JP2007179770A - 面状照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型・軽量で、且つ、出射する光にパターンを形成し、デザイン性を有する面状照明装置を提供することにある。
【解決手段】光源と、前記光源の光を光射出面から射出する導光板と、前記導光板の光射出面上に配置され、規則的な明度変化を有する光を生成するためのパターン形成部材とを有し、前記パターン形成部材は、光透過性を有するシート状の光学部材の表面に規則性のあるパターンで網点が形成された網点パターン形成部材を少なくとも２つ備え、少なくとも２つの前記網点パターン形成部材が積層されていることにより、前記課題を解決する。
【選択図】図６

Description

本発明は、光源から射出された光を拡散して光射出面から照明光を射出する導光板を有し、屋内外を照明する面状照明装置、もしくは液晶表示パネルや広告パネルや広告塔や看板などのバックライトとして用いられる面状照明装置に関する。

従来、液晶表示装置には、液晶パネル（ＬＣＤ）の裏面側から光を照射し、液晶パネルを照明するバックライトユニットが用いられている。バックライトユニットは、通常、照明用の光源、この光源から出射した光を拡散して液晶パネルを照射する導光板、導光板から放射される光を均一化するプリズムシートや拡散シート等の部品を用いて構成される。

近年、このバックライトユニットは、上記のようにして、液晶表示装置に用いられるだけではなく、屋内外を照明する、もしくは液晶表示パネルや公告パネルや公告塔や看板などを裏面側から照射する、面状照明装置としても用いられている。
この面状照明装置も同様であるが、近年の液晶表示装置は、薄型化や低消費電力化が要望されており、それを実現するために種々の形状の導光板が提案されている。（特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４）

図１０は、特許文献１に示される導光板を用いた液晶表示装置の概略断面図である。
同図に示すバックライト（バックライトユニット）は、液晶表示パネル１２２と、蛍光管１１２，導光板１１１および拡散板１２３とで構成されている。
特許文献１では、このバックライト１００の照射量を減らすことなく、液晶表示装置の小型軽量化や薄型化及びコスト・消費電力の低減化を実現することができる液晶表示装置のバックライトを得るために、長方形の照射面と、短辺の中央部に長辺と平行にくり抜かれた、光源を嵌挿する矩形断面の溝１１４と、この溝１１４を挟んで長辺の両側面方向に向って板厚が次第に薄くなるように形成された背面とを有する導光板１１１が開示されている。

また、特許文献２には、液晶表示装置の額縁を狭くし、厚みを薄くすることができ、光利用効率がよく明るいバックライトユニットを得るために、光源を配置するための凹部の幅方向に平行な断面の形状が、深さ方向を主軸とする放物線形状である導光体（導光板）が開示されている。

また、特許文献３には、表示パネルの面内の明るさを均一に保ち、高輝度な照明をするために、ハの字状の高反射層上に、順次屈折率が高くなるように複数の板状光導破層を積層し、その各光出射端面から出射する光で光拡散層を明るくする導光板が開示されている。ここで、光源を設置するための凹部は、三角形形状である。

また、特許文献４では、液晶バックライトを壁掛けテレビの大型液晶表示面用に改良するために、複数の導光板を並列に配置し、導光板間に所定数の線状光源を配置して高輝度にて好均一の大型の背面照明を実現している。

しかしながら、特許文献１〜４に開示される導光板は、いずれも出射面から出射される光にむらが生じてしまい、均一で、高輝度な光を出射面から出射することができないという問題点を有する。

特開平０８−０６２４２６号公報 特開平１０−１３３０２７号公報 特開平０５−２４９３２０号公報 特開２００１−４２３２７号公報

そこで、本発明者は、特願２００４‐１７０４２５号公報に示されるように、棒状光源の直径Ｒに対する導光板ユニットの肉厚部の最大厚みＤと棒状光源の中心を通り光射出面に対して垂直な面から隣接する導光板ユニットとの接合部である薄肉端部の端面までの距離Ｌを１．６Ｒ≦Ｌ及び０．６Ｒ≦Ｄとすることにより、薄型・軽量で、より大サイズの光出射面を実現することができ、かつ、光源から出射された光に対する光出射面からの光の出射効率が高くなる形状の導光板、これを用いる面状照明装置および液晶表示装置を提供している。特に、この面状照明装置は、前述したように、薄型・軽量であるため、建物の平らな部分に直接埋め込むような形をとる天井照明、床照明、壁面照明等に有効である。

上記のような面状照明装置に、さらに、デザイン性を追及する場合には、従来の照明装置と同様に、例えば、光源（ランプ）の周辺の部材にアクセントを持たせる方法が挙げられるが、薄型・軽量を実現する上記面状照明装置において、デザイン性を付与するために、光源の周辺の部材にアクセントを持たせる方法を用いると、面状照明装置の重量や厚みを増加させてしまい、薄型・軽量に対し相反する結果となってしまうという問題が生じる。

本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、薄型・軽量で、且つ、出射する光にパターンを形成し、規則的な明度変化を有する光を生成する、すなわち、デザイン性を有する面状照明装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、光源と、前記光源の光を光射出面から射出する導光板と、前記導光板の光射出面上に配置され、規則的な明度変化を有する光を生成するためのパターン形成部材とを有し、前記パターン形成部材は、光透過性を有するシート状の光学部材の表面に規則性のあるパターンで網点が形成された網点パターン形成部材を少なくとも２つ備え、少なくとも２つの前記網点パターン形成部材が積層されていることを特徴とする面状照明装置を提供するものである。

本発明においては、前記パターン形成部材は、前記網点パターン形成部材に形成されている網点のパターンとは異なるパターンの規則的な明度変化を有する光を生成するのが好ましい。

また、本発明においては、前記網点は、基本単位の配置パターンを繰り返したパターンで形成されているのが好ましい。

また、本発明においては、前記光学部材は、透明樹脂からなるフィルムまたはシートであり、前記網点は、印刷によって形成されるのが好ましい。

また、本発明においては、前記網点が、シアン、イエロー、マゼンタ、およびこれらを混合した色のいずれかの色のインクを用いて形成されるのが好ましい。

また、本発明においては、前記光学部材の前記網点を形成する面の面積に対する前記網点の占有面積が、５％〜９５％であるのが好ましい。

また、本発明においては、前記網点は、四角形、円形、長方形、三角形、ひし形、星型、楕円または三日月型の形状を有するドットの集合体であるのが好ましい。

また、本発明においては、前記網点は、縞状または格子状のパターンで形成されているのが好ましい。

また、本発明においては、前記パターン形成部材は、幾何学的な明度変化を有する光を生成するのが好ましい。

また、上記目的を達成するために、本発明は、光源と、前記光源の光を光射出面から射出する導光板と、前記導光板の光射出面上に配置され、規則的な明度変化を有する光を生成するためのパターン形成部材とを有し、前記パターン形成部材は、光透過性を有するシート状の光学部材の表裏面に規則性のあるパターンで網点が形成された網点パターン形成部材を少なくとも１つ備えることを特徴とする面状照明装置を提供するものである。

さらに、また、上記目的を達成するために、本発明は、光源と、前記光源の光を光射出面から射出し、且つ、この光出射面に規則性のあるパターンで網点が形成された導光板と、前記導光板の光射出面上に配置され、規則的な明度変化を有する光を生成するためのパターン形成部材とを有し、前記パターン形成部材は、光透過性を有するシート状の光学部材の表面に規則性のあるパターンで網点が形成された網点パターン形成部材を少なくとも１つ備え、この網点パターン形成部材が積層されていることを特徴とする面状照明装置を提供するものである。

本発明の面状照明装置は、薄型・軽量であり、且つ、出射する出射光にパターンを形成し、規則的な明度変化を有する光を生成することができ、デザイン性を発揮することができる。

以下に、本発明の面状照明装置について説明する。
図１は、本発明の面状照明装置の一実施形態を示し、光出射面側から見た外観を示す概略斜視図である。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、それぞれ図１に示す面状照明装置の正面図、底面図、側面図および背面図である。図３は、図１に示す面状照明装置の一実施形態の部分断面図である。なお、これらの図も含め、以下の図においては、理解を容易にするために、面状照明装置の厚みの方向に、拡大して示されている。
図１および図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、面状照明装置１０は、複数の線状光源１２を含み、矩形状の光出射面１４ａから均一な光を出射する照明装置本体１４と、内部に照明装置本体１４を収納し、光出射面１４ａの側（表面側）に矩形状の開口部１６ａが形成された筐体１６と、筐体１６の、光出射面１４ａと逆側（裏面側）に取り付けられ、複数の線状光源１２をそれぞれ点灯するのに用いられる複数のインバータユニット１８を収納するインバータ収納部２０と、インバータ収納部２０に収納される複数のインバータユニット１８に接続され、それぞれ複数の線状光源１２を点灯するための電源３８（図８参照）とを有する。

ここで、照明装置本体１４は、矩形状の光出射面１４ａから均一な光を出射するためのものであって、図３、図４および図５（ａ）に示すように、基本的に、複数の線状光源１２と、光出射面１４ａの側に矩形状の光出面２２ａが形成され、その裏側に複数の線状光源１２をそれぞれ収納する複数の平行溝２２ｂが形成され、隣接する平行溝２２ｂの間に光出面２２ａ側からその裏側に向かう厚みが最も薄い最薄部２２ｃが形成される導光板２２と、導光板２２の光出面２２ａ側に配置され、矩形状の光出射面を形成する矩形状の平面を持つ光学部材ユニット２４と、光学部材ユニット２４の光出面側に配置され、矩形状の光出面１４ａを形成する矩形状の平面を持つ本発明の特徴部分であるパターン形成ユニット４０と、導光板２２の裏面２２ｄに沿って配置される反射部材２６とを備える。
なお、図４に示す照明装置本体１４は、導光板２２を構成する１つの単位となる１つの平行溝２２ｂを持つ単位導光板２３についてのみについて示したものであるが、図３に示すように、照明装置本体１４は、複数の単位導光板２３からなる導光板２２によるものであり、導光板２２の上部に配置される光学部材ユニット２４も、光学部材ユニット２４の上部に配置されるパターン形成ユニット４０も、導光板２２の光出射面２２ａと略同一のサイズ（面積）を持つものであることは言うまでもない。

線状光源１２は、導光板２２の複数の平行溝２２ｂ内に配置され、それぞれインバータユニット１８と接続されている。本発明に用いられる線状光源１２は、線状、すなわち細径の棒状の冷陰極管（ＣＣＦＬ：図８参照）であり、面状に照明するために用いられる。ここでは、線状光源１２として冷陰極管を用いたが、本発明はこれに限定されず、線状光源１２としては、棒状光源（線状光源）であれば、どのようなものでもよく、冷陰極管（ＣＣＦＬ）の他、例えば、通常の蛍光管（熱陰極管；ＨＣＦＬ）、外部電極管（ＥＥＦＬ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ等の光源を用いることができる。なお、線状光源１２として、ＬＥＤを用いる場合には、導光板２２の平行溝２２ｂと同等の長さを有する円柱状または角柱状の透明な導光体を用い、その導光体の上面および底面にＬＥＤを配置し、ＬＥＤの光を導光体の上面および底面から入射し、導光体の側面から出射するＬＥＤ光源を用いても良い。
なお、複数の線状光源１２の点灯および消灯を行うインバータユニット１８および電源３８（図８参照）については、後述する。

導光板２２は、図５（ａ）に示すように、複数の単位導光板２３から構成される。
単位導光板２３は、透明樹脂により形成され、図５（ｂ）に示すように、矩形状の個別光射出面２３ａと、その一辺に平行な厚肉部２３ｂと、この厚肉部２３ｂの両側に一辺に平行に形成される薄肉端部２３ｃと、厚肉部２３ｂから一辺に直交する方向に両側の薄肉端部２３ｃに向かって肉厚が薄くなり、導光板２２の裏面２２ｄを構成し、曲面状の傾斜面２３ｄを形成する傾斜背面部２３ｅと、肉厚部２３ｂに一辺に平行に形成される、光源１２を収納するための平行溝２２ｂとを有する。すなわち、単位導光板２３は、１つの平行溝２２ｂを備え、この平行溝２２ｂに平行な方向には、導光板２２の光出射面１４ａと同じ長さの個別光射出面２３ａを持つものである。
単位導光板２３および導光板２２の構造や材質については、本出願人の出願に係る特開２００５−２３４３９７号公報の[００２９]〜[００３０]に開示されているものを適用することができる。

なお、平行溝２２ｂは、図示例の如く、交差する２つの双曲線形状でも良いが、このほか、３角形状、Ｕ字状、放物線状などの輝度均一化効果のある形状であればどのようなものでも良く、本出願人の出願に係る特開２００５−２３４３９７号公報の[００３２]〜[００３３]に開示されているものを適用することができる。
また、傾斜面２３ｄは、図示例の如く、曲面から形成されていてもよく、また、個別光出射面２３ａに対する傾斜角度が一定の平面であっても良いし、傾斜角度が徐々に変化する複数の平面から構成されていても良いが、これらの曲面や平面は平行溝２２ｂには平行である必要がある。
なお、平行溝２２ｂおよび傾斜面２３ｄの、平行溝２２ｂと直交する断面のプロファイルは、特に制限的ではないが、個別光出射面２３ａから出射される照明光の輝度の均一性が高く、また、輝度の低下が少なければ、特に制限的ではないが、本出願人の出願に係る特願２００４−３２５２５１号に開示されているものを適用することができる。

単位導光板２３は、平行溝２２ｂに収納された線状光源１２から出射された照明光を入射させ、厚肉部２３ｂから薄肉端部２３ｃに向かって個別光射出面２３ａに平行な方向に傾斜背面部２３ｅ内を伝播させた照明光、および裏面を構成する傾斜面２３ｄに向かい、傾斜面２３ｄおよびこれに沿って配置される反射部材２６で反射された照明光を個別光射出面２３ａから均一な照明光として射出させる。
こうして、複数の単位導光板２３が連結された導光板２２の光射出面２２ａから均一な照明光が射出される。
導光板２２は、図５（ａ）に示すように、平行溝２２ｂと直交する方向に隣接する単位導光板２３同士が各薄肉端部２３ｃで連結された構造を有し、薄肉端部２３ｃの連結部分が導光板２２の最薄部２２を形成する。この場合には、複数の単位導光板２３の光出射面２３ａは、面一に連結され、導光板２２では、均一な平面の光出射面２２ａが形成されるのはいうまでもない。

なお、導光板２２は、図５（ａ）に示すように、複数の単位導光板２３を連結した状態で一体成形した１枚の導光板連結体であっても良いが、低コスト化や歩留まりの向上や製造の容易性を考慮し、一体成形された複数の単位導光板２３の導光板連結体を複数個連結して大面積の光出射面２２ａを持つ大型の導光板としても良い。この場合には、導光板連結体は、隣接する導光板連結体の単位導光板２３の薄肉端部２３ｃ同士を連結して、平行溝２２ｂと直交する方向に連結して、大型化し、光射出面２２ａを大面積化しても良いし、隣接する導光板連結体の薄肉端部２３ｃと直交する端部同士を連結して、平行溝２２ｂと平行な方向に連結して、大型化し、光射出面２２ａを大面積化しても良いし、これらを同時に行って、平行溝２２ｂと平行な方向および直交する方向に連結して、さらに、大型化し、光射出面２２ａを大面積化しても良い。なお、このとき、複数の導光板連結体の均一な平面状の光出射面は、面一に連結され、導光板２２では、均一な平面の光出射面２２ａが形成されるのはいうまでもない。この場合には、線状光源１２は、導光板連結体を連結した導光板２２の平行溝２２ｂの長さを持つ線状光源とするのが好ましく、また、導光板２２の上部に配置される光学部材ユニット２４は、導光板２２の光出射面２２ａと略同一のサイズ（面積）を持つものであるのが好ましい。

光学部材ユニット２４は、導光板２２の光出射面２２ａから出射された均一な照明光をより均一にして、照明装置本体１４の光出射面１４ａから均一性がさらに向上した照明光を出射するためのものであると共に、パターン形成ユニット４０に出射するためのもので、図３および図４に示すように、導光板２２の平行溝２２ｂと平行なマイクロプリズム列が形成され、導光板２２の光出射面２２ａから出射された照明光の集光性を高めて輝度を改善するプリズムシート２４ａと、導光板２２の光射出面２２ａから出射する照明光を拡散して均一化する拡散シート２４ｂと、導光板２２の光射出面２２ａから射出された照明光の輝度むらを低減させるために用いられるもので、透明フィルム２５ａおよびこの表面に輝度むらに応じて配置され、拡散反射体からなる多数の透過率調整体２５ｂを備える透過率調整部材２４ｃとを有する。

なお、透過率調整部材２４ｃは、導光板２２の光射出面２２ａに近い側に設けられるのが好ましいが、プリズムシート２４ａおよび拡散シート２４ｂの配置順序や配置数は限定的ではなく、また、光学部材ユニット２４に用いられるプリズムシート２４ａ、拡散シート２４ｂおよび透過率調整部材２４ｃは、上述したものに限定されず、導光板２２の光出射面２２ａから出射された照明光をより均一にすることができるものであれば、どのような光学部材を用いても良い。なお、プリズムシート２４ａは、導光板２２の裏面２２ｄ側の反射部材２６との間に配置しても良いし、導光板２２の裏面２２ｄ自体にプリズム列を形成しても良い。
プリズムシート２４ａ、拡散シート２４ｂおよび透過率調整部材２４ｃからなる光学部材ユニット２４に用いられる光学部材については、本出願人の出願に係る特開２００５−２３４３９７号公報の[００３８]〜[００３９]に開示されているものを適用することができる。

本発明の特徴部分であるパターン形成ユニット４０は、光学部材ユニット２４から出射された均一な照明光にパターンを形成し、照明装置本体１４の光出射面１４ａから、後に詳述する網点パターン形成部材４６および５２のパターンとは異なるパターンの規則的な明度変化を有する照明光を生成し、幾何学的な明度変化を有する照明光、すなわち、デザイン性を有する照明光を出射するものである。
パターン形成ユニット４０は、図３および図４に示すように、本実施形態においては、第１網点パターン形成部材４６と第２網点パターン形成部材５２とで構成され、第２網点パターン形成部材５２が第１網点パターン形成部材４６よりも光入射側に配置される。第１網点パターン形成部材４６および第２網点パターン形成部材５２は、互いに密着されて配置されていてもよいし、所定間隔離間して配置されてもよい。

このような第１網点パターン形成部材４６は、図４に示すように、透明フィルム４２と、透明フィルム４２の表面に配置される多数の網点４４とを有する。他方、第２網点パターン形成部材５２は、図４に示すように、透明フィルム４８と、透明フィルム４８の表面に配置される多数の網点５０とを有する。
このような第１網点パターン形成部材４６および第２網点パターン形成部材５２は、網点４４によって形成されるパターン（第１網点パターン形成部材４６のパターン）と網点５０によって形成されるパターン（第２網点パターン形成部材５２のパターン）以外は、基本的に、同様の構成を有するので、以下の説明は、第１網点パターン形成部材４６を代表例として行う。なお、第１網点パターン形成部材４６に形成されるパターンと第２網点パターン形成部材５２に形成されるパターンについては、後に詳述する。

透明フィルム４２（４８）は、フィルム状の形状を有し、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ベンジルメタクリレートやＭＳ樹脂、その他のアクリル系樹脂、あるいはＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）等の光学的な部材で形成されている。

網点４４（５０）は、所定の透過率、及び、四角形、円形、長方形、三角形、ひし形、星型、楕円、三日月型等の形状を有するドットであり、印刷等によって、透明フィルム４２の光学ユニット側の表面全体に配置され、透明フィルム４２の表面に規則性のあるパターン（網点パターン）を形成するものである。

例えば、図６（ａ）（図６（ｂ））に示す例では、網点４４は、正方形の形状を有するドットであり、透明フィルム４２の表面全体に形成するパターンのうち、点線で囲っている部分をパターンの基本単位４６ａ（５２ａ）とし、このような基本単位４６ａ（５２ａ）が透明フィルム４２の表面全体に繰り返し形成されることによって、規則性のあるパターンを形成している。
ここで、図６（ａ）は、第１網点パターン形成部材４６の網点４４の配置パターンの一例を示す図であり、図６（ｂ）は、第２網点パターン形成部材５２の網点５０の配置パターンの一例を示す図である。また、これらが、図４に示す照明装置本体１４に組み込まれる場合には、図６中左上の角が、図４中手前の角と一致するように、組み込まれるものとする。

なお、網点４４は、第１網点パターン形成部材４６（透明フィルム４２）の表面積に対する占有面積が５％〜９５％になるように配置される。第１網点パターン形成部材４６に対する網点４４の占有面積を的確にコントロールできるのは、５％が下限であり、また、網点の占有面積が、９５％を超えるとパターン形成ユニット４０から出射する照明光に充分なパターンを形成することができない。

また、網点４４の色は、特に限定は無いが、印刷によって形成される場合には、一般的な印刷に用いられるシアン、マゼンタ、イエロー、およびこれらを混合した色のインクうち、いずれかの色のインクを用いて形成されることが好ましい。これにより、網点４４は、パターン形成ユニット４０より各種の色光を出射することを可能にする。

ここで、上述したように、第１網点パターン形成部材４６に形成されるパターンと第２網点パターン形成部材５２に形成されるパターンとの違いについて、図６を用いて説明する。
図６（ａ）に示すように、第１網点パターン形成部材４６に形成されるパターン、すなわち、網点４４が透明フィルム４２の表面全体に配置されることにより形成されるパターンは、基本単位４６ａが繰り返し配置される規則性のあるパターンである。
これに対して、第２網点パターン形成部材５２に形成されるパターン、すなわち、網点５０が透明フィルム４８の表面全体に配置されることにより形成されるパターンも、パターン第１網点パターン形成部材４６のパターンと同様に、図６（ｂ）に示すように、基本単位５２ａが繰り返し配置される規則性のあるパターンであるが、第２網点パターン形成部材５２のパターンは、第１網点パターン形成部材４６のパターンと比較して、図中右側に向かって基本単位の幅ａの半分ずれた形、すなわち、ピッチをずらして配置されている。

すなわち、本発明においては、第１網点パターン形成部材４６のパターンおよび第２網点パターン形成部材５２のパターン同士は、図４に示す矢印方向、すなわち、照明装置本体１４の光出射面１４ａに平行に重ね合わせた際に、一致しない関係にある。
第１網点パターン形成部材４６および第２網点パターン形成部材５２をこのように配置することにより、すなわち、規則パターンを共に有する２つの網点パターン形成部材を、それぞれの規則パターンが互いにずれるように配置することにより、網点パターン形成部材の規則パターンとも異なる干渉縞（モワレ）が生じ、これにより、パターン形成ユニット４０より規則的な明度変化を有する照明光を生成することができる。

なお、本発明において、網点パターン形成部材のパターンは、上記例に限定されず、規則性を有するものであり、網点パターン形成部材同士を照明装置本体１４の光出射面１４ａに平行に重ね合わせた際に各々が一致しないパターンであれば、どのようなパターンでもよい。すなわち、一方の網点パターン形成部材に形成されるパターンと、他方の網点パターン形成部材に形成されるパターンが、全く異なるパターンでもよいし、網点のサイズやピッチ、形状が互いに異なるパターンでもよい。すなわち、それぞれの網点パターン形成部材に形成されるパターンの空間周波数が異なるようにパターンを作成しても良い。
また、一方の網点パターン形成部材に形成されるパターンと、他方の網点パターン形成部材に形成されるパターンは、全く同一のパターンでもよいが、この場合は、それぞれの網点パターン形成部材同士を重ね合わせた際に、それぞれのパターンが一致しないように、一方に対して他方を平行にずらしたり回転させたりして、それぞれの網点パターン形成部材を配置すれば良い。
より具体的には、例えば、図７（ａ）に示すような三角形を基本単位として規則的に配置したパターン６０でも良いし、図７（ｂ）に示すような対になる星型を基本単位として規則的に配置したパターン６２でも良い。なお、パターン６０に用いられる三角形及びパターン６２に用いられる星型は、共に、１つの網点であっても良いし、複数の網点によって形成されているものでもよい。
さらに、網点パターン形成部材のパターンは、図７（ｃ）に示すような縞模様のパターン６４であっても良いし、図７（ｃ）に示すような格子模様のパターン６６であっても良い。なお、パターン６４および６６は、共に、複数の網点が連続的に隙間無く配置されることにより形成されていてもよい。すなわち、本発明においては、複数の網点を直線的に連続的に隙間無く配置することにより、パターン６４やパターン６６のようなライン形状を用いたパターンを形成することも可能である。

また、上記図示例においては、上述したように、第２網点パターン形成部材５２のパターンを、第１網点パターン部材４６のパターンに対してピッチをずらした形で配置することにより、網点パターン形成部材同士を光出射面に平行に重ね合わせた際に、網点パターン形成部材同士のパターンが一致しないようにしているが、本発明においては、網点パターン形成部材同士を光出射面に平行に重ね合わせた際に、網点パターン形成部材同士のパターンが一致しないようにパターンを配置する方法は、この方法に限定されない。例えば、２枚の網点パターン形成部材を用いるとした場合に、１枚の網点パターン形成部材に形成されるパターンを基準パターンとし、この基準パターンをこのパターン内のいずれかの位置を中心として回転させることにより生じるパターンを、他方の網点パターン形成部材に形成する方法、すなわち、１枚の網点パターン形成部材に形成されるパターンを、他方の網点パターン形成部材に対して、回転させた形で配置する方法が挙げられる。
また、上記図示例においては、２枚の網点パターン形成部材が用いられているが、本発明においては、これに限定されず、網点パターン形成部材同士を１４の光出射面１４ａに平行に重ね合わせた際に、網点パターン形成部材同士のパターンが一致しなければ、必要に応じて３枚以上の網点パターン形成部材を用いても良い。

照明装置本体１４に用いられる反射部材２６は、導光板２２の裏面２２ｄに沿って配置され、線状光源１２から射出された照明光の利用効率を向上させるためのもので、導光板２２の平行溝２２ｂが形成される裏側に平行溝２２ｂを除く導光板２２の裏面２２ｄに沿って配置され、導光板２２の背面から漏洩する光を反射して、再び導光板２２に入射させる反射シート２６ａと、隣接する反射シート２６ａ間の、導光板２２の各平行溝２２ｂを塞ぐように線状光源１２の背面に配置され、線状光源１２の下面から光を反射して、導光板２２の平行溝２２ｂの側壁面から反射光を入射させるリフレクタ２６ｂとを備える。
照明装置本体１４は、基本的に、以上のように構成される。

一方、筐体１６は、図３に示すように、照明装置本体１４を収納して支持し、かつその光射出面１４ａ側と反射部材２６側とから挟み込み、固定するものであり、上面が開放され、上方から導光板組立体１４を収納して支持すると共に、その４方の側面を覆う下部筐体３０と、照明装置本体１４の矩形状の光出射面１４ａより小さい、上面に開口部１６ａとなる矩形状の開口が形成され、下面が開放され、導光板組立体１４およびこれが収納された下部筐体３０をその４方の側面も含め覆うように、これらの上方から被せられる上部筐体３２と、下部筐体３０の側壁と上部筐体３２の側壁との間に嵌挿される凹（Ｕ字）型の折返部材３４と、下部筐体３０の底部に配置され、導光板２２の裏面２２ｄを反射部材２６を介して支持して、面状照明装置本体１４全体をも支持する導光板支持部材３６とを有する。なお、図３には、図示しないが、下部筐体３０の裏側には、複数のインバータユニット１８を収納するインバータ収納部２０（図２参照）が取付られている。

ここで、下部筐体３０と折返部材３４との接合方法、折返部材３４と上部筐体３２との接合方法としては、ボルトおよびナット等を用いる方法、接着剤を用いる方法等種々の公知の方法を用いることができる。
上部筐体３２は、下部筐体３０よりも大きく、少なくとも、照明装置本体１４の導光板２２の平行溝２２ｂまたはこれに収納された線状光源１２に平行な下部筐体３０の両端の外側壁面とこれに対向する上部筐体３２の両内側壁面との各間隙には、折返部材３４が配置される必要があるが、折返部材３４は、筐体１６の４方の側面において下部筐体３０の側壁と上部筐体３２の側壁との間に配置されても良い。また、凹状の折返部材３４の凹部を補強する補強部材を取り付けることが好ましい。
このように折返部材３４を配置することで、筐体１６の剛性を高くすることができ、光を均一に効率よく射出させることができる反面、平行溝２２ｂの存在により反りが生じ易い導光板２２であっても、反りを矯正し、または、導光板２２に反りが生じることを防止でき、輝度むら等を生じさせることなく、良好な光学特性を得ることができる。また、折返部材３４の凹部を補強する補強部材を取り付けることで、筐体１６の剛性をより高くすることができ、連結導光板２２に反りが生じることをより好適に防止することができる。これにより、より良好な光学特性を得ることができる。

また、導光板支持部３６は、ポリカーボネート等の樹脂により形成され、図示例では、導光板２２の最薄部２２ｃの部分の裏面２２ｄの形状を反転した形状を有する凸状の部材であって、下部筐体３０の底部に導光板２２の裏面２２ｄに沿って導光板２２の最薄部２２ｃ毎に所定の間隔をおいて配置されているが、本発明は、これに限定されず、導光板２２の裏面２２ｄの形状を反転した形状を有する凸状の部分が所定の間隔をおいて設けられている連続した部材であっても良い。
なお、筐体１６には、その４つの隅部を接合するＬ字金具などの止め金具や、面状装置本体１４のプリズムシート２４ａと上部筐体３０の開口部１４ａの周縁部との間にゴムなどの弾性材料からなる弾性部材や、面状装置本体１４のプリズムシート２４ａの上面全体を保護する保護部材などが設けられていても良い。
筐体１６は、基本的に以上のように構成される。

次に、面状装置本体１４の導光板２２の平行溝２２ｂに収納される複数の線状光源１２の駆動装置について説明する。
図８（ａ）および（ｂ）に示す駆動装置３７は、複数のＣＣＦＬなどの線状光源１２を駆動する、すなわち点灯および消灯を行い、面状照明装置１０の照明の駆動を行なうものであり、複数のＣＣＦＬなどの線状光源１２にそれぞれ接続される複数のインバータユニット１８と、この複数のインバータユニット１８が接続される電源３８とを備えるものである。なお、図８（ｂ）には、インバータユニット１８の詳細な構成を示すために、１本のＣＣＦＬなどの線状光源１２を点灯するための駆動装置３７としてそのブロック図が示されている。
電源３８は、直流電圧、例えばＤＣ２４Ｖの直流電圧を出力する直流電源である。この直流電圧は、電源３８に接続された複数のインバータユニット１８の各々に供給される。

インバータユニット１８は、電源３８から供給された直流電圧から所定電圧（例えば、６５０Ｖｐ−ｐ）の所定周波数の１次側交流信号を生成する駆動回路１８ａと、線状光源１２に接続され、駆動回路１８ａで生成された１次側交流信号をＣＣＦＬ等の線状光源１２を点灯させるために必要な高電圧の２次側交流信号（例えば、６５００Ｖｐ−ｐ、１０００〜２４００Ｖｒｍｓ）に昇圧するトランス１８ｂと、ＣＣＦＬ等の線状光源１２に接続され、その管電流を検出する管電流検出回路１８ｃと、管電流検出回路１８ｃから出力される管電流がフィードバックされ、駆動回路１８ａにおいて１次側交流信号を生成するための所定周波数のクロック（基本波）をフィードバックされた管電流に応じて発振する電圧制御発振回路１８ｄとを備える。

本発明においては、線状光源１２の駆動装置３７をこのように構成することにより、効率よく、安定して、しかも安全に複数の線状光源１２を同時かつ均一に点灯し、均一な輝度で発光させることができる。
なお、本発明においては、複数の線状光源１２を同時に点灯しているが、インバータユニット１８によって一部のみを点灯するようにしても良いし、これらを切り換えるようにしても良い。
線状光源の駆動装置および面状照明装置は、基本的に、以上のように構成される。

上述した実施形態の面状照明装置１０は、筐体１６の裏側にインバータ収納部２０を設け、複数のインバータユニット１８を収納するものであったが、本発明の面状照明装置はこれに限定されず、図９に示す面状照明装置１１のように、線状光源１２と直交する側の筐体１６の開口部１６ａの周辺部において、下部筐体３０と上部筐体３２との間に空間を設けてインバータ収納部２０とし、複数のインバータユニット１８を収納するようにしても良い。こうすることにより、面状照明装置１１の裏面、すなわち、筐体１６の裏面を平坦にすることができ、天井や壁面への取り付けを容易にすることができる。

上記のように、網点パターン形成部材同士を１４の光出射面１４ａに平行に重ね合わせた際に、規則性のあるパターン同士が一致しない網点パターン形成部材を用いて、面状照明装置を実現することにより、パターン形成ユニットから出射する光に、各種の照明パターンを付与することができ、これにより、薄型・軽量で、且つ、デザイン性を有する面状照明装置を提供することができる。

なお、上記図示例においては、いずれかの表面に規則性のあるパターンが形成されている２枚の網点パターン形成部材を用いているが、本発明は、これに限定されず、一方向から見た際に、網点で形成される規則性のあるパターン同士が一致しないように、透明フィルムの表裏面に規則性にあるパターンが形成されている網点パターン形成部材を用いてもよい。これにより、１枚の網点パターン形成部材で、照明装置本体１４の光出射面１４ａから出射する光にパターンを付与することができ、低価格・薄型・軽量で、且つ、デザイン性を有する面状照明装置を提供することができる。

また、上記図示例においては、面状照明装置１０は、光学ユニット２４を有しているが、本発明においては、これに限定されず、用途やコストパフォーマンスに合わせて、光学ユニットを省略してもよい。
さらに、このときに、本発明においては、導光板の表面に網点を配置し、導光板２３表面全体に規則性のあるパターンを形成した導光板と、この導光板の表面に平行に重ね合わせた際にパターンが一致せず、且つ、規則性のあるパターンを有する網点パターン形成部材とを用いて、面状照明装置を実現することができる。これにより、最小限の部材によって、薄型・軽量で、且つ、デザイン性を有する面状照明装置を提供することができる。

なお、上述の面状照明装置は、いずれも、網点パターン形成部材が固定されている構成であるが、本発明においては、これに限定されない。例えば、網点パターン形成部材を２枚以上用いる場合には、一方を固定し、他方を、移動装置を用いて連続的に又は断続的に自動で移動させる構成としても良い。また、全ての網点パターン形成部材を移動装置で自動的に移動させる構成としてもよい。また、網点パターン形成部材を手動により移動させるように構成することもできる。これにより、流動的なパターンを有する照明光を生成するデザイン性の高い面状照明装置を提供することができる。

以上、本発明の面状照明装置および液晶表示装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施態様に限定はされず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

本発明の面状照明装置の一実施形態の光出射面側から見た外観を示す概略斜視図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、それぞれ図１に示す面状照明装置の正面図、長手方向の側面図、短手方向の側面図および背面図である。 図１に示す面状照明装置の一実施形態の部分断面図である。 図３に示す面状照明装置に用いられる１つの単位導光板に対応する面状照明装置本体の概略斜視図である。 （ａ）は、図３に示す面状照明装置に用いられる導光板の概略斜視図であり、（ｂ）は、図４に示す面状照明装置本体の１つの単位導光板の断面形状を示す線図である。 （ａ）は、第１網点パターン形成部材の網点の配置パターンの一例を示す図であり、（ｂ）は、第２網点パターン形成部材の網点の配置パターンの一例を示す図である。 （ａ）〜（ｄ） 網点パターン形成部材に形成されるパターンの一例を示す図である。 （ａ）は、図２に示す面状照明装置に用いられる線状光源の駆動装置の一実施形態の配線図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す線状光源の駆動装置のブロック図である。 本発明の面状照明装置の他の実施形態を示す概略構成図である。 従来の導光板を用いた液晶表示装置の概略断面図である。

符号の説明

１０、１１ 面状照明装置
１２ 線状光源
１４ 照明装置本体
１４ａ 光出射面
１６ 筐体
１６ａ 開口部
１８ インバータユニット
１８ａ 駆動回路
１８ｂ トランス
１８ｃ 管電流検出回路
１８ｄ 電圧制御発振回路
２０ インバータ収納部
２２ 導光板
２２ａ 光出面
２２ｂ 平行溝
２２ｃ 最薄部
２２ｄ 裏面
２３ 単位導光板
２３ａ 個別光射出面
２３ｂ 厚肉部
２３ｃ 薄肉端部
２３ｄ 傾斜面
２３ｅ 傾斜背面部
２４ 光学部材ユニット
２４ａ プリズムシート
２４ｂ 拡散フィルム
２４ｃ 透過率調整部材
２５ａ 透明シート
２５ｂ 透過率調整体
２６ 反射部材
２６ａ 反射フィルム
２６ｂ リフレクタ
３０ 下部筐体
３２ 上部筐体
３４ 折返部材
３６ 導光板支持部材
３７ 駆動装置
３８ 電源
４０ パターン形成ユニット
４２，４８ 透明フィルム
４４，５０ 網点
４６ 第１網点パターン形成部材
５２ 第２網点パターン形成部材
４６ａ，５２ａ 基本単位
６０，６２，６４，６６ パターン
１００ バックライト
１１１ 導光板
１１２ 蛍光管
１１４ 溝
１２２ 液晶表示パネル
１２３ 拡散板

Claims (11)

1. 光源と、
   前記光源の光を光射出面から射出する導光板と、
   前記導光板の光射出面上に配置され、規則的な明度変化を有する光を生成するためのパターン形成部材とを有し、
   前記パターン形成部材は、光透過性を有するシート状の光学部材の表面に規則性のあるパターンで網点が形成された網点パターン形成部材を少なくとも２つ備え、少なくとも２つの前記網点パターン形成部材が積層されていることを特徴とする面状照明装置。
2. 前記パターン形成部材は、前記網点パターン形成部材に形成されている網点のパターンとは異なるパターンの規則的な明度変化を有する光を生成する請求項１に記載の面状照明装置。
3. 前記網点は、基本単位の配置パターンを繰り返したパターンで形成されている請求項１または２に記載の面状照明装置。
4. 前記光学部材は、透明樹脂からなるフィルムまたはシートであり、前記網点は、印刷によって形成される請求項１〜３のいずれかに記載の面状照明装置。
5. 前記網点が、シアン、イエロー、マゼンタ、およびこれらを混合した色のいずれかの色のインクを用いて形成される請求項１〜４のいずれかに記載の面状照明装置。
6. 前記光学部材の前記網点を形成する面の面積に対する前記網点の占有面積が、５％〜９５％である請求項１〜５のいずれかに記載の面状照明装置。
7. 前記網点は、四角形、円形、長方形、三角形、ひし形、星型、楕円または三日月型の形状を有するドットの集合体である請求項１〜６のいずれかに記載の面状照明装置。
8. 前記網点は、縞状または格子状のパターンで形成されている請求項１〜７のいずれかに記載の面状照明装置。
9. 前記パターン形成部材は、幾何学的な明度変化を有する光を生成する請求項１〜８のいずれかに記載の面状照明装置。
10. 光源と、
    前記光源の光を光射出面から射出する導光板と、
    前記導光板の光射出面上に配置され、規則的な明度変化を有する光を生成するためのパターン形成部材とを有し、
    前記パターン形成部材は、光透過性を有するシート状の光学部材の表裏面に規則性のあるパターンで網点が形成された網点パターン形成部材を少なくとも１つ備えることを特徴とする面状照明装置。
11. 光源と、
    前記光源の光を光射出面から射出し、且つ、この光出射面に規則性のあるパターンで網点が形成された導光板と、
    前記導光板の光射出面上に配置され、規則的な明度変化を有する光を生成するためのパターン形成部材とを有し、
    前記パターン形成部材は、光透過性を有するシート状の光学部材の表面に規則性のあるパターンで網点が形成された網点パターン形成部材を少なくとも１つ備え、この網点パターン形成部材が積層されていることを特徴とする面状照明装置。

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