(57)【要約】【課題】高精度であり、かつ安価に製造できる光学部品を提供する。【解決手段】本発明の光学部品は、導光板１３と、導光板１３へ光を結合させるための光結合部材とを備え、光結合部材３０は頂部平坦面を有し、この頂部平坦面で導光板１３と接合している。光結合部材３０は、複数の光結合部材要素３０’を互いに当接するように配列することで構成されている。光結合部材要素３０’は、配列方向の少なくとも一方の側面に、配列方向に隆起した隆起部３０’ａが設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光部材と、上記導光部材へ光を結合させるための光結合部材とを備え、上記光結合部材は、頂部平坦面を有し、該頂部平坦面で上記導光部材に接合している光学部品であって、
上記光結合部材は、複数の光結合部材要素を互いに当接するように配列することで構成されるものであり、
上記光結合部材要素は、配列方向の少なくとも一方の側面に、配列方向に隆起した隆起部が設けられていることを特徴とする光学部品。
【請求項２】
上記隆起部は、上記頂部平坦面側及びその反対側の両側から厚さ方向に延びたテーパ面として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学部品。
【請求項３】
上記隆起部は、各光結合部材要素における配列方向の両側面に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学部品。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の光学部品と、
上記光結合部材に対し光を出射する光源とを備えた光源モジュール。
【請求項５】
請求項４に記載の光源モジュールをバックライトとして備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品、及びそれを備えた光源モジュール、並びに光源モジュールを備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄型、軽量に出来ることから色々な分野に使用されている。液晶テレビをはじめとする液晶表示装置においては、光源からの光を導光板によって面状に出射させる導光板を備えたバックライトが多用されている。また、バックライトの光源として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）が使用されている。
【０００３】
バックライトの光源の配置には、直下型と、サイドエッジ型（サイドライト型ともいう）とがある。一般的な直下型は、液晶パネルの下に、ＬＥＤをマトリックス状に配列させて液晶パネルを均一に照射する方式である。また、直下型には、ＬＥＤと拡散レンズ（光を拡散させるレンズ）を用いてＬＥＤから出射される光を広げて液晶パネルを均一に照射する方式もある。
【０００４】
このようなバックライトでは、光源や導光板以外にも、種々の光学部品を用いることがある。また、それらの光学部品は、光源（例えばＬＥＤ）の列に沿って配置されるように、１方向に長尺な光学部品が用いられることもある。
【０００５】
しかしながら、このような長尺な光学部品は、熱膨張による歪み等が問題となりやすい。すなわち、長尺な光学部品は、固定の仕方によっては熱膨張によって歪みや反りが生じ、所望の光学作用が得られなくなる。
【０００６】
ここで、特許文献１には、液晶表示装置のバックライトではなく電子写真装置の光走査装置に用いられるものではあるが、長尺な光学部品における熱膨張の問題を軽減する手法が開示されている。特許文献１では、光学部品の長尺方向の熱膨張を可動支持部を用いて長尺方向に可動にすることにより、熱膨張による歪みを防止している。
【０００７】
さらに他の文献として、特許文献２には多角形の光結合部材を導光板に接合して、導光板に対して斜めに配置した光源より光を入射させる導光結合部材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−１３３３１号公報（２０１１年１月２０日公開）
【特許文献２】特開２００８−２５７９２１号公報（２００８年１０月２３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１のような長尺な光学部品を用いる場合、上記熱膨張の問題以外に、精度やコストの問題もある。すなわち、このような光学部材の製造方法には、押し出し成形による製造方法や、金型成形による製造方法が考えられるが、それぞれの方法において以下のような問題がある。
【００１０】
押し出し成形では、アクリル樹脂等の透明樹脂を用いて、長尺な光学部品を安価に製造することができるが、加工精度はあまり高くない。このため、上記光学部材がレンズ等の高精度を要する部材である場合には、適した製造方法とは言えない。また、金型成形においても、大型な（長尺な）部材の成形を行う場合には、金型内部の熱的ひずみなどによってその精度を低下させる。さらに、金型成形にて大型な（長尺な）部材を成形する場合には、特に金型のコストが高くなり、製造コストを増大させるといった問題もある。
【００１１】
本願発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、高精度であり、かつ安価に製造できる光学部品、及びそれを備えた光源モジュール、並びに光源モジュールを備えた液晶表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の光学部品は、上記の課題を解決するために、導光部材と、上記導光部材へ光を結合させるための光結合部材とを備え、上記光結合部材は、頂部平坦面を有し、該頂部平坦面で上記導光部材に接合している光学部品であって、上記光結合部材は、複数の光結合部材要素を互いに当接するように配列することで構成されるものであり、上記光結合部材要素は、配列方向の少なくとも一方の側面に、配列方向に隆起した隆起部が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
上記の構成によれば、上記光結合部材は、複数の光結合部材要素を互いに当接するように配列することで構成されるので、光結合部材を一つの長尺部材として形成せずに、長尺方向に複数に分割して形成することができ、高精度かつ低コストで光結合部材を製造することができる。すなわち、上記光結合部材要素は、金型成形を適用することで高精度に形成できる。また、分割によって小型化された光結合部材要素は、大きな金型を必要とせず、金型コストを大幅に低減できるため、製造する部材数が増えたとしても製造コストを安価に抑えられる。
【００１４】
また、光結合部材を分割して形成した場合には、バックライト内で、分割された光結合部材（すなわち光結合部材要素）同士を高精度に配置する必要がある。しかしながら、光結合部材要素同士を高精度に位置合わせして接合することは極めて困難である。これに対し、上記の構成によれば、上記光結合部材要素同士は、その長尺方向の端面を対向させて配置するのみであり、この端面同士は接合されない。代わりに、各光結合部材要素は、導光板との接触する頂部平坦面において導光板に接合される。これにより、各光結合部材要素が導光部材に対して精度良く位置合わせされていれば、光結合部材要素同士においても高精度の位置合わせが達成される。
【００１５】
複数の光結合部材要素を導光部材に接合した光学部品を作成するに際し、光結合部材要素を導光板に押し当てることによって導光部材と光結合部材要素との間に間隔が空かないように、光結合部材要素同士で高さを揃える必要がある。複数の光結合部材要素が、配列方向の端面同士が面接触するように配列している場合、光結合部材要素同士で面接触する端面で摩擦力が働くため、光結合部材要素を個別に自由に動かすことが困難である。このため、導光部材と光結合部材要素との間に間隔が空かないように光結合部材要素同士で高さを揃えることが困難であるという課題が残されている。
【００１６】
上記の構成によれば、光結合部材要素の配列方向の端面（側面）に、配列方向に隆起した隆起部が設けられているので、光結合部材要素同士は、隆起部を介して当接することになる。このため、光結合部材要素同士が線接触または点接触した状態となり、接触面積が減少する。よって、上記の構成によれば、光結合部材要素同士で働く摩擦力が低下する。したがって、容易に光結合部材要素を個別に自由に動かすことができ、光結合部材要素同士で高さを揃えることが可能になる。
【００１７】
従って、上記の構成によれば、高精度であり、かつ安価に製造できる光学部品を提供することが可能になる。
【００１８】
本発明の光学部品では、上記隆起部は、上記頂部平坦面側及びその反対側の両側から厚さ方向に延びたテーパ面として形成されていることが好ましい。
【００１９】
上記の構成によれば、上記隆起部は、上記頂部平坦面側及びその反対側の両側から厚さ方向に延びたテーパ面として形成されているので、光結合部材要素の射出成形が容易になる。光結合部材要素について、上側部分を成形する金型と下側部分を成形する金型とを用いて射出成形した場合、テーパ面により金型が抜き易くなり、射出成形が容易になる。
【００２０】
また、本発明の光学部品では、各光結合部材要素は、上記頂部平坦面と反対側に、上記配列方向に延びる凹部が形成されており、上記隆起部は、光結合部材要素の配列方向の側面において、凹部の頂点を通過するように線状に設けられていることが好ましいといえる。各光結合部材要素は、上記頂部平坦面と反対側に、上記配列方向に延びる凹部が形成されている場合、上記隆起部を、光結合部材要素の配列方向の側面において、凹部の頂点を通過するように線状に設けることで、より一層金型が抜き易くなり、射出成形が容易になる。さらに、テーパ面の頂部により形成される線が、光結合部材要素の配列方向の側面の中心を通過するように形成することで、さらに一層金型が抜き易くなり、射出成形が容易になる。
【００２１】
本発明の光学部品では、上記隆起部は、各光結合部材要素における配列方向の両側面に形成されていることが好ましい。
【００２２】
これにより、隆起部が形成されている側面の向きを気にすることなく光結合部材要素を並べることができるので、光学部品の組み立てが容易になる。
【００２３】
本発明の光源モジュールは、上記の課題を解決するために、上述の光学部品と、上記光結合部材に対し光を出射する光源とを備えたことを特徴としている。
【００２４】
上記の構成によれば、高精度であり、かつ安価に製造できる光源モジュールを提供することが可能になる。
【００２５】
本発明の液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、上記光源モジュールをバックライトとして備えたことを特徴としている。
【００２６】
上記の構成によれば、高精度であり、かつ安価に製造できる液晶表示装置を提供することが可能になる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の光学部品は、以上のように、導光部材と、上記導光部材へ光を結合させるための光結合部材とを備え、上記光結合部材は、頂部平坦面を有し、該頂部平坦面で上記導光部材に接合している光学部品であって、上記光結合部材は、複数の光結合部材要素を互いに当接するように配列することで構成されるものであり、上記光結合部材要素は、配列方向の少なくとも一方の側面に、配列方向に隆起した隆起部が設けられている構成である。
【００２８】
また、本発明の光源モジュールは、以上のように、上記光学部品と、上記光結合部材に対し光を出射する光源とを備えた構成である。
【００２９】
また、本発明の液晶表示装置は、以上のように、上記光源モジュールをバックライトとして備えた構成である。
【００３０】
それゆえ、光結合部材要素を高精度かつ安価に製造でき、光結合部材要素の配置も容易になるという効果を奏する。さらに、導光部材に光結合部材要素を並べて接合するに際し、容易に光結合部材要素を個別に自由に動かすことができ、光結合部材要素同士で高さを揃えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の光源モジュールの要部構成を示す断面図である。
【図２】本発明の光源モジュールを備えた液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。
【図３】上記液晶表示装置における光源モジュール本体の構成を示す斜視図である。
【図４】光源モジュール本体の構成を示す分解斜視図である。
【図５】ＬＥＤ基板の構成を示す上面図である。
【図６】上記液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図７】ＬＥＤ基板及び光結合部材の接合部分を拡大した断面図である。
【図８】（ａ）はＬＥＤチップから出射した光が放物面を有する光結合部材を介して導光板に入射するときの光路を示す断面図であり、（ｂ）はＬＥＤチップ近傍を示す要部断面図である。
【図９】（ａ）はＬＥＤチップから出射した光が楕円面を有する光結合部材を介して導光板に入射するときの光路を示す断面図であり、（ｂ）はＬＥＤチップ近傍を示す要部断面図である。
【図１０】２つのＬＥＤチップから出射した光が放物面・楕円面を有する光結合部材を介して導光板に入射するときの光路を示す断面図である。
【図１１】（ａ）は液晶表示装置の構成を示す正面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図１２】（ａ）は液晶表示装置の構成を示す断面図であり、（ｂ）は導光板の高さ方向の輝度分布を示すグラフである。
【図１３】上記液晶表示装置の端部の構成を示す要部断面図である。
【図１４】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、隆起部の構成例を示す側面図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、凹部が形成されている場合における、隆起部としてのテーパ面の好ましい構成を示した断面図及び側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（１）本発明の基本構成
本発明の一実施形態について図面に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、ここで挙げる、バックライト（光源モジュール）及びそれを備えた電子機器（液晶表示装置）は、本発明の基本構成であり、後述する本発明の特徴的構成を適用することが可能である。
【００３３】
図２は、本発明の光源モジュールを備えた液晶表示装置（電子機器）の構成を示す分解斜視図である。本実施の形態の液晶表示装置１は、図２に示すように、下（背面側）から順に、バックライト（光源モジュール）１０、拡散シート２、プリズムシート３、液晶パネル４及びベゼル５にて構成されている。
【００３４】
バックライト１０は、下から順に、光源モジュール本体２０、一筋の開口１１ａを有するシャーシ１１、シャーシ１１と同様に一筋の開口を有する反射シート１２及び導光板１３にて構成されている。光源モジュール本体２０には、図３、６に示すように、帯状に形成された光源ホルダー２１の上にシート状のヒートシンク２２が設けられている。また、ヒートシンク２２の上には、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂが設けられ、光源としての半導体のＬＥＤチップ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）２３ａ・２３ｂが光源モジュール本体２０の長手方向に沿ってＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂ上に配置される。ＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂ上には、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂと光結合部材３０との間に隙間を設けるためのスペーサ２５ａ・２５ｂが形成されている。この隙間により、光結合部材３０がＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂに当接して、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂが破損することを防止できる。但し、これに限られず、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂに損傷を与えない範囲であれば、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂが光結合部材３０と密着していても構わない。なお、半導体のＬＥＤチップは非常に微細なサイズであるため、図３では、図面の煩雑さを防ぐためＬＥＤチップの記載を割愛する。
【００３５】
本実施の形態では、光源としてＬＥＤチップを用いているが、これは、半導体チップ状のＬＥＤは形状がさらに小さくかつ狭い領域に配置できるので、安価な低出力のＬＥＤチップを用いた場合にも、間隔を詰めて多くのＬＥＤを配置することで照度も向上し、高機能の、バックライトの光源として利用できる点で好ましいためである。ただし、これに限るものではなく、例えば、パッケージに収納されたＬＥＤでもよく、有機ＥＬ発光素子又は無機ＥＬ発光素子を用いることも可能である。
【００３６】
上記ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂは、２列に並んで互いに平行に複数個設けられていると共に、それら複数のＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂの上側には、光結合部材３０が設けられている。
【００３７】
図４は、光源モジュール本体２０の分解斜視図である。図４に示されるように、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂそれぞれの主表面には、ダム２６ａ・２６ｂが形成されている。ダム２６ａ・２６ｂはそれぞれ、液晶表示装置１の幅方向に長尺に形成されている。また、ダム２６ａ・２６ｂは、環状に形成されている。
【００３８】
図５は、ＬＥＤ基板２４ａの構成を示す上面図である。図５に示すように、ダム２６ａ内には、ＬＥＤチップ２３ａが、ダム２６ａの長さ方向に間隔（例えば数ｍｍ）をあけて配置されている。ダム２６ａの外周には、光結合部材３０との位置調整のためのアライメントマーク２７ａが設けられている。
【００３９】
また、図５では示されていないが、ダム２６ａ内には、複数のＬＥＤチップ２３ａを封止する樹脂が充填されている。そして、この樹脂には、蛍光体が含まれている。なお、蛍光体は、個々のＬＥＤチップ２３ａに対し同一の種類のものが用いられている。
【００４０】
以上より、本実施の形態の液晶表示装置１は、図９に示すように、液晶パネル４と、液晶パネル４に光を照射する導光板１３と、導光板１３に光を結合する光学素子としての光結合部材３０と、光結合部材３０に入射光を発するＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂとを備えている。そして、液晶パネル４、導光板１３、光結合部材３０、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂがこの順に並んで配設されたものからなっている。したがって、本実施の形態の液晶表示装置１におけるバックライト１０は、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂが導光板１３の下方に設けられた光源直下型のバックライト１０となっている。
【００４１】
図７は、ＬＥＤ基板２４ａ及び光結合部材３０の接合部分を拡大した断面図である。図７に示すように、光結合部材３０の下端平坦面３３の一部にスペーサ２５ａが形成されている。このスペーサ２５ａは、接着剤によりＬＥＤ基板２４ａに固定されている。
【００４２】
環状のダム２６ａの内側に配置された複数のＬＥＤチップ２３ａは、スペーサ２５ａよりも外側に配置されている。また、ＬＥＤチップ２３ａは、スペーサ２５ａにより光結合部材３０と離間している。このスペーサ２５ａにより、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂと光結合部材３０との衝突によるＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの破損を防いでいる。すなわち、このスペーサ２５ａのおかげで、ＬＥＤ基板２４ａと、光結合部材３０の下端平坦面３３との間にＬＥＤチップ２３ａを配置しかつＬＥＤチップ２３ａを破損させない隙間を設けることができる。
【００４３】
ここで、本実施の形態では、光結合部材３０は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、導光板１３とＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂとの間に設けられた断面略かまぼこ状、つまり断面半円状の帯状体つまり棒状体からなっている。また、光結合部材３０の材質は導光板１３の材質と同じ樹脂からなっている。詳細には、図８（ａ）に示すように、光結合部材３０における導光板１３側の表面は、平板状の導光板１３に当接する頂部平坦面３１と、この頂部平坦面３１から両端側にそれぞれ垂下する垂下曲面（反射面）３２ａ・３２ｂとからなっている。上記垂下曲面３２ａ・３２ｂは、例えば、図８（ａ）に示す断面放物線とすることができる。ただし、必ずしもこれに限らず、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、断面楕円とすることも可能である。尚、本発明においては、断面放物線又は断面楕円に限らず、頂部平坦面３１を有する弓型等の湾曲形状、又は頂部平坦面３１から斜めに傾斜する平面でもよい。
【００４４】
また、光結合部材３０における導光板１３側とは反対側の表面、つまり光結合部材３０の下端は、下端平坦面３３となっている。なお、図７に示すように、実際には、下端平坦面３３にはスペーサ２５ａが設けられているが、図８、９では省略している。さらに、光結合部材３０の下端側の中央部には凹部３４が形成されている。ただし、必ずしもこれに限らず、凹部３４が存在しなくてもよい。すなわち、本実施の形態では、垂下曲面３２・３２にて反射する光の導光板１３への光路が確保できればよいので、光路とならない部分は凹部３４としてくり抜くことができる。これにより、コスト削減を図ることができる。尚、凹部３４に図示せぬ反射シート等の反射手段を設けることも可能である。これにより、頂部平坦面３１近傍で迷光が発生する場合があっても迷光の一部を導光板１３側に反射させ液晶パネル４への照射を向上させることができる。
【００４５】
上記光結合部材３０の下端平坦面３３・３３の下側には、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂがそれぞれ近接して設けられている。これらＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂは、図８（ｂ）及び図９（ｂ）に示すように、断面放物線又は断面楕円からなる垂下曲面３２ａ・３２ｂの焦点位置Ｆよりも端部側に存在することが好ましい。これにより、図８（ａ）に示すように、例えばＬＥＤチップ２３ａから出射された光が光結合部材３０の断面放物線の垂下曲面３２ａにて反射され、その反射光が光結合部材３０の頂部平坦面３１に到達し、到達方向を維持して導光板１３に斜めに入射する。そして、導光板１３に入射された光は、図８（ａ）に示す導光板１３の右側の内部を全反射して進み、図示しない光路変換部である光散乱体と衝突することにより導光板１３中を進む角度が変わり、全反射条件が破られる。角度が変わって全反射条件が破られた光は、導光板１３の液晶パネル４側表面から出射し、拡散シート２及びプリズムシート３を通して液晶パネル４に向かう。なお、ＬＥＤチップ２３ｂから出射された光も図１０に示すように、ＬＥＤチップ２３ａからの光とは対称に進む。
【００４６】
このような光路は、図９（ａ）、（ｂ）に示す断面楕円の光結合部材３０においても同様である。具体的には、図９（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ２３ｂから出射された光は光結合部材３０の断面楕円の垂下曲面３２にて反射され、その反射光が光結合部材３０の頂部平坦面３１に到達し、到達方向を維持して導光板１３に入射する。そして、導光板１３に入射された光は、図９（ａ）に示す導光板１３の内部右側を全反射して進みつつ、図示しない光路変換部である光散乱体と衝突することにより導光板１３中を進む角度が変わり、全反射条件が破られ、導光板１３の液晶パネル４側表面から出射し、前記拡散シート２及びプリズムシート３を通して液晶パネル４に向かう。なお、ＬＥＤチップ２３ｂから出射された光も図１０に示すように、ＬＥＤチップ２３ａからの光とは対称に進む。
【００４７】
この結果、本実施の形態の液晶表示装置１におけるバックライト１０では、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、液晶表示装置１の画面の中央部に横切って帯状の光源モジュール本体２０を設けることにより、図１２（ａ）、（ｂ）に示す輝度分布を有する導光板１３からの出射光を得ることができる。そして、この画面の中央が明るいという輝度分布は、液晶表示装置１を適切に表示するための輝度分布に一致している。したがって、従来のサイドエッジ型のバックライトよりも、優れているといえる。
【００４８】
また、本実施の形態のバックライト１０では、導光板１３の下方からＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂの光を導入させる。したがって、表１に示すように、従来のサイドエッジ型のバックライトの光利用効率が７５％であるのに対して、本実施の形態のバックライト１０の光利用効率は８８％であるので、光利用効率においても優れている。
【００４９】
また、本実施の形態のバックライト１０では、従来のサイドエッジ型のバックライトとは異なり、図１３に示すように、液晶パネル４の端部に光源が存在しないので、液晶パネル４の端部に直接、フレーム６を設けることが可能である。この結果、表１に示すように、額縁寸法も６ｍｍ以下にすることが可能となる。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
（２）本発明の特徴的構成
ところで、上述のように、本実施形態のバックライト１０は、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂが、導光板１３の下方に設けられた、直下型のバックライトである。さらに、使用される光源モジュール本体２０は、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂから出射される光が、導光板１３内部を導光するように（すなわち、導光板１３に対して斜めに入射するように）、光を結合する光結合部材３０を備えている。
【００５２】
ここで、図１１に示すように、光源モジュール本体２０は、液晶表示装置１の画面の中央部を横切って設けられるため、画面幅とほぼ同じ長さが必要となる。そして、当然ながら、光結合部材３０についても、上記画面幅とほぼ同じ長さに設置される必要があるため、１方向（この場合は画面幅方向）に長尺となる。しかしながら、光結合部材３０を、一つの長尺部材として形成しようとすると、精度およびコストの面で問題が生じることは、「発明が解決しようとする課題」の欄で説明したとおりである。
【００５３】
本実施形態のバックライト１０では、高精度に形成された光結合部材３０を低コストに供給するため、一つの長尺部材として形成せずに、長尺方向に複数に分割して形成するものとする。また、分割された各光結合部材（後述する光結合部材要素）は、金型成形にて形成されるものとする。このように金型成形を適用することで各光結合部材要素を高精度に形成できる。また、分割によって小型化された光結合部材要素は、大きな金型を必要とせず、金型コストを大幅に低減できるため、製造する部材数が増えたとしても製造コストを安価に抑えられる。
【００５４】
但し、光結合部材を分割して形成した場合には、バックライト内で、光結合部材要素同士を高精度に配置する必要がある。このためには、光結合部材要素同士を高精度に位置合わせして接合するといった手法が考えられる。しかしながら、実際には、光結合部材要素同士を高精度に位置合わせして接合することは極めて困難である。その理由は以下の通りである。
【００５５】
上記光結合部材のような光学部材の結合には、光学用接着剤を用いて接着する方法、レーザ溶着による方法がある。光学用接着剤を用いて接着する方法では、光結合部材の接合端面に接着剤を塗布してから接合する端面同士を接触させるが、接触後の接着剤の硬化が速く、光結合部材同士を位置合わせするための微調整が困難である。また、レーザ溶着による方法は、部材の長手方向の端面同士を接合しようとする場合、その接合面にレーザを照射することができず、この方法を適用することができない。
【００５６】
このため、本実施形態のバックライト１０では、以下の手法によって光結合部材３０における高精度の位置合わせを実現している。この手法を、図１（ａ）を参照して説明する。
【００５７】
図１（ａ）に示すように、光結合部材３０は長尺方向に複数に分割されており、ここでは、分割された各光結合部材を光結合部材要素３０’とする。すなわち、光結合部材要素３０’を並べて配置することで光結合部材３０が構成される。隣接する光結合部材要素３０’同士は、その長尺方向（配列方向）の端面を対向させて配置されるが、この端面同士は接合しない。代わりに、各光結合部材要素３０’は、導光板１３との接触面において導光板１３に接合される。すなわち、この場合は、頂部平坦面３１を導光板１３との接合面とする。各光結合部材要素３０’が導光板１３に対して精度良く位置合わせされていれば、光結合部材要素３０’同士においても高精度の位置合わせが達成される。
【００５８】
複数の光結合部材要素３０’を導光板１３に接合した光学部品を作成するに際し、光結合部材要素３０’を導光板１３に押し当てることによって導光板１３と光結合部材要素３０’との間に間隔が空かないように、光結合部材要素３０’同士で高さを揃える必要がある。複数の光結合部材要素３０’が、長尺方向（配列方向）の端面同士が面接触するように配列している場合、光結合部材要素３０’同士で面接触する端面で摩擦力が働くため、光結合部材要素３０’を個別に自由に動かすことが困難である。このため、導光板１３と光結合部材要素３０’との間に間隔が空かないように光結合部材要素３０’同士で高さを揃えることが困難であるという課題が残されている。
【００５９】
ここで、本実施形態のバックライト１０は、光結合部材要素３０’の配列方向の端面（側面）に、配列方向に隆起した隆起部３０’ａが設けられていることを特徴としている。ここでいう「隆起部」とは、配列方向に向かうに従い、該配列方向に垂直な断面積が小さくなる構造を有する部分を意味する。この隆起部３０’ａは、光結合部材要素３０’と別部材で設けられてもよいし、光結合部材要素３０’と一体的に設けられてもよい。
【００６０】
本実施形態のバックライト１０によれば、光結合部材要素３０’同士は、隆起部３０’ａを介して当接することになる。このため、光結合部材要素３０’同士が線接触または点接触した状態となり、接触面積が減少する。よって、図１（ａ）の構成によれば、光結合部材要素３０’同士で働く摩擦力が低下する。したがって、容易に光結合部材要素３０’を個別に自由に動かすことができ、光結合部材要素３０’同士で高さを揃えることが可能になる。
【００６１】
また、光結合部材要素３０’と導光板１３との接合（接着）においては、レーザ溶着が好適に用いられる。すなわち、各光結合部材要素３０を導光板１３に対して精度良く位置合わせした状態で、接合面にレーザを照射し、接合面の樹脂を熱溶解させることで接合を行う。上記レーザは、導光板１３側から照射すれば、接合面へのレーザ照射は容易である。但し、本発明では、光結合部材要素３０’と導光板１３との位置合わせが行えるのであれば、接着剤や両面接着テープを用いての接着も可能である（接着剤を用いても、光結合部材要素３０’の端面同士を接着する場合に比べると位置合わせは容易と考えられる）。
【００６２】
また、本実施形態のバックライト１０では、ＬＥＤ基板２４およびヒートシンク２２も光結合部材要素３０’に合わせて分割されることが好ましい。そして、ＬＥＤ基板２４およびヒートシンク２２は、光結合部材要素３０’に対してビス留めされるものとし、ビス穴は光結合部材要素３０’の長尺方向を長軸とする長穴とする。これにより、ＬＥＤ基板２４およびヒートシンク２２は、光結合部材３０の長尺方向に対して上記長穴分の可動域を有することになる。光結合部材要素３０’および導光板１３は、アクリル樹脂等の透明樹脂にて形成されるため、熱による膨張が生じやすいが、上記構成によりＬＥＤ基板２４およびヒートシンク２２が可動することによって熱膨張による歪みを防止できる。光結合部材要素３０’および導光板１３に熱膨張が生じている場合の様子を図１（ｂ）に示す。
【００６３】
また、光結合部材要素３０’を導光板１３に接合する際にあたっては、隆起部３０’ａにより隣接する光結合部材要素３０’の間には、隙間が生じる。本実施形態のバックライト１０では光結合部材要素３０’同士は接合されていないため、光結合部材要素３０’の間で隆起部３０’ａが端面で接触するようにして光結合部材要素３０’と導光板１３との接合を行ったとしても、熱膨張が生じた場合には、光結合部材要素３０’間に隙間が生じる可能性もある。
【００６４】
しかしながら、本実施形態のバックライト１０では、光結合部材要素３０’間に隙間が生じていても、光結合部材要素３０’を通過した光はさらに導光板１３を通過してから液晶パネル４側へ出射される。このため、導光板１３における光拡散作用によって、光結合部材要素３０’間の隙間における輝度の低下が抑制されるため、特に問題とならない。この点を考慮すると、光結合部材要素３０’間の隙間は、小さければ小さいほど好ましい。光結合部材要素３０’間の隙間における輝度の低下が問題とならない程度に、光結合部材要素３０’間の隙間の上限は、２ｍｍ程度であり、より望ましくは１ｍｍ未満である。
【００６５】
ここで、隆起部３０’ａは、光結合部材要素３０’における配列方向の少なくとも一方の側面に設けられていればよい。すなわち、光結合部材要素３０’の配列方向の一方の側面に隆起部３０’ａが設けられる一方、他方の側面が平坦面になっていてもよい。このような場合、各光結合部材要素３０’について、隆起部３０’ａと平坦面とが接触するように配列することで、光結合部材要素３０’同士で働く摩擦力を低下させることができる。また、光結合部材要素３０’の配列方向の両側面に隆起部３０’ａが設けられている場合、隆起部３０’ａが形成されている側面の向きを気にすることなく光結合部材要素３０’を並べることができるので、光学部品の組み立てが容易になる。
【００６６】
また、隆起部３０’ａの形状は、配列方向に向かうに従い、該配列方向に垂直な断面積が小さくなる構造となる形状であればよく、突起状、テーパ状、凸状、球状、円筒状等が挙げられる。図１４（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、隆起部３０’ａの構成例を示す側面図である。なお、図１４（ａ）〜（ｅ）は、光結合部材要素３０’同士が接触する部分を主に示している。実際の光結合部材要素３０’は、複数配列されており、長尺の光結合部材３０を構成することを付記しておく。
【００６７】
頂部平坦面３１の法線方向における光結合部材要素３０’の寸法を「厚さ」と規定した場合、隆起部３０’ａは、光結合部材要素３０’の上側及び下側の両側から厚さ方向に延びたテーパ面であってもよい（図１４（ａ）、（ｃ））。すなわち、隆起部３０’ａは、頂部平坦面３１側及びその反対側から厚さ方向に延びたテーパ面であってもよい。このようなテーパ面が形成されることにより、光結合部材要素３０’の射出成形が容易になる。光結合部材要素３０’について、上側部分を成形する金型と下側部分を成形する金型とを用いて射出成形した場合、テーパ面により金型が抜き易くなり、射出成形が容易になる。
【００６８】
また、頂部平坦面３１の法線方向及び厚さ方向の両方に垂直な方向を幅方向としたとき、光結合部材要素３３’の配列方向の側面において、テーパ面の頂部は、幅方向に平行に線状に延びていることが好ましい。そして、テーパ面の頂部により形成される線は、光結合部材要素３３’の配列方向の側面の中心を通過することが好ましい。
【００６９】
また、頂部平坦面３１と反対側に凹部３４が形成されている場合、より好ましいテーパ面の構成は、図１５（ａ）、（ｂ）に示される構成である。図１５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、凹部３４が形成されている場合における隆起部３０’ａとしてのテーパ面の好ましい構成を示した断面図及び側面図である。なお、図１５（ａ）、（ｂ）の側面図では、光結合部材要素３０’同士が接触する部分を主に示している。実際の光結合部材要素３０’は、複数配列されており、長尺の光結合部材３０を構成することを付記しておく。
【００７０】
図１５（ａ）、（ｂ）に示す、幅方向に延びる補助線Ａは、テーパ面の頂部により形成される線である。なお、図４に示す光結合部材３０の斜視図においても、補助線Ａを付記している。図４及び図１５（ａ）に示すように、補助線Ａ（テーパ面の頂部により形成される線）は、光結合部材要素３３’の配列方向の断面において凹部３４の頂点を通過することが好ましい。また、図１５（ｂ）に示すように、凹部３４の上部が平坦面で形成されている場合、補助線Ａは、光結合部材要素３３’の配列方向の断面において凹部３４の平坦面に沿って形成されていることが好ましい。このような構成とすることにより、光結合部材要素３０’の製作用の金型設計において、光結合部材要素３０’の補助線Ａよりも、上部を上部金型で製造し、下部を下部金型で製造するように金型設計することで、テーパ角度θを金型の抜き勾配と合わせることができ、金型設計が容易となりまた、金型からの光結合部材要素３０’の取出しが容易となる効果がある。
【００７１】
また、図１４（ａ）に示すように、光結合部材要素３０’同士の対向する両対向面の中部分を頂部とするテーパ面が形成されている場合、上述の光結合部材要素３０’間の隙間における輝度の低下が問題にならない程度にするには、テーパ角度θは、２°以下であることが好ましい。図１４、及び図１５においては、形状をわかりやすく説明するためテーパ角度θを実際よりも大きく誇張して図示している。
【００７２】
また、隆起部３０’ａは、光結合部材要素３０’の下側から上側（頂部平坦面３１側）へ向かってに延びた斜面を有していてもよい（図１４（ｂ））。また、隆起部３０’ａは、円筒形状（あるいは半球状）であってもよい（図１４（ｄ））。また、隆起部３０’ａは、光結合部材要素３０’の上側から厚さ方向に延びた斜面を有し幅方向に延びた三角柱形状であってもよい（図１４（ｅ））。
【００７３】
なお、上述した実施形態では、光学部品として、複数の光結合部材要素３０’を導光板１３に接合した構成を例に挙げて説明した。しかし、本発明で適用可能な導光部材は、導光板１３のような平板状に限定されず、複数の光結合部材要素３０’を接合することが可能な形状であればよい。ただし、本発明の光学部品を液晶表示装置に適用する場合には、導光部材は、平板状の導光板１３であることが好ましい。
【００７４】
本発明は上述した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。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、テレビ、モニター等の液晶表示装置のバックライトに用いることができ、特に、光源直下型のバックライトに適用可能である。また、そのバックライトは、大型平面光源として照明装置に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１  液晶表示装置（電子機器）
１０  バックライト（光源モジュール）
１３  導光板
２０  光源モジュール本体
２３ａ，２３ｂ  ＬＥＤチップ（光源）
２４ａ・２４ｂ  ＬＥＤ基板
２５ａ・２５ｂ  スペーサ
２６ａ・２６ｂ  ダム
３０  光結合部材
３０’  光結合部材要素
３０’ａ  隆起部
３１  頂部平坦面
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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