照明装置および電子機器
【課題】一方向に延びた光結合部材の熱膨張による影響を受けることがなく、かつ、製造しやすい照明装置を提供する。
【解決手段】バックライト１０は、導光板１３と、導光板１３を保持する平板状のシャーシ１１と、導光板１３に光を照射する光源モジュール２０とを備えている。そして、光源モジュール２０は、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂおよびＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの出射光を導光板１３に光結合するための一方向の延びた長尺の光結合部材３０を含む光源ユニットと、光結合部材３０の長手方向に摺動可能に光源ユニットを支持する光源ホルダー２１とを備える。光結合部材３０は、導光板１３とＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂとの間に配されており、導光板１３に対して斜めに光を入射させるようにＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの出射光を結合する。また、光源ホルダー２１は、シャーシ１１に取り付けられる。
【解決手段】バックライト１０は、導光板１３と、導光板１３を保持する平板状のシャーシ１１と、導光板１３に光を照射する光源モジュール２０とを備えている。そして、光源モジュール２０は、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂおよびＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの出射光を導光板１３に光結合するための一方向の延びた長尺の光結合部材３０を含む光源ユニットと、光結合部材３０の長手方向に摺動可能に光源ユニットを支持する光源ホルダー２１とを備える。光結合部材３０は、導光板１３とＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂとの間に配されており、導光板１３に対して斜めに光を入射させるようにＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの出射光を結合する。また、光源ホルダー２１は、シャーシ１１に取り付けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いられる照明装置および当該照明装置を備えた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、外部からの光によって映像を表示するものであり、当該光を発するバックライトを備えるものが一般的である。このようなバックライトしては、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を２次元マトリクス状に配置させ、これら複数のＬＥＤの上に導光板を配置した導光板直下型のバックライトが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ＬＥＤ実装基板に２次元マトリクス状の複数の挿入孔が形成されており、各挿入孔にＬＥＤチップが挿入される照明装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２６６６２４号公報（２００９年１１月１２日公開）
【特許文献２】特開２０１１−０１３３３１号公報（２０１１年１月２０日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような導光板直下型のバックライトでは、ＬＥＤチップからの光を導光板に所望の角度で入射させるために様々な形状の光結合部材（レンズ）を配置させることが考えられる。例えば、複数のＬＥＤチップ上に、特許文献２に開示されているような一方向に延びた長尺状のレンズを配置することが考えられる。このような一方向に延びたレンズを配置する場合、ＬＥＤチップから発せられる熱によってレンズが当該一方向に膨張してしまう。その結果、当該レンズに応力が加わり、光学性能の悪化や破損などの問題が生じる。そこで、特許文献２に記載のような可動機構を設けることが考えられる。しかしながら、液晶表示装置は比較的大型であり、液晶表示装置のシャーシに可動機構を設けるには加工し難いという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、一方向に延びた光結合部材の熱膨張による影響を受けることがなく、かつ、製造しやすい照明装置および電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の照明装置は、導光板と、上記導光板を保持する平板状のシャーシと、上記導光板に光を照射する光源モジュールとを備えた照明装置であって、上記光源モジュールは、光源および当該光源の出射光を上記導光板に光結合するための一方向の延びた長尺の光結合部材を含む光源ユニットと、上記光結合部材の長手方向に摺動可能に上記光源ユニットを支持する支持部材とを備え、上記光結合部材は、上記導光板と上記光源との間に配されており、上記導光板に対して斜めに光を入射させるように上記光源の出射光を結合し、上記支持部材は、上記シャーシに取り付けられることを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、導光板、光結合部材及び光源がこの順に配設されることとなる。このため、導光板の下方の光源から出射された光は光結合部材を介して導光板に結合して斜めに入射され、導光板の内部を全反射しながら導光板の端部まで移動し、その途中では適宜光路変換素子にて、全反射条件が破られ、導光板から出射し、反射シートで反射し、更に導光板内を通過しつつ、導光板の液晶パネル側表面から出射し、上記拡散シート及びプリズムシートを通して液晶パネルに向かう。
【０００９】
また、一方向に延びた長尺の光結合部材が、光源から発せられる熱によってその長手方向に膨張したとしても、光源ユニットは、その膨張量に応じて、支持部材上で光結合部材の長手方向に摺動する。よって、光結合部材に不要な応力が加わることがなく、光結合部材の光学性能を維持するとともに、破損なども防止することができる。
【００１０】
さらに、シャーシとは別体の支持部材が光源ユニットを摺動可能に支持するため、比較的大きなシャーシを単純な形状にすることができ、シャーシの加工を簡易化することができる。また、支持部材は、光源ユニットのみを支持すればよく、シャーシよりもサイズを小さくすることができる。そして、サイズの比較的小さい支持部材に対して、光源ユニットを摺動させるための機構を設ければよく、当該機構のための加工が施しやすい、つまり照明装置を製造しやすいという利点がある。
【００１１】
以上のように、上記の構成によれば、一方向に延びた光結合部材の熱膨張による影響を受けることがなく、かつ、製造しやすい照明装置を提供することができる。
【００１２】
さらに、本発明の照明装置において、上記支持部材は、上記シャーシにおける上記導光板を保持する面の裏面に取り付けられており、上記シャーシは、上記支持部材と対向する部分にスリットまたは開口を有していることが好ましい。
【００１３】
上記の構成によれば、シャーシにおける導光板を保持する面の裏面側において、光源モジュールのみが突出していることになる。したがって、光源モジュール以外の部分を薄型化することが可能となる。また、光源モジュールで発生した熱をより効率的に逃がすことができる。
【００１４】
さらに、本発明の照明装置において、上記光源は、上記光結合部材の長手方向に沿って複数設けられていることが好ましい。
【００１５】
上記の構成によれば、光結合部材の長手方向に沿って均一な光を導光板に入射させることができる。その結果、導光板から照射される光も、光結合部材の長手方向に沿って均一にすることができる。
【００１６】
また、本発明の照明装置において、上記光源ユニットは、さらに、上記光源および上記光結合部材が搭載される板状部材を備えており、上記板状部材は、上記光結合部材の長手方向と同じ方向を長手方向とする長穴を有しており、上記支持部材は、上記長穴に挿入される固定部材により上記板状部材を支持し、上記固定部材と上記長穴の長手方向における両端部の少なくとも一方との間に隙間が形成されることが好ましい。
【００１７】
上記の構成によれば、固定部材と上記長穴の長手方向における両端部の少なくとも一方との間に隙間が形成されているため、その隙間の長さだけ、板状部材は、長穴の長手方向つまり光結合部材の長手方向に可動となる。
【００１８】
さらに、本発明の照明装置において、上記板状部材が放熱板であることが好ましい。これにより、光源で発せられた熱を効率的に逃がすことができる。
【００１９】
また、本発明の電子機器は、上記の照明装置を備えることを特徴とする。この構成によっても、一方向に延びた光結合部材の熱膨張による影響を受けることがなく、かつ、製造しやすい電子機器を提供することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の照明装置は、導光板と、上記導光板を保持する平板状のシャーシと、上記導光板に光を照射する光源モジュールとを備えた照明装置であって、上記光源モジュールは、光源および当該光源の出射光を上記導光板に光結合するための一方向の延びた長尺の光結合部材を含む光源ユニットと、上記光結合部材の長手方向に摺動可能に上記光源ユニットを支持する支持部材とを備え、上記光結合部材は、上記導光板と上記光源との間に配されており、上記導光板に対して斜めに光を入射させるように上記光源の出射光を結合し、上記支持部材は、上記シャーシに取り付けられる。
【００２１】
それゆえ、一方向に延びた光結合部材の熱膨張による影響を受けることがなく、かつ、製造しやすい照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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ものであって、液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。
【図２】上記液晶表示装置が備える光源モジュールの全体構成を示す斜視図である。
【図３】光源モジュールの付近を示す液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図４】上記光源モジュールが備える光源ホルダーの示す斜視図である。
【図５】上記光源モジュールが備える光源ユニットの示す斜視図である。
【図６】光源ユニットの一部を示す分解斜視図である。
【図７】ＬＥＤ基板をヒートシンクに取り付ける方法を示す分解斜視図である。
【図８】（ａ）はＬＥＤチップ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ＬＥＤチップ近傍を示す要部断面図である。
【図９】２つのＬＥＤチップから出射した光が放物面・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る。
【図１０】（ａ）は液晶表示装置の構成を示す正面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図１１】（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１２】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１３】光源モジュールの組み立て方法を示す分解斜視図である。
【図１４】光源モジュールの詳細な構成を示す斜視図である。
【図１５】光源モジュールの変形例の構成を示すものであって、一個のＬＥＤチップ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る。
【図１６】光源モジュールの変形例の構成を示すものであって、一列のＬＥＤチップを有する複列の光結合部材から導光板に光を入射させるときの入射方向を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜液晶表示装置の全体構成＞
本発明の一実施形態について図１〜図１６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００２４】
本実施の形態の液晶表示装置（電子機器）１は、図１に示すように、バックライト（照明装置）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がこの順に重ねられて構成されている。そのため、バックライト１０から出射された光が、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に入射する。そして液晶パネル４において光透過率を部分的に変化させることにより、所望の画像が表示されることとなる。なお、液晶パネル４は、矩形の平板状であり、拡散シート２及びプリズムシート３も液晶パネル４と略同じ形状を有している。
【００２５】
＜バックライトの構成＞
バックライト１０は、下から順に（つまり、液晶パネル４に対して遠い順に）、光源モジュール２０、シャーシ１１、反射シート１２及び導光板１３にて構成されている。
【００２６】
光源モジュール２０は、液晶パネル４の長辺に平行な方向に延びた長尺状（帯状）であり、液晶パネル４における短辺方向の中央部分に対向するように配置されている。すなわち、光源モジュール２０は、液晶パネル４の横方向（長手方向）に沿っており、かつ、液晶パネル４の縦方向（短手方向）における中心線に対向するように配置されている。
【００２７】
シャーシ１１は、例えば鉄などの材質により形成されており、バックライト１０の強度を高めている。シャーシ１１には、光源モジュール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。また、反射シート１２も、シャーシ１１と同様に光源モジュール２０内の図示せぬ光結合部材が導光板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。そのため、光源モジュール２０からの光は、スリット１４を通り、導光板１３に到達することとなる。
【００２８】
導光板１３は、光源モジュール２０から出射した光を液晶パネル４側に導くためのものであり、平板状である。
【００２９】
＜光源モジュールの構成＞
次に、光源モジュール２０の構成について説明する。図２は、光源モジュール２０の全体構成を示す斜視図である、図２に示されるように、光源モジュール２０は、複数の光源ユニット２９と、当該複数の光源ユニット２９を一方向に並べた状態で支持する光源ホルダー２１とを備えている。なお、図３は、光源モジュール２０の付近を示す液晶表示装置１の断面図である。図３に示されるように、光源モジュール２０は、液晶表示装置１の裏面側に配置される。
【００３０】
図４は、光源ホルダー２１の全体を示す斜視図である。光源ホルダー２１は、一方向に延びた長尺状（帯状）であり、ホルダー本体部２１ａと鍔部２１ｂとを備える。ホルダー本体部２１ａは、断面が凹状（コの字状）である溝を有している。そして、ホルダー本体部２１ａは、溝の底面において、複数の光源ユニット２９を摺動（スライド）可動に支持するものである。なお、光源ユニット２９を摺動可能に支持する機構の詳細については後述する。また、鍔部２１ｂは、ホルダー本体部２１ａにおける長手方向に沿った両端部から、ホルダー本体部２１ａの底面に平行に延設されている。鍔部２１ｂは、シャーシ１１に取り付けられるための複数のネジ穴２１ｅを有している。
【００３１】
図５は、光源ユニット２９を示す斜視図である。図５および図３に示されるように、光源ユニット２９は、光源としてのＬＥＤチップ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）２５ａ・２５ｂを搭載したＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂと、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから発せられた光を結合させ、導光板１３に対して所定の角度で入射させるための光学素子としての長尺状の光結合部材３０と、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂおよび光結合部材３０が搭載される板状部材としてのヒートシンク２２とを備える。なお、光結合部材３０、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂおよびヒートシンク２２は、この順に重ねて配設される。なお、半導体のＬＥＤチップは非常に微細なサイズであるため、図５では、図面の煩雑さを防ぐための記載を割愛する。本実施の形態では、光源としてＬＥＤチップを用いているが、これは、半導体チップ状のＬＥＤは形状がさらに小さくかつ狭い領域に配置できるので、安価な低出力のＬＥＤチップを用いた場合にも、間隔を詰めて多くのＬＥＤを配置することで照度も向上し、高機能の、バックライトの光源として利用できる点で好ましいためである。ただし、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。
【００３２】
ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂは、２列に並んで互いに平行に複数個設けられている・そして、図６に示されるように、それら複数のＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂが搭載されたＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂの上側に、光結合部材３０が設けられている。また、図７に示されるように、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂは、ヒートシンク２２の上にネジにより取り付けられている。ヒートシンク２２は、例えばアルミニウムのような熱伝導率の高い材質で板状に構成されている。そのため、放熱性を向上させることができる。また、長尺状の光結合部材３０の長手方向の長さ（例えば１１１ｍｍ）は、ヒートシンク２２の幅（例えば１１０ｍｍ）よりもわずかに長く設定されている。これにより、図２に示されるように、複数の光源ユニット２９を並べて配置したときに、隣接する光源ユニットにおいて、光結合部材３０の間に隙間が形成されることを確実に防止することができる。
【００３３】
上記ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂ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ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂ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２５ａ・２５ｂが破損するので、光結合部材３０はＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂとの間に高さ方向に僅かに隙間をもって配置される。
【００３４】
光結合部材３０は、図８（ａ）（ｂ）に示すように、導光板１３とＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂとの間に設けられた断面略Ｕ字形状（トンネル状）の帯状体つまり棒状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（例えばアクリル樹脂）からなっている。同じ材質であれば、屈折率を同じにすることができるので、光結合部材３０から導光板１３への光の入射が円滑に行われる。導光板１３の屈折率が光結合部材３０の屈折率より僅かに高い構成でも構わない。また樹脂に限るものではなく硝子等の材質でも構わない。詳細には、図８（ａ）に示すように、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導光板１３から遠ざかるように伸びる反射面３２ａ・３２ｂとからなっている。上記反射面３２ａ・３２ｂは、例えば、図８（ａ）に示す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、断面楕円の一部、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。これにより、光結合部材３０が、光源から出射された光を、光結合部材内部で曲げながら伝搬し、平板状の導光板に対して斜めに入射させるように機能する。このため、光源からの光の殆どを導光板に結合させることができる。
【００３５】
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、２つの下端平坦面３３となっており、下端平坦面３３の一部に高さ０．５ｍｍ程度のスペーサ２３ａ・２３ｂが形成され、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂと光結合部材３０との衝突によるＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの破損を防いでいる。すなわち、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つの下端平坦面３３間にＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを配置しかつＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを破損させない隙間を設けることができる。ＬＥＤチップ２５ａは、ＬＥＤ基板２４ａにボンディングされている。スペーサ２３ａ近傍に接着剤等を塗布し、ＬＥＤ基板２４ａと接着固定される。
【００３６】
さらに、光結合部材３０の下端側の中央部には凹部３４が形成されている。ただし、必ずしもこれに限らず、凹部３４が存在しない断面かまぼこ状や断面半円状でもよい。すなわち、本実施の形態では、反射面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、光路とならない部分は凹部３４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。尚、凹部３４に図示せぬ反射シート等の反射手段を設けることも可能である。これにより、頂部平坦面３１近傍で発生した迷光が発生する場合があっても迷光の一部を導光板１３側に反射させ液晶パネル４への照射を向上させることができる。
【００３７】
上記光結合部材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。これらＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂは、図８（ｂ）に示すように、断面放物線又は断面楕円からなる反射面３２ａ・３２ｂの焦点位置Ｆよりも端部側に存在することが好ましい。これにより、図８（ａ）に示すように、例えばＬＥＤチップ２５ａから出射された光が光結合部材３０の断面放物線の反射面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に斜めに入射する。そして、導光板１３に入射された光は、図８（ａ）に示す導光板１３の右側の内部を全反射して進み、導光板１３の下面もしくは上面に形成された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から出射し、反射シート１２で反射し、更に導光板１３内を通過し、導光板１３の液晶パネル４側表面から出射し、前記拡散シート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。尚、ＬＥＤチップ２５ｂから出射された光も図８（ａ）（ｂ）では示していないが、ＬＥＤチップ２５ａからの光とは対称に進む。左右のＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの光が光結合素子３０を通過し、導光板１３に入射し、その内部を全反射伝搬する様子を模式的にしめしたものが図９である。
【００３８】
すなわち、図９に示すように、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから出射された光は光結合部材３０の断面楕円の反射面３２ａ・３２ｂ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に斜めに入射する。そして、導光板１３に入射された光は、導光板１３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、上記拡散シート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。ＬＥＤチップ２５ａから出射された光とＬＥＤチップ２５ｂから出射された光は、導光板１３内を対称に進む。
【００３９】
このように、光結合部材３０における反射面３２ａ・３２ｂの形状を断面放物線又は断面楕円とすることによって、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの出射光を、断面放物線又は断面楕円の反射面３２ａ・３２ｂにて反射させて効率よく結合して頂部平坦面３１から導光板１３に入射させることができる。なお、断面放物線と断面楕円との対比においては、断面楕円の方が光を絞って導光板１３に入射するよう結合できるので、結合効率を高くすることができる。
【００４０】
この結果、本実施の形態の液晶表示装置１におけるバックライト１０では、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、液晶表示装置１の画面の中央部に横切って長尺状（帯状）の光源モジュール２０を設けることにより、図１１（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適合している。このため、本実施の形態では均一で滑らかな輝度分布を得ることが可能となる。この結果、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。
【００４１】
また、本実施の形態のバックライト１０では、導光板１３の下方からＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの光を導入させる。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光利用効率においても優れている。
【００４２】
また、本実施の形態のバックライト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、図１２に示すように、導光板１３の端部側（サイドエッジ部）すなわち、液晶パネル４の端部に光源が存在しないので、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。この結果、狭額縁化を図ることができる。
【００４３】
また、図３に示されるように、ヒートシンク２２は、液晶表示装置１の最も裏面側に配置される。そのため、より放熱効果が高くなる。
【００４４】
＜光源ユニットの摺動機構＞
次に本発明の特徴的な構成である、光源ホルダー２１において光源ユニット２９を摺動可能とする機構の詳細について説明する。図１３は、光源ユニット２９を光源ホルダー２１に取り付ける仕組みを示す図である。
【００４５】
図１３に示されるように、ホルダー本体部２１ａの溝の底面には、複数の光源ユニット２９の各々に対応して、当該光源ユニット２９を取り付けるためのリベット２８が挿入されるリベット用穴２１ｃが形成されているとともに、当該光源ユニット２９の位置を決めるための円柱状の突起部２１ｄが形成されている。なお、リベット用穴２１ｃおよび突起部２１ｄの数は、光源ユニット２９のサイズなどを考慮して適宜設定すればよい。
【００４６】
各光源ユニット２９が有するヒートシンク２２には、リベット２８が貫通するための締結用長穴２２ａと、光源ホルダー２１に形成された突起部２１ｄが挿入される勘合用長穴２２ｂとが形成されている。締結用長穴２２ａおよび勘合用長穴２２ｂは、一方向に延びた光結合部材３０の長手方向に延びている。なお、ヒートシンク２２における締結用長穴２２ａと勘合用長穴２２ｂとの相対位置関係は、ホルダー本体部２１ａに形成された各光源ユニット２９に対応するリベット用穴２１ｃと突起部２１ｄとの相対位置関係と同一である。
【００４７】
光源ユニット２９は、光結合部材３０の長手方向と、光源ホルダー２１の長手方向（つまり溝に平行な方向）とが平行になるように、ホルダー本体部２１ａの底面に設置される。この際、ヒートシンク２２の締結用長穴２２ａとホルダー本体部２１ａのリベット用穴２１ｃとが重なり、かつ、ホルダー本体部２１ａの突起部２１ｄがヒートシンク２２の勘合用長穴２２ｂに挿入するように、光源ユニット２９を設置する。なお、円柱状の突起部２１ｄの外径は、勘合用長穴２２ｂの短手方向の幅と等しいかわずかに小さい。
【００４８】
そして、断面円形のリベット（例えばプラスチック製のリベット）２８を締結用長穴２２ａに通してリベット用穴２１ｃに差込む。なお、リベット２８の外径は、締結用長穴２２ａの短手方向の幅と等しいかわずかに小さい。
【００４９】
図１４は、リベット２８により光源ユニット２９が光源ホルダー２１に取り付けられたときの状態を示す斜視図である。図１４に示されるように、リベット２８によって、光源ホルダーに対してシート状であるヒートシンク２２がその法線方向（図中ではｚ方向）に移動しないように固定される。
【００５０】
また、光源ホルダー２１の突起部２１ｄがヒートシンク２２の勘合用長穴２２ｂに挿入しており、かつ、突起部２１ｄの外径が勘合用長穴２２ｂの短手方向の幅と等しいかわずかに小さい。ここで、勘合用長穴２２ｂの短手方向は、当該勘合用長穴２２ｂの長手方向に垂直であり、一方向に延びた光結合部材３０の長手方向に垂直な方向（光結合部材３０の短手方向）である。そのため、光源ユニット２９は、光源ホルダー２１に対して、光結合部材３０の短手方向（図中ではｙ方向）に移動しないように固定される。
【００５１】
一方、突起部２１ｄの外径は、勘合用長穴２２ｂの短手方向の幅と等しいかわずかに小さく、かつ、リベット２８の外径は、締結用長穴２２ａの短手方向の幅と等しいかわずかに小さい。すなわち、突起部２１ｄと勘合用長穴２２ｂの長手方向における両端部の少なくとも一方との間に隙間が形成される。同様に、リベット２８と締結用長穴２２ａの長手方向における両端部の少なくとも一方との間に隙間が形成される。その結果、当該隙間の分だけ、光源ユニット２９は、光源ホルダー２１に対して、光結合部材３０の長手方向（図中ではｘ方向）に摺動（移動）可能となる。
【００５２】
上述したように光結合部材３０は、例えばアクリル樹脂のような材質で形成されるレンズ（例えばアクリルガラス）である。このような材質は一般に熱膨張係数が比較的高い。そのため、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂにより発せられた熱によって膨張することが考えられる。その際の膨張量は、一方向の延びた光結合部材３０の長手方向において大きくなる。しかしながら、本実施形態の光源モジュール２０では、光結合部材３０の長手方向に沿って摺動可能なように、光源ホルダー２１が光源ユニット２９を支持する。そのため、光結合部材３０がその長手方向に膨張したとしても、光源ユニット２９は、その膨張量に応じて、光源ホルダー２１上で光結合部材３０の長手方向に摺動する。よって、光結合部材３０に不要な応力が加わることがなく、光結合部材３０の光学性能を維持するとともに、破損なども防止することができる。
【００５３】
そして、このような光源ユニット２９を摺動可能に支持するための可動機構を備えた光源ホルダー２１がシャーシ１１に取り付けられる。つまり、可動機構はシャーシ１１ではなく光源ホルダー２１に設ければよい。シャーシ１１は、液晶パネル４とほぼ同じサイズを有するものであり、比較的大型である。このような大型なシャーシ１１に対して可動機構を設ける場合、加工がし難くなる。しかしながら、本実施形態では、光源ユニット２９のみを支持する比較的小さな光源ホルダー２１に可動機構を設ければよい。そのため、光源ユニットの可動機構を備えたバックライト１０を容易に製造することができる。
【００５４】
＜補足＞
以上のように、本実施の形態のバックライト（照明装置）１０は、導光板１３と、導光板１３を保持する平板状のシャーシ１１と、導光板１３に光を照射する光源モジュール２０とを備えている。そして、光源モジュール２０は、光源としてのＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂおよびＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの出射光を導光板１３に光結合するための一方向の延びた長尺の光結合部材３０を含む光源ユニット２９と、光結合部材３０の長手方向に摺動可能に光源ユニット２９を支持する支持部材としての光源ホルダー２１とを備える。光結合部材３０は、導光板１３とＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂとの間に配されており、導光板１３に対して斜めに光を入射させるようにＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの出射光を結合する。また、光源ホルダー２１は、シャーシ１１に取り付けられる。
【００５５】
上記の構成によれば、一方向に延びた長尺状の光結合部材３０が、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから発せられる熱によって、その長手方向に膨張したとしても、光源ユニット２９は、その膨張量に応じて、光源ホルダー２１上で光結合部材３０の長手方向に摺動する。よって、光結合部材３０に不要な応力が加わることがなく、光結合部材３０の光学性能を維持するとともに、破損なども防止することができる。
【００５６】
また、液晶パネル４と略同じサイズを有する比較的大きなシャーシ１１を単純な平板状とすることができる。また、ヒートシンク２２を含む光源ユニット２９をシャーシ１１の裏面側に配置できるので、より放熱性を高めることができる。さらに、シャーシ１１に比べてサイズの小さい光源ホルダー２１に対して、光源ユニット２９を摺動させるための機構を設ければよく、当該機構のための加工が施しやすいという利点がある。
【００５７】
さらに、導光板１３、光結合部材３０及びＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂがこの順に配設されている。すなわち、本実施の形態の液晶表示装置１では、導光板１３の下方にＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを設けると共に、導光板１３とＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂとの間に、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから出射された光を平板状の導光板１３に対して斜めに入射させるように光を結合する光結合部材３０を設けている。このため、導光板１３の下方のＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから出射された光は光結合部材３０を介して導光板１３に結合して斜めに入射され、導光板１３の内部を全反射しながら導光板１３の端部まで移動しつつ、その途中で図示しない光路変換素子にて全反射条件が破られ、導光板１３から出射し、反射シート１２で反射し、更に導光板１３内を通過し、導光板１３の液晶パネル４側表面から出射し、上記拡散シート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。
【００５８】
この結果、従来のサイドエッジ型導光板とは異なり、導光板直下型のバックライトとなっているので、額縁寸法を小さくすることができ、意匠効果も向上することができる。また、サイドエッジ型導光板においては必要であった熱膨張を回避するためのＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂと導光板１３との隙間が不要となるので、隙間から光が漏れることがない。すなわち、本実施の形態では、導光板１３の下方に光結合部材３０及びＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂが配設され、導光板１３の厚さ方向は長手あるいは短手の平面方向より熱膨張が小さいので、導光板１３の伸縮が小さく、光結合部材３０とＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂとを近接できる。それらの隙間を例えば０．５ｍｍ以下にすることができる。尚、光結合部材３０は導光板１３に当接しているので、隙間はない。このため、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。
【００５９】
さらに、光源ホルダー２１は、シャーシ１１における導光板１３を保持する面（導光板１３と接触する面）の裏面に取り付けられており、シャーシ１１は、光源ホルダー２１と対向する部分にスリット１４を有している。なお、図３では、シャーシ１１が複数に区切られ、光源ホルダー２１と対向する部分にスリット１４が形成される態様としたが、これに限られない。要するに、シャーシ１１の光源ホルダー２１と対向する部分にスリット１４を設けるのは、シャーシ１１に遮られることなく、光結合部材３０から導光板１３に光を出射できる構成とするためである。よって、かかる技術的思想を体現できる構成であればよい。例えば、シャーシ１１の光源ホルダー２１と対向する部分に開口部を形成することで、光結合部材３０から導光板１３に光が出射できる構成とすることも可能であり、その他にも当業者であれば種々の構成を採用できる。
【００６０】
上記の構成によれば、シャーシ１１における導光板１３を保持する面の裏面側において、光源モジュールのみが突出していることになる。したがって、光源モジュール２０以外の部分を薄型化することが可能となる。また、光源モジュール２０で発生した熱をより効率的に逃がすことができる。
【００６１】
また、光源ユニット２９は、さらに、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂおよび光結合部材３０が搭載される板状部材としてのヒートシンク（放熱板）２２を備えている。ヒートシンク２２は、光結合部材３０の長手方向と同じ方向を長手方向とする締結用長穴２２ａおよび勘合用長穴２２ｂを有している。そして、光源ホルダー２１は、締結用長穴２２ａおよび勘合用長穴２２ｂに挿入される固定部材としてのリベット２８および突起部２１ｄによりヒートシンク２２を支持する。ここで、リベット２８および突起部２１ｄと締結用長穴２２ａおよび勘合用長穴２２ｂの長手方向における両端部の少なくとも一方との間に隙間が形成される。これにより、ヒートシンク２２は、締結用長穴２２ａおよび勘合用長穴２２ｂの長手方向、つまり、光結合部材３０の長手方向に可動となる。
【００６２】
また、板状部材としてヒートシンク２２を用いているため、放熱性を向上させることができる。
【００６３】
また、本実施の形態では、導光板１３とは別体の光結合部材３０を設けることにより、平板状の導光板１３に対して斜めに光を入射させるので、導光板１３の内部では入射光が全反射しながら導光される。
【００６４】
すなわち、本実施の形態では、光結合部材３０は、頂部が導光板１３に当接する断面半円状にてなっている。
【００６５】
この結果、導光板１３を加工しなくてもＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの光結合部材３０を介した入射光を導光板１３の内部にて導光させることができる。このため、導光板１３自体は、単純な平板で足りるので、大型の導光板１３に対する加工が不要となる。また、導光板１３を加工するのは困難であるが、光結合部材３０の加工はそれに比べて容易であり、製造コストを削減することができる。
【００６６】
さらに、本実施の形態では、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂは、光結合部材３０への入射光における光軸方向が平板状の導光板１３に対して直交するように配置されている。このため、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの配置を平板状の導光板１３に対して斜めにする必要がないので、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの配置も容易であり、構造や組立方法が単純である。
【００６７】
したがって、導光板１３の加工を伴うことなく、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから導光板１３板への結合効率を高め、光利用効率を向上し得る液晶表示装置１を提供することができる。
【００６８】
また、本実施の形態では、導光板１３を加工せずに済み、かつ下方から（つまり、導光板１３の裏面側から）光入射するので、導光板１３の液晶表示装置１の薄型化を図ることができる。具体的には、導光板１３の加工にはある程度の厚さが必要である。この場合、従来のエッジライト方式は光源の幅よりも導光板を薄くすると光結合率が低下するため薄型化に限界がある。この点、本実施の形態では、導光板１３を薄型化すれば、テレビの薄型化と軽量化に繋がる。また、導光板１３の材料を節約できるので、加工が不要な点からも低コスト化を図ることができる。また、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを上向きに実装すればよいので、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを含め、図１に示す液晶表示装置を構成する各部材群の組立において、組立方向が１方向の組込み方向で済み、組み立ての製造装置構成や、組立作業が簡単になる。すなわち、従来のエッジライトの場合は、側面から光源を取り付ける必要があるので、製造がやや困難となる。
【００６９】
また、本実施の形態の液晶表示装置１では、光結合部材３０は、帯状に設けられている。さらに、この帯状に設けられた光結合部材３０は、方形平板状の導光板１３における長手方向に平行に設けられている。
【００７０】
これにより、光結合部材３０とＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂとの関係を１：１にする必要がなくなり、複数のＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを１つの光結合部材３０にて覆うので、光学系の構造を単純化することができる。また、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂも光結合部材３０に沿って設けることができるので、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの配線が容易となる。
【００７１】
尚、光結合部材３０が帯状に設けられている構成においては、光結合部材３０が複列であってもよい。この場合、特に、複列の光結合部材３０の輝度分布が対称になるように、導光板１３の縦又は横の中心線に対称に配置することが好ましい。また、光結合部材３０が複列の場合は、液晶パネル４の画面における中央の輝度が画面端の輝度よりも高くなるように配置することが望ましい。
【００７２】
また、本実施の形態の液晶表示装置１では、光結合部材３０は、平板状の導光板１３における縦又は横方向の中心線上に設けられていることが好ましい。
【００７３】
すなわち、液晶表示装置１では、液晶パネル４の縦又は横方向の中心線上の輝度を高くする方が見易い画面となる。この点、本実施の形態では、光結合部材３０は、平板状の導光板１３における縦又は横方向の中心線上に設けられているので、導光板１３における縦又は横方向の中心線上の輝度が最も高くなる。したがって、輝度分布において適切な液晶表示装置１を提供することが可能となる。
【００７４】
また、本実施の形態の液晶表示装置１では、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂは、光結合部材３０の長手方向に沿って複数設けられている。これにより、光結合部材３０の長手方向に沿って均一な光を導光板１３に入射させることができる。その結果、導光板１３から照射される光も、光結合部材３０の長手方向に沿って均一にすることができる。
【００７５】
さらに、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂは、光結合部材３０の長手方向に沿って２列に設けられている。具体的には、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂは、断面半円状の光結合部材３０における下端弦の両端部の直下に中心線に沿って平行に２列に設けられている。
【００７６】
これにより、導光板１３に入射させるときに、２列のＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂ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３０の両側つまり導光板１３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１３の中心線に一致する場合には、導光板１３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１３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、単純な構造にて、導光板１３において輝度分布の均一化を図ることができる。すなわち、ＬＥＤチップ２５ａが単独の場合は、ＬＥＤチップ２５ａの直上が光透過せずに暗部となる虞がある。それを他のＬＥＤチップ２５ｂからの光にて補うことが可能となる。
【００７７】
また、本実施の形態の液晶表示装置１では、光源は、複数のＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからなっている。
【００７８】
これにより、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂは形状が小さく微少間隔で密に配列することができ、これにより全体として照度も大きくできるので、バックライト１０の光源として適切である。
【００７９】
尚、本実施の形態においては光源モジュール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、図１５に示すように、断面放物線又は断面楕円の前記反射面３２ａを有する片側のみの光結合部材４０とすることも可能である。この結果、ＬＥＤチップ２５ａは、光結合部材４０の長手方向に沿って１列に設けられている構成とすることができる。
【００８０】
かかる光結合部材４０に関して、第一の実施態様としては、例えば、光結合部材４０を導光板１３における縦又は横方向の中心線上に設けず、導光板１３の端部に設け、ＬＥＤチップ２５ａからの光を導光板１３の端部にて入射させる構成とできる。この構成であれば、導光板１３において一方向に向けて導光させる導光板１３全面から光を取出し、液晶パネル４全面を照射することが可能となる。
【００８１】
また、第二の実施態様としては、光結合部材４０を導光板１３における縦又は横方向の中心線上に設けることも可能である。この場合であっても、例えば、中心線の右側に導光した光の戻り光が中心線の左側にも導光するため、液晶パネル４全面への照射が可能となる。
【００８２】
さらに、光結合部材４０の長手方向に沿ってＬＥＤチップ２５ａを１列に設ける他の実施態様として、例えば、図１３に示すように、１列のＬＥＤチップ２５ａを有する光結合部材４０ａと、１列のＬＥＤチップ２５ｂを有する光結合部材４０ｂとを、複列にして、互いのＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの出射方向を対向させることが可能である。つまり、図１３において、紙面右側方向に矢頭が向く矢印で示す光は、光結合部材４０ａが有するＬＥＤチップ２５ａから出射された光であり、紙面左側方向に矢頭が向く矢印で示す光は、光結合部材４０ｂが有するＬＥＤチップ２５ｂから出射された光となるように、光結合部材４０ａ・４０ｂを構成する。このような構成とすれば、導光板１３の両側に光出射でき、かつ互いの反射部上の輝度むらを消すことが可能である。逆を返せば、前述した１つの光結合部材３０に２列のＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを設ける構成は、図１３に示す構成を１つの光結合部材４０にて満たす構成であるともいえる。
【００８３】
また、本実施の形態では、バックライト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、バックライト１０を照明装置に適用することが可能である。すなわち、本実施の形態のバックライト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。
【００８４】
本発明は、上述した各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、本実施形態にそれぞれ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】
【００８５】
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。また、そのバックライトは、大型平面光源として照明装置に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１ 液晶表示装置（電子機器）
４ 液晶パネル
１０ バックライト（照明装置）
１１ シャーシ
１３ 導光板
１４ スリット
２０ 光源モジュール
２１ 光源ホルダー
２１ａ ホルダー本体部
２１ｂ 鍔部
２１ｃ リベット用穴
２１ｄ 突起部（固定部材）
２２ ヒートシンク（板状部材、放熱板）
２２ａ 締結用長穴（長穴）
２２ｂ 勘合用長穴（長穴）
２４ａ・２４ｂ ＬＥＤ基板
２５ａ・２５ｂ ＬＥＤチップ（光源）
２８ リベット（固定部材）
２９ 光源ユニット
３０・４０ 光結合部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いられる照明装置および当該照明装置を備えた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、外部からの光によって映像を表示するものであり、当該光を発するバックライトを備えるものが一般的である。このようなバックライトしては、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を２次元マトリクス状に配置させ、これら複数のＬＥＤの上に導光板を配置した導光板直下型のバックライトが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ＬＥＤ実装基板に２次元マトリクス状の複数の挿入孔が形成されており、各挿入孔にＬＥＤチップが挿入される照明装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２６６６２４号公報（２００９年１１月１２日公開）
【特許文献２】特開２０１１−０１３３３１号公報（２０１１年１月２０日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような導光板直下型のバックライトでは、ＬＥＤチップからの光を導光板に所望の角度で入射させるために様々な形状の光結合部材（レンズ）を配置させることが考えられる。例えば、複数のＬＥＤチップ上に、特許文献２に開示されているような一方向に延びた長尺状のレンズを配置することが考えられる。このような一方向に延びたレンズを配置する場合、ＬＥＤチップから発せられる熱によってレンズが当該一方向に膨張してしまう。その結果、当該レンズに応力が加わり、光学性能の悪化や破損などの問題が生じる。そこで、特許文献２に記載のような可動機構を設けることが考えられる。しかしながら、液晶表示装置は比較的大型であり、液晶表示装置のシャーシに可動機構を設けるには加工し難いという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、一方向に延びた光結合部材の熱膨張による影響を受けることがなく、かつ、製造しやすい照明装置および電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の照明装置は、導光板と、上記導光板を保持する平板状のシャーシと、上記導光板に光を照射する光源モジュールとを備えた照明装置であって、上記光源モジュールは、光源および当該光源の出射光を上記導光板に光結合するための一方向の延びた長尺の光結合部材を含む光源ユニットと、上記光結合部材の長手方向に摺動可能に上記光源ユニットを支持する支持部材とを備え、上記光結合部材は、上記導光板と上記光源との間に配されており、上記導光板に対して斜めに光を入射させるように上記光源の出射光を結合し、上記支持部材は、上記シャーシに取り付けられることを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、導光板、光結合部材及び光源がこの順に配設されることとなる。このため、導光板の下方の光源から出射された光は光結合部材を介して導光板に結合して斜めに入射され、導光板の内部を全反射しながら導光板の端部まで移動し、その途中では適宜光路変換素子にて、全反射条件が破られ、導光板から出射し、反射シートで反射し、更に導光板内を通過しつつ、導光板の液晶パネル側表面から出射し、上記拡散シート及びプリズムシートを通して液晶パネルに向かう。
【０００９】
また、一方向に延びた長尺の光結合部材が、光源から発せられる熱によってその長手方向に膨張したとしても、光源ユニットは、その膨張量に応じて、支持部材上で光結合部材の長手方向に摺動する。よって、光結合部材に不要な応力が加わることがなく、光結合部材の光学性能を維持するとともに、破損なども防止することができる。
【００１０】
さらに、シャーシとは別体の支持部材が光源ユニットを摺動可能に支持するため、比較的大きなシャーシを単純な形状にすることができ、シャーシの加工を簡易化することができる。また、支持部材は、光源ユニットのみを支持すればよく、シャーシよりもサイズを小さくすることができる。そして、サイズの比較的小さい支持部材に対して、光源ユニットを摺動させるための機構を設ければよく、当該機構のための加工が施しやすい、つまり照明装置を製造しやすいという利点がある。
【００１１】
以上のように、上記の構成によれば、一方向に延びた光結合部材の熱膨張による影響を受けることがなく、かつ、製造しやすい照明装置を提供することができる。
【００１２】
さらに、本発明の照明装置において、上記支持部材は、上記シャーシにおける上記導光板を保持する面の裏面に取り付けられており、上記シャーシは、上記支持部材と対向する部分にスリットまたは開口を有していることが好ましい。
【００１３】
上記の構成によれば、シャーシにおける導光板を保持する面の裏面側において、光源モジュールのみが突出していることになる。したがって、光源モジュール以外の部分を薄型化することが可能となる。また、光源モジュールで発生した熱をより効率的に逃がすことができる。
【００１４】
さらに、本発明の照明装置において、上記光源は、上記光結合部材の長手方向に沿って複数設けられていることが好ましい。
【００１５】
上記の構成によれば、光結合部材の長手方向に沿って均一な光を導光板に入射させることができる。その結果、導光板から照射される光も、光結合部材の長手方向に沿って均一にすることができる。
【００１６】
また、本発明の照明装置において、上記光源ユニットは、さらに、上記光源および上記光結合部材が搭載される板状部材を備えており、上記板状部材は、上記光結合部材の長手方向と同じ方向を長手方向とする長穴を有しており、上記支持部材は、上記長穴に挿入される固定部材により上記板状部材を支持し、上記固定部材と上記長穴の長手方向における両端部の少なくとも一方との間に隙間が形成されることが好ましい。
【００１７】
上記の構成によれば、固定部材と上記長穴の長手方向における両端部の少なくとも一方との間に隙間が形成されているため、その隙間の長さだけ、板状部材は、長穴の長手方向つまり光結合部材の長手方向に可動となる。
【００１８】
さらに、本発明の照明装置において、上記板状部材が放熱板であることが好ましい。これにより、光源で発せられた熱を効率的に逃がすことができる。
【００１９】
また、本発明の電子機器は、上記の照明装置を備えることを特徴とする。この構成によっても、一方向に延びた光結合部材の熱膨張による影響を受けることがなく、かつ、製造しやすい電子機器を提供することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の照明装置は、導光板と、上記導光板を保持する平板状のシャーシと、上記導光板に光を照射する光源モジュールとを備えた照明装置であって、上記光源モジュールは、光源および当該光源の出射光を上記導光板に光結合するための一方向の延びた長尺の光結合部材を含む光源ユニットと、上記光結合部材の長手方向に摺動可能に上記光源ユニットを支持する支持部材とを備え、上記光結合部材は、上記導光板と上記光源との間に配されており、上記導光板に対して斜めに光を入射させるように上記光源の出射光を結合し、上記支持部材は、上記シャーシに取り付けられる。
【００２１】
それゆえ、一方向に延びた光結合部材の熱膨張による影響を受けることがなく、かつ、製造しやすい照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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ものであって、液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。
【図２】上記液晶表示装置が備える光源モジュールの全体構成を示す斜視図である。
【図３】光源モジュールの付近を示す液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図４】上記光源モジュールが備える光源ホルダーの示す斜視図である。
【図５】上記光源モジュールが備える光源ユニットの示す斜視図である。
【図６】光源ユニットの一部を示す分解斜視図である。
【図７】ＬＥＤ基板をヒートシンクに取り付ける方法を示す分解斜視図である。
【図８】（ａ）はＬＥＤチップ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ＬＥＤチップ近傍を示す要部断面図である。
【図９】２つのＬＥＤチップから出射した光が放物面・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る。
【図１０】（ａ）は液晶表示装置の構成を示す正面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図１１】（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１２】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１３】光源モジュールの組み立て方法を示す分解斜視図である。
【図１４】光源モジュールの詳細な構成を示す斜視図である。
【図１５】光源モジュールの変形例の構成を示すものであって、一個のＬＥＤチップ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る。
【図１６】光源モジュールの変形例の構成を示すものであって、一列のＬＥＤチップを有する複列の光結合部材から導光板に光を入射させるときの入射方向を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜液晶表示装置の全体構成＞
本発明の一実施形態について図１〜図１６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００２４】
本実施の形態の液晶表示装置（電子機器）１は、図１に示すように、バックライト（照明装置）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がこの順に重ねられて構成されている。そのため、バックライト１０から出射された光が、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に入射する。そして液晶パネル４において光透過率を部分的に変化させることにより、所望の画像が表示されることとなる。なお、液晶パネル４は、矩形の平板状であり、拡散シート２及びプリズムシート３も液晶パネル４と略同じ形状を有している。
【００２５】
＜バックライトの構成＞
バックライト１０は、下から順に（つまり、液晶パネル４に対して遠い順に）、光源モジュール２０、シャーシ１１、反射シート１２及び導光板１３にて構成されている。
【００２６】
光源モジュール２０は、液晶パネル４の長辺に平行な方向に延びた長尺状（帯状）であり、液晶パネル４における短辺方向の中央部分に対向するように配置されている。すなわち、光源モジュール２０は、液晶パネル４の横方向（長手方向）に沿っており、かつ、液晶パネル４の縦方向（短手方向）における中心線に対向するように配置されている。
【００２７】
シャーシ１１は、例えば鉄などの材質により形成されており、バックライト１０の強度を高めている。シャーシ１１には、光源モジュール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。また、反射シート１２も、シャーシ１１と同様に光源モジュール２０内の図示せぬ光結合部材が導光板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。そのため、光源モジュール２０からの光は、スリット１４を通り、導光板１３に到達することとなる。
【００２８】
導光板１３は、光源モジュール２０から出射した光を液晶パネル４側に導くためのものであり、平板状である。
【００２９】
＜光源モジュールの構成＞
次に、光源モジュール２０の構成について説明する。図２は、光源モジュール２０の全体構成を示す斜視図である、図２に示されるように、光源モジュール２０は、複数の光源ユニット２９と、当該複数の光源ユニット２９を一方向に並べた状態で支持する光源ホルダー２１とを備えている。なお、図３は、光源モジュール２０の付近を示す液晶表示装置１の断面図である。図３に示されるように、光源モジュール２０は、液晶表示装置１の裏面側に配置される。
【００３０】
図４は、光源ホルダー２１の全体を示す斜視図である。光源ホルダー２１は、一方向に延びた長尺状（帯状）であり、ホルダー本体部２１ａと鍔部２１ｂとを備える。ホルダー本体部２１ａは、断面が凹状（コの字状）である溝を有している。そして、ホルダー本体部２１ａは、溝の底面において、複数の光源ユニット２９を摺動（スライド）可動に支持するものである。なお、光源ユニット２９を摺動可能に支持する機構の詳細については後述する。また、鍔部２１ｂは、ホルダー本体部２１ａにおける長手方向に沿った両端部から、ホルダー本体部２１ａの底面に平行に延設されている。鍔部２１ｂは、シャーシ１１に取り付けられるための複数のネジ穴２１ｅを有している。
【００３１】
図５は、光源ユニット２９を示す斜視図である。図５および図３に示されるように、光源ユニット２９は、光源としてのＬＥＤチップ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）２５ａ・２５ｂを搭載したＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂと、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから発せられた光を結合させ、導光板１３に対して所定の角度で入射させるための光学素子としての長尺状の光結合部材３０と、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂおよび光結合部材３０が搭載される板状部材としてのヒートシンク２２とを備える。なお、光結合部材３０、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂおよびヒートシンク２２は、この順に重ねて配設される。なお、半導体のＬＥＤチップは非常に微細なサイズであるため、図５では、図面の煩雑さを防ぐための記載を割愛する。本実施の形態では、光源としてＬＥＤチップを用いているが、これは、半導体チップ状のＬＥＤは形状がさらに小さくかつ狭い領域に配置できるので、安価な低出力のＬＥＤチップを用いた場合にも、間隔を詰めて多くのＬＥＤを配置することで照度も向上し、高機能の、バックライトの光源として利用できる点で好ましいためである。ただし、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。
【００３２】
ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂは、２列に並んで互いに平行に複数個設けられている・そして、図６に示されるように、それら複数のＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂが搭載されたＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂの上側に、光結合部材３０が設けられている。また、図７に示されるように、ＬＥＤ基板２４ａ・２４ｂは、ヒートシンク２２の上にネジにより取り付けられている。ヒートシンク２２は、例えばアルミニウムのような熱伝導率の高い材質で板状に構成されている。そのため、放熱性を向上させることができる。また、長尺状の光結合部材３０の長手方向の長さ（例えば１１１ｍｍ）は、ヒートシンク２２の幅（例えば１１０ｍｍ）よりもわずかに長く設定されている。これにより、図２に示されるように、複数の光源ユニット２９を並べて配置したときに、隣接する光源ユニットにおいて、光結合部材３０の間に隙間が形成されることを確実に防止することができる。
【００３３】
上記ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂ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ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂ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２５ａ・２５ｂが破損するので、光結合部材３０はＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂとの間に高さ方向に僅かに隙間をもって配置される。
【００３４】
光結合部材３０は、図８（ａ）（ｂ）に示すように、導光板１３とＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂとの間に設けられた断面略Ｕ字形状（トンネル状）の帯状体つまり棒状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（例えばアクリル樹脂）からなっている。同じ材質であれば、屈折率を同じにすることができるので、光結合部材３０から導光板１３への光の入射が円滑に行われる。導光板１３の屈折率が光結合部材３０の屈折率より僅かに高い構成でも構わない。また樹脂に限るものではなく硝子等の材質でも構わない。詳細には、図８（ａ）に示すように、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導光板１３から遠ざかるように伸びる反射面３２ａ・３２ｂとからなっている。上記反射面３２ａ・３２ｂは、例えば、図８（ａ）に示す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、断面楕円の一部、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。これにより、光結合部材３０が、光源から出射された光を、光結合部材内部で曲げながら伝搬し、平板状の導光板に対して斜めに入射させるように機能する。このため、光源からの光の殆どを導光板に結合させることができる。
【００３５】
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、２つの下端平坦面３３となっており、下端平坦面３３の一部に高さ０．５ｍｍ程度のスペーサ２３ａ・２３ｂが形成され、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂと光結合部材３０との衝突によるＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの破損を防いでいる。すなわち、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つの下端平坦面３３間にＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを配置しかつＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを破損させない隙間を設けることができる。ＬＥＤチップ２５ａは、ＬＥＤ基板２４ａにボンディングされている。スペーサ２３ａ近傍に接着剤等を塗布し、ＬＥＤ基板２４ａと接着固定される。
【００３６】
さらに、光結合部材３０の下端側の中央部には凹部３４が形成されている。ただし、必ずしもこれに限らず、凹部３４が存在しない断面かまぼこ状や断面半円状でもよい。すなわち、本実施の形態では、反射面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、光路とならない部分は凹部３４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。尚、凹部３４に図示せぬ反射シート等の反射手段を設けることも可能である。これにより、頂部平坦面３１近傍で発生した迷光が発生する場合があっても迷光の一部を導光板１３側に反射させ液晶パネル４への照射を向上させることができる。
【００３７】
上記光結合部材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。これらＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂは、図８（ｂ）に示すように、断面放物線又は断面楕円からなる反射面３２ａ・３２ｂの焦点位置Ｆよりも端部側に存在することが好ましい。これにより、図８（ａ）に示すように、例えばＬＥＤチップ２５ａから出射された光が光結合部材３０の断面放物線の反射面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に斜めに入射する。そして、導光板１３に入射された光は、図８（ａ）に示す導光板１３の右側の内部を全反射して進み、導光板１３の下面もしくは上面に形成された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から出射し、反射シート１２で反射し、更に導光板１３内を通過し、導光板１３の液晶パネル４側表面から出射し、前記拡散シート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。尚、ＬＥＤチップ２５ｂから出射された光も図８（ａ）（ｂ）では示していないが、ＬＥＤチップ２５ａからの光とは対称に進む。左右のＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの光が光結合素子３０を通過し、導光板１３に入射し、その内部を全反射伝搬する様子を模式的にしめしたものが図９である。
【００３８】
すなわち、図９に示すように、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから出射された光は光結合部材３０の断面楕円の反射面３２ａ・３２ｂ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に斜めに入射する。そして、導光板１３に入射された光は、導光板１３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、上記拡散シート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。ＬＥＤチップ２５ａから出射された光とＬＥＤチップ２５ｂから出射された光は、導光板１３内を対称に進む。
【００３９】
このように、光結合部材３０における反射面３２ａ・３２ｂの形状を断面放物線又は断面楕円とすることによって、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの出射光を、断面放物線又は断面楕円の反射面３２ａ・３２ｂにて反射させて効率よく結合して頂部平坦面３１から導光板１３に入射させることができる。なお、断面放物線と断面楕円との対比においては、断面楕円の方が光を絞って導光板１３に入射するよう結合できるので、結合効率を高くすることができる。
【００４０】
この結果、本実施の形態の液晶表示装置１におけるバックライト１０では、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、液晶表示装置１の画面の中央部に横切って長尺状（帯状）の光源モジュール２０を設けることにより、図１１（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適合している。このため、本実施の形態では均一で滑らかな輝度分布を得ることが可能となる。この結果、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。
【００４１】
また、本実施の形態のバックライト１０では、導光板１３の下方からＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの光を導入させる。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光利用効率においても優れている。
【００４２】
また、本実施の形態のバックライト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、図１２に示すように、導光板１３の端部側（サイドエッジ部）すなわち、液晶パネル４の端部に光源が存在しないので、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。この結果、狭額縁化を図ることができる。
【００４３】
また、図３に示されるように、ヒートシンク２２は、液晶表示装置１の最も裏面側に配置される。そのため、より放熱効果が高くなる。
【００４４】
＜光源ユニットの摺動機構＞
次に本発明の特徴的な構成である、光源ホルダー２１において光源ユニット２９を摺動可能とする機構の詳細について説明する。図１３は、光源ユニット２９を光源ホルダー２１に取り付ける仕組みを示す図である。
【００４５】
図１３に示されるように、ホルダー本体部２１ａの溝の底面には、複数の光源ユニット２９の各々に対応して、当該光源ユニット２９を取り付けるためのリベット２８が挿入されるリベット用穴２１ｃが形成されているとともに、当該光源ユニット２９の位置を決めるための円柱状の突起部２１ｄが形成されている。なお、リベット用穴２１ｃおよび突起部２１ｄの数は、光源ユニット２９のサイズなどを考慮して適宜設定すればよい。
【００４６】
各光源ユニット２９が有するヒートシンク２２には、リベット２８が貫通するための締結用長穴２２ａと、光源ホルダー２１に形成された突起部２１ｄが挿入される勘合用長穴２２ｂとが形成されている。締結用長穴２２ａおよび勘合用長穴２２ｂは、一方向に延びた光結合部材３０の長手方向に延びている。なお、ヒートシンク２２における締結用長穴２２ａと勘合用長穴２２ｂとの相対位置関係は、ホルダー本体部２１ａに形成された各光源ユニット２９に対応するリベット用穴２１ｃと突起部２１ｄとの相対位置関係と同一である。
【００４７】
光源ユニット２９は、光結合部材３０の長手方向と、光源ホルダー２１の長手方向（つまり溝に平行な方向）とが平行になるように、ホルダー本体部２１ａの底面に設置される。この際、ヒートシンク２２の締結用長穴２２ａとホルダー本体部２１ａのリベット用穴２１ｃとが重なり、かつ、ホルダー本体部２１ａの突起部２１ｄがヒートシンク２２の勘合用長穴２２ｂに挿入するように、光源ユニット２９を設置する。なお、円柱状の突起部２１ｄの外径は、勘合用長穴２２ｂの短手方向の幅と等しいかわずかに小さい。
【００４８】
そして、断面円形のリベット（例えばプラスチック製のリベット）２８を締結用長穴２２ａに通してリベット用穴２１ｃに差込む。なお、リベット２８の外径は、締結用長穴２２ａの短手方向の幅と等しいかわずかに小さい。
【００４９】
図１４は、リベット２８により光源ユニット２９が光源ホルダー２１に取り付けられたときの状態を示す斜視図である。図１４に示されるように、リベット２８によって、光源ホルダーに対してシート状であるヒートシンク２２がその法線方向（図中ではｚ方向）に移動しないように固定される。
【００５０】
また、光源ホルダー２１の突起部２１ｄがヒートシンク２２の勘合用長穴２２ｂに挿入しており、かつ、突起部２１ｄの外径が勘合用長穴２２ｂの短手方向の幅と等しいかわずかに小さい。ここで、勘合用長穴２２ｂの短手方向は、当該勘合用長穴２２ｂの長手方向に垂直であり、一方向に延びた光結合部材３０の長手方向に垂直な方向（光結合部材３０の短手方向）である。そのため、光源ユニット２９は、光源ホルダー２１に対して、光結合部材３０の短手方向（図中ではｙ方向）に移動しないように固定される。
【００５１】
一方、突起部２１ｄの外径は、勘合用長穴２２ｂの短手方向の幅と等しいかわずかに小さく、かつ、リベット２８の外径は、締結用長穴２２ａの短手方向の幅と等しいかわずかに小さい。すなわち、突起部２１ｄと勘合用長穴２２ｂの長手方向における両端部の少なくとも一方との間に隙間が形成される。同様に、リベット２８と締結用長穴２２ａの長手方向における両端部の少なくとも一方との間に隙間が形成される。その結果、当該隙間の分だけ、光源ユニット２９は、光源ホルダー２１に対して、光結合部材３０の長手方向（図中ではｘ方向）に摺動（移動）可能となる。
【００５２】
上述したように光結合部材３０は、例えばアクリル樹脂のような材質で形成されるレンズ（例えばアクリルガラス）である。このような材質は一般に熱膨張係数が比較的高い。そのため、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂにより発せられた熱によって膨張することが考えられる。その際の膨張量は、一方向の延びた光結合部材３０の長手方向において大きくなる。しかしながら、本実施形態の光源モジュール２０では、光結合部材３０の長手方向に沿って摺動可能なように、光源ホルダー２１が光源ユニット２９を支持する。そのため、光結合部材３０がその長手方向に膨張したとしても、光源ユニット２９は、その膨張量に応じて、光源ホルダー２１上で光結合部材３０の長手方向に摺動する。よって、光結合部材３０に不要な応力が加わることがなく、光結合部材３０の光学性能を維持するとともに、破損なども防止することができる。
【００５３】
そして、このような光源ユニット２９を摺動可能に支持するための可動機構を備えた光源ホルダー２１がシャーシ１１に取り付けられる。つまり、可動機構はシャーシ１１ではなく光源ホルダー２１に設ければよい。シャーシ１１は、液晶パネル４とほぼ同じサイズを有するものであり、比較的大型である。このような大型なシャーシ１１に対して可動機構を設ける場合、加工がし難くなる。しかしながら、本実施形態では、光源ユニット２９のみを支持する比較的小さな光源ホルダー２１に可動機構を設ければよい。そのため、光源ユニットの可動機構を備えたバックライト１０を容易に製造することができる。
【００５４】
＜補足＞
以上のように、本実施の形態のバックライト（照明装置）１０は、導光板１３と、導光板１３を保持する平板状のシャーシ１１と、導光板１３に光を照射する光源モジュール２０とを備えている。そして、光源モジュール２０は、光源としてのＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂおよびＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの出射光を導光板１３に光結合するための一方向の延びた長尺の光結合部材３０を含む光源ユニット２９と、光結合部材３０の長手方向に摺動可能に光源ユニット２９を支持する支持部材としての光源ホルダー２１とを備える。光結合部材３０は、導光板１３とＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂとの間に配されており、導光板１３に対して斜めに光を入射させるようにＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの出射光を結合する。また、光源ホルダー２１は、シャーシ１１に取り付けられる。
【００５５】
上記の構成によれば、一方向に延びた長尺状の光結合部材３０が、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから発せられる熱によって、その長手方向に膨張したとしても、光源ユニット２９は、その膨張量に応じて、光源ホルダー２１上で光結合部材３０の長手方向に摺動する。よって、光結合部材３０に不要な応力が加わることがなく、光結合部材３０の光学性能を維持するとともに、破損なども防止することができる。
【００５６】
また、液晶パネル４と略同じサイズを有する比較的大きなシャーシ１１を単純な平板状とすることができる。また、ヒートシンク２２を含む光源ユニット２９をシャーシ１１の裏面側に配置できるので、より放熱性を高めることができる。さらに、シャーシ１１に比べてサイズの小さい光源ホルダー２１に対して、光源ユニット２９を摺動させるための機構を設ければよく、当該機構のための加工が施しやすいという利点がある。
【００５７】
さらに、導光板１３、光結合部材３０及びＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂがこの順に配設されている。すなわち、本実施の形態の液晶表示装置１では、導光板１３の下方にＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを設けると共に、導光板１３とＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂとの間に、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから出射された光を平板状の導光板１３に対して斜めに入射させるように光を結合する光結合部材３０を設けている。このため、導光板１３の下方のＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから出射された光は光結合部材３０を介して導光板１３に結合して斜めに入射され、導光板１３の内部を全反射しながら導光板１３の端部まで移動しつつ、その途中で図示しない光路変換素子にて全反射条件が破られ、導光板１３から出射し、反射シート１２で反射し、更に導光板１３内を通過し、導光板１３の液晶パネル４側表面から出射し、上記拡散シート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。
【００５８】
この結果、従来のサイドエッジ型導光板とは異なり、導光板直下型のバックライトとなっているので、額縁寸法を小さくすることができ、意匠効果も向上することができる。また、サイドエッジ型導光板においては必要であった熱膨張を回避するためのＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂと導光板１３との隙間が不要となるので、隙間から光が漏れることがない。すなわち、本実施の形態では、導光板１３の下方に光結合部材３０及びＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂが配設され、導光板１３の厚さ方向は長手あるいは短手の平面方向より熱膨張が小さいので、導光板１３の伸縮が小さく、光結合部材３０とＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂとを近接できる。それらの隙間を例えば０．５ｍｍ以下にすることができる。尚、光結合部材３０は導光板１３に当接しているので、隙間はない。このため、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。
【００５９】
さらに、光源ホルダー２１は、シャーシ１１における導光板１３を保持する面（導光板１３と接触する面）の裏面に取り付けられており、シャーシ１１は、光源ホルダー２１と対向する部分にスリット１４を有している。なお、図３では、シャーシ１１が複数に区切られ、光源ホルダー２１と対向する部分にスリット１４が形成される態様としたが、これに限られない。要するに、シャーシ１１の光源ホルダー２１と対向する部分にスリット１４を設けるのは、シャーシ１１に遮られることなく、光結合部材３０から導光板１３に光を出射できる構成とするためである。よって、かかる技術的思想を体現できる構成であればよい。例えば、シャーシ１１の光源ホルダー２１と対向する部分に開口部を形成することで、光結合部材３０から導光板１３に光が出射できる構成とすることも可能であり、その他にも当業者であれば種々の構成を採用できる。
【００６０】
上記の構成によれば、シャーシ１１における導光板１３を保持する面の裏面側において、光源モジュールのみが突出していることになる。したがって、光源モジュール２０以外の部分を薄型化することが可能となる。また、光源モジュール２０で発生した熱をより効率的に逃がすことができる。
【００６１】
また、光源ユニット２９は、さらに、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂおよび光結合部材３０が搭載される板状部材としてのヒートシンク（放熱板）２２を備えている。ヒートシンク２２は、光結合部材３０の長手方向と同じ方向を長手方向とする締結用長穴２２ａおよび勘合用長穴２２ｂを有している。そして、光源ホルダー２１は、締結用長穴２２ａおよび勘合用長穴２２ｂに挿入される固定部材としてのリベット２８および突起部２１ｄによりヒートシンク２２を支持する。ここで、リベット２８および突起部２１ｄと締結用長穴２２ａおよび勘合用長穴２２ｂの長手方向における両端部の少なくとも一方との間に隙間が形成される。これにより、ヒートシンク２２は、締結用長穴２２ａおよび勘合用長穴２２ｂの長手方向、つまり、光結合部材３０の長手方向に可動となる。
【００６２】
また、板状部材としてヒートシンク２２を用いているため、放熱性を向上させることができる。
【００６３】
また、本実施の形態では、導光板１３とは別体の光結合部材３０を設けることにより、平板状の導光板１３に対して斜めに光を入射させるので、導光板１３の内部では入射光が全反射しながら導光される。
【００６４】
すなわち、本実施の形態では、光結合部材３０は、頂部が導光板１３に当接する断面半円状にてなっている。
【００６５】
この結果、導光板１３を加工しなくてもＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからの光結合部材３０を介した入射光を導光板１３の内部にて導光させることができる。このため、導光板１３自体は、単純な平板で足りるので、大型の導光板１３に対する加工が不要となる。また、導光板１３を加工するのは困難であるが、光結合部材３０の加工はそれに比べて容易であり、製造コストを削減することができる。
【００６６】
さらに、本実施の形態では、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂは、光結合部材３０への入射光における光軸方向が平板状の導光板１３に対して直交するように配置されている。このため、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの配置を平板状の導光板１３に対して斜めにする必要がないので、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの配置も容易であり、構造や組立方法が単純である。
【００６７】
したがって、導光板１３の加工を伴うことなく、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂから導光板１３板への結合効率を高め、光利用効率を向上し得る液晶表示装置１を提供することができる。
【００６８】
また、本実施の形態では、導光板１３を加工せずに済み、かつ下方から（つまり、導光板１３の裏面側から）光入射するので、導光板１３の液晶表示装置１の薄型化を図ることができる。具体的には、導光板１３の加工にはある程度の厚さが必要である。この場合、従来のエッジライト方式は光源の幅よりも導光板を薄くすると光結合率が低下するため薄型化に限界がある。この点、本実施の形態では、導光板１３を薄型化すれば、テレビの薄型化と軽量化に繋がる。また、導光板１３の材料を節約できるので、加工が不要な点からも低コスト化を図ることができる。また、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを上向きに実装すればよいので、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを含め、図１に示す液晶表示装置を構成する各部材群の組立において、組立方向が１方向の組込み方向で済み、組み立ての製造装置構成や、組立作業が簡単になる。すなわち、従来のエッジライトの場合は、側面から光源を取り付ける必要があるので、製造がやや困難となる。
【００６９】
また、本実施の形態の液晶表示装置１では、光結合部材３０は、帯状に設けられている。さらに、この帯状に設けられた光結合部材３０は、方形平板状の導光板１３における長手方向に平行に設けられている。
【００７０】
これにより、光結合部材３０とＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂとの関係を１：１にする必要がなくなり、複数のＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを１つの光結合部材３０にて覆うので、光学系の構造を単純化することができる。また、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂも光結合部材３０に沿って設けることができるので、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの配線が容易となる。
【００７１】
尚、光結合部材３０が帯状に設けられている構成においては、光結合部材３０が複列であってもよい。この場合、特に、複列の光結合部材３０の輝度分布が対称になるように、導光板１３の縦又は横の中心線に対称に配置することが好ましい。また、光結合部材３０が複列の場合は、液晶パネル４の画面における中央の輝度が画面端の輝度よりも高くなるように配置することが望ましい。
【００７２】
また、本実施の形態の液晶表示装置１では、光結合部材３０は、平板状の導光板１３における縦又は横方向の中心線上に設けられていることが好ましい。
【００７３】
すなわち、液晶表示装置１では、液晶パネル４の縦又は横方向の中心線上の輝度を高くする方が見易い画面となる。この点、本実施の形態では、光結合部材３０は、平板状の導光板１３における縦又は横方向の中心線上に設けられているので、導光板１３における縦又は横方向の中心線上の輝度が最も高くなる。したがって、輝度分布において適切な液晶表示装置１を提供することが可能となる。
【００７４】
また、本実施の形態の液晶表示装置１では、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂは、光結合部材３０の長手方向に沿って複数設けられている。これにより、光結合部材３０の長手方向に沿って均一な光を導光板１３に入射させることができる。その結果、導光板１３から照射される光も、光結合部材３０の長手方向に沿って均一にすることができる。
【００７５】
さらに、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂは、光結合部材３０の長手方向に沿って２列に設けられている。具体的には、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂは、断面半円状の光結合部材３０における下端弦の両端部の直下に中心線に沿って平行に２列に設けられている。
【００７６】
これにより、導光板１３に入射させるときに、２列のＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂ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３０の両側つまり導光板１３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１３の中心線に一致する場合には、導光板１３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１３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、単純な構造にて、導光板１３において輝度分布の均一化を図ることができる。すなわち、ＬＥＤチップ２５ａが単独の場合は、ＬＥＤチップ２５ａの直上が光透過せずに暗部となる虞がある。それを他のＬＥＤチップ２５ｂからの光にて補うことが可能となる。
【００７７】
また、本実施の形態の液晶表示装置１では、光源は、複数のＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂからなっている。
【００７８】
これにより、ＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂは形状が小さく微少間隔で密に配列することができ、これにより全体として照度も大きくできるので、バックライト１０の光源として適切である。
【００７９】
尚、本実施の形態においては光源モジュール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、図１５に示すように、断面放物線又は断面楕円の前記反射面３２ａを有する片側のみの光結合部材４０とすることも可能である。この結果、ＬＥＤチップ２５ａは、光結合部材４０の長手方向に沿って１列に設けられている構成とすることができる。
【００８０】
かかる光結合部材４０に関して、第一の実施態様としては、例えば、光結合部材４０を導光板１３における縦又は横方向の中心線上に設けず、導光板１３の端部に設け、ＬＥＤチップ２５ａからの光を導光板１３の端部にて入射させる構成とできる。この構成であれば、導光板１３において一方向に向けて導光させる導光板１３全面から光を取出し、液晶パネル４全面を照射することが可能となる。
【００８１】
また、第二の実施態様としては、光結合部材４０を導光板１３における縦又は横方向の中心線上に設けることも可能である。この場合であっても、例えば、中心線の右側に導光した光の戻り光が中心線の左側にも導光するため、液晶パネル４全面への照射が可能となる。
【００８２】
さらに、光結合部材４０の長手方向に沿ってＬＥＤチップ２５ａを１列に設ける他の実施態様として、例えば、図１３に示すように、１列のＬＥＤチップ２５ａを有する光結合部材４０ａと、１列のＬＥＤチップ２５ｂを有する光結合部材４０ｂとを、複列にして、互いのＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂの出射方向を対向させることが可能である。つまり、図１３において、紙面右側方向に矢頭が向く矢印で示す光は、光結合部材４０ａが有するＬＥＤチップ２５ａから出射された光であり、紙面左側方向に矢頭が向く矢印で示す光は、光結合部材４０ｂが有するＬＥＤチップ２５ｂから出射された光となるように、光結合部材４０ａ・４０ｂを構成する。このような構成とすれば、導光板１３の両側に光出射でき、かつ互いの反射部上の輝度むらを消すことが可能である。逆を返せば、前述した１つの光結合部材３０に２列のＬＥＤチップ２５ａ・２５ｂを設ける構成は、図１３に示す構成を１つの光結合部材４０にて満たす構成であるともいえる。
【００８３】
また、本実施の形態では、バックライト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、バックライト１０を照明装置に適用することが可能である。すなわち、本実施の形態のバックライト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。
【００８４】
本発明は、上述した各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、本実施形態にそれぞれ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】
【００８５】
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。また、そのバックライトは、大型平面光源として照明装置に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１ 液晶表示装置（電子機器）
４ 液晶パネル
１０ バックライト（照明装置）
１１ シャーシ
１３ 導光板
１４ スリット
２０ 光源モジュール
２１ 光源ホルダー
２１ａ ホルダー本体部
２１ｂ 鍔部
２１ｃ リベット用穴
２１ｄ 突起部（固定部材）
２２ ヒートシンク（板状部材、放熱板）
２２ａ 締結用長穴（長穴）
２２ｂ 勘合用長穴（長穴）
２４ａ・２４ｂ ＬＥＤ基板
２５ａ・２５ｂ ＬＥＤチップ（光源）
２８ リベット（固定部材）
２９ 光源ユニット
３０・４０ 光結合部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板と、
上記導光板を保持する平板状のシャーシと、
上記導光板に光を照射する光源モジュールとを備えた照明装置であって、
上記光源モジュールは、光源および当該光源の出射光を上記導光板に光結合するための一方向の延びた長尺の光結合部材を含む光源ユニットと、上記光結合部材の長手方向に摺動可能に上記光源ユニットを支持する支持部材とを備え、
上記光結合部材は、上記導光板と上記光源との間に配されており、上記導光板に対して斜めに光を入射させるように上記光源の出射光を結合し、
上記支持部材は、上記シャーシに取り付けられることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
上記支持部材は、上記シャーシにおける上記導光板を保持する面の裏面に取り付けられており、
上記シャーシは、上記支持部材と対向する部分にスリットまたは開口を有していることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
上記光源は、上記光結合部材の長手方向に沿って複数設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
上記光源ユニットは、さらに、上記光源および上記光結合部材が搭載される板状部材を備えており、
上記板状部材は、上記光結合部材の長手方向と同じ方向を長手方向とする長穴を有しており、
上記支持部材は、上記長穴に挿入される固定部材により上記板状部材を支持し、
上記固定部材と上記長穴の長手方向における両端部の少なくとも一方との間に隙間が形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
上記板状部材が放熱板であることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の照明装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
導光板と、
上記導光板を保持する平板状のシャーシと、
上記導光板に光を照射する光源モジュールとを備えた照明装置であって、
上記光源モジュールは、光源および当該光源の出射光を上記導光板に光結合するための一方向の延びた長尺の光結合部材を含む光源ユニットと、上記光結合部材の長手方向に摺動可能に上記光源ユニットを支持する支持部材とを備え、
上記光結合部材は、上記導光板と上記光源との間に配されており、上記導光板に対して斜めに光を入射させるように上記光源の出射光を結合し、
上記支持部材は、上記シャーシに取り付けられることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
上記支持部材は、上記シャーシにおける上記導光板を保持する面の裏面に取り付けられており、
上記シャーシは、上記支持部材と対向する部分にスリットまたは開口を有していることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
上記光源は、上記光結合部材の長手方向に沿って複数設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
上記光源ユニットは、さらに、上記光源および上記光結合部材が搭載される板状部材を備えており、
上記板状部材は、上記光結合部材の長手方向と同じ方向を長手方向とする長穴を有しており、
上記支持部材は、上記長穴に挿入される固定部材により上記板状部材を支持し、
上記固定部材と上記長穴の長手方向における両端部の少なくとも一方との間に隙間が形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
上記板状部材が放熱板であることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の照明装置を備えることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図３】
【図４】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１３】
【図１４】
【図３】
【図４】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２１６４３４（Ｐ２０１２−２１６４３４Ａ）
【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２０１１−８１１７９（Ｐ２０１１−８１１７９）
【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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