JP2009117206A - 面光源装置及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 色ムラの低減を図る。
【解決手段】 発光ダイオード１３から出射された光を導き出光面６ａと出光促進面６ｃを有する導光板６と、導光板の外周面６ｅと発光ダイオードパッケージ１２の封止部１５とに対向して位置され光を導光板へ導く中間導光部１０とを設け、発光ダイオードパッケージを導光板の厚み方向に離隔して配置し、中間導光部に全反射面１０ｃを形成し、導光板の屈折率をｎ、導光板の厚みをＬ１、出光促進面と該出光促進面に最も近い側に配置された発光ダイオードとの距離をＬ２、出光促進面に最も近い側に配置された発光ダイオードと全反射面で内面反射された光が導光板の出光促進面に達した位置との距離をＬ３、発光ダイオードの導光板の厚み方向における幅をＬ４としたときに、距離Ｌ３が、Ｌ３＜Ｌ１・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝＋（Ｌ１−Ｌ２−Ｌ４）・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝かつＬ３＞Ｌ２・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝を満足するようにした。
【選択図】 図４

Description

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全反射面が形成された中間導光部を設けて色ムラの低減を図る技術分野に関する。

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。

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。

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。

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。

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。

このようなサイドエッジ型の面光源装置には、導光板の側方に該導光板の厚み方向に離隔して複数段の発光ダイオードパッケージが配置されたものがある（例えば、特許文献１参照）。

以下に、導光板の厚み方向に離隔して複数段の発光ダイオードパッケージが配置された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２７参照）。

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。

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。

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は出光面ｅとして形成され、該出光面ｅの反対側の面は出光促進面ｆとして形成されている。出光促進面ｆ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ｇ、ｇ、・・・が形成されている。

反射板ｃは導光板ｂの出光促進面ｆに対向した状態で配置されている。

発光ダイオードパッケージｄ、ｄ、・・・は、導光板ｂの厚み方向に離隔して２段で配置され導光板ｂの側面ｈに対向する位置に該側面ｈの長手方向に離隔した状態で配置されている。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ｉと該発光ダイオードｉが配置されたパッケージ本体ｊとを有し、該パッケージ本体ｊには発光ダイオードｉを配置する配置凹部ｋが形成されている。パッケージ本体ｊの配置凹部ｋには、発光ダイオードｉを封止する封止樹脂ｌが充填されている。

発光ダイオードパッケージｄには発光ダイオードｉに通電するための端子ｍ、ｍが設けられ、該端子ｍ、ｍの一部がパッケージ本体ｊから突出されている。端子ｍ、ｍ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ｎに接続されている。

発光ダイオードパッケージｄ、ｄ、・・・はそれぞれ封止樹脂ｌ、ｌ、・・・が導光板ｂの側面ｈに対向した状態とされている。

面光源装置ａにおいて、発光ダイオードｉから光が出射されると、出射された光は封止樹脂ｌを透過されて導光板ｂに入射され、該導光板ｂの出光面ｅ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の出光促進面ｆに形成されたドットパターンｇ、ｇ、・・・に達した光は該ドットパターンｇ、ｇ、・・・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ｇ、ｇ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ｇ、ｇ、・・・による散乱が行われる。

光の出射時においては、導光板ｂの発光面ｅ側に配置された発光ダイオードパッケージｄの発光ダイオードｉから出射された光のうち、光軸Ｐより出光面ｅ側へ出射された光は、図２８に示すように、出光面ｅで内面反射され出光促進面ｆに達する。このとき出光促進面ｆにおける光の照射領域は、発光ダイオードパッケージｄから稍離隔した位置Ｐａが領域の外周となる照射領域Ｓａとされる。

導光板ｂの発光面ｅ側に配置された発光ダイオードパッケージｄの発光ダイオードｉから出射された光のうち、光軸Ｐより出光促進面ｆ側へ出射された光は、図２９に示すように、出光促進面ｆに達する。このとき出光促進面ｆにおける光の照射領域は、発光ダイオードパッケージｄから稍離隔した位置Ｐｂが領域の外周となる照射領域Ｓｂとされる。

導光板ｂの発光促進面ｆ側に配置された発光ダイオードパッケージｄの発光ダイオードｉから出射された光のうち、光軸Ｐより出光面ｅ側へ出射された光は、図３０に示すように、出光面ｅで内面反射され出光促進面ｆに達する。このとき出光促進面ｆにおける光の照射領域は、発光ダイオードパッケージｄから離隔した位置Ｐｃが領域の外周となる照射領域Ｓｃとされる。

導光板ｂの発光促進面ｆ側に配置された発光ダイオードパッケージｄの発光ダイオードｉから出射された光のうち、光軸Ｐより出光促進面ｆ側へ出射された光は、図３１に示すように、出光促進面ｆに達する。このとき出光促進面ｆにおける光の照射領域は、発光ダイオードパッケージｄに近い位置Ｐｄが領域の外周となる照射領域Ｓｄとされる。

特開２００６−１５６１９４号公報

ところが、上記した従来の面光源装置ａにあっては、導光板ｂの発光面ｅ側に配置された発光ダイオードパッケージｄの発光ダイオードｉから出射された光については、光軸Ｐより出光面ｅ側へ出射された光の照射領域Ｓａと光軸Ｐより出光促進面ｆ側へ出射された光の照射領域Ｓｂとが略同じ領域であるが、導光板ｂの発光促進面ｆ側に配置された発光ダイオードパッケージｄの発光ダイオードｉから出射された光については、光軸Ｐより出光面ｅ側へ出射された光の照射領域Ｓｃと光軸Ｐより出光促進面ｆ側へ出射された光の照射領域Ｓｄとが大きく異なる領域とされている。

従って、導光板ｂの発光面ｅ側に配置された発光ダイオードパッケージｄの発光ダイオードｉから出射される光と導光板ｂの発光促進面ｆ側に配置された発光ダイオードパッケージｄの発光ダイオードｉから出射される光の色域が異なる場合には、出光面ｅ側に配置された発光ダイオードパッケージｄの発光ダイオードｉから出射された光によって形成される輝度分布と出光促進面ｆ側に配置された発光ダイオードパッケージｄの発光ダイオードｉから出射された光によって形成される輝度分布とが大きく異なってしまい、顕著な色ムラが発生してしまうと言う問題がある。

尚、上記した色域が異なる場合とは、例えば、赤色、緑色、青色のように色域が異なる場合の他、白色発光ダイオードの製造バラツキに起因して白色の中で色域が異なる場合をも含む。

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、色ムラの低減を図ることを課題とする。

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、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ける一方の面が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して形成され該出光面の反対側に位置する他方の面が前記発光ダイオードから出射された光を散乱し前記出光面へ導く出光促進面として形成された導光板と、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前記封止部とに対向して位置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、前記複数の発光ダイオードパッケージが前記導光板の少なくとも厚み方向に離隔して配置され、前記導光板の前記出光促進面に最も近い側に配置された前記発光ダイオードパッケージの発光ダイオードから出射される光を前記導光板へ導く前記中間導光部には、前記第１の面と前記第２の面の間に位置し前記導光板の前記出光面側に配置された前記発光ダイオードパッケージ側を向く全反射面が形成され、前記導光板の屈折率をｎとし、前記導光板の厚みをＬ１とし、前記導光板の前記出光促進面と該出光促進面に最も近い側に配置された前記発光ダイオードパッケージの前記発光ダイオードとの距離をＬ２とし、前記出光促進面に最も近い側に配置された前記発光ダイオードパッケージの前記発光ダイオードと該発光ダイオードから出射され前記全反射面で内面反射された光が前記導光板の前記出光促進面に達した位置との距離をＬ３とし、前記発光ダイオードの前記導光板の厚み方向における幅をＬ４としたときに、前記距離Ｌ３が、Ｌ３＜Ｌ１・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝＋（Ｌ１−Ｌ２−Ｌ４）・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝かつＬ３＞Ｌ２・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝を満足するようにしたものである。

従って、面光源装置にあっては、中間導光部の全反射面に達した光が導光板の出光促進面へ向けて内面反射される。

上記面光源装置においては、全反射面に達した光を出光促進面の任意の位置に向けてより効果的に反射させるために、前記中間導光部の前記全反射面を前記発光ダイオードパッケージから前記導光板に近付くに従って該導光板の前記出光促進面から離隔するように形成することが望ましい。

また、面光源装置においては、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る。

さらに、面光源装置においては、前記中間導光部と前記発光ダイオードパッケージの前記封止部とを一体に形成することが可能である。

面光源装置においては、光の利用効率の向上のため、前記中間導光部の前記第１の面を前記導光板の前記外周面に密着させるようにすることが可能である。

また、光の利用効率の向上のために、前記中間導光部の前記第２の面を前記発光ダイオードパッケージの前記封止部に密着させるようにすることも可能である。

加えて、面光源装置において、前記発光ダイオードパッケージを前記導光板の前記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前記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前記封止部にそれぞれ密着させるようにすることが可能である。

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前記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ける一方の面が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して形成され該出光面の反対側に位置する他方の面が前記発光ダイオードから出射された光を散乱し前記出光面へ導く出光促進面として形成された導光板と、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前記封止部とに対向して位置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、前記複数の発光ダイオードパッケージが前記導光板の少なくとも厚み方向に離隔して配置され、前記導光板の前記出光促進面に最も近い側に配置された前記発光ダイオードパッケージの発光ダイオードから出射される光を前記導光板へ導く前記中間導光部には、前記第１の面と前記第２の面の間に位置し前記導光板の前記出光面側に配置された前記発光ダイオードパッケージ側を向く全反射面が形成され、前記導光板の屈折率をｎとし、前記導光板の厚みをＬ１とし、前記導光板の前記出光促進面と該出光促進面に最も近い側に配置された前記発光ダイオードパッケージの前記発光ダイオードとの距離をＬ２とし、前記出光促進面に最も近い側に配置された前記発光ダイオードパッケージの前記発光ダイオードと該発光ダイオードから出射され前記全反射面で内面反射された光が前記導光板の前記出光促進面に達した位置との距離をＬ３とし、前記発光ダイオードの前記導光板の厚み方向における幅をＬ４としたときに、前記距離Ｌ３が、Ｌ３＜Ｌ１・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝＋（Ｌ１−Ｌ２−Ｌ４）・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝かつＬ３＞Ｌ２・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝を満足するようにしたものである。

従って、画像表示装置にあっては、中間導光部の全反射面に達した光が導光板の出光促進面へ向けて内面反射される。

本発明面光源装置は、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、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ける一方の面が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して形成され該出光面の反対側に位置する他方の面が前記発光ダイオードから出射された光を散乱し前記出光面へ導く出光促進面として形成された導光板と、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前記封止部とに対向して位置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、前記複数の発光ダイオードパッケージが前記導光板の少なくとも厚み方向に離隔して配置され、前記導光板の前記出光促進面に最も近い側に配置された前記発光ダイオードパッケージの発光ダイオードから出射される光を前記導光板へ導く前記中間導光部には、前記第１の面と前記第２の面の間に位置し前記導光板の前記出光面側に配置された前記発光ダイオードパッケージ側を向く全反射面が形成され、前記導光板の屈折率をｎとし、前記導光板の厚みをＬ１とし、前記導光板の前記出光促進面と該出光促進面に最も近い側に配置された前記発光ダイオードパッケージの前記発光ダイオードとの距離をＬ２とし、前記出光促進面に最も近い側に配置された前記発光ダイオードパッケージの前記発光ダイオードと該発光ダイオードから出射され前記全反射面で内面反射された光が前記導光板の前記出光促進面に達した位置との距離をＬ３とし、前記発光ダイオードの前記導光板の厚み方向における幅をＬ４としたときに、前記距離Ｌ３が、Ｌ３＜Ｌ１・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝＋（Ｌ１−Ｌ２−Ｌ４）・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝かつＬ３＞Ｌ２・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝を満足するようにしたことを特徴とする。

従って、出光面側に配置された発光ダイオードパッケージの発光ダイオードから出射された光の照射パターンと出光促進面側に配置された発光ダイオードパッケージの発光ダイオードから出射された光の照射パターンとが略同じ照射パターンとなるため、色ムラを低減することができる。

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全反射面を前記発光ダイオードパッケージから前記導光板に近付くに従って該導光板の前記出光促進面から離隔するように形成したので、中間導光部の内部を通って全反射面に達した光を出光促進面の任意の位置に向けてより効果的に反射させることができる。

請求項３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。

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発光ダイオードパッケージの前記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。

請求項５に記載した発明にあっては、前記中間導光部の前記第１の面を前記導光板の前記外周面に密着させるようにしたので、発光ダイオードから出射された光が、中間導光部の第１の面で内面反射され難く、光の利用効率の向上を図ることが可能である。

請求項６に記載した発明にあっては、前記中間導光部の前記第２の面を前記発光ダイオードパッケージの前記封止部に密着させるようにしたので、発光ダイオードから出射された光が、封止部の中間導光部側の端面で内面反射され難く、光の利用効率の向上を図ることが可能である。

請求項７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前記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前記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前記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に最小限の数の中間導光部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に必要な光量を確保することができる。

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前記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ける一方の面が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して形成され該出光面の反対側に位置する他方の面が前記発光ダイオードから出射された光を散乱し前記出光面へ導く出光促進面として形成された導光板と、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前記封止部とに対向して位置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、前記複数の発光ダイオードパッケージが前記導光板の少なくとも厚み方向に離隔して配置され、前記導光板の前記出光促進面に最も近い側に配置された前記発光ダイオードパッケージの発光ダイオードから出射される光を前記導光板へ導く前記中間導光部には、前記第１の面と前記第２の面の間に位置し前記導光板の前記出光面側に配置された前記発光ダイオードパッケージ側を向く全反射面が形成され、前記導光板の屈折率をｎとし、前記導光板の厚みをＬ１とし、前記導光板の前記出光促進面と該出光促進面に最も近い側に配置された前記発光ダイオードパッケージの前記発光ダイオードとの距離をＬ２とし、前記出光促進面に最も近い側に配置された前記発光ダイオードパッケージの前記発光ダイオードと該発光ダイオードから出射され前記全反射面で内面反射された光が前記導光板の前記出光促進面に達した位置との距離をＬ３とし、前記発光ダイオードの前記導光板の厚み方向における幅をＬ４としたときに、前記距離Ｌ３が、Ｌ３＜Ｌ１・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝＋（Ｌ１−Ｌ２−Ｌ４）・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝かつＬ３＞Ｌ２・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝を満足するようにしたことを特徴とする。

従って、出光面側に配置された発光ダイオードパッケージの発光ダイオードから出射された光の照射パターンと出光促進面側に配置された発光ダイオードパッケージの発光ダイオードから出射された光の照射パターンとが略同じ照射パターンとなるため、色ムラを低減することができる。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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、９、９及び中間導光部１０、１０を有している（図２及び図３参照）。

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。

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に導くドットパターン６ｂ、６ｂ、・・・が形成され、出光面６ａの反対側の面が出光促進面６ｃとして形成されている。

導光板６の外周部６ｄ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。

反射シート７は導光板６の出光促進面６ｃに対向した状態で配置されている。 発光ユニット８、８、９、９は、導光板６の側面（外周面）６ｅ、６ｅ、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）。発光ユニット８、８は導光板６の出光面６ａ側に配置され、発光ユニット９、９は導光板６の出光促進面６ｃ側に配置されている。

発光ユニット８は、左右に長く形成された基板１１と該基板１１上に搭載された複数の発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・とによって構成されている。

基板１１には発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・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。

発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・は基板１１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）。

発光ダイオードパッケージ１２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１３と該発光ダイオード１３が配置されたパッケージ本体１４とを有し、該パッケージ本体１４には導光板６の側面６ｅ側に開口された配置凹部１４ａが形成されている。パッケージ本体１４の配置凹部１４ａには発光ダイオード１３が配置され、該発光ダイオード１３が配置凹部１４ａに充填された封止部１５によって封止されている。

発光ダイオード１３、１３、・・・としては、例えば、赤色の光を出射する発光ダイオード１３、１３、・・・と緑色の光を出射する発光ダイオード１３、１３、・・・と青色の光を出射する発光ダイオード１３、１３、・・・とによって構成される。尚、発光ダイオード１３、１３、・・・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１３、１３、・・・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。

封止部１５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１５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。

発光ダイオードパッケージ１２には発光ダイオード１３に通電するための端子１６、１６が設けられ、該端子１６、１６の一部がパッケージ本体１４から突出されている。端子１６、１６は発光ダイオード１３、１３、・・・の駆動回路が形成された基板１１に接合されている。

発光ユニット９は、左右に長く形成された基板１１と該基板１１上に搭載された複数の発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・とによって構成され、発光ユニット８と同様の構成とされている。

中間導光部１０、１０はそれぞれ導光板６の側面６ｅ、６ｅと発光ユニット９、９との間に配置されている。

中間導光部１０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１１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１０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１０の屈折率は導光板６及び発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・の封止部１５、１５、・・・の屈折率と同じか近い値にされている。

中間導光部１０は導光板６の側面６ｅ側を向く第１の面１０ａと該第１の面１０ａの反対側に位置する第２の面１０ｂとを有し、例えば、第１の面１０ａが側面６ｅに密着され、第２の面１０ｂが発光ダイオードパッケージ１２の封止部１５における中間導光部１０に対向した面の全面に密着されている。

尚、中間導光部１０は第１の面１０ａと第２の面１０ｂがそれぞれ側面６ｅと封止部１５に密着されておらず近接して位置されていてもよい。但し、中間導光部１０の第１の面１０ａと第２の面１０ｂがそれぞれ側面６ｅと封止部１５に密着されている場合には、発光ダイオード１３から出射された光が、封止部１５の中間導光部１０側の端面と中間導光部１０の第１の面１０ａで内面反射され難く、光の利用効率の向上を図ることが可能である。

中間導光部１０は、発光ユニット８の発光ダイオードパッケージ１２側を向く面が全反射面１０ｃとして形成され、この発光ダイオードパッケージ１２の略反対側を向く面が、非接触出光面１０ｄとして形成されている。中間導光部１０の全反射面１０ｃは発光ダイオードパッケージ１２から導光板６へ近付くに従って前方へ変位するように傾斜され、前方へ凸の緩やかな曲面に形成されている。中間導光部１０の非接触出光面１０ｄは後方を向く平面に形成されている。

面光源装置４において、図３に示すように、導光板６の屈折率をｎとし、導光板６の厚みをＬ１とし、導光板６の出光促進面６ｃと発光ユニット９における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３との距離をＬ２とし、発光ユニット９における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３と該発光ダイオード１３から出射され中間導光部１０の全反射面１０ｃで内面反射された光が出光促進面６ｃに達した位置との距離をＬ３とし、発光ユニット９における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３の導光板６の厚み方向における幅をＬ４としたときに、距離Ｌ３が、
Ｌ３＜Ｌ１・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝＋（Ｌ１−Ｌ２−Ｌ４）・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝・・・数式（１）
かつ
Ｌ３＞Ｌ２・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝・・・数式（２）
を満足するようにされている。

距離Ｌ３が数式（１）及び数式（２）を満足することにより、発光ユニット９における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３と該発光ダイオード１３から出射され中間導光部１０の全反射面１０ｃで内面反射された光が、導光板６の出光促進面６ｃにおける側面６ｅに接近した位置に達する。

基板１１、１１の発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・が搭載された面と反対の面側には、それぞれ放熱部材１７、１７が配置されている。放熱部材１７、１７は発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・の発光ダイオード１３、１３、・・・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。

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１８、１８、１８が配置されている。光学シート１８、１８、１８としては、例えば、発光ダイオード１３、１３、・・・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１３、１３、・・・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１３、１３、・・・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。

光学シート１８、１８、１８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。

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１３、１３、・・・から光が出射されると、出射された光は封止部１５、１５、・・・を透過される。

上記した光の出射時において、発光ユニット８における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３から出射された光のうち、光軸Ｐより出光面６ａ側へ出射された光は、図５に示すように、封止部１５を透過されて導光板６に入射され、導光板６の出光面６ａで内面反射され出光促進面６ｃに達する。このとき出光促進面６ｃにおける光の照射領域は、導光板６の側面６ｅから稍離隔した位置Ｐ１が領域の外周となる照射領域Ｓ１とされる。出光促進面６ｃに達した光は、ドットパターン６ｂ、６ｂ、・・・によって散乱され、又は、出光促進面６ｃから反射シート７に達し該反射シート７で反射されて再び導光板６に出光促進面６ｃから入射される。

発光ユニット８における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３から出射された光のうち、光軸Ｐより出光促進面６ｃ側へ出射された光は、図６に示すように、封止部１５を透過されて導光板６に入射され、導光板６の出光促進面６ｃに達する。このとき出光促進面６ｃにおける光の照射領域は、導光板６の側面６ｅに近い位置Ｐ２が領域の外周となる照射領域Ｓ２とされる。出光促進面６ｃに達した光は、ドットパターン６ｂ、６ｂ、・・・によって散乱され、又は、出光促進面６ｃから反射シート７に達し該反射シート７で反射されて再び導光板６に出光促進面６ｃから入射される。

発光ユニット９における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３から出射された光のうち、光軸Ｐより出光面６ａ側へ出射された光は、図７に示すように、封止部１５を透過されて中間導光部１０に入射される。中間導光部１０に入射された光は該中間導光部１０の全反射面１０ｃに達するか、又は、中間導光部１０の第１の面１０ａを透過されて導光板６に入射される。

中間導光部１０の全反射面１０ｃに達した光は、該全反射面１０ｃで内面反射され第１の面１０ａから導光板６に入射されて出光促進面６ｃに達する（図７参照）。このとき出光促進面６ｃにおける光の照射領域は、導光板６の側面６ｅから稍離隔した位置Ｐ３が領域の外周となる照射領域Ｓ３とされる。出光促進面６ｃに達した光は、ドットパターン６ｂ、６ｂ、・・・によって散乱され、又は、出光促進面６ｃから反射シート７に達し該反射シート７で反射されて再び導光板６に出光促進面６ｃから入射される。

一方、中間導光部１０の第１の面１０ａを透過されて導光板６に入射された光は、出光面６ａで内面反射され出光促進面６ｃに達する（図７参照）。このとき出光促進面６ｃにおける光の照射領域は、位置Ｐ３より導光板６の中心側の領域とされる。出光促進面６ｃに達した光は、ドットパターン６ｂ、６ｂ、・・・によって散乱され、又は、出光促進面６ｃから反射シート７に達し該反射シート７で反射されて再び導光板６に出光促進面６ｃから入射される。

発光ユニット９における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３から出射された光のうち、光軸Ｐより出光促進面６ｃ側へ出射された光は、図８に示すように、封止部１５を透過されて中間導光部１０に入射される。中間導光部１０に入射された光は該中間導光部１０を透過されて導光板６に入射される。このとき光は中間導光部１０の第１の面１０ａを透過されて導光板６に入射されるか、又は、中間導光部１０の非接触出光面１０ｄを透過されて空気層に至り該空気層から側面６ｅを経て導光板６に入射される。導光板６に入射された光は出光促進面６ｃに達する。出光促進面６ｃにおける光の照射領域は、導光板６の側面６ｅに近い位置Ｐ４が領域の外周となる照射領域Ｓ４とされる。出光促進面６ｃに達した光は、ドットパターン６ｂ、６ｂ、・・・によって散乱され、又は、出光促進面６ｃから反射シート７に達し該反射シート７で反射されて再び導光板６に出光促進面６ｃから入射される。

上記のように、導光板６の出光面６ａ側に位置する発光ユニット８における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３から出射された光の出光促進面６ｃに対する照射領域は、照射領域Ｓ１及び照射領域Ｓ２とされ（図５及び図６参照）、導光板６の出光促進面６ｃ側に位置する発光ユニット９における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３から出射された光の出光促進面６ｃに対する照射領域は、照射領域Ｓ３及び照射領域Ｓ４とされる（図７及び図８参照）。照射領域Ｓ１と照射領域Ｓ３は略同じ領域とされ、照射領域Ｓ２と照射領域Ｓ４は略同じ領域とされており、発光ユニット８における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３から出射された光と発光ユニット９における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３から出射された光の照射パターンは略同じ照射パターンとされている。

図９は、面光源装置４と従来の面光源装置ａ（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。図９は、中間導光部と導光板の側面を近接して配置し、中間導光部と封止部を密着して配置した状態で行った測定結果である。図中、横軸は距離を示し、縦軸は輝度を示す。横軸における右方へ行くに従って導光板６の側面６ｅから遠去かる位置とされている。

図９に示すように、面光源装置４に関して、発光ユニット８における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３から出射された光の輝度分布を輝度分布Ｘとし、発光ユニット９における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３から出射された光の輝度分布を輝度分布Ｙとし、面光源装置ａに関して、出光面ｅ側に配置された発光ダイオードパッケージｄの発光ダイオードｉから出射された光の輝度分布を輝度分布Ａ（輝度分布Ｘと同じ）とし、出光促進面ｆ側に配置された発光ダイオードパッケージｄの発光ダイオードｉから出射された光の輝度分布を輝度分布Ｂとすると、輝度分布Ｘに対する輝度分布Ｙが輝度分布Ａに対する輝度分布Ｂより近い輝度分布とされている。

従って、面光源装置４にあっては、面光源装置ａに比して、色ムラの発生が抑制される。

以下に、面光源装置の変形例について説明する（図１０乃至図１４参照）。尚、以下に示す変形例に係る面光源装置４Ａは、上記した面光源装置４と比較して、導光板６の出光面６ａ側に配置された発光ユニット８と導光板６の側面６ｅの間にも中間導光部が配置されていることのみが相違するため、面光源装置４と比較して異なる部分についてのみ詳細に説明をし、その他の部分については面光源装置４における同様の部分に付した符号と同じ符号を付して簡単に説明する。

変形例に係る面光源装置４Ａは導光板６、反射シート７、発光ユニット８、８、９、９及び中間導光部１０、１０、１０Ａ、１０Ａを有している（図１０参照）。

中間導光部１０Ａ、１０Ａはそれぞれ導光板６の側面６ｅ、６ｅ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１０Ａ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１１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１０Ａ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１０Ａの屈折率は導光板６及び発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・の封止部１５、１５、・・・の屈折率と同じか近い値にされている。

中間導光部１０Ａは、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。

中間導光部１０Ａは導光板６の側面６ｅ側を向く第１の面１０ｅと該第１の面１０ｅの反対側に位置する第２の面１０ｆとを有し、例えば、第１の面１０ｅが側面６ｅに密着され、第２の面１０ｆが発光ダイオードパッケージ１２の封止部１５における中間導光部１０Ａに対向した面の全面に密着されている。

尚、中間導光部１０Ａは第１の面１０ｅと第２の面１０ｆがそれぞれ側面６ｅと封止部１５に密着されておらず近接して位置されていてもよい。但し、中間導光部１０Ａの第１の面１０ｅと第２の面１０ｆがそれぞれ側面６ｅと封止部１５に密着されている場合には、発光ダイオード１３から出射された光が、封止部１５の中間導光部１０Ａ側の端面と中間導光部１０Ａの第１の面１０ｅで内面反射され難く、光の利用効率の向上を図ることが可能である。

中間導光部１０Ａは、導光板６の厚み方向へ突出された導光板６側の端部を除き、前方を向く面と後方を向く面がそれぞれ非接触出光面１０ｇ、１０ｇとして形成されている。

面光源装置４Ａにあっては、中間導光部１０Ａの非接触出光面１０ｇ、１０ｇから出光された光は、一旦、空気層に出光されてから再び中間導光部１０Ａに入射される。光は、空気層に出光されるときに中間導光部１０Ａと空気層の境界面で非接触出光面１０ｇ、１０ｇに近付く方向へ屈折され、再び中間導光部１０Ａに入射されるときに空気層と中間導光部１０Ａの境界面で集光する方向へ屈折される。再び中間導光部１０Ａに入射された光は、該中間導光部１０Ａを透過されて側面６ｅから導光板６に入射される。

尚、中間導光部１０Ａとして横断面形状が四角形状に形成されたものを使用することも可能であるが、四角形状に形成された中間導光部を用いたときには、導光板６に入射される光に関して設計上意図した光路を確保することができない場合がある。この場合には、例えば、四角形状に形成された中間導光部の幅（左右の幅）を所定の寸法に設定することにより設計上意図した光路を確保できる可能性があるが、中間導光部の幅を所定の寸法に設定した場合には、発光ユニット８の基板１１の位置と隣接する発光ユニット９の基板１１の位置とを左右方向において同じ位置に設定できない可能性がある。従って、横断面形状が四角形状の中間導光部を用いたときに、発光ユニット８の基板１１の位置と発光ユニット９の基板１１の位置とを左右方向において同じ位置に設定できない場合には、双方の基板１１、１１を別部材として配置する必要が生じる。

そこで、上記したように、横断面形状が凸状に形成された中間導光部１０Ａを用いることにより、非接触出光面１０ｇ、１０ｇから出光された光を所定の方向へ屈折させて設計上意図した光路を確保することができると共に中間導光部１０Ａを所定の幅（左右の幅）に形成することができる。従って、中間導光部１０Ａを用いることにより、設計上意図した光路を確保した上で発光ユニット８の発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・と発光ユニット９の発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・とを一つの基板１１上に配置することができる（図１２参照）。

面光源装置４Ａにおいても、面光源装置４と同様に、導光板６の屈折率をｎとし、導光板６の厚みをＬ１とし、導光板６の出光促進面６ｃと発光ユニット９における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３との距離をＬ２とし、発光ユニット９における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３と該発光ダイオード１３から出射され中間導光部１０の全反射面１０ｃで内面反射された光が出光促進面６ｃに達した位置との距離をＬ３とし、発光ユニット９における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３の導光板６の厚み方向における幅をＬ４としたときに、距離Ｌ３が、
Ｌ３＜Ｌ１・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝＋（Ｌ１−Ｌ２−Ｌ４）・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝・・・数式（１）
かつ
Ｌ３＞Ｌ２・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝・・・数式（２）
を満足するようにされている。

距離Ｌ３が数式（１）及び数式（２）を満足することにより、発光ユニット９における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３と該発光ダイオード１３から出射され中間導光部１０の全反射面１０ｃで内面反射された光が、導光板６の出光促進面６ｃにおける側面６ｅに接近した位置に達する。

以上のように構成された面光源装置４Ａにおいて、発光ダイオード１３、１３、・・・から光が出射されると、出射された光は封止部１５、１５、・・・を透過される。

上記した光の出射時において、発光ユニット８における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３から出射された光のうち、光軸Ｐより出光面６ａ側へ出射された光は、図１１に示すように、封止部１５を透過されて中間導光部１０Ａに入射される。中間導光部１０Ａに入射された光は導光板６に側面６ｅから入射され、出光面６ａで内面反射され出光促進面６ｃに達する。このとき出光促進面６ｃにおける光の照射領域は、導光板６の側面６ｅから稍離隔した位置Ｐ５が領域の外周となる照射領域Ｓ５とされる。出光促進面６ｃに達した光は、ドットパターン６ｂ、６ｂ、・・・によって散乱され、又は、出光促進面６ｃから反射シート７に達し該反射シート７で反射されて再び導光板６に出光促進面６ｃから入射される。

発光ユニット８における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３から出射された光のうち、光軸Ｐより出光促進面６ｃ側へ出射された光は、図１２に示すように、封止部１５を透過されて中間導光部１０Ａに入射される。中間導光部１０Ａに入射された光は導光板６に側面６ｅから入射され、導光板６の出光促進面６ｃに達する。このとき出光促進面６ｃにおける光の照射領域は、位置Ｐ５よりも導光板６の側面６ｅに近い位置Ｐ６が領域の外周となる照射領域Ｓ６とされる。出光促進面６ｃに達した光は、ドットパターン６ｂ、６ｂ、・・・によって散乱され、又は、出光促進面６ｃから反射シート７に達し該反射シート７で反射されて再び導光板６に出光促進面６ｃから入射される。

発光ユニット９における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３から出射された光のうち、光軸Ｐより出光面６ａ側へ出射された光は、図１３に示すように、封止部１５を透過されて中間導光部１０に入射される。中間導光部１０に入射された光は該中間導光部１０の全反射面１０ｃに達するか、又は、中間導光部１０の第１の面１０ｅを透過されて導光板６に入射される。

中間導光部１０の全反射面１０ｃに達した光は、該全反射面１０ｃで内面反射され第１の面１０ｅから導光板６に入射されて出光促進面６ｃに達する（図１３参照）。このとき出光促進面６ｃにおける光の照射領域は、導光板６の側面６ｅから稍離隔した位置Ｐ７が領域の外周となる照射領域Ｓ７とされる。出光促進面６ｃに達した光は、ドットパターン６ｂ、６ｂ、・・・によって散乱され、又は、出光促進面６ｃから反射シート７に達し該反射シート７で反射されて再び導光板６に出光促進面６ｃから入射される。

一方、中間導光部１０の第１の面１０ｅを透過されて導光板６に入射された光は、出光面６ａで内面反射され出光促進面６ｃに達する（図１３参照）。このとき出光促進面６ｃにおける光の照射領域は、位置Ｐ７より導光板６の中心側の領域とされる。出光促進面６ｃに達した光は、ドットパターン６ｂ、６ｂ、・・・によって散乱され、又は、出光促進面６ｃから反射シート７に達し該反射シート７で反射されて再び導光板６に出光促進面６ｃから入射される。

発光ユニット９における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３から出射された光のうち、光軸Ｐより出光促進面６ｃ側へ出射された光は、図１４に示すように、封止部１５を透過されて中間導光部１０に入射される。中間導光部１０に入射された光は該中間導光部１０を透過されて導光板６に入射される。このとき光は中間導光部１０の第１の面１０ｅを透過されて導光板６に入射されるか、又は、中間導光部１０の非接触出光面１０ｄを透過されて空気層に至り該空気層から側面６ｅを経て導光板６に入射される。導光板６に入射された光は出光促進面６ｃに達する。出光促進面６ｃにおける光の照射領域は、導光板６の側面６ｅに近い位置Ｐ８が領域の外周となる照射領域Ｓ８とされる。出光促進面６ｃに達した光は、ドットパターン６ｂ、６ｂ、・・・によって散乱され、又は、出光促進面６ｃから反射シート７に達し該反射シート７で反射されて再び導光板６に出光促進面６ｃから入射される。

上記のように、導光板６の出光面６ａ側に位置する発光ユニット８における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３から出射された光の出光促進面６ｃに対する照射領域は、照射領域Ｓ５及び照射領域Ｓ６とされ（図１１及び図１２参照）、導光板６の出光促進面６ｃ側に位置する発光ユニット９における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３から出射された光の出光促進面６ｃに対する照射領域は、照射領域Ｓ７及び照射領域Ｓ８とされる（図１３及び図１４参照）。照射領域Ｓ５と照射領域Ｓ７は略同じ領域であり、照射領域Ｓ６と照射領域Ｓ８はそれぞれ照射領域Ｓ５と照射領域Ｓ７より大きな領域とされており、発光ユニット８における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３から出射された光と発光ユニット９における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３から出射された光の照射パターンは略同じ照射パターンとされている。

図１５は、面光源装置４Ａと従来の面光源装置ａ（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。図１５は、中間導光部と導光板の側面を近接して配置し、中間導光部と封止部を密着して配置した状態で行った測定結果である。図中、横軸は距離を示し、縦軸は輝度を示す。横軸における右方へ行くに従って導光板６の側面６ｅから遠去かる位置とされている。

図１５に示すように、面光源装置４Ａに関して、発光ユニット８における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３から出射された光の輝度分布を輝度分布Ｘ′とし、発光ユニット９における発光ダイオードパッケージ１２の発光ダイオード１３から出射された光の輝度分布を輝度分布Ｙ′とし、面光源装置ａに関して、出光面ｅ側に配置された発光ダイオードパッケージｄの発光ダイオードｉから出射された光の輝度分布を輝度分布Ａとし、出光促進面ｆ側に配置された発光ダイオードパッケージｄの発光ダイオードｉから出射された光の輝度分布を輝度分布Ｂとすると、輝度分布Ｘ′に対する輝度分布Ｙ′が、導光板６の側面６ｅに近い位置における輝度分布を除いて、輝度分布Ａに対する輝度分布Ｂより近い輝度分布とされている。

従って、面光源装置４Ａにあっては、面光源装置ａに比して、色ムラの発生が抑制される。

尚、面光源装置４Ａにおいて、導光板６の側面６ｅに近い位置における輝度分布が輝度分布Ｘ′と輝度分布Ｙ′で大きく異なっているが、この導光板６の位置はフレーム５の内フランジ部５ａによって閉塞された部分であり、この部分における光はバックライト光として使用されないため、導光板６の側面６ｅに近い位置における輝度分布が輝度分布Ｘ′と輝度分布Ｙ′で大きく異なっていることは実用上問題がない。

図１６及び図１７は、面光源装置４、面光源装置４Ａ及び従来の面光源装置ａについて、色度を比較して示したグラフ図である。図１６及び図１７は、中間導光部と導光板の側面を近接して配置し、中間導光部と封止部を密着して配置した状態で行った測定結果である。このグラフ図は、導光板６における側面６ｅから１０ｍｍ中心側に離れた位置で測定したデーターを示しており、図中、横軸は発光ダイオードパッケージの並び方向における距離を示し、縦軸は色度を示す。図１６は色度ｘを示し、図１７は色度ｙを示す。

図１６及び図１７に示すように、面光源装置４、４Ａの色度の最高値と最低値の差は、色度ｘ及び色度ｙの双方において、面光源装置ａの色度の最高値と最低値の差より小さくされている。従って、面光源装置４、４Ａの色ムラが低減されている。

図１８乃至図２３は、面光源装置４、面光源装置４Ａ及び従来の面光源装置ａについて、色度分布を示したグラフ図である。図１８乃至図２３は、中間導光部と導光板の側面を近接して配置し、中間導光部と封止部を密着して配置した状態で行った測定結果である。このグラフ図は、導光板６における側面６ｅから５〜３５ｍｍ中心側に離れた位置で測定したデーターを示しており、図中、横軸は発光ダイオードパッケージの並び方向（左右方向）における距離を示し、縦軸は発光ダイオードパッケージの並び方向（上下方向）に直交し導光板の厚み方向に直交する方向における距離を示す。

図１８乃至図２０は色度ｘの分布を示し、図１８は面光源装置４の色度ｘの分布を示し、図１９は面光源装置４Ａの色度ｘの分布を示し、図２０は面光源装置ａの色度ｘの分布を示している。

図２１乃至図２３は色度ｙの分布を示し、図２１は面光源装置４の色度ｙの分布を示し、図２２は面光源装置４Ａの色度ｙの分布を示し、図２３は面光源装置ａの色度ｙの分布を示している。

面光源装置４については、図１８及び図２１に示すように、測定領域内において色度の差が極めて小さく色ムラの発生が抑制されており、面光源装置４Ａについては、図１９及び図２２に示すように、測定領域内において縦軸方向（上下方向）の端部で色度の差が大きく色ムラの発生が見られ、面光源装置ａについては、図２０及び図２３に示すように、測定領域内において縦軸方向の端部寄りの位置で色度の差が大きく色ムラの発生が見られる。

このように面光源装置４Ａと面光源装置ａにおいて色ムラの発生が見られているが、縦軸方向の端部はフレーム５の内フランジ部５ａによって閉塞された部分であり、この部分における光はバックライト光として使用されないため、縦軸方向の端部に色ムラの発生が見られることは実用上問題がない。従って、縦軸方向の端部寄りの位置で色ムラの発生が見られる面光源装置ａについてのみ、実用上、色ムラの発生が問題とされる。

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１３、１３、・・・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一方の面が発光ダイオード１３、１３、・・・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１３、１３、・・・から出射された光を散乱し出光面６ａへ導く出光促進面６ｃ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１２、１２、・・・と導光板６の側面６ｅ、６ｅとの間に配置され第１の面１０ａ、１０ａと第２の面１０ｂ、１０ｂがそれぞれ導光板６の側面６ｅ、６ｅと発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・の封止部１５、１５、・・・とに対向して位置されると共に発光ダイオード１３、１３、・・・から出射され封止部１５、１５、・・・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１０、１０とを設け、複数の発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・を導光板６、６の厚み方向に離隔して配置し、中間導光部１０、１０に、第１の面１０ａ、１０ａと第２の面１０ｂ、１０ｂの間に位置し導光板６の出光面６ａ側に配置された発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・側を向く全反射面１０ｃ、１０ｃを形成し、導光板６の屈折率をｎとし、導光板６の厚みをＬ１とし、出光促進面６ｃと発光ユニット９における発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・の発光ダイオード１３、１３、・・・との距離をＬ２とし、発光ユニット９における発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・の発光ダイオード１３、１３、・・・と該発光ダイオード１３、１３、・・・から出射され全反射面１０ｃで内面反射された光が導光板６の出光促進面６ｃに達した位置との距離をＬ３とし、発光ダイオード１３、１３、・・・の導光板６の厚み方向における幅をＬ４としたときに、距離Ｌ３が、Ｌ３＜Ｌ１・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝＋（Ｌ１−Ｌ２−Ｌ４）・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝かつＬ３＞Ｌ２・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝を満足するようにしている。

従って、発光ユニット８における発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・の発光ダイオード１３、１３、・・・から出射された光の照射パターンと発光ユニット９における発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・の発光ダイオード１３、１３、・・・から出射された光の照射パターンとが略同じ照射パターンとなるため、色ムラを低減することができる。

また、中間導光部１０の全反射面１０ｃを発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・から導光板６に近付くに従って該導光板６の出光促進面６ｃから離隔するような曲面に形成しているため、中間導光部１０の内部を通って全反射面１０ｃに達した光を出光促進面６ｃの任意の位置に向けてより効果的に反射させることができる。

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１２、１２、・・・を導光板６の側面６ｅ、６ｅの長手方向に離隔して複数配置し、中間導光部１０、１０を導光板６の側面６ｅ、６ｅの長手方向に延びる形状に形成し、中間導光部１０、１０の第２の面１０ｂ、１０ｂを複数の発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・の封止部１５、１５、・・・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、４Ａに必要な光量に応じた数の発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・に最小限の数の中間導光部１０、１０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、４Ａに必要な光量を確保することができる。

尚、上記には、中間導光部１０を基板１１と同じ方向に長く形成し、中間導光部１０の第２の面１０ｂを複数の発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・の封止部１５、１５、・・・にそれぞれ密着させるようにした例を示したが、中間導光部１０はこのような構成に限られることはなく、例えば、図２４に示すように、複数の中間導光部１０、１０、・・・を発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・の封止部１５、１５、・・・とそれぞれ一体に形成する構成とすることも可能である。

中間導光部１０、１０と封止部１５、１５、・・・を一体に形成することにより、中間導光部１０、１０、・・・と封止部１５、１５、・・・の密着作業を省略することができる。

また、図２５に示すように、中間導光部１０と導光板６を一体に形成することができる。中間導光部１０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１０と導光板６の密着作業を省略することができる。

上記には、導光板６の厚み方向において二つの発光ダイオードパッケージ１２、１２が配置された構成を例として示したが、導光板６の厚み方向に配置される発光ダイオードパッケージ１２の数は二つに限られることはなく、三つ以上とすることも可能である（図２６参照）。但し、導光板６の出光促進面６に最も近い側には、発光ダイオードパッケージ１２、１２、・・・の発光ダイオード１３、１３、・・・から出射される光を内面反射させるための全反射面１０ｃを有する中間導光部１０を配置する必要がある。

導光板６の厚み方向に離隔して配置する発光ダイオードパッケージ１２の数を増やすことにより、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。

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、９、９を配置した例を示したが、発光ユニット８、８、９、９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る。例えば、発光ユニット８、９と発光ユニット８、９をそれぞれ導光板６の左方と右方に配置してもよく、一つの発光ユニット８、９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、発光ユニット８、８、・・・、９、９、・・・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。

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２乃至図２６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。 面光源装置を示す概略分解斜視図である。 面光源装置の一部を示す拡大断面図である。 面光源装置の一部を一部を断面にして示す拡大正面図である。 図６乃至図８と共に光の経路を示すものであり、本図は、導光板の出光面側に配置された発光ダイオードパッケージの発光ダイオードから光軸より出光面側へ向けて出射された光の経路を示す概念図である。 導光板の出光面側に配置された発光ダイオードパッケージの発光ダイオードから光軸より出光促進面側へ向けて出射された光の経路を示す概念図である。 導光板の出光促進面側に配置された発光ダイオードパッケージの発光ダイオードから光軸より出光面側へ向けて出射された光の経路を示す概念図である。 導光板の出光促進面側に配置された発光ダイオードパッケージの発光ダイオードから光軸より出光促進面側へ向けて出射された光の経路を示す概念図である。 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１１乃至図１４と共に変形例に係る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。 導光板の出光面側に配置された発光ダイオードパッケージの発光ダイオードから光軸より出光面側へ向けて出射された光の経路を示す概念図である。 導光板の出光面側に配置された発光ダイオードパッケージの発光ダイオードから光軸より出光促進面側へ向けて出射された光の経路を示す概念図である。 導光板の出光促進面側に配置された発光ダイオードパッケージの発光ダイオードから光軸より出光面側へ向けて出射された光の経路を示す概念図である。 導光板の出光促進面側に配置された発光ダイオードパッケージの発光ダイオードから光軸より出光促進面側へ向けて出射された光の経路を示す概念図である。 変形例に係る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１７と共に本発明面光源装置と従来の面光源装置について、色度を比較して示すものであり、本図は、色度ｘを示すグラフ図である。 色度ｙを示すグラフ図である。 図１９乃至図２３と共に本発明面光源装置と従来の面光源装置について、色度分布を示すものであり、本図は、本発明面光源装置の色度ｘの分布を示すグラフ図である。 変形例に係る本発明面光源装置の色度ｘの分布を示すグラフ図である。 従来の面光源装置の色度ｘの分布を示すグラフ図である。 本発明面光源装置の色度ｙの分布を示すグラフ図である。 変形例に係る本発明面光源装置の色度ｙの分布を示すグラフ図である。 従来の面光源装置の色度ｙの分布を示すグラフ図である。 中間導光部と封止部が一体に形成された例を示す拡大断面図である。 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。 導光板の厚み方向に発光ダイオードパッケージが三つ離隔して配置された例を示す拡大断面図である。 図２８乃至図３１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。 導光板の出光面側に配置された発光ダイオードパッケージの発光ダイオードから光軸より出光面側へ向けて出射された光の経路を示す概念図である。 導光板の出光面側に配置された発光ダイオードパッケージの発光ダイオードから光軸より出光促進面側へ向けて出射された光の経路を示す概念図である。 導光板の出光促進面側に配置された発光ダイオードパッケージの発光ダイオードから光軸より出光面側へ向けて出射された光の経路を示す概念図である。 導光板の出光促進面側に配置された発光ダイオードパッケージの発光ダイオードから光軸より出光促進面側へ向けて出射された光の経路を示す概念図である。

符号の説明

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、６ｃ…出光促進面、６ｅ…側面（外周面）、１０…中間導光部、１０ａ…第１の面、１０ｂ…第２の面、１０ｃ…全反射面、１１…基板、１２…発光ダイオードパッケージ、１３…発光ダイオード、１５…封止部、１０Ａ…中間導光部、１０ｅ…第１の面、１０ｆ…第２の面

Claims (8)

1. 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、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ける一方の面が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して形成され該出光面の反対側に位置する他方の面が前記発光ダイオードから出射された光を散乱し前記出光面へ導く出光促進面として形成された導光板と、
   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前記封止部とに対向して位置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、
   前記複数の発光ダイオードパッケージが前記導光板の少なくとも厚み方向に離隔して配置され、
   前記導光板の前記出光促進面に最も近い側に配置された前記発光ダイオードパッケージの発光ダイオードから出射される光を前記導光板へ導く前記中間導光部には、前記第１の面と前記第２の面の間に位置し前記導光板の前記出光面側に配置された前記発光ダイオードパッケージ側を向く全反射面が形成され、
   前記導光板の屈折率をｎとし、前記導光板の厚みをＬ１とし、前記導光板の前記出光促進面と該出光促進面に最も近い側に配置された前記発光ダイオードパッケージの前記発光ダイオードとの距離をＬ２とし、前記出光促進面に最も近い側に配置された前記発光ダイオードパッケージの前記発光ダイオードと該発光ダイオードから出射され前記全反射面で内面反射された光が前記導光板の前記出光促進面に達した位置との距離をＬ３とし、前記発光ダイオードの前記導光板の厚み方向における幅をＬ４としたときに、
   前記距離Ｌ３が、
   Ｌ３＜Ｌ１・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝＋（Ｌ１−Ｌ２−Ｌ４）・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝
   かつ
   Ｌ３＞Ｌ２・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝
   を満足するようにした
   ことを特徴とする面光源装置。
2. 前記中間導光部の前記全反射面を前記発光ダイオードパッケージから前記導光板に近付くに従って該導光板の前記出光促進面から離隔するように形成した
   ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
3. 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。
4. 前記中間導光部と前記発光ダイオードパッケージの前記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。
5. 前記中間導光部の前記第１の面を前記導光板の前記外周面に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。
6. 前記中間導光部の前記第２の面を前記発光ダイオードパッケージの前記封止部に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。
7. 前記発光ダイオードパッケージを前記導光板の前記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前記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前記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。
8. 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前記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ける一方の面が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して形成され該出光面の反対側に位置する他方の面が前記発光ダイオードから出射された光を散乱し前記出光面へ導く出光促進面として形成された導光板と、
   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前記封止部とに対向して位置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、
   前記複数の発光ダイオードパッケージが前記導光板の少なくとも厚み方向に離隔して配置され、
   前記導光板の前記出光促進面に最も近い側に配置された前記発光ダイオードパッケージの発光ダイオードから出射される光を前記導光板へ導く前記中間導光部には、前記第１の面と前記第２の面の間に位置し前記導光板の前記出光面側に配置された前記発光ダイオードパッケージ側を向く全反射面が形成され、
   前記導光板の屈折率をｎとし、前記導光板の厚みをＬ１とし、前記導光板の前記出光促進面と該出光促進面に最も近い側に配置された前記発光ダイオードパッケージの前記発光ダイオードとの距離をＬ２とし、前記出光促進面に最も近い側に配置された前記発光ダイオードパッケージの前記発光ダイオードと該発光ダイオードから出射され前記全反射面で内面反射された光が前記導光板の前記出光促進面に達した位置との距離をＬ３とし、前記発光ダイオードの前記導光板の厚み方向における幅をＬ４としたときに、
   前記距離Ｌ３が、
   Ｌ３＜Ｌ１・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝＋（Ｌ１−Ｌ２−Ｌ４）・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝
   かつ
   Ｌ３＞Ｌ２・tan｛sin^−１（１／ｎ）｝
   を満足するようにした
   ことを特徴とする画像表示装置。

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