JP2006277991A - 面状照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤの発光面と導光板の側端面との密着性を向上させて、面状照明装置の高輝度化を促進する。
【解決手段】本発明に係る面状照明装置２０は、導光板２と、導光板２の一側端面である入光面３に配置されるＬＥＤ１０とを備えており、ＬＥＤ１０の発光面１５は、封止用の透光性樹脂の表面で形成される凹部１４ａを有するものである。また、導光板２の入光面３には、ＬＥＤ１０の凹部１４ａの形状に倣った凸部３ａが一体に形成され、ＬＥＤ１０は、この凸部３ａにより凹部１４ａが補完されて、ＬＥＤ１０の、凹部１４ａを含む実際の発光面１５と導光板２の入光面３とが、それらの間に間隙を有することなく密着するように配置されている。これによって、ＬＥＤ１０からの出射光の利用効率を向上させることができる。
【選択図】図１

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、液晶表示装置の照明手段として用いられる面状照明装置に関するものである。

今日の電子機器の表示手段等には液晶表示装置が広く用いられているが、この液晶表示装置は自発光型ではないことから、夜間や暗所での視認性を確保するための照明手段が必要となる。かかる照明手段として、従来から、面状照明装置が用いられている。
また、面状照明装置の一形態として、透光性を有する導光板と、該導光板の側端面に配置された棒状光源もしくは１つないし複数の点状光源を基本要素として構成されたサイドライト方式の面状照明装置が広く用いられている。近年の傾向では、携帯情報端末等の小型の電子機器への応用例の増加から、駆動回路の簡略化を図ることが可能な点状光源を備える形式の面状照明装置が用いられており、このような点状光源として白色ＬＥＤ（以下、単にＬＥＤともいう）が多用されている。

上記サイドライト方式の面状照明装置において、ＬＥＤからの出射光の利用効率を向上させて、面状照明装置の高輝度化を促進するには、ＬＥＤを、導光板の側端面（以下、導光板の、ＬＥＤが配置される側端面を入光面ともいう）に密着するように配置することが望ましい。この点に関連して、従来、ＬＥＤが搭載された回路基板を導光板の主面側に両面粘着テープ等で貼着すると共に、導光板に一体形成された枠体保持部により、ＬＥＤの、導光板の入光面に対向する面（以下、発光面ともいう）を導光板の入光面に密着した状態に保持する面状照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２１３９４３号公報

一方、図３に示すように、ＬＥＤ１０は、典型的には、基板１２に搭載されて図示しない電極パターンに電気的に接続されたＬＥＤチップ１１と、ＬＥＤチップ１１の周囲に設けられたランプハウス１３とを有し、例えばエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂等の透光性樹脂１４によってＬＥＤチップ１１を封止してなるものである。この封止工程は、通常、液状の透光性樹脂１４をランプハウス１３内に充填した後に加熱硬化することによって実施されるものであり、このようなＬＥＤ１０において、硬化後の透光性樹脂１４の表面は、多くの場合、中央部が窪んだ凹面形状を有するものとなる。したがって、例えば特許文献１に記載されたような従来の面状照明装置では、たとえＬＥＤ１０の発光面側を導光板の入光面に対して密着させて配置したとしても、ＬＥＤ１０の実際の発光面１５と導光板の入光面との間に、透光性樹脂１４の表面で形成される凹部１４ａによる間隙が存在することになり、ＬＥＤからの出射光の利用効率が低下するという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＬＥＤの発光面と導光板の側端面との密着性の向上、あるいは、ＬＥＤの発光面と導光板の側端面との間隙形状の調整により、面状照明装置の高輝度化を促進することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る面状照明装置は、導光板と、該導光板の側端面に配置されるＬＥＤとを備える面状照明装置において、前記ＬＥＤは、その発光面に凹部を有しており、前記導光板は、前記ＬＥＤの発光面に対向する側端面に、前記凹部の形状に倣って形成された凸部を有していることを特徴とする。

本発明に係る面状照明装置によれば、導光板の、ＬＥＤの発光面に対向する側端面に、ＬＥＤの発光面が有する凹部の形状に倣った凸部が形成されていることで、ＬＥＤを導光板の側端面に配置する際に上記凸部により上記凹部を補完することによって、ＬＥＤの実際の発光面と導光板の側端面との間の間隙を解消または最小化することが可能となり、空気層による反射等の損失光の発生を低減して、ＬＥＤからの出射光の利用効率を向上させることができる。

また、本発明の一態様では、前記導光板は、導光板本体と該導光板本体の側端面に配置されて前記ＬＥＤに対向する入光部とを含み、前記入光部は、前記ＬＥＤの発光面に対向する側端面に、前記凹部の形状に倣って形成された凸部を有しており、前記入光部の、前記導光板本体に対向する側端面、または、前記導光板本体の、前記入光部に対向する側端面のいずれか一方に、前記導光板の厚み方向に延在する複数の凸条または凹条からなるプリズム列が形成されているものである。

本発明に係る導光板おいて、ＬＥＤが配置される入光部と導光板本体とを別体で構成し、入光部と導光板本体との結合部分を形成する面にプリズム列を設けることによって、このプリズム列を経て導光板本体に入光後の発光分布を均一化することが可能となるため、入光部付近に発生する、ＬＥＤ直前の領域とその側方の領域との間の明暗の差を解消して、見栄えを改善することができる。

本発明は、このように構成したので、ＬＥＤの発光面と導光板の側端面との密着性の向上、あるいは、ＬＥＤの発光面と導光板の側端面との間隙形状の調整により、ＬＥＤからの出射光の利用効率を向上させることが可能となり、面状照明装置の高輝度化に寄与するものである。

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が、図１および図２は説明のためのものであり、必ずしも実際の形状および寸法を正確に反映するものではない。
図１および図２は、それぞれ本発明の第１および第２の実施形態における面状照明装置の要部を分解して示す水平断面図である。以下の説明において、図示された面状照明装置で使用されるＬＥＤは、図３に示すＬＥＤ１０と同様のものであり、その構成の詳細についての説明および図示は適宜省略する。

図１に示す面状照明装置２０は、略矩形状の導光板２と、導光板２の一側端面である入光面３に配置されるＬＥＤ１０とを備えており、ＬＥＤ１０の発光面１５は、図３を参照して上述したように、封止用の透光性樹脂の表面で形成される凹部１４ａを有するものである。また、導光板２は、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂等の透光性樹脂を、好ましくは射出成形してなる板状の導光体であり、導光板２の入光面３には、ＬＥＤ１０の凹部１４ａの形状に倣った凸部３ａが一体に形成されている。

本実施形態では、導光板２の入光面３に形成された凸部３ａは、入光面３からの突出高さがＬＥＤ１０の凹部１４ａの深さにほぼ一致する球面として形成されており、面状照明装置２０において、ＬＥＤ１０は、この凸部３ａにより凹部１４ａが補完されて、ＬＥＤ１０の、凹部１４ａを含む実際の発光面１５と導光板２の入光面３とが、それらの間に間隙を有することなく密着するように配置されるものである。

このような構成とすることによって、面状照明装置２０では、ＬＥＤ１０の発光面１５と導光板２の入光面３との間に介在する空気層による反射光の発生を最小限に抑制して、ＬＥＤ１０からの出射光を効率良く導光板２に入光させ、面状照明装置２０の高輝度化を達成することができる。実験によれば、本実施形態における面状照明装置２０では、凸部３ａを有さない従来の面状照明装置と比較して、約５％の輝度向上が得られることが確認された。

ここで、本発明において、凸部３ａを構成する曲面の形状およびその入光面３からの突出高さ等の寸法は、必ずしも使用する特定のＬＥＤの凹部１４ａの形状および寸法と完全に一致している必要はなく、複数個のＬＥＤ１０の測定に基いて、製造性等も勘案の上設計上選択された任意の適切な形状および寸法とすることができる。

次に、図２を参照して、本発明の第２の実施形態における面状照明装置を説明する。尚、以下の説明において、上述した第１の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
図２に示す面状照明装置３０において、導光板２２は、導光板本体２３と入光部２４とから構成されており、導光板本体２３と入光部２５とを、対向するそれぞれの側端面２４、２７を密着させて配置することによって光学的に結合し、１つの導光板２２が形成されている。

また、導光板本体２３および入光部２４は、上述した第１の実施形態における導光板２と同様の材料および方法によって形成されており、略角柱状の入光部２５には、その一側端面である入光面２６に、ＬＥＤ１０の凹部１４ａの形状に倣った凸部２６ａが形成されてＬＥＤ１０が配置され、略矩形状の導光板本体２３は、面状照明装置３０の主たる面光源として機能するものである。このような構成により、本実施形態における面状照明装置３０は、上述した第１の実施形態における面状照明装置２０と同様の作用・効果を得るものである。

さらに、面状照明装置３０では、入光部２５の、導光板本体２３と対向する側端面２７に、導光板２２の厚み方向（紙面の垂直方向）に延在する複数の三角プリズムからなるプリズム列２８が形成されており、これによって、ＬＥＤ１０から入光部２５に入光した光を拡散し、ＬＥＤ直前の領域とその側方の領域との間の明暗の差を解消して、導光板本体２３における見栄えを改善するものである。
尚、図２に示す面状照明装置３０では、プリズム列２８は、入光部２４の、導光板本体２３に対向する側端面２７に形成されているが、同様のプリズム列を導光板本体２３の、入光部２５に対向する側端面２４に形成するものであってもよい。さらに、本発明に係るプリズム列２８は、図２に示す三角プリズムによって構成されるものに限定されず、任意の断面形状を有する凸条または凹条を含む場合を含むものである。

このように、プリズム列２８を、入光部２４の、導光板本体２３に対向する側端面２７、または、導光板本体２３の、入光部２５に対向する側端面２４のような平坦面に形成することは、型加工等の製造性の点で有利なものであるが、図１および図２に示す面状照明装置２０、３０において、その凸部３ａ、２６ａの表面にプリズム列を形成し、それによってＬＥＤ１０からの出射光を拡散するものであってもよい。また、本発明は、導光板の入光面に複数の凸部を形成して、対応する複数個のＬＥＤを配置する場合を含むものである。

本発明の第１の実施形態における面状照明装置の要部を示す水平断面図である。 本発明の第２の実施形態における面状照明装置の要部を示す水平断面図である。 面状照明装置で使用される典型的なＬＥＤの構成を示す断面図である。

符号の説明

２，２２：導光板、３，２６：入光面、３ａ，２６ａ：凸部、ＬＥＤ：１０、導光板本体２３、入光部：２５、プリズム列：２８

Claims (2)

1. 導光板と、該導光板の側端面に配置されるＬＥＤとを備える面状照明装置において、
   前記ＬＥＤは、その発光面に凹部を有しており、前記導光板は、前記ＬＥＤの発光面に対向する側端面に、前記凹部の形状に倣って形成された凸部を有していることを特徴とする面状照明装置。
2. 前記導光板は、導光板本体と該導光板本体の側端面に配置されて前記ＬＥＤに対向する入光部とを含み、前記入光部は、前記ＬＥＤの発光面に対向する側端面に、前記凹部の形状に倣って形成された凸部を有しており、前記入光部の、前記導光板本体に対向する側端面、または、前記導光板本体の前記入光部に対向する側端面のいずれか一方に、前記導光板の厚み方向に延在する複数の凸条または凹条からなるプリズム列が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
   

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