CN101680634A - 照明装置和液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供照明装置和液晶显示装置。本发明的背光源(照明装置)是具有多个由至少一个点状的光源(5)、和使来自该光源的光扩散而面发光的导光体(7)构成的发光单元(11)的串联型的背光源。在该发光单元(11)中，导光区域(9)的长度(X)被设定为，使得从光源(5)射出而在导光体(7)内呈放射状扩散的光束的横截面的大小，在发光区域(10)与导光区域(9)的分界面为该分界面的大小以上。而且，当使从光源(5)朝向发光区域(10)的方向为长度方向(D1)时，导光区域的长度方向(D1)的距离(X)小于发光区域的长度方向(D1)的距离(Y)。由此，能够实现使来自光源的光更均匀地射出，并且能够抑制照明装置的厚度增加的照明装置。

Description

照明装置和液晶显示装置

技术领域

本发明涉及用作液晶显示装置的背光源等的照明装置，和具有该照明装置的液晶显示装置。

背景技术

近年来，代替阴极射线管(CRT)迅速普及的液晶显示装置，利用其节能型、薄型、轻量型等优点而被广泛应用于液晶电视、监视器、便携式电话等中。作为进一步活用这些优点的方法，能够举出配置在液晶显示装置的背后的照明装置(所谓的背光源)的改良。

照明装置主要分为边光型(也称为边缘光型)和直下型。边光型具有在液晶显示面板的背后设置有导光体、在导光体的横端部设置有光源的结构。从光源射出的光由导光体反射，间接地均匀照射液晶显示面板。根据该构造，虽然亮度低，但能够实现为薄型化且亮度均匀性优异的照明装置。因此，边光型的照明装置主要在便携式电话、笔记本电脑等中小型液晶显示器中使用。

作为边光型照明装置的一个例子，能够举出专利文献1所记载的照明装置。在专利文献1中记载有一种面发光装置，其在导光板的反射面上形成有多个点，使得能够从发光面发出均匀的光。在该面发光装置中，反射面的角部由于光源的指向性而没有光到达，于是变暗，因此，使该角部的点的密度相比于其它部分更高。

此外，直下型的照明装置，在液晶显示面板的背后排列有多个光源，并直接照射液晶显示面板。从而，即使是大画面也容易得到高亮度，主要在20英寸以上的大型液晶显示器中使用。但是，现有的直下型的照明装置的厚度为约20mm～40mm左右，会妨碍显示器的进一步薄型化。

通过使光源与液晶显示面板的距离接近，能够在大型液晶显示器中达到进一步的薄型化，但是在该情况下，如果光源的数量不多，则不能够得到照明装置的亮度均匀性。另一方面，如果增加光源的数量则成本变高。因此，希望不增加光源的数量地开发薄型且亮度均匀性优异的照明装置。

一直以来，为了解决这些问题，尝试了通过排列多个边光型的照明装置而使大型液晶显示器薄型化。

例如，在专利文献2中公开了使板状的导光块部分重叠地串联(tandem)排列，并具有向各导光块分别供给一次光的一次光源的面光源装置。根据这样的构造，能够以紧凑的构造确保广发光区域，因此能够适用于大型的液晶显示器。

此外，在专利文献3中，公开了排列多个多边形状的发光模块而进行配置的结构的照明装置。该发光模块为在发光体的端部配置有LED等光源的构造。

如上所述，排列多个组合光源和导光体而构成的发光单元而构成的照明装置，被称为串联型的照明装置。

但是，在上述组合导光体和光源而构成的照明装置中，在作为光源使用发光二极管(LED)这样的点光源的情况下，为了使得从导光体的光出射面整体发出更均匀的光，优选设置有用于将从上述光源射出的光充分扩散、并导向光出射面的导光部。

例如，在专利文献3公开的照明装置中，如该文献的图4等所示，光输入结合部分(3)作为上述导光部起作用。即，具有下述结构：从LED光源(2)射出的光在通过光输入结合部分(3)的过程中扩散，之后从发光体(9)的光出射面(6)射出。

但是，在组合点光源和导光体而构成的、具有上述这样的导光部的现有的照明装置中，没有考虑设置在光源与光出射面之间的导光部的长度，因此，仍然会产生来自光出射面的发光状态不均匀的问题。

具体地说，在上述结构的照明装置中，如果从光源到导光部与发光部的边界的距离(即，从光源朝向发光部的方向上的导光部的长度)短，则产生来自光源的光在导光部中未充分扩散(即，在未扩散至导光体的两端部时)即到达发光部的问题。这是因为，从设置有点光源的导光体外的空气层射入导光体内的光，根据斯涅耳定律而处于临界角以内。原因在于，射入导光体的具有一定的临界角的光束，虽然在导光部内行进的过程中放射状地扩散，但在未扩散至导光体整体时即到达发光部。

如果来自光源的光在没有充分扩散时即从发光部射出，则在导光体的光出射面存在没有光到达而较暗的部分，发光状态变得不均匀。在使用这样的照明装置作为背光源的显示装置中，可能会导致显示品质的下降。

另一方面，在串联型的照明装置中，如果从光源朝向发光部的方向上的导光部的长度过长，则在一个发光部之下两个以上的导光部重叠，成为总计三层以上的导光体的叠层构造。这样，当导光体多个重叠时，导致照明装置的厚度增加，结果妨碍显示器的薄型化。

专利文献1：日本公开专利公报“日本特开2003-43266号公报(公开日：2003年2月13日)”

专利文献2：日本公开专利公报“日本特开平11-288611号公报(公开日：1999年10月19日)”

专利文献3：日本公表专利公报“日本特表2006-522436号公报(公表日：2006年9月28日)”

专利文献4：日本公开专利公报“日本特开2003-132722号公报(公开日：2003年5月9日)”

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种照明装置，该照明装置通过规定从光源到导光部与发光部的边界的距离，能够使来自光源的光更均匀地射出，并且能够抑制照明装置的厚度增加。

为了解决上述问题，本发明的照明装置包括多个组合，该组合是至少一个点状的光源和使来自该光源的光扩散而面发光的导光体的组合，各导光体包括：具有发光面的发光部；和将来自上述光源的光导向该发光部的导光部，并且在一个导光体的导光部上，搭载有与该一个导光体相邻的另一个导光体的发光部，该照明装置的特征在于：以使得从上述光源射出并在上述导光体内呈放射状扩散的光束的横截面的大小，在上述发光部与上述导光部的分界面，为该分界面的大小以上的方式，设定存在于上述光源与上述发光部之间的上述导光部的长度，并且，当令从上述光源朝向上述发光部的方向为长度方向时，上述发光部的上述长度方向的距离Y与上述导光部的上述长度方向的距离X满足下述关系：

X＜Y(式1)。

根据上述结构，通过以上述方式规定存在于光源与发光部之间的导光部的长度(即，从光源朝向发光部的方向上的导光部的长度)，能够防止从点状的光源以处于一定的临界角内的方式射入导光体内的光，在未扩散到导光体内的整体时即到达发光部的情况。因此，能够防止由于来自光源的光在未充分扩散时即到达发光部、在导光体的发光面存在光到达的明亮部分和光未到达的暗部分而引起的亮度不均。从而，能够实现能够使来自光源的光更均匀地射出的照明装置。

此外，根据上述结构，在上述长度方向上导光部的距离小于发光部的距离，从而在以一个导光体的发光部搭载(搁)在另一个导光体的导光部上的方式配置各导光体的情况下，能够防止导光体重叠三层。因此，能够防止照明装置的厚度的增加。

此外，在本发明的照明装置中，当令与上述长度方向交叉的方向为宽度方向时，上述光源相对于一个上述导光体设置有一个，当令上述导光体的上述宽度方向的长度为L1、令上述导光体的折射率为n时，在上述光源设置在上述导光体的上述长度L1的中央部的情况下，存在于上述光源与上述发光部之间的上述导光部的上述长度方向的距离X优选为：

[数1]

$X\≥\frac{L1\×n\sqrt{\{1-(1/n^2\})}}{2}$ (式2)。

为了使从光源射入导光体的光到达上述发光部与上述导光部的整个分界面，使从光源向导光体以临界角射入的光在导光部内到达导光体的宽度方向的两侧的端部即可。

根据上述结构，上述距离X的下限值设置为使得从光源向导光体以临界角射入的光在上述发光部与上述导光部的分界面扩展至导光体的宽度方向上的两侧的端部的距离。因此，能够使从光源向导光体以临界角射入的光扩展至上述发光部与上述导光部的整个边界面。其中，临界角的大小由导光体的折射率决定。

此外，在本发明的照明装置中，当以与上述长度方向交叉的方向为宽度方向时，上述光源由发光色相互不同的多种光源构成，并且相对于一个上述导光体沿着上述宽度方向并排排列有多个，当令配置在排列方向的两端部的各光源间的距离为L2、令上述导光体的上述宽度方向的长度为L1、令上述导光体的折射率为n时，在上述多个光源设置在上述导光体的上述长度L1的中央部的情况下，存在于上述光源与上述发光部之间的上述导光部的上述长度方向的距离X优选为：

[数2]

$X\≥\frac{(L1+L2)n\sqrt{\{1-(1/n^2)\}}}{2}$ (式3)。

根据上述结构，上述距离X的下限值设定为，来自配置在距离导光体的一个端部最远的位置的光源的光在以临界角射入导光体的情况下，能够到达导光体的上述端部的距离。因此，对于多个光源全部而言，能够使从光源向导光体以临界角射入的光扩展至上述发光部与上述导光部的整个分界面。其中，临界角的大小由导光体的折射率决定。

而且，根据上述结构，在多个光源例如由红(R)、绿(G)、蓝(B)等不同的颜色的发光二极管构成的情况下，能够避免在各色的光未均匀地混合时即到达发光部的情况，能够使各色的光在发光部与导光部的分界面整体中均等地混合。

从而，根据上述结构，在光源由发光色相互不同的多种光源构成的情况下，能够在导光体的发光面发出更均匀的光。

另外，在专利文献4中公开了一种面状光源装置，该面状光源装置为了抑制在组合有各色的LED的情况下发生的色度不均的产生，在LED与导光板之间设置有使光分散的棱镜。但是，在这样的结构中，由于设置棱镜，光源与导光板的接触面积减少，因此来自作为光源的LED的光的利用效率下降。此外，在串联型的照明装置中，需要对各导光体分别新设置棱镜，或者，在利用射出成型等制作各导光板的情况下模型费用变高，由此存在导致成本上升的问题。与此相对，本发明的结构能够不增加新的部件地抑制亮度不均和色度不均的产生。

此外，在本发明的照明装置中，上述点状的光源优选为发光二极管。

根据上述结构，能够使照明装置小型且薄型。

此外，本发明的液晶显示装置的特征在于设置有上述任一照明装置作为背光源。

本发明的液晶显示装置设置本发明的照明装置作为背光源，从而能够对液晶显示面板照射更均匀的光，于是能够提高显示品质。

本发明的其它目的、特征和优点能够通过以下的记载而充分被理解。此外，本发明的优点能够通过参照附图的以下的说明而变得明确。

附图说明

图1是表示构成图2所示的液晶显示装置所具有的背光源的发光单元的结构的立体图。

图2是表示本发明的一个实施方式的液晶显示装置的结构的截面图。

图3是表示图2所示的液晶显示装置所具有的背光源的结构的平面图。

图4是用于说明图1所示的导光体中的导光区域和发光区域的长度的示意图。

图5是表示构成本发明的液晶显示装置所具有的背光源的发光单元的其它结构例的立体图。

符号说明

1液晶显示装置

2背光源(照明装置)

3液晶显示面板

5光源、LED(点状的光源)

6反射片

7导光体

7a导光体

7b导光体

9导光区域(导光部)

10发光区域(发光部)

11发光单元

12发光面

51发光单元

55光源、LED(点状的光源)

D1长度方向

D2宽度方向

n导光体的折射率

θ临界角

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的一个实施方式。但是，该实施方式所记载的构成部件的尺寸、材质、形状及其相对配置等，只要没有特别说明，均不限定本发明的范围，仅是说明例。

在本实施方式中，对具有多个发光单元的串联型的照明装置进行说明，其中，该发光单元是组合点光源和导光体而构成的。图2表示设置有串联型的照明装置作为背光源的液晶显示装置1的结构。

如图2所示，本实施方式的液晶显示装置1包括液晶显示面板3、配置在液晶显示面板3的背面的背光源2(照明装置)。背光源2向液晶显示面板3照射光。而且，液晶显示装置1是使来自背光源2的光透过而进行显示的透过型的液晶显示装置。

在本发明中，液晶显示面板3的结构并无特别限定，能够应用公知的液晶面板。虽然没有图示，液晶显示面板3例如构成为，具有形成有多个TFT(薄膜晶体管)的有源矩阵基板和与其相对的彩色滤光片基板，在这些基板间利用密封件封入有液晶。

接着，说明液晶显示装置1所具有的背光源2的结构。

如图2所示，背光源2配置在液晶显示面板3的背后(与显示面相反的一侧)，具有多个发光单元11，其中，该发光单元11是组合光源5和导光体7而构成的。

此处，参照图1说明发光单元11的更详细的构造。在一个发光单元11中，具有光源5、使来自光源5的光扩散而面发光的导光体7、配置有光源5的基板4、和反射片6等。

光源5是发光二极管(LED)等点状的光源。在本实施方式中，光源5由发光色相互不同的多种发光二极管构成。具体地说，上述光源5由排列配置有多个红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的发光二极管的LED组构成。通过由组合该三色的发光二极管构成光源，能够在发光面照射白色的光。

另外，发光二极管的颜色的组合能够基于各色的LED的发色特性、和根据液晶显示装置1的利用目的而希望获得的背光源的发色特性等而适当地决定。由该LED组构成的光源5安装在基板4上。其中，作为光源5，可以使用各色的LED芯片模制为一个封装体的边缘发光型的LED。由此，能够得到色再现范围广的背光源。

导光体7使从光源5射出的光从发光面(也称为光出射面)12面发光。发光面12是用于对作为照射对象的液晶显示面板3照射光的面。

在本实施方式中，导光体7由具有发光面12的发光区域10(发光部)、和将来自光源5的光导向该发光区域10的导光区域9(导光部)构成。光源5沿着距发光区域10最远的一侧的导光区域9的端部配置。而且，如图1所示，发光区域10的厚度比导光区域9的厚度大，在导光区域9与发光区域10之间设置有台阶。在发光区域10内，形成随着与光源5的距离变大，其厚度逐渐变小的形状。

此外，对导光体7的发光区域10的正面或背面，实施用于使被引导来的光在正面射出的加工、处理，能够从发光面12向液晶显示面板3侧高效地射出光。作为对导光体7的发光区域10的正面(发光面12)实施的加工、处理，例如能够举出棱镜加工、褶皱加工、印刷处理等，但没有特别限定，能够实施公知的射出加工。

导光体7只要由聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等透明树脂形成即可，没有特别限定，能够由作为导光体一般使用的材料形成。导光体7能够通过例如射出成型、压出成型、热压成型、切削加工等形成。但是，并不限定于这些方法，只要是能够发挥同样的特性的加工方法，则可以是任意的方法。

基板4用于配置光源5。基板4优选使用用于使亮度提高的白色的材料。另外，在基板4的背面(安装有光源5的面的相反侧的面)侧，虽然没有图示，但安装有对构成光源5的各LED进行点亮控制的驱动器。即，驱动器与LED一同安装在相同的基板4上。通过安装在同一基板上，能够减少基板的数量，并减少连结基板间的连接器等，因此能够达到装置的成本降低。此外，因为基板的数量变少，所以能够达到背光源2的薄型化。

反射片6的端部被夹在基板4与导光体7的端部之间，并且，反射片6以与导光体7的背面(与发光面12相对的面)接触的方式设置。反射片6反射光，使光从发光面12高效地射出。

本实施方式的背光源2排列多个具有上述结构的发光单元11而形成。在背光源2中，如图1和图2所示，发光区域10的厚度比导光区域9的厚度大，并且在一个导光体7的导光区域9上，与其相邻的另一个导光体7的发光区域10搭载在其上。将这样配置有发光单元11的背光源2称作串联构造的背光源。

图3以平面图表示发光单元11的配置的一个例子。图3所示的背光源2由8个发光单元11构成。在该背光源2中，以导光体7的发光区域10配置在其一个上方，并搭载在由网线表示的导光体7的导光区域9之上的方式依次配置有4个发光单元11……，并且同样的发光单元11……的组合在横向排列配置，形成同一表面状的发光面。另外，在本说明书中，将在一个导光体的导光区域之上，与其相邻的另一个导光体的发光区域搭载在其上而配置的方向称为长度方向D1，将与该长度方向交叉(大致正交)的方向称为宽度方向D2。换言之，在各发光单元11中从光源5朝向发光区域10的方向为长度方向D1。

如上所述，在串联配置有多个发光单元11的构造的上部配置有光学片8。光学片8是，用于向液晶显示面板3照射均匀的光的扩散板、使光聚光并散射的扩散片、使光聚光而提高正面方向的亮度的透镜片、和使光的一部分偏光成分反射并使另一部分的偏光成分透过从而提高液晶显示装置1的亮度的偏光反射片等中的某一个，或适当组合它们而构成。光学片8的结构根据液晶显示装置1的价格、性能决定即可。

根据上述结构，从点状的光源5射出的光在受到散射作用和反射作用的同时在导光体7内行进，从发光面12射出。在图1、图2中，以箭头表示光的行进方向。

而且，从发光面12射出的光，通过配置在导光体7的前表面的光学片8被扩散从而被均匀化，并且被聚光，之后照射至液晶显示面板3。

如本实施方式的背光源2所示，在组合点状的光源5和导光体7而构成的情况下，从光源5射出的光束在导光体7内具有临界角θ并放射状地扩展。

此处，所谓的临界角θ，是指从折射率低的空气层向折射率高的导光体照射的光能够入射的最大的折射角(距空气层与导光体的分界面的法线的倾斜角)。

例如，在导光体与空气体的分界面，因为导光体材料的折射率n2比空气层的折射率n1大(即，n1＜n2)，所以从空气层射入导光体的光，比入射光相对于法线的倾斜角(入射角)更向接近法线的方向折射。而且，最大入射角90度时的折射角成为上述临界角θ。

即，在本实施方式中，从设置在空气层中的光源5射出的光束在导光体7内具有临界角θ并放射状扩展。其中，空气层与导光体7的分界面的导光体7侧的临界角θ基于由导光体7的材料决定的折射率n，由斯涅耳法则决定。

导光体7的导光区域9起到使以该临界角θ射入导光体7内的光束在到达发光区域10之前能够充分扩展的效果。

但是，在现有的背光源中，导光区域9的长度(具体地说，从光源5朝向发光区域10的方向D1上的导光区域9的长度X)未被规定。因此，当导光区域9的长度比规定的值短时，向导光体7以临界角θ入射的光，在导光区域9内，在完全扩展遍导光体7的横向宽度之前即到达发光区域10。由此，在导光体7的发光面12产生下述问题，在导光体的宽度方向D2的两端部存在光不到达的暗的部分，发光状态变得不均匀。在使用这样的照明装置作为背光源的显示装置中，导致显示品质的下降。

此外，特别是，如本实施方式的背光源2所示，在光源5由排列配置有多个红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的发光二极管的LED组构成的情况下，导光区域9也起到用于使各个颜色的光混合、在发光面12射出白色光的混色区域的作用。在这样的背光源2中，如果导光区域(混色区域)的长度较短，则各色的光不能够完全混合，分离成各颜色的光从发光区域10的发光面12射出，成为亮度不均的原因。

于是，在本发明中，设定存在于光源5与发光区域10之间的导光区域9的长度X，使得从光源5射出在导光体7内放射状扩展的光束的横截面的大小，在发光区域10与导光区域9的分界面处，为该分界面的大小以上。

通过如上所述规定导光区域9的长度X，能够防止从点状的光源5具有一定的临界角θ射入导光体7内的光在未扩展至整个导光体7内时即到达发光部。因此，能够防止由于在导光体7的发光面12存在光到达的明亮的部分和光不到达的暗部分而引起的亮度不均。

进而，在本发明中，如图1所示，在令导光体7中发光区域10的长度方向的距离为Y的情况下，导光区域9的距离X与发光区域10的距离Y满足下述关系：

X＜Y  (式1)。

即，在一个导光体7中，导光区域9的距离X小于发光区域10的距离Y。由此，能够防止串联配置各导光体时导光体重叠成三层的情况。因此，能够防止照明装置的厚度增加。

接着，参照图4说明导光区域9的长度X的具体设定方法。图4是为了说明导光区域9的优选长度X，示意性地表示由两个导光体7a、7b和LED组构成的光源5的平面图。

在图4中，表示在背光源2中，在宽度方向D2配置的两个导光体7a、7b。如图4所示，此处说明的例子中，光源5由红色的LED(R-LED)、绿色的LED(G-LED)、蓝色的LED(B-LED)、和绿色的LED(G-LED)以这一顺序沿着导光体的端部排列在宽度方向D2上的LED组构成。由该LED组构成的光源5相对于一个导光体各设置有一个。

此处，在构成光源5的一个LED组中，令配置在其排列方向的两端部的各光源间的距离(图4中为R-LED与G-LED的距离)为L2、令导光体7(7a、7b)的宽度方向D2的长度为L1、令导光体7的折射率为n。从设置有光源5的导光体外的空气层射入导光体7的光如上所述根据斯涅耳定律处于临界角θ以内。

此时，为了使从光源5向导光体7射入的光到达发光区域10与导光区域9的分界面整体，只要从光源5向导光体7以临界角θ射入的光在导光区域内到达导光体7的宽度方向D2上的两侧的端部即可。

满足这样的条件的距离X的下限值是，在来自构成光源5的多个LED中配置在距离导光体7的一个端部最远的位置的LED的光以临界角射入导光体7的情况下，能够到达导光体7的上述端部的距离。即，在图4中，从配置在最左侧的LED(即R-LED)以临界角θ向导光体7a射入的光，如虚线所示，在发光区域10与导光区域9的分界面上到达导光体7a的端部的情况下的距离为距离X的下限值即可。

这样的下限值X为满足下式的X的值：

tanθ＝{(L1+L2)/2}/X＝(L1+L2)/2X  (式a)。

此处，根据斯涅耳定律，得到：

sinθ＝1/n  (式b)。

此外，根据三角函数式，得到：

[数3]

$\tan \mathrm{\θ}=\frac{\sin \mathrm{\θ}}{\sqrt{(1-{\sin }^2\mathrm{\θ})}}$ (式c)。

根据上述(式a)～(式c)，X的下限值为满足下述(式d)的值：

[数4]

$(L1+L2)/2X=\frac{1}{n\sqrt{\{1-(1/n^2)\}}}$

$X=\frac{(L1+L2)n\sqrt{\{1-(1/n^2)\}}}{2}$ (式d)。

从而，距离X优选满足下述的(式3)：

[数5]

$X\≥\frac{(L1+L2)n\sqrt{\{1-(1/n^2)\}}}{2}$ (式3)。

另外，在满足上述(式3)的情况下，光源5配置在各导光体7的宽度方向D2的长度L1的中央部。由此，与光源5在导光体7的宽度方向D2上配置在偏向任一端部的位置的情况下相比较，能够将导光区域9的长度X设定得较短。

如上所述，基于从设置有光源5的导光体外的空气层射入导光体7的光，根据斯涅耳定律处于临界角θ以内的情况，导光区域9的长度X的优选范围按照上述(式3)被规定。其中，该临界角θ是由形成导光体7的材料的折射率n决定的值。

例如，在导光体7由聚碳酸酯形成的情况下，折射率n为1.59，临界角θ为38度。此外，在导光体7由PMMA(丙烯酸)形成的情况下，折射率n为1.49，临界角θ为42度。

此外，举出导光区域9的距离X的具体范围的一个例子。

例如，在导光体7由聚碳酸酯形成，导光体7的宽度方向D2的尺寸L1为24mm，构成光源5的两端的LED间的距离L2为3mm的情况下，X为16.6mm以上。另一方面，关于距离X的上限值，例如，在发光区域10的距离Y为27mm时，低于27mm即可。在具有这样的尺寸的发光单元11中，导光区域9的距离X例如能够为25mm。

根据组合上述发光单元11而构成的背光源2，对于多个光源全部来说，能够使从光源以临界角射入导光体的光扩展至上述发光部与上述导光部的分界面整体。而且，在多个光源由不同颜色的发光二极管构成的情况下，能够避免各色的光在未均匀混合时即到达发光部的情况，能够使各色的光在发光部与导光部的整个分界面均等地混合。

此外，根据上述结构，通过使导光区域9的距离X小于发光区域10的距离Y，能够防止在串联配置各导光体的情况下导光体重叠成三层的情况，能够防止照明装置的厚度增加。

接着，作为本发明的另一结构例，说明相对于一个导光体设置有一个作为光源的LED的情况。图5表示相对于一个导光体设置有一个作为光源的LED的发光单元51的构造。另外，在图5所示的发光单元51中，对具有与图1所示的发光单元11相同的构造和功能的部件，标注相同的部件符号并省略其说明。此外，关于串联配置各发光单元51的方法，能够使用与上述的发光单元11相同的方法，因此也省略其说明。

在图5所示的发光单元51中，相对于一个导光体7，一个白色的LED作为光源55配置在导光区域9的端部。而且，由该白色LED构成的光源55配置在导光体7的宽度方向D2上的长度L1的中央部。由此，与光源55在导光体7的宽度方向D2上配置在偏向任一端部的位置的情况相比较，能够将导光区域9的长度X设定得较短。

接着，说明导光区域9的长度X的下限值的具体设定方法。如上所述，在光源55仅由一个LED构成的情况下，为了使从光源55向导光体7射入的光到达发光区域10与导光区域9的整个分界面，从光源55向导光体7以临界角θ射入的光，在导光区域内到达导光体7的宽度方向D2上的两侧的端部即可。

满足这样的条件的距离X的下限值是，使从光源55以临界角θ向导光体射入的光在发光区域10与导光区域9的分界面上扩展至导光体7的宽度方向D2上的两侧的端部的距离。

这样的下限值X为满足下式的X的值：

tanθ＝(L1/2)/X＝L1/2X    (式a-2)。

此处，根据斯涅耳定律，得到：

sinθ＝1/n  (式b)。

此外，根据三角函数式，得到：

[数6]

$\tan \mathrm{\θ}=\frac{\sin \mathrm{\θ}}{\sqrt{(1-{\sin }^2\mathrm{\θ})}}$ (式c)。

根据上述(式a-2)～(式c)，X的下限值为满足下述(式d-2)的值：

[数7]

$L1/2X=\frac{1}{n\sqrt{\{1-(1/n^2)\}}}$

$X=\frac{L1\×n\sqrt{\{1-(1/n^2)\}}}{2}$ (式d-2)。

从而，距离X优选满足下述的(式2)：

[数8]

$X\≥\frac{L1\×n\sqrt{\{1-(1/n^2)\}}}{2}$ (式2)。

如上所述，基于从设置有光源5的导光体外的空气层射入导光体7的光，根据斯涅耳定律处于临界角θ以内的情况，导光区域9的长度X的优选范围按照上述(式2)被规定。其中，该临界角θ是由形成导光体7的材料的折射率n决定的值。

根据组合上述发光单元51而构成的背光源2，对于多个光源全部来说，能够使从光源以临界角射入导光体的光扩展至上述发光部与上述导光部的分界面整体。

另外，在发光单元51中，能够与发光单元11同样地规定导光区域的长度X的上限值。即，在令导光体7中发光区域10的长度方向的距离为Y时，导光区域9的距离X与发光区域10的距离Y满足以下关系：

X＜Y(式1)。

由此，能够防止在串联配置各导光体时导光体重叠成三层的情况。因此，能够防止照明装置的厚度增加。

如上所述，在本实施方式中，举出由相对于一个光源(LED组或LED)设置有一个导光体的发光单元构成的背光源为例进行了说明。但是，在本发明中，导光体没有必要按照光源进行划分，可以是在宽度方向D2上一体成型而相连的形状。

这样，在导光体在宽度方向上一体成型的情况下，通过决定相邻配置的LED组间的距离和导光体的导光区域的长度，能够达到本发明的目的。即，决定各LED组间的距离和导光区域的长度，使得来自各LED组的光至少在到达发光区域之前(即，在导光区域内)行遍导光体的整个宽度方向。

此外，在上述实施方式中，以作为光源使用发光二极管(LED)的情况为例进行了说明，但本发明并非必须限定于这样的结构，只要是点状的光源则可以为任何结构。

本发明的照明装置，如上所述，设定存在于上述光源与上述发光部之间的上述导光部的长度，使得从上述光源射出在上述导光体内呈放射状扩展的光束的横截面的大小，在上述发光部与上述导光部的分界面为该分界面的大小以上，并且，当令从上述光源朝向上述发光部的方向为长度方向时，上述发光部的上述长度方向的距离Y和上述导光部的上述长度方向的距离X满足下述关系：

X＜Y  (式1)。

根据上述结构，能够防止由于来自光源的光在未充分扩散时即到达发光部，在导光体的发光面存在光到达的明亮部分和光未到达的暗部分而引起的亮度不均。从而，能够实现能够使来自光源的光更均匀地射出的照明装置。

此外，如上所述，本发明的液晶显示装置具有上述任一个照明装置作为背光源。

根据上述结构，能够相对于液晶显示面板照射更均匀的光，因此能够达到能够提高显示品质的效果。

在详细说明本发明的项中介绍的具体的实施方式和实施例，仅是为了明确本发明的技术内容而进行的说明，不应该狭义地解释为本发明仅限定于这些具体例，在本发明的精神和权利请求的范围内能够进行各种变更而实施。

产业上的可利用性

根据本发明，能够提供能够使来自光源的光更均匀地射出，并且能够抑制照明装置的厚度增加的照明装置。本发明的照明装置能够适用于液晶显示装置的背光源。

Claims (5)

1.一种照明装置，其包括多个组合，该组合是至少一个点状的光源和使来自该光源的光扩散而面发光的导光体的组合，各导光体包括：具有发光面的发光部；和将来自所述光源的光导向该发光部的导光部，并且在一个导光体的导光部上，搭载有与该一个导光体相邻的另一个导光体的发光部，该照明装置的特征在于：

存在于所述光源与所述发光部之间的所述导光部的长度被设定为，使得从所述光源射出并在所述导光体内呈放射状扩散的光束的横截面的大小，在所述发光部与所述导光部的分界面为该分界面的大小以上，并且，

当令从所述光源朝向所述发光部的方向为长度方向时，所述发光部的所述长度方向的距离Y与所述导光部的所述长度方向的距离X满足下述关系：

X＜Y(式1)。

2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：

当令与所述长度方向交叉的方向为宽度方向时，

所述光源相对于一个所述导光体设置有一个，

当令所述导光体的所述宽度方向的长度为L1、令所述导光体的折射率为n时，

在所述光源设置在所述导光体的所述长度L1的中央部的情况下，存在于所述光源与所述发光部之间的所述导光部的所述长度方向的距离X为：

[数1]

$X\≥\frac{L1\×n\sqrt{\{1-(1/n^2)\}}}{2}$ (式2)。

3.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：

当以与所述长度方向交叉的方向为宽度方向时，

所述光源由发光色相互不同的多种光源构成，并且相对于一个所述导光体沿着所述宽度方向并排排列有多个，当令配置在排列方向的两端部的各光源间的距离为L2、令所述导光体的所述宽度方向的长度为L1、令所述导光体的折射率为n时，

在所述多个光源设置在所述导光体的所述长度L1的中央部的情况下，存在于所述光源与所述发光部之间的所述导光部的所述长度方向的距离X为：

[数2]

$X\≥\frac{L1\×n\sqrt{\{1-(1/n^2)\}}}{2}$ (式3)。

4.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的照明装置，其特征在于：

所述点状的光源为发光二极管。

5.一种液晶显示装置，其特征在于：

作为背光源，设置有权利要求1至权利要求4中任一项所述的照明装置。

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