WO2013005553A1 - 面発光装置及び液晶表示装置 - Google Patents

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WO2013005553A1
WO2013005553A1 PCT/JP2012/065263 JP2012065263W WO2013005553A1 WO 2013005553 A1 WO2013005553 A1 WO 2013005553A1 JP 2012065263 W JP2012065263 W JP 2012065263W WO 2013005553 A1 WO2013005553 A1 WO 2013005553A1
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guide plate
light guide
light source
led
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目見田　裕一
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シャープ株式会社
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    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
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    • G02B6/0021—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces for housing at least a part of the light source, e.g. by forming holes or recesses
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    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0086—Positioning aspects
    • G02B6/0091—Positioning aspects of the light source relative to the light guide

Definitions

  • the present invention relates to a surface light emitting device.
  • various backlight devices incorporated in liquid crystal display devices have been proposed as one of surface emitting devices.
  • As one of the conventional backlight devices there is a so-called edge-light type LED backlight device having a structure in which an LED (Light Emitting Diode) light source is arranged on a side surface of a light guide plate.
  • LED Light Emitting Diode
  • the LED light source 121 includes an LED package 123 and a printed circuit board 122 on which the LED package 123 is mounted, and a light incident surface 111 a in which the light emitting surface 123 a of the LED package 123 is one of the side surfaces of the light guide plate 111. opposite.
  • the material for the light guide plate is often used as the material for the light guide plate, and since it is a resin material, the coefficient of thermal expansion is relatively high, and the ambient temperature, LED light source and circuit are relatively high.
  • the light guide plate tended to expand and contract due to heat generated by the system.
  • the gap G is set to a minimum as shown in FIG. 9, when the light guide plate 111 expands, the light incident surface 111 a of the light guide plate 111 contacts the light emitting surface 123 a of the LED package 123.
  • the light emitting surface 123a is generally formed of resin, and the LED package 123 may be deformed and damaged by contact with the light guide plate 111.
  • the light guide plate 111 since the light guide plate 111 expands and contracts, the gap G between the light incident surface 111a and the light emitting surface 123a varies.
  • the incident angle ⁇ to the light guide plate 111 is changed by the change in the gap G, and the amount of light incident on the light guide plate 111 is changed. Therefore, the light emission brightness of the light guide plate 111 varies. That is, the brightness of the light emitted from the LED backlight device varies.
  • Patent Document 1 An example of a conventional surface light emitting device is disclosed in Patent Document 1.
  • the bar light source and the light guide plate are fixed by a light source cover that is substantially U-shaped when viewed from the side, so that the width of the U-shaped opening of the light source cover is reduced.
  • the upper surface of the light guide plate is pressed and fixed at the formed portion. This makes it difficult for stress due to expansion and contraction of the light source cover to be applied to the wide surface of the light guide plate, to suppress positional deviation of the light guide plate, and to suppress a decrease in light emission luminance in a part of the surface.
  • the light source cover has a structure that covers a part of the light incident side of the light guide plate, which leads to a decrease in the effective light emitting area of the light guide plate. Furthermore, the thickness of the light source cover is larger than the thickness of the light guide plate, and the shape of the chassis that accommodates the bar light source and the light guide plate needs to be a unique shape for accommodating the light source cover. In order to avoid the influence of expansion and contraction of the light guide plate, a chassis shape that floats the light source cover portion is required. Therefore, the manufacturing cost is increased due to the design cost of the chassis.
  • an object of the present invention is to provide a surface light emitting device capable of suppressing variations in brightness of light emission even when the light guide plate is thermally deformed, and a liquid crystal display device including the same. To do.
  • a surface light emitting device of the present invention comprises a light source, A light guide plate that receives light from the light source and emits the light to the outside,
  • the light guide plate has an insertion portion for inserting and fixing the light source to the light guide plate,
  • the light from the light source is configured to enter the light guide plate from a light incident surface of the insertion portion.
  • the light guide plate when the light guide plate is thermally deformed, that is, expands and contracts, the light source moves together with the insertion portion, so that the gap between the light source and the light incident surface is maintained almost constant. Therefore, since the amount of incident light on the light incident surface is also maintained substantially constant, it is possible to reduce variations in light emission brightness of the light guide plate. As a result, it is possible to suppress variations in light emission brightness of the surface light emitting device.
  • the gap between the light source and the light incident surface may be set to a minimum.
  • the gap between the light source and the light incident surface is set to a minimum, and the gap set to a minimum is maintained almost constant regardless of thermal deformation of the light guide plate. Therefore, the light incident efficiency on the light incident surface can be increased, and bright light emission can be stably performed without increasing the power supply to the light source.
  • the outer shape of the portion composed of the light source and the light guide plate may be a rectangular parallelepiped shape having the thickness of the light guide plate.
  • the design of the chassis that accommodates the light source and the light guide plate can be simplified, and the design cost can be reduced.
  • the insertion portion may be a groove-shaped recess that is open on one side.
  • a chassis that accommodates the light source and the light guide plate may be provided, and the insertion portion may be open to the chassis side. According to such a configuration, the heat generated by the light source can be efficiently radiated to the chassis.
  • the insertion portion may be a through-hole portion that penetrates the light guide plate.
  • the liquid crystal display device of the present invention includes the surface light-emitting device having any one of the above-described structures and a liquid crystal panel that receives light emitted from the surface light-emitting device.
  • the present invention even when the light guide plate is thermally deformed, it is possible to suppress variations in the brightness of light emission.
  • 1 is a schematic perspective view of a backlight device according to a first embodiment of the present invention.
  • 1 is a schematic partial side view of a backlight device according to a first embodiment of the present invention. It is a figure which shows expansion
  • FIG. 1 It is a partial schematic side view of the backlight device according to the third embodiment of the present invention. It is a figure which shows the prior art example of a LED light source and a light-guide plate. It is a figure which shows expansion
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of the backlight device 50 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a schematic partial side view of the backlight device 50 according to the first embodiment of the present invention.
  • the backlight device 50 includes a light guide plate 11, an LED light source 21, and a chassis 31, and further includes various optical sheets and a reflection sheet (not shown).
  • the backlight device 50 is a surface light emitting device incorporated in a liquid crystal display device.
  • the LED light source 21 has a printed circuit board 22 and a plurality of LED packages 23 mounted on the printed circuit board 22 in the extending direction.
  • the LED package 23 includes an LED chip that emits light when supplied with power, a bonding wire and a metal frame that supply power to the LED chip, and a recess that covers the metal frame. It is comprised from the white molding resin part to form and the transparent sealing material which covers a LED chip.
  • the light emitting surface 23a (FIG. 2) is formed by the white molding resin portion and the transparent sealing material.
  • a part of the metal frame forms a terminal, and the terminal is connected to an electrode formed on the mounting surface of the printed board 22.
  • the LED chip emits light by the current supplied from the terminals, and the emitted light passes through the transparent sealing material and is emitted from the light emitting surface 23a. A part of the light emitted from the LED chip is reflected by the inclination of the concave portion formed by the white molding resin portion and taken out from the light emitting surface 23a. That is, the white molded resin portion functions as a reflector.
  • the light guide plate 11 is an outer plate-like member that receives light emitted from the LED light source 21 and emits the light to the outside, and is made of a resin material such as polycarbonate.
  • the light guide plate 11 has a top surface 11U and a bottom surface 11B that face each other.
  • a groove-shaped recess 12 is formed that extends in the entire width direction of the light guide plate 11 and opens on the top surface 11 ⁇ / b> U side.
  • the concave portion 12 has a side surface 12a located on the end side of the light guide plate 11 and a light incident surface 12b which is a side surface facing the side surface 12a.
  • the LED light source 21 is inserted into the recess 12 with the printed circuit board 22 as the side surface 12a.
  • the LED light source 21 is disposed almost fully in the direction in which the side surface 12a and the light incident surface 12b in the recess 12 face each other (the left-right direction in FIG. 2). Thereby, the LED light source 21 can be fixed to the light guide plate 11 simply by inserting the LED light source 21 into the recess 12. In this fixed state, the gap G between the light incident surface 12b and the light emitting surface 23a of the LED package 23 is set to a minimum.
  • the light emitted from the light emitting surface 23a enters the light guide plate 11 from the light incident surface 12b.
  • the incident light is multiple-reflected inside the light guide plate 11, and is emitted outward from the top surface 11U as planar light.
  • the chassis 31 accommodates the light guide plate 11 and the LED light source 21, and a reflection sheet (not shown) is provided between the bottom surface 31 ⁇ / b> B of the chassis 31 and the bottom surface 11 ⁇ / b> B of the light guide plate 11.
  • a reflection sheet (not shown) is provided between the bottom surface 31 ⁇ / b> B of the chassis 31 and the bottom surface 11 ⁇ / b> B of the light guide plate 11.
  • One surface of the reflection sheet facing the bottom surface 11B of the light guide plate 11 is a reflection surface. Since the light leaking from the bottom surface 11B of the light guide plate 11 is reflected by the reflection surface of the reflection sheet and returned to the inside of the light guide plate 11, the light use efficiency can be increased.
  • various optical sheets such as a prism sheet and a diffusion sheet are disposed so as to cover the top surface 11U of the light guide plate 11.
  • the planar light extracted from the top surface 11U illuminates a liquid crystal panel (not shown) after passing through various optical sheets.
  • the light guide plate 11 may be thermally deformed, that is, expanded or contracted, due to the use environment temperature or the heat generation of the LED light source 21 and the circuit system.
  • An example of the state in which the light guide plate 11 is expanded is shown in the lower part of FIG.
  • an example of the state which the light-guide plate 11 contracted is shown in the lower stage of FIG.
  • the LED light source 21 moves together with the concave portion 12 provided in the light guide plate 11.
  • the gap G between the light incident surface 12b and the light emitting surface 23a of the LED package 23 is maintained substantially constant.
  • the incident angle ⁇ to the light incident surface 12b is substantially constant, and the amount of light incident on the light incident surface 12b is substantially constant. Accordingly, it is possible to suppress variations in the brightness of the planar light extracted from the light guide plate 11 and stabilize the brightness of light emitted from the backlight device 50.
  • the gap G set to a minimum can be maintained almost constant, the light incident efficiency to the light incident surface 12b is increased regardless of the thermal deformation of the light guide plate 11, and the power supply to the LED light source 21 is not increased.
  • a backlight device that always emits bright light can be realized.
  • a fixing member for separately fixing the LED light source 21 is not necessary, and a reduction in the effective light emitting area of the light guide plate 11 can be suppressed.
  • the LED light source 21 is fixed simply by being inserted into the recess 12, the number of assembling steps can be reduced and the assembling cost can be reduced.
  • the outer shape of the portion composed of the light guide plate 11 and the LED light source 21 is a simple rectangular parallelepiped shape having the thickness of the light guide plate 11, the design of the chassis 31 that accommodates the light guide plate 11 and the LED light source 21 is simple. And can. Therefore, the design cost can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced in combination with the above-described assembly cost reduction.
  • FIG. 5 shows a schematic perspective view of the backlight device 51 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows a schematic partial side view of the backlight device 51 according to the second embodiment of the present invention.
  • the backlight device 51 includes the light guide plate 13, the LED light source 21, and the chassis 32, and further includes various optical sheets and reflection sheets (not shown).
  • the backlight device 51 is a surface light emitting device incorporated in a liquid crystal display device.
  • the light guide plate 13 is an outer plate-like member that receives light emitted from the LED light source 21 and emits the light to the outside, and is made of a resin material such as polycarbonate.
  • the light guide plate 13 has a top surface 13U and a bottom surface 13B facing each other.
  • a groove-shaped recess 14 is formed that extends in the entire width direction of the light guide plate 13 and opens on the bottom surface 13 ⁇ / b> B side.
  • the concave portion 14 has a side surface 14a located on the end side of the light guide plate 13 and a light incident surface 14b that is a side surface facing the side surface 14a.
  • the LED light source 21 is inserted into the recess 14 with the printed circuit board 22 as the side surface 14a.
  • the LED light source 21 is disposed almost fully in the direction in which the side surface 14a and the light incident surface 14b in the recess 14 face each other (the left-right direction in FIG. 6). Thereby, the LED light source 21 can be fixed to the light guide plate 13 only by inserting the LED light source 21 into the recess 14. In this fixed state, the gap G between the light incident surface 14b and the light emitting surface 23a of the LED package 23 is set to a minimum.
  • the light emitted from the light emitting surface 23a enters the light guide plate 13 from the light incident surface 14b.
  • the incident light is multiple-reflected inside the light guide plate 13, and is emitted outward from the top surface 13U as planar light.
  • the chassis 32 accommodates the light guide plate 13 and the LED light source 21, and a reflection sheet (not shown) is provided between the bottom surface 32B of the chassis 32 and the bottom surface 13B of the light guide plate 13.
  • a reflection sheet (not shown) is provided between the bottom surface 32B of the chassis 32 and the bottom surface 13B of the light guide plate 13.
  • One surface of the reflection sheet facing the bottom surface 13B of the light guide plate 13 is a reflection surface. Since the light leaking from the bottom surface 13B of the light guide plate 13 is reflected by the reflecting surface of the reflection sheet and returned to the inside of the light guide plate 13, the light use efficiency can be increased.
  • various optical sheets such as a prism sheet and a diffusion sheet are disposed so as to cover the top surface 13U of the light guide plate 13.
  • the planar light extracted from the top surface 13U illuminates a liquid crystal panel (not shown) after passing through various optical sheets.
  • the LED light source 21 moves together with the recess 14.
  • the gap G between the light incident surface 14b and the light emitting surface 23a set to be minimal is maintained substantially constant. Therefore, a back light that has a high light incident efficiency to the light incident surface 12b regardless of thermal deformation of the light guide plate 13 and has a substantially constant light incident amount, always has a bright light emission brightness, and suppresses variations in the light emission brightness.
  • a light device can be realized.
  • a fixing member for separately fixing the LED light source 21 is not necessary, and a reduction in the effective light emitting area of the light guide plate 13 can be suppressed. Further, since the LED light source 21 is fixed simply by being inserted into the concave portion 14, the number of assembling steps can be reduced and the assembling cost can be reduced.
  • the outer shape of the portion composed of the light guide plate 13 and the LED light source 21 is a simple rectangular parallelepiped shape having the thickness of the light guide plate 13
  • the design of the chassis 32 that accommodates the light guide plate 13 and the LED light source 21 is simple. And can. Therefore, the design cost can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced in combination with the above-described assembly cost reduction.
  • the LED light source 21 is disposed in the recess 14 opened on the bottom surface 13B side of the light guide plate 13, that is, the bottom surface 32B side of the chassis 32, the heat generated by the LED light source 21 is efficiently transmitted to the chassis 32. It can communicate and dissipate heat. In addition, it is desirable not to provide a reflective sheet between the LED light source 21 and the bottom surface 32B of the chassis 32 for heat radiation to the chassis 32.
  • FIG. 7 shows a schematic perspective view of the backlight device 52 according to the third embodiment of the present invention. Moreover, the schematic partial side view of the backlight apparatus 52 which concerns on 3rd Embodiment of this invention is shown in FIG.
  • the backlight device 52 includes the light guide plate 15, the LED light source 21, and the chassis 33, and further includes various optical sheets and reflection sheets (not shown).
  • the backlight device 52 is a surface light emitting device incorporated in a liquid crystal display device.
  • the light guide plate 15 is an outer plate-like member that receives light emitted from the LED light source 21 and emits the light to the outside, and is made of a resin material such as polycarbonate.
  • the light guide plate 15 has a top surface 15U and a bottom surface 15B facing each other.
  • a through hole 16 extending in the entire width direction of the light guide plate 15 is formed at one end of the light guide plate 15.
  • the through-hole portion 16 has a side surface 16a located on the end portion side of the light guide plate 15 and a light incident surface 16b that is a side surface facing the side surface 16a.
  • the LED light source 21 is inserted into the through hole portion 16 with the printed circuit board 22 as the side surface 16a side.
  • the LED light source 21 is arranged almost fully in the direction in which the side surface 16a in the through-hole portion 16 and the light incident surface 16b face each other (the left-right direction in FIG. 8). Thereby, the LED light source 21 can be fixed to the light guide plate 15 simply by inserting the LED light source 21 into the through-hole portion 16. In this fixed state, the gap G between the light incident surface 16b and the light emitting surface 23a of the LED package 23 is set to a minimum.
  • the light emitted from the light emitting surface 23a enters the light guide plate 15 from the light incident surface 16b.
  • the incident light is multiple-reflected inside the light guide plate 15, and is emitted outward from the top surface 15U as plan
  • the chassis 33 accommodates the light guide plate 15 and the LED light source 21, and a reflection sheet (not shown) is provided between the bottom surface 33B of the chassis 33 and the bottom surface 15B of the light guide plate 15.
  • a reflection sheet (not shown) is provided between the bottom surface 33B of the chassis 33 and the bottom surface 15B of the light guide plate 15.
  • One surface of the reflective sheet facing the bottom surface 15B of the light guide plate 15 is a reflective surface. Since the light leaking from the bottom surface 15B of the light guide plate 15 is reflected by the reflection surface of the reflection sheet and returned to the inside of the light guide plate 15, the light utilization efficiency can be increased.
  • various optical sheets such as a prism sheet and a diffusion sheet are disposed so as to cover the top surface 15U of the light guide plate 15.
  • the planar light extracted from the top surface 15U illuminates a liquid crystal panel (not shown) after passing through various optical sheets.
  • the LED light source 21 moves together with the through-hole portion 16.
  • the gap G between the light incident surface 16b and the light emitting surface 23a set to be minimal is maintained substantially constant. Accordingly, the light incident efficiency on the light incident surface 16b is made high regardless of thermal deformation of the light guide plate 15, and the amount of incident light is almost constant, the light emission brightness is always bright, and the variation in the light emission brightness is suppressed. A light device can be realized.
  • a fixing member for separately fixing the LED light source 21 is not necessary, and a reduction in the effective light emitting area of the light guide plate 15 can be suppressed. Further, since the LED light source 21 is fixed simply by being inserted into the through-hole portion 16, the number of assembling steps can be reduced and the assembling cost can be reduced.
  • the outer shape of the portion composed of the light guide plate 15 and the LED light source 21 is a simple rectangular parallelepiped shape having the thickness of the light guide plate 15, the design of the chassis 33 for housing the light guide plate 15 and the LED light source 21 is simple. And can. Therefore, the design cost can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced in combination with the above-described assembly cost reduction.
  • the LED light source 21 is fixed by simply inserting it into the recess 12, the recess 14, and the through hole 16.
  • the printed circuit board 22 of the LED light source 21 is fixed to the side surface 12 a of the recess 12 and the recess 14. You may make it fix to the side surface 14a and the side surface 16a of the through-hole part 16 with an adhesive agent.

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Abstract

　光源と、前記光源の光を受光し、その光を外部へと出射させる導光板と、を備え、前記光源を挿入して前記導光板に固定するための挿入部を前記導光板は有しており、前記光源の光は前記挿入部が有する入光面から前記導光板内へ入射される面発光装置とした。

Description

面発光装置及び液晶表示装置
　本発明は、面発光装置に関する。
　従来、面発光装置の一つとして、液晶表示装置に組み込まれるバックライト装置が様々提案されている。従来のバックライト装置の一つとして、導光板の側面にＬＥＤ（Light　Emitting　Diode）光源を配した構造を有するいわゆるエッジライト型のＬＥＤバックライト装置が存在する。
　エッジライト型のＬＥＤバックライト装置においては、導光板への入光効率を高めるためにＬＥＤ光源の発光面と導光板の入光面とのギャップを極小に設定することが理想であり、その一例を図９に示す。図９において、ＬＥＤ光源１２１はＬＥＤパッケージ１２３と、ＬＥＤパッケージ１２３が実装されるプリント基板１２２とを備え、ＬＥＤパッケージ１２３の発光面１２３ａが導光板１１１の側面の一つである入光面１１１ａと対向する。発光面１２３ａと入光面１１１ａとのギャップＧが極小に設定されることで、導光板１１１への入光効率を高めることができる。
　しかし、従来、導光板の素材としてはポリカーボネートを始めとする樹脂系材料が採用されることが多く、樹脂系材料であるが故に熱膨張係数が比較的高くなり、使用環境温度、ＬＥＤ光源や回路系の発熱により導光板が膨張収縮する傾向があった。図９のようにギャップＧが極小に設定されていると、導光板１１１が膨張した場合、導光板１１１の入光面１１１ａがＬＥＤパッケージ１２３の発光面１２３ａに接触する。発光面１２３ａは一般的に樹脂により形成されており、導光板１１１との接触によりＬＥＤパッケージ１２３が変形して破損する可能性があった。
　そこで、図１０の下段に示すように導光板１１１が膨張した場合に入光面１１１ａが発光面１２３ａに接触しないような十分なギャップＧ（図１０の上段）を確保する必要があった。
特開２００４－３９５７０号公報（第３図等）
　しかし、上記のようにギャップＧを十分に確保することは導光板１１１への入光効率を低下させてしまうことにつながる。特に図１１の下段に示すように導光板１１１が収縮した場合は更に入光効率が悪化することになり、ＬＥＤ光源１２１への供給電力の増強が必要となる。
　また、図１０及び図１１に示すように導光板１１１が膨張収縮するために、入光面１１１ａと発光面１２３ａとのギャップＧが変動する。ギャップＧの変動により導光板１１１への入光角θが変動し、導光板１１１への入光量が変動する。従って、導光板１１１の発光の明るさにバラツキが生じてしまう。即ち、ＬＥＤバックライト装置の発光の明るさにバラツキが生じることになる。
　なお、従来の面発光装置の一例が特許文献１に開示されている。この従来の面発光装置では、バー光源と導光板とが側面視略コの字型である光源カバーにより固定され、光源カバーのコの字型の開口部の幅が狭くなるようにし、その狭くなっている部分で導光板の上面を押圧して固定している。これにより、光源カバーの膨張収縮による応力が導光板の広い面にかかり難くなり、導光板の位置ずれを抑え、発光輝度が面内の一部で低下することを抑えることができるとしている。
　しかし、上記特許文献１の面発光装置では、光源カバーが導光板の入光側の一部を覆う構造となり、導光板の有効発光領域の減少を招いてしまう。さらに、光源カバーの厚みは導光板の厚みよりも厚く、バー光源及び導光板を収容するシャーシの形状を光源カバー収容のために特異形状とする必要がある。導光板の膨張収縮の影響を回避するには、光源カバー部分を浮遊させるようなシャーシ形状が必要となる。従って、シャーシの設計コストによる製造上のコストアップを招いてしまう。
　上記問題点を鑑み、本発明は、導光板が熱変形する場合でも、発光の明るさのバラツキを抑えることが可能となる面発光装置及びこれを備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために本発明の面発光装置は、光源と、
前記光源の光を受光し、その光を外部へと出射させる導光板と、を備え、
前記光源を挿入して前記導光板に固定するための挿入部を前記導光板は有しており、
前記光源の光は前記挿入部が有する入光面から前記導光板内へ入射される構成とする。
　このような構成によれば、導光板が熱変形、つまり膨張収縮する場合、光源が挿入部と共に移動するので、光源と入光面とのギャップがほぼ一定に維持される。従って、入光面への入光量もほぼ一定に維持されるので、導光板の発光の明るさのバラツキを低減できる。ひいては、面発光装置の発光の明るさのバラツキを抑えることが可能となる。
　また、上記構成において、前記光源と前記入光面とのギャップが極小に設定される構成としてもよい。
　このような構成によれば、光源と入光面とのギャップが極小に設定され、極小に設定されたギャップが導光板の熱変形に依らずほぼ一定に維持される。従って、入光面への入光効率を高め、光源への電力供給を増強せずとも明るさの明るい発光を安定的に行うことができる。
　また、上記いずれかの構成において、前記光源と前記導光板とから成る部分の外形は、前記導光板の厚みを有する直方体形状である構成としてもよい。
　このような構成によれば、光源及び導光板を収容するシャーシの設計を単純化することができ、設計コストを低減できる。
　また、上記いずれかの構成において、前記挿入部は、一面が開口した溝形状の凹部である構成としてもよい。
　さらに本構成において、前記光源及び前記導光板を収容するシャーシを備え、前記挿入部は前記シャーシ側に開口している構成としてもよい。このような構成によれば、光源が発生する熱を効率的にシャーシへ放熱することができる。
　また、上記いずれかの構成において、前記挿入部は、前記導光板を貫通する貫通孔部である構成としてもよい。
　また、本発明の液晶表示装置は、上記いずれかの構成の面発光装置と、前記面発光装置からの出射光を受ける液晶パネルと、を備えている。
　本発明によると、導光板が熱変形する場合でも、発光の明るさのバラツキを抑えることが可能となる。
本発明の第１実施形態に係るバックライト装置の概略斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るバックライト装置の概略一部側面図である。 本発明の第１実施形態に係るバックライト装置における導光板の膨張を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るバックライト装置における導光板の収縮を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るバックライト装置の概略斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るバックライト装置の概略一部側面図である。 本発明の第３実施形態に係るバックライト装置の概略斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るバックライト装置の概略一部側面図である。 ＬＥＤ光源及び導光板の従来例を示す図である。 従来のバックライト装置における導光板の膨張を示す図である。 従来のバックライト装置における導光板の収縮を示す図である。
（第１実施形態）
　以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態に係るバックライト装置５０の概略斜視図を図１に示す。また、本発明の第１実施形態に係るバックライト装置５０の概略一部側面図を図２に示す。バックライト装置５０は、導光板１１と、ＬＥＤ光源２１と、シャーシ３１とを備えており、さらに不図示の各種光学シート及び反射シートも備えている。バックライト装置５０は、液晶表示装置に組み込まれる面発光装置である。
　ＬＥＤ光源２１は、プリント基板２２と、プリント基板２２に延在方向に複数実装されたＬＥＤパッケージ２３と、を有している。ＬＥＤパッケージ２３の構造の一例を挙げると、ＬＥＤパッケージ２３は、電力供給されることにより光を放出するＬＥＤチップと、ＬＥＤチップに電力供給を行うボンディングワイヤ及び金属フレームと、金属フレームを覆い凹部を形成する白色成形樹脂部と、ＬＥＤチップを覆う透明封止材とから構成される。白色成形樹脂部と透明封止材とで発光面２３ａ（図２）が形成される。金属フレームの一部が端子を形成し、端子がプリント基板２２の実装面に形成された電極に接続される。端子から供給される電流によりＬＥＤチップは光を放出し、放出された光は透明封止材を透過して発光面２３ａから出射される。ＬＥＤチップから放出された光の一部は、白色成形樹脂部により形成された凹部の傾斜で反射されて発光面２３ａから取り出される。即ち、白色成形樹脂部はリフレクタとして機能する。
　導光板１１は、ＬＥＤ光源２１が出射する光を受光し、その光を外部へと出射させる外形板状の部材であり、ポリカーボネートなどの樹脂材料で構成される。導光板１１は、互いに対向する天面１１Ｕと底面１１Ｂとを有する。導光板１１の一端部には、導光板１１の幅方向全体に延在して天面１１Ｕ側が開口する溝形状の凹部１２が形成される。
　凹部１２は、導光板１１の端部側に位置する側面１２ａと、側面１２ａに対向する側面である入光面１２ｂとを有する。ＬＥＤ光源２１は、プリント基板２２を側面１２ａ側として凹部１２に挿入される。ＬＥＤ光源２１は、凹部１２内の側面１２ａと入光面１２ｂとが対向する方向（図２の紙面左右方向）においてほぼ一杯に配置される。これにより、ＬＥＤ光源２１を凹部１２に挿入するだけでＬＥＤ光源２１を導光板１１に固定できる。この固定状態で、入光面１２ｂとＬＥＤパッケージ２３の発光面２３ａとのギャップＧが極小に設定される。発光面２３ａから射出された光は、入光面１２ｂから導光板１１内部へ入射される。入射された光は、導光板１１内部で多重反射され、面状光として天面１１Ｕから外部に向けて出射される。
　シャーシ３１は導光板１１及びＬＥＤ光源２１を収容しており、シャーシ３１の底面３１Ｂと導光板１１の底面１１Ｂとの間に不図示の反射シートが設けられる。反射シートの導光板１１の底面１１Ｂに面する側の一面が反射面となる。導光板１１の底面１１Ｂから漏れ出た光は反射シートの反射面で反射されて導光板１１内部へ戻されるので、光の利用効率を高めることができる。
　また、例えばプリズムシートや拡散シートなどの各種光学シート（不図示）が導光板１１の天面１１Ｕを覆うように配される。天面１１Ｕから取り出された面状光は、各種光学シートを通過した後、液晶パネル（不図示）を照明することになる。
　ここで、使用環境温度やＬＥＤ光源２１及び回路系の発熱により導光板１１の熱変形、即ち膨張収縮が生じうる。導光板１１が膨張した状態の一例を図３の下段に示す。また、導光板１１が収縮した状態の一例を図４の下段に示す。
　図３及び図４の下段に示すように、導光板１１が膨張収縮した場合、ＬＥＤ光源２１は導光板１１に設けられた凹部１２と共に移動する。これにより、入光面１２ｂとＬＥＤパッケージ２３の発光面２３ａとのギャップＧはほぼ一定に維持される。従って、入光面１２ｂへの入光角θがほぼ一定となり、入光面１２ｂへの光の入光量がほぼ一定となる。従って、導光板１１から取り出される面状光の明るさのバラツキを抑え、バックライト装置５０の発光の明るさを安定化することが可能となる。また、極小に設定されたギャップＧをほぼ一定に維持できるので、導光板１１の熱変形に依らず入光面１２ｂへの入光効率を高め、ＬＥＤ光源２１への電力供給を増強せずとも明るい発光を常に行うバックライト装置を実現できる。
　また、ＬＥＤ光源２１を別途固定する固定部材は不要であり、導光板１１の有効発光領域の減少を抑えることができる。また、ＬＥＤ光源２１は凹部１２に挿入するだけで固定されるので、組立て工数を削減し、組立てコストの低減を図ることもできる。
　さらに、導光板１１とＬＥＤ光源２１とから成る部分の外形は、導光板１１の厚みを有する単純な直方体形状としているので、導光板１１及びＬＥＤ光源２１を収容するシャーシ３１の設計は単純なものとできる。従って、設計コストを低減することができ、上記の組立てコスト低減と合わせて製造上のコスト低減を図ることが可能となる。
（第２実施形態）
　本発明の第２実施形態に係るバックライト装置５１の概略斜視図を図５に示す。また、本発明の第２実施形態に係るバックライト装置５１の概略一部側面図を図６に示す。バックライト装置５１は、導光板１３と、ＬＥＤ光源２１と、シャーシ３２とを備えており、さらに不図示の各種光学シート及び反射シートも備えている。バックライト装置５１は、液晶表示装置に組み込まれる面発光装置である。
　ＬＥＤ光源２１の構成については、上記第１実施形態で説明した通りであるので、ここでは詳述を省く。
　導光板１３は、ＬＥＤ光源２１が射出する光を受光し、その光を外部へと出射させる外形板状の部材であり、ポリカーボネートなどの樹脂材料で構成される。導光板１３は、互いに対向する天面１３Ｕと底面１３Ｂとを有する。導光板１３の一端部には、導光板１３の幅方向全体に延在して底面１３Ｂ側が開口する溝形状の凹部１４が形成される。
　凹部１４は、導光板１３の端部側に位置する側面１４ａと、側面１４ａに対向する側面である入光面１４ｂとを有する。ＬＥＤ光源２１は、プリント基板２２を側面１４ａ側として凹部１４に挿入される。ＬＥＤ光源２１は、凹部１４内の側面１４ａと入光面１４ｂとが対向する方向（図６の紙面左右方向）においてほぼ一杯に配置される。これにより、ＬＥＤ光源２１を凹部１４に挿入するだけでＬＥＤ光源２１を導光板１３に固定できる。この固定状態で、入光面１４ｂとＬＥＤパッケージ２３の発光面２３ａとのギャップＧが極小に設定される。発光面２３ａから射出された光は、入光面１４ｂから導光板１３内部へ入射される。入射された光は、導光板１３内部で多重反射され、面状光として天面１３Ｕから外部に向けて出射される。
　シャーシ３２は導光板１３及びＬＥＤ光源２１を収容しており、シャーシ３２の底面３２Ｂと導光板１３の底面１３Ｂとの間に不図示の反射シートが設けられる。反射シートの導光板１３の底面１３Ｂに面する側の一面が反射面となる。導光板１３の底面１３Ｂから漏れ出た光は反射シートの反射面で反射されて導光板１３内部へ戻されるので、光の利用効率を高めることができる。
　また、例えばプリズムシートや拡散シートなどの各種光学シート（不図示）が導光板１３の天面１３Ｕを覆うように配される。天面１３Ｕから取り出された面状光は、各種光学シートを通過した後、液晶パネル（不図示）を照明することになる。
　このような第２実施形態によれば、導光板１３が熱変形、即ち膨張収縮した場合、ＬＥＤ光源２１は凹部１４と共に移動する。これにより、極小に設定された入光面１４ｂと発光面２３ａとのギャップＧがほぼ一定に維持される。従って、導光板１３の熱変形に依らず入光面１２ｂへの入光効率を高くしつつ入光量もほぼ一定とし、常に発光の明るさが明るく、且つ発光の明るさのバラツキを抑えたバックライト装置を実現できる。
　また、ＬＥＤ光源２１を別途固定する固定部材は不要であり、導光板１３の有効発光領域の減少を抑えることができる。また、ＬＥＤ光源２１は凹部１４に挿入するだけで固定されるので、組立て工数を削減し、組立てコストの低減を図ることもできる。
　さらに、導光板１３とＬＥＤ光源２１とから成る部分の外形は、導光板１３の厚みを有する単純な直方体形状としているので、導光板１３及びＬＥＤ光源２１を収容するシャーシ３２の設計は単純なものとできる。従って、設計コストを低減することができ、上記の組立てコスト低減と合わせて製造上のコスト低減を図ることが可能となる。
　また、第２実施形態では、導光板１３の底面１３Ｂ側、即ちシャーシ３２の底面３２Ｂ側が開口した凹部１４内にＬＥＤ光源２１を配置するので、ＬＥＤ光源２１が発生した熱をシャーシ３２へ効率良く伝えて放熱することができる。なお、シャーシ３２への放熱のため、ＬＥＤ光源２１とシャーシ３２の底面３２Ｂの間には反射シートを設けないことが望ましい。
（第３実施形態）
　本発明の第３実施形態に係るバックライト装置５２の概略斜視図を図７に示す。また、本発明の第３実施形態に係るバックライト装置５２の概略一部側面図を図８に示す。バックライト装置５２は、導光板１５と、ＬＥＤ光源２１と、シャーシ３３とを備えており、さらに不図示の各種光学シート及び反射シートも備えている。バックライト装置５２は、液晶表示装置に組み込まれる面発光装置である。
　ＬＥＤ光源２１の構成については、上記第１実施形態で説明した通りであるので、ここでは詳述を省く。
　導光板１５は、ＬＥＤ光源２１が射出する光を受光し、その光を外部へと出射させる外形板状の部材であり、ポリカーボネートなどの樹脂材料で構成される。導光板１５は、互いに対向する天面１５Ｕと底面１５Ｂとを有する。導光板１５の一端部には、導光板１５の幅方向全体に延在する貫通孔部１６が形成される。
　貫通孔部１６は、導光板１５の端部側に位置する側面１６ａと、側面１６ａに対向する側面である入光面１６ｂとを有する。ＬＥＤ光源２１は、プリント基板２２を側面１６ａ側として貫通穴部１６に挿入される。ＬＥＤ光源２１は、貫通孔部１６内の側面１６ａと入光面１６ｂとが対向する方向（図８の紙面左右方向）においてほぼ一杯に配置される。これにより、ＬＥＤ光源２１を貫通孔部１６に挿入するだけでＬＥＤ光源２１を導光板１５に固定できる。この固定状態で、入光面１６ｂとＬＥＤパッケージ２３の発光面２３ａとのギャップＧが極小に設定される。発光面２３ａから射出された光は、入光面１６ｂから導光板１５内部へ入射される。入射された光は、導光板１５内部で多重反射され、面状光として天面１５Ｕから外部に向けて出射される。
　シャーシ３３は導光板１５及びＬＥＤ光源２１を収容しており、シャーシ３３の底面３３Ｂと導光板１５の底面１５Ｂとの間に不図示の反射シートが設けられる。反射シートの導光板１５の底面１５Ｂに面する側の一面が反射面となる。導光板１５の底面１５Ｂから漏れ出た光は反射シートの反射面で反射されて導光板１５内部へ戻されるので、光の利用効率を高めることができる。
　また、例えばプリズムシートや拡散シートなどの各種光学シート（不図示）が導光板１５の天面１５Ｕを覆うように配される。天面１５Ｕから取り出された面状光は、各種光学シートを通過した後、液晶パネル（不図示）を照明することになる。
　このような第３実施形態によれば、導光板１５が熱変形、即ち膨張収縮した場合、ＬＥＤ光源２１は貫通孔部１６と共に移動する。これにより、極小に設定された入光面１６ｂと発光面２３ａとのギャップＧがほぼ一定に維持される。従って、導光板１５の熱変形に依らず入光面１６ｂへの入光効率を高くしつつ入光量もほぼ一定とし、常に発光の明るさが明るく、且つ発光の明るさのバラツキを抑えたバックライト装置を実現できる。
　また、ＬＥＤ光源２１を別途固定する固定部材は不要であり、導光板１５の有効発光領域の減少を抑えることができる。また、ＬＥＤ光源２１は貫通穴部１６に挿入するだけで固定されるので、組立て工数を削減し、組立てコストの低減を図ることもできる。
　さらに、導光板１５とＬＥＤ光源２１とから成る部分の外形は、導光板１５の厚みを有する単純な直方体形状としているので、導光板１５及びＬＥＤ光源２１を収容するシャーシ３３の設計は単純なものとできる。従って、設計コストを低減することができ、上記の組立てコスト低減と合わせて製造上のコスト低減を図ることが可能となる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々変形が可能である。
　例えば、上記各実施形態では、ＬＥＤ光源２１を凹部１２、凹部１４及び貫通孔部１６に挿入するだけで固定していたが、ＬＥＤ光源２１のプリント基板２２を凹部１２の側面１２ａ、凹部１４の側面１４ａ及び貫通孔部１６の側面１６ａに接着剤などにより固定するようにしてもよい。
　　　１１　導光板
　　　１１Ｕ　天面
　　　１１Ｂ　底面
　　　１２　凹部
　　　１２ａ　側面
　　　１２ｂ　入光面
　　　１３　導光板
　　　１３Ｕ　天面
　　　１３Ｂ　底面
　　　１４　凹部
　　　１４ａ　側面
　　　１４ｂ　入光面
　　　１５　導光板
　　　１５Ｕ　天面
　　　１５Ｂ　底面
　　　１６　貫通孔部
　　　１６ａ　側面
　　　１６ｂ　入光面
　　　２１　ＬＥＤ光源
　　　２２　プリント基板
　　　２３　ＬＥＤパッケージ
　　　３１　シャーシ
　　　３１Ｂ　底面
　　　３２　シャーシ
　　　３２Ｂ　底面
　　　３３　シャーシ
　　　３３Ｂ　底面
　　　５０、５１、５２　バックライト装置
　　　１１１　導光板
　　　１１１ａ　入光面
　　　１２１　ＬＥＤ光源
　　　１２２　プリント基板
　　　１２３　ＬＥＤパッケージ
　　　１２３ａ　発光面
　　　１３１　シャーシ

Claims (7)

  1. 　光源と、
    　前記光源の光を受光し、その光を外部へと出射させる導光板と、を備え、
    　前記光源を挿入して前記導光板に固定するための挿入部を前記導光板は有しており、
    　前記光源の光は前記挿入部が有する入光面から前記導光板内へ入射される、ことを特徴とする面発光装置。
  2. 　前記光源と前記入光面とのギャップが極小に設定されることを特徴とする請求項１に記載の面発光装置。
  3. 　前記光源と前記導光板とから成る部分の外形は、前記導光板の厚みを有する直方体形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の面発光装置。
  4. 　前記挿入部は、一面が開口した溝形状の凹部であることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれかに記載の面発光装置。
  5. 　前記光源及び前記導光板を収容するシャーシを備え、前記挿入部は前記シャーシ側に開口していることを特徴とする請求項４に記載の面発光装置。
  6. 　前記挿入部は、前記導光板を貫通する貫通孔部であることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれかに記載の面発光装置。
  7. 　請求項１～請求項６のいずれかに記載の面発光装置と、前記面発光装置からの出射光を受ける液晶パネルと、を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
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