JP2010092624A

JP2010092624A - 面状照明装置

Info

Publication number: JP2010092624A
Application number: JP2008258853A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Inamura; 隆宏稲村
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2008-10-03
Filing date: 2008-10-03
Publication date: 2010-04-22

Abstract

【課題】大型化および、薄型軽量化をした場合にも、光の利用効率が高く、かつ、導光板の伸縮によって導光板および光源が損傷しない面状照明装置を提供する。
【解決手段】矩形状の光射出面および前記光射出面の一辺を含む光入射面を有する導光板と、前記光入射面に対向して配置された光源と、前記導光板の前記光入射面と前記光源との間に配置される保護シートとを有することで上記課題を解決する。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置などに用いられる面状照明装置に関する。

液晶表示装置には、液晶表示パネルの裏面側から光を照射し、液晶表示パネルを照明する面状照明装置（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、照明用の光源が発する光を拡散して液晶表示パネルを照射する導光板、導光板から出射される光を均一化するプリズムシートや拡散シートなどの部品を用いて構成される。

現在、大型の液晶テレビのバックライトユニットは、照明用の光源を液晶表示パネルの背面に配置した、いわゆる直下型と呼ばれる方式が主流である。この方式では、光源である冷陰極管を液晶表示パネルの背面に複数本配置し、内部を白色の反射面として均一な光量分布と必要な輝度を確保している。
しかしながら、直下型のバックライトユニットでは、光量分布を均一にするために、液晶表示パネルに対して垂直方向の厚みが３０ｍｍ程度必要であり、これ以上の薄型化が困難である。

これに対し、薄型化が可能なバックライトユニットとしては、照明用の光源から射出され、入射した光を、所定方向に導き、光が入射された面とは異なる面である光射出面から射出させる導光板を用いるバックライトユニットがある。
このような、導光板を用いたバックライトユニットとしては、透明樹脂に光を散乱させるための散乱粒子を混入させた導光板を用いる方式のバックライトユニットが提案されている。

例えば、特許文献１には、少なくとも１つの光入射面領域および少なくとも１つの光取出面領域を有する光散乱導光体と前記光入射面領域から光入射を行う為の光源手段とを備え、前記光散乱導光体は前記光入射面から遠ざかるにつれて厚みを減ずる傾向を持った領域を有していることを特徴とする光散乱導光光源装置が記載されている。
また、特許文献２には、光散乱導光体と、光散乱導光体の光取出面側に配置されたプリズムシートと、光散乱導光体の裏面側に配置された反射体とを備えた面光源装置が記載されている。また、特許文献３には、プリズム列状の繰り返し起伏を有する光入射面と、光拡散性を与えられた光射出面とを備えた板状の光学材料からなる光出射方向修正素子を備えた液晶ディスプレイが記載され、特許文献４には、内部に散乱能を与えられた光散乱導光体と、前記光散乱導光体の端面部から光供給を行う光供給手段とを備えた光源装置が記載されている。

また、導光板としては、上記以外にも中間部の厚みが入射側の端部及び対向側の端部の厚みに比べ大きく形成されている導光板、入光部から離れるにしたがって厚みが厚くなる方向に傾斜した反射面を有する導光板、表面部と裏面部との間の距離が入射部で最小になり、入射部から最大離距離において厚さが最大になるような形状を有する形状の導光板など、逆楔型の導光板も各種、提案されている（例えば、引用文献５から８参照。）。

特開平７−３６０３７号公報特開平８−２４８２３３号公報特開平８−２７１７３９号公報特開平１１−１５３９６３号公報特開２００３−９０９１９号公報特開２００４−１７１９４８号公報特開２００５−１０８６７６号公報特開２００５−３０２３２２号公報

液晶表示装置の大型化に伴い、面状照明装置にも、より、大型化および薄型軽量化が要求されるようになっている。
そのため、上述のように光を散乱させる散乱粒子を混入させ、光入射面に入射した光を光が入射した方向とは異なる方向に導き、光射出面から出射する導光板を用いるバックライトユニットが各種提案されている。
このように導光板の側面に光源を配置することで、導光板の背面に光源を配置したバックライトユニットに比べ、薄型軽量化を実現できる。しかしながら、導光板の側面に光源を配置したバックライトユニットは、導光板の背面に光源を配置したバックライトユニットに比べ、光の利用効率で劣る。そのため、導光板の側面に光源を配置する面状照明装置では、導光板の光入射面と光源との間の隙間を１ｍｍ以下と小さくして、光の利用効率を高める工夫をしている。
しかしながら、導光板は熱や湿気により伸縮するので、光源を導光板の側面に配置すると、導光板の伸縮によって、光源と導光板の光入射面とが接触し、擦れて光源や導光板が損傷するという問題が発生する。特に大型の導光板では熱や湿気による伸縮が大きく、光源と導光板との接触による損傷がより顕著になってくる。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、大型化および、薄型軽量化をした場合にも、光の利用効率が高く、かつ、導光板の伸縮によって導光板および光源が損傷しない面状照明装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、矩形状の光射出面および前記光射出面の一辺を含む光入射面を有する導光板と、前記光入射面に対向して配置された光源と、前記導光板の前記光入射面と前記光源との間に配置される保護シートとを有す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。

ここで、前記光入射面が前記矩形状の光射出面の対向する２辺に設けられることが好ましい。
また、前記導光板の厚さが、前記光入射面から離れるにしたがって、漸次、厚くなることが好ましい。
さらに、前記導光板に光散乱体を混錬分散させることが好ましい。

また、前記保護シートはフッ素樹脂からなることが好ましい。
あるいは、前記保護シートはシリコーンゴムからなることが好ましい。
ここで、前記保護シートは前記導光板の前記光入射面と前記光源との間に配置される保護部と、前記保護部の長辺に設けられ前記保護部に垂直な係止部とを有することが好ましい。
また、前記保護シートの前記係止部を前記導光板の前記光入射面に垂直な方向において前記光源側に配置することが好ましい。
あるいは、前記保護シートの前記係止部を前記導光板の前記光入射面に垂直な方向において前記導光板側に配置することが好ましい。

また、前記保護シートの前記係止部を前記導光板の前記光射出面に垂直な方向において前記導光板の前記光射出面側の前記保護部の長辺に設けることが好ましい。
あるいは、前記保護シートの前記係止部を前記保護シートの前記保護部の２つの長辺にそれぞれ設けることが好ましい。
さらに、前記保護シートの厚さが０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明の面状照明装置によれば、大型化や、薄型軽量化を図った場合でも、光の利用効率が高い光を出射することができ、かつ、導光板の伸縮による光源および導光板の損傷を防止することができる。

本発明に係る面状照明装置を、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、以下に詳細に説明する。
図１は、本発明に係る面状照明装置を用いる液晶表示装置の概略を示す斜視図であり、図２は、図１に示した液晶表示装置のII−II線断面図である。
また、図３（Ａ）は、図２に示した面状照明装置（以下「バックライトユニット」ともいう）のIII−III線矢視図であり、図３（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

液晶表示装置１０は、バックライトユニット２０と、そのバックライトユニット２０の光射出面側に配置される液晶表示パネル１２と、液晶表示パネル１２を駆動する駆動ユニット１４とを有する。なお、図１においては、面状照明装置の構成を示すため、液晶表示パネル１２の一部の図示を省略している。

液晶表示パネル１２は、予め特定の方向に配列してある液晶分子に、部分的に電界を印加してこの分子の配列を変え、液晶セル内に生じた屈折率の変化を利用して、液晶表示パネル１２の表面上に文字、図形、画像などを表示する。
駆動ユニット１４は、液晶表示パネル１２内の透明電極に電圧をかけ、液晶分子の向きを変えて液晶表示パネル１２を透過する光の透過率を制御する。

バックライトユニット２０は、液晶表示パネル１２の背面から、液晶表示パネル１２の全面に光を照射する照明装置であり、液晶表示パネル１２の画像表示面と略同一形状の光射出面２４ａを有する。

本実施形態におけるバックライトユニット２０は、図１、図２、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、２つの光源２８、導光板３０、光学部材ユニット３２、反射板３４および保護シート６０を有する照明装置本体２４と、下部筐体４２、上部筐体４４、折返部材４６及び支持部材４８を有する筐体２６とを有する。また、図１に示すように筐体２６の下部筐体４２の裏側には、光源２８に電力を供給する複数の電源を収納する電源収納部４９が取り付けられている。
以下、バックライトユニット２０を構成する各構成部品について説明する。

照明装置本体２４は、光を射出する光源２８と、光源２８から射出された光を面状の光として射出する導光板３０と、導光板３０から射出された光を、散乱や拡散させてよりムラのない光とする光学部材ユニット３２と、導光板３０から漏出した光を再び導光板内へ入射させる反射板３４と、光源２８と導光板３０との接触を防止する保護シート６０とを有する。

まず、光源２８について説明する。
図４（Ａ）は、図１及び図２に示す面状照明装置２０の光源２８の概略構成を示す概略斜視図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す光源２８の１つのＬＥＤチップのみを拡大して示す概略斜視図である。
図４（Ａ）に示すように、光源２８は、複数の発光ダイオードのチップ（以下「ＬＥＤチップ」という）５０と、光源支持部５２とを有する。

ＬＥＤチップ５０は、青色光を射出する発光ダイオードの表面に蛍光物質を塗布したチップであり、所定面積の発光面５８を有し、この発光面５８から白色光を射出する。
つまり、ＬＥＤチップ５０の発光ダイオードの表面から射出された青色光が蛍光物質を透過すると、蛍光物質が蛍光する。これにより、ＬＥＤチップ５０からは、発光ダイオードが射出した青色光と、蛍光物質が蛍光して射出された光とにより白色光が生成され、射出される。
ここで、ＬＥＤチップ５０としては、ＧａＮ系発光ダイオード、ＩｎＧａＮ系発光ダイオード等の表面にＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光物質を塗布したチップが例示される。

光源支持部５２は、図４（Ａ）に示すように、アレイ基板５４を有する。上述した複数のＬＥＤチップ５０は、配置された位置に応じて所定間隔離間して一列でアレイ基板５４上に配置されている。具体的には、光源２８を構成する複数のＬＥＤチップ５０は、後述する導光板３０の第１光入射面３０ｄまたは第２光入射面３０ｅの長手方向に沿って、言い換えれば、第１光入射面３０ｄまたは第２光入射面３０ｅと、光射出面３０ａとが交わる線と平行に、アレイ状に配列されアレイ基板５４上に固定されている。
なお、光源支持部５２は放熱用のフィンを有してもよい。

アレイ基板５４は、一面が導光板３０の最薄側端面に対向して配置された板状の部材であり、導光板３０の側端面である第１光入射面３０ｄまたは第２光入射面３０ｅに対向して配置されている。アレイ基板５４の導光板３０の光入射面３０ｄまたは３０ｅに対向する面となる側面は、ＬＥＤチップ５０を支持している。

ここで、図４（Ｂ）に示すように、本実施形態のＬＥＤチップ５０は、ＬＥＤチップ５０の配列方向の長さよりも、配列方向に直交する方向の長さが短い長方形形状、つまり、後述する導光板３０の厚み方向（光射出面３０ａに垂直な方向）が短辺となる長方形形状を有する。言い換えれば、ＬＥＤチップ５０は、導光板３０の光射出面３０ａに垂直な方向の長さをａ、配列方向の長さをｂとしたときに、ｂ＞ａとなる形状である。また、ＬＥＤチップ５０の配置間隔をｑとするとｑ＞ｂである。このように、ＬＥＤチップ５０の導光板３０の光射出面３０ａに垂直な方向の長さａ、配列方向の長さｂ、ＬＥＤチップ５０の配置間隔ｑの関係が、ｑ＞ｂ＞ａを満たすことが好ましい。
ＬＥＤチップ５０を長方形形状とすることにより、大光量の出力を維持しつつ、薄型な光源とすることができる。光源２８を薄型化することにより、面状照明装置を薄型にすることができる。また、ＬＥＤチップの配置個数を少なくすることができる。

なお、ＬＥＤチップ５０は、光源２８をより薄型にできるため、導光板３０の厚み方向を短辺とする長方形形状とすることが好ましいが、本発明はこれに限定はされず、正方形形状、円形形状、多角形形状、楕円形形状等種々の形状のＬＥＤチップを用いることができる。

また、本実施例では光源としてＬＥＤをアレイ状に並べた光源を用いたが本発明はこれに限定はされず、種々のバックライトユニットに用いられている光源を利用することができる。

次に、導光板３０について説明する。
図５は、導光板３０の形状を示す概略斜視図である。
導光板３０は、図２、図３及び図５に示すように、長方形形状の光射出面３０ａと、この光射出面３０ａの長辺側の両端面に、光射出面３０ａに対してほぼ垂直に形成された２つの光入射面（第１光入射面３０ｄと第２光入射面３０ｅ）と、光射出面３０ａの反対側、つまり、導光板の背面側に位置し、光射出面３０ａの短辺の中心を結ぶ２等分線α（図１、図３参照）を中心軸として互いに対称で、光射出面３０ａに対して所定の角度で傾斜する２つの傾斜面（第１傾斜面３０ｂと第２傾斜面３０ｃ）とを有している。

第１傾斜面３０ｂおよび第２傾斜面３０ｃは、２等分線αに対して線対称であり、第１光入射面３０ｄまたは第２光入射面３０ｅから遠ざかるに従って光射出面３０ａからの距離が遠ざかる（長くなる）ように、つまり、それぞれ第１光入射面３０ｄまたは第２光入射面３０ｅから導光板の中心に向かうに従って、導光板３０の光射出面３０ａに垂直な方向の厚みが漸次厚くなるように傾斜している。
つまり、導光板３０は、第１光入射面３０ｄまたは第２光入射面３０ｅから中央に向かうに従って厚さが厚くなっており、中央部の２等分線αに対応する部分で最も厚く、両端部の２つの光入射面（第１光入射面３０ｄと第２光入射面３０ｅ）で最も薄くなっている。なお、光射出面３０ａに対する第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃの傾斜角度は特に限定はされない。

ここで、本実施形態は、導光板の傾斜面を断面が直線となる形状としたが、第１傾斜面及び第２傾斜面（つまり、背面）の形状は特に限定はされず、曲面としてもよく、第１傾斜面及び第２傾斜面をそれぞれ複数の傾斜面で構成してもよい。つまり、傾斜面を位置に応じて傾斜角が異なる形状としてもよい。また、傾斜面を光射出面側に凸形状としても、凹形状としてもよく、凹凸を組み合わせた形状としてもよい。
ここで、傾斜面は、光入射面から導光板の中心（もしくは、導光板の厚みの最も厚い位置）に向かうに従って、光射出面に対する傾斜面の傾斜角が緩やかになる形状とすることが好ましい。傾斜面の傾斜角を徐々に緩やかにすることで、光射出面からより輝度むらのない光を射出させることができる。
さらに、傾斜面は、断面の形状を１０次多項式で表すことができる非球面形状とすることがより好ましい。傾斜面を上記形状とすることで、導光板の厚みによらず、より輝度むらのない光を射出させることができる。

ここで、上述した２つの光源２８は、それぞれ導光板３０の第１光入射面３０ｄまたは第２光入射面３０ｅに対向して配置されている。具体的には、複数のＬＥＤチップ５０ａと光源支持部５２ａで構成された光源２８が第１光入射面３０ｄに対向して配置され、複数のＬＥＤチップ５０ｂと光源支持部５２ｂで構成された光源２８が第２光入射面３０ｅに対向して配置されている。このとき、光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとの間には後述する保護シート６０が配置されている。
ここで、本実施形態では、光射出面３０ａに垂直な方向において、光源２８のＬＥＤチップ５０の発光面５８の長さと第１光入射面３０ｄ及び第２光入射面３０ｅの長さが略同じ長さである。
このように面状照明装置２０では、２つの光源２８を、導光板３０をはさみこむように配置している。つまり、所定間隔離間して、向い合って配置した２つの光源２８の間に導光板３０を配置している。

導光板３０は、透明樹脂に、光を散乱させるための散乱粒子が混錬分散されて形成されている。導光板３０に用いられる透明樹脂としては、例えば、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、ＭＳ樹脂、あるいはＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）のような光学的に透明な樹脂が挙げられる。導光板３０に混錬分散させる散乱粒子としては、トスパール、シリコーン、シリカ、ジルコニア、誘電体ポリマなどを用いることができる。

図２に示す導光板３０では、光源２８から射出され保護シート６０を通過し第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅから入射した光は、導光板３０の内部に含まれる散乱体によって散乱されつつ、導光板３０内部を通過し、直接、または第１傾斜面３０ｂおよび第２傾斜面３０ｃで反射した後、光射出面３０ａから出射する。このとき、第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃから一部の光が漏出する場合もあるが、漏出した光は導光板３０の第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃ側に配置された反射板３４によって反射され再び導光板３０の内部に入射する。反射板３４については後ほど詳細に説明する。

なお、本実施形態は、光射出面からより輝度の高い光を効率よく射出することができるため、導光板３０の光入射面３０ａを光入射面と交わる辺が長辺となり、側面と交わる辺が短辺となる形状としたが、本発明はこれに限定はされず、光入射面側を短辺とし側面側を長辺としてもよく、光射出面を正方形形状としてもよい。

また、上記の透明樹脂に可塑剤を混入して導光板を作製してもよい。
透明材料と可塑剤とを混合した材料で導光板を作製することで、導光板をフレキシブルにすること、つまり、柔軟性のある導光板とすることができ、導光板を種々の形状に変形させることが可能となる。従って、導光板の表面を種々の曲面に形成することができる。
このように導光板をフレキシブルにすることにより、例えば、導光板、または、この導光板を用いた面状照明装置を電飾（イルミネーション）関係の表示板として用いる場合に、曲率を持つ壁にも装着することが可能となり、導光板をより多くの種類、より広い使用範囲の電飾やＰＯＰ（ＰＯＰ広告）等に利用することができる。

ここで、可塑剤としては、フタル酸エステル、具体的には、フタル酸ジメチル（ＤＭＰ）、フタル酸ジエチル（ＤＥＰ）、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル（ＤＯＰ（ＤＥＨＰ））、フタル酸ジノルマルオクチル（ＤｎＯＰ）、フタル酸ジイソノニル（ＤＩＮＰ）、フタル酸ジノニル（ＤＮＰ）、フタル酸ジイソデジル（ＤＩＤＰ）、フタル酸混基エステル（Ｃ_６〜Ｃ_１１）（６１０Ｐ、７１１Ｐ等）、フタル酸ブチルベンジル（ＢＢＰ）が例示される。また、フタル酸エステル以外にも、アジピン酸ジオクチル（ＤＯＡ）、アジピン酸ジイソノニル（ＤＩＮＡ）、アジピン酸ジノルマルアルキル（Ｃ_{６、８、１０}）（６１０Ａ）、アジピン酸ジアルキル（Ｃ_７、９）（７９Ａ）、アゼライン酸ジオクチル（ＤＯＺ）、セバシン酸ジブチル（ＤＢＳ）、セバシン酸ジオクチル（ＤＯＳ）、リン酸トリクレシル（ＴＣＰ）、アセチルクエン酸トリブチル（ＡＴＢＣ）、エポキシ化大豆油（ＥＳＢＯ）、トリメリット酸トリオクチル（ＴＯＴＭ）、ポリエステル系、塩素化パラフィン等が例示される。

次に、保護シート６０について説明する。
保護シート６０は、フッ素樹脂からなるフィルム状部材であって、光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとの間に配置され、光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとの接触を防止するためのものである。図２および図３に示すように、保護シート６０は、光源２８のＬＥＤチップ５０が配置された面を覆う長方形形状で、光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとの間に光源２８（光入射面）に対向して配置された保護部６２と、保護部６２の２つの長辺に設けられ保護部６２に垂直で光源２８側に形成された第１係止部６４および第２係止部６６とを有する形状である。
保護部６２は両面がそれぞれ光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとに接触するように配置されている。

第１係止部６４は導光板３０の光射出面３０ａ側に形成され、第２係止部６６は導光板３０の第１傾斜面３０ｂおよび第２傾斜面３０ｃ側に形成されており、第１係止部６４および第２係止部６６は光源２８の光源支持部５２のＬＥＤアレイ５０が配置された面（発光面）の長辺を含み発光面に垂直な面（光源２８の上面および下面）に当接している。
つまり、保護シート６０は、延在方向に垂直な断面がコの字形状であり、コの字形状の内側面が光源２８を覆い、コの字形状の平行部である第１係止部６４および第２係止部６６が光源２８の上面および下面に当接し、コの字形状の中央部である保護部６２が光源２８の発光面と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとに挟み込まれるように配置されている。

このように保護シート６０を光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとの間に配置することで、熱や湿度によって導光板３０が伸縮しても、光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとが接触することを防止し、光源２８および導光板３０の損傷を防ぐことができる。

また、保護シート６０は、フッ素樹脂から成り、すべり性が高く、弾性があるので、光源２８や導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅと接触し、擦れても光源２８および導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅを傷つけない。また、フッ素樹脂から成る保護シート６０は、耐熱性が高いので、発熱する光源２８の近傍に配置しても耐久性に問題がない。さらに、フッ素樹脂の保護シート６０は、透明性が高いので、光源２８が射出する光の効率を低下させることなく導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅに入射させることができる。
なお、本実施例では、保護シートとしてフッ素樹脂を用いたが、本発明はこれに限定はされず、すべり性が高く、弾性があり、耐熱性が高く、透明性に優れた素材であれば本発明の保護シートとして利用できる。例えば、シリコーンゴムなどが挙げられる。

ここで、保護シートがコの字形状に折り曲げられていない形状で、光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとの間に挟みこむことで、保護シートを係止する方法も考えられるが、本実施例の保護シートは、光源２８や導光板３０と接触しても光源２８や導光板３０を傷つけないように、すべり性の高いフッ素樹脂から成るので、光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとで挟み込んでも滑り落ちてしまい保持することが困難である。特に、導光板３０の背面が光入射面から導光板３０の中心に向かうに従って導光板３０の光射出面３０ａに垂直な方向の厚みが漸次厚くなるように傾斜した逆楔型の導光板では、導光板３０の背面と筐体２６との間に隙間があり、その隙間に保護シートが入り込んでしまうという問題が発生する。さらに、バックライトユニットの組み立て時に、保護シートを保持する手段がないので保護シートがずれるなどして作業性も悪くなる。特に、大型の導光板では均一に挟みこむことが困難になってくる。
また、光源２８の発光面、あるいは導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅに粘着剤により接着し固定する方法も考えられるが、粘着剤自体の特性や粘着剤を付与するために保護シートの表面を粗すことによって、光の吸収や散乱などが起こり光の利用効率が低下してしまうので好ましくない。

一方、本実施例の保護シート６０は延在方向に垂直な断面がコの字形状で、光源２８に係止するように配置されているので、光の利用効率を低下させることなく、保護シート６０を光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとの間に配置し固定することができ、光源２８および導光板３０が傷つくことを防止できる。
また、バックライトユニット２０の組み立て時にも、保護シート６０を光源２８に係止させているので、保護シートがずれることがなく作業性が良くなり、大型の導光板３０であっても光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとの間に均一に挟み込むことができる。

また、光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとの間の距離（クリアランス）は、光の利用効率を上げるために、０．２ｍｍ程度の非常に狭い間隔にする必要がある。そのため、光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとのクリアランスの調整は難しいが、本実施例では、保護シート６０の保護部６２の両面がそれぞれ光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとに接触するように配置されているので、光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとの間のクリアランスを、保護シート６０の保護部６２の両面がそれぞれ光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとに接触するように押し付けるだけで容易に調整できる。

また、保護シート６０の厚さは、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍが好ましい。上述のように、光の利用効率を上げるため、光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとの間のクリアランスは非常に狭くする必要があり、また、光源２８や導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅと接触しても、光源２８および導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅを傷つけないためである。

また、本実施例では、保護シート６０は、保護シート６０の保護部６２の両面がそれぞれ光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとに接触して配置されたが、本発明はこれに限定はされず、保護シート６０の保護部６２の両面と光源２８、導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとの間に隙間を設けて配置してもよい。保護シート６０の保護部６２の両面と光源２８、導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとの間に隙間を設けると、光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとのクリアランスの調整は難しくなるが、常に保護シート６０の保護部６２の両面と光源２８、導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとが接触している場合と比べ、導光板３０が伸張したときだけ、保護シート６０の保護部６２の両面と光源２８、導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとが接触するので、光源２８および導光板３０が傷つくことをさらに防止できる。

また、保護シート６０を折り曲げてコの字形状に形成するには、保護シート６０に切り込みを入れて、切り込みに沿って折り曲げることが好ましい。図６（Ａ）は、保護シート６０に切り込みを入れた状態の保護シート６０の延在方向に垂直な概略断面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の保護シート６０の切り込みに沿って折り曲げた状態の保護シート６０の延在方向に垂直な概略断面図である。保護シート６０の形状は、保護シート６０の延在方向に垂直な断面がコの字形状となるので、長尺な延在方向に均一に折り曲げる必要があるが、容易ではない。そこで、図６（Ａ）に示すように、保護シート６０の任意の折り曲げ位置に切り込みを入れて、図６（Ｂ）に示すように、切り込みに沿って折り曲げることで、長尺な延在方向に均一に折り曲げることができ、保護部６２および係止部６４、６６を容易に形成することができる。これにより、保護シート６０を光源２８に容易に係止させることができる。

また、本実施例では、保護シート６０をコの字形状に形成し、係止部６４、６６を光源２８に当接させ、保護シート６０の保護部６２を光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとで挟み込むことで、保護シート６０を固定したが、本発明はこれに限定はされず、第１係止部６４および第２係止部６６を光源２８の上面および下面に接着剤、または、テープなどにより接着して固定してもよい。接着剤やテープなどにより固定することで、より確実に保護シート６０を固定できる。
あるいは、保護シート６０の係止部６４、６６を光源２８と筐体２６とを固定する固定冶具で光源２８と一体的に固定して、保護シート６０を固定してもよい。

また、本実施例では、保護シート６０を光源２８の発光面の全体を覆う大きさとしたが、これに限定はされず、光源２８の発光面の一部を覆う大きさの保護シ−トを複数用いて、光源２８の発光面全体を覆う構成としてもよい。

また、本実施例の保護シート６０は透明なフィルムを用いて形成されたが、本発明はこれに限定はされない。保護シート６０に色をつけることで、バックライトユニットが光射出面２４ａから出射する光の色味を調整してもよい。

また、本実施例では、保護シート６０の形状をコの字形状としたが、本発明はこれに限定はされない。図７は他の保護シートの一例を模式的に示す断面図であり、図８はさらに他の保護シートの一例を模式的に示す断面図である。
図７に示すように保護シート８０は、保護シート６０と比べて第２係止部がない形状である。つまり保護シート８０は、光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅと接触し保護する保護部６２と、保護部６２の長辺を含み保護部６２に垂直な第１係止部６４とを有する、延在方向に垂直な断面がＬ字形状をした部材である。
このようにＬ形状を有する保護シート８０でも、保護シート８０の第１係止部６４を光源２８の上面に当接させ、保護部６２を光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとで挟み込むことにより、容易に保護シート８０を固定することができ、光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとが接触して、光源２８および導光板３０が傷つくことを防止できる。
Ｌ字形状の保護シート８０は、平板状の保護シートに比して、より確実な保持が可能であり、かつ、形成が容易で、また、材料が少なくて済むので、コスト的にも有利である。一方、コの字形状の保護シート６０は、Ｌ字形状の保護シートに比べ、コスト等の点では不利であるが、その反面、より保持力を高めることができ、光源２８および導光板３０をより確実に保護することができる点で好ましい。保護シートをＬ字形状とするか、コの字形状とするかは、装置に要求される特性や性能に応じて、適宜選択すればよい。

さらに、図８に示す保護シート８２のように、保護シート８２の第１係止部６４の保護部６２側とは反対側の端部に、保護部６２と対向する第３係止部８４を設けた形状としてもよい。第３係止部８４は光源２８の発光面とは反対側の面に対向して配置される。
このように第１係止部の端部に第３係止部を設けて光源２８の発光面とは反対側の面に対向して配置することでも、保護シート８２を光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとの間に配置して固定することができ、光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとが接触して、光源２８および導光板３０が傷つくことを防止できる。

次に、光学部材ユニット３２について説明する。
光学部材ユニット３２は、導光板３０の光射出面３０ａから射出された照明光をより輝度むらのない光にして、照明装置本体２４の光射出面２４ａからより輝度むらのない照明光を射出するためのもので、図２に示すように、導光板３０の光射出面３０ａから射出する照明光を拡散して輝度むらを低減する拡散シート３２ａと、光入射面と光射出面との接線と平行なマイクロプリズム列が形成されたプリズムシート３２ｂと、プリズムシート３２ｂから射出する照明光を拡散して輝度むらを低減する拡散シート３２ｃとを有する。

拡散シート３２ａ及び３２ｃ、プリズムシート３２ｂとしては、特に制限的ではなく、公知の拡散シートやプリズムシートを使用することができ、例えば、本出願人の出願に係る特開２００５−２３４３９７号公報の［００２８］〜［００３３］に開示されているものを適用することができる。

なお、本実施形態では、光学部材ユニットを２枚の拡散シート３２ａおよび３２ｃと、２枚の拡散シートの間に配置したプリズムシート３２ｂとで構成したが、プリズムシート及び拡散シートの配置順序や配置数は特に限定はされず、また、プリズムシート、拡散シートとしても特に限定はされず、導光板３０の光射出面３０ａから射出された照明光の輝度むらをより低減することができるものであれば、種々の光学部材を用いることができる。
例えば、光学部材として、上述の拡散シート及びプリズムシートに、加えてまたは代えて、拡散反射体からなる多数の透過率調整体を輝度むらに応じて配置した透過率調整部材も用いることもできる。また、光学部材ユニットを、プリズムシートおよび拡散シートを各１枚ずつ用いるか、あるいは、拡散シートのみを２枚用いて、２層構成としてもよい。

次に、反射板３４について説明する。
反射板３４は、導光板３０の第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃから漏洩する光を反射して、再び導光板３０に入射させるために設けられており、光の利用効率を向上させることができる。反射板３４は、導光板３０の第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃに対応した形状で、第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃを覆うように形成される。本実施形態では、図２では、導光板３０の第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃが断面三角形状に形成されているので、反射板３４もこれに補形する形状に形成されている。

反射板３４は、導光板３０の傾斜面から漏洩する光を反射することができれば、どのような材料で形成されてもよく、例えば、ＰＥＴやＰＰ（ポリプロピレン）等にフィラーを混練後延伸することによりボイドを形成して反射率を高めた樹脂シート、透明もしくは白色の樹脂シート表面にアルミ蒸着などで鏡面を形成したシート、アルミ等の金属箔もしくは金属箔を担持した樹脂シート、あるいは表面に十分な反射性を有する金属薄板により形成することができる。

次に、筐体２６について説明する。
図２に示すように、筐体２６は、照明装置本体２４を収納して支持し、かつその光射出面２４ａ側と導光板３０の第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃ側とから挟み込み、固定するものであり、下部筐体４２と上部筐体４４と補強部材４６と支持部材４８とを有する。

下部筐体４２は、上面が開放され、底面部と、底面部の４辺に設けられ底面部に垂直な側面部とで構成された形状である。つまり、１面が開放された略直方体の箱型形状である。下部筐体４２は、図２に示すように、上方から収納された照明装置本体２４を底面部及び側面部で支持すると共に、照明装置本体２４の光射出面２４ａ以外の面、つまり、照明装置本体２４の光射出面２４ａとは反対側の面（背面）および側面を覆っている。

上部筐体４４は、上面に開口部となる照明装置本体２４の矩形状の光射出面２４ａより小さい矩形状の開口が形成され、かつ下面が開放された直方体の箱型形状である。
上部筐体４４は、図２に示すように、照明装置本体２４及び下部筐体４２の上方（光射出面側）から、照明装置本体２４およびこれが収納された下部筐体４２をその４方の側面部も覆うように被せられて配置されている。

折返部材４６は、断面の形状が常に同一の凹（Ｕ字）型となる形状である。つまり、延在方向に垂直な断面の形状がＵ字形状となる棒状部材である。
折返部材４６は、図２に示すように、下部筐体４２の側面と上部筐体４４の側面との間に嵌挿され、Ｕ字形状の一方の平行部の外側面が下部筐体４２の側面部と連結され、他方の平行部の外側面が上部筐体４４の側面と連結されている。
ここで、下部筐体４２と折返部材４６との接合方法、折返部材４６と上部筐体４４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。

このように、下部筐体４２と上部筐体４４との間に折返部材４６を配置することで、筐体２６の剛性を高くすることができ、導光板が反ることを防止できる。これにより、例えば、輝度むらがないまたは少ない光を効率よく射出することができる反面、反りが生じ易い導光板を用いる場合であっても、反りをより確実に矯正でき、または、導光板に反りが生じることをより確実に防止でき、輝度むらのない、または低減された光を光射出面から射出させることができる。
なお、筐体の上部筐体、下部筐体及び折返部材には、金属、樹脂等の種々の材料を用いることができる。なお、材料としては、軽量で高強度の材料を用いることが好ましい。
また、本実施形態では、折返部材を別部材としたが、上部筐体または下部筐体と一体にして形成してもよい。また、折返部材を設けない構成としてもよい。

支持部材４８は、延在方向に垂直な断面の形状が同一となる形状である。つまり、延在方向に垂直な断面の形状が同一の棒状部材である。
支持部材４８は、図２に示すように、反射板３４と下部筐体４２との間、より具体的には、導光板３０の第１傾斜面３０ｂの第１光入射面３０ｄ側の端部および第２傾斜面３０ｃの第２光入射面３０ｅ側の端部に対応する位置の反射板３４と下部筐体４２との間に配置され、導光板３０及び反射板３４を下部筐体４２に固定し、支持する。
支持部材４８により反射板３４を支持することで、導光板３０と反射板３４とを密着させることができる。さらに、導光板３０及び反射板３４を、下部筐体４２の所定位置に固定することができる。

また、本実施形態では、支持部材を独立した部材として設けたが、これに限定はされず、下部筐体４２、または反射板３４と一体で形成してもよい。つまり、下部筐体４２の一部に突起部を形成し、この突起部を支持部材として用いても、反射板の一部に突起部を形成し、この突起部を支持部材として用いてもよい。
また、配置位置も特に限定はされず、反射板と下部筐体との間の任意の位置に配置することができるが、導光板を安定して保持するために、導光板の端部側、つまり、本実施形態では、第１光入射面３０ｄ近傍、第２光入射面３０ｅ近傍に配置することが好ましい。

また、支持部材４８の形状は特に限定はされず、種々の形状とすることができ、また、種々の材料で作成することもできる。例えば、支持部材を複数設け、所定間隔毎に配置してもよい。
また、支持部材を反射板と下部筐体とで形成される空間の全域を埋める形状とし、つまり、反射板側の面を反射板に沿った形状とし、下部筐体側の面を下部筐体に沿った形状としてもよい。このように、支持部材により反射板の全面を支持する場合は、導光板と反射板とが離れることを確実に防止することができ、反射板を反射した光により輝度むらが生じることを防止することができる。

面状照明装置２０は基本的に以上のように構成される。
面状照明装置２０は、導光板３０の両端にそれぞれ配置された光源２８から射出された光が保護シート６０を通過して導光板３０の光入射面（第１光入射面３０ｄ及び第２光入射面３０ｅ）に入射する。それぞれの面から入射した光は、導光板３０の内部に含まれる散乱体によって散乱されつつ、導光板３０内部を通過し、直接、または第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃで反射した後、光射出面３０ａから出射する。このとき、第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃから漏出した一部の光は、反射板３４によって反射され再び導光板３０の内部に入射する。
このようにして、導光板３０の光射出面３０ａから射出された光は、光学部材３２を透過し、照明装置本体２４の光出面２４ａから射出され、液晶表示パネル１２を照明する。
液晶表示パネル１２は、駆動ユニット１４により、位置に応じて光の透過率を制御することで、液晶表示パネル１２の表面上に文字、図形、画像などを表示する。

上記実施形態では、保護シートの係止部を光源２８側に配置し、保護シートを光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとの間に配置して、光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとが接触して、光源２８および導光板３０が傷つくことを防止したが、本発明はこれに限定されず、保護シートの係止部を導光板３０側に配置してもよい。

図９は本発明の他の一例の面状照明装置の一部を示す概略断面図である。なお、図９に示す面状照明装置１００は、図３に示す面状照明装置２０において、保護シート６０に代えて保護シート１１０を有する以外は、同じ構成を有するので、同じ部位には同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行う。

保護シート１１０は、フッ素樹脂からなるフィルム状部材であって、図９に示すように、光源２８のＬＥＤチップ５０が配置された面を覆う長方形形状で、光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとの間に光源２８（光入射面）に対向して配置された保護部６２と、保護部６２の導光板３０の光射出面３０ａ側の長辺に設けられ保護部６２に垂直で導光板３０側に形成された第１係止部１１２を有する形状であり、第１係止部１１２は導光板３０の光射出面３０ａに当接している。
つまり、保護シート１１０は、延在方向に垂直な断面がＬ字形状であり、Ｌ字形状の内側面が導光板３０を覆い、Ｌ字形状の一方の部位である第１係止部１１２導光板３０の光射出面３０ａに当接し、Ｌ字形状の他方の部位である保護部６２が光源２８の発光面と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとに挟み込まれるように配置されている。

このように、保護シート１００の第１係止部１１２を導光板３０側に設けて、第１係止部１１２を導光板３０の光射出面３０ａに当接させ、保護部６２を光源２８と導光板３０の第１光射出面３０ｄおよび第２光射出面３０ｅとで挟み込み固定することでも、光源２８と導光板３０の第１光射出面３０ｄおよび第２光射出面３０ｅとが接触して、光源２８および導光板３０が傷つくことを防止できる。

また、面状照明装置２０は、保護シート６０をコの字形状に形成し、光源２８に係止することで、保護シート６０を固定したが、本発明はこれに限定はされず、筐体２６に溝を設けて、溝に保護シートを嵌挿して、保護シートを固定してもよい。

図１０は本発明の他の一例の面状照明装置を示す概略断面図である。なお、図１０に示す面状照明装置１２０は、図２に示す面状照明装置２０において、筐体２６の下部筐体４２に代えて、下部筐体１２６を有する筐体１２４と、保護シート６０に代えて保護シート１３０とを有する以外は、同じ構成を有するので、同じ部位には同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行う。

下部筐体１２６は、導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面近傍に、導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅに平行に形成された溝部１２８を有している以外は、図２に示す面状照明装置２０の下部筐体４２と同じ構成を有する。

保護シート１３０は、フッ素樹脂からなるフィルム状部材であって、図１０に示すように、下部筐体１２６の溝部１２８に嵌挿され、光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとの間に配置され、光源２８の発光面（導光板の光入射面）を覆うシート状の部材である。

このように、光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとの間に配置される保護シート１３０を、下部筐体１２６に形成された溝部１２８に嵌挿して固定することで、保護シート１３０を容易に固定することができ、光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとの間に保護シート１３０を配置することができるので、光源２８と導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとが接触して、光源２８および導光板３０が傷つくことを防止できる。

以上、本発明に係る面状照明装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、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行ってもよい。

例えば、上記実施形態では、２つの光源を導光板の２つ光入射面に配置した両側入射であったが、これに限定はされず、１つの光源のみを導光板の１つの光入射面に配置した片側入射としてもよい。光源の数を減らすことで部品点数を削減しコストダウンできる。

また、導光板は、背面が光射出面の短辺の中心を結ぶ２等分線αに対して線対称であり、光入射面から導光板の中心に向かうにしたがって、導光板の光射出面に垂直な方向の厚みが厚くなるように傾斜している逆楔形の形状をした導光板を用いたが、これに限定はされず、種々の面状照明装置に用いられる導光板が利用可能である。
例えば、導光板の背面が光入射面から離れるにしたがって、導光板の厚みが薄くなるように傾斜している楔形の形状の導光板でもよい。あるいは、１つの光入射面を有し、光射出面の２等分線よりも光入射面に近い位置で導光板の厚さが最大になるように導光板の背面が傾斜した非対称な逆楔形の形状の導光板でもよい。

本発明に係る面状照明装置を用いる液晶表示装置の一実施形態を示す概略斜視図である。図１に示した液晶表示装置のII−II線断面図である。（Ａ）は、図２に示した面状照明装置の一例の、III−III線矢視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。（Ａ）は、図１及び図２に示す面状照明装置の光源の概略構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す光源の１つのＬＥＤを拡大して示す概略斜視図である。導光板の形状を示す概略斜視図である。（Ａ）は、本発明の面状照明装置に用いる保護シートを示す概略断面図であり、（Ｂ）は、本発明の面状照明装置に用いる保護シートを示す概略断面図である。保護シートの他の一例を示す概略断面図である。保護シートの他の一例を示す概略断面図である。本発明の面状照明装置の他の一例を示す概略断面図である。本発明の面状照明装置の他の一例を示す概略断面図である。

符号の説明

１０液晶表示装置
１２液晶表示パネル
１４駆動ユニット
２０、１００、１２０面状照明装置（バックライトユニット）
２４、１０２、１２２照明装置本体
２４ａ、３０ａ光射出面
２６、１２４筐体
２８光源
３０導光板
３０ｂ第１傾斜面
３０ｃ第２傾斜面
３０ｄ第１光入射面
３０ｅ第２光入射面
３２光学部材ユニット
３２ａ、３２ｃ拡散シート
３２ｂプリズムシート
３４反射板
４２、１２６下部筐体
４４上部筐体
４６折返部材
４８支持部材
４９電源収納部
５０ＬＥＤチップ
５２光源支持部
５４アレイ基板
５８発光面
６０、８０、８２、１１０、１３０保護シート
６２保護部
６４、１１２第１係止部
６６第２係止部
８４第３係止部
１２８溝部

Claims

矩形状の光射出面および前記光射出面の一辺を含む光入射面を有する導光板と、
前記光入射面に対向して配置された光源と、
前記導光板の前記光入射面と前記光源との間に配置される保護シートとを有することを特徴とする面状照明装置。
前記光入射面が前記矩形状の光射出面の対向する２辺に設けられた請求項１に記載の面状照明装置。
前記導光板の厚さが、前記光入射面から離れるにしたがって、漸次、厚くなる請求項１または２に記載の面状照明装置。
前記導光板に光散乱体を混錬分散させた請求項１〜３のいずれかに記載の面状照明装置。
前記保護シートはフッ素樹脂からなる請求項１〜４のいずれかに記載の面状照明装置。
前記保護シートはシリコーンゴムからなる請求項１〜４のいずれかに記載の面状照明装置。
前記保護シートは前記導光板の前記光入射面と前記光源との間に配置される保護部と、前記保護部の長辺に設けられ前記保護部に垂直な係止部とを有する請求項１〜６のいずれかに記載の面状照明装置。
前記保護シートの前記係止部を前記導光板の前記光入射面に垂直な方向において前記光源側に配置した請求項７に記載の面状照明装置。
前記保護シートの前記係止部を前記導光板の前記光入射面に垂直な方向において前記導光板側に配置した請求項７に記載の面状照明装置。
前記保護シートの前記係止部を前記導光板の前記光射出面に垂直な方向において前記導光板の前記光射出面側の前記保護部の長辺に設けた請求項７〜９のいずれかに記載の面状照明装置。
前記保護シートの前記係止部を前記保護シートの前記保護部の２つの長辺にそれぞれ設けた請求項７〜９のいずれかに記載の面状照明装置。
前記保護シートの厚さが０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である請求項１〜１１のいずれかに記載の面状照明装置。