(57)【要約】【課題】複数の光源を並べて配設した光源基板が互いに複数個直列に配設されている場合であっても、輝度むらの発生を抑制し得る光源モジュール、及び光源モジュールを備えた液晶表示装置を提供する。【解決手段】ＬＥＤ基板２４ａの単位長さＬ当たりにＬＥＤチップ２３ａがＮ個配置される光源密度でＬＥＤ基板２４ａ上にＬＥＤチップ２３ａが配置されるように、ＬＥＤチップ２３ａをＭ個ずつ集めた該ＬＥＤ素子群ＧをＬＥＤ基板２４ａに均等に配置したときにおけるＬＥＤ素子群Ｇの中心位置同士の間隔ＬＭ／Ｎは、Ｎ個のＬＥＤチップ２３ａを該光源密度でＬＥＤ基板２４ａに均等に配置したときのＬＥＤチップ２３ａ・２３ａ間の間隔Ｌ／Ｎよりも、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ａ間におけるＬＥＤチップ２３ａ・２３ａの間隔に近い値となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部材と、上記光学部材に沿って配設された複数の光源とを備え、上記光源から光学部材に入射された光が該光学部材の内部を導光しつつ、該光学部材の表面から出射される光源モジュールにおいて、
上記複数の光源を並べて配設した光源基板が、互いに複数個直列に配設されていると共に、
上記各光源基板の端部においては、複数の光源を集めて近接配置した光源群が形成されており、光源基板の単位長さＬ当たりに光源がＮ個配置される光源密度で光源基板上に光源が配置されるように、光源をＭ個ずつ集めた該光源群を光源基板に均等に配置したときにおける該光源群の中心位置同士の間隔ＬＭ／Ｎは、Ｎ個の光源を該光源密度で光源基板に均等に配置したときの光源間の間隔Ｌ／Ｎよりも、光源基板間における光源の間隔に近い値となっていることを特徴とする光源モジュール。
【請求項２】
前記各光源基板の端部における光源群同士の間隔は、互いに均一となっていることを特徴とする請求項１記載の光源モジュール。
【請求項３】
前記各光源基板の端部における各光源群内の光源の密度は、該光源基板の中央側から末端にかけて段階的に高くなるように設定されていることを特徴とする請求項１記載の光源モジュール。
【請求項４】
前記各光源基板の中央部においては、上記複数の光源は一列に直列に配設されており、かつ上記各光源同士の間隔は互いに均一となっていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の光源モジュール。
【請求項５】
前記光学部材は、平板状にてなり、入射した光を内部で全反射させて導光しながら上面から光を出射する導光板と、上記導光板の下側に設けられ、かつ該導光板の下面の入射部から該導光板に光を入射させるように光を結合する光結合部材とからなっていると共に、
前記光源は、上記光結合部材の下側から該光結合部材に入射光を発するように配設されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光源モジュール。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源モジュールをバックライトとして備えている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、光源モジュール、及び光源モジュールを備えた液晶表示装置に関するものであり、詳細には、光学部材と、光学部材に沿って配設された複数の光源とを備え、上記光源から光学部材に入射された光が該光学部材の内部を導光しつつ、該光学部材の表面から出射される光源モジュール、及び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、軽量にでき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、種々の形態のＬＥＤ光源を使用することができる。
【０００５】
具体的には、例えば特許文献１に開示された面状照明装置は、図２５（ａ）（ｂ）に示すように、基板１０１上にＬＥＤチップ１０２が線状に配された線状光源装置１００を用いて導光板１０３の端部から光照射するエッジライト型のバックライトとなっている。
【０００６】
上記線状光源装置１００を用いた場合、ＬＥＤチップ１０２を個別に配置する方法に比べてＬＥＤチップ１０２に電力を供給する配線の煩雑さを軽減できる等のメリットがある。しかし、特に大型の液晶表示装置においては、導光板１０３が大きいため、導光板１０３の大きさに合わせて単一の線状光源装置１００を配置した場合、線状光源装置１００の大きさが大型化し、製造コストが増大すると共に、線状光源装置１００を液晶表示装置に組み付ける際に大型の組み立て装置が必要になる等の組み立て性が低下するという問題がある。また、このような大型の線状光源装置１００では、ＬＥＤチップ１０２の発熱による熱膨張の問題があり、例えば、ＬＥＤチップ１０２の発熱により基板１０１に歪み及び反りが発生し易くなるという弊害がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１５７０９号公報（２０１０年１月２１日公開）
【特許文献２】特開２０００−９１６４６号公報（２０００年７月１９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の問題を解決する方法として、例えば、大型の線状光源に代えて、小型の線状光源を複数直列に配列して使用する方法が考えられる。複数の小型の線状光源を用いた場合、大型の線状光源を用いる場合に比べてコストを低減することができ、組み立て性も向上させることができる。また、熱膨張についても小型の基板毎に歪み及び反りの影響が分散するため、全体として大きな歪み及び反りが発生することを防ぐことができる。
【０００９】
しかしながら、上記の方法には下記の問題点がある。
【００１０】
まず、線状光源において、輝度むらが小さくなるように、基板にＬＥＤチップを直列に配置するには、ＬＥＤチップ間の間隔が等しくなるように配列することが望ましい。すなわち、ＬＥＤチップの密度が高い箇所は輝度が高く、ＬＥＤチップの密度が低い箇所は輝度が低くなるので、輝度むらが発生する。また、ＬＥＤ配置の間隔等の規則性を急激に変化させると輝度が急激に変化するため輝度むらが発生する。そこで、ＬＥＤチップの間隔が均等となるように配列させる。これにより、ＬＥＤチップにおける基板全体に対する密度が均等に分散されるので、上記の輝度むらを低減することができる。
【００１１】
しかし、ＬＥＤチップの周囲には封止樹脂、封止樹脂をせき止めるダム構造、及び配線等の周辺構造を形成する必要があるため、ＬＥＤチップを基板の末端部まで配置することができない。このため、ＬＥＤチップは、上記の周辺構造を形成できる程度に末端から距離をおいて配置する必要がある。この結果、線状光源の基板の末端部ではＬＥＤ素子を配置することができず、複数の小型の線状光源を直列配置する方法では、線状光源の継ぎ目の部分はＬＥＤ素子が配置できない暗部となり、輝度むらが発生するという問題点を有している。
【００１２】
また、線状光源の基板はＬＥＤチップの発熱によりある程度膨張するため、基板を複数配列する際には基板同士が熱膨張時に衝突しない程度に間隔をあけることが望ましい。しかし、その場合は、ＬＥＤ素子が配置しない暗部の領域がさらに増加し、上記の輝度むらがより大きくなる。
【００１３】
そこで、このような光源基板の末端で輝度が低下する問題に対し、特許文献２においては、図２６に示すように、ＬＥＤ基板２０１の末端のＬＥＤ密度を増加させる方法が開示されている。この方法を複数の小型の線状光源を直列配置した複合線状光源に適応した場合、ＬＥＤ基板２０１末端のＬＥＤ素子高密度部位と基板継ぎ目のＬＥＤ素子が配置されていない部位との輝度が十分混合して、均一化した状態で光が外部へ出射される場合のみ有効となる。仮に、上記の部位間で輝度が混合しないで光が外部へ出射される場合は、ＬＥＤ継ぎ目の暗部に隣接してＬＥＤ素子高密度部位の明部が発現するため、逆に輝度むらが大きくなる。上記の問題を解消するには、一般に、ＬＥＤ素子の出射光を拡散させて隣接するＬＥＤ素子の出射光同士を十分に混合させる必要があり、このためには光源装置内に出射光の混合スペースを設ける必要があり、光源装置が大型化する問題がある。液晶表示装置においては、一般的に厚さや額縁の幅に制限があることから、上記のスペースを設けることが特に難しく、上記の方式では輝度むらを解消することが困難であるという問題点を有している。
【００１４】
本願発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、複数の光源を並べて配設した光源基板が互いに複数個直列に配設されている場合であっても、輝度むらの発生を抑制し得る光源モジュール、及び光源モジュールを備え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】
【００１５】
本発明の光源モジュールは、上記課題を解決するために、光学部材と、上記光学部材に沿って配設された複数の光源とを備え、上記光源から光学部材に入射された光が該光学部材の内部を導光しつつ、該光学部材の表面から出射される光源モジュールにおいて、上記複数の光源を並べて配設した光源基板が、互いに複数個直列に配設されていると共に、上記各光源基板の端部においては、複数の光源を集めて近接配置した光源群が形成されており、光源基板の単位長さＬ当たりに光源がＮ個配置される光源密度で光源基板上に光源が配置されるように、光源をＭ個ずつ集めた該光源群を光源基板に均等に配置したときにお
ける該光源群の中心位置同士の間隔ＬＭ／Ｎは、Ｎ個の光源を該光源密度で光源基板に均等に配置したときの光源間の間隔Ｌ／Ｎよりも、光源基板間における光源の間隔に近い値となっていることを特徴としている。
【００１６】
上記の発明によれば、複数の光源を並べて配設した光源基板が、互いに複数個直列に配設されている。このような場合、光源基板の各末端においては、配線等の周辺構造を形成する必要がある等の理由により、光源を配置することができず、その結果、暗部となり、輝度むらが発生するという問題点を有している。
【００１７】
そこで、本発明では、各光源基板の端部においては、複数の光源を集めて近接配置した光源群が形成されており、光源基板の単位長さＬ当たりに光源がＮ個配置される光源密度で光源基板上に光源が配置されるように、光源をＭ個ずつ集めた該光源群を光源基板に均等に配置したときにおける該光源群の中心位置同士の間隔ＬＭ／Ｎは、Ｎ個の光源を該光源密度で光源基板に均等に配置したときの光源間の間隔Ｌ／Ｎよりも、光源基板間における光源の間隔に近い値となっている。
【００１８】
すなわち、複数の光源基板を配列した構造であっても、単純に光源を均等に配置するよりも光源群を均等に配置する方が光源基板間における光源配列の不連続性を低減することができ、かつ輝度むらを改善することができる。
【００１９】
したがって、複数の光源を並べて配設した光源基板が互いに複数個直列に配設されている場合であっても、輝度むらの発生を抑制し得る光源モジュールを提供することができる。
【００２０】
本発明の光源モジュールでは、前記各光源基板の端部における光源群同士の間隔は、互いに均一とすることができる。
【００２１】
これにより、光源基板間の光源群の間隔に合わせて光源基板における光源群を均等な間隔で配置することができる。この結果、光源基板、及び光源基板の端部における光源配列の非連続的な変化による輝度むらの発生を抑制することができる。
【００２２】
本発明の光源モジュールでは、前記各光源基板の端部における各光源群内の光源の密度は、該光源基板の中央側から末端にかけて段階的に高くなるように設定されているとすることが可能である。
【００２３】
これにより、光源基板の端部近傍における複数の光源を集めて近接配置した光源群毎に配置する状態から、光源基板の中央における光源を１個毎に個別に配置する状態に連続的に変化させることができる。
【００２４】
したがって、本発明の光源モジュールでは、各光源基板の中央部においては、複数の光源は一列に直列に配設されており、かつ各光源同士の間隔は互いに均一とすることができる。
【００２５】
これにより、光源群毎に光源を配置することによる輝度むらを防止することができる。また、光源基板の端部における光源群毎の光源配置状態に、配置状態が緩やか変化するため、配置状態の変化の途中で輝度むらが発生することが無い。
【００２６】
本発明の光源モジュールでは、前記各光源基板の中央部においては、上記複数の光源は一列に直列に配設されており、かつ上記各光源同士の間隔は互いに均一となっているとすることができる。
【００２７】
すなわち、光源基板の中央部は、光源基板間の非連続的な変化による輝度むらの影響を受けない。このため、各光源基板の中央部においては、複数の光源は一列に直列に配設されており、かつ各光源同士の間隔は互いに均一となっているとすることにより、複雑な輝度制御をしなくても、輝度むらの発生を抑制することができる。
【００２８】
本発明の光源モジュールでは、前記光学部材は、平板状にてなり、入射した光を内部で全反射させて導光しながら上面から光を出射する導光板と、上記導光板の下側に設けられ、かつ該導光板の下面の入射部から該導光板に光を入射させるように光を結合する光結合部材とからなっていると共に、前記光源は、上記光結合部材の下側から該光結合部材に入射光を発するように配設されていることが好ましい。
【００２９】
これにより、導光板の下方の光源から出射された光は、光結合部材を介して導光板に入射され、導光板の内部を全反射しながら一部の光は導光板の端部まで伝搬すると共に、その途中では適宜光路変換素子にて、全反射条件が破られ、導光板の上面から出射する。
【００３０】
この結果、従来のサイドエッジ型導光板とは異なり、導光板直下型のバックライトとなっているので、サイドエッジ型導光板においては必要であった熱膨張を回避するための光源と導光板との隙間が不要となり、光源から導光板への結合効率を高め、光利用効率を向上することができる。
【００３１】
また、本発明では、導光板とは別体の光結合部材を設けることにより、平板状の導光板の下面の入射部から光を入射させるので、導光板の内部では入射光が全反射しながら導光される。この結果、導光板を加工しなくても済み、光源から導光板への結合効率を高め、光利用効率を向上し得ると共に、製造コストも軽減される。
【００３２】
本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、上記記載の光源モジュールをバックライトとして備えていることを特徴としている。
【００３３】
上記の発明によれば、複数の光源を並べて配設した光源基板が互いに複数個直列に配設されている場合であっても、輝度むらの発生を抑制し得る光源モジュールを備えた液晶表示装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の光源モジュールは、以上のように、複数の光源を並べて配設した光源基板が、互いに複数個直列に配設されていると共に、上記各光源基板の端部においては、複数の光源を集めて近接配置した光源群が形成されており、光源基板の単位長さＬ当たりに光源がＮ個配置される光源密度で光源基板上に光源が配置されるように、光源をＭ個ずつ集めた該光源群を光源基板に均等に配置したときにおける該光源群の中心位置同士の間隔ＬＭ／Ｎは、Ｎ個の光源を該光源密度で光源基板に均等に配置したときの光源間の間隔Ｌ／Ｎよりも、光源基板間における光源の間隔に近い値となっているものである。
【００３５】
本発明の液晶表示装置は、以上のように、上記記載の光源モジュールをバックライトとして備えているものである。
【００３６】
それゆえ、複数の光源を並べて配設した光源基板が互いに複数個直列に配設されている場合であっても、輝度むらの発生を抑制し得る光源モジュール、及び光源モジュールを備えた液晶表示装置を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】（ａ）は本発明における光源モジュールの実施の一形態を示すものであって、光源モジュールに備えられたＬＥＤ基板に配列されたＬＥＤチップの構成を示す平面図であり、（ｂ）は上記のＬＥＤチップ配列によるＸ軸方向の輝度分布を示す図である。
【図２】上記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】（ａ）は上記液晶表示装置の全体構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す液晶表示装置における光源ユニットの構成を示す断面図である。
【図４】上記液晶表示装置における光源モジュールの構成を示す斜視図である。
【図５】上記光源モジュールにおける光源ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図６】上記光源ユニットにおけるＬＥＤ基板の構成を示す平面図である。
【図７】（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８】（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９】上記導光板を取り除いた光源モジュールの構成を示す斜視図である。
【図１０】図９において切断面Ｓで切断した断面図である。
【図１１】図１０のＡ側の要部構成を拡大して示す断面図である。
【図１２】光源ユニットにおけるＬＥＤ基板の構成を示す平面図である。
【図１３】（ａ）はＬＥＤ基板に配列されたＬＥＤチップの比較例の構成を示す平面図であり、（ｂ）は上記比較例のＬＥＤチップ配列によるＸ軸方向の輝度分布を示す図である。
【図１４】（ａ）はＬＥＤ基板に配列されたＬＥＤチップにおける他の比較例の構成を示す平面図であり、（ｂ）は上記他の比較例のＬＥＤチップ配列によるＸ軸方向の輝度分布を示す図である。
【図１５】（ａ）はＬＥＤ基板に配列されたＬＥＤチップにおける変形例の構成を示す要部平面図であり、（ｂ）はＬＥＤ基板に配列されたＬＥＤチップにおける変形例の構成を示す平面図である。
【図１６】（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１７】本発明における光源モジュール、及び光源モジュールを備えた液晶表示装の他の実施の形態を示すものであって、２列のＬＥＤチップを備えた光源ユニットの構成を示す断面図である。
【図１８】端部に光源ユニットを有し、２つのＬＥＤチップから出射した光が放物面又は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１９】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２０】（ａ）（ｂ）は、シャーシの導光板保持面よりも下方に位置している光結合部材及び光源を示す断面図である。
【図２１】（ａ）は本発明における光源モジュール、及び光源モジュールを備えた液晶表示装のさらに他の実施の形態を示すものであって、液晶表示装置の構成を示す分解斜視図であり、（ｂ）は上記液晶表示装置の要部の構成を示す断面図である。
【図２２】２つのＬＥＤチップから出射した光が放物面又は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２３】（ａ）は液晶表示装置の構成を示す断面図であり、（ｂ）は導光板の輝度分布を示すグラフである。
【図２４】本発明における光源モジュールのさらに他の実施の形態を示すものであって、エッジライト方式のバックライトを示す側面図である。
【図２５】（ａ）は従来のバックライトの構成を示すものであって、光源ユニットの構成を示す斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図２６】（ａ）は従来の他のバックライトの構成を示すものであって、ＬＥＤ基板の端部側のＬＥＤチップにおける密度を高めたバックライトの構成を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図１６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００３９】
（液晶表示装置の全体構成）
本実施の形態の光源モジュールを備えた液晶表示装置の構成について、図２に基づいて説明する。図２は、本実施の形態の液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。
【００４０】
本実施の形態の液晶表示装置１は、図２に示すように、光源モジュールとしてのバックライト１０、拡散板２Ａ、プリズムシート３、拡散シート２Ｂ、液晶パネル４及びベゼル５がこの順に重ねられて配置されている。液晶表示装置１においては、バックライト１０から出射された光が、拡散板２Ａ、プリズムシート３、及び拡散シート２Ｂを通過して液晶パネル４に入射する。そして、液晶パネル４において光透過率を部分的に変化させることにより、所望の画像が表示されることになる。尚、液晶パネル４は、矩形の平板状であり、拡散板２Ａ、プリズムシート３、及び拡散シート２Ｂも液晶パネル４と略同じ形状を有している。また、ここでは、液晶パネル４の長辺に平行な方向をＸ方向とし、液晶パネル４の短辺に平行な方向をＹ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向の両方に垂直な方向をＺ方向とする。Ｘ方向は、長手方向ともいう。また、Ｚ方向は、液晶パネル４の法線方向ともいえる。
【００４１】
（光源モジュールの構成）
光源モジュールとしてのバックライト１０は、図２に示すように、下から順に、つまり液晶パネル４に対して遠い方から順に、光源ユニット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１２ａを有する反射シート１２、及び光学部材としての導光板１３にて構成されている。シャーシ１１は、例えば鉄等の材質により形成されており、バックライト１０の強度を高めるものである。シャーシ１１は、液晶パネル４と略同じサイズの矩形に形成されている。
【００４２】
上記光源ユニット２０は、凹部２１ａを有する光源ホルダー２１を備えている。凹部２１ａはＸ方向に伸びた長尺状つまり帯状の溝である。光源ホルダー２１は、液晶パネル４における長辺方向に沿って端部側に配置されている。
【００４３】
反射シート１２は、導光板１３から漏れ出た光を反射し、導光板１３に戻すために設けられている。反射シート１２は、光源ユニット２０内の後述する光学部材としての光結合部材３０が導光板１３に当接する部分で２つの区切られており、区切られた２つの反射シート間に一筋の開口１２ａが形成されている。すなわち、導光板１３における、光源ユニット２０側の下面には、光結合部材３０と当接する領域、及び反射シート１２が設けられた領域が存在する。そして、光は、導光板１３における、光結合部材３０と当接する領域を介して導光板１３へ入射することとなる。
【００４４】
導光板１３は、入射してくる光を液晶パネル４側へ導くためのものであり、平板状である。
【００４５】
尚、本発明の光源モジュールは、少なくとも光源ユニット２０と導光板１３とを有していれば足りる。
【００４６】
（光源ユニットの構成）
次に、光源ユニット２０の構成について、図３（ａ）（ｂ）、図４及び図５に基づいて説明する。図３（ａ）は、液晶表示装置１の全体構成を示す断面図であり、図３（ｂ）は、液晶表示装置１における光源ユニットの構成を示す断面図である。図４は、液晶表示装置１におけるバックライトの構成を示す斜視図である。図５は、バックライトにおける光源ユニットの構成を示す分解斜視図である。図６は、光源ユニットにおけるＬＥＤ基板の構成を示す平面図である。
【００４７】
上記光源ユニット２０は、図３（ａ）（ｂ）〜図５に示すように、光源としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）チップを搭載した光源基板としてのＬＥＤ基板２４ａと、長尺状の光結合部材３０と、ヒートシンク２２とを備えている。光結合部材３０は、ＬＥＤチップから発せられた光を結合させ、導光板１３に対して所定の角度で入射させるための光学素子である。また、板状部材としてのヒートシンク２２には、ＬＥＤ基板２４ａ及び光結合部材３０が搭載されている。また、導光板１３、光結合部材３０、ＬＥＤ基板２４ａ、及びヒートシンク２２は、この順に重ねて配設されている。尚、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〜図５では、図面の煩雑さを防ぐための記載を割愛する。
【００４８】
上記光結合部材３０は、図４にも示すように、Ｘ方向の断面が二股形状である透光部材からなっている。そして、この二股形状の一方側がＬＥＤ基板２４ａ上に配置されている。また、光結合部材３０は、ＬＥＤ基板２４ａと反対側に頂部平坦面を有し、この頂部平坦面に導光板１３が固定されている。
【００４９】
ＬＥＤ基板２４ａ上のＬＥＤチップから発した光は、光結合部材３０の二股形状の一方の入光面から入光し、光結合部材３０内部を伝搬し、導光板１３との固定部分である頂部平坦面で、導光板１３と光結合する。つまり導光板１３に入射する。導光板１３に入射した光は、導光板１３内部を全反射しながらＹ方向に伝搬しつつ、その光の一部は、導光板１３の裏面に形成された光取り出し手段としての光散乱体により全反射条件が破られ、単位導光板１３表面からＺ方向上方である矢印Ｌａに出射する。尚、上記光散乱体は、導光板１３裏面に印刷等で形成された微小パターンである。このように光源ユニット２０は、ＬＥＤチップからの光を導光板１３の凡そ全面から出射することができるので、面発光装置として利用することができる。光源ユニット２０におけるＬＥＤチップから導光板１３までの光の詳細挙動については、後述する。
【００５０】
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。
【００５１】
図５に示すように、ＬＥＤ基板２４ａの表面には、白色系樹脂からなるダム２６ａが形成されている。図６に示すように、ダム２６ａは、液晶表示装置１の幅方向（長手方向）に長尺に形成されている。また、ダム２６ａは、凹部状に形成されている（後述する図１１参照）。そして、ダム２６ａ内には、図６に示すように、ＬＥＤチップ２３ａが、ダム２６ａの長手方向に例えば数ｍｍの間隔をあけて列状に配置されている。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。アライメントマーク２７ａは、ＬＥＤチップ２３ａの実装位置を規定するために予めＬＥＤ基板２４ａに準備されたものである。また、ＬＥＤ基板２４ａは、いわゆるプリント配線基板であり、アルミナ、セラミック、ガラスエポキシ樹脂等の材料から構成される
。ＬＥＤ基板２４ａの厚さは、例えば２ｍｍである。
【００５２】
また、図６では示されていないが、ダム２６ａ内には、複数のＬＥＤチップ２３ａを封止する透明樹脂が充填されている。そして、この透明樹脂には、蛍光体が含まれている。尚、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。
【００５３】
また、ＬＥＤ基板２４ａには、ボス用穴２８ａ・２８ａが形成されている。このボス用穴２８ａ・２８ａは、後述するボス３５ａ・３５ａ（後述する図９参照）を挿入するための穴である。
【００５４】
光結合部材３０は、図４及び図５に示すように、Ｘ方向に垂直な断面形状が略Ｕ字形状つまりトンネル状又はアーチ状であり、Ｘ方向に長尺な棒状体である。そして、導光板１３とＬＥＤチップ２３ａとの間に設けられている。
【００５５】
この結果、本実施の形態の液晶表示装置１は、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部材としての光結合部材３０と、上記光結合部材３０に入射光を発するＬＥＤチップ２３ａとを備え、上記液晶パネル４、導光板１３、光結合部材３０、ＬＥＤチップ２３ａがこの順に並んで配設された構成になっている。そして、液晶表示装置１におけるバックライト１０は、ＬＥＤチップ２３ａ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。そして、これらＬＥＤチップ２３ａは、出射光の光軸方向つまり入射光における最も輝度の高い方向が、平板状の導光板１３に対して直交するように配置されている。
【００５６】
また、図３（ａ）（ｂ）に示すように、光源ユニット２０は、液晶表示装置１の裏面側の端部に、突出部として設けられている。そして、光源ユニット２０の内部に光結合部材３０とＬＥＤチップ２３ａとが格納されている。また、光源ユニット２０は、液晶表示装置１の長手方向（Ｘ方向）に帯状に形成されており、内部に格納されている光結合部材３０もＸ方向に帯状に形成されている。つまり、「突出部」は、光源ユニット２０を構成する部材のうち、光結合部材３０、ＬＥＤチップ２３ａ及びそのカバー等で構成されると換言できる。
【００５７】
本実施の形態では、突出部である光源ユニット２０がシャーシ１１の平坦面から突出した断面長方形状にて形成されているが、これに限定されるものではなく、断面が半円形、半楕円形、三角形等の四角形以外の多角形であっても構わない。つまり、突出部とは、断面が四角形の凸部形状である構成のみを意図するものではなく、内部に光結合部材又は光源等を格納できる機能を有する限り、種々の形状・大きさが許容される。
【００５８】
また、本実施の形態では、液晶表示装置１は、導光板の加工という技術思想を伴うことなく、光源としてのＬＥＤチップ２３ａから導光板１３への光結合効率を高め、光利用効率を向上し得る。以下、光結合部材３０の詳細構造及び光路について説明する。
【００５９】
光結合部材３０は、上述したように、導光板１３とＬＥＤチップ２３ａとの間に設けられた断面略Ｕ字形状の帯状体つまり棒状体からなっている。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。同じ材質であれば、屈折率を同じにすることができるので、光結合部材３０から導光板１３への光の入射が円滑に行われる。導光板１３の屈折率が光結合部材３０の屈折率より僅かに高い構成でも構わない。また樹脂に限るものではなく硝子等の材質でも構わない。
【００６０】
詳細には、図７（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に当接する入射部としての頂部平坦面３１と、曲面３２ａ・３２ｂと
からなっている。曲面３２ａ・３２ｂは、頂部平坦面３１から両端側にそれぞれ導光板１３から遠ざかるように伸びる反射面として形成されている。
【００６１】
曲面３２ａ・３２ｂは、例えば、図７（ａ）に示す断面放物線とすることができる。すなわち、曲面３２ａ・３２ｂは、液晶パネル４の長手方向（Ｘ方向）に垂直な光結合部材３０の断面形状において、放物線を構成する。ただし、必ずしもこれに限るものではなく、断面楕円、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あっても、導光板に光を有効に結合できる形状であれば構わない。これにより、光結合部材３０が、光源から出射された光を、光結合部材内部で曲げながら伝搬し、平板状の導光板１３に対して斜めに入射させるように機能する。このため、光源からの光の殆どを導光板１３に結合させることができる。
【００６２】
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、２つの下端平坦面となっている。この２つの下端平坦面のうち１つがＬＥＤチップ２３ａからの光を入光する入光面３３ａとなっている。ＬＥＤチップ２３ａは、入光面３３ａの真下に配置されている。そして、入光面３３ａの一部に高さ０．５ｍｍ程度のスペーサ２５ａが形成され、ＬＥＤチップ２３ａと光結合部材３０との衝突によるＬＥＤチップ２３ａの破損を防いでいる。ＬＥＤチップ２３ａは、ＬＥＤ基板２４ａにボンディングされている。すなわち、ＬＥＤチップ２３ａは、スペーサ２５ａ近傍に接着剤等を塗布することで、ＬＥＤ基板２４ａに接着固定される。
【００６３】
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が存在しない断面かまぼこ状や断面半円状でもよい。すなわち、本実施の形態では、反射面３２ａ及び３２ｂ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近傍で発生した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。
【００６４】
光結合部材３０の入光面３３ａの下側には、ＬＥＤ基板２４ａにボンディングされたＬＥＤチップ２３ａが近接して設けられている。ＬＥＤチップ２３ａは、図７（ｂ）に示すように、例えば断面放物線からなる曲面３２ａ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７（ａ）に示すように、例えばＬＥＤチップ２３ａから出射された光は、光結合部材３０の入光面３３ａから入光し、断面放物線の曲面３２ａにて反射される。そして、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。導光板１３に入射した光は、図７（ａ）に示す導光板１３の右側の内部を全反射して進みつつ、導光板１３の裏面、すなわち反射シート１２側の面に設けられている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る。そして、進む角度に応じて、全反射条件が破られた光と全反射条件を満たす光とになる。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、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。一方、全反射条件を満たす光は、導光板１３から出射せず、反射シート１２で反射し、導光板１３のさらに右側の内部（図４におけるＹ方向）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る。
【００６５】
すなわち、導光板１３に入射した光は、導光板１３内部を全反射し端部へ向かう光路中、導光板１３の裏面に設けられた光散乱体の作用により、導光板１３の液晶パネル４側表面に対する全反射条件が破れた光が生じ、この光が導光板１３から出射する。一方、全反
射条件を満たす光は、導光板１３内部を全反射して端部へ向かい、この光路中、再び導光板１３の裏面に設けられた光散乱体の作用により、導光板１３から出射する光が生じる。このように、光源ユニット２０では、導光板１３内部において、入射光が全反射し端部へ向かう光路中に光散乱体を設けて入射光の進む角度を変えることにより、導光板１３外部へ光を出射させている。
【００６６】
このような光路は、図８（ａ）に示す断面楕円の光結合部材３０においても同様である。そして、図８（ｂ）に示すように、断面楕円の光結合部材３０においても、ＬＥＤチップ２３ａは、例えば断面楕円からなる曲面３２ａの焦点位置Ｆよりも端部側に存在することが好ましい。
【００６７】
（ＬＥＤ基板と光結合部材との固定）
次に、本実施の形態のＬＥＤ基板２４ａと光結合部材３０との固定について、図９〜図１１に基づいて説明する。図９は、光源ユニット２０における導光板１３を取り除いた構成を示す斜視図である。図１０は、図９の構成を切断面Ｓで切断したときの断面図を示す。図１１は、図１０の構成のＡ側の要部構成を拡大して示した断面図である。
【００６８】
図９〜図１１に示すように、光結合部材３０は、Ｘ方向に長尺であり、Ｘ方向に垂直な断面が頂部平坦面３１を根元とした二股形状（断面略Ｕ字形状）の帯状体である。頂部平坦面３１からＡ側（一方の側）に延びる股部は、ＬＥＤ基板２４ａ上に配置されている。ＬＥＤ基板２４ａは、ビス３４ａによりヒートシンク２２に螺合されている。
【００６９】
光結合部材３０におけるＬＥＤ基板２４ａと対向する部分には、光結合部材３０とＬＥＤ基板２４ａとを固定するための２つのボス３５ａ・３５ａ’が設けられている。これらボス３５ａ・３５ａ’は、ＬＥＤ基板２４ａのボス用穴２８ａ・２８ａに挿入される。そして、これらボス３５ａ・３５ａ’は、ＬＥＤ基板２４ａに接着固定されたボス３５ａ、及びＬＥＤ基板２４ａに対し取り外し可能に取り付けられたボス３５ａ’に割当てられている。すなわち、ボス３５ａ・３５ａ’のうちボス３５ａのみが、ＬＥＤ基板２４ａのボス用穴２８に挿入されると共に、接着剤等で固定されている。一方、ボス３５ａ’は、ＬＥＤ基板２４ａのボス用穴２８に挿入されているだけである。
【００７０】
さらに、図１０に示すように、ヒートシンク２２には、その上のＬＥＤ基板２４ａのボス用穴２８ａと連通する貫通穴２２ａが設けられている。この貫通穴２２ａは、ＬＥＤ基板２４ａのボス用穴２８ａを貫通するボス３５ａ・３５ａ’を収容するための穴であると共に、余分な接着剤が溜まる部分になっている。また、この貫通穴２２ａは、ヒートシンク２２を貫通しており、補修の際に利用される。
【００７１】
光結合部材３０における頂部平坦面３１に対しＢ側（他方の側）には、ＬＥＤ基板が配置されていない。頂部平坦面３１からＢ側に延びる股部には、ヒートシンク２２と対向する部分に、光結合部材３０とヒートシンク２２とを固定するための２つのボス３５ｂ・３５ｂ’が設けられている。図１０に示すように、ヒートシンク２２には、これらボス３５ｂ・３５ｂ’を挿入するための貫通穴２２ｂ・２２ｂが設けられている。そして、これらボス３５ｂ・３５ｂ’は、ヒートシンク２２に接着固定されたボス３５ｂ、及びヒートシンク２２に対し取り外し可能に取り付けられたボス３５ｂ’に割当てられている。すなわち、ボス３５ｂ・３５ｂ’のうちボス３５ｂのみが、ヒートシンク２２の貫通穴２２ｂに挿入されると共に、接着剤で固定されている。ヒートシンク２２の貫通穴２２ｂは、補修の際に利用される。
【００７２】
また、光結合部材３０における導光板１３と対向する部分には、頂部平坦面３１が形成されている。導光板１３は、この頂部平坦面３１で接触固定されている。この頂部平坦面
３１が、ＬＥＤ基板２４ａからの光を導光板１３へ光を結合する部分となっている。
【００７３】
また、図９に示すように、光結合部材３０における、頂部平坦面３１からＡ側に延びる股部には、スペーサ２５ａが設けられている。このスペーサ２５ａは、光結合部材３０の入光面３３ａとＬＥＤ基板２４ａとのクリアランスを保つために設けられている。また、頂部平坦面３１からＢ側に延びる股部には、ヒートシンク２２と当接するスペーサ２５ｂが設けられている。光結合部材３０の入光面３３ａとＬＥＤ基板２４ａとの平行度を保つ必要があるため、スペーサ２５ｂは、スペーサ２５ａよりも、ＬＥＤ基板２４ａの厚さ分だけ高さが大きくなっている。
【００７４】
また、図１１に示すように、ＬＥＤ基板２４ａ及び光結合部材３０の接合部分では、環状のダム２６ａの内側に複数のＬＥＤチップ２３ａが配置されている。このＬＥＤチップは、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２３ａにより、ＬＥＤチップ２３ａと光結合部材３０との衝突によるＬＥＤチップ２３ａの破損を防いでいる。すなわち、このスペーサ２５ａの存在によって、ＬＥＤ基板２４ａと、光結合部材３０の入光面３３ａ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。
【００７５】
このように、ＬＥＤチップ２３ａは、ＬＥＤ基板２４ａ、スペーサ２５ａ及び接着剤を介して、光結合部材３０に固定されている。その結果、ＬＥＤチップ２３ａと光結合部材３０とは一体化する。
【００７６】
また、ＬＥＤチップ２３ａを封止する透明樹脂は、ダム２６により堰き止められており、その硬化物は、発光部２３ｃを構成する。ＬＥＤチップ２３ａから発した光は、この透明樹脂の硬化物により波長変換される。このため、発光部２３ｃ全体が発光する。発光部２３ｃと光結合部材３０の入光面３３ａとの間のクリアランスは、例えば０．１ｍｍで設定される。そして、このクリアランスは、上述のスペーサ２５ａにより確保される。また、ＬＥＤチップ２３ａから出射した光は、入光面３３ａに入光し光結合部材２０内部を伝搬して、曲面３２ａで全反射し頂部平坦面３１に到達し導光板１３に入射する。図１１に示す矢印Ｌｂは、ＬＥＤチップ２３ａから導光板１３へ向かう代表的な光路の一例を示している。
【００７７】
また、ＬＥＤ基板２４ａ及び光結合部材３０における接合部分の寸法の一例として、次の寸法が挙げられる。すなわち、ダム２６のＹ方向の幅が１．５ｍｍ、ＬＥＤ基板２４ａの厚さが２ｍｍ、発光部２３ｃのＹ方向の幅が０．６５ｍｍ、発光部２３ｃと光結合部材３０の入光面３３ａとの間のクリアランスが０．１ｍｍである。
【００７８】
（ＬＥＤ基板におけるＬＥＤチップの配列）
ところで、本実施の形態では、光源ユニット２０は、図４に示すように、前記ＬＥＤチップ２３ａと、一方向に延伸する棒状の光結合部材３０と、この光結合部材３０の下方に、該光結合部材３０に沿ってＬＥＤチップ２３ａを配置して一方向に延伸するＬＥＤ基板２４ａとを備えている。
【００７９】
上記構成の光源ユニット２０では、ＬＥＤチップ２３ａの発光によって、光結合部材３０、及びＬＥＤチップ２３ａを搭載するＬＥＤ基板２４ａが熱膨張する。ここで、本実施の形態では、光結合部材３０は例えばアクリル樹脂にて形成される一方、ＬＥＤ基板２４ａには金属配線パターンが配設されている。このため、光結合部材３０の方がＬＥＤ基板２４ａよりも熱膨張が大きい。この結果、光結合部材３０がＬＥＤ基板２４ａに密着固定されていると、両者の熱膨張の差により、反りが発生する。
【００８０】
そこで、本実施の形態では、光結合部材３０及びＬＥＤ基板２４ａは、導光板１３の長辺方向に平行にそれぞれ延伸する方向に対して、例えば、８個に分割されたものからなっており、それぞれの間には隙間としての継ぎ目が設けられている。このため、光結合部材３０とＬＥＤ基板２４ａとがそれぞれ熱膨張してもそれぞれ互いに独立して伸縮する。その結果、光結合部材３０及びＬＥＤ基板２４ａが反るということがないようになっている。
【００８１】
したがって、光結合部材３０における延伸方向の熱膨張による光結合部材３０と光源基板との歪み及び反りを抑制し得る光源ユニット２０を提供することができる。
【００８２】
一方、このように形成した場合に、次の問題が発生する。
【００８３】
すなわち、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ａの間隔が、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ａ間ではＬＥＤ基板２４ａの内部に比べて大きく、これ以上、詰めて配設することができない。一方、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ａ間のＬＥＤチップ２３ａの間隔をＬＥＤ基板２４ａの内部の間隔に適用するとＬＥＤチップ２３ａのチップ数を増やすことができない。
【００８４】
具体的には、例えば、図１３（ａ）に示すように、ＬＥＤ基板２４ａ上にＬＥＤチップ２３ａが２ｍｍの間隔で均等に配置されているとする。ここで、ＬＥＤチップ２３ａの配置間隔は光源ユニット２０に要求される輝度に応じて適宜設定すればよく、例えば、より高輝度が必要な場合はＬＥＤチップ２３ａの密度を上げるためにＬＥＤチップ２３ａの配置間隔をより小さくすればよい。一方、ＬＥＤ基板２４ａの継ぎ目部分におけるＬＥＤチップ２３ａの間隔は３ｍｍとなっている。この理由は、ＬＥＤチップ２３ａの周辺構造を形成するために確保する必要がある基板末端からのマージン距離とＬＥＤ基板２４ａが熱膨張したときにＬＥＤ基板２４ａ同士が衝突することを避けるための基板間隔の距離を足し合わせた距離だけＬＥＤチップ２３ａの間隔を最低限空ける必要があるためである。そこで、例えば、図１３（ａ）においては、継ぎ目のＬＥＤチップ２３ａ・２３ａ間に必要な最低距離が３ｍｍの場合を想定している。このため、輝度むらを最低限とするためにＬＥＤ基板２４ａ上のＬＥＤチップ２３ａにおける間隔の２ｍｍにできるだけ近い３ｍｍを基板継ぎ目のＬＥＤチップ２３ａの間隔としている。この結果。ＬＥＤ基板２４ａ・２４ａ間は隙間が空くので、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ａ間隔がここだけ大きくなる。
【００８５】
このように設定した場合における輝度分布について、図１３（ｂ）に基づいて説明する。図１３（ｂ）は、各ＬＥＤチップ２３ａの輝度分布を正規分布と仮定して各ＬＥＤチップ２３ａの輝度を足し合わせて全体の輝度分布を算出して示す輝度分布図である。
【００８６】
図１３（ｂ）に示すように、ＬＥＤ基板２４ａの継ぎ目においては、ＬＥＤチップ２３ａの間隔が大きくなっていることから、継ぎ目以外の領域に比べて３０％程度輝度が低下していることがわかる。すなわち、ＬＥＤ基板２４ａの内部では、ＬＥＤチップ２３ａは２ｍｍピッチでムラがなくなる設計となっているので、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ａ間でムラが発生することになる。尚、ＬＥＤ基板２４ａの中央部においては、ＬＥＤチップ２３ａは２ｍｍピッチであるため、全体の輝度は均一である。
【００８７】
そこで、図１４（ａ）に示すように、例えば、ＬＥＤ基板２４ａ上に複数のＬＥＤチップ２３ａを間隔が等しくなるように直列配列することが考えられる。ここでは、例えば、ＬＥＤ基板２４ａ上のＬＥＤチップ２３ａの間隔を、基板継ぎ目における最低間隔距離である３ｍｍに合わせて、３ｍｍとしたとする。
【００８８】
この場合の輝度分布は、図１４（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ２３ａの間隔におい
て急激に変化する部分が無くなり、全体として輝度の変動が小さくなり、輝度むらが軽減している。
【００８９】
しかしながら、ＬＥＤチップ２３ａの配設密度が図１３（ａ）（ｂ）の場合よりも小さくなる結果、全体輝度が例えば、２／３に低下している。前述したように、ＬＥＤチップ２３ａの配置間隔は光源ユニット２０に要求される輝度に応じて設定することが望ましく、ＬＥＤチップ２３ａの間隔を３ｍｍ以下にする必要がある程度に高輝度が要求される場合は、ＬＥＤチップ２３ａを単に等間隔に配置するという構成を適用することができない。
【００９０】
そこで、本実施の形態では、図１（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ２３ａの例えば２個ずつが近接配置されたＬＥＤ素子群Ｇを構成し、ＬＥＤ素子群Ｇ同士の間隔が均等になるようにＬＥＤチップ２３ａが配置されている。ＬＥＤ素子群Ｇを構成するＬＥＤチップ２３ａの数は２個に限定される必要はなく、３個以上であってもよい。
【００９１】
すなわち、例えば、１．４ｍｍ当たりＬＥＤチップ２３ａが１個の密度でＬＥＤチップ２３ａを配置する輝度を要求される場合であって、０．２ｍｍ間隔で２個以上のＬＥＤチップ２３ａを近接配置したＬＥＤ素子群Ｇを形成する場合、ＬＥＤ素子群Ｇ当たりのＬＥＤチップ２３ａの数が２個の場合は、図１（ａ）に示すように、ＬＥＤ素子群Ｇの間隔は２．６ｍｍとなる（ＬＥＤ素子群Ｇの中央位置同士の距離は２．８ｍｍ）。尚、ＬＥＤ素子群Ｇ当たりのＬＥＤチップ２３ａの数を３個とした場合は図示していないがＬＥＤ素子群Ｇ同士の間隔は３．８ｍｍとなる（ＬＥＤ素子群Ｇの中央位置同士の距離は４．２ｍｍ）。
【００９２】
このように、ＬＥＤ素子群Ｇ同士の間隔は基板継ぎ目のＬＥＤチップ２３ａの間隔に近いほど好適であり、図１４（ａ）に示すように、ＬＥＤ継ぎ目におけるＬＥＤチップ２３ａの間隔が３ｍｍである場合は、ＬＥＤチップ２３ａが２個からなるＬＥＤ素子群Ｇの中心位置同士の間隔を２．８ｍｍにすることが好適である。ＬＥＤチップ２３ａを均等に配置する場合は、ＬＥＤチップ２３ａの間隔を１．４ｍｍにする必要があることに対し、ＬＥＤ素子群Ｇの中心位置同士の間隔を２．８ｍｍにすることによりＬＥＤ継ぎ目でのＬＥＤチップ２３ａの間隔における不連続性の度合いを低減することができる。ここで、連続性とはＬＥＤチップ２３ａが一定の規則に則って配列している状態を意味しており、ＬＥＤ素子群Ｇが均等に配置する規則性が基板継ぎ目の部分でも殆ど損なわれていないため、ＬＥＤチップ２３ａを個別に配置する方法よりも不連続性の度合いを低減することが可能となる。
【００９３】
この結果、図１（ｂ）に示すように、基板継ぎ目の輝度むらを大幅に低減できる。すなわち、図１（ｂ）に示すように、基板継ぎ目の輝度は、基板継ぎ目以外の領域に比べて約１０％程度の輝度低下で収まっていることが判る。
【００９４】
上記の効果を一般化する下記のようになる。
【００９５】
まず、ＬＥＤ基板２４ａの継ぎ目におけるＬＥＤチップ２３ａの間隔がＷであって、ＬＥＤ基板２４ａにおける単位長さＬ当たりのＬＥＤチップ２３ａの配置数をＮとする。この場合、ＬＥＤチップ２３ａをＬＥＤ基板２４ａに均等に配置した場合のＬＥＤチップ２３ａ・２３ａ間の間隔はＬ／Ｎとなる。一方、ＬＥＤチップ２３ａをＭ個集めたＬＥＤ素子群Ｇを均等に配置した場合におけるＬＥＤ素子群Ｇのセンター位置同士の間隔はＬＭ／Ｎとなる。したがって、ＬＭ／ＮがＬ／ＮよりもＷに近い値である場合は、単純にＬＥＤチップ２３ａを均等に配置するよりもＬＥＤ素子群Ｇを均等に配置する方がＬＥＤ基板２４ａの継ぎ目におけるＬＥＤチップ２３ａの配列の不連続性を低減することができ、輝度
むらを改善することができる。
【００９６】
具体的には、図１（ａ）において、ＬＥＤチップ２３ａの間隔Ｗを３．２ｍｍとし、１個のＬＥＤ基板２４ａの長さＬを１１．２ｍｍとし、単一のＬＥＤチップ２３ａが配置数Ｎ＝８にて一列に均等配置されているとする場合、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ａ間の間隔はＬ/Ｎ＝１１．２／８＝１．４ｍｍとなる。一方、ＬＥＤチップ２３ａを例えばＭ＝２
個ずつ集めたＬＥＤ素子群ＧをＬＥＤチップ２３ａの配置数Ｎ＝８にて均等に配置した場合におけるＬＥＤ素子群Ｇのセンター位置同士の間隔はＬＭ／Ｎ＝１１．２×２／８＝２．８となる。
【００９７】
この結果、ＬＭ／Ｎ＝２．８ｍｍがＬ/Ｎ＝１．４ｍｍよりもＷ＝３．２ｍｍに近い場
合は、単純にＬＥＤ素子２３ａを均等に配置するよりもＬＥＤ素子群Ｇを均等に配置する方が基板継ぎ目におけるＬＥＤ素子２３ａ配列の不連続性を低減することができ、輝度むらを改善することができる。尚、上記においてＬＥＤ素子群Ｇが均等に配置されるとは、完全にＬＥＤ素子群Ｇ同士の距離が一定である必要はなく、上記の条件を満たす程度に略均等に配置していればよい。
【００９８】
この場合、ＬＥＤチップ２３ａを単に一列に均等に配置する方法に比べて基板継ぎ目以外の部分における輝度の変動が大きくなることが考えられる。しかしながら、図１（ｂ）に示すように、上記輝度の変動は±２％程度であり、基板継ぎ目の輝度変動の大きさと比べて極めて小さい程度に抑えられていることが判る。
【００９９】
ここで、本実施の形態では、変形例として、さらに好ましいＬＥＤチップ２３ａの配列とすることが可能である。この変形例について、図１５（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図１５（ａ）（ｂ）は、基板継ぎ目の近傍は図１（ａ）で説明したＬＥＤ素子群Ｇの均等配置とし、ＬＥＤ基板２４ａの中央部は単一のＬＥＤチップ２３ａを均等配置とする実施形態を説明するものである。
【０１００】
図１５（ａ）（ｂ）に示すように、ＬＥＤ基板２４ａの継ぎ目近傍でのみＬＥＤチップ２３ａを近接配置したＬＥＤ素子群Ｇを等間隔で配置し、それ以外の部分では単一のＬＥＤチップ２３ａを等間隔に配置することがより望ましい。
【０１０１】
ここで、さらに、図１５（ａ）（ｂ）に示すように、ＬＥＤ基板２４ａの中央部に向かってＬＥＤ素子群Ｇ内のＬＥＤチップ２３ａ同士の間隔を０．１ｍｍから段階的に大きくすると共に、ＬＥＤ素子群Ｇ同士の間隔を段階的に小さくすることが好ましい。つまり、ＬＥＤチップ２３ａの配置密度を一定に保ちながら、基板継ぎ目部分から基板中央部分に向かって段階的にＬＥＤチップ２３ａの配置方法を変化させる。
【０１０２】
すなわち、ＬＥＤ基板２４ａの末端から離れるに伴ってＬＥＤ素子群Ｇ内のＬＥＤチップ２３ａ・２３ａのピッチを少しずつ広げていく、つまりＬＥＤ素子群Ｇ内におけるＬＥＤチップ２３ａの配設密度を小さくしていくことによって、ＬＥＤチップ２３の配置密度を変化させずに配列方法を緩やかに変化させることができる。このように、ＬＥＤ素子群Ｇ内におけるＬＥＤチップ２３ａのピッチを緩やかに変化させることによって、重ね合わせの輝度分布も緩やかに変化させることができ、ムラにはならないようにすることができる。
【０１０３】
このように、ＬＥＤチップ２３ａの配列方法を急激に変化させると、変化させた個所で急激に輝度が変化し、輝度むらが発生するが、上記のように長距離に亘ってＬＥＤチップ２３ａの配置方法を緩やかに変更することによって、急激な輝度の変化を抑制し、輝度むらの発生を軽減することができる。
【０１０４】
尚、図１５（ａ）（ｂ）において、ＬＥＤチップ２３ａの大きさが０．１ｍｍ角程度であれば、チップ間隔を０．１〜０．２ｍｍで配列させることが可能である。
【０１０５】
本実施の形態でのＬＥＤ基板２４ａの長さは例えば１１０ｍｍであり、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ａ間における輝度むらを改善するには、ＬＥＤ基板２４ａの両端１０ｍｍずつぐらいにＬＥＤ素子群Ｇ毎のＬＥＤチップ２３ａの配列を用いればよい。
【０１０６】
尚、ＬＥＤ基板２４ａの端部におけるＬＥＤチップ２３ａの位置は、ＬＥＤ基板２４ａの端部から１ｍｍぐらいの位置にしか実装ができない。このため、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ａ間のスペースが１ｍｍ程度は空くので、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ａ間のチップ間隔は最小でも３ｍｍ程度は実際に空くことになる。
【０１０７】
また、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ａ間のムラは、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ａ間の±５ｍｍ程度で急激に輝度の増減があるために視認されるのであって、例えば、同じ３０％の輝度変化であってもＬＥＤ基板２４ａ内で緩やかに変化して行くことに対しては比較的視認され難い。
【０１０８】
また、本実施の形態では、例えば、１つのＬＥＤ基板２４ａ内のチップ数は例えば７２個であり、ピッチは〜１．５ｍｍ程度とすることが可能である。尚、図１３（ａ）（ｂ）の状態に対してＬＥＤ基板２４ａの末端部のみチップ数を増やすという方法もあるが、チップ数の増加は光量アップするがコスト増を招く。このため、チップ総量を変えずに継ぎ目のムラを低減できる不等ピッチ配列が好ましい。
【０１０９】
（液晶表示装置への適用）
上述したように、本実施形態の光源ユニット２０は、図１６（ａ）（ｂ）に示すように、液晶表示装置１に適用することが可能である。この場合、図４に示す光源ユニット２０をＸ方向に並べて配置して使用する。そして、これにより、導光板１３も、Ｘ方向及びＹ方向の寸法が共に大きなものとして構成される。このような構成とすることにより、液晶表示装置の液晶パネル４の大面積化に対応して、導光板１３の面積を大きし、大画面の液晶表示装置１の実用に適したバックライトを実現することができる。
【０１１０】
例えば、ヒートシンク２２として、長さ１１０ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ２ｍｍのものを８枚使用し、８組のヒートシンク２２、光結合部材３０及びＬＥＤ基板２４ａのセットを配置し、その上に大型の導光板１３を固定する方式の面発光装置を構成し、液晶パネル４を背面から照明するバックライト方式の液晶表示装置１を構成することが可能である。
【０１１１】
また、本実施の形態では、バックライト１０を液晶表示装置１に適用していた。しかし、必ずしもこれに限らず、例えば、バックライト１０を照明装置に適用することが可能である。すなわち、本実施の形態のバックライト１０は、そのまま大型平面光源への適用が可能である。また、導光板１３の周辺に部材が不要であることから、シームレスに並べることにより、さらに、大きな平面光源への適用が可能である。
【０１１２】
以上のように、本実施の形態のバックライト１０では、光学部材としての少なくとも導光板１３と、導光板１３に沿って配設された複数の光源としてのＬＥＤチップ２３ａとを備え、ＬＥＤチップ２３ａから導光板１３に入射された光が導光板１３の内部を導光しつつ、導光板１３の表面から出射される。そして、複数のＬＥＤチップ２３ａを並べて配設した光源基板としてのＬＥＤ基板２４ａが、互いに複数個直列に配設されている。
【０１１３】
このような場合、ＬＥＤ基板２４ａの各末端においては、配線等の周辺構造を形成する
必要がある等の理由により、ＬＥＤチップ２３ａを配置することができず、その結果、暗部となり、輝度むらが発生するという問題点を有している。
【０１１４】
そこで、本実施の形態では、各ＬＥＤ基板２４ａの端部においては、複数のＬＥＤチップ２３ａを集めて近接配置したＬＥＤ素子群Ｇが形成されており、ＬＥＤ基板２４ａの単位長さＬ当たりにＬＥＤチップ２３ａがＮ個配置される光源密度でＬＥＤ基板２４ａ上にＬＥＤチップ２３ａが配置されるように、ＬＥＤチップ２３ａをＭ個ずつ集めた該ＬＥＤ素子群ＧをＬＥＤ基板２４ａに均等に配置したときにおけるＬＥＤ素子群Ｇの中心位置同士の間隔ＬＭ／Ｎは、Ｎ個のＬＥＤチップ２３ａを該光源密度でＬＥＤ基板２４ａに均等に配置したときのＬＥＤチップ２３ａ・２３ａ間の間隔Ｌ／Ｎよりも、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ａ間におけるＬＥＤチップ２３ａ・２３ａの間隔Ｗに近い値となっている。
【０１１５】
すなわち、複数のＬＥＤ基板２４ａを配列した構造であっても、単純にＬＥＤチップ２３ａを均等に配置するよりもＬＥＤ素子群Ｇを均等に配置する方がＬＥＤ基板２４ａ・２４ａ間におけるＬＥＤチップ２３ａの配列の不連続性を低減することができ、かつ輝度むらを改善することができる。
【０１１６】
したがって、複数のＬＥＤチップ２３ａを並べて配設したＬＥＤ基板２４ａが互いに複数個直列に配設されている場合であっても、輝度むらの発生を抑制し得るバックライト１０を提供することができる。
【０１１７】
また、本実施の形態のバックライト１０では、各ＬＥＤ基板２４ａの端部におけるＬＥＤ素子群Ｇ同士の間隔は、互いに均一となっている。
【０１１８】
これにより、これにより、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ａ間のＬＥＤ素子群Ｇの間隔に合わせてＬＥＤ基板２４ａにおけるＬＥＤ素子群Ｇを均等な間隔で配置することができる。この結果、ＬＥＤ基板２４ａ、及びＬＥＤ基板２４ａの端部におけるＬＥＤチップ２３ａの配列の非連続的な変化による輝度むらの発生を抑制することができる。
【０１１９】
また、本実施の形態のバックライト１０では、各ＬＥＤ基板２４ａの端部における各ＬＥＤ素子群Ｇ内のＬＥＤチップ２３ａの密度は、該ＬＥＤ基板２４ａの中央側から末端にかけて段階的に高くなるように設定されているとすることが可能である。
【０１２０】
これにより、ＬＥＤ基板２４ａの端部近傍における複数のＬＥＤチップ２３ａを集めて近接配置したＬＥＤ素子群Ｇ毎に配置する状態から、ＬＥＤ基板２４ａの中央におけるＬＥＤチップ２３ａを１個毎に個別に配置する状態に連続的に変化させることができる。
【０１２１】
したがって、本実施の形態のバックライト１０では、各ＬＥＤ基板２４ａの中央部においては、複数のＬＥＤチップ２３ａは一列に直列に配設されており、かつ各ＬＥＤチップ２３ａ同士の間隔は互いに均一とすることができる。
【０１２２】
このため、ＬＥＤ素子群Ｇ毎にＬＥＤチップ２３ａを配置することによる輝度むらを防止することができる。また、ＬＥＤ基板２４ａの端部におけるＬＥＤ素子群Ｇ毎のＬＥＤチップ２３ａの配置状態に、配置状態が緩やか変化するため、配置状態の変化の途中で輝度むらが発生することが無い。
【０１２３】
また、本実施の形態のバックライト１０は、光学部材は、平板状にてなり、入射した光を内部で全反射させて導光しながら上面から光を出射する導光板１３と、導光板１３の下側に設けられ、かつ該導光板１３の下面の頂部平坦面３１から該導光板１３に光を入射させるように光を結合する光結合部材３０とからなっている。また、ＬＥＤチップ２３ａは
、光結合部材３０の下側から該光結合部材３０に入射光を発するように配設されている。
【０１２４】
これにより、導光板１３の下方のＬＥＤチップ２３ａから出射された光は、光結合部材３０を介して導光板１３に入射され、導光板１３の内部を全反射しながら一部の光は導光板１３の端部まで伝搬すると共に、その途中では適宜光路変換素子にて、全反射条件が破られ、導光板１３の上面から出射する。
【０１２５】
この結果、従来のサイドエッジ型導光板とは異なり、導光板直下型のバックライトとなっているので、サイドエッジ型導光板においては必要であった熱膨張を回避するためのＬＥＤチップ２３ａと導光板１３との隙間が不要となり、ＬＥＤチップ２３ａから導光板１３への結合効率を高め、光利用効率を向上することができる。
【０１２６】
また、本実施の形態では、導光板１３とは別体の光結合部材３０を設けることにより、平板状の導光板１３における下面の頂部平坦面３１から光を入射させるので、導光板１３の内部では入射光が全反射しながら導光される。この結果、導光板１３を加工しなくても済み、ＬＥＤチップ２３ａから導光板１３への結合効率を高め、光利用効率を向上し得ると共に、製造コストも軽減される。
【０１２７】
また、本実施の形態の液晶表示装置１では、本実施の形態の光源モジュールをバックライト１０として備えている。
【０１２８】
したがって、複数のＬＥＤチップ２３ａを並べて配設したＬＥＤ基板２４ａが互いに複数個直列に配設されている場合であっても、より適切に輝度むらの発生を抑制し得る光源モジュールを備えた液晶表示装置１を提供することができる。
【０１２９】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図１７〜図２０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１３０】
前記実施の形態１では、光源ユニット２０のＬＥＤチップ２３ａはＬＥＤ基板２４ａに１列に配設されていたが、本実施の形態では、光源ユニットのＬＥＤチップ２３ａが２列に配設されている点が異なっている。
【０１３１】
すなわち、本実施の形態のバックライト１０における光源ユニット２０’では、図１７に示すように、光結合部材３０の頂部平坦面から両側に延びる２つの股部それぞれに、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂが固定されており、それらＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂのそれぞれにＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂが設けられている。これらＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂは、出射光の光軸方向つまり入射光における最も輝度の高い方向が、平板状の導光板１３に対して直交するように配置されている。この結果、本実施の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光源直下型のバックライト１０となっている。
【０１３２】
ここで、液晶表示装置１では、図１７に示すように、光源ユニット２０’は導光板１３の端部に設けられている。したがって、ＬＥＤチップ２３ａからの光は、図１８に示すように、光結合部材３０を介して導光板１３の右側方向に入射され、そのまま導光板１３の内部で全反射しながら導光板１３の図示しない右端に向かう。一方、ＬＥＤチップ２３ｂからの光は、図１８に示すように、光結合部材３０を介して導光板１３の左側方向に入射される。しかし、図１７に示すように、導光板１３の左側は、位置決めピン１４が設けら
れており、直ちに導光板１３の下側端部１３ａとなる。このため、図１８に示すように、光結合部材３０を介して導光板１３の左側方向に入射した光は直ぐに導光板１３の下側端部１３ａに到達し、この下側端部１３ａにて反射される。この結果、導光板１３の下側端部１３ａにて反射された光は、ＬＥＤチップ２３ａからの光と同様に、導光板１３の内部で全反射しながら導光板１３の右端に向かうことになる。これにより、断面略Ｕ字形状の帯状体からなる光結合部材３０の入光面３３ａ・３３ｂに沿って２列にＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂを配した場合には、２列に並んだＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂによって導光板１３の内部で光量を多くして導光させることができる。
【０１３３】
この結果、本実施の形態では、液晶表示装置１の画面の端部に横切って帯状の光源ユニット２０’を設けることにより、前記液晶パネル４において、均一で滑らかな輝度分布を得ることが可能となる。
【０１３４】
そして、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。このため、従来のサイドエッジ型のバックライトの光利用効率は例えば約７５％であったのに対して、本実施の形態のバックライト１０の光利用効率は約８８％となる。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光利用効率においても優れている。
【０１３５】
また、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、液晶パネル４の端部に光源が存在しない。このため、図１９に示すように、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、額縁寸法を例えば６ｍｍ以下にすることが可能となり、狭額縁化を図ることができる。
【０１３６】
このように、本実施の形態の液晶表示装置１では、液晶パネル４、導光板１３、光結合部材３０、並びに、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂがこの順に配設されている。すなわち、液晶表示装置１では、導光板１３の下方にＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂを設けると共に、導光板１３とＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂとの間に、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂから出射された光を、導光板１３の下面の頂部平坦面３１から光を入射させるように光を結合する光結合部材３０を設けている。このため、導光板１３の下方のＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂから出射された光は、光結合部材３０を介して導光板１３に入射され、導光板１３の内部を全反射しながら導光板１３の端部まで移動しつつ、その途中で図示しない光路変換素子にて全反射条件が破られ、導光板１３から出射し、反射シート１２で反射し、更に導光板１３内を通過し、導光板１３の液晶パネル４側表面から出射し、上記拡散シート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。
【０１３７】
この結果、従来のサイドエッジ型導光板とは異なり、導光板直下型のバックライトとなっているので、額縁寸法を小さくすることができ、意匠効果も向上することができる。また、サイドエッジ型導光板においては必要であった熱膨張を回避するためのＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂと導光板１３との隙間が不要となるので、隙間から光が漏れることがない。すなわち、液晶表示装置１では、導光板１３の下方に光結合部材３０並びにＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂを配設するので、導光板１３の厚さ方向は長手又は短手の平面方向よりも熱膨張が小さい。それゆえ、導光板１３の伸縮が小さく、光結合部材３０とＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂとを近接できる。例えば、光結合部材３０とＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂとの隙間を例えば０．５ｍｍ以下にすることができる。尚、光結合部材３０は導光板１３に当接しているので、隙間はない。このため、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂから導光板１３への結合効率を高め、光利用効率を向上することができる。
【０１３８】
また、本実施形態では、導光板１３とは別体の光結合部材３０を設けることにより、平板状の導光板１３に対して斜めに光を入射させるので、導光板１３の内部では入射光が全
反射しながら導光される。
【０１３９】
すなわち、本実施形態では、光結合部材３０は、頂部平坦面３１が導光板１３に当接する断面略Ｕ字形状の帯状体つまり棒状体にてなっている。
【０１４０】
この結果、導光板の加工をしなくてもＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂからの光結合部材３０を介した入射光を導光板１３の内部にて導光させることができる。このため、導光板１３自体は、単純な平板で足りるので、大型の導光板１３に対する加工が不要となる。また、導光板１３を加工するのは困難であるが、光結合部材３０の加工はそれに比べて容易であり、製造コストを削減することができる。
【０１４１】
また、液晶表示装置１では、光結合部材３０は、導光板１３の端部に設けられている。この結果、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂからの光を導光板１３の端部にて入射させることになるので、導光板１３において一方向に向けて導光させ、導光板１３の全面から光を取出し、液晶パネル４の全面を照射することが可能となる。
【０１４２】
したがって、導光板１３の加工を伴うことなく、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂから導光板１３への結合効率を高め、光利用効率を向上し得るバックライト１０及び液晶表示装置１を提供することができる。
【０１４３】
また、本実施の形態のバックライト１０では、光結合部材３０は、導光板１３に対して斜めに光を入射させる。これにより、平板状の導光板１３に対して斜めに光を入射させるので、導光板１３の内部では入射光が全反射しながら導光される。この結果、導光板の加工をしなくても済み、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂから導光板１３への結合効率を高め、光利用効率を向上し得ると共に、製造コストも軽減される。
【０１４４】
また、本実施の形態のバックライト１０では、光結合部材３０は、反射面である曲面３２ａ・３２ｂを有し、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂからの入射光を曲面３２ａ・３２ｂにて反射させて導光板１３に対して光を入射させる。これにより、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂから出射された光は、光結合部材３０に入射し、曲面３２ａ・３２ｂにて反射する。そして、曲面３２ａ・３２ｂにて反射された光は、導光板１３の下面の頂部平坦面３１から導光板１３に入射するように結合される。
【０１４５】
この結果、導光板１３の加工を伴うことなく、曲面３２ａ・３２ｂを有する光結合部材３０にてＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂからの光を導光板１３へ効率よく結合して入射させることができる。
【０１４６】
また、本実施の形態のバックライト１０では、光結合部材３０は、導光板１３内で全反射させるように導光板１３に光を入射させる。これにより、光利用効率を向上し得るバックライト１０を提供することができる。
【０１４７】
さらに、本実施の形態では、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂは、光結合部材３０への入射光における光軸方向が平板状の導光板１３に対して直交するように配置されている。このため、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂの配置を平板状の導光板１３に対して斜めにする必要がないので、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂの配置も容易であり、構造や組み立て方法が単純である。
【０１４８】
したがって、導光板１３の加工を伴うことなく、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂから導光板１３板への結合効率を高め、光利用効率を向上し得るバックライト１０及び液晶表示装置１を提供することができる。
【０１４９】
また、本実施の形態のバックライト１０では、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂは、光結合部材３０の長手方向に沿って２列に設けられている。具体的には、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂは、断面略Ｕ字形状の光結合部材３０における下端弦の両端部の直下に中心線に沿って平行に２列に設けられている。
【０１５０】
これにより、導光板１３に入射させるときに、２列のＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂをそれぞれ反対方向に光出射させることによって、２列間の中点を通る線を軸対称として光結合部材３０の両側つまり導光板１３の両端側にそれぞれ導光させることができる。したがって、単純な構造にて、導光板１３において輝度分布の均一化を図ることができる。
【０１５１】
また、本実施の形態のバックライト１０では、光源は、複数のＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂからなっている。ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂは形状が小さく微少間隔で密に配列することができ、これにより、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂは形状が小さくかつ照度も大きいので、バックライト１０の光源として適切である。
【０１５２】
また、本実施の形態では、導光板１３を加工せずに済み、かつ下方から光入射するので、液晶表示装置１の薄型化を図ることができる。具体的には、導光板１３の加工にはある程度の厚さが必要である。この場合、従来のエッジライト方式は光源の幅よりも導光板を薄くすると光結合率が低下するため薄型化に限界がある。この点、本実施の形態では、導光板１３を薄型化すれば、テレビの薄型化及び軽量化に繋がる。また、導光板１３の材料を節約できるので、加工が不要な点からも低コスト化を図ることができる。また、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂを上向きに実装すればよいので、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂを含め、液晶表示装置１を構成する各部材群の組み立てにおいて、組み立て方向が１方向の組み込み方向で済む。その結果、組み立ての製造装置構成や、組み立て作業が簡単になる。
【０１５３】
すなわち、従来のエッジライトの場合は、側面から光源を取り付ける必要があるので、液晶表示装置全体として１方向の組込み方向ですまず、製造がやや困難となる。
【０１５４】
また、本実施の形態では、光結合部材３０は、帯状に設けられている。さらに、この帯状に設けられた光結合部材３０は、方形平板状の導光板１３における長手方向に平行に設けられている。
【０１５５】
これにより、光結合部材３０と複数のＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂとの関係を１：１にする必要がなくなり、複数のＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂを１つの光学部材にて覆うので、光学系の構造を単純化することができる。また、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂも光結合部材３０に沿って設けることができるので、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂの配線が容易となる。
【０１５６】
また、上記光結合部材３０は、方形平板状の導光板１３における縦又は横方向つまり長手方向か短手方向に対し、一本の直線状の部材で構成されてもよく、また、いくつかに区切られた光結合部材の小片を帯状に連ね一直線上に配置しても構わない。
【０１５７】
これにより、１つの光源に対し１の光学素子を設ける必要がなくなり、複数の光源を１つの光学部材にて覆うので、光学系の構造を単純化することができる。また、光源はパッケージに収納されたタイプのものでも良いが、半導体チップ状のものも適用できる。光源は、光結合部材に沿って配置され、光源の配線も容易となる。
【０１５８】
ところで、バックライト１０では、図１７に示すように、導光板１３の下側には、導光板１３を平面で保持する平板状のシャーシ１１が設けられている。そして、シャーシ１１
の導光板保持面は、光結合部材３０が導光板１３に当接する位置付近で開口（図２の開口１１ａ）を有する。そして、光結合部材３０、及びＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂは、シャーシ１１の導光板保持面よりも下方に位置している。すなわち、本実施の形態では、図２０（ａ）に示すように、開口１１ａを有するシャーシ１１に別体の光源ホルダー２１が接合されており、これにより、光結合部材３０及びＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂは、シャーシ１１の導光板保持面１１ｂよりも下方に位置している。しかし、必ずしもこれに限らず、例えば、図２０（ｂ）に示すように、シャーシ１１に凹部を設けてその凹部にＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂ、及び光結合部材３０を搭載することも可能である。この場合においても、光結合部材３０及びＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂは、シャーシ１１の導光板保持面１１ｂよりも下方に位置している。
【０１５９】
このような構成とすることによって、導光板１３の背面側においては、光結合部材３０及びＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂのみが突出していることになる。したがって、光結合部材３０及びＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂ以外の部分を薄型化することが可能となる。このため、全体として薄型化を図ることができる。さらに、このような構成とすることによって、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂの放熱の面でも優れたものとなる。また、光源ユニット２０’をシャーシ１１と接続しておくことによって、シャーシ１１が放熱板として機能するので、高い放熱性能を得ることができる。この結果、ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂの発光効率も向上する。
【０１６０】
〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態について図２１〜図２３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１及び実施の形態２と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１及び実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１６１】
前記実施の形態１及び実施の形態２のバックライト１０では、光源ユニット２０が導光板１３の端部に設けられていたが、本実施の形態のバックライトでは、光源ユニット２０’が導光板１３の中心線上に設けられている点が異なっている。
【０１６２】
すなわち、本実施の形態の液晶表示装置１における光源モジュールとしてのバックライト１０’は、図２１（ａ）（ｂ）に示すように、液晶パネル４の中央直下に配置されている点で、図１７に示す液晶表示装置１と異なっている。
【０１６３】
上記液晶表示装置１は、図２１（ａ）（ｂ）に示すように、ＶＥＳＡフレーム４０、バックライト１０’、拡散板２Ａ、プリズムシート３、拡散シート２Ｂ、液晶パネル４及びベゼル５がこの順に重ねられて配置されている。
【０１６４】
また、バックライト１０’は、下から順に、つまり液晶パネル４に対して遠い方から順に、光源ユニット２０’が取り付けられたシャーシ１１、反射シート１２、及び導光板１３にて構成されている。
【０１６５】
シャーシ１１は、バックライト１０’の強度を高めるものである。シャーシ１１は、液晶パネル４と略同じサイズであり、凹部１１ａを除きの平板状である。シャーシ１１における平板状部分の導光板１３側の平面は、反射シート１２及び導光板１３を保持する導光板保持面となる。
【０１６６】
凹部１１ａは、液晶パネル４の長辺に平行な方向に延びた長尺状（帯状）の溝であり、液晶パネル４における短辺方向の中央部分に対向する位置に形成されている。すなわち、
凹部２１ａは、液晶パネル４の横方向である長手方向に沿っており、かつ、液晶パネル４の縦方向である短手方向における中心線に対向するように配置されている。
【０１６７】
そして、段差部である凹部２１ａの底面には、例えば８個等の複数のＬＥＤ基板及び光結合部材３０から構成される光源ユニット２０’が、凹部２１ａの長手方向に沿って列状に並んで設置される。
【０１６８】
また、光源ユニット２０’は、前記実施の形態２にて説明したように、光源としての前記ＬＥＤチップ２３ａ・２３ｂを搭載した２つのＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂと、長尺状の光結合部材３０と、ヒートシンク２２とを備えている。
【０１６９】
上記構成のバックライト１０’では、図２２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の断面楕円等の曲面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２２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から出射し、前記反射シート１２で反射し、さらに導光板１３内を通過し、導光板１３の前記液晶パネル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。一方、ＬＥＤチップ２３ｂから出射された光も、図２２に示すように、導光板１３内において、ＬＥＤチップ２３ａからの光とは対称に進む。
【０１７０】
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、液晶表示装置１の画面の中央部に横切って帯状の光源ユニット２０’を設けることにより、図２３（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適合している。このため、本実施の形態では均一で滑らかな輝度分布を得ることが可能となる。この結果、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。
【０１７１】
〔実施の形態４〕
本発明のさらに他の実施の形態について図２４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜実施の形態３と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜実施の形態３の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１７２】
前記実施の形態１〜実施の形態３では、光源ユニット２０は、導光板１３の下側に設けられていた。
【０１７３】
しかしながら、本発明の光源モジュールは、複数のＬＥＤチップ２３ａからなるＬＥＤ素子群ＧをＬＥＤ基板２４ａに等間隔に配設することを特徴としている。したがって、本発明の光源モジュールは、実施の形態１〜３に示す光学部材として導光板１３と光結合部材３０との両方を備えていなくても、光学部材として導光板１３のみを備えている場合であっても、適用が可能である。
【０１７４】
すなわち、本実施の形態の光源モジュールとしてのバックライト１０’’は、図２４に示すように、ＬＥＤ基板２４ａの表面には、白色系樹脂からなるダム２６ａが形成されており、このダム２６ａの内部にＬＥＤチップ２３ａが配設されている。
【０１７５】
このように、本実施の形態の光源モジュールとしてのバックライト１０’’では、ＬＥＤ基板２４ａは導光板１３の側面に対向して配置されており、ＬＥＤチップ２３ａから直接導光板１３の側面に光を入射させている。
【０１７６】
したがって、本実施の形態のバックライト１０’’は、従来の一般的なエッジライト方式においても適用が可能である。
【０１７７】
尚、本発明は、上述した各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】
【０１７８】
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】
【０１７９】
１            液晶表示装置
１０            バックライト（光源モジュール）
１０’          バックライト（光源モジュール）
１０’’        バックライト（光源モジュール）
１３            導光板（光学部材）
２０            光源ユニット
２０’          光源ユニット
２３ａ・２３ｂ  ＬＥＤチップ（光源）
２４ａ・２４ｂ  ＬＥＤ基板（光源基板）
３０            光結合部材（光学部材）
３１            頂部平坦面（入射部）
３２ａ・３２ｂ  曲面
３３ａ・３３ｂ  入光面
Ｇ            ＬＥＤ素子群（光源群）
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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