JP2013058457A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】光源基板への配線接続による内部空間の増加を防止しつつ、かつ低コストの光源モジュールおよび液晶表示装置を提供する。
【解決手段】本発明のバックライトユニットは、頂部平坦面３１と、頂部平坦面３１からヒートシンク２２側へ延びた２つの股部３９ａ・３９ｂとからなる二股構造の光結合部材３０を備えている。さらに、ＬＥＤ基板２４ａのコネクタ２９に接続された配線５０が、光結合部材３０に形成された凹部３４内に配置されている。
【選択図】図９

Description

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。

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。

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。

このようなバックライトにおいては、種々の形態のＬＥＤ光源が使用される。例えば、特許文献１には、直下型のバックライトが開示されている。図１８は、特許文献１に記載のバックライト１００の構成を示す断面図である。図１８のように、バックライト１００は、光源を配置した光源基板１０１・１０２が、フレーム部材１０３の凹部１０４に収用されている。

一方、特許文献２には、ＬＥＤ光源の出射光を、光学部材を介して導光板に入射させるバックライトが開示されている。図１９は、特許文献２に記載のバックライト２００の斜視図である。図１９に示すように、特許文献２のバックライト２００では、導光板２１０の一端に受光面２１１ａおよび反射面２１１ｂを有する受光反射部２１１が形成されている。また、光源であるＬＥＤ２０１は、導光板２１０における受光反射部２１１の真下に配置されている。

特開２０１０−１２８０４９号公報（２０１０年 ６月１０日公開） 特開２００４−３１９１６４号公報（２００４年１１月１１日公開）

しかしながら、従来の光源基板に配置された光源を用いたバックライトは、光源基板への配線接続による内部空間の増加を防止と、コスト削減とを両立できないという問題がある。

具体的には、光源基板に配置された光源を用いる場合、光源基板ごとに電力を供給する必要がある。例えば、図１８のように、光源基板１０１・１０２に配線を接続するコネクタ部１０５ａ〜１０５ｃを設けて、コネクタ部１０５ａ〜１０５ｃに配線１０６ａ・１０６ｂを接続する。これにより、外部から光源基板１０１・１０２に電力を供給することができる。

しかしながら、この場合、コネクタ部１０５ａ〜１０５ｃを設置するためのスペースや配線１０６ａ・１０６ｂを引き回すためのスペースを設ける必要がある。そこで、特許文献１のバックライト１００では、コネクタ部１０５ｂ・１０５ｃを光源基板１０１・１０２のフレーム部材１０３側（裏面）に配置すると共に、フレーム部材１０３におけるコネクタ部１０５ｂ・１０５ｃおよび配線１０６ｂの引き回し部に対応する部分に、凹部１０４が設けられている。また、図示しないが、特許文献１には、凹部１０４の代わりに、開口部（切り抜き）を設けることも記載されている。これにより、バックライト１００の内部空間が増えてしまい、それに伴い液晶表示装置の厚さが増加する問題を回避している。

しかし、このような構成は、コネクタ部１０５ｂ・１０５ｃおよび配線１０６ｂの引き回し部に対応する部分ごとに、フレーム部材１０３に凹部１０４または開口部を形成する加工が必要不可欠となる。つまり、フレーム部材１０３の製造の手間が著しく増加するため、コスト高となってしまう。

また、バックライト１００では、フレーム部材１０３に形成された凹部１０４が、コネクタ部１０５ｂ・１０５ｃを設置するためのスペースおよび配線１０６ｂを引き回すスペースとなっている。このため、これらのスペースを、バックライト１００の内部に設ける必要はない。しかし、その代わりに、これらのスペースをバックライト１００の裏側に設ける必要がある。その結果、バックライト１００の厚さおよび液晶表示装置の厚さが増加する問題は、完全には解消できていない。従って、特許文献１に記載の構造を、薄型化が要求される液晶表示装置に適用することはできない。

一方、特許文献２には、ＬＥＤ２０１が配置されたＬＥＤ基板２０２への配線の引き回しについては何ら記載されていない。また、特許文献２のバックライト２００においては、受光反射部２１１は導光板２１０の一端を加工することにより形成されているが、受光反射部２１１を導光板２１０とは別部材である光学部材に形成し、該光学部材を導光板２１０に接合させもよい。

しかし、バックライト２００の製造方法に着目すると、受光反射部２１１の加工のため、コスト高となるという問題点がある。まず、導光板２１０の一部の形状を加工し受光反射部２１１を形成する場合、導光板２１０の加工にコストがかかるという問題がある。また、受光反射部２１１の加工に耐え得る程度に導光板２１０の厚さを大きくする必要がある。

一方、受光反射部２１１を導光板２１０と別部材で形成し導光板２１０に接着する場合、受光反射部２１１を厚さ数ｍｍの導光板２１０の側面に接着する必要があるので、接着が非常に困難である。それゆえ、導光板２１０の側面と受光反射部２１１との接着にコストがかかるという問題がある。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源基板への配線接続による内部空間の増加を防止しつつ、かつ低コストの光源モジュールおよびそれを供えた液晶表示装置を提供することである。

本発明の光源モジュールは、上記の課題を解決するために、
導光板と、
導光板の下方に設けられた光源と、
光源が配置された光源基板と、
光源基板が搭載された基台と、
光源と導光板との間に設けられ、光源からの光が導光板内部を導光するように光を結合させる光結合部材とを備えた光源モジュールであって、
上記光結合部材は、導光板の下面に当接する平坦部と、上記平坦部から基台側へ延びた２つの股部と、上記２つの股部の少なくとも一方に形成され、上記光源からの光を入光させる入光部とを備えると共に、上記光源の光路を避けて凹部が形成されており、
上記凹部内に、上記光源基板に接続された配線が配置されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、光結合部材に光路を避けて設けられた凹部が形成されており、光結合部材が導光板の下面に当接する平坦部と、導光板から遠ざかるように平坦部から両側に伸びた２つの股部とを備えている。つまり、光結合部材は、厚さ方向の断面が二股構造（二股形状）となっている。また、少なくとも一方の股部の先端（下面）は、光源からの光を入光させる入光部となっている。これにより、入光部の下方に配置された光源からの光が、入光部を介して股部に入光し、平坦部に導かれる。

また、上記の構成によれば、光源基板に接続された配線が、光結合部材に形成された凹部に配置されている。このため、配線の設置に伴い、光源モジュールの内部空間が増加しない。なお、凹部は光路を避けて形成されているため、凹部内への配線の配置によって、輝度むらは発生しない。

さらに、上記の構成によれば、光結合部材に形成された凹部が、配線を引き回すためのスペースとして利用される。このため、このスペースを設けるために、基台の加工は不要である。さらに、光結合部材は平坦部において導光板に当接しているため、光結合部材を導光板に簡便に固定することができる。従って、基台の加工および導光板への光結合部材の固定によるコスト高は招来しない。

なお、凹部は、光源からの光の光路の少なくとも一部を避けて設けられていればよく、光源からの光の光路の全てを避けて設けられていてもよい。言い換えれば、凹部は、光源からの光の光路を遮らないように設けられていることが好ましい。これにより、光結合部材の軽量化と共に、光結合部材の材料費を削減することが可能となる。

このように、上記の構成によれば、光源基板への配線接続による内部空間の増加を防止しつつ、かつ低コストの光源モジュールを提供することができる。

本発明の光源モジュールでは、上記２つの股部のうち、入光部を備える股部は、上記光源からの光を上記平坦部へ導く曲面を有することが好ましい。

上記の構成によれば、入光部を介して股部に入光した光が、股部に形成された曲面で反射し、平坦部に導かれる。従って、光源の出射光を確実に平坦部に導き、導光板内部に入射させることが可能となる。

本発明の光源モジュールでは、上記光結合部材を、光源基板または基台に、直接的または間接的に支持する支持部材を備えることが好ましい。

特許文献２のバックライト２００では、図１９のように、導光板２１０の一端にのみ、光学部材としての受光反射部２１１が形成されており、他端には受光反射部２１１は形成されない。つまり、特許文献２において、受光反射部２１１は、片足構造となっている。このため、受光反射部２１１および導光板２１２は、外部からの衝撃や熱膨張等に対して非常に不安定となる。特に、受光反射部２１１と導光板２１２との接合部は、周辺に比べ手強度が弱いため、接合部にストレスが発生すると接合部が破壊される危険性がある。

そこで、上記の構成によれば、支持部材が、光結合部材を、直接的または間接的に、光源基板または基台に支持する。しかも、上述のように、光結合部材は、二股構造（二股形状）となっていると共に、光結合部の平坦部は、導光板の下面に当接している。これにより、光結合部材が、光源基板または基台に安定して支持される。従って、光結合部材が、外部からの衝撃等に対して安定に配置される。

なお、支持部材は、光結合部材の一部であってもよいし、光結合部材とは別部材であってもよい。支持部材が光結合部材の一部である場合、光結合部材の平坦部、股部、凹部、および支持部材を、一体成型することができる。

本発明の光源モジュールでは、上記光源は、上記２つの股部のうち一方の股部の下方に配置されており、上記支持部材は、上記光源が配置されない股部を上記基台と離間させた状態で、支持することが好ましい。

上記の構成によれば、支持部材が、光源が配置されない股部を支持する。従って、光結合部材が、外部からの衝撃等に対して、より安定に配置される。また、上記の構成によれば、支持部材は、光源が配置されない股部を支持した状態では、光源が配置されない股部と基台とが互いに離間する。従って、凹部内に配置された配線を、この離間した部分から引き回すことが可能となる。

本発明の光源モジュールでは、上記光源は、上記２つの股部のうち一方の股部の下方に配置されており、上記２つの股部のうち、光源が配置されない股部は、下端部の一部が除去された除去部を備えていてもよい。

上記の構成によれば、光源が配置されない股部には、下端部の一部が除去された除去部が形成されている。このため、除去部では、光源が配置されない股部と、基台とが互いに離間する股部と基台とが互いに離間する。従って、凹部内に配置された配線を、この離間した部分から引き回すことが可能となる。

本発明の光源モジュールでは、上記２つの股部は、上記平坦部に対して対称配置となっていることが好ましい。

上記の構成によれば、光結合部材が、平坦部と、平坦部に対して左右対称に設けられた２つの股部とから構成される。すなわち、光結合部材の外形が、左右対称となる。従って、光結合部材を金型成型しやすくなる。

本発明の液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、前記いずれかの光源モジュールを備えることを特徴としている。上記の構成によれば、光源基板への配線接続による内部空間の増加を防止しつつ、かつ低コストの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。

以上のように、本発明の光源モジュールおよび液晶表示装置は、光結合部材に形成された凹部内に、上記光源基板に接続された配線が配置されている備える構成である。それゆえ、光源基板への配線接続による内部空間の増加を防止しつつ、かつ低コストの光源モジュールおよび液晶表示装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明における液晶表示装置の実施の一形態を示し、液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。 図１の液晶表示装置の構成を示す断面図であり、（ａ）は、液晶表示装置全体を示し、（ｂ）は、（ａ）に示すバックライト近傍の液晶表示装置の構成を示す。 上記液晶表示装置における光源ユニットの構成を示す斜視図である。 上記光源ユニットにおけるＬＥＤ基板を示す上面図である。 上記バックライトにおける光源ユニット構成を示す分解斜視図である。 上記導光板を取り除いた光源ユニットの構成を示す斜視図である。 図６において切断面Ｓで切断した断面図である。 図６のＡ側の要部構成を拡大して示す断面図である。 （ａ）は上記液晶表示装置におけるバックライト近傍の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）における光源ユニットの構成を示す斜視図である。 上記液晶表示装置における別の光源ユニットの構成を示す斜視図である。 （ａ）は上記液晶表示装置における別のバックライト近傍の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）における光源ユニットの構成を示す斜視図である。 本発明の液晶表示装置の他の構成を示し、（ａ）は、分解斜視図であり、（ｂ）は、バックライト近傍部分を示す断面図である。 本発明の液晶表示装置のさらに他の構成を示し、バックライト近傍部分を示す断面図である。 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。 （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。 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。 （ａ）および（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および光源を示す断面図である。 特許文献１に記載のバックライトの構成を示す断面図である。 特許文献２に記載のバックライトの斜視図である。

本発明の一実施形態について図１〜図１７に基づいて説明すれば、以下の通りである。

（液晶表示装置の全体構成）
図１は、本実施形態の液晶表示装置１の構成を示す分解斜視図である。本実施形態の液晶表示装置１は、図１に示すように、バックライト（光源モジュール）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およびベゼル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、および拡散シート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。

なお、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、および拡散シート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方向および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。

（バックライトの構成）
バックライト１０は、下から順に（すなわち、液晶パネル４に対して遠い順に）、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、および導光板１３にて構成されている。シャーシ１１は、例えば鉄など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。

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がＸ方向に伸びた長尺状（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。

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内の図示しない光結合部材（後述する光結合部材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、光結合部材と当接する領域、反射シート１２が設けられた領域が存在する。そして、光は、光結合部材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。

導光板１３は、入射してくる光を液晶パネル側へ導くためのものであり、平板状である。

（光源ユニットの構成）
次に、光源ユニット２０の構成について説明する。図２は、本実施形態の液晶表示装置（電子機器）１の構成を示す断面図であり、図２（ａ）は、液晶表示装置１全体を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すバックライト１０近傍の液晶表示装置１の構成を示す。図３は、液晶表示装置１における光源ユニット２０の構成を示す斜視図である。図４は、光源ユニット２０におけるＬＥＤ基板２４ａを示す上面図である。図５は、バックライト１０における光源ユニット２０の構成を示す分解斜視図である。なお、図５では、図面の煩雑さを防ぐため、導光板１３を省略している。

まず、光源ユニット２０は、図２〜図４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（基台）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および光結合部材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。なお、半導体のＬＥＤチップは非常に微細なサイズであるため、図２〜図４では、図面の煩雑さを防ぐための記載を割愛する。

光源ユニット２０において、光結合部材３０は、厚さ方向の断面（ＹＺ平面の断面）が二股形状である透光部材である。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（平坦部）を有し、この頂部平坦面に導光板１３が固定されている。

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（頂部平坦面）で、導光板１３と光結合する（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、導光板１３表面からＺ方向上方（矢印Ｌａ）に出射する。なお、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までの光の挙動については、後述する。

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は形状が小さくかつ狭い領域に配置できるためである。これにより、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を配置することによって照度も向上し、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。

図４は、ＬＥＤ基板２４ａの構成を示す上面図である。図４および図５に示すように、ＬＥＤ基板２４ａの主表面には、白色系樹脂からなるダム２６ａが形成されている。図５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、環状（凹部状）に形成されている。そして、ダム２６ａ内には、ＬＥＤチップ２３ａが、ダム２６ａの長手方向に間隔（例えば数ｍｍ）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。

また、図５では示されていないが、ダム２６ａ内には、複数のＬＥＤチップ２３ａを封止する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。なお、蛍光体は、個々のＬＥＤチップ２３ａに対し同一の種類のものが用いられている。

また、ＬＥＤ基板２４ａには、ボス用穴２８ａおよび２８ａが形成されている。このボス用穴２８ａおよび２８ａは、後述するボス３５ａおよび３５ａ’（図６参照）を挿入するための穴である。

さらに、ＬＥＤ基板２４ａにおける光結合部材３０の内側の両端部には、コネクタ２９が設けられている。コネクタ２９は、図示しない配線（後述する配線５０）を介して、外部の制御回路に接続される。すなわち、配線の一端がコネクタ２９に、配線の他端が制御回路に接続される。これにより、制御回路の制御信号に応じて、ＬＥＤチップ２３ａに電力が供給される。

光結合部材３０は、図３および図５に示すように、Ｘ方向に垂直な断面形状（厚さ方向の断面形状）が略Ｕ字形状（トンネル状）であり、Ｘ方向に長尺な棒状体である。すなわち、光結合部材３０の下端中央部には、空洞の凹部３４が形成されている。凹部３４は、光結合部材３０の長手方向に延びている。そして、光結合部材３０は、導光板１３とＬＥＤチップ２３ａとの間に設けられている。

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。

また、図２（ａ）および図２（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およびそのカバー等で構成されると換言できる。

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。

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の詳細構造および光路について説明する。

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。

（ＬＥＤ基板と光結合部材との固定）
次に、ＬＥＤ基板２４ａと光結合部材３０との固定について、説明する。図６は、導光板１３を取り除いた光源ユニットの構成を示す斜視図である。図７は、図６において切断面Ｓで切断した断面図である。図８は、図６のＡ側の要部構成を拡大して示した断面図である。

図６〜図８に示すように、光結合部材３０は、Ｘ方向に長尺の帯状体である。具体的には、光結合部材３０は、Ｘ方向に垂直な断面（ＹＺ断面，厚さ方向の断面）が頂部平坦面３１を根元とした二股形状（断面略Ｕ字形状）となっている。すなわち、光結合部材３０は、導光板１３の下面に当接する頂部平坦面３１と、頂部平坦面３１から下方（ヒートシンク２２側）へ延びた２つの股部３９ａ・３９ｂとを備えている。そして、頂部平坦面３１からＡ側（一方の側）に延びる股部３９ａは、ＬＥＤ基板２４ａ上に配置されている。股部３９ａは、ビス３４ａによりヒートシンク２２に螺合されている。

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および３５ａ’が設けられている。これらボス３５ａおよび３５ａ’は、ＬＥＤ基板２４ａのボス用穴２８ａに挿入される。そして、これらボス３５ａおよび３５ａ’は、ＬＥＤ基板２４ａに接着固定されたボス３５ａ、および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および３５ａ’のうちボス３５ａのみが、ＬＥＤ基板２４ａのボス用穴２８に挿入されるとともに、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２８ａに挿入されているだけであり、ＬＥＤ基板２４ａに固定されていない（非固定状態で取り付けられている）。

さらに、図７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（逃げ穴）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および３５ａ’を収容するための穴であるとともに、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、リワークの際に利用される。

一方、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）に延びる股部３９ｂ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３９ｂ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および３５ｂ’が設けられている。図７に示すように、ヒートシンク２２には、これらボス３５ｂおよび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および３５ｂ’は、ヒートシンク２２に接着固定されたボス３５ｂ、およびヒートシンク２２に対して取り外し可能に取り付けられたボス３５ｂ’割当てられている。すなわち、ボス３５ｂおよび３５ｂ’のうちボス３５ｂのみが、ヒートシンク２２の貫通穴２２ｂに挿入されるとともに、接着剤で固定されている。一方、ボス３５ｂ’は、ヒートシンク２２の貫通穴２２ｂに挿入されているだけであり、ヒートシンク２２に固定されていない（非固定状態で取り付けられている）。ヒートシンク２２の貫通穴２２ｂは、リワークの際に利用される。なお、ヒートシンク２２とボス３５ｂとの接着に用いられる接着剤は、例えば東亜合成製２７３ＦＴＸが挙げられる。

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（光結合部）となっている。

また、図６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３９ａには、スペーサ２５ａが設けられている。このスペーサ２５ａは、股部３９ａを支持すると共に、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３９ｂ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。このスペーサ２５ｂは、股部３９ｂを支持すると共に、股部３９ａとの高さ調整のために設けられている。つまり、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。このため、スペーサ２５ｂは、スペーサ２５ａよりも、ＬＥＤ基板２４ａの厚さ＋入光面３３ａとＬＥＤ基板２４ａとのクリアランスの分だけ高さが大きくなっている。

また、図８に示すように、ＬＥＤ基板２４ａおよび光結合部材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２５ａ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。

このように、ＬＥＤチップ２３ａは、ＬＥＤ基板２４ａ、スペーサ２５ａおよび接着剤を介して、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。

また、ＬＥＤチップ２３ａを封止する透明樹脂は、ダム２６ａ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３０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８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す。

また、ＬＥＤ基板２４ａおよび光結合部材３０の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、ＬＥＤ基板のＹ方向の幅が１５ｍｍ、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。

ここで、図８を参照して、バックライト１０における光の光路を説明する。図８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、導光板１３から離れる方向に（つまりヒートシンク２２側へ）延びた２つの股部３９ａ・３９ｂとからなっている。また、バックライト１０では、股部３９ａ・３９ｂの表面は、曲面３２ａ・３２ｂとなっている。バックライト１０では、ＬＥＤ基板２４ａが股部３９ａ側にのみ配置されている。このため、２つの股部３９ａ・３９ｂのうち、股部３９ａのみが光学機能を有し、曲面３２ａが反射面として機能すればよい。

曲面３２ａおよび３２ｂは、例えば、断面放物線とすることができる。すなわち、曲面３２ａおよび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３０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、ＬＥＤチップ２３ａからの光の殆どを導光板１３に結合させることができる。

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、つまり股部３９ａ・３９ｂ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、股部３９ａの下端平坦面が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。

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。すなわち、本実施の形態では、股部３９ａの曲面３２ａ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。なお、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。

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、例えば曲面３２ａが断面放物線からなる場合、断面放物線の焦点位置よりも端部側に存在することが好ましい。これにより、例えばＬＥＤチップ２３ａから出射された光Ｌｂ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８に示す導光板１３の右側の内部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（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）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およびプリズムシート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３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。

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。

このような光路は、光結合部材３０の股部３９ａ・３９ｂが断面楕円形状になっている場合でも同様である。そして、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の焦点位置よりも端部側に存在することが好ましい。

（本発明の特徴的構成：ＬＥＤ基板に接続される配線の配置）
次に、図９に基づいて、本願発明の特徴的構成について説明する。図９（ａ）は液晶表示装置１におけるバックライト１０近傍の断面図であり、図９（ｂ）は、（ａ）における光源ユニット２０の構成（導光板１３を除く）を示す斜視図である。なお、図９の光結合部材３０は、上述した図６等に記載の光結合部材３０と同一であるが、図面の煩雑さを防ぐため、主要部材のみを記載している。

図９に示す光源ユニット２０における最大の特徴は、光結合部材３０に形成された凹部３４内に、ＬＥＤ基板２４ａに接続された配線５０が配置されていることである。具体的には、光結合部材３０は、導光板１３の下面に当接する頂部平坦面３１と、頂部平坦面３１からヒートシンク２２側へ延びた２つの股部３９ａ・３９ｂとを備えている。さらに、ＬＥＤ基板２４ａが配置される股部３９ａの下面は、ＬＥＤチップ２３ａからの光を入光させる入光面３３ａとなっている。さらに、凹部３４は、光結合部材３０の長手方向に沿って、かつ、ＬＥＤチップ２３ａの光路を避けて形成されている。

このように、光結合部材３０には、光路を避けて設けられた凹部３４が形成されており、光結合部材３０が導光板１３の下面と平行な面で当接する頂部平坦面３１と、導光板１３から遠ざかるように頂部平坦面３１から両側に伸びた２つの股部３９ａ・３９ｂとを備えている。つまり、光結合部材３０は、厚さ方向の断面が二股構造（二股形状）となっている。また、ＬＥＤ基板２４ａが配置される側の股部３９ａの先端（下面）は、ＬＥＤチップ２３ａからの光を入光させる入光面３３ａとなっている。これにより、入光面３３ａの下方に配置されたＬＥＤチップ２３ａからの光が、ＬＥＤチップ２３ａを介して股部３９ａに入光し、頂部平坦面３１に導かれる。

また、ＬＥＤ基板２４ａに接続された配線５０およびＬＥＤ基板２４ａに設けられたコネクタ２９が、光結合部材３０に形成された凹部３４に配置されている。このため、配線５０およびコネクタ２９の設置に伴い、光源ユニット２０の内部空間が増加しない。なお、凹部３４は光路を避けて形成されているため、凹部３４内への配線５０およびコネクタ２９の配置によって、輝度むらは発生しない。

さらに、光結合部材３０に形成された凹部３４が、配線５０を引き回すためのスペースおよびコネクタ２９を設けるためのスペースとして利用される。このため、これらのスペースを設けるために、ヒートシンク２２の加工は不要である。さらに、光結合部材３０は頂部平坦面３１において導光板１３に当接しているため、光結合部材３０を導光板１３に簡便に固定または接着することができる。従って、ヒートシンク２２の加工および導光板１３への光結合部材３０の固定によるコスト高は招来しない。

なお、凹部３４は、ＬＥＤチップ２３ａからの光の光路の少なくとも一部を避けて設けられていればよく、ＬＥＤチップ２３ａからの光の光路の全てを避けて設けられていてもよい。言い換えれば、凹部３４は、ＬＥＤチップ２３ａからの光の光路を遮らないように設けられていることが好ましい。これにより、光結合部材３０の軽量化と共に、光結合部材３０の材料費を削減することが可能となる。

このように、図９に示す光源ユニット２０によれば、ＬＥＤ基板２４ａへの配線５０の接続およびコネクタ２９の設置による内部空間の増加を防止しつつ、かつ低コストのバックライトを提供することができる。

また、図９の構成では、光結合部材３０は、２つの股部３９ａ・３９ｂのうち、入光面３３ａを備える股部３９ａ（つまりＬＥＤ基板２４ａが配置される側の股部）は、ＬＥＤチップ２３ａからの光を頂部平坦面３１へ導く曲面３２ａを有している。これにより、入光面３３ａを介して股部３９ａに入光した光が、股部３９ａに形成された曲面３２ａで反射し、頂部平坦面３１に導かれる。従って、ＬＥＤチップ２３ａの出射光を確実に頂部平坦面３１に導き、導光板１３内部に入射させることが可能となる。

また、２つの股部３９ａ・３９ｂは、頂部平坦面３１に対して対称配置となっている。すなわち、光結合部材３０が、頂部平坦面３１と、頂部平坦面３１に対して左右対称に設けられた２つの股部３９ａ・３９ｂとから構成される。すなわち、光結合部材３０の外形が、左右対称となる。従って、光結合部材３０を金型成型しやすくなる。

このように、股部３９ａ・３９ｂが頂部平坦面３１に対して対称配置となっており、一方の股部３９ａ側にのみＬＥＤ基板２４ａが配置されていると、股部３９ａの高さと股部３９ｂの高さとが揃わない。つまり、ＬＥＤ基板２４ａが配置されない股部３９ｂとヒートシンク２２との間には、ＬＥＤ基板２４ａの厚さ分（厳密にはそれに加えてＬＥＤ基板２４ａと入光面３３ａとのクリアランス分）の隙間が形成される。

このため、光結合部材３０の股部３９ｂを、ＬＥＤ基板２４ａまたはヒートシンク２２に、直接的または間接的に支持する支持部材として、スペーサ２５ｂおよびボス３５ｂ・３５ｂ’を備えることが好ましい。また、スペーサ２５ｂおよびボス３５ｂ・３５ｂ’の厚さは、ＬＥＤ基板２４ａの厚さ＋ＬＥＤ基板２４ａと入光面３３ａとのクリアランス分であることが好ましい。これにより、スペーサ２５ｂおよびボス３５ｂ・３５ｂ’によって、光結合部材３０が、ヒートシンク２２に支持される。一方、上述のように、股部３９ａには、支持部材としてスペーサ２５ａおよび３５ａおよび３５ａ’設けられており、股部３９ａがＬＥＤ基板２４ａに支持される。さらに、光結合部材３０は、二股構造（二股形状）となっていると共に、光結合部材３０の頂部平坦面３１は、導光板１３の下面に当接している。これにより、股部３９ａと股部３９ｂとの高さが揃うため、光結合部材３０が、ＬＥＤ基板２４ａまたはヒートシンク２２に安定して支持される。従って、光結合部材３０が、外部からの衝撃等に対して安定に配置される。

なお、股部３９ａ・３９ｂは、直接ＬＥＤ基板２４ａまたはヒートシンク２２に支持されている必要はなく、ＬＥＤ基板２４ａまたはヒートシンク２２との間に、例えば弾性体を挟んで支持されていてもよい。つまり、光結合部材３０は、ＬＥＤ基板２４ａまたはヒートシンク２２に、直接的または間接的に支持された状態で、股部３９ａと股部３９ｂとの高さが揃うようになっていればよい。

さらに、図９の構成では、スペーサ２５ｂおよびボス３５ｂ・３５ｂ’は、ヒートシンク２２と離間させた状態で、ＬＥＤチップ２３ａが配置されない股部３９ｂを支持している。つまり、スペーサ２５ｂおよびボス３５ｂ・３５ｂ’のない部分では、股部３９ｂの下面（先端）は、ヒートシンク２２と離間している。従って、図９（ｂ）のように、凹部３４内に配置された配線５０を、この離間した部分から引き回すことが可能となる。

このような構成により、凹部３４内に配置された配線５０を用いてＬＥＤ基板２４ａに通電することで、狭額縁を実現でき、かつ、配線の取り回しがしやすくなるバックライトを構成することが可能となる。

一方、図９に示す光結合部材３０は、図１０および図１１に示す構成とすることもできる。図１０は、液晶表示装置１における別の光源ユニット２０’の構成を示す斜視図である。図１１の（ａ）は液晶表示装置１における別のバックライト近傍の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）における光源ユニット２０’’の構成を示す斜視図である。

図１０に示す光結合部材３０’と、図９に示す光結合部材３０との相違点は、光結合部材３０’では、ＬＥＤチップ２３ａが配置されない股部３９ｂの下端部の一部が除去された除去部３０ｂを備える点である。ＬＥＤチップ２３ａが配置されない股部３９ｂは、頂部平坦面３１へ光を導く必要がない。つまり、股部３９ｂは、光学的機能を有する必要がない。ただし、股部３９ｂは、二股構造の光結合部材３０’を構成して導光板１３を安定して保持する機能は必要となる。このため、股部３９ｂはできるかぎり除去すれば、光結合部材３０’を軽量化と共に、光結合部材３０’の材料費を削減することが可能となる。さらに、除去部３０ｂが形成された領域では、ＬＥＤチップ２３ａが配置されない股部３９ｂと、ヒートシンク２２とが互いに離間する。つまり、除去部３０ｂが形成された領域では、除去部３０ｂが形成されていない領域よりも、ヒートシンク２２とのスペースが大きくなる。従って、凹部３４内に配置された配線５０を、この離間した部分から引き回すことが可能となる。

一方、図１１に示す光結合部材３０’'と、図９に示す光結合部材３０との相違点は、光結合部材３０’'では、２つの股部３９ａ・３９ｂが、頂部平坦面３１に対して非対称になっている点である。光結合部材３０’'では、股部３９ｂの下面が、ヒートシンク２２に当接している。このため、光結合部材３０’'では、図９の光結合部材３０に設けられていたスペーサ２５ｂおよびボス３５ｂ・３５ｂ’等の支持部材がなくても、股部３９ａと股部３９ｂとの高さが揃う。これにより、支持部材を設けることなく、導光板１３を安定して保持することができる。なお、に示す光結合部材３０’'において、図１０の光結合部材３０’に形成された除去部３０ｂを設けてもよい。

（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１に示す液晶表示装置１に適用することが可能である。この場合、図３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方向および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の面積を大きくし、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。

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を固定する方式の光源モジュールを構成し、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。

まず、ヒートシンク２２、光結合部材３０、およびＬＥＤ基板２４ａの光源ユニット２０を８個Ｘ方向に並べて配置する。そして、上記光源ユニット２０の上（光結合部材３０の頂部平坦面３１）に導光板１３を固定する。このようにして組立てた光源モジュールは、液晶パネル４を背面から照射するバックライト方式の面発光装置として適用することができる。

また、バックライト１０を適用し得る液晶表示装置は、図１に示される構成に限定されるものではない。光源ユニット２０は、例えば図１２に示す液晶表示装置１’に適用可能である。図１２は、本発明の液晶表示装置の他の構成を示し、図１２（ａ）は、分解斜視図であり、図１２（ｂ）は、バックライト１０近傍部分を示す断面図である。

図１２に示される液晶表示装置１’は、バックライト１０が液晶パネル４の中央直下に配置されている点で、図１に示す液晶表示装置１と異なる。図１２に示すように、液晶表示装置１’は、ＶＥＳＡフレーム４０、バックライト（光源モジュール）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およびべゼル５がこの順に重ねられて配置されている。

また、バックライト１０は、下から順（すなわち、液晶パネル４に対して遠い順に）、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、および導光板１３にて構成されている。

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、一部（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および導光板１３を保持する導光板保持面となる。そして、シャーシ１１’は、導光板保持面に対して導光板１３から離れる方向に段差が付けられた段差部として凹部１１ａ’を有している。この凹部１１ａ’は、シャーシ１１’に形成された溝とも表現できる。

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１１ａ’は、液晶パネル４の横方向（長手方向）に沿っており、かつ、液晶パネル４の縦方向（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。

そして、図１２（ａ）に示すように、段差部である凹部１１ａ’の底面には、複数（例えば８個）の光源ユニット２０ａが、凹部１１ａ’の長手方向に沿って列状に並んで設置される。

また、図１２（ｂ）に示すように、光源ユニット２０ａは、光源としてのＬＥＤチップを搭載した２つのＬＥＤ基板２４ａおよび２４ｂと、長尺状の光結合部材３０と、導光板１３と、ヒートシンク２２とを備えている。

ＬＥＤ基板２４ａおよび２４ｂそれぞれに搭載されたＬＥＤチップは、２列に並んで互いに平行に複数個設けられている。それら複数のＬＥＤチップが搭載されたＬＥＤ基板２４ａおよび２４ｂの上側に、光結合部材３０が設けられている。すなわち、液晶表示装置１’においては、光結合部材３０の頂部平坦面３１から両側に延びる２つの股部３９ａ・３９ｂそれぞれに、ＬＥＤ基板２４ａおよび２４ｂが固定されている。それゆえ、液晶表示装置１’においては、光結合部材３０の二股形状における両股部３９ａ・３９ｂが、ＬＥＤ基板２４ａおよび２４ｂから導光板１３への光結合部分（光を伝達する部分）として利用される。このような液晶表示装置１’であっても、上述した光源ユニット２０の構成を適用することが可能である。

また、光源ユニット２０ａは、例えば図１３に示す液晶表示装置１’’にも適用可能である。図１３は、本発明の液晶表示装置のさらに他の構成を示し、バックライト近傍部分を示す断面図である。

図１３に示すように、液晶表示装置１’’におけるバックライト１０は、ＬＥＤチップ２３ａおよび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。そして、これらＬＥＤチップ２３ａおよび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。そして、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および２４ｂが固定されている。

図１３に示すように、液晶表示装置１’’の裏面側の端部には、突出部として光源ユニット２０が設けられており、その内部に光結合部材３０とＬＥＤチップ２３ａおよび２３ｂ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（図１３の紙面奥行方向）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も液晶表示装置１の長手方向に帯状に形成されている。つまり、「突出部」は、源モジュール本体２０を構成する部材の中の光結合部材３０、ＬＥＤチップ２３ａおよび２３ｂおよびそのカバー等で構成されると換言できる。このような液晶表示装置１’’であっても、上述した光源ユニット２０の構成を適用することが可能である。

ここで、液晶表示装置１’’では、図１３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１４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１４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１３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、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および３３ｂに沿って２列にＬＥＤチップ２３ａおよび２３ｂを配した場合には、２列に並んだＬＥＤチップ２３ａおよび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。

この結果、液晶表示装置１’’におけるバックライト１０では、図１５（ａ）および（ｂ）に示すように、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。

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および２３ｂの光を導入させる。この結果、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、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。

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１６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。

なお、図１５（ａ）および（ｂ）では、液晶パネルの寸法が６０型である場合が例示されているが、例えば６０型以上のサイズである７０型等といった６０型と異なる寸法であっても、６０型と略同程度に額縁寸法および厚さを小さくすることが可能である。それゆえ、バックライト１０の構成によれば、狭額縁化および光源配置部分以外の部分の薄型化を実現することができる。

このように、液晶表示装置１’’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および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および２３ｂを設けると共に、導光板１３とＬＥＤチップ２３ａおよび２３ｂとの間に、ＬＥＤチップ２３ａおよび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および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およびプリズムシート３を通して液晶パネル４に向かう。

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および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および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および２３ｂとを近接できる。例えば、光結合部材３０とＬＥＤチップ２３ａおよび２３ｂとの隙間を例えば０．５ｍｍ以下にすることができる。なお、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および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。

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。

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。

この結果、導光板の加工をしなくてもＬＥＤチップ２３ａおよび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。

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および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の全面から光を取り出し、液晶パネル４の全面を照射することが可能となる。

したがって、導光板１３の加工を伴うことなく、ＬＥＤチップ２３ａおよび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および液晶表示装置を提供することができる。

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および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。

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および３２ｂを有し、ＬＥＤチップ２３ａおよび２３ｂからの入射光を曲面３２ａおよび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および２３ｂから出射された光は、光結合部材３０に入射し、曲面３２ａおよび３２ｂにて反射する。そして、曲面３２ａおよび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。

この結果、導光板１３の加工を伴うことなく、曲面３２ａおよび３２ｂを有する光結合部材３０にてＬＥＤチップ２３ａおよび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。

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。

さらに、本実施の形態では、ＬＥＤチップ２３ａおよび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および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および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。

したがって、導光板１３の加工を伴うことなく、ＬＥＤチップ２３ａおよび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および液晶表示装置を提供することができる。

また、本実施の形態のバックライト１０では、ＬＥＤチップ２３ａおよび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および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。

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および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。

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および２３ｂからなっている。ＬＥＤチップ２３ａおよび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および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。

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、テレビの薄型化および軽量化に繋がる。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および２３ｂを上向きに実装すればよいので、ＬＥＤチップ２３ａおよび２３ｂを含め、液晶表示装置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。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。

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。

これにより、光結合部材３０と複数のＬＥＤチップ２３ａおよび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および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および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および２３ｂの配線が容易となる。

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。

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。

ところで、バックライト１０では、図１３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（開口１１ａ）を有する。そして、光結合部材３０，並びにＬＥＤチップ２３ａおよび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１７（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およびＬＥＤチップ２３ａおよび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１７（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および２３ｂ、並びに光結合部材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並びにＬＥＤチップ２３ａおよび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。

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並びにＬＥＤチップ２３ａおよび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並びにＬＥＤチップ２３ａおよび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および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および２３ｂの発光効率も向上する。

また、本実施の形態では、バックライト１０を主に液晶表示装置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。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

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。

１ 液晶表示装置
１’ 液晶表示装置
１’’ 液晶表示装置
１０ バックライト（光源モジュール）
１３ 導光板
１３ａ 下側端部
２２ ヒートシンク（基台）
２３ａ ＬＥＤチップ（光源）
２３ｂ ＬＥＤチップ（光源）
２４ａ ＬＥＤ基板（光源基板）
２４ｂ ＬＥＤ基板（光源基板）
２５ａ スペーサ（支持部材）
２５ｂ スペーサ（支持部材）
２９ コネクタ
３０ 光結合部材
３０’ 光結合部材
３０’’ 光結合部材
３０ｂ 除去部
３１ 頂部平坦面（平坦部）
３２ａ 曲面
３２ｂ 曲面
３３ａ 入光面（入光部）
３３ｂ 入光面（入光部）
３４ 凹部
３４ａ ビス（支持部材）
３５ａ ボス（支持部材）
３５ａ’ ボス（支持部材）
３５ｂ ボス（支持部材）
３５ｂ’ ボス（支持部材）
３９ａ 股部
３９ａ 股部
５０ 配線

Claims (7)

1. 導光板と、
   導光板の下方に設けられた光源と、
   光源が配置された光源基板と、
   光源基板が搭載された基台と、
   光源と導光板との間に設けられ、光源からの光が導光板内部を導光するように光を結合させる光結合部材とを備えた光源モジュールであって、
   上記光結合部材は、導光板の下面に当接する平坦部と、上記平坦部から基台側へ延びた２つの股部と、上記２つの股部の少なくとも一方に形成され、上記光源からの光を入光させる入光部とを備えると共に、上記光源の光路を避けて凹部が形成されており、
   上記凹部内に、上記光源基板に接続された配線が配置されていることを特徴とする光源モジュール。
2. 上記２つの股部のうち、入光部を備える股部は、上記光源からの光を上記平坦部へ導く曲面を有することを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
3. 上記光結合部材を、光源基板または基台に、直接的または間接的に支持する支持部材を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の光源モジュール。
4. 上記光源は、上記２つの股部のうち一方の股部の下方に配置されており、
   上記支持部材は、上記光源が配置されない股部を上記基台と離間させた状態で、支持することを特徴とする請求項３に記載の光源モジュール。
5. 上記光源は、上記２つの股部のうち一方の股部の下方に配置されており、
   上記２つの股部のうち、光源が配置されない股部は、下端部の一部が除去された除去部を備え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。
6. 上記２つの股部は、上記平坦部に対して対称配置となっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源モジュール。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の光源モジュールを備えた液晶表示装置。
   

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