JP5189596B2 - 照明装置および液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置のバックライトなどとして利用される照明装置、および、この照明装置を備える液晶表示装置に関するものである。

近年、ブラウン管（ＣＲＴ）に代わり急速に普及している液晶表示装置は、省エネ型、薄型、軽量型等の特長を備えており、薄型テレビ、モニター、携帯電話等に幅広く利用されている。これらの特長をさらに活かす方法として液晶表示装置の背後に配置される照明装置の改良が挙げられる。

照明装置は、主に直下型とエッジライト型とに大別される。直下型の照明装置では、液晶パネルの背後に冷陰極管や熱陰極管等の線状光源や、発光ダイオード等の点状光源が複数個並列して配置され、光源から出射された光は、当該液晶パネルに直接照射される。この構造により、直下型の照明装置は、大画面でも高輝度が得やすく、２０インチ以上の大型液晶ディスプレイのバックライトとして主に採用されている。

一方、エッジライト型の照明装置では、液晶パネルの背後に導光体が設けられるとともに、横端部に光源が設けられる。光源から出射された光は導光体で反射され、間接的に液晶パネルに照射される。光源と導光体との位置関係は、筐体の形状による位置決めによって決められており、特に近年の携帯電話向けの照明装置では、筐体の形状による位置決めに加えて、両面テープによる位置決めで、光源と導光体との位置関係を決定しているものがある。このような構造により、エッジライト型の照明装置は、輝度は低いが薄型化が可能であり、輝度の均一性に優れている。そのため、エッジライト型の照明装置は、携帯電話やノートパソコン等、中小型ディスプレイのバックライトとして主に用いられている。

このような背景の中、近年では、液晶パネルの背後に複数個の導光体を重ねつつ並べて配置されたタンデム型の照明装置が発表されている（例えば、特許文献１、２参照）。この構造により、直下型の利点である高輝度化、大型化の実現、および、エッジライト型の利点である薄型化の実現、という両方の利点を併せ持つ照明装置を得ることができる。
日本国公開特許公報「特開平１１−２８８６１１号公報（公開日：１９９９年１０月１９日） 日本国公開特許公報「特開２００１−７５０９６号公報（公開日：２００１年３月２３日）

ところで、エッジライト型の照明装置や、タンデム型の照明装置においては、光源と導光体との位置関係が、照明装置としての明るさに大きな影響を及ぼしている。例えば、光源と導光体とが非常に近接して配置されている場合、導光体への入光効率が向上し、光利用効率の良い照明装置を得ることができる。一方、光源と導光体が少し離れて配置されている場合、導光体の入光効率が低下し、照明装置としての明るさが低下してしまうという問題点を有している。この問題は、光源と導光体の距離をさらに離すといっそう顕著になる。

また、光源からの光を拡散させる役割を有している導光体において、光の進行方向にネジなどの固定部材を通すための孔を設けてしまうと、導光体の他の領域とは異なった方向に光が拡散されてしまうことになり、照明装置の輝度均一性を損なってしまう。

さらに、タンデム型の照明装置では、光源と導光体とを組み合わせて構成される導光体ユニットを複数個並列に重ねて配置し、大型の照明装置を得ているため、光源と導光体との位置関係がそれぞれ異なった導光体ユニットが複数並列に重ねて配置されている場合、導光体ユニットごとに明るさが異なり、照明装置としての輝度均一性が非常に悪くなってしまうという問題点を有している。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、光源と導光体とを使用する照明装置において、導光体の固定方法を工夫することによって、光の利用効率、輝度均一性を向上させた照明装置を実現することを目的とする。

本発明にかかる照明装置は、上記の課題を解決するために、点状の光源、および、該光源からの光を拡散させて面発光させる導光体を備えた照明装置であって、上記光源と上記導光体とを固定配置するための基板をさらに備えており、上記導光体における、上記光源から入射した光が拡散されない領域と、上記基板とが接続されることによって、上記導光体は上記基板上に固定配置されていることを特徴としている。

発光ダイオードなどの点状の光源から出射された光は、ある屈折率をもつ導光体に屈折して入射するため、入射面が平坦の場合、スネルの法則に従い、ある角度以内の入射角の光以外存在しなくなる。従って、上記導光体内には、光源からの光の光路となる領域と、光路でない領域（つまり、光源から入射した光が拡散されない領域）とができる。

本発明の照明装置においては、この光路ではない領域が基板上に接続されて固定配置されている。つまり、導光体における、光源からの光がとどかず光の進行に影響を及ぼさない領域が基板と接続されているため、基板との接続機構を導光体に設けても、これによって光が遮られることがない。そして、上記導光体を基板上に固定配置することによって、光源と導光体との位置関係を決定することができる。これにより、照明装置の輝度均一性を損なうことなく、導光体を基板上に固定することができる。

また、基板上に光源と導光体とを固定配置することによって、光源と導光体との位置関係を容易に決定することができる。そのため、導光体を基板上に固定する際に、導光体を光源に近接させて固定することによって、光の利用効率の良い照明装置を得ることができる。

なお、上記導光体における、上記光源から入射した光が拡散されない領域とは、臨界角θで導光体へ入射する光源の光がとどかない領域である。さらに言い換えれば、この領域は、光源から出射され導光体内で放射状に拡がる光束に含まれない領域ということもできる。

本発明の照明装置において、上記導光体の光源からの光の入射面には、上記光源からの光の入射方向とは反対方向に突出するように形成された突出部が設けられており、上記導光体は、上記突出部が上記基板に接続されることによって、上記基板上に固定配置されていてもよい。

上記の構成によれば、基板上に導光体を固定するための突出部が、導光体における光源からの入射面に、光源からの光の入射方向とは反対方向に突出するように設けられている。つまり、突出部は、光源からの光の光路でない領域（すなわち、光源から入射した光が拡散されない領域）に設けられているため、突出部によって光が遮られることがない。そして、上記突出部を基板上に固定配置することによって、光源と導光体との位置関係を決定することができる。これにより、照明装置の輝度均一性を損なうことなく、導光体を基板上に固定することができる。

また、基板上に光源と導光体の突出部とを固定配置することによって、光源と導光体との位置関係を容易に決定することができる。そのため、導光体を基板上に固定する際に、導光体を光源に近接させて固定することによって、光の利用効率の良い照明装置を得ることができる。

本発明の照明装置は、上記光源と上記導光体との組み合わせを複数個備え、各導光体は、発光面を有する発光部と、該発光部へ上記光源からの光を導く導光部とを有し、一方の導光体の導光部に、該一方の導光体に隣り合う他方の導光体の発光部が乗り上げるように配置されていてもよい。

光源と導光体との組み合わせ（これを、導光体ユニットと呼ぶ）を、上記のように配置した照明装置は、タンデム型の照明装置と呼ばれる。タンデム型の照明装置をバックライトとして使用することで、液晶表示装置の大型化および薄型化を実現することができる。

また、上記の構成によれば、突出部は、導光体の導光部側の端部に設けられ、光源からの光の進行方向と反対方向に隣接配置される導光体の発光部の下側に隠れて配置されることになるため、照明装置の輝度均一性を損なうことなく、導光体を固定することができる。

また、並べて配置された複数の導光体ユニットごとの光源と導光体との位置関係を一様にすることができる。そのため、それぞれの光源からの出射光量が等しい場合、各導光体ユニット間の輝度差を低減させ、出射光が均一な照明装置を得ることができる。

本発明の照明装置において、上記突出部は、上記光源の両脇に設けられていることが好ましい。

上記の構成によれば、突出部が光源の両脇に設けられていることによって、基板上に導光体を安定して固定することができる。

本発明の照明装置において、上記突出部には、孔が形成されており、固定部材を、上記孔を通して基板上に固定させることによって、上記導光体を基板上に固定配置させていることが好ましい。

上記の構成によれば、基板に対する導光体の位置合せをより正確に行うことができるため、導光体と光源との位置関係をより明確に決定することができる。そのため、固定部材で導光体を固定する際に、導光体を光源に寄せて固定することによって、光の利用効率の良い照明装置を得ることができる。

また、タンデム型の照明装置においては、並べて配置された複数の導光体ユニットごとの光源と導光体との位置関係をより正確にそろえることができる。そのため、それぞれの光源からの出射光量が等しい場合、各導光体ユニット間の輝度差をより低減させ、出射光がより均一な照明装置を得ることができる。

なお、上記固定部材としては、例えば、ネジなどが挙げられる。

本発明の照明装置において、上記導光体の発光面と、上記導光体における上記基板との接触面とは、平行になっていることが好ましい。

上記の構成によれば、発光面と基板とが平行な状態で、導光体と基板とを接触させることができる。これにより、導光体および光源を精度良く固定させることができる。

上記の照明装置において、上記導光体は、発光面を有する発光部と、該発光部へ上記光源からの光を導く導光部とを有しており、上記導光部は、上記発光面に対して傾斜するように設けられていることが好ましい。

上記の構成によれば、発光面からの光の出射効率を向上させることができる。また、上記の構成によれば、複数の導光体をタンデム配置させても厚みが増すことなく、薄型のタンデム型照明装置を実現することができる。

また、本発明にかかる液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、上記の何れかの照明装置をバックライトとして備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、輝度均一性の高い照明装置をバックライトとして使用しているため、液晶表示パネルに対してより均一な光を照射することができ、表示品位を向上させることができる。また、光利用効率の良い照明装置をバックライトとして使用しているため、消費電力を低減させた液晶表示装置を実現することができる。

本発明の他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分分かるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明によって明白になるであろう。

図２に示す液晶表示装置に備えられたバックライトを構成している導光体ユニットの構成を示す断面図である。 本発明の一実施の形態にかかる液晶表示装置の構成を示す側面図である。 図２に示す液晶表示装置に備えられたバックライトの構成を示す平面図である。 （ａ）は、図２に示す液晶表示装置に備えられたバックライトを構成している導光体の構造を示す平面図である。（ｂ）は、図２に示す液晶表示装置に備えられたバックライトを構成している導光体の構造を示す側面図である。 本発明の照明装置に備えられた導光体ユニットの他の例を示す断面図である。 本発明の照明装置に備えられた導光体ユニットのさらに他の例を示す平面図である。 （ａ）は、図６に示す導光体ユニットを示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す導光体ユニットにおけるＡ−Ａ’断面図であり、（ｃ）は、（ａ）に示す導光体ユニットの側面図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置
２ バックライト（照明装置）
３ 液晶表示パネル
４ 基板
５・４５ 光源（ＬＥＤ）
６ 反射シート
７・２７・４７ 導光体
７ａ・２７ａ・４７ａ （導光体の）発光面
７ｂ 発光部
７ｃ・２７ｃ・４７ｃ 導光部
７ｄ・２７ｄ・４７ｄ （導光体の）裏面（基板との接触面）
８ 拡散板
９ 光学シート
１１・１１ａ・１１ｂ 導光体ユニット
１２ 突出部（光源から入射した光が拡散されない領域）
１３・５３ ネジ穴（孔）
１４・５４ ネジ
２４ａ 孔
３３ ピン（突起）
Ａ 光源から入射した光が拡散されない領域

本発明の実施形態について図１〜図７に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。

本実施の形態では、液晶表示装置のバックライトとして使用される照明装置について説明する。

図２は、本実施の形態にかかる液晶表示装置１の概略構成を示す側面図である。液晶表示装置１は、バックライト２（照明装置）と、バックライト２に対向配置される液晶表示パネル３とを備えている。

液晶表示パネル３は、従来の液晶表示装置に使用される一般的な液晶表示パネルと同様であり、図示はしないが、例えば、複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が形成されたアクティブマトリクス基板と、それに対向するカラーフィルタ（ＣＦ）基板とを備え、これらの基板の間に液晶層がシール材により封入された構成を有している。

次に、液晶表示装置１に備えられたバックライト２の構成について説明する。

図２に示すように、バックライト２は、液晶表示パネル３の背後（表示面とは反対の側）に配置されている。

図３には、液晶表示装置１に備えられたバックライト２の平面構成を示す。図３に示すように、バックライト２は、光源５と導光体７とを組み合わせて構成される導光体ユニット１１を複数個有している。

ここで、導光体ユニット１１の構造について、図２および図３を参照しながら説明する。１つの導光体ユニット１１には、光源５、光源５からの光を拡散させて面発光させる導光体７、光源５を配置している基板４、反射シート６などが備えられている。

光源５は、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の点状の光源である。本実施の形態では、光源５は、互いに発光色の異なる複数種類の発光ダイオードで構成されている。具体的には、上記光源５は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）という３色の発光ダイオードを複数個並べて配置したＬＥＤ群で構成されている。この３色の発光ダイオードを組み合わせて光源を構成することで、発光面において白色の光を照射することができる。

なお、発光ダイオードの色の組み合わせは、各色のＬＥＤの発色特性、および、液晶表示装置１の利用目的に応じて所望とされるバックライトの発色特性などに基づいて適宜決定することができる。このＬＥＤ群からなる光源５は、基板４上に実装されている。なお、光源５として、各色のＬＥＤチップが１つのパッケージにモールドされているサイド発光タイプのＬＥＤを用いてもよい。これにより、色再現範囲の広いバックライトを得ることが可能となる。

導光体７は、光源５から出射された光を発光面（光出射面とも呼ぶ）７ａから面発光させるものである。発光面７ａは、照射対象に対して光を照射するための面である。本実施の形態では、バックライト２は、図２および図３に示すように、タンデム構造になっている。すなわち、バックライト２を構成する複数の導光体７は、発光面７ａを有する発光部７ｂと、該発光部７ｂへ光源５からの光を導く導光部７ｃとを有し、各導光体７の導光部７ｃに他の導光体７の発光部７ｂが乗り上げるように配置されている。このような配置の仕方は、タンデム配置と呼ばれる。

図１は、図２に示すバックライト２を構成している導光体ユニット１１の構成を示す断面図である。同図に示すように、光源５から出射された光は、導光体７の導光部７ｃに入射し、導光部７ｃ内を伝播して発光部７ｂに到達する。図示はしていないが、導光体７の発光部７ｂの表面（発光面７ａ）、若しくは裏面には、導光してきた光を前面に出射させるための加工や処理が施されており、光は、導光体７の発光面７ａから液晶表示パネル３側へ出射される。導光体７の発光部７ｂに施される具体的な加工方法や処理方法は、例えば、プリズム加工、シボ加工、印刷処理などが挙げられるが、特に限定されず、適宜公知の方法が用いられる。

また、導光体７は、主に、ＰＭＭＡやポリカーボネート等の透明樹脂によって構成されているが、特に限定されず、光の透過率が高い材質であることが好ましい。

また、導光体７は、例えば射出成型や押出成型、熱プレス成型、切削加工等によって成形することができる。ただし、これらの成形方法には限定されず、同様の特性が発揮される加工方法であればよい。

反射シート６は、各導光体７の裏面（発光面７ａとの対向面）と接するように設けられている。反射シート６は、光を反射し、発光面７ａからより多くの光を出射させるものである。

なお、光源５を載置している基板４の背面（光源５が実装されている面の反対側の面）側には、図示はしていないが、光源５を構成する各ＬＥＤを点灯制御するためのドライバが実装されている。すなわち、ドライバは、光源５とともに同一の基板４に実装されている。同一基板実装をすることにより、基板の数を削減できるとともに、基板間を繋ぐコネクタ等が削減できるため、装置のコストダウンを図ることができる。また、基板の数が少ないため、バックライト２の薄型化を図ることもできる。

また、図１に示すように、本実施の形態の導光体ユニット１１には、導光体７を基板４上に固定配置するための部材として、光源５の両脇に突出部１２が設けられている。突出部１２は、導光体７における光源５からの光の入射面に設けられており、光源からの光の入射方向とは反対方向に上記入射面から突出するように形成されている。突出部１２には、ネジ穴（孔）１３が形成されており、ネジ（固定部材）１４をこのネジ穴１３を通して基板４上に埋め込むことで、導光体７は光源５と同じ基板４上に固定されている。

上記のようにして、複数個の導光体ユニット１１をタンデム配置した構造の上部には、図２に示すように、拡散板８、および光学シート９が配置されている。拡散板８は、各導光体７の発光面７ａの全体を覆うように、発光面７ａから所定の距離をもって、発光面７ａに対向配置される。拡散板８は、導光体７の発光面７ａから出射した光を拡散させて、光学シート９に照射する。

光学シート９は、光を集光しつつ散乱させる拡散シート、光を集光し正面方向の輝度を向上させるレンズシート、および、光の一方の偏光成分を反射し、他方の偏光成分を透過することによって液晶表示装置１の輝度を向上させる偏光反射シートなどの何れか、または、これらを適宜組み合わせて構成されている。光学シート９の構成は、液晶表示装置１の価格や性能によって決定すればよい。

上記の構成により、点状の光源５から出射された光は、散乱作用と反射作用を受けながら導光体７内を進み、発光面７ａから出射する。

そして、発光面７ａから出射された光は、導光体７の前面に配置されている拡散シート８および光学シート９によって、拡散されることにより均一化されるとともに集光され、液晶表示パネル３に照射されることとなる。

本実施の形態にかかるバックライト２は、上述したように、光源と導光体とを組み合わせて構成された導光体ユニットを複数個タンデム配置した構成を有している。

図３には、導光体ユニット１１の配置の一例を平面図で示す。図３に示すバックライト２は、８個の導光体ユニット１１で構成されている。このバックライト２では、下側に示す導光体７の発光部７ｂが、その発光部側に隣接して配置された導光体７の導光部７ｃの上に乗り上げるように４個の導光体ユニット１１・・・が順次配置されているとともに、同様の導光体ユニット１１・・・の組み合わせが横に並べて配置されている。なお、図３では、各導光体７の導光部７ｃを、網掛けを付して示している。

以上のように、本実施の形態のバックライト２は、光源５と導光体７とを組み合わせてなる導光体ユニット１１を複数個備えている。そして、各導光体７は、発光面７ａを有する発光部７ｂと、該発光部へ光源５からの光を導く導光部７ｃとを有しており、一つの導光体７の導光部７ｃに、この導光体に隣り合う他の導光体７の発光部７ｂが乗り上げるように配置されている。

続いて、各導光体ユニット１１における、光源５と導光体７との位置合せの方法について説明する。

図３（ａ）は、バックライト２を構成している導光体７と光源５との組み合わせの平面図であり、図３（ｂ）は、導光体７の側面図である。本実施の形態の導光体７においては、図３（ａ）（ｂ）に示すように、導光体７を基板４上に固定配置するための部材として、光源５の両脇に突出部１２が設けられている。突出部１２は、導光体７における光源５からの光の入射面に設けられており、光源からの光の入射方向とは反対方向に上記入射面から突出するように形成されている。

突出部１２には、楕円形状のネジ穴（孔）１３が形成されており、ネジなどの固定部材をこのネジ穴１３を通して基板４上に埋め込むことで、導光体７は基板４上に固定されている。

このように、突出部１２にネジ穴１３を形成し、このネジ穴１３にネジ１４を通すことによって、基板４に対する導光体７の位置合せをより正確に行うことができる。そのため、同一の基板４上に載置される導光体７と光源５との位置関係をより明確に決定することができる。そして、導光体７の端面を光源５に寄せて固定することによって、光の利用効率の良いバックライト２を得ることができる。

ここで、ネジ穴（孔）がネジ径と同じ大きさで形成されていた場合、基板のネジ穴と導光体のネジ穴との位置精度が十分でない場合、導光体と光源とが密着せずに固定されてしまう可能性がある。そのため、ネジ穴の大きさはネジ径よりも大きいことが好ましい。これにより、ネジ穴にアソビができ、導光体を光源に密着させて固定することができる。

本実施の形態においては、図４に示すように、ネジ穴が楕円形状となっている。これは、一般的なネジの断面が円形状（正円形状）であることから、ネジ穴を楕円形状にすることで、自ずとアソビができるためである。この構成によれば、導光体７とＬＥＤ５をより密着（近接）させて配置させることができるため、ＬＥＤ５から導光体７への入光効率がさらに向上し、光利用効率のより良い照明装置を得ることができる。

なお、本実施の形態では、ネジを固定部材として使用し、突出部１２に形成されたネジ穴（孔）１３にネジを通すことによって、基板４上に導光体７を固定しているが、本発明は必ずしもこのような構成には限定されない。

ネジ以外の固定方法としては、例えば、導光体の突出部にピンなどの突起を形成し、基板上に形成された孔にピンを嵌め込むことによって固定する方法が挙げられる。

図５には、導光体の裏面（基板との接触面）に形成されたピンによって基板に導光体を固定する導光体ユニットの例を示す。図５に示す導光体ユニット１１ａは、導光体２７、ＬＥＤ（図示せず）、および、基板２４で構成されている。この導光体２７には、その突起部３２の裏面（基板２４との接触面）２７ｄにピン３３が設けられている。それ以外の構成については、図４などに示す導光体７と同様の構成を有している。

一方、基板２４には、ピン３３を通すための孔２４ａが形成されている。この孔２４ａに図５に示すような形状のピン３３を嵌め込むことによって、基板２４上に導光体２７を固定配置することができる。

また、本実施の形態では、図３に示すように、複数の導光体ユニットをタンデム配置している。このように導光体を配置することで、導光体７の突出部１２は、その導光部７ｃ側に隣接して配置された他の導光体７の発光部７ｂが乗り上げることによって、該他の導光体７の下に隠れる。これにより、突出部１２がバックライト２の光出射面に露出することがなくなる。したがって、上記の構成によれば、バックライト２の輝度均一性を損なうことなく、導光体７を固定することができる。

また、上記のように、導光体７を基板４上に正確に位置合せをして固定することができれば、並べて配置された複数の導光体ユニット１１ごとの光源５と導光体７との位置関係をより正確にそろえることができる。そのため、それぞれの光源からの出射光量が等しい場合、各導光体ユニット間の輝度差を低減させ、出射光が均一なバックライトを得ることができる。

発光ダイオードなどの点状の光源から出射された光は、ある屈折率をもつ導光体に屈折して入射するため、入射面が平坦の場合、スネルの法則に従い、ある角度以内の入射角の光以外存在しなくなる。従って、導光体７内には、光源５からの光の光路となる領域と、光路でない領域とができる。図４（ａ）の平面図では、光源からの光の光路となる領域を、斜線を付して示す。

本実施の形態のバックライト２においては、基板４上に導光体７を固定するための突出部１２が、導光体７における光源５からの入射端面に、光源５からの光の入射方向（図４（ａ）において矢印で示す方向）とは反対方向に突出するように設けられている。つまり、突出部１２は、光源５からの光の光路でない領域（つまり、光源５から入射した光が拡散されない領域）に設けられているため、突出部１２によって光が遮られることがない。そして、突出部１２を基板４上に固定配置することによって、光源５と導光体７との位置関係を決定することができる。これにより、バックライト２の輝度均一性を損なうことなく、導光体７を基板４上に固定することができる。

また、基板４上に光源５と導光体７の突出部１２とを固定配置することによって、光源５と導光体７との位置関係を容易に決定することができる。そのため、導光体７を基板４上に固定する際に、導光体７を光源５に近接させて固定することによって、光の利用効率の良い照明装置を得ることができる。

また、図４（ａ）に示すように、本実施の形態の導光体ユニット１１において、導光体７における発光面７ａと、基板４との接触面７ｄとは、平行になっていることが好ましい。また、図５（ａ）に示すように、本実施の形態の導光体ユニット１１ａにおいて、導光体２７における発光面２７ａと、基板２４との接触面２７ｄとは、平行になっていることが好ましい。なお、ここでの平行とは、公差の範囲は含まない。

上記の構成によれば、発光面と基板とが平行な状態で、導光体と基板とを接触させることができる。これにより、導光体および光源を精度良く固定させることができる。

さらに、図４（ａ）または図５に示すように、導光体７（または導光体２７）の導光部７ｃ（または導光部７ｃ）は、発光面７ａ（または発光面２７ａ）に対して傾斜するように設けられていることが好ましい。

上記の構成によれば、発光面からの光の出射効率を向上させることができる。また、上記の構成によれば、複数の導光体をタンデム配置させても厚みが増すことなく、薄型のタンデム型バックライトを実現することができる。

ところで、上述した実施形態では、導光体の光入射面に形成された突出部を基板上に接続する構成を例に挙げて説明したが、本発明はこのような構成に限定されない。本発明においては、導光体における光源から入射した光が拡散されない領域と、基板とが接続される構成であればよい。

図６および図７には、本発明にかかる照明装置に備えられた導光体ユニットの他の構成例を示す。但し、図６および図７（ａ）では、基板については示していない。

図６および図７に示す導光体ユニット１１ｂでは、突起部は設けられておらず、導光部４７ｃにおける領域Ａに楕円形状のネジ穴（孔）５３が形成されており、ネジ５４などの固定部材をこのネジ穴５３を通して基板４４上に埋め込むことで、導光体４７は基板４４上に固定されている。

上記の領域Ａは、臨界角θで導光体へ入射する光源４５の光がとどかない領域である。ここで、臨界角θとは、屈折率のより低い空気層から屈折率のより高い導光体へ照射された光が入射可能な最大の屈折角（空気層と導光体との境界面の法線からの傾斜角）のことである。

例えば、導光体と空気層との境界面においては、空気層の屈折率ｎ１よりも導光体材料の屈折率ｎ２の方が大きいため（すなわち、ｎ１＜ｎ２）、空気層から導光体へ入射した光は、入射光の法線に対する傾斜角（入射角）よりも法線へ近づく方向へ屈折する。そして、最大入射角９０度のときの屈折角が、上記の臨界角θとなる。

つまり、本実施の形態においては、空気層に設けられた光源４５から出射された光束は、導光体４７内で臨界角θを有して放射状に拡がる。なお、空気層と導光体との境界面における導光体側の臨界角θは、導光体４７の材料によって決まる屈折率に基づいて、スネルの法則によって決まる。そして、光源４５の端部において、上記境界面から角度（９０度−θ）の範囲内である領域Ａには、光源から入射した光が拡散されないことになる。この領域Ａの大きさは、９０度−θによって決定される角度θ’と、光源４５の端部から、導光体４７の幅方向の端部までの距離ａによって決定される。

このように領域Ａを決定すれば、領域Ａは光源４５から入射した光が拡散されない領域となる。つまり、領域Ａは、光源から出射され導光体内で放射状に拡がる光束に含まれない領域であるため、この領域に基板と接続させるための接続機構を設けても、光の進行に影響を及ぼさない。そのため、バックライトの輝度均一性を損なうことなく、導光体を基板上に固定することができる。

なお、図６の平面図では、光源４５からの光の光路となる領域を、斜線を付して示し、光路とならない領域（すなわち、領域Ａ）を、格子柄を付して示している。

ここで、図７（ｂ）および図７（ｃ）を参照しながら、導光体ユニット１１ｂの具体的な構成について説明する。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す導光体ユニット１１ｂにおけるＡ−Ａ’断面図であり、図（ｃ）は、図７（ａ）に示す導光体ユニット１１ｂの側面図である。

これらの図に示すように、図７（ｂ）に示すような導光部４７ｃにおける光路となる領域では、導光体４７の裏面は基板４４と接触していないが、図７（ｃ）に示すような導光部４７ｃにおける光路とならない領域では、導光体４７の裏面４７ｄは基板４４と接触している。

導光体４７が上記のような形状を有していることで、導光体４７の発光面４７ａと、導光体４７における基板４４との接触面（裏面）４７ｄとを、平行にすることができるとともに、導光部４７ｃにおける光路となる領域は、発光面４７ａに対して傾斜させることができる。

また、図６に示す導光体ユニット１１ｂにおいては、導光体に孔を形成し、そこにネジを通すという方法を用いて基板に導光体を固定しているが、他の方法（例えば、導光体の裏面にピンを形成して、基板上の孔にピンをはめ込むという方法）を用いて固定してもよい。

なお、上述の実施形態では、光源５として発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用した場合を例に挙げて説明したが、本発明は必ずしもこのような構成に限定はされず、点状の光源であればどのようなものでもよい。

また、上述の実施形態では、光源５の両脇に突出部１２がそれぞれ設けられている構成を例に挙げて説明したが、本発明は必ずしもこのような構成には限定されず、一つの導光体に突出部１２が１個であってもよい、３個以上であってもよい。但し、基板上に導光体をより安定して固定させるためには、光源５の両脇に突出部１２が形成されていることが好ましい。

また、上述の実施形態では、複数の導光体ユニットを有するタンデム型のバックライトを例に挙げて説明したが、本発明では必ずしもこのような構成には限定されない。つまり、光源と導光体との組合せを１つだけ有するバックライトも本発明の範疇に含まれる。

本発明の照明装置は、多数の導光体ユニットで構成され、発光面積が大きくなった場合にも輝度均一性に優れているため、特に大画面を有する液晶表示装置のバックライトとして使用することが好ましいが、これに限定はされず、あらゆる液晶表示装置のバックライトとして使用することができる。

本発明にかかる照明装置は、以上のように、点状の光源、および、該光源からの光を拡散させて面発光させる導光体を備えた照明装置であって、上記光源と上記導光体とを固定配置するための基板をさらに備えており、上記導光体における、上記光源から入射した光が拡散されない領域と、上記基板とが接続されることによって、上記導光体は上記基板上に固定配置されている構成を有している。

上記の構成によれば、光の利用効率、輝度均一性を向上させた照明装置を実現することができる。

また、本発明の液晶表示装置は、以上のように、本発明の照明装置をバックライトとして備えている構成である。

上記の構成によれば、液晶表示パネルに対してより均一な光を照射することができるため、表示品位を向上させることができるという効果を奏する。また、光利用効率の良い照明装置をバックライトとして使用するため、消費電力を低減させた液晶表示装置を実現することができる。

発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施形態または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する請求の範囲内において、いろいろと変更して実施することができるものである。

本発明によれば、光の利用効率および輝度均一性を向上させた照明装置を実現できる。本発明の照明装置は、液晶表示装置のバックライトとして利用することができる。

Claims (2)

1. 点状の光源、および、該光源からの光を拡散させて面発光させる発光面を有する発光部と該発光部へ上記光源からの光を導く導光部とを有する導光体を備えた照明装置であって、
   上記光源と上記導光体とを固定配置するための基板をさらに備えており、
   上記光源は、上記導光体の端面側に設けられており、
   上記光源から出射された光束は、臨界角θで導光体へ入射し、導光体内で臨界角θを有して放射状に拡がることで、上記導光体の導光部には、上記光源から出射され導光体内で臨界角θを有して放射状に拡がる光束に含まれる、上記光源からの光の光路となる領域と、上記光源から出射され導光体内で臨界角θを有して放射状に拡がる光束に含まれない、上記光源からの光の光路とならない領域とが存在し、
   上記導光体の導光部における光路となる領域では、上記導光体の裏面が上記基板と接触しておらず、
   上記導光体の導光部における、上記光束に含まれない、光路とならない領域では、上記導光体の裏面が上記基板と接触しており、該導光体における、上記光束に含まれない、光路とならない領域と、上記基板とが接続されることによって、上記導光体は上記基板上に固定配置されており、
   上記導光体の発光面と、上記導光体における、上記基板と接触している裏面とが平行であり、上記導光体の導光部における、上記光束に含まれる、光路となる領域は、上記発光面に対して傾斜しており、
   上記光源と上記導光体との組み合わせを複数個備え、一方の導光体の導光部に、該一方の導光体に隣り合う他方の導光体の発光部が乗り上げるように配置されており、かつ、
   上記導光体における、上記光束に含まれない、光路とならない領域には、孔が形成されており、
   固定部材を、上記孔を通して基板上に固定させることによって、上記導光体を基板上に固定配置させていることを特徴とする照明装置。
2. 請求項１に記載の照明装置をバックライトとして備えていることを特徴とする液晶表示装置。

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