JP2008277110A - 面状照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】面状照明装置の薄型化を促進しつつ必要な機械的強度を確保し、かつ、光の損失を抑える。
【解決手段】透明樹脂基板２４の外周側面よりも内側の部位に、リフレクタ２６の折り曲げ部２６Ｄを挿通するためのスリット５６が設けられており、透明樹脂基板２４の裏面側から表面へと、リフレクタ２６の折り曲げ部２６Ｄを挿通することで、透明樹脂基板２４の裏面側に配置されるリフレクタ２６の、透明樹脂基板２４に対する位置決めが、確実になされる。又、リフレクタ２６の折り曲げ部２６Ｄがスリット５６に格納され、若しくはスリット５６を貫通することで、ＬＥＤから出射され透明樹脂基板２４を進行する光を、スリット５６内部に位置するリフレクタの折り曲げ部２６Ｄによって全反射させ、透明樹脂基板２４の外周側面からの光漏れを、確実に防止することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、サイドライト方式の面状照明装置に関し、特に、導光板とハウジングフレームが一体成形された構造を有する面状照明装置に関するものである。

薄型で占有容積が小さく、軽量であること等に特徴を有する液晶表示装置は、携帯電話やパーソナルコンピュータ等をはじめとする多くの電気製品に使用されている。ところで、液晶表示装置の液晶自体は自ら発光しないため、太陽光や部屋の照明の明るさを十分に取り込むことができないような暗所で使用する場合には、液晶表示装置とは別個に液晶を照明する照明手段が必要となる。又、液晶表示装置のさらなる小型化が望まれる一方で、その液晶表示装置のうちの液晶表示部については大型化が望まれており、この要求に応えるためには、照明手段についても、小型化、さらには低消費電力化を実現することが必要となってきている。

そこで、照明手段の小型化及び低消費電力化を実現するために、照明手段の光源として点状光源であるＬＥＤを使用するものや、照明手段を構成する光源、導光板等の各部材を所定の位置に固定して光を効率良く利用するものが開発されている。例えば、図７に示されるように、ＬＥＤ２と、ＬＥＤ２から出射される光を受けて発光する略矩形状の導光板１とが、白色樹脂からなるハウジングフレーム７に位置決めされた構造が用いられている。
ここで、導光板１の、ＬＥＤ２が配置された導光板１の一側面８と直交する側面１１、１２には、それぞれの側面１１、１２に対して鉛直方向に延びる突起部１２ａ、１２ｃが設けられている。これらの突起部は、導光板１がハウジングフレーム７に収納された状態で、ハウジングフレーム７内における導光板１の配設位置を決定すると共に、その位置に導光板１を固定するためのものである。又、ハウジングフレーム７には、凹部２０ａ、２０ｃが形成されており、導光板１の突起部１２ａ、１２ｃが各凹部に嵌入されることで、導光板１はハウジングフレーム７に保持されるものである（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、略矩形状の導光板１がハウジングフレーム７に位置決めされた構造は、導光板１の外周面とハウジングフレーム７の内周面との嵌め合いの観点から、両者に所定幅の隙間を設けることが必要不可欠であり、その隙間に応じて生じる光の損失を補うための対策を講じる必要がある。又、ハウジングフレーム７を構成する白色樹脂の反射率が、ＥＳＲ（Enhanced Specular Reflector）等の反射フィルム（例えば、特許文献２参照）により構成されたリフレクタよりも小さく、この点からも、光の損失を補うための対策が必要となる。

更に、かかる構造において、更なる薄型化を図った場合には、全体の剛性が不十分となり、又、突起部１２ａ、１２ｃが、ハウジングフレーム７の凹部２０ａ、２０ｃから外れ易くなる虞がある。そこで、薄型化を推進しつつ、装置全体として必要な機械的強度を得るための手法として、図８に示されるように、導光板に相当する部分４２１と、ハウジングフレームに相当する部分４２２とを一体成形した構造が考案されている。なお、図中符号４２６は、光源４１０から所定の距離間隔だけ離れた部位に形成された所定のパターンを示している（例えば、特許文献３参照）。

特開２００５−３０２４８５号公報 特表平９−５０６８３７号公報 特開２００６−２８５１７１号公報

さて、図８の例では、ハウジングフレームに相当する部分４２２が、導光板に相当する部分４２１と同じく光透過率の高い樹脂材料で形成されることから、かかる部分４２２から外部に光が漏れてしまうという欠点がある。そこで、導光板に相当する部分４２１には、ハウジングフレームに相当する部分４２２の近傍に溝４２５を形成することで、光源４１０から出射され導光板に相当する部分４２１を進行する光を、溝４２５で全反射させ、光漏れの防止を図っている。ところが、導光板の樹脂材料として一般的なポリカーボネートやポリメチルメタアクリレートの屈折率は１．５前後であり、臨界角が比較的大きいことから、各部の設計如何によっては、臨界角よりも小さな角度で溝４２５に向かって進行する光の割合が多くなり、溝４２５による光漏れ防止効果が十分に得られず、光の損失を生じてしまう場合がある。

一方、図８の例において、ハウジングフレームに相当する部分４２２からの光漏れ防止対策として、かかる部分４２２の外周に反射フィルムを配置する場合には、何らかの手法によって反射フィルムを固定することが必要となり、例えば、両面テープを用いた場合には、両面テープの粘着層による光の吸収損失が生じてしまうこととなる。又、両面テープを用いることなくハウジングフレームに相当する部分４２２の外周に反射フィルムを固定できたとしても、かかる部分４２２を光が通過することによる光の吸収損失を回避することはできない。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、サイドライト方式の面状照明装置において、導光板とハウジングフレームを一体成形することによって、面状照明装置の薄型化を促進しつつ必要な機械的強度を確保し、なおかつ、ハウジングフレームに相当する部分から光が漏れることによる光の損失を抑えることにある。

（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。

（１）透明樹脂基板と、前記透明樹脂基板の裏面側に配置されるリフレクタと、前記透明樹脂基板の一側端に形成された入光部に配置される光源とを備え、前記リフレクタは、平板状の本体部と、該本体部の外周に沿って起立する折り曲げ部とからなり、前記透明樹脂基板の外周側面よりも内側の部位に、前記リフレクタの折り曲げ部を挿通するためのスリットが設けられていることを特徴とする面状照明装置（請求項１）。
本項に記載の面状照明装置は、透明樹脂基板の外周側面よりも内側の部位に、リフレクタの折り曲げ部を挿通するためのスリットが設けられており、透明樹脂基板の裏面側から表面へと、リフレクタの折り曲げ部を挿通することで、透明樹脂基板の裏面側に配置されるリフレクタの、透明樹脂基板に対する位置決めがなされる。又、リフレクタの折り曲げ部が、スリットに格納され若しくはスリットを貫通することで、光源から出射され透明樹脂基板を進行する光を、スリット内部に位置するリフレクタの折り曲げ部によって全反射させ、透明樹脂基板の外周側面からの光漏れを防止するものである。

（２）前記リフレクタの折り曲げ部及び前記透明樹脂基板のスリットは、前記透明樹脂基板の、前記入光部が形成された側端と、前記入光部が形成された側端に対向する側端と、前記入光部が形成された側端に直交する側端とに設けられている面状照明装置（請求項２）。
本項に記載の面状照明装置は、リフレクタの折り曲げ部及び透明樹脂基板のスリットが、透明樹脂基板の、入光部が形成された側端と、入光部が形成された側端に対向する側端と、入光部が形成された側端に直交する側端とに設けられ、これらの各側端において、光源から出射され透明樹脂基板を進行する光を、リフレクタの折り曲げ部によって全反射させ、透明樹脂基板の外周側面からの光漏れを、各側端において防止するものである。

（３）前記透明樹脂基板のスリットの幅は、前記透明樹脂基板の裏面側よりも表面側の方が狭く形成されている面状照明装置（請求項３）。
本項に記載の面状照明装置は、透明樹脂基板のスリットの幅が、透明樹脂基板の裏面側よりも表面側の方が狭く形成されていることにより、透明樹脂基板の裏面側から表面へと、リフレクタの折り曲げ部を挿通する組み立て時において、スリットに対する折り曲げ部の導入を容易としつつ、リフレクタの折り曲げ部がスリットに格納され、若しくはスリットを貫通した状態での、透明樹脂基板に対するリフレクタの位置決めを確実とするものである。

（４）前記透明樹脂基板のスリットを構成する壁面の少なくとも一部が、前記透明樹脂基板の裏面側から表面側へ向けて傾斜する傾斜面として構成されている面状照明装置（請求項４）。
本項に記載の面状照明装置は、透明樹脂基板のスリットを構成する壁面の、透明樹脂基板の裏面側から表面側へ向けて傾斜する傾斜面によって、リフレクタの折り曲げ部を挿通する組み立て時において、リフレクタの折り曲げ部の先端を傾斜面に沿わせることで、スリットに対する折り曲げ部の導入を容易としている。
なお、前記傾斜面は、平面で構成されていても良く、曲面で構成されていても良い。

（５）前記透明樹脂基板の入光部は、外周側面よりも内側の部位を貫通する貫通孔として構成されている面状照明装置（請求項５）。
本項に記載の面状照明装置は、透明樹脂基板の入光部が、外周側面よりも内側の部位を貫通する貫通孔として構成されていることから、光源は、透明樹脂基板の外周側面よりも内側の部位に配置されるものである。そして、光源から出射され透明樹脂基板を進行する光のうち、透明樹脂基板の入光部が形成された側端方向へと向かう光を、スリット内部に位置するリフレクタの折り曲げ部によって全反射させ、当該外周側面から透明樹脂基板の外部への光漏れを防止するものである。

（６）前記リフレクタの外周側の折り曲げ部の少なくとも一部が、前記本体部とは別体に構成されている面状照明装置（請求項６）。
本項に記載の面状照明装置は、リフレクタの外周側の折り曲げ部の少なくとも一部が、本体部とは別体に構成されていることにより、リフレクタの製造工程の選択の自由度、及び、リフレクタの部位毎に使用する材料の選択の自由度を高めるものである。
なお、前記リフレクタの折り曲げ、及び、該折り曲げ部を挿通するための前記透明樹脂基板のスリットが、平面視で、必ずしも前記透明樹脂基板の外周側面と平行である必要は無く、液晶パネルの形状や輝度分布等を考慮して、適宜形状が決定されるものである。

本発明はこのように構成したので、サイドライト方式の面状照明装置において、導光板とハウジングフレームを一体成形することによって、面状照明装置の薄型化を促進しつつ必要な機械的強度を確保し、なおかつ、ハウジングフレームに相当する部分から光が漏れることによる光の損失を抑えることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の実施の形態に係る面状照明装置２２の主要構成部品が示されている。この面状照明装置２２は、透明樹脂基板２４を備え、透明樹脂基板２４の裏面側にはリフレクタ２６が配置され、粘着テープ２８によって、リフレクタ２６は透明樹脂基板２４に固定されている。

又、透明樹脂基板２４の表面側には、拡散板３０、プリズムシート３２、３４、遮光シート３６の各部材が、図示の順番で重ねられる。なお、符号３８で示される部分は、遮光シート３６の保護フィルムであり、液晶パネルが重ねられる際に遮光シート３６から剥がされるものである。又、透明樹脂基板２４の後述する入光部５０には、ＦＰＣ４０に実装されたＬＥＤ４２（光源）がはめ込まれ、ＬＥＤ４２の裏面側及び表面側の双方にＬＥＤ用の反射板４４、４６が配され、更に、表面側の反射板４６には、ＬＥＤ近傍の輝度むら対策としての黒スペーサ４８が重ねて配置される。

本発明の実施の形態に係る透明樹脂基板２４は、ポリカーボネートやポリメチルメタアクリレートを用いて成形され、図２、図３に示されるように、導光板に相当する部分２４Ａとハウジングフレームに相当する部分２４Ｂとが一体に成形されている。そして、透明樹脂基板２４の一側端には、ＬＥＤ４２を固定する入光部５０として、外周側面よりも内側の部位を貫通する貫通孔が形成されている。又、導光板に相当する部分２４Ａは、裏面側にはリフレクタ２６を保持するための段差が、表面側には拡散板３０及びプリズムシート３２、３４を保持するための段差が、夫々形成されている結果、ハウジングフレームに相当する部分２４Ｂに対し薄肉となっている（図３参照）。

又、本発明の実施の形態に係るリフレクタ２６は、厚さ０．０６５ｍｍのＥＳＲ反射フィルムであり、図４に示されるように、平板状の本体部２６Ａと、該本体部の外周に沿って起立する折り曲げ部２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄとからなるものである。そして、図２に示されるように、透明樹脂基板２４の外周側面よりも内側の部位には、リフレクタ２６の折り曲げ部２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄを挿通するためのスリット５２、５４、５６が設けられている。
なお、図４に示されるように、リフレクタ２６の各折り曲げ部は、透明樹脂基板２４の入光部５０が形成された側端に折り曲げ部２６Ｂが、入光部５０が形成された側端に対向する側端に折り曲げ部２６Ｃが、入光部５０が形成された側端に直交する側端に折り曲げ部２６Ｄが設けられ、更に、透明樹脂基板２４の入光部５０を裏面側から塞ぐ平板状の突起部２６Ｅが、平板状の本体部２６Ａの一端から突出している。これに対応して、図２に示されるように、透明樹脂基板２４の入光部５０が形成された側端には、入光部５０を避けるようにしてスリット５２が、入光部５０が形成された側端に対向する側端にはスリット５４が、入光部５０が形成された側端に直交する側端にはスリット５６が、各々形成されている。

なお、各スリット５２、５４、５６の幅は、図５に例示されたスリット５６のごとく、一定幅である必要はなく、図６に示されるように、透明樹脂基板の裏面側よりも表面側の方が狭く形成されていてもよい。又、図６（ａ）、（ｂ）のスリット５６１、５６２のように、透明樹脂基板のスリットを構成する壁面の少なくとも一部が、透明樹脂基板２４の裏面側から表面側へ向けて傾斜する傾斜面として構成されていてもよく、図６（ｃ）のスリット５６３のように、全体が傾斜面として形成されていてもよい。更に、図６（ｂ）、（ｃ）の例では、リフレクタ２６は折り曲げ部２６Ｄの折り曲げ角度を、予め、スリット５６２、５６３の傾斜面に合わせても良く、図６（ａ）のごとく折り曲げ部２６Ｄを平面部２６Ａに対し直角に折り曲げ、スリット５６２、５６３に押し当てることで、角度を矯正することとしても良い。又、各傾斜面の断面形状は、図６（ａ）〜（ｃ）のごとく直線状のもののみならず、曲線状（曲面）で構成されていても良い。

更には、リフレクタ２６の折り曲げ部２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、及び、折り曲げ部２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄを挿通するための透明樹脂基板２４のスリット５２、５４、５６が、平面視（図２（ｂ）、（ｅ）、図４（ａ））で、必ずしも透明樹脂基板２４の外周側面と平行である必要は無く、面状照明装置２２に照らされる液晶パネルの形状や、輝度分布等を考慮して、適宜形状が決定されるものである。

又、リフレクタ２６の各折り曲げ部２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、平板状の突起部２６Ｅは、図示の例のごとく平板状の本体部２６Ａと一体に形成されている必要はなく、必要に応じて各部分が別体に構成されることとしても良い。
なお、図示の面状照明装置２２は、透明樹脂基板２４には入光部５０が一箇所のみ設けられ、ＬＥＤ４２も１つのみ用いられているが、必要に応じ、これらを２つ以上備えることとしても良い。

上記構成をなす、本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能となる。まず、本発明の実施の形態に係る面状照明装置２２は、透明樹脂基板２４の外周側面よりも内側の部位に、リフレクタ２６の折り曲げ部２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄを挿通するためのスリット５２、５４、５６が設けられており、透明樹脂基板２４の裏面側から表面へと、リフレクタ２６の各折り曲げ部２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄを挿通することで、透明樹脂基板２４の裏面側に配置されるリフレクタ２６の、透明樹脂基板２４に対する位置決めが、確実になされることとなる。又、リフレクタ２６の折り曲げ部２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄが、各々スリット５２、５４、５６に格納され、若しくはスリット５２、５４、５６を貫通することで、ＬＥＤ４２から出射され透明樹脂基板２４を進行する光を、スリット５２、５４、５６内部に位置するリフレクタの折り曲げ部２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄによって全反射させ、透明樹脂基板２４の外周側面からの光漏れを、確実に防止することができる。

又、リフレクタ２６の折り曲げ部２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ及び透明樹脂基板２４のスリット５２、５４、５６が、透明樹脂基板２４の、入光部５０が形成された側端（５２）と、入光部５０が形成された側端に対向する側端（５４）と、入光部５０が形成された側端に直交する側端（５６）とに設けられ、これらの各側端において、ＬＥＤ４２から出射され透明樹脂基板２４を進行する光を、リフレクタ２６の折り曲げ部２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄによって全反射させ、透明樹脂基板２４の外周側面からの光漏れを、各端部において防止することができる。

参考までに、本発明者らは、リフレクタ２６の折り曲げ部２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄを備える場合（本発明の実施の形態）と、これらを備えず単にリフレクタ２６を透明樹脂基板２４の裏面側に重ねた場合とで、面状照明装置２２の中心輝度、平均輝度及び均一性を比較した。その結果、中心輝度は前者が２５０１ｃｄ/ｍで後者が１９３８ｃｄ/ｍ、平均輝度は前者が２４４２ｃｄ/ｍで後者が１８６２ｃｄ/ｍ、均一性は前者が７４．４％で後者が５７．９％となり、本発明の実施の形態における、透明樹脂基板２４の外周側面からの光漏れ防止効果が実証されている。

又、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されるように、透明樹脂基板２４のスリット５２、５４、５６を構成する壁面の少なくとも一部が、透明樹脂基板２４の裏面側から表面側へ向けて傾斜する傾斜面として構成されることで、透明樹脂基板２４のスリット５２、５４、５６の幅が、透明樹脂基板２４の裏面側よりも表面側の方が狭く形成されることとしても良い。
この場合には、透明樹脂基板２４の裏面側から表面へとリフレクタ２６の折り曲げ部２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄを挿通する組み立て時において、リフレクタ２６の折り曲げ部２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄの先端を傾斜面に沿わせることで、スリット５２、５４、５６に対する折り曲げ部２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄの挿入を容易とすることができる。又、透明樹脂基板２４の表面側の幅が狭いことから、形成リフレクタ２６の折り曲げ部２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄがスリット５２、５４、５６に格納され、若しくはスリットを貫通した状態で、折り曲げ部２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄは確実にスリット５２、５４、５６に固定され、透明樹脂基板２４に対するリフレクタ２６の位置決めを確実に行うことが可能となる。更に、導光板に相当する部分の側面とリフレクタ２６との間隔をより小さくすることができ、リフレクタ２６の実効的な反射率をより向上させることが可能となる。

又、透明樹脂基板２４の入光部５０が、外周側面よりも内側の部位を貫通する貫通孔として構成されていることから、光源であるＬＥＤ４２は、透明樹脂基板２４の外周側面よりも内側の部位に配置されるものである。そして、ＬＥＤ２４から出射され透明樹脂基板２４を進行する光のうち、透明樹脂基板２４の入光部５０が形成された側端方向へと向かう光を、スリット５２内部に位置するリフレクタ２６の折り曲げ部２６Ｂによって全反射させ、当該外周側面から透明樹脂基板２４の外部への光漏れを防止することができる。

更に、リフレクタ２６の外周側の折り曲げ部２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄの少なくとも一部が、本体部２６Ａとは別体に構成されている場合には、リフレクタ２６の製造工程の選択の自由度、及び、リフレクタ２６の各部位２６Ａ〜２６Ｅ毎に使用する材料の選択の自由度を高め、反射効率の向上と、製造コスト及び材料コストの低減とを高いレベルでバランスさせることも可能となる。

本発明の実施の形態に係る面状照明装置の、主要構成部品の分解斜視図である。 図１に示される、本発明の実施の形態に係る面状照明装置の、透明樹脂基板の単体図であり、（ａ）は前方側面、（ｂ）は平面、（ｃ）は後方側面、（ｄ）は右側面、（ｅ）は裏面を示すものである。 図２（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。 図１に示される、本発明の実施の形態に係る面状照明装置の、リフレクタの単体図であり、（ａ）は展開平面図、（ｂ）は外周側の折り曲げ部を折り曲げた状態における側面図である。 図１に示される本発明の実施の形態に係る面状照明装置の、透明樹脂基板及びリフレクタの組み立て状態における断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、何れも、図１に示される本発明の実施の形態に係る面状照明装置の、透明樹脂基板のスリット形状の応用例を示すものである。 従来の面状照明装置の斜視図である。 従来の、導光板とハウジングフレームとが一体成形された構造を有する面状照明装置の平面図である。

符号の説明

２２：面状照明装置、２４：透明樹脂基板、２４Ａ：導光板に相当する部分、２４Ｂ：ハウジングフレームに相当する部分、２６：リフレクタ、２６Ａ：本体部、 ２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ：折り曲げ部、４２：ＬＥＤ、 ５０：入光部、 ５２、５４、５６：スリット

Claims (6)

1. 透明樹脂基板と、前記透明樹脂基板の裏面側に配置されるリフレクタと、前記透明樹脂基板の一側端に形成された入光部に配置される光源とを備え、前記リフレクタは、平板状の本体部と、該本体部の外周に沿って起立する折り曲げ部とからなり、前記透明樹脂基板の外周側面よりも内側の部位に、前記リフレクタの折り曲げ部を挿通するためのスリットが設けられていることを特徴とする面状照明装置。
2. 前記リフレクタの折り曲げ部及び前記透明樹脂基板のスリットは、前記透明樹脂基板の、前記入光部が形成された側端と、前記入光部が形成された側端に対向する側端と、前記入光部が形成された側端に直交する側端とに設けられていることを特徴とする請求項１記載の面状照明装置。
3. 前記透明樹脂基板のスリットの幅は、前記透明樹脂基板の裏面側よりも表面側の方が狭く形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の面状照明装置。
4. 前記透明樹脂基板のスリットを構成する壁面の少なくとも一部が、前記透明樹脂基板の裏面側から表面側へ向けて傾斜する傾斜面として構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の面状照明装置。
5. 前記透明樹脂基板の入光部は、外周側面よりも内側の部位を貫通する貫通孔として構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の面状照明装置。
6. 前記リフレクタの外周側の折り曲げ部の少なくとも一部が、前記本体部とは別体に構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の面状照明装置。

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