WO2010058625A1 - 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置 - Google Patents

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敬治 清水
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    • G02F1/133607Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses

Definitions

  • the present invention relates to a lighting device, a display device, and a television receiver.
  • the direct type backlight device is configured such that a light source is disposed directly under a light guide plate, and a light incident surface and a light output surface of the light guide plate are parallel to each other.
  • the luminance distribution within the light emitting surface of the light guide plate has a problem that a region near the light source tends to be locally high and uneven luminance tends to occur. In order to avoid this, it is necessary to increase the distance between the light source and the light guide plate, which causes a problem that the liquid crystal display device becomes thick as a whole.
  • a light source is arranged at the side end portion of the light guide plate and the light incident surface and the light output surface of the light guide plate are orthogonal to each other. It is suitable for thinning the device.
  • the light that has entered the light guide plate does not directly exit from the light exit surface, but is emitted after being launched by the reflection sheet installed on the opposite side of the light exit surface of the light guide plate. There is a problem that the efficiency is not good and the overall luminance tends to be low.
  • the present invention has been completed based on the above-described circumstances, and an object thereof is to obtain a high luminance while suppressing luminance unevenness and to realize a reduction in thickness.
  • An illuminating device of the present invention includes a light source having a light emitting surface, a light incident surface arranged to face the light emitting surface and receiving light from the light emitting surface, and a light emitting surface for emitting light.
  • the light emitting surface has a first light emitting surface along the light emitting surface and a second light emitting surface intersecting the first light emitting surface, whereas the light incident surface is , A first light incident surface facing the first light emitting surface and along the light emitting surface, and a second light incident facing the second light emitting surface and intersecting the first light incident surface And having a surface.
  • the first light emitting surface and the first light incident surface are configured along the light emitting surface, the light emitted from the first light emitting surface and incident on the first light incident surface is directly light.
  • the light is emitted from the emission surface.
  • the second light emitting surface and the second light incident surface are surfaces intersecting the first light emitting surface and the first light incident surface along the light emitting surface.
  • the light emitted from the light incident on the second light incident surface is more extensive in the direction along the light emitting surface in the light guide. It is easy to spread. As a result, it is difficult for the brightness distribution in the light exit surface to be biased, and the thickness can be reduced.
  • the first light incident surface is provided with an incident surface scattering structure that allows the light from the light source to be incident while being scattered. In this way, since the light from the light source can be incident on the first light incident surface while being scattered, the light incident on the first light incident surface is diffused in the direction along the light exit surface. be able to. This is suitable for suppressing luminance unevenness.
  • the incident surface scattering structure includes a large number of microscopic concave portions or convex portions.
  • microscopic means that it is difficult to recognize a specific shape only by looking at the outer shape, and that the specific shape can be finally recognized using a magnifying glass or a microscope.
  • the incident surface scattering structure includes a diffusion layer in which a diffusion material is dispersed. If it does in this way, the light from a light source can be favorably diffused with the diffusion material disperse
  • the light exit surface is provided with an exit surface scattering structure for scattering emitted light. If it does in this way, it will become suitable for suppression of a brightness nonuniformity by scattering the light radiate
  • the exit surface scattering structure includes a large number of microscopic concave portions or convex portions.
  • microscopic means that it is difficult to recognize a specific shape only by looking at the outer shape, and that the specific shape can be finally recognized using a magnifying glass or a microscope.
  • the exit surface scattering structure is formed such that the degree of light scattering is gradually and gradually increased in the direction away from the light source with respect to the direction along the light exit surface.
  • the amount of light in the light guide is relatively larger on the side closer to the light source than on the far side in the direction along the light exit surface. Therefore, with respect to the degree of light scattering in the exit surface scattering structure, the side closer to the light source with a large amount of light is relatively lowered to suppress the light emission, while the side far from the light source with a small amount of light is relatively increased to increase the light output.
  • the luminance distribution in the surface of the light emitted from the light emitting surface can be made uniform. Therefore, it is more suitable for suppressing luminance unevenness.
  • the first light emitting surface is provided with a light emitting surface scattering structure for scattering emitted light.
  • a light emitting surface scattering structure for scattering emitted light.
  • the light emitting surface scattering structure is constituted by a diffusion layer in which a diffusion material is dispersed. If it does in this way, the light from a light source can be favorably diffused with the diffusion material disperse
  • a reflecting member that reflects light toward the light emitting surface is provided on the surface of the light guide opposite to the light emitting surface. In this way, light mainly incident on the second light incident surface can be efficiently guided to the light emitting surface, which is suitable for improving the luminance.
  • a reflection surface scattering structure for scattering light is provided on an installation surface of the reflection member in the light guide. If it does in this way, since the light from the installation surface of the reflection member in a light guide can be reflected by the reflection member to the light-projection surface side in the scattered state, it becomes suitable for suppression of a brightness nonuniformity.
  • the reflective surface scattering structure includes a large number of microscopic concave portions or convex portions. In this way, light emitted from the installation surface can be favorably scattered by a large number of microscopic concave portions or convex portions.
  • microscopic means that it is difficult to recognize a specific shape only by looking at the outer shape, and that the specific shape can be finally recognized using a magnifying glass or a microscope.
  • the reflection surface scattering structure is formed such that the degree of light scattering is gradually and gradually increased in the direction away from the light source with respect to the direction along the light emitting surface.
  • the amount of light in the light guide is relatively larger on the side closer to the light source than on the far side in the direction along the light exit surface. Accordingly, with respect to the degree of light scattering in the reflecting surface scattering structure, the side near the light source with a large amount of light is relatively lowered to reduce the light reflected by the reflecting member, while the side far from the light source with a small amount of light is relatively
  • the in-plane distribution of the amount of light reflected by the reflecting member can be made uniform. Therefore, it is more suitable for suppressing luminance unevenness.
  • the light guide is provided with a light source housing recess for housing the light source, and the inner surface of the light source housing recess is provided with the first light incident surface and the second light incident surface. It has been. In this way, since the light source is accommodated in the light source accommodating recess in the light guide, the overall thickness can be reduced.
  • the second light emitting surface and the second light incident surface are formed to be orthogonal to the light emitting surface. In this way, the light emitted from the second light emitting surface and incident on the second light incident surface can be spread over a wider range in the direction along the light emitting surface, which is preferable for suppressing luminance unevenness. .
  • the light source is a light emitting diode. In this way, it is possible to increase the brightness.
  • the light-emitting diode has a pair of the second light-emitting surfaces facing in opposite directions with respect to the direction along the light-emitting surface, and is approximately at the center of the light guide in the direction along the light-emitting surface. It is arranged. In this way, since light is emitted from the pair of second light emitting surfaces to the opposite sides, the emitted light amount is less likely to be biased, which is more suitable for suppressing luminance unevenness.
  • the light emitting diode has a light shielding portion on a surface opposite to the second light emitting surface in a direction along the light emitting surface, and an end portion of the light guide in a direction along the light emitting surface. It is arranged in. In this way, it is possible to manufacture the light emitting diode at a lower cost than when a pair of the second light emitting surfaces are provided so as to face opposite sides in the direction along the light emitting surface.
  • a plurality of the light guides are arranged in parallel in a direction along the light emitting surface, and a low refractive index layer having a lower refractive index than the light guide is provided between the adjacent light guides. Is intervening. If it does in this way, the light in a light guide can be totally reflected in the boundary surface with the low-refractive-index layer in a light guide. Therefore, it is possible to prevent the light inside each other from being mixed with each other between the adjacent light guides, and thus it is possible to independently control whether or not the light is emitted from the light exit surface of each light guide. Further, the size can be increased in the direction along the light exit surface.
  • the light guides are two-dimensionally arranged in parallel. In this way, it is possible to further increase the size in the direction along the light exit surface.
  • the low refractive index layer is an air layer. This eliminates the need for a special member for forming the low refractive index layer, and thus can cope with low cost.
  • a display device of the present invention includes the above-described illumination device and a display panel that performs display using light from the illumination device.
  • the illumination device that supplies light to the display panel is less likely to cause luminance unevenness and can be reduced in thickness, so that display with excellent display quality can be realized.
  • the thickness can be reduced.
  • a liquid crystal panel can be exemplified as the display panel.
  • Such a display device can be applied as a liquid crystal display device to various uses such as a display of a television or a personal computer, and is particularly suitable for a large screen.
  • the invention's effect According to the present invention, it is possible to obtain high luminance while suppressing luminance unevenness and to realize thinning.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a television receiver according to Embodiment 1 of the present invention.
  • Exploded perspective view showing schematic configuration of liquid crystal panel and backlight device Sectional drawing which shows the state which cut
  • the top view which shows the arrangement state of LED and a light-guide plate
  • Sectional drawing which shows the state which cut
  • Sectional drawing which shows the state which cut
  • Sectional drawing which shows the state which cut
  • SYMBOLS 10 Liquid crystal display device (display device), 11 ... Liquid crystal panel (display panel), 12 ... Backlight device (illumination device), 16 ... LED (light source, light emitting diode), 16ab ... Side part (light-shielding part), 16d ... 1st light emission surface, 16e ... 2nd light emission surface, 18 ... Light guide plate (light guide), 18a ... LED accommodation recessed part (light source accommodation recessed part), 18b ... 1st light incident surface, 18c ... 2nd light Incident surface, 18d ... light exit surface, 18f ... installation surface, 22 ... reflective sheet (reflective member), 23 ... reflective surface scattering structure, 23a ...
  • FIGS. 1 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the liquid crystal display device 10 is illustrated.
  • a part of each drawing shows an X axis, a Y axis, and a Z axis, and each axis direction is drawn to be a direction shown in each drawing.
  • the upper side shown in FIG.2 and FIG.3 be a front side, and let the lower side of the figure be a back side.
  • the television receiver TV includes a liquid crystal display device 10 (display device), front and back cabinets Ca and Cb that are accommodated so as to sandwich the liquid crystal display device 10, and a power source P.
  • a tuner T is provided, and the display surface 11a is supported by the stand S along the vertical direction (Y-axis direction).
  • the liquid crystal display device 10 has a horizontally long rectangular shape as a whole, and includes a liquid crystal panel 11 as a display panel and a backlight device 12 (illumination device) as an external light source, as shown in FIG. It is integrally held by a bezel 13 or the like having a shape.
  • the display surface 11a is along the vertical direction” is not limited to an aspect in which the display surface 11a is parallel to the vertical direction, and the display surface 11a is installed in a direction along the vertical direction relative to the direction along the horizontal direction.
  • it is meant to include those inclined at 0 ° to 45 °, preferably 0 ° to 30 ° with respect to the vertical direction.
  • the liquid crystal panel 11 and the backlight device 12 constituting the liquid crystal display device 10 will be described sequentially.
  • the liquid crystal panel (display panel) 11 has a rectangular shape in plan view, and a pair of glass substrates are bonded together with a predetermined gap therebetween, and liquid crystal is sealed between the glass substrates. It is said.
  • One glass substrate is provided with a switching element (for example, TFT) connected to a source wiring and a gate wiring orthogonal to each other, a pixel electrode connected to the switching element, an alignment film, and the like.
  • the substrate is provided with a color filter and counter electrodes in which colored portions such as R (red), G (green), and B (blue) are arranged in a predetermined arrangement, and an alignment film.
  • a polarizing plate is disposed on the outside of both substrates.
  • the backlight device 12 roughly includes a chassis 14 having a substantially box shape opened on the front side (the liquid crystal panel 11 side, the light emitting side), and an opening of the chassis 14.
  • An optical member 15 disposed, an LED 16 (Light Emitting Diode) as a light source disposed in the chassis 14, an LED substrate 17 on which the LED 16 is mounted, and light emitted from the LED 16 to the optical member 15.
  • a light guide plate 18 for guiding.
  • the backlight device 12 is generated in association with the light emission of the LED 16, the receiving member 19 that receives the diffusion plates 15 a and 15 b constituting the optical member 15 from the back side, the pressing member 20 that presses the diffusion plates 15 a and 15 b from the front side. And a heat dissipating member 21 for promoting heat dissipation.
  • the chassis 14 is made of metal and has a rectangular bottom plate 14a similar to the liquid crystal panel 11, a side plate 14b rising from the outer end of each side of the bottom plate 14a, and a receptacle projecting outward from the rising end of each side plate 14b. It consists of the board 14c, and has comprised the shallow substantially box shape (substantially shallow dish shape) opened toward the front side as a whole.
  • the long side direction of the chassis 14 coincides with the horizontal direction (X-axis direction), and the short side direction coincides with the vertical direction (Y-axis direction).
  • a receiving member 19 and a pressing member 20 can be placed on each receiving plate 14c in the chassis 14 from the front side.
  • the bezel 13, the receiving member 19, and the pressing member 20 can be screwed to each receiving plate 14c.
  • the bottom plate 14a is provided with a mounting structure (not shown) for mounting the LED substrate 17 and the light guide plate 18.
  • the attachment structure is a screw hole for fastening the screw member or a screw insertion hole for inserting the screw member.
  • the optical member 15 is interposed between the liquid crystal panel 11 and the light guide plate 18 and includes diffusion plates 15a and 15b arranged on the light guide plate 18 side and an optical sheet 15c arranged on the liquid crystal panel 11 side. Is done.
  • the diffusing plates 15a and 15b have a configuration in which a large number of diffusing particles are dispersed in a transparent resin base material having a predetermined thickness, and have a function of diffusing transmitted light.
  • Two diffuser plates 15a and 15b having the same thickness are stacked and arranged.
  • the optical sheet 15c has a sheet shape that is thinner than the diffusion plates 15a and 15b, and three optical sheets are laminated. Specifically, the optical sheet 15c is a diffusion sheet, a lens sheet, and a reflective polarizing sheet in order from the diffusion plates 15a and 15b side (back side).
  • Both the receiving member 19 and the pressing member 20 have a frame shape along the outer peripheral edge of the liquid crystal panel 11 and the optical member 15.
  • the receiving member 19 is directly placed on the receiving plate 14 c in the chassis 14, and can receive the outer peripheral edge of the diffusion plate 15 b on the back side of the optical member 15 from the back side.
  • the pressing member 20 is placed on the receiving member 19 and can hold the front diffusion plate 15a of the optical member 15 from the front side. Accordingly, the two diffusion plates 15 a and 15 b can be sandwiched between the receiving member 19 and the pressing member 20.
  • the pressing member 20 can receive the outer peripheral edge of the liquid crystal panel 11 from the back side, and can hold the liquid crystal panel 11 between the bezel 13 that presses the outer peripheral edge of the liquid crystal panel 11 from the front side.
  • the bezel 13 is formed in a frame shape so as to surround the display area of the liquid crystal panel 11, similarly to the receiving member 19 and the pressing member 20.
  • the heat dissipating member 21 is made of a synthetic resin material or a metal material excellent in thermal conductivity and has a sheet shape, and extends along the inner surface of the bottom plate 14a of the chassis 14.
  • the heat dissipation member 21 is disposed between the bottom plate 14 a of the chassis 14 and the LED substrate 18.
  • the LED substrate 17 is made of a synthetic resin having a white surface with excellent light reflectivity.
  • the LED substrate 17 extends along the bottom plate 14 a of the chassis 14 and is placed on the heat radiating member 21.
  • a wiring pattern made of a metal film is formed on the LED substrate 17 and the LED 16 is mounted at a predetermined position.
  • An external control board (not shown) is connected to the LED board 17, and power necessary for lighting the LED 16 is supplied from the LED board 17, and drive control of the LED 16 is possible.
  • the LED board 17 is also provided with an attachment structure (not shown) for the chassis 14. For example, when the LED board 17 is attached by a screw member, a screw hole for tightening the screw member or a screw insertion hole for passing the screw member is provided as the attachment structure. .
  • Such a mounting structure is also provided in the light guide plate 18 described below, and redundant description will be omitted.
  • the LED 16 and the light guide plate 18 As shown in FIGS. 2 and 3, the LED 16 and the light guide plate 18 form a unit light emitter in a one-to-one correspondence group, and there are a large number of unit light emitters.
  • the two-dimensionally parallel arrangement (planar arrangement) is performed along the (Y-axis direction).
  • the LED 16 is a so-called surface mount type that is surface-mounted on the LED substrate 17, and has a grid pattern (in a matrix) in the X-axis direction and the Y-axis direction on the front side surface of the LED substrate 17. ) Many are arranged in parallel.
  • the light guide plate 18 is disposed between the LED substrate 17 and the diffusion plate 15b on the back side of the optical member 15, and has a position corresponding to each LED 16 in the X-axis direction and the Y-axis direction, that is, in a grid pattern. Many are arranged in parallel (in a matrix, in a tile).
  • the arrangement pitch (arrangement interval) of the LEDs 16 on the LED substrate 17 is substantially the same as the arrangement pitch of the light guide plates 18.
  • the light guide plates 18 do not overlap each other in a plan view with respect to the light guide plates 18 adjacent to each other in the X-axis direction and the Y-axis direction, and are arranged with a predetermined interval (gap, clearance) therebetween. Has an air layer AR. Then, the separate structure of LED16 and the light-guide plate 18 is demonstrated.
  • the LED 16 has a substantially block shape as a whole and a rectangular shape in plan view.
  • the long side direction coincides with the X-axis direction and the short side direction coincides with the Y-axis direction. It is arranged in the state.
  • the LED 16 includes a substrate portion 16a fixed to the LED substrate 17, an LED chip 16b mounted on the substrate portion 16a, and a resin material 16c for sealing the LED chip 16b. Yes.
  • the back surface of the substrate portion 16 a is soldered to the land on the LED substrate 17.
  • each LED chip 16b emits monochromatic light of R (red), G (green), and B (blue). It has become.
  • the resin material 16c is for fixing the LED chip 16b on the board
  • the LED 16 has two types of light emitting surfaces 16d and 16e that emit light in different directions, which are a first light emitting surface 16d and a second light emitting surface 16e, respectively.
  • the first light emitting surface 16d is formed on the front surface of the LED 16, that is, the surface facing the light guide plate 18 in the Z-axis direction, and substantially parallel to the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the light guide plate 18 is set along a light exit surface 18d of the light guide plate 18 described later.
  • the second light emitting surface 16e is formed on each side surface on the short side of the LED 16, that is, a pair of surfaces facing the light guide plate 18 in the X axis direction, and extends along the Y axis direction and the Z axis direction.
  • the first light emitting surface 16d and the light emitting surface 18d described later are substantially orthogonal (intersect).
  • the pair of second light emitting surfaces 16e face opposite sides with respect to the X-axis direction, that is, directions different by 180 degrees.
  • the LED 16 according to this embodiment is a three-surface light emitting type in which three different surfaces emit light.
  • the LED 16 has two types of optical axes LA1 and LA2 that are orthogonal to each other for each of the light emitting surfaces 16d and 16e, and each of the optical axes LA1 and LA2 substantially coincides with the normal direction to the light emitting surfaces 16d and 16e. ing. Accordingly, the first optical axis LA1 in the first light emitting surface 16d is substantially coincident with the Z-axis direction, while the second optical axis LA2 in the second light emitting surface 16e is substantially in the X-axis direction. These coincide with each other and are orthogonal to the first optical axis LA1. Each second optical axis LA2 in the pair of second light emitting surfaces 16e is in a straight line.
  • the light emitted from the light emitting surfaces 16d and 16e of the LED 16 spreads radially to some extent within a predetermined angle range around the optical axes LA1 and LA2, but its directivity is a cold cathode. It is higher than tubes. That is, the light emission intensity of the LED 16 shows an angular distribution in which the direction along each of the optical axes LA1 and LA2 is high and decreases as the tilt angle with respect to the optical axes LA1 and LA2 increases. Therefore, most of the light emitted from the first light emitting surface 16d is directed to the front side along the Z-axis direction, whereas most of the light emitted from both the second light emitting surfaces 16e is approximately. It goes to both sides 180 degrees different along the X-axis direction (horizontal direction in the liquid crystal display device 10).
  • the light guide plate 18 is made of a synthetic resin material (for example, polycarbonate) having a refractive index sufficiently higher than that of air and substantially transparent (excellent translucency). As shown in FIGS. 4 and 5, the light guide plate 18 has a plate shape as a whole and a rectangular shape in plan view. The long side direction coincides with the X-axis direction, and the short side direction coincides with the Y-axis direction. It is arranged in a state of letting. As shown in FIG. 5, the light guide plate 18 is interposed between the LED substrate 17 and the diffusion plate 15 b and is attached to the LED substrate 17. The LED 16 mounted on the LED substrate 17 is attached to the light guide plate 18. Covered from the front.
  • a synthetic resin material for example, polycarbonate
  • the LED 16 is disposed at a position directly below the light guide plate 18.
  • An LED housing recess 18 a capable of housing the LEDs 16 is formed on the back surface of the light guide plate 18, that is, the surface facing the LED substrate 17.
  • the LED housing recess 18 a is disposed at a substantially central position in the X-axis direction and the Y-axis direction of the light guide plate 18, and each dimension is set larger than each dimension of the LED 16. Therefore, in the accommodated state, the LED 16 is arranged at a substantially central position in the light guide plate 18 and a predetermined gap is provided between the inner surface of the LED accommodating recess 18 a facing each other and the outer surface of the LED 16.
  • a light emitting surface 18d for emitting the light in the light guide plate 18 is provided on the front side surface of the light guide plate 18, that is, the surface facing the diffusion plate 15b.
  • the light exit surface 18d is configured along the X-axis direction and the Y-axis direction, and is a macroscopically straight surface.
  • each side end face 18e (boundary surface with the air layer AR) facing the adjacent light guide plates 18 with a gap is macroscopically or microscopically Z axis.
  • the surface is almost straight along the direction. Therefore, the light in the light guide plate 18 is hardly diffused at the side end surfaces 18e, which are the boundary surfaces with the external air layer AR, so that the incident angle with respect to the side end surfaces 18e is small.
  • the total reflection almost exceeds the critical angle, and hardly leaks from the side end face 18e to the air layer AR.
  • “macroscopic” means that a specific shape can be easily recognized by looking at the outer shape
  • “microscopic” means only by looking at the outer shape. It is difficult to recognize a specific shape, and the extent to which a specific shape can be finally recognized using a magnifying glass or a microscope is shown.
  • Two types of light incident surfaces 18b and 18c are prepared corresponding to the respective light emitting surfaces 16d and 16e, and the first light incident surface 18b facing the first light emitting surface 16d and the second light emitting surface 16e. And a second light incident surface 18c facing the surface.
  • the first light incident surface 18b is formed on the back surface of the LED housing recess 18a, that is, the surface facing the LED 16 in the Z-axis direction, and substantially along the X-axis direction and the Y-axis direction. It is set as a parallel form, and is substantially parallel to the first light emitting surface 16d and the light emitting surface 18d.
  • the alignment direction of the first light incident surface 18b and the first light emitting surface 16d coincides with the first optical axis LA1 (Z-axis direction) on the first light emitting surface 16d, and with respect to the light emitting surface 18d. Orthogonal.
  • the second light incident surfaces 18c are formed on the pair of side surfaces on the short side of the LED receiving recess 18a, that is, the pair of surfaces facing the LED 16 in the X-axis direction.
  • the first light emitting surface 16d and the light emitting surface 18d are substantially perpendicular to the second light emitting surface 16e and substantially perpendicular to the second light emitting surface 16e.
  • the arrangement direction of the second light incident surface 18c and the second light emitting surface 16e coincides with the second optical axis LA2 (X-axis direction) of the second light emitting surface 16e and is parallel to the light emitting surface 18d. is doing.
  • the light-scattering light is reflected on a region (hereinafter referred to as the installation surface 18f of the reflection sheet 22) excluding the LED housing recess 18a on the back surface of the light guide plate 18, that is, the surface opposite to the light emitting surface 18d.
  • a surface scattering structure 23 is provided, and a reflection sheet 22 for reflecting light toward the light exit surface 18d is attached. While the light in the light guide plate 18 is scattered by the reflection surface scattering structure 23 and the light is raised to the light emission surface 18d side by the reflection sheet 22, the light whose incident angle with respect to the light emission surface 18d does not exceed the critical angle is obtained. Thus, the light incident on the second light incident surface 18c can be indirectly emitted from the light emitting surface 18d.
  • the specific shape of the reflecting surface scattering structure 23 will be described in detail later.
  • light that is emitted from the first light emitting surface 16d and incident on the first light incident surface 18b is emitted from a region of the light emitting surface 18d that overlaps the LED 16 in a plan view (LED overlapping region).
  • the light is emitted from the second light emitting surface 16e and is incident on the second light incident surface 18c from a region other than the above, that is, a region other than the above, that is, a region that does not overlap with the LED 16 in a plan view (LED non-overlapping region).
  • the emitted light is mainly emitted (see FIG. 4).
  • the light emitted from the light emitting surfaces 16d and 16e of the LED 16 propagates through the light guide plate 18 and then is emitted from the light emitting surface 18d toward the optical member 15 and the liquid crystal panel 11.
  • the light emitted from the first light emitting surface 16d and incident on the first light incident surface 18b hardly hits the reflection sheet 22 or the side end surfaces 18e of the light guide plate 18 and directly emits light. Since the light exits from the exit surface 18d, the light utilization efficiency is high and contributes to the improvement of the overall luminance.
  • the amount of light tends to increase locally as compared with the exit light from other regions on the light exit surface 18d. For this reason, there is a risk of luminance unevenness.
  • each of the first light emitting surface 16d, the first light incident surface 18b, and the light emitting surface 18d is provided.
  • Scattering structures 24 to 26 that scatter light are provided.
  • each of the scattering structures 24 to 26 will be described in detail.
  • the first light incident surface 18b and the light exit surface 18d provided with the scattering structures 25 and 26 are macroscopically straight surfaces, but in FIG. In order to illustrate the shape, the microscopic shape is exaggerated and the same applies to the reflective surface scattering structure 23 provided on the installation surface 18 f of the reflective sheet 22.
  • the light emitting surface scattering structure 24 is provided on the first light emitting surface 16 d of the LED 16.
  • the light emitting surface scattering structure 24 is constituted by a diffusion layer 24a in which a predetermined amount of diffusion particles (diffusion material) is dispersed.
  • the diffusion layer 24a includes a base material made of a substantially transparent resin material and diffusion particles for scattering (diffusing) light, and has an overall transmittance lower than that of the resin material 16c constituting the light guide plate 18 and the LED 16. It has become. Since the light traveling from the LED chip 16b toward the first light emitting surface 16d is scattered by the diffusion particles in the diffusion layer 24a and then emitted from the first light emitting surface 16d, the directivity of the emitted light is weakened. Yes.
  • the emission intensity of the light emitted from the first light emitting surface 16d peaks in the direction along the first optical axis LA1 (Z-axis direction), but is not so great even when the tilt angle with respect to the optical axis LA1 increases.
  • the angle distribution tends not to drop rapidly.
  • An incident surface scattering structure 25 is provided on the first light incident surface 18b.
  • the incident surface scattering structure 25 is formed by a large number of microscopic incident surface convex portions 25a formed on the first light incident surface 18b by a molding die (not shown) used when the light guide plate 18 is molded with resin. Composed.
  • the incident surface convex portions 25a have a cross-sectional chevron shape (substantially triangular shape) and extend along the Y-axis direction, and are arranged in parallel in the X-axis direction.
  • the arrangement pitch of the incident surface convex portions 25a is substantially the same, and it can be said that the incident surface convex portions 25a are regularly arranged in parallel.
  • regular means having a structural periodicity.
  • the incident surface convex portion 25a When the light emitted from the first light emitting surface 16d is incident on the first light incident surface 18b, it is scattered by hitting the inclined surface of each incident surface convex portion 25a.
  • the surface direction of the surface 18d extends over a wide range.
  • a shape following the concave portion is formed by forming a number of microscopic concave portions on the molding surface of the molding die with respect to the first light incident surface 18b. There are techniques for forming a large number of microscopic incident surface convex portions 25a.
  • a light exit surface scattering structure 26 is provided on the light exit surface 18d. Similarly to the incident surface scattering structure 25, the exit surface scattering structure 26 is formed on the light exit surface 18d by a molding die for resin-molding the light guide plate 18, and has a large number of microscopic exit surface convex portions. 26a.
  • the exit surface convex portion 26a has a mountain-shaped cross section (substantially triangular cross section) and is configured to extend along the Y-axis direction, and is arranged in parallel in the X-axis direction.
  • each light emitting surface convex portion 26a is regularly formed such that the distribution density in the light emitting surface 18d is lower on the side closer to the LED 16 and higher on the side farther from the LED 16.
  • the light exiting from the light exit surface 18d is scattered by hitting the inclined surface of each exit surface convex portion 26a.
  • the degree of light scattering is such that the side closer to the LED 16 in the X-axis direction along the light exit surface 18d. It is relatively low, and the side far from the LED 16 is relatively high, and it tends to be gradually higher as it gets farther from the LED 16 and gradually lower as it gets closer to the LED 16.
  • the in-plane luminance distribution on the light emission surface 18d can be made uniform (leveled).
  • the reflection surface scattering structure 23 formed on the installation surface 18f of the reflection sheet 22 in the light guide plate 18 is also arranged in the same gradation as the emission surface scattering structure 26. That is, the reflection surface scattering structure 23 is formed on the installation surface 18f of the reflection sheet 22 by a molding die for resin-molding the light guide plate 18 in the same manner as the incident surface scattering structure 25 and the emission surface scattering structure 26.
  • a plurality of microscopic reflecting surface convex portions 23a are used.
  • the reflecting surface convex portions 23a have a mountain-shaped cross section (substantially triangular) and extend along the Y-axis direction, and are arranged in parallel in the X-axis direction.
  • each reflection surface convex part 23a is regularly formed so that the distribution density in the surface of the installation surface 18f of the reflection sheet 22 is lower as it is closer to the LED 16 and higher as it is farther from the LED 16.
  • the light traveling toward the installation surface 18f of the reflection sheet 22 in the light guide plate 18 is scattered by hitting the inclined surface of each reflection surface convex portion 23a.
  • the degree of light scattering is determined by the X axis along the installation surface 18f.
  • the direction closer to the LED 16 with respect to the direction is relatively low, and the side far from the LED 16 is relatively high, and tends to be gradually higher as the distance from the LED 16 increases, and gradually lower as the LED 16 is approached.
  • the rise of light on the light emitting surface 18d is relatively suppressed, whereas the light amount is relatively large.
  • the rise of light on the light exit surface 18d is relatively accelerated, so that the in-plane distribution of the rise amount of light on the reflection sheet 22 and the installation surface 18f is made uniform (leveling). It is possible to In addition, the clearance gap between the reflective sheet 22 and the reflective surface convex part 23a formed in the installation surface 18f is the air layer AR.
  • This embodiment has the structure as described above, and its operation will be described next.
  • the power supply of the liquid crystal display device 10 is turned on and each LED 16 is turned on, the light emitted from the light emitting surfaces 16d and 16e of the LED 16 is applied to the corresponding light incident surfaces 18b and 18c as shown in FIG.
  • the light emitted from the LED chip 16b constituting the LED 16 is a component emitted outside the LED 16 through the first light emitting surface 16d, and a component emitted outside the LED 16 through the second light emitting surface 16e. It is divided into.
  • the light traveling from the LED chip 16b toward the first light emitting surface 16d is transmitted through the diffusion layer 24a, which is the light emitting surface scattering structure 24, in the process of reaching the first light emitting surface 16d. Scattered by.
  • the light emitted from the first light emitting surface 16d has weak directivity and exhibits the highest light emission intensity in the direction along the first optical axis LA1 (Z-axis direction). Even if the tilt angle with respect to LA1 is increased, the angle distribution is such that the emission intensity gradually decreases.
  • the light incident on the first light incident surface 18b is scattered by hitting the inclined surface of each incident surface convex portion 25 a constituting the incident surface scattering structure 25.
  • the light incident from the first light incident surface 18b has weak directivity and propagates in the light guide plate 18 in a wide angle range with respect to the first optical axis LA1.
  • the light incident on the second light incident surface 18c hits the installation surface 18f of the reflection sheet 22 directly or indirectly after hitting the side end surface 18e of the light guide plate 18, but the installation surface 18f As the reflecting surface scattering structure 23, a reflecting surface convex portion 23a is provided. Therefore, the light introduced into the light guide plate 18 from the second light incident surface 18c is scattered by hitting the inclined surface of the reflecting surface convex portion 23a, and the light whose incident angle with respect to the inclined surface exceeds the critical angle at that time The light that is totally reflected and travels toward the light exit surface 18d side, and the incident angle with respect to the inclined surface does not exceed the critical angle passes through the installation surface 18f and hits the reflection sheet 22 to be raised toward the light exit surface 18d side. .
  • the degree of light scattering by the reflective surface convex portion 23a is lower as it is closer to the LED 16, and is higher as it is farther from the LED 16, so that the light rises in a region where the amount of light in the light guide plate 18 is relatively large. Is suppressed, and the start-up of light is promoted in a region where the amount of light in the light guide plate 18 is relatively small. Thereby, the in-plane distribution of the reflection sheet 22 and the installation surface 18f can be made uniform with respect to the amount of light rising from the reflection sheet 22 and its installation surface 18f toward the light emission surface 18d.
  • the light incident on the first light incident surface 18b and the second light incident surface 18c as described above is transmitted to the outside of the light guide plate 18 from the light output surface 18d after propagating through the light guide plate 18.
  • the light exit surface 18 d is provided with an exit surface convex portion 26 a as the exit surface scattering structure 26. Accordingly, the light traveling toward the light exit surface 18d is scattered by hitting the inclined surface of the exit surface convex portion 26a, and the light whose incident angle with respect to the inclined surface exceeds the critical angle is totally reflected and substantially reflected by the reflection sheet 22 side. The light whose incident angle with respect to the inclined surface does not exceed the critical angle passes through the inclined surface and is emitted to the outside.
  • the degree of light scattering by the exit surface convex portion 26a is lower as it is closer to the LED 16, and is higher as it is farther from the LED 16, so that light is emitted in a region where the amount of light in the light guide plate 18 is relatively large. It is suppressed and light emission is promoted in a region where the amount of light in the light guide plate 18 is relatively small. Thereby, the in-plane distribution on the light exit surface 18d can be made uniform with respect to the amount of light emitted from the light exit surface 18d to the outside.
  • the first light incident surface is provided with a diffusion layer 24a as the light emitting surface scattering structure 24 on the first light emitting surface 16d.
  • the incident surface convex portion 25a is provided as the incident surface scattering structure 25 in 18b
  • the outgoing surface convex portion 26a is provided as the outgoing surface scattering structure 26 in the light outgoing surface 18d
  • the light is emitted from the first light emitting surface 16d.
  • the directivity of the emitted light can be weakened, and the amount of emitted light can be made uniform in the light emitting surface 18d.
  • the luminance distribution can be made uniform while maintaining the overall luminance high.
  • the light emitted from the second light emitting surface 16e of the LED 16 is wider in the X-axis direction in the light guide plate 18 than the light emitted from the first light emitting surface 16d and entered into the light guide plate 18.
  • the luminance distribution in the light exit surface 18d can be made uniform.
  • the light incident on the second light incident surface 18c strikes the reflecting surface convex portion 23a, which is the reflecting surface scattering structure 23 provided on the installation surface 18f of the reflecting sheet 22, and therefore rises toward the light emitting surface 18d side.
  • the amount of light generated is made uniform in the plane of the reflection sheet 22 and its installation surface 18f, so that the luminance distribution in the plane of the light exit surface 18d can be made more uniform.
  • the side end surface 18e of the light guide plate 18 that is a boundary surface with the air layer AR secured between the adjacent light guide plates 18 has a scattering structure like the light exit surface 18d and the installation surface 18f of the reflection sheet 22. Since the incident angle almost exceeds the critical angle when the light in the light guide plate 18 strikes the side end face 18e, the light is totally reflected and returned to the light guide plate 18. As a result, it is possible to prevent internal light from passing and mixing between the light guide plates 18 in which a large number of the light guide plates 18 are arranged in a plane in the chassis 14, thereby ensuring optical independence in each light guide plate 18. Yes.
  • each LED 16 corresponding to each light guide plate 18 By individually controlling lighting or non-lighting of each LED 16 corresponding to each light guide plate 18, it is possible to independently control whether light is emitted from the light exit surface 18 d in each light guide plate 18. Therefore, drive control of the backlight device 12 called area active can be realized. As a result, the contrast performance that is extremely important as the display performance in the liquid crystal display device 10 can be remarkably improved.
  • the backlight device 12 is arranged so as to face the LED 16 having the light emitting surfaces 16d and 16e and the light emitting surfaces 16d and 16e and to receive light from the light emitting surfaces 16d and 16e.
  • the light incident surfaces 18b and 18c and the light guide plate 18 having the light emitting surface 18d for emitting light, and the light emitting surfaces 16d and 16e include a first light emitting surface 16d along the light emitting surface 18d and a first light emitting surface 16d.
  • the second light emitting surface 16e intersecting with the light emitting surface 16d has a light incident surface 18b, 18c opposite to the first light emitting surface 16d and the first light incident surface 18b along the light emitting surface 18d.
  • a second light incident surface 18c that faces the second light emitting surface 16e and intersects the first light incident surface 18b.
  • the first light emitting surface 16d and the first light incident surface 18b are configured along the light emitting surface 18d, the light emitted from the first light emitting surface 16d and incident on the first light incident surface 18b is The light exits directly from the light exit surface 18d. Thereby, light can be emitted with high utilization efficiency, and luminance can be improved.
  • the second light emitting surface 16e and the second light incident surface 18c are surfaces intersecting the first light emitting surface 16d and the first light incident surface 18b along the light emitting surface 18d.
  • the light emitted from the second light emitting surface 16e and incident on the second light incident surface 18c is larger in the light guide plate 18 than the light emitted from the first light emitting surface 16d and incident on the first light incident surface 18b.
  • the direction along the light exit surface 18d is likely to spread over a wide range.
  • the luminance distribution in the light exit surface 18d is less likely to be biased, and the thickness can be reduced.
  • high luminance can be obtained while reducing luminance unevenness and thinning can be realized.
  • the first light incident surface 18b is provided with an incident surface scattering structure 25 that allows the light from the LED 16 to be incident while being scattered. In this way, since the light from the LED 16 can be incident on the first light incident surface 18b while being scattered, the light incident on the first light incident surface 18b is directed along the light emitting surface 18d. Can be diffused. This is suitable for suppressing luminance unevenness.
  • the incident surface scattering structure 25 is composed of a large number of microscopic incident surface convex portions 25a. In this way, the light from the LED 16 can be favorably scattered by the large number of microscopic incident surface convex portions 25a.
  • the light exit surface 18d is provided with an exit surface scattering structure 26 that scatters the emitted light. In this way, the light emitted from the light exit surface 18d is scattered, which is suitable for suppressing luminance unevenness.
  • the exit surface scattering structure 26 is composed of a number of microscopic exit surface convex portions 26a. In this way, the light exiting from the light exit surface 18d can be favorably scattered by the large number of microscopic exit surface convex portions 26a.
  • the exit surface scattering structure 26 is formed so that the degree of light scattering is gradually and gradually increased in the direction away from the LED 16 with respect to the direction along the light exit surface 18d.
  • the amount of light in the light guide plate 18 is relatively greater on the side closer to the LED 16 than on the far side in the direction along the light exit surface 18d. Therefore, with respect to the degree of light scattering at the exit surface scattering structure 26, the side closer to the LED 16 with a large amount of light is relatively lowered to suppress the light emission, while the side far from the LED 16 with a small amount of light is relatively increased to emit light.
  • the in-plane luminance distribution of the light emitted from the light exit surface 18d can be made uniform. Therefore, it is more suitable for suppressing luminance unevenness.
  • the first light emitting surface 16d is provided with a light emitting surface scattering structure 24 that scatters emitted light.
  • the light emitted from the LED 16 can be scattered and diffused in the direction along the light exit surface 18d. This is suitable for suppressing luminance unevenness.
  • the light emitting surface scattering structure 24 is constituted by a diffusion layer 24a in which diffusion particles are dispersed. In this way, the light from the LED 16 can be diffused satisfactorily by the diffusing particles dispersed in the diffusing layer 24a.
  • a reflection sheet 22 that reflects light toward the light exit surface 18d is provided on the surface of the light guide plate 18 opposite to the light exit surface 18d. In this way, light mainly incident on the second light incident surface 18c can be efficiently guided to the light emitting surface 18d, which is suitable for improving luminance.
  • a reflection surface scattering structure 23 that scatters light is provided on the installation surface 18 f of the reflection sheet 22 in the light guide plate 18. In this way, light from the installation surface 18f of the reflection sheet 22 in the light guide plate 18 can be reflected to the light emission surface 18d side by the reflection sheet 22 in a scattered state, which is suitable for suppressing luminance unevenness. It becomes.
  • the reflecting surface scattering structure 23 is constituted by a number of microscopic reflecting surface convex portions 23a. In this way, the light emitted from the installation surface 18f can be favorably scattered by the large number of microscopic reflecting surface convex portions 23a.
  • the reflecting surface scattering structure 23 is formed so that the degree of light scattering is gradually and gradually increased in the direction away from the LED 16 with respect to the direction along the light emitting surface 18d.
  • the amount of light in the light guide plate 18 is relatively greater on the side closer to the LED 16 than on the far side in the direction along the light exit surface 18d. Therefore, with respect to the degree of light scattering in the reflecting surface scattering structure 23, the side closer to the LED 16 having a large amount of light is relatively lowered to reduce the light reflected by the reflecting sheet 22, while the side far from the LED 16 having a small amount of light is reduced.
  • the in-plane distribution of the amount of light reflected by the reflection sheet 22 can be made uniform. Therefore, it is more suitable for suppressing luminance unevenness.
  • the light guide plate 18 is provided with an LED housing recess 18a for housing the LED 16, and a first light incident surface 18b and a second light incident surface 18c are provided on the inner surface of the LED housing recess 18a. Yes. In this way, since the LED 16 is accommodated in the LED accommodating recess 18a of the light guide plate 18, the entire thickness can be reduced.
  • the second light emitting surface 16e and the second light incident surface 18c are formed so as to be orthogonal to the light emitting surface 18d. In this way, the light emitted from the second light emitting surface 16e and incident on the second light incident surface 18c can be spread over a wider range in the direction along the light emitting surface 18d. Preferred.
  • the light source is an LED 16. In this way, it is possible to increase the brightness.
  • the LED 16 has a pair of second light emitting surfaces 16e facing opposite sides in the direction along the light emitting surface 18d, and is disposed at the approximate center of the light guide plate 18 in the direction along the light emitting surface 18d. . In this way, since light is emitted from the pair of second light emitting surfaces 16e to the opposite sides, the amount of emitted light is less likely to be biased, which is preferable for suppressing luminance unevenness.
  • a plurality of light guide plates 18 are arranged in parallel in the direction along the light exit surface 18 d, and a low refractive index layer having a lower refractive index than that of the light guide plate 18 is interposed between the adjacent light guide plates 18. Yes. In this way, the light in the light guide plate 18 can be totally reflected at the interface between the light guide plate 18 and the low refractive index layer. Therefore, it is possible to prevent the light inside each other from being mixed between the adjacent light guide plates 18, so that the right and left of the light output from the light exit surface 18 d of each light guide plate 18 can be individually controlled independently. . Further, the size can be increased in the direction along the light exit surface 18d.
  • the light guide plates 18 are two-dimensionally arranged in parallel. In this way, it is possible to further increase the size in the direction along the light exit surface 18d.
  • the low refractive index layer is an air layer AR. This eliminates the need for a special member for forming the air layer AR, and thus can be dealt with at a low cost.
  • the liquid crystal display device 10 includes the above-described backlight device 12 and the liquid crystal panel 11 that performs display using light from the backlight device 12. According to such a liquid crystal display device 10, the backlight device 12 that supplies light to the liquid crystal panel 11 is less likely to cause luminance unevenness and can be thinned. It is also possible to reduce the thickness.
  • Embodiment 2 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this Embodiment 2, what changed the structure of LED16A and the light-guide plate 18A is shown.
  • the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and suffixed with the suffix A, and redundant description of the structure, operation, and effect is omitted.
  • the LED 16 ⁇ / b> A has a structure (two-surface light emission type) in which only one second light emitting surface 16 e ⁇ / i> A is provided.
  • the board portion 16aA constituting the LED 16A has an L-shaped cross section, rises from the LED board 17A and covers the resin material 16cA from the side while extending along the LED board 17A. It is comprised from the side part 16ab. Since this board
  • the LED housing recess 18aA provided in the light guide plate 18A is the left end portion of the light guide plate 18A shown in FIG. 6, that is, the end portion on the side where the side portion 16ab is provided in the LED 16A, in other words, the second light emitting surface 16eA in the LED 16A. It is biased and arranged near the end on the opposite side.
  • the right surface shown in FIG. 6 that faces the second light emitting surface 16eA of the LED 16A is the second light incident surface 18cA.
  • the light emitted from the second light emitting surface 16eA and incident on the second light incident surface 18cA propagates in the light guide plate 18A to the right side shown in FIG.
  • the reflecting surface convex portion 23aA forming the reflecting surface scattering structure 23A and the emitting surface convex portion 26aA forming the emitting surface scattering structure 26A are both from the left end portion to the right end portion shown in FIG. 6, that is, from the LED 16A. They are arranged in a gradation so that the distribution density gradually increases and the degree of scattering increases as it goes away.
  • the LED 16A has the side 16ab having a light shielding property on the surface opposite to the second light emitting surface 16eA in the direction along the light emitting surface 18dA, and the light emitting surface. It is distribute
  • Embodiment 3 A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this Embodiment 3, what changed the entrance plane scattering structure 25B is shown.
  • the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and suffixed with a subscript B, and redundant description of the structure, operation, and effect is omitted.
  • the incident surface scattering structure 25B provided on the first light incident surface 18bB includes a diffusion layer 25b in which a predetermined amount of diffusion particles are dispersed.
  • the diffusion layer 25b has a configuration similar to that of the diffusion layer 24aB provided on the first light emitting surface 16dB, and is capable of scattering incident light by diffusion particles.
  • the incident surface scattering structure 25B is configured by the diffusion layer 25b in which diffusion particles are dispersed. In this way, the light from the LED 16B can be diffused satisfactorily by the diffusion particles dispersed in the diffusion layer 25b.
  • a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the shape of the first light emitting surface 16dC is changed.
  • the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and suffixed with a suffix C, and redundant description of the structure, operation, and effect is omitted.
  • the first light emitting surface 16dC has a substantially spherical shape and a cross-sectional shape of a substantially arc shape. In this way, light can be emitted at a wider angle from the first light emitting surface 16dC, and the directivity of light can be weakened.
  • the first light emitting surface of the LED and the first light incident surface of the light guide plate are substantially parallel to the light emitting surface, and are straight surfaces along the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the first light emitting surface or the first light incident surface is inclined with respect to the X-axis direction or the Y-axis direction and is not parallel to the light emitting surface. It is included in the present invention.
  • the second light emitting surface of the LED and the second light incident surface of the light guide plate are substantially orthogonal to the light emitting surface, and are straight surfaces along the Z-axis direction and the Y-axis direction.
  • the second light emitting surface or the second light incident surface is inclined with respect to the Z-axis direction or the Y-axis direction and is not orthogonal to the light emitting surface, the present invention is also included in the present invention.
  • the present invention includes a case where the second light emitting surface or the second light incident surface has a curved shape such as an arc shape.
  • the present invention includes a configuration in which three or more second light-emitting surfaces are provided. It is.
  • the LED has a square shape in plan view
  • all of the four surfaces adjacent to the first light emitting surface are used as the second light emitting surface, so that light can be emitted radially when viewed from the plane. It becomes possible.
  • the second light emitting surface is formed in a circular shape in plan view, thereby enabling radial light emission similar to the above.
  • the optical axis of the second light emitting surface of the LED coincides with the long side direction of the light guide plate.
  • the optical axis of the second light emitting surface is the short side of the light guide plate. What matched the direction is also included in the present invention.
  • the optical axis of the second light emitting surface of the LED coincides with the horizontal direction of the liquid crystal display device and the backlight device.
  • the optical axis of the second light emitting surface is the liquid crystal.
  • a display device and a backlight device that match the vertical direction are also included in the present invention.
  • the incident surface scattering structure is provided with a large number of microscopic incident surface convex portions or the diffusion layer is provided.
  • a microscopic recess is also included in the present invention.
  • microscopic concave portions or convex portions may be formed by coating fine silica powder.
  • a microscopic concave portion may be formed by performing a blast process on the first light incident surface. Regardless of which method is used, it is also possible to arrange the concave or convex portions irregularly.
  • the emission surface scattering structure and the reflection surface scattering structure are provided with a large number of microscopic convex portions.
  • the invention is also included in the present invention.
  • a microscopic recess or projection may be formed by coating fine silica powder. Also good.
  • a microscopic concave portion may be formed by performing a blasting process on the light emission surface or the installation surface of the reflection sheet. Regardless of which method is used, it is also possible to arrange the concave or convex portions irregularly.
  • the distribution density (the degree of scattering) of the microscopic convex portions provided as the exit surface scattering structure and the reflection surface scattering structure has been changed gradually and gradually.
  • a structure in which the distribution density of the visual concave portions or convex portions is sequentially changed step by step is also included in the present invention.
  • the present invention includes a microscopic concave portion or convex portion having a uniform distribution density.
  • a light emitting surface scattering structure using a diffusion layer having a structure in which diffusion particles are dispersed in a transparent base material is shown.
  • a sheet formed on a white resin material is used.
  • the sheet thickness may be reduced to such a degree that a desired transmittance (for example, lower than the transmittance of a resin material or a light guide plate constituting the LED) can be obtained.
  • the LED and the light guide plate are installed in a one-to-one relationship.
  • the present invention also includes a configuration in which a plurality of LEDs are installed corresponding to a single light guide plate. Included in the invention. In that case, the LED housing recess may be configured to accommodate a plurality of LEDs collectively or to accommodate each LED individually.
  • the reflective sheet is individually installed for each light guide plate.
  • a single reflective sheet may be installed for a plurality of light guide plates. It is included in the present invention. In that case, a reflective sheet may be arranged in a region between adjacent light guide plates.
  • an air layer is used as the low refractive index layer.
  • a low refractive index layer made of a low refractive index material is interposed in each gap in the light guide plate. are also included in the present invention.
  • the LED and the light guide plate have a rectangular shape when viewed in plan, but the LED or the light guide plate may have a square shape when viewed in plan.
  • the LED and the light guide plate are two-dimensionally arranged in parallel in the chassis.
  • the one-dimensionally parallel arrangement is also included in the present invention. include. Specifically, the LED and the light guide plate are arranged in parallel only in the vertical direction, and the LED and the light guide plate are arranged in parallel only in the horizontal direction are also included in the present invention. Further, the present invention can be applied to a case where only one set of LED and light guide plate is used.
  • an LED using three types of LED chips each emitting R, G, and B in a single color is shown. However, one type of LED chip that emits blue or purple in a single color. In the present invention, an LED using a type of LED that emits white light with a phosphor is also included.
  • the configuration of the optical member can be appropriately changed. Specifically, the number of diffusion plates and the number and type of optical sheets can be changed as appropriate. It is also possible to use a plurality of optical sheets of the same type.
  • the liquid crystal panel and the chassis are illustrated in a vertically placed state in which the short side direction coincides with the vertical direction.
  • the liquid crystal panel and the chassis have the long side direction in the vertical direction.
  • Those that are in a vertically placed state matched with are also included in the present invention.
  • a TFT is used as a switching element of a liquid crystal display device.
  • the present invention can also be applied to a liquid crystal display device using a switching element other than TFT (for example, a thin film diode (TFD)).
  • a switching element other than TFT for example, a thin film diode (TFD)
  • the present invention can also be applied to a liquid crystal display device for monochrome display.
  • liquid crystal display device using the liquid crystal panel as the display element has been exemplified, but the present invention is also applicable to a display device using another type of display element.
  • the television receiver provided with the tuner is exemplified, but the present invention can also be applied to a display device not provided with the tuner.

Abstract

バックライト装置12は、発光面16d,16eを有するLED16と、発光面16d,16eと対向状に配されるとともに発光面16d,16eからの光が入射される光入射面18b,18c、及び光を出射させる光出射面18dを有する導光板18とを備え、発光面16d,16eは、光出射面18dに沿う第1の発光面16dと、第1の発光面16dと交差する第2の発光面16eとを有するのに対し、光入射面18b,18cは、第1の発光面16dと対向し且つ光出射面18dに沿う第1の光入射面18bと、第2の発光面16eと対向し且つ第1の光入射面18bと交差する第2の光入射面18cとを有する。

Description

照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置
 本発明は、照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置に関する。
 近年、テレビ受信装置をはじめとする画像表示装置の表示素子は、従来のブラウン管から液晶パネルやプラズマディスプレイパネルなどの薄型表示素子を適用した薄型表示装置に移行しつつあり、画像表示装置の薄型化を可能としている。液晶表示装置は、これに用いる液晶パネルが自発光しないため、別途に照明装置としてバックライト装置を必要としており、バックライト装置はその機構によって直下型とサイドライト型とに大別されている。なお、直下型のバックライト装置の一例として下記特許文献1に記載されたものがあり、サイドライト型のバックライト装置として下記特許文献2に記載されたものがある。
特開2003-215350公報 特開2006-108045公報
(発明が解決しようとする課題)
 直下型のバックライト装置は、導光板の直下に光源が配されるとともに導光板における光入射面及び光出射面が互いに並行する構成とされる。しかし、導光板における光出射面の面内の輝度分布は、光源の近傍領域が局所的に高くなりがちで、輝度ムラが生じ易いという問題がある。それを避けるには、光源と導光板との間隔を広くしなければならず、そうなると液晶表示装置が全体として厚くなってしまうという問題が生じる。
 一方、サイドライト型のバックライト装置は、導光板の側端部に光源が配されるとともに導光板における光入射面及び光出射面が互いに直交する構成とされるので、直下型よりも液晶表示装置の薄型化には適している。しかし、導光板内に入射した光は、直接光出射面から出射せず、導光板における光出射面とは反対側の面に設置した反射シートによって立ち上げられてから出射するため、光の利用効率が芳しくなく、全体の輝度が低くなりがちとなる、という問題があった。
 本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、輝度ムラを抑制しつつ高い輝度を得るとともに薄型化を実現することを目的とする。
(課題を解決するための手段)
 本発明の照明装置は、発光面を有する光源と、前記発光面と対向状に配されるとともに前記発光面からの光が入射される光入射面、及び光を出射させる光出射面を有する導光体とを備え、前記発光面は、前記光出射面に沿う第1の発光面と、前記第1の発光面と交差する第2の発光面とを有するのに対し、前記光入射面は、前記第1の発光面と対向し且つ前記光出射面に沿う第1の光入射面と、前記第2の発光面と対向し且つ前記第1の光入射面と交差する第2の光入射面とを有する。
 第1の発光面及び第1の光入射面は、光出射面に沿う形態とされているから、第1の発光面から発せられ第1の光入射面に入射した光は、直接的に光出射面から出射される。これにより、高い利用効率でもって光を出射させることができ、輝度を向上させることができる。一方、第2の発光面及び第2の光入射面は、光出射面に沿う第1の発光面及び第1の光入射面に対して交差する面となっているので、第2の発光面から発せられ第2の光入射面に入射した光は、第1の発光面から発せられ第1の光入射面に入射した光に比べると、導光体内において光出射面に沿う方向について広範囲に拡がり易くなっている。これにより、光出射面の面内の輝度分布に偏りが生じ難くなり、薄型化も可能となる。
 本発明の実施態様として、次の構成が好ましい。
(1)前記第1の光入射面には、前記光源からの光を散乱させつつ入射させる入射面散乱構造が設けられている。このようにすれば、第1の光入射面に対して光源からの光を散乱させつつ入射させることができるから、第1の光入射面に入射した光を光出射面に沿う方向について拡散させることができる。これにより、輝度ムラの抑制に好適となる。
(2)前記入射面散乱構造は、多数の微視的な凹部または凸部により構成されている。このようにすれば、多数の微視的な凹部または凸部によって光源からの光を良好に散乱させることができる。なお、ここで言う「微視的」とは、外形を眺めるのみでは具体的な形状を認識するのが難しく、拡大鏡や顕微鏡を用いてようやく具体的な形状を認識できる程度を示す。
(3)前記入射面散乱構造は、内部に拡散材を分散させた拡散層により構成されている。このようにすれば、拡散層内に分散させた拡散材によって光源からの光を良好に拡散させることができる。
(4)前記光出射面には、出射する光を散乱させる出射面散乱構造が設けられている。このようにすれば、光出射面から出射する光を散乱させることで、輝度ムラの抑制に好適となる。
(5)前記出射面散乱構造は、多数の微視的な凹部または凸部により構成されている。このようにすれば、多数の微視的な凹部または凸部によって光出射面から出射する光を良好に散乱させることができる。なお、ここで言う「微視的」とは、外形を眺めるのみでは具体的な形状を認識するのが難しく、拡大鏡や顕微鏡を用いてようやく具体的な形状を認識できる程度を示す。
(6)前記出射面散乱構造は、光を散乱させる度合いが、前記光出射面に沿う方向に関して前記光源から遠ざかる方向へ向けて連続的に漸次高くなるよう形成されている。導光体内の光量は、光出射面に沿う方向に関して光源に近い側の方が遠い側よりも、相対的に多くなっている。従って、出射面散乱構造における光を散乱させる度合いについて、光量の多い光源に近い側を相対的に低くして出光を抑制する一方、光量の少ない光源から遠い側を相対的に高くして出光を促進することで、光出射面から出射する光の面内の輝度分布を均一化することができる。もって、輝度ムラの抑制に一層好適となる。
(7)前記第1の発光面には、発せられる光を散乱させる発光面散乱構造が設けられている。このようにすれば、光源から発せられる光を散乱させて光出射面に沿う方向について拡散させることができる。これにより、輝度ムラの抑制に好適となる。
(8)前記発光面散乱構造は、内部に拡散材を分散させた拡散層により構成されている。このようにすれば、拡散層内に分散させた拡散材によって光源からの光を良好に拡散させることができる。
(9)前記導光体のうち前記光出射面とは反対側の面には、光を前記光出射面側へ反射させる反射部材が設けられている。このようにすれば、主に第2の光入射面に入射した光を効率的に光出射面へ導くことができ、輝度の向上などに好適となる。
(10)前記導光体における前記反射部材の設置面には、光を散乱させる反射面散乱構造が設けられている。このようにすれば、導光体における反射部材の設置面からの光を、散乱させた状態で反射部材によって光出射面側へ反射させることができるので、輝度ムラの抑制に好適となる。
(11)前記反射面散乱構造は、多数の微視的な凹部または凸部により構成されている。このようにすれば、多数の微視的な凹部または凸部によって設置面から出射する光を良好に散乱させることができる。なお、ここで言う「微視的」とは、外形を眺めるのみでは具体的な形状を認識するのが難しく、拡大鏡や顕微鏡を用いてようやく具体的な形状を認識できる程度を示す。
(12)前記反射面散乱構造は、光を散乱させる度合いが、前記光出射面に沿う方向に関して前記光源から遠ざかる方向へ向けて連続的に漸次高くなるよう形成されている。導光体内の光量は、光出射面に沿う方向に関して光源に近い側の方が遠い側よりも、相対的に多くなっている。従って、反射面散乱構造における光を散乱させる度合いについて、光量の多い光源に近い側を相対的に低くして反射部材によって反射される光を低減させる一方、光量の少ない光源から遠い側を相対的に高くして反射部材によって反射される光を増加させることで、反射部材による反射光量の面内の分布を均一化することができる。もって、輝度ムラの抑制に一層好適となる。
(13)前記導光体には、前記光源を収容する光源収容凹部が設けられており、前記光源収容凹部の内面には、前記第1の光入射面及び前記第2の光入射面が設けられている。このようにすれば、導光体における光源収容凹部内に光源が収容されるので、全体を薄型化することができる。
(14)前記第2の発光面及び前記第2の光入射面は、前記光出射面に対して直交するよう形成されている。このようにすれば、第2の発光面から発せられ第2の光入射面に入射した光を光出射面に沿う方向についてより広範囲に拡がらせることができ、輝度ムラの抑制により好適となる。
(15)前記光源は、発光ダイオードとされる。このようにすれば、高輝度化などを図ることができる。
(16)前記発光ダイオードは、前記光出射面に沿う方向について互いに反対側を向いた一対の前記第2の発光面を有するとともに、前記光出射面に沿う方向について前記導光体の略中央に配されている。このようにすれば、一対の第2の発光面から光が互いに反対側へ発せられるので、発せられた光量に偏りが生じ難く、輝度ムラの抑制により好適となる。
(17)前記発光ダイオードは、前記光出射面に沿う方向について前記第2の発光面とは反対側の面に遮光部を有するとともに、前記光出射面に沿う方向について前記導光体の端部に配されている。このようにすれば、仮に第2の発光面を、光出射面に沿う方向について互いに反対側を向くよう一対設けた場合と比べると、発光ダイオードを低コストで製造することができる。
(18)前記導光体は、前記光出射面に沿う方向について複数並列して配されており、隣り合う前記導光体間には、前記導光体よりも屈折率が低い低屈折率層が介在している。このようにすれば、導光体における低屈折率層との境界面において導光体内の光を全反射させることができる。従って、隣り合う導光体間で互いの内部の光が混じり合うことを防ぐことができ、もって各導光体の光出射面からの出光の是非について個別に独立して制御することができる。また、光出射面に沿う方向について大型化を図ることができる。
(19)前記導光体は、二次元的に並列して配されている。このようにすれば、光出射面に沿う方向について一層の大型化を図ることができる。
(20)前記低屈折率層は、空気層とされる。このようにすれば、低屈折率層を形成するための格別な部材が不要となるので、低コストで対応することができる。
 次に、上記課題を解決するために、本発明の表示装置は、上記記載の照明装置と、前記照明装置からの光を利用して表示を行う表示パネルとを備える。
 このような表示装置によると、表示パネルに対して光を供給する照明装置が、輝度ムラが生じ難く且つ薄型化が可能なものであるから、表示品質の優れた表示を実現することが可能となり、また薄型化を図ることもできる。
 前記表示パネルとしては液晶パネルを例示することができる。このような表示装置は液晶表示装置として、種々の用途、例えばテレビやパソコンのディスプレイ等に適用でき、特に大型画面用として好適である。
(発明の効果)
 本発明によれば、輝度ムラを抑制しつつ高い輝度を得るとともに薄型化を実現することができる。
本発明の実施形態1に係るテレビ受信装置の概略構成を示す分解斜視図 液晶パネル及びバックライト装置の概略構成を示す分解斜視図 液晶表示装置を長辺方向に沿って切断した状態を示す断面図 LED及び導光板の配列状態を示す平面図 LED及び導光板を長辺方向に沿って切断した状態を示す断面図 本発明の実施形態2に係るLED及び導光板を長辺方向に沿って切断した状態を示す断面図 本発明の実施形態3に係るLED及び導光板を長辺方向に沿って切断した状態を示す断面図 本発明の実施形態4に係るLED及び導光板を長辺方向に沿って切断した状態を示す断面図
 10…液晶表示装置(表示装置)、11…液晶パネル(表示パネル)、12…バックライト装置(照明装置)、16…LED(光源、発光ダイオード)、16ab…側部(遮光部)、16d…第1の発光面、16e…第2の発光面、18…導光板(導光体)、18a…LED収容凹部(光源収容凹部)、18b…第1の光入射面、18c…第2の光入射面、18d…光出射面、18f…設置面、22…反射シート(反射部材)、23…反射面散乱構造、23a…反射面凸部(凸部)、24…発光面散乱構造、24a…拡散層、25…入射面散乱構造、25a…入射面凸部(凸部)、25b…拡散層、26…出射面散乱構造、26a…出射面凸部(凸部)、AR…空気層(低屈折率層)、TV…テレビ受信装置
 <実施形態1>
 本発明の実施形態1を図1から図5によって説明する。本実施形態では、液晶表示装置10について例示する。なお、各図面の一部にはX軸、Y軸及びZ軸を示しており、各軸方向が各図面で示した方向となるように描かれている。また、図2及び図3に示す上側を表側とし、同図下側を裏側とする。
 本実施形態に係るテレビ受信装置TVは、図1に示すように、液晶表示装置10(表示装置)と、当該液晶表示装置10を挟むようにして収容する表裏両キャビネットCa,Cbと、電源Pと、チューナーTとを備えており、その表示面11aが鉛直方向(Y軸方向)に沿うようスタンドSによって支持されている。液晶表示装置10は、全体として横長の方形を成し、図2に示すように、表示パネルである液晶パネル11と、外部光源であるバックライト装置12(照明装置)とを備え、これらが枠状をなすベゼル13などにより一体的に保持されるようになっている。
 なお、「表示面11aが鉛直方向に沿う」とは、表示面11aが鉛直方向に平行となる態様に限定されず、水平方向に沿う方向よりも相対的に鉛直方向に沿う方向に設置されたものを意味し、例えば鉛直方向に対して0°~45°、好ましくは0°~30°傾いたものを含むことを意味するものである。
 次に、液晶表示装置10を構成する液晶パネル11及びバックライト装置12について順次に説明する。このうち、液晶パネル(表示パネル)11は、平面視矩形状をなしており、一対のガラス基板が所定のギャップを隔てた状態で貼り合わせられるとともに、両ガラス基板間に液晶が封入された構成とされる。一方のガラス基板には、互いに直交するソース配線とゲート配線とに接続されたスイッチング素子(例えばTFT)と、そのスイッチング素子に接続された画素電極、さらには配向膜等が設けられ、他方のガラス基板には、R(赤色),G(緑色),B(青色)等の各着色部が所定配列で配置されたカラーフィルタや対向電極、さらには配向膜等が設けられている。なお、両基板の外側には偏光板が配されている。
 続いて、バックライト装置12について詳しく説明する。バックライト装置12は、大まかには、図3に示すように、表側(液晶パネル11側、光出射側)に開口した略箱型をなすシャーシ14と、シャーシ14の開口部を覆うようにして配される光学部材15と、シャーシ14内に配される光源であるLED16(Light Emitting Diode:発光ダイオード)と、LED16が実装されたLED基板17と、LED16から発せられる光を光学部材15へと導く導光板18とを備える。また、このバックライト装置12は、光学部材15を構成する拡散板15a,15bを裏側から受ける受け部材19と、拡散板15a,15bを表側から押さえる押さえ部材20と、LED16の発光に伴って生じる熱の放熱を促すための放熱部材21とを備える。
 続いて、バックライト装置12を構成する各部材について詳しく説明する。シャーシ14は、金属製とされ、液晶パネル11と同様に矩形状をなす底板14aと、底板14aの各辺の外端から立ち上がる側板14bと、各側板14bの立ち上がり端から外向きに張り出す受け板14cとからなり、全体としては表側に向けて開口した浅い略箱型(略浅皿状)をなしている。シャーシ14は、その長辺方向が水平方向(X軸方向)と一致し、短辺方向が鉛直方向(Y軸方向)と一致している。シャーシ14における各受け板14cには、表側から受け部材19や押さえ部材20が載置可能とされる。各受け板14cには、ベゼル13や受け部材19や押さえ部材20がねじ止め可能とされる。なお、底板14aには、LED基板17や導光板18を取り付けるための取付構造(図示せず)が設けられている。この取付構造は、例えばLED基板17や導光板18をねじ部材によって取り付ける場合には、ねじ部材を締め付けるねじ孔またはねじ部材を挿通するねじ挿通孔とされる。
 光学部材15は、液晶パネル11と導光板18との間に介在しており、導光板18側に配される拡散板15a,15bと、液晶パネル11側に配される光学シート15cとから構成される。拡散板15a,15bは、所定の厚みを持つ透明な樹脂製の基材内に拡散粒子を多数分散して設けた構成とされ、透過する光を拡散させる機能を有する。拡散板15a,15bは、同等の厚さのものが2枚、積層して配されている。光学シート15cは、拡散板15a,15bと比べると板厚が薄いシート状をなしており、3枚が積層して配されている。具体的には、光学シート15cは、拡散板15a,15b側(裏側)から順に、拡散シート、レンズシート、反射型偏光シートとなっている。
 受け部材19及び押さえ部材20は、共に液晶パネル11や光学部材15の外周縁に沿う枠状をなしている。このうち、受け部材19は、シャーシ14における受け板14c上に直接載置されるとともに、光学部材15のうち裏側の拡散板15bの外周縁を裏側から受けることが可能とされる。一方、押さえ部材20は、受け部材19上に載置されるとともに光学部材15のうち表側の拡散板15aを表側から押さえることが可能とされる。従って、受け部材19と押さえ部材20との間で2枚の拡散板15a,15bを挟持可能とされる。また、押さえ部材20は、液晶パネル11の外周縁を裏側から受けることが可能とされ、液晶パネル11の外周縁を表側から押さえるベゼル13との間で液晶パネル11を挟持可能とされる。なお、ベゼル13は、受け部材19や押さえ部材20と同様に液晶パネル11の表示領域を取り囲むよう枠状に形成される。
 放熱部材21は、熱伝導性に優れた合成樹脂材料または金属材料からなるとともにシート状をなしており、シャーシ14の底板14aにおける内面に沿って延在している。放熱部材21は、シャーシ14の底板14aとLED基板18との間に介在して配されている。
 LED基板17は、表面が光の反射性に優れた白色を呈する合成樹脂製とされており、シャーシ14の底板14aに沿って延在するとともに放熱部材21上に載置されている。LED基板17には、金属膜からなる配線パターンが形成されるとともにその所定の位置にLED16が実装されている。このLED基板17には、図示しない外部の制御基板が接続されていて、そこからLED16の点灯に必要な電力が供給されるとともにLED16の駆動制御が可能となっている。また、LED基板17にもシャーシ14に対する図示しない取付構造が設けられており、例えばねじ部材によって取り付けられる場合は、ねじ部材が締め付けられるねじ孔またはねじ部材を通すねじ挿通孔が取付構造として設けられる。このような取付構造は、次述する導光板18にも同様に設けられており、重複する説明は割愛するものとする。
 続いて、本実施形態に係るLED16及び導光板18について説明する。LED16及び導光板18は、図2及び図3に示すように、一対一で対応した組が1つの単位発光体を構成しており、その単位発光体が多数、表示面11a(X軸方向及びY軸方向)に沿って二次元的に並列配置(平面配置)されている。
 詳しくは、LED16は、LED基板17上に表面実装される、いわゆる表面実装型とされており、LED基板17における表側の面上にX軸方向及びY軸方向について碁盤目状に(行列状に)多数並列配置されている。導光板18は、LED基板17と光学部材15における裏側の拡散板15bとの間に介在して配されるとともに、X軸方向及びY軸方向について各LED16に対応した位置、つまり碁盤目状に(行列状に、タイル状に)多数並列配置されている。LED基板17におけるLED16の配列ピッチ(配列間隔)は、導光板18の配列ピッチとほぼ同じに揃えられている。導光板18は、X軸方向及びY軸方向に隣り合う導光板18に対して平面に視て互いに重畳することがなく、所定の間隔(隙間、クリアランス)を空けて配されており、そこには空気層ARが保有されている。続いて、LED16及び導光板18の個別の構造について説明する。
 LED16は、図4及び図5に示すように、全体として略ブロック状をなすとともに平面視矩形状をなしており、その長辺方向をX軸方向に、短辺方向をY軸方向に一致させた状態で配されている。LED16は、図5に示すように、LED基板17に固着される基板部16aと、基板部16a上に実装されるLEDチップ16bと、LEDチップ16bを封止する樹脂材16cとから構成されている。基板部16aは、その背面がLED基板17上のランドに対して半田付けされている。基板部16aに実装されるLEDチップ16bは、主発光波長の異なる3種類があり、具体的には各LEDチップ16bがR(赤色)、G(緑色)、B(青色)を単色発光するようになっている。樹脂材16cは、LEDチップ16bを基板部16a上に固定するためのものであり、ほぼ透明とされることで、LEDチップ16bからの光を妨げることがない。
 そして、このLED16は、異なる方向へ光を発する発光面16d,16eを2種類有しており、それぞれ第1の発光面16d及び第2の発光面16eとされる。第1の発光面16dは、LED16のうち表側の面、つまり導光板18に対してZ軸方向について対向する面に形成されており、X軸方向及びY軸方向に沿ってほぼ並行する形態とされ、後述する導光板18の光出射面18dに沿うものとされる。第2の発光面16eは、LED16のうち短辺側の両側面、つまり導光板18に対してX軸方向について対向する一対の面にそれぞれ形成されており、Y軸方向及びZ軸方向に沿ってほぼ並行する形態とされ、上記した第1の発光面16d及び後述する光出射面18dに対してほぼ直交する(交差する)ものとされる。一対の第2の発光面16eは、X軸方向について互いに反対側、つまり180度異なる方向を向いている。このように本実施形態に係るLED16は、異なる3つの面が発光する三面発光型となっている。
 LED16は、各発光面16d,16e毎に互いに直交する2種類の光軸LA1,LA2を有しており、各光軸LA1,LA2は、各発光面16d,16eに対する法線方向とほぼ一致している。従って、第1の発光面16dにおける第1の光軸LA1は、Z軸方向とほぼ一致しているのに対し、第2の発光面16eにおける第2の光軸LA2は、X軸方向とほぼ一致していて第1の光軸LA1と直交している。一対の第2の発光面16eにおける各第2の光軸LA2は、一直線状をなしている。なお、LED16の各発光面16d,16eから発せられる光は、各光軸LA1,LA2を中心にして所定の角度範囲内で三次元的にある程度放射状に広がるのであるが、その指向性は冷陰極管などと比べると高くなっている。つまり、LED16の発光強度は、各光軸LA1,LA2に沿った方向が高く、光軸LA1,LA2に対する傾き角度が大きくなるに連れて低下するような傾向の角度分布を示す。従って、第1の発光面16dから発せられた光は、大部分が概ねZ軸方向に沿って表側へ向かうのに対し、両第2の発光面16eから発せられた光は、大部分が概ねX軸方向(液晶表示装置10における水平方向)に沿って180度異なる両側方へそれぞれ向かう。
 導光板18は、屈折率が空気よりも十分に高く且つほぼ透明な(透光性に優れた)合成樹脂材料(例えばポリカーボネートなど)からなる。導光板18は、図4及び図5に示すように、全体として板状をなすとともに平面視矩形状をなしており、その長辺方向をX軸方向に、短辺方向をY軸方向に一致させた状態で配されている。この導光板18は、図5に示すように、LED基板17と拡散板15bとの間に介在するとともにLED基板17に対して取り付けられており、LED基板17上に実装されたLED16に対して表側から被せられている。逆に言うと、LED16は、導光板18に対して直下位置に配されている。そして、導光板18における裏側の面、つまりLED基板17との対向面には、LED16を収容可能なLED収容凹部18aが形成されている。LED収容凹部18aは、導光板18のうちX軸方向及びY軸方向についてほぼ中心位置に配されており、各寸法がLED16の各寸法よりも大きく設定されている。従って、収容状態では、LED16は導光板18におけるほぼ中心位置に配されるとともに、互いに対向するLED収容凹部18aの内面とLED16の外面との間には所定の隙間が空けられる。
 そして、LED収容凹部18aの内面のうちLED16の各発光面16d,16eとの対向面は、各発光面16d,16eから発せられた光をそれぞれ導光板18内に入射させる光入射面18b,18cとなっている。これに対し、導光板18のうち表側の面、つまり拡散板15bとの対向面には、導光板18内の光を出射させる光出射面18dが設けられている。このうち、光出射面18dは、X軸方向及びY軸方向に沿う形態とされ、巨視的にほぼ真っ直ぐな面となっている。また、平面配置された導光板18のうち、隣り合う導光板18と隙間を空けつつ対向する各側端面18e(空気層ARとの境界面)は、巨視的にも微視的にもZ軸方向に沿ってほぼ真っ直ぐな面とされている。従って、導光板18内の光は、外部の空気層ARとの境界面である上記各側端面18eにあたっても、そこでは光の乱反射が殆ど生じることがないので、各側端面18eに対する入射角が殆ど臨界角を超えて全反射し、各側端面18eから空気層ARに漏れ出すことが殆どない。なお、ここでいう「巨視的」とは、外形を眺めることで容易に具体的な形状を認識することができる程度のことを示し、また「微視的」とは、外形を眺めるのみでは具体的な形状を認識するのが難しく、拡大鏡や顕微鏡を用いてようやく具体的な形状を認識できる程度を示す。
 光入射面18b,18cは、各発光面16d,16eに対応して2種類が用意されており、第1の発光面16dに対向する第1の光入射面18bと、第2の発光面16eに対向する第2の光入射面18cとを有する。第1の光入射面18bは、LED収容凹部18aのうち裏側を向いた面、つまりLED16に対してZ軸方向について対向する面に形成されており、X軸方向及びY軸方向に沿ってほぼ並行する形態とされ、第1の発光面16d及び光出射面18dに対してほぼ平行面となっている。第1の光入射面18bと第1の発光面16dとの並び方向は、第1の発光面16dにおける第1の光軸LA1(Z軸方向)と一致し、且つ光出射面18dに対して直交している。第2の光入射面18cは、LED収容凹部18aのうち短辺側の一対の側面、つまりLED16に対してX軸方向について対向する一対の面にそれぞれ形成されており、Y軸方向及びZ軸方向に沿ってほぼ並行する形態とされ、第2の発光面16eに対してほぼ平行面とされ且つ第1の発光面16d及び光出射面18dに対してほぼ直交する面とされている。第2の光入射面18cと第2の発光面16eとの並び方向は、第2の発光面16eにおける第2の光軸LA2(X軸方向)と一致し、光出射面18dに対して並行している。
 LED16における各発光面16d,16eから発せられ、導光板18内に導入された光のうち、第1の光入射面18bから入射した光は、その大部分がZ軸方向に概ね沿って表側へ向かうものであるから、光出射面18dに対する入射角が臨界角を超えることが殆どなく、概ね直接的に表側へ向けて出射されるようになっている。これに対し、第2の光入射面18cから入射した光は、その大部分がX軸方向に沿って導光板18における各側端面18eへ向かい、光出射面18dから直接的に出射することは殆どない。そこで、導光板18の裏側の面、つまり光出射面18dとは反対側の面におけるLED収容凹部18aを除いた領域(以下、反射シート22の設置面18fという)には、光を散乱させる反射面散乱構造23が設けられるとともに、光を光出射面18d側へ反射させるための反射シート22が取り付けられている。反射面散乱構造23により導光板18内の光を散乱させるとともに、反射シート22によってその光を光出射面18d側へ立ち上げることで、光出射面18dに対する入射角が臨界角を超えない光を生み出し、それにより第2の光入射面18cに入射した光を間接的に光出射面18dから出射させることが可能とされる。なお、反射面散乱構造23の具体的な形状などについては後に詳しく説明する。
 そして、光出射面18dのうち、LED16に対して平面に視て重畳する領域(LED重畳領域)からは、第1の発光面16dから発せられて第1の光入射面18bに入射した光が主に出射し、上記以外の領域、つまりLED16に対して平面に視て重畳しない領域(LED非重畳領域)からは、第2の発光面16eから発せられて第2の光入射面18cに入射した光が主に出射するようになっている(図4参照)。
 上記したように、LED16における各発光面16d,16eから発せられた光は、導光板18内を伝播した後、光出射面18dから光学部材15及び液晶パネル11へ向けて出射されるのであるが、このうち第1の発光面16dから発せられて第1の光入射面18bに入射した光は、反射シート22や導光板18の各側端面18eなどに殆ど当たることがなく、直接的に光出射面18dから出射するため、光の利用効率が高く、全体の輝度の向上に寄与する反面、光出射面18dにおける他の領域からの出射光と比べると光量が局所的に多くなりがちであるため、輝度ムラの原因となるおそれがある。そこで、本実施形態では、高い輝度を維持しつつ光出射面18dの面内における輝度分布を均一化するため、第1の発光面16d、第1の光入射面18b及び光出射面18dにそれぞれ光を散乱させる散乱構造24~26を設けるようにしている。以下、各散乱構造24~26について詳しく説明する。なお、散乱構造25,26が設けられる第1の光入射面18b及び光出射面18dは、巨視的には概ね真っ直ぐな面であるが、図5では、各散乱構造25,26の具体的な形状を図示するため、微視的な形状を誇張して描いており、その点は反射シート22の設置面18fに設けられる反射面散乱構造23についても同様である。
 LED16における第1の発光面16dには、発光面散乱構造24が設けられている。発光面散乱構造24は、拡散粒子(拡散材)を所定量分散させた拡散層24aにより構成されている。拡散層24aは、ほぼ透明な樹脂材料からなる基材と、光を散乱(拡散)させるための拡散粒子とからなり、全体の透過率が導光板18やLED16を構成する樹脂材16cよりも低くなっている。LEDチップ16bから第1の発光面16dへ向かう光は、拡散層24aにて拡散粒子によって散乱された後に、第1の発光面16dから出射されるので、その出射光の指向性は弱められている。つまり、第1の発光面16dからの出射光の発光強度は、第1の光軸LA1に沿う方向(Z軸方向)をピークとするものの、その光軸LA1に対する傾き角度が大きくなってもそれほど急激には低下しない傾向の角度分布を示すことになる。
 第1の光入射面18bには、入射面散乱構造25が設けられている。入射面散乱構造25は、導光板18を樹脂成形する際に用いる成形金型(図示せず)によって第1の光入射面18bに成形される、多数の微視的な入射面凸部25aにより構成される。入射面凸部25aは、断面山形形状(断面略三角形状)をなすとともに、Y軸方向に沿って延びる形態とされており、X軸方向について多数並列して配されている。各入射面凸部25aの配列ピッチは、ほぼ同一とされており、各入射面凸部25aは規則的に並列配置されていると言える。ここで言う「規則的」とは、構造的な周期性を有することを示す。第1の発光面16dから発せられた光は、第1の光入射面18bに入射する際に、各入射面凸部25aの傾斜面に当たることで散乱され、それにより導光板18内において光出射面18dの面方向について広範囲に拡がるようになっている。なお、上記入射面凸部25aの具体的な成形方法としては、成形金型における第1の光入射面18bに対する成形面に多数の微視的な凹部を形成することで、その凹部に倣う形状の多数の微視的な入射面凸部25aを成形する手法がある。
 光出射面18dには、出射面散乱構造26が設けられている。出射面散乱構造26は、上記入射面散乱構造25と同様に、導光板18を樹脂成形するための成形金型によって光出射面18dに成形されており、多数の微視的な出射面凸部26aにより構成されている。出射面凸部26aは、断面山形形状(断面略三角形状)をなすとともに、Y軸方向に沿って延びる形態とされており、X軸方向について多数並列して配されている。各出射面凸部26aの配列ピッチは、不等とされており、導光板18におけるX軸方向における中央部、つまりLED16に対して平面視重畳する部分が最も大きく、そこから導光板18におけるX軸方向の両端部に近づく、つまりLED16から遠ざかるに従って次第に小さくなる、いわばグラデーション配列となっている。言い換えると、各出射面凸部26aは、光出射面18dの面内における分布密度がLED16に近い側ほど低く、LED16から遠い側ほど高くなるよう、規則的に形成されている。光出射面18dから出射する光は、各出射面凸部26aの傾斜面に当たることで散乱されるのであるが、その光の散乱度合いは、光出射面18dに沿うX軸方向に関してLED16に近い側が相対的に低く、LED16から遠い側が相対的に高くなっており、LED16から遠ざかるに従って連続的に漸次高く、LED16に近づくに従って連続的に漸次低くなる傾向にある。これにより、光出射面18dのうち、第1の発光面16dから発せられ第1の光入射面18bに入射した光が出射する領域(相対的に光量が多くLED16に近い領域)では、光の出射が相対的に抑制されるのに対し、第2の発光面16eから発せられ第2の光入射面18cに入射した光が出射する領域(相対的に光量が少なくLED16から遠い領域)では、光の出射が相対的に促進されることになるので、光出射面18dにおける面内の輝度分布を均一化(平準化)することが可能となっている。
 さらには、本実施形態では、導光板18における反射シート22の設置面18fに形成された反射面散乱構造23についても、出射面散乱構造26と同様のグラデーション配列としている。すなわち、反射面散乱構造23は、上記入射面散乱構造25及び出射面散乱構造26と同様に、導光板18を樹脂成形するための成形金型によって反射シート22の設置面18fに成形されており、多数の微視的な反射面凸部23aにより構成されている。反射面凸部23aは、断面山形形状(断面略三角形状)をなすとともに、Y軸方向に沿って延びる形態とされており、X軸方向について多数並列して配されている。各反射面凸部23aの配列ピッチは、不等とされており、第2の光入射面18cに隣接する部分が最も大きく、そこから導光板18におけるX軸方向の両端部に近づく、つまりLED16から遠ざかるに従って次第に小さくなる、グラデーション配列となっている。言い換えると、各反射面凸部23aは、反射シート22の設置面18fの面内における分布密度がLED16に近い側ほど低く、LED16から遠い側ほど高くなるよう、規則的に形成されている。導光板18内において反射シート22の設置面18fに向かう光は、各反射面凸部23aの傾斜面に当たることで散乱されるのであるが、その光の散乱度合いは、設置面18fに沿うX軸方向に関してLED16に近い側が相対的に低く、LED16から遠い側が相対的に高くなっており、LED16から遠ざかるに従って連続的に漸次高く、LED16に近づくに従って連続的に漸次低くなる傾向にある。これにより、反射シート22の設置面18fのうち、相対的に光量が多いLED16に近い領域では、光出射面18dへの光の立ち上げが相対的に抑制されるのに対し、相対的に光量が少ないLED16から遠い領域では、光出射面18dへの光の立ち上げが相対的に促進されることになるので、反射シート22及び設置面18fにおける立ち上げ光量の面内分布を均一化(平準化)することが可能となっている。なお、反射シート22とその設置面18fに形成された反射面凸部23aとの間の隙間は、空気層ARとなっている。
 本実施形態は以上のような構造であり、続いてその作用を説明する。液晶表示装置10の電源をONし、各LED16を点灯させると、LED16の各発光面16d,16eから出射した光は、図5に示すように、対応する各光入射面18b,18cに対して入射してから、導光板18内を伝播した後、光出射面18dから出射される。詳しくは、LED16を構成するLEDチップ16bから発せられた光は、第1の発光面16dを介してLED16外へ発せられる成分と、第2の発光面16eを介してLED16外へ発せられる成分とに分けられる。このうち、LEDチップ16bから第1の発光面16dへ向かう光は、第1の発光面16dに達する過程で発光面散乱構造24である拡散層24aを透過するので、そこに配された拡散粒子によって散乱される。これにより、第1の発光面16dから出射される光は、指向性が弱められており、第1の光軸LA1の沿う方向(Z軸方向)において最も高い発光強度を示すものの、その光軸LA1に対する傾き角度が大きくなっても緩やかに発光強度が低下するような角度分布となる。
 第1の発光面16dから発せられた光は、殆どが第1の光入射面18bに入射するのに対し、第2の発光面16eから発せられた光は、殆どが第2の光入射面18cに入射する。ここで、第1の光入射面18bに入射する光は、入射面散乱構造25を構成する各入射面凸部25aの傾斜面に当たることで散乱される。これにより、第1の光入射面18bから入射した光は、指向性が弱められており、第1の光軸LA1に対して広い角度範囲でもって導光板18内を伝播することになる。
 一方、第2の光入射面18cに入射する光は、直接的に、または導光板18の側端面18eに当たってから間接的に反射シート22の設置面18fに当たるのであるが、その設置面18fには反射面散乱構造23として反射面凸部23aが設けられている。従って、第2の光入射面18cから導光板18内に導入された光は、反射面凸部23aにおける傾斜面に当たることで散乱され、そのとき傾斜面に対する入射角が臨界角を超えた光は、全反射して概ね光出射面18d側へ向かい、傾斜面に対する入射角が臨界角を超えない光は、設置面18fを通り抜けて反射シート22に当たることで概ね光出射面18d側へ立ち上げられる。ここで、反射面凸部23aによる光の散乱度合いは、LED16に近い側ほど低く、LED16から遠い側ほど高くなっているので、相対的に導光板18内の光量が多い領域において光の立ち上げが抑制され、相対的に導光板18内の光量が少ない領域において光の立ち上げが促進される。これにより、反射シート22及びその設置面18fから光出射面18dへ向けて立ち上げる光量について、反射シート22及び設置面18fの面内分布を均一化することができる。
 上記のようにして第1の光入射面18b及び第2の光入射面18cに入射した光は、導光板18内を伝播した後、光出射面18dから導光板18の外部へ出射するのであるが、その光出射面18dには、出射面散乱構造26として出射面凸部26aが設けられている。従って、光出射面18dに向かう光は、出射面凸部26aの傾斜面に当たることで散乱され、そのとき傾斜面に対する入射角が臨界角を超えた光は、全反射して概ね反射シート22側に戻され、傾斜面に対する入射角が臨界角を超えない光は、傾斜面を通り抜けて外部へと出射される。ここで、出射面凸部26aによる光の散乱度合いは、LED16に近い側ほど低く、LED16から遠い側ほど高くなっているので、相対的に導光板18内の光量が多い領域において光の出射が抑制され、相対的に導光板18内の光量が少ない領域において光の出射が促進される。これにより、光出射面18dから外部へ出射する光量について、光出射面18dにおける面内分布を均一化することができる。
 以上により次の効果を得ることができる。すなわち、LED16のうち第1の発光面16dから発せられた光は、第1の光入射面18bに入射した後に直接的に光出射面18dから出射されるため、光の利用効率が高くて全体の輝度向上に寄与する反面、発光強度が局所的に高くなる傾向にあるものの、本実施形態では第1の発光面16dに発光面散乱構造24として拡散層24aを設けるとともに第1の光入射面18bに入射面散乱構造25として入射面凸部25aを設け、さらには光出射面18dに出射面散乱構造26として出射面凸部26aを設けるようにしているから、第1の発光面16dから発せられた光の指向性を弱めて光出射面18dの面内における出射光量の均一化を図ることができる。これにより、全体の輝度を高く維持しつつ輝度分布を均一化することができる。一方、LED16のうち第2の発光面16eから発せられた光は、第1の発光面16dから発せられて導光板18内に入射した光と比べると、導光板18内においてX軸方向について広範囲に拡がり易くなっているので、光出射面18dの面内の輝度分布を均一化することができる。しかも、第2の光入射面18cに入射した光は、反射シート22の設置面18fに設けられた反射面散乱構造23である反射面凸部23aに当たるから、光出射面18d側への立ち上げられる光量が反射シート22及びその設置面18fの面内において均一化され、もって光出射面18dの面内の輝度分布をより均一にすることができる。
 ところで、隣り合う導光板18との間に確保された空気層ARとの境界面である導光板18の側端面18eには、光出射面18dや反射シート22の設置面18fのように散乱構造が設けられていないので、導光板18内の光が側端面18eに当たると、その入射角が殆ど臨界角を超えるため、全反射して導光板18内に戻されるようになっている。これにより、シャーシ14内において多数枚が平面配置された各導光板18間で、内部の光が相互に行き交ったり混じり合うことが防がれ、各導光板18における光学的独立性が担保されている。従って、各導光板18に対応した各LED16の点灯または非点灯を個別に制御することで、各導光板18における光出射面18dからの出光の是非について個別に独立して制御することができ、もってエリアアクティブと呼ばれるバックライト装置12の駆動制御を実現することができる。これにより、液晶表示装置10における表示性能として極めて重要なコントラスト性能を著しく向上させることができる。
 以上説明したように本実施形態に係るバックライト装置12は、発光面16d,16eを有するLED16と、発光面16d,16eと対向状に配されるとともに発光面16d,16eからの光が入射される光入射面18b,18c、及び光を出射させる光出射面18dを有する導光板18とを備え、発光面16d,16eは、光出射面18dに沿う第1の発光面16dと、第1の発光面16dと交差する第2の発光面16eとを有するのに対し、光入射面18b,18cは、第1の発光面16dと対向し且つ光出射面18dに沿う第1の光入射面18bと、第2の発光面16eと対向し且つ第1の光入射面18bと交差する第2の光入射面18cとを有する。
 第1の発光面16d及び第1の光入射面18bは、光出射面18dに沿う形態とされているから、第1の発光面16dから発せられ第1の光入射面18bに入射した光は、直接的に光出射面18dから出射される。これにより、高い利用効率でもって光を出射させることができ、輝度を向上させることができる。一方、第2の発光面16e及び第2の光入射面18cは、光出射面18dに沿う第1の発光面16d及び第1の光入射面18bに対して交差する面となっているので、第2の発光面16eから発せられ第2の光入射面18cに入射した光は、第1の発光面16dから発せられ第1の光入射面18bに入射した光に比べると、導光板18内において光出射面18dに沿う方向について広範囲に拡がり易くなっている。これにより、光出射面18dの面内の輝度分布に偏りが生じ難くなり、薄型化も可能となる。以上により、輝度ムラを抑制しつつ高い輝度を得るとともに薄型化を実現することができる。
 また、第1の光入射面18bには、LED16からの光を散乱させつつ入射させる入射面散乱構造25が設けられている。このようにすれば、第1の光入射面18bに対してLED16からの光を散乱させつつ入射させることができるから、第1の光入射面18bに入射した光を光出射面18dに沿う方向について拡散させることができる。これにより、輝度ムラの抑制に好適となる。
 また、入射面散乱構造25は、多数の微視的な入射面凸部25aにより構成されている。このようにすれば、多数の微視的な入射面凸部25aによってLED16からの光を良好に散乱させることができる。
 また、光出射面18dには、出射する光を散乱させる出射面散乱構造26が設けられている。このようにすれば、光出射面18dから出射する光を散乱させることで、輝度ムラの抑制に好適となる。
 また、出射面散乱構造26は、多数の微視的な出射面凸部26aにより構成されている。このようにすれば、多数の微視的な出射面凸部26aによって光出射面18dから出射する光を良好に散乱させることができる。
 また、出射面散乱構造26は、光を散乱させる度合いが、光出射面18dに沿う方向に関してLED16から遠ざかる方向へ向けて連続的に漸次高くなるよう形成されている。導光板18内の光量は、光出射面18dに沿う方向に関してLED16に近い側の方が遠い側よりも、相対的に多くなっている。従って、出射面散乱構造26における光を散乱させる度合いについて、光量の多いLED16に近い側を相対的に低くして出光を抑制する一方、光量の少ないLED16から遠い側を相対的に高くして出光を促進することで、光出射面18dから出射する光の面内の輝度分布を均一化することができる。もって、輝度ムラの抑制に一層好適となる。
 また、第1の発光面16dには、発せられる光を散乱させる発光面散乱構造24が設けられている。このようにすれば、LED16から発せられる光を散乱させて光出射面18dに沿う方向について拡散させることができる。これにより、輝度ムラの抑制に好適となる。
 また、発光面散乱構造24は、内部に拡散粒子を分散させた拡散層24aにより構成されている。このようにすれば、拡散層24a内に分散させた拡散粒子によってLED16からの光を良好に拡散させることができる。
 また、導光板18のうち光出射面18dとは反対側の面には、光を光出射面18d側へ反射させる反射シート22が設けられている。このようにすれば、主に第2の光入射面18cに入射した光を効率的に光出射面18dへ導くことができ、輝度の向上などに好適となる。
 また、導光板18における反射シート22の設置面18fには、光を散乱させる反射面散乱構造23が設けられている。このようにすれば、導光板18における反射シート22の設置面18fからの光を、散乱させた状態で反射シート22によって光出射面18d側へ反射させることができるので、輝度ムラの抑制に好適となる。
 また、反射面散乱構造23は、多数の微視的な反射面凸部23aにより構成されている。このようにすれば、多数の微視的な反射面凸部23aによって設置面18fから出射する光を良好に散乱させることができる。
 また、反射面散乱構造23は、光を散乱させる度合いが、光出射面18dに沿う方向に関してLED16から遠ざかる方向へ向けて連続的に漸次高くなるよう形成されている。導光板18内の光量は、光出射面18dに沿う方向に関してLED16に近い側の方が遠い側よりも、相対的に多くなっている。従って、反射面散乱構造23における光を散乱させる度合いについて、光量の多いLED16に近い側を相対的に低くして反射シート22によって反射される光を低減させる一方、光量の少ないLED16から遠い側を相対的に高くして反射シート22によって反射される光を増加させることで、反射シート22による反射光量の面内の分布を均一化することができる。もって、輝度ムラの抑制に一層好適となる。
 また、導光板18には、LED16を収容するLED収容凹部18aが設けられており、LED収容凹部18aの内面には、第1の光入射面18b及び第2の光入射面18cが設けられている。このようにすれば、導光板18におけるLED収容凹部18a内にLED16が収容されるので、全体を薄型化することができる。
 また、第2の発光面16e及び第2の光入射面18cは、光出射面18dに対して直交するよう形成されている。このようにすれば、第2の発光面16eから発せられ第2の光入射面18cに入射した光を光出射面18dに沿う方向についてより広範囲に拡がらせることができ、輝度ムラの抑制により好適となる。
 また、光源は、LED16とされる。このようにすれば、高輝度化などを図ることができる。
 また、LED16は、光出射面18dに沿う方向について互いに反対側を向いた一対の第2の発光面16eを有するとともに、光出射面18dに沿う方向について導光板18の略中央に配されている。このようにすれば、一対の第2の発光面16eから光が互いに反対側へ発せられるので、発せられた光量に偏りが生じ難く、輝度ムラの抑制により好適となる。
 また、導光板18は、光出射面18dに沿う方向について複数並列して配されており、隣り合う導光板18間には、導光板18よりも屈折率が低い低屈折率層が介在している。このようにすれば、導光板18における低屈折率層との境界面において導光板18内の光を全反射させることができる。従って、隣り合う導光板18間で互いの内部の光が混じり合うことを防ぐことができ、もって各導光板18の光出射面18dからの出光の是非について個別に独立して制御することができる。また、光出射面18dに沿う方向について大型化を図ることができる。
 また、導光板18は、二次元的に並列して配されている。このようにすれば、光出射面18dに沿う方向について一層の大型化を図ることができる。
 また、低屈折率層は、空気層ARとされる。このようにすれば、空気層ARを形成するための格別な部材が不要となるので、低コストで対応することができる。
 そして、本実施形態に係る液晶表示装置10は、上記したバックライト装置12と、バックライト装置12からの光を利用して表示を行う液晶パネル11とを備える。このような液晶表示装置10によると、液晶パネル11に対して光を供給するバックライト装置12が、輝度ムラが生じ難く且つ薄型化が可能なものであるから、表示品質の優れた表示を実現することが可能となり、また薄型化を図ることもできる。
 <実施形態2>
 本発明の実施形態2を図6によって説明する。この実施形態2では、LED16A及び導光板18Aの構造を変更したものを示す。なお、この実施形態2では、上記した実施形態1と同様の部位には、同一の符号を用いるとともにその末尾に添え字Aを付すものとし、構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
 LED16Aは、図6に示すように、第2の発光面16eAが1つのみ設けられた構造(二面発光型)となっている。具体的には、LED16Aを構成する基板部16aAは、断面L字型をなしており、LED基板17Aに沿って延在する底部16aaと、LED基板17Aから立ち上がるとともに樹脂材16cAを側方から覆う側部16abとから構成されている。この基板部16aAは、反射性及び遮光性を有する材料により構成されているので、LED16Aにおける側部16abとは反対側の側面のみが第2の発光面16eAとなっている。なお、LEDチップ16bAから発せられ、基板部16aAの側部16abに当たった光は、反射されることで、第1の発光面16dAまたは第2の発光面16eAから出射されるようになっている。
 導光板18Aに設けられるLED収容凹部18aAは、導光板18Aのうち図6に示す左側端部、つまりLED16Aにおいて側部16abが設けられた側の端部、言い換えるとLED16Aにおいて第2の発光面16eAとは反対側の端部の近傍に偏って配置されている。LED収容凹部18aAの内面のうち、LED16Aにおける第2の発光面16eAと対向する、図6に示す右側の面が第2の光入射面18cAとされている。第2の発光面16eAから発せられ、第2の光入射面18cAに入射した光は、導光板18A内を図6に示す右側、つまりLED16Aから遠ざかる方向へ伝播し、反射シート22Aにより立ち上げられることで光出射面18dA側へ向かう。なお、反射面散乱構造23Aをなす反射面凸部23aA及び出射面散乱構造26Aをなす出射面凸部26aAは、共に図6に示す左側端部から右側端部へ行くに連れて、つまりLED16Aから遠ざかる方向に行くに連れて次第に分布密度が高くなるとともにその散乱度合いが高くなるようグラデーション状に配列されている。
 以上説明したように本実施形態によれば、LED16Aは、光出射面18dAに沿う方向について第2の発光面16eAとは反対側の面に遮光性を有する側部16abを有するとともに、光出射面18dAに沿う方向について導光板18Aの端部に配されている。このようにすれば、上記した実施形態1のように第2の発光面16eを、光出射面18dに沿う方向について互いに反対側を向くよう一対設けた場合と比べると、LED16Aを低コストで製造することができる。
 <実施形態3>
 本発明の実施形態3を図7によって説明する。この実施形態3では、入射面散乱構造25Bを変更したものを示す。なお、この実施形態3では、上記した実施形態1と同様の部位には、同一の符号を用いるとともにその末尾に添え字Bを付すものとし、構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
 第1の光入射面18bBに設けられる入射面散乱構造25Bは、図7に示すように、拡散粒子を所定量分散させた拡散層25bにより構成されている。この拡散層25bは、第1の発光面16dBに設けられた拡散層24aBと同様の構成であり、入射した光を拡散粒子によって散乱させることができるようになっている。これにより、第1の発光面16dBに設けられた拡散層24aBと相まって、第1の発光面16dBから発せられて第1の光入射面18bBに入射する光の指向性を弱めることができる。
 以上説明したように本実施形態によれば、入射面散乱構造25Bは、内部に拡散粒子を分散させた拡散層25bにより構成されている。このようにすれば、拡散層25b内に分散させた拡散粒子によってLED16Bからの光を良好に拡散させることができる。
 <実施形態4>
 本発明の実施形態4を図8によって説明する。この実施形態4では、第1の発光面16dCの形状を変更したものを示す。なお、この実施形態4では、上記した実施形態1と同様の部位には、同一の符号を用いるとともにその末尾に添え字Cを付すものとし、構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
 第1の発光面16dCは、図8に示すように、略球面状をなすとともに断面形状が略円弧状をなしている。このようにすれば、第1の発光面16dCからより広角に光を出射させることができ、光の指向性を弱めることが可能となる。
 <他の実施形態>
 本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
 (1)上記した各実施形態では、LEDにおける第1の発光面及び導光板における第1の光入射面が光出射面とほぼ平行をなし、X軸方向及びY軸方向に沿って真っ直ぐな面としたものを示したが、第1の発光面または第1の光入射面がX軸方向またはY軸方向に対して傾き、光出射面に対して平行な関係とはならない形態としたものも本発明に含まれる。
 (2)上記した各実施形態では、LEDにおける第2の発光面及び導光板における第2の光入射面が光出射面とほぼ直交し、Z軸方向及びY軸方向に沿って真っ直ぐな面としたものを示したが、第2の発光面または第2の光入射面がZ軸方向またはY軸方向に対して傾き、光出射面に対して直交しない関係としたものも本発明に含まれる。また、第2の発光面または第2の光入射面を円弧状などの曲面形状としたものも本発明に含まれる。
 (3)上記した各実施形態では、LEDにおける第2の発光面が一対または1つ設けられたものを示したが、第2の発光面を3つ以上設けるようにしたものも本発明に含まれる。特に、LEDを平面視方形をなす形態としたものでは、第1の発光面に隣接する4つの面の全てを第2の発光面とすることで、平面に視て放射状に光を発することが可能となる。また、LEDを平面視円形に形成すれば、第2の発光面を平面視円形状にすることで、上記と同様の放射状の発光が可能となる。
 (4)上記した各実施形態では、LEDにおける第2の発光面の光軸が導光板の長辺方向と一致するものを示したが、第2の発光面の光軸を導光板の短辺方向と一致させたものも本発明に含まれる。
 (5)上記した各実施形態では、LEDにおける第2の発光面の光軸が液晶表示装置及びバックライト装置における水平方向と一致するものを示したが、第2の発光面の光軸を液晶表示装置及びバックライト装置における鉛直方向と一致させたものも本発明に含まれる。
 (6)上記した各実施形態では、入射面散乱構造として多数の微視的な入射面凸部を設けたものや、拡散層を設けたものを示したが、それ以外にも例えば、多数の微視的な凹部を設けるようにしたものも本発明に含まれる。また、入射面散乱構造の具体的な成形方法としては、樹脂成形以外にも、例えばシリカの微粉末をコーティングすることで微視的な凹部または凸部を形成するようにしてもよい。それ以外の手法としては、例えば第1の光入射面に対してブラスト処理を施すことで微視的な凹部を形成するようにしてもよい。いずれの手法を採用した場合でも、凹部または凸部を不規則に配列することも可能である。
 (7)上記した各実施形態では、出射面散乱構造及び反射面散乱構造として多数の微視的な凸部を設けたものを示したが、それ以外にも例えば、多数の微視的な凹部を設けるようにしたものも本発明に含まれる。また、出射面散乱構造及び反射面散乱構造の具体的な成形方法としては、樹脂成形以外にも、例えばシリカの微粉末をコーティングすることで微視的な凹部または凸部を形成するようにしてもよい。それ以外の手法としては、例えば光出射面または反射シートの設置面に対してブラスト処理を施すことで微視的な凹部を形成するようにしてもよい。いずれの手法を採用した場合でも、凹部または凸部を不規則に配列することも可能である。
 (8)上記した各実施形態では、出射面散乱構造及び反射面散乱構造として設けた微視的な凸部の分布密度(散乱度合い)を連続的に漸次変化させたものを示したが、微視的な凹部または凸部の分布密度を段階的に逐次変化させるようにしたものも本発明に含まれる。また、微視的な凹部または凸部の分布密度を均一にしたものも本発明に含まれる。
 (9)上記した各実施形態では、発光面散乱構造として透明な基材中に拡散粒子を分散させた構成の拡散層を用いたものを示したが、例えば白色の樹脂材料に形成したシートを用いることも可能であり、その場合は、シートの厚さ寸法について所望の透過率(例えばLEDを構成する樹脂材や導光板の透過率よりも低い程度)が得られる程度まで薄くすればよい。
 (10)上記した各実施形態では、LEDと導光板とが一対一の関係で設置されたものを示したが、一枚の導光板に対して複数のLEDを対応して設置したものも本発明に含まれる。その場合、LED収容凹部は、複数のLEDをまとめて収容できるようにしても、各LEDを個別に収容できるようにしてもよい。
 (11)上記した各実施形態では、反射シートが導光板毎に個別に設置されたものを示したが、複数枚の導光板に対して一枚の反射シートが設置されるようにしたものも本発明に含まれる。その場合、隣り合う導光板間の領域に反射シートが配されていても構わない。
 (12)上記した各実施形態では、低屈折率層として空気層を利用したものを示したが、低屈折率材料からなる低屈折率層を導光板における各隙間に介設するようにしたものも本発明に含まれる。
 (13)上記した各実施形態では、LED及び導光板が平面に視て矩形状をなすものを示したが、LEDまたは導光板が平面に視て正方形状であっても構わない。
 (14)上記した各実施形態では、LED及び導光板(単位発光体)がシャーシ内にて二次元的に並列配置されるものを示したが、一次元的に並列配置されるものも本発明に含まれる。具体的には、LED及び導光板が鉛直方向にのみ並列配置されるものや、LED及び導光板が水平方向にのみ並列配置されるものも本発明に含まれる。また、LED及び導光板が一組のみ用いられるものにも本発明は適用可能である。
 (15)上記した各実施形態では、R,G,Bをそれぞれ単色発光する3種類のLEDチップを内蔵したLEDを用いたものを示したが、青色または紫色を単色発光する1種類のLEDチップを内蔵し、蛍光体によって白色光を発光するタイプのLEDを用いたものも本発明に含まれる。
 (16)上記した各実施形態では、R,G,Bをそれぞれ単色発光する3種類のLEDチップを内蔵したLEDを用いたものを示したが、C(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー)をそれぞれ単色発光する3種類のLEDチップを内蔵したLEDを用いたものも本発明に含まれる。
 (17)上記した各実施形態では、点状光源としてLEDを用いたものを例示したが、LED以外の点状光源を用いたものも本発明に含まれる。
 (18)上記した各実施形態以外にも、光学部材の構成については適宜に変更可能である。具体的には、拡散板の枚数や光学シートの枚数及び種類などについては適宜に変更可能である。また、同じ種類の光学シートを複数枚用いることも可能である。
 (19)上記した各実施形態では、液晶パネル及びシャーシがその短辺方向を鉛直方向と一致させた縦置き状態とされるものを例示したが、液晶パネル及びシャーシがその長辺方向を鉛直方向と一致させた縦置き状態とされるものも本発明に含まれる。
 (20)上記した各実施形態では、液晶表示装置のスイッチング素子としてTFTを用いたが、TFT以外のスイッチング素子(例えば薄膜ダイオード(TFD))を用いた液晶表示装置にも適用可能であり、カラー表示する液晶表示装置以外にも、白黒表示する液晶表示装置にも適用可能である。
 (21)上記した各実施形態では、表示素子として液晶パネルを用いた液晶表示装置を例示したが、他の種類の表示素子を用いた表示装置にも本発明は適用可能である。
 (22)上記した各実施形態では、チューナーを備えたテレビ受信装置を例示したが、チューナーを備えない表示装置にも本発明は適用可能である。

Claims (24)

  1.  発光面を有する光源と、
     前記発光面と対向状に配されるとともに前記発光面からの光が入射される光入射面、及び光を出射させる光出射面を有する導光体とを備え、
     前記発光面は、前記光出射面に沿う第1の発光面と、前記第1の発光面と交差する第2の発光面とを有するのに対し、
     前記光入射面は、前記第1の発光面と対向し且つ前記光出射面に沿う第1の光入射面と、前記第2の発光面と対向し且つ前記第1の光入射面と交差する第2の光入射面とを有する照明装置。
  2.  前記第1の光入射面には、前記光源からの光を散乱させつつ入射させる入射面散乱構造が設けられている請求の範囲第1項記載の照明装置。
  3.  前記入射面散乱構造は、多数の微視的な凹部または凸部により構成されている請求の範囲第2項記載の照明装置。
  4.  前記入射面散乱構造は、内部に拡散材を分散させた拡散層により構成されている請求の範囲第2項記載の照明装置。
  5.  前記光出射面には、出射する光を散乱させる出射面散乱構造が設けられている請求の範囲第1項から請求の範囲第4項のいずれか1項に記載の照明装置。
  6.  前記出射面散乱構造は、多数の微視的な凹部または凸部により構成されている請求の範囲第5項記載の照明装置。
  7.  前記出射面散乱構造は、光を散乱させる度合いが、前記光出射面に沿う方向に関して前記光源から遠ざかる方向へ向けて連続的に漸次高くなるよう形成されている請求の範囲第5項または請求の範囲第6項記載の照明装置。
  8.  前記第1の発光面には、発せられる光を散乱させる発光面散乱構造が設けられている請求の範囲第1項から請求の範囲第7項のいずれか1項に記載の照明装置。
  9.  前記発光面散乱構造は、内部に拡散材を分散させた拡散層により構成されている請求の範囲第8項記載の照明装置。
  10.  前記導光体のうち前記光出射面とは反対側の面には、光を前記光出射面側へ反射させる反射部材が設けられている請求の範囲第1項から請求の範囲第9項のいずれか1項に記載の照明装置。
  11.  前記導光体における前記反射部材の設置面には、光を散乱させる反射面散乱構造が設けられている請求の範囲第10項記載の照明装置。
  12.  前記反射面散乱構造は、多数の微視的な凹部または凸部により構成されている請求の範囲第11項記載の照明装置。
  13.  前記反射面散乱構造は、光を散乱させる度合いが、前記光出射面に沿う方向に関して前記光源から遠ざかる方向へ向けて連続的に漸次高くなるよう形成されている請求の範囲第11項または請求の範囲第12項記載の照明装置。
  14.  前記導光体には、前記光源を収容する光源収容凹部が設けられており、前記光源収容凹部の内面には、前記第1の光入射面及び前記第2の光入射面が設けられている請求の範囲第1項から請求の範囲第13項のいずれか1項に記載の照明装置。
  15.  前記第2の発光面及び前記第2の光入射面は、前記光出射面に対して直交するよう形成されている請求の範囲第1項から請求の範囲第14項のいずれか1項に記載の照明装置。
  16.  前記光源は、発光ダイオードとされる請求の範囲第1項から請求の範囲第15項のいずれか1項に記載の照明装置。
  17.  前記発光ダイオードは、前記光出射面に沿う方向について互いに反対側を向いた一対の前記第2の発光面を有するとともに、前記光出射面に沿う方向について前記導光体の略中央に配されている請求の範囲第16項記載の照明装置。
  18.  前記発光ダイオードは、前記光出射面に沿う方向について前記第2の発光面とは反対側の面に遮光部を有するとともに、前記光出射面に沿う方向について前記導光体の端部に配されている請求の範囲第16項記載の照明装置。
  19.  前記導光体は、前記光出射面に沿う方向について複数並列して配されており、
     隣り合う前記導光体間には、前記導光体よりも屈折率が低い低屈折率層が介在している請求の範囲第1項から請求の範囲第18項のいずれか1項に記載の照明装置。
  20.  前記導光体は、二次元的に並列して配されている請求の範囲第19項記載の照明装置。
  21.  前記低屈折率層は、空気層とされる請求の範囲第19項または請求の範囲第20項記載の照明装置。
  22.  請求の範囲第1項から請求の範囲第21項のいずれか1項に記載の照明装置と、前記照明装置からの光を利用して表示を行う表示パネルとを備える表示装置。
  23.  前記表示パネルは、一対の基板間に液晶を封入してなる液晶パネルとされる請求の範囲第22項記載の表示装置。
  24.  請求の範囲第22項または請求の範囲第23項に記載された表示装置を備えるテレビ受信装置。
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