JP2017191693A - 面発光装置、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導光板の出射面上にプリズムシートを積層することなく、所望の明るさを得ることができ、部品点数、材料コスト、および組立工数を大幅に低減することができ、かつ薄型化を図ることができる面発光装置を実現する。【解決手段】面発光装置１００は、少なくとも一の側面から光を導入して光出射面３２へと出射する扁平な導光板３０と、導光板３０の光入射部３１へ臨ませて配設された光源２０と、光源２０と導光板３０の光入射部３１との間に配設され、照射光により励起されて発光する蛍光フィルム４０と、蛍光フィルム４０と隣接するように配設された単一もしくは複数のプリズムシート５０と、導光板３０の少なくとも光出射面３２と対向する面、および光源２０を覆う反射フィルム５０と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）の光を蛍光フィルムおよびプリズムシートを介して導光板に導入し、該導光板の光出射面側へと出射する面発光装置、および画像形成装置に関する。

スマートフォンやタブレット型端末などの携帯端末の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の裏面には、面発光装置として、バックライトアセンブリが配設されている。従来のバックライトアセンブリは、例えば、光源、導光板、反射フィルム、およびプリズムシートから構成されている（特許文献１参照）。特許文献１のバックライトアセンブリは、平板状の透明合成樹脂製の導光板の一側部に光源が配設され、光源からの光を導光板に導入し、反射フィルムで反射させて導光板の光出射面側へと出射させている。

従来、バックライトアセンブリの光源には、冷陰極管等の蛍光ランプが用いられていた。近年では、バックライトアセンブリの省電力化、高効率化、および長寿命化を図るべく、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）が用いられている。

特開２００７−１７９０６０号公報

ところで、光源からの光を単に導光板に導入し、反射フィルムで反射させて導光板の光出射面側へと出射させるだけでは、当該光出射面から所望の明るさを得ることができない。したがって、特許文献１のバックライトアセンブリでは、導光板の光出射面（表側平面）上にプリズムシートを積層して光の出射量を増加させている。しかし、導光板の光出射面上に単一のプリズムシートを積層しても、十分な光量は得られない。

そこで、近年の面発光装置では、導光板の光出射面上に、例えば、Ｘ方向プリズムとＹ方向プリズムとからなる複数枚のプリズムシートを交差させて積層し、所望の光量を得ている。しかしながら、導光板の光出射面上に当該光出射面と同等の面積を有する複数枚のプリズムシートを積層するので、部品点数、材料コスト、および組立工数が増大する要因となっていた。また、複数枚のプリズムシートを必要とするため、面発光装置の薄型化の阻害要因ともなっていた。特に、５０インチを超える液晶テレビジョンのような大画面の液晶表示装置では、プリズムシートの使用量が多く、材料コストが大幅に増大していた。

本発明は、上記の事情に鑑みて創案されたものであり、導光板の光出射面上にプリズムシートを積層することなく、所望の明るさを得ることができ、材料コストおよび組立工数を大幅に低減することができ、かつ薄型化を図ることができる面発光装置、および画像形成装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る面発光装置は、少なくとも一の側面から光を導入して光出射面へと出射する扁平な導光板と、上記導光板の光入射部へ臨ませて配設された光源と、上記光源と上記導光板の光入射部との間に配設され、照射光により励起されて発光する蛍光フィルムと、上記蛍光フィルムと隣接するように配設された単一もしくは複数のプリズムシートと、上記導光板の少なくとも上記光出射面と対向する面、および上記光源を覆う反射フィルムと、を備えていることを特徴とする。

上記面発光装置の構成において、上記蛍光フィルムと少なくとも一枚の上記プリズムシートは、合成樹脂フィルムを介して一体に積層されていてもよい。

また、上記光源は青色ＬＥＤであり、上記蛍光フィルムは上記青色ＬＥＤの青色光を受けて白色に発色する黄色系蛍光フィルムであることが好ましい。

さらに、上記黄色系蛍光フィルムは、合成樹脂フィルム上に黄色蛍光体塗料に少なくとも緑色蛍光体塗料もしくは黄緑色蛍光体塗料を混合して蛍光層を積層して形成され、青色ＬＥＤの照射光で４４５ｎｍ〜４７０ｎｍの波長によって励起されて発光することが好ましい。

上記蛍光層は、白色光の演色性を調整するための赤色蛍光体塗料がさらに混合されることが好ましい。

そして、上記プリズムシートを複数備える場、隣り合う上記プリズムシートは、プリズムパターン方向を互いに交差させて積層されていることが好ましい。

加えて、上記導光板の上記光出射面上に光拡散フィルムが積層されていることが好ましい。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記のいずれかに記載の面発光装置上に、液晶ディスプレイが配設されていることを特徴とする。

本発明に係る面発光装置および画像形成装置よれば、導光板の光出射面上にプリズムシートを積層することなく、所望の明るさを得ることができ、材料コストおよび組立工数を大幅に低減することができ、かつ薄型化を図ることができるという優れた効果を発揮する。

第１の実施形態に係る面発光装置の側断面図である。 第１の実施形態に係る面発光装置の概略平面図である。 第１の実施形態に係る面発光装置の変形例の要部側断面図である。 第１の実施形態に係る面発光装置の他の変形例の側断面図である。 第１の実施形態に係る面発光装置における光の作用の説明に供する図である。 第２の実施形態に係る面発光装置の要部側断面図である。 第２の実施形態に係る面発光装置の概略平面図である。 第３の実施形態に係る面発光装置の要部側断面図である。 第３の実施形態に係る面発光装置の概略平面図である。 第４の実施形態に係る面発光装置の要部側断面図である。 第４の実施形態に係る面発光装置の概略平面図である。 実施例２の面発光装置の構成の側断面図である。 実施例１の照度測定結果を示す説明図である。 実施例２の照度測定結果を示す説明図である。 比較例の面発光装置の構成の側断面図である。 比較例の照度測定結果を示す説明図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る面発光装置および画像形成装置の実施形態について説明する。ただし、図面において、同一又は類似の部材や部分には同一又は類似の符号を付している。また、図面は模式的に図示しており、実際の寸法や比率等とは必ずしも一致しない。さらに、図面相互間において、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることがある。

〔第１の実施形態〕
まず、図１および図２を参照して、第１の実施形態に係る面発光装置の構成について説明する。図１は第１の実施形態に係る面発光装置の側断面図である。図２は第１の実施形態に係る面発光装置の概略平面図である。図３は第１の実施形態に係る面発光装置の変形例の要部側断面図である。図４は第１の実施形態に係る面発光装置の他の変形例の側断面図である。なお、図２では、反射フィルム６０を破断し、光源２０、導光板３０、蛍光フィルム４０、およびプリズムシート５０を露出させて描いている。

図１および図２に示すように、第１の実施形態に係る面発光装置１００は、光源２０、導光板３０、蛍光フィルム４０、プリズムシート５０、および反射フィルム６０を主に備える。以下、第１の実施形態に係る面発光装置１００について、各構成要素ごとに説明する。

光源２０は、プリント基板等の配線基板１０上に実装されている。配線基板１０には、不図示の配線パターンが形成されている。本実施形態の配線基板１０は、帯板状もしくは短冊状を呈している。光源２０の実装された配線基板１０は、後述する導光板３０の少なくとも一の側面に臨んで配設されている。配線基板１０は、導光板３０と離間させて配設される。光源２０は、配線基板１０の導光板３０側に臨んだ面の配線パターン上に複数実装されている。

光源２０としては、面発光装置１００の省電力化、高効率化、および長寿命化を図るために、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）を採用することが好ましい。本実施形態のＬＥＤとしては、例えば、青色光を発光するチップタイプＬＥＤを採用することが好ましい。チップタイプＬＥＤとしては、例えば、１Ｗ／チップ以上の出力を有し、光量が大きく高輝度を有するハイパワーＬＥＤを採用してもよい。ＬＥＤの発光色は必ずしも青色光に限定されず、例えば、赤色光、緑色光、もしくは紫外線光などの他の発光色であってもよい。配線基板１０上には複数のＬＥＤが実装されている。複数のＬＥＤは、電気的に並列もしくは直列に接続されている。さらに、複数のＬＥＤは単一色に限定されず、波長の異なる複数色のＬＥＤを組み合わせて用いても構わない。光源２０は、必ずしもＬＥＤに限定されず、有機ＥＬ等のＬＥＤ以外の発光素子を採用しても構わない。

導光板３０は、全体として扁平な直方体状（平板状）を呈している。導光板３０は、例えば、アクリル（ＰＭＭＡ；Polymethyl methacrylate）やシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ；polycarbonate）等の透明合成樹脂材により構成することが好ましい。導光板３０は、例示の合成樹脂材に限定されず、ガラス材等の他の透明部材を採用してもよい。導光板３０は、無色透明体であることが好ましいが、光源２０の発光色と同色、もしくは後述する蛍光フィルム４０を通過した光と同色の有色透明体であっても構わない。導光板３０において、光源２０に臨んだ側面が光入射部３１となる。

蛍光フィルム４０は、合成樹脂フィルム４１上に蛍光層４２を有するフィルム部材である。蛍光フィルム４０は、配線基板１０と同様に、帯状もしくは短冊状を呈している。蛍光フィルム４０は、例えば、ロール・ツー・ロール装置を用いて、印刷技術により連続製造される。すなわち、被積層基材としての合成樹脂フィルム上に蛍光層が印刷により積層される。

合成樹脂フィルムは、蛍光層を積層するための被積層基材として機能する。合成樹脂フィルムは、透光性を有することが好まく、無色透明であることがより好ましい。合成樹脂フィルムとしては、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）、ＰＭＭＡ（Poly Methyl Methacrylate）、ＰＣ（Polycarbonate）、及びＴＡＣ（Tri Acetyl Cellulose）等のフィルムが挙げられるが、例示の樹脂材料に限定されない。

蛍光フィルム４０は、例えば、光源２０である青色ＬＥＤの青色光が通過して白色に発光する黄色系蛍光フィルムが採用される。蛍光フィルム４０の肉厚は、青色ＬＥＤの光量に応じて、黄色系蛍光体フィルムを通過した光が白色に発光するのに適切な厚みに設定される。黄色系蛍光フィルムの蛍光層は、黄色蛍光体塗料に緑色蛍光体塗料もしくは黄緑色蛍光体塗料を混合して積層され、シリコン（Ｓｉ）等の粘着材もしくは結合材が適量混合される。また、蛍光体材料には、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系、ＴＡＧ（テルビウム・アルミニウム・ガーネット）系、サイアロン系、及びＢＯＳ（バリウム・オルソシリケート）系などがある。白色光の演色性を調整するために、黄色蛍光体塗料に緑色蛍光体塗料もしくは黄緑色蛍光体塗料を混合することに加えて、更に赤色蛍光体塗料が適量混合される。本実施形態の蛍光層は、青色ＬＥＤの青色の照射光で４４５ｎｍ〜４７０ｎｍの波長によって励起されて発光する。

また、青色ＬＥＤと黄色系蛍光フィルムとの組み合わせに限定されず、面発光装置１００における白色光の発光方式に応じて、蛍光体は適宜好ましいものを採用する。例えば、励起方式を採用する場合は、近紫外線ＬＥＤとＲＧＢ蛍光体を組み合わせてもよい。また、３波長方式を採用する場合は、ＲＧＢ３色の光の混合によって白色光を得るために、蛍光体として、赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色蛍光体の３種類の蛍光体を組み合わせて用いてもよい。

プリズムシート５０は、一方の面にミクロンサイズのプリズムパターンが形成された合成樹脂製のシートである。プリズムシート５０は、配線基板１０と同様に、帯状もしくは短冊状を呈している。プリズムシート５０は、プリズムパターンのレンズ効果により集光性能や入射光の向きを変える光学性能を有する。プリズムシート５０を作製するための合成樹脂材としては、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）、ＰＭＭＡ（Poly Methyl Methacrylate）、ＰＣ（Polycarbonate）、及びＴＡＣ（Tri Acetyl Cellulose）等が挙げられるが、例示の樹脂材料に限定されない。プリズムシート５０は、通常、導光板３０の光出射面３２上に配設されるが、本実施形態では、蛍光フィルム４０に隣接させて配設されている。

プリズムシート５０は、単一使用ではなく、複数組み合わせて使用することが好ましい。本実施形態では、例えば、２枚のプリズムシート５１、５２が配設されており、隣り合う第１のプリズムシート５１と第２のプリズムシート５２はプリズムパターン方向を互いに交差させて積層されている。例えば、本実施形態に係る面発光装置１００の長手方向をＹ方向とした場合、第１のプリズムシート５１のプリズムパターンはＸ方向に沿って形成されており、第２のプリズムシート５２のプリズムパターンはＺ方向に沿って形成されている。なお、プリズムシートの枚数は２枚に限定されない。

複数のプリズムシート５０を設ける場合、図３に示すように、隣り合う第１のプリズムシート５１と第２のプリズムシート５２は、合成樹脂材５３を介して一体形成することが好ましい。隣り合う第１のプリズムシート５１と第２のプリズムシート５２の間に合成樹脂材５３を介設するのは、プリズムシート５１，５２同士の密着性能や保持性能を高めるためである。合成樹脂材５３としては、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）、ＰＣ（Polycarbonate）、ＰＭＭＡ（Poly Methyl Methacrylate）、ＴＡＣ（Tri Acetyl Cellulose）、及び透明ＰＩ（Polyimide）等が挙げられるが、例示の樹脂材料に限定されない。プリズムシート５１，５２同士の密着性能や保持性能を高めるのに最適な合成樹脂材を選択することが好ましい。さらに具体的には、プリズムシート５１，５２を構成する合成樹脂材と共材を用いることが好ましい。

反射フィルム６０は、光源２０および導光板３０の少なくとも光出射面３２と対向する面面（反射面）３３を覆うように配設される。本実施形態の反射フィルム６０は、導光板３０の光出射面３２を露出させるとともに、上記反射面３３に加え、光入射部３１を有する一側面以外の肉厚方向Ｔに沿った側面（反射面）３４等を覆うように配設される。反射フィルム６０としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ；polypropylene)やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ；Polyethylene terephthalate）等の合成樹脂フィルムに、酸化チタンや硫酸バリウム等のフィラーと気泡を内填したものが挙げられるが、例示の材質に限定されない。光源２０から導光板３０の一側面の光入射部３１に導入された光は、導光板３０を通過して、もしくは反射フィルム６０で覆われた反射面３３，３４等で反射されて、導光板３０の光出射面３２から出射する。

導光板３０の光出射面３２上には、図４に示すように、光拡散フィルム７０を積層してもよい。光拡散フィルム７０は、例えば、白色塩化ビニルフィルム等の光を拡散する樹脂がコーティングされた合成樹脂フィルムによって形成されている。導光板３０の光出射面３２上に光拡散フィルム７０を積層することにより、当該光出射面３２から出射される光を更に均一に拡散放射させることができる。

次に、図１から図５を参照して、第１の実施形態に係る面発光装置１００の作用について説明する。図５は第１の実施形態に係る面発光装置における光の作用の説明に供する図である。

図１、図２および図５に示すように、本実施形態の面発光装置１００に電源を投入して、光源２０を点灯させると、該光源２０から導光板３０の光入射部３１へ向けて光が照射される。本実施形態では、光源２０として青色ＬＥＤを採用しているので、導光板３０へ向けて青色光が照射される。光源２０から照射された青色光は、光源２０と導光板３０の光入射部３１との間に配設された蛍光フィルム４０に入射する。光源２０と導光板３０の光入射部３１との離間距離を調整することにより、光源２０から出射した光の上記光入射部３１への入射光量を調節することができる。

本実施形態では、蛍光フィルム４０として、青色光の補色である黄色系蛍光体フィルムを採用している。したがって、蛍光フィルム４０を通過した光は、青色光と黄色光とを合成した白色光として発色する。本実施形態の蛍光フィルム４０の蛍光層４２は、黄色蛍光体塗料に少なくとも緑色蛍光体塗料もしくは黄緑蛍光体塗料が混合され、青色ＬＥＤの青色の照射光で４４５ｎｍ〜４７０ｎｍの波長によって励起されて発光する。

例えば、黄色蛍光体塗料（ＹＡＧ）に緑色蛍光体塗料もしくは黄緑色蛍光体塗料、及び適量のシリコン（Ｓｉ）を混合する場合は、４６０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長によって励起されて白色発光する。シリコン（Ｓｉ）は粘着材もしくは結合材として用いる。ここで、４４０ｎｍの光が網膜に悪影響を与えると言われている。上述のように、４６０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長で白色発光することにより、ブルーライトを軽減して目を保護することができるので、液晶テレビ、スマートフォン、及びタブレット端末のバックライトアセンブリ用のＬＥＤ発光装置として適している。他方、黄色蛍光体塗料（ＹＡＧ）に緑色蛍光体塗料もしくは黄緑色蛍光体塗料を混合しない場合は、４４５ｎｍ〜４７０ｎｍの波長によって励起されて白色発光するので、一般照明向けに使用することが好ましい。

さらに、本実施形態の蛍光層４２には、赤色蛍光体塗料をさらに混合することが好ましい。黄色蛍光体塗料と緑色蛍光体塗料もしくは黄緑蛍光体塗料に加え、更に赤色蛍光体塗料を混合することにより、白色光の演色性（Ｒａ）を調整することができる。

また、光源２０と導光板３０の光入射部３１との間には、蛍光フィルム４０と隣接させて複数のプリズムシート５０が配設されている。本実施形態では、例えば、２枚のプリズムシート５１，５２が配設されている。隣り合う第１のプリズムシート５１と第２のプリズムシート５２は、プリズムパターン方向が互いに交差するように積層されている。蛍光フィルム４０を通過して生成された白色光がプリズムシート５１，５２を通過すると、プリズムパターンのレンズ効果により集光性能や入射光の向きを変える光学性能を示す。

プリズムシート５１，５２を通過した白色光は、光入射面３１から導光板３０内へと入射する。光入射面３１から導光板３０内へと入射した白色光は、導光板３０を通過してそのまま光出射面３２から出射するか、あるいは反射フィルム６０で覆われた反射面３３，３４等で反射されて、導光板３０の光出射面３２から出射する。

以上説明したように、第１の実施形態に係る面発光装置１００では、光源２０と導光板３０の光入射部３１との間に蛍光フィルム４０およびプリズムシート５１，５２が配設されている。例えば、光源２０には青色ＬＥＤが採用され、蛍光フィルム４０には黄色系蛍光フィルムが採用されている。したがって、黄色系蛍光フィルムは、青色ＬＥＤの青色光を受けて白色に発光する。白色光は、複数のプリズムシート５１，５２を通過して、導光板２０の光入射部３１へ入射する。隣り合う第１のプリズムシート５１と第２のプリズムシート５２は、プリズムパターン方向を互いに交差させて積層されているので、導光板３０の光出射面３２から出射する光の照度（Ｌｕｘ；ルクス）を増大させることができる。なお、本実施形態に係る面発光装置１００の照度の向上効果については、後述の実施例で詳細に説明する。

また、第１の実施形態に面発光装置１００は、導光板３０の光出射面３２上にプリズムシートを配設せず、光源２０と導光板３０の光入射部３１との間に、蛍光フィルム４０に隣接させて帯状もしくは短冊状のプリズムシート５１，５２が配設されている。したがって、導光板３０の光出射面３２上にプリズムシートを積層することなく、所望の明るさを得ることができる。また、帯状もしくは短冊状のプリズムシート５０を使用するので、プリズムシート５０の使用面積を大幅に削減して、面発光装置１００の材料コストおよび組立工数を大幅に低減することができる。かつ、導光板３０の光出射面３２上にプリズムシートの積層を要しないので、面発光装置１００の薄型化を図ることができる。

さらに、第１の実施形態に係る面発光装置１００では、光源２０と導光板３０の光入射部３１との間に蛍光フィルム４０が介設されている。このため、蛍光フィルム４０に含まれる蛍光材や光源２０から照射される光の種類を変えることにより、光出射面３２から出射する光の色や種類を容易に変えることができる。そして、図４に示すように、導光板３０の光出射面３２上に光拡散フィルム７０を積層する場合には、当該光出射面３２から出射する光を更に均一に拡散放射させることができる。

〔第２の実施形態〕
次に、図６および図７を参照して、第２の実施形態に係る面発光装置について説明する。図６は第２の実施形態に係る面発光装置の要部側断面図である。図７は第２の実施形態に係る面発光装置の概略平面図である。なお、第１の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、重複する内容については説明を省略する。また、図７では、反射フィルム６０を破断し、光源２０、導光板３０、蛍光フィルム４０、合成樹脂材２５５、およびプリズムシート２５１を露出させて描いている。

図６および図７に示すように、第２の実施形態に係る面発光装置２００では、蛍光フィルム４０と一枚のプリズムシート２５１が合成樹脂材２５５を介して一体形成されている点が、第１の実施形態に係る面発光装置１００と異なる。すなわち、第２の実施形態では、蛍光フィルム４０とプリズムシート２５１が合成樹脂材２５５を介して一体に積層されている。本実施形態では、プリズムシート２５１のプリズムパターンは、例えば、Ｘ方向に沿っている。

蛍光フィルム４０は、第１の実施形態と同様に、合成樹脂フィルム上に蛍光層を有するフィルム部材であり、例えば、光源２０である青色ＬＥＤの青色光が通過して白色に発光する黄色系蛍光フィルムが採用される。合成樹脂フィルムは、蛍光層を積層するための被積層基材として機能する。合成樹脂フィルム４１としては、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）、ＰＭＭＡ（Poly Methyl Methacrylate）、ＰＣ（Polycarbonate）、及びＴＡＣ（Tri Acetyl Cellulose）等のフィルムが挙げられるが、例示の樹脂材料に限定されない。

黄色系蛍光フィルムの蛍光層は、黄色蛍光体塗料に緑色蛍光体塗料もしくは黄緑色蛍光体塗料を混合して積層され、シリコン（Ｓｉ）等の粘着材もしくは結合材が適量混合される。また、蛍光体材料には、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系、ＴＡＧ（テルビウム・アルミニウム・ガーネット）系、サイアロン系、及びＢＯＳ（バリウム・オルソシリケート）系などがある。

プリズムシート５０の合成樹脂材は、第１の実施形態と同様に、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）、ＰＭＭＡ（Poly Methyl Methacrylate）、ＰＣ（Polycarbonate）、及びＴＡＣ（Tri Acetyl Cellulose）等が挙げられるが、例示の樹脂材料に限定されない。

蛍光フィルム４０とプリズムシート２５１との間に合成樹脂材２５５を介設するのは、蛍光フィルム４０とプリズムシート２５１の密着性能や保持性能を高めるためである。合成樹脂材２５５としては、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）、ＰＣ（Polycarbonate）、ＰＭＭＡ（Poly Methyl Methacrylate）、ＴＡＣ（Tri Acetyl Cellulose）、及び透明ＰＩ（Polyimide）等が挙げられるが、例示の樹脂材料に限定されない。したがって、蛍光フィルム４０を構成する合成樹脂材とプリズムシート２５１を構成する合成樹脂材との密着性能や保持性能を高めるのに最適な合成樹脂材を選択することが好ましい。

蛍光フィルム４０、合成樹脂材２５５、およびプリズムシート２５１の積層体は、例えば、ロール・ツー・ロール装置を用いて、印刷技術により連続製造される。

第２の実施形態に係る面発光装置２００は、基本的に第１の実施形態に係る面発光装置１００と同様の作用効果を奏する。特に、第２の実施形態に係る面発光装置２００によれば、蛍光フィルム４０と一枚のプリズムシート２５１が合成樹脂材２５５を介して一体形成されているので、第１の実施形態に係る面発光装置１００よりも部品点数および組立工数を削減することができるという有利な効果を奏する。

〔第３の実施形態〕
次に、図８および図９を参照して、第３の実施形態に係る面発光装置について説明する。図８は第３の実施形態に係る面発光装置の要部側断面図である。図９は第３の実施形態に係る面発光装置の概略平面図である。なお、第１の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、重複する内容については説明を省略する。また、図９では、反射フィルム６０を破断し、光源２０、導光板３０、蛍光フィルム４０、合成樹脂材３５５，３５６、およびプリズムシート３５１，３５２を露出させて描いている。

図８および図９に示すように、第３の実施形態に係る面発光装置３００では、蛍光フィルム４０と２枚のプリズムシート３５１，３５２がそれぞれ合成樹脂材３５５，３５６を介して一体形成されている点が、第２の実施形態に係る面発光装置２００と異なる。すなわち、本実施形態では、蛍光フィルム４０の表裏面にプリズムシート３５１，３５２がそれぞれ合成樹脂材３５５，３５６を介して一体に積層されている。表面側（導光板側）のプリズムシート３５１と裏面側（光源側）のプリズムシート３５２は、プリズムパターン方向を交差させて配設されている。第３の実施形態に係る面発光装置３００では、例えば、蛍光フィルム４０の表面側のプリズムシート３５１のプリズムパターンはＸ方向に沿っており、裏面側のプリズムシート３５１のプリズムパターンはＺ方向に沿っている。

蛍光フィルム４０は、第１および第２の実施形態と同様に、合成樹脂フィルム上に蛍光層を有するフィルム部材であり、例えば、光源２０である青色ＬＥＤの青色光が通過して白色に発光する黄色系蛍光フィルムが採用される。合成樹脂フィルムは、蛍光層を積層するための被積層基材として機能する。合成樹脂フィルムとしては、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）、ＰＭＭＡ（Poly Methyl Methacrylate）、ＰＣ（Polycarbonate）、及びＴＡＣ（Tri Acetyl Cellulose）等のフィルムが挙げられるが、例示の樹脂材料に限定されない。

黄色系蛍光フィルムの蛍光層は、黄色蛍光体塗料に緑色蛍光体塗料もしくは黄緑色蛍光体塗料を混合して積層され、シリコン（Ｓｉ）等の粘着材もしくは結合材が適量混合される。また、蛍光体材料には、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系、ＴＡＧ（テルビウム・アルミニウム・ガーネット）系、サイアロン系、及びＢＯＳ（バリウム・オルソシリケート）系などがある。

プリズムシート３５１，３５２の合成樹脂材は、第１および第２の実施形態と同様に、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）、ＰＭＭＡ（Poly Methyl Methacrylate）、ＰＣ（Polycarbonate）、及びＴＡＣ（Tri Acetyl Cellulose）等が挙げられるが、例示の樹脂材料に限定されない。

蛍光フィルム４０とプリズムシート３５１，３５２との間にそれぞれ合成樹脂材３５５，３５６を介設するのは、蛍光フィルム４０とプリズムシート３５１，３５２の密着性能や保持性能を高めるためである。合成樹脂材３５５，３５６としては、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）、ＰＣ（Polycarbonate）、ＰＭＭＡ（Poly Methyl Methacrylate）、ＴＡＣ（Tri Acetyl Cellulose）、及び透明ＰＩ（Polyimide）等が挙げられるが、例示の樹脂材料に限定されない。したがって、蛍光フィルム４０を構成する合成樹脂材とプリズムシート３５１，３５２を構成する合成樹脂材との密着性能や保持性能を高めるのに最適な合成樹脂材を選択することが好ましい。

蛍光フィルム４０、合成樹脂材３５５，３５６、およびプリズムシート３５１，３５２の積層体は、例えば、ロール・ツー・ロール装置を用いて、印刷技術により連続製造される。

第３の実施形態に係る面発光装置３００は、基本的に第１の実施形態に係る面発光装置１００と同様の作用効果を奏する。特に、第３の実施形態に係る面発光装置３００によれば、蛍光フィルム４０と２枚のプリズムシート３５１，３５２がそれぞれ合成樹脂材３５５，３５６を介して一体形成されているので、面発光装置３００の部品点数および組立工数を大幅に削減することができるという有利な効果を奏する。

また、第３の実施形態に係る面発光装置３００によれば、蛍光フィルム４０の表面側のプリズムシート３５１と裏面側のプリズムシート３５２のプリズムパターン方向を交差させて配設することにより、プリズムシート３５１，３５２のプリズムパターンのレンズ効果により集光性能や入射光の向きを変える光学性能により、第２の実施形態に比して、導光板３０の光出射面３２から出射する白色光の照度を向上させることができるという有利な効果を奏する。

〔第４の実施形態〕
次に、図１０および図１１を参照して、第４の実施形態に係る面発光装置について説明する。図１０は第４の実施形態に係る面発光装置の要部側断面図である。図１１は第４の実施形態に係る面発光装置の概略平面図である。なお、第１の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、重複する内容については説明を省略する。また、図１１では、反射フィルム６０を破断し、光源２０、導光板３０、蛍光フィルム４０、およびプリズムシート４５０を露出させて描いている。

図１０および図１１に示すように、第４の実施形態に係る面発光装置４００では、導光板３０の光入射部３１に、プリズムパターンを有する凹部４３５が形成されている点が、第１の実施形態に係る面発光装置１００と異なる。すなわち、上記凹部４３５の縦断面は略円弧状を呈しており、当該凹部４３５に形成されたプリズムパターンのレンズ効果により集光性能や入射光の向きを変える光学性能を有する。

凹部４３５がプリズムとして機能するので、この凹部４３５のプリズムパターンと当該凹部４３５側に配設されたプリズムシート４５０のプリズムパターンとは交差していることが好ましい。すなわち、本実施形態では、例えば、凹部４３５のプリズムパターンはＸ方向に沿っており、プリズムシート４５０のプリズムパターンはＺ方向に沿っている。第４の実施形態に係る面発光装置４００に配設するプリズムシート４５０は単一に限定されず、複数であっても構わない。

第４の実施形態に係る面発光装置４００は、基本的に第１の実施形態に係る面発光装置１００と同様の作用効果を奏する。特に、第４の実施形態に係る面発光装置４００は、導光板３０の光入射部３１に、プリズムパターンを有する凹部４３５が形成されている。したがって、第４の実施形態に係る面発光装置４００によれば、プリズムパターンを有する凹部４３５により、光源２０から照射される光を様々な方向に屈折させて光出射面３２に導くことが可能となり、光出射面３２から出射される光の照度が上がり、面発光装置４００のより輝度が向上するという有利な効果を奏する。

〔他の実施形態〕
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。

すなわち、上述の実施形態では、導光板３０の外形形状は扁平な直方体形状（平板状）に形成されているが、導光板３０の外形形状は例示の形状に限定されるものではない。例えば、導光板３０の光出射面３２と対向する反射面３３を直線状とせず、円弧状の曲面で構成してもよい。また、当該反射面３３は、光出射面３２に対して傾斜した傾斜面として構成してもよい。

また、上記の実施形態に係る面発光装置１００，２００，３００，４００では、導光板３０の一側面（片側面）に臨んで光源２０、発光フィルム４０、およびプリズムシート５０が配設されている。これに限定されず、光源２０、発光フィルム４０、およびプリズムシート５０は、導光板３０の相対向する側面（両側面）、隣り合う側面にＬ状に、もしくは三側面にＵ状に配設してもよい。

上記の実施形態に係る面発光装置１００，２００，３００，４００上に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を配設して、薄型ディスプレイ等の画像形成装置を構成することができる（図示せず）。すなわち、第１から第４の実施形態に係る面発光装置１００，２００，３００，４００は、液晶ディスプレイのバックライトアセンブリとして構成される。

液晶ディスプレイは、面発光装置１００，２００，３００，４００上に、拡散フィルムを積層して配設することができる。各実施形態に係る画像形成装置１００，２００，３００，４００では、面発光装置１００，２００，３００，４００上にプリズムシートが不要であるので、部品点数が削減され、当該画像形成装置の組立工数および材料コストを低減することができる。かつ、プリズムシートの削減により、画像形成装置の薄型化を図ることができる。

このように、上記の実施形態に係る面発光装置１００，２００，３００，４００は、液晶ディスプレイのバックライト光源として用いられるが、各種ディスプレイや看板などを照らす目的で用いてもよい。また、面発光装置１００，２００，３００，４００は、案内灯、表示灯、非常灯もしくは各種検査用照明として用いてもよく、当該面発光装置１００，２００，３００，４００を構成要素の一部として含む各種機器・装置全般に適用可能である。

以下、上記の実施形態に係る面発光装置の作用効果を確認すべく、実施例１および２の面発光装置、並びに比較例の面発光装置について、照度の測定を行った。照度の測定位置は、面発光装置の表面上（０ｍｍ）、当該表面からの離間距離５００ｍｍ、１０００ｍｍについて行った。

〔実施例１〕
実施例１の面発光装置として、前述の図１の構成の面発光装置１００を用いた。実施例１の面発光装置１００は、導光板３０の片側面に臨んで、光源２０、蛍光フィルム４０、およびプリズムシート５０が設けられている。帯状もしくは短冊状のプリズムシート５０は２枚もしくは３枚を用い、Ａ：光源側からＺ方向とＸ方向、Ｂ：光源側からＸ方向とＺ方向、Ｃ：光源側からＺ方向とＸ方向とＺ方向となるように交差させて配設した（図１３参照）。

図１３は、実施例１の照度測定結果を示す説明図である。図１３では、離間距離の単位（ｍｍ）と照度の単位（Ｌｕｘ；ルクス）を省略している。また、「向き」はプリズムシートのＺ方向プリズムパターンの向きを示している。図１３に示すように、Ａでは、表面上（０ｍｍ）が９３５０ルクス、５００ｍｍが７５０ルクス、１０００ｍｍが２６０ルクスであった。Ｂでは、表面上（０ｍｍ）が８８５０ルクス、５００ｍｍが７２０ルクス、１０００ｍｍが２３０ルクスであった。Ｃでは、表面上（０ｍｍ）が９５４０ルクス、５００ｍｍが７５０ルクス、１０００ｍｍが２６０ルクスであった。

〔実施例２〕
実施例２の面発光装置として、図１２の構成の面発光装置５００を用いた。実施例２の面発光装置５００は、導光板３０の両側面に臨んで、光源２０、蛍光フィルム４０、およびプリズムシート５０が設けられている。帯状もしくは短冊状のプリズムシート５０は１枚もしくは２枚を用い、Ｄ：光源側からＸ方向とＺ方向、Ｅ：光源側からＺ方向とＸ方向、Ｆ：Ｘ方向のみ、Ｇ：導光板の隣り合う側面に光源およびプリズムシートをＬ状に配置、Ｈ：光源側からＸ方向とＺ方向となるように交差させて配設した（図１４参照）。

図１４は、実施例２の照度測定結果を示す説明図である。図１４では、離間距離の単位（ｍｍ）と照度の単位（Ｌｕｘ；ルクス）を省略している。また、「向き」はプリズムシートのＺ方向プリズムパターンの向きを、「形状」は光源の配置を示している。図１４に示すように、Ｄでは、表面（０ｍｍ）上が７４８０ルクス、５００ｍｍが５３０ルクス、１０００ｍｍが１５０ルクスであった。Ｅでは、表面上（０ｍｍ）が７３６０ルクス、５００ｍｍが５４０ルクス、１０００ｍｍが１４０ルクスであった。Ｆでは、表面上（０ｍｍ）が８４８０ルクス、５００ｍｍが５３０ルクス、１０００ｍｍが１３０ルクスであった。Ｇでは、表面上（０ｍｍ）が９１００ルクス、５００ｍｍが６５０ルクス、１０００ｍｍが１７０ルクスであった。Ｈでは、表面上（０ｍｍ）が９３１０ルクス、５００ｍｍが６７０ルクス、１０００ｍｍが１８０ルクスであった。

〔比較例〕
比較例の面発光装置として、図１５の構成の面発光装置６００を用いた。比較例１の面発光装置６００は、導光板３０の両側面に臨んで白色の光源２０のみが設けられている。比較例１では、図１５の基本構成をＭとして、プリズムシート５０の有無や数、光拡散フィルムの有無を変化させた構成で、照度測定を行った。図１５の構成を基本として、Ｎ：導光板上にプリズムシート１枚のみ、Ｏ：導光板上にプリズムシート２枚を交差、Ｐ：導光板上に光拡散シートのみ、Ｑ：導光板上に１枚のプリズムシートおよび光拡散フィルム、Ｒ：導光板上にプリズムシート２枚を交差および光拡散フィルムのように構成を変化させた（図１６参照）。

図１６は、比較例の照度測定結果を示す説明図である。図１６では、離間距離の単位（ｍｍ）と照度の単位（Ｌｕｘ；ルクス）を省略している。図１６に示すように、Ｍでは、表面上（０ｍｍ）が９５５０ルクス、５００ｍｍが５３０ルクス、１０００ｍｍが１６０ルクスであった。Ｎでは、表面上（０ｍｍ）が９８４０ルクス、５００ｍｍが１０４０ルクス、１０００ｍｍが２８０ルクスであった。Ｏでは、表面上（０ｍｍ）が８４６０ルクス、５００ｍｍが１１７０ルクス、１０００ｍｍが３９０ルクスであった。Ｐでは、表面上（０ｍｍ）が１１１６０ルクス、５００ｍｍが８１０ルクス、１０００ｍｍが１９０ルクスであった。Ｑでは、表面上（０ｍｍ）が７８４０ルクス、５００ｍｍが１１６０ルクス、１０００ｍｍが２００ルクスであった。Ｒでは、表面上（０ｍｍ）が６４５０ルクス、５００ｍｍが７２０ルクス、１０００ｍｍが２００ルクスであった。

〔照度測定の評価〕
図１３および図１６に示すように、実施例１のＡおよびＣの構成は、測定位置５００ｍｍでは照度が若干劣るものの、比較例のＮ：導光板上にプリズムシート１枚のみの構成と略同様の照度が得られることが判った。また、図１４および図１６に示すように、実施例２のＧおよびＨの構成は、面発光装置の表面上（０ｍｍ）と５００ｍｍの測定位置において、実施例１のＡおよびＣの構成と略同様の照度が得られることが判った。さらに、比較例のＯ：導光板上にプリズムシート２枚を交差の構成は、１０００ｍｍの測定位置で３９０ルクスという良好な照度が得られることが判った。

結論として、実施例１および実施例２では、導光板上にプリズムシートおよび光拡散フィルムを設ける構成に比して照度が劣るものの、比較例のＮ：導光板上にプリズムシート１枚のみの構成と略同様の照度が得られる。したがって、本発明に係る導光板の少なくとも一の側面に臨ませて、光源、帯状もしくは短冊状の蛍光フィルムおよびプリズムシートを配設する構成は、蛍光フィルムおよびプリズムシートの使用量を大幅に削減して、材料コストを低減することができるという意味において優れた効果を奏するものである。特に５０インチを超える大型液晶表示装置では、バックライトアセンブリの製造コストを大幅に低減することができる。

２０ 光源、
３０ 導光板、
３１ 光出射部、
３２ 光出射面、
４０ 蛍光フィルム、
５０，５１，５２，２５１，３５１，３５２，４５０ プリズムシート、
５３，２５５，３５５，３５６ 合成樹脂材、
６０ 反射フィルム、
７０ 光拡散シート、
１００，２００，３００，４００ 面発光装置。

Claims (9)

1. 少なくとも一の側面から光を導入して光出射面へと出射する扁平な導光板と、
   前記導光板の光入射部へ臨ませて配設された光源と、
   前記光源と前記導光板の光入射部との間に配設され、照射光により励起されて発光する蛍光フィルムと、
   前記蛍光フィルムと隣接するように配設された単一もしくは複数のプリズムシートと、
   前記導光板の少なくとも前記光出射面と対向する面、および前記光源を覆う反射フィルムと、
   を備えていることを特徴とする面発光装置。
2. 前記蛍光フィルムと少なくとも一枚の前記プリズムシートは、合成樹脂フィルムを介して一体に積層されている請求項１に記載の面発光装置。
3. 前記光源は青色ＬＥＤであり、前記蛍光フィルムは前記青色ＬＥＤの青色光を受けて白色に発色する黄色系蛍光フィルムである請求項１または請求項２に記載の面発光装置。
4. 前記黄色系蛍光フィルムは、合成樹脂フィルム上に黄色蛍光体塗料に少なくとも緑色蛍光体塗料もしくは黄緑色蛍光体塗料を混合して蛍光層を積層して形成され、青色ＬＥＤの照射光で４４５ｎｍ〜４７０ｎｍの波長によって励起されて発光する請求項１から３のいずれか１項に記載の面発光装置。
5. 前記蛍光層は、白色光の演色性を調整するための赤色蛍光体塗料がさらに混合される請求項４に記載の面発光装置。
6. 前記プリズムシートを複数備える場合、隣り合う前記プリズムシートは、プリズムパターン方向を互いに交差させて積層されている請求項１から５のいずれかに記載の面発光装置。
7. 前記導光板の前記光出射面上に光拡散フィルムが積層されている請求項１から６のいずれか１項に記載の面発光装置。
8. 前記導光板の光入射部に、プリズムパターンを有する凹部が形成されている請求項１から７のいずれか１項に記載の面発光装置。
9. 請求項１から８のいずれかに記載の面発光装置上に、液晶ディスプレイが配設されていることを特徴とする画像形成装置。