JP5832251B2

JP5832251B2 - 面状照明装置

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Publication number: JP5832251B2
Application number: JP2011250673A
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Inventors: 昌久西尾; 寿美礼中間
Original assignee: Minebea Co Ltd
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Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2015-12-16
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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。

従来、導光板の側端面に白色ＬＥＤ等の点状光源を備えたサイドライト方式の面状照明装置において、点状光源から発生する熱を効率的に放熱するために、導光板及び点状光源を金属製のフレームに収容し、点状光源を金属性のフレームに接触させることによりその放熱性を高めた面状照明装置が提案されている。

このような面状照明装置では、点状光源からの熱が導光板に伝達されると、導光板の膨張により導光板と点状光源との位置ズレを誘発して、出射光の効率的な利用の妨げとなると共に面状照明装置の照明輝度の変動の要因となり、また、導光板がフレームに収容されている場合には、導光板とフレームとの熱膨張係数の違いにより導光板が変形するという不具合が発生する場合もあるといった問題があることが知られている。
そこで、本出願人は、先に、点状光源からの熱を効率良く放熱すると共に、導光板の伸縮を吸収して導光板と点状光源との結合を安定に保持することが可能な面状照明装置を提案した（特許文献１参照）。

ここで、図６を参照して、特許文献１に記載された面状照明装置２００の構成及び作用効果を説明すれば、次の通りである。
面状照明装置２００は、導光板２１３と、導光板２１３の一側端面２１３ａに配置された点状光源２１５と、それらを保持するフレーム２１１、２１２とを備えており、このフレーム２１１、２１２は、上面視略コ字状に形成された内枠部材２１２と、平板状の座部２１１ｅ及び座部２１１ｅの外縁部に立設された側壁２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄを有する外枠部材２１１から構成されている。

ここで、内枠部材２１２は、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り、外枠部材２１１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る。

面状照明装置２００において、導光板２１３は、内枠部材２１２に収容されて、内枠部材２１２と共に外枠部材２１１の座部２１１ｅ上に載置されており、点状光源２１５は、導光板２１３の、内枠部材２１２の開放辺側の側端面（以下、入光面ともいう）２１３ａに沿って配置されて、入光面２１３ａと、入光面２１３ａに対向する、外枠フレーム２１１の側壁２１１ａとで挟持されている。

そして、内枠部材２１２の構成する３辺の側壁のうち、底辺を構成する側壁２１２ｂには、外枠フレーム２１１の側壁２１１ｂと接触して弾性的に変形し、この変形によって、内枠部材２１２（したがって、内枠部材２１２に一体に収容された導光板２１３）を点状光源２１５側へ付勢する、一対の弾性作用部２２０が形成されている。

弾性作用部２２０は、内枠部材２１２の側壁２１２ｂに、その延長方向と略平行に貫通孔２２３を設けることによって形成される弾性変形可能な薄肉状の梁部２２２と、梁部２２２の略中央から内枠部材２１２の外方に突出する突起部２２１とからなり、内枠部材２１２は、弾性作用部２２０の突起部２２１が外枠部材２１１の側壁２１１ｂに接触し、その梁部２２２が内枠部材２１２の内方に撓むように配置されている。これによって、内枠部材２１２の底辺２１２ｂには、弾性作用部２２０が側壁２１１ｂに及ぼす弾性力の反作用として、側壁２１１ｂから突起部２２１に対して抗力Ｆ_Ｕが作用することになる。

以上のように構成された面状照明装置２００では、抗力Ｆ_Ｕによって内枠部材２１２及び導光板２１３が点状光源２１５側に付勢されることにより、導光板２１３の入光面２１３ａと外枠部材２１１の側壁２１１ａとで挟持された点状光源２１５が、導光板２１３に対して良好かつ安定に結合され、かつ、熱伝導性の金属材料からなる側壁２１１ａとの接触により効率的な放熱が実施されるものである。また、周囲温度の変動等によって、導光板２１３が膨張・収縮しても、その縦方向の伸縮は、弾性作用部２２０の梁部２２２の弾性変形により吸収される。

さらに、面状照明装置２００では、内枠部材２１２の相対向する２辺を構成する側壁２１２ｃ、２１２ｄにも、弾性作用部２２０と同様の構成を有して、それぞれ外枠部材２１１の側壁２１１ｃ、２１１ｄに接触して弾性変形する弾性作用部２２０’が形成されており、それぞれ、抗力Ｆ_Ｒ及びＦ_Ｌによって、内枠部材２１２が外枠部材２１１に安定に保持されるものである。

特開２００６−３０９９８６号公報

図６に示す面状照明装置２００のようなサイドライト型の面状照明装置は、従来、携帯端末機器が備える表示装置のバックライトとして多用されてきたが、近年、車載用ディスプレイやタブレット端末の表示装置等の、携帯端末機器の表示装置よりも大きな表示領域を有する表示装置のバックライトとしての用途が拡大している。そして、サイドライト型の面状照明装置には、このような表示領域の拡大にともなって、次のような課題が生じてきている。

まず、表示領域の拡大、ひいては、面状照明装置に使用する導光板の大型化にともなって、導光板を収納するフレームの樹脂成形部材を製作するための金型が大型化し、これによって金型の製造コストが増大する。

また、導光板をフレームに高精度に位置決めし、かつ、安定に保持するためには、フレームに高い寸法精度が求められる。例えば、図６に示す面状照明装置２００において、樹脂成形される内枠部材２１２に導光板２１３を安定に保持し、さらに、弾性作用部２２０’により内枠部材２１２と外枠部材２１１との間で所定の弾性力を発生して内枠部材２１２を外枠部材２１１に安定に保持するためには、内枠部材２１１の対向する一対の側壁２１２ｃ、２１２ｄの内側面間の寸法Ｌ_１１（及び導光板２１３の対応箇所の寸法）、外側面間の寸法Ｌ_１２、及び、各側壁２１２ｃ、２１２ｄに設けられた弾性作用部２２０’の突起部２２１の端面間の寸法Ｌ_１３（及び外枠部材２１１の対応箇所の寸法）に、高い寸法精度が求められる。しかしながら、表示領域が拡大してこれらの寸法Ｌ_１１、Ｌ_１２、Ｌ_１３が増大した場合、これらの寸法Ｌ_１１、Ｌ_１２、Ｌ_１３が増すにつれて、必要な精度を達成することが困難になっていく。

さらに、面状照明装置では、その各構成要素に温度変化による膨張／収縮等の変形が生じる可能性がある。この点に関して、図６に示す面状照明装置２００では、弾性作用部２２０、２２０’の弾性変形によって、このような変形に伴う寸法変化を吸収することが可能であり、弾性作用部２２０、２２０’は、温度変化に伴う各構成要素の変形に対応して導光板２１３及び光源２１５をフレーム２１１、２１２に安定に保持するために、一定の効果を奏するものである。しかしながら、表示領域の拡大に伴って各構成要素の外形（例えば上記の寸法Ｌ_１１、Ｌ_１２、Ｌ_１３等）が増大すれば、変形にともなうその寸法変化も増大するため、弾性作用部２２０’の弾性変形のみによってこのような寸法変化を吸収することが困難になる場合も生じ得る。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、高い寸法精度を要することなく、比較的大型の導光板を安定に保持することが可能なハウジングフレームを有する面状照明装置を提供することを目的とする。

以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、さらに他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。

（１）第１の光源と、第２の光源と、板状の導光板と、前記第１の光源、前記第２の光源、及び前記導光板を収納するハウジングフレームと、を備える面状照明装置において、前記導光板の四方の側端面のうち、互いに対向する一対の側端面のみに、前記第１の光源及び第２の光源がそれぞれ配置されており、前記ハウジングフレームは、前記導光板が搭載される第１の床部、及び、前記導光板の前記第１及び第２の光源が配置される側端面と交差して延び、互いに対向して起立する一対の第１の側壁を有する第１のフレームと、前記第１のフレームが搭載される第２の床部、及び、前記一対の第１の側壁とそれぞれ対向して延びる一対の第２の側壁を有する第２のフレームと、を含み、前記第１のフレームは、前記一対の第１の側壁をそれぞれ含む一対の分割フレームを、互いの対向面が間隔をおいて対向するように配置して構成され、前記一対の第１の側壁の少なくとも一方には、第１の弾性作用部が設けられており、前記第１の弾性作用部は、当該第１の弾性作用部が設けられた前記第１の側壁と対向する前記第２の側壁との間で、当該第１の弾性作用部が設けられた前記第１の側壁を有する前記分割フレームを、他方の前記分割フレームの方向に付勢するための弾性力を発生させるとともに、前記第１の床部には、前記第１のフレームを前記第１の光源方向に付勢するための弾性力を、前記第２の床部との間で発生させる第２の弾性作用部が設けられていることを特徴とする面状照明装置（請求項１）。

本項に記載の面状照明装置によれば、第１のフレームが一対の分割フレームからなり、一対の分割フレームは、それぞれ一対の第１の側壁のそれぞれを含み、かつ、互いの対向面が間隔を置いて対向するように配置されるとともに、一対の第１の側壁の少なくとも一方には、第１の弾性作用部が設けられており、第１の弾性作用部が、その第１の弾性作用部が設けられた第１の側壁と対向する第２の側壁との間で、その第１の弾性作用部が設けられた第１の側壁を含む分割フレームを、他方の分割フレームの方向に付勢させるための弾性力を発生させることによって、導光板、第１のフレーム、及び第２のフレームの各構成要素について、一対の第１の側壁に交差する方向の寸法にばらつきがあった場合でも、それらのばらつきは、面状照明装置の組立状態において、第１の弾性作用部の弾性変形と、一対の分割フレームの互いに対向する端面の間の間隔の変動によって吸収されるため、面状照明装置の各構成要素の一対の第１の側壁に交差する方向の寸法に対して、高い寸法精度を要することなく、導光板をハウジングフレームに安定に保持することが可能となる。

さらに、本項に記載の面状照明装置では、このように、第１の弾性作用部の弾性変形だけでなく、一対の分割フレームの対向面の間の間隔の変動による寸法の調整機構も備えているため、例えば温度変化等によって、導光板、第１のフレーム、及び第２のフレーム等の構成要素に変形が生じた場合でも、その変形に伴う寸法変化を、第１の弾性作用部の弾性変形とともに、一対の分割フレームの対向面の間の間隔の変動によって吸収し、導光板をハウジングフレームに安定に保持し続けることが可能となる。

本項に記載の面状照明装置によれば、第１のフレームの第１の床部に搭載される導光板と第１の光源との光学的結合を安定に保持し、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。

また、本項に記載の面状照明装置では、第１のフレームが、導光板が搭載される第１の床部を有しており、第２のフレームの第２の床部との間で導光板を第１の光源方向に付勢するための弾性力を発生させる弾性作用部が、第１の床部に設けられていることにより、第１のフレームの、第１の光源が配置される側端面とは反対側の縁部に側壁を設け、その側壁に同様の機能を有する弾性作用部を設けた従来の面状照明装置と比較して、その側壁を薄肉化するか、または、その側壁を設けることなく第１のフレームを形成することが可能となる。

これによって、与えられた第２のフレームの外形に対して、導光板の第１の光源が配置される側端面に略直交する方向の寸法を増大させることなく、第１のフレーム上により広い出射面積を有する導光板を搭載することが可能となり、ひいては、面状照明装置の装置外形を小型に維持しつつ、照明領域を拡大することが可能となる。

（２）（１）項に記載の面状照明装置において、前記一対の分割フレームは、互いに同一形状であることを特徴とする面状照明装置（請求項２）。

本項に記載の面状照明装置によれば、一対の分割フレームが互いに同一形状であることにより、第１のフレームを樹脂成形によって製作する場合、第１のフレームを一体の部材として成形する場合と比較して、成形のための金型を小型化することができるため、金型の製造コストを低減させることが可能となる。また、一対の分割フレームのそれぞれの形状が異なる場合と比較して、成形のための金型を１種類とすることができるため、金型の製造コスト及びその管理コストを低減させることが可能となるとともに、分割フレームの部材管理コストを低減させ、かつ、面状照明装置の組立性を向上せることが可能となる。

（３）（２）項に記載の面状照明装置において、前記第２の弾性作用部は、一対の単位作用部を対向配置させてなり、前記第２の床部には、前記一対の単位作用部のいずれか一方と接触する係止部が形成されていることを特徴とする面状照明装置（請求項３）。

（４）（３）項に記載の面状照明装置において、前記単位作用部は、前記第１のフレームと一体に形成された薄肉状の梁部と、該梁部から突出する突起部とを含み、該突起部が前記係止部に接触することを特徴とする面状照明装置（請求項４）。

（５）（３）または（４）項に記載の面状照明装置において、前記係止部は、前記第２の床部を切り起こして形成されていることを特徴とする面状照明装置（請求項５）。

（３）〜（５）項に記載の面状照明装置によれば、容易かつ安価に形成可能な第２の弾性作用部及び係止部を用いて、導光板を第１の光源方向に付勢するための弾性力を発生させることが可能となる。

（６）（２）〜（５）のいずれか１項に記載の面状照明装置において、前記一対の分割フレームの互いに対向する端面のそれぞれは、前記端面の長手方向に沿って偶数個の領域に分割されており、それぞれの前記領域には、前記端面の短手方向の一部に、前記端面から突出する凸部及び前記端面から窪む凹部のいずれか一方が、前記一対の分割フレームを互いの前記端面を対向させて配置したときに、前記凸部と凹部が相補的な形状となるように形成されていることを特徴とする面状照明装置（請求項６）。

本項に記載の面状照明装置によれば、一対の分割フレームを、互いに対向する端面に形成された相補的な凹凸形状を組み合わせて配置することにより、第１のフレームに必要な構造強度を確保しつつ、一対の分割フレームの、互いの対向面を間隔を置いて対向させた配置を達成することが可能となる。

また、本項に記載の面状照明装置では、一対の分割フレームを、互いに対向する端面に形成された相補的な凹凸形状を組み合わせて配置することにより、一対の分割フレームの間に厚み方向に貫通する隙間を生じさせることなく、または、上記隙間の大きさを最小限に留めて、一対の分割フレームの、互いの端面を間隔を置いて対向させた配置を達成することが可能となるため、導光板から上記隙間を通じて第２のフレーム側（すなわち、装置の裏面側）へ漏れる光を低減し、光の利用効率を向上させるとともに、導光板の出射面から出射する光の均一性を向上させることができる。

本発明は、このように構成したため、安価に製造可能であって、かつ、高い寸法精度を要することなく、比較的大型の導光板を安定に保持することが可能なハウジングフレームを有する面状照明装置を提供することが可能となる。

また、本発明に係る面状照明装置は、薄型であるサイドライト型の面状照明装置の特徴を維持しつつ、広い出射面を有する導光板を使用することを可能とするものであるため、車載用ディスプレイやタブレット端末の表示装置等の、薄型であってかつ比較的大きな表示領域を有する表示装置のバックライトとして、有利に適用されるものである。

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。図１に示す面状照明装置の第１のフレームを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は、（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。図１に示す面状照明装置の第２のフレームを示す図であり、（ａ）は部分上面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。（ａ）及び（ｂ）は、図１に示す面状照明装置において、第１及び第２の弾性作用部を、それぞれ模式的に示す上面図である。（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態における面状照明装置において、第１の弾性作用部及び第２の弾性作用部の別の例の態様を、それぞれ模式的に示す上面図である。従来の面状照明装置の構成例を示す上面図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。尚、面状照明装置の全体または部分を示す各図は、説明のために特徴を強調して示す模式図であって、図示された各部分の相対的な寸法は、必ずしも実際の縮尺を反映するものではない。

図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態における面状照明装置１０の構成について説明する。面状照明装置１０は、導光板１３と、導光板１３の一側端面（以下、第１の入光面ともいう）１３ａに配置された第１の光源１５と、第１の入光面１３ａに対向する側端面（以下、第２の入光面ともいう）１３ｂに配置された第２の光源１０５と、導光板１３、第１の光源１５、及び第２の光源１０５を収納するハウジングフレーム１４とを備えており、ハウジングフレーム１４は、第１のフレーム１１と、第１のフレーム１１が搭載される第２のフレーム１２を含む２重構造をなすものである。

導光板１３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り、第１及び第２の入光面１３ａ、１３ｂから入射した光を、導光板１３の内部へと伝播させつつ、一主面である光出射面１３ｅから均一に出射させるものである。また、導光板１３の第１の入光面１３ａには、複数の突起部１６が設けられており、さらに、第１及び第２の入光面１３ａ、１３ｂに交差して延びる一対の側端面１３ｃ、１３ｄには、それぞれ突起部１７、１７が設けられている。

第１のフレーム１１は、互いに同一の形状に形成された一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂから構成される。それぞれの分割フレーム２１ａ、２１ｂは、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り、図２に示すように、上面視略矩形状に形成された床部３１と、床部３１の一端面側に設けられた側壁３４とを有している。

面状照明装置１０において、一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂは、それぞれの側壁３４が設けられた側の端面とは反対側の端面７２が互いに対向するように配置されるものであり、これによって、一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂの床部３１により、第１のフレーム１１の、導光板１３が搭載される第１の床部（同様に、符号３１で示す）が構成される。

導光板１３は、第１及び第２の入光面１３ａ、１３ｂに交差して延びる２つの側端面１３ｃ、１３ｄが、それぞれ一方の分割フレーム２１ａの側壁３４及び他方の分割フレーム２１ｂの側壁３４に対向するように、第１の床部３１上に搭載される。この配置により、一方の分割フレーム２１ａが有する側壁３４と他方の分割フレーム２１ｂが有する側壁３４とは、第１のフレーム１１において、導光板１３の第１の入光面１３ａ（及び第２の入光面１３ｂ）と交差して延び、互いに対向して起立する一対の第１の側壁（同様に、符号３４で示す）を構成する。

また、それぞれの分割フレーム２１ａ、２１ｂが有する一対の側壁３４には、それぞれ凹部３２が設けられており、導光板１３の側端面１３ｃ、１３ｄに設けられた突起部１７、１７は、それぞれ対応する側壁３４の凹部３２に収容され、その底面上に載置される。

以下、説明の便宜のため、面状照明装置１０の各構成要素に関して、面状照明装置１０の組立状態において導光板１３の第１の入光面１３ａ側を前方、第２の入光面１３ｂ側を後方として、導光板１３の第１及び第２の入光面１３ａ、１３ｂと直交する方向を前後方向という。同様に、導光板１３の側端面１３ｃ側を左方、１３ｄ側を右方として、導光板１３の第１及び第２の入光面１３ａ、１３ｂの長手方向を左右方向という。

ここで、分割フレーム２１ａ、２１ｂにおいて、側壁３４の床部３１側の面（以下、内側面ともいう）から端面７２までの寸法Ｌ_１は、導光板１３の左右方向の全長の２分の１よりも小さくなるように設定されている。したがって、一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂを対向配置し、第１の床部３１に導光板１３を搭載した状態において、一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂの互いの端面７２は、間隔ｄ_１（図１参照）をおいて対向することになる。

さらに、面状照明装置１０において、それぞれの分割フレーム２１ａ、２１ｂの互いに対向する端面７２は、端面７２の長手方向に沿って２つの領域Ａ_１、Ａ_２に分割されており、一方の領域Ａ_１には、端面７２の短手方向の一部（図２に示す例では、図２（ｂ）において上側の半分）に、端面７２から突出する凸部７５が形成され、他方の領域Ａ_２には、端面７２の短手方向の同様の一部に、端面７２から窪む凹部７１が形成されている。

そして、一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂは、一方の分割フレーム（例えば、２１ａ）が、他方の分割フレーム（例えば、２１ｂ）に対して、分割フレーム２１ａ、２１ｂの前後方向の中心線ｃ_Ｌ上の間隔ｄ_１の中点を中心として、図２（ａ）の平面内で１８０°回転した状態で（言い換えれば、第１のフレーム１１が、上記中点を対称の中心として点対称の形状を有する状態で）、互いに対向するように配置される。この所定の配置状態において、一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂの凸部７５及び凹部７１は、互いに組み合う相補的な形状をなすものである。

詳しくは、分割フレーム２１ａ、２１ｂにおいて、凸部７５の突出量（例えば、側壁３４の内側面から端面７２までの寸法Ｌ_１に対する、側壁３４の内側面から凸部７５の端面７６までの寸法Ｌ_４）は、一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂの所定の配置状態において、凸部７５の先端側の部分が間隔ｄ_１を越えて対向する端面７２に形成された凹部７１の底面７３上に載置されるように、設定されている。

さらに、この際、凹部７１の窪み量（例えば、側壁３４の内側面から端面７２までの寸法Ｌ_１に対する、側壁３４の内側面から凹部７１の段差面７４までの寸法Ｌ_５）は、凹部７１の段差面７４と、凹部７１の底面７３に載置された凸部７５の端面７６とが、間隔ｄ_２（図１参照）をおいて対向するように、設定されている。

このように、面状照明装置１０において、一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂは、互いの凸部７５の先端側の一部がそれぞれ他方の凹部７１の底面７３上に載置されるとともに、互いの対向面（すなわち、端面７２、凸部７５の端面７６、及び凹部７１の段差面７４）が、間隔ｄ_１、ｄ_２をおいて対向するように配置される。

尚、図１及び図２に示す例では、分割フレーム２１ａ、２１ｂの端面７２のうち、凸部７５が形成される領域Ａ_１の長さは、凹部７１が形成される領域Ａ_２の長さよりも短くなるように設定されており、これによって、一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂを所定の状態に配置したときに、一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂの凸部７５の間に、前後方向の間隔ｄ_３（図１参照）も形成される。

ここで、面状照明装置１０において、それぞれの分割フレーム２１ａ、２１ｂの互いに対向する端面７２は、２以上の偶数N個の領域に分割され、N／２個の凹部７１とN／２個の凸部７５が、相補的な形状となるように形成されているものであってもよい。

そして、分割フレーム２１ａ、２１ｂの側壁３４には、第１の弾性作用部５０ａ、５０ｂが形成され、床部３１には、第２の弾性作用部６０ａ、６０ｂが形成されており、これらの第１及び第２の弾性作用部５０ａ、５０ｂ、６０ａ、６０ｂの構成及び作用の詳細については、後述する。

面状照明装置１０において、第２のフレーム１２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、平板状の床部（本実施形態における第２の床部）４１と、絞り加工等により床部４１の外縁部を囲むように立設された側壁４２〜４５とを有している。第１のフレーム１１は、分割フレーム２１ａの側壁３４が第２のフレーム１２の側壁４４に対向し、分割フレーム２１ｂの側壁３４が第２のフレーム１２の側壁４５に対向するように、第２のフレーム１２の床部４１上に搭載される。すなわち、面状照明装置１０では、側壁４４、４５が、一対の第１の側壁３４、３４とそれぞれ対向して延びる一対の第２の側壁を構成する。

後述するように、分割フレーム２１ａの第１の弾性作用部５０ａ、５０ｂは、第２のフレーム１２の側壁４４との間で、分割フレーム２１ａを分割フレーム２１ｂの方向に付勢するための弾性力を発生し、分割フレーム２１ｂの第１の弾性作用部５０ａ、５０ｂは、第２のフレーム１２の側壁４５との間で、分割フレーム２１ｂを分割フレーム２１ａの方向に付勢するための弾性力を発生させるものである。

また、第２のフレーム１２の床部４１には、床部４１を切り起こすことにより複数（図示の例では４つ）の壁状の係止部４６が形成されており、第１のフレーム１１の第２の弾性作用部６０ａ、６０ｂは、後述するように、その一部を係止部４６と接触させることにより、第２のフレーム１２の床部４１との間で、第１のフレーム１１を第１の光源１５方向に付勢するための弾性力を発生させるものである。

尚、図１及び図３に示した例では、第２のフレーム１２の側壁４２〜４５は、床部４１を囲んで継ぎ目なく連続する壁として形成されているが、例えば、プレス加工による折り曲げ等により、それぞれ個別の側壁４２〜４５を形成するものであってもよい。

面状照明装置１０において、第１及び第２の光源１５、１０５は、典型的には白色ＬＥＤからなり、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１８、１０８上に実装され、回路基板１８、１０８を、それぞれ第２のフレーム１２の側壁４２、４３に沿って配置することにより、導光板１３の第１及び第２の入光面１３ａ、１３ｂにそれぞれ配置される。この際、回路基板１８、１０８は、側壁４２、４３に密着するように配置されることが好ましく、例えば、回路基板１８、１０８を、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、側壁４２、４３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第２のフレーム１２は、第１及び第２の光源１５、１０５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。

次に、面状照明装置１０における第１及び第２の弾性作用部５０ａ、５０ｂ、６０ａ、６０ｂの構成及びその作用効果について詳述する。
面状照明装置１０において、分割フレーム２１ａ、２１ｂの側壁３４には、２つの第１の弾性作用部５０ａ、５０ｂが、前後方向の中心線ｃ_Ｌに対して対称な位置に設けられている。第１の弾性作用部５０ａ、５０ｂのそれぞれは、図２に示すように、側壁３４に前後方向に延在する貫通孔５３を設けることによって、貫通孔５３の床部３１とは反対側に形成される弾性変形可能な薄肉状の梁部５１と、梁部５１の略中央から外方（床部３１と反対方向）に突出する突起部５２からなる。そして、第２のフレーム１２の側壁４４、４５の内側面間の寸法は、導光板１３を搭載した第１のフレーム１１を第２のフレーム１２に搭載した組立状態において、分割フレーム２１ａ、２１ｂの第１の弾性作用部５０ａ、５０ｂの突起部５２が、それぞれ対向する第２のフレーム１２の側壁４４、４５の内側面と接触して、その梁部５１がそれぞれ内方（床部３１方向）に撓むように設定されている。

このように梁部５１が撓むことによって、例えば、分割フレーム２１ａの第１の弾性作用部５０ａ、５０ｂには、第２のフレーム１２の側壁４４との間で、分割フレーム２１ａを、分割フレーム２１ｂの方向に付勢するための弾性力が発生する。すなわち、図４（ａ）に示すように、分割フレーム２１ａには、その第１の弾性作用部５０ａ、５０ｂが側壁４４に及ぼす弾性力の反作用として、側壁４４から右方向への抗力Ｎ_Ｒが作用し、この抗力Ｎ_Ｒによって、分割フレーム２１ａは、第２のフレーム１２に対して右方（すなわち、分割フレーム２１ｂの方向）に付勢される。図示は省略するが、同様にして、分割フレーム２１ｂの第１の弾性作用部５０ａ、５０ｂには、第２のフレーム１２の側壁４５との間で、分割フレーム２１ｂを、分割フレーム２１ａの方向に付勢するための弾性力が発生する。

これによって、導光板１３が第１のフレーム１１の一対の第１の側壁３４、３４によって挟持されるとともに、導光板１３が搭載された第１のフレーム１１が、第２のフレーム１２に対して左右方向に位置決めされ、安定に保持されることになる。

この際、面状照明装置１０では、導光板１３、第１のフレーム１１を、一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂの左右方向の寸法にばらつきがあった場合でも、それらのばらつきは、面状照明装置１０の組立状態において、第１の弾性作用部５０ａ、５０ｂの梁部５１の弾性変形と、一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂの対向面７２、７４、７６間の間隔（端面７２間の間隔ｄ_１、及び、凹部７１の段差面７４と凸部７５の端面７６との間隔ｄ_２）の変動によって吸収されるため、面状照明装置の各構成要素の左右方向の寸法に対して高い寸法精度を要することなく、導光板１３をハウジングフレーム１４に安定に保持することが可能となる。

特に、面状照明装置１０では、組立状態における第１のフレーム１１に関して、一対の第１の側壁３４、３４の内側面間の寸法、一対の第１の側壁３４、３４間の外側面間の寸法、及び、一対の第１の側壁３４の第１の弾性作用部５０ａ、５０ｂの突起部５２の端面間の寸法は、第１の弾性作用部５０ａ、５０ｂの梁部５１の弾性変形と、一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂの対向面７２、７４、７６間の間隔ｄ_１、ｄ_２の変動によって、導光板１３の左右方向の寸法及び第２のフレーム１２の側壁４４、４５の内側面間の寸法のばらつきに応じて調整されるため、図６に示す従来の面状照明装置２００の内枠部材２１２とは異なり、導光板１３をハウジングフレーム１４に安定に保持するために、それぞれの分割フレーム２１ａ、２１ｂの左右方向の寸法（例えば、側壁３４の内側面から対向面までの寸法Ｌ_１、側壁３４の外側面から対向面までの寸法Ｌ_２、弾性作用部５０ａ、５０ｂの突起部５２の端面から対向面までの寸法Ｌ_３）を、高精度に形成する必要はない。

尚、図２（ａ）では、各寸法Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌ_３の基準となる対向面７２、７４、７６を、端面７２で代表させて示しているが、凸部７５の端面７６及び凹部７１の段差面７４に対するそれぞれ対応する寸法についても同様である。

さらに、面状照明装置１０では、このように、第１の弾性作用部５０ａ、５０ｂの梁部５１の弾性変形だけでなく、一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂの対向面７２、７４、７６の間の間隔ｄ_１、ｄ_２の変動による寸法の調整機構も備えているため、例えば温度変化等によって、導光板１３、第１のフレーム１１、及び第２のフレーム１２等の構成要素に変形が生じた場合でも、その変形に伴う寸法変化を、第１の弾性作用部５０ａ、５０ｂの弾性変形とともに、間隔ｄ_１、ｄ_２の変動によってより効果的に吸収し、導光板１３をハウジングフレーム１４に安定に保持し続けることが可能となる。

面状照明装置１０において、それぞれの分割フレーム２１ａ、２１ｂの床部３１には、左右方向に間隔をおいて２つの第２の弾性作用部６０ａ、６０ｂが設けられており、弾性作用部６０ａ、６０ｂのそれぞれは、前後方向の中心線ｃ_Ｌに対して対称な位置に設けられた第１の単位作用部６５と第２の単位作用部６６から構成される。第１の単位作用部６５は、左右方向に延在する貫通孔６８、６９を前後に所定の間隔をおいて設けることによって形成される弾性変形可能な薄肉状の梁部６１と、梁部６１の略中央から貫通孔６９内に突出する突起部６５からなる。第２の単位作用部６６は、貫通孔６９と、貫通孔６９に対して貫通孔６８とは反対側に設けられた貫通孔６７によって形成される弾性変形可能な薄肉状の梁部６３と、梁部６３の略中央から貫通孔６９内に突出する突起部６４からなる。

そして、第２のフレーム１２の床部４１には、４つの係止部４６が、それぞれの分割フレーム２１ａ、２１ｂが有する第２の弾性作用部６０ａ、６０ｂの、前方に位置する単位作用部６５、６６と対応する位置に形成されている。詳しくは、左方の分割フレーム２１ａの弾性作用部６０ａ、６０ｂに対応する係止部４６は、図４（ｂ）に示すように、第１のフレーム１１を第２のフレーム１２の床部４１上に搭載したときに、係止部４６が貫通孔６９内に挿通されるとともに、前方に位置する第１の単位作用部６５の突起部６２が係止部４６に接触し、かつ、後方に位置する第２の単位作用部６６の突起部６４は係止部４６に接触することなく対向し、第１の単位作用部６５の梁部６１が前方に撓むように配置されている。

同様に、右方の分割フレーム２１ｂの第２の弾性作用部６０ａ、６０ｂに対応する係止部４６は、第１のフレーム１１を第２のフレーム１２の床部４１上に搭載したときに、係止部４６が貫通孔６９内に挿通されるとともに、前方に位置する第２の単位作用部６６の突起部６４が係止部４６に接触し、かつ、後方に位置する第１の単位作用部６５の突起部６２は係止部４６に接触することなく対向し、第２の単位作用部６６の梁部６３が前方に撓むように配置されている。

このように梁部６１、６３が撓むことによって、第２の弾性作用部６０ａ、６０ｂには、第２のフレーム１１との間で、第１のフレーム１１を前方（すなわち、第１の光源１５方向）に付勢するための弾性力が発生する。すなわち、分割フレーム２１ａ、２１ｂには、それぞれの第２の弾性作用部６０ａ、６０ｂが係止部４６に及ぼす弾性力の反作用として、係止部４６から前方向への抗力Ｎ_Ｆが作用し、この抗力Ｎ_Ｆによって、分割フレーム２１ａ、２１ｂは、第２のフレーム１２に対して前方に付勢される。

尚、図４（ａ）には、分割フレーム２１ａの第２の弾性作用部６０ａ、６０ｂを例として、第１の単位作用部６５の梁部６１の弾性変形の結果として作用する抗力Ｎ_Ｆが示されているが、分割フレーム２１ｂの第２の弾性作用部６０ａ、６０ｂにおいて、第２の単位作用部６６の梁部６３の弾性変形の結果として、同様の抗力Ｎ_Ｆが作用することは言うまでもない。

そして、これらの付勢力は、導光板１３の側端面１３ｃ、１３ｄに設けられた突起部１７、１７と、それぞれ対応する第１のフレーム１１の一対の側壁３４、３４の凹部３２、３２との結合を介して導光板１３に伝達され、第１のフレーム１１とともに導光板１３が前方に付勢されることになる。この結果、導光板１３の第１の入光面１３ａに形成された突起部１６が、回路基板１８を介して第２のフレーム１２の側壁４２に圧接されて、第１のフレーム１１及び導光板１３が、第２のフレーム１２に対して前後方向に位置決めされるとともに、安定に保持される。

これによって、第１の光源１５と、導光板１３の第１の入光面１３ａとの間に、突起部１６の前後方向の長さによって定まる所定の間隔を維持して、第１の光源１５から導光板１３の入光面１３ａに伝達される熱を最小限に抑制しつつ、導光板１３と第１の光源１５の光学的結合を、良好かつ安定に保持することが可能となる。また、面状照明装置１０では、この際、第２の光源１０５と、導光板１３の第２の入光面１３ｂとの間にも所定の間隔が形成されるように設定されており、第２の光源１０５から導光板１３の入光面１３ｂに伝達される熱を最小限に抑制しつつ、導光板１３と第２の光源１０５の光学的結合を、良好かつ安定に保持することが可能となる。

また、第２の弾性作用部６０ａ、６０ｂは、周囲温度の変動等によって、導光板１３が膨張・収縮しても、その前後方向の伸縮を、梁部６１、６３の弾性変形により吸収する作用効果も奏するものである。

さらに、面状照明装置１０において、第２の弾性作用部６０ａ、６０ｂを、第１のフレーム１１の第１の床部３１に設けた構成は、第１のフレーム１１に、図６に示す従来の面状照明装置２００の側壁２１２ｂのような、弾性作用部が設けられる後方の側壁を備える必要がない点で、面状照明装置１０のような、導光板１３の前後方の両側端面に第１及び第２の光源１５、１０５をそれぞれ配置した面状照明装置に、好適に適用されるものである。

但し、本発明に係る面状照明装置は、第２の光源１０５を有しないものであってもよく、その場合でも、第２の弾性作用部６０ａ、６０ｂを、第１のフレーム１１の第１の床部３１に設けた構成は、後方の側壁を設けることなく第１のフレーム１１を形成するか、また、光学的な理由等により後方の側壁を設けた場合でも、それを薄肉化することが可能となり、これによって、第２のフレーム１２を拡大することなく、出射面１３ｅの面積の広い導光板１３を使用し、ひいては、装置を大型化することなく、その照明領域を拡大することが可能となる点で、有利なものである。

ここで、面状照明装置１０において、第１のフレーム１１の第１の弾性作用部の構成は、上述した第１の弾性作用部５０ａ、５０ｂの構成に限定されるものではない。例えば、図５（ａ）に示すように、第１のフレーム１１とは別体の弾性部材（例えば、ゴム材料、エラストマー樹脂、またはバネ）により第１の弾性作用部８２を構成するものであってもよい。この場合、分割フレーム２１ａ、２１ｂの側壁３４に、第１の弾性作用部８２を収納する凹部８１を設けるとともに、凹部８１の底面と、側壁３４に対向する第２のフレーム１２の側壁４４、４５との間に、第１の弾性作用部８２を弾性変形した状態で挟持することにより、一方の分割フレーム（例えば、２１ａ）を、他方の分割フレーム（例えば、２１ｂ）の方向に付勢するための弾性力を発生させるものである。

同様に、第２の弾性作用部についても、図５（ｂ）に示すように、第１のフレーム１１とは別体の弾性部材（例えば、ゴム材料、エラストマー樹脂、またはバネ）により第２の弾性作用部８３を構成するものであってもよい。この場合、分割フレーム２１ａ、２１ｂの床部３１に、係止部４６が挿通される貫通孔８４を設けるとともに、係止部４６と貫通孔８４の係止部４６に対向する前方の側面との間に、第２の弾性作用部８３を弾性変形した状態で挟持することにより、第１のフレーム１１を前方に付勢するための弾性力を発生させるものである。

また、面状照明装置１０において、係止部４６は、第２のフレーム１２の床部４１をプレス加工により押し出して形成した凸部であってもよく、または、第２のフレーム１２とは別体に形成した凸状体を、床部４１上に固定して形成するものであってもよい。

以上のように構成された本実施形態における面状照明装置１０によれば、上述した作用効果に加えて、次のような効果も奏するものである。
すなわち、第１のフレーム１１が、互いに同一の形状を有する一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂからなることにより、第１のフレーム１１を一体の部材として成形する場合と比較して、成形のための金型を小型化することが可能となり、金型製造コストを低減することができる。

また、一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂが互いに同一形状であることは、一対の分割フレームのそれぞれの形状が異なる場合と比較して、一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂからなる第１のフレーム１１を成形するための金型を１種類とすることができるため、金型の製造コスト及びその管理コストを低減させることが可能となるとともに、分割フレーム２１ａ、２１ｂの部材管理コストを低減させ、かつ、面状照明装置１０の組立性を向上せることが可能となる点でも有利なものである。

また、分割フレーム２１ａ、２１ｂの互いに対向する端面７２に相補的な形状に凹部７１及び凸部７５が形成されていることにより、第１のフレーム１１を組み立てる際に、互いの凹部７１と凸部７５とを組み合わせて、必要な構造強度を確保しつつ、一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂの互いの対向面７２、７４、７６が間隔をおいて対向する配置を達成することが可能となる。

さらに、この構成によれば、第１のフレーム１１を組み立てる際に、その第１の床部３１に形成される隙間を、端面７２間の左右方向の間隔ｄ_１と、凸部７５同士の前後方向の間隔ｄ_３との交差部分程度の最小限にとどめつつ、一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂの互いの対向面７２、７４、７６が間隔をおいて対向する配置を達成することが可能となる。これは、導光板１３から第１の床部３１の隙間を通じて第２のフレーム１２側へ漏れる光を低減させ、光の利用効率を向上させるとともに、導光板１３の出射面から出射する照明光の均一性を向上させることができる点で、有利な構成である。

ここで、面状照明装置１０において、分割フレーム２１ａ、２１ｂは、凸部７５同士の前後方向には間隔が生じない（ｄ_３＝０）ように形成されていてもよく、この場合には、第１のフレーム１１を組み立てる際に、その第１の床部３１に隙間を形成することなく、一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂの互いの対向面７２、７４、７６が間隔をおいて対向する配置を達成することが可能となり、光の利用効率と照明光の均一性を一層向上させることができる。

尚、面状照明装置１０では、通常、導光板１３の裏面側に反射シート（図示は省略する）が配置されるが、反射シートには一定量の透過光が存在するため、面状照明装置１０のこの構成は、この場合でも、第１の床部３１の隙間を通じて第２のフレーム１２側へ漏れる反射シートの透過光を低減または解消することで、光の利用効率と照明光の均一性を向上させる効果を奏するものである。

以上、本発明を好ましい実施形態に基づいて説明したが、本発明に係る面状照明装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、面状照明装置１０において、図２に示した例では、分割フレーム２１ａ、２１ｂの側壁３４に、２つの第１の弾性作用部５０ａ、５０ｂが、前後方向の中心線ｃ_Ｌに対して対称な位置に設けられるものとした。この構成は、同一形状の一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂを用いて点対称な形状を有する第１のフレーム１１を構成する場合に、それぞれの分割フレーム２０ａ、２０ｂの第１の弾性作用部５０ａ、５０ｂからの右方向及び右方向への付勢力の前後のバランスを保つ上で、有利な構成である。

但し、本発明に係る面状照明装置は、分割フレーム２１ａ、２１ｂの側壁３４に設けられる第１の弾性作用部５０ａ、５０ｂの数及び配置位置によって限定されるものではなく、設計上の必要に応じて、任意の数の第１の弾性作用部５０ａ、５０ｂを任意の位置に配置するものであってもよい。特に、一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂのそれぞれを異なる形状とする場合、第１の弾性作用部５０ａ、５０ｂは、一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂのうちの一方（例えば、分割フレーム２１ａ）の側壁３４のみに設けられるものであってもよい。

また、面状照明装置１０において、図２に示した例では、分割フレーム２１ａ、２１ｂの床部３１に設けられる第２の弾性作用部６０ａ、６０ｂは、前後方向の中心線ｃ_Ｌに対して対称な位置に設けられた第１の単位作用部６５と第２の単位作用部６６から構成されるものとした。この構成は、上述したように、同一形状の一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂを用いて点対称な形状を有する第１のフレーム１１を構成する場合に、それぞれの分割フレーム２１ａ、２１ｂの第２の弾性作用部６０ａ、６０ｂからの前方方向の付勢力の、左右のバランスを保つ上で、有利な構成である。

但し、本発明に係る面状照明装置において、第２の弾性作用部６０ａ、６０ｂの前後方向の配置位置は、第２のフレーム１２の床部４１との間で前方方向への付勢力を発生する限り、設計上の必要等に応じて、任意の適切な位置とすることができる。特に、一対の分割フレーム２１ａ、２１ｂのそれぞれを異なる形状とする場合には、第２の弾性作用部６０ａ、６０ｂは、図１及び図２に示す例において、所定の配置状態において前方に位置する単位作用部（分割フレーム２１ａの単位作用部６５、分割フレーム２１ｂの単位作用部６６）のみを有するものであってもよい。
尚、いずれの場合についても、本発明に係る面状照明装置は、第２の弾性作用部６０ａ、６０ｂの数及び左右方向の配置位置に限定されないことは、言うまでもない。

また、本発明に係る面状照明装置は、上述した構成要素以外の任意の適切な構成要素（例えば、反射シート、拡散シート、プリズムシート等の光学シート類）を有するものであってもよいことは言うまでもない。

１０：面状照明装置、１１：第１のフレーム、１２：第２のフレーム、１３：導光板、１４：ハウジングフレーム、１５：第１の光源、３１：第１の床部、３４：第１の側壁、５０ａ，５０ｂ：第１の弾性作用部、６０ａ，６０ｂ：第２の弾性作用部、４１：第２の床部、４４,４５：第２の側壁

Claims

第１の光源と、第２の光源と、板状の導光板と、前記第１の光源、前記第２の光源、及び前記導光板を収納するハウジングフレームと、を備える面状照明装置において、
前記導光板の四方の側端面のうち、互いに対向する一対の側端面のみに、前記第１の光源及び第２の光源がそれぞれ配置されており、
前記ハウジングフレームは、前記導光板が搭載される第１の床部、及び、前記導光板の前記第１及び第２の光源が配置される側端面と交差して延び、互いに対向して起立する一対の第１の側壁を有する第１のフレームと、前記第１のフレームが搭載される第２の床部、及び、前記一対の第１の側壁とそれぞれ対向して延びる一対の第２の側壁を有する第２のフレームと、を含み、
前記第１のフレームは、前記一対の第１の側壁をそれぞれ含む一対の分割フレームを、互いの対向面が間隔をおいて対向するように配置して構成され、前記一対の第１の側壁の少なくとも一方には、第１の弾性作用部が設けられており、前記第１の弾性作用部は、当該第１の弾性作用部が設けられた前記第１の側壁と対向する前記第２の側壁との間で、当該第１の弾性作用部が設けられた前記第１の側壁を有する前記分割フレームを、他方の前記分割フレームの方向に付勢するための弾性力を発生させるとともに、前記第１の床部には、前記第１のフレームを前記第１の光源方向に付勢するための弾性力を、前記第２の床部との間で発生させる第２の弾性作用部が設けられていることを特徴とする面状照明装置。
前記一対の分割フレームは、互いに同一形状であることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
前記第２の弾性作用部は、一対の単位作用部を対向配置させてなり、前記第２の床部には、前記一対の単位作用部のいずれか一方と接触する係止部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の面状照明装置。
前記単位作用部は、前記第１のフレームと一体に形成された薄肉状の梁部と、該梁部から突出する突起部とを含み、該突起部が前記係止部に接触することを特徴とする請求項３に記載の面状照明装置。
前記係止部は、前記第２の床部を切り起こして形成されていることを特徴とする請求項３または４に記載の面状照明装置。
前記一対の分割フレームの互いに対向する端面のそれぞれは、前記端面の長手方向に沿って偶数個の領域に分割されており、それぞれの前記領域には、前記端面の短手方向の一部に、前記端面から突出する凸部及び前記端面から窪む凹部のいずれか一方が、前記一対の分割フレームを互いの前記端面を対向させて配置したときに、前記凸部と凹部が相補的な形状となるように形成されていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の面状照明装置。