JP4793572B2

JP4793572B2 - 面状照明装置

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Publication number: JP4793572B2
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Inventors: 恭男大野
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Priority date: 2006-10-06
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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。

携帯電話等に用いられる液晶表示装置用の補助光源には、導光板の側端面に一次光源を配置したサイドライト方式の面状照明装置が主として使用されている。サイドライト方式の面状照明装置の一次光源として、従来は冷陰極管ランプが使用されていたが、現在では、冷陰極管ランプと比較して取扱い性に優れ、小型化が容易であり、対衝撃性に優れた白色ＬＥＤ等の点状光源が多用されている。

白色ＬＥＤ等の点状光源（以下、ＬＥＤともいう）を用いた面状照明装置の適用分野は拡大する傾向にあり、携帯電話等に搭載される小型の液晶表示装置に限らず、例えば、比較的表示サイズが大きい車載ナビゲータに用いられる液晶表示装置の補助光源としての適用も検討されるようになってきている。従来、このような照明エリアの拡大に対応するために、一次光源からの出射光の効率的な利用や出射光量の増大のための様々な試みがなされている。

そのような試みの一例として、ＬＥＤからの出射光を効率良く導光板に導入するために、ＬＥＤを導光板に密着させて配置する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。図４に示す面状照明装置では、導光板ＧＬＢの入光面ＬＰがＬＥＤ１、ＬＥＤ２の発光部に当接すると共に、モールドケースＭＬＤの辺ＬＷ２に湾曲突起ＰＪ１、ＰＪ２が形成されており、その弾性により発生する押圧力Ｆ、Ｆによって入光面ＬＰとＬＥＤ１、ＬＥＤ２との密接性を維持し、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２からの出射光を有効に導光板ＧＬＢの内部に導入することが図られている。

また、導光板の側端面に配置するＬＥＤの数を増やしたり、あるいは、各ＬＥＤに供給する電流を増大してＬＥＤ１個当たりの出射光量を増大させることによって、一次光源からの出射光量を増大させることも試みられているが、このような出射光量の増大には、一次光源から発生する熱量が増大して周囲温度が上昇するという問題が伴う。

一般に、ＬＥＤは、温度の上昇に従ってその発光効率が低下するものであり、さらに、図４に示す面状照明装置のように、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２と導光板ＧＬＢの入光面ＬＰとを当接させた構成とした場合には、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２からの熱が導光板ＧＬＢの入光面ＬＰに直接伝達されることにより、入光面ＬＰに熱変形等の損傷が発生する可能性が増大する。

さらに、側端面に複数のＬＥＤを配置する方式の面状照明装置では、導光板の入光面付近に、各ＬＥＤの正面近傍の明るい部分とＬＥＤ間の光が十分に届かない暗い部分とが生じることによる輝度むらが発生することが知られており、その輝度むらを解消するために、導光板の入光面にプリズム列等の凹凸構造を形成することが行われている。しかし、図４に示す面状照明装置において、導光板ＧＬＢの入光面ＬＰにプリズム列を形成した場合には、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２と接触する一部のプリズムの頂部にＬＥＤ１、ＬＥＤ２からの熱や押圧力Ｆ，Ｆによる荷重が集中するため、上述したような熱変形が一層生じ易くなる。

従来、ＬＥＤの発熱の問題に対処する手段としては、導光板およびＬＥＤを金属製のシャーシに収容し、ＬＥＤを金属性のシャーシに接触させることにより、その放熱性を高めることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−２１５５４６号公報（〔００２７〕、図２）特開２００４−１８６００４号公報（〔００３５〕〜〔００３７〕、〔図２〕）

しかしながら、面状照明装置を、図４に示すようなＬＥＤと導光板とを当接させた構成とした場合には、そのＬＥＤを金属性のシャーシに接触させて放熱性を高めることのみでは、導光板のＬＥＤに当接する入光面の熱変形の問題を完全に回避することは困難であり、したがって、このような熱変形を防止する観点からいえば、ＬＥＤと導光板とを接触させない構造が望ましいといえる。一方、ＬＥＤと導光板の入光面とを接触させることなく、間隙をおいて対向させる構造では、導光板と点状光源との結合効率が低下して面状照明装置の輝度が低下することに加えて、間隙の寸法を高精度に制御することが困難であり、間隙寸法のバラツキが、面状照明装置の輝度および見栄えのバラツキの要因となるといった問題が生ずる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、点状光源と導光板の入光面とを一定の距離を介して対向させつつ、導光板と点状光源との光学的結合を良好かつ安定に保持することが可能な面状照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る面状照明装置は、導光板と、該導光板の側端面に配置される点状光源と、それらを保持するフレームとを備える面状照明装置において、前記フレームには、前記導光板を前記点状光源側に付勢する弾性作用部が設けられており、前記導光板の前記側端面には入光プリズムが形成されているとともに、前記点状光源と前記導光板の入光プリズムとの間に耐熱性の透明スペーサを介在させ、前記透明スペーサは、前記点状光源に当接する弾性層と、前記導光板の入光プリズムに当接する非弾性層を含むことを特徴とする。

本発明に係る面状照明装置は、導光板と点状光源とを保持するフレームに、導光板を点状光源側に付勢する弾性作用部を設けるとともに、点状光源と導光板の入光プリズムとの間に耐熱性の透明スペーサを介在させたことにより、点状光源と導光板の入光プリズムを直接接触させた場合の利点である点状光源と導光板との高い結合効率と、点状光源と導光板の入光プリズムとの間に間隔をおいた場合の利点である入光プリズムの熱変形の抑制作用とを合わせ持つものとなる。

本発明において、透明スペーサの有する耐熱性は、点状光源から伝わる熱により透明スペーサに熱変形等の損傷が生じないものであればよく、典型的な例として点状光源の温度が１３０℃程度まで昇温することが考えられる場合、透明スペーサの少なくとも点状光源と接触する部分に、連続的に使用可能な温度が１３０℃を上回る透明材料を使用することで達成するものである。

また、本発明における透明スペーサは、入光プリズムに当接する面が、入光プリズムの全域に渡って、入光プリズムを構成する凹凸構造の頂部と均一に接触するものであることが好ましく、これによって、点状光源から透明スペーサを介して入光プリズムに伝達される熱、及び、弾性作用部による付勢のため入光プリズムに付加される荷重の、入光プリズムの特定の箇所への集中が緩和されるため、入光プリズムの熱変形をさらに効果的に抑制することができる。

さらに、本発明における透明スペーサは、点状光源に当接する弾性層と、導光板の入光プリズムに当接する非弾性層を含むものである。この構成によれば、適切な一定の荷重を付加しつつ点状光源と導光板との結合を安定に保持することができると同時に、透明スペーサが入光プリズムの形状に沿って弾性変形することにより入光プリズムを構成する凹凸構造が埋まることを回避することができるため、入射光を拡散させる入光プリズムの機能を損なうことがない。

好ましくは、前記弾性層は、透光性の耐熱シリコーンからなるものである。耐熱シリコーンは、適度な弾性と十分な耐熱性（典型的には、約３００℃またはそれ以上の最高使用温度）を有しており、本発明に係る透明スペーサの弾性層の材料として好適なものである。また、前記非弾性層は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるものであってもよい。

本発明の一態様において、前記フレームは、相対向する一対の側辺と該一対の側辺の一端部を連結する底辺とから上面視略コ字状に形成された内枠部材と、平板状の座部および該座部の外縁部に立設された側壁を有して前記内枠部材を収容する外枠部材とからなり、前記導光板は、前記入光プリズムが形成された側端面が前記内枠部材の開放辺側に配置されるように前記内枠部材に収容されて、前記内枠部材と共に前記座部上に載置され、前記点状光源は、前記透明スペーサと前記外枠部材の側壁とで挟持されるものである。

上記構成によれば、点状光源は、透明スペーサと外枠部材の側壁とで挟持されて、外枠部材と直接（もしくは点状光源が実装される回路基板を介して）接触するように保持されるものであるため、外枠部材を内枠部材よりも高い熱伝導性を有する材料により形成することによって、点状光源から発生する熱を外枠部材から効率良く放熱することができる。

また、本発明の一態様において、前記弾性作用部は、前記内枠部材の底辺に、該底辺の延長方向と略平行に延在するように設けられた梁部と、該梁部の略中央から前記内枠部材の外方に突出する突起部とからなり、前記内枠部材は、前記突起部を前記外枠部材の側壁に当接させて、前記外枠部材に収容されるものであってもよい。

上記構成における弾性作用部は、内枠部材の外面側に設けられて外枠部材と接触することにより弾性変形するものである。したがって、上記構成によれば、内枠部材の各辺の内面側は、導光板の各側端面に応じた形状に形成することができるため、導光板の側端面からの漏洩光を、輝度の不均一性を発生させることなく効率的に導光板に戻すことが可能となる。

また、本発明の一態様において、前記弾性作用部は、前記内枠部材の一対の側辺のそれぞれに設けられた凹部と、該凹部に収容される弾性部材とから構成されており、前記導光板の、前記内枠部材の一対の側辺にそれぞれ対向する一対の側端面には、前記凹部にそれぞれ収容される突起部が設けられ、前記導光板は、前記突起部の前記点状光源側とは反対側の部分を前記弾性部材に当接させて、前記内枠部材に収容されるものであってもよい。

上記構成における弾性作用部は、導光板を点状光源側に付勢する作用を有することに加えて、導光板の、内枠部材の一対の側辺にそれぞれ対向する一対の側端面にそれぞれ設けられた突起部と、内枠部材の一対の側辺に設けられた凹部とを弾性部材を介して結合することによって、導光板を内枠部材に保持するものであるため、導光板と内枠部材との間に、温度及び湿度等の変化による部材間の伸縮差を考慮した、必要かつ適切なクリアランスを確保しつつ、導光板を内枠部材に保持することが可能となる。

また、本発明の一態様において、前記弾性作用部は、前記内枠部材の一対の側辺のそれぞれに設けられた凹部と、該凹部の背後に肉抜き部を設けることによって、前記内枠部材の一対の側辺の延長方向に対して傾斜するように設けられた梁部とから構成されており、前記導光板の、前記内枠部材の一対の側辺にそれぞれ対向する一対の側端面には、前記凹部にそれぞれ収容される突起部が設けられ、前記導光板は、前記突起部の前記点状光源側とは反対側の部分を前記梁部に当接させて、前記内枠部材に収容されるものであってもよい。

上記構成における弾性作用部によれば、導光板と内枠部材との間に、温度及び湿度等の変化による部材間の伸縮差を考慮した、必要かつ適切なクリアランスを確保しつつ、最小限の部品構成でもって、導光板を内枠部材に保持することが可能となる。

さらに、本発明の一態様において、前記外枠部材は金属材料から形成されることが好ましい。一般に、金属材料は、合成樹脂材料と比較して、温度及び湿度等の環境変化に対する寸法安定性に優れているため、本発明に係る面状照明装置における外枠部材として好適なものである。また、この場合には、金属材料の高い熱伝導性により、外枠部材、特にその点状光源が配置される側壁が、放熱部材としても有効に機能する点でも有利なものである。

本発明は、このように構成したため、点状光源と導光板の入光面（入光プリズムが形成された側端面）とを一定の距離を介して対向させて入光プリズムの熱変形を回避しつつ、導光板と点状光源との光学的結合を良好かつ安定に保持することができ、面状照明装置の高輝度化および輝度の安定化を達成することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明するが、各図面は説明のためのものであり、必ずしも実際の形状、寸法を正確に反映するものではない。

図１は、本発明の第１の実施形態における面状照明装置１０の要部を示す上面図である。本実施形態における面状照明装置１０は、導光板１４と、導光板１４の一側端面１４ａに配置された点状光源１２と、それらを保持するフレーム１９とを備えており、このフレーム１９は、内枠部材１６と、内枠部材１６を収容する外枠部材１８とから構成される２重構造をなすものである。

内枠部材１６は、相対向する一対の側辺１６ｂ、１６ｃと、それらの側辺の一端部を連結する底辺１６ｄを有して、底辺１６ｄの反対側を開放辺とする略コ字状に形成されており、例えば、白色顔料として酸化チタンを混入したポリカーボネート樹脂等の白色樹脂により成形されてなるものである。

外枠部材１８は、例えばアルミニウム等の高熱伝導性の金属材料により形成され、平板状の座部１８ｅと、通常のプレス加工等により座部１８ｅの外縁部に立設された側壁１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄとを有している。

面状照明装置１０において、典型的には白色ＬＥＤからなる点状光源１２は、外枠部材１８の一側壁１８ａに沿って配置されている。本発明は、この配置の態様によって限定されるものではないが、図１に示す例では、点状光源１２は、その発光面１２ａとは反対側の面を回路基板への実装面として、好ましくはフレキシブルプリント基板からなる回路基板（図示は省略する）に実装されており、回路基板を、例えば熱伝導性の粘着テープ等の適切な固着手段（図示は省略する）によって、外枠部材１８の側壁１８ａに固着するものであってもよい。このような構成によって、金属材料により形成される外枠部材１８は、点状光源１２から発生する熱の放熱体としても、有効に機能するものである。

導光板１４は、例えばアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の透明樹脂を略矩形状に成形してなる板状の導光体である。導光板１４の側端面１４ａには、入光プリズム１５が形成されており、導光板１４は、この側端面１４ａが内枠部材１６の開放辺側に配置されるように内枠部材１６に収容されて、点状光源１２の発光面１２ａと導光板１４の入光プリズム１５とが対向するように、内枠部材１６と共に外枠部材１８の座部１８ｅ上に載置されている。

図１に示す入光プリズム１５は、導光板１４の厚み方向（紙面に直交する方向）に延在する部分円筒面状の複数の凸部を、それらの頂部が１つの仮想平面に含まれるように（図１に示す例では、各頂部の高さを揃えて）、側端面１４ａの幅方向（紙面左右方向）の略全長に亘って配列してなるものである。

本実施形態において、内枠部材１６の底辺１６ｄには、外枠部材１８の側壁１８ｄと接触して弾性的に変形し、内枠部材１６（したがって、内枠部材１６に一体に収容された導光板１４）を点状光源１２側へ付勢する一対の弾性作用部３０が形成されており、内枠部材１６の相対向する２辺１６ｂ、１６ｃには、弾性作用部３０と同様の構成を有して、それぞれ外枠部材１８の側壁１８ｂ、１８ｃに接触して弾性変形する弾性作用部３０’が形成されている。

弾性作用部３０は、内枠部材１６の底辺１６ｄに肉抜き部２６を設けることによって、底辺１６ｄの延長方向と略平行に形成された弾性変形可能な薄肉状の梁部２８と、梁部２８の略中央から内枠部材１６の外方に突出する突起部２９とからなるものである。本実施形態において、内枠部材１６は、弾性作用部３０の突起部２９が外枠部材１８の側壁１８ｄに接触し、その梁部２８が内枠部材１６の内方に僅かに撓むことによって、内枠部材１６の底辺１６ｄには、弾性作用部３０が側壁１８ｄに及ぼす弾性力の反作用として、側壁１８ｄから紙面上向き方向の抗力Ｆ_Uが作用することになる。この抗力Ｆ_Uによって、内枠部材１６及び導光板１４は、点状光源１２側に付勢される。

さらに、面状照明装置１０において、点状光源１２と導光板１４との間には、透明スペーサ２５が、その一面側を点状光源１２の発光面１２ａに当接させ、他面側を導光板１４の入光プリズム１５に当接させて介在しており、点状光源１２は、弾性作用部３０の作用により導光板１４と共に点状光源１２側に付勢される透明スペーサ２５と、外枠部材１８の側壁１８ａとで挟持されている。

本実施形態において、透明スペーサ２５は、耐熱シリコーンゴムシートからなる弾性層２２と、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）シートからなる非弾性層２４とを積層することにより、一体の透明スペーサ２５として構成されており、弾性層２２が、点状光源１２に当接してその発光面１２ａを覆い、非弾性層２４が、導光板１４の側端面１４ａ全域に形成された入光プリズム１５に当接するように配置されている。弾性層２２の積層方向の厚みは、好ましくは、約１ｍｍであり、非弾性層２４の積層方向の厚みは、好ましくは、約０．２ｍｍである。

本実施形態において、入光プリズム１５は、部分円筒面からなる各凸部の頂部の高さを揃えて配列されているため、シート状に形成された非弾性層２４の当接面は、入光プリズム１５の各凸部の頂部に均一に接触するものである。

以上のように構成された面状照明装置１０は、点状光源１２から出射し、透明スペーサ２５を介して側端面１４ａから導光板１４に入射した光を、導光板１４の内部へと伝播させつつ表面１４ｅから均一に出射するものであるが、その際、透明スペーサ２５と外枠部材１８の側壁１８ａとで挟持された点状光源１２は、弾性作用部３０の作用により導光板１４（したがって、透明スペーサ２５）が点状光源１２側に付勢されることによって、導光板１４に対して良好かつ安定に結合されると共に、熱伝導性の金属材料からなる側壁１８ａとの接触により効率的な放熱が実施される。

さらに、本実施形態における面状照明装置１０は、点状光源１２と導光板１４の入光プリズム１５との間に透明スペーサ２５を介在させることにより、点状光源１２から導光板１４へ直接熱を伝達させることなく、導光板１４の入光プリズム１５の温度上昇を抑制するものである。加えて、透明スペーサ２５の非弾性層２４の当接面が、入光プリズム１５を構成する各凸部の頂部に均一に接触するものであるため、点状光源１２から透明スペーサ２５を介して導光板１４へ伝わる熱、及び、弾性作用部３０の作用により入光プリズム１５に付加される荷重の、入光プリズム１５の特定の箇所への集中が緩和されるものであり、これらの作用により、導光板１４の入光プリズム１５を熱変形させることなく、点状光源１２と導光板１４の入光プリズム１５との一定の距離を、容易かつ高精度に維持することが可能となる。

その際、点状光源１２の発光時に通常想定される最高温度は１３０℃程度であり、透明スペーサ２５の点状光源１２に当接する側は、透光性の耐熱シリコーン（典型的な最高使用温度は、約３００℃またはそれ以上）からなることにより、透明スペーサ２５自体の熱による損傷は回避しつつ、上記作用・効果を得るものである。

また、透明スペーサ２５自体が透光性の部材により構成されていることによって、点状光源１２からの出射光を、その発光面１２ａから導光板１４の入光プリズム１５ａまで漏洩なく導光することが可能となる。

加えて、透明スペーサ２５の点状光源１２に当接する側を耐熱シリコーンゴムシートからなる弾性層２２としたことにより、周囲温度及び湿度の変動等によって、導光板１４が膨張・収縮しても、その紙面上下方向の伸縮は、弾性作用部３０の梁部２８の弾性変形と共に透明スペーサ２５の弾性層２２の弾性変形により吸収され、点状光源１２に過大な荷重を付加することなく、導光板１４の入光プリズム１５と点状光源１２の発光面１２ａとの間にほぼ一定の距離を維持することができる。

さらに、透明スペーサ２５の導光板１４の入光プリズム１５に当接する側をＰＥＴシートからなる非弾性層２４としたことにより、弾性層２２を含む透明スペーサ２５を弾性作用部３０により押圧して保持する構成において、入光プリズム１５の凹凸構造が、透明スペーサ２５の弾性変形により埋まることを回避して、入光プリズム１５の機能を損なうことなく、輝度ムラのない面状照明装置１０を実現するものである。

ここで、本発明に係る面状照明装置において、導光板の側端面に形成される入光プリズムの態様は、図１に示す部分円筒面からなる凸部の配列に限定されるものではなく、点状光源１２から導光板１４に入光する光を拡散させるために側端面１４ａの一部または全ての領域に形成される、任意の適切な凹凸構造を含むものである。その際、透明スペーサ２５の非弾性層２４における入光プリズムとの当接面の形状は、入光プリズムに均一に接触させることを勘案の上、その凹凸構造に応じて適切に設定することができる。

なお、図１に示す面状照明装置１０では、内枠部材の一辺１６ｄに形成される弾性作用部３０に加えて、内枠部材１６の相対向する一対の側辺１６ｂ、１６ｃに、弾性作用部３０と同様の構造体である弾性作用部３０’が、側辺１６ｂ、１６ｃの延長方向と略平行に設けられている。

したがって、内枠部材１６の辺１６ｂには、弾性作用部３０’が側壁１８ｂに及ぼす弾性力の反作用として、側壁１８ｂから横方向右向きの抗力Ｆ_Rが、内枠部材１６の辺１６ｄには、弾性作用部３０’が側壁１８ｄに及ぼす弾性力の反作用として、側壁１８ｄから横方向左向きの抗力Ｆ_Lが、それぞれ作用することになり、この抗力Ｆ_RおよびＦ_Lによって、内枠部材１２は、外枠部材１８に安定に保持されるものである。

また、本実施形態における面状照明装置１０では、弾性作用部３０、３０’は、内枠部材１６を構成する各辺１６ｂ、１６ｃ、１６ｄの外面側に形成されているため、内枠部材１６の各辺１６ｂ、１６ｃ、１６ｄの内面側は、導光板１４の各側端面１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに応じた形状に形成することができる。したがって、例えば、導光板１４の各側端面１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを内枠フレーム１６の各辺１６ｂ、１６ｃ、１６ｄに密着させて収容すること等により、輝度の不均一性を発生させることなく各側端面１４ｂ、１４ｃ、１４ｄからの漏洩光を効率良く反射して、導光板１４に戻すことができる。

次に、図２を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。その際、上述した第１の実施形態と同一または同様の部分は同一の符号を付して参照し、重複する部分の説明は適宜省略して、主として第１の実施形態との相違点を詳述する。

図２は、本発明の第２の実施形態における面状照明装置４０の要部を示す上面図である。本実施形態における面状照明装置４０も、点状光源１２と、導光板３４と、それらを収容して保持するフレーム３９とを備えており、このフレーム３９は、内枠部材３６と、内枠部材３６を収容する外枠部材３８とから構成される２重構造をなすと共に、導光板３４を点状光源１２側に付勢する弾性作用部４５を備えている。また、導光板３４の側端面３４ａには入光プリズム１５が形成されると共に、点状光源１２と導光板３４の入光プリズム１５との間には透明スペーサ２５が介在し、点状光源１２は、透明スペーサ２５と外枠部材３８の側壁３８ａとで挟持されている。

本実施形態における面状照明装置４０では、導光板３４を点状光源１２側に付勢する弾性作用部４５は、内枠部材３６の一対の側辺３６ｂ、３６ｃのそれぞれに設けられた凹部４４と、凹部４４に収容される弾性部材４３とから構成されている。

そして、導光板３４の、内枠部材の一対の側辺３６ｂ、３６ｃにそれぞれ対向する一対の側端面３４ｂ、３４ｃには、凹部４４にそれぞれ収容される突起部４２が設けられており、導光板３４は、これらの突起部４２の点状光源１２側とは反対側の部分４２ｂを弾性部材４３に当接させて内枠部材３６に収容され、弾性部材４３からの押圧力Ｆにより、点状光源１２側に付勢されるものである。

本実施形態における面状照明装置４０は、以上のような構成により、上述した第１の面状照明装置１０と同様の作用・効果を得るものであるが、それに加えて、内枠部材３６に設けられた弾性作用部４５と導光板３４の突起部４２とが、導光板３４を内枠部材３６に保持する結合手段としても機能することによって、次のような作用・効果を得ることができる。

すなわち、本実施形態における面状照明装置４０では、導光板３４の３方の端面３４ｂ、３４ｃ、３４ｄと、それぞれ対向する内枠部材３６の３辺３６ｂ、３６ｃ、３６ｄとの間に、導光板３４および内枠部材３６を構成する材料の物性（線膨張係数など）や、それぞれの伸び方向の寸法等に応じて定まる伸縮量の差を考慮した、必要かつ適切なクリアランス（ｄ）を確保しつつ、導光板３４を内枠部材３６に保持することができる。

例えば、本発明者等による検討では、基材としてポリカーボネートを使用した導光板３４及び内枠部材３６の一例において、導光板３４の吸湿による伸び量を考慮すると、長さ寸法２００ｍｍ（これは、９インチ画面用の面状照明装置における導光板の長手方向の寸法にほぼ相当する）の温度差６０度における伸びに対する適切なクリアランス（ｄ）として、伸び方向の両側にそれぞれ０．３６３ｍｍを取ればよいことが得られている。

このとき、突起部４２の弾性部材４３に当接する側の面４２ｂとそれぞれ対応する凹部４４の内面との間にも、少なくとも同様のクリアランスが確保されるものであり、弾性作用部４５における弾性部材４３の厚みは、このクリアランスを確保すると共に、弾性部材４３として使用する材料の材料物性に応じて、導光板３４および内枠部材３６の伸縮に伴うそのクリアランスの変動を弾性変形によって吸収し、適切な押圧力Ｆを維持するように決定されるものである。

例えば、本発明者等による検討では、弾性部材４３として硬度４０の一般的なゴム材料を使用した場合、面状照明装置４０の組立作業における作業性等も勘案の上、弾性部材４３の厚みを１．５ｍｍ程度とすればよいことが得られている。

ここで、弾性作用部４５を構成する弾性部材４３としては、部材コスト等の点から上述したようなゴム材料が好ましいが、適切な押圧力Ｆが発生する限り、例えばエラストマー樹脂またはバネ等を使用するものであってもよい。

なお、本実施形態における面状照明装置４０は、外枠部材３８が、その外縁部に、互いに対向する第１および第２の側壁３８ａ、３８ｄのみを有しており、図１に示す面状照明装置１０における側壁１８ｂ、１８ｃに相当する側壁を有さない点でも、第１の実施形態における面状照明装置１０と相違するものである。

この点に関して、第１の実施形態おける面状照明装置１０のような構成は、内枠部材１６及び導光板１４を外枠部材１８内に安定に保持するためには好適なものである一方、周囲温度及び湿度の変動に伴う導光板１４及び内枠部材１６の伸縮に対する許容度が比較的小さいものとなるのに対して、外枠部材３８が内枠部材の側辺３６ｂ、３６ｃに対向する側壁を有していない本実施形態における面状照明装置４０の構成は、内枠部材３６と導光板３４との間のクリアランスｄを確保したことに加えて、このような伸縮に対する許容度をさらに向上させるために有利なものである。但し、所望の場合には、本実施形態における外枠部材３８に、内枠部材３６の辺３６ｂ、３６ｃに対向する側壁を設けるものであってもよい。

次に、図３を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。その際、上述した第１及び第２の実施形態と同一または同様の部分は同一の符号を付して参照し、重複する部分の説明は適宜省略して、主として第１及び第２の実施形態との相違点を詳述する。

図３は、本発明の第３の実施形態における面状照明装置６０の要部を示す上面図である。本実施形態における面状照明装置６０は、図２に示す面状照明装置４０とほぼ同様の構成を備えて、同様の作用・効果を得るものであるが、その弾性作用部５７が、内枠部材４６の一対の側辺４６ｂ、４６ｃのそれぞれに設けられた凹部５３と、凹部５３の背後に肉抜き部５６を設けることによって、内枠部材４６の一対の側辺４６ｂ、４６ｃの延長方向に対して傾斜するように設けられた梁部５５とから構成されている点で、相違するものである。

そして、導光板３４の、内枠部材の一対の側辺４６ｂ、４６ｃにそれぞれ対向する一対の側端面３４ｂ、３４ｃには、凹部５３にそれぞれ収容される突起部４２が設けられ、導光板３４は、突起部４２の点状光源１２側とは反対側の部分（本実施形態では、上面視略矩形状をなす突起部４２の一面４２ｂ側のコーナー部）を梁部５５に当接させて、内枠部材４６に収容され、梁部５５からの押圧力Ｆにより、点状光源１２側に付勢されるものである。

本実施形態における面状照明装置６０は、その弾性作用部５７を内枠部材４６と一体に成形することにより、導光板３４と内枠部材４６との間に必要かつ適切なクリアランスｄを確保しつつ、導光板３４を内枠部材４６に保持する構成を、図２に示す弾性部材４３のような部材を使用することなく、最小限の部品構成でもって実現するものである。

また、弾性作用部５７は、その梁部５５が内枠部材４６の側辺４６ｂ、４６ｃの延長方向に対して傾斜するように設けられているため、梁部５５からの押圧力Ｆには、導光板３４を点状光源１２側に付勢する（紙面上下方向の）成分とともに、側辺４６ｂ、４６ｃの延長方向に直交する方向（紙面左右方向）の成分も含まれるため、この成分によって、上気クリアランスｄを確保しながら、導光板３４を内枠部材４６により安定に保持することができる。また、本実施形態における外枠部材３８においても、内枠部材４６の辺４６ｂ、４６ｃに対向する側壁を設けるものであってもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明してきたが、本発明に係る面状照明装置は、上述した形態に限定されるものではない。例えば、図２および図３に示す面状照明装置４０、６０において、内枠部材３６、４６の底辺３６ｄ、４６ｄと外枠部材３８の第２の側壁３８ｄとの間に、例えばゴム材料、エラストマー樹脂、バネ、あるいは、内枠部材３６、４６または外枠部材３８と一体に設けられる弾性作用部を設け、それによって、内枠部材３６、４６と外枠部材３８とを、より柔軟かつ安定に結合するものであってもよい。

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上面図である。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上面図である。本発明の第３の実施形態における面状照明装置の要部を示す上面図である。従来の面状照明装置の構成例を示す上面図である。

符号の説明

１０，４０，６０：面状照明装置、１２：点状光源、１４，３４：導光板、１５：入光プリズム、１６，３６，４６：内枠部材、１８，３８：外枠部材、１９，３９，４９：フレーム、２５：透明スペーサ、３０，４５，５７：弾性作用部

Claims

導光板と、該導光板の側端面に配置される点状光源と、それらを保持するフレームとを備える面状照明装置において、
前記フレームには、前記導光板を前記点状光源側に付勢する弾性作用部が設けられており、前記導光板の前記側端面には入光プリズムが形成されているとともに、前記点状光源と前記導光板の入光プリズムとの間に耐熱性の透明スペーサを介在させ、前記透明スペーサは、前記点状光源に当接する弾性層と、前記導光板の入光プリズムに当接する非弾性層を含むことを特徴とする面状照明装置。
前記弾性層は、耐熱シリコンからなることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
前記非弾性層は、ポリエチレンテレフタレートからなることを特徴とする請求項１または２に記載の面状照明装置。
前記フレームは、相対向する一対の側辺と該一対の側辺の一端部を連結する底辺とから上面視略コ字状に形成された内枠部材と、平板状の座部および該座部の外縁部に立設された側壁を有して前記内枠部材を収容する外枠部材とからなり、前記導光板は、前記入光プリズムが形成された側端面が前記内枠部材の開放辺側に配置されるように前記内枠部材に収容されて、前記内枠部材と共に前記座部上に載置され、前記点状光源は、前記透明スペーサと前記外枠部材の側壁とで挟持されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の面状照明装置。
前記弾性作用部は、前記内枠部材の底辺に、該底辺の延長方向と略平行に延在するように設けられた梁部と、該梁部の略中央から前記内枠部材の外方に突出する突起部とからなり、前記内枠部材は、前記突起部を前記外枠部材の側壁に当接させて、前記外枠部材に収容されることを特徴とする請求項４に記載の面状照明装置。
前記弾性作用部は、前記内枠部材の一対の側辺のそれぞれに設けられた凹部と、該凹部に収容される弾性部材とから構成されており、前記導光板の、前記内枠部材の一対の側辺にそれぞれ対向する一対の側端面には、前記凹部にそれぞれ収容される突起部が設けられ、前記導光板は、前記突起部の前記点状光源側とは反対側の部分を前記弾性部材に当接させて、前記内枠部材に収容されることを特徴とする請求項４に記載の面状照明装置。
前記弾性作用部は、前記内枠部材の一対の側辺のそれぞれに設けられた凹部と、該凹部の背後に肉抜き部を設けることによって、前記内枠部材の一対の側辺の延長方向に対して傾斜するように設けられた梁部とから構成されており、前記導光板の、前記内枠部材の一対の側辺にそれぞれ対向する一対の側端面には、前記凹部にそれぞれ収容される突起部が設けられ、前記導光板は、前記突起部の前記点状光源側とは反対側の部分を前記梁部に当接させて、前記内枠部材に収容されることを特徴とする請求項４に記載の面状照明装置。
前記外枠部材は、金属材料から形成されることを特徴とする請求項４から７のいずれか１項に記載の面状照明装置。