(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から一方の主面に入射された光が他方の主面から出射される導光部材であって、
前記導光部材が隣接する側面同士を互いに突き合せて併設された複数の分割体により一枚の板状となされ、
前記各分割体は略矩形状に形成され、この分割体の互いに対向する一対の端部のうち前記光源に対向する一方の端部に所定の傾斜面を有する切欠き部が形成され、他方の端部の端面は直角な第一の小口端面とされ、
前記傾斜面には、前記光源から出射された光を反射する反射部が構成されており、さらに、前記分割体の前記第一の小口端面が、隣接する分割体との突き合わせ面となっており、かつ該突き合わせ面に光拡散部を有することを特徴とする導光部材。
【請求項２】
前記分割体の切欠き部に形成された傾斜面が、該分割体の前記一方の端部における、前記第一の小口端面に対向する第二の小口端面にかかるように、厚み方向の途中から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の導光部材。
【請求項３】
前記光源が発光ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の導光部材。
【請求項４】
前記切欠き部は、複数個の前記光源の２つ以上に跨るように連続して形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の導光部材。
【請求項５】
前記切欠き部は、各光源と対向するように所定間隔置きに散在して形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の導光部材。
【請求項６】
前記切欠き部は、樹脂により封止されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の導光部材。
【請求項７】
前記分割体の下面には、光の反射部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の導光部材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の導光部材と、
光源と、
前記光源を配列する基板と、を有することを特徴とする面光源装置。
【請求項９】
請求項８に記載の面光源装置をバックライトとして用いることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
前記面光源装置の上面に、表示部を配置したことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記表示部が液晶パネルであることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源、例えば、発光ダイオードを液晶用バックライトの光源として使用する場合に用いられる導光部材（板）およびこの導光部材（板）を用いた面光源装置、ならびに表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来液晶ディスプレイ用のバックライト光源としては、冷陰極管を筐体の端面に配置したいわゆるエッジライト型のものが主流であった。（例えば特許文献１参照）
図６は、このような冷陰極管を用いたエッジライト型の従来のバックライト光源を示したものである。すなわち、このバックライト光源は、細い線状発光素子である冷陰極管１０２と、この冷陰極管１０２から出射された光を面状に広げ、液晶パネル１０４に向かって出射させるための導光板１０６とから、バックライトが構成されるもので、冷陰極管１０２から出射された光は、導光板１０６の光取入面１０８から入射し、導光板１０６の出射面１１０及び反射面１１２で全反射を繰り返しながら、光取入面１０８と対向する面１１４に向かって進む。反射面１１２には、例えば凹凸形状が設けられており、光を面１１４方向へ導光させる導光部分と、出射面１１０方向に反射させる反射部分とがある。したがって、光取入面１０８から入射した光が反射面１１２上の反射部分に到達すると出射面１１０方向に反射され、出射面１１０を通って液晶パネル１０４に供給される。一方、反射面１１２の導光部分に到達した光は全反射されて光取入面１０８と対向する面１１４または光取入面１０８方向に導かれる。
【０００３】
このようなエッジライト型の表示装置では、輝度の向上および輝度の均一化を図る上では限界があるとともに、表示画面の大型化の要求に応えることが困難であった。
そこで、近年の大型液晶ディスプレイとして、直下型ライトの採用が検討されている。
【０００４】
しかしながら、直下型ライトとして上記のような冷陰極管１０２を用いた場合には、冷陰極管１０２が比較的大型であるため、液晶ディスプレイの厚みが厚くなってしまうとともに、冷陰極管１０２は、色再現性、応答性が良好でなく、残像現象が生じてしまうなどの問題もある。
【０００５】
一方、近年、発光効率が著しく向上し照明への応用が進んでいる発光素子の中で、特に発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode、「ＬＥＤランプ」ともいう）を液晶ディスプレイ用のバックライト光源（面光源）として用いることが検討されている。
【０００６】
このような発光ダイオードを液晶ディスプレイ用のバックライト光源として用いれば、表示画面の大型化の要求にも応えることができるとともに良好な色再現性と高速応答性が実現でき、高品位な画質を達成することが期待されている。
【０００７】
図７は、このような発光ダイオードが直下型ライトとして採用された従来の液晶表示パネルにおける面光源装置（バックライト）の概略構成を示したものである（非特許文献１参照）。
【０００８】
この面光源装置１２０にあっては、発光源として複数の発光ダイオード１２２を列状に配列させた図示しない基板としてのＬＥＤ基板（実装基板）を筐体１２４の底面１２６に備えている。なお、図７では、発光ダイオードの横一列のみを示しているが、このような列は底面１２６に縦横に所定間隔置きに複数個配置されている。筐体１２４の底面１２６および内側面は反射シート１２８で覆われている。さらに、発光ダイオード１２２から通
常は１〜５ｃｍの距離を隔てて拡散板１３０とプリズムシート１３２とが配列されている。
【０００９】
そして、発光ダイオード１２２を発光させると、出射された光は直接または反射シート１２８によって反射されて拡散板１３０に向かい、この拡散板１３０内で乱反射され、次いでプリズムシート１３２を通過することで、垂直方向に光線が傾けられ、液晶パネル１３４に入射する。異なる発光ダイオード１２２から出射した光は、拡散板１３０との間の空間で混じりあい、さらに拡散板１３０内で乱反射することにより混合が促進され、これによって輝度と色度が均一化される。また、一般に発光ダイオード１２２の直上に相当する部分の輝度は高くなるので、拡散板１３０において、当該部分の拡散度を高くすることにより、輝度の均一化をいっそう高めることができる。
【００１０】
しかしながら、従来の発光ダイオードを用いた面光源装置１２０にあっては、上記のように輝度及び色度を均一化させるため、拡散板１３０を設け、かつ発光ダイオード１２２と拡散板１３０との距離をあけているが、それでも発光ダイオード１２２の直上部分での輝度が高くなるという問題があった。特に単色の発光ダイオードではなく複数色（ＲＧＢ）の発光ダイオードを用いて混色する場合には、混色が十分でなく、場合によっては色むらが見えてしまう。そこで、輝度むら及び色むらを低減するために、上記のように拡散板１３０において発光ダイオード１２２の直上に相当する部分の拡散度を更に高くしたり、あるいはいわゆるライティング・カーテンを発光ダイオード直上部に設けて直上部の輝度を低下させたりすることが行なわれる場合もある。しかし、これらの手段は光の利用効率の低下を招いている。また発光ダイオード１２２と拡散板１３０の間の距離を一層大きくすれば、輝度むら及び色むらは低減できるが、これはバックライトの厚さの増大を招き、フラットパネルディスプレイにとっては好ましいものではない。
【特許文献１】特開２００４−１１７４１３号公報
【非特許文献１】ＴＥＣＨＮＯ−ＦＲＯＮＴＩＥＲ ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ ２００５  熱設計・対策技術シンポジウム、２００５年４月２０日（社団法人日本能率協会）、Ｓession Ｇ３  放熱実装の最新設計事例I (p.Ｇ３-３-１〜Ｇ３−３−４)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、例えば、発光ダイオードを用いた場合に発光ダイオードの直上部に位置する部分の輝度が高いことによる輝度むらを低減して内面の輝度の均一化を図ることができ、しかも面光源装置（バックライト）小型化に寄与する導光部材および面光源装置、ならびに表示装置を提供することを目的の一つとしている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決するために本発明の導光部材およびこの導光部材を用いた面光源装置、ならびに表示装置を見出した。
すなわち、本発明は例えば以下の（１）〜（１１）の態様を含む。
（１）光源から一方の主面に入射された光が他方の主面から出射される導光部材であって、
前記導光部材が隣接する側面同士を互いに突き合せて併設された複数の分割体により一枚の板状となされ、
前記各分割体は略矩形状に形成され、この分割体の互いに対向する一対の端部のうち前記光源に対向する一方の端部に所定の傾斜面を有する切欠き部が形成され、他方の端部の端面は直角な第一の小口端面とされ、
前記傾斜面には、前記光源から出射された光を反射する反射部が構成されており、さらに、前記分割体の前記第一の小口端面が、隣接する分割体との突き合わせ面となっており、かつ該突き合わせ面に光拡散部を有することを特徴とする導光部材。
（２）前記分割体の切欠き部に形成された傾斜面が、該分割体の前記一方の端部における、前記第一の小口端面に対向する第二の小口端面にかかるように、厚み方向の途中から形成されていることを特徴とする前記（１）に記載の導光部材。
【００１３】
（３）前記光源が発光ダイオードであることを特徴とする前記（１）に記載の導光部材。
（４）前記切欠き部は、複数個の前記光源の２つ以上に跨るように連続して形成されたものであることを特徴とする前記（１）に記載の導光部材。
（５）前記切欠き部は、各光源と対向するように所定間隔置きに散在して形成されたものであることを特徴とする（１）に記載の導光部材。
（６）前記切欠き部は、樹脂により封止されていることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の導光部材。
（７）前記分割体の下面には、光の反射部が形成されていることを特徴とする前記（１）に記載の導光部材。
（８）前記（１）〜（７）のいずれかに記載の導光部材と、
光源と、
前記光源を配列する基板と、を有することを特徴とする面光源装置。
（９）前記（８）に記載の面光源装置をバックライトとして用いることを特徴とする表示装置。
（１０）前記面光源装置の上面に、表示部を配置したことを特徴とする前記（９）に記載の表示装置。
（１１）前記表示部が液晶パネルであることを特徴とする前記（１０）に記載の表示装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の導光部材によれば、大型表示装置であっても、複数の分割体により導光板を構成しているので、大型化の達成が可能である。さらに、メンテナンス性も良好である。
また、発光ダイオードから直上に照射されてきた光を、傾斜面で横方向に反射させることができるので、光源の直上では光の透過量を少なくすることができる。したがって、面光源装置などに用いた場合に、光源直上部の輝度が減少するので、輝点や色度の著しいずれをなくすことができる。
【００１５】
さらに、傾斜面で横方向に反射された光は、光拡散部を通過することにより、さらに色むらの少ない白色光とすることができる。
また特に、液晶ディスレイのバックライトとして本発明の面光源装置を用いれば、薄型で高画質を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る導光部材およびこの導光部材を用いた面光源装置、ならびに表示装置について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１７】
本発明の実施の形態の説明では、便宜上、光源（固体発光素子）から導光部材へ向かう方向を「上」または「上方」という。
いわゆる直下型バックライトにおいて、輝度と色度の均一化を十分に達成しかつ面光源装置が厚くならないようにするためには、導光部材を用いることが有効である。直下型バックライトにおいては固体発光素子が上向きに設置されているので、光を拡散させて、均一に導光部材内を伝播させることが望ましい。
【００１８】
図１は、本実施の形態が適用される液晶表示装置の一例の全体構成を示す図である。本実施の形態が適用される液晶表示装置は、直下型の面光源装置（バックライト）１０として、発光部を収容するバックライトフレーム（筐体）１１と、発光源として固体発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）１３を複数個配列させた基板としてのＬＥＤ基板（実装
基板）１２とを備えている。また、バックライト装置１０は、ＬＥＤ基板（実装基板）１２上にバックライトフレーム（筐体）１１内に収容される本発明の特徴である導光部材（板、シート）１４を備えている。図７に示した従来の直下型バックライト装置との相違は、発光ダイオードと拡散部材（板、シート）との空間に導光部材が介在する点であり、バックライトの厚みが増すことはなく、むしろ発光ダイオードと拡散部材（板、シート）との間隔を小さくすることができる。導光部材の上に光学補償シートの積層体として、面全体を均一な明るさとするために光を散乱・拡散させる拡散部材（板、シート）１５と、前方への集光効果を持たせた回折格子フィルムであるプリズムシート１６，１７とを備えている。また、液晶表示モジュール３０として、２枚のガラス基板により液晶が挟まれている液晶パネル３１と、この液晶パネル３１の各々のガラス基板に積層され、光波の振動をある方向に制限するための偏光板（偏光フィルタ）３２，３３とを備えている。更に、液晶表示装置には、図示しない駆動用ＬＳＩなどの周辺部材が配置される。
【００１９】
この液晶パネル３１は、図示しない各種構成要素を含んで構成されている。例えば、２枚のガラス基板に、図示しない表示電極、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）などのアクティブ素子、液晶、スペーサ、シール剤、配向膜、共通電極、保護膜、カラーフィルタ等を備えている。
【００２０】
図２は本発明の一実施形態に係る導光部材と、この導光部材が採用された面光源装置の概略を示した平面図であり、図４は図２におけるA-A線方向の部分拡大断面模式図である
。
【００２１】
この導光部材を備えた面光源装置４０は、例えば、略矩形状の大型液晶ディスプレイのバックライトとして好適に使用されるものである。
この面光源装置４０は、略矩形状の筐体４２と、光源となる複数個の発光色の異なるＬＥＤ素子（赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤ）を纏めて一つとしたＬＥＤランプ４４が所定のピッチで配列された複数個の基板４６と、基板４６の上方域を覆うように配置された導光部材の複数個の分割体４８と、から構成されている。そして、複数個の分割体４８により１枚の板状となされて導光板が構成されている。
【００２２】
上記基板４６には、複数個のＬＥＤランプ４４が直線状に一列配置されているが、勿論２列以上配置されていても良い。また、これら複数個の基板４６に代えて、大型の基板を１つ用意し、その基板に多数のＬＥＤランプ４４を配列しても良い。
【００２３】
基板４６としては、熱伝導性の良好な金属（例えば、アルミニウムあるいは銅等）や、窒化アルミニウム等をベースとするプリント配線板を例示することができる。
一方、面状の導光部材を構成する複数個の分割体４８は、図３に示したように、略矩形状で一方の端部４８ａに、断面略三角形状の切欠き部４９が形成されている。そして、これらの分割体４８が、図４に示したように、互いに突き合わされていくことにより、面状に広がる導光部材７０が構成されている。
【００２４】
本実施例の面光源装置４０では、導光部材を構成する複数個の分割体４８が、図２および図４に示したように、隣接し合う２つの基板４６、４６上に跨って配置されている。また、分割体４８の一方の端部４８ａに対向するようにＬＥＤランプ４４が配置されている。
【００２５】
分割体４８の切欠き部４９は、例えば、分割体４８の一方の端部４８ａを厚さ方向の途中から斜めに切除することにより形成されている。即ち、後述の第一の小口端面と対向する第二の小口端面にかかるように形成されている。この切欠き部４９には、図４に示したように、所定の傾斜角αを備えた傾斜面４８ｃが形成されている。
【００２６】
このような分割体４８の傾斜面４８ｃは、例えば、ＬＥＤランプ４４から照射されてきた光を反射する反射部となっている。なお、反射部は、アルミニウムなどを蒸着することにより形成することもできるがメッキ、白色インク塗装など他の手段により形成しても良い。また、この傾斜面４８ｃの裏面側も反射部となっている。すなわち、この傾斜面４８ｃの裏面側が反射部とされることにより、分割体４８の内部を横方向に導かれてきた光を、図４において破線の矢印で示したように、上方に反射することができる。
【００２７】
また、この切欠き部４９内は、空間のままであっても良いが、樹脂封止することもできる。
さらに、複数個の分割体４８からなる導光部材７０では、分割体４８の下面あるいは基板４６の上面に、反射部５２を有している。このように反射部５２を配設または塗装などにより形成すれば、分割体４８の出射面における輝度の向上および均一化が促進される。
【００２８】
また、上記構成の面光源装置４０では、分割体４８の輝度が最も高くなるＬＥＤランプ４４の直上位置に、傾斜面４８ｃが設けられているため、ここに照射された光を図４に矢印で示したように、横方向に導くことができる。よって、導光部材の輝度むらを効率的に低下させることができる。
【００２９】
さらに、本実施形態では、分割板４８の切欠き部４９が形成された一方の端部と対向する、即ち反対側の分割体４８の他方の端部４８ｂ側の小口端面（第一の小口端面に相当）に、例えば白色の光拡散部５４が形成されている。この光拡散部５４は、白色のフィルムで構成しても良く、あるいは白色の樹脂を塗布することによって構成しても良い。このように分割体４８の第一の小口端面に光拡散部５４が形成されていれば、ここを透過する光の量は多少低減（一部の光は透過）するが、透過する光に一部混色が不十分な場合であっても、白色化を促進することが可能になる。白色の光拡散部を設ける代わりに、端面をブラスト処理等により表面粗化することによっても同様な効果が得られる。
【００３０】
本実施形態による導光部材７０およびこの導光部材７０を使用した面光源装置４０は上記のように形成されているが、以下に作用について説明する。
例えば、このような面光源装置４０は、液晶ディスプレイのバックライトとして使用される。
【００３１】
ＬＥＤランプ４４に電圧が印加されると、そのＬＥＤランプ４４から発光された光が図４に示したように切欠き部４９内に入射される。そして、切欠き部４９内の傾斜面４８ｃに入射された光は、図４に実線の矢印で示したように横方向に反射され、分割体４８の内部側方に導かれる。これにより、ＬＥＤランプ４４から直上に進もうとする照射光が横方向に分散させる。よって、ＬＥＤランプ４４の直上部の輝度を低減できる。
【００３２】
なお、分割体４８の内部を横方向（分割体４８の他方の端部４８ｂから一方の端部４８ａに向かう方向）に図面上右側に隣接するＬＥＤランプ４４から導かれた光は、分割体４８の傾斜面４８ｃの裏面側に案内され、その裏面側の反射面で破線の矢印で示したように、上方向に導かれる。そのためＬＥＤ直上部で輝度が著しく低下することはない。
【００３３】
ここで、傾斜面４８ｃの傾斜角度αは適宜選択することができるが、好ましくは２０〜４５度である。
このようにして、全てのＬＥＤランプ４４の直上において、ＬＥＤランプ４４からの光を横方向に導くことができるので、液晶ディスプレイのバックライトとして面状に略均一な光を照射することが可能になる。また、各分割体４８の突き合わせ面には、光拡散部５４が形成されているので、仮にここを通過しようとする光が十分に混色されていないとし
ても、光拡散部５４を通過することにより白色化を促進させることができる。
【００３４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に何ら限定されない。
本発明による導光部材７０およびこの導光部材７０を用いた面光源装置４０によれば、ＬＥＤランプ４４の直上の部分の輝度を減少できるとともに、入射光を横方向に分散させることができるので、面全体の輝度の均一化を促進することができる。また、分割体４８の他方の端部４８ｂには、光拡散部５４が形成されているので、ここを通過しようとする光が一部混色化されていない場合であっても、白色化することができる。
【００３５】
上記実施形態では分割体に設けられた切欠き部は、基板上に一列に配置された複数個のＬＥＤランプの全てに跨るように直線状に形成されているが、複数個の全てではない2つ
以上に跨るように連続して形成されていてもよいし、各ＬＥＤと対向するように所定間隔置きに散在して形成されていても良い。
【００３６】
さらに、上記実施形態では、各基板４６の上面に凹部を設け、この凹部内にＬＥＤランプ４４を設置しているが、本発明はこれに限定されず、平坦に形成された基板４６上にＬＥＤランプ４４を配置することもできる。
【００３７】
また、上記実施形態では、発光色の異なるＬＥＤ素子を纏めて一つとしたＬＥＤランプ４４を使用した場合を例示したが、ＬＥＤランプ４４は単色であっても良い。発光色の異なるＬＥＤ素子を使用する場合は、赤色、緑色、青色の３色の場合に限定されるものではない。
【００３８】
さらに、上記実施形態では、ＬＥＤランプ４４が直線上に配置されている例を示したが、これらＬＥＤランプは必ずしも直線上に配置されていなくても良い。千鳥状であったり、直線から多少ずらして設けることもできる。
【００３９】
また、上記実施形態では、分割体４８の傾斜面４８ｃは、分割体４８の厚み方向の途中から斜めに形成されているが、この傾斜面４８ｃは、図５に示したように、傾斜角αが２０〜４５度の範囲であれば、厚み方向の頂天４８ｄから連続して形成しても良い。
【００４０】
さらに、上記実施形態では、分割体４８の一方の端部４８ａに断面略三角形状の切欠き部４９を形成しているが、その変形例としてこの切欠き部４９を分割体４８の一方の端部４８ａと他方の端部４８ｂの間に設け、その切欠き部４９を光源の直上に位置するように分割体４８を配置しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は本発明の一実施形態が適用される液晶表示装置の一例の全体構成を示す図である。
【図２】図２は本発明の一実施形態に係る導光部材が採用された面光源装置の一部を示した平面図である。
【図３】図３は図２に示した導光部材を構成する分割体の模式的斜視図である。
【図４】図４は図２におけるＡ−Ａ線方向の部分拡大断面模式図である。
【図５】図５は本発明の他の実施形態に係る導光部材を構成する分割体の模式的斜視図である。
【図６】図６は従来のエッジライト型の光源を用いた面光源装置の概略図である。
【図７】図７はＬＥＤランプを用いた従来の面光源装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０    面光源装置（バックライト）
１１    バックライトフレーム
１２    ＬＥＤ基板（実装基板）
１３    発光ダイオード（ＬＥＤ）
１４    導光部材（板、シート）
１５    拡散部材（板、シート）
１６，１７  プリズムシート
３０    液晶表示モジュール
３１    液晶パネル
３２，３３  偏光板（偏光フィルタ）
４０    面光源装置
４２    筐体
４４    ＬＥＤランプ
４６    基板
４８    分割体
４８ａ  一方の端部
４８ｂ  他方の端部
４８ｃ  傾斜面
４９    切欠き部
５２    反射部
５４    光拡散部
７０    導光部材（板、シート）
【図１】
0004754468.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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