(57)【要約】【課題】  本発明は、発光ダイオードを光源として用いて高輝度および高い発光効率を有するバックライト装置およびこのバックライト装置を用いた液晶表示装置を提供することが課題である。【解決手段】  本発明のバックライト装置は、発光源からの光を拡散、偏光する透光手段が、発光源からの所定の入射角の光を反射する特性を持つ偏光部材を有し、発光手段が、偏光部材からの反射光を再反射させて透光手段へ出射する再反射部材を有しており、上記のように構成されたバックライト装置が液晶表示装置に組み込まれている。【選択図】図１
2007059146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を有する複数の発光源を実質的に一平面上に格子状に配置した発光手段と、
前記発光源からの光を拡散、偏光する透光手段と、を有するバックライト装置であって、
前記複数の発光源のそれぞれが、前記透光手段に対向する出射面を備えた透光性の材料からなる基材と、前記基材の内部に埋め込まれた発光素子と、前記発光素子で発生した光を前記出射面の全域又はほぼ全域から前記透光手段に向かって垂直又はほぼ垂直に案内する光案内部を有し、
前記透光手段が、前記発光源からの所定の入射角の光を反射する特性を持つ偏光部材を有し、
前記発光手段が、前記偏光部材からの反射光を再反射させて前記透光手段へ出射する再反射部材を有し、
前記偏光部材が、複数のプリズム形状を一方の面に有して実質的に平板に形成され、前記プリズム形状を有する面が前記発光手段からの光を透過して出射面となるよう配設され、
前記複数の発光源が前記偏光部材におけるプリズム形状の母線と直交する方向（以下、プリズム形成方向）に並設され、前記プリズム形成方向において隣り合う前記発光源の間隔をＬとし、前記偏光部材と前記発光源との間の距離をＨとし、前記偏光部材における反射光の相対強度が０．５のときの光の入射角をθとすると、前記間隔Ｌが、Ｌ≧tanθ×Ｈ、で規定される距離を有するよう、前記発光源が配設されたバックライト装置。
【請求項２】
前記再反射部材が、隣り合う前記発光源におけるプリズム形成方向に配設された請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項３】
前記偏光部材が反射する光における最大光量の光に対する相対強度が０．３から０．５の範囲のときの入射角をθとする請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項４】
プリズム形成方向と直交する方向において隣り合う前記発光源の間隔Ｌ’が、前記プリズム形成方向において隣り合う前記発光源の間隔Ｌ以下である請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項５】
前記再反射部材の反射面が、前記発光源の出射面に垂直な方向において前記光案内部の外側端部の位置に配設された請求項２に記載のバックライト装置。
【請求項６】
前記再反射部材の反射面が、前記発光源の出射面と実質的に同一面となるよう配設された請求項２に記載のバックライト装置。
【請求項７】
前記発光源の出射面が、前記再反射部材に形成された開口の背面側縁部に当接して配設され、前記発光源からの光が前記開口を通して出射されるよう構成された請求項２に記載のバックライト装置。
【請求項８】
プリズム形成方向において、前記発光手段の中央領域における前記発光源の間隔が、前記発光手段の外周領域における前記発光源の間隔と異なるよう構成された請求項２乃至７のいずれか一項に記載のバックライト装置。
【請求項９】
プリズム形成方向において、前記発光手段の中央領域における前記発光源の出射方向の位置が、前記発光手段の外周領域における前記発光源の出射方向の位置と異なるよう構成された請求項２乃至７のいずれか一項に記載のバックライト装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載のバックライト装置と、前記バックライト装置の透光手段から出射された光が照射される液晶パネルと、を具備する液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として用いたバックライト装置、及びこのバックライト装置を備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に用いられているバックライト装置としては、液晶パネルの背後に設けた導光板の縁に沿って光源を設け、その導光板を面発光させて液晶パネルの背面から間接的に照射するエッジライト方式と、液晶パネルの背後に複数の光源を配置して液晶パネルの背面を直接照射する直下方式が知られている（特許文献１および２参照）。これら２つの方式を比べると、直下方式は光源から出射された光が導光板等を経ることなく液晶パネルの背面を直接照射するため、エッジライト方式よりも光の利用効率が高く、高輝度の液晶表示装置となる。したがって、直下方式は高輝度が要求される液晶テレビジョン受像機やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）の液晶ディスプレイ等の大型の液晶表示装置のバックライト装置として適している。
【０００３】
液晶表示装置に用いられているバックライト装置の光源としては、冷陰極管（ＣＣＦＬ）や発光ダイオードが用いられている。一般的に、冷陰極管は液晶テレビジョン受像器等の大型の液晶表示装置における光源として用いられており、発光ダイオードは携帯電話やディジタルカメラ等の小型の液晶表示装置における光源として用いられている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２５８６３９号公報
【特許文献２】特開２００４−１８６０８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、大型の液晶表示装置においても、発光ダイオードが消費電力や発光寿命の点を考慮してバックライト装置の光源として用いられてきている。また、冷陰極管はその管内に封入されるガスとして水銀が使用されているため、地球環境の点でも問題があり、光源としての発光ダイオードのさらなる開発が求められている。
しかし、バックライト装置の光源として用いられる発光ダイオードは冷陰極管に比べて、輝度が低く、発光効率も悪いという問題がある。したがって、バックライト装置の光源として発光ダイオードを用いる場合、特に、高輝度が要求される液晶テレビジョン受像機等の大型の液晶表示装置においては輝度と発光効率を高めることが解決すべき重要な課題である。
【０００６】
本発明は、発光ダイオードを光源として用いて高輝度および高い発光効率を有するバックライト装置およびこのバックライト装置を用いた高輝度で且つ消費電力の少ない液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の第１の観点のバックライト装置は、
発光素子を有する複数の発光源を実質的に一平面上に格子状に配置した発光手段と、
前記発光源からの光を拡散、偏光する透光手段と、を有するバックライト装置であって、
前記複数の発光源のそれぞれが、前記透光手段に対向する出射面を備えた透光性の材料からなる基材と、前記基材の内部に埋め込まれた発光素子と、前記発光素子で発生した光を前記出射面の全域又はほぼ全域から前記透光手段に向かって垂直又はほぼ垂直に案内する光案内部を有し、
前記透光手段が、前記発光源からの所定の入射角の光を反射する特性を持つ偏光部材を有し、
前記発光手段が、前記偏光部材からの反射光を再反射させて前記透光手段へ出射する再反射部材を有し、
前記偏光部材が、複数のプリズム形状を一方の面に有して実質的に平板に形成され、前記プリズム形状を有する面が前記発光手段からの光を透過して出射面となるよう配設され、
前記複数の発光源が前記偏光部材におけるプリズム形状の母線と直交する方向（以下、プリズム形成方向）に並設され、前記プリズム形成方向において隣り合う前記発光源の間隔をＬとし、前記偏光部材と前記発光源との間の距離をＨとし、前記偏光部材における反射光の相対強度が０．５のときの光の入射角をθとすると、前記間隔Ｌが、Ｌ≧tanθ×Ｈ、で規定される距離を有するよう、前記発光源が配設されている。
このように構成された本発明のバックライト装置は、再反射部材が偏光部材からの反射光を確実に再反射させて透光手段へ出射している。なお、後述する好適な実施の形態においては、発光素子が発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、発光源がＬＥＤ発光部（１２）であり、発光手段が発光部（２０）であり、基材が透明基材（１３）であり、光案内部がＬＥＤ反射面部（７）であり、透光手段が偏光シート（３）、プリズムシート（４）、拡散シート（５）および透明板（６）で構成されており、偏光部材がプリズムシート（４）であり、再反射部材が反射部（９）および反射用プリズムシート（２４）である。後述の実施の形態においては、上記の構成物を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらの構成に限定されるものではなく、これらの構成のものと同等の目的を持って同様の機能を有するものを含んで構成される。
【０００８】
本発明の第２の観点のバックライト装置は、上記の第１の観点における前記再反射部材を隣り合う前記発光源におけるプリズム形成方向に配設しても良い。
【０００９】
本発明の第３の観点のバックライト装置は、上記の第１の観点における前記偏光部材を、反射する光における最大光量の光に対する相対強度が０．３から０．５の範囲のときの入射角をθとしても良い。
【００１０】
本発明の第４の観点のバックライト装置は、上記の第１の観点において、プリズム形成方向と直交する方向において隣り合う前記発光源の間隔Ｌ’が、前記プリズム形成方向において隣り合う前記発光源の間隔Ｌ以下となるよう構成しても良い。
【００１１】
本発明の第５の観点のバックライト装置は、上記の第２の観点における、前記再反射部材の反射面が、前記発光源の出射面に垂直な方向において前記光案内部の外側端部の位置に配設しても良い。
【００１２】
本発明の第６の観点のバックライト装置は、上記の第２の観点における前記再反射部材の反射面が、前記発光源の出射面と実質的に同一面となるよう配設しても良い。
【００１３】
本発明の第７の観点のバックライト装置は、上記の第２の観点における前記発光源の出射面が、前記再反射部材に形成された開口の背面側縁部に当接して配設され、前記発光源からの光を前記開口を通して出射するよう構成しても良い。
【００１４】
本発明の第８の観点のバックライト装置は、上記の第２の観点乃至第７の観点におけるプリズム形成方向において、前記発光手段の中央領域における前記発光源の間隔が、前記発光手段の外周領域における前記発光源の間隔と異なるよう構成しても良い。
【００１５】
本発明の第９の観点のバックライト装置は、上記の第２の観点乃至第７の観点におけるプリズム形成方向において、前記発光手段の中央領域における前記発光源の出射方向の位置が、前記発光手段の外周領域における前記発光源の出射方向の位置と異なるよう構成しても良い。
【００１６】
本発明の第１０の観点の液晶表示装置は、上記の第１の観点乃至第９の観点のいずれかのバックライト装置と、前記バックライト装置の透光手段から出射された光が照射される液晶パネルと、を具備している。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、発光ダイオードを光源として用いて高い輝度および高い発光効率を有するバックライト装置を提供することが可能となり、このバックライト装置を用いることにより高輝度で且つ消費電力の少ない液晶表示装置を提供することができる。
【００１８】
本発明のバックライト装置は、偏光部材からの反射光を再反射させて、透光手段へ再出射させる構成を有しているため、発光源からの光を効率高く利用することが可能となり、同じ発光源を用いた装置においても輝度のさらなる上昇を図ることが可能となる。
【００１９】
本発明のバックライト装置は、複数の発光源を所望の間隔を有して配設することにより、単位面積あたり配設数が少ない発光源を有する装置であっても、偏光部材からの反射光を再反射させる再反射部材が設けられているため、輝度の低下を招くことのない高輝度で均一性の高い面発光を構築することが可能となる。
【００２０】
本発明のバックライト装置においては、各発光源の間に高い反射率を有する反射面を持つ再反射部材が設けられているため、偏光部材からの反射光を効率高く再反射させることができる。
【００２１】
本発明のバックライト装置においては、各発光源の間に所望の形状を有する反射面を持つ再反射部材により、再反射の光を所望の方向に進行させることが可能となる。
【００２２】
本発明のバックライト装置においては、発光源の位置を変えることが可能であり、面発光におけるさらなる均一性を図ることは勿論、面発光における各領域の光量を変更することが可能となる。
【００２３】
本発明のバックライト装置において、偏光部材としてプリズム部材を用いることにより、反射光の反射範囲を特定することが可能となり、バックライト装置の奥行き寸法に応じて各発光源の間隔を所望の値に特定することが可能となり、汎用性の高い面発光手段となり、発光源からの光を効率高く利用できる装置を容易に設計することが可能となる。
【００２４】
本発明によれば、発光源の前面にプリズム部材を設けることにより、偏光部材からの反射光を再反射さることができるとともに、発光源からの光の分散効果を有するため、簡単な構成で発光源からの光の利用効率が高く、かつ均一な面発光を確実に構築することが可能なバックライト装置を提供することができる。
【００２５】
さらに、本発明の液晶表示装置は、上記のような優れた効果を有する本発明のバックライト装置を組み込むことにより、本発明のバックライト装置の有する利点が与えられるとともに、エネルギー効率の高い高輝度で信頼性の高い液晶表示装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る好適な実施の形態のバックライト装置およびこのバックライト装置を用いた液晶表示装置を添付の図面を参照して説明する。
なお、以下の実施の形態の説明において、特定の方向を示す用語（例えば「上」、「下」など）及びそれらの用語を含む別の用語（例えば「上方」、「下方」など）を適宜使用するが、それらの使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語によって発明の技術的範囲が限定されものではない。したがって、以下に説明する本発明の実施の形態を上下反転して、または任意の方向（例えば、時計回り方向又は反時計回り方向）に所定角度（例えば、９０度）回転した形態も当然本発明の技術的範囲に属するものである。
【００２７】
《実施の形態１》
図１は本発明に係る実施の形態１のバックライト装置を有する液晶表示装置の構成を示す断面図である。図１においては、実施の形態１の液晶表示装置の説明を容易なものとするため、この液晶表示装置を模式的に示した図であり、各構成の大きさや間隔は実際の装置と異なっている。
【００２８】
図１に示すように、実施の形態１の液晶表示装置１は液晶パネル２とこの液晶パネル２の背後（図１においては下側）に配置されたバックライト装置１０を備えている。なお、図１においては省略しているが、バックライト装置１０の背面には発光制御や色調整を行う電気回路が設けられており、バックライト装置１０として一体構造に形成されている。実施の形態１における液晶パネル２としては、従来から知られているすべての液晶パネルが利用可能であり、液晶の種類やパネル構造によって本発明の液晶表示装置が限定されるものではない。
【００２９】
バックライト装置１０は、その前面（液晶パネル２と対向する面）に複数の透光板が積層されて配置されている。実施の形態１において、複数の透光板の構成は、液晶パネル２に対向する面から順番に、軟質材料でシート状に形成され入射した光のうち特定の方向に振動する光成分だけを透過させる偏光シート３、光の集光の機能を有するプリズムシート４、入射した光を拡散させる軟質材料でシート状に形成された拡散シート５、厚みを有して自立性のある光透過性材料で形成された透明板６である。
【００３０】
バックライト装置１０において用いたプリズムシート４は、その背面（図１における下面）が光入射面であり、液晶パネル２に対向する上面が光出射面である。プリズムシート４の上面である光出射面は、その断面が同じ方向に連なる三角屋根形状（複数の三角柱を水平にして並設したプリズム形状）を有している。このプリズムシート４のプリズム形状の先端（図１における上端）である頂角は９０度である。なお、実施の形態１においては、偏光部材として偏光シート３とプリズムシート４とを用いた例で説明するが、これらの機能を奏する自立性を有する偏光板を用いても良い。また、拡散シート５と透明板６は、厚みを有して自立性のある拡散板により構成することも可能である。
【００３１】
上記のように構成された複数の透光板の背後に面状の発光源である複数のＬＥＤ(Light-emitting diode)発光部１２を有する発光部２０が設けられている。発光部２０は、所定間隔を有して格子状に配設された複数のＬＥＤ発光部１２と、各ＬＥＤ発光部１２の間に設けられ液晶パネル２に対向する面に反射面を有する反射部９とを含んで構成されている。各ＬＥＤ発光部１２は、液晶パネル２に対向する面が略正方形状を有し、厚みを有する板状の外観を持つ。各ＬＥＤ発光部１２の中心には、発光素子であるＬＥＤ(Light-emitting diode)８が設けられており、ＬＥＤ８は赤色、緑色、青色の光を出射する３つの発光素子（赤色ダイオード、緑色ダイオード、青色ダイオード）を備えている。ＬＥＤ８は透明樹脂で形成された透明基材１３に埋設されて、３つの発光素子からの赤色、緑色、青色の光が出射されるよう構成されている。各ＬＥＤ発光部１２において、ＬＥＤ８の周りには、概略、下方に湾曲した皿形状の高反射率を有する光案内部であるＬＥＤ反射面部７が形成されている。ＬＥＤ反射面部７の前面には透明樹脂製の透明基材１３が形成され、ＬＥＤ反射面部７の背面にはモールド樹脂で形成される支持部１４が形成されている。また、支持部１４の背後には、基板部１５が形成されて、発光部搭載基板１１上に実装されている。
【００３２】
図２は実施の形態１の液晶表示装置１における発光部２０を示す平面図である。図２に示すように、発光部２０は略正方形状の複数のＬＥＤ発光部１２が所定間隔を有して格子状に配設されている。実施の形態１において、縦方向（図２における上下方向）に並んだ同じ列では各ＬＥＤ発光部１２の間隔が１０ｍｍであり、横方向（図２における左右方向）に並んだ同じ行では各ＬＥＤ発光部１２の間隔が８ｍｍである。これらの間隔は、偏光部材であるプリズムシート４の特性やプリズムシート４とＬＥＤ発光部１２との間の距離により所望の値に設定されるものであり、その設定方法については後述する。なお、図２に示す発光部２０においては、プリズムシート４を図２の右側に図示したように、プリズムシート４のプリズム形状（三角柱形状）が図示方向に形成されている。実施の形態１の液晶表示装置においては、例えば６００ｍｍ（横）Ｘ３２０ｍｍ（縦）の発光部２０を用いており、偏光部材としてのプリズムシート４と発光源としてのＬＥＤ発光部１２との間の距離は、２０ｍｍであった。
【００３３】
［所定間隔を有してＬＥＤ発光部１２を配設した理由１］
図３は発光部２０のＬＥＤ発光部１２における光の出射方向を示す断面図である。ＬＥＤ発光部１２の中心にはＬＥＤ８が配設され、ＬＥＤ８の前面である出射領域には光透過性の材料で形成された透明基材１３が形成されている。透明基材１３の底面におけるＬＥＤ８の周りにはＬＥＤ８に対して同心的に配置された複数の反射面で構成されたＬＥＤ反射面部７が形成されている。このように構成されたＬＥＤ発光部１２においてＬＥＤ８から出射した光は透光手段である複数の透光板（透明板６、拡散シート５、プリズムシート４、偏光シート３）のすべてを通して液晶パネル２に向かって出射される。
【００３４】
以下、ＬＥＤ発光部１２における光の進行方向を具体的に説明する。図３に示すように、ＬＥＤ８から出射された光のうち、略真上方向に出射され透明基材１３の上面（出射面１６）において全反射の臨界角未満の入射角を有して入射された光Ａは、液晶パネル２に向かって出射される。
一方、ＬＥＤ８から出射された光のうち、透明基材１３の上面（出射面１６）において全反射の臨界角以上の入射角を有して入射された光Ｂ，Ｃは、出射面１６で内部反射する。内部反射した光Ｂ，Ｃは、ＬＥＤ反射面部７で反射し、出射面１６に対して臨界角未満の入射角で再び入射される。その結果、光Ｂ，Ｃは出射面１６から液晶パネル２に向かって出射される。
【００３５】
実施の形態１において用いたＬＥＤ発光部１２では、出射面１６における外側領域からの出射光Ｂは液晶パネル２に向かって略垂直に出射されるのに対して、出射面１６における内側領域からの出射光Ｃは外側に広がる方向に出射されるよう構成されている。これは、ＬＥＤ発光部１２の出射面１６における外側領域からの出射光の光量が少ないため、内側領域からの出射光により補填して、輝度むらの無い面発光により液晶パネル２を照射するためである。
【００３６】
上記のように構成されたＬＥＤ発光部１２から出射された光において、大部分は透光板を通過して液晶パネル２を照射するが、透光板において反射してＬＥＤ発光部１２に戻ってくる光が存在する。この戻ってくる光の大部分は、プリズムシート４において反射して戻ってくる光である。
実施の形態１においては、プリズムシート４として頂角が９０度のものを使用したが、
このようなプリズムシート４においては入射する光がプリズムシート４の入射面に対して略垂直に入射する光の場合にはプリズムシート４の内部において反射することが知られている。
【００３７】
図４はプリズムシート４における反射光を説明する断面図である。図４に示すプリズムシート４において、符号１７が入射面であり、符号１８が頂角を構成する一方の集光面である第１のプリズム面、符号１９が頂角を構成する他の集光面である第２のプリズム面である。したがって、プリズムシート４においては、第１のプリズム面１８と第２のプリズム面１９との間の角度（頂角）が９０度である。
【００３８】
プリズムシート４に入射する光が入射面１７に対して略垂直に入射する場合、その光は入射面１７をそのまま通過して第１のプリズム面１８に到達する。そして、第１のプリズム面１８に到達した光は９０度で反射して第２のプリズム面１９に達し、その第２のプリズム面１９においても９０度で反射して、入射面１７からＬＥＤ発光部１２の方へ戻るように光が出射される。このように、頂角が９０度のプリズムシート４において、入射する光が入射面１７に対して略垂直に入射する場合、プリズムシート４で反射されて発光部２０の方へ逆戻りする。
【００３９】
図５は実施の形態１において用いたプリズムシート４における反射光の相対強度を示す特性図である。図５において、横軸が入射角［度］であり、縦軸が反射光の強度（ピークに対する相対強度）である。ここで入射角とは、プリズムシート４の入射面１７に入射する光がその入射点の法線となす角度をいう。図５の特性図に示すように、入射角が約±５度においては全反射状態であり、約±１０度においては反射光の強度が全反射に比べて約半分（反射光の相対強度が０．５）であった。そして、プリズムシート４においては、入射角が±１０度近傍の光が入射されたとき反射光の強度が急激に下降し、入射角が±１５度を超えると約０．２５となる。このように、プリズムシート４では入射角が±１０度の範囲内においては反射状態（反射光の相対強度が０．５）であり、入射角が±１０度を超えると多くの光が反射されずに通過して集光されていた。したがって、実施の形態１において用いたプリズムシート４では、可能な限り、入射角が±１０度以上の光が入射されるよう構成して、プリズムシート４における反射量を少なくし、発光光量における通過量の比を高くして集光することが発光効率の点で望ましい構成である。
【００４０】
前述のように、実施の形態１の液晶表示装置において、前述の図２に示したように、発光部２０は複数のＬＥＤ発光部１２が所定間隔を有して格子状に配設されている。このように、隣り合うＬＥＤ発光部１２の間に所定間隔が形成されており、各ＬＥＤ発光部１２の間の領域における真上のプリズムシート４においては、ＬＥＤ発光部１２から入射角が±１０度以上の光が入射されるよう構成されている。したがって、各ＬＥＤ発光部１２の間の領域における真上のプリズムシート４の直下にＬＥＤ発光部１２が設けられていなくても所望の輝度を確保することが可能となる。
【００４１】
なお、上記説明のプリズムシート４における反射は、プリズムシート４における第１のプリズム面１８と第２のプリズム面１９によるプリズム形状（三角柱形状）における母線と直交する方向（以下、プリズム形成方向と称する。）において発生し、そのプリズム形成方向と直交する方向（以下、プリズム母線方向と称する。）においては上記のような反射は起こらない。したがって、実施の形態１の発光部２０において、プリズム形成方向（図２の上下方向）に並んだ同じ列の各ＬＥＤ発光部１２では、反射による発光効率低下を考慮して所望の間隔を有して配設する必要がある。一方、プリズム母線方向（図２における左右方向）に並んだ同じ行の各ＬＥＤ発光部１２では、反射による発光効率低下を考慮して間隔を開ける必要がない。しかし、実施の形態１において用いたＬＥＤ発光部１２は、出射光が液晶パネル２の方向に多少広がる発光プロファイルを有しているため、プリズム母線方向に並んだ同じ行の各ＬＥＤ発光部１２でも、隣り合うＬＥＤ発光部１２からの発光プロファイルを考慮して間隔を開ける方が好ましい。この理由については後述する。勿論、プリズム母線方向に並んだ同じ行の各ＬＥＤ発光部１２は間隔を開けずに接するよう配設し、プリズム形成方向に並んだ同じ列の各ＬＥＤ発光部１２は所望の間隔を有して配設する構成でも、高輝度の液晶表示装置を構成できる。但し、後述するように、プリズム母線向に並んだ同じ行の各ＬＥＤ発光部１２の間隔は、面発光装置としての均一性を担保するため所定距離を開けた方が好ましく、このように構成することによりさらに発光素子点数の削減（単位面積あたりの素子数の削減）も可能となるという優位を有する。
【００４２】
［所定間隔を有してＬＥＤ発光部１２を配設した理由２］
次に、実施の形態１の液晶表示装置１の発光部２０において、プリズム形成方向（図２の上下方向）において隣り合うＬＥＤ発光部１２が間隔を有して配設され、その間隔部分に反射部９を設けた別の理由について説明する。図６は、プリズムシート４において反射した光がＬＥＤ発光部１２に戻ってきた場合の光の進行方向について説明するＬＥＤ発光部１２の断面図である。なお、図６に示す発光部は各ＬＥＤ発光部１２が隙間無く配設された状態を示している。
前述の図３に示したように、ＬＥＤ発光部１２の出射面１６における外側領域からの出射光は透光板及び液晶パネル２に向かって略垂直に出射されるのに対して、出射面１６における内側領域からの出射光は外側に広がる方向に出射される。このような出射角の制御は、ＬＥＤ発光部１２のＬＥＤ反射面部７の形状を非球面形状とし、その曲率を位置によって変えることによって実現している。
【００４３】
このように構成されたＬＥＤ発光部１２において、プリズムシート４で反射した光がＬＥＤ発光部１２の出射面１６に入射された場合には、以下のように光が進行する。なお、プリズムシート４の入射面１７（図４参照）に対して略垂直に入射された光は反射され、その反射光は入射面１７に対して略垂直の方向に出射される。このため、ＬＥＤ発光部１２の出射面１６に入射される反射光は、その出射面１６に対して略垂直である。
【００４４】
ＬＥＤ発光部１２の出射面１６における内側領域に対してプリズムシート４からの反射光が入射された場合、図６において矢印Ｄで示すように、その光Ｄは内側のＬＥＤ反射面部７において出射面１６の方向へ反射される。その光Ｄは出射面１６に対して全反射の臨界角未満の入射角で入射される。その結果、光Ｄは出射面１６から液晶パネル２に向かって出射される。これは、内側のＬＥＤ反射面部７の反射面が出射面１６に対して大きな傾斜角度を有していないためである。
一方、ＬＥＤ発光部１２の出射面１６における外側領域に対してプリズムシート４からの反射光が入射された場合、図６において矢印Ｅで示すように、その光Ｅは外側のＬＥＤ反射面部７において反射し、出射面１６に対して全反射の臨界角以上の入射角で入射される。その結果、光Ｅは出射面１６において反射して発光素子であるＬＥＤ８に戻り、ＬＥＤ発光部１２内に閉じ込められる。
【００４５】
上記のように、ＬＥＤ発光部１２の出射面１６における内側領域に入射された反射光Ｄは、反射して再度出射面１６から液晶パネル２に向かって出射されるが、ＬＥＤ発光部１２の出射面１６における外側領域に入射された反射光Ｅは、ＬＥＤ発光部１２内に閉じ込められる。図６に示すように、上記のような特性を有するＬＥＤ発光部１２が発光部の全面に隙間無く配設されて、面光源とされた場合には、隣接するＬＥＤ発光部１２のそれぞれ外側領域にプリズムシート４からの反射光が入射されたとき、その反射光はそれぞれのＬＥＤ発光部１２に閉じ込められＬＥＤ発光部１２から再出射されない。この結果、隣接するＬＥＤ発光部１２の外側領域においては、プリズムシート４からの反射光を再利用することができず、発光効率が低下し、輝度上昇を図れないという問題がある。
したがって、実施の形態１の液晶表示装置の発光部２０において、隣り合うＬＥＤ発光部１２は所定距離を有して配設され、その間隔部分には高い反射率を持つ反射面を有する反射部９が設けられている。このように構成することにより、隣り合うＬＥＤ発光部１２の外側領域が隣接しないため、隣り合うＬＥＤ発光部１２の外側領域の間隙部分に入射したプリズムシート４からの反射光は、反射部９により全反射され、液晶パネル２に向かって確実に出射される。
【００４６】
前述のように、実施の形態１において用いたＬＥＤ発光部１２では、出射面１６における外側領域からの出射光は液晶パネル２に向かって略垂直に出射されるよう構成されている。また、図４を用いて説明したように、プリズムシート４に入射される光のうち、入射面１７に対して略垂直な光は、プリズムシート４で反射されて発光部２０の方へ逆戻りする。したがって、ＬＥＤ発光部１２の出射面１６における外側領域から出射した光において、プリズムシート４で反射されて当該ＬＥＤ発光部１２の外側領域近傍へ逆戻りする光量は他の領域に比べて多くなる。このため、実施の形態１の発光部２０においては、隣り合うＬＥＤ発光部１２の外側領域が隣接しないため、当該ＬＥＤ発光部１２の外側領域から出射した光がプリズムシート４で反射されて、反射部９に到達する光が存在し、この反射部９により全反射されて液晶パネル２に向かって出射される。したがって、実施の形態１の液晶表示装置１の発光部２０の構成は、ＬＥＤ発光部１２を隙間無く配設した構成の場合には利用されないプリズムシート４からの反射光の一部を確実に再利用可能とした構成である。
【００４７】
［ＬＥＤ発光部１２のプリズム形成方向の間隔決定方法］
次に、実施の形態１の液晶表示装置の発光部２０において、プリズムシート４の複数のプリズム形状（三角柱形状）における母線と直交する方向（プリズム形成方向）に並んだ同じ列で隣接するＬＥＤ発光部１２の間隔（位置）を決定する方法について説明する。
前述の図５の特性図で示したように、プリズムシート４の入射面１７における入射角が約±５度の範囲内においては全反射状態であり、±１０度の範囲内においては反射光の強度が全反射に比べて約半分（反射光の相対強度が０．５）である。実施の形態１の液晶表示装置１の構成においては、プリズムシート４で反射された光を発光部２０において反射して再出射するよう構成して、発光源であるＬＥＤ発光部１２からの発光光量に対するプリズムシート４における通過量の比を高くしている。ここで、プリズムシート４による反射光の相対強度（反射光のピークに対する相対強度）が０．５以上となる入射角（±の両側の角度を合わせた角度）をプリズムシートの反射角θと定義する。実施の形態１において用いたプリズムシート４の反射角θは２０度である。
【００４８】
図７は、隣り合うＬＥＤ発光部１２の間隔を決定する方法を説明する図であり、実施の形態１の液晶表示装置１の断面を示している。
図７において、プリズム形成方向（図７の左右方向）に並んだ隣接するＬＥＤ発光部１２の間隔をＬとし、プリズムシート４とＬＥＤ発光部１２との間の距離をＨとする。ここで距離Ｈはプリズムシート４の入射面１７から、ＬＥＤ発光部１２のＬＥＤ反射面部７における液晶パネル側端部までの距離である。また、図７において示すθは、前述のプリズムシート４の反射角θであり、実施の形態１においては２０度である。
したがって、隣接するＬＥＤ発光部１２の間隔Ｌは、次式（１）で算出される。ただし、この間隔Ｌは下限値である。
【００４９】
Ｌ≧tanθ×Ｈ                                              （１）
【００５０】
具体的には、実施の形態１の液晶表示装置１のバックライト装置１０では、θが２０度、距離Ｈが２０ｍｍであるため、間隔Ｌの下限値は７．２８ｍｍ以上であれば良いことになる。
【００５１】
次に、プリズム形成方向に並んだ隣接するＬＥＤ発光部１２の間隔Ｌの上限値の決定方法について説明する。
間隔Ｌを式（１）で算出される距離より長く設定した場合には、プリズムシート４の反射角θより広い角度になるため、プリズムシート４からの広い範囲の反射光を反射部９において反射させることになる。この結果、プリズムシート４からの反射光の利用効率は高くなる。しかし、間隔Ｌを長く設定しすぎると、プリズムシート４からの反射光による反射部９の再反射光だけでは光量が足りず、面発光としての均一性は悪くなる。そこで、間隔Ｌの上限値を設定する必要がある。
【００５２】
図８はプリズム形成方向において隣接するＬＥＤ発光部１２の間隔Ｌの上限値を決定する方法を示す説明図である。図８の（ａ）は隣り合うＬＥＤ発光部１２からの光の強度分布を示しており、各ＬＥＤ発光部１２から出射された光に関するプリズムシート４の入射面１７の位置（距離Ｈ）における光の強度分布である。図８の（ｂ）は図８の（ａ）に示す光の強度分布をもたらすＬＥＤ発光部１２の対応する位置を示す断面図である。図８の（ａ）において、縦軸は光の相対強度を示しており、ＬＥＤ発光部１２からの光の強度のピーク値を１．０としている。
実施の形態１のバックライト装置１０の発光部２０においては、図８に示すように、各ＬＥＤ発光部１２からの光の相対強度が所定の相対強度Ｓの位置で重なるように、隣り合うＬＥＤ発光部１２が配置されている。
【００５３】
実施の形態１において、プリズムシート４からの反射光が入射されたとき、ＬＥＤ発光部１２における再反射率は約８０％であり、ＬＥＤ発光部１２の周りに配設された反射部９の再反射率は９６％であった。したがって、プリズムシート４からの反射光は、反射部９においてはＬＥＤ発光部１２に比べて単位面積あたり約１．２倍の再反射量となる。実施の形態１における発光部２０において、隣り合うＬＥＤ発光部１２は、それぞれの光の相対強度Ｓの位置で重なるよう配置されている。この光の相対強度の好ましい相対強度Ｓとしては、０．４である。光の相対強度Ｓが重なるよう配置されたプリズムシート４の対応位置（隣り合うＬＥＤ発光部１２の間隔Ｌの中間位置）では、光の相対強度のピーク値を１．０とすると概略１．０（≒０．４＋０．４＋α）の光の相対強度となる。ここでαはプリズムシート４からの反射光が反射部９により再反射（再反射率９６％）されて出射される光の相対強度である。
【００５４】
なお、一般的な液晶表示装置１のバックライト装置１０において、光の相対強度のピーク値を示す発光領域の周りにピーク値の約８０％の光の相対強度を有する発光領域が存在していても、面発光における均一性が損なわれることはない。したがって、プリズム形成方向に並んだ隣り合うＬＥＤ発光部１２において、それぞれの光の相対強度Ｓが０．３の位置で重なるよう配置しても良い。このように、光の相対強度Ｓが０．３の位置で重なるよう隣り合うＬＥＤ発光部１２を配置した場合、隣り合うＬＥＤ発光部１２の間隔Ｌの中間位置では、概略０．８（≒０．３＋０．３＋β）の光の相対強度となる。ここでβはプリズムシート４からの反射光が反射部９により再反射（再反射率９６％）されて出射される光の相対強度である。したがって、光の相対強度Ｓが０．３の位置で重なるよう配置された隣り合うＬＥＤ発光部１２の場合でも、面発光の発光領域全てにおいて、光の相対強度のピーク値の約８０％以上を確保することができ、バックライト装置として使用可能な面発光となる。
【００５５】
図８において、プリズム形成方向において、ＬＥＤ発光部１２の幅をＬ１とし、距離Ｈにおける光の相対強度が所定の相対強度Ｓのときの光の広がり幅をＬ２とすると、プリズム形成方向に並んだ隣接するＬＥＤ発光部１２の間隔Ｌの上限値は、次式（２）で示される。
【００５６】
Ｌ≦（Ｌ２−Ｌ１）                                              （２）
【００５７】
実施の形態１の液晶表示装置１におけるバックライト装置１０の発光部２０の場合、具体的には、ＬＥＤ発光部１２の幅Ｌ１は２２ｍｍであり、光の相対強度Ｓが０．４のときの光の広がり幅Ｌ２は３２ｍｍである。したがって、最も好ましい間隔Ｌの上限値は１０ｍｍ（＝３２ｍｍ−２２ｍｍ）である。したがって、１０ｍｍが最も好ましい間隔Ｌの上限値となり、１０ｍｍが最も好ましい間隔Ｌである。また、光の相対強度Ｓが０．３のときの光の広がり幅Ｌ２は４０ｍｍであるため、その場合の間隔Ｌは、１８ｍｍ（＝４０ｍｍ−２２ｍｍ）となる。このため、プリズム形成方向に並んだ隣り合うＬＥＤ発光部１２の間隔Ｌは、１８ｍｍ以下であれば好ましく、１０ｍｍ以下が最も好ましい範囲となる。
【００５８】
上記のように、実施の形態１のバックライト装置１０の発光部２０における隣り合うＬＥＤ発光部１２の間隔Ｌは設定される。前述のように、プリズムシート４からの反射光を効果的に再利用できる間隔Ｌの下限値は、式（１）で決定され、実施の形態１の構成においては、その間隔Ｌの下限値の具体的数値が、７．２８ｍｍである。また、プリズム形成方向において、均一性を担保するためには、その間隔Ｌを１８ｍｍ以下であれば好ましく、特に１０ｍｍ以下に設定することはさらに好ましいことが理解できる。
【００５９】
［ＬＥＤ発光部１２のプリズム母線方向の間隔決定方法］
次に、実施の形態１の液晶表示装置の発光部２０において、プリズムシート４の複数のプリズム形状（三角柱形状）における母線と平行な方向（プリズム母線方向）に並んだ同じ列で隣接するＬＥＤ発光部１２の間隔Ｌ’を決定する方法について説明する。
【００６０】
上記のように、実施の形態１の発光部２０においては、プリズム形成方向に並んだ同じ列の各ＬＥＤ発光部１２では、プリズムシート４による反射による発光効率低下を考慮して所望の間隔Ｌを有して配設する必要があった。
一方、プリズム母線方向に並んだ同じ行の各ＬＥＤ発光部１２では、プリズムシート４における反射による発光効率の低下を考慮する必要がないため、隣り合うＬＥＤ発光部１２は間隔Ｌ’を持たせずに互いに接するよう配設しても良い。しかし、実施の形態１の構成において用いたＬＥＤ発光部１２は、前述の図８に示したように、出射光が液晶パネル２の方向に多少広がる発光プロファイルを有している。このため、プリズム母線方向に並んだ同じ行の各ＬＥＤ発光部１２は、隣り合うＬＥＤ発光部１２からの発光プロファイルを考慮して間隔Ｌ’を設定した方が好ましい。
【００６１】
図８に示したように、ＬＥＤ発光部１２の発光プロファイルは、いずれの方向においても山形の形状を有している。実施の形態１のＬＥＤ発光部１２における具体的な数値は、光の相対強度Ｓが０．５のときの光の広がり幅Ｌ２は２８ｍｍであった。したがって、プリズム母線方向の最も好ましい間隔Ｌ’の最適値は、６ｍｍ（＝２８ｍｍ−２２ｍｍ）となる。ただし、光の相対強度Ｓが０．４のときの光の広がり幅Ｌ１は３２ｍｍであるため、間隔Ｌは、１０ｍｍ（＝３２ｍｍ−２２ｍｍ）以下であれば均一性の問題はない。なお、発明者の実験によれば、光の相対強度Ｓが０．５５のときの光の広がり幅Ｌ１は２６ｍｍであり、光の相対強度Ｓが０．４５のときの光の広がり幅Ｌ１は３０ｍｍであった。プリズム母線方向の好ましい間隔Ｌ’としては、光の相対強度Ｓが０．５５から０．４の間であり、均一な面発光における特に好ましい間隔Ｌ’としては光の相対強度が０．５５から０．４５の間であることが発明者により確認されている。したがって、実施の形態１における構成では、プリズム母線方向の好ましい間隔Ｌ’の範囲が４ｍｍから１０ｍｍであり、最も好ましい間隔Ｌ７の範囲が４ｍｍから８ｍｍである。
【００６２】
実施の形態１の液晶表示装置の発光部２０において、ＬＥＤ発光部１２の周りに配設された反射部９は９０％以上の高反射率を有する反射シート２１を板状の樹脂材２２に張り付けて構成されている（図８参照）。反射シート２１は白色を有して拡散反射を行う均一性の高い反射膜体である。実施の形態１における実際の反射部９は、板状の樹脂材２２にＬＥＤ発光部１２の形状（２２ｍｍ（縦）Ｘ２２ｍｍ（横））に合わせて孔を穿ち、その形状に切り抜かれた反射シート２１を樹脂材２２に張り付けて形成され、発光部搭載基板１１（図１参照）に固着されている。
なお、反射部９はＬＥＤ発光部１２と一体的に構成しても良く、その場合には、ＬＥＤ発光部１２の四方に間隔ＬおよびＬ’の半分の長さを有する反射部９を形成することにより、互いの間に所望の間隔を確保することが容易にすることが可能である。また、ＬＥＤ発光部１２の二方に間隔ＬおよびＬ’を有する反射部９を形成しても発光部２０を構成することが可能である。
【００６３】
以上のように、本発明の液晶表示装置１においては、液晶パネル２の背後に設けられている透光板、特にプリズムシート４により反射され発光部２０に逆戻りした光を反射部９において再反射するよう構成されており、上記のように発光部２０に逆戻りした光を効率高く利用することが可能な構成を有している。したがって、本発明は、発光ダイオードを光源として用いて高い輝度および高い発光効率を有するバックライト装置１０およびこのバックライト装置１０を用いた高輝度で且つ消費電力の少ない液晶表示装置１を提供することが可能となる。
【００６４】
《実施の形態２》
以下、本発明に係る実施の形態２のバックライト装置を有する液晶表示装置について説明する。実施の形態２の液晶表示装置は、前述の実施の形態１の液晶表示装置の変形例であり、反射部の配置および構成を変更したものである。実施の形態２におけるその他の構成は実施の形態１と同じである。したがって、実施の形態２の液晶表示装置の説明においては、反射部の構成について説明し、その他の構成は実施の形態１における説明を適用し、実施の形態２においては省略する。また、実施の形態２の液晶表示装置の説明においては、実施の形態１において説明した要素と同じ機能、構成を有するものについては同じ符号を用いて説明する。
【００６５】
図９は本発明に係る実施の形態２の液晶表示装置における発光部の異なる構成を示す断面図である。図９においては、構成の異なる３つの発光部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを示しており、それぞれＬＥＤ発光部１２に対する反射部９Ａ，９Ｂ，９Ｃの位置を変更したものである。図９の（ａ）は、反射部９Ａにおける液晶パネル側の面がＬＥＤ発光部１２の側面における光案内部であるＬＥＤ反射面部７の外側端部の最上部の位置。すなわち液晶パネル２に最も近い位置に配置された構成である。このように構成することにより、実施の形態１の構成に比べて反射部９Ａの位置を液晶パネル２に近づけて配置することが可能となり、かつＬＥＤ発光部１２の側面からの光を遮光することがなく、高輝度化を図ることが可能となる。
【００６６】
図９の（ｂ）は、反射部９Ｂの液晶パネル側の面がＬＥＤ発光部１２の前面（液晶パネル２に最も近い面）と同一面上に配置されている。このように構成することにより、反射部９Ｂの位置を液晶パネル２に近づけ、かつ反射部９Ｂからの再反射光がＬＥＤ発光部１２の側面部分により遮光されることが完全に防止され、発光された光の利用効率の高い構成となり高輝度化を図ることが可能となる。
【００６７】
図９の（ｃ）は、反射部９Ｃに形成された孔形状がＬＥＤ発光部１２の外形寸法より小さく形成されて、その反射部９Ｃの背面側にある樹脂材２２に接するようにＬＥＤ発光部１２が配設されている。このように構成することにより、反射部９Ｃは発光部搭載基板１１に実装されたＬＥＤ発光部１２に載設するだけでよく、反射部９Ｃの位置決めが容易となるとともに、反射部９Ｃからの再反射光は遮光されることなく効率高く出射される。
【００６８】
図１０は本発明に係る実施の形態２の液晶表示装置における発光部のさらに異なる構成を示す断面図である。図１０の（ａ）に示す発光部２０Ｄにおいては、隣り合うＬＥＤ発光部１２の間隔が中央領域と外周領域で異なるよう配置したものである。一般的に、ＬＥＤ発光部１２が一様に配置された発光部の場合、中央領域が明るく外周領域が暗くなる傾向にある。このため、発光部２０Ｄの中央領域はその間隔ＬおよびＬ’を広く、外周領域を狭く構成することにより、外周領域を明るくすることが可能となる。このように、間隔ＬおよびＬ’を変更することにより、発光部２０Ｄによる面発光のさらなる均一化を図ることが可能となる。なお、上記のように間隔ＬおよびＬ’を設定する場合において、前述の実施の形態１において説明した好ましい間隔ＬおよびＬ’の範囲内に収めることが好ましい。また、図１０の（ａ）に示した構成は、図９の（ｂ）に示した構成において間隔ＬおよびＬ’を変更したものである。なお、図９の（ａ）または（ｃ）に示した構成において間隔ＬおよびＬ’を変更した構成でも同様の効果を有する。なお、液晶表示装置における発光部においては、その仕様により、ＬＥＤ発光部１２の間隔が中央領域を狭く、外周領域を広く構成することが可能である。
【００６９】
図１０の（ｂ）に示す発光部２０Ｅは、ＬＥＤ発光部１２の液晶パネル２に対する距離を中央領域と外周領域で異なるよう配設した構成である。図１０の（ｂ）に示すように、中央位置のＬＥＤ発光部１２が液晶パネル２から最も離れた位置にあり、外周方向に行くに従い徐々に液晶パネル２に近づくように構成されている。このように構成することにより、中央領域と外周領域の光量を調整して、発光部２０Ｅによる面発光の均一化を図ることが可能となる。なお、液晶表示装置における発光部においては、その仕様により、ＬＥＤ発光部１２の位置が外周方向に行くに従い徐々に液晶パネル２から遠ざかるように構成することが可能である。
【００７０】
図１１は本発明に係る実施の形態２の液晶表示装置における発光部のさらに異なる構成を示す断面図である。図１１の（ａ）に示す発光部２０Ｆは、反射部９Ｆが山形形状を有しており、反射部９ＦのＬＥＤ発光部１２に接する端部がＬＥＤ反射面部７の外周端に接するよう配設されている。なお、反射部９Ｆは四角錐で構成した例であるが、円錐形でも良く、またその外周面を曲面で構成しても良い。
図１１の（ｂ）に示す発光部２０Ｇは、反射部９Ｇが逆山形形状（液晶パネル２に対向する面が凹部となっている形状）を有しており、反射部９ＧのＬＥＤ発光部１２に接する端部がＬＥＤ反射面部７の外周端に接するよう配設されている。なお、反射部９Ｇは逆山形形状を平面で構成した例であるが、曲面で構成しても良い。
図１１の（ｃ）に示す発光部２０Ｈは、反射部９Ｈにおける樹脂材２２に発光部搭載基板１１に当接する固定部材２３、例えばピンが形成されている。この固定部材２３は発光部搭載基板１１と反射部９Ｈにおける反射シート２１との位置決めに用いられており、反射部９Ｈを発光部搭載基板１１上に載置するだけで、反射シート２１がＬＥＤ発光部１２に対して所望の位置となる。
以上のように、実施の形態２の液晶表示装置によれば、バックライド装置１０における発光部２０による面発光の均一化を簡単な構成で、容易に、且つ確実に図ることが可能となる。
【００７１】
《実施の形態３》
以下、本発明に係る実施の形態３のバックライト装置を有する液晶表示装置について説明する。実施の形態３の液晶表示装置は、前述の図１に示した実施の形態２の液晶表示装置のバックライト装置における反射部９の代わりに反射用プリズムシート２４を新たに設けたものである。
図１２は本発明に係る実施の形態３の液晶表示装置１の構成を示す断面図である。図１２において、前述の実施の形態１における要素と同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付してその説明は実施の形態１の説明を適用し、実施の形態３においては省略する。また、実施の形態３の液晶表示装置１の説明においては、実施の形態１において説明した要素と同じ機能、構成を有するものについては同じ符号を用いて説明する。
【００７２】
図１２において、実施の形態３の液晶表示装置１におけるバックライト装置１０において用いた反射用プリズムシート２４は、透光部のプリズムシート４と同じ特性を有する集光シートであり、同じ仕様のものが用いられている。この反射用プリズムシート２４は発光部２０におけるＬＥＤ発光部１２の直前に配設され、プリズムシート４と並行に配置されている。この反射用プリズムシート２４は、そのプリズム形状（三角柱形状）がＬＥＤ発光部１２と対向するよう配設されている。また、反射用プリズムシート２４のプリズム形状における母線方向は、その上部に配設されている透光部のプリズムシート４の母線方向と並行になるよう配置されている。このように配設された反射用プリズムシート２４は、ＬＥＤ発光部１２からの光を通過させ、その上部のプリズムシート４からの反射光を再反射させている。
前述したように、プリズムシート４は略垂直に入射された光を略垂直方向へ反射させる特性を有しているため、プリズムシート４により反射された略垂直方向の光は反射用プリズムシート２４に入射されて再反射される。
【００７３】
実施の形態１において図５の特性図を用いて説明したように、頂角が９０度であるプリズムシート４の場合、入射角が±５度の範囲内のときには略全反射され、入射角が±１０度のときに反射される光の相対強度（対全反射比）は約０．５である。実施の形態３の液晶表示装置においては、プリズムシート４と同じ仕様の反射用プリズムシート２４が用いられているため、反射用プリズムシート２４においては、略垂直に入射された光が反射され、再び液晶パネル２の方へ出射される。
【００７４】
実施の形態３の液晶表示装置１においては、反射用プリズムシート２４が発光部２０の全面を覆うように配設されているため、プリズムシート４からの反射光の全てが入射されて再反射可能に構成されている。実施の形態１や実施の形態２の液晶表示装置においては、ＬＥＤ発光部１２の周りに反射部９を設けて、その反射部９によりプリズムシート４からの反射光を再反射させる構成であったため、実施の形態３の液晶表示装置は実施の形態１や実施の形態２の液晶表示装置に比べてプリズムシート４からの反射光の利用効率の点で優れている。
なお、実施の形態３の液晶表示装置１においては、反射用プリズムシート２４のプリズム形状における母線方向がプリズムシート４の母線方向と並行になるよう配置した例で説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、反射用プリズムシート２４の母線方向がプリズムシート４の母線方向と直交する構成でも同様の効果を有する。
【００７５】
実施の形態３の液晶表示装置において、反射用プリズムシート２４は発光部２０のＬＥＤ発光部１２の発光側に対向する位置に配設され、そのプリズム形状（三角柱形状）がＬＥＤ発光部１２と対向するよう配設されている。このため、反射用プリズムシート２４において、ＬＥＤ発光部１２から入射された光を拡散するという機能を有する。これにより、ＬＥＤ発光部１２から光が並行に出射された場合であっても、反射用プリズムシート２４において拡散されて、均一な面発光光源となる。また、このように構成することにより、各発光素子であるＬＥＤ８やＬＥＤ発光部１２においてばらつきがあった場合でも、そのばらつきによる影響を無くすことが可能となり、優れたバックライト装置となる。
【００７６】
以上、本発明に係る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の好ましい実施の形態を説明したが、上記の実施の形態は種々改良が可能である。例えば、図１に示した反射部９は、高反射性を有する反射シート２１を樹脂材２２に張り付けることにより形成したが、高反射性の塗料を樹脂材に塗布して形成することもできる。
また、前述の実施の形態では、発光素子８に３つの発光源（赤色、緑色、青色の光をそれぞれ発生する３つの発光ダイオード）を用いたが、発光素子を一つの発光源で構成することもできる。
【００７７】
さらに、前述の実施の形態では発光源としてＬＥＤ発光部の構成を用いて説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、本発明においては、発光素子からの出射光を出射面で全反射させ、さらに光案内部で再反射させて、出射面の全域又はほぼ全域から光を出射させる面状の発光源であれば各種の発光源を用いることが可能であり、例えば特開２００４−１８６０９２号公報で提案されている発光源を本発明に適用可能である。
なお、前述の実施の形態１，２，３においてはそれぞれ異なる構成のバックライト装置およびそれを用いた液晶表示装置について説明したが、それぞれの実施の形態の構成を組み合わせて各実施の形態の効果を奏する装置を実現できる。
また、前述の実施の形態の説明においては、一例として具体的な数値を用いて説明したが、本発明においてはこれらの数値により規定されるものに限定されるものではなく、同じ技術思想において同じ目的を持って、同じ機能、効果を奏するものにおいても本発明に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、液晶表示装置に用いられる発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源としたバックライト装置の分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る実施の形態１の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態１の液晶表示装置における発光部を示す平面図である。
【図３】実施の形態１における発光部のＬＥＤ発光部から出射された光の進行方向を示す断面図である。
【図４】実施の形態１におけるプリズムシートにおいて反射する光を説明する図である。
【図５】実施の形態１におけるプリズムシートの反射光の全反射に対する相対強度を示す特性図である。
【図６】実施の形態１におけるプリズムシートの反射光がＬＥＤ発光部に戻ってきた場合の光の進行方向を説明する図である。
【図７】実施の形態１の構成において、隣接するＬＥＤ発光部の間隔を決定する方法を説明する図である。
【図８】実施の形態１におけるプリズムシートのプリズム形成方向において隣接するＬＥＤ発光部の間隔Ｌの上限値を決定する方法を説明する図である。
【図９】本発明に係る実施の形態２の液晶表示装置における発光部の構成を示す断面図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態２の液晶表示装置における発光部の異なる構成を示す断面図である。
【図１１】本発明に係る実施の形態２の液晶表示装置における発光部のさらに異なる構成を示す断面図である。
【図１２】本発明に係る実施の形態３の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  液晶表示装置
２  液晶パネル
３  偏光シート
４  プリズムシート
５  拡散シート
６  透明板
７  ＬＥＤ反射面部
８  ＬＥＤ
９  反射部
１０  バックライト装置
１１  発光部搭載基板
１２  ＬＥＤ発光部
１３  透明基材
１４  支持部
１５  基板部
１６  出射面
１７  入射面
１８  第１のプリズム面
１９  第２のプリズム面
２０  発光部
２１  反射シート
２２  樹脂材
２３  固定部材
２４  反射用プリズムシート
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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