあけて前記底壁の内面に対向して配置された光学部材群８と、前記底壁と光学部材群８の間を前記所定距離に保持する側壁６と、前記底壁の内面に固定された光源としての複数のＬＥＤ１とを備える。側壁６は、その内側に、前記底壁と側壁６と光学部材群８から形成される空間の中央部に向かって突出した突出部Pを有しており、最外部にあるＬＥＤ１の発光面の少なくとも一部は、突出部Pと重なっていて光学部材群８の垂直方向からは見えない位置にある。
【解決手段】 底壁（実装基板２）と、所定距離をあけて前記底壁の内面に対向して配置された光学部材群８と、前記底壁と光学部材群８の間を前記所定距離に保持する側壁６と、前記底壁の内面に固定された光源としての複数のＬＥＤ１とを備える。側壁６は、その内側に、前記底壁と側壁６と光学部材群８から形成される空間の中央部に向かって突出した突出部Pを有しており、最外部にあるＬＥＤ１の発光面の少なくとも一部は、突出部Pと重なっていて光学部材群８の垂直方向からは見えない位置にある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト装置に関し、さらに言えば、発光ダイオード（Light-Emitting Diode, 以下、ＬＥＤという）を光源として用いた直下型のバックライト装置と、そのバックライト装置を用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤの一つの用途として、白色（以下、Ｗともいう）のＬＥＤ発光ダイオードと、赤色（以下、Ｒともいう）、緑色（以下、Ｇともいう）、青色（以下、Ｂともいう）の三色のＬＥＤとを組み合わせて、あるいは、ＷのＬＥＤ発光ダイオードとＲ、Ｇ、Ｂ以外の色のＬＥＤとを組み合わせて、白色光を発光させるようにした白色ＬＥＤ光源が知られている。近年、ＬＥＤの高出力化が進んだことにより、この形式の白色ＬＥＤ光源の用途が広がっている。
【０００３】
特に、高輝度が要求される照明やプロジェクタ光源、大型液晶表示装置用バックライト装置への応用が検討されている。これらの用途では、水銀フリーによる環境負荷が小さいこと、色再現性が良好であること、応答性が良好であること、輝度の可変性を有すること、寿命が長いこと等の特徴をＬＥＤが持つことから、白色ＬＥＤ光源が従来の蛍光管（熱陰極管及び冷陰極管）に代わる白色光源として期待されている。
【０００４】
前述した照明やプロジェクタ光源、大型液晶表示装置用バックライト装置に白色ＬＥＤ光源を応用する際には、現状では、要求輝度を達成して面光源とするために、点光源である発光ダイオードを多数使用する必要がある。また、面光源全体の輝度ムラ及び色度ムラを所定の範囲内に抑えることが要求される。
【０００５】
ところで、ＬＥＤを使用したバックライト装置をその構造面で分けると、エッジライト型と、直下型の二つに分けられる。これら二つの方式が代表的なものである。
【０００６】
エッジライト型では、拡散シートやプリズムシートを含む光学シート群の下面に隣接して導光板を設け、その導光板の一つの端面に直線状に配置されたＬＥＤ群からの照射光を入射させる。このようにして、ＬＥＤ群からの照射光を照明すべき方向に直交させることによって、面光源を生成するのである。
【０００７】
直下型では、拡散シートやプリズムシートを含む光学シート群の下面に隣接して拡散板を設け、その拡散板の直下に所定パターンを持つＬＥＤ群（ＬＥＤアレイ）を配置して、その拡散板の主平面にＬＥＤ群からの照射光を入射させる。このようにして、ＬＥＤからの照射光を照明すべき方向に平行にして面光源を生成する。直下方式は、輝度を上げやすい利点があるため、比較的大型のバックライト装置に好適であるとされている。
【０００８】
しかし、直下型バックライト装置においてその厚さが制限された場合、すなわち、薄型構造の直下型バックライト装置では、ＬＥＤ群から拡散板までの光路長が短くなるため、各色のＬＥＤからの光を面内に均一に分散させることが比較的困難であり、その結果、輝度ムラと色度ムラが生じやすいという難点がある。特に、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤを使用した白色ＬＥＤ光源の場合、各ＬＥＤの外形サイズによって配置位置がずれ、それに伴って各色の発光のピークもずれるために、面内での色ムラが発生しやすい。
【０００９】
薄型構造の直下型バックライト装置で生じる、前述のＲ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤの配置位置のずれに起因する色ムラは、当該バックライト装置の中央部（周辺部以外の部分）では生じない。これは、中央部のいずれの位置でも、その周囲のＬＥＤ群から到達する光によって十分に白色に混色されるからである。当該バックライト装置の周辺部（側壁の近傍の部分）で色ムラが発生するのは、ＬＥＤアレイのうちの当該バックライト装置の側壁に沿って配置されたＬＥＤ群、換言すれば、当該側壁の近傍に配置されたＬＥＤ群から照射される光が、それ以外の箇所に配置されたＬＥＤ群から照射される光よりも少ないため、白色に混色されず、結果として、当該側壁の近傍に配置されたＬＥＤ群の発光色に偏るからである。
【００１０】
この色ムラを改善する方法の一つとして、前記側壁の近傍に配置されたＬＥＤ群に、それ以外の箇所に配置されたＬＥＤ群とは異なる駆動電流を印加するようにし、前記側壁の近傍に配置されたＬＥＤ群の輝度を、それ以外の箇所に配置されたＬＥＤ群のそれより低くすることで、色均一性を向上させる技術が、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−３３２８２８公報（要約、請求項１及び１３、図１、３及び８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に開示された技術を図１４と図１５を用いて説明する。図１４は、特許文献１に開示された液晶表示装置の、ＬＥＤ群を切断する面に沿った断面図である。図１５は、色均一性を向上させるために、列の端部にあるＬＥＤの輝度を減衰させる技術を示す図である。
【００１３】
図１４に示すように、この従来の液晶表示装置は、ＬＣＤ層１３０とバックライト装置１３２とを備えている。バックライト装置１３２は、下部混合チャンバ１３５、第１拡散器１７６としての拡散フィルム１０１、上部混合チャンバ１７５、第２拡散器１８０としての拡散フィルム１０２及び輝度増強フィルム１８２を備えている。輝度増強フィルム１８２は、上部混合チャンバ１７５の上壁を形成するアクリル板の上面に装着され、拡散フィルム１０２は同アクリル板の下面に装着されている。
【００１４】
所定数のＲ、Ｇ、Ｂの三色のＬＥＤ１３４は、下部混合チャンバ１３５内において、回路基板１４０上に所定レイアウトで搭載されている。ＬＥＤ１３４の各々は、側面発光レンズ１４２とスポット反射体１６６を有している。各ＬＥＤ１３４から照射された光は、下部混合チャンバ１３５内で混合された後、第１拡散器１７６としての拡散フィルム１０１で拡散されてから、上部混合チャンバ１７５に入り、さらに混合される。そして、第２拡散器１８０としての拡散フィルム１０２で再度拡散された後、バックライト装置１３２（上部混合チャンバ１７５）の上面に設けられた輝度増強フィルム１８２を通って、ＬＣＤ層１３０に照射される。
【００１５】
図１４の構成において、バックライト装置１３２の下部混合チャンバ１３５の側壁１３８の近傍（周縁部）での色均一性は、各ＬＥＤ列の端部に配置された、いくつかのＬＥＤ１３４の光出力を減衰させることによって向上せしめられる。バックライト装置１３２の特定の形態（例えば、ＬＥＤ１３４のピッチ及び配列）に依存して、ＬＥＤ列の端部での１〜５個のＬＥＤ１３４の輝度を減衰させることができる。
【００１６】
ＬＥＤ列の端部でのＬＥＤ１３４の光を低減する様々な方法のうちの一つを、図１５に示す。説明を簡単にするために、駆動装置１、駆動装置２及び駆動装置３は、ＬＥＤ列に沿ったＬＥＤ１３４の異なるグループを駆動するように示されている。例えば、駆動装置２は、指定された白色点に対する望ましいＲ、Ｇ、Ｂのカラー均衡を得るために、中間部分に沿ってＲ、Ｇ、ＢのＬＥＤ１３４に異なる電流を印加する。
【００１７】
図１５において、当該ＬＥＤ列内の最後の三つのＬＥＤ１３４は、ＬＥＤ列内の他の場所の同じ色のＬＥＤ１３４よりも低い駆動電流で駆動される。例えば、ＬＥＤ列の左端及び右端にあるＲ、Ｇ、ＢのＬＥＤ３４は、端部のＧのＬＥＤ１３４の輝度（光束）が、中間部にあるＧのＬＥＤ１３４の輝度の約半分となるようにし、その内側にある次のＬＥＤ１３４の輝度が、同じ色の中間部のＬＥＤ１３４の輝度の約５０〜７５％となるように、内側の次のＬＥＤ１３４の輝度が同じ色の中間部にあるＬＥＤ１３４の輝度の約６０〜９０％となるように、それぞれ、低減した駆動電流を供給することによって輝度を低下させる。なお、輝度レベルの特定の減衰量は、色均一性の人間の知覚に基づいており、最適の減衰は実験的に判断することができる。
【００１８】
しかしながら、この従来のバックライト装置１３２のように、ＬＥＤ列の端部に配置されたＬＥＤ１３４とその中間部に配置されたＬＥＤ１３４とを、異なる駆動装置で駆動することは、駆動装置やその制御回路の増大によるコストアップ、占有スペースの増加（これは液晶表示装置の外形の変化につながる）等の問題を招来する。
【００１９】
本発明は、図１４及び図１５に示した従来のバックライト装置１３２における上記問題を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、駆動装置やその制御回路の増大や、液晶表示装置の外形（例えば額縁の厚み）の変化なしに、表示領域の端部の色ムラを改善することができる、直下型ＬＥＤバックライト装置と、それを用いた液晶表示装置を提供することにある。
【００２０】
本発明の他の目的は、駆動装置やその制御回路の増大や、液晶表示装置の外形（例えば額縁の厚み）の変化なしに、表示領域の端部の輝度ムラを改善することができる、直下型ＬＥＤバックライト装置と、それを用いた液晶表示装置を提供することにある。
【００２１】
ここに明記しない本発明の他の目的は、以下の説明及び添付図面から明らかである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
（１） 本発明の第１の観点では、直下型ＬＥＤバックライト装置が提供される。この直下型ＬＥＤバックライト装置は、
底壁と、
所定距離をあけて前記底壁の内面に対向して配置された光学部材群と、
前記底壁と前記光学部材群の間を前記所定距離に保持する側壁と、
前記底壁の内面に固定された、光源としての複数のＬＥＤとを備え、
前記側壁は、その内側に、前記底壁と前記側壁と前記光学部材群から形成される空間の中央部に向かって突出した突出部を有しており、
最外部にある前記ＬＥＤの発光面の少なくとも一部は、前記突出部と重なっていて前記光学部材群の垂直方向からは見えない位置にあることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の第１の観点による直下型ＬＥＤバックライト装置では、前記側壁が、その内側に、前記底壁と前記側壁と前記光学部材群から形成される前記空間の中央部に向かって突出した突出部を有しており、しかも、最外部にある前記ＬＥＤの発光面の少なくとも一部が、前記突出部と重なっていて前記光学部材の垂直方向からは見えない位置にあるので、前記発光面の少なくとも一部が前記突出部と重なっている前記ＬＥＤから発する光の一部が、前記光学部材群に到達しないようにすることができる。このため、前記突出部の突出状態と、前記突出部の前記ＬＥＤから発する光が照射される面の光学特性（例えば拡散反射、鏡面反射、吸収など）を適切に設定するだけで、液晶パネルの表示領域の端部に生じる色ムラを改善することができる。
【００２４】
しかも、その際に、駆動装置やその制御回路が増大することがないし、液晶表示装置の額縁の厚みの変化等、液晶表示装置の外形が変わることもない。
【００２５】
このように、本発明の第１の観点による直下型ＬＥＤバックライト装置では、駆動装置やその制御回路の増大や、液晶表示装置の外形（例えば額縁の厚み）の変化なしに、表示領域の端部の色ムラを改善することができる。
【００２６】
前記光源が白色光を発する前記ＬＥＤだけから構成されている場合は、駆動装置やその制御回路の増大や、液晶表示装置の外形（例えば額縁の厚み）の変化なしに、表示領域の端部の輝度ムラが改善される。
【００２７】
なお、前記「突出部」は、前記側壁の内側から、前記底壁と前記側壁と前記光学部材群から形成される前記空間の中央部に向かって突出していると共に、最外部にある前記ＬＥＤの発光面の少なくとも一部と重なっている部分を少なくとも含む。その部分に近接する領域を含んでもよい。
【００２８】
（２） 本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置の好ましい例では、前記突出部の先端が、最外部にある前記ＬＥＤの発光面の中心よりも前記底壁に沿って外側にシフトした位置に配置される。
【００２９】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置の他の好ましい例では、前記側壁が、前記光学部材群を支持する支持面を有しており、その支持面が前記側壁の内面と交差して形成される交線が、前記突出部の先端よりも前記底壁に沿って外側にシフトした位置に配置される。
【００３０】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のさらに他の好ましい例では、当該バックライト装置と組み合わされる液晶パネルの表示領域の最外端が、前記突出部の先端と前記交線との間に位置するように、前記突出部の先端と前記交線の位置が設定される。
【００３１】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のさらに他の好ましい例では、前記光源が、色の異なる光を発する複数の前記ＬＥＤを組み合わせてなるクラスターの構成を持つ。
【００３２】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のさらに他の好ましい例では、前記光源が、白色光を発する複数の前記ＬＥＤのみから構成される。
【００３３】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のさらに他の好ましい例では、複数の前記ＬＥＤが、前記底壁の内面に一定ピッチで正方状または千鳥状に配置される。
【００３４】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のさらに他の好ましい例では、前記側壁の前記突出部より前記底壁に近い領域が、光吸収面を持つ。
【００３５】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のさらに他の好ましい例では、前記側壁の前記突出部より前記底壁に近い領域が、拡散反射面または鏡面反射面を持つ。
【００３６】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のさらに他の好ましい例では、前記側壁の前記突出部より前記底壁に近い領域が、光吸収面と、拡散反射面または鏡面反射面とを持つ。
【００３７】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のさらに他の好ましい例では、前記突出部の断面形状が略三角形または略方形とされ、前記側壁の内面が平面とされる。
【００３８】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のさらに他の好ましい例では、前記突出部の断面形状が略三角形または略方形とされ、前記側壁の内面が凹状の湾曲面とされる。
【００３９】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のさらに他の好ましい例では、前記突出部が、最外部にある前記ＬＥＤと重なる箇所にのみ選択的に形成され、隣接する前記ＬＥＤの間には形成されない。
【００４０】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のさらに他の好ましい例では、前記光源が、色の異なる光を発する複数の前記ＬＥＤを第１方向に直線状に配置してなる棒状ＬＥＤ群を複数個、前記第１方向に対して直交する第２方向に一定ピッチで配置して構成され、前記突出部が、前記棒状ＬＥＤ群の各端に近接し且つ前記第２方向に延在する、前記側壁の二つの対向する箇所のみに設けられる。
【００４１】
（３） 本発明の第２の観点では、液晶表示装置が提供される。この液晶表示装置は、
液晶パネルと、
上記（１）または（２）に記載した本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のいずれかと
を備えてなることを特徴とするものである。
【００４２】
本発明の第２の観点による液晶表示装置では、本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置を備えているので、本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置と同じ効果が得られる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明の第１の観点による直下型ＬＥＤバックライト装置及び本発明の第２の観点による液晶表示装置によれば、駆動装置やその制御回路の増大、または液晶表示装置の額縁の厚み等、液晶表示装置の外形を変えずに、表示領域の端部の色ムラ（色ムラが問題にならない場合は輝度ムラ）を改善することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置に使用されたＬＥＤアレイを、表示面（光学シート群）側から見た部分平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の、要部の詳細寸法と液晶パネルとの位置関係を示す要部断面図である。
【図４Ａ】本発明の第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置において、側壁の突出部を除いた場合の構成を示す要部断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの構造を持つ直下型ＬＥＤバックライト装置において、シミュレーションにより得た光学特性を示すグラフである。
【図５Ａ】本発明の第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図である。
【図５Ｂ】本発明の第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置において、シミュレーションにより得た光学特性を示すグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置に使用されたＬＥＤアレイを、表示面（光学シート群）側から見た部分平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の第４実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図、（ｂ）は本発明の第５実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図、（ｃ）は本発明の第６実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図である。
【図９】本発明の第７実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図である。
【図１０】本発明の第８実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置に使用されたＬＥＤアレイを、表示面（光学シート群）側から見た部分平面図である。
【図１１】本発明の第９実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置に使用されたＬＥＤアレイの、クラスターの構成例を示す説明図である。
【図１２】本発明の第１０実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置に使用されたＬＥＤアレイを、表示面（光学シート群）側から見た平面図である。
【図１３】本発明の第１１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置に使用されたＬＥＤアレイを、表示面（光学シート群）側から見た部分平面図である。
【図１４】従来の直下型ＬＥＤバックライト装置を使用した液晶表示装置の断面説明図である。
【図１５】図１４の従来の直下型ＬＥＤバックライト装置の駆動方法の一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００４６】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を図１及び図２に示す。
【００４７】
本第１実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置は、図１に示すように、複数のＬＥＤ１からなるＬＥＤアレイと、実装基板２と、光学部材群８と、側壁６と、筐体７とを備えている。
【００４８】
ＬＥＤアレイは、Ｒ、ＧまたはＢの光を発するＬＥＤ１を複数個組み合わせ、それらを実装基板２の内面に所定レイアウトで配置して構成されている。ＬＥＤアレイは、Ｒ、Ｇ及びＢの三色の光を混合させることで白色光を生成する。各々のＬＥＤ１は、ここでは、Ｒ、ＧまたはＢの光をそのパッケージに対して垂直方向に発光する「トップビュー・タイプ」とされている。
【００４９】
本第１実施形態で使用されるＬＥＤアレイの具体的構成を図２に示す。図２に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｇ、Ｂの光をそれぞれ発する４個のＬＥＤ１が、正方形をなすように配置されて、一つのクラスター１Ａを構成している。ＬＥＤ１の配置は、Ｒの光を発するＬＥＤ１の両側にＧの光を発する二つのＬＥＤ１が並び、Ｂの光を発するＬＥＤ１はＲの光を発するＬＥＤ１の一つの対角線上に置かれている。Ｇの光を発する二つのＬＥＤ１が、もう一つの対角線上に置かれている。そして、そのクラスター１Ａが複数個、一定のピッチで実装基板２上にマトリックス状に配置され、ＬＥＤアレイを構成している。クラスター１Ａのピッチは、必要な輝度に応じて最適な値に設定される。
【００５０】
実装基板２には、ＬＥＤアレイのほか、駆動回路や制御回路（いずれも図示せず）が搭載されている。また、実装基板２の内面には、ＬＥＤ１から発した光を反射するための反射面３が形成されている。反射面３は、ＬＥＤアレイが配置された領域のみが開口されて実装基板２の内面に形成されている。
【００５１】
側壁６は、両端を開口した断面略矩形の筒状で、実装基板２の外周（四方）を取り囲むように筐体７に装着されている。側壁６の一端（図１では下端）の開口は、筐体７によって閉鎖されており、他端（図１では上端）の開口は、光学部材群８によって閉鎖されている。実装基板２は、筐体７の底部の内面に固定されている。筐体７は、実装基板２と側壁７の双方を取り囲むように形成された、上面を開口した箱状である。
【００５２】
光学部材群８は、拡散板４と、拡散シートやプリズムシート等からなる光学シート群５から構成されている。拡散板４は、最も内側（実装基板２に最も近い位置）に配置されている。光学シート群５は、拡散板４の外側にそれと近接して配置されている。光学部材群８は、実装基板２（反射面３）に平行にそれと対向するようにして、側壁６の実装基板２とは反対側の端部（図１では上端）に固定されている。光学部材群８の各々は、こうして反射面３から所定距離に保持されている。
【００５３】
実装基板２と側壁７と光学部材群８は、実装基板２上にあるＬＥＤアレイから発せられる色の異なる光を混合して白色光とするための空間である「光混合空間」（キャビティ）を形成している。実装基板２は、この光混合空間の底部（底壁）を形成しているが、光混合空間の底壁は、筐体７の底部によって形成してもよい。光学部材群８は、この光混合空間の頂部（頂壁）を形成している。
【００５４】
側壁６の内面６ｆは、図１に明瞭に示すように、ＬＥＤ１の発光面と拡散板４の内面（つまり光入射面）との間の範囲で、斜めに内側にせり出していて、側壁６の内側に突出部Ｐが形成されており、結果として、全体がテーパー状になっている。換言すれば、側壁６の厚さが、光学部材８の側から実装基板２の側に向かって徐々に（ここではほぼ一様に）増加しているのである。このため、側壁６の実装基板２の側の端部は、ＬＥＤアレイの最外部にある複数のＬＥＤ１（以下、最外部ＬＥＤ１という）の発光面の一部と重なっていて、光学部材群８の側（光学部材群８に対して垂直な方向）からＬＥＤアレイを見ると、最外部ＬＥＤ１の一部（外側にある部分）が見えない。つまり、最外部ＬＥＤ１の発光面の一部は、側壁６の後方に差し込まれて、側壁６で覆われた（隠された）形状になっている。その状態は、図２に、より明瞭に示されている。
【００５５】
ここで、側壁６の突出部Ｐは、実装基板２（光混合空間の底壁）に沿って、光混合空間（キャビティ）の中央部に近づく方向に突出していて、最外部ＬＥＤ１から発する光の一部が、光学部材群８に到達するのを阻止する機能を持つ。突出部Ｐには、（ａ）最外部ＬＥＤ１と重なり合う部分（この部分は、最外部ＬＥＤ１から直接的に光学部材群８に向けて発せられた光が、光学部材群８に到達するのを阻止する機能を持つ）だけでなく、（ｂ）最外部ＬＥＤ１の外側の近傍にあって、最外部ＬＥＤ１から斜め外側に向かって発せられた光が、光学部材群８に到達するのを阻止する機能を持つ部分も含む。
【００５６】
図２の縦（上下）方向では、赤色光を発するＬＥＤ１と、緑色光を発するＬＥＤ１とが、最外部ＬＥＤ１であり、したがって、それらのＬＥＤ１の発光面の外側の部分が側壁６（の突出部Ｐ）によって隠された状態にある。図２の横（左右）方向でも、赤色光を発するＬＥＤ１と、緑色光を発するＬＥＤ１とが、最外ＬＥＤ１であるから、それらのＬＥＤ１の発光面の外側の部分が側壁６（の突出部Ｐ）によって隠された状態にある。
【００５７】
側壁６の実装基板２の側の端部には、内面６ｆに連続して反射面３にほぼ平行な面６ａが形成され、その面６ａに連続して反射面３にほぼ直交する面６ｂが形成されている。面６ａは、最外部ＬＥＤ１の「発光面」に近接していて、その発光面に沿って延在している。面６ｂは、最外部ＬＥＤ１の「側面」に近接していて、その側面に沿って実装基板２の表面の近傍まで延在している。面６ａと最外部ＬＥＤ１の発光面との間には、微細な隙間があり、両者は接触していない。同様に、面６ｂと最外部ＬＥＤ１の側面との間にも、微細な隙間があり、両者は接触していない。
【００５８】
側壁６の光学部材群８の側の端部には、反射面３（実装基板２）にほぼ平行な支持面６ｃが形成されている。拡散板４は、支持面６ｃに接触してこれに支持されている。
【００５９】
側壁6の内面６ｆが斜めに内側にせり出しているため、側壁6の実装基板２の側の面６ｅとその内面６ｆとの交線６ｅは、側壁６の光学部材群８の側の面６ｃとその内面６ｆとの交線６ｄに対して、実装基板２に沿って内側にシフトしている。交線６ｅは、内面６ｆ（突出部P）の先端を形成している、
せり出しがない従来の側壁６'の内面６ｆ'は、図４Ａに示すように、ＬＥＤ１の発光面と拡散板４の内面との間の範囲で、反射面３に対してほぼ直交していて、本実施形態のように内側にせり出していない。また、側壁６'の厚さは、ＬＥＤ１の発光面と拡散板４の内面との間の範囲で同じである。この点で、本第１実施形態の側壁６とは構成が明確に異なっている。
【００６０】
液晶パネル９は、以上の構成を持つ本第１実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置の発光面側（光学部材群８の近傍）に、光学部材群８に平行に装着される。こうして、第１実施形態の液晶表示装置が構成される。
【００６１】
次に、本第１実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置における、各構成要素の適切な位置関係と寸法関係について、図２及び図３を参照しながら説明する。
【００６２】
図２に示すように、ＬＥＤアレイを構成するクラスター１Ａのピッチ（隣接するクラスター１Ａの中心間の距離）は、例えば１４ｍｍ（あるいはそれ以上）とするのが好ましい。
【００６３】
クラスター１Ａ内のＲ、ＧまたはＢの光を発するＬＥＤ１は、いずれも、順電流が１００ｍＡ程度のミドルパワーで、パッケージ・サイズは３ｍｍ〜５ｍｍ程度のものを使用している。このようなＬＥＤ１が四つ、約５ｍｍ間隔で近接して配置されて、クラスター１Ａとしてまとめられている。
【００６４】
図３に示すように、反射面３から、光学部材群８に含まれる拡散板４の内面（光入射面）までの距離は、好ましくは１４ｍｍとされる。この距離を一定に保持している側壁６は、前述のように、ＬＥＤ１の発光面と拡散板４の内面との間の範囲で、ＬＥＤアレイの最外部にあるＬＥＤ１の発光面に接触しない高さで、実装基板２に沿って、そのＬＥＤ１を覆うように内側にせり出している。ＬＥＤ１の発光面の高さは、実装基板２の表面（反射面３）から約１ｍｍとされる。側壁６のせり出し部の先端、すなわち、側壁６の実装基板２の側にある面６ａと内面６ｆとの交線６ｅは、ＬＥＤ１の発光面に接触しない高さで且つＬＥＤ１の発光面に近づくように、拡散板４を支持する支持面６ｃからの距離が１３ｍｍ未満となる位置に設定されるのが好ましい。
【００６５】
側壁６のせり出した部分の先端、すなわち内面６ｆと面６ａの交線６ｅは、好ましくは、実装基板２に沿って、最外部ＬＥＤ１の発光面の中心から０．５ｍｍだけ側壁６の方向（外側）にシフトした位置に設定される。こうして、最外部ＬＥＤ１の発光面の全面が側壁６（の突出部Ｐ）によって覆われないようにするのである。
【００６６】
側壁６の反射面３と平行な面６ａと、その面６ａに続き反射面３と直交する面６ｂは、光を反射しない光学特性（非反射特性）、換言すれば、光を吸収する光学特性（光吸収特性）を有する。このような光学特性を持つ面は、例えば、公知の光を吸収する遮光テープを貼り付けることにより、容易に実現することができる。側壁６のこれら二つの面６ａ及び６ｂ以外の面は、いずれも、白色に着色されていて、拡散反射特性を持っている。
【００６７】
液晶パネル９の表示領域の最外端の実装基板２に平行な方向の位置は、側壁６の拡散板４の側にある支持面６ｃと内面６ｆとの交線６ｄと、実装基板２の側にある面６ａと内面６ｆとの交線６ｅとの間に来るように設定されている。液晶パネル９の表示領域の最外端をこのように配置することで、側壁６のせり出しによって側壁６の厚みが増大しても、液晶パネル９の表示領域の周囲にある額縁領域が増大することがない。このため、液晶パネル９の表示領域の周辺で、大きく輝度が低下するのを防ぐことができ、液晶表示装置の狭額縁化が可能となる。
【００６８】
次に、以上の構成を持つ第１実施形態のバックライト装置の動作について説明する。
【００６９】
各々のＬＥＤ１は、当該バックライト装置内で所望の色度となるように調整されたＲ、ＧまたはＢの色の光を出射する。ＬＥＤ１から出射された光は、側壁６によって一定距離（高さ）に保たれている光混合空間の内部を通って、拡散板４に入射する。その途中で側壁６の内面６ｆに到達した光は、内面６ｆで反射されてから、拡散板４に向かって送られる。拡散板４に入射した光の一部は、光学部材群８、すなわち、拡散板４と、拡散シートやプリズムシート等からなる光学シート群５とを通過して、液晶パネル９に向けて出射される。こうして当該バックライト装置から出射された光は、液晶パネル９にバックライト光として入射する。
【００７０】
拡散板４に入射した光のうちの光学部材群８を通過しなかったものは、拡散板４や、光学シート群５によって反射、屈折され、光混合空間内に戻される。そして、実装基板２上の反射面３や側壁６の内面６ｆで反射されてから、再び拡散板４に向かって送られる。その後、光学部材群８を通過して、液晶パネル９に向けて出射される。このようにして出射された光も、液晶パネル９にバックライト光として入射する。
【００７１】
実装基板２と側壁６と光学部材８から形成された光混合空間内では、側壁６のせり出した部分（突出部Ｐ）にある二つの面６ａ及び６ｂにより、最外端ＬＥＤ１の発光面の一部が覆い隠されている。面６ａと６ｂはいずれも非反射特性を持つため、最外部ＬＥＤ１から出射される全光束の一部は、面６ａと６ｂによって吸収される。結果として、最外部ＬＥＤ１から出射される光量は、最外部ＬＥＤ１の内側に隣接する他のＬＥＤ１から出射される光量よりも少なくなるため、液晶パネル９の表示領域の端部に生じる色ムラが改善する。
【００７２】
以上説明したように、本発明の第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置では、側壁６が、その内側に、実装基板２（底壁）と側壁６と光学部材群８から形成される光混合空間の中央部に向かって突出した突出部Pを有しており、しかも、最外部ＬＥＤ１の発光面の少なくとも一部が、突出部Pと重なっていて光学部材群８の垂直方向からは見えない位置にあるので、発光面の少なくとも一部が突出部Pと重なっている最外部ＬＥＤ１から発する光の一部が、光学部材群８に到達しないようにすることができる。このため、突出部Ｐの突出状態と、突出部Ｐにより阻止される光の色と量を適切に調整するだけで、図１４及び図１５に示した従来のバックライト装置のように、駆動電流を変える等の措置を執ることなく、液晶パネル９の表示領域の端部に生じる色ムラを改善することができる。
【００７３】
しかも、その際に、駆動装置やその制御回路が増大することがないし、液晶表示装置の額縁の厚みの変化等、液晶表示装置の外形が変わることもない。
【００７４】
このように、本発明の第１の観点による直下型ＬＥＤバックライト装置は、駆動装置やその制御回路の増大、または液晶表示装置の額縁の厚み等、液晶表示装置の外形を変えずに、表示領域の端部の色ムラを改善することができる、という効果がある。
【００７５】
本発明者は、シミュレーションにより、本発明の第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の効果を確認した。その結果について、図４及び図５を用いて説明する。
【００７６】
図４Ａは、側壁の内面にせり出し（突出部Ｐ）がない直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図であり、図４Ｂはシミュレーションにより得られた、その従来のバックライト装置の光学特性である。図５Ａは、本発明の第１実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図であり、図５Ｂはシミュレーションにより得られた、本第１実施形態のバックライト装置の光学特性である。
【００７７】
一般に、バックライト装置では、液晶パネル９の表示領域の中央部に対応する領域では、各ＬＥＤクラスター１Ａから発する光と、光混合空間（キャビティ）内を反射して到達する光が、所望の色度となるように混色される。しかし、液晶パネル９の表示領域の端部（周辺部）に対応する領域では、光混合空間（キャビティ）内を反射して到達する光が、表示領域の中央部に対応する領域の場合よりも少ないため、表示領域の端部に対応する領域での色度は、当該領域に配置されたＬＥＤクラスター１Ａに大きく依存する。Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤ１を使用している場合、各色のＬＥＤ１の配置位置のずれに起因する発光ピークのずれにより、最外部ＬＥＤ１と、その内側に隣接する他のＬＥＤ１とでは、出射光の分布が異なるため、相対輝度及び色度ｘ値と色度ｙ値が、大きくずれることになる。これは図４Ｂに明瞭に現れている。
【００７８】
すなわち、図４Ｂに示すように、緑色の光の相対輝度（Ｇ相対輝度）と赤色の光の相対輝度（Ｒ相対輝度）は、側壁６の内面６ｆの位置から遠ざかるにつれて大きく変動している。光混合空間の中央部に近い位置では、Ｇ相対輝度の方がＲ相対輝度よりも大きいが、側壁６（の内面６ｆ）からの距離が約６．０ｍｍの位置では、Ｇ相対輝度とＲ相対輝度が一致し、その位置よりも側壁６に近い領域では逆転して、Ｒ相対輝度の方がＧ相対輝度よりも大きくなっている。
【００７９】
色度ｘ値と色度ｙ値については、色度ｘ値が色度ｙ値よりも大きく、側壁６（の内面６ｆ）からの距離が約６．０ｍｍの位置より側壁６に近い領域では、その差がさらに増大している。
【００８０】
その結果、側壁６の内面６ａにせり出し（突出部Ｐ）がない図４Ａのバックライト装置では、光混合空間の端部でのＲ、Ｇ、Ｂ三色の光の混色割合が、光混合空間の中央部での混色割合とは異なるため、最外部ＬＥＤ１の混色割合が増加し、その結果、表示領域の端部に「色ムラ」が生じる。この現象は、バックライト装置のキャビティ厚み（本実施形態では１４ｍｍ）が薄くされたり、ＬＥＤクラスター１Ａ内の各色のＬＥＤ１の配置ピッチ（本実施形態では５ｍｍ）が拡大されたりすると、いっそう顕著になる。
【００８１】
これに対し、本発明の第１実施形態のバックライト装置では、最外部ＬＥＤ１とその内側に隣接する他のＬＥＤ１との間の出射光分布の相違に対して、最外部ＬＥＤ１から発する光の一部を、側壁６のせり出した部分（突出部Ｐ）の面６ａと６ｂで吸収することにより、光混合空間の端部での出射光分布を最外部ＬＥＤ１に隣接するＬＥＤ１の出射光分布に一致させることができる。その結果、各ＬＥＤ１からの各色の光の混色割合が、光混合空間の中央部と端部で同等となるから、液晶パネル９の表示領域の端部での色ムラが改善される。これは図５Ｂに明瞭に現れている。
【００８２】
すなわち、図５Ｂに示すように、Ｇ相対輝度とＲ相対輝度は、図５Ｂに記載された全範囲にわたってほぼ一致している。また、光混合空間の中央部に近い位置からその端部まで、図５Ｂに記載された全範囲にわたってＧ相対輝度とＲ相対輝度がほぼ一致し、その変動も小さい。色度ｘ値と色度ｙ値については、図５Ｂに記載された全範囲にわたって、色度ｘ値が色度ｙ値よりも少し大きく、その差はほぼ一定している。
【００８３】
その結果、本発明の第１実施形態のバックライト装置では、光混合空間の端部でのＲ、Ｇ、Ｂ三色の光の混色割合が、光混合空間の中央部での混色割合とほぼ一致し、したがって、表示領域の端部に「色ムラ」が生じない。これは、バックライト装置のキャビティ厚み（本実施形態では１４ｍｍ）が薄くされたり、ＬＥＤクラスター１Ａ内の各色のＬＥＤ１の配置ピッチ（本実施形態では５ｍｍ）が拡大されたりしても、同じである。
【００８４】
なお、前述のシミュレーションで使用したＬＥＤアレイは、図２に示したように、Ｒ、Ｇ、Ｇ、Ｂの光をそれぞれ発する４個のＬＥＤ１が、正方形をなすように配置されて、一つのクラスター１Ａを構成し、ＬＥＤ１の配置は、Ｒの光を発するＬＥＤ１の両側にＧの光を発する二つのＬＥＤ１が並び、Ｂの光を発するＬＥＤ１がＲの光を発するＬＥＤ１の一つの対角線上に置かれている。そして、Ｇの光を発する二つのＬＥＤ１が、もう一つの対角線上に置かれている。しかし、本発明はこの配置に限定されるものではない。
【００８５】
また、本第１実施形態では、液晶パネル９の表示領域の端部は、側壁６の支持面６ｃの角（交線６ｄ）と、せり出した部分の先端（交線６ｅ）との間に配置しているが、液晶パネル９の表示領域の周囲の額縁に余裕があれば、液晶パネル９の表示領域の端部は、側壁６の支持面６ｃの角（交線６ｄ）と重なる位置でもよい。要は、液晶パネル９の表示領域の端部が、支持面６ｃの角（交線６ｄ）上か、それより表示領域側の任意の位置にあればよい。
【００８６】
本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置は、上述した第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置に液晶パネル９を組み合わせて構成されるので、この直下型ＬＥＤバックライト装置と同じ効果が得られることが明らかである。
【００８７】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置に使用したＬＥＤアレイの構成を示す、発光面側（光学部材群８の側）から見た部分平面図である。
【００８８】
図６に示すように、第２実施形態では、ＬＥＤクラスター１Ａのレイアウトが千鳥状となっており、その点で上述した第１実施形態とは異なっている。それ以外の構成は、上述した第１実施形態と同じである。
【００８９】
ＬＥＤクラスター１Ａのレイアウトが千鳥状であるため、クラスター１Ａ間の距離を一定にすることができる。また、クラスター１Ａ間の距離が一定なので、当該バックライト装置全体でＬＥＤ１からの各色の光がバランスよく混色され、したがって、上記第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置よりも、表示領域全体で色ムラをいっそう低減させることが可能である。
【００９０】
（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図である。
【００９１】
図７に示すように、第３実施形態では、バックライト装置の構成自体は上述した第１実施形態と同じであるが、側壁６の実装基板２の側にある面６ａと面６ｂの光学特性が異なっている。すなわち、上述した第１実施形態では、側壁６の反射面３と平行な面６ａと、その面６ａに続き反射面３と直交する面６ｂが、いずれも非反射特性（光を吸収する特性）を持っている。これに対し、第３実施形態では、面６ａは反射特性を持ち、面６ｂは光吸収特性を持っている。それ以外の構成は、上述した第１実施形態と同じである。
【００９２】
面６ａと面６ｂの光学特性は、第３実施形態で述べたものに限定されず、それ以外の任意の組み合わせが可能である。例えば、面６ａは光吸収特性を持つが、面６ｂは反射特性を持ってもよいし、面６ａと６ｂの双方が反射特性を持ってもよい。
【００９３】
光吸収や反射の特性自体を変えてもよい。例えば、白色に着色することで拡散反射特性を持たせてもよいし、鏡面反射特性としてもよい。
【００９４】
本第３実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置においては、上記第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置と同じ効果に加え、面６ａと面６ｂの光学特性を調整することで、側壁６を製造した後でも輝度分布の微調整が可能であるという効果もある。
【００９５】
（第４〜６実施形態）
図８（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、本発明の第４〜第６実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図である。
【００９６】
第４〜６実施形態は、上記第１実施形態における側壁６の変形例に相当する。側壁６は、その内面６ｆが、ＬＥＤアレイの近傍において、実装基板２に沿って光混合空間（キャビティ）の中央部に近づく方向に突出した突出部Ｐを含んでいて、最外部ＬＥＤ１の発光面の少なくとも一部が、突出部Pと重なっていて光学部材群８の側からは見えない位置にあればよいので、いろいろな形状にすることができる。
【００９７】
第４実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置は、図８（ａ）に示すように、上記第１実施形態では実装基板２に対して平行であった面６ａが、実装基板２に対して発光面の側に傾斜している。
【００９８】
第５実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置は、図８（ｂ）に示すように、上記第１実施形態では全体が実装基板２に対して傾斜していた内面６ｆの途中で、ＬＥＤアレイの近傍に、断面が矩形（方形）の突出部Ｐを形成し、その突出部Ｐの光学部材群８の側の部分を取り除いた構成になっている。突出部Ｐの断面形状や、突出部Ｐの光学部材群８の側の部分の形状は、任意に変更可能である。
【００９９】
第６実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置は、図８（ｃ）に示すように、上記第１実施形態では全体が実装基板２に対して傾斜していた内面６ｆが、実装基板２に対して直交しており、側壁６の面６ａより光学部材群８の側にある部分全体が、同じ厚さに保たれている。表示領域の端部に対して液晶表示装置の額縁に余裕がある場合は、図８（ｃ）のような構成も可能である。
【０１００】
本第４〜６実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置においても、上記第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置と同じ効果が得られることは、明らかである。
【０１０１】
（第７実施形態）
図９は、本発明の第７実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図である。
【０１０２】
第７実施形態は、側壁６の内面６ｆの突出部Ｐを曲面により形成したものであり、図８（ｂ）に示す第５実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置の側壁６の突出部Ｐを、二つの凹状の湾曲面から形成し、その突出部Ｐの先端を鋭利にしたものに相当する。
【０１０３】
第７実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置は、上記第１実施形態では実装基板２に対して平行であった面６ａと、実装基板２に対して直交していた面６ｂとが、一つの凹状の湾曲面６ｇになっている。
【０１０４】
本第７実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置においても、上記第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置と同じ効果が得られるが、それに加えて、側壁６の内面６ｆと面６ｇの湾曲状態を変えることによって、側壁６で拡散反射する光の正反射成分の方向を調整し、もって輝度分布の微調整を行うことができる、という効果もある。
【０１０５】
（第８実施形態）
図１０は、本発明の第８実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の側壁６の構成を示す、発光面側から見た部分平面図である。
【０１０６】
図１０に示すように、第８実施形態では、側壁６が、隣接するＬＥＤクラスター１Ａの間に切り欠き部１０を有している点で上述した第１実施形態とは異なっている。それ以外の構成は、上述した第１実施形態と同じである。
【０１０７】
隣接するＬＥＤクラスター１Ａの間の領域では、ＬＥＤ１から発する光が光学部材群８に到達しにくいが、側壁６に突出部Ｐを設けることにより、最外部ＬＥＤ１からの光がいっそう到達しにくくなる恐れがある。このような懸案を解消するため、第８実施形態では、隣接するＬＥＤクラスター１Ａの間において側壁６に切り欠き部１０を設けたものである。切り欠き部１０を設けたことにより、隣接するＬＥＤクラスター１Ａの間では側壁６が存在しないのと同等になるので、最外部ＬＥＤ１からの光が光学部材群８に到達しにくくなる恐れがない。
【０１０８】
本第８実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置においても、上記第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置と同じ効果が得られる。また、ＬＥＤクラスター１Ａ間のピッチが制限されて、当該バックライト装置のキャビティ厚みに対して、輝度ムラに対する十分なマージンを取れない場合でも、色ムラの発生を抑制できる、という効果もある。
【０１０９】
（第９実施形態）
図１１は、本発明の第９実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置に使用されるＬＥＤクラスターの構成を示す平面図である。
【０１１０】
第９実施形態は、表示装置の用途に応じて、図１１に示すように、ＬＥＤクラスター１Ａ内のＬＥＤ１の組み合わせを変えるものである。
【０１１１】
図１１（ａ）は、Ｒ、Ｇ、Ｇ、Ｂの四つのＬＥＤ１を組み合わせた場合であり、高輝度、広色度域が必要な用途に適合する。上記第１実施形態で使用された組み合わせである。
【０１１２】
図１１（ｂ）は、Ｒ、Ｇ、Ｂの三つのＬＥＤ１を組み合わせた場合であり、低輝度、広色度域が必要な用途に適合する。
【０１１３】
図１１（ｃ）は、Ｗ、Ｒ、Ｇ、Ｂの四つのＬＥＤ１を組み合わせた場合であり、高効率、低消費電力が必要な用途に適合する。
【０１１４】
図１１（ｄ）は、Ｗ、Ｇ、Ｂの三つのＬＥＤ１を組み合わせた場合であり、特定の色度範囲のみの色度調整と、高効率、低消費電力が必要な用途に適合する。
【０１１５】
図１１（ｅ）は、Ｗ、Ｒ、Ｇの三つのＬＥＤ１を組み合わせた場合であり、これも、特定の色度範囲のみの色度調整と、高効率、低消費電力が必要な用途に適合する。
【０１１６】
このように、ＬＥＤクラスター１Ａ内のＬＥＤ１の組み合わせ方によって、バックライト装置の特性が変わる。Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤの使用だけでなく、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のＬＥＤよりも高効率なＷのＬＥＤを、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のＬＥＤに組み合わせると、消費電力を抑えつつ、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のＬＥＤによる白色点の可変が可能となる。また、前述したＷのＬＥＤと、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色からＲまたはＢを除いた、Ｗ、Ｇ、Ｂ、ないしＷ、Ｒ、Ｇの３色のＬＥＤとの組み合わせでもよい。この組み合わせでは、Ｗ、Ｒ、Ｇ、Ｂの４色の組み合わせよりも１色少ないため、白色点可変時のＬＥＤ出力制御の制御規模を抑え、且つ使用するＬＥＤも少なくできるため、表示装置のコストダウンに寄与する。
【０１１７】
これらの組み合わせでは、ＬＥＤクラスター１Ａ内のＬＥＤ１の配置は、光学的に色度のバランスが取れるように、正方形状、三角形状、菱形状等に配置される。
【０１１８】
本第９実施形態で述べた用途は、一例であるが、本発明は、ＬＥＤクラスター１Ａ内のＬＥＤ１の組み合わせだけに限定されるものではない。図示してはいないが、１パッケージ内に複数色のＬＥＤ１（のチップ）が配置されているものを用いてもよい。
【０１１９】
本第９実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置においても、上記第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置と同じ効果が得られる。また、表示装置の用途に応じて最適な特性を提供することができる、という効果もある。
【０１２０】
（第１０実施形態）
図１２は、本発明の第１０実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置に使用したＬＥＤ光源の構成を示す、発光面側から見た部分平面図である。
【０１２１】
図１２に示すように、第１０実施形態では、ＬＥＤ１がクラスター１Ａの形になっていなくて、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤ１が所定の順序で、一方向に直線状に配置されたＬＥＤ列１Ｂとなっている点で、上述した第１実施形態とは異なっている。それ以外の構成は、上述した第１実施形態と同じである。
【０１２２】
各ＬＥＤ列１Ｂでは、Ｒ、Ｇ、Ｂの三色のＬＥＤ１が複数個、一方向（図１２では上下方向）に所定ピッチで並列されて、棒状ＬＥＤ群となっている。この配列の仕方は、棒状の蛍光灯の場合と同様である。反射面３上には、複数のＬＥＤ列１Ｂ（棒状ＬＥＤ群）が、ＬＥＤ列１Ｂの延在方向に対して直交する方向（図１２では左右方向）に一定ピッチで配置されている。
【０１２３】
本実施形態では、ＬＥＤ列１Ｂを使って棒状ＬＥＤ群とすることにより、側壁６の突出部Ｐは、ＬＥＤ列１Ｂの両端が位置する向かい合った二つの箇所（内面６ｆ）のみに設ければ足りるから、それだけ側壁６の構造が簡単になる。このため、ＬＥＤ列１Ｂの最外部（図１２では上端部と下端部）のＬＥＤ１が位置する部分において、側壁６の内面６ｆに突出部Ｐを設けることにより、上記第１実施形態と同様に色ムラを改善できる。
【０１２４】
また、ＬＥＤ列１Ｂが、当該バックライト装置のキャビティ厚みに対して十分な狭ピッチで配置され、且つ、側壁６のＬＥＤ列１Ｂの配置方向（図１２では左右方向）と平行な部分（図１２では左右両端部）に十分近く配置されている場合は、その部分にも突出部Ｐを形成することが可能である。こうすることで、側壁６のＬＥＤ列１Ｂの配置方向（図１２では左右方向）と平行な部分（図１２では左右両端部）で発生する輝度ムラの発生を抑制することができる。
【０１２５】
（第１１実施形態）
図１３は、本発明の第１１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置に使用したＬＥＤの構成を示す、発光面側から見た部分平面図である。
【０１２６】
図１３に示すように、第１１実施形態では、白色のＬＥＤ１のみが光源として使用されている。そして、白色ＬＥＤ１が、上記第１０実施形態と同様に、バックライト装置のキャビティ厚みに対して十分な狭ピッチで配置され、且つ、ＬＥＤアレイの最外部のＬＥＤ１がバックライト装置の側壁６に近接して配置されている。側壁６の突出部Ｐは、上記第１実施形態と同様に、最外部のＬＥＤ１の発光面の一部を覆うように形成されている。
【０１２７】
本実施形態では、ＬＥＤアレイ内での白色ＬＥＤ１間の距離が一定なので、当該バックライト装置全体でＬＥＤ１からの白色の光の輝度ムラを抑制することが可能である。
【０１２８】
（変形例）
上述した第１〜第１１の実施形態は本発明を具体化した例を示すものである。したがって、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を外れることなく種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【０１２９】
例えば、側壁６の内面６ｆに設けた突出部Ｐの構造は、上記実施形態で説明したものに限定されず、任意に変更が可能である。また、ＬＥＤ１のレイアウトも、上記実施形態で説明したものに限定されず、任意に変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明は、ＬＥＤを光源として使った直下型ＬＥＤバックライト装置と、それを用いた液晶表示装置に適用可能である。
【符号の説明】
【０１３１】
１ ＬＥＤ
１Ａ ＬＥＤクラスター
１Ｂ ＬＥＤ列
２ 実装基板
３ 反射面
４ 拡散板
５ 光学シート群
６ 側壁
６ａ 面
６ｂ 面
６ｃ 支持面
６ｄ 交線
６ｅ 交線
６ｆ 内面
６ｇ 面
７ 筐体
８ 光学部材群
９ 液晶パネル
１０ 切り欠き部
Ｐ 突出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト装置に関し、さらに言えば、発光ダイオード（Light-Emitting Diode, 以下、ＬＥＤという）を光源として用いた直下型のバックライト装置と、そのバックライト装置を用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤの一つの用途として、白色（以下、Ｗともいう）のＬＥＤ発光ダイオードと、赤色（以下、Ｒともいう）、緑色（以下、Ｇともいう）、青色（以下、Ｂともいう）の三色のＬＥＤとを組み合わせて、あるいは、ＷのＬＥＤ発光ダイオードとＲ、Ｇ、Ｂ以外の色のＬＥＤとを組み合わせて、白色光を発光させるようにした白色ＬＥＤ光源が知られている。近年、ＬＥＤの高出力化が進んだことにより、この形式の白色ＬＥＤ光源の用途が広がっている。
【０００３】
特に、高輝度が要求される照明やプロジェクタ光源、大型液晶表示装置用バックライト装置への応用が検討されている。これらの用途では、水銀フリーによる環境負荷が小さいこと、色再現性が良好であること、応答性が良好であること、輝度の可変性を有すること、寿命が長いこと等の特徴をＬＥＤが持つことから、白色ＬＥＤ光源が従来の蛍光管（熱陰極管及び冷陰極管）に代わる白色光源として期待されている。
【０００４】
前述した照明やプロジェクタ光源、大型液晶表示装置用バックライト装置に白色ＬＥＤ光源を応用する際には、現状では、要求輝度を達成して面光源とするために、点光源である発光ダイオードを多数使用する必要がある。また、面光源全体の輝度ムラ及び色度ムラを所定の範囲内に抑えることが要求される。
【０００５】
ところで、ＬＥＤを使用したバックライト装置をその構造面で分けると、エッジライト型と、直下型の二つに分けられる。これら二つの方式が代表的なものである。
【０００６】
エッジライト型では、拡散シートやプリズムシートを含む光学シート群の下面に隣接して導光板を設け、その導光板の一つの端面に直線状に配置されたＬＥＤ群からの照射光を入射させる。このようにして、ＬＥＤ群からの照射光を照明すべき方向に直交させることによって、面光源を生成するのである。
【０００７】
直下型では、拡散シートやプリズムシートを含む光学シート群の下面に隣接して拡散板を設け、その拡散板の直下に所定パターンを持つＬＥＤ群（ＬＥＤアレイ）を配置して、その拡散板の主平面にＬＥＤ群からの照射光を入射させる。このようにして、ＬＥＤからの照射光を照明すべき方向に平行にして面光源を生成する。直下方式は、輝度を上げやすい利点があるため、比較的大型のバックライト装置に好適であるとされている。
【０００８】
しかし、直下型バックライト装置においてその厚さが制限された場合、すなわち、薄型構造の直下型バックライト装置では、ＬＥＤ群から拡散板までの光路長が短くなるため、各色のＬＥＤからの光を面内に均一に分散させることが比較的困難であり、その結果、輝度ムラと色度ムラが生じやすいという難点がある。特に、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤを使用した白色ＬＥＤ光源の場合、各ＬＥＤの外形サイズによって配置位置がずれ、それに伴って各色の発光のピークもずれるために、面内での色ムラが発生しやすい。
【０００９】
薄型構造の直下型バックライト装置で生じる、前述のＲ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤの配置位置のずれに起因する色ムラは、当該バックライト装置の中央部（周辺部以外の部分）では生じない。これは、中央部のいずれの位置でも、その周囲のＬＥＤ群から到達する光によって十分に白色に混色されるからである。当該バックライト装置の周辺部（側壁の近傍の部分）で色ムラが発生するのは、ＬＥＤアレイのうちの当該バックライト装置の側壁に沿って配置されたＬＥＤ群、換言すれば、当該側壁の近傍に配置されたＬＥＤ群から照射される光が、それ以外の箇所に配置されたＬＥＤ群から照射される光よりも少ないため、白色に混色されず、結果として、当該側壁の近傍に配置されたＬＥＤ群の発光色に偏るからである。
【００１０】
この色ムラを改善する方法の一つとして、前記側壁の近傍に配置されたＬＥＤ群に、それ以外の箇所に配置されたＬＥＤ群とは異なる駆動電流を印加するようにし、前記側壁の近傍に配置されたＬＥＤ群の輝度を、それ以外の箇所に配置されたＬＥＤ群のそれより低くすることで、色均一性を向上させる技術が、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−３３２８２８公報（要約、請求項１及び１３、図１、３及び８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に開示された技術を図１４と図１５を用いて説明する。図１４は、特許文献１に開示された液晶表示装置の、ＬＥＤ群を切断する面に沿った断面図である。図１５は、色均一性を向上させるために、列の端部にあるＬＥＤの輝度を減衰させる技術を示す図である。
【００１３】
図１４に示すように、この従来の液晶表示装置は、ＬＣＤ層１３０とバックライト装置１３２とを備えている。バックライト装置１３２は、下部混合チャンバ１３５、第１拡散器１７６としての拡散フィルム１０１、上部混合チャンバ１７５、第２拡散器１８０としての拡散フィルム１０２及び輝度増強フィルム１８２を備えている。輝度増強フィルム１８２は、上部混合チャンバ１７５の上壁を形成するアクリル板の上面に装着され、拡散フィルム１０２は同アクリル板の下面に装着されている。
【００１４】
所定数のＲ、Ｇ、Ｂの三色のＬＥＤ１３４は、下部混合チャンバ１３５内において、回路基板１４０上に所定レイアウトで搭載されている。ＬＥＤ１３４の各々は、側面発光レンズ１４２とスポット反射体１６６を有している。各ＬＥＤ１３４から照射された光は、下部混合チャンバ１３５内で混合された後、第１拡散器１７６としての拡散フィルム１０１で拡散されてから、上部混合チャンバ１７５に入り、さらに混合される。そして、第２拡散器１８０としての拡散フィルム１０２で再度拡散された後、バックライト装置１３２（上部混合チャンバ１７５）の上面に設けられた輝度増強フィルム１８２を通って、ＬＣＤ層１３０に照射される。
【００１５】
図１４の構成において、バックライト装置１３２の下部混合チャンバ１３５の側壁１３８の近傍（周縁部）での色均一性は、各ＬＥＤ列の端部に配置された、いくつかのＬＥＤ１３４の光出力を減衰させることによって向上せしめられる。バックライト装置１３２の特定の形態（例えば、ＬＥＤ１３４のピッチ及び配列）に依存して、ＬＥＤ列の端部での１〜５個のＬＥＤ１３４の輝度を減衰させることができる。
【００１６】
ＬＥＤ列の端部でのＬＥＤ１３４の光を低減する様々な方法のうちの一つを、図１５に示す。説明を簡単にするために、駆動装置１、駆動装置２及び駆動装置３は、ＬＥＤ列に沿ったＬＥＤ１３４の異なるグループを駆動するように示されている。例えば、駆動装置２は、指定された白色点に対する望ましいＲ、Ｇ、Ｂのカラー均衡を得るために、中間部分に沿ってＲ、Ｇ、ＢのＬＥＤ１３４に異なる電流を印加する。
【００１７】
図１５において、当該ＬＥＤ列内の最後の三つのＬＥＤ１３４は、ＬＥＤ列内の他の場所の同じ色のＬＥＤ１３４よりも低い駆動電流で駆動される。例えば、ＬＥＤ列の左端及び右端にあるＲ、Ｇ、ＢのＬＥＤ３４は、端部のＧのＬＥＤ１３４の輝度（光束）が、中間部にあるＧのＬＥＤ１３４の輝度の約半分となるようにし、その内側にある次のＬＥＤ１３４の輝度が、同じ色の中間部のＬＥＤ１３４の輝度の約５０〜７５％となるように、内側の次のＬＥＤ１３４の輝度が同じ色の中間部にあるＬＥＤ１３４の輝度の約６０〜９０％となるように、それぞれ、低減した駆動電流を供給することによって輝度を低下させる。なお、輝度レベルの特定の減衰量は、色均一性の人間の知覚に基づいており、最適の減衰は実験的に判断することができる。
【００１８】
しかしながら、この従来のバックライト装置１３２のように、ＬＥＤ列の端部に配置されたＬＥＤ１３４とその中間部に配置されたＬＥＤ１３４とを、異なる駆動装置で駆動することは、駆動装置やその制御回路の増大によるコストアップ、占有スペースの増加（これは液晶表示装置の外形の変化につながる）等の問題を招来する。
【００１９】
本発明は、図１４及び図１５に示した従来のバックライト装置１３２における上記問題を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、駆動装置やその制御回路の増大や、液晶表示装置の外形（例えば額縁の厚み）の変化なしに、表示領域の端部の色ムラを改善することができる、直下型ＬＥＤバックライト装置と、それを用いた液晶表示装置を提供することにある。
【００２０】
本発明の他の目的は、駆動装置やその制御回路の増大や、液晶表示装置の外形（例えば額縁の厚み）の変化なしに、表示領域の端部の輝度ムラを改善することができる、直下型ＬＥＤバックライト装置と、それを用いた液晶表示装置を提供することにある。
【００２１】
ここに明記しない本発明の他の目的は、以下の説明及び添付図面から明らかである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
（１） 本発明の第１の観点では、直下型ＬＥＤバックライト装置が提供される。この直下型ＬＥＤバックライト装置は、
底壁と、
所定距離をあけて前記底壁の内面に対向して配置された光学部材群と、
前記底壁と前記光学部材群の間を前記所定距離に保持する側壁と、
前記底壁の内面に固定された、光源としての複数のＬＥＤとを備え、
前記側壁は、その内側に、前記底壁と前記側壁と前記光学部材群から形成される空間の中央部に向かって突出した突出部を有しており、
最外部にある前記ＬＥＤの発光面の少なくとも一部は、前記突出部と重なっていて前記光学部材群の垂直方向からは見えない位置にあることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の第１の観点による直下型ＬＥＤバックライト装置では、前記側壁が、その内側に、前記底壁と前記側壁と前記光学部材群から形成される前記空間の中央部に向かって突出した突出部を有しており、しかも、最外部にある前記ＬＥＤの発光面の少なくとも一部が、前記突出部と重なっていて前記光学部材の垂直方向からは見えない位置にあるので、前記発光面の少なくとも一部が前記突出部と重なっている前記ＬＥＤから発する光の一部が、前記光学部材群に到達しないようにすることができる。このため、前記突出部の突出状態と、前記突出部の前記ＬＥＤから発する光が照射される面の光学特性（例えば拡散反射、鏡面反射、吸収など）を適切に設定するだけで、液晶パネルの表示領域の端部に生じる色ムラを改善することができる。
【００２４】
しかも、その際に、駆動装置やその制御回路が増大することがないし、液晶表示装置の額縁の厚みの変化等、液晶表示装置の外形が変わることもない。
【００２５】
このように、本発明の第１の観点による直下型ＬＥＤバックライト装置では、駆動装置やその制御回路の増大や、液晶表示装置の外形（例えば額縁の厚み）の変化なしに、表示領域の端部の色ムラを改善することができる。
【００２６】
前記光源が白色光を発する前記ＬＥＤだけから構成されている場合は、駆動装置やその制御回路の増大や、液晶表示装置の外形（例えば額縁の厚み）の変化なしに、表示領域の端部の輝度ムラが改善される。
【００２７】
なお、前記「突出部」は、前記側壁の内側から、前記底壁と前記側壁と前記光学部材群から形成される前記空間の中央部に向かって突出していると共に、最外部にある前記ＬＥＤの発光面の少なくとも一部と重なっている部分を少なくとも含む。その部分に近接する領域を含んでもよい。
【００２８】
（２） 本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置の好ましい例では、前記突出部の先端が、最外部にある前記ＬＥＤの発光面の中心よりも前記底壁に沿って外側にシフトした位置に配置される。
【００２９】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置の他の好ましい例では、前記側壁が、前記光学部材群を支持する支持面を有しており、その支持面が前記側壁の内面と交差して形成される交線が、前記突出部の先端よりも前記底壁に沿って外側にシフトした位置に配置される。
【００３０】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のさらに他の好ましい例では、当該バックライト装置と組み合わされる液晶パネルの表示領域の最外端が、前記突出部の先端と前記交線との間に位置するように、前記突出部の先端と前記交線の位置が設定される。
【００３１】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のさらに他の好ましい例では、前記光源が、色の異なる光を発する複数の前記ＬＥＤを組み合わせてなるクラスターの構成を持つ。
【００３２】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のさらに他の好ましい例では、前記光源が、白色光を発する複数の前記ＬＥＤのみから構成される。
【００３３】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のさらに他の好ましい例では、複数の前記ＬＥＤが、前記底壁の内面に一定ピッチで正方状または千鳥状に配置される。
【００３４】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のさらに他の好ましい例では、前記側壁の前記突出部より前記底壁に近い領域が、光吸収面を持つ。
【００３５】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のさらに他の好ましい例では、前記側壁の前記突出部より前記底壁に近い領域が、拡散反射面または鏡面反射面を持つ。
【００３６】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のさらに他の好ましい例では、前記側壁の前記突出部より前記底壁に近い領域が、光吸収面と、拡散反射面または鏡面反射面とを持つ。
【００３７】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のさらに他の好ましい例では、前記突出部の断面形状が略三角形または略方形とされ、前記側壁の内面が平面とされる。
【００３８】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のさらに他の好ましい例では、前記突出部の断面形状が略三角形または略方形とされ、前記側壁の内面が凹状の湾曲面とされる。
【００３９】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のさらに他の好ましい例では、前記突出部が、最外部にある前記ＬＥＤと重なる箇所にのみ選択的に形成され、隣接する前記ＬＥＤの間には形成されない。
【００４０】
本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のさらに他の好ましい例では、前記光源が、色の異なる光を発する複数の前記ＬＥＤを第１方向に直線状に配置してなる棒状ＬＥＤ群を複数個、前記第１方向に対して直交する第２方向に一定ピッチで配置して構成され、前記突出部が、前記棒状ＬＥＤ群の各端に近接し且つ前記第２方向に延在する、前記側壁の二つの対向する箇所のみに設けられる。
【００４１】
（３） 本発明の第２の観点では、液晶表示装置が提供される。この液晶表示装置は、
液晶パネルと、
上記（１）または（２）に記載した本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置のいずれかと
を備えてなることを特徴とするものである。
【００４２】
本発明の第２の観点による液晶表示装置では、本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置を備えているので、本発明の第１の観点の直下型ＬＥＤバックライト装置と同じ効果が得られる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明の第１の観点による直下型ＬＥＤバックライト装置及び本発明の第２の観点による液晶表示装置によれば、駆動装置やその制御回路の増大、または液晶表示装置の額縁の厚み等、液晶表示装置の外形を変えずに、表示領域の端部の色ムラ（色ムラが問題にならない場合は輝度ムラ）を改善することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置に使用されたＬＥＤアレイを、表示面（光学シート群）側から見た部分平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の、要部の詳細寸法と液晶パネルとの位置関係を示す要部断面図である。
【図４Ａ】本発明の第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置において、側壁の突出部を除いた場合の構成を示す要部断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの構造を持つ直下型ＬＥＤバックライト装置において、シミュレーションにより得た光学特性を示すグラフである。
【図５Ａ】本発明の第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図である。
【図５Ｂ】本発明の第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置において、シミュレーションにより得た光学特性を示すグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置に使用されたＬＥＤアレイを、表示面（光学シート群）側から見た部分平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の第４実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図、（ｂ）は本発明の第５実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図、（ｃ）は本発明の第６実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図である。
【図９】本発明の第７実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図である。
【図１０】本発明の第８実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置に使用されたＬＥＤアレイを、表示面（光学シート群）側から見た部分平面図である。
【図１１】本発明の第９実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置に使用されたＬＥＤアレイの、クラスターの構成例を示す説明図である。
【図１２】本発明の第１０実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置に使用されたＬＥＤアレイを、表示面（光学シート群）側から見た平面図である。
【図１３】本発明の第１１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置に使用されたＬＥＤアレイを、表示面（光学シート群）側から見た部分平面図である。
【図１４】従来の直下型ＬＥＤバックライト装置を使用した液晶表示装置の断面説明図である。
【図１５】図１４の従来の直下型ＬＥＤバックライト装置の駆動方法の一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００４６】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を図１及び図２に示す。
【００４７】
本第１実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置は、図１に示すように、複数のＬＥＤ１からなるＬＥＤアレイと、実装基板２と、光学部材群８と、側壁６と、筐体７とを備えている。
【００４８】
ＬＥＤアレイは、Ｒ、ＧまたはＢの光を発するＬＥＤ１を複数個組み合わせ、それらを実装基板２の内面に所定レイアウトで配置して構成されている。ＬＥＤアレイは、Ｒ、Ｇ及びＢの三色の光を混合させることで白色光を生成する。各々のＬＥＤ１は、ここでは、Ｒ、ＧまたはＢの光をそのパッケージに対して垂直方向に発光する「トップビュー・タイプ」とされている。
【００４９】
本第１実施形態で使用されるＬＥＤアレイの具体的構成を図２に示す。図２に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｇ、Ｂの光をそれぞれ発する４個のＬＥＤ１が、正方形をなすように配置されて、一つのクラスター１Ａを構成している。ＬＥＤ１の配置は、Ｒの光を発するＬＥＤ１の両側にＧの光を発する二つのＬＥＤ１が並び、Ｂの光を発するＬＥＤ１はＲの光を発するＬＥＤ１の一つの対角線上に置かれている。Ｇの光を発する二つのＬＥＤ１が、もう一つの対角線上に置かれている。そして、そのクラスター１Ａが複数個、一定のピッチで実装基板２上にマトリックス状に配置され、ＬＥＤアレイを構成している。クラスター１Ａのピッチは、必要な輝度に応じて最適な値に設定される。
【００５０】
実装基板２には、ＬＥＤアレイのほか、駆動回路や制御回路（いずれも図示せず）が搭載されている。また、実装基板２の内面には、ＬＥＤ１から発した光を反射するための反射面３が形成されている。反射面３は、ＬＥＤアレイが配置された領域のみが開口されて実装基板２の内面に形成されている。
【００５１】
側壁６は、両端を開口した断面略矩形の筒状で、実装基板２の外周（四方）を取り囲むように筐体７に装着されている。側壁６の一端（図１では下端）の開口は、筐体７によって閉鎖されており、他端（図１では上端）の開口は、光学部材群８によって閉鎖されている。実装基板２は、筐体７の底部の内面に固定されている。筐体７は、実装基板２と側壁７の双方を取り囲むように形成された、上面を開口した箱状である。
【００５２】
光学部材群８は、拡散板４と、拡散シートやプリズムシート等からなる光学シート群５から構成されている。拡散板４は、最も内側（実装基板２に最も近い位置）に配置されている。光学シート群５は、拡散板４の外側にそれと近接して配置されている。光学部材群８は、実装基板２（反射面３）に平行にそれと対向するようにして、側壁６の実装基板２とは反対側の端部（図１では上端）に固定されている。光学部材群８の各々は、こうして反射面３から所定距離に保持されている。
【００５３】
実装基板２と側壁７と光学部材群８は、実装基板２上にあるＬＥＤアレイから発せられる色の異なる光を混合して白色光とするための空間である「光混合空間」（キャビティ）を形成している。実装基板２は、この光混合空間の底部（底壁）を形成しているが、光混合空間の底壁は、筐体７の底部によって形成してもよい。光学部材群８は、この光混合空間の頂部（頂壁）を形成している。
【００５４】
側壁６の内面６ｆは、図１に明瞭に示すように、ＬＥＤ１の発光面と拡散板４の内面（つまり光入射面）との間の範囲で、斜めに内側にせり出していて、側壁６の内側に突出部Ｐが形成されており、結果として、全体がテーパー状になっている。換言すれば、側壁６の厚さが、光学部材８の側から実装基板２の側に向かって徐々に（ここではほぼ一様に）増加しているのである。このため、側壁６の実装基板２の側の端部は、ＬＥＤアレイの最外部にある複数のＬＥＤ１（以下、最外部ＬＥＤ１という）の発光面の一部と重なっていて、光学部材群８の側（光学部材群８に対して垂直な方向）からＬＥＤアレイを見ると、最外部ＬＥＤ１の一部（外側にある部分）が見えない。つまり、最外部ＬＥＤ１の発光面の一部は、側壁６の後方に差し込まれて、側壁６で覆われた（隠された）形状になっている。その状態は、図２に、より明瞭に示されている。
【００５５】
ここで、側壁６の突出部Ｐは、実装基板２（光混合空間の底壁）に沿って、光混合空間（キャビティ）の中央部に近づく方向に突出していて、最外部ＬＥＤ１から発する光の一部が、光学部材群８に到達するのを阻止する機能を持つ。突出部Ｐには、（ａ）最外部ＬＥＤ１と重なり合う部分（この部分は、最外部ＬＥＤ１から直接的に光学部材群８に向けて発せられた光が、光学部材群８に到達するのを阻止する機能を持つ）だけでなく、（ｂ）最外部ＬＥＤ１の外側の近傍にあって、最外部ＬＥＤ１から斜め外側に向かって発せられた光が、光学部材群８に到達するのを阻止する機能を持つ部分も含む。
【００５６】
図２の縦（上下）方向では、赤色光を発するＬＥＤ１と、緑色光を発するＬＥＤ１とが、最外部ＬＥＤ１であり、したがって、それらのＬＥＤ１の発光面の外側の部分が側壁６（の突出部Ｐ）によって隠された状態にある。図２の横（左右）方向でも、赤色光を発するＬＥＤ１と、緑色光を発するＬＥＤ１とが、最外ＬＥＤ１であるから、それらのＬＥＤ１の発光面の外側の部分が側壁６（の突出部Ｐ）によって隠された状態にある。
【００５７】
側壁６の実装基板２の側の端部には、内面６ｆに連続して反射面３にほぼ平行な面６ａが形成され、その面６ａに連続して反射面３にほぼ直交する面６ｂが形成されている。面６ａは、最外部ＬＥＤ１の「発光面」に近接していて、その発光面に沿って延在している。面６ｂは、最外部ＬＥＤ１の「側面」に近接していて、その側面に沿って実装基板２の表面の近傍まで延在している。面６ａと最外部ＬＥＤ１の発光面との間には、微細な隙間があり、両者は接触していない。同様に、面６ｂと最外部ＬＥＤ１の側面との間にも、微細な隙間があり、両者は接触していない。
【００５８】
側壁６の光学部材群８の側の端部には、反射面３（実装基板２）にほぼ平行な支持面６ｃが形成されている。拡散板４は、支持面６ｃに接触してこれに支持されている。
【００５９】
側壁6の内面６ｆが斜めに内側にせり出しているため、側壁6の実装基板２の側の面６ｅとその内面６ｆとの交線６ｅは、側壁６の光学部材群８の側の面６ｃとその内面６ｆとの交線６ｄに対して、実装基板２に沿って内側にシフトしている。交線６ｅは、内面６ｆ（突出部P）の先端を形成している、
せり出しがない従来の側壁６'の内面６ｆ'は、図４Ａに示すように、ＬＥＤ１の発光面と拡散板４の内面との間の範囲で、反射面３に対してほぼ直交していて、本実施形態のように内側にせり出していない。また、側壁６'の厚さは、ＬＥＤ１の発光面と拡散板４の内面との間の範囲で同じである。この点で、本第１実施形態の側壁６とは構成が明確に異なっている。
【００６０】
液晶パネル９は、以上の構成を持つ本第１実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置の発光面側（光学部材群８の近傍）に、光学部材群８に平行に装着される。こうして、第１実施形態の液晶表示装置が構成される。
【００６１】
次に、本第１実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置における、各構成要素の適切な位置関係と寸法関係について、図２及び図３を参照しながら説明する。
【００６２】
図２に示すように、ＬＥＤアレイを構成するクラスター１Ａのピッチ（隣接するクラスター１Ａの中心間の距離）は、例えば１４ｍｍ（あるいはそれ以上）とするのが好ましい。
【００６３】
クラスター１Ａ内のＲ、ＧまたはＢの光を発するＬＥＤ１は、いずれも、順電流が１００ｍＡ程度のミドルパワーで、パッケージ・サイズは３ｍｍ〜５ｍｍ程度のものを使用している。このようなＬＥＤ１が四つ、約５ｍｍ間隔で近接して配置されて、クラスター１Ａとしてまとめられている。
【００６４】
図３に示すように、反射面３から、光学部材群８に含まれる拡散板４の内面（光入射面）までの距離は、好ましくは１４ｍｍとされる。この距離を一定に保持している側壁６は、前述のように、ＬＥＤ１の発光面と拡散板４の内面との間の範囲で、ＬＥＤアレイの最外部にあるＬＥＤ１の発光面に接触しない高さで、実装基板２に沿って、そのＬＥＤ１を覆うように内側にせり出している。ＬＥＤ１の発光面の高さは、実装基板２の表面（反射面３）から約１ｍｍとされる。側壁６のせり出し部の先端、すなわち、側壁６の実装基板２の側にある面６ａと内面６ｆとの交線６ｅは、ＬＥＤ１の発光面に接触しない高さで且つＬＥＤ１の発光面に近づくように、拡散板４を支持する支持面６ｃからの距離が１３ｍｍ未満となる位置に設定されるのが好ましい。
【００６５】
側壁６のせり出した部分の先端、すなわち内面６ｆと面６ａの交線６ｅは、好ましくは、実装基板２に沿って、最外部ＬＥＤ１の発光面の中心から０．５ｍｍだけ側壁６の方向（外側）にシフトした位置に設定される。こうして、最外部ＬＥＤ１の発光面の全面が側壁６（の突出部Ｐ）によって覆われないようにするのである。
【００６６】
側壁６の反射面３と平行な面６ａと、その面６ａに続き反射面３と直交する面６ｂは、光を反射しない光学特性（非反射特性）、換言すれば、光を吸収する光学特性（光吸収特性）を有する。このような光学特性を持つ面は、例えば、公知の光を吸収する遮光テープを貼り付けることにより、容易に実現することができる。側壁６のこれら二つの面６ａ及び６ｂ以外の面は、いずれも、白色に着色されていて、拡散反射特性を持っている。
【００６７】
液晶パネル９の表示領域の最外端の実装基板２に平行な方向の位置は、側壁６の拡散板４の側にある支持面６ｃと内面６ｆとの交線６ｄと、実装基板２の側にある面６ａと内面６ｆとの交線６ｅとの間に来るように設定されている。液晶パネル９の表示領域の最外端をこのように配置することで、側壁６のせり出しによって側壁６の厚みが増大しても、液晶パネル９の表示領域の周囲にある額縁領域が増大することがない。このため、液晶パネル９の表示領域の周辺で、大きく輝度が低下するのを防ぐことができ、液晶表示装置の狭額縁化が可能となる。
【００６８】
次に、以上の構成を持つ第１実施形態のバックライト装置の動作について説明する。
【００６９】
各々のＬＥＤ１は、当該バックライト装置内で所望の色度となるように調整されたＲ、ＧまたはＢの色の光を出射する。ＬＥＤ１から出射された光は、側壁６によって一定距離（高さ）に保たれている光混合空間の内部を通って、拡散板４に入射する。その途中で側壁６の内面６ｆに到達した光は、内面６ｆで反射されてから、拡散板４に向かって送られる。拡散板４に入射した光の一部は、光学部材群８、すなわち、拡散板４と、拡散シートやプリズムシート等からなる光学シート群５とを通過して、液晶パネル９に向けて出射される。こうして当該バックライト装置から出射された光は、液晶パネル９にバックライト光として入射する。
【００７０】
拡散板４に入射した光のうちの光学部材群８を通過しなかったものは、拡散板４や、光学シート群５によって反射、屈折され、光混合空間内に戻される。そして、実装基板２上の反射面３や側壁６の内面６ｆで反射されてから、再び拡散板４に向かって送られる。その後、光学部材群８を通過して、液晶パネル９に向けて出射される。このようにして出射された光も、液晶パネル９にバックライト光として入射する。
【００７１】
実装基板２と側壁６と光学部材８から形成された光混合空間内では、側壁６のせり出した部分（突出部Ｐ）にある二つの面６ａ及び６ｂにより、最外端ＬＥＤ１の発光面の一部が覆い隠されている。面６ａと６ｂはいずれも非反射特性を持つため、最外部ＬＥＤ１から出射される全光束の一部は、面６ａと６ｂによって吸収される。結果として、最外部ＬＥＤ１から出射される光量は、最外部ＬＥＤ１の内側に隣接する他のＬＥＤ１から出射される光量よりも少なくなるため、液晶パネル９の表示領域の端部に生じる色ムラが改善する。
【００７２】
以上説明したように、本発明の第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置では、側壁６が、その内側に、実装基板２（底壁）と側壁６と光学部材群８から形成される光混合空間の中央部に向かって突出した突出部Pを有しており、しかも、最外部ＬＥＤ１の発光面の少なくとも一部が、突出部Pと重なっていて光学部材群８の垂直方向からは見えない位置にあるので、発光面の少なくとも一部が突出部Pと重なっている最外部ＬＥＤ１から発する光の一部が、光学部材群８に到達しないようにすることができる。このため、突出部Ｐの突出状態と、突出部Ｐにより阻止される光の色と量を適切に調整するだけで、図１４及び図１５に示した従来のバックライト装置のように、駆動電流を変える等の措置を執ることなく、液晶パネル９の表示領域の端部に生じる色ムラを改善することができる。
【００７３】
しかも、その際に、駆動装置やその制御回路が増大することがないし、液晶表示装置の額縁の厚みの変化等、液晶表示装置の外形が変わることもない。
【００７４】
このように、本発明の第１の観点による直下型ＬＥＤバックライト装置は、駆動装置やその制御回路の増大、または液晶表示装置の額縁の厚み等、液晶表示装置の外形を変えずに、表示領域の端部の色ムラを改善することができる、という効果がある。
【００７５】
本発明者は、シミュレーションにより、本発明の第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の効果を確認した。その結果について、図４及び図５を用いて説明する。
【００７６】
図４Ａは、側壁の内面にせり出し（突出部Ｐ）がない直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図であり、図４Ｂはシミュレーションにより得られた、その従来のバックライト装置の光学特性である。図５Ａは、本発明の第１実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図であり、図５Ｂはシミュレーションにより得られた、本第１実施形態のバックライト装置の光学特性である。
【００７７】
一般に、バックライト装置では、液晶パネル９の表示領域の中央部に対応する領域では、各ＬＥＤクラスター１Ａから発する光と、光混合空間（キャビティ）内を反射して到達する光が、所望の色度となるように混色される。しかし、液晶パネル９の表示領域の端部（周辺部）に対応する領域では、光混合空間（キャビティ）内を反射して到達する光が、表示領域の中央部に対応する領域の場合よりも少ないため、表示領域の端部に対応する領域での色度は、当該領域に配置されたＬＥＤクラスター１Ａに大きく依存する。Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤ１を使用している場合、各色のＬＥＤ１の配置位置のずれに起因する発光ピークのずれにより、最外部ＬＥＤ１と、その内側に隣接する他のＬＥＤ１とでは、出射光の分布が異なるため、相対輝度及び色度ｘ値と色度ｙ値が、大きくずれることになる。これは図４Ｂに明瞭に現れている。
【００７８】
すなわち、図４Ｂに示すように、緑色の光の相対輝度（Ｇ相対輝度）と赤色の光の相対輝度（Ｒ相対輝度）は、側壁６の内面６ｆの位置から遠ざかるにつれて大きく変動している。光混合空間の中央部に近い位置では、Ｇ相対輝度の方がＲ相対輝度よりも大きいが、側壁６（の内面６ｆ）からの距離が約６．０ｍｍの位置では、Ｇ相対輝度とＲ相対輝度が一致し、その位置よりも側壁６に近い領域では逆転して、Ｒ相対輝度の方がＧ相対輝度よりも大きくなっている。
【００７９】
色度ｘ値と色度ｙ値については、色度ｘ値が色度ｙ値よりも大きく、側壁６（の内面６ｆ）からの距離が約６．０ｍｍの位置より側壁６に近い領域では、その差がさらに増大している。
【００８０】
その結果、側壁６の内面６ａにせり出し（突出部Ｐ）がない図４Ａのバックライト装置では、光混合空間の端部でのＲ、Ｇ、Ｂ三色の光の混色割合が、光混合空間の中央部での混色割合とは異なるため、最外部ＬＥＤ１の混色割合が増加し、その結果、表示領域の端部に「色ムラ」が生じる。この現象は、バックライト装置のキャビティ厚み（本実施形態では１４ｍｍ）が薄くされたり、ＬＥＤクラスター１Ａ内の各色のＬＥＤ１の配置ピッチ（本実施形態では５ｍｍ）が拡大されたりすると、いっそう顕著になる。
【００８１】
これに対し、本発明の第１実施形態のバックライト装置では、最外部ＬＥＤ１とその内側に隣接する他のＬＥＤ１との間の出射光分布の相違に対して、最外部ＬＥＤ１から発する光の一部を、側壁６のせり出した部分（突出部Ｐ）の面６ａと６ｂで吸収することにより、光混合空間の端部での出射光分布を最外部ＬＥＤ１に隣接するＬＥＤ１の出射光分布に一致させることができる。その結果、各ＬＥＤ１からの各色の光の混色割合が、光混合空間の中央部と端部で同等となるから、液晶パネル９の表示領域の端部での色ムラが改善される。これは図５Ｂに明瞭に現れている。
【００８２】
すなわち、図５Ｂに示すように、Ｇ相対輝度とＲ相対輝度は、図５Ｂに記載された全範囲にわたってほぼ一致している。また、光混合空間の中央部に近い位置からその端部まで、図５Ｂに記載された全範囲にわたってＧ相対輝度とＲ相対輝度がほぼ一致し、その変動も小さい。色度ｘ値と色度ｙ値については、図５Ｂに記載された全範囲にわたって、色度ｘ値が色度ｙ値よりも少し大きく、その差はほぼ一定している。
【００８３】
その結果、本発明の第１実施形態のバックライト装置では、光混合空間の端部でのＲ、Ｇ、Ｂ三色の光の混色割合が、光混合空間の中央部での混色割合とほぼ一致し、したがって、表示領域の端部に「色ムラ」が生じない。これは、バックライト装置のキャビティ厚み（本実施形態では１４ｍｍ）が薄くされたり、ＬＥＤクラスター１Ａ内の各色のＬＥＤ１の配置ピッチ（本実施形態では５ｍｍ）が拡大されたりしても、同じである。
【００８４】
なお、前述のシミュレーションで使用したＬＥＤアレイは、図２に示したように、Ｒ、Ｇ、Ｇ、Ｂの光をそれぞれ発する４個のＬＥＤ１が、正方形をなすように配置されて、一つのクラスター１Ａを構成し、ＬＥＤ１の配置は、Ｒの光を発するＬＥＤ１の両側にＧの光を発する二つのＬＥＤ１が並び、Ｂの光を発するＬＥＤ１がＲの光を発するＬＥＤ１の一つの対角線上に置かれている。そして、Ｇの光を発する二つのＬＥＤ１が、もう一つの対角線上に置かれている。しかし、本発明はこの配置に限定されるものではない。
【００８５】
また、本第１実施形態では、液晶パネル９の表示領域の端部は、側壁６の支持面６ｃの角（交線６ｄ）と、せり出した部分の先端（交線６ｅ）との間に配置しているが、液晶パネル９の表示領域の周囲の額縁に余裕があれば、液晶パネル９の表示領域の端部は、側壁６の支持面６ｃの角（交線６ｄ）と重なる位置でもよい。要は、液晶パネル９の表示領域の端部が、支持面６ｃの角（交線６ｄ）上か、それより表示領域側の任意の位置にあればよい。
【００８６】
本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置は、上述した第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置に液晶パネル９を組み合わせて構成されるので、この直下型ＬＥＤバックライト装置と同じ効果が得られることが明らかである。
【００８７】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置に使用したＬＥＤアレイの構成を示す、発光面側（光学部材群８の側）から見た部分平面図である。
【００８８】
図６に示すように、第２実施形態では、ＬＥＤクラスター１Ａのレイアウトが千鳥状となっており、その点で上述した第１実施形態とは異なっている。それ以外の構成は、上述した第１実施形態と同じである。
【００８９】
ＬＥＤクラスター１Ａのレイアウトが千鳥状であるため、クラスター１Ａ間の距離を一定にすることができる。また、クラスター１Ａ間の距離が一定なので、当該バックライト装置全体でＬＥＤ１からの各色の光がバランスよく混色され、したがって、上記第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置よりも、表示領域全体で色ムラをいっそう低減させることが可能である。
【００９０】
（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図である。
【００９１】
図７に示すように、第３実施形態では、バックライト装置の構成自体は上述した第１実施形態と同じであるが、側壁６の実装基板２の側にある面６ａと面６ｂの光学特性が異なっている。すなわち、上述した第１実施形態では、側壁６の反射面３と平行な面６ａと、その面６ａに続き反射面３と直交する面６ｂが、いずれも非反射特性（光を吸収する特性）を持っている。これに対し、第３実施形態では、面６ａは反射特性を持ち、面６ｂは光吸収特性を持っている。それ以外の構成は、上述した第１実施形態と同じである。
【００９２】
面６ａと面６ｂの光学特性は、第３実施形態で述べたものに限定されず、それ以外の任意の組み合わせが可能である。例えば、面６ａは光吸収特性を持つが、面６ｂは反射特性を持ってもよいし、面６ａと６ｂの双方が反射特性を持ってもよい。
【００９３】
光吸収や反射の特性自体を変えてもよい。例えば、白色に着色することで拡散反射特性を持たせてもよいし、鏡面反射特性としてもよい。
【００９４】
本第３実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置においては、上記第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置と同じ効果に加え、面６ａと面６ｂの光学特性を調整することで、側壁６を製造した後でも輝度分布の微調整が可能であるという効果もある。
【００９５】
（第４〜６実施形態）
図８（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、本発明の第４〜第６実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図である。
【００９６】
第４〜６実施形態は、上記第１実施形態における側壁６の変形例に相当する。側壁６は、その内面６ｆが、ＬＥＤアレイの近傍において、実装基板２に沿って光混合空間（キャビティ）の中央部に近づく方向に突出した突出部Ｐを含んでいて、最外部ＬＥＤ１の発光面の少なくとも一部が、突出部Pと重なっていて光学部材群８の側からは見えない位置にあればよいので、いろいろな形状にすることができる。
【００９７】
第４実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置は、図８（ａ）に示すように、上記第１実施形態では実装基板２に対して平行であった面６ａが、実装基板２に対して発光面の側に傾斜している。
【００９８】
第５実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置は、図８（ｂ）に示すように、上記第１実施形態では全体が実装基板２に対して傾斜していた内面６ｆの途中で、ＬＥＤアレイの近傍に、断面が矩形（方形）の突出部Ｐを形成し、その突出部Ｐの光学部材群８の側の部分を取り除いた構成になっている。突出部Ｐの断面形状や、突出部Ｐの光学部材群８の側の部分の形状は、任意に変更可能である。
【００９９】
第６実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置は、図８（ｃ）に示すように、上記第１実施形態では全体が実装基板２に対して傾斜していた内面６ｆが、実装基板２に対して直交しており、側壁６の面６ａより光学部材群８の側にある部分全体が、同じ厚さに保たれている。表示領域の端部に対して液晶表示装置の額縁に余裕がある場合は、図８（ｃ）のような構成も可能である。
【０１００】
本第４〜６実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置においても、上記第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置と同じ効果が得られることは、明らかである。
【０１０１】
（第７実施形態）
図９は、本発明の第７実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の構成を示す要部断面図である。
【０１０２】
第７実施形態は、側壁６の内面６ｆの突出部Ｐを曲面により形成したものであり、図８（ｂ）に示す第５実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置の側壁６の突出部Ｐを、二つの凹状の湾曲面から形成し、その突出部Ｐの先端を鋭利にしたものに相当する。
【０１０３】
第７実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置は、上記第１実施形態では実装基板２に対して平行であった面６ａと、実装基板２に対して直交していた面６ｂとが、一つの凹状の湾曲面６ｇになっている。
【０１０４】
本第７実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置においても、上記第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置と同じ効果が得られるが、それに加えて、側壁６の内面６ｆと面６ｇの湾曲状態を変えることによって、側壁６で拡散反射する光の正反射成分の方向を調整し、もって輝度分布の微調整を行うことができる、という効果もある。
【０１０５】
（第８実施形態）
図１０は、本発明の第８実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置の側壁６の構成を示す、発光面側から見た部分平面図である。
【０１０６】
図１０に示すように、第８実施形態では、側壁６が、隣接するＬＥＤクラスター１Ａの間に切り欠き部１０を有している点で上述した第１実施形態とは異なっている。それ以外の構成は、上述した第１実施形態と同じである。
【０１０７】
隣接するＬＥＤクラスター１Ａの間の領域では、ＬＥＤ１から発する光が光学部材群８に到達しにくいが、側壁６に突出部Ｐを設けることにより、最外部ＬＥＤ１からの光がいっそう到達しにくくなる恐れがある。このような懸案を解消するため、第８実施形態では、隣接するＬＥＤクラスター１Ａの間において側壁６に切り欠き部１０を設けたものである。切り欠き部１０を設けたことにより、隣接するＬＥＤクラスター１Ａの間では側壁６が存在しないのと同等になるので、最外部ＬＥＤ１からの光が光学部材群８に到達しにくくなる恐れがない。
【０１０８】
本第８実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置においても、上記第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置と同じ効果が得られる。また、ＬＥＤクラスター１Ａ間のピッチが制限されて、当該バックライト装置のキャビティ厚みに対して、輝度ムラに対する十分なマージンを取れない場合でも、色ムラの発生を抑制できる、という効果もある。
【０１０９】
（第９実施形態）
図１１は、本発明の第９実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置に使用されるＬＥＤクラスターの構成を示す平面図である。
【０１１０】
第９実施形態は、表示装置の用途に応じて、図１１に示すように、ＬＥＤクラスター１Ａ内のＬＥＤ１の組み合わせを変えるものである。
【０１１１】
図１１（ａ）は、Ｒ、Ｇ、Ｇ、Ｂの四つのＬＥＤ１を組み合わせた場合であり、高輝度、広色度域が必要な用途に適合する。上記第１実施形態で使用された組み合わせである。
【０１１２】
図１１（ｂ）は、Ｒ、Ｇ、Ｂの三つのＬＥＤ１を組み合わせた場合であり、低輝度、広色度域が必要な用途に適合する。
【０１１３】
図１１（ｃ）は、Ｗ、Ｒ、Ｇ、Ｂの四つのＬＥＤ１を組み合わせた場合であり、高効率、低消費電力が必要な用途に適合する。
【０１１４】
図１１（ｄ）は、Ｗ、Ｇ、Ｂの三つのＬＥＤ１を組み合わせた場合であり、特定の色度範囲のみの色度調整と、高効率、低消費電力が必要な用途に適合する。
【０１１５】
図１１（ｅ）は、Ｗ、Ｒ、Ｇの三つのＬＥＤ１を組み合わせた場合であり、これも、特定の色度範囲のみの色度調整と、高効率、低消費電力が必要な用途に適合する。
【０１１６】
このように、ＬＥＤクラスター１Ａ内のＬＥＤ１の組み合わせ方によって、バックライト装置の特性が変わる。Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤの使用だけでなく、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のＬＥＤよりも高効率なＷのＬＥＤを、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のＬＥＤに組み合わせると、消費電力を抑えつつ、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のＬＥＤによる白色点の可変が可能となる。また、前述したＷのＬＥＤと、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色からＲまたはＢを除いた、Ｗ、Ｇ、Ｂ、ないしＷ、Ｒ、Ｇの３色のＬＥＤとの組み合わせでもよい。この組み合わせでは、Ｗ、Ｒ、Ｇ、Ｂの４色の組み合わせよりも１色少ないため、白色点可変時のＬＥＤ出力制御の制御規模を抑え、且つ使用するＬＥＤも少なくできるため、表示装置のコストダウンに寄与する。
【０１１７】
これらの組み合わせでは、ＬＥＤクラスター１Ａ内のＬＥＤ１の配置は、光学的に色度のバランスが取れるように、正方形状、三角形状、菱形状等に配置される。
【０１１８】
本第９実施形態で述べた用途は、一例であるが、本発明は、ＬＥＤクラスター１Ａ内のＬＥＤ１の組み合わせだけに限定されるものではない。図示してはいないが、１パッケージ内に複数色のＬＥＤ１（のチップ）が配置されているものを用いてもよい。
【０１１９】
本第９実施形態の直下型ＬＥＤバックライト装置においても、上記第１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置と同じ効果が得られる。また、表示装置の用途に応じて最適な特性を提供することができる、という効果もある。
【０１２０】
（第１０実施形態）
図１２は、本発明の第１０実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置に使用したＬＥＤ光源の構成を示す、発光面側から見た部分平面図である。
【０１２１】
図１２に示すように、第１０実施形態では、ＬＥＤ１がクラスター１Ａの形になっていなくて、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤ１が所定の順序で、一方向に直線状に配置されたＬＥＤ列１Ｂとなっている点で、上述した第１実施形態とは異なっている。それ以外の構成は、上述した第１実施形態と同じである。
【０１２２】
各ＬＥＤ列１Ｂでは、Ｒ、Ｇ、Ｂの三色のＬＥＤ１が複数個、一方向（図１２では上下方向）に所定ピッチで並列されて、棒状ＬＥＤ群となっている。この配列の仕方は、棒状の蛍光灯の場合と同様である。反射面３上には、複数のＬＥＤ列１Ｂ（棒状ＬＥＤ群）が、ＬＥＤ列１Ｂの延在方向に対して直交する方向（図１２では左右方向）に一定ピッチで配置されている。
【０１２３】
本実施形態では、ＬＥＤ列１Ｂを使って棒状ＬＥＤ群とすることにより、側壁６の突出部Ｐは、ＬＥＤ列１Ｂの両端が位置する向かい合った二つの箇所（内面６ｆ）のみに設ければ足りるから、それだけ側壁６の構造が簡単になる。このため、ＬＥＤ列１Ｂの最外部（図１２では上端部と下端部）のＬＥＤ１が位置する部分において、側壁６の内面６ｆに突出部Ｐを設けることにより、上記第１実施形態と同様に色ムラを改善できる。
【０１２４】
また、ＬＥＤ列１Ｂが、当該バックライト装置のキャビティ厚みに対して十分な狭ピッチで配置され、且つ、側壁６のＬＥＤ列１Ｂの配置方向（図１２では左右方向）と平行な部分（図１２では左右両端部）に十分近く配置されている場合は、その部分にも突出部Ｐを形成することが可能である。こうすることで、側壁６のＬＥＤ列１Ｂの配置方向（図１２では左右方向）と平行な部分（図１２では左右両端部）で発生する輝度ムラの発生を抑制することができる。
【０１２５】
（第１１実施形態）
図１３は、本発明の第１１実施形態に係る直下型ＬＥＤバックライト装置に使用したＬＥＤの構成を示す、発光面側から見た部分平面図である。
【０１２６】
図１３に示すように、第１１実施形態では、白色のＬＥＤ１のみが光源として使用されている。そして、白色ＬＥＤ１が、上記第１０実施形態と同様に、バックライト装置のキャビティ厚みに対して十分な狭ピッチで配置され、且つ、ＬＥＤアレイの最外部のＬＥＤ１がバックライト装置の側壁６に近接して配置されている。側壁６の突出部Ｐは、上記第１実施形態と同様に、最外部のＬＥＤ１の発光面の一部を覆うように形成されている。
【０１２７】
本実施形態では、ＬＥＤアレイ内での白色ＬＥＤ１間の距離が一定なので、当該バックライト装置全体でＬＥＤ１からの白色の光の輝度ムラを抑制することが可能である。
【０１２８】
（変形例）
上述した第１〜第１１の実施形態は本発明を具体化した例を示すものである。したがって、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を外れることなく種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【０１２９】
例えば、側壁６の内面６ｆに設けた突出部Ｐの構造は、上記実施形態で説明したものに限定されず、任意に変更が可能である。また、ＬＥＤ１のレイアウトも、上記実施形態で説明したものに限定されず、任意に変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明は、ＬＥＤを光源として使った直下型ＬＥＤバックライト装置と、それを用いた液晶表示装置に適用可能である。
【符号の説明】
【０１３１】
１ ＬＥＤ
１Ａ ＬＥＤクラスター
１Ｂ ＬＥＤ列
２ 実装基板
３ 反射面
４ 拡散板
５ 光学シート群
６ 側壁
６ａ 面
６ｂ 面
６ｃ 支持面
６ｄ 交線
６ｅ 交線
６ｆ 内面
６ｇ 面
７ 筐体
８ 光学部材群
９ 液晶パネル
１０ 切り欠き部
Ｐ 突出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底壁と、
所定距離をあけて前記底壁の内面に対向して配置された光学部材群と、
前記底壁と前記光学部材群の間を前記所定距離に保持する側壁と、
前記底壁の内面に固定された、光源としての複数のＬＥＤとを備え、
前記側壁は、その内側に、前記底壁と前記側壁と前記光学部材群から形成される空間の中央部に向かって突出した突出部を有しており、
最外部にある前記ＬＥＤの発光面の少なくとも一部は、前記突出部と重なっていて前記光学部材群の垂直方向からは見えない位置にあることを特徴とする直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項２】
前記突出部の先端が、最外部にある前記ＬＥＤの発光面の中心よりも前記底壁に沿って外側にシフトした位置にある請求項１に記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項３】
前記側壁が、前記光学部材群を支持する支持面を有しており、その支持面が前記側壁の内面と交差して形成される交線が、前記突出部の先端よりも前記底壁に沿って外側にシフトした位置にある請求項１または２に記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項４】
当該バックライト装置と組み合わされる液晶パネルの表示領域の最外端が、前記突出部の先端と前記交線との間に位置するように、前記突出部の先端と前記交線の位置が設定されている請求項３に記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項５】
前記光源が、色の異なる光を発する複数の前記ＬＥＤを組み合わせてなるクラスターの構成を持っている請求項１〜４のいずれかに記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項６】
前記光源が、白色光を発する複数の前記ＬＥＤのみから構成される請求項１〜４のいずれかに記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項７】
複数の前記ＬＥＤが、前記底壁の内面に一定ピッチで正方状または千鳥状に配置されている請求項１〜４のいずれかに記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項８】
前記側壁の前記突出部より前記底壁に近い領域が、光吸収面を持っている１〜７のいずれかに記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項９】
前記側壁の前記突出部より前記底壁に近い領域が、拡散反射面または鏡面反射面を持っている１〜７のいずれかに記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項１０】
前記側壁の前記突出部より前記底壁に近い領域が、光吸収面と、拡散反射面または鏡面反射面とを持っている１〜７のいずれかに記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項１１】
前記突出部の断面形状が略三角形または略方形であり、前記側壁の内面が平面である請求項１〜７のいずれかに記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項１２】
前記突出部の断面形状が略三角形または略方形であり、前記側壁の内面が凹状の湾曲面である請求項１〜７のいずれかに記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項１３】
前記突出部が、最外部にある前記ＬＥＤと重なる箇所にのみ選択的に形成され、隣接する前記ＬＥＤの間には形成されていない請求項１〜１２のいずれかに記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項１４】
前記光源が、色の異なる光を発する複数の前記ＬＥＤを第１方向に直線状に配置してなる棒状ＬＥＤ群を複数個、前記第１方向に対して直交する第２方向に一定ピッチで配置して構成されており、
前記突出部が、前記棒状ＬＥＤ群の各端に近接し且つ前記第２方向に延在する、前記側壁の二つの対向する箇所のみに設けられている請求項１〜１３のいずれかに記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項１５】
液晶パネルと、
請求項１〜１４のいずれかに記載の直下型ＬＥＤバックライト装置と
を備えてなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１】
底壁と、
所定距離をあけて前記底壁の内面に対向して配置された光学部材群と、
前記底壁と前記光学部材群の間を前記所定距離に保持する側壁と、
前記底壁の内面に固定された、光源としての複数のＬＥＤとを備え、
前記側壁は、その内側に、前記底壁と前記側壁と前記光学部材群から形成される空間の中央部に向かって突出した突出部を有しており、
最外部にある前記ＬＥＤの発光面の少なくとも一部は、前記突出部と重なっていて前記光学部材群の垂直方向からは見えない位置にあることを特徴とする直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項２】
前記突出部の先端が、最外部にある前記ＬＥＤの発光面の中心よりも前記底壁に沿って外側にシフトした位置にある請求項１に記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項３】
前記側壁が、前記光学部材群を支持する支持面を有しており、その支持面が前記側壁の内面と交差して形成される交線が、前記突出部の先端よりも前記底壁に沿って外側にシフトした位置にある請求項１または２に記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項４】
当該バックライト装置と組み合わされる液晶パネルの表示領域の最外端が、前記突出部の先端と前記交線との間に位置するように、前記突出部の先端と前記交線の位置が設定されている請求項３に記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項５】
前記光源が、色の異なる光を発する複数の前記ＬＥＤを組み合わせてなるクラスターの構成を持っている請求項１〜４のいずれかに記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項６】
前記光源が、白色光を発する複数の前記ＬＥＤのみから構成される請求項１〜４のいずれかに記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項７】
複数の前記ＬＥＤが、前記底壁の内面に一定ピッチで正方状または千鳥状に配置されている請求項１〜４のいずれかに記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項８】
前記側壁の前記突出部より前記底壁に近い領域が、光吸収面を持っている１〜７のいずれかに記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項９】
前記側壁の前記突出部より前記底壁に近い領域が、拡散反射面または鏡面反射面を持っている１〜７のいずれかに記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項１０】
前記側壁の前記突出部より前記底壁に近い領域が、光吸収面と、拡散反射面または鏡面反射面とを持っている１〜７のいずれかに記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項１１】
前記突出部の断面形状が略三角形または略方形であり、前記側壁の内面が平面である請求項１〜７のいずれかに記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項１２】
前記突出部の断面形状が略三角形または略方形であり、前記側壁の内面が凹状の湾曲面である請求項１〜７のいずれかに記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項１３】
前記突出部が、最外部にある前記ＬＥＤと重なる箇所にのみ選択的に形成され、隣接する前記ＬＥＤの間には形成されていない請求項１〜１２のいずれかに記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項１４】
前記光源が、色の異なる光を発する複数の前記ＬＥＤを第１方向に直線状に配置してなる棒状ＬＥＤ群を複数個、前記第１方向に対して直交する第２方向に一定ピッチで配置して構成されており、
前記突出部が、前記棒状ＬＥＤ群の各端に近接し且つ前記第２方向に延在する、前記側壁の二つの対向する箇所のみに設けられている請求項１〜１３のいずれかに記載の直下型ＬＥＤバックライト装置。
【請求項１５】
液晶パネルと、
請求項１〜１４のいずれかに記載の直下型ＬＥＤバックライト装置と
を備えてなることを特徴とする液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−１１４８８０（Ｐ２０１３−１１４８８０Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５９６５９（Ｐ２０１１−２５９６５９）
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（３０３０１８８２７）ＮＬＴテクノロジー株式会社 (547)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（３０３０１８８２７）ＮＬＴテクノロジー株式会社 (547)
【Ｆターム（参考）】
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