JPWO2011077836A1 - 導光体、導光ユニット、導光パッケージ、照明装置、および表示装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、面状のバックライト光を、局所的に光量制御できる、薄型の照明装置に適した導光体を提供する。導光体（１１）において、筒状部（１２）は、天面（１２Ｕ）から内側に向けて先細りした窪み（ＤＨ）と、側面（１２Ｓ）から内側に落ち込みつつ筒軸方向に沿うくびれ線（ＬＮ）を有する。筒状部（１１）につながり、筒軸方向に対して交差する方向に延びる壁部（１３）は、側壁（１３Ｓ）に、壁部内部の光を外部出射に適した光路に変更させるための粗面（ＲＳ）を有する。

Description

本発明は、受けた光を導光させる導光体、複数の導光体を連ねた導光ユニット、導光ユニットと光源とのパッケージである導光パッケージ、導光パッケージを含む照明装置、および照明装置を搭載する表示装置に関する。

非発光型の液晶表示パネル（表示パネル）を搭載する液晶表示装置（表示装置）では、通常、その液晶表示パネルに対して、光を供給するバックライトユニット（照明装置）が搭載される。バックライトユニットは、面状の液晶表示パネル全域に対して行き渡るような面状光を生成するものであることが望ましい。そのために、バックライトユニットは、内蔵する光源（例えば、ＬＥＤのような発光素子）の光を高い度合いで混ぜ合わせるための導光部材を含むことがある。

例えば特許文献１に記載されたバックライトユニットは、図１１に示す構造を備える。図１１のバックライトユニット１４９では、実装基板１３１にＬＥＤ１３２が列をなすように配置され、それらのＬＥＤ１３２の個々に対応する形で、導光棒１１１が列をなすように配置される。そして、複数の導光棒１１１は、受けた光を、多重反射させることにより自身の天面１１２Ｕに導き、外部に出射させる。その出射光が混ざり合うことで、面状光（バックライト光）が生成される。

バックライトユニット１４９がＬＥＤ１３２毎に点灯制御を行えるならば、導光棒１１１の形に対応した光で、液晶表示パネルを部分的に照明することもできる。このような機能を有するバックライトユニット１４９は、液晶表示パネルに表示される画像に応じて、液晶表示パネルを部分的に照明でき、電力の消費を抑えられる。

特開２００７−２２７０７４号公報

しかしながら、特許文献１記載のバックライトユニット１４９では、ＬＥＤ１３２毎に点灯制御が行われたとしても、そのＬＥＤ１３２の光を受けた導光棒１１１の形に対応した光でしか、液晶表示パネルを部分照明できない。つまり、バックライトユニット１４９は、導光棒１１１の天面１１２Ｕの面積よりも狭い面積の面状光で、液晶表示パネルを部分的に照明することができない（要は、このバックライトユニット１４９は、面状のバックライト光を、局所的に光量制御できない）。

バックライトユニット１４９は、液晶表示パネル直下に配置される導光棒１１１の天面１１２Ｕからの光で面状光を生成する。導光棒１１１の天面１１２Ｕからの光は、拡散しつつ出射するとはいえ、ある程度天面１１２Ｕより上方に達しないと混じり合わない。これでは高品質な面状光が液晶表示パネルを照らすことにならない。

本発明は上記の状況に鑑みてなされたものである。本発明の主たる目的は、面状のバックライト光を局所的に光量制御できる、薄型の照明装置に適した導光体を提供することにある。

受光した光を内部で導光する導光体は、受光する筒状部と、筒状部につながり、筒軸方向に対して交差する方向に延びた壁部を含む。導光体の筒状部は、天面から内側に向けて先細りした窪みと、側面から内側に落ち込みつつ筒軸方向に沿うくびれ線を有する。壁部は、側壁に、内部の光を外部出射に適した光路に変更させるための光路変更加工面を有する。

上記のように構成されていると、筒状部の底面から光が入射した場合、光はまず、その底面に対して交差する方向に進行する。光は筒状部の底面に対向する天面に掘り込まれた窪みの面に到達する。この窪みは筒状部の底面に向かうほど先細りしている。そのため、窪みの面に対する光の入射角は比較的大きくなり、全反射しやすい。

窪みで全反射する光は、窪みから乖離する方向に進行する。その光は筒状部の側面にも到達し得る。側面には、筒軸方向に沿うようなくびれ線によって、先細りした溝が形成されている。すると、筒状部の内部から側面に向かって進行する光は、比較的大きな角度で側面に入射することになり、全反射しやすい。

筒状部の側面で全反射する光は、筒状部から乖離する方向に進むので、壁部に到達しやすい。この壁部の側壁には、光路変更加工面が形成されており、その面で、導光体内部の光は外部出射に適した光路に変更される（要は、導光体内部の光は、光路変更加工面に対して、臨界角未満の角度で入射しやすい）。いいかえると、壁部の側面から、多量の光が外部に出射しやすい。そのため、この導光体からの光は、導光体を中心にして、放射される。

上記のような導光体が密集していると、導光体からの光は高い度合いで混ざり合い、面状光になる。そのため、上記のような導光体を複数含む照明装置は、高品質な面状光を供給する。その上、面状光は、導光体の天面からの光を主成分とすることなく、壁部の側壁からの光で生成されるから、面状光生成のために、天面から一定の距離を要することはない。したがって、上記のような導光体を複数含む照明装置は、薄型でありながらも、高品質な面状光が得られる。よって、この導光体は、高品質な面状光を供給させたい照明装置に好適である。

導光体における窪みの入口面の形状は、自身の長手方向をくびれ線に向かわせた形状であることが望ましい。

上記のように構成されていると、窪みの面、特に壁部に向いた面が、筒状部の底面から起き上がるように傾斜する。そのため、筒状部から入射して筒軸方向に対して交差するように進行する光が、窪みの面で全反射しやすくなり、かつ、壁部側へと進行しやすくなる。

窪みの形状は多々あるが、例えば、円錐状、角錐状、円錐台状、または角錐台状であることが望ましい。

くびれ線から壁部に至るまでの筒状部の側面は、少なくとも一部分が、曲面であることが望ましい。

上記のように構成されていると、筒状部の側面が平面であったならばその側面から光が出射してしまうような場合に対応できる。すなわち、光の入射角が臨界角未満になるような側面の一部は、そこが曲面になっていれば光の入射角を変えられ、その光を壁部に導ける。

くびれ線から壁部に至るまでの筒状部の側面の全部分が曲面になっているような場合、くびれ線から壁部に至るまでの側面のうち、くびれ線に近い側の側面の曲率は、壁部に近い側の側面の曲率に比べて強いことが望ましい。

上記のように構成されていると、くびれ線に近い側の筒状部の側面は、窪みからの光を全反射させずに透過しやすい部分になることなく、光を全反射させられる（窪みから離れているがために、窪みからの光を全反射させやすい角度で受光する部分となる、くびれ線から離れた側の側面は、比較的弱い曲率でもかまわない）。

筒状部は、その軸線方向、すなわち筒軸方向、に交差する断面にて、２つの楕円形を融合させた形状で、一方の楕円形の焦点と、他方の楕円形の焦点とが一致していることが望ましい。

上記のように構成されていると、筒状部の受光点が、２つの楕円形の重なり合った部分に含まれる１つの焦点と重なった場合、光は、楕円形の残りの焦点付近を通過しやすくなる。そのため、光が効率よく壁部へと向かいやすくなる。

筒状部の中で、受光する部分は、筒状部の底面から内側に向けて掘られた掘り込み部であることが望ましい。

上記のような掘り込み部があれば、光源の位置合わせが容易になる。掘り込み部が、底面から内側に向かって先細りした形状であれば、一層望ましい。

上記のように構成されていると、掘り込み部の上に、窪みが位置していれば、先細った掘り込み部の面で、光が屈折して、窪みの面に沿うように近づくので、その窪みの側面に到達する光の入射角は比較的大きくなりやすい。そのため、窪みの面で光が全反射して、壁部側へと進行しやすい。

壁部の底壁には、跳ね上げるように光を導く、跳ね上げ加工面が形成されており、壁部の天壁には、光を拡散出射させるレンズが形成されていることが望ましい。

上記のように構成されていると、壁部に進入してきた光のうち、側壁に到達せずに底壁に到達する光は、跳ね上げ加工面によって跳ね上がるように導かれ、壁部の天壁に向かいやすくなる。そして、跳ね上げられた光は、壁部の天壁に位置するレンズによって、拡散しつつ外部に出射される。そのため、確実に、この導光体の光は、筒軸方向に対して乖離する方向に広がりやすい。

上記の導光体を複数個、並べつつ連ねた導光ユニットも本発明に含まれる。さらに、その導光ユニットと、導光ユニットに対して光を供給する光源と、を含む導光パッケージも本発明に含まれる。

光源の種類の１つとして、発光素子が挙げられる。導光パッケージでは、発光素子は、白色光生成のために、青色発光型の発光チップまたは紫外光発光型の発光チップと、発光チップからの光を受けて、黄色光を蛍光発光する蛍光体とを含むことが望ましい。

発光素子は、白色光生成のために、青色発光型の発光チップと、発光チップからの光を受けて、緑色光および赤色光を蛍光発光する蛍光体と、を含んでいてもかまわない。

発光素子は、白色光生成のために、赤色発光型の発光チップと青色発光型の発光チップと、青色発光型の発光チップからの光を受けて緑色光を蛍光発光する蛍光体と、を含んでいてもかまわない。

発光素子は、白色光生成のために、赤色発光型の発光チップと緑色発光型の発光チップと青色発光型の発光チップと、を含んでいてもかまわない。

以上のような導光パッケージを含む照明装置は本発明に含まれる。また、この照明装置と、照明装置からの光を受光する表示パネルと、を含む表示装置も本発明に含まれる。

本発明の導光体によると、自身を中心にして、受けた光を外部に放射する。そのため、このような導光体が密集していると、導光体からの光は、高い度合いで混ざり合い、面状光になる。この面状光は、導光体の天面からの光を主成分とすることなく、側面からの光で生成されるので、面状光生成のために、天面から一定の距離を要することはない。そのため、このような導光体を複数含む照明装置は、薄型でありながらも、高品質な面状光を得られる（つまり、この導光体は、高品質な面状光を供給させたい薄型の照明装置に好適である）。

導光パッケージと実装基板の斜視図である。 図１における導光パッケージと実装基板のＡ−Ａ’線矢視断面図で、光路図でもある。 図１における導光パッケージと実装基板のＢ−Ｂ’線矢視断面図で、光路図でもある。 導光パッケージの断面図で、図２Ｂと断面方向が同じであり、光路図でもある。 導光パッケージと実装基板の断面図で、図２Ａと断面方向が同じであり、光路図でもある。 導光パッケージと実装基板の断面図で、図２Ｂと断面方向が同じであり、光路図でもある。 導光パッケージと実装基板の断面図で、図２Ａと断面方向が同じであり、光路図でもある。 導光パッケージと実装基板の断面図で、図２Ｂと断面方向が同じであり、光路図でもある。 掘り込み部を含む導光パッケージと実装基板の断面図で、図２Ａと断面方向が同じであり、光路図でもある。 図６Ａの別の例を示す図である。 導光パッケージと実装基板の斜視図である。 図７における導光パッケージと実装基板のＡ−Ａ’線矢視断面図で、光路図でもある。 図７における導光パッケージと実装基板のＢ−Ｂ’線矢視断面図で、光路図でもある。 図７における導光パッケージと実装基板のＡ−Ａ’線矢視断面図で、光路図でもある。 図７における導光パッケージと実装基板のＢ−Ｂ’線矢視断面図で、光路図でもある。 液晶表示装置の分解斜視図である。 従来のバックライトユニットの斜視図である。

［第１実施形態］
以下、第１実施形態について、図面に基づいて説明する。便宜上、部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。また便宜上、断面でない箇所にハッチングを用いることもある。矢印に併記される黒丸は、紙面に対して垂直方向であることを意味する。一点鎖線矢印は光を意味する。

図１０は、液晶表示装置６９を示す分解斜視図である。図１０に示すように、液晶表示装置６９は、液晶表示パネル（表示パネル）５９と、この液晶表示パネル５９に対して光を供給するバックライトユニット（照明装置）４９と、これらを挟み込むハウジングＨＧ（表ハウジングＨＧ１と裏ハウジングＨＧ２からなる）と、を含む。

液晶表示パネル５９は、Thin Film Transistor（ＴＦＴ）等のスイッチング素子を含むアクティブマトリックス基板５１と、このアクティブマトリックス基板５１に対向する対向基板５２とをシール材（図示せず）で貼り合わせる。そして、両基板５１、５２の隙間に液晶（図示せず）が注入される。

アクティブマトリックス基板５１の受光面側、対向基板５２の出射側には、偏光フィルムが取り付けられる。以上のように構成された液晶表示パネル５９は、液晶分子の傾きに起因する透過率の変化を利用して、画像を表示する。

次に、液晶表示パネル５９の直下に位置するバックライトユニット４９について説明する。バックライトユニット４９は、実装基板３１、導光パッケージＰＧ、反射シート４１、バックライトシャーシ４２、拡散板４３、プリズムシート４４、および、レンズシート４５を含む。

実装基板３１は矩形であり、実装面３１Ｕ上に複数の電極（図示せず）を並べる。実装基板３１は、自身の延び方向（Ｘ方向）に対して直角に交差する方向（Ｙ方向）に、複数個で並ぶ。実装基板３１に取り付けられた電極は、後述のLight Emitting Diode（ＬＥＤ）３２のような光源（発光素子）に対する電力供給端子である。なお、実装基板３１の延び方向であるＸ方向と、実装基板３１の並び方向であるＹ方向と、に対して直角に交差する方向をＺ方向とする。

実装基板３１における実装面３１Ｕには、保護膜となるレジスト膜（図示しない）が成膜されていてもよい。このレジスト膜は、特に限定されるものではないが、反射性を有する白色であることが望ましい。なぜなら、レジスト膜に光が入射したとしても、その光はレジスト膜で反射して外部に向かおうとするので、実装基板３１による光の吸収という光量ムラの原因が解消されるためである。

導光パッケージＰＧは、ＬＥＤ３２と導光体１１を含む。ＬＥＤ３２は、実装基板３１に形成された電極に実装されることで電流の供給を受けて光を発する。なお、光量確保のために、複数のＬＥＤ（「発光素子」「点状光源」）３２が、実装基板３１に実装されることが望ましい。図面では、便宜上、一部のＬＥＤ３２のみが示されている。

導光体１１は、複数個が一方向に並びつつ連なることで、導光ユニットＵＴを形成する（図１０参照）。導光体１１の拡大図が、図１に示される。図１に示されるように、導光体１１は、ＬＥＤ３２からの光を受光する筒状部１２と、筒状部１２につながり、筒軸方向（Ｚ方向と同方向）に対して交差する方向（例えば、Ｘ方向）に延びた壁部１３と、を含む。筒状部１２と壁部１３はともに、内部で光を反射させつつ進行させられる透明樹脂（例えば、アクリル、またはポリカーボネート）で形成されている。

筒状部１２は、光を受光する部分であり、２つの筒を並列させつつ融合した形である。筒状部１２は、側面１２Ｓから内側に落ち込みつつ筒軸方向に沿うくびれ線ＬＮを含む。筒状部１２は、天面１２Ｕの、例えば中心付近にて、その天面１２Ｕから内側に向けて先細りした窪みＤＨも含む。筒状部１２は、くびれ線ＬＮを有する側面１２Ｓ、窪みＤＨ等を用いて、受けた光を種々の方向に導く（詳細については後述する）。

壁部１３は板状部材であり、筒状部１２によって導かれる光を受けるものであり、その光を外部に向けて出射させる部分でもある。壁部１３は筒状部１２につながり、筒軸方向に対して交差する方向（直交方向等）に延び出る。詳説すると、壁部１３は、自身の底壁１３Ｂを筒状部１２の底面１２Ｂに対して面一にし、自身の天壁１３Ｕを筒状部１２の天面１２Ｕに対して面一にする。壁部１３は、筒状部１２の側面１２Ｓ、特に、筒状部１２に含有される、筒の並列方向の両端付近の側面１２Ｓの一部から、その並列方向（筒軸方向に対する直交方向等の交差方向）に延び出る。

壁部１３は、自身の側壁１３Ｓに、進行する光の屈折角を変える粗面（屈折角変更面）ＲＳを有する。粗面ＲＳの一例としては、図１に示すように、三角プリズムを、側壁１３ＳにてＸ方向に並べたプリズム加工面ＲＳが挙げられる。粗面ＲＳは、導光体１１の有する臨界角未満の角度で光を受光できるようになっており、その結果、光が外部に向けて出射される。

このように光を発する導光体１１は、複数個連なって導光ユニットＵＴを形成する。導光ユニットＵＴは、図１０に示すように、複数個が並列に並ぶ。これにより、導光体１１からの出射光、すなわち導光ユニットＵＴからの出射光が、隣り合う導光ユニットＵＴからの光と混ざり合い、面状光が生成される。

反射シート４１は、並列する実装基板３１の群の直下に置かれる光学部材である。反射シート４１は、反射面４１Ｕを実装基板３１側に向けることで、導光ユニットから出射した光のうち、拡散板４３側に向かわずに、実装基板３１側に向かう光を反射させ、拡散板４３に導く。

バックライトシャーシ４２は、図１０に示すように、箱状に形成された部材であって、底面４２Ｂに反射シート４１を敷き、その上に、導光パッケージＰＧを配置した実装基板３１を敷き詰めて、それらを収容する。

拡散板４３は、導光パッケージＰＧに重なる光学シートであり、導光パッケージＰＧから発せられる光を拡散させる。拡散板４３は、複数の導光パッケージＰＧからの光を重ねることで形成される面状光（要は、導光パッケージＰＧからの光）を拡散させて、液晶表示パネル５９全域に光をいきわたらせる。

プリズムシート４４は、拡散板４３に重なる光学シートである。プリズムシート４４は、一方向に（線状に）延びる、例えば三角プリズムを、シート面内にて、一方向に交差する方向に並べている。これにより、プリズムシート４４は、拡散板４３からの光の放射特性を偏向させる。

レンズシート４５は、プリズムシート４４に重なる光学シートである。レンズシート４５は、光を屈折散乱させる微粒子を内部に分散させている。これにより、レンズシート４５は、プリズムシート４４からの光を、局所的に集光させなくして、明暗差（光量ムラ）を抑える。

上記のように構成されたバックライトユニット４９は、複数の導光パッケージＰＧの光を重ねることで面状光にし、その面状光を、複数枚の光学部材４３〜４５を通過させて、液晶表示パネル５９に供給する。これにより、非発光型の液晶表示パネル５９は、バックライトユニット４９からの光（バックライト光）を受光し、表示機能を向上させる。

導光パッケージＰＧについて詳説する。図１に示すように、導光パッケージＰＧに含まれる導光体１１には、筒状部１２と壁部１３とが有る。筒状部１２の底面１２Ｂに面してＬＥＤ３２が位置する。そのため、図２Ａ（図１に示される導光パッケージＰＧと実装基板３１のＡ−Ａ’線矢視断面図）に示すように、底面１２Ｂから光が入射する。

ＬＥＤ３２からの光が筒状部１２の底面１２Ｂに入射する場合、その光のうち、一点鎖線矢印で示すような一部の光は、ＬＥＤ３２の光の出射軸から乖離するように、底面１２Ｂに対して屈折進行する（ＬＥＤ３２の光の出射軸は、筒状部１２の底面１２Ｂに対して、直交等の交差関係にある）。

筒状部１２において、ＬＥＤ３２から光を最初に受ける箇所である受光点が、筒軸方向において、窪みＤＨの先端ＤＨｔに整列する場合、受光点から進行してくる光の大部分は、窪みＤＨの面ＤＨｓに到達する（要は、受光点からの光は、筒状部１２の底面１２Ｂに対して交差する方向に進行し、受光点に重なる窪みＤＨの面ＤＨｓに到達する）。

窪みＤＨは、筒状部１２の底面１２Ｂに向かうほど先細りしている。そのため、窪みＤＨの面ＤＨｓに対する光の入射角は、図２Ａに示すように比較的大きくなり、全反射しやすい。窪みＤＨで全反射する光は、窪みＤＨから乖離する方向に進行する。そのような光は、図２Ｂ（図１に示される導光パッケージＰＧのＢ−Ｂ’線矢視断面図）に示すように、筒状部１２の側面１２Ｓにも到達し得る。

側面１２Ｓは、筒軸方向に沿うようなくびれ線ＬＮを含む。そのため、側面１２Ｓには先細りした溝ＴＲが形成されることになる。このようになっていると、側面１２Ｓは、くびれ線ＬＮに向かって落ち込んだ曲面になる。

図２Ｂに示すように、くびれ線ＬＮに近い側面１２Ｓの一部分の曲面に対して、筒状部１２の内部から進行してくる光は、比較的大きな角度で入射する（光が、Ｘ方向とＺ方向とで規定されるＸＺ面方向に沿う平面状の側面に入射する場合に比べて、くびれ線ＬＮに近い側面１２Ｓの一部分の曲面の方に入射した方が、入射角が大きくなりやすい）。

側面１２Ｓで全反射する光は、筒状部１２から乖離する方向に進むので、壁部１３に到達しやすい。壁部１３の側壁１３Ｓには、プリズム加工面のような粗面ＲＳが形成されているので、壁部１３内部を進行する光は、粗面ＲＳによって、外部出射に適した光路に変更される（要は、導光体１１内部の光は、粗面ＲＳに対して、臨界角未満の角度で入射しやすい）。

壁部１３内部を進行していた光は、側面１２Ｓの粗面ＲＳを通じて、様々な方向で外部に進行しやすい。つまり、筒状部１２および壁部１３を含む導光体１１からの光は、導光体１１を中心にして、放射される。

導光体１１が密集した配置になっていると、例えば、導光ユニットＵＴのように、導光体１１が複数個並んでいると、導光体１１からの光は、高い度合いで混じり合い、面状光になる。導光ユニットＵＴが複数個並べば、それらの導光ユニットＵＴからの光が混じり合い、広面積で高品質な面状光が生成される。つまり、導光ユニットＵＴとＬＥＤ３２を含む導光パッケージＰＧを複数個密集させたバックライトユニット４９は、高品質なバックライト光（面状光）を液晶表示パネル５９に供給する。

面状光は、導光体１１の天面１２Ｕからの光を主成分とすることなく、側壁１３Ｓからの光で生成される。そのため、面状光生成のために、天面１２Ｕから一定の距離を要することはない。したがって、導光体１１を複数含むバックライトユニット４９は、薄型でありながらも、高品質な面状光が得られる。

導光パッケージＰＧにおけるＬＥＤ３２は、個別に点灯制御される。そのため、導光パッケージＰＧを複数個含むバックライトユニット４９は、ローカルディミング制御を行える（面状のバックライト光を、局所的に光量制御できる）。また、導光パッケージＰＧの数によって、バックライトユニット４９としての出射光量の最大値を変えられる。

１枚物の導光板の場合、液晶表示パネル５９の表示面積に合わせて、製造用金型の変更が必要になるが、導光ユニットＵＴの場合、製造用金型を変更することなく、導光ユニットＵＴの個数を変えることで液晶表示装置６９の表示面積に対応できる。そのため導光ユニットＵＴは、コストを考えると安価といえる。また、様々な機種に対応可能である。

導光体１１における窪みＤＨの入口面ｏｐ（要は、筒状部１２の天面１２Ｕに生じた開口面）の形状は、自身の長手方向をくびれ線ＬＮに合わせた形状であることが望ましい。例えば、図２Ｂに示すように、入口面ｏｐが楕円形で、楕円の長軸方向（楕円の長手方向）が、対向するくびれ線ＬＮ同士を繋げた方向（Ｙ方向と同方向）に沿っているとよい。

上記のような入口面ｏｐが形成されると、入口面ｏｐから窪みＤＨの底（窪みＤＨの先端）までの距離が一定長の場合に、窪みＤＨの面、特に壁部１３に向いた面が、筒状部１２の底面１２Ｂから起きあがるように傾斜する。これにより、筒状部１２から入射して筒軸方向に対して交差するように進行する光が、窪みＤＨの面に対して、比較的大きな角度で入射しやすくなり、全反射しやすい。その結果、図２Ａに示すように、光が、窪みＤＨの面ＤＨｓで全反射して、壁部１３側へと進行しやすくなる。

くびれ線ＬＮから壁部１３に至るまでの側面１２ｓが、図２Ｂに示すように曲面である場合、筒軸方向に交差する断面方向（筒軸方向であるＺ方向に対して直交するＸＹ面方向すなわちＸ方向とＹ方向とで規定される面方向）にて、筒状部１２は、２つの楕円形を融合させた形状であるとよい（二点鎖線参照）。特に、図２Ｂに示すように、両楕円の長軸方向が一致し、一方の楕円形の焦点Ｆ１と、他方の楕円形の焦点Ｆ２とが一致していることが望ましい（なお、焦点Ｆ１に対応するもう一方の焦点はＦ１’、焦点Ｆ２に対応するもう一方の焦点はＦ２’とする）。

図２Ｂに示すような導光体１１では、２つの楕円形を融合させた筒状部１２は、一方の楕円形の焦点Ｆ１と他方の楕円形の焦点Ｆ２とを一致させ、さらに、それら焦点Ｆ１、Ｆ２に、筒軸方向に沿って、窪みＤＨの先端を整列させる（要は、窪みＤＨの先端ＤＨｔを貫く筒軸方向に、焦点Ｆ１、Ｆ２が重なる）。

上記のような導光体１１であれば、筒状部１２の受光点が、２つの楕円形の重なり合った部分に含まれる一方の焦点Ｆ１、Ｆ２と重なると、光は、楕円形の他方の焦点Ｆ１’、Ｆ２’付近を通過しやすくなる。そのため、光は効率よく壁部１３へと向かいやすくなる。

図２Ｂ以外に、図３の断面図に示されるような筒状部１２であってもよい（図３の断面方向は、図２Ｂと同じである）。詳説すると、筒軸方向に交差する断面方向にて、筒状部１２は、２つの卵形を融合させた形状で、一方の卵形の先太り側と、他方の卵形の先太り側とがつながっているとよい（二点鎖線参照）。

上記のようにつながっていると、くびれ線ＬＮから壁部１３に至るまでの曲面状の側面１２Ｓのうち、くびれ線ＬＮに近い側の側面１２Ｓの曲率は、壁部１３に近い側の側面１２Ｓの曲率に比べて強くなる。このような曲率を有する曲面が側面１２Ｓになっていれば、くびれ線ＬＮに近い側の側面１２Ｓは、窪みＤＨからの光を全反射させずに透過しやすい部分になることなく、光を全反射させられる。

逆に、窪みＤＨから離れているがために、窪みＤＨからの光を全反射させやすい角度で受光する部分となるくびれ線ＬＮから離れた側の側面１２Ｓは、比較的弱い曲率でもかまわない。なお、くびれ線ＬＮに近い側の側面１２Ｓとは、各卵形での先太りした側の頂点と先細りした側の頂点とを結んだ線（卵形の縦軸線；Ｘ方向と同方向）での中間点を境にして、くびれ線ＬＮ側に位置する側面のことである（逆に、くびれ線ＬＮから離れた側の側面１２Ｓとは、卵形の縦軸線での中間点を境にして、壁部１３側に位置する側面のことである）。

以上の説明では、窪みＤＨの形状として、円錐状を例に挙げたが、これに限定されるものではない。例えば、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、窪みＤＨの形状が円錐台状であってもかまわない（図４Ａおよび後述の図５Ａでの断面方向は、図２Ａの断面方向と同じである。図４Ｂおよび後述の図５Ｂでの断面方向は、図２Ｂの断面方向と同じである）。また図５Ａおよび図５Ｂに示すように、窪みＤＨの形状が角錐状であってもかまわない（角錐台状の窪みＤＨであってもかまわない）。

要は、筒状部１２の天面１２Ｕから落ち込むほどに細くなった先細りした形状であればよい。なぜなら、このようになっていると、底面１２Ｂから進行してくる光に対して、窪みＤＨの面ＤＨｓは、入射角が大きくなるように傾くので、より多くの光を全反射させられるためである。

［第２実施形態］
第２実施形態について説明する。第２実施形態において、第１実施形態の構成要素と同様の機能を有する構成要素には第１実施形態の説明で用いたのと同じ符号を付し、説明を省略する。

第１実施形態では、導光体１１における筒状部１２の底面１２Ｂは平面で、ＬＥＤ３２の光はその平面に向かっていた。この構成は発明を限定するものではない。例えば、図６Ａの断面図（図６Ａの断面方向は図２Ａの断面方向と同じである）に示すように、ＬＥＤ３２を埋没させるために、筒状部１２の底面１２Ｂから内側に向けて掘られた掘り込み部ＤＥが形成されていてもよい。

上記のように構成されていると、バックライトユニット４９の製造過程で、導光体１１に対するＬＥＤ３２の位置合わせが容易になる。また、ＬＥＤ３２が掘り込み部ＤＥに埋没すると、ＬＥＤ３２の高さ分だけ、実装基板３１と導光ユニットＵＴとの距離が短くなる。そのため、このような導光パッケージＰＧを搭載する実装基板３１を搭載するバックライトユニット４９は、厚みを薄くしやすい。

掘り込み部ＤＥは、筒状部１２の底面１２Ｂから内側に向かって先細りした形状であるとよい。例えば、図６Ｂに示すように、掘り込み部ＤＥが円錐状の部分を含むような形であれば、ＬＥＤ３２の光は、図６Ｂに含まれる拡大図に示すように、掘り込み部ＤＥの面ＤＥｓを透過することで、入射角よりも小さな出射角になり、その出射角で進行する光は、窪みＤＨの面ＤＨｓ（天面１２Ｕから内側に向かって先細りした窪みＤＨの面ＤＨｓ）に対して大きな入射角で到達する。

上記のように光が到達すると、より一層、窪みＤＨの面ＤＨｓで、光が全反射しやすくなり、ひいては、壁部１３に多くの光が進行しやすくなる。その結果、第１実施形態同様に、壁部１３内部を進行していた光は、側面１２Ｓの粗面ＲＳを介して、様々な方向に沿って外部に進行しやすくなる。

［第３実施形態］
第３実施形態について説明する。第３実施形態において、第１実施形態および第２実施形態の構成要素と同様の機能を有する構成要素には第１実施形態および第２実施形態の説明で用いたのと同じ符号を付し、説明を省略する。

第１実施形態および第２実施形態では、導光体１１は、極力、壁部１３の側壁１３Ｓから光を出射させるようにしていた。しかし、導光体１１内部を進行する光は、種々の方向に進行してしまうので、例えば、壁部１３の側壁１３Ｓに到達せずに、底壁１３Ｂおよび天壁１３Ｕに到達することもあり得る。そこで、このような光をできるだけ、導光体１１を中心にした放射方向に導くべく、導光体１１を以下のように構成してもかまわない。

図７の斜視図に示すように、壁部１３の底壁１３Ｂには、跳ね上げるように光を導く跳ね上げ加工面１６が形成されており、壁部１３の天壁１３Ｕには、光を拡散させるレンズ１７が形成されているとよい。跳ね上げ加工面１６は、例えば、一方向に（線状に）延びる、例えば三角プリズムを、壁部１３の延び方向（Ｘ方向と同方向）に、底壁１３Ｂに並べて形成される。

上記のような導光体１１であれば、図８Ａ（図７に示される導光パッケージＰＧと実装基板３１のＡ−Ａ’線矢視断面図）に示すように、窪みＤＨの面ＤＨｓで全反射した光が、壁部１３の側壁１３Ｓに到達することなく、天壁１３Ｕに到達したような場合であっても、図８Ｂ（図７に示される導光パッケージＰＧのＢ−Ｂ’線矢視断面図）に示すように、レンズ１７の曲面が、受けた光を種々方向に屈折進行させられる。つまり、第１実施形態および第２実施形態と同様に、導光体１１からの光は、導光体１１を中心にして、放射される。

図９Ａ（図７に示される導光パッケージＰＧと実装基板３１のＡ−Ａ’線矢視断面図）に示すように、窪みＤＨの面ＤＨｓで全反射した光が、壁部１３の側壁１３Ｓに到達することなく、底壁１３Ｂに到達したような場合であっても、図９Ｂ（図７に示される導光パッケージＰＧのＢ−Ｂ’線矢視断面図）に示すように、底壁１３Ｂの跳ね上げ加工面１６が光を天壁１３Ｕの方へと導く。すると、天壁１３Ｕに位置するレンズ１７の曲面が、受けた光を種々方向に屈折進行させる。その結果、上記同様、導光体１１からの光は、導光体１１を中心にして、放射される。

［その他の実施形態］
本発明はこれまでに説明した実施形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

例えば、導光体１１の筒状部１２の側面１２Ｓは、それが曲面である例ばかりが挙げられたが、曲面に限定されるものではない。平面になっていてもかまわない。すなわち、筒状部１２が角柱状であってもかまわない。ただし、光の進行方向を種々の方向に変えるため、筒状部１２の側面１２Ｓは、少なくとも一部分に曲面を含むことが望ましい。

導光体１１の壁部１２の側壁１３Ｓに形成される粗面ＲＳ、および、壁部１３の底壁１３Ｂに形成される跳ね上げ加工面１６として、三角プリズムの集まったプリズム加工面を例示したが、これに限定されるものではない。粗面ＲＳおよび跳ね上げ加工面１６は、例えばシボ加工された面であってもよく、ドット印刷加工が施された面であってもよい。

レンズ１７の形状も、図７に示すようなシリンドリカル形状の曲面を２個並べたものに限定されない。他のレンズ形状であってもかまわない。

ＬＥＤ（発光素子）３２の種類も、特に限定されるものではない。ＬＥＤ３２は、青色発光のＬＥＤチップ（発光チップ）と、そのＬＥＤチップからの光を受けて黄色光を蛍光発光する蛍光体を含むものであってよい（ＬＥＤチップの個数は特に限定されない）。このＬＥＤ３２は、青色発光のＬＥＤチップからの光と蛍光発光する光とで白色光を生成する。

ＬＥＤ３２に内蔵される蛍光体は、黄色光を蛍光発光するものに限らない。ＬＥＤ３２は、青色発光のＬＥＤチップと、そのＬＥＤチップからの光を受けて、緑色光および赤色光を蛍光発光する蛍光体を含み、ＬＥＤチップからの青色光と蛍光発光の光（緑色光と赤色光）とで白色光を生成するものであってもよい。

ＬＥＤ３２に内蔵されるＬＥＤチップは、青色発光のものに限られない。ＬＥＤチップ３２は、赤色発光の赤色ＬＥＤチップと、青色発光の青色ＬＥＤチップと、青色ＬＥＤからの光を受けて、緑色光を蛍光発光する蛍光体と、を含んでいてもよい。なぜなら、このようなＬＥＤ３２であれば、赤色ＬＥＤチップからの赤色光と、青色ＬＥＤチップからの青色光と、蛍光発光する緑色光とで白色光を生成できるからである。

全く蛍光体を含まないＬＥＤ３２であってもよい。例えば、赤色発光の赤色ＬＥＤチップと、緑色発光の緑色ＬＥＤチップと、青色発光の青色ＬＥＤチップと、を含み、全てのＬＥＤチップからの光で白色光を生成するＬＥＤ３２であってもよい。

個々の導光体１１から出射される光は、白色光に限られない。赤色光、緑色光、または青色光であってもかまわない。ただし、赤色光、緑色光、または青色光を出射させる導光体１１は、極力近くにあって、混色により白色光を生成できるように配置される（例えば、赤色光を出射させる導光体１１と、緑色光を出射させる導光体１１と、青色光を出射させる導光体１１を、隣り合わせに配置する）。

１１ 導光体
１２ 筒状部
１２Ｓ 筒状部の側面
１２Ｂ 筒状部の底面
１２Ｕ 筒状部の天面
ＬＮ くびれ線
ＤＨ 窪み
１３ 壁部
１３Ｓ 壁部の側壁
１３Ｂ 壁部の底壁
１３Ｕ 壁部の天壁
ＲＳ 粗面（光路変更加工面）
１６ 跳ね上げ加工面
１７ レンズ
ＵＴ 導光ユニット
３１ 実装基板
３２ ＬＥＤ（光源、発光素子）
ＰＧ 導光パッケージ
４１ 反射シーと
４１Ｕ 反射面
４２ バックライトシャーシ
４３ 拡散板
４４ プリズムシート
４５ レンズシート
４９ バックライトユニット（照明装置）
５９ 液晶表示パネル（表示パネル）
６９ 液晶表示装置（表示装置）

Claims (17)

1. 受光した光を内部で導光する導光体であって、以下を特徴とするもの：
   受光する筒状部と、
   前記筒状部につながり、筒軸方向に対して交差する方向に延びた壁部と、
   が含まれ、
   前記筒状部は、天面から内側に向けて先細りした窪みと、側面から内側に落ち込みつつ上記筒軸方向に沿うくびれ線と、を有し、
   前記壁部は、側壁に、内部の光を、外部出射に適した光路に変更させるための光路変更加工面を有する。
2. 請求項１の導光体であって、以下を特徴とするもの：
   前記窪みの入口面の形状は、自身の長手方向を前記くびれ線に向かわせた形状である。
3. 請求項１の導光体であって、以下を特徴とするもの：
   前記窪みの形状は、円錐状、角錐状、円錐台状、または角錐台状である。
4. 請求項１の導光体であって、以下を特徴とするもの：
   前記くびれ線から前記壁部に至るまでの前記筒状部の前記側面は、少なくとも一部分が曲面である。
5. 請求項４の導光体であって、以下を特徴とするもの：
   前記筒状部は、筒軸方向に交差する断面にて、２つの楕円形を融合させた形状で、一方の楕円形の焦点と、他方の楕円形の焦点とが一致している。
6. 請求項４の導光体であって、以下を特徴とするもの：
   前記くびれ線から前記壁部に至るまでの前記筒状部の前記側面のうち、前記くびれ線に近い側の前記側面の曲率は、前記壁部に近い側の前記側面の曲率に比べて強い。
7. 請求項１の導光体であって、以下を特徴とするもの：
   前記筒状部の中で、受光する部分は、前記筒状部の底面から内側に向けて掘られた掘り込み部である。
8. 請求項７の導光体であって、以下を特徴とするもの：
   前記掘り込み部が、前記底面から内側に向かって先細りした形状である。
9. 請求項１の導光体であって、以下を特徴とするもの：
   前記壁部の底壁には、跳ね上げるように光を導く、跳ね上げ加工面が形成されており、前記壁部の天壁には、光を拡散出射させるレンズが形成されている。
10. 請求項１から９のいずれかの導光体を複数個、並べつつ連ねた導光ユニット。
11. 請求項１０の導光ユニットと、
    前記導光ユニットに対して光を供給する光源と、
    を含む導光パッケージ。
12. 請求項１１の導光パッケージであって、以下を特徴とするもの：
    前記光源は発光素子により構成され、
    前記発光素子は、青色発光型の発光チップまたは紫外光発光型の発光チップと、前記発光チップからの光を受けて、黄色光を蛍光発光する蛍光体と、を含む。
13. 請求項１１の導光パッケージであって、以下を特徴とするもの：
    前記光源は発光素子により構成され、
    前記発光素子は、青色発光型の発光チップと、前記発光チップからの光を受けて、緑色光および赤色光を蛍光発光する蛍光体と、を含む。
14. 請求項１１の導光パッケージであって、以下を特徴とするもの：
    前記光源は発光素子により構成され、
    前記発光素子は、赤色発光型の発光チップと青色発光型の発光チップと、前記青色発光型の発光チップからの光を受けて緑色光を蛍光発光する蛍光体と、を含む。
15. 請求項１１の導光パッケージであって、以下を特徴とするもの：
    前記光源は発光素子により構成され、
    前記発光素子は、赤色発光型の発光チップと緑色発光型の発光チップと青色発光型の発光チップと、を含む。
16. 請求項１１の導光パッケージを含む照明装置。
17. 請求項１６の照明装置と、
    前記照明装置からの光を受光する表示パネルと、
    を含む表示装置。

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