JP5402428B2 - 面光源装置及び液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は面光源装置及び液晶表示装置に関し、具体的には、液晶表示装置などのバックライトとして用いられる面光源装置と、その液晶表示装置に関する。

携帯電話機などに用いられる液晶表示装置は、携帯電話機などの軽量・薄型化に伴ってその軽量・薄型化が求められている。そのため、液晶表示装置のバックライトとして用いられる面光源装置もますます薄型化が要求されている。

薄型化を図った面光源装置としては、特許文献１に開示された面光源装置（面状ライトユニット）がある。この面光源装置を用いた液晶表示装置の断面図を図１に示す。

特許文献１に記載された面光源装置１１では、反射シート１２、フィルム状の導光板１３、拡散シート１４及び２枚のプリズムシート１５ａ、１５ｂを額縁状をしたフレーム１６内に納め、反射シート１２を反射シートテープ（図示せず）によってフレーム１６の下面に貼り付けるとともに、リムシート１７をフレーム１６の上面に貼り付けている。また、フレーム１６は、両面テープ（図示せず）によって導光板１３の外周面に貼り付けている。導光板１３の端部は、反射シート１２や拡散シート１４などの端から飛び出ており、この端部に開口された複数個の開口部１８内にそれぞれ光源１９を嵌め込んでいる。また、プリズムシート１５ｂと対向する位置において面光源装置１１の上に液晶パネル２０を重ねることにより、液晶表示装置２１を構成している。

この面光源装置１１では、フィルム状の導光板１３を用いるとともに、ＰＥＴシートやＳＵＳシート等をプレスで打ち抜き加工したシート状のフレーム１６を用いることで面光源装置１１の薄型化を図っている。

特開２００９−５４３２７号公報

しかしながら、特許文献１に開示された面光源装置１１にあっては、以下に述べるような問題があった。

この面光源装置では、両面テープによってフレーム１６に導光板１３の外周面を貼り付けた後、反射シートテープによって反射シート１２をフレーム１６の下面に貼り付けている。また、下面にプリズムシート１５ｂ、プリズムシート１５ａ、拡散シート１４を順次貼り付けたリムシート１７をフレーム１６の上面に貼り付け、拡散シート１４及びプリズムシート１５ａ、１５ｂをフレーム１６内に納めている。

このように導光板１３は、その外周面を両面テープによってフレーム１６に貼り付けられているに過ぎないので、導光板１３はフレーム１６に対して高さ（厚み）方向の位置決め精度が悪かった。そのため、導光板１３がフレーム１６内で傾く恐れがあり、面光源装置から出射される光の方向が垂直方向から傾くことがあった。

また、光源１９も導光板１３の開口部１８内に差し込まれているだけであるので、光源１９の固定が不十分となり、導光板１３に対する厚み方向での位置決めが不十分であった。

さらに、導光板１３は、両面テープにより外周面をフレーム１６に貼り付けられているので、導光板１３の外周面における屈折率差が小さくなり、導光板１３内を導光して外周面に達した光が両面テープの糊によって外周面から外部へ漏れて損失となる。そのため面光源装置の輝度が低下する原因となっていた。

一般的に、光源（ＬＥＤ）は薄いものでも厚みが４００μｍ程度（光出射窓の高さが３００μｍ程度）あるので、平板状をした薄型の導光板１３（１２５μｍ）を用いた場合には、光源１９から出射した光を効率よく導光板１３内へ導くことが困難になり、光の利用効率が悪くなる。仮に、導光板１３の厚みと同程度の薄い光源が存在したとしても、そのような薄い光源では光量が小さくなるので、面光源装置が暗くなってしまい、実用的でなくなる。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは導光板や光源の厚み方向における位置決めを確実に行える薄型の面光源装置を提供することにある。さらには、光利用効率の良好な薄型の面光源装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る面光源装置は、反射板と、光出射領域を形成された導光板本体、および前記導光板本体の端部と連続するように形成され、上面側が前記導光板本体の上面よりも突出することで前記導光板本体よりも大きな最大厚みを有する光入射部からなり、前記反射板の上面に載置された導光板と、前記光導入部の光入射面から前記導光板内に光を入射させるように配置された光源と、前記導光板及び前記光源を囲むように配置された均一な厚みを有する枠状部材と、前記枠状部材の下面を前記反射板の上面に接着する第１の接着部材と、下面に前記光源を実装され、前記枠状部材の上面と前記光導入部の最大厚み領域の上面に接着された配線基板と、前記配線基板の下面を前記枠状部材の上面及び前記導光板の上面の光源側領域に接着する第２の接着部材と、前記導光板本体の上面に配置された少なくとも１枚の光学シートとによって構成され、前記導光板は、その下面が前記反射板の上面に接触するようにして前記反射板の上面に載置され、前記導光板の上面に垂直な方向から見たとき、前記第２の接着部材は、前記枠状部材の上面に接着している部分から前記光源どうしの間を通過して前記導光板の上面の光源側領域へ延出されており、前記光源の前方においては、前記第２の接着部材の前記導光板の上面へ延出された部分の間が開放されており、前記枠状部材の上面及び下面に接着された前記配線基板と前記反射板の間に前記光導入部を挟み込んだことを特徴としている。

本発明の請求項１に係る面光源装置にあっては、導光板を枠状部材の下面に接着された反射板と枠状部材の上面に接着された配線基板との間に挟み込むとともに配線基板に接着させているので、導光板を配線基板と反射板により確実に保持して位置決めすることができる。また、光源は配線基板に実装されているので、光源と導光板との位置関係も安定させることができる。

しかも、導光板の一部に厚みの大きな光導入部を設け、この光導入部を反射板と配線基板との間に挟みこむようにしたので、厚みの薄い導光板本体の上に光学シートを納めることができる。したがって、均一な厚みの導光板の厚みを大きくして反射板と配線基板の間に挟み込むようにした場合と比較して、面光源装置の厚みを薄くすることができる。

また、請求項１に係る面光源装置にあっては、導光板の端部に最大厚みが導光板本体の厚みよりも大きな光導入部を設け、光導入部の光入射面に光源を対向させているので、光源から導光板に入射する光の入射効率が向上する。さらに、導光板の外周面を枠状部材に接着する必要がないので、導光板の外周面が空気と接することになり、導光板の外周面から漏れる光の量を小さくすることができる。よって、面光源装置の光利用効率を向上させ、光出射領域の輝度を高くすることができる。

本発明の請求項２に係る面光源装置は、請求項１に記載の面光源装置において、前記枠状部材の下面を前記反射板の上面に接着している第１の接着部材の厚みと前記枠状部材の厚みとの和が、前記光導入部の最大厚みと等しいことを特徴としている。この面光源装置によれば、導光板の光導入部を反射板と配線基板との間に隙間無くぴったりと挟み込むことができる。

本発明の請求項３に係る面光源装置は、請求項２に記載の面光源装置において、前記枠状部材の下面を前記反射板の上面に接着している第１の接着部材の厚みと前記配線基板の下面を前記枠状部材の上面に接着している第２の接着部材の厚みと前記枠状部材の厚みとの和が、前記配線基板の下面から測った前記光源の高さに等しいことを特徴としている。この面光源装置によれば、光源も配線基板と反射板の間に挟み込んで保持することができるので、光源をより確実に位置決めすることができる。

本発明の請求項４に係る面光源装置は、請求項１から３のいずれか１項に記載の面光源装置において、前記配線基板を前記導光板本体の光出射領域及び前記光学シートに重ならない位置に配置し、前記光導入部の最大厚みをｔ１、前記導光板本体の厚みをｔ２、前記光学シートの総厚みをｔ３としたとき、
ｔ１−ｔ２≧ｔ３
となるように前記導光板の厚み又は前記光学シートの総厚みを定め、段差を持たせて前記配線基板の上面及び前記枠状部材の上面のうち前記配線基板から露出した領域に遮光部材を接着させたことを特徴としている。

この面光源装置によれば、光学シートが導光板本体の上に納まり、光導入部の最大厚みの領域よりも上に飛び出ないので、光学シートが枠状部材の上面よりも上に突出せず、面光源装置を薄型化することができる。また、光学シートが枠状部材の上面よりも上に突出しないので、光学シートが、枠状部材の上面のうち配線基板から露出した領域に遮光部材を接着する妨げにならない。そして、上面に遮光部材を貼って押さえることにより導光板の全体をフレームに保持させることができて薄型の面光源装置の剛性を高めることができ、面光源装置の取り扱いを容易にすることができる。

本発明の請求項５に係る面光源装置は、請求項４に記載の面光源装置において、前記光導入部の最大厚みｔ１、前記導光板本体の厚みｔ２、前記光学シートの総厚みｔ３が、
ｔ１−ｔ２＝ｔ３
の関係を有するように前記導光板の厚み又は前記光学シートの総厚みを定め、前記遮光部材を前記光学シートの外周部上面にも接着させたことを特徴としている。この面光源装置によれば、光導入部の最大厚みを、光学シートが枠状部材から飛び出ない範囲で最小の厚みにすることができるので、面光源装置をより薄型化することができる。また、光学シートの上面が枠状部材の上面と同じ高さとなるので、遮光部材を枠状部材の上面とともに光学シートの外周部上面にも接着させることができる。

本発明の請求項６に係る面光源装置は、請求項４に記載の面光源装置において、前記導光板及び前記配線基板の上方に配置した液晶パネルの一部が、前記配線基板の上方において前記遮光部材の上面に接着され、前記液晶パネルの下面の一部に設けた偏光板が前記光学シートの上方に配置され、前記偏光板が前記遮光部材の上面に接着され、前記配線基板の下面を前記光導入部の最大厚み領域の上面に接着している前記第２の接着部材の厚みと前記配線基板の厚みの和が、液晶パネルの裏面に貼られる偏光板の厚みと等しいか、もしくはそれよりも小さいことを特徴としている。この面光源装置によれば、液晶パネルの裏面に貼られた偏光板を導光板本体と対向する位置に配置することにより、液晶パネルの裏面のうち偏光板が無くて偏光板の下面よりも引っ込んでいる部分に面光源装置の配線基板の部分を納めることができ、液晶表示装置の薄型化を図ることができる。

本発明の請求項７に係る面光源装置は、請求項５に記載の面光源装置において、前記導光板及び前記配線基板の上方に配置した液晶パネルの一部が、前記配線基板の上方において前記遮光部材の上面に接着され、前記液晶パネルの下面の一部に設けた偏光板が前記光学シートの上方に配置され、前記偏光板が前記遮光部材の上面に接着され、前記配線基板の下面を前記光導入部の最大厚み領域の上面に接着している前記第２の接着部材の厚みと前記配線基板の厚みの和が、液晶パネルの裏面に貼られる偏光板の厚みと等しいか、もしくはそれよりも小さいことを特徴としている。この面光源装置によれば、液晶パネルの裏面に貼られた偏光板を導光板本体と対向する位置に配置することにより、液晶パネルの裏面のうち偏光板が無くて偏光板の下面よりも引っ込んでいる部分に面光源装置の配線基板の部分を納めることができ、液晶表示装置の薄型化を図ることができる。

本発明の請求項８に係る面光源装置は、請求項１から３のいずれか１項に記載の面光源装置において、前記光導入部の前記光入射面は前記光導入部の最大厚みと等しい高さを有し、前記配線基板の下面を前記光導入部の最大厚み領域の上面に接着している第３の接着部材の厚みが、前記配線基板の下面から前記光源の光出射窓の上端までの距離と等しいか、もしくはそれよりも小さくなっていることを特徴としている。この面光源装置によれば、光源の光出射窓から出た光が光導入部の光入射面から外れた方向へ出射されにくくなり、光源から導光板へ入る光の入射効率が低下しにくくなる。

本発明の請求項９に係る液晶表示装置は、請求項１から３のいずれか１項に記載の面光源装置の上面に、液晶パネルユニットを載置したことを特徴としている。なお、液晶パネルユニットは、遮光部材を介して面光源装置の上面に重ねられていてもよい。

請求項９の液晶表示装置は、請求項１〜３の面光源装置を用いているので、薄型の面光源装置を用いた液晶表示装置において、面光源装置の導光板や光源を確実に保持して位置決めすることができる。また、面光源装置の光利用効率が向上するので、液晶表示装置の画面を明るくできる。

本発明の請求項１０に係る液晶表示装置は、請求項６又は７に記載の面光源装置の上面に、液晶パネルの裏面に偏光板を貼られた液晶パネルユニットを載置した液晶表示装置であって、前記偏光板は前記液晶パネルの裏面の一部に貼られており、前記面光源装置のうち前記配線基板の配置された部分が前記液晶パネルの裏面のうち前記偏光板の貼られていない領域に位置し、前記配線基板の上面が前記偏光板の下面よりも上方に位置していることを特徴としている。なお、液晶パネルユニットは、遮光部材を介して面光源装置の上面に重ねられていてもよい。この面光源装置は、請求項６の面光源装置を用いているので、液晶パネルの裏面に貼られた偏光板を導光板本体と対向する位置に配置することにより、液晶パネルの裏面のうち偏光板が無くて偏光板の下面よりも引っ込んでいる部分に面光源装置の配線基板の部分を納めることができ、液晶表示装置の薄型化を図ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、導光板や光源の位置決めを確実に行うことができ、しかも面光源装置の薄型化を図ることができる。さらには、面光源装置の光利用効率を向上させることができる。

図１は、特許文献１に開示された液晶表示装置の概略断面図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。 図３は、同上の液晶表示装置に用いられる面光源装置の分解斜視図である。 図４（ａ）は、複数個の光源を実装された配線基板の裏面を示す斜視図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の一部を拡大した斜視図である。 図５は、フレーム内に納められた導光板と、光源及び配線基板用両面粘着テープを示す一部破断した斜視図である。 図６は、裏面に配線基板用両面粘着テープを貼った配線基板を示す斜視図である。 図７は、フレーム内に導光板と光源を納め、フレームの上面に配線基板用両面粘着テープを貼った状態（配線基板を省略している。）を示す一部破断した斜視図である。 図８（ａ）は、参考例を示す斜視図であり、図８（ｂ）はその配線基板用両面粘着テープを示す斜視図である。 図９（ａ）は、異なる構造の光導入部を示す平面図、図９（ｂ）はその概略斜視図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。

図２は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置５１の断面図である。この液晶表示装置５１は、液晶パネルユニット６１とサイドライト型の面光源装置７１（バックライト）からなる。図３は、面光源装置７１の分解斜視図である。また、図４〜図７は面光源装置７１の各部を示す斜視図である。以下、図２〜図７を参照して、面光源装置７１及び液晶表示装置５１の構造を説明する。

この面光源装置７１は、図２及び図３に示すように、主として反射板７２、配線基板７３に実装された光源７４、導光板７５、拡散板７６（光学シート）、２枚のプリズムシート７７ａ、７７ｂ（光学シート）、フレーム７８（枠状部材）及びリムシート７９（遮光部材）によって構成される。

反射板７２は、高反射率の表面を有する薄いシートであって、多層膜構造の反射シートや白色ＰＥＴ反射シート（多孔質性ＰＥＴ）、あるいは樹脂シート表面に銀やアルミが蒸着された反射シートよって形成される。例えば、住友３Ｍ社製ＥＳＲ（厚み６５μｍ）を用いることができる。図示例の反射板７２では、フレーム７８を上面に載置したときに位置決めできるよう、周囲の厚みを若干厚くしているが、均一な厚みの反射板７２であってもよい。

配線基板７３は可撓性を有するフレキシブルプリント基板（たとえば、厚み１００μｍ）であって、その下面の実装部には複数個の光源７４が一定の間隔で実装されている。図４はこの配線基板７３の裏面側を示す斜視図である。複数個の光源７４は光出射窓８４を同じ方向に向けて一列に並んでいる。配線基板７３の下面のうち、光源７４間の領域７３ｂと光源の後方に沿った領域７３ｃがフレーム７８の上面に接着するための領域となっている。また、配線基板７３の下面のうち光源７４間の領域７３ｂから前方に延びた領域７３ａは導光板７５の上面に接着するための領域となっている。

図２に示すように、光源７４（点光源と呼ばれることもある。）は、青色発光ダイオードの素子８１をパッケージ８３内に実装し、さらに素子８１を蛍光体の樹脂８２で封止することにより白色の発光を得るものである。たとえば、光源７４としては、日亜化学工業製ＮＳＳＷ２０４（高さ４００μｍ）を用いることができる。蛍光体の樹脂８２の前面はパッケージ８３から露出していて光出射窓８４となっている。青色発光ダイオードの素子８１から発光した光は、蛍光体の樹脂８２で擬似的な白色に変換された後に光出射窓８４から前方へ出射する。

導光板７５は、ポリカーボネイト樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、アクリル樹脂等の屈折率が高く、透光性を有する樹脂によって成形されている。導光板７５は導光板本体７５ａと光導入部７５ｂとからなり、光導入部７５ｂは導光板本体７５ａと連続するようにして導光板本体７５ａの端部に設けられている。導光板本体７５ａは、その上面全体又は一部に光出射領域９１を定められており、光出射領域９１に対向させて導光板本体７５ａの下面に拡散処理部（図示せず）を形成されている。拡散処理部は、導光板本体７５ａの下面に三角プリズム状の微細なパターンを形成したり、上面から見た微細パターン形状が円形になっている凹凸パターンを形成したり、拡散反射インクを微細なドット状に印刷したりすることにより形成されており、光導入部７５ｂから遠くなるに従ってパターン密度やドット密度が大きくなっている。

光導入部７５ｂは、上面側が導光板本体７５ａの上面よりも上方へ盛り上がっており、それによって光導入部７５ｂの厚み（最大厚み）は導光板本体７５ａの厚みよりも大きくなっている。たとえば、光導入部７５ｂの最大厚みが３７５μｍで、導光板本体７５ａの最大厚みが１５０μｍとなっている。また、導光板７５の下面全体は平坦となっている。

図２及び図５に示すように、光導入部７５ｂの上面は、平坦面８５（最大厚み領域の上面）と複数の傾斜面８６によって構成されている。各光源７４は光導入部７５ｂの端面に光出射窓８４を対向させるように配置され、各光源７４に対向する位置にそれぞれ円弧状の傾斜面８６が設けられている。各傾斜面８６は互いに重なり合わないように配置されている。各傾斜面８６は、平坦面８５から導光板本体７５ａの端に向けて斜め下りに傾斜しており、導光板７５に垂直な方向から見たとき光源７４の発光中心もしくはその近傍のある点を中心とする円弧状の輪帯領域となっている。たとえば、光源７４の発光中心の直上に位置するある点、あるいはその近傍のある点を頂点とする円錐形の一部によって傾斜面８６の形状を形成している。この導光板７５では、光導入部７５ｂの端面のうち各光源７４と対向する箇所を光入射面８７としている。

このような導光板７５によれば、光導入部７５ｂの厚みを導光板本体７５ａの厚みよりも大きくして光源７４の高さと同程度にしているので、導光板７５から外れた方向へ出射される光を減らすことができる。よって、光源７４から出射した光を光入射面８７で効率よく捕捉して光導入部７５ｂ内へ取り込むことができ、光源７４から光導入部７５ｂへの光入射効率を高めることができる。

また、導光板本体７５ａの厚みが薄くなっているにもかかわらず、平坦面８５と導光板本体７５ａの上面との間を傾斜面８６でつないでいるので、光導入部７５ｂから導光板本体７５ａへの移行部分で外部へ漏れる光の量を少なくできる。つまり、図２に示すように、光導入部７５ｂ内に入射した光Ｌが傾斜面８６で全反射することによって導光板本体７５ａへ導光され、光導入部７５ｂに入射した光を低損失で導光板本体７５ａへ導くことができる。なお、導光板本体７５ａへ導かれた光Ｌは、導光板７５の拡散処理部で反射することにより、光出射領域９１の全体から出射される。

よって、このような導光板７５を用いることにより光利用効率を向上させ、光出射領域９１の輝度を高めることができる。

さらに、導光板本体７５ａの厚みが薄くなっているので、拡散板７６及びプリズムシート７７ａ、７７ｂを積層して導光板本体７５ａの上面に納めることで面光源装置７１の厚みを薄くすることができる。

拡散板７６は、光出射領域９１から出射される光をある程度拡散させて出射光の指向特性を広げる働きをするものであって、たとえば（株）ツジデン製Ｄ１２０Ｓ（厚み９５μｍ）を用いることができる。これは、拡散処理部として三角プリズム状のパターンを用いた場合には光出射領域９１から出射する光の指向特性が狭いので、液晶表示装置５１に用いたとき適度の視野角が得られるよう拡散板７６によって指向特性を広げるようにしたものである。したがって、拡散処理部として拡散反射インクを用いたような場合には、拡散板７６を省略することができる。

プリズムシート７７ａ、７７ｂは、三角プリズム状の微細パターンを平行に形成したものであり、拡散板７６を透過した光の最大輝度方向が垂直方向を向くようにするものである。プリズムシート７７ａとプリズムシート７７ｂは三角プリズム状の微細パターンが互いに直交するように（ねじれの関係となるように）重ねられる。プリズムシート７７ａ、７７ｂとしては、たとえば住友３Ｍ社製のＴＢＥＦ２（厚み６５μｍ）を用いることができる。

フレーム７８は、白色ＰＥＴやＳＵＳ等のシートをプレス等で打ち抜くことで枠状に形成されており、均一な厚みを有している。フレーム７８は、導光板７５よりも剛性の高いものが望ましい。フレーム７８は、内周部に導光板７５と複数の光源７４を納めることができるようになっている。特に、フレーム７８の内周部のうち一方の端部は櫛歯状部９２が形成されていて、櫛歯状部９２には光源７４を納めるための凹部９３が形成されている。たとえば、フレーム７８としては、ＰＥＴシートである東レ製ルミラーＳ１０＃３５０（厚み３５０μｍ）を打ち抜いたものを用いることができる。

リムシート７９は遮光用の黒色両面粘着テープであって、たとえば寺岡製作所製７０４５（０.０５）黒ＨＦ（厚み５０μｍ）を用いることができる。リムシート７９は、フレーム７８の外形とほぼ等しい寸法を有しており、プリズムシート７７ｂの外形よりも一回り小さな開口９４を有している。

上記のように構成された面光源装置７１の各部材は、以下のようにして組み立てられる。まず、フレーム７８の下面に両面粘着テープ９５（第１の接着部材）の片面を貼り付けておき、反射板７２の上面にフレーム７８を重ねて両面粘着テープ９５によりフレーム７８の下面を反射板７２の上面に貼り付ける。ついで、図５に示すように、フレーム７８の内周部に導光板７５を嵌め込んで反射板７２の上面に載置し、導光板７５の端面を櫛歯状部９２の端に当接させることで導光板７５を位置決めする。

配線基板７３を接着させるための配線基板用両面粘着テープ９６は、図５に示すように櫛歯形状を有している。この配線基板用両面粘着テープ９６の片面を、図６に示すように、複数個の光源７４を実装された配線基板７３の裏面に貼り付けておく。このとき、配線基板用両面粘着テープ９６は、配線基板７３の裏面の前記領域７３ａ、７３ｂ、７３ｃに貼り付ける。ついで、図７に示すように、各光源７４をフレーム７８の凹部９３内に納めて各光源７４を光導入部７５ｂの各光入射面８７に対向させるとともに、配線基板用両面粘着テープ９６によって配線基板７３の下面をフレーム７８の上面と光導入部７５ｂの上面に接着させる。図７では、配線基板用両面粘着テープ９６による接着位置を示すために配線基板７３を除いた状態で示している。図７から分かるように、配線基板用両面粘着テープ９６は、光源７４の前方を除く領域で光導入部７５ｂの平坦面８５に接着されている。この理由は、配線基板用両面粘着テープ９６に用いられている粘着剤の屈折率が空気よりも大きいため、光源７４の前方で平坦面８５に配線基板用両面粘着テープ９６が接着されていると、平坦面８５における屈折率差が小さくなり、光導入部７５ｂに入射して平坦面８５で全反射されるべき光が配線基板用両面粘着テープ９６により外部へ漏れ、損失となる恐れがあるためである。

なお、配線基板用両面粘着テープ９６はフレーム７８と光導入部７５ｂの上面に貼っておき、その上に光源７４を実装した配線基板７３を重ねて配線基板用両面粘着テープ９６に接着させるようにしてもよい。

つぎに、図２に示すように、導光板本体７５ａの上面に拡散板７６及びプリズムシート７７ａ、７７ｂを順次重ねて置く。リムシート７９は柔軟な両面粘着シートであるので、屈曲させるようにして配線基板７３の上面とフレーム７８の上面に貼り付ける。また、リムシート７９の開口９４の周囲をプリズムシート７７ｂの上面の外周部に接着させる。

こうして組み立てられた面光源装置７１では、フレーム７８の下面に接着された反射板７２とフレーム７８の上面に接着された配線基板７３との間に導光板７５を挟み込み、さらに導光板７５を配線基板７３に接着しているので、導光板７５を配線基板７３と反射板７２により保持してしっかりと厚み方向の位置決めと固定を行うことができる。さらに、全体がほぼ隙間無く積み重ねられており、しかも配線基板７３とフレーム７８の上面に接着されたリムシート７９とフレーム７８の下面に接着された反射板７２との間に挟みこまれているので、強固に組み立てることができ、取り扱いが容易になる。

このような構造を実現するためには、あらかじめ各部材の寸法を以下のように決めておけばよい。まず、図２に示すように、光導入部７５ｂの最大厚みをｔ１、フレーム７８の厚みをｔ４、フレーム７８の下面を反射板７２に接着する両面粘着テープ９５の厚みをｔ５とするとき、ほぼ
ｔ１＝ｔ４＋ｔ５ …（関係１）
となるようにしておけばよい。このような寸法関係を持たせておけば、導光板７５の光導入部７５ｂを反射板７２と配線基板７３の間にぴったりと挟み込むことが可能になる。

ただし、両面粘着テープ９５としては、若干厚いものを用いてもよい。たとえば、両面粘着テープ９５として、寺岡製作所製＃７０７（厚み３０μｍ）を用いてもよい。両面粘着テープ９５の厚みが若干厚くても、配線基板７３などで押さえられることにより、前記関係１をほぼ満たすようになればよい。

また、この面光源装置７１では、導光板７５は配線基板７３（あるいは、リムシート７９）と反射板７２の間に挟み込んで保持されており、導光板７５の外周面を両面粘着テープや接着剤によってフレーム７８に固定していないので、導光板７５の外周面は空気と接しており、従来例のように導光板７５の外周面における屈折率差が小さくなることがない。したがって、図２に示すように、導光板７５の端面に達した光Ｌは導光板７５の端面で全反射され、端面から漏れにくくなる。また、導光板７５の端面から多少の光の漏れは生じるが、導光板７５の端面から漏れた光を、白色ＰＥＴやＳＵＳ等からなるフレーム７８の内周面で反射させて導光板７５へ再入射させることができる。よって、面光源装置７１の光利用効率が向上し、面光源装置７１の輝度が向上することになる。

漏れた光をフレーム７８で反射させて導光板７５へ再入射させるためには、白色ＰＥＴ（多孔質性ＰＥＴ）を用いることで高い効果を得ることができ、面光源装置７１の輝度を向上させることができる。なお、必要とする厚みの白色ＰＥＴがない場合には、薄い白色ＰＥＴ、たとえば東レＥ２０＃２５０（厚み２５０μｍ）や東レＥ２０＃７５（厚み７５μｍ）を厚み３０μｍ程度の両面テープで貼り合わせて用いてもよい。

また、光源７４はフレーム７８の上面に接着された配線基板７３に実装されているので、しっかりと固定され、また精度よく位置決めされているが、つぎのような条件を満たすようにすることがより好ましい。すなわち、図２に示すように、フレーム７８の厚みをｔ４、フレーム７８の下面を反射板７２に接着する両面粘着テープ９５の厚みをｔ５、配線基板７３の下面をフレーム７８に接着している配線基板用両面粘着テープ９６の厚みをｔ６、配線基板７３の下面から測った光源の高さをｔ７とするとき、ほぼ
ｔ４＋ｔ５＋ｔ６＝ｔ７ （関係２）
となるようにすることが望ましい。このような寸法関係を持たせておけば、光源７４を反射板７２と配線基板７３の間にぴったりと挟み込んで位置決めし保持させることが可能になる。

ただし、配線基板用両面粘着テープ９６も若干厚いものを用いてもよい。たとえば、配線基板用両面粘着テープ９６として、日東電工製No.５６０３（厚み３０μｍ）を用いてもよい。配線基板用両面粘着テープ９６の厚みが若干厚くても、配線基板７３などで押さえることにより、前記関係２をほぼ満たすようになればよい。

また、光源７４は光導入部７５ｂの上面に接着された配線基板７３の下面に実装されているので、光源７４の光出射窓８４と光導入部７５ｂの光入射面８７との位置関係も正確に得ることができる。したがって、配線基板７３の下面から測った光源７４の光出射窓８４の上端までの距離ｔ８が、配線基板用両面粘着テープ９６の厚みｔ６と等しいか、それよりも大きくなるように（ｔ８≧ｔ６）すれば、光出射窓８４から出た光が光導入部７５ｂの光入射面８７から外れた方向へ出射されにくくなり、光源７４から導光板７５へ入る光の入射効率を高めることができる。

つぎに、この面光源装置７１では、導光板７５の一部に厚みの大きな光導入部７５ｂを設け、この光導入部７５ｂを反射板７２と配線基板７３との間に挟みこむようにしたので、厚みの薄い導光板本体７５ｂの上には拡散板７６及びプリズムシート７７ａ、７７ｂを納めるための空間を形成することができ、面光源装置７１の厚みを薄くできる。

特に、図２に示すように、光導入部７５ｂの厚みをｔ１、導光板本体７５ａの厚みをｔ２、光学シートの総厚みをｔ３とするとき、ほぼ
ｔ１−ｔ２＝ｔ３ …（関係３）
が成り立つようにしてあれば、光導入部７５ｂの厚みｔ１を、拡散板７６及びプリズムシート７７ａ、７７ｂがフレーム７８から飛び出ない範囲で最小の厚みにできる。よって、面光源装置７１をもっとも薄型化することができる。さらに、プリズムシート７７ｂの上面がフレーム７８の上面と同じ高さとなるので、リムシート７９をフレーム７８の上面とプリズムシート７７ｂの外周部上面に接着することができ、プリズムシート７７ｂ等を固定することができる。

なお、関係３の代わりに、
ｔ１−ｔ２≧ｔ３
となるようにしてもよい。この場合でも、プリズムシート７７ｂ等が光導入部７５ｂやフレーム７８の上に飛び出ないので、面光源装置７１を薄型化する妨げになることがなく、またリムシート７９をフレーム７８の上面に貼り付ける妨げになることがない。

液晶パネルユニット６１は、液晶パネル６２やその裏面に貼られた偏光板６３などからなる。偏光板６３は液晶パネル６２よりも小さな面積で、液晶パネル６２の裏面は一部偏光板６３から露出している。この液晶パネルユニット６１の裏面に面光源装置７１を貼り付けて液晶表示装置５１を組み立てる際、偏光板６３を導光板本体７５ａの上方でリムシート７９の上に重ね、配線基板７３とその上のリムシート７９の部分を偏光板６３が無くて引っ込んだ部分に位置させている。このような構造によれば、面光源装置７１の厚みの厚い部分を液晶パネルユニット６１の裏面の窪んだ部分へ逃がすことで液晶表示装置５１の薄型化を図ることができる。

このためには、配線基板７３の下面を光導入部７５ｂに接着している配線基板用両面粘着テープ９６の厚みをｔ６、配線基板７３の厚みをｔ９、偏光板６３の厚みをｔ１０とするとき、
ｔ６＋ｔ９≦ｔ１０ …（関係４）
となっていればよい。

図８は、参考例を示す斜視図である。この参考例では、配線基板用両面粘着テープ９６の形状が異なっている。この参考例で用いる配線基板用両面粘着テープ９６には光源７４を通すための孔９７を設けてあり、光源７４間の領域だけでなく、光源７４の前方においても平坦面８５に配線基板用両面粘着テープ９６が接着するようになっている。よって、配線基板７３を接着する面積が大きくなるが、光の漏れを少なくするためには、配線基板用両面粘着テープ９６の光導入部７５ｂの上面に接着される部分の幅ｗはできるだけ狭い方が好ましい。

図９（ａ）及び（ｂ）は、さらに別な実施形態の一部（光導入部７５ｂの一部）を示す平面図及び斜視図である。この実施形態では、光導入部７５ｂの傾斜面８６に複数のＶ溝９８を形成している。Ｖ溝９８は、図９（ａ）に示すように、平面視においては、光源７４の発光点またはその近傍の点を中心とする放射状となるように形成している。

はじめの実施形態のように平滑な傾斜面８６であると、傾斜面８６の傾斜角が大きい場合には傾斜面８６から光が漏れやすくなる。また、傾斜面８６の傾斜角が小さい場合には光導入部７５ｂの面積が大きくなり、その分だけ導光板本体７５ａの面積割合が小さくなり、導光板７５の利用効率が低下する。

これに対し、傾斜面８６にＶ溝９８を形成してあれば、傾斜面８６の傾斜角が大きい場合であっても、傾斜面８６からの光の漏れを小さくできる。このように傾斜面８６にＶ溝９８を設けた光導入部７５ｂの働きについては、特願２００７−１５５７９７又はＰＣＴ／ＪＰ２００８／６０６１０（国際出願）に記載されているので、詳細はここでは省略する。また、特願２００７−１５５７９７又はＰＣＴ／ＪＰ２００８／６０６１０に記載されているその他の光導入部の形態も本発明の光導入部７５ｂに用いることができる。

本発明は以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々設計変更することができる。たとえば、上記実施形態では、複数個の光源を用いていたが、１個の光源を用いたものであってもよい。また、光源は、光導入部７５ｂにあけた孔に差し込むようになっていて、その孔の内面に位置する光入射面と対向するようになっていてもよい。

５１ 液晶表示装置
６１ 液晶パネルユニット
６２ 液晶パネル
６３ 偏光板
７１ 面光源装置
７２ 反射板
７３ 配線基板
７４ 光源
７５ 導光板
７５ａ 導光板本体
７５ｂ 光導入部
７６ 拡散板
７７ａ、７７ｂ プリズムシート
７８ フレーム
７９ リムシート
８４ 光出射窓
８５ 平坦面
８６ 傾斜面
８７ 光入射面
９１ 光出射領域
９５ 両面粘着テープ
９６ 配線基板用両面粘着テープ

Claims (10)

1. 反射板と、
   光出射領域を形成された導光板本体、および前記導光板本体の端部と連続するように形成され、上面側が前記導光板本体の上面よりも突出することで前記導光板本体よりも大きな最大厚みを有する光入射部からなり、前記反射板の上面に載置された導光板と、
   前記光導入部の光入射面から前記導光板内に光を入射させるように配置された光源と、
   前記導光板及び前記光源を囲むように配置された均一な厚みを有する枠状部材と、
   前記枠状部材の下面を前記反射板の上面に接着する第１の接着部材と、
   下面に前記光源を実装され、前記枠状部材の上面と前記光導入部の最大厚み領域の上面に接着された配線基板と、
   前記配線基板の下面を前記枠状部材の上面及び前記導光板の上面の光源側領域に接着する第２の接着部材と、
   前記導光板本体の上面に配置された少なくとも１枚の光学シートと、
   によって構成され、
   前記導光板は、その下面が前記反射板の上面に接触するようにして前記反射板の上面に載置され、
   前記導光板の上面に垂直な方向から見たとき、前記第２の接着部材は、前記枠状部材の上面に接着している部分から前記光源どうしの間を通過して前記導光板の上面の光源側領域へ延出されており、前記光源の前方においては、前記第２の接着部材の前記導光板の上面へ延出された部分の間が開放されており、
   前記枠状部材の上面及び下面に接着された前記配線基板と前記反射板の間に前記光導入部を挟み込んだことを特徴とする面光源装置。
2. 前記枠状部材の下面を前記反射板の上面に接着している第１の接着部材の厚みと前記枠状部材の厚みとの和が、前記光導入部の最大厚みと等しいことを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置。
3. 前記枠状部材の下面を前記反射板の上面に接着している第１の接着部材の厚みと前記配線基板の下面を前記枠状部材の上面に接着している第２の接着部材の厚みと前記枠状部材の厚みとの和が、前記配線基板の下面から測った前記光源の高さに等しいことを特徴とする、請求項２に記載の面光源装置。
4. 前記配線基板を、前記導光板本体の光出射領域及び前記光学シートに重ならない位置に配置し、
   前記光導入部の最大厚みをｔ１、前記導光板本体の厚みをｔ２、前記光学シートの総厚みをｔ３としたとき、
   ｔ１−ｔ２≧ｔ３
   となるように、前記導光板の厚み又は前記光学シートの総厚みを定め、
   段差を持たせて前記配線基板の上面及び前記枠状部材の上面のうち前記配線基板から露出した領域に遮光部材を接着させたことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の面光源装置。
5. 前記光導入部の最大厚みｔ１、前記導光板本体の厚みｔ２、前記光学シートの総厚みｔ３が、
   ｔ１−ｔ２＝ｔ３
   の関係を有するように、前記導光板の厚み又は前記光学シートの総厚みを定め、
   前記遮光部材を前記光学シートの外周部上面にも接着させたことを特徴とする、請求項４に記載の面光源装置。
6. 前記導光板及び前記配線基板の上方に配置した液晶パネルの一部が、前記配線基板の上方において前記遮光部材の上面に接着され、
   前記液晶パネルの下面の一部に設けた偏光板が前記光学シートの上方に配置され、前記偏光板が前記遮光部材の上面に接着され、
   前記配線基板の下面を前記光導入部の最大厚み領域の上面に接着している前記第２の接着部材の厚みと前記配線基板の厚みの和が、液晶パネルの裏面に貼られる偏光板の厚みと等しいか、もしくはそれよりも小さいことを特徴とする、請求項４に記載の面光源装置。
7. 前記導光板及び前記配線基板の上方に配置した液晶パネルの一部が、前記配線基板の上方において前記遮光部材の上面に接着され、
   前記液晶パネルの下面の一部に設けた偏光板が前記光学シートの上方に配置され、前記偏光板が前記遮光部材の上面に接着され、
   前記配線基板の下面を前記光導入部の最大厚み領域の上面に接着している前記第２の接着部材の厚みと前記配線基板の厚みの和が、液晶パネルの裏面に貼られる偏光板の厚みと等しいか、もしくはそれよりも小さいことを特徴とする、請求項５に記載の面光源装置。
8. 前記光導入部の前記光入射面は前記光導入部の最大厚みと等しい高さを有し、
   前記配線基板の下面を前記光導入部の最大厚み領域の上面に接着している第３の接着部材の厚みが、前記配線基板の下面から前記光源の光出射窓の上端までの距離と等しいか、もしくはそれよりも小さくなっていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の面光源装置。
9. 請求項１から３のいずれか１項に記載の面光源装置の上面に、液晶パネルユニットを載置したことを特徴とする液晶表示装置。
10. 請求項６又は７に記載の面光源装置の上面に、液晶パネルの裏面に偏光板を貼られた液晶パネルユニットを載置した液晶表示装置であって、
    前記偏光板は前記液晶パネルの裏面の一部に貼られており、前記面光源装置のうち前記配線基板の配置された部分が前記液晶パネルの裏面のうち前記偏光板の貼られていない領域に位置し、前記配線基板の上面が前記偏光板の下面よりも上方に位置していることを特徴とする液晶表示装置。

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