JP2011040278A - 面状照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 射出成型法によって製造された単位導光板間の光漏れによる輝線の発生を抑制することが可能な面状照明装置を提供する。
【解決手段】単位導光板１１，１２を近接して配列してなる導光板１０を有し、この導光板１０の配列方向の側面に光源１３を備える。一方の単位導光板１２の単位導光板１１との対向面に凸部１２Ａが設けられ、この凸部１２Ａに対向して他方の単位導光板１１の対向面に、凸部が入り込む凹部１１Ｂを有する。凹部１１Ｂは、好ましくは凹部１１Ｂと凸部１２Ａとが隙間なく嵌るように形成する。凸部１２Ａは、単位導光板１２の射出成型時にゲート部分に生じる樹脂残留部分に対応する。樹脂の残留部を回避し、単位導光板１１と単位導光板１２とを十分に近接して配列することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の単位導光板を連続的に配列して大型の面発光を行う面状照明装置に関する。

近年、液晶表示パネルや屋内外で用いられる広告パネル，看板などの大型化が進んでおり、それに伴い、これら装置のバックライトとしての面状照明装置の薄型化および大型化の必要に迫られている。薄型化に対応するために、例えば第１導光部と、第１導光部よりも薄く、出射面の反対側に位置する面が出射面の側へ窪んでいる第２導光部を備えた導光板を形成する。第２導光部の射出面側へ窪んだ凹部に底板を設置すると共に、これら導光板と底板を薄板の板金からなるフレームに収容する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。これにより、薄型化と共に液晶パネルの剛性を両立させることが可能となる。

大型化に対しては１枚の大きな導光板を作成することは困難であり、またコストもかかる。そのため、複数の単位導光板を連続的に並べることにより大きな面光源を作成する方法が考えられている。この方法であれば、大型の導光板を用いるよりも製作が容易となり低コスト化も実現できる。しかしながら、複数の導光板を連続的に配置して大型化した場合、光源の発光時に各導光板の連結部分から微量の照明光が漏れることによって境界面で散乱が起こり、連結部分に輝線が生じるおそれがある。

このような問題を解決するための一つの手法として、各単位導光板の連結部分である薄肉端部を凹凸のある形状として、その上に拡散シートを配置することで連結部分の隙間から漏れる輝線を分散させることが提案されている（例えば、特許文献２）。

特開２００９−３７７４４号公報 特開２００７−２１３９５１号公報

この種の導光板は一般的に射出成型法を用いて製造される。この射出成型法を用いた導光板は、金型にゲートと呼ばれる入口から樹脂を導入し、圧力や熱をかけて樹脂を成型することにより作製されるが、ゲートの樹脂導入部分は後の工程で切り離される。

しかしながら、このゲートの樹脂導入部分の切り離し工程においては、ゲート部分の樹脂を完全に切り離すことは困難であり、わずかに残ってしまう。そのため従来では、複数の単位導光板を連続的に並べる際、この残留部分により単位導光板間に隙間が生じてしまい、この隙間部分からの光漏れにより輝線が発生するという問題があった。ちなみに、この導光板の上に拡散シートを配置して漏れた光を拡散させたとしても、その幅が広がりを持って輝度は低減するものの、輝線の部分ははっきりとして目立つという問題があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、単位導光板間の光漏れによる輝線の発生を抑制することが可能な面状照明装置を提供することにある。

本発明の面状照明装置は、表面に発光面，裏面に反射面を有する複数枚の単位導光板を互いの端面が近接するよう配列して形成される導光板と、単位導光板の配列方向の側面に配置された１または２以上の光源とを備え、配列方向に隣接する２つの単位導光板の、一方の単位導光板の対向面に凸部、他方の単位導光板の対向面に前記凸部が入り込む凹部をそれぞれ有するものである。凸部は、具体的には、例えば単位導光板を射出成型で製造した場合のゲート部分の切離し時に生じる残部に対応している。

本発明の面状照明装置では、一方の単位導光板の凸部が他方の単位導光板の対向面に設けられた凹部に入り込むことにより、射出成型で製造した導光板のゲート部分の切離し時に生じる残部を避けることが可能となり、隣接する単位導光板同士が十分に近接して配列される。

本発明の面状照明装置では、隣り合って配列された２つの単位導光板の、一方の単位導光板の対向面に凸部、他方の単位導光板の対向面に凸部が入り込む凹部をそれぞれ設けるようにした。よって、例えば射出成型で製造した導光板のゲート部分の切り離し時に生じる残部が２つの単位導光板間に介在することがなくなり、隣接する単位導光板を十分に近接させることが可能となり、単位導光板間の光漏れを軽減することができる。すなわち、輝線の発生を抑制することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る面状照明装置の概略構成を表す斜視図である。 図１に示した導光板を表す平面図および断面図である。 導光板の反射面の構造を表す側面図である。 第１の実施の形態に係る面状照明装置を備えた液晶表示装置の概略構成を表す斜視図である。 第２の実施の形態に係る導光板を表す平面図および断面図である。 変形例１に係る導光板を表す平面図および断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。

（１）第１の実施の形態（平面形状に凹凸を有する例）
（２）第２の実施の形態（平面および縦断面形状に凹凸を有する例）
（３）変形例

図１は本発明の第１の実施の形態に係る面状照明装置１の要部構成を表す斜視図である。この面状照明装置１は、例えば液晶表示装置などのバックライトとして用いられ、その導光板１０は複数の単位導光板を１または２以上の列に近接して配列したものである。ここでは導光板１０を２つの単位導光板１１，１２により構成したものとして説明する。

面状照明装置１は、単位導光板１１，１２のｘ方向に沿った側面にそれぞれ、複数（ここでは５個）の光源１３を設けたものである。単位導光板１１，単位導光板１２はそれぞれ例えば矩形の平板形状を有し、裏面が反射面Ｓ１、表面が発光光Ｌout を出射する発光面Ｓ２となっている。

単位導光板１１，１２は、各光源１３からの光を伝播させて発光面Ｓ２側へと導くものであり、例えばガラス材料により形成されているが、光源１３からの光を伝播可能な材料であれば、他の材料により構成されていてもよい。すなわち単位導光板１１，１２は透明性の高い材料に限らず、光散乱性の微粒子を分散させた光散乱材料や光拡散材料により形成したものでもよい。そのような光散乱性の微粒子を含んでいても発光面に所望の光学特性が得られるのであれば、任意のものを使用することが可能である。これらの材料として、アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）および環状ポリオレフィン（ＣＯＰ）などが挙げられる。単位導光板１１，１２の形状やサイズ、屈折率、濃度および濃度分布等は、所望の特性が得られるように任意に調整すればよい。

光源１３としては、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）や蛍光灯が用いられる。単位導光板１１，１２に対する光源１３の個数は、例えば単位導光板１１，１２の側面の長さに合わせて調整すればよく、特に限定されるものではない。単位導光板１１，１２に対する光源１３の位置も単位導光板１１，１２の一方の側面だけでなく、対向する２つの側面、あるいは更に他の側面にも設けるようにしてよい。

図２（Ａ）は単位導光板１１，１２の平面構成をあらわすものであり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）における一点鎖線に沿った単位導光板１１，１２の断面構成を表すものである。配列方向に沿った単位導光板１１，１２の各前端面には凸部１１Ａ，１２Ａがそれぞれ設けられている。これら凸部１１Ａ，１２Ａは前述の樹脂成型の際に金型のゲート部分に生ずる残留部分に対応するものである。なお、ゲートは導光板の製造時に任意の位置に設計すればよく、従って凸部１１Ａ，１２Ａの位置は図１に示したような前面の中央の位置に限定されるものではない。一方、各単位導光板１１，１２の各後端面には隣接する単位導光板に形成された凸部１１Ａ，１２Ａが入り込むように凹部１１Ｂ，１２Ｂが設けられている。これらの凹部１１Ｂ，１２Ｂは金型を変更することにより形成することができるが、その大きさおよび形状は凸部１１Ａ，１２Ａが隙間なく嵌るようにすることが好ましい。凸部１１Ａ，１２Ａの大きさは例えば、１０ｍｍ，高さ１ｍｍおよび突出量０．２ｍｍであり、凹部１１Ｂ，１２Ｂの大きさは例えば、幅１２ｍｍ、高さ１．２ｍｍ、凹み量０．３ｍｍである。

単位導光板１１，１２の各反射面Ｓ１には、図３に示したように導光制御構造１４が設けられている。この導光制御構造１４は光源１３から単位導光板１１，１２に入射した光の導光を制御するものであり、光源１３に対して傾斜した傾斜面（傾斜角α）を備え、Ｘ方向へ延在した複数の凸部１６Ａを有している。傾斜角とは、光源１３に対向する傾斜面と底面のなす角とする。この導光制御部１４の凸部１４Ａ同士は等間隔に配列しても、間隔を変化させながら配列してもよい。複数の凸部１４Ａの各傾斜角αは、例えば互いに同一となっている。凸部１４Ａの高さＨ（底面から凸構造の頂点までの距離）は、例えば光源１３から遠くなるに従って徐々に大きくなるように配列されている。

このような導光制御構造１４を設けることによって、導光板全体として均一な発光強度分布を形成することができる。

図４はこの面状照明装置１を備えた液晶表示装置の概略構成を表すもので、上記単位導光板１１，１２からなる導光板１０の上に拡散シート１５および液晶パネル１６を有している。

本実施の形態の面状光源装置１では、複数の光源１３の点灯により、単位導光板１１および単位導光板１２内へ光が入射する。単位導光板１１および単位導光板１２へ入射した各光は、反射面Ｓ１において反射されつつ単位導光板１１および単位導光板１２内を伝播したのち、発光面Ｓ２の側から拡散シート（図示せず）を介して出射し、これにより面光源装置１において面発光がなされる。

ここで、単位導光板１１および単位導光板１２の互いに対向する面の射出成型法におけるゲート部分に凸部１１Ａ，１２Ａ、またこれら凸部１１Ａ，１２Ａに対応して凹部１１Ｂ，１２Ｂが設けられていることにより、射出成型法の切離し工程において生じる樹脂の残留部分を回避することが可能となる。これにより隣接する単位導光板１１および単位導光板１２を十分に近接するよう配列させることができる。

以上のように本実施の形態では、単位導光板１１，１２の互いに対向する面の射出成型法におけるゲート部分に凸部１１Ａ，１２Ａ、またこれら凸部１１Ａ，１２Ａに対応して凹部１１Ｂ，１２Ｂを設けるようにした。これにより切り離し時にわずかに残る樹脂を回避することができ、隣接する単位導光板１１，１２を十分に近接して配列させることが可能となる。よって、単位導光板１１と単位導光板１２との間の光漏れを軽減することができ、液晶表示装置などのバックライトとして用いた場合の輝線の発生を抑制することが可能となる。

また、凸部１１Ａ，１２Ａに合わせて凹部１１Ｂ，１２Ｂの形状および大きさを調整することにより切離し工程で生じるゲート部分のばらつきを許容することができ、歩留まりを向上させることが可能となる。

［第２の実施の形態］
図５（Ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る面状照明装置２の導光板２０の平面構成を表している。図５（Ｂ）は図５（Ａ）の一点鎖線に沿った導光板２０の断面構成を表すものである。導光板２０は２つの単位導光板２１，２２により構成されており、各単位導光板２１，２２の側面に光源を配置すること、およびその配列方向の対向面に凸部２１Ａ，２２Ａおよび凹部２１Ｂ，２２Ｂを設けることは第１の実施の形態と共通する。

本実施の形態では、凸部２１Ａ，２２Ａが単位導光板２１，２２のゲートの切り離し時に生じる残部に対応していることは第１の実施の形態と同様であるが、その縦断面形状が第１の実施の形態とは異なる。すなわち単位導光板２１，２２の配列方向の前端面のうち上部部分のみが凸部２１Ａ，２２Ａとなっており、これに対応して凹部２１Ｂ，２２Ｂも凸部２１Ａ，２２Ａを避けるように後端面の上部部分のみに形成されている。このような構造によっても、単位導光板２１と単位導光板２２とを十分に近接して配列させることが可能となる。

以上のように本実施の形態では、平面方向だけでなく上下方向にも対応する凹凸構造（凸部２１Ａ，２２Ａおよび凹部２１Ｂ，２２Ｂ）を単位導光板１１，１２に設けるようにした。これにより第１の実施の形態と同様に、ゲートの切り離し時におけるゲート部分の残部を回避しつつ、単位導光板２１と単位導光板２２とを十分に近接して配列させることが可能となる。よって単位導光板２１と単位導光板２２との隙間が低減され、輝線の発生を抑制することが可能となる。

特に、本実施の形態では、上下に対応する凹凸構造としたことにより、上面から見た場合に、単位導光板２１と単位導光板２２との間で隙間を生じることがなく、輝線の発生をより効果的に抑制することが可能となる。

以上、第１，第２の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、第２の実施の形態において、単位導光板２１，２２に設ける凹部の縦断面形状は図５に示した形状に限らず、凸部２２Ａを避け得るものであれば任意である。具体的には、図６（Ａ），（Ｂ）に示したように、傾斜面を有する凹部３２Ｂとする。このような凹凸構造によっても第２の実施の形態と同様の作用効果を得ることができるものである。

また、光源１３からの光は可視光には限られず、例えば赤外光や紫外光などの非可視光であってもよく、用途に応じて変更可能である。

１，２，３…面状照明装置、１０…導光板、１１，１２，２１，２２，３１，３２…単位導光板、１１Ａ，１２Ａ，２１Ａ，２２Ａ，３１Ａ，３２Ａ…凸部、１１Ｂ，１２Ｂ，２１Ｂ，２２Ｂ，３１Ｂ，３２Ｂ…凹部、１３…光源、１４…導光制御部、１５…拡散シート、１６…液晶パネル、Ｌout …発光光。

Claims (3)

1. 表面に発光面、裏面に反射面を有する複数枚の単位導光板を互いの端面が近接するよう配列して形成される導光板と、
   前記単位導光板の配列方向の側面に配置された１または２以上の光源とを備え、
   前記配列方向に隣接する２つの単位導光板の、一方の単位導光板の対向面に凸部、他方の単位導光板の対向面に前記凸部が入り込む凹部をそれぞれ有する
   面状照明装置。
2. 前記単位導光板は射出成型によって形成されたものであり、前記凸部は射出成型のゲート部分での残留部分に対応する、請求項１に記載の面状照明装置。
3. 前記光源は、前記導光板の２つの側面に設けられた、請求項１に記載の面状照明装置。

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