光源モジュールおよびそれを備えた電子機器
【課題】光源から導光板への結合効率を高め、光利用効率を向上することのできる光源モジュールおよびそれを備えた電子機器を提供する。
【解決手段】本発明に係る光源モジュールは、光源２３と、光源２３を担持した基板２４と、光源２３からの出射光を導光して光取出し面から照射させる導光板１３とを備えている。光源２３からの出射光が導光板１３の内部を導光するように該出射光を該導光板１３に結合する光結合部材３０が、導光板１３の、上記光取出し面と対向する背面と、上記光源との間に設けられており、さらに、光結合部材３０と基板２４とを繋止する繋止部４０が、光結合部材３０と基板２４との間に形成されている。
【解決手段】本発明に係る光源モジュールは、光源２３と、光源２３を担持した基板２４と、光源２３からの出射光を導光して光取出し面から照射させる導光板１３とを備えている。光源２３からの出射光が導光板１３の内部を導光するように該出射光を該導光板１３に結合する光結合部材３０が、導光板１３の、上記光取出し面と対向する背面と、上記光源との間に設けられており、さらに、光結合部材３０と基板２４とを繋止する繋止部４０が、光結合部材３０と基板２４との間に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板の下方に光源が設けられた直下型の光源モジュール、および、それを備えた電子機器に関する。より詳細には、バックライトとして好適な光源モジュール、および、それを備えた液晶表示装置等の電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄型、軽量に出来ることから色々な分野に使用されている。液晶テレビをはじめとする液晶表示装置においては、光源からの光を導光板によって面状に照射させる導光板を備えたバックライトが多用されている。また、バックライトの光源として、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）が使用されている。
【０００３】
バックライトの光源の配置には、直下型と、サイドエッジ型（サイドライト型ともいう）とがある。一般的な直下型は、液晶パネルの下に、ＬＥＤをマトリックス状に配列させて液晶パネルを均一に照射する方式である。また、直下型には、ＬＥＤと拡散レンズ（光を拡散させるレンズ）を用いてＬＥＤから出射される光を広げて液晶パネルを均一に照射する方式もある。拡散レンズを用いた場合は、光を拡散させてパネルに照射するため、少ない光源数で均一にパネルを照射することができる。
【０００４】
しかし、一般的な直下型のバックライトにおいては、光を拡散させて均一に照射するために、光源とパネルまでの距離をある程度とらなければならない。そこで、導光板を利用した直下型のバックライトが検討されている。直下型では、導光板の直下（液晶表示パネルの直下）に光源が配置され、導光板の下方から光を、導光板に入射させる。
【０００５】
一方、サイドライト型では、導光板の長手方向の両端面に光源が配置され、各端面から光を導光板に入射させる。
【０００６】
しかし、サイドエッジ型のバックライトにおいては、熱膨張により導光板が伸縮する。特に、導光板の長手方向の伸縮量が大きい。このため、導光板の端部においては、光源を導光板に密着させることはできず、熱膨張による伸縮量を見越した隙間を有する構造となっている。この結果、隙間の存在により光源からの光の導光板への入射効率が悪くなる、あるいは動作中に変化するという問題点を有している。液晶表示装置が大型になればあるほど、すなわち、導光板が大型になればなるほど、導光板の伸縮量は大きくなり、この問題も顕著になる。従って、大型の導光板の場合、光源と導光板との隙間を大きくしなければならず、入射効率がさらに低下しやすい。
【０００７】
これに対し、直下型のバックライトの場合、導光板の厚さ方向の伸縮量は大きくないので、ＬＥＤを導光板に近接して配設することができる。このため、サイドエッジ型のバックライトのような問題は生じない。従って、直下型のバックライトは、サイドエッジ型のバックライトよりも導光板への光の結合効率及び光利用効率を向上できるものとなっている。
【０００８】
ところで、例えば、特許文献１には、導光板への結合効率を高めることを目的とした、バックライトが開示されている。具体的には、特許文献１のバックライトは、光源からの光を、導光板の内部に入射するために、多角柱状の光結合部を備えている。この光結合部は、導光板の表面に接している。また、光源は、導光板における光結合部との接触面に対して、斜めに配置されている。これにより、光源からの光は、光結合部材を介して導光板に対して斜め方向に導光板内部に入射され、導光板に光結合される。
【０００９】
また、図１３に示すように、特許文献２のバックライト２００では、導光板２１０の一端に受光面２１１ａ及び反射面２１１ｂを有する受光反射部２１１が形成されている。また、光源であるＬＥＤ２０１は、導光板２１０における受光反射部２１１の真下に配置されている。そして、受光反射部２１１に、ＬＥＤ２０１へ向けて突出した張出部２１２を設けることによって、ＬＥＤ２０１からの出射光の取り込み効率を上げている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−２５７９２１号公報（２００８年１０月２３日公開）
【特許文献２】特開２００４−３１９１６４号公報（２００４年１１月１１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１のバックライトでは、導光板の照射面で反射した光、および、導光板の背面と光結合部との界面で反射した光は、利用されない。このため、特許文献１のバックライトの結合効率は高いとは言い難い。つまり、特許文献１のバックライトも、依然として光源から導光板への結合効率が低く、光利用効率が悪いという問題がある。しかも、特許文献１に開示された技術のように導光板に対して斜め方向に入射するようにＬＥＤを斜めに配置することは、一般的に困難である。例えば、ＬＥＤを斜めに配置するために、シャーシにＬＥＤを斜めに保持するための台座を設置した上で、この台座にＬＥＤを斜め方向から実装する必要がある。このため、特許文献１に開示された技術では、バックライトの組立てが困難となり、実用に供し得ない。
【００１２】
特許文献２のバックライト２００では、導光板２１０の側部の一端のみに形成された受光反射部２１１から光を入射させる構成になっている。このため、導光板２１０の中央にＬＥＤ２０１を配置することができない。それゆえ、特に大型の導光板を必要とする大型ＴＶでは、導光板２１０における中央部の光強度が低下するという問題がある。
【００１３】
また、バックライト２００の製造方法に着目すると、受光反射部２１１の加工のため、コスト高となるという問題点がある。
【００１４】
まず、導光板２１０の一部の形状を加工し受光反射部２１１を形成する場合、導光板２１０の加工にコストがかかるという問題がある。また、受光反射部２１１の加工に耐え得る程度に導光板２１０の厚さを大きくする必要がある。
【００１５】
また、受光反射部２１１を導光板２１０と別部材で形成し導光板２１０に接着する場合、受光反射部２１１を厚さ数ｍｍの導光板２１０の側面に接着する必要があるので、接着が非常に困難である。それゆえ、導光板２１０の側面と受光反射部２１１との接着にコストがかかるという問題がある。
【００１６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、導光板における光取出し面の背面側に光源が設けられた直下型の光源モジュールにおいて、導光板の加工を伴うことなく、光源から導光板への結合効率を高め、光利用効率を向上し得る光源モジュールおよびそれを備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の光源モジュールは、上記課題を解決するために、光源と、上記光源を担持した基板と、上記光源からの出射光を導光して光取出し面から照射させる導光板とを備え、上記出射光が上記導光板の内部を導光するように該出射光を該導光板に結合する光結合部材が、該導光板の、上記光取出し面と対向する背面と、上記光源との間に設けられており、上記光結合部材と上記基板とを繋止する繋止部が、該光結合部材と該基板にわたって形成されていることを特徴としている。
【００１８】
本発明の光源モジュールは、基板に担持された光源が、導光板における光取出し面の背面側に設けられた、直下型の光源モジュールである。この光源モジュールは、光結合部材の下面に配置された光源から出射される光が、導光板内部を導光するように（すなわち、導光板に対して斜めに入射するように）、光を結合する光結合部材を備えている。
【００１９】
上記の発明によれば、光結合部材は、光源を担持した基板に繋止されている。これにより、導光板に入射した光が導光板内部を導光するための入射角が一定に保たれる。従って、光源から導光板への結合効率を高め、光利用効率を向上することができる。このように、本発明の光源モジュールにおける繋止部は、基板に対する光結合部材の適切な位置決めを行うための構造である。
【００２０】
本明細書中において、特に説明がない限り、「表面」方向は、本発明の光源モジュールの導光板における光取出し面（照射面）の向きであり、「裏面」方向は光取出し面と対向する背面の向きであり、「側面」方向は、表面方向および裏面方向の両方に直交する向きである。すなわち、本発明の光源モジュールが液晶テレビとして室内に設置された場合、「表面」側はユーザ側であり、「裏面」側はその背面側である。また、本明細書中において直下型の光源モジュールについて説明する場合、「表面」方向および「裏面」方向はそれぞれ「上方」および「下方」ともいい、上面は部材の上方に形成された面であり、下面は下方に形成された面である。
【００２１】
上記繋止部は、嵌合構造であることが好ましく、この場合、基板および光結合部材のいずれか一方に凸部が形成されており、該凸部を受容する凹部が他方に形成されている。凹部に凸部を嵌め合わせることによって、上記光結合部材と上記基板とを容易に繋止することができる。
【００２２】
さらに、凸部側面には、凸部先端方向に垂直な向きに可撓性である突起部（フック）が形成されていることが好ましく、凹部の側面には上記突起部と掛合する突起収容部（孔または溝）が形成されていることが好ましい。
【００２３】
このような構成を有している場合、凸部が凹部に挿入された際に、該突起部は凹部の側面からの押力によって凸部内向きに収縮し、突起収容部へ到達した際に、収縮していた突起部が凸部外向きに開放されて突起収容部に掛合する。これにより、基板に対して垂直な方向への光結合部材の脱離を防ぐことができるとともに、基板に対して垂直な方向への光結合部材の位置決めを正確に行うことができる。また、凹部と凸部との嵌合が緩い場合であっても、突起部および突起収容部の掛合を併用することによって、光結合部材と基板との強固な繋止を実現することができる。
【００２４】
さらに、本発明の光源モジュールにおいて、上記光結合部材と上記基板との接触を回避するためのスペーサが、上記光結合部材と上記基板との間に設けられていることが好ましい。これにより、上記光結合部材と上記基板との繋止による光源の破損を防止することができる。
【００２５】
上記基板に凹部が形成される場合、凹部は、基板上への光源の配置を妨げない箇所に設けられればよい。上記光結合部材に凹部が形成される場合、結合効率の低下を避けるために、凹部は、光源から導光板までの光路を遮らないように設けられればよい。
【００２６】
上記光結合部材に凹部が形成される場合、本発明の光源モジュールは、上記導光板に光結合せずに光結合部材に戻った光を、導光板に反射する第１の反射部材を上記凹部に備えていることが好ましい。上記構成を有することにより、光源から導光板への結合効率が高められ、光利用効率を向上させることができる。また、光結合部材を軽量化させると共に、光結合部材の材料費を削減することが可能となる。
【００２７】
なお、特許文献１には、本発明における凹部を設けることも、第１の反射部材を設けることも一切記載されていない。つまり、特許文献１では、導光板に光結合せずに光結合部材へ戻った光を、再度導光板に光結合するように再反射させることはできない。
【００２８】
本発明の光源モジュールにおいて、上記光結合部材は、導光板の下面に平面で当接する頂部平坦面を有しており、上記導光板の下面に、上記頂部平坦面との接触部分を避けて設けられた、導光板内部を導光する光を反射させる第２の反射部材を備えていることが好ましい。
【００２９】
上記発明によれば、光結合部材は、導光板の下面に平面で当接する頂部平坦面を有している。このため、導光板と頂部平坦面との接触部分には、導光板内部を導光する光を反射させる第２の反射部材を設けることができない。その結果、導光板に光結合しなかった光が、光結合部材へ戻りやすい。従って、特に、導光板と頂部平坦面との接触部分（接合部分）では、結合効率の低下や、輝度ムラの発生など、光学特性に影響が出やすい。
【００３０】
しかし、上記発明によれば、導光板に光結合せずに光結合部材へ戻った光は、第１の反射部材によって、導光板へ確実に反射される。これにより、導光板と頂部平坦面との接触部分において、光源から導光板への結合効率を高め、光利用効率を向上することができる。従って、第２の反射部材が形成された領域と、形成されていない領域との光取り出し効率を均一にすることができる。それゆえ、光源モジュールの輝度均一性を向上することができる。
【００３１】
なお、光結合部材の頂部平坦面は、直接導光板に接していてもよいし、接着部を介して導光板に接していてもよい。
【００３２】
本発明の光源モジュールにおいて、上記凹部は、上記頂部平坦面に対して平行な平坦面を有し、上記第１の反射部材は、上記平坦面に設けられていることが好ましい。
【００３３】
上記の発明によれば、第１の反射部材が、凹部に形成された平坦面上に設けられている。従って、凹部への第１の反射部材の形成を容易に実施することができる。
【００３４】
本発明の光源モジュールにおいて、上記平坦面は、上記導光板の下面に対して平行であることが好ましい。
【００３５】
上記の発明によれば、光結合部材の頂部平坦面と、第１の反射部材が設けられる平坦面とが、いずれも導光板の下面と平行となる。従って、第１の反射部材が設けられる平坦面において、光の拡散を抑制することができる。
【００３６】
本発明の光源モジュールにおいて、上記光源は、複数のＬＥＤからなり、上記ＬＥＤは、上記光結合部材の長手方向に沿って２列に並んで設けられていることが好ましい。これにより、導光板に入射させるときに、２列の光源をそれぞれ反対方向に光出射させることによって、２列間の中点を通る線を軸対称として光結合部材の両側つまり導光板の両端側にそれぞれ導光させることができる。尚、上記２列間の中点を通る線が導光板の中心線に一致する場合には、導光板の中心線を軸対称として導光板の両端側にそれぞれ導光させて該導光板の中心線に軸対称となる輝度分布を得ることができる。したがって、導光板において輝度分布の均一化を図ることができる。なお、ＬＥＤは形状が小さくかつ照度も大きいので、バックライトの光源として適切である。
【００３７】
本発明の電子機器は、上記課題を解決するために、前記いずれかの光源モジュールを備えていることを特徴としている。
【００３８】
上記の発明によれば、光源から導光板への結合効率を高め、光利用効率を向上することのできる光源モジュールを備えた電子機器を提供することができる。
【００３９】
なお、本願明細書において、「垂直」および「平行」とは、完全な垂直、または、完全な平行であることのみを示すのではなく、実質的に同様の作用効果が得られる範囲であればよい。つまり、「垂直」および「平行」は、「略垂直」および「略平行」を包含する意味である。
【発明の効果】
【００４０】
本発明は、導光板の加工を伴うことなく、光源から導光板への結合効率を高め、光利用効率を向上した光源モジュールおよび電子機器を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明における液晶表示装置の実施の一形態を示す断面図である。
【図２】上記液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。
【図３】上記液晶表示装置における光源ユニットの構成を示す斜視図である。
【図４】上記液晶表示装置における光源モジュールの構成を示す斜視図である。
【図５】（ａ）はＬＥＤから出射した光が放物面を有する光結合部材を介して導光板に入射するときの光路を示す断面図であり、（ｂ）はそのＬＥＤ近傍を示す要部断面図である。
【図６】（ａ）はＬＥＤから出射した光が楕円面を有する光結合部材を介して導光板に入射するときの光路を示す断面図であり、（ｂ）はそのＬＥＤ近傍を示す要部断面図であり、（ｃ）は頂部平坦面近傍を示す要部断面図である。
【図７】図６（ｂ）の構成におけるＬＥＤと曲面の焦点との位置関係を示し、（ａ）は、ＬＥＤの発光点が焦点よりも端部側にある場合の光路を示した断面図であり、（ｂ）は、ＬＥＤの発光点が焦点と一致する場合の光路を示した断面図であり、（ｃ）は、ＬＥＤの発光点が焦点よりも中央部側にある場合の光路を示した断面図であり、（ｄ）は、ＬＥＤにおける中央部側の端部が焦点よりも端部側にある場合を示す断面図であり、（ｅ）は、ＬＥＤにおける中央部側の端部が焦点よりも中央部側にある場合を示す断面図である。
【図８】（ａ）は、頂部平坦面の幅と導光板下面に照射される光線照射領域の幅との関係を模式的に示した断面図であり、（ｂ）は、頂部平坦面の幅が光線照射領域の幅よりも小さい場合を示し、（ｃ）は、頂部平坦面の幅が光線照射領域の幅よりも大きい場合を示す。
【図９】（ａ）は液晶表示装置の構成を示す断面図であり、（ｂ）は導光板の高さ方向の輝度分布を示すグラフである。
【図１０】上記液晶表示装置の端部の構成を示す要部断面図である。
【図１１】上記液晶表示装置における光源ユニットの構成を示す断面図である。（ａ）は、光結合部材に設けられた凸部がヒートシンクを貫通して、光結合部材およびヒートシンクが繋止されていることを示す断面図であり、（ｂ）は、光結合部材に設けられた凸部がＬＥＤ基板に設けられた凹部に受容されて、光結合部材およびＬＥＤ基板が繋止されていることを示す断面図である。
【図１２】上記液晶表示装置における光源ユニットの構成を示す断面図である。（ａ）は、ヒートシンクに設けられた凸部が光結合部材に設けられた凹部に受容されて、光結合部材およびヒートシンクが繋止されていることを示す断面図であり、（ｂ）は、ＬＥＤ基板に設けられた凸部が光結合部材に設けられた凹部に受容されて、光結合部材およびＬＥＤ基板が繋止されていることを示す断面図であり、（ｃ）は、嵌挿部材がヒートシンクを介して表面側に突出することによってヒートシンクの凸部を形成し、これが、光結合部材に設けられた凹部に受容されて、光結合部材およびヒートシンクが繋止されていることを示す断面図であり、（ｄ）は、（ａ）の構成における頂部平坦面に対向する凹部の平坦面に反射シートが設けられていることを示す断面図である。
【図１３】特許文献２のバックライトの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
本発明の一実施形態について図１〜図１２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００４３】
図２は、本発明の光源モジュールを備えた液晶表示装置（電子機器）の構成を示す分解斜視図である。本実施の形態の液晶表示装置１は、図２に示すように、下（背面側）から上（表面側）へ向う順に、光源モジュール１０、拡散シート２、プリズムシート３、液晶パネル４及びベゼル５にて構成されている。
【００４４】
そして、光源モジュール１０は、下から上へ向う順に、光源ユニット２０、シャーシ１１，反射シート１２、および導光板１３にて構成されている。シャーシ１１は、光源ユニット２０内の図示せぬ光結合部材３０が導光板１３に当接する部分で２つに区切られ１１ａ、１１ｂで構成される。反射シート１２も、シャーシ１１と同様に光源ユニット２０内の図示せぬ光結合部材３０が導光板１３に当接する部分で２つに区切られ、反射シート１２ａ、１２ｂで構成される。シャーシ１１ａ、１１ｂと反射シート１２ａ、１２ｂとの間にスリット１４が形成される。
【００４５】
また、光源ユニット２０には、図３に示すように、帯状に形成された光源ホルダー２１の上にシート状のヒートシンク２２が設けられていると共に、このヒートシンク２２の上には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）基板２４ａ・２４ｂが設けられ、光源としての半導体のＬＥＤチップが光源ユニット２０の長手方向に沿ってＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂ上に配置されている。半導体のＬＥＤチップは非常に微細なサイズであるため、図３では、図面の煩雑さを防ぐための記載を割愛する。なお、本実施の形態では、光源としてＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを用いているが、これに限るものではなく、例えば、パッケージに収納されたＬＥＤでもよく、有機ＥＬ発光素子又は無機ＥＬ発光素子を用いることも可能である。なお、シャーシ１１と光源ホルダー２１が板状部材の成形等で一体に形成されていても構わない。
【００４６】
上記ＬＥＤチップの上部には、上記光結合部材３０が設けられている。すなわち、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂ上に図示せぬＬＥＤチップが配列され、その上部に光結合部材３０が配置される。しかしそのまま光結合部材３０を載せたのでは、ＬＥＤチップが破損するので、光結合部材３０はＬＥＤチップとの間に高さ方向に僅かに隙間をもって配置される。光結合部材３０は断面略Ｕ字形状（図３ではトンネル状）をしており、２つの端面側に０．５ｍｍ程度の高さのスペーサ２３ａ・２３ｂを設けている。このスペーサ２３ａ・２３ｂのおかげで、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂと、光結合部材３０の上記２つの端面間にＬＥＤチップを配置しかつチップを破損させない隙間を設けることができる。
【００４７】
すなわち、本実施の形態の液晶表示装置１は、図１に示すように、液晶パネル４と、液晶パネル４に光を照射する導光板１３と、導光板１３に光を結合する光学素子としての光結合部材３０と、上記光結合部材３０に入射光を発するＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂとを備え、上記液晶パネル４、導光板１３、光結合部材３０、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂが表面側から裏面側へ向けてこの順に並んで配設されたものからなっている。光結合部材３０はＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを破損しないためのスペーサ２３ａ・２３ｂが構成される。したがって、本実施の形態の液晶表示装置１における光源モジュール１０は、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂが導光板１３の下方に設けられた光源直下型の光源モジュールとなっている。
【００４８】
また、図１に示すように、液晶表示装置１の裏面側には、突出部として光源ユニット２０が設けられており、その内部に光結合部材３０とＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂとが格納された構成となっている。また、光源ユニット２０は、液晶表示装置１の長手方向に帯状に形成されており、内部に格納されている光結合部材３０も液晶表示装置１の長手方向に帯状に形成されている。
【００４９】
ここで、本実施の形態では、光結合部材３０は、図４に示すように、導光板１３とＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからなる光源２５との間に設けられた断面略かまぼこ状の帯体からなっていると共に、光結合部材３０の材質は導光板１３の材質と同じ樹脂からなっている。詳細には、光結合部材３０における導光板１３側の表面は、平板状の導光板１３に当接する頂部平坦面３１と、この頂部平坦面３１から両端側にそれぞれ曲面（反射面）３２ａ・３２ｂを有する形状からなっている。なお、導光板１３と光結合部材３０とは、別部材であり、その間に空気が介在しないようになっている。具体的には、両部材は、接着剤やレーザ溶着により接合されている。
【００５０】
光源モジュール１０によれば、例えばＬＥＤチップ２５ａから出射された光が光結合部材３０の曲面３２ａにて反射され、その反射光が光結合部材３０の頂部平坦面３１に到達し、到達方向を維持して導光板１３に入射する。そして、導光板１３に入射された光は、図４に示す導光板１３の右側の内部を全反射して進みつつ、図示しない光路変換部である光散乱体と衝突することにより導光板１３中を進む角度が変わり、全反射条件が破られ、導光板１３の液晶パネル４側表面から出射し、拡散シート２及びプリズムシート３を通して液晶パネル４に向かう。
【００５１】
このように、光源モジュール１０によれば、光結合部材３０の厚さ方向の伸縮量は大きくないため、伸縮量を考慮して、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂと光結合部材３０との間にクリアランスを設ける必要がない。また、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの出射光は、光結合部材３０に入射すると、曲面３２ａ・３２ｂにて反射され、頂部平坦面３１を介して導光板１３に入射する。光結合部材３０の材質は導光板１３の材質と同じ樹脂からなっているので、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの出射光は、光の損失なしに頂部平坦面３１を通過し導光板１３に入射する。それゆえ、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの出射光が外部に直接漏れることを防止することができ、光結合効率を向上させることができる。
【００５２】
また、光源モジュール１０によれば、導光板１３と光結合部材３０とは別部材であり、かつ通常使用されている平板状の導光板１３に光結合部材３０が接着された構造である。このため、導光板１３への加工が不要となり、コストダウンを実現することができる。
【００５３】
また、本実施の形態の光源モジュール１０では、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの出射光は、導光板１３に対して垂直方向に放射して、光結合部材３０に入射する。そして、光結合部材３０の側面の曲面３２ａ・３２ｂにて反射し、光路の方向が、（導光板１３に対して）垂直方向から（導光板１３に対して）斜め方向に変換されて、頂部平坦面３１を介して導光板１３に光結合する。
【００５４】
一方、光源からの光を、光結合部材を介して導光板に対して斜め方向に導光板内部に導入し、導光板と光結合する技術として、特許文献１に開示された技術が知られている。開示された技術では、光源（ＬＥＤ）は、導光板に対して斜めに配置されている。すなわち、光源からの光の出射方向が導光板に対して斜め方向である。
【００５５】
しかし、特許文献１に開示された技術のように導光板に対して斜め方向に入射するようにＬＥＤを斜めに配置することは、一般的に困難である。例えば、ＬＥＤを斜めに配置するために、シャーシにＬＥＤを斜めに保持するための台座を設置した上で、この台座にＬＥＤを斜め方向から実装する必要がある。このため、特許文献１に開示された技術では、バックライトの組立てが困難となり、実用に供し得ない。
【００５６】
これに対し、光源モジュール１０では、出射光が導光板１３に対して垂直方向に放射するようにＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂが配置されている。すなわち、特許文献１に記載の技術のように、導光板に対して斜め方向に入射するようにＬＥＤを斜めに配置する必要がなく、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを平板状のシャーシ１１に対し垂直にかつ真上から実装するのみである。それゆえ、本実施の形態の光源モジュール１０では、組立て方法や構造を単純化することが可能である。このように、本実施の形態の光源モジュール１０は、特許文献１の技術に対し、構造的な面で、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを垂直に実装できるというメリットがある。
【００５７】
また、上記曲面３２ａ・３２ｂの形状は、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの出射光を結合させる機能を有していればよい。例えば、図５（ａ）に示すように、曲面３２ａ・３２ｂの形状は、断面放物線とすることができる。ただし、必ずしもこれに限らず、断面楕円、弓型等の湾曲形状、又は頂部平坦面３１から斜めに傾斜する平面であっても、導光板に光を有効に結合できる形状であれば構わない。また、光結合部材３０における導光板１３側とは反対側の表面、つまり光結合部材３０の下端は、下端平坦面３３となっており、その一部に上述したスペーサ２３ａ・２３ｂが形成され、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂと、光結合部材３０との衝突を防ぐ。ＬＥＤチップ２５ａは、ＬＥＤ基板２４ａにボンディングされており、スペーサ２３ａの近傍に接着剤等を塗布し、ＬＥＤ基板２４ａと接着固定される。なお、図面において、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂは、光結合部材３０との間に若干の隙間が形成されているが、これに限られず、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂに損傷を与えない範囲であれば、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂが光結合部材３０と密着していても構わない。
【００５８】
なお、本実施の形態では、曲面３２ａ・３２ｂにて反射する光の導光板１３への光路が確保できればよいので、光結合部材３０の下端側の中央部を、光路とならない部分（光が通過しない部分）としてくり抜くことができる。これにより、コスト削減を図ることができる。光路とならない部分をくり抜いた光結合部材３０を用いた構成は、図１および３を参照のこと。また、くり抜いた部分に反射シートを設けることも可能である。これにより、頂部平坦面３１での導光板１３から液晶パネル４への照射を向上させることができる。
【００５９】
また、光結合部材３０の下端平坦面３３の下側には、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂがそれぞれ近接して設けられている。曲面３２ａ・３２ｂが断面放物線からなる場合、これらＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂ（における中央部側（頂部平坦面３１側）の端部）は、図６（ｂ）に示すように、断面放物線からなる曲面３２ａ・３２ｂの焦点ｆ１の位置よりも端部側に存在することが好ましい。これにより、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから放射される光を曲面３２ａ・３２ｂで全反射することができ、効率よく頂部平坦面３１に光を到達させることが可能になる。その結果、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから放射される光を効率的に導光板１３に光結合させることができ、サイドエッジ型の構成よりも光結合効率を向上させることができる。
【００６０】
また、曲面３２が断面楕円からなる場合、図６（ｂ）及び図７に示すように、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂ（における中央部側（頂部平坦面３１側）の端部）は、断面楕円からなる曲面３２ａ・３２ｂにおける一方の焦点ｆ２の位置よりも端部側に存在することが好ましい。さらに、この場合、図６（ｃ）に示すように、曲面３２ａ・３２ｂにおける他方の焦点ｆ３は、導光板１３の下面に一致していることが好ましい。これにより、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから放射される光を曲面３２ａ・３２ｂで全反射することができる。それゆえ、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから放射される光を効率的に導光板１３に光結合させることができる。断面楕円からなる曲面は、断面放物線からなる曲面よりも光を絞って導光板１３に光結合させることが可能である。それゆえ、光結合効率を向上させる観点から、曲面３２ａ・３２ｂは、断面楕円からなることがより好ましい。
【００６１】
ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂと曲面３２ａ・３２ｂの焦点ｆ２との位置関係について、図７を参照して、さらに詳述する。図７は、ＬＥＤチップ２５ａと曲面３２ａの焦点ｆ２との位置関係を示し、図７（ａ）は、ＬＥＤチップ２５ａの発光点が焦点ｆ２よりも端部側にある場合の光路を示した断面図であり、図７（ｂ）は、ＬＥＤチップ２５ａの発光点が焦点ｆ２と一致する場合の光路を示した断面図であり、図７（ｃ）は、ＬＥＤチップ２５ａの発光点が焦点ｆ２よりも中央部側にある場合の光路を示した断面図である。また、図７（ｄ）は、ＬＥＤチップ２５ａにおける中央部側（頂部平坦面３１側）の端部が焦点ｆ２よりも端部側にある場合を示す断面図であり、図７（ｅ）は、ＬＥＤチップ２５ａにおける中央部側の端部が焦点ｆ２よりも中央部側にある場合を示す断面図である。
【００６２】
ＬＥＤチップ２５ａと曲面３２ａの焦点ｆ２との位置関係は、図６（ｂ）に示すように、（ａ）ＬＥＤチップ２５ａの発光点が焦点ｆ２よりも端部側にある場合、（ｂ）ＬＥＤチップ２５ａの発光点が焦点ｆ２と一致する場合、（ｃ）ＬＥＤチップ２５ａの発光点が焦点ｆ２よりも中央部側にある場合が考えられる。
【００６３】
図７（ａ）から、ＬＥＤチップ２５ａの発光点が焦点ｆ２よりも端部側にある場合、ＬＥＤチップ２５ａから放射された光は、全て頂部平坦面３１を通過し導光板１３と光結合することがわかる。また、図７（ｂ）から、ＬＥＤチップ２５ａの発光点が焦点ｆ２と一致する場合、ＬＥＤチップ２５ａから放射された光は、全て頂部平坦面３１（導光板１３の下面）上に存在する焦点ｆ３に集光する。一方、ＬＥＤチップ２５ａの発光点が焦点ｆ２よりも中央部側にある場合、図７（ｃ）からＬＥＤチップ２５ａから放射された光の大部分は、頂部平坦面３１を通過せず導光板１３と光結合しないことがわかる。
【００６４】
ここで、ＬＥＤチップ２５ａは、有限のサイズを有している。それゆえ、ＬＥＤチップ２５ａからの放射光は、光結合部材３０の下面（下端平坦面３３）に、少なくともＬＥＤチップ２５ａのサイズで入射する。このとき、図７（ｄ）に示すように、ＬＥＤチップ２５ａにおける中央部側の端部が焦点ｆ２よりも中央部側にある場合、ＬＥＤチップ２５ａから放射された全ての光は、光結合部材３０の下面における焦点ｆ２または焦点ｆ２よりも端部側から出射するので、頂部平坦面３１を通過し導光板１３と光結合する。それゆえ、図７（ｄ）に示すように、ＬＥＤチップ２５ａにおける中央部側の端部が焦点ｆ２よりも中央部側にある場合、光結合効率が向上することが可能になる。
【００６５】
一方、図７（ｅ）に示すように、ＬＥＤチップ２５ａにおける中央部側の端部が焦点ｆ２よりも中央部側にある場合、ＬＥＤチップ２５ａから放射された光の一部は、光結合部材３０の下面における焦点ｆ２よりも中央部側から出射することになり、導光板１３と光結合しない光となる。よって、図７（ｅ）のように、ＬＥＤチップ２５ａにおける中央部側の端部が焦点ｆ２よりも中央部側にある場合、光結合効率が低くなるので、好ましくない。
【００６６】
また、帯状体である光結合部材３０の伸びる方向（以下、単に伸長方向とする）及び導光板１３の厚さ方向の両方に垂直な方向（以下、単に幅方向とする）において、頂部平坦面３１の幅Ｘは、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂにより導光板１３の下面に照射される光線照射領域の幅と同じであることが好ましい。これにより、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから放射される光を効率的に導光板１３に光結合させることができる。図８（ａ）は、頂部平坦面３１の幅と導光板１３下面に照射される光線照射領域の幅との関係を模式的に示した断面図であり、図８（ｂ）は、頂部平坦面３１の幅が光線照射領域の幅よりも小さい場合を示し、図８（ｃ）は、頂部平坦面３１の幅が光線照射領域の幅よりも大きい場合を示す。なお、図８（ａ）〜（ｃ）では、図面の明確さの観点から、ＬＥＤチップ２５ａから放射された光のみを示している。
【００６７】
実際には、ＬＥＤチップ２５ｂからも光が放射されている。図８（ａ）に示す構成においては、ＬＥＤチップ２５ｂから放射された光の光路は、ＬＥＤチップ２５ａから放射された光の光路と、導光板１３下面で交差する。ここでいう「光線照射領域」とは、ＬＥＤチップ２５ａ及び２５ｂの放射光により照射された導光板１３下面の領域を意味する。
【００６８】
頂部平坦面３１の幅が光線照射領域の幅よりも小さい場合（曲面３２ａ・３２ｂ’が形成され頂部平坦面３１の幅がＸ１である場合）、光結合効率が低下するため好ましくない。図８（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ２５ａから放射される光は、曲面３２ａで反射して、その一部が点線で囲んだ部分に到達する。点線で囲んだ部分に到達した光は、光結合部材３０の外部に漏れるか、あるいは反射されて反対側のＬＥＤチップ２５ｂに到達し迷光となる。その結果、光結合効率が低下する。
【００６９】
また、頂部平坦面３１の幅が光線照射領域の幅よりも大きい場合（曲面３２ａ・３２ｂ’’が形成され頂部平坦面３１の幅がＸ２である場合）も、光結合効率が低下するため好ましくない。図８（ｃ）に示すように、頂部平坦面３１を通過し導光板１３に入射した光の一部Ｌ１が光結合部材３０内に再度反射してしまう。この結果、光結合効率が低下する。
【００７０】
このように伸長方向及び導光板１３の厚さ方向に垂直な方向において、頂部平坦面３１の幅は、光線照射領域の幅よりも大きくても小さくても、光結合効率が低下してしまう。したがって、頂部平坦面３１の幅は、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂにより導光板１３の下面に照射される光線照射領域の幅と同じであることが好ましい。
【００７１】
また、光結合部材３０の高さは、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから放射された光が曲面３２ａ・３２ｂで少なくとも１回当たる高さであることが好ましい。ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂは、所定の放射角度で光を放射する。一般的に、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの放射角度は、８４°である。このような放射角度で放射する光の一部が曲面３２ａ・３２ｂで反射せずに導光板１３に入射した場合、導光板１３内部で反射せず光漏れが生じるおそれがある。このような光漏れを回避するために、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの放射光の全てが曲面３２ａ・３２ｂで少なくとも１回反射されるように、光結合部材３０の高さが設定されていることが好ましい。
【００７２】
この結果、本実施の形態の液晶表示装置１における光源モジュール１０では、液晶表示装置１の画面の中央部に横切って帯状の光源ユニット２０を設けることにより、図９（ａ）〜（ｂ）に示す輝度分布を有する導光板１３からの出射光を得ることができる。そして、この画面の中央が明るいという輝度分布は、液晶表示装置１を適切に表示するための輝度分布に一致している。したがって、従来のサイドエッジ型のバックライトよりも、優れているといえる。
【００７３】
また、本実施の形態の光源モジュール１０では、従来のサイドエッジ型のバックライトとは異なり、液晶パネル４の端部に光源が存在しないので、図１０に示すように、液晶パネル４の端部に直接、フレーム６を設けることが可能である。その結果、額縁寸法を小さくすることが可能になる。
【００７４】
また、本実施の形態の液晶表示装置１における光源モジュール１０では、導光板１３の直下にＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを備えた光源モジュール本体２０が配置されている。導光板１３の厚み方向の伸縮量は大きくないので、導光板１３の伸縮量を考慮したクリアランスを設定する必要がない。それゆえ、光結合効率を向上させることができる。
【００７５】
表１は、本実施の形態の光源モジュール１０とサイドエッジ型バックライトとについて、光結合効率を比較した結果を示す。表１においては、光結合部材３０の曲面３２ａ・３２ｂが断面放物線からなる構成、光結合部材３０の曲面３２ａ・３２ｂが断面楕円からなる構成、及び比較例としてサイドエッジ型バックライトについて、光結合効率を算出した。
【００７６】
【表１】
【００７７】
表１の結果から、光結合部材３０を備えた光源モジュール１０は、サイドエッジ型バックライトよりも光結合効率が大きくなっていることがわかる。
【００７８】
尚、本実施の形態においては光源モジュール本体２０には、２列のＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂが設けられていた。しかし、必ずしもこれに限らず、光結合部材の片側のみに１列のＬＥＤチップが配された構成とすることも可能である。
【００７９】
このように、本発明の光源モジュールは、基板に担持された光源が、導光板における光取出し面の背面側に設けられた、直下型の光源モジュールである。この光源モジュールは、光結合部材の下面に配置された光源から出射される光が、導光板内部を導光するように（すなわち、導光板に対して斜めに入射するように）、光を結合する光結合部材を備えている。そして、図４〜８を参照して説明した光結合を精密かつ安定的に維持するために、本発明の光源モジュールは、基板に対して光結合部材を適切に位置決めするための構造を備えている。
【００８０】
すなわち、本実施の形態の光源モジュール１０は、光結合部材３０とヒートシンク２２またはＬＥＤ基板２４とを繋止する繋止部４０が、光結合部材３０とヒートシンク２２またはＬＥＤ基板２４にわたって形成されていることを特徴としている。
【００８１】
図１１（ａ）〜（ｂ）に示すように、本実施の形態の光源ユニット２０は、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを担持したＬＥＤ基板２４（２４ａ・２４ｂ）がヒートシンク２２上に配置されている。図１１（ａ）には、光結合部材３０に設けられた凸部４０ａが、ヒートシンク２２に設けられた貫通孔に嵌め合わされてヒートシンク２２を貫通していることを示す。凸部４０ａはその側面が外向きに突出したフックを有しており、フック部分が、貫通したヒートシンク２２の裏面に掛合している。フック先端が、凹部内壁よりも外側へ突出していることによって、光結合部材３０はヒートシンク２２に繋止されている。図１１（ｂ）には、光結合部材３０に設けられた凸部４０ａが、ＬＥＤ基板２４に設けられた凹部４０ｂに嵌め合わされていることを示す。凸部４０ａはその側面が外向きに突出したフックを有しており、凹部４０ｂはその側面に孔を有している。フック先端が、凹部４０ｂ内壁よりも外側へ突出していることによって、フック部分が、凹部４０ｂの孔に掛合している。この構成によって、光結合部材３０はＬＥＤ基板２４およびヒートシンク２２に繋止されている。
【００８２】
なお、図１１（ａ）〜（ｂ）に示すように、凸部４０ａは、その先端方向に垂直な平面にて分離された複数の部材からなり、そのフック先端が、凹部４０ｂ内壁よりも外側へ向けて突出している。このような構成を有していることによって、凸部４０ａの先端方向に垂直に外部から押力が加わった際に、分離された各部材が内向きに傾くことができる。その結果、フックの先端が凸部４０ａの内向きに収縮して、凹部４０ｂ内壁よりも内側へ移動し、凸部４０ａの凹部４０ｂへの嵌合を可能にする。そして、凸部４０ａがヒートシンク２２を貫通した際に、あるいは、凸部４０ａのフック先端が凹部４０ｂの孔に到達した際に、凸部４０ａのフックは、ヒートシンク２２の裏面にて上記押力から解放されて元々の位置に回復する。このように、凸部４０ａのフックは、凸部４０ａ先端方向に垂直な向きに可撓性である。
【００８３】
このような構成を有していることにより、光源２３ａ・２３ｂを直接的に担持したＬＥＤ基板２４。または光源２３ａ・２３ｂを間接的に担持したヒートシンク２２に光結合部材３０が繋止され、その結果、導光板１３に入射した光が導光板１３内部を導光するための入射角が精密かつ安定的に保たれる。その結果、光源２３ａ・２３ｂから導光板１３への結合効率を高め、光利用効率の向上が実現する。
【００８４】
凸部４０ａに設けられたフックの形状は、上述した機能を果たす限りにおいて、特に限定されない。また、凹部４０ｂに設けられた孔もまた、上述した機能を果たす限りにおいて、特に限定されず、溝形状であってもよい。また、凸部４０ａのフックの可撓性は、凸部４０ａのフックそのものに付与されていてもよく、凸部４０ａ全体が可撓性を有していることによって、フックにその機能を提供してもよい。
【００８５】
また、図１１（ａ）〜（ｂ）に示すように、光結合部材３０とＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂとの接触を回避するためのスペーサ２３（２３ａ・２３ｂ）が、光結合部材３０とＬＥＤ基板２４（２４ａ・２４ｂ）との間に設けられている。これにより、光結合部材３０とＬＥＤ基板２４との繋止によるＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの破損を防止することができる。
【００８６】
繋止部４０を構成する凸部４０ａが光結合部材３０に設けられ、凹部４０ｂがヒートシンク２２またはＬＥＤ基板２４に設けられた構成を用いて本実施の形態を説明したが、以下に示すように、繋止部４０を構成する凸部４０ａがヒートシンク２２またはＬＥＤ基板２４に設けられ、凹部４０ｂが光結合部材３０に設けられた構成であってもよい。
【００８７】
図１２（ａ）〜（ｄ）に示すように、本実施の形態の光源ユニット２０は、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを担持したＬＥＤ基板２４（２４ａ・２４ｂ）がヒートシンク２２上に配置されている。図１２（ａ）には、ヒートシンク２２に設けられた凸部４０ａが、光結合部材３０に設けられた凹部４０ｂに嵌め合わされていることを示す。図１２（ｂ）には、ＬＥＤ基板２４に設けられた凸部４０ａが、光結合部材３０に設けられた凹部４０ｂに嵌め合わされていることを示す。図１２（ｃ）には、嵌挿部材４０ａ’がヒートシンク２２を介して表面側（図中上方）に突出することによって、図１２（ａ）の凸部４０ａを形成し、これが、光結合部材３０に設けられた凹部４０ｂに嵌め合わされていることを示す。凸部４０ａはその側面が外向きに突出したフックを有しており、凹部４０ｂはその側面に孔を有している。フック先端が、凹部４０ｂ内壁よりも外側へ突出していることによって、フック部分が、凹部４０ｂの孔に掛合している。このような構成によって、光結合部材３０はヒートシンク２２およびＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂに繋止されている。
【００８８】
このような構成を有していることにより、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを直接的に担持したＬＥＤ基板２４、またはＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを間接的に担持したヒートシンク２２に光結合部材３０が繋止され、その結果、導光板１３に入射した光が導光板１３内部を導光するための入射角が精密かつ安定的に保たれる。その結果、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから導光板１３への結合効率を高め、光利用効率の向上が実現する。なお、光利用効率の観点から、凹部４０ｂは、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの光の光路を遮らないように設けられていることが好ましいが、凹部４０ｂは、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの光の光路の少なくとも一部を避けて設けられていればよく、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの光の光路の全てを避けて設けられていてもよい。これにより、光結合部材３０の軽量化と共に、光結合部材３０の材料費を削減することが可能となる。
【００８９】
ところで、上述したように、本実施形態の光源モジュール１０は、光源ユニット２０が導光板１３の下方に設けられた、直下型の光源モジュールである。さらに、図４〜５等のように、この光源ユニット２０は、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから出射される光が、導光板１３内部を導光するように（すなわち、導光板１３に対して斜めに入射するように）、光を結合する光結合部材３０を備えている。また、図１１〜１２のように、光結合部材３０とヒートシンク２２または基板２４とを繋止する繋止部４０を構成する凸部４０ａ・４０ａ’および凹部４０ｂが、光結合部材３０と光結合部材３０とヒートシンク２２または基板２４との間に形成されている。
【００９０】
図１１のように、光結合部材３０に凸部４０ａが形成されている場合、凹部（または貫通孔）は、ヒートシンク２２やＬＥＤ基板２４だけでなく、ヒートシンク２２を背面から保持する光源ホルダー２１にわたって形成されていてもよい。すなわち、光源２３を担持する基板は、光源ホルダー２１、ヒートシンク２２およびＬＥＤ基板２４の全てであり得る。
【００９１】
また、凹部４０ｂが、光結合部材３０に、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの光の光路の少なくとも一部を避けて形成されている場合、図１２（ｄ）のように、この凹部４０ｂの内面に、反射シート３５が設けられていることが好ましく、特に、光結合部材３０の頂部平坦面３１に対して平行な平坦面３４に設けられていることが好ましい。
【００９２】
光結合部材３０への凹部４０ｂの形成方法は、特に限定されるものではない。例えば、凹部４０ｂが形成されるような金型を用いて光結合部材３０を成型すれば、最初から凹部４０ｂを有する光結合部材３０が一体形成される。また、光結合部材３０を切削加工して、凹部４０ｂを形成することもできる。
【００９３】
なお、特許文献１には、本発明における凹部４０ｂを設けることも、反射シート３５を設けることも一切記載されていない。つまり、特許文献１では、導光板に光結合せずに光結合部に戻った光を、再度導光板に光結合するように再反射させることはできない。
【００９４】
また、光源ユニット２０では、光結合部材３０は、導光板１３の下面に平面で当接する頂部平坦面３１を有しており、導光板１３の下面に、反射シート１２が設けられていることが好ましい。反射シート１２は、導光板１３と頂部平坦面３１との接触部分を避けて設けられており（図１および２参照）、導光板１３内部を導光する光を反射させる。
【００９５】
このような構成では、光結合部材３０の、導光板１３と頂部平坦面３１との接触部分には、導光板１３内部を導光する光を反射させる反射シート１２を設けることができない。その結果、導光板１３に光結合しなかった光が、光結合部材３０に戻りやすい。従って、特に、導光板１３と頂部平坦面３１との接触部分（接合部分）では、結合効率の低下や、輝度ムラの発生など、光学特性に影響が出やすい。
【００９６】
しかし、導光板１３に光結合せずに光結合部材３０に戻った光は、凹部４０ｂに設けられた反射シート３４によって、導光板１３へ確実に反射される。これにより、導光板１３と頂部平坦面３１との接触部分において、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから導光板１３への結合効率を高め、光利用効率を向上することができる。従って、反射シート１２が形成された領域と、形成されていない領域との光取り出し効率を均一にすることができる。それゆえ、光源モジュールの輝度均一性を向上することができる。
【００９７】
なお、光結合部材３０の頂部平坦面３１は、直接導光板１３に接していてもよいし、接着部を介して導光板１３に接していてもよい。
【００９８】
図１２（ａ）〜（ｄ）に示した光結合部材３０では、凹部４０ｂにおける頂部平坦面３１との対向部分３４が平面となっている。しかし、凹部４０ｂにおける頂部平坦面３１との対向部分の形状は、平面に限定されるものではなく、光結合部材３０とヒートシンク２２または基板２４との繋止が実現する限りにおいて、図１および３に示されるような、断面が弓状または円弧状であってもよい。
【００９９】
なお、本実施の形態においては光源ユニット２０には、２列のＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂが設けられていた。しかし、必ずしもこれに限らず、例えば、片側のみの光結合部材（一列配置のＬＥＤ）とすることも可能である。
【０１００】
また、本実施の形態では、光源モジュール１０を液晶表示装置１に適用していた。しかし、必ずしもこれに限らず、例えば、光源モジュール１０を照明装置に適用することが可能である。すなわち、本実施の形態の光源モジュール１０は、そのまま大型平面光源への適用が可能である。また、導光板１３の周辺に部材が不要であることから、シームレスに並べることにより、さらに、大きな平面光源への適用が可能である。
【０１０１】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、テレビ、モニター等の液晶表示装置のバックライトに用いることができ、特に、光源直下型のバックライトに適用可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１ 液晶表示装置
２ 拡散シート
３ プリズムシート
４ 液晶パネル
１０ 光源モジュール
１１ シャーシ
１１ａ・１１ｂ シャーシ
１２ 反射シート（第２の反射部材）
１２ａ・１２ｂ 反射シート（第２の反射部材）
１３ 導光板
１４ スリット
２０ 光源ユニット
２１ 光源ホルダー（基板）
２２ ヒートシンク（基板）
２３ スペーサ
２３ａ・２３ｂ スペーサ
２４ ＬＥＤ基板（基板）
２４ａ・２４ｂ ＬＥＤ基板（基板）
２５ ＬＥＤ（光源）
２５ａ・２５ｂ ＬＥＤチップ（光源）
３０ 光結合部材
３１ 頂部平坦面
３２ 曲面
３２ａ・３２ｂ 曲面
３３ 下端平坦面
３４ 平坦面
３５ 反射シート（第１の反射部材）
４０ 繋止部
４０ａ 凸部（繋止部）
４０ａ’ 嵌挿部材（凸部、繋止部）
４０ｂ 凹部（繋止部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板の下方に光源が設けられた直下型の光源モジュール、および、それを備えた電子機器に関する。より詳細には、バックライトとして好適な光源モジュール、および、それを備えた液晶表示装置等の電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄型、軽量に出来ることから色々な分野に使用されている。液晶テレビをはじめとする液晶表示装置においては、光源からの光を導光板によって面状に照射させる導光板を備えたバックライトが多用されている。また、バックライトの光源として、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）が使用されている。
【０００３】
バックライトの光源の配置には、直下型と、サイドエッジ型（サイドライト型ともいう）とがある。一般的な直下型は、液晶パネルの下に、ＬＥＤをマトリックス状に配列させて液晶パネルを均一に照射する方式である。また、直下型には、ＬＥＤと拡散レンズ（光を拡散させるレンズ）を用いてＬＥＤから出射される光を広げて液晶パネルを均一に照射する方式もある。拡散レンズを用いた場合は、光を拡散させてパネルに照射するため、少ない光源数で均一にパネルを照射することができる。
【０００４】
しかし、一般的な直下型のバックライトにおいては、光を拡散させて均一に照射するために、光源とパネルまでの距離をある程度とらなければならない。そこで、導光板を利用した直下型のバックライトが検討されている。直下型では、導光板の直下（液晶表示パネルの直下）に光源が配置され、導光板の下方から光を、導光板に入射させる。
【０００５】
一方、サイドライト型では、導光板の長手方向の両端面に光源が配置され、各端面から光を導光板に入射させる。
【０００６】
しかし、サイドエッジ型のバックライトにおいては、熱膨張により導光板が伸縮する。特に、導光板の長手方向の伸縮量が大きい。このため、導光板の端部においては、光源を導光板に密着させることはできず、熱膨張による伸縮量を見越した隙間を有する構造となっている。この結果、隙間の存在により光源からの光の導光板への入射効率が悪くなる、あるいは動作中に変化するという問題点を有している。液晶表示装置が大型になればあるほど、すなわち、導光板が大型になればなるほど、導光板の伸縮量は大きくなり、この問題も顕著になる。従って、大型の導光板の場合、光源と導光板との隙間を大きくしなければならず、入射効率がさらに低下しやすい。
【０００７】
これに対し、直下型のバックライトの場合、導光板の厚さ方向の伸縮量は大きくないので、ＬＥＤを導光板に近接して配設することができる。このため、サイドエッジ型のバックライトのような問題は生じない。従って、直下型のバックライトは、サイドエッジ型のバックライトよりも導光板への光の結合効率及び光利用効率を向上できるものとなっている。
【０００８】
ところで、例えば、特許文献１には、導光板への結合効率を高めることを目的とした、バックライトが開示されている。具体的には、特許文献１のバックライトは、光源からの光を、導光板の内部に入射するために、多角柱状の光結合部を備えている。この光結合部は、導光板の表面に接している。また、光源は、導光板における光結合部との接触面に対して、斜めに配置されている。これにより、光源からの光は、光結合部材を介して導光板に対して斜め方向に導光板内部に入射され、導光板に光結合される。
【０００９】
また、図１３に示すように、特許文献２のバックライト２００では、導光板２１０の一端に受光面２１１ａ及び反射面２１１ｂを有する受光反射部２１１が形成されている。また、光源であるＬＥＤ２０１は、導光板２１０における受光反射部２１１の真下に配置されている。そして、受光反射部２１１に、ＬＥＤ２０１へ向けて突出した張出部２１２を設けることによって、ＬＥＤ２０１からの出射光の取り込み効率を上げている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−２５７９２１号公報（２００８年１０月２３日公開）
【特許文献２】特開２００４−３１９１６４号公報（２００４年１１月１１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１のバックライトでは、導光板の照射面で反射した光、および、導光板の背面と光結合部との界面で反射した光は、利用されない。このため、特許文献１のバックライトの結合効率は高いとは言い難い。つまり、特許文献１のバックライトも、依然として光源から導光板への結合効率が低く、光利用効率が悪いという問題がある。しかも、特許文献１に開示された技術のように導光板に対して斜め方向に入射するようにＬＥＤを斜めに配置することは、一般的に困難である。例えば、ＬＥＤを斜めに配置するために、シャーシにＬＥＤを斜めに保持するための台座を設置した上で、この台座にＬＥＤを斜め方向から実装する必要がある。このため、特許文献１に開示された技術では、バックライトの組立てが困難となり、実用に供し得ない。
【００１２】
特許文献２のバックライト２００では、導光板２１０の側部の一端のみに形成された受光反射部２１１から光を入射させる構成になっている。このため、導光板２１０の中央にＬＥＤ２０１を配置することができない。それゆえ、特に大型の導光板を必要とする大型ＴＶでは、導光板２１０における中央部の光強度が低下するという問題がある。
【００１３】
また、バックライト２００の製造方法に着目すると、受光反射部２１１の加工のため、コスト高となるという問題点がある。
【００１４】
まず、導光板２１０の一部の形状を加工し受光反射部２１１を形成する場合、導光板２１０の加工にコストがかかるという問題がある。また、受光反射部２１１の加工に耐え得る程度に導光板２１０の厚さを大きくする必要がある。
【００１５】
また、受光反射部２１１を導光板２１０と別部材で形成し導光板２１０に接着する場合、受光反射部２１１を厚さ数ｍｍの導光板２１０の側面に接着する必要があるので、接着が非常に困難である。それゆえ、導光板２１０の側面と受光反射部２１１との接着にコストがかかるという問題がある。
【００１６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、導光板における光取出し面の背面側に光源が設けられた直下型の光源モジュールにおいて、導光板の加工を伴うことなく、光源から導光板への結合効率を高め、光利用効率を向上し得る光源モジュールおよびそれを備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の光源モジュールは、上記課題を解決するために、光源と、上記光源を担持した基板と、上記光源からの出射光を導光して光取出し面から照射させる導光板とを備え、上記出射光が上記導光板の内部を導光するように該出射光を該導光板に結合する光結合部材が、該導光板の、上記光取出し面と対向する背面と、上記光源との間に設けられており、上記光結合部材と上記基板とを繋止する繋止部が、該光結合部材と該基板にわたって形成されていることを特徴としている。
【００１８】
本発明の光源モジュールは、基板に担持された光源が、導光板における光取出し面の背面側に設けられた、直下型の光源モジュールである。この光源モジュールは、光結合部材の下面に配置された光源から出射される光が、導光板内部を導光するように（すなわち、導光板に対して斜めに入射するように）、光を結合する光結合部材を備えている。
【００１９】
上記の発明によれば、光結合部材は、光源を担持した基板に繋止されている。これにより、導光板に入射した光が導光板内部を導光するための入射角が一定に保たれる。従って、光源から導光板への結合効率を高め、光利用効率を向上することができる。このように、本発明の光源モジュールにおける繋止部は、基板に対する光結合部材の適切な位置決めを行うための構造である。
【００２０】
本明細書中において、特に説明がない限り、「表面」方向は、本発明の光源モジュールの導光板における光取出し面（照射面）の向きであり、「裏面」方向は光取出し面と対向する背面の向きであり、「側面」方向は、表面方向および裏面方向の両方に直交する向きである。すなわち、本発明の光源モジュールが液晶テレビとして室内に設置された場合、「表面」側はユーザ側であり、「裏面」側はその背面側である。また、本明細書中において直下型の光源モジュールについて説明する場合、「表面」方向および「裏面」方向はそれぞれ「上方」および「下方」ともいい、上面は部材の上方に形成された面であり、下面は下方に形成された面である。
【００２１】
上記繋止部は、嵌合構造であることが好ましく、この場合、基板および光結合部材のいずれか一方に凸部が形成されており、該凸部を受容する凹部が他方に形成されている。凹部に凸部を嵌め合わせることによって、上記光結合部材と上記基板とを容易に繋止することができる。
【００２２】
さらに、凸部側面には、凸部先端方向に垂直な向きに可撓性である突起部（フック）が形成されていることが好ましく、凹部の側面には上記突起部と掛合する突起収容部（孔または溝）が形成されていることが好ましい。
【００２３】
このような構成を有している場合、凸部が凹部に挿入された際に、該突起部は凹部の側面からの押力によって凸部内向きに収縮し、突起収容部へ到達した際に、収縮していた突起部が凸部外向きに開放されて突起収容部に掛合する。これにより、基板に対して垂直な方向への光結合部材の脱離を防ぐことができるとともに、基板に対して垂直な方向への光結合部材の位置決めを正確に行うことができる。また、凹部と凸部との嵌合が緩い場合であっても、突起部および突起収容部の掛合を併用することによって、光結合部材と基板との強固な繋止を実現することができる。
【００２４】
さらに、本発明の光源モジュールにおいて、上記光結合部材と上記基板との接触を回避するためのスペーサが、上記光結合部材と上記基板との間に設けられていることが好ましい。これにより、上記光結合部材と上記基板との繋止による光源の破損を防止することができる。
【００２５】
上記基板に凹部が形成される場合、凹部は、基板上への光源の配置を妨げない箇所に設けられればよい。上記光結合部材に凹部が形成される場合、結合効率の低下を避けるために、凹部は、光源から導光板までの光路を遮らないように設けられればよい。
【００２６】
上記光結合部材に凹部が形成される場合、本発明の光源モジュールは、上記導光板に光結合せずに光結合部材に戻った光を、導光板に反射する第１の反射部材を上記凹部に備えていることが好ましい。上記構成を有することにより、光源から導光板への結合効率が高められ、光利用効率を向上させることができる。また、光結合部材を軽量化させると共に、光結合部材の材料費を削減することが可能となる。
【００２７】
なお、特許文献１には、本発明における凹部を設けることも、第１の反射部材を設けることも一切記載されていない。つまり、特許文献１では、導光板に光結合せずに光結合部材へ戻った光を、再度導光板に光結合するように再反射させることはできない。
【００２８】
本発明の光源モジュールにおいて、上記光結合部材は、導光板の下面に平面で当接する頂部平坦面を有しており、上記導光板の下面に、上記頂部平坦面との接触部分を避けて設けられた、導光板内部を導光する光を反射させる第２の反射部材を備えていることが好ましい。
【００２９】
上記発明によれば、光結合部材は、導光板の下面に平面で当接する頂部平坦面を有している。このため、導光板と頂部平坦面との接触部分には、導光板内部を導光する光を反射させる第２の反射部材を設けることができない。その結果、導光板に光結合しなかった光が、光結合部材へ戻りやすい。従って、特に、導光板と頂部平坦面との接触部分（接合部分）では、結合効率の低下や、輝度ムラの発生など、光学特性に影響が出やすい。
【００３０】
しかし、上記発明によれば、導光板に光結合せずに光結合部材へ戻った光は、第１の反射部材によって、導光板へ確実に反射される。これにより、導光板と頂部平坦面との接触部分において、光源から導光板への結合効率を高め、光利用効率を向上することができる。従って、第２の反射部材が形成された領域と、形成されていない領域との光取り出し効率を均一にすることができる。それゆえ、光源モジュールの輝度均一性を向上することができる。
【００３１】
なお、光結合部材の頂部平坦面は、直接導光板に接していてもよいし、接着部を介して導光板に接していてもよい。
【００３２】
本発明の光源モジュールにおいて、上記凹部は、上記頂部平坦面に対して平行な平坦面を有し、上記第１の反射部材は、上記平坦面に設けられていることが好ましい。
【００３３】
上記の発明によれば、第１の反射部材が、凹部に形成された平坦面上に設けられている。従って、凹部への第１の反射部材の形成を容易に実施することができる。
【００３４】
本発明の光源モジュールにおいて、上記平坦面は、上記導光板の下面に対して平行であることが好ましい。
【００３５】
上記の発明によれば、光結合部材の頂部平坦面と、第１の反射部材が設けられる平坦面とが、いずれも導光板の下面と平行となる。従って、第１の反射部材が設けられる平坦面において、光の拡散を抑制することができる。
【００３６】
本発明の光源モジュールにおいて、上記光源は、複数のＬＥＤからなり、上記ＬＥＤは、上記光結合部材の長手方向に沿って２列に並んで設けられていることが好ましい。これにより、導光板に入射させるときに、２列の光源をそれぞれ反対方向に光出射させることによって、２列間の中点を通る線を軸対称として光結合部材の両側つまり導光板の両端側にそれぞれ導光させることができる。尚、上記２列間の中点を通る線が導光板の中心線に一致する場合には、導光板の中心線を軸対称として導光板の両端側にそれぞれ導光させて該導光板の中心線に軸対称となる輝度分布を得ることができる。したがって、導光板において輝度分布の均一化を図ることができる。なお、ＬＥＤは形状が小さくかつ照度も大きいので、バックライトの光源として適切である。
【００３７】
本発明の電子機器は、上記課題を解決するために、前記いずれかの光源モジュールを備えていることを特徴としている。
【００３８】
上記の発明によれば、光源から導光板への結合効率を高め、光利用効率を向上することのできる光源モジュールを備えた電子機器を提供することができる。
【００３９】
なお、本願明細書において、「垂直」および「平行」とは、完全な垂直、または、完全な平行であることのみを示すのではなく、実質的に同様の作用効果が得られる範囲であればよい。つまり、「垂直」および「平行」は、「略垂直」および「略平行」を包含する意味である。
【発明の効果】
【００４０】
本発明は、導光板の加工を伴うことなく、光源から導光板への結合効率を高め、光利用効率を向上した光源モジュールおよび電子機器を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明における液晶表示装置の実施の一形態を示す断面図である。
【図２】上記液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。
【図３】上記液晶表示装置における光源ユニットの構成を示す斜視図である。
【図４】上記液晶表示装置における光源モジュールの構成を示す斜視図である。
【図５】（ａ）はＬＥＤから出射した光が放物面を有する光結合部材を介して導光板に入射するときの光路を示す断面図であり、（ｂ）はそのＬＥＤ近傍を示す要部断面図である。
【図６】（ａ）はＬＥＤから出射した光が楕円面を有する光結合部材を介して導光板に入射するときの光路を示す断面図であり、（ｂ）はそのＬＥＤ近傍を示す要部断面図であり、（ｃ）は頂部平坦面近傍を示す要部断面図である。
【図７】図６（ｂ）の構成におけるＬＥＤと曲面の焦点との位置関係を示し、（ａ）は、ＬＥＤの発光点が焦点よりも端部側にある場合の光路を示した断面図であり、（ｂ）は、ＬＥＤの発光点が焦点と一致する場合の光路を示した断面図であり、（ｃ）は、ＬＥＤの発光点が焦点よりも中央部側にある場合の光路を示した断面図であり、（ｄ）は、ＬＥＤにおける中央部側の端部が焦点よりも端部側にある場合を示す断面図であり、（ｅ）は、ＬＥＤにおける中央部側の端部が焦点よりも中央部側にある場合を示す断面図である。
【図８】（ａ）は、頂部平坦面の幅と導光板下面に照射される光線照射領域の幅との関係を模式的に示した断面図であり、（ｂ）は、頂部平坦面の幅が光線照射領域の幅よりも小さい場合を示し、（ｃ）は、頂部平坦面の幅が光線照射領域の幅よりも大きい場合を示す。
【図９】（ａ）は液晶表示装置の構成を示す断面図であり、（ｂ）は導光板の高さ方向の輝度分布を示すグラフである。
【図１０】上記液晶表示装置の端部の構成を示す要部断面図である。
【図１１】上記液晶表示装置における光源ユニットの構成を示す断面図である。（ａ）は、光結合部材に設けられた凸部がヒートシンクを貫通して、光結合部材およびヒートシンクが繋止されていることを示す断面図であり、（ｂ）は、光結合部材に設けられた凸部がＬＥＤ基板に設けられた凹部に受容されて、光結合部材およびＬＥＤ基板が繋止されていることを示す断面図である。
【図１２】上記液晶表示装置における光源ユニットの構成を示す断面図である。（ａ）は、ヒートシンクに設けられた凸部が光結合部材に設けられた凹部に受容されて、光結合部材およびヒートシンクが繋止されていることを示す断面図であり、（ｂ）は、ＬＥＤ基板に設けられた凸部が光結合部材に設けられた凹部に受容されて、光結合部材およびＬＥＤ基板が繋止されていることを示す断面図であり、（ｃ）は、嵌挿部材がヒートシンクを介して表面側に突出することによってヒートシンクの凸部を形成し、これが、光結合部材に設けられた凹部に受容されて、光結合部材およびヒートシンクが繋止されていることを示す断面図であり、（ｄ）は、（ａ）の構成における頂部平坦面に対向する凹部の平坦面に反射シートが設けられていることを示す断面図である。
【図１３】特許文献２のバックライトの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
本発明の一実施形態について図１〜図１２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００４３】
図２は、本発明の光源モジュールを備えた液晶表示装置（電子機器）の構成を示す分解斜視図である。本実施の形態の液晶表示装置１は、図２に示すように、下（背面側）から上（表面側）へ向う順に、光源モジュール１０、拡散シート２、プリズムシート３、液晶パネル４及びベゼル５にて構成されている。
【００４４】
そして、光源モジュール１０は、下から上へ向う順に、光源ユニット２０、シャーシ１１，反射シート１２、および導光板１３にて構成されている。シャーシ１１は、光源ユニット２０内の図示せぬ光結合部材３０が導光板１３に当接する部分で２つに区切られ１１ａ、１１ｂで構成される。反射シート１２も、シャーシ１１と同様に光源ユニット２０内の図示せぬ光結合部材３０が導光板１３に当接する部分で２つに区切られ、反射シート１２ａ、１２ｂで構成される。シャーシ１１ａ、１１ｂと反射シート１２ａ、１２ｂとの間にスリット１４が形成される。
【００４５】
また、光源ユニット２０には、図３に示すように、帯状に形成された光源ホルダー２１の上にシート状のヒートシンク２２が設けられていると共に、このヒートシンク２２の上には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）基板２４ａ・２４ｂが設けられ、光源としての半導体のＬＥＤチップが光源ユニット２０の長手方向に沿ってＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂ上に配置されている。半導体のＬＥＤチップは非常に微細なサイズであるため、図３では、図面の煩雑さを防ぐための記載を割愛する。なお、本実施の形態では、光源としてＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを用いているが、これに限るものではなく、例えば、パッケージに収納されたＬＥＤでもよく、有機ＥＬ発光素子又は無機ＥＬ発光素子を用いることも可能である。なお、シャーシ１１と光源ホルダー２１が板状部材の成形等で一体に形成されていても構わない。
【００４６】
上記ＬＥＤチップの上部には、上記光結合部材３０が設けられている。すなわち、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂ上に図示せぬＬＥＤチップが配列され、その上部に光結合部材３０が配置される。しかしそのまま光結合部材３０を載せたのでは、ＬＥＤチップが破損するので、光結合部材３０はＬＥＤチップとの間に高さ方向に僅かに隙間をもって配置される。光結合部材３０は断面略Ｕ字形状（図３ではトンネル状）をしており、２つの端面側に０．５ｍｍ程度の高さのスペーサ２３ａ・２３ｂを設けている。このスペーサ２３ａ・２３ｂのおかげで、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂと、光結合部材３０の上記２つの端面間にＬＥＤチップを配置しかつチップを破損させない隙間を設けることができる。
【００４７】
すなわち、本実施の形態の液晶表示装置１は、図１に示すように、液晶パネル４と、液晶パネル４に光を照射する導光板１３と、導光板１３に光を結合する光学素子としての光結合部材３０と、上記光結合部材３０に入射光を発するＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂとを備え、上記液晶パネル４、導光板１３、光結合部材３０、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂが表面側から裏面側へ向けてこの順に並んで配設されたものからなっている。光結合部材３０はＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを破損しないためのスペーサ２３ａ・２３ｂが構成される。したがって、本実施の形態の液晶表示装置１における光源モジュール１０は、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂが導光板１３の下方に設けられた光源直下型の光源モジュールとなっている。
【００４８】
また、図１に示すように、液晶表示装置１の裏面側には、突出部として光源ユニット２０が設けられており、その内部に光結合部材３０とＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂとが格納された構成となっている。また、光源ユニット２０は、液晶表示装置１の長手方向に帯状に形成されており、内部に格納されている光結合部材３０も液晶表示装置１の長手方向に帯状に形成されている。
【００４９】
ここで、本実施の形態では、光結合部材３０は、図４に示すように、導光板１３とＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからなる光源２５との間に設けられた断面略かまぼこ状の帯体からなっていると共に、光結合部材３０の材質は導光板１３の材質と同じ樹脂からなっている。詳細には、光結合部材３０における導光板１３側の表面は、平板状の導光板１３に当接する頂部平坦面３１と、この頂部平坦面３１から両端側にそれぞれ曲面（反射面）３２ａ・３２ｂを有する形状からなっている。なお、導光板１３と光結合部材３０とは、別部材であり、その間に空気が介在しないようになっている。具体的には、両部材は、接着剤やレーザ溶着により接合されている。
【００５０】
光源モジュール１０によれば、例えばＬＥＤチップ２５ａから出射された光が光結合部材３０の曲面３２ａにて反射され、その反射光が光結合部材３０の頂部平坦面３１に到達し、到達方向を維持して導光板１３に入射する。そして、導光板１３に入射された光は、図４に示す導光板１３の右側の内部を全反射して進みつつ、図示しない光路変換部である光散乱体と衝突することにより導光板１３中を進む角度が変わり、全反射条件が破られ、導光板１３の液晶パネル４側表面から出射し、拡散シート２及びプリズムシート３を通して液晶パネル４に向かう。
【００５１】
このように、光源モジュール１０によれば、光結合部材３０の厚さ方向の伸縮量は大きくないため、伸縮量を考慮して、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂと光結合部材３０との間にクリアランスを設ける必要がない。また、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの出射光は、光結合部材３０に入射すると、曲面３２ａ・３２ｂにて反射され、頂部平坦面３１を介して導光板１３に入射する。光結合部材３０の材質は導光板１３の材質と同じ樹脂からなっているので、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの出射光は、光の損失なしに頂部平坦面３１を通過し導光板１３に入射する。それゆえ、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの出射光が外部に直接漏れることを防止することができ、光結合効率を向上させることができる。
【００５２】
また、光源モジュール１０によれば、導光板１３と光結合部材３０とは別部材であり、かつ通常使用されている平板状の導光板１３に光結合部材３０が接着された構造である。このため、導光板１３への加工が不要となり、コストダウンを実現することができる。
【００５３】
また、本実施の形態の光源モジュール１０では、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの出射光は、導光板１３に対して垂直方向に放射して、光結合部材３０に入射する。そして、光結合部材３０の側面の曲面３２ａ・３２ｂにて反射し、光路の方向が、（導光板１３に対して）垂直方向から（導光板１３に対して）斜め方向に変換されて、頂部平坦面３１を介して導光板１３に光結合する。
【００５４】
一方、光源からの光を、光結合部材を介して導光板に対して斜め方向に導光板内部に導入し、導光板と光結合する技術として、特許文献１に開示された技術が知られている。開示された技術では、光源（ＬＥＤ）は、導光板に対して斜めに配置されている。すなわち、光源からの光の出射方向が導光板に対して斜め方向である。
【００５５】
しかし、特許文献１に開示された技術のように導光板に対して斜め方向に入射するようにＬＥＤを斜めに配置することは、一般的に困難である。例えば、ＬＥＤを斜めに配置するために、シャーシにＬＥＤを斜めに保持するための台座を設置した上で、この台座にＬＥＤを斜め方向から実装する必要がある。このため、特許文献１に開示された技術では、バックライトの組立てが困難となり、実用に供し得ない。
【００５６】
これに対し、光源モジュール１０では、出射光が導光板１３に対して垂直方向に放射するようにＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂが配置されている。すなわち、特許文献１に記載の技術のように、導光板に対して斜め方向に入射するようにＬＥＤを斜めに配置する必要がなく、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを平板状のシャーシ１１に対し垂直にかつ真上から実装するのみである。それゆえ、本実施の形態の光源モジュール１０では、組立て方法や構造を単純化することが可能である。このように、本実施の形態の光源モジュール１０は、特許文献１の技術に対し、構造的な面で、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを垂直に実装できるというメリットがある。
【００５７】
また、上記曲面３２ａ・３２ｂの形状は、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの出射光を結合させる機能を有していればよい。例えば、図５（ａ）に示すように、曲面３２ａ・３２ｂの形状は、断面放物線とすることができる。ただし、必ずしもこれに限らず、断面楕円、弓型等の湾曲形状、又は頂部平坦面３１から斜めに傾斜する平面であっても、導光板に光を有効に結合できる形状であれば構わない。また、光結合部材３０における導光板１３側とは反対側の表面、つまり光結合部材３０の下端は、下端平坦面３３となっており、その一部に上述したスペーサ２３ａ・２３ｂが形成され、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂと、光結合部材３０との衝突を防ぐ。ＬＥＤチップ２５ａは、ＬＥＤ基板２４ａにボンディングされており、スペーサ２３ａの近傍に接着剤等を塗布し、ＬＥＤ基板２４ａと接着固定される。なお、図面において、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂは、光結合部材３０との間に若干の隙間が形成されているが、これに限られず、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂに損傷を与えない範囲であれば、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂが光結合部材３０と密着していても構わない。
【００５８】
なお、本実施の形態では、曲面３２ａ・３２ｂにて反射する光の導光板１３への光路が確保できればよいので、光結合部材３０の下端側の中央部を、光路とならない部分（光が通過しない部分）としてくり抜くことができる。これにより、コスト削減を図ることができる。光路とならない部分をくり抜いた光結合部材３０を用いた構成は、図１および３を参照のこと。また、くり抜いた部分に反射シートを設けることも可能である。これにより、頂部平坦面３１での導光板１３から液晶パネル４への照射を向上させることができる。
【００５９】
また、光結合部材３０の下端平坦面３３の下側には、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂがそれぞれ近接して設けられている。曲面３２ａ・３２ｂが断面放物線からなる場合、これらＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂ（における中央部側（頂部平坦面３１側）の端部）は、図６（ｂ）に示すように、断面放物線からなる曲面３２ａ・３２ｂの焦点ｆ１の位置よりも端部側に存在することが好ましい。これにより、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから放射される光を曲面３２ａ・３２ｂで全反射することができ、効率よく頂部平坦面３１に光を到達させることが可能になる。その結果、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから放射される光を効率的に導光板１３に光結合させることができ、サイドエッジ型の構成よりも光結合効率を向上させることができる。
【００６０】
また、曲面３２が断面楕円からなる場合、図６（ｂ）及び図７に示すように、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂ（における中央部側（頂部平坦面３１側）の端部）は、断面楕円からなる曲面３２ａ・３２ｂにおける一方の焦点ｆ２の位置よりも端部側に存在することが好ましい。さらに、この場合、図６（ｃ）に示すように、曲面３２ａ・３２ｂにおける他方の焦点ｆ３は、導光板１３の下面に一致していることが好ましい。これにより、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから放射される光を曲面３２ａ・３２ｂで全反射することができる。それゆえ、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから放射される光を効率的に導光板１３に光結合させることができる。断面楕円からなる曲面は、断面放物線からなる曲面よりも光を絞って導光板１３に光結合させることが可能である。それゆえ、光結合効率を向上させる観点から、曲面３２ａ・３２ｂは、断面楕円からなることがより好ましい。
【００６１】
ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂと曲面３２ａ・３２ｂの焦点ｆ２との位置関係について、図７を参照して、さらに詳述する。図７は、ＬＥＤチップ２５ａと曲面３２ａの焦点ｆ２との位置関係を示し、図７（ａ）は、ＬＥＤチップ２５ａの発光点が焦点ｆ２よりも端部側にある場合の光路を示した断面図であり、図７（ｂ）は、ＬＥＤチップ２５ａの発光点が焦点ｆ２と一致する場合の光路を示した断面図であり、図７（ｃ）は、ＬＥＤチップ２５ａの発光点が焦点ｆ２よりも中央部側にある場合の光路を示した断面図である。また、図７（ｄ）は、ＬＥＤチップ２５ａにおける中央部側（頂部平坦面３１側）の端部が焦点ｆ２よりも端部側にある場合を示す断面図であり、図７（ｅ）は、ＬＥＤチップ２５ａにおける中央部側の端部が焦点ｆ２よりも中央部側にある場合を示す断面図である。
【００６２】
ＬＥＤチップ２５ａと曲面３２ａの焦点ｆ２との位置関係は、図６（ｂ）に示すように、（ａ）ＬＥＤチップ２５ａの発光点が焦点ｆ２よりも端部側にある場合、（ｂ）ＬＥＤチップ２５ａの発光点が焦点ｆ２と一致する場合、（ｃ）ＬＥＤチップ２５ａの発光点が焦点ｆ２よりも中央部側にある場合が考えられる。
【００６３】
図７（ａ）から、ＬＥＤチップ２５ａの発光点が焦点ｆ２よりも端部側にある場合、ＬＥＤチップ２５ａから放射された光は、全て頂部平坦面３１を通過し導光板１３と光結合することがわかる。また、図７（ｂ）から、ＬＥＤチップ２５ａの発光点が焦点ｆ２と一致する場合、ＬＥＤチップ２５ａから放射された光は、全て頂部平坦面３１（導光板１３の下面）上に存在する焦点ｆ３に集光する。一方、ＬＥＤチップ２５ａの発光点が焦点ｆ２よりも中央部側にある場合、図７（ｃ）からＬＥＤチップ２５ａから放射された光の大部分は、頂部平坦面３１を通過せず導光板１３と光結合しないことがわかる。
【００６４】
ここで、ＬＥＤチップ２５ａは、有限のサイズを有している。それゆえ、ＬＥＤチップ２５ａからの放射光は、光結合部材３０の下面（下端平坦面３３）に、少なくともＬＥＤチップ２５ａのサイズで入射する。このとき、図７（ｄ）に示すように、ＬＥＤチップ２５ａにおける中央部側の端部が焦点ｆ２よりも中央部側にある場合、ＬＥＤチップ２５ａから放射された全ての光は、光結合部材３０の下面における焦点ｆ２または焦点ｆ２よりも端部側から出射するので、頂部平坦面３１を通過し導光板１３と光結合する。それゆえ、図７（ｄ）に示すように、ＬＥＤチップ２５ａにおける中央部側の端部が焦点ｆ２よりも中央部側にある場合、光結合効率が向上することが可能になる。
【００６５】
一方、図７（ｅ）に示すように、ＬＥＤチップ２５ａにおける中央部側の端部が焦点ｆ２よりも中央部側にある場合、ＬＥＤチップ２５ａから放射された光の一部は、光結合部材３０の下面における焦点ｆ２よりも中央部側から出射することになり、導光板１３と光結合しない光となる。よって、図７（ｅ）のように、ＬＥＤチップ２５ａにおける中央部側の端部が焦点ｆ２よりも中央部側にある場合、光結合効率が低くなるので、好ましくない。
【００６６】
また、帯状体である光結合部材３０の伸びる方向（以下、単に伸長方向とする）及び導光板１３の厚さ方向の両方に垂直な方向（以下、単に幅方向とする）において、頂部平坦面３１の幅Ｘは、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂにより導光板１３の下面に照射される光線照射領域の幅と同じであることが好ましい。これにより、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから放射される光を効率的に導光板１３に光結合させることができる。図８（ａ）は、頂部平坦面３１の幅と導光板１３下面に照射される光線照射領域の幅との関係を模式的に示した断面図であり、図８（ｂ）は、頂部平坦面３１の幅が光線照射領域の幅よりも小さい場合を示し、図８（ｃ）は、頂部平坦面３１の幅が光線照射領域の幅よりも大きい場合を示す。なお、図８（ａ）〜（ｃ）では、図面の明確さの観点から、ＬＥＤチップ２５ａから放射された光のみを示している。
【００６７】
実際には、ＬＥＤチップ２５ｂからも光が放射されている。図８（ａ）に示す構成においては、ＬＥＤチップ２５ｂから放射された光の光路は、ＬＥＤチップ２５ａから放射された光の光路と、導光板１３下面で交差する。ここでいう「光線照射領域」とは、ＬＥＤチップ２５ａ及び２５ｂの放射光により照射された導光板１３下面の領域を意味する。
【００６８】
頂部平坦面３１の幅が光線照射領域の幅よりも小さい場合（曲面３２ａ・３２ｂ’が形成され頂部平坦面３１の幅がＸ１である場合）、光結合効率が低下するため好ましくない。図８（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ２５ａから放射される光は、曲面３２ａで反射して、その一部が点線で囲んだ部分に到達する。点線で囲んだ部分に到達した光は、光結合部材３０の外部に漏れるか、あるいは反射されて反対側のＬＥＤチップ２５ｂに到達し迷光となる。その結果、光結合効率が低下する。
【００６９】
また、頂部平坦面３１の幅が光線照射領域の幅よりも大きい場合（曲面３２ａ・３２ｂ’’が形成され頂部平坦面３１の幅がＸ２である場合）も、光結合効率が低下するため好ましくない。図８（ｃ）に示すように、頂部平坦面３１を通過し導光板１３に入射した光の一部Ｌ１が光結合部材３０内に再度反射してしまう。この結果、光結合効率が低下する。
【００７０】
このように伸長方向及び導光板１３の厚さ方向に垂直な方向において、頂部平坦面３１の幅は、光線照射領域の幅よりも大きくても小さくても、光結合効率が低下してしまう。したがって、頂部平坦面３１の幅は、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂにより導光板１３の下面に照射される光線照射領域の幅と同じであることが好ましい。
【００７１】
また、光結合部材３０の高さは、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから放射された光が曲面３２ａ・３２ｂで少なくとも１回当たる高さであることが好ましい。ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂは、所定の放射角度で光を放射する。一般的に、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの放射角度は、８４°である。このような放射角度で放射する光の一部が曲面３２ａ・３２ｂで反射せずに導光板１３に入射した場合、導光板１３内部で反射せず光漏れが生じるおそれがある。このような光漏れを回避するために、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの放射光の全てが曲面３２ａ・３２ｂで少なくとも１回反射されるように、光結合部材３０の高さが設定されていることが好ましい。
【００７２】
この結果、本実施の形態の液晶表示装置１における光源モジュール１０では、液晶表示装置１の画面の中央部に横切って帯状の光源ユニット２０を設けることにより、図９（ａ）〜（ｂ）に示す輝度分布を有する導光板１３からの出射光を得ることができる。そして、この画面の中央が明るいという輝度分布は、液晶表示装置１を適切に表示するための輝度分布に一致している。したがって、従来のサイドエッジ型のバックライトよりも、優れているといえる。
【００７３】
また、本実施の形態の光源モジュール１０では、従来のサイドエッジ型のバックライトとは異なり、液晶パネル４の端部に光源が存在しないので、図１０に示すように、液晶パネル４の端部に直接、フレーム６を設けることが可能である。その結果、額縁寸法を小さくすることが可能になる。
【００７４】
また、本実施の形態の液晶表示装置１における光源モジュール１０では、導光板１３の直下にＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを備えた光源モジュール本体２０が配置されている。導光板１３の厚み方向の伸縮量は大きくないので、導光板１３の伸縮量を考慮したクリアランスを設定する必要がない。それゆえ、光結合効率を向上させることができる。
【００７５】
表１は、本実施の形態の光源モジュール１０とサイドエッジ型バックライトとについて、光結合効率を比較した結果を示す。表１においては、光結合部材３０の曲面３２ａ・３２ｂが断面放物線からなる構成、光結合部材３０の曲面３２ａ・３２ｂが断面楕円からなる構成、及び比較例としてサイドエッジ型バックライトについて、光結合効率を算出した。
【００７６】
【表１】
【００７７】
表１の結果から、光結合部材３０を備えた光源モジュール１０は、サイドエッジ型バックライトよりも光結合効率が大きくなっていることがわかる。
【００７８】
尚、本実施の形態においては光源モジュール本体２０には、２列のＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂが設けられていた。しかし、必ずしもこれに限らず、光結合部材の片側のみに１列のＬＥＤチップが配された構成とすることも可能である。
【００７９】
このように、本発明の光源モジュールは、基板に担持された光源が、導光板における光取出し面の背面側に設けられた、直下型の光源モジュールである。この光源モジュールは、光結合部材の下面に配置された光源から出射される光が、導光板内部を導光するように（すなわち、導光板に対して斜めに入射するように）、光を結合する光結合部材を備えている。そして、図４〜８を参照して説明した光結合を精密かつ安定的に維持するために、本発明の光源モジュールは、基板に対して光結合部材を適切に位置決めするための構造を備えている。
【００８０】
すなわち、本実施の形態の光源モジュール１０は、光結合部材３０とヒートシンク２２またはＬＥＤ基板２４とを繋止する繋止部４０が、光結合部材３０とヒートシンク２２またはＬＥＤ基板２４にわたって形成されていることを特徴としている。
【００８１】
図１１（ａ）〜（ｂ）に示すように、本実施の形態の光源ユニット２０は、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを担持したＬＥＤ基板２４（２４ａ・２４ｂ）がヒートシンク２２上に配置されている。図１１（ａ）には、光結合部材３０に設けられた凸部４０ａが、ヒートシンク２２に設けられた貫通孔に嵌め合わされてヒートシンク２２を貫通していることを示す。凸部４０ａはその側面が外向きに突出したフックを有しており、フック部分が、貫通したヒートシンク２２の裏面に掛合している。フック先端が、凹部内壁よりも外側へ突出していることによって、光結合部材３０はヒートシンク２２に繋止されている。図１１（ｂ）には、光結合部材３０に設けられた凸部４０ａが、ＬＥＤ基板２４に設けられた凹部４０ｂに嵌め合わされていることを示す。凸部４０ａはその側面が外向きに突出したフックを有しており、凹部４０ｂはその側面に孔を有している。フック先端が、凹部４０ｂ内壁よりも外側へ突出していることによって、フック部分が、凹部４０ｂの孔に掛合している。この構成によって、光結合部材３０はＬＥＤ基板２４およびヒートシンク２２に繋止されている。
【００８２】
なお、図１１（ａ）〜（ｂ）に示すように、凸部４０ａは、その先端方向に垂直な平面にて分離された複数の部材からなり、そのフック先端が、凹部４０ｂ内壁よりも外側へ向けて突出している。このような構成を有していることによって、凸部４０ａの先端方向に垂直に外部から押力が加わった際に、分離された各部材が内向きに傾くことができる。その結果、フックの先端が凸部４０ａの内向きに収縮して、凹部４０ｂ内壁よりも内側へ移動し、凸部４０ａの凹部４０ｂへの嵌合を可能にする。そして、凸部４０ａがヒートシンク２２を貫通した際に、あるいは、凸部４０ａのフック先端が凹部４０ｂの孔に到達した際に、凸部４０ａのフックは、ヒートシンク２２の裏面にて上記押力から解放されて元々の位置に回復する。このように、凸部４０ａのフックは、凸部４０ａ先端方向に垂直な向きに可撓性である。
【００８３】
このような構成を有していることにより、光源２３ａ・２３ｂを直接的に担持したＬＥＤ基板２４。または光源２３ａ・２３ｂを間接的に担持したヒートシンク２２に光結合部材３０が繋止され、その結果、導光板１３に入射した光が導光板１３内部を導光するための入射角が精密かつ安定的に保たれる。その結果、光源２３ａ・２３ｂから導光板１３への結合効率を高め、光利用効率の向上が実現する。
【００８４】
凸部４０ａに設けられたフックの形状は、上述した機能を果たす限りにおいて、特に限定されない。また、凹部４０ｂに設けられた孔もまた、上述した機能を果たす限りにおいて、特に限定されず、溝形状であってもよい。また、凸部４０ａのフックの可撓性は、凸部４０ａのフックそのものに付与されていてもよく、凸部４０ａ全体が可撓性を有していることによって、フックにその機能を提供してもよい。
【００８５】
また、図１１（ａ）〜（ｂ）に示すように、光結合部材３０とＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂとの接触を回避するためのスペーサ２３（２３ａ・２３ｂ）が、光結合部材３０とＬＥＤ基板２４（２４ａ・２４ｂ）との間に設けられている。これにより、光結合部材３０とＬＥＤ基板２４との繋止によるＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの破損を防止することができる。
【００８６】
繋止部４０を構成する凸部４０ａが光結合部材３０に設けられ、凹部４０ｂがヒートシンク２２またはＬＥＤ基板２４に設けられた構成を用いて本実施の形態を説明したが、以下に示すように、繋止部４０を構成する凸部４０ａがヒートシンク２２またはＬＥＤ基板２４に設けられ、凹部４０ｂが光結合部材３０に設けられた構成であってもよい。
【００８７】
図１２（ａ）〜（ｄ）に示すように、本実施の形態の光源ユニット２０は、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを担持したＬＥＤ基板２４（２４ａ・２４ｂ）がヒートシンク２２上に配置されている。図１２（ａ）には、ヒートシンク２２に設けられた凸部４０ａが、光結合部材３０に設けられた凹部４０ｂに嵌め合わされていることを示す。図１２（ｂ）には、ＬＥＤ基板２４に設けられた凸部４０ａが、光結合部材３０に設けられた凹部４０ｂに嵌め合わされていることを示す。図１２（ｃ）には、嵌挿部材４０ａ’がヒートシンク２２を介して表面側（図中上方）に突出することによって、図１２（ａ）の凸部４０ａを形成し、これが、光結合部材３０に設けられた凹部４０ｂに嵌め合わされていることを示す。凸部４０ａはその側面が外向きに突出したフックを有しており、凹部４０ｂはその側面に孔を有している。フック先端が、凹部４０ｂ内壁よりも外側へ突出していることによって、フック部分が、凹部４０ｂの孔に掛合している。このような構成によって、光結合部材３０はヒートシンク２２およびＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂに繋止されている。
【００８８】
このような構成を有していることにより、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを直接的に担持したＬＥＤ基板２４、またはＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを間接的に担持したヒートシンク２２に光結合部材３０が繋止され、その結果、導光板１３に入射した光が導光板１３内部を導光するための入射角が精密かつ安定的に保たれる。その結果、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから導光板１３への結合効率を高め、光利用効率の向上が実現する。なお、光利用効率の観点から、凹部４０ｂは、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの光の光路を遮らないように設けられていることが好ましいが、凹部４０ｂは、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの光の光路の少なくとも一部を避けて設けられていればよく、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの光の光路の全てを避けて設けられていてもよい。これにより、光結合部材３０の軽量化と共に、光結合部材３０の材料費を削減することが可能となる。
【００８９】
ところで、上述したように、本実施形態の光源モジュール１０は、光源ユニット２０が導光板１３の下方に設けられた、直下型の光源モジュールである。さらに、図４〜５等のように、この光源ユニット２０は、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから出射される光が、導光板１３内部を導光するように（すなわち、導光板１３に対して斜めに入射するように）、光を結合する光結合部材３０を備えている。また、図１１〜１２のように、光結合部材３０とヒートシンク２２または基板２４とを繋止する繋止部４０を構成する凸部４０ａ・４０ａ’および凹部４０ｂが、光結合部材３０と光結合部材３０とヒートシンク２２または基板２４との間に形成されている。
【００９０】
図１１のように、光結合部材３０に凸部４０ａが形成されている場合、凹部（または貫通孔）は、ヒートシンク２２やＬＥＤ基板２４だけでなく、ヒートシンク２２を背面から保持する光源ホルダー２１にわたって形成されていてもよい。すなわち、光源２３を担持する基板は、光源ホルダー２１、ヒートシンク２２およびＬＥＤ基板２４の全てであり得る。
【００９１】
また、凹部４０ｂが、光結合部材３０に、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの光の光路の少なくとも一部を避けて形成されている場合、図１２（ｄ）のように、この凹部４０ｂの内面に、反射シート３５が設けられていることが好ましく、特に、光結合部材３０の頂部平坦面３１に対して平行な平坦面３４に設けられていることが好ましい。
【００９２】
光結合部材３０への凹部４０ｂの形成方法は、特に限定されるものではない。例えば、凹部４０ｂが形成されるような金型を用いて光結合部材３０を成型すれば、最初から凹部４０ｂを有する光結合部材３０が一体形成される。また、光結合部材３０を切削加工して、凹部４０ｂを形成することもできる。
【００９３】
なお、特許文献１には、本発明における凹部４０ｂを設けることも、反射シート３５を設けることも一切記載されていない。つまり、特許文献１では、導光板に光結合せずに光結合部に戻った光を、再度導光板に光結合するように再反射させることはできない。
【００９４】
また、光源ユニット２０では、光結合部材３０は、導光板１３の下面に平面で当接する頂部平坦面３１を有しており、導光板１３の下面に、反射シート１２が設けられていることが好ましい。反射シート１２は、導光板１３と頂部平坦面３１との接触部分を避けて設けられており（図１および２参照）、導光板１３内部を導光する光を反射させる。
【００９５】
このような構成では、光結合部材３０の、導光板１３と頂部平坦面３１との接触部分には、導光板１３内部を導光する光を反射させる反射シート１２を設けることができない。その結果、導光板１３に光結合しなかった光が、光結合部材３０に戻りやすい。従って、特に、導光板１３と頂部平坦面３１との接触部分（接合部分）では、結合効率の低下や、輝度ムラの発生など、光学特性に影響が出やすい。
【００９６】
しかし、導光板１３に光結合せずに光結合部材３０に戻った光は、凹部４０ｂに設けられた反射シート３４によって、導光板１３へ確実に反射される。これにより、導光板１３と頂部平坦面３１との接触部分において、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから導光板１３への結合効率を高め、光利用効率を向上することができる。従って、反射シート１２が形成された領域と、形成されていない領域との光取り出し効率を均一にすることができる。それゆえ、光源モジュールの輝度均一性を向上することができる。
【００９７】
なお、光結合部材３０の頂部平坦面３１は、直接導光板１３に接していてもよいし、接着部を介して導光板１３に接していてもよい。
【００９８】
図１２（ａ）〜（ｄ）に示した光結合部材３０では、凹部４０ｂにおける頂部平坦面３１との対向部分３４が平面となっている。しかし、凹部４０ｂにおける頂部平坦面３１との対向部分の形状は、平面に限定されるものではなく、光結合部材３０とヒートシンク２２または基板２４との繋止が実現する限りにおいて、図１および３に示されるような、断面が弓状または円弧状であってもよい。
【００９９】
なお、本実施の形態においては光源ユニット２０には、２列のＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂが設けられていた。しかし、必ずしもこれに限らず、例えば、片側のみの光結合部材（一列配置のＬＥＤ）とすることも可能である。
【０１００】
また、本実施の形態では、光源モジュール１０を液晶表示装置１に適用していた。しかし、必ずしもこれに限らず、例えば、光源モジュール１０を照明装置に適用することが可能である。すなわち、本実施の形態の光源モジュール１０は、そのまま大型平面光源への適用が可能である。また、導光板１３の周辺に部材が不要であることから、シームレスに並べることにより、さらに、大きな平面光源への適用が可能である。
【０１０１】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、テレビ、モニター等の液晶表示装置のバックライトに用いることができ、特に、光源直下型のバックライトに適用可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１ 液晶表示装置
２ 拡散シート
３ プリズムシート
４ 液晶パネル
１０ 光源モジュール
１１ シャーシ
１１ａ・１１ｂ シャーシ
１２ 反射シート（第２の反射部材）
１２ａ・１２ｂ 反射シート（第２の反射部材）
１３ 導光板
１４ スリット
２０ 光源ユニット
２１ 光源ホルダー（基板）
２２ ヒートシンク（基板）
２３ スペーサ
２３ａ・２３ｂ スペーサ
２４ ＬＥＤ基板（基板）
２４ａ・２４ｂ ＬＥＤ基板（基板）
２５ ＬＥＤ（光源）
２５ａ・２５ｂ ＬＥＤチップ（光源）
３０ 光結合部材
３１ 頂部平坦面
３２ 曲面
３２ａ・３２ｂ 曲面
３３ 下端平坦面
３４ 平坦面
３５ 反射シート（第１の反射部材）
４０ 繋止部
４０ａ 凸部（繋止部）
４０ａ’ 嵌挿部材（凸部、繋止部）
４０ｂ 凹部（繋止部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
上記光源を担持した基板と、
上記光源からの出射光を導光して光取出し面から照射させる導光板とを備え、
上記出射光が上記導光板の内部を導光するように該出射光を該導光板に結合する光結合部材が、該導光板の、上記光取出し面と対向する背面と、上記光源との間に設けられており、
上記光結合部材と上記基板とを繋止する繋止部が、該光結合部材と該基板にわたって形成されていることを特徴とする光源モジュール。
【請求項２】
前記繋止部は、前記基板および前記光結合部材のいずれか一方に形成されている凸部が、他方に形成されている凹部に受容される嵌合構造であることを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
【請求項３】
前記凸部側面には、前記凸部先端方向に垂直な向きに可撓性である突起部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光源モジュール。
【請求項４】
前記凹部の側面には前記突起部と掛合する突起収容部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の光源モジュール。
【請求項５】
前記基板および前記光結合部材との間にスペーサが設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光源モジュール。
【請求項６】
前記凹部が前記光結合部材に形成される場合、該凹部が、光源から導光板までの光路を遮らないように設けられていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の光源モジュール。
【請求項７】
前記凹部は、上記導光板に光結合せずに光結合部材に戻った光を、導光板に反射する第１の反射部材が備えられていることを特徴とする請求項６に記載の光源モジュール。
【請求項８】
上記光結合部材は、導光板の下面に平面で当接する頂部平坦面を有しており、
上記導光板の下面に、上記頂部平坦面との接触部分を避けて設けられた、導光板内部を導光する光を反射させる第２の反射部材を備えていることを特徴とする請求項７に記載の光源モジュール。
【請求項９】
上記凹部は、上記光結合部に対して平行な平坦面を有し、
上記第１の反射部材は、上記平坦面に設けられていることを特徴とする請求項７または８に記載の光源モジュール。
【請求項１０】
上記平坦面は、上記導光板の下面に対して平行であることを特徴とする請求項９に記載の光源モジュール。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光源モジュールを備えた電子機器。
【請求項１】
光源と、
上記光源を担持した基板と、
上記光源からの出射光を導光して光取出し面から照射させる導光板とを備え、
上記出射光が上記導光板の内部を導光するように該出射光を該導光板に結合する光結合部材が、該導光板の、上記光取出し面と対向する背面と、上記光源との間に設けられており、
上記光結合部材と上記基板とを繋止する繋止部が、該光結合部材と該基板にわたって形成されていることを特徴とする光源モジュール。
【請求項２】
前記繋止部は、前記基板および前記光結合部材のいずれか一方に形成されている凸部が、他方に形成されている凹部に受容される嵌合構造であることを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
【請求項３】
前記凸部側面には、前記凸部先端方向に垂直な向きに可撓性である突起部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光源モジュール。
【請求項４】
前記凹部の側面には前記突起部と掛合する突起収容部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の光源モジュール。
【請求項５】
前記基板および前記光結合部材との間にスペーサが設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光源モジュール。
【請求項６】
前記凹部が前記光結合部材に形成される場合、該凹部が、光源から導光板までの光路を遮らないように設けられていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の光源モジュール。
【請求項７】
前記凹部は、上記導光板に光結合せずに光結合部材に戻った光を、導光板に反射する第１の反射部材が備えられていることを特徴とする請求項６に記載の光源モジュール。
【請求項８】
上記光結合部材は、導光板の下面に平面で当接する頂部平坦面を有しており、
上記導光板の下面に、上記頂部平坦面との接触部分を避けて設けられた、導光板内部を導光する光を反射させる第２の反射部材を備えていることを特徴とする請求項７に記載の光源モジュール。
【請求項９】
上記凹部は、上記光結合部に対して平行な平坦面を有し、
上記第１の反射部材は、上記平坦面に設けられていることを特徴とする請求項７または８に記載の光源モジュール。
【請求項１０】
上記平坦面は、上記導光板の下面に対して平行であることを特徴とする請求項９に記載の光源モジュール。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光源モジュールを備えた電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２１６４２９（Ｐ２０１２−２１６４２９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８１１６８（Ｐ２０１１−８１１６８）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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