(57)【要約】【課題】  光取出効率の高いランプユニット、面状光源、及びこれらを用いた液晶表示装置を提供する。【解決手段】  複数のランプ搭載面３６Ａ〜３６Ｄをケース内部に有し、照明対象側に開口するケース３４と、ケース３４内に収容され、かつ複数のランプ搭載面３６Ａ〜３６Ｄにそれぞれ対応して搭載された複数のＬＥＤランプ３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂとを備えたランプユニット３２Ａであって、複数のＬＥＤランプ３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂは、各光軸をケース３４の開口面と直角な仮想面内で互いに交差させるような位置に配置されている。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、
前記ケースに設けられた傾斜面と底面からなる内部空間と、
前記内部空間の前記傾斜面に設けられる複数の発光ダイオードとを備えるランプユニット。
【請求項２】
前記ケースは、前記複数のランプ搭載面を含むケース内面を光反射面とするリフレクタによって形成されている請求項１記載のランプユニット。
【請求項３】
前記ケースの開口部を閉塞するような拡散部材をさらに備えた請求項１又は２に記載のランプユニット。
【請求項４】
前記拡散部材は、ランプ搭載側部に前記複数の発光ダイオードランプから放射される放射光を受けて励起されることにより波長変換光を放射する蛍光体層が配設されている請求項３に記載のランプユニット。
【請求項５】
ケースと、前記ケースに設けられた傾斜面と底面からなる内部空間と、前記内部空間の前記傾斜面に設けられる複数の発光ダイオードとからなる複数のランプユニットを平面上に配置してなる面状光源。
【請求項６】
ケースと、
前記ケースの一方の主面に設けられ、傾斜面と底面からなる複数の内部空間と、
前記ケースの前記傾斜面に設けられる複数の発光ダイオードとを備える面状光源。
【請求項７】
同一平面内で縦横方向に隣接する複数のランプユニットをバックライトとして備えた液晶表示装置であって、
前記ランプユニットは、請求項５又は６に記載の面状光源と、前記面状光源によってバックライト照明される液晶表示部とを備える液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いたランプユニット、面状光源及びこれらを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイは、ブラウン管（Cathode Ray Tube：ＣＲＴ）ディスプレイに比べ、薄型・低消費電力である等の利点を有することから、中小機器サイズのディスプレイを中心に広く普及してきている。液晶ディスプレイは、自発光型のディスプレイではないため、白色光を発するバックライトを必要とする。
【０００３】
近年、液晶ディスプレイの小型化および低消費電力化の観点から、冷陰極蛍光管に代わり、ＬＥＤを利用したバックライトが注目されている。
【０００４】
この種のバックライトとして、プリント基板の一方の主面に赤色光、緑色光、及び青色光を発するＬＥＤランプを格子状に並べ、これら３色の光の混合により白色光を得るものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−１８１３１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のバックライトによると、各々のＬＥＤランプの上面から発せられる光は液晶表示部に照射されるが、その側面方向に発せられた光は隣接するＬＥＤランプに入射してしまうため、その強度が減衰し、十分な光取出効率が得られないという問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、光取出効率の高いランプユニット、面状光源、及びこれらを用いた液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は、上記目的を達成するために、ケースと、前記ケースに設けられた傾斜面と底面からなる内部空間と、前記内部空間の前記傾斜面に設けられる複数の発光ダイオードとを備えるランプユニットを提供する。
【０００８】
（２）本発明は、上記目的を達成するために、ケースと、前記ケースに設けられた傾斜面と底面からなる内部空間と、前記内部空間の前記傾斜面に設けられる複数の発光ダイオードとからなる複数のランプユニットを平面上に配置してなる面状光源を提供する。
【０００９】
（３）本発明は、上記目的を達成するために、ケースと、前記ケースの一方の主面に設けられ、傾斜面と底面からなる複数の内部空間と、前記ケースの前記傾斜面に設けられる複数の発光ダイオードとを備える面状光源を提供する。
【００１０】
（４）本発明は、上記目的を達成するために、同一平面内で縦横方向に隣接する複数のランプユニットをバックライトとして備えた液晶表示装置であって、前記ランプユニットは、（２）又は（３）に記載の面状光源と、前記面状光源によってバックライト照明される液晶表示部とを備える液晶表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ケースに底面と傾斜面からなる内部空間が設けられ、傾斜面に発光ダイオードが設けられている。従って、各々の発光ダイオードの側面から発せられた光は、隣接する発光ダイオードには入射せず、底面において上方に反射される。これにより、発光ダイオードの上面から発せられた光だけでなく、その側面から発せられた光も減衰することがないので、光取出効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
[第１の実施の形態]
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るランプユニットを備えた液晶ディスプレイ（液晶表示装置）を説明するために示す図である。図１（ａ）は、一部を破断して示す正面図である。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係るバックライト（面状光源）を説明するために示す図である。図２（ａ）はランプユニットの平面図、図２（ｂ）はそのＢ−Ｂ線断面図である。
【００１３】
〔液晶ディスプレイの全体構成〕
図１において、符号１で示す液晶ディスプレイは、外装体としての本体部１０と、本体部１０の前面で画像を表示するための液晶表示部２０と、液晶表示部２０の背面（光入射面）に白色光を照明するためのバックライト部３０とから大略構成されている。
【００１４】
本体部１０は、液晶ディスプレイ１の構成部品を内蔵する筐体１１と、この筐体１１の下方に突出する脚体１２とを備えている。筐体１１は、前方に開口する貫通窓１１Ａ及びこの貫通窓１１Ａに連通する内部空間１１Ｂを有し、全体がアルミニウム合金等の金属からなる略四角形状箱によって形成されている。脚体１２は、脚部１２Ａ及座部１２Ｂを有し、筐体１１の下方に配置され、本体部１０・液晶表示部２０・バックライト部３０等を保持し得るように構成されている。
【００１５】
そして、この液晶ディスプレイ１は、画像信号に応じて、光入射面に入射したバックライト部３０からの白色の照射光から必要な波長域の光のみを透過させることにより液晶表示部２０の液晶表示面に画像を表示させるようになっている。
【００１６】
バックライト部３０は、液晶表示部（照明対象）２０を照明するための光源装置３１と、光源装置３１から放射される照明光の輝度むらを低減するための拡散板５１とを備え、筐体１１内に収容保持されている。
【００１７】
（光源装置３１の構成）
光源装置３１は、白色光を放射する複数のランプユニット３２Ａからなるランプユニット群３２に電源を供給するための電源基板（図示せず）と、ランプユニット３２Ａの発光に伴う熱を放熱するヒートシンク３３Ａとを備え、液晶表示部２０の後方領域に配置されている。
【００１８】
<ランプユニット群３２の構成>
ランプユニット群３２は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、縦横方向に複数個ずつ並列（隣接）する同一平面サイズのランプユニット３２Ａからなり、拡散板５１の背面部に対向する位置に配置され、かつ電源基板に接続されている。ランプユニット３２Ａは、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、照明対象側に開口する平面正方形状のケース３４と、液晶表示部２０（照明対象）の背面部に白色光を照射するための複数（本実施の形態では４個）のＬＥＤランプ３５とを備えている。
【００１９】
ケース３４は、底面３６Ｅと、底面３６Ｅから照射対象側に向かって広がるように傾斜するランプ搭載面３６Ａ〜３６Ｄとからなる内部空間３６を有している。ランプ搭載面３６Ａ〜３６Ｄは、底面３６Ｅに対して４５°の角度を有しており、複数のランプ搭載面を含むケース内面を光反射面とするリフレクタを構成している。このケース３４は、例えば、液晶ポリマーやポリフタルアミド等に二酸化チタンや硫酸バリウム等の白色粉末を分散させた白色樹脂や、酸化アルミニウムや窒化アルミニウム等のセラミックスから形成されている。そして、赤色ＬＥＤランプ３５Ｒ、緑色ＬＥＤランプ３５Ｇ、青色３５Ｂのうち、底面３６Ｅもしくはランプ搭載面３６Ａ〜３６Ｄに照射された光を反射するようになっている。
【００２０】
ヒートシンク３３Ａは、アルミニウム、銅、もしくはこれらの合金が材料として用いられる。
【００２１】
（拡散板５１の構成）
拡散板５１は、図１（ｂ）に示すように、バックライト部３０の前方領域に配置され、かつ貫通窓１１Ａの開口周縁にブラケット３７を介して装着され、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の光透過性樹脂材料からなる耐熱性部材によって形成されている。そして、光源装置３１から放射される照明光を内部で拡散し、前述したようにその輝度むらを低減するように構成されている。なお、拡散板５１の材料としては、光透過性を有し、かつ光源装置３１による発熱によって変形・変質しない材料であれば他の材料でもよい。
【００２２】
〔光源装置３１の動作〕
次に、本実施の形態における光源装置の動作につき、図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態に係るランプユニットを備えた光源装置の動作を説明するために示す断面図である。
【００２３】
ＬＥＤランプ３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂに電源基板（図示せず）から電圧が印加されると、ＬＥＤランプ３５Ｒ，３５Ｇ，３５ＢのＬＥＤ素子からそれぞれ赤色光、緑色光、及び青色光が発せられる。このうち、各ＬＥＤランプ３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂの上面から発せられた光（放射光ｂ）は直接、照明対象側へ照射され、側面方向から発せられた光の一部（放射光ａ）はケース３４の底面３６Ｅで反射された後、照明対象側に照射され、一部は直接、照明対象側に照射される。そして、拡散板５１に入射する際に照射光は散乱された後、液晶表示部２０へと導かれる。
【００２４】
[第１の実施の形態の効果]
以上説明した第１の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
【００２５】
（１）ＬＥＤランプ３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂの上面から発せられた光だけでなく、側面から発せられた光もケース３４の底面３６Ｅで反射されて照射方向に照射されるので、光取出効率を向上させることができる。
【００２６】
（２）ＬＥＤランプ３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂから放射される放射光が内部空間１１Ｂにおけるランプユニット群３２の近傍で拡散されるため、拡散板５１とケース３４との間の寸法を短縮することができ、液晶ディスプレイ１（筐体１１）の薄型化を図ることができる。
【００２７】
[第２の実施の形態]
図４は、本発明の第２の実施の形態に係るランプユニットを説明するために示す断面図である。図４において、図２（ａ）と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２８】
図４に示すように、第２の実施の形態に示すランプユニット６１は、ケース３４の開口部を閉塞するような拡散部材６２を備えた点に特徴がある。
【００２９】
このため、拡散部材６２は、ケース開口面サイズより大きい平面サイズをもち、ケース３４の開口端面上に配設されている。
【００３０】
[第２の実施の形態の効果]
以上説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果（１）及び（２）に加え、次に示す効果が得られる。
【００３１】
ＬＥＤランプ３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂから放射される放射光及びこれら放射光に基づく生成光がケース３４内（ケース３４及び拡散部材６２によって形成される内部空間３６）において拡散されるため、拡散部材６２の表面における輝度が均等で、また混色性が良好な面状光源を得ることができる。
【００３２】
[第３の実施の形態]
図５は、本発明の第３の実施の形態に係るランプユニットを説明するために示す断面図である。図５おいて、図４と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３３】
図５に示すように、第３の実施の形態に示すランプユニット７１は、照明対象側に白色光を照射するためにケース３４内に青色のＬＥＤランプ３５Ｂが複数個（本実施の形態では４個）配置されている点に特徴がある。
【００３４】
このため、拡散部材６２のランプ搭載側部には、４個のＬＥＤランプ３５Ｂから放射される放射光を受けて励起されることにより黄色の波長変換光を放射するＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｇａｒｎｅｔ）等の蛍光体層７２が例えばスクリーン印刷によって配設されている。
【００３５】
[第３の実施の形態の効果]
以上説明した第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果（１）〜（３）に加え、次に示す効果が得られる。
【００３６】
（１）蛍光体層７２が拡散部材６２上に形成されるものであるため、均一の厚さをもつ蛍光体層７２を形成し易くなり、蛍光体層７２から出射される白色光の色むらを低減することができる。
【００３７】
（２）蛍光体層７２が拡散部材６２上に形成されることは、蛍光体層７２が比較的薄い寸法に設定されるため、蛍光体使用量を低減することができ、高輝度の白色光を得ることができるとともに、コストの低廉化を図ることができる。
【００３８】
以上、本発明の光源装置（ランプユニット）を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。
【００３９】
（１）上記の実施の形態では、１つのランプユニットにつき１つの内部空間を設ける場合について説明したが、複数の内部空間を１つのランプユニットに設けることによりランプユニット１つでバックライト部を形成しても良い。また、上記した実施の形態では、ＬＥＤランプを利用してランプユニットを形成したが、ＬＥＤチップ（ＬＥＤ素子）を利用してランプユニットを形成しても良い。
【００４０】
（２）上記の実施の形態（光源装置）では、各平面縦横寸法が同一サイズ（正方形）である単数組のランプユニット群からなるバックライト部について説明したが、本発明はこれに限定されず、他の形状のランプユニット群からバックライト部を形成しても良い。
【００４１】
例えば、図６（ａ）に示すような平面矩形状のケース８１を有する複数のランプユニット８２（他のランプユニット群）からなるバックライト部を形成しても良い。また、図６（ｂ）に示すランプユニット８２のように平面矩形状のケース８１に長尺状のＬＥＤを搭載することもできる。図６（ｂ）ではＬＥＤランプ３５Ｇに長尺状のものを用いている。
【００４２】
また、ランプユニット３２Ａについて、ケース３４の他の形状として例えば、図７（ａ）に示す六角形状のケース３４や、図７（ｂ）に示す三角形状のケース３４にＬＥＤランプ３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂを配置したものであっても良い。
【００４３】
（３）また、図８に示すように、ランプ搭載面３６Ａ〜３６Ｄに青色ＬＥＤランプ３５Ｂを搭載し、ケース３４の底面３６Ｅに赤色ＬＥＤランプ３５Ｒを搭載したものとし、ケース３４の上面にＹＡＧを含む蛍光体層を有した図示しない拡散部材を設けて波長変換を行うことにより白色光を得るようにしても良い。この構成によれば、ケース底面３６Ｅに搭載された赤色ＬＥＤランプ３５Ｒから放射される赤色光によって演色性に優れる白色光が得られる。
【００４４】
（４）本発明（ランプユニット）においては、白色光を発光する形態として上記の実施の形態に限定されず、近紫外光（波長３７０〜３９０ｎｍ）を放射するＬＥＤランプ及びこのＬＥＤランプから放射される放射光を受けて励起されることにより白色の波長変換光を放射する蛍光体層によって白色光を発光するものであってもよい。
【００４５】
（５）上記の実施の形態では、白色光を発光するランプユニットである場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、赤色光あるいは緑色光・青色光等の単色光を発光するランプユニットであっても勿論よい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るランプユニットを備えた液晶ディスプレイを説明するために示す正面図とそのＡ−Ａ線断面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るランプユニットを説明するために示す平面図とそのＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】本実施の形態に係るランプユニットを備えた光源装置の動作を説明するために示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るランプユニットを説明するために示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るランプユニットを説明するために示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るランプユニットの変形例を説明するために示す平面図である。
【図７】（ａ）から（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るランプユニットの変形例を説明するために示す平面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係るランプユニットの変形例を説明するために示す平面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…液晶ディスプレイ、１０…本体部、１１…筐体、１１Ａ…貫通窓、１１Ｂ…内部空間、１２…脚体、１２Ａ…脚部、１２Ｂ…座部、２０…液晶表示部、２０Ａ…液晶表示面、３０…バックライト部、３１…光源装置、３２…ランプユニット群、３２Ａ，６１，７１，８２…ランプユニット、３３Ａ…ヒートシンク、３４，８１…ケース、３５，３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂ…ＬＥＤランプ、３６…内部空間、３６Ａ〜３６Ｄ…ランプ搭載面、３６Ｅ…底面、３７…ブラケット、５１…拡散板、５２…ベフ板、６２…拡散部材、７２…蛍光体層、２００…仮想正方形、ａ，ｂ…放射光
【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】
2007157354.tif 000009
【図８】
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