JP4524255B2 - 面状照明装置 - Google Patents

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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。
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。
現在、大型の液晶テレビのバックライトユニットは、いわゆる直下型と呼ばれる方式が主流である(例えば、特許文献1参照)。直下型のバックライトユニットは、光源である冷陰極管を液晶パネルの背面に複数本配置した構成を有しており、冷陰極管が配置される筐体の内部を白色の反射面として液晶パネルを照明している。しかしながら、本方式において光量分布を均一にするためには、原理的には、液晶パネルに垂直方向の厚みが30mm程度必要である。
近年、液晶表示装置の薄型化、低消費電力化、大型化が要望されているが、上述した直下型のバックライトユニットでは、その厚さを10mm以下の厚みにすると光量ムラが発生するため、薄型化には限界があった。
ここで、薄型化が可能なバックライトユニットとしては、照明用の光源の側面に導光板を配置したユニットを複数配列した、いわゆる、タンデム型と呼ばれる方式がある(例えば、特許文献2参照)。この従来方式は、導光板の側面から光を入射させることで、バックライトユニットを薄型にすることができる。しかしながら、この従来方式は、直下型のバックライトユニットに比べて光の利用効率が低いため、高輝度な光を射出させるためには高い電力が必要である。
そこで、液晶表示装置の薄型化、低消費電力化、大型化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3、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7および特許文献8参照)。
特許文献3には、導光板に蛍光ランプを埋め込んだ後、導光板の背面に反射シートを配置し、導光板の出射面に透過光量補正シート、光拡散板、プリズムシートを積層することで形成される面光源装置(バックライトユニット)が開示されている。
導光板は、略長方形形状を有し、照明光を拡散する微粒子が分散混入された樹脂を用いて形成されている。また、導光板の上面は平坦になっており、出射面に割り当てられる。さらに、導光板の背面(出射面と反対側の面)には蛍光ランプを埋め込む断面U字状の溝が形成され、導光板の出射面には、蛍光ランプの真上を避けて、照明光の出射を促す光量補正面が形成されている。
このように、特許文献3には、微粒子を混入して導光板を形成すると共に、蛍光ランプの真上を除いた出射面の一部または全部に形成した光量補正面により照明光の出射を促すことにより、全体の厚さを薄型化し、かつ出射光の不自然な輝度ムラを低減できることが記載されている。
また、特許文献4には、バックライト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およびコスト・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、光源を嵌挿するための矩形断面の溝と、この溝を挟んで長辺の両側面方向に向か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が開示されている。
また、特許文献5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。
さらに、特許文献6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波層を積層し、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、光源を配置するための凹部は、三角形形状である。
また、特許文献7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為に、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して高均一の大型の背面照明を実現している。
上記各特許文献に開示された導光板は、液晶表示装置の薄型化、小型軽量化、低消費電力化、低コスト化などのいくつかを図るためのものであるが、いずれもその中央部に1つまたは複数の溝が設けられ、その溝に棒状光源を収納する構成とされ、好ましくは、溝部から端面に向かって板厚が次第に薄くなるように形成されおり、薄型化を達成している。
しかしながら、特許文献3に開示の導光板では、光源(蛍光ランプ)の真上を避けてその出射面表面に粗面やマイクロプリズム面などの光量補正面を形成して、出射面に対して臨界角以上の角度で入射する照明光の出射を促しているが、光量補正面を持たない導光板からの照明光の輝度に対する光量補正面を持つ導光板からの照明光の輝度の向上効果は少しであるので、光量補正面による輝度の向上効果は大きくはなく、光源光の利用効率が低く、光源光の拡散が不十分なため、均一かつ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がある。
また、特許文献3に開示の導光板では、断面形状が円形である溝に光源(蛍光ランプ)を埋め込んでおり、光源による輝度ピークはそのまま残存するので、面光源装置として用いるためには、導光板の出射側に配置される透過光量補正シート、光拡散板およびプリズムシートなどを用いて、出射面での不自然な輝度むらを除く必要があるし、そのため面光源装置のコストがアップするという問題がある。
また、特許文献4に開示の液晶表示装置のバックライトでは、導光板の背面を傾斜させることにより生じた隙間に電子回路基板上の部品を配置することにより、安価で消費電力が低く、液晶表示装置の小型軽量化や薄型化を達成することができるが、導光板の出射面から出射される照明光のむらについては全く考慮されていない。
また、特許文献5に開示の液晶表示装置のバックライトユニットでは、導光体(導光板)に設けられる溝上の凹部の断面形状を放物線とすることにより、導光体での光の拡散がほぼ均一になる導光体への光の入射が行われ、光の利用効率を高めることができるとしているが、導光体の出射面から出射される光のむらについては全く考慮されていない。
また、特許文献6に開示の導光板では、複数の板状光導波板を積層する複雑な構造であるため、従来に比し、輝度の減衰を少なくし均一な輝度を得ることが可能となり照明効果に優れるものとなるとしているが、製造コストが高くなるという問題点がある。
また、特許文献7に開示の導光板では、線状光源の直上部分で輝度が上昇する為に、線状光源の光源光の透過を抑制する透過抑制パターンを設けなければならないし、線状光源からの光は導光板の内部で、一方の端部から他方の端部に向かって面内方向に透過するために次第に光量が減衰してしまい、高輝度化には不十分であった。
このような課題を解決する面状照明装置として、本発明者は、特許文献8に開示の矩形状光射出面と、その一辺に平行で矩形状略中央部に位置する厚肉部と、前記厚肉部に平行に形成される薄肉端部と、棒状光源を収納するための平行溝が、前記肉厚部の略中央に前記一辺と平行に形成されており、前記平行溝の両側に前記棒状光源の軸を含み前記矩形状光出射面に対して垂直な面に対して対称であり、前記厚肉部から前記一辺に直交する方向に両側の前記薄肉端部に向かって肉厚が薄くなり、傾斜背面を形成する傾斜背面部と、を有する透明な導光板であって、前記矩形状光射出面の前記平行溝に相当する第1部分において前記平行溝に収納された棒状光源からの射出光によって形成される照度又は輝度のピーク値の、前記傾斜背面部に相当する第2部分において前記射出光によって形成される照度又は輝度の平均値に対する比に応じて、前記平行溝の前記直交方向の断面形状において、前記平行溝の前記矩形状光射出面に垂直な中心線に対して、前記矩形状光射出面に向かって前記平行溝の先端部分を対称に細くしたことを特徴とする導光板を用いた面状照明装置を提案した。
実開平5−4133号公報 特開平11−288611号公報 特開平9−304623号公報 特開平8−62426号公報 特開平10−133027号公報 特開平5−249320号公報 特開2001−42327号公報 特開2005−234397号公報
このように、特許文献8に記載の形状の導光板を用いることで、面状照明装置を、薄型で軽量であり、より低コストで製造することができ、光の利用効率が高く、均一でむらが少なく、かつ高輝度な照明光を出射することのでき、また、照明表面を大サイズとすることができる。
ここで、このような光射出面に対向する面に光源を収納する平行溝と傾斜背面とを有する形状の導光板は、平行溝と傾斜背面が形成されている面(裏面)が凹凸を有する形状となる。この導光板の裏面の凸部が他の部材と接触し、導光板の一部が破損したり、傷がついてしまうと、輝度むらが発生してしまうため問題である。また、導光板の傾斜面に反射部材を配置する場合に、導光板の傾斜面と反射部材とが離間してしまうと、輝度ムラが発生してしまうため問題となる。
また、光射出面に対向する面に光源を収納する平行溝と傾斜背面とを有する導光板を1つのユニットとして複数個連結させて、大型化させると、導光板に反りが生じるという問題もある。さらに、製造時に反りがないフラットな形状の導光板とした場合でも、光源から生じる熱、また吸湿等により導光板に反りが生じるという問題もある。導光板に複数の溝を形成して複数の光源を配置する態様では、大きな反りが生じる。
特に、面状照明装置を室内外照明用の照明装置、看板等のバックライトユニットとして用いる場合には、光射出面を下側に向けて配置する場合があり、導光板がより反り易くなるため問題となる。導光板が反ると光射出面から射出される光に輝度むらが発生してしまう。
ここで、面状照明装置全体の軽量化のためには、裏面が凹凸形状を持つ導光板の個々の傾斜背面を個々に支持する支持ブロックを作製して支持することが考えられるが、輝度むらや照明むらを生じさせずに光射出面の平坦性を保つように多数の支持ブロックを配置するのは手間が係るという問題がある。
本発明の目的は、上記従来技術に基づく問題点を解消し、導光板が他の部材と接触することを防止でき、さらに反射部材を導光板の傾斜面に密着させることができる、簡単な構成で、大型化が可能でかつ均一で高輝度な光を射出することができる面状照明装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記従来技術に基づく問題点を解消し、簡単な構造で導光板の反りを抑制でき、大型化が可能で、かつ均一で高輝度な光を射出することができる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、並列に配置される複数の線状光源と、平坦な光射出面と、前記光射出面の裏面側に形成され、前記複数の線状光源を個々に収納する複数の平行溝を有し、その、前記平行溝と直交する断面形状が、前記複数の平行溝形成部分でそれぞれ凸部を形成し、前記平行溝から遠ざかるにつれて薄くなり、隣接する平行溝間で中心で最も薄い凹部を形成するような裏面側プロフィールを持つ導光板と、前記導光板の裏面側に配置され、前記導光板を支持する支持部材とを有し、前記支持部材は、前記導光板側の面に、前記裏面側プロフィールの各凸部に対向する位置のプロフィールが、前記裏面側プロフィールの凹部のプロフィールと同一プロフィールである表面側プロフィールを持ち、かつ、その裏面側が平坦面であ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、前記支持部材は、その前記表面側プロフィールに形成される各凸部および各凹部が、前記導光板の前記裏面側プロフィールの前記凹部および前記凸部に嵌り合うように、前記導光板を支持することが好ましい。
また、前記裏面側プロフィールおよび前記表面側プロフィールは、隣接する前記凹部がその間に形成されている前記凸部を中心にして対称で、かつ隣接する前記凸部がその間に形成されている前記凹部を中心にして対称であることが好ましい。
さらに、前記裏面側プロフィールおよび前記表面側プロフィールは、隣接する前記凸部と前記凹部との間の中点に対して点対称であることが好ましい。
また、前記導光板は、矩形状の個別光射出面、前記光射出面の反対側の面に前記線状光源を収納するために形成された平行溝、前記線状光源の軸に平行で前記個別光射出面の略中央部に位置する厚肉部、前記厚肉部に平行に形成される薄肉端部、前記平行溝の両側に前記線状光源の軸を含み前記個別光射出面に対して垂直な面に対して対称であり、前記厚肉部から前記線状光源の軸に直交する方向に、両側の前記薄肉端部に向かって肉厚が薄くなり、傾斜背面を形成する傾斜背面部を有する単位導光板を複数有し、隣接する前記単位導光板の前記薄肉端部は連結され、連結された前記単位導光板の前記個別光射出面は同一平面上に配置され、前記光射出面を構成することが好ましい。
また、本発明は、複数の線状光源と、矩形状の個別光射出面、前記光射出面の反対側の面に前記線状光源を収納するために形成された平行溝、前記線状光源の軸に平行で前記個別光射出面の略中央部に位置する厚肉部、前記厚肉部に平行に形成される薄肉端部、前記平行溝の両側に前記線状光源の軸を含み前記個別光射出面に対して垂直な面に対して対称であり、前記厚肉部から前記線状光源の軸に直交する方向に、両側の前記薄肉端部に向かって肉厚が薄くなり、傾斜背面を形成する傾斜背面部を有する単位導光板を複数有し、隣接する前記単位導光板の前記薄肉端部は連結され、連結された前記単位導光板の前記光射出面は同一平面上に配置され、光射出面を構成し、前記線状光源から入射した光を拡散し前記光射出面から射出する導光板と、前記単位導光板と同一形状の凹凸部を複数有し、隣接する凹凸部の前記薄肉端部は連結され、連結された前記凹凸部の矩形状の個別平坦面は同一平面に配置され、平坦面を構成する支持部材とを有し、前記導光板と前記支持部材とは、互いの前記傾斜面が対向し、かつ、一方の前記平行溝と他方の前記薄肉端部が対向して配置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。
ここで、前記支持部材の前記傾斜面により形成される凹凸形状が前記導光板の前記傾斜面により形成される凹凸形状に嵌合されていることが好ましい。
また、前記単位導光板の前記傾斜面が、前記線状光源の軸に垂直な面において、導光板の中心と薄肉端部との中間点を中心とした点対称形状であることが好ましい。
また、前記支持部材は、前記導光板と同一材料で形成されていることが好ましい。
さらに、前記支持部材の前記導光板側の表面に反射膜が形成されていることが好ましい。
また、前記導光板の前記光射出面側に、前記光射出面を覆う光学部材を有することが好ましい。また、前記光学部材は、プリズムシート、拡散シート、透過率調整部材の少なくとも1つであることが好ましい。
また、前記支持部材の各凸部に、前記導光板の各凸部に形成された前記平行溝と略同一形状であり、互いに平行な平行溝が形成されていることが好ましい。
また、前記支持部材の平行溝に埋設された反射体を有することが好ましい。
また、さらに、前記支持部材の各平行溝に収納される線状光源を有し、前記支持部材の前記平坦面を光射出面として、前記支持部材の各平行溝に収納された線状光源から前記指示部材に入射した照明光を前記支持部材の前記光射出面から射出させることが好ましい。
さらに、前記支持部材の前記光射出面側に、前記光射出面を覆う第2光学部材を有することが好ましい。
また、前記第2光学部材は、プリズムシート、拡散シート、透過率調整部材の少なくとも1つであることが好ましい。
また、前記導光板と前記支持部材とを係止して固定する固定部材を有することが好ましい。
また、前記固定部材は、前記導光板および前記支持部材に嵌入されたネジまたはリベットであることが好ましい。
また、前記固定部材は、屈折率が前記導光板の屈折率に対して90%以上110%以下である構成されることが好ましい。前記固定部材は、屈折率が前記導光板の屈折率に対して95%以上110%以下である構成されることがより好ましい。さらに、前記固定部材は、屈折率が前記導光板と実質的に同一であることがさらに好ましい。
さらに、前記支持部材の前記平坦面に配置された保持部材を有することが好ましい。
また、前記支持部材は、前記導光板と同一の製造条件で製造されていることが好ましい。
本発明によれば、導光板の裏面側プロフィールと導光板に対向する面である支持部材のの表面側プロフィールの所定部分を同一形状とし、一方の凹部と他方の凸部とを重ね合わせて配置することで、導光板の光射出面の反対側の面が他の部材との接触等により破損することを防止でき、均一かつ高輝度な照明光を射出することができる面状照明装置を提供することができる。
また、導光板の裏面側プロフィールおよび支持部材の表面側プロフィールを、隣接する凸部と凹部との中点に対して点対称とすることで、導光板と支持部材を隙間なく重ねることができ、導光板をより確実に支持することができる。
本発明によれば、導光板と支持部材の凹部および凸部の形状を同一形状とし、一方の凸部と他方の凹部とを重ね合わせて配置し、導光板と支持部材とを固定手段により固定することで、光源点灯の熱により導光板に変形しようとする力が生じた場合も、支持部材に導光板が反る方向とは反対側に変形しようとする力が生じる。つまり、導光板の反りを抑制する力が生じる。これにより、導光板の反りを抑制でき、輝度むらの少ない、均一な光を射出する面状照明装置を提供することができる。
また、導導光板の裏面側プロフィールおよび支持部材の表面側プロフィールを、隣接する凸部と凹部との中点に対して点対称とすることで、導光板と支持部材を隙間なく重ねることができ、導光板をより確実に支持することができ、かつ、反りも抑制できる。
さらに、支持部材の導光板側の面に反射膜を形成することで、面状照明装置の構成をより簡単にすることができる。
また、支持部材に平行溝が形成されている場合に、平行溝に反射体を埋設することで、効率よく光を反射させることができる。
以下、本発明の面状照明装置について、添付の図面に示される好適な態様を基に、詳細に説明する。
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6参照)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14aを形成する矩形状の平面を持つ光学部材ユニット24と、導光板22の裏面22dに沿って配置される反射部材26と、反射部材26の導光板22と逆側の面に配置され、導光板22を反転させた形状を有し、導光板22を支持する支持部材28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、導光板22の光出面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6参照)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6参照)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。また、単位導光板23は、平行溝の延在方向に垂直な面において、平行溝22bの中心を通り、個別光射出面23aに垂直な線を中心線として左右対称な形状である。
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[0036]〜[0039]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[0040]〜[0058]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、個別光射出面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。
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、図3および図4に示すように、光出射面14aを構成する、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[0028]〜[0033]に開示されているものを適用することができる。
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。
ここで、本実施形態では、反射シート26aとリフレクタ26bを1枚のシート状部材としているが、別部材としてもよい。
支持部材28は、反射部材26の導光板22側とは反対側の面に配置され、複数の凹凸部29が連続した形状を有する。支持部材28は、導光板22と略同様の形状を有する。ここで、凹凸部29は、導光板22の単位導光板23と同一形状を有し、単位導光板23と同一材料で形成されている。つまり、凹凸部29は、図5(b)に示すように、矩形状の個別平坦面29aと、その一辺に平行な厚肉部(凸部)29bと、その厚肉部29bの両側に一辺に平行に形成される薄肉端部(凹部)29cと、厚肉部29bから一辺に直交する方向に両側の薄肉端部29cに向かって肉厚が薄くなり、支持部材28の裏面28dを構成し、曲面状の傾斜面29dを形成する傾斜背面29eと、厚肉部29bに一辺に平行に形成される、平行溝28bとを有する。すなわち、凹凸部29は、1つの平行溝28bを備え、その平行溝28bに平行な方向には、支持部材28の平坦面28aと同じ長さの個別平坦面19aを持つものである。
このように、支持部材28の裏面28dのプロフィールは、導光板22の裏面22dのプロフィールを反転させた形状となる。
支持部材28は、平坦面28aの逆側の面である裏面28dが導光板22の裏面22dに対向して配置されている。さらに、支持部材28の凹凸部29の薄肉端部29cが導光板22の単位導光板23の平行溝22bと対向するように配置されている。言い換えれば、支持部材28の凹凸部29の平行溝28bが導光板22の単位導光板23の薄肉端部23cと対向するように配置されている。
導光板22の裏面22d側に導光板22と同一形状の支持部材28を配置することで、導光板22を裏面22d側から支持することができ、導光板22と反射部材26とを密着させることができる。これにより、線状光源12から出射され、平行溝22bから入射した光を導光板22の傾斜面29dから射出させることなく傾斜面29dに密着された反射部材26で反射させることができる。
さらに、導光板22が他の部材と接触し、破損したり傷がつくことを防止できる。例えば、面状照明装置を移動させる際に、装置に振動が生じた場合も、支持部材29と導光板22が密着した構造とすることで、傾斜面23dと平行溝22bとの接続部と他の部材とが接触して、接続部が破損すること、もしくは傷がつくことを防止できる。
これにより、導光板の破損、傷により輝度ムラが発生することを防止でき、均一な光を射出させることができる。
また、支持部材を複数の凹凸部を接続させて一体に成形したものとすることで、隣接する単位導光板29の傾斜面29dで形成される凹部毎に別々の支持部材を配置する必要がなく、導光板に対する支持部材の位置決めを容易にすることができる。これにより、部品数を少なくすることができ、また、製造時の組立も簡単にすることができる。
また、支持部材28として、製造した導光板を反転させたものを用いること、つまり、支持部材28と導光板22とに同じ形状の部材を用いることで、支持部材を別部材として製造する必要がなくなり、製造コストを下げることができる。
さらに、表面に傷がある等により導光板として用いることができない欠陥品を支持部材に用いることで、製造した部品を効率よく利用することができ、生産品の歩留まりを向上させ、製造コストを下げることができる。
また、支持部材は、製造時に導光板と隣接して、もしくは近傍で製造された導光板を支持部材として用いることが好ましい。つまり、支持部材は、導光板と同一の製造条件で製造された部材を用いることが好ましい。
導光板と支持部材に隣接して、もしくは近傍で製造された部材を用いることで、製造条件、具体的には、気温、湿度等の環境、材料、押し出し成形の場合は押し出し速度、圧力等の条件を同一条件で製造することができる。このように、導光板と支持部材を同一の製造条件で製造することで、製造時に生じるピッチ誤差を吸収し、導光板と支持部材とを実質的に同一形状、つまり、実質的に形状誤差のない形状とすることができる。これにより、導光板と支持部材とをずれなく重ね合わせることができる。導光板と支持部材とをずれなく重ねることで、導光板の破損もより確実に防止でき、反射部材の位置ずれも防止することができる。
なお、支持部材28も、導光板22と同様に、複数の凹凸部29を連結した状態で一体成形した1枚の凹凸部連結体とし、一体成形された複数の凹凸部の凹凸部連結体を複数個連結して支持部材としてもよい。
また、製造コストを下げることができるため、支持部材を導光板と同一形状とすることが好ましいが、支持部材は導光板の裏面に対向する面が導光板の裏面を反転させた形状であればよく、例えば、導光板とは、厚みが異なる支持部材も用いることができる。
また、支持部材は、導光板の傾斜面と隣接する導光板の傾斜面とで構成される凹部と同一形状を有していればよく、導光板の平行溝に相当する部分が形成されていない形状の部材も用いることができる。支持部材を平行溝が形成されていない形状とすることで、支持部材の裏面を導光板の傾斜面の全面に沿わせた形状とすることができる。
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、かつその光出射面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、上方から照明装置本体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、反りをより確実に矯正し、または、導光板22に反りが生じることをより確実に防止でき、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、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。
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16a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6(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6(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7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。
上記実施形態では、導光板と支持部材との間に反射部材を配置したが、本発明はこれに限定されず、反射部材を配置することに替えて、支持部材の導光板側の表面に反射材料を塗布してもよい。
支持部材の表面に反射材料を直接塗布することで反射膜、支持部材に反射部材の機能を持たせることができ、導光板と支持部材との間に反射部材を配置することなく導光板の裏面から出射される光を反射させ導光板に再び入射させることができる。これにより、照明光の利用効率を向上させ、かつ、装置構成をより簡単にすることができる。
ここで、反射材料としては、反射部材として用いることができる各種材料を用いることができる。また、支持部材の表面に反射膜を形成する方法としては、塗布に限定されず、蒸着、接着等の種々の方法で反射膜を支持部材の表面に形成することができる。
図8は、本発明の面状照明装置の他の実施形態の部分断面図である。
図8に示す面状照明装置50は、反射部材が配置されておらず、支持部材28の平行溝に反射体54が配置されている以外は図3に示した面状照明装置と同様の構成である。従って、両者で同一の構成要素には、同一の符号を付しその詳細な説明は省略し、以下、面状照明装置10に特有の部分を重点的に説明する。
支持部材28は、導光板22の裏面22d側に配置されており、支持部材28の裏面28dと導光板22の裏面22dとは接触している。支持部材28の導光板22側の表面、つまり裏面28dは、反射材料の反射膜が形成されており、導光板22から漏洩する光を反射し、再び導光板に入射させる。
反射体54は、支持部材28の凹凸部29の平行溝に埋設され、その表面が反射部材で形成されている。反射体54は、導光板22から漏洩する光を反射し、再び導光板22に入射させる。
支持部材29の平行溝29bに反射体54を設けることで、導光板22の薄肉端部23cに対応する部分にも導光板22の形状に沿って反射部材を設けることができ、導光板22の傾斜面から射出した光が、支持部材29の平行溝29bで乱反射し、光射出面から出射する光に輝度ムラが生じることを防止できる。これにより、より輝度むらが抑制された光を光出面から射出することができる。
さらに、反射体は、導光板側の面を導光板の裏面に沿った形状とすることが好ましい。反射体の導光板側の面を導光板の裏面に沿った形状とすることで、反射体を導光板の裏面に密着させることができ、光が乱反射することを防止し、少ない損失で光を反射させることができる。
ここで、導光板22の単位導光板23の傾斜面23dおよび支持部材28の凹凸部29の傾斜面29dは、平行溝22bの延在方向に垂直な面において、単位導光板23または凹凸部29の中心と薄肉端部との中間点を中心とした点対称形状であることが好ましい。
図9(a)および(b)は、それぞれ本発明の面状照明装置の照明装置本体の導光板および支持部材の概略側面図である。
図9(a)に示す導光板22は、単位導光板23の傾斜面23dが、平行溝22bの延在方向に垂直な面において、単位導光板23の中心と端部(薄肉端部23cの端部)との中間点を中心とした点対称の曲面で形成されている。また、支持部材22の凹凸部29も単位導光板23と同一形状で形成されている。
このように傾斜面を点対称形状とすることで、導光板22の裏面と支持部材28の裏面とを重ね合わせたときの対応する部分の輪郭線が同一形状となる。つまり、導光板22と支持部材28とを隙間なく重なる。
ここで、導光板22の傾斜面23dおよび支持部材28の傾斜面29dは、曲面形状に限定されず、図9(b)に示すように、導光板の傾斜面および支持部材の傾斜面を平面形状としてもよい。
単位導光板23と凹凸部29は、平行溝の延在方向に垂直な面において、平行溝の中心を通り、光射出面または平坦面に垂直な線を中心線として左右対称な形状であるので、かつ、傾斜面23dの傾斜角と傾斜面29dの傾斜角が同一角度となり、導光板22の傾斜面23dと支持部材28の傾斜面29dとは隙間なく重なる。
導光板と支持部材とを隙間なく重ねることで、導光板22と支持部材28とを密着させることができる。これにより、導光板をより安定して支持することができる。
さらに、導光板と支持部材との間に反射部材を配置する場合は、支持部材28の傾斜面全面で反射部材を固定させ、反射部材を導光板に密着させることができ、導光板から漏洩する光を効率よく反射させることができる。
また、さらに、反射部材を配置せずに支持部材の表面に反射膜を形成する場合も、支持部材の傾斜面の全面を導光板の傾斜面に密着できることで、導光板から漏洩する光を効率よく反射させることができ、かつ、装置構成も簡単にすることができる。
さらに、導光板と支持部材とを固定手段により固定することが好ましい。
上述したように、導光板と支持部材とは、同一材料で形成されており、導光板と支持部材とは裏面同士が対向するように配置されているため、逆方向に同じ反りが生じる。従って、導光板と支持部材とを固定すること、つまり導光板と支持部材とを貼り付けることで、互いの反りを抑える方向に力が作用し、導光板および支持部材に反りが生じることを抑制できる。
ここで、導光板と支持部材とを固定手段により固定する場合は、平行溝に垂直な方向において、導光板の長さと支持部材の長さとが同じであることが好ましい。導光板の長さと支持部材の長さとを同じ長さにすることで、導光板の反りをより確実に抑えることができる。
固定手段としては、ネジまたはリベット等の固定部材を導光板および支持部材に打ち込んで、つまり固定部材を導光板および支持部材に嵌入して固定する機械的固定方法、接着剤により固定する固定方法等を用いることができる。
なお、固定手段としては機械的固定方法を用いることが好ましい。機械的固定方法で、導光板と支持部材を固定することで、導光板の反りをより確実に抑制でき、反射フィルムの導光板への密着性を向上させることができる。
ここで、固定部材は、表面を白色等の光の吸収率の低い色とすることが好ましく、透明樹脂等の透明な材料で作製した部材を用いることがより好ましい。固定部材の表面を光の吸収率の低い色にすることで、効率よく光を反射することができる。また、固定部材を透明にすることで、光を透過させ、効率よく光を利用することができ、かつ、固定部材での光を反射することで輝度むらが生じることを防止し、光射出面から均一な光を射出させることができる。
固定部材を用いて、支持部材側から導光板と支持部材とを固定する場合は、その表面を光の吸収率の低い色として固定部材、透明な材料で作成した固定部材を好適に用いることができる。固定部材を用いて、導光板側から導光板と支持部材とを固定する場合は、固定部材の一部が光射出面に露出するため、透明樹脂等の透明な材料で形成した固定部材を用いることが好ましい。
さらに、固定部材には、導光板の屈折率に対して、90%以上110%以下の屈折率を有する材料を用いることが好ましく、95%以上110%以下の屈折率を有する材料を用いることがより好ましい。さらに、ネジ、リベット等には、導光板と実質的に同一の屈折率を有する材料を用いることがさらに好ましい。
ネジ、リベットを上記透過率の材料で作製することで、導光板にネジ、リベットを打ち込んだ場合も、ネジ、リベット部分で輝度むらの発生を防止でき、光射出面から均一な光を射出させることができる。
ここで、ネジ、リベット等の固定部材により導光板を固定する位置は、特に限定されず、一定間隔毎に固定部材を設けて導光板と支持部材とを固定しても、反りに応じて特定の位置のみに固定部材を設けて導光板と支持部材とを固定してもよい。
図10(a)および(b)は、導光板および支持部材の反りと固定部材との関係を示す模式図である。ここで、図10(a)および(b)では、反りを分かり易く示すため、導光板22は光出面22aのみ、支持部材28は平坦面28aのみを示し、固定部材60は矢印で示している。
図10(a)に示すように、導光板22(の光出面22a)と支持部材28(の平坦面28a)とが中央部に凹となるように反る場合は、導光板22および支持部材28の縁部を、固定部材60により固定することで導光板22が反ることを抑制することができる。
また、図10(b)に示すように、導光板22(の光出面22a)と支持部材28(の光出面28a)とが中央部に凸となるように反る場合は、導光板22および支持部材28の中央部を、固定部材60により固定することで、導光板22が反ることを抑制することができる。
図11(a)〜(d)は、それぞれ本発明の面状照明装置の固定部材の一例を示す概略断面図である。ここで、図11(a)〜(d)では説明のために1つの固定部材のみを示す。
図11(a)に示すように、導光板22にネジ穴22eを、支持部材28に穴28eを形成し、支持部材28側から導光板22のネジ穴22eにネジ60aを螺合して導光板22と支持部材28とを固定することができる。
また、図11(b)に示すように、導光板22に穴22fを、支持部材28にネジ穴28fを形成し、導光板22側から支持部材22のネジ穴28fにネジ60bを螺合して導光板22と支持部材28とを固定することができる。
このように、ネジは導光板側から固定しても、支持部材側から固定してもよく、また、ネジ穴は、導光板および支持部材を貫通させても、導光板もしくは支持部材の途中までとしてもよい。また、導光板、支持部材に形成する穴を両方ともネジ穴としてもよい。
図11(c)に示すように、導光板22に皿(小)ネジ60cの頭部の形状に沿った穴22gを、支持部材28にネジ穴28gを形成し、皿ネジ60cを導光板22側から支持部材28のネジ穴28gにネジ60cを螺合して導光板22と支持部材28とを固定することができる。また、導光板22の穴22をネジ60cの頭部の形状に沿った形状とすることで、皿ネジ60cを導光板22に埋め込むことができ、光出面を平坦にすることができる。
また、図11(a)〜(c)では、ネジのみで導光板と支持部材とを固定したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図11(d)に示すように、導光板22と支持部材28に導光板22の光出面から支持部材28の平坦面に向かうに従って径が小さくなるテーパーを有するテーパー穴22h、28hを形成する。固定手段60dは、ネジ穴が形成されたテーパーピン62aとネジ62bから構成されている。このテーパーピン62aを導光板22側から嵌め込み、支持部材28側からネジ62bをテーパーピン62aのネジ穴に螺合させることでも導光板22と支持部材28とを固定することができる。
なお、ネジ62bの頭部は、テーパーピン62aの最小径よりも径が大きいのはもちろんである。また、テーパーピン62も、ネジと同様に導光板の屈折率に対して90%以上110%以下の屈折率を有する材料を用いることが好ましく、95%以上110%以下の屈折率を有する材料を用いることがより好ましく、導光板と実質的に同一の屈折率を有する材料を用いることがさらに好ましい。
また、図11(a)〜(d)では、いずれも固定部材をネジとして説明したが、リベットの場合も同様に種々の方法で導光板と支持部材を固定することができる。
導光板と支持部材とを固定手段により固定することで、筐体により導光板の反りを矯正することなく反りを抑制することができる。これにより、筐体の構造をより簡単にすることができる。
図12(a)は、本発明の面状照明装置の他の実施形態を示す概略側面図であり、図12(b)は、図12(a)のb−b線断面図である。
面状照明装置80は、照明装置本体82と、筐体84と、図示しないインバータユニットと、電源とを有する。ここで、インバータユニットと電源とは、上述した面状照明装置10のインバータユニットと電源と同様のものであるので、図示およびその詳細な説明は省略する。
照明装置本体82は、光源12と、導光板22と、光学部材ユニット24と、支持部材28とを有する。
本実施形態においては、導光板22の傾斜面と支持部材28の傾斜面とが接触して配置されており、導光板22と支持部材28とは図示しない固定手段により固定されている。
また、支持部材28の導光板22側の表面、つまり支持部材28の裏面28dには反射材料(反射塗料)が塗布され、反射膜が形成されている。つまり、支持部材28は反射部材としての機能も有する。
また、光源12は、導光板22の平行溝22dに配置され、導光板22の光射出面22a側には光学部材ユニット24が配置されている。
筐体84は、ステー86と化粧拡散板88とを有する。
ステー86は、導光板22の平行溝と直交する方向に延在する棒状部材であり、照明装置本体82の支持部材の平坦面に所定間隔離間して複数配置されている。
化粧拡散板88は、一面が開放された箱型形状を有し、照明装置本体82の側面および光射出面を照明装置本体82の光射出面側から覆っている。化粧拡散板88の開口部は、ステー86と接続されており、ステー86と化粧拡散板88とで照明装置本体82を支持、固定している。
化粧拡散板88は、上述した拡散シートと同様の機能を有し、照明装置本体82から出射する照明光を拡散して均一化しつつ、射出させる。
このようにして、面状照明装置80は、照明装置本体82から射出した光が化粧拡散板88を透過して出射される。
このように、平行溝と直交する方向に延在するステー86を支持部材28の平坦面に配置することで、照明装置本体82の強度を高くし、導光板22をより反りにくくすることができる。
また、導光板22と支持部材28とを固定手段により固定し、導光板の反りを抑制することができるため、照明装置本体82を支持し、固定する筐体84として支持部材28の平坦面側から照明装置本体82を支持するステー86のみとすることができる。このように導光板22と支持部材28とを固定手段により固定することで、面状照明装置を簡単な構成とすることができる。
ここで、本実施形態では、照明装置本体の支持手段としてステーを用いたが本発明は、これに限定されず、パイプ等の他の棒状部材も用いることができ、また、板金等の板状部材により照明装置本体を支持部材側の面から固定することで、照明装置本体の強度を高くすることができる。
次に、図13は、本発明の面状照明装置の他の実施形態を示す部分断面図である。
図13に示す面状照明装置100は、複数の線状光源と、矩形状の光射出面14a、14bから均一な光を射出する照明装置本体104と、内部に照明装置本体104を収納し、光射出面104a、104bに矩形状の開口部106a、106bが形成された筐体106とを有する。
なお、面状照明装置100は、図示を省略したが面状照明装置10と同様に、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と、インバータユニットを収納するインバータ収納部と、インバータ収納部に収納される複数のインバータユニットに接続され、それぞれ複数の線状光源12を点灯するための電源とを有する。
照明装置本体104は、基本的に、複数の線状光源12、112と、光射出面104aの側に矩形状の光出面122a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平行溝22bが形成され、隣接する平行溝122bの間に光出面122a側からその裏側に向かう厚みが最も薄い最薄部122cが形成される第1導光板122と、第1導光板122の光出面122a側に配置され、矩形状の光射出面104aを形成する矩形状の平面を持つ光学部材ユニット124と、導光板122の裏面122dに沿って配置される反射部材126と、反射部材126の導光板122側とは反対側に配置され、光射出面104bの側に矩形状の光出面128aが形成され、その裏面に複数の線状光源112をそれぞれ収納する平行溝128bが形成され、隣接する平行溝128bの間に光出面128a側からその裏側に向かう厚みが最も薄い最薄部128cが形成される第2導光板128と、第2導光板128の光出面128a側に配置され、矩形状の光射出面104bを形成する矩形状の平面を持つ光学部材ユニット130とを備える。
ここで、光源12、112、第1導光板122、第2導光板128、反射部材126は、上述した照明装置本体14の光源12、導光板22、反射部材26と同様の形状、機能を備えるものであるのでその詳細な説明は省略する。
第1導光板122と第2導光板128とは、上述した照明装置本体14の導光板22と支持部材28と同様に、互いの裏面が対向して、さらに、一方の平行溝22bが他方の最薄部22cと対向する位置に配置されている。
光学部材ユニット124は、第1導光板122の光出面122a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104の光射出面104a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、プリズムシート24aと、拡散シート24bと、透過率調整部材24cと、カバーガラス124dとを有する。なお、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、上述と同様のものであるのでその詳細な説明は省略する。
カバーガラス124dは、プリズムシート24aの上面を覆うように、つまり、導光板122の光出面122aから最も離れた位置に配置されている。カバーガラス124でゃ、プリズムシート24a、拡散シート24b、透過率調整部材24cを保護する。
光学部材ユニット130は、光学部材ユニット124と同様の構成を有し、第2導光板128の光出面128a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104の光射出面104b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、プリズムシート130aと、拡散シート130bと、透過率調整部材130cと、カバーガラス130dとを有する。なお、これらの各部材は、光学部材ユニット124と同じものであるので、その説明は省略する。
照明装置本体104は、第1導光板122の平行溝122bに線状光源12が配置され、第1導光板122に入射した光は、光出面122aから均一な照明光として射出される。さらに、第2導光板128の平行溝128bにも線状光源112が配置されている。この線状光源112から射出され第2導光板128の平行溝128bから第2導光板128に入射した光は、第2導光板128の光出面128aから均一な照明光として射出される。
このようにして、第1導光板122の光出面122aから射出された光は、光学ユニット124を通過し、矩形状の光出面122aから射出され、第2導光板128の光出面128aから射出された光は、光学部材ユニット130を通過し、矩形状の光出面128bから射出される。
照明装置本体104は、対向する2つの面から光を射出させる。つまり、両面から光を射出させる。
筐体106は、照明装置本体104を収納して支持し、かつその光射出面104a側と光射出面104b側とから挟み込み固定するものであり、上面に開口部106aとなる矩形状の開口、下面に開口部106bとなる矩形状の開口が形成され、照明装置本体104の側面と光射出面104aおよび104bの外縁とを覆い、照明装置本体104を支持する筐体本体140と、筐体本体140の内側の筐体本体140と照明装置本体104との間に嵌挿される凹(U字)型の折返部材142とを有する。
照明装置本体104は、筐体106により支持され、固定されている。
このような面状照明装置とすることで、両面(表裏面)を光射出面として利用することができ、例えば、1つの面状照明装置で、2つの面に異なる画像を表示する液晶表示装置とすることができる等、多くの種類、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、上記実施形態と同様に、本実施形態の面状照明装置も第1導光板と第2導光板とを固定手段により固定してもよい。
上記実施形態では、反射部材を導光板とは別部材としたが、これに限定されず、反射部材を配置せずに、第1導光板の傾斜面および第2導光板の傾斜面に、例えば、傾斜面に白色インク等の反射材料を塗布し、反射膜を形成してもよい。
ここで、第1導光板の平行溝を塞ぐように第2導光板の傾斜面が配置されているため、第2導光板の傾斜面に形成された反射膜が線状光源の下面から光を反射し、リフレクタとして機能するため、導光板の傾斜面のみに反射膜を形成することで、反射部材を配置した場合と同様の効果を得ることができる。同様にして、第1導光板の傾斜面に形成された反射膜が、線状光源の下面から光を反射し、リフレクタとして機能し、反射部材を配置した場合と同様の効果を得ることができる。
ここで、上記実施形態では、第1導光板と第2導光板との間に反射部材を配置したが、反射部材は必ずしも設ける必要はなく、第1導光板の裏面に第2導光板を直接配置してもよい。つまり、第1導光板と第2導光板との間に反射部材、反射膜等を設けることなく、第1導光板の裏面と第2導光板の裏面とを接触させる構成としてもよい。
このように、第1導光板と第2導光板との間に反射部材、反射膜等を設けないことで、第1導光板の傾斜面から出射した光は第2導光板に入射し、第2導光板の傾斜面から出射した光は、第1導光板に入射する。このように、一方の導光板の傾斜面から射出した光は他方の導光板に入射することで、第1導光板の光出面と第2導光板の光出面からは、反射部材を配置している場合と同様の効率で光を出射させることができる。また、反射部材等を設けないことで装置構成を簡単にすることができる。
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、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。 本発明の面状照明装置の他の実施形態の部分断面図である。 (a)および(b)は、それぞれ本発明の面状照明装置の照明装置本体の導光板および支持部材の他の実施形態の概略側面図である。 (a)および(b)は、本発明の面状照明装置の照明装置本体の導光板および支持部材の反りの一例を示す模式図である。 (a)〜(d)は、それぞれ本発明の面状照明装置の固定部材の一例を示す概略断面図である。 (a)は、本発明面状照明装置の他の実施形態を示す概略側面図であり、(b)は、(a)のb−b線断面図である。 本発明の面状照明装置の他の実施形態の部分断面図である。
符号の説明
10、11、50、80、100 面状照明装置
12、112 線状光源
14、52、82、104 照明装置本体
14a 光出射面
16、84、106 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、130 光学部材ユニット
24a、130a プリズムシート
24b、130b 拡散フィルム
24c、130c 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
28 支持部材
29 凹凸部
30 下部筐体
32 上部筐体
34、142 折返部材
37 駆動装置
38 電源
86 ステー
88 化粧拡散板
122 第1導光板
128第2導光板
124d、130d カバーガラス
140 筐体本体

Claims (20)

  1. 並列に配置される複数の線状光源と、
    平坦な光射出面と、前記光射出面の裏面側に形成され、前記複数の線状光源を個々に収納する複数の平行溝を有し、その、前記平行溝と直交する断面形状が、前記複数の平行溝形成部分でそれぞれ凸部を形成し、前記平行溝から遠ざかるにつれて薄くなり、隣接する平行溝間で中心で最も薄い凹部を形成するような裏面側プロフィールを持つ導光板と、
    前記導光板の裏面側に配置され、前記導光板を支持する支持部材とを有し、
    前記支持部材は、前記導光板側の面に、前記裏面側プロフィールの各凸部に対向する位置のプロフィールが、前記裏面側プロフィールの凹部のプロフィールと同一プロフィールである表面側プロフィールを持ち、かつ、その裏面側が平坦面であることを特徴とする面状照明装置。
  2. 前記支持部材は、その前記表面側プロフィールに形成される各凸部および各凹部が、前記導光板の前記裏面側プロフィールの前記凹部および前記凸部に嵌り合うように、前記導光板を支持する請求項1に記載の面状照明装置。
  3. 前記裏面側プロフィールおよび前記表面側プロフィールは、隣接する前記凹部がその間に形成されている前記凸部を中心にして対称で、かつ隣接する前記凸部がその間に形成されている前記凹部を中心にして対称である請求項1または2に記載の面状照明装置。
  4. 前記裏面側プロフィールおよび前記表面側プロフィールは、隣接する前記凸部と前記凹部との間の中点に対して点対称である請求項1〜3のいずれかに記載の面状照明装置。
  5. 前記支持部材は、前記導光板と同一材料で形成されている請求項1〜4のいずれかに記載の面状照明装置。
  6. 前記支持部材の前記導光板側の表面に反射膜が形成されている請求項1〜5のいずれかに記載の面状照明装置。
  7. 前記導光板は、
    矩形状の個別光射出面、前記光射出面の反対側の面に前記線状光源を収納するために形成された平行溝、前記線状光源の軸に平行で前記個別光射出面の略中央部に位置する厚肉部、前記厚肉部に平行に形成される薄肉端部、前記平行溝の両側に前記線状光源の軸を含み前記個別光射出面に対して垂直な面に対して対称であり、前記厚肉部から前記線状光源の軸に直交する方向に、両側の前記薄肉端部に向かって肉厚が薄くなり、傾斜背面を形成する傾斜背面部を有する単位導光板を複数有し、
    隣接する前記単位導光板の前記薄肉端部は連結され、連結された前記単位導光板の前記個別光射出面は同一平面上に配置され、前記光射出面を構成する請求項1〜6のいずれかに記載の面状照明装置。
  8. 前記導光板の前記光射出面側に、前記光射出面を覆う光学部材を有する請求項1〜7のいずれかに記載の面状照明装置。
  9. 前記光学部材は、プリズムシート、拡散シート、透過率調整部材の少なくとも1つである請求項8に記載の面状照明装置。
  10. 前記支持部材の各凸部に、前記導光板の各凸部に形成された前記平行溝と略同一形状であり、互いに平行な平行溝が形成されている請求項1〜9のいずれかに記載の面状照明装置。
  11. 前記支持部材の平行溝に埋設された反射体を有する請求項10に記載の面状照明装置。
  12. さらに、前記支持部材の各平行溝に収納される線状光源を有し、
    前記支持部材の前記平坦面を光射出面として、前記支持部材の各平行溝に収納された線状光源から前記指示部材に入射した照明光を前記支持部材の前記光射出面から射出させる請求項10に記載の面状照明装置。
  13. さらに、前記支持部材の前記光射出面側に、前記光射出面を覆う第2光学部材を有する請求項12に記載の面状照明装置。
  14. 前記第2光学部材は、プリズムシート、拡散シート、透過率調整部材の少なくとも1つである請求項13に記載の面状照明装置。
  15. 前記導光板と前記支持部材とを係止して固定する固定部材を有する請求項1〜14のいずれかに記載の面状照明装置。
  16. 前記固定部材は、前記導光板および前記支持部材に嵌入されたネジまたはリベットである請求項15に記載の面状照明装置。
  17. 前記固定部材は、屈折率が前記導光板の屈折率に対して90%以上110%以下である請求項16に記載の面状照明装置。
  18. 前記固定部材は、屈折率が前記導光板の屈折率と実質的に同一である請求項16に記載の面状照明装置。
  19. さらに、前記支持部材の前記平坦面に配置された保持部材を有する請求項15〜18のいずれかに記載の面状照明装置。
  20. 前記支持部材は、前記導光板と同一の製造条件で製造されている請求項1〜19のいずれかに記載の面状照明装置。
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