(57)【要約】【課題】  光の利用効率の向上及び輝度ムラの発生の低減を図る。【解決手段】  発光ダイオード１２から出射された光を厚み方向に直交する方向に導き厚み方向において出光面６ａと光を散乱する出光促進面６ｂとを有する導光板６と、発光ダイオードパッケージ１１と導光板の外周面との間に配置され反対側に位置する第１の面９ａと第２の面９ｂがそれぞれ導光板と封止部に密着された中間導光部とを設け、封止部の屈折率をｎ１とし、導光板の屈折率をｎ２とし、導光板の厚み方向を含む面内において発光ダイオードから出射された光の光軸に対する封止部の内部を進行する光の進行方向の角度をθとしたときに、θ＝sin−１［ｎ２／ｎ１・sin｛π／２−sin−１（１／ｎ２）｝］を少なくとも満足する範囲に中間導光部の第１の面を形成し、光の一部が、中間導光部における導光板と封止部にともに密着されていない面から出光されて導光板又は再び中間導光部に入射されるようにした。【選択図】        図５
2009117205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源として用いられた少なくとも一つの発光ダイオードと該発光ダイオードが配置されたパッケージ本体と該パッケージ本体に配置された前記発光ダイオードを封止する封止部とを有する発光ダイオードパッケージを備え、前記発光ダイオードから出射された光が前記封止部を透過されて出光される面光源装置であって、
前記発光ダイオードから出射された光を厚み方向に直交する方向に導くと共に厚み方向において前記発光ダイオードから出射された光を出光する出光面と前記発光ダイオードから出射された光を散乱する出光促進面とを有する導光板と、
前記発光ダイオードパッケージと前記導光板の外周面との間に配置され反対側に位置する第１の面と第２の面がそれぞれ前記導光板の外周面と前記発光ダイオードパッケージの封止部とに密着されると共に前記発光ダイオードから出射され前記封止部を透過された光が入射され該入射された光を前記導光板へ導く中間導光部とを備え、
前記発光ダイオードパッケージの封止部の屈折率をｎ１とし、前記導光板の屈折率をｎ２とし、前記導光板の厚み方向を含む面内において前記発光ダイオードから出射された光の光軸に対する前記封止部の内部を進行する光の進行方向の角度をθとしたときに、
θ＝sin−１［ｎ２／ｎ１・sin｛π／２−sin−１（１／ｎ２）｝］
を少なくとも満足する範囲に前記中間導光部の前記第１の面が形成され、
前記発光ダイオードから出射された光の一部が、前記中間導光部における前記導光板の外周面と前記発光ダイオードパッケージの封止部とにともに密着されていない面から出光されて前記導光板又は再び前記中間導光部に入射されるようにした
ことを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
前記中間導光部の前記導光板の厚み方向における幅を、前記導光板の厚みより小さくした
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】
前記中間導光部の前記導光板の厚み方向における両面を、前記発光ダイオードパッケージの封止部から前記導光板の外周面に近付くに従って互いに離隔する方向へ傾斜する面に形成した
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項４】
前記中間導光部と前記導光板を一体に形成した
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項５】
前記中間導光部と前記発光ダイオードパッケージの封止部とを一体に形成した
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項６】
前記発光ダイオードパッケージを前記導光板の外周面の長手方向に離隔して複数配置し、
前記中間導光部を前記導光板の外周面の長手方向に延びる形状に形成し、
前記中間導光部の前記第２の面を前記複数の発光ダイオードパッケージの封止部にそれぞれ密着させるようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項７】
光源として用いられた発光ダイオードと該発光ダイオードが配置されたパッケージ本体と該パッケージ本体に配置された前記発光ダイオードを封止する封止部とを有する複数の発光ダイオードパッケージを備えると共に前記発光ダイオードから出射された光が前記封止部を透過されて出光される面光源装置と、前記複数の発光ダイオードからそれぞれ出光された光が背面側から照射され画像を表示する表示パネルとを備えた画像表示装置であって、
前記発光ダイオードから出射された光を厚み方向に直交する方向に導くと共に厚み方向において前記発光ダイオードから出射された光を出光する出光面と前記発光ダイオードから出射された光を散乱する出光促進面とを有する導光板と、
前記発光ダイオードパッケージと前記導光板の外周面との間に配置され反対側に位置する第１の面と第２の面がそれぞれ前記導光板の外周面と前記発光ダイオードパッケージの封止部とに密着されると共に前記発光ダイオードから出射され前記封止部を透過された光が入射され該入射された光を前記導光板へ導く中間導光部とを備え、
前記発光ダイオードパッケージの封止部の屈折率をｎ１とし、前記導光板の屈折率をｎ２とし、前記導光板の厚み方向を含む面内において前記発光ダイオードから出射された光の光軸に対する前記封止部の内部を進行する光の進行方向の角度をθとしたときに、
θ＝sin−１［ｎ２／ｎ１・sin｛π／２−sin−１（１／ｎ２）｝］
を少なくとも満足する範囲に前記中間導光部の前記第１の面が形成され、
前記発光ダイオードから出射された光の一部が、前記中間導光部における前記導光板の外周面と前記発光ダイオードパッケージの封止部とにともに密着されていない面から出光されて前記導光板又は再び前記中間導光部に入射されるようにした
ことを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は面光源装置及び画像表示装置についての技術分野に関する。詳しくは、発光ダイオードパッケージと導光板との間に両者に密着される中間導光部を設けて光の利用効率の向上等を図る技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源として発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を用いて照明を行う面光源装置がある。面光源装置は、例えば、光源を直接照明として利用し照明機器として使用されたり、光源をバックライト照明として利用しテレビジョン受像器やパーソナルコンピューター等の画像表示装置に使用される。
【０００３】
このような画像表示装置には、例えば、液晶パネルが画像を表示する表示パネルとして用いられた液晶表示装置がある。
【０００４】
液晶表示装置にあっては、液晶パネルが自発光型のディスプレイではないため、液晶パネルに対して背面側から光を照射する光源を有する面光源装置が配置されている。従って、面光源装置は液晶パネルに背面側から光を照射するバックライト装置として用いられる。
【０００５】
バックライト装置として用いられた面光源装置には、導光板を有し該導光板の側方に光源が配置され該光源から出射された光を導光板によってその厚み方向に直交する方向へ導いて表示パネルへ向けて照射する所謂サイドエッジ型と称されるタイプと、表示パネルの背面側に光源が配置され該光源から出射された光を表示パネルへ向けて照射する所謂直下型と称されるタイプとが存在する。
【０００６】
サイドエッジ型の面光源装置にあっては、導光板の側方に発光ダイオードが配置され表示パネルの背面側には発光ダイオードが配置されないため、画像表示装置の薄型化を図ることができる。
【０００７】
以下に、サイドエッジ型のバックライト装置として用いられた従来の面光源装置の一例を示す（図１５及び図１６参照）。
【０００８】
面光源装置ａは図示しない液晶パネルの背面側に配置されている。
【０００９】
面光源装置ａは導光板ｂ、反射板ｃ及び複数の発光ダイオードパッケージｄ、ｄ、・・・を有している。
【００１０】
導光板ｂは、透明材料によって平板状に形成され、液晶パネルの背面に対向した状態で配置されている。導光板ｂの液晶パネルと対向する面と反対の面には、例えば、導光板ｂに入射された光を散乱させるドットパターンが形成されている。
【００１１】
反射板ｃは導光板ｂを挟んで液晶パネルの反対側において、導光板ｂに対向した状態で配置されている。
【００１２】
発光ダイオードパッケージｄ、ｄ、・・・は、導光板ｂの側面ｅに対向した状態で該側面ｅの長手方向に離隔して配置されている。発光ダイオードパッケージｄは、光源として用いられた発光ダイオードｆと該発光ダイオードｆが配置されたパッケージ本体ｇとを有し、該パッケージ本体ｇには発光ダイオードｆを配置する配置凹部ｈが形成されている。パッケージ本体ｇの配置凹部ｈには、発光ダイオードｆを封止する封止樹脂ｉが充填されている。
【００１３】
発光ダイオードパッケージｄには発光ダイオードｆに通電するための端子ｊ、ｊが設けられ、該端子ｊ、ｊの一部がパッケージ本体ｇから突出されている。端子ｊ、ｊは発光ダイオードパッケージｄの駆動回路が形成された基板ｋに接続されている。
【００１４】
発光ダイオードパッケージｄ、ｄ、・・・はそれぞれ封止樹脂ｉ、ｉ、・・・が導光板ｂの側面ｅに対向した状態とされている。
【００１５】
面光源装置ａにおいて、発光ダイオードｆから光が出射されると、出射された光は封止樹脂ｉを透過されて導光板ｂに入射され、該導光板ｂで内面反射されて発光ダイオードパッケージｄから離隔する方向へ導かれる。このとき導光板ｂのドットパターンに達した光は該ドットパターンによって散乱されて導光板ｂから液晶パネルへ向けて出光される。ドットパターン間に達した光は反射板ｃ側へ一旦出光され、該反射板ｃによって反射されて再び導光板ｂに入射され、内面反射又はドットパターンによる散乱が行われる。
【００１６】
しかしながら、上記した面光源装置ａにあっては、導光板ｂの側面ｅと発光ダイオードパッケージｄ、ｄ、・・・とが離隔して配置されており、導光板ｂの側面ｅと発光ダイオードパッケージｄ、ｄ、・・・の封止樹脂ｉ、ｉ、・・・との間に空気層ｌ、ｌ、・・・が存在する。
【００１７】
従って、空気層ｌの存在により、図１７に示すように、封止樹脂ｉにおいて発光ダイオードｆから出射された光が内面反射されてしまい、光の減衰が生じ光の利用効率が低下すると言う問題がある。
【００１８】
また、図１５に示すように、発光ダイオードｆから出射された光が封止樹脂ｉと空気層ｌの境界面で屈折され、さらに、空気層ｌと導光板ｂの側面ｅとの境界面でも屈折されるため、光が発光ダイオードパッケージｄ、ｄ、・・・の並び方向に広がり難く、発光ダイオードパッケージｄ、ｄ、・・・の並び方向における拡散性に乏しくなり、液晶パネルへ向けて輝度の均一な光を出光すると言う面光源装置ａの機能を損なうと言う問題がある。
【００１９】
そこで、従来の面光源装置（後述する面光源装置ｕ）には、光の利用効率の向上及び拡散性の向上を図るために、発光ダイオードパッケージの封止樹脂と導光板の側面との間に透明な樹脂材料等によって形成された光透過層を設けるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【００２０】
光透過層は封止樹脂及び導光板の屈折率と同じか近い屈折率を有する材料によって形成されており、発光ダイオードから出射された光が封止樹脂と光透過層の境界面及び光透過層と導光板の側面との境界面で屈折し難く、発光ダイオードパッケージの並び方向に広がり易く、発光ダイオードパッケージの並び方向における拡散性の向上を図ることができる。
【００２１】
また、光透過層が封止樹脂に接しているため、発光ダイオードから出射された光が封止樹脂において内面反射され難く、光が光透過層を透過して導光板に入射され易くなり、光透過層を有しない面光源装置に比して、光の利用効率の向上を図ることが可能である。
【００２２】
【特許文献１】特開２００７−３６０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
ところが、特許文献１に記載された面光源装置ｕ（図１８参照）にあっては、発光ダイオードｖから出射された光が発光ダイオードパッケージｗ、ｗ、・・・の並び方向に広がり易い他、発光ダイオードｖから出射され光透過層ｘを透過された光が導光板ｙの厚み方向にも広がってしまうため、導光板ｙにおいて内面反射され難く、発光ダイオードパッケージｗから離隔する方向へ導かれる前に導光板ｙの外周部ｚから出光される光が多くなってしまう。
【００２４】
従って、発光ダイオードｖから出射された光が液晶パネルに対するバックライトとして有効に使用されない漏れ光となって導光板ｙの外周部ｚから出光されてしまい、その分、光の利用効率が低下してしまう。
【００２５】
また、導光板ｙの外周部ｚから出光される光が多くなってしまうため、液晶パネルに照射される光の輝度の均一性が低下し、液晶パネルにおいて大きな輝度ムラが生じてしまう。
【００２６】
そこで、本発明面光源装置及び画像表示装置は、上記した問題点を克服し、光の利用効率の向上及び輝度ムラの発生の低減を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
面光源装置は、上記した課題を解決するために、光源として用いられた少なくとも一つの発光ダイオードと該発光ダイオードが配置されたパッケージ本体と該パッケージ本体に配置された前記発光ダイオードを封止する封止部とを有する発光ダイオードパッケージを設け、前記発光ダイオードから出射された光が前記封止部を透過されて出光されるようにし、前記発光ダイオードから出射された光を厚み方向に直交する方向に導くと共に厚み方向において前記発光ダイオードから出射された光を出光する出光面と前記発光ダイオードから出射された光を散乱する出光促進面とを有する導光板と、前記発光ダイオードパッケージと前記導光板の外周面との間に配置され反対側に位置する第１の面と第２の面がそれぞれ前記導光板の外周面と前記発光ダイオードパッケージの封止部とに密着されると共に前記発光ダイオードから出射され前記封止部を透過された光が入射され該入射された光を前記導光板へ導く中間導光部とを設け、前記発光ダイオードパッケージの封止部の屈折率をｎ１とし、前記導光板の屈折率をｎ２とし、前記導光板の厚み方向を含む面内において前記発光ダイオードから出射された光の光軸に対する前記封止部の内部を進行する光の進行方向の角度をθとしたときに、θ＝sin−１［ｎ２／ｎ１・sin｛π／２−sin−１（１／ｎ２）｝］を少なくとも満足する範囲に前記中間導光部の前記第１の面を形成し、前記発光ダイオードから出射された光の一部が、前記中間導光部における前記導光板の外周面と前記発光ダイオードパッケージの封止部とにともに密着されていない面から出光されて前記導光板又は再び前記中間導光部に入射されるようにしたものである。
【００２８】
従って、面光源装置にあっては、中間導光部の第２の面から導光板に入射され該導光板の出光面に達した光が内面反射される。
【００２９】
上記面光源装置においては、前記中間導光部の前記導光板の厚み方向における幅を、前記導光板の厚みより小さくすることが望ましい。
【００３０】
また、上記面光源装置において、前記中間導光部の前記導光板の厚み方向における両面を、前記発光ダイオードパッケージの封止部から前記導光板の外周面に近付くに従って互いに離隔する方向へ傾斜する面に形成することにより、出光面に達した光の内面反射の確率を高めることが可能となる。
【００３１】
さらに、部品点数の削減等を図るために、前記中間導光部と前記導光板を一体に形成することが可能であり、また、前記中間導光部と前記発光ダイオードパッケージの封止部とを一体に形成することが可能である。
【００３２】
加えて、必要な光量に応じた数の発光ダイオードパッケージを最小限の数の中間導光部に配置するために、前記発光ダイオードパッケージを前記導光板の外周面の長手方向に離隔して複数配置し、前記中間導光部を前記導光板の外周面の長手方向に延びる形状に形成し、前記中間導光部の前記第２の面を前記複数の発光ダイオードパッケージの封止部にそれぞれ密着させるようにすることが望ましい。
【００３３】
画像表示装置は、上記した課題を解決するために、光源として用いられた発光ダイオードと該発光ダイオードが配置されたパッケージ本体と該パッケージ本体に配置された前記発光ダイオードを封止する封止部とを有する複数の発光ダイオードパッケージを備えると共に前記発光ダイオードから出射された光が前記封止部を透過されて出光される面光源装置と、前記複数の発光ダイオードからそれぞれ出光された光が背面側から照射され画像を表示する表示パネルとを設け、前記発光ダイオードから出射された光を厚み方向に直交する方向に導くと共に厚み方向において前記発光ダイオードから出射された光を出光する出光面と前記発光ダイオードから出射された光を散乱する出光促進面とを有する導光板と、前記発光ダイオードパッケージと前記導光板の外周面との間に配置され反対側に位置する第１の面と第２の面がそれぞれ前記導光板の外周面と前記発光ダイオードパッケージの封止部とに密着されると共に前記発光ダイオードから出射され前記封止部を透過された光が入射され該入射された光を前記導光板へ導く中間導光部とを設け、前記発光ダイオードパッケージの封止部の屈折率をｎ１とし、前記導光板の屈折率をｎ２とし、前記導光板の厚み方向を含む面内において前記発光ダイオードから出射された光の光軸に対する前記封止部の内部を進行する光の進行方向の角度をθとしたときに、θ＝sin−１［ｎ２／ｎ１・sin｛π／２−sin−１（１／ｎ２）｝］を少なくとも満足する範囲に前記中間導光部の前記第１の面を形成し、前記発光ダイオードから出射された光の一部が、前記中間導光部における前記導光板の外周面と前記発光ダイオードパッケージの封止部とにともに密着されていない面から出光されて前記導光板又は再び前記中間導光部に入射されるようにしたものである。
【００３４】
従って、画像表示装置にあっては、中間導光部の第２の面から導光板に入射され該導光板の出光面に達した光が内面反射される。
【発明の効果】
【００３５】
本発明面光源装置は、光源として用いられた少なくとも一つの発光ダイオードと該発光ダイオードが配置されたパッケージ本体と該パッケージ本体に配置された前記発光ダイオードを封止する封止部とを有する発光ダイオードパッケージを備え、前記発光ダイオードから出射された光が前記封止部を透過されて出光される面光源装置であって、前記発光ダイオードから出射された光を厚み方向に直交する方向に導くと共に厚み方向において前記発光ダイオードから出射された光を出光する出光面と前記発光ダイオードから出射された光を散乱する出光促進面とを有する導光板と、前記発光ダイオードパッケージと前記導光板の外周面との間に配置され反対側に位置する第１の面と第２の面がそれぞれ前記導光板の外周面と前記発光ダイオードパッケージの封止部とに密着されると共に前記発光ダイオードから出射され前記封止部を透過された光が入射され該入射された光を前記導光板へ導く中間導光部とを備え、前記発光ダイオードパッケージの封止部の屈折率をｎ１とし、前記導光板の屈折率をｎ２とし、前記導光板の厚み方向を含む面内において前記発光ダイオードから出射された光の光軸に対する前記封止部の内部を進行する光の進行方向の角度をθとしたときに、θ＝sin−１［ｎ２／ｎ１・sin｛π／２−sin−１（１／ｎ２）｝］を少なくとも満足する範囲に前記中間導光部の前記第１の面が形成され、前記発光ダイオードから出射された光の一部が、前記中間導光部における前記導光板の外周面と前記発光ダイオードパッケージの封止部とにともに密着されていない面から出光されて前記導光板又は再び前記中間導光部に入射されるようにしたことを特徴とする。
【００３６】
従って、導光板の外周部から出光される光である漏れ光の発生が低減され光の利用効率が向上すると共に導光板の出光面から出光される光の輝度の均一性が向上し輝度ムラの発生の低減を図ることができる。
【００３７】
請求項２に記載した発明にあっては、前記中間導光部の前記導光板の厚み方向における幅を、前記導光板の厚みより小さくしたので、中間導光部における導光板の外周面と発光ダイオードパッケージの封止部とにともに密着されていない面から空気層へ向けて出射された光が当該密着されていない面に近付く方向へ屈折されて導光板に入射され、空気層と導光板の境界面でも外周面から離隔する方向へ屈折されるため、光が集光する方向へ向かい、光漏れの防止を図ることができる。
【００３８】
請求項３に記載した発明にあっては、前記中間導光部の前記導光板の厚み方向における両面を、前記発光ダイオードパッケージの封止部から前記導光板の外周面に近付くに従って互いに離隔する方向へ傾斜する面に形成したので、中間導光部における導光板の外周面と発光ダイオードパッケージの封止部とにともに密着されていない面で内面反射された光が大きな入射角で導光板の出光面に達し、該出光面に達した光が内面反射し易くなり、漏れ光の発生を低減することができる。
【００３９】
請求項４に記載した発明にあっては、前記中間導光部と前記導光板を一体に形成したので、部品点数を削減することができると共に中間導光部と導光板の密着作業を省略することができる。
【００４０】
請求項５に記載した発明にあっては、前記中間導光部と前記発光ダイオードパッケージの封止部とを一体に形成したので、部品点数を削減することができると共に中間導光部と封止部の密着作業を省略することができる。
【００４１】
請求項６に記載した発明にあっては、前記発光ダイオードパッケージを前記導光板の外周面の長手方向に離隔して複数配置し、前記中間導光部を前記導光板の外周面の長手方向に延びる形状に形成し、前記中間導光部の前記第２の面を前記複数の発光ダイオードパッケージの封止部にそれぞれ密着させるようにしたので、面光源装置に必要な光量に応じた数の発光ダイオードパッケージを最小限の数の中間導光部に配置することが可能となり、部品点数の削減を図りつつ面光源装置に必要な光量を確保することができる。
【００４２】
本発明画像表示装置は、光源として用いられた発光ダイオードと該発光ダイオードが配置されたパッケージ本体と該パッケージ本体に配置された前記発光ダイオードを封止する封止部とを有する複数の発光ダイオードパッケージを備えると共に前記発光ダイオードから出射された光が前記封止部を透過されて出光される面光源装置と、前記複数の発光ダイオードからそれぞれ出光された光が背面側から照射され画像を表示する表示パネルとを備えた画像表示装置であって、前記発光ダイオードから出射された光を厚み方向に直交する方向に導くと共に厚み方向において前記発光ダイオードから出射された光を出光する出光面と前記発光ダイオードから出射された光を散乱する出光促進面とを有する導光板と、前記発光ダイオードパッケージと前記導光板の外周面との間に配置され反対側に位置する第１の面と第２の面がそれぞれ前記導光板の外周面と前記発光ダイオードパッケージの封止部とに密着されると共に前記発光ダイオードから出射され前記封止部を透過された光が入射され該入射された光を前記導光板へ導く中間導光部とを備え、前記発光ダイオードパッケージの封止部の屈折率をｎ１とし、前記導光板の屈折率をｎ２とし、前記導光板の厚み方向を含む面内において前記発光ダイオードから出射された光の光軸に対する前記封止部の内部を進行する光の進行方向の角度をθとしたときに、θ＝sin−１［ｎ２／ｎ１・sin｛π／２−sin−１（１／ｎ２）｝］を少なくとも満足する範囲に前記中間導光部の前記第１の面が形成され、前記発光ダイオードから出射された光の一部が、前記中間導光部における前記導光板の外周面と前記発光ダイオードパッケージの封止部とにともに密着されていない面から出光されて前記導光板又は再び前記中間導光部に入射されるようにしたことを特徴とする。
【００４３】
従って、導光板の外周部から出光される光である漏れ光の発生が低減され光の利用効率が向上すると共に導光板の出光面から出光される光の輝度の均一性が向上し輝度ムラの発生の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下に、本発明面光源装置及び画像表示装置の最良の形態を添付図面に従って説明する。
【００４５】
以下に示した最良の形態は、本発明画像表示装置を、液晶パネルに画像を表示する液晶表示装置としてのテレビジョン受像器に適用したものであり、本発明面光源装置を、このテレビジョン受像器に用いられた面光源装置に適用したものである。
【００４６】
尚、本発明の適用範囲は液晶パネルを有するテレビジョン受像器及びこれに用いられた面光源装置に限られることはなく、他の各種のテレビジョン受像器、パーソナルコンピューター等の画像表示装置やこれらに用いられる各種の面光源装置に広く適用することができる。
【００４７】
画像表示装置（テレビジョン受像器）１は外筐２の内部に所要の各部が配置されて成る（図１及び図２参照）。外筐２はフロントパネル２ａとリアパネル２ｂが前後で結合されて成る。
【００４８】
外筐２のフロントパネル２ａには前後に貫通された開口が形成され、該開口を内側から閉塞する位置に画像を表示する表示パネル（液晶パネル）３が配置されている。表示パネル３は、例えば、透過型のカラー液晶パネルを前後から２枚の偏光板で挟み込むことにより構成され、アクティブマトリックス方式で駆動することによりフルカラー映像を表示する。
【００４９】
外筐２の内部には面光源装置４が配置されている（図２参照）。面光源装置４はフレーム５の内部に所要の各部が配置されて成る（図３参照）。
【００５０】
フレーム５は、熱伝導性の高い金属材料等により前後に扁平な前方に開口された箱状に形成され、前面側の外周部に内側へ張り出された内フランジ部５ａを有している。
【００５１】
面光源装置４は導光板６、反射シート７、発光ユニット８、８及び中間導光部９、９を有している。
【００５２】
導光板６は、例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ：polymethylmethacrylate）、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー等の透明材料によって平板状に形成され、表示パネル３の背面側に配置されている。導光板６は屈折率が、例えば、１．４９〜１．５９とされている。
【００５３】
導光板６の表示パネル３側を向く面（前面）は導光板６に入射される光を表示パネル３へ向けて出光する出光面６ａとして形成されている。導光板６の出光面６ａと反対側の面（後面）には、導光板６に入射された光を散乱させて出光面６ａに導く図示しないドットパターンが形成され、この反対側の面が出光促進面６ｂとして形成されている。
【００５４】
導光板６の外周部６ｃはフレーム５の内フランジ部５ａによって前方から閉塞されている。
【００５５】
反射シート７は導光板６の出光促進面６ｂに対向した状態で配置されている。
【００５６】
発光ユニット８は、例えば、左右に長く形成された基板１０と該基板１０上に搭載された複数の発光ダイオードパッケージ１１、１１、・・・とによって構成されている。発光ユニット８、８は、導光板６の側面（外周面）６ｄ、６ｄ、例えば、上面と下面にそれぞれ対向した位置に配置されている（図２参照）。
【００５７】
基板１０には発光ダイオードパッケージ１１、１１、・・・に設けられた後述する発光ダイオードの駆動回路が形成されている。
【００５８】
発光ダイオードパッケージ１１、１１、・・・は基板１０の長手方向に等間隔に離隔して配置されている（図４参照）。
【００５９】
発光ダイオードパッケージ１１は、図３及び図４に示すように、光源として用いられた発光ダイオード１２と該発光ダイオード１２が配置されたパッケージ本体１３とを有し、該パッケージ本体１３には導光板６の側面６ｄ側に開口された配置凹部１３ａが形成されている。パッケージ本体１３の配置凹部１３ａには発光ダイオード１２が配置され、該発光ダイオード１２が配置凹部１３ａに充填された封止部１４によって封止されている。
【００６０】
発光ダイオード１２、１２、・・・としては、例えば、赤色の光を出射する発光ダイオード１２、１２、・・・と緑色の光を出射する発光ダイオード１２、１２、・・・と青色の光を出射する発光ダイオード１２、１２、・・・とによって構成される。尚、発光ダイオード１２、１２、・・・はこのような構成に限られることはなく、発光ダイオード１２、１２、・・・の数及び出射する光の色に関しては任意に構成することが可能である。
【００６１】
封止部１４は、例えば、エポキシ樹脂又はシリコーン等の透明材料によって形成され、屈折率が、例えば、１．４０〜１．６０とされている。従って、封止部１４の屈折率は導光板６の屈折率と同じか近い値にされている。
【００６２】
発光ダイオードパッケージ１１には発光ダイオード１２に通電するための端子１５、１５が設けられ、該端子１５、１５の一部がパッケージ本体１３から突出されている。端子１５、１５は発光ダイオード１２、１２、・・・の駆動回路が形成された基板１０に接合されている。
【００６３】
中間導光部９、９はそれぞれ導光板６の側面６ｄ、６ｄと発光ユニット８、８との間に配置されている。中間導光部９は、例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂又はシリコーン等の透明材料によって基板１０と同じ方向に長くされた板状に形成されている。中間導光部９は横断面形状が長方形状に形成されている（図３参照）。
【００６４】
中間導光部９は、屈折率が、例えば、１．４０〜１．６０とされている。従って、中間導光部９の屈折率は導光板６及び発光ダイオードパッケージ１１、１１、・・・の封止部１４、１４、・・・の屈折率と同じか近い値にされている。
【００６５】
中間導光部９は導光板６の側面６ｄ側を向く第１の面９ａと該第１の面９ａの反対側に位置する第２の面９ｂとを有し、第１の面９ａが側面６ｄに密着され、第２の面９ｂが発光ダイオードパッケージ１１の封止部１４における中間導光部９に対向した面の全面に密着されている。
【００６６】
中間導光部９は、例えば、導光板６の厚み方向における幅（前後の幅）Ｈが導光板６の厚みＴに対して小さくされ、中間導光部９が導光板６の側面６ｄに密着された状態において、導光板６の側面６ｄの前端部と後端部にはそれぞれ中間導光部９が接触されていない非接触部６ｅ、６ｅが形成される。
【００６７】
中間導光部９の前後両面は導光板６及び封止部１４の何れにも接触していない非接触出光面９ｃ、９ｃとして形成されている。
【００６８】
面光源装置４において、図３に示すように、封止部１４の屈折率をｎ１とし、導光板６の屈折率をｎ２とし、導光板６の厚み方向を含む面内において発光ダイオード１２から出射された光の光軸Ｐに対する封止部１４の内部を進行する光の進行方向の角度をθとすると、
θ＝sin−１［ｎ２／ｎ１・sin｛π／２−sin−１（１／ｎ２）｝］・・・数式（１）
を少なくとも満足する範囲に中間導光部９の第１の面９ａが形成されている。数式（１）は発光ダイオード１２から出射され封止部１４を透過されて導光板６に入射される光が、導光板６の出光面６ａに達したときに該出光面６ａで内面反射が行われる臨界角を示す数式である。
【００６９】
基板１０、１０の発光ダイオードパッケージ１１、１１、・・・が搭載された面と反対の面側には、それぞれ放熱部材１６、１６が配置されている。放熱部材１６、１６は発光ダイオードパッケージ１１、１１、・・・の発光ダイオード１２、１２、・・・からの光の出射時に発生する熱を外部へ放出する役割を果たす。
【００７０】
導光板６の出光面６ａに対向する位置には複数の光学シート１７、１７、１７が配置されている。光学シート１７、１７、１７としては、例えば、発光ダイオード１２、１２、・・・から出射された光を屈折させて所定の方向へ導くプリズムシート、発光ダイオード１２、１２、・・・から出射された光の偏光方向を変換する偏光方向変換シート、発光ダイオード１２、１２、・・・から出射された光を拡散して表示パネル３における輝度バラツキの低減を図るための拡散シート等が用いられている。
【００７１】
光学シート１７、１７、１７は、外周部がフレーム５の内フランジ部５ａによって前方から閉塞されている。
【００７２】
以上のように構成された面光源装置４において、発光ダイオード１２、１２、・・・から光が出射されると、図５及び図６に示すように、出射された光は封止部１４、１４、・・・を透過されて中間導光部９、９に第２の面９ｂ、９ｂから入射される。封止部１４、１４、・・・から中間導光部９、９の第２の面９ｂ、９ｂに光が入射されるときには、封止部１４、１４、・・・に第２の面９ｂ、９ｂが密着されているため、封止部１４、１４、・・・において光は内面反射され難く、中間導光部９、９に入射される。また、封止部１４、１４、・・・と中間導光部９、９の屈折率が同じか近い値にされているため、封止部１４、１４、・・・と中間導光部９、９の境界面においてほとんど光は屈折しない。
【００７３】
発光ダイオード１２、１２、・・・から出射され導光板６の厚み方向に拡散される光の状態に関しては、図５に示すように、光は中間導光部９、９に入射されて該中間導光部９、９を透過され、第１の面９ａ、９ａ又は非接触出光面９ｃ、９ｃから出光される。
【００７４】
このとき中間導光部９、９の第１の面９ａ、９ａから出光された光は、導光板６に側面６ｄ、６ｄへ向かう。光が中間導光部９、９から導光板６へ向かうときには、中間導光部９、９の第１の面９ａ、９ａが導光板６の側面６ｄ、６ｄに密着されているため、中間導光部９、９において光は内面反射され難く、導光板６に入射される。また、このとき中間導光部９、９と導光板６の屈折率が同じか近い値にされているため、中間導光部９、９と導光板６の境界面においてほとんど光は屈折しない。
【００７５】
また、非接触出光面９ｃ、９ｃから出光された光は、一旦、空気層１８、１８に至ってから導光板６に非接触部６ｅ、６ｅから入射される。光は非接触出光面９ｃ、９ｃから空気層１８、１８に出射されるときに、非接触出光面９ｃ、９ｃと空気層１８、１８の境界面で非接触出光面９ｃ、９ｃに近付く方向へ屈折される。また、光は空気層１８、１８から導光板６に入射されるときに、空気層１８、１８と導光板６の境界面で側面６ｄ、６ｄから離隔する方向へ屈折される。
【００７６】
従って、発光ダイオード１２、１２、・・・から出射され導光板６の厚み方向に拡散される光の状態に関しては、集光される方向へ屈折される。
【００７７】
上記のようにして中間導光部９、９の第１の面９ａ、９ａから導光板６に入射され出光面６ａに達した光は、第１の面９ａ、９ａが上記した数式（１）を満足するように形成されているため、出光面６ａで内面反射され導光板６の内部を発光ダイオードパッケージ１１、１１、・・・から離隔する方向へ導かれる。
【００７８】
また、中間導光部９の前側の非接触出光面９ｃから導光板６に入射され出光面６ａに達した光は、上記したように、非接触出光面９ｃと空気層１８の境界面で非接触出光面９ｃ、９ｃに近付く方向へ屈折されると共に空気層１８と導光板６の境界面で側面６ｄから離隔する方向へ屈折されるため、出光面６ａに大きな入射角度ψ（図５参照）で達し、出光面６ａで内面反射され導光板６の内部を発光ダイオードパッケージ１１、１１、・・・から離隔する方向へ導かれる。
【００７９】
このように中間導光部９から導光板６に入射され出光面６ａに達した光は、該出光面６ａで内面反射され導光板６の内部を発光ダイオードパッケージ１１、１１、・・・から離隔する方向へ導かれるため、導光板６の外周部６ｃから光が出光され難く、この外周部６ｃからの光漏れが防止される。
【００８０】
中間導光部９から導光板６に入射され出光促進面６ｂへ向かった光のうち、出光促進面６ｂのドットパターンに達した光は、該ドットパターンによって散乱されて出光面６ａから表示パネル３へ向けて出光される。中間導光部９から導光板６に入射され出光促進面６ｂへ向かった光のうち、ドットパターン間に達した光は反射シート７側へ一旦出光され、該反射板７によって反射されて再び導光板６に入射され、内面反射又はドットパターンによる散乱が行われる。
【００８１】
図７は、面光源装置４と従来の面光源装置ａ、ｕ（上記「背景技術」の項において記載）について、一つの発光ダイオードを点灯したときの導光板上における輝度分布を比較して示した図である。上段が面光源装置４、中段が従来の面光源装置ａ、下段が従来の面光源装置ｕにおける輝度分布を示す図である。図中、横軸は導光板の側面の長手方向における距離を示し、縦軸は導光板において光が導かれる方向の距離を示す。距離０の位置が発光ダイオードからの最短位置を示す。
【００８２】
図８は、面光源装置４と従来の面光源装置ａ、ｕについて、複数の発光ダイオードを点灯したときの導光板上における輝度分布を比較して示した図である。上段が面光源装置４、中段が従来の面光源装置ａ、下段が従来の面光源装置ｕにおける輝度分布を示す図である。図中、横軸は導光板の側面の長手方向における距離を示し、縦軸は導光板において光が導かれる方向の距離を示す。距離０の位置が発光ダイオードからの最短位置を示す。
【００８３】
図７及び図８に示すように、面光源装置４にあっては、面光源装置ａ、ｕに比して高輝度の分布が発光ダイオードに近い側に寄った分布とならず、輝度の均一性が高くなっている。
【００８４】
図９は、面光源装置４と従来の面光源装置ａ、ｕについて、一つの発光ダイオードを点灯したときの輝度分布を比較して示したグラフ図であり、図７のＩＸ−ＩＸ線に沿う分布を示している。図中、横軸は発光ダイオード側の端面からの距離を示し、縦軸は輝度を示す。横軸における距離０の位置が発光ダイオード側の端面の位置を示す。
【００８５】
図９に示すように、面光源装置４の輝度分布と面光源装置ａの輝度分布とは略同じであるが、面光源装置４においては距離による輝度の差が小さく、面光源装置ｕにおいては距離による輝度の差が大きい。特に、面光源装置ｕにおいては発光ダイオードに近い位置での輝度が大きく光漏れの発生量が大きいが、面光源装置４においては発光ダイオードに近い位置での輝度が面光源装置ｕに比較して大幅に小さくされており、光漏れが低減されていることが解る。
【００８６】
以上に記載した通り、画像表示装置１にあっては、発光ダイオード１２、１２、・・・から出射された光を厚み方向に直交する方向に導くと共に厚み方向における一方の面が発光ダイオード１２、１２、・・・から出射された光を出光する出光面６ａとして形成され該出光面６ａの反対側の面が発光ダイオード１２、１２、・・・から出射された光を散乱し出光面６ａへ導く出光促進面６ｂとして形成された導光板６と、発光ダイオードパッケージ１１、１１、・・・と導光板６の側面６ｄ、６ｄとの間に配置され第１の面９ａ、９ａと第２の面９ｂ、９ｂがそれぞれ導光板６の側面６ｄ、６ｄと発光ダイオードパッケージ１１、１１、・・・の封止部１４、１４、・・・とに密着されると共に発光ダイオード１２、１２、・・・から出射され封止部１４、１４、・・・を透過された光が入射され該入射された光を導光板６へ導く中間導光部９、９とを設け、封止部１４、１４、・・・の屈折率をｎ１とし、導光板６の屈折率をｎ２とし、発光ダイオード１２、１２、・・・から出射された光の光軸Ｐに対する封止部１４、１４、・・・の内部を進行する光の進行方向の角度をθとしたときに、上記した数式（１）を少なくとも満足する範囲に導光板６の側面６ｄ、６ｄに密着された中間導光部９、９の第１の面９ａ、９ａを形成し、発光ダイオード１２、１２、・・・から出射された光の一部を、中間導光部９、９の非接触出光面９ｃ、９ｃから出光させて導光板６に入射させるようにしている。
【００８７】
従って、導光板６の外周部６ｃから出光される光である漏れ光の発生が低減され光の利用効率が向上すると共に表示パネル３に照射される光の輝度の均一性が向上し表示パネル３における輝度ムラの発生の低減を図ることができる。
【００８８】
また、上記したように、中間導光部９、９の導光板６の厚み方向における幅Ｈを、導光板６の厚みＴより小さくしているため、中間導光部９、９の非接触出光面９ｃ、９ｃから空気層１８、１８へ向けて出射された光が該非接触出光面９ｃ、９ｃに近付く方向へ屈折されて導光板６に入射され、空気層１８、１８と導光板６の境界面でも側面６ｄ、６ｄから離隔する方向へ屈折されるため、非接触出光面９ｃ、９ｃから出射された光が集光する方向へ向かい、光漏れの防止を図ることができる。
【００８９】
さらに、画像表示装置１にあっては、発光ダイオードパッケージ１１、１１、・・・を導光板６の側面６ｄ、６ｄの長手方向に離隔して複数配置し、中間導光部９、９を導光板６の側面６ｄ、６ｄの長手方向に延びる形状に形成し、中間導光部９、９の第２の面９ｂ、９ｂを複数の発光ダイオードパッケージ１１、１１、・・・の封止部１４、１４、・・・にそれぞれ密着させるようにしているため、面光源装置４に必要な光量に応じた数の発光ダイオードパッケージ１１、１１、・・・に最小限の数の中間導光部９、９を密着させることが可能となり、部品点数の削減を図りつつ面光源装置４に必要な光量を確保することができる。
【００９０】
尚、上記には、導光板６の上方と下方にそれぞれ発光ユニット８、８を配置した例を示したが、発光ユニット８の配置位置は導光板６の上方と下方に限られることはなく、導光板６の外周面の外側に対向して配置されていれば任意の位置に配置することができ、また、発光ユニット８の数も任意に設定することができる。例えば、二つの発光ユニット８、８を導光板６の左方と右方にそれぞれ配置してもよく、一つの発光ユニット８を導光板６の左方、右方、上方又は下方の何れかの位置に配置してもよく、さらに、四つの発光ユニット８、８、・・・を導光板６の左方、右方、上方及び下方の位置にそれぞれ配置してもよい。
【００９１】
また、図１０に示すように、導光板６の厚み方向に離隔して発光ダイオードパッケージ１１、１１、・・・を複数段、例えば、２段に配置することも可能である。このように発光ダイオードパッケージ１１、１１、・・・を複数段に配置することにより、面光源装置４の光量を増加させることができ、高輝度化に対応することができる。
【００９２】
上記には、発光ダイオードパッケージ１１、１１、・・・の封止部１４、１４、・・・と中間導光部９、９と導光板６をそれぞれ別部材として設けた例を示したが、これらの封止部１４、１４、・・・と中間導光部９、９と導光板６は何れかの二つの部材を一体に形成することができる。
【００９３】
例えば、図１１に示すように、中間導光部９と導光板６を一体に形成することができる。中間導光部９と導光板６を一体に形成することにより、部品点数を削減することができると共に中間導光部９と導光板６の密着作業を省略することができる。
【００９４】
また、図１２に示すように、中間導光部９と封止部１４、１４、・・・を一体に形成することができる。中間導光部９と封止部１４、１４、・・・を一体に形成することにより、部品点数を削減することができると共に中間導光部９と封止部１４、１４、・・・の密着作業を省略することができる。
【００９５】
以下に、中間導光部９の変形例について説明する（図１３及び図１４参照）。
【００９６】
第１の変形例に係る中間導光部９Ａは、図１３に示すように、導光板６側の端部が該導光板６の厚み方向へ突出され、横断面形状が凸状を為すように形成されている。
【００９７】
中間導光部９Ａを用いた場合には、非接触出光面９ｃ、９ｃから出光された光は、一旦、空気層１８、１８に至ってから再び中間導光部９Ａに入射され、再び中間導光部９Ａに入射されるときに空気層１８、１８と中間導光部９Ａの境界面で集光する方向へ屈折される。再び中間導光部９Ａに入射された光は、該中間導光部９Ａを透過されて側面６ｄから導光板６に入射される。
【００９８】
第２の変形例に係る中間導光部９Ｂは、図１４に示すように、横断面形状が台形状を為すように形成されている。中間導光部９Ｂは、非接触出光面９ｃ、９ｃが発光ダイオードパッケージ１１、１１、・・・から導光板６に近付くに従って互いに離隔するように傾斜されている。
【００９９】
発光ダイオード１２から出射された光は非接触出光面９ｃ、９ｃで内面反射されて導光板６に入射される可能性がある（図１４に示す光路Ｓ）が、中間導光部９Ｂを用いた場合には非接触出光面９ｃが傾斜されているため、図１４に示すように、非接触出光面９ｃで内面反射された光が大きな入射角ψで導光板６の出光面６ａに達し、該出光面６ａに達した光が内面反射し易くなる。従って、漏れ光の発生を低減することができる。尚、図１４に、傾斜されていない非接触出光面９ｃで内面反射された光の経路を破線Ｓ′で示す。
【０１００】
上記した発明の最良の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施する際の具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】図２乃至図１４と共に本発明面光源装置及び画像表示装置を実施するための最良の形態を示すものであり、本図は、画像表示装置を示す概略斜視図である。
【図２】面光源装置を示す概略分解斜視図である。
【図３】面光源装置の一部を示す拡大断面図である。
【図４】面光源装置の一部を示す拡大正面図である。
【図５】図３における光路を示す拡大断面図である。
【図６】図４における光路を示す拡大正面図である。
【図７】本発明面光源装置と従来の面光源装置について、一つの発光ダイオードを点灯したときの導光板上における輝度分布を示す図である。
【図８】本発明面光源装置と従来の面光源装置について、複数の発光ダイオードを点灯したときの導光板上における輝度分布を示す図である。
【図９】本発明面光源装置と従来の面光源装置について、一つの発光ダイオードを点灯したときの輝度分布を比較して示すグラフ図である。
【図１０】発光ダイオードパッケージが２段に配置された例を示す拡大断面図である。
【図１１】中間導光部と導光板が一体に形成された例を示す拡大断面図である。
【図１２】中間導光部と発光ダイオードパッケージの封止部が一体に形成された例を示す拡大断面図である。
【図１３】第１の変形例に係る中間導光部が配置された例を示す拡大断面図である。
【図１４】第２の変形例に係る中間導光部が配置された例を示す拡大断面図である。
【図１５】図１６と共に従来の面光源装置を示すものであり、本図は、一部を示す拡大断面図である。
【図１６】一部を示す拡大正面図である。
【図１７】従来の問題点を示す概念図である。
【図１８】従来の別の問題点を示す概念図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１…画像表示装置、３…表示パネル、４…面光源装置、６…導光板、６ａ…出光面、６ｂ…出光促進面、６ｄ…側面（外周面）、９…中間導光部、９ａ…第１の面、９ｂ…第２の面、９ｃ…非接触出光面、１０…基板、１１…発光ダイオードパッケージ、１２…発光ダイオード、１４…封止部、９Ａ…中間導光部、９Ｂ…中間導光部
【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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