(57)【要約】【課題】指向性の強い点光源を用いて、この点光源からの光放射方向での厚みを薄くした面光源ユニット、面光源装置及び液晶表示装置を提供すること。【解決手段】ハウジング３は、側板３ｂ〜３ｅを所定高さにして内部を隔壁板４で仕切って上方が開口した複数個の小室３１１〜３２２を設けてこれらの各小室の底部に点光源２がそれぞれ配設され、各小室３１１〜３２２のそれぞれの開口は、点光源２の真上部分に高反射率で低透過率の面積ΔＳの中央反射部及び中央反射部の周囲にあって中央反射部から遠ざかるに従って光の透過率が増大する外方反射部を有する面積Ｓの光透過反射板５１１〜５２２でそれぞれ覆われており、各光透過反射板３１１〜３２２は面積ΔＳと面積Ｓとの比ΔＳ／Ｓ比が所定値に設定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の点光源と、前記複数個の点光源が配設される底板と、前記底板から所定距離隔てて配置された光透過反射板とを有する面光源ユニットにおいて、
前記複数個の点光源は、前記底板の複数個の小室対応位置の中央部にそれぞれ配設され、
前記光透過反射板は、前記各小室対応位置のそれぞれに、前記点光源の真上部分に高光反射率で低光透過率の面積ΔＳの中央反射部と、前記中央反射部の周囲にあって前記中央反射部から遠ざかるに従って光の透過率が増大する外方反射部と、を有する面積Ｓのミニ光透過反射板領域が形成されており、
前記ミニ光透過反射板領域は、前記面積ΔＳと前記面積Ｓとの比ΔＳ／Ｓが前記面積Ｓの大きさに対応した所定値に設定されていることを特徴とする面光源ユニット。
【請求項２】
前記面積ΔＳと前記面積Ｓとの比ΔＳ／Ｓは、前記所定距離が大きいときに小さく、前記所定距離が小さいときには大きく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の面光源ユニット。
【請求項３】
前記所定距離は２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲とされ、前記面積ΔＳと前記面積Ｓとの比ΔＳ／Ｓは５％〜１５％の範囲とされていることを特徴とする請求項１に記載の面光源ユニット。
【請求項４】
前記底板には前記所定距離と等しい高さの支柱が形成されており、前記光透過反射板は前記支柱の先端部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の面光源ユニット。
【請求項５】
前記底板には前記所定距離よりも高さが高い支柱が形成されており、前記光透過反射板は、前記支柱の先端部が前記光透過反射板から一定高さ突出するようにして、前記支柱に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の面光源ユニット。
【請求項６】
前記支柱は、尖塔十字形状、円錐台形状、突起付き円錐台形状、先端半球円筒状又は窓付き先端半球円筒状とされていることを特徴とする請求項４又は５に記載の面光源ユニット。
【請求項７】
前記支柱は、透明部材で前記先端半球円筒状又は前記窓付き先端半球円筒状とされ、前記円筒状部分の内部に前記点光源が位置するように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の面光源ユニット。
【請求項８】
前記外方反射部には前記光透過反射板を貫通する開口又はスリットが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の面光源ユニット。
【請求項９】
前記中央反射部には前記点光源よりも小さな微細孔が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の面光源ユニット。
【請求項１０】
前記中央反射部には前記点光源側に高光反射率部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の面光源ユニット。
【請求項１１】
前記開口又はスリットには光を拡散させる拡散部材又はマイクロレンズが取り付けられていることを特徴とする請求項８に記載の面光源ユニット。
【請求項１２】
前記光透過反射板は、互いに隣接する複数の前記小室部分を覆う大きさに分割されていることを特徴とする請求項１に記載の面光源ユニット。
【請求項１３】
前記底板及び前記光透過反射板の少なくとも一つを超微細発泡光反射材で形成したことを特徴とする請求項１に記載の面光源ユニット。
【請求項１４】
前記超微細発泡光反射材は難燃性コーティングが施されていることを特徴とする請求項１３に記載の面光源ユニット。
【請求項１５】
前記難燃性コーティングはパラキシリレンまた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１４に記載の面光源ユニット。
【請求項１６】
前記底板は隔壁板によって同じ大きさの小室部分に仕切られ、前記ミニ光透過反射板領域は前記各小室部分と同じ大きさに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の面光源ユニット。
【請求項１７】
前記隔壁板は前記側壁よりも低く形成されていることを特徴とする請求項１６に記載の面光源ユニット。
【請求項１８】
前記底板と前記隔壁板は、焦点を前記点光源側に持つ二次曲面で結合されていることを特徴とする請求項１６に記載の面光源ユニット。
【請求項１９】
前記光透過反射板及び前記隔壁板の少なくとも一方には、互いに接触する部分又はその近傍に、光を通過させる光透過孔又は切り欠き溝が形成されていることを特徴とする請求項１６に記載の面光源ユニット。
【請求項２０】
前記底板、前記隔壁板及び前記光透過反射板の少なくとも一つは超微細発泡光反射材で形成されていることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の面光源ユニット。
【請求項２１】
前記超微細発泡光反射材は難燃性コーティングが施されていることを特徴とする請求項２０に記載の面光源ユニット。
【請求項２２】
前記難燃性コーティングはパラキシリレンまた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２１に記載の面光源ユニット。
【請求項２３】
請求項１〜２２のいずれか１つの面光源ユニットを１ユニットで又は複数ユニットを連接して構成されていることを特徴とする面照明装置。
【請求項２４】
前記面光源ユニットの光放射面の上方には光を透過する拡散板が配設されていることを特徴とする請求項２３に記載の面照明装置。
【請求項２５】
前記拡散板は難燃性であることを特徴とする請求項２４に記載の面照明装置。
【請求項２６】
請求項２３〜２５のいずれか１つの面照明装置が液晶表示パネルの背面に配設されていることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は面光源ユニット、面照明装置及び液晶表示装置に関し、詳しくは光源に指向性の強い点光源を用い、この点光源からの点状光を所定面積の面状光にして発光させる面光源ユニット、この面光源ユニットを用いた面照明装置及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という）の研究、開発が急速に進み、様々なタイプのＬＥＤが開発・製品化され、広い分野で使用されてきており、照明分野においても多く使用されるようになって来ている。照明分野では、蛍光灯や電球に代わる用途の他、例えば液晶表示パネル用のバックライトなどにも使用されている。
【０００３】
液晶表示パネル用のバックライトは、例えば、冷陰極管或いはＬＥＤなどの光源を導光板の一側部に配置して、この導光板の平面部を発光させるエッジライト型と、同様の光源と拡散板とを所定距離を隔てて対向配設し、これらの光源で直接拡散板を照射して拡散板面を発光させる直下型とに大別される。エッジライト型のバックライトは、高価な導光板が必要となるので、発光面積を大きくしようとすると、大型の導光板が必要となるために重量が重くなると共に価格が高騰し、また、大型の導光板を用いると光源から発光面までの光入経路が長くなり、これに伴って光減衰が大きくなって均一な照明光が得難くなるなどの課題が潜在している。
【０００４】
これに対して、直下型のバックライトは、導光板が不要となるが、光源に点光源、例えばＬＥＤを用いると、このＬＥＤからの光を基に均一な面状光を得難いなどの課題がある。そこで、ＬＥＤを用いてこの課題を解決するように工夫した直下型のバックライトが提案されている（例えば、下記特許文献１〜３参照）。
【０００５】
図２５は下記特許文献１に記載されたＬＥＤを用いた直下型のバックライトを示し、図２５Ａは内部を透視して見えるようにしたバックライト部の斜視図、図２５Ｂは図２５Ａの一部断面図である。
【０００６】
下記特許文献１に記載されたバックライトボックスは、図示省略したカラー液晶表示パネルの背面に配設され、液晶表示パネルを背面から照明するものとなっている。このバックライトボックスは、後述するＬＥＤユニットからの光を外部へ放出する開口があけられたボックス部２０と、このボックス部２０の開口部２０ａ上に設けられた透過拡散板２６とで構成されている。ボックス部２０は、光源に赤色ＬＥＤ２１Ｒ、緑色ＬＥＤ２１Ｇ及び青色ＬＥＤ２１Ｂが使用されており、これらのＬＥＤが基板２２上に所定の順番で一列に配列されてＬＥＤユニットが構成されている。
【０００７】
ボックス部２０のボックス筐体２３は、内面が反射面２４となっており、その内部の中間位置にＬＥＤユニットを覆うようにして、開口部２０ａと平行となるように透過反射板２５が設けられている。この透過反射板２５は、入射された光の一部を透過し、一部を反射する機能を有する。このバックライトボックスでは、透過反射板２５によって閉ざされた空間内でＬＥＤユニットから発光された各色の光の一部は、透過反射板２５を直接透過せずに反射面２４と透過反射板２５との間で複数回の内部反射が繰り返された後に、透過反射板２５から透過するようになっている。その結果、透過拡散板２６に入射する光の照射面積が拡大されるため、色ムラや輝度ムラが低減されて所望の白色光が得られるものとなり、また、ボックス筐体の高さ（厚み）は従来技術の８ｃｍ〜１０ｃｍから２ｃｍ〜５ｃｍまで薄型化されたものとなっている。
【０００８】
また、下記特許文献２には、下記特許文献１に記載のバックライトと同様の構成のバックライトにおいて、複数個のＬＥＤ間に高さ５ｍｍ〜２５ｍｍの隔壁を配設して光損出を低減させた直下型のバックライトが記載されている。なお、この隔壁は、拡散板に到達しない高さとなっている。
【０００９】
さらに、下記特許文献３には、上方が開口し、底板にＬＥＤを設けた箱型のケーシングと、このケーシングの開口を覆い、ＬＥＤの真上部分に中央反射部及びこの中央反射部の周囲に外方反射部を設けた光透過反射板とを備えた面照明光源装置が記載されている。なお、この特許文献３は、本願の出願人に係る特許出願の公開公報である。
【００１０】
図２６は下記特許文献３に記載された面照明光源装置を示し、図２６Ａは概略斜視図、図２６Ｂは図２６ＡのXXVIＢ−XXVIＢ線の断面図である。
【００１１】
この面照明光源装置３０は、ＬＥＤ３３と、このＬＥＤを中心部に設けた正方形状の底板３１ａ及びこの底板の周囲から所定高さに立設した側板３１ｂ〜３１ｅを有する上方が開口し、内壁面が反射面で形成されたハウジング３１と、このハウジング３１の開口部３１ｆを覆う光透過反射板３２と、を備えている。光透過反射板３２は、ＬＥＤ３３の真上部分の中央反射部３２ａと、この中央反射部の外周囲に外方反射部３２ｂとに区画されており、所定の反射率及び透過率を有する材料で形成されている。
【００１２】
中央反射部３２ａは、光透過反射板３２がＬＥＤ３３の光軸Ａｘと交差する点を中心にして所定半径（直径φ１）の円形状の領域となっている。この面照明光源装置３０の組み立ては、ハウジング３１の底板３１ａの略中心にＬＥＤ３３を配設して、ハウジングの開口３１ｆを光透過反射板３２で覆い、この光透過反射板３２を開口の周囲に固定して組み立てられる。組み立てた面照明光源装置３０の高さは、図２６Ｂに示すように、ＬＥＤ３３の底板３１ａ面からの突出高さＨ１となる。
【００１３】
この面照明光源装置３０の寸法は、ハウジングの底板３１ａの一辺の長さをＬ１及び側板３２ｂ〜３２ｅの高さをＨ１、光透過反射板３の一辺の長さＬ１、肉厚をＤ１及び中央反射部３３ａの直径をφ１、ＬＥＤ３３の高さをｈ１、このＬＥＤ３３から光透過反射板の中央反射部３２ａに至る高さをｈ２とすると、ハウジング３１のＬ１は１００ｍｍ及びＨ１は１５ｍｍ、光透過反射板のＬ１は１００ｍｍ及び肉厚Ｄ１は１．０ｍｍ、直径φ１は１０ｍｍ、さらにｈ１は１ｍｍ、ｈ２は１３ｍｍである。
【００１４】
ハウジング３１の底板３１ａの厚み１．０ｍｍ、Ｈ１はｈ１とｈ２との合計値となる。これらの寸法から光透過反射板３２の面積Ｓ及び中央反射部の面積ΔＳ１を計算すると、ＳはＬ１×Ｌ１、すなわち１００ｍｍ×１００ｍｍ、ΔＳ１はπ×（１／２×φ１）２、すなわちπ×５２（ｍｍ２）となる。光透過反射板３Ａの面積Ｓと中央反射部３２ａの面積ΔＳ１との面積比ΔＳ１／Ｓ１は、０．７８％となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００５−３５２４２６号公報（段落〔００４２〕〜〔００４５〕、〔００８５〕、図７）
【特許文献２】特開２００７−２８６６２７号公報（段落〔００２４〕、〔００２５〕、図５）
【特許文献３】特開２００８−２７８８６号公報（段落〔００４９〕、〔００６４〕、図１、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
液晶表示装置は、主に携帯端末、コンピュータのディスプレイ或いはテレビジョン装置などに代表される映像などの表示装置に多く使用されており、その用途はさらに拡大されてきている。この用途の拡大に伴い、様々な要求がバックライトに寄せられている。これらの要求の幾つかは、バックライトの更なる薄型化及び照明品質の向上などである。
【００１７】
上記特許文献１及び２に示されているバックライトは、このような薄型化に対応したものとなっている。すなわち、上記特許文献１に示されているバックライトは、透過反射板を設けることにより、バックライトの厚みを従来技術の８ｃｍ〜１０ｃｍ程度から２ｃｍ〜５ｃｍ程度に薄型化されている。また、上記特許文献２に示されているバックライトは、具体的な厚さが開示されていないが、隔板の高さが５ｍｍ〜２５ｍｍであることから、その厚さは上記特許文献１のバックライトの厚さより若干薄いか或いは略同等のものと推定される。また、上記特許文献３の面照明光源装置は、バックライトにも使用可能なものであるが、そのケーシングの高さは１５ｍｍとなっている。
【００１８】
近年、バックライトに対しては更に薄くすることが望まれており、１０ｍｍ以下とすることが要望されている。しかしながら、このような薄型化は、上記特許文献１〜３のバックライトにみられる薄型化技術では以下の課題が内在しているので、実現が困難となっている。すなわち、課題１としては、上記特許文献１及び２に示されているバックライトは、光源に赤色、緑色及び青色ＬＥＤからなるＬＥＤユニットを用い、これらの各色のＬＥＤからの光を混色させて白色光を得ているので、ＬＥＤが固定された筐体底面と透過反射板或いは拡散板との間にこの混色を行わせるための距離が必要となるため、薄型化の実現が困難となっていることが挙げられる。
【００１９】
課題２としては、これらのバックライト、特に上記特許文献１に示されているバックライトは、１個のボックス筐体内に複数個のＬＥＤを配設するので、これらのＬＥＤからの光が複雑に干渉しあって均一な面照明光を得ることが難しいことが挙げられる。また、上記特許文献２に示されているバックライトは、隔壁を設けているが、この隔壁の高さが低いので、同じ課題が潜在している。
【００２０】
課題３としては、これらのバックライトでは、拡散板上ではＬＥＤ真上部分が明るくなって、輝度ムラが発生する恐れがあることが挙げられる。課題４としては、上記特許文献１〜３に示されているバックライトは、ＬＥＤが固定された筐体底面と透過反射板或いは拡散板との間の間隔が広く、光の射出距離が長くなるため、光源から離れるに従って光損出が発生し、均一な照明光を得ることができないことが挙げられる。なお、近年、単一のＬＥＤによって白色光を発光する白色ＬＥＤが開発・製品化されているが、この白色ＬＥＤをこれらのバックライト用のＬＥＤとして採用しても、これらの課題は解決できない。
【００２１】
発明者らは、これらの課題は大型のバックライトをそのまま縮小、例えば相似形状に縮小すれば解決できるものと考え、大型のバックライトを二分の一、四分の一にして薄型化を試みたが、この試行では上記の課題が解決できないことが判明した。そこで、更に試行錯誤を繰り返して開発を進めた結果、上記特許文献３に示されている光透過反射板における中央反射部の大きさを工夫すれば上記課題を解決できることを見出し、これに基づいて本発明を完成させるに至ったものである。
【００２２】
すなわち、本発明の目的は、光源に指向性の強い点光源を用い、この点光源からの光放射方向での厚みを薄く、１０ｍｍから２ｍｍの範囲、特に５ｍｍから２ｍｍまで薄型化を可能にし、輝度ムラ及び光損出が少なくて均一な照明光を得ることができ、さらには、部品点数が少なく組み立てが容易な面光源ユニット及び面照明装置を提供することにある。
【００２３】
本発明のまた他の目的は、上記の面光源ユニット或いは面照明装置をバックライトに使用した液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
前記課題を解決するために、本発明の面光源ユニットは、複数個の点光源と、前記複数個の点光源が配設される底板と、前記底板から所定距離隔てて配置された光透過反射板とを有する面光源ユニットにおいて、
前記複数個の点光源は、前記底板の複数個の小室対応位置の中央部にそれぞれ配設され、
前記光透過反射板は、前記各小室対応位置のそれぞれに、前記点光源の真上部分に高光反射率で低光透過率の面積ΔＳの中央反射部と、前記中央反射部の周囲にあって前記中央反射部から遠ざかるに従って光の透過率が増大する外方反射部と、を有する面積Ｓのミニ光透過反射板領域が形成されており、
前記ミニ光透過反射板領域は、前記面積ΔＳと前記面積Ｓとの比ΔＳ／Ｓが前記面積Ｓの大きさに対応した所定値に設定されていることを特徴とする。
【００２５】
本発明の面光源ユニットによれば、従来技術に比べて点光源からの光放射方向での厚み、すなわち面光源ユニットの厚みを格段に薄くし、しかも、グレア及び光損出をなくし、略均一な照明光を得ることができるようになる。
【００２６】
また、本発明の面光源ユニットにおいては、前記面積ΔＳと前記面積Ｓとの比ΔＳ／Ｓは、前記所定距離が大きいときに小さく、前記所定距離が小さいときには大きく設定されていることが好ましい。この場合、前記所定距離は２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲とされ、前記面積ΔＳと前記面積Ｓとの比ΔＳ／Ｓは５％〜１５％の範囲とされていることが好ましい。
【００２７】
本発明の面光源ユニットによれば、特に面光源ユニットの厚みを薄くし、しかも、グレア及び光損出をなくし、略均一な照明光を得ることができるようになる。
【００２８】
また、本発明の面光源ユニットにおいては、前記底板には前記所定距離と等しい高さの支柱が形成されており、前記光透過反射板は前記支柱の先端部に固定されているものとすることができる。
【００２９】
本発明の面光源ユニットによれば、支柱上に光透過反射板を固定するのみで底板と光透過反射板との間の距離を所定距離とすることができるので、製造が容易となる。
【００３０】
また、本発明の面光源ユニットにおいては、前記底板には前記所定距離よりも高さが高い支柱が形成されており、前記光透過反射板は、前記支柱の先端部が前記光透過反射板から一定高さ突出するようにして、前記支柱に固定されているものとすることができる。
【００３１】
本発明の面光源ユニットによれば、支柱に光透過反射板を嵌め込むことより底板と光透過反射板との間の距離を所定距離とすることができるので、製造が容易となる。しかも、支柱の先端部が光透過反射板の正面から一定高さ突出しているので、この面光源ユニットと拡散板とを組み合わせて面光源装置とする場合には、拡散板の固定が容易となる。
【００３２】
また、本発明の面光源ユニットにおいては、前記支柱は、尖塔十字形状、先細円錐台形状、ワイヤ状突起付き支柱、先端半球円筒状又は窓付き先端半球円筒状とすることができる。
【００３３】
本発明の面光源ユニットによれば、支柱の先端部分が細く、根本部分が太くなっているので、支柱の太さと光透過反射板に形成した固定用開口部分の口径を適切に選択することにより、容易に底板と光透過反射板との間の距離を所定距離とすることができるようになる。
【００３４】
また、本発明の面光源ユニットにおいては、前記支柱は、透明部材で前記先端半球円筒状又は前記窓付き先端半球円筒状とされ、前記円筒状部分の内部に前記点光源が位置するように配置されているものとすることができる。
【００３５】
本発明の面光源ユニットによれば、支柱を点光源の周囲を囲むように配置できるため、特に点光源と光透過反射板との間の距離を一定に維持することができ、より均一な照明光を得ることができるようになる。
【００３６】
また、本発明の面光源ユニットにおいては、前記外方反射部には前記光透過反射板を貫通するスリットが形成されていることが好ましい。
【００３７】
本発明の面光源ユニットによれば、外方反射部に設ける開口をスリットとすることにより、開口率を高くすることができるため、光透過反射板による光の吸収を抑え、点光源から出射する光をより効率よく利用することができるようになる。
【００３８】
また、本発明の面光源ユニットにおいては、前記中央反射部には前記点光源よりも小さな微細孔が設けられていることが好ましい。
【００３９】
本発明の面光源ユニットによれば、光透過反射板内を通過する光が減るため、光のスペクトルが変化することがなくなり、照明光の色温度を均一化することができるようになる。
【００４０】
また、本発明の面光源ユニットにおいては、前記中央反射部には前記点光源側に高光反射率部材が取り付けられていることが好ましい。
【００４１】
本発明の面光源ユニットによれば、さらに光透過反射板内を通過する光が減るため、光のスペクトルが変化することがなくなり、照明光の色温度を均一化することができるようになる。
【００４２】
また、本発明の面光源ユニットにおいては、前記開口又はスリットには光を拡散させる拡散部材又はマイクロレンズが取り付けられていることが好ましい。
【００４３】
本発明の面光源ユニットによれば、光のスペクトルの変化が一様となり、照明光の色温度を均一化することができるようになる。また、照度も均一化される。
【００４４】
また、本発明の面光源ユニットにおいては、前記光透過反射板は、互いに隣接する複数の前記小室部分を覆う大きさに分割されているものとすることができる。
【００４５】
本発明の面光源ユニットによれば、複数の小室部分毎に光透過反射板を設ければよいので、全ての小室部分毎に光透過反射板を設ける場合と比すると、製造が容易となる。
【００４６】
また、本発明の面光源ユニットにおいては、前記底板及び前記光透過反射板の少なくとも一方は超微細発泡光反射材で形成されているものとすることができる。
【００４７】
超微細発泡光反射材は、高光反射率および低光透過率である。本発明の面光源ユニットによれば、前記底板及び前記光透過反射板の少なくとも一つを超微細発泡光反射材で形成したので、より光源からの光損失を少なくすることができ、また、均一な面照明光を得ることができる。
【００４８】
また、本発明の面光源ユニットにおいては、前記超微細発泡光反射材に難燃性コーティングが施されているものとすることができる。
【００４９】
本発明の面光源ユニットによれば、耐熱性の低い超微細発泡光反射材で形成された光透過反射板、ハウジング及び隔壁を難燃剤でコーティングし、難燃化することで、耐火性を有する面照明装置を安価に製造することができる。
【００５０】
また、本発明の面光源ユニットにおいては、前記難燃性コーティングはパラキシリレンまたはポリエチレンテレフタレートからなることが好ましい。
【００５１】
本発明の面光源ユニットによれば、パラキシリレンまたはポリエチレンテレフタレートは、真空蒸着法等により大量の超微細発泡光反射材の表面を被覆することができるため、難燃性の面照明装置を安価に大量生産することができる。また、特にパラキシリレンは光吸収率等に与える影響が少ないため、面照明装置の耐火性を高めることができるとともに、拡散板の使用による光利用効率の低下を抑えることができる。
【００５２】
また、本発明の面光源ユニットにおいては、前記底板は隔壁板によって同じ大きさの小室部分に仕切られ、前記ミニ光透過反射板領域は前記各小室部分と同じ大きさに形成されているものとすることができる。
【００５３】
本発明の面光源ユニットによれば、隔壁板の高さを所定値に維持することにより、容易に底板と光透過反射板との間の距離を所定距離とすることができるので、製造が容易となる。また、この底板を利用して面光源ユニットの周囲を囲むように、ハウジングを形成することもできるようになる。
【００５４】
また、本発明の面光源ユニットにおいては、前記隔壁板は前記側壁よりも低く形成されているものとすることができる。
【００５５】
本発明の面光源ユニットによれば、各小室間を光が通過することができるようになるため、光の利用効率をあげることができる。
【００５６】
また、本発明の面光源ユニットにおいては、前記底板と前記隔壁板は、焦点を前記点光源側に持つ二次曲面で結合されているものとすることができる。
【００５７】
本発明の面光源ユニットによれば、反射光が底板と隔壁板との結合部へと向かっていくことがなくなり、照射された光は全て照射されるので、光の利用効率をあげることができる。
【００５８】
また、本発明の面光源ユニットにおいては、前記光透過反射板及び前記隔壁板の少なくとも一方には、互いに接触する部分又はその近傍に、光を通過させる光透過孔又は切り欠き溝が形成されていることが好ましい。
【００５９】
本発明の面光源ユニットによれば、光透過反射板又は隔壁板が互いに接触する部分又はその近傍に、光を通過させる光透過孔又は切り欠き溝を形成したので、隣接する小室部分の境目付近が暗くなることを防止できる。
【００６０】
また、本発明の面光源ユニットにおいては、前記底板、前記隔壁板及び前記光透過反射板の少なくとも一つを超微細発泡光反射材で形成することができる。
【００６１】
本発明の面光源ユニットによれば、底板、隔壁板及び光透過反射板の少なくとも一つを超微細発泡光反射材で形成したので、より光源からの光損失を少なくすることができ、また、均一な面照明光を得ることができる。
【００６２】
また、本発明の面光源ユニットにおいては、前記底板、隔壁板及び光透過反射板の少なくとも一つを形成する超微細発泡光反射材は難燃性コーティングが施されているものとすることができる。
【００６３】
本発明の面光源ユニットによれば、耐熱性の低い超微細発泡光反射材で形成された光透過反射板、ハウジング及び隔壁を難燃剤でコーティングし、難燃化することで、耐火性を有する面照明装置を安価に製造することができる。
【００６４】
また、本発明の面光源ユニットにおいては、前記底板、隔壁板及び光透過反射板の少なくとも一つを形成する超微細発泡光反射材を被覆する前記難燃性コーティングはパラキシリレンまたはポリエチレンテレフタレートを用いることが好ましい。
【００６５】
本発明の面光源ユニットによれば、パラキシリレンまたはポリエチレンテレフタレートは、真空蒸着法等により底板、隔壁板及び光透過反射板の少なくとも一つを形成する大量の超微細発泡光反射材の表面を被覆することができるため、難燃性の面照明装置を安価に大量生産することができる。また、特にパラキシリレンは光吸収率等に与える影響が少ないため、面照明装置の耐火性を高めることができるとともに、拡散板の使用による光利用効率の低下を抑えることができる。
【００６６】
更に上記目的を達成するため、本発明の面照明装置は、上記いずれか１つの面光源ユニットを１ユニットで又は複数ユニットを連接して構成されていることを特徴とする。
【００６７】
本発明の面照明装置によれば、薄型化した、所望の大きさの面照明光を出射する面照明装置を提供することができる。
【００６８】
また、本発明の面照明装置においては、光を透過する拡散板が前記光透過反射板の光放射面の上方に配設されていることが好ましい。
【００６９】
本発明の面照明装置によれば、光透過反射板の光放射面の上方に光を透過する拡散板が配置されているので、より均一な面照明光を出射する面照明装置が得られる。
【００７０】
本発明の面照明装置においては、前記拡散板は難燃性であることが好ましい。
【００７１】
本発明の面照明装置によれば、火災等による熱で内側の超微細発泡光反射板が溶け出しても、拡散板が割れない限り溶けた部材が外部に流出するようなことがなく、面照明装置の耐火性を高めることができる。
【００７２】
更に、上記目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、上記いずれかの面照明装置が液晶表示パネルの背面に配設されていることを特徴とする。
【００７３】
本発明の得液晶表示装置によれば、点光源を用いた直下型の面照明装置が薄型になるので、この面照明装置をバックライトとして使用した液晶表示装置も薄型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る面光源ユニットを示し、図１Ａは面光源ユニットの概略図、図１Ｂは図１ＡのＩＢ−ＩＢ線の断面図である。
【図２】図１の面光源ユニットを構成する一つのセル光源の斜視図である。
【図３】図２のセル光源の分解斜視図である。
【図４】図２のセル光源のIV―IV線の断面図である。
【図５】図５Ａは図２の光透過反射板に設けられる開口の開口率曲線図であり、図５Ｂは光透過反射板に設けられた開口の拡大図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る面光源ユニットを示し、図６Ａは面光源ユニットの概略図、図６Ｂは図６ＡのVIＢ−VIＢ線の断面図である。
【図７】図６の面光源ユニットを構成する一つのセル光源の斜視図である。
【図８】面光源ユニットの高さと中央反射部の面積との関係を示し、図８Ａ〜図８Ｃは面光源ユニットの断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る面照明装置及び液晶表示装置の分解斜視図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る面光源ユニットの分解斜視図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る面照明装置の斜視図である。
【図１２】図１１の面照明装置の分解斜視図である。
【図１３】図１１の支柱の変形例である。
【図１４】本発明の第５実施形態に係る面照明装置の分解斜視図である。
【図１５】図１４の面照明装置の斜視図である。
【図１６】図１４のXVI−XVI線の断面図である。
【図１７】本発明の第６実施形態に係る面照明装置の断面図である。
【図１８】図１８Ａは本発明の第７実施形態に係る面照明装置の断面図であり、図１８Ｂは図１８ＡのXVIIIB部分の拡大図である。
【図１９】図１８の光透過反射板の難燃性加工の例を示す模式図である。
【図２０】図１８の光透過反射板の難燃性加工の別の例を示す模式図である。
【図２１】本発明の第８実施形態に係る面光源ユニットの光透過反射板であり、図２１Ａは光透過反射板の平面図、図２１Ｂ及び図２１Ｃは光透過反射板の他の例の平面図、図２１Ｄは図２１ＡのXXIＤ−XXIＤ線の断面図である。
【図２２】本発明の第９実施形態に係る面光源ユニットの断面図である。
【図２３】本発明の第３実施形態に係る面光源ユニットの分解斜視図の変形例である。
【図２４】本発明の第３実施形態に係る面光源ユニットの分解斜視図の変形例における他の例である。
【図２５】従来技術の直下型バックライトを示し、図２５Ａは内部を透視して見えるようにしたバックライト部の斜視図、図２５Ｂは図２５Ａの一部断面図である。
【図２６】他の従来技術の面照明光源装置を示し、図２６Ａは概略斜視図、図２６Ｂは図２６ＡのXXVIＢ−XXVIＢ線の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００７５】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。但し、以下に示す各実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための面光源ユニット、この面光源ユニットを用いた面照明装置及び液晶表示装置を例示するものであって、本発明をこれらに特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適応し得るものである。
【００７６】
［第１実施形態］
図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態に係る面光源ユニットを説明する。なお、図１は本発明の第１実施形態に係る面光源ユニットを示し、図１Ａは面光源ユニットの概略図、図１Ｂは図１ＡのＩＢ−ＩＢ線の断面図である。図２は図１の面光源ユニットを構成する一つのセル光源の斜視図である。図３は図２のセル光源の分解斜視図である。図４は図２のIV―IV線の断面図である。図５Ａは図２の光透過反射板に設けられた開口の開口率曲線図、図５Ｂは光透過反射板に設けられた開口の拡大図である。
【００７７】
まず、本発明の第１実施形態に係る面光源ユニット１を従来技術の面光源ユニット（図１８参照）と対比して説明する。この面光源ユニット１は、図１に示すように、概ね、従来技術の面光源ユニット３０を４個のセル光源１１１〜１２２に細分化したものとなっている。これらのセル光源１１１〜１２２は、略同じ構成からなり、面光源ユニット３０を小型化し、この面光源ユニットと略相似形状となっている。なお、各セル光源１１１〜１２２の符号は、下付け小文字の最初が図１Ａにおいて行、次の小文字が列を示し、例えば、セル光源１１１は、第１行第１列のセルとなっている。また、面光源ユニットは、従来技術では面照明光源装置と表現されている。
【００７８】
この面光源ユニット１は、４個のＬＥＤ２と、これらのＬＥＤが配設されるハウジング３と、このハウジングの開口を覆う光透過反射板５とを有している。光透過反射板５は、ＬＥＤからの光を所定箇所（領域）で通過又は透過させ且つ反射させる肉薄の板材或いはフィルム状シート材などで形成されている。
【００７９】
ＬＥＤ２は、白色光を発光するものが使用されている。このＬＥＤは、単独で白色光を発光するもの、複数色のＬＥＤ素子を寄せ集めて一つにしたもの或いは複数個のものでもよい。なお、ＬＥＤの他にレーザダイオード（ＬＤ）を使用してもよい。
【００８０】
ハウジング３は、ＬＥＤ２を中心部に配設する正方形状の底板３ａ及びこの底板の周囲から所定高さに立設した側板３ｂ〜３ｅを有し、上方に開口３ｆが形成されている。本実施形態では各側板３ｂ〜３ｅは底板３ａから垂直に立設しているが、底板３ａの周囲から外方へ所定角度傾斜して配置してもよい。各側板３ｂ〜３ｅの高さは、従来技術の面光源ユニット３０のハウジング側板３１ｂ〜３１ｅの約二分の一とされ、内部が格子状の隔壁板４で仕切られて４個の小室３１１〜３２２に区画されている（図１Ｂ参照）。これらの小室３１１〜３２２は、略同じ大きさになっている。なお、これらの小室のうち、２個の小室３２１、３２２は、図１Ａの後方に設けられているので、図１Ｂにおいては参照符号は図示されていない。
【００８１】
このハウジング３及び隔壁板４は、高い光反射率で且つ光の透過が少ない材料、例えば、超微細発泡光反射板で形成されている。４個の小室３１１〜３２２は、それぞれ上方に開口３ｆが形成され、それぞれの底板３ａの中心にそれぞれＬＥＤ２が配設される装着孔３０が形成されている（図３参照）。各小室３１１〜３２２は、各側板３ｂ〜３ｅの頂部及び隔壁板４の頂部にそれぞれ光透過反射板５が係止固定される一対の係止爪が所定の間隔をあけて形成されている。
【００８２】
例えば、側板３ｂには、図２及び図３に示すように、一対の係止爪３ｂ１、３ｂ２が設けられており、これらの係止爪の対向方向は互いに反対になっている。このように、対向する係止爪の向きを互いに反対方向にすると、光透過反射板５の係止孔が係合されるときに、前記光透過反射板が広がる方向に係合されるので係合が確実になる。特に、光透過反射板を薄いフィルム状のものを使用する際には皺を伸ばすことができるようになる。
【００８３】
また、隔壁板４にも係止爪４１、４２が設けられている。なお、他の側板及び隔壁板にも係止爪がそれぞれ設けられている。なお、光透過反射板５の側板及び隔壁板への係止固定手段は、その他の手段例えば接着等とすることもできる。隔壁板４は、一対の係止爪４１、４２間の頂部に光を通過させる切欠き或いは貫通孔を設けるのが好ましい。隔壁板４にこのような切欠きや貫通孔などを設けると、隣接するセル光源間の隔壁部分が暗くならずに、他の部分と略均一な強さの照明光が得られる。また、複数個の面光源ユニット１を隣接配設して大型の面照明装置にする場合は、隣接する面光源ユニット１のハウジング側板３ｂ〜３ｅにも同様の切欠き或いは貫通孔を設けるのが好ましい。これらの切欠きにより、大型面照明装置においても同様の作用効果が得られる。
【００８４】
光透過反射板５は、各小室３１１〜３２２のそれぞれの開口３ｆ'を覆う４枚のミニ光透過反射板５１１〜５２２からなり、肉厚が薄く（例えば、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ）、高い光反射率で且つ光の透過が少ない材料、例えば、超微細発泡光反射材で形成されている。なお、他のフイルムシート材を用いてもよい。各ミニ光透過反射板５１１〜５２２は、同じ構成を有しており、ハウジング３の底板３ａと対向する面が反射面となり、外表面が出射面となっている。
【００８５】
なお、光透過反射板５としては、複数枚のミニ光透過反射板５１１〜５２２で構成した例を示したが、これらのミニ光透過反射板５１１〜５２２を纏めて１枚又は数個を纏めて複数枚の反射板としてもよい。例えば、ミニ光透過反射板５１１と５１２とを纏めてもよく、この光透過反射板の大きさ、纏め方はハウジング及び小室の数によって決定される。
【００８６】
次に、図２〜図５を参照して１枚のミニ光透過反射板５１１の構成を説明する。ミニ光透過反射板５１１は、図３、図４に示すように、中央のミニ中央反射部５ａと、このミニ中央反射部の外周のミニ外方反射部５ｂとに区画されている。ミニ中央反射部５ａは、ＬＥＤ２の光軸Ａｘと交差する点を中心にして所定半径（直径φ２）の円形状をなし、ＬＥＤ２の真上部分にあって、前記ＬＥＤから最も強い照射光を受ける領域となっている。なお、光軸Ａｘは、ＬＥＤの配光特性における指向角ゼロ度の軸線となっている。
【００８７】
このミニ中央反射部５ａは、ＬＥＤ２から最も強い光を受けるので、この部分が暗くならず、しかも明るいスポットが発生しないように所定の反射率及び透過率になるように調節されている。また、ミニ外方反射部５ｂは、ミニ中央反射部５ａから外方へ離れるに従って、光透過量が多くなるように所定大きさの開口を設けたものとなっている。以下、ミニ中央反射部５ａ及びミニ外方反射部５ｂを説明する。
【００８８】
ミニ中央反射部５ａは、ＬＥＤ２から最も強い照射光を受けるので、ミニ光透過反射板材が高光反射率で且つ低光透過率になるように加工されている。この加工は、ミニ光透過反射材を未加工のまま、ミニ光透過反射材に複数個の微細孔を形成、ミニ光透過反射材の肉厚調整或いは未貫通孔（溝穴）などを所定の規則性を持つように加工して、所定の高光反射率及び低光透過率となるように設定されている。なお、ここでいう高光反射率とは、例えば９８％〜９９．３％程度を意味する。このように高光反射率及び低光透過率を所定値にすることにより、ミニ中央反射部５ａに強い光が照射されてもグレアが発生せず、一方で暗くなることもなく略均一な光が出射される。
【００８９】
このミニ中央反射部５ａの直径φ２、すなわち面積は、セル光源１１１を所定の高さ（従来技術の二分の一）にするために、ミニ光透過反射板５１１の全体面積との関係で所定の比率になるようにして決定される。セル光源１１１は、小室３１１にＬＥＤ２が配設され、開口３ｆ'にミニ光透過反射部５１１が装着されると、ＬＥＤ２真上のミニ中央反射部５ａに最も強い光が照射され、その光の強さは光軸Ａｘ上の距離の２乗に反比例した強さとなる。そのため、この光の強さは、ＬＥＤ２とミニ光透過反射部５１１との間の距離が長いと弱く、短いと強くなる。
【００９０】
そこで、この第１実施形態では、ＬＥＤ２とミニ光透過反射部５１１との間の距離が短くなったので、ミニ光透過反射板５１１の全体面積が小さくなっているにも関わらず、ミニ中央反射部５ａの直径φ２を従来技術の面光源ユニット３０における中央反射部３２ａの直径φ１と同じ１０ｍｍに設定してある。その結果、ミニ中央反射部５ａに強い光が照射されても、光スポットが発生せず、また暗くなることもなく、均一光が出射されることが確認された。このミニ光透過反射板５１１は、その全体面積をＳ２及びミニ中央反射部の面積をΔＳ２とすると、その面積比ΔＳ２／Ｓ２は、３．１４％となり、従来技術の面積比０．７８％と比べると大きくなっている。この面積比をこのような所定比にすることにより、均一な照明光を得ながらセル光源１１１を背低にできることが確認された。
【００９１】
このように、全体面積Ｓ２とミニ中央反射部面積をΔＳ２との比を所定比、この第１実施形態では３．１４％にしてセル光源１１１を背低にすることにより、面光源ユニット１全体を背低、すなわち、薄型化することができる。なお、この第１実施形態では、ミニ中央反射部５ａを円形状にしたが、その他の形状、例えば楕円形或いは矩形状など任意の形状にしてもよい。
【００９２】
ミニ外方反射部５ｂは、図２及び図３に示すように、ミニ中央反射部５ａの周囲から外方へ向かって大きさが異なる複数個の開口を設けた外周反射部５ｂ１と、この外周反射部５ｂ１の外周に所定の大きさを有する複数個の開口を設けた周辺反射部５ｂ２と、周辺反射部５ｂ２の周囲に所定の間隔をあけて設けた一対の取付け片５ｃとを有し、ハウジング３に装着したときに、各取付け片５ｃの間に小室開口３ｆ'との間に隙間Ｇがあく大きさになっている。
【００９３】
このミニ外方反射部５ｂは、ハウジング３に装着されたときに、ＬＥＤ２の出射光がミニ外方反射部５ｂとハウジング３の内壁面との間で１回乃至複数回反射されて外方へ伝播されるが、これらの反射光はミニ中央反射部５ａから遠ざかるに従って減衰するので、外周反射部５ｂ１及び周辺反射部５ｂ２の各開口の大きさが大きくなるように設定されている。
【００９４】
外周反射部５ｂ１の複数個の開口５ｂ１１〜５ｂｎｍ、すなわち、ミニ中央反射部５ａから外方へ向かっての開口率Ａは、以下の計算式（１）で設定される。この開口率Ａは、ミニ光透過反射板５１１における所定の領域面積（基準面積）に対する所定領域の開口の面積（所定領域の開口面積／基準面積）を意味する。
Ａ＝ｂｘ２＋ｃ・・・・・式（１）
なお、Ａは開口率、ｘは反射板の中心からの距離、ｂ及びｃは定数である。
【００９５】
この開口率Ａは、横軸に距離ｘをとり縦軸に開口率Ａをとると、図５Ａに示すように、２次曲線となっている。すなわち、ＬＥＤ２と対向するミニ光透過反射板５１１の中心から外方に遠ざかるに従い、開口率Ａは距離の２乗に比例して大きくなっている。このように、ＬＥＤ２に近く、光の強いミニ光透過反射板の中心近傍は開口率を小さくし、ＬＥＤ２から遠く光が弱くなる周辺は開口率を大きくすることで、均一な照明光を得ることができるようになる。
【００９６】
具体的には、図５Ｂに示すように、基準面積Ｓｕｎｉｔの大きさに対して開口５ｂｐｑ（１≦ｐ≦ｎ、１≦ｑ≦ｍ）の径Ｒｐｑを、上記開口率Ａを満たすような丸孔とする。この第１実施形態によれば、ＬＥＤに対向する反射板の中心から距離に応じて開口率Ａを大きくしたので、ミニ光透過反射板の表面から光の放射方向に所定距離（例えば５．０ｍｍ）以上離れた面において均一な照明光を得ることができる。
【００９７】
周辺反射部５ｂ２は、図３に示すように、ミニ光透過反射板５１１の４隅の開口５ｂ２ｃと、これらの開口５ｂ２ｃ間の開口５ｂ２ｂとを有し、開口５ｂ２ｂは、複数個からなり、直径が略同じで、その直径がミニ外方反射部５ｂ１の開口の直径より大きく、また、４隅の開口５ｂ２ｃ付近がＬＥＤ２から最も遠くなるので、開口５ｂ２ｃの直径を開口５ｂ２ｂより大きくしてある。この周辺反射部５ｂ２の開口は、円形孔としたが、他の形状孔、例えば矩形状孔などにしてもよい。また、一対の取付け片５ｃには、それぞれハウジング３の係止爪に係合される取付け孔５ｃ１が形成されている。
【００９８】
上記構成のハウジング３及び光透過反射板５を用いて、面光源ユニット１が組み立てられる。この組み立ては、ハウジング３の各小室３１１〜３２２の各底板３ａ部分の略中心にＬＥＤ２をそれぞれ配設して、各小室３１１〜３２２の各開口３ｆ'をそれぞれミニ中央反射部５ａ及びミニ外方反射部５ｂを有するミニ光透過反射板５１１〜５２２で覆い、各ミニ光透過反射板をハウジング３の開口３ｆ及び側壁３ｂ〜３ｅの頂部に固定して組み立てる。
【００９９】
この第１実施形態では、光透過反射板５を複数枚のミニ光透過反射板５１１〜５２２で構成した例を示したが、光透過反射板５の全体をミニ光透過反射板５１１〜５２２の１枚或いは２枚をセットにしたもので形成してもよい。組み立てた面光源ユニット１は、図１Ｂ、図４に示すように、ＬＥＤ２の底板３ａ部分からの突出高さがｈ１、このＬＥＤ２の頂部から中央反射部５ａに至る高さがｈ２となる。高さｈ２は、光軸Ａｘ上の長さとなり、この高さは、ＬＥＤ２からミニ中央反射部５ａの中心部までの距離となっている。
【０１００】
この面光源ユニット１の寸法は、従来技術の面光源ユニット３０と対比して表すと、ハウジングの底板３ａの一辺の長さをＬ１及び側板３ｂ〜３ｅの高さをＨ２（１／２Ｈ１）、光透過反射板５の一辺の長さＬ１、肉厚をＤ１及び中央反射部の直径φ２、ＬＥＤ２の高さをｈ１、このＬＥＤ２から光透過反射板の中央反射部に至る高さをｈ２とすると、ハウジング３の高さＨ２は７．５ｍｍ、光透過反射板のＬ１は１００ｍｍ及び肉厚Ｄ１は１．０ｍｍで直径φ２は１０ｍｍ、さらにｈ１は１ｍｍ、ｈ２は６．５ｍｍである。また、Ｈ２はｈ１とｈ２との合計値となっている。
【０１０１】
これらの寸法から光透過反射板５の各ミニ光透過反射板５１１〜５２２のそれぞれ面積Ｓ２に占める中央反射部の面積ΔＳ２を計算すると、Ｓ２は１／２Ｌ１×１／２Ｌ１、すなわち５０ｍｍ×５０ｍｍ、ΔＳ２はπ×（１／２×φ２）２、すなわち（π×５２（ｍｍ２））となる。ミニ光透過反射板５における面積Ｓ２と中央反射部の面積ΔＳ２との面積比ΔＳ２／Ｓ２は、３．１４％となる。この面積比３．１４％は、従来技術の面積比０．７８％と比べて大きくなっている。
【０１０２】
この第１実施形態の面光源ユニット１によれば、この面光源ユニット１は４個のセル光源１１１〜１２２に細分化されているので、各セル光源１１１〜１２２の容積が小さくなり、各セル光源の小室内では、各ＬＥＤ２からの反射回数が容積の大きい従来技術の面光源ユニットと比べて減少し、光損出が低減される。また、この面光源ユニット１は、各セル光源１１１〜１２２の各ミニ光透過反射板５１１〜５２２における面積Ｓ２とミニ中央反射部の面積との比ΔＳ２／Ｓ２を所定値、すなわち３．１４％に設定されているので、ＬＥＤ２の放射方向の厚みを従来技術の面光源ユニットと比べて二分の一に背低、すなわち薄型化ができ、しかも、照明光が均一になり高い照明品質を確保できるようになる。
【０１０３】
この第１実施形態の面光源ユニット１は、隔壁板を用いてハウジングの内部を同じ大きさの複数個の小室に仕切ったが、異なる大きさの小室にしてもよい。小室の大きさを異ならせると、各小室の開口３ｆの大きさも変わるので、これの開口を覆う各ミニ光透過反射板における面積比ΔＳ２／Ｓ２はこれらの開口の大きさに対応して決定される。例えば、この面積比は、開口３ｆが大きいときには小さく、小さいときには大きく設定する。
【０１０４】
［第２実施形態］
次に、図６及び図７を参照して、本発明の第２実施形態に係る面光源ユニット１Ａを説明する。なお、図６は本発明の第２実施形態に係る面光源ユニットを示し、図６Ａは面光源ユニットの概略図、図６Ｂは図６ＡのVIＢ−VIＢ線の断面図である。図７は図６の面光源ユニットを構成する一つのセル光源の斜視図である。
【０１０５】
本発明の第２実施形態に係る面光源ユニット１Ａは、従来技術の面光源ユニット３０（図１１参照）を１６個の小セル光源１Ａ１１〜１Ａ４４に細分化したものとなっている。これらの小セル光源１Ａ１１〜１Ａ４４は、略同じ構成を有し、従来技術の面光源ユニット３０と相似形になっている。なお、以下の説明では、従来の面光源ユニット３０と共通する構成には同じ符号を付して、重複説明を省略し、異なる構成について詳述する。
【０１０６】
この面光源ユニット１Ａは、１６個のＬＥＤ２と、これらのＬＥＤが配設されるハウジング３Ａと、このハウジングの開口を覆う光透過反射板５Ａとを有している。ハウジング３Ａは、その側板３ｂ〜３ｅの高さを従来技術の面光源ユニット３０のハウジング側板３２ｂ〜３２ｅの高さＨ１の四分の一にして、内部を格子状の隔壁板４で仕切って１６個の小室３Ａ１１〜３Ａ４４に区画されている。これらの小室３Ａ１１〜３Ａ４４はその上方が開口し、これらの開口は、面光源ユニット１Ａの大きな開口を１６個に細分化したものとなっている。これら１６個の小室３Ａ１１〜３Ａ４４は、それぞれの底板３Ａａ部分の中心にそれぞれＬＥＤ２が配設される。
【０１０７】
光透過反射板５Ａは、各小室３Ａ１１〜３Ａ４４のそれぞれの開口を覆う１６枚のミニ光透過反射板５Ａ１１〜５Ａ４４（なお、図６Ａにおいては参照符号５Ａ１１〜５Ａ４４の図示は省略してある。）からなり、肉厚が薄く高い光反射率で且つ光の透過が少ない材料、例えば、超微細発泡光反射材で形成されている。各ミニ光透過反射板５Ａ１１〜５Ａ４４は、同じ構成を有しており、ハウジング３Ａの底板３Ａａと対向する面が反射面及び外表面が出射面となっている。ここでは、この光透過反射板５Ａを複数枚のミニ光透過反射板５Ａ１１〜５Ａ４４で構成した例を示したが、これらのミニ光透過反射板５Ａ１１〜５Ａ４４を纏めて１枚又は数個を纏めて複数枚、例えば２枚ないし４枚に纏めたものを用いてもよく、この光透過反射板の大きさ及び纏め方はハウジングの大きさ或いは小室の数によって決定される。
【０１０８】
ミニ光透過反射板５Ａ１１は、図７に示すように、中央のミニ中央反射部５ａ'と、このミニ中央反射部の外周のミニ外方反射部５ｂ'とに区画されている。ミニ中央反射部５ａ'は、ＬＥＤ２の光軸Ａｘと交差する点を中心にして所定半径（直径φ３）の円形状をなし、ＬＥＤ２の真上部分にあって、前記ＬＥＤから最も強い照射光を受ける領域となっている。
【０１０９】
このミニ中央反射部５ａ'は、ＬＥＤ２から最も強い光を受けるので、この部分が明るいスポットとならず、しかも暗くもならないように所定の反射率及び透過率になるように調節されている。また、ミニ外方反射部５ｂ'は、ミニ中央反射部５ａ'から外方へ離れるに従って、光透過量が多くなるように所定大きさの開口を設けたものとなっている。
【０１１０】
この面光源ユニット１Ａの組み立ては、各小室の底板３Ａａ部分の略中心にＬＥＤ２をそれぞれ配設して、各小室の開口をそれぞれ中央反射部５ａ'及び外方反射部５ｂ'を有する光透過反射板５Ａで覆い、この光透過反射板５Ａをハウジング３Ａの開口の周囲に固定して組み立てる。組み立てた面光源ユニット１Ａは、図６Ｂに示すように、ＬＥＤ２の底板３Ａａからの突出高さがｈ１、このＬＥＤ２の頂部から中央反射部５ａ'に至る高さがｈ４となる。高さｈ４は、光軸Ａｘ上の長さとなり、この高さｈ４は、ＬＥＤ２から中央反射部５ａ'の中心部までの距離となっている。
【０１１１】
この面光源ユニット１Ａの寸法は、ハウジングの底板３Ａａの一辺の長さをＬ１及び側板３ｂ〜３ｅの高さをＨ３（１／４×Ｈ１）、光透過反射板５Ａの一辺の長さをＬ１、肉厚をｄ１及び中央反射部の直径をφ３、ＬＥＤの高さをｈ１、このＬＥＤから光透過反射板の中央反射部に至る高さをｈ４とすると、ハウジング３Ａの高さＨ３は３．７５ｍｍ、光透過反射板のＬ１は１００ｍｍ及び肉厚Ｄは１．０ｍｍで直径φ３は１０ｍｍ、さらにｈ１は１ｍｍ、ｈ４は２．７５ｍｍである。Ｈ３はｈ１とｈ４との合計値となっている。
【０１１２】
これらの寸法から光透過反射板５Ａの区画された一つの面積Ｓ３及び中央反射部の面積ΔＳ３を計算すると、Ｓ３は１／４×Ｌ１×１／４×Ｌ１、すなわち２５ｍｍ×２５ｍｍ、ΔＳ３はπ×（１／２×φ３）２、すなわち（π×５２（ｍｍ２））となる。すなわち、光透過反射板５Ａの面積Ｓ３と中央反射部の面積ΔＳ３との面積比ΔＳ３／Ｓ３は、１２．５６％となる。
【０１１３】
この第２実施形態の面光源ユニット１Ａによれば、この面光源ユニットが１６個のセル光源に細分化されているので、各セル光源の容積がさらに小さくさなり、各セル光源の小室内では、各ＬＥＤ２からからの反射回数が容積の大きい面光源ユニット１と比べて減少し、光損出が低減される。また、この面光源ユニット１Ａは、各セル光源の面積Ｓ３と各ミニ光透過反射板における中央反射部の面積ΔＳ３との面積比ΔＳ３／Ｓ３を所定値、すなわち１２．５６％に設定されているので、ＬＥＤ２の放射方向の厚みを面光源ユニット１と比べてさらに背低、すなわち薄型化することができ、しかも、照明光が均一になり高い照明品質を確保できる。
【０１１４】
この第２実施形態の面光源ユニット１Ａは、隔壁板を用いてハウジングの内部を同じ大きさの複数個の小室に仕切ったが、異なる大きさの小室にしてもよい。小室の大きさを異ならせると、各小室の開口３ｆ'の大きさも変わるので、これの開口３ｆ'を覆う各ミニ光透過反射板における面積比ΔＳ３／Ｓ３はこれらの開口の大きさに対応して決定される。例えば、この面積比は、開口３ｆ'が大きいときには小さく、小さいときには大きく設定する。
【０１１５】
本実施形態に係る面光源ユニット１及び１Ａでは、光透過反射板の中央反射部の面積ΔＳ１及びΔＳ２を同じにして、各光源ユニットを薄型化したが、これらの面積を光源ユニットの高さに対応して変更してもよい。
【０１１６】
なお、上記実施形態の面光源ユニットは、１個乃至複数個を用いて、面照明装置及び液晶表示装置に使用することができる。ここで、図９を参照して、面光源ユニット１及び１Ａを１個乃至複数個を用いた面照明装置及び液晶表示装置を説明する。なお、図９は本発明の実施形態に係る面照明装置及び液晶表示装置の分解斜視図である。
【０１１７】
面照明装置７は、面光源ユニット１と、面光源ユニット１の光透過反射板の上面に配置された拡散板６とで構成されている。拡散板６は光透過反射板とは若干の隙間を空けて配置したほうがよいが、密着させてもよい。また、液晶表示装置９は、面照明装置７と、拡散板６の上面に配置された液晶表示パネル８とで構成されている。
【０１１８】
次に、図８を参照して、面光源ユニットの側板の高さと中央反射部の面積との関係を説明する。なお、図８は面光源ユニットの高さと中央反射部の広さとの関係を示し、図８Ａは面光源ユニット１、１Ａ及び３０の一辺の長さＬが１００ｍｍのものの断面図、図８Ｂは面光源ユニット１、１Ａ及び３０の一辺の長さＬが５０ｍｍのものの断面図、図８Ｃは面光源ユニット１、１Ａ及び３０の一辺の長さＬが２５ｍｍのものの断面図である。
【０１１９】
各面光源ユニット１、１Ａ及び３０の各側板の高さと、各中央反射部の面積（直径）φ１、φ２及びφ３との関係は、図８に示すように、φ１≦φ２≦φ３に設定される。これらの面積は、ＬＥＤ２の配光曲線を基にして、面光源ユニットの背が低いときは大きく、背高になるに従って小さくされている。これは、ＬＥＤと光透過板との間の距離がある程度離れているときには無視できたＬＥＤの大きさが無視できなくなり、ＬＥＤの大きさの分だけグレアの発生する領域が拡がるためである。上記の関係とすることにより、上記第１実施形態ないし第２実施形態のものと同じ作用効果を奏することができるようになる。
【０１２０】
［第３実施形態］
次に、図１０を参照して、本発明の第３実施形態に係る面光源ユニット１Ｂを説明する。なお、図１０は本発明の第３実施形態に係る面照明装置の分解斜視図である。本発明の第３実施形態に係る面光源ユニット１Ｂは、本発明の第２実施形態に係る面光源ユニット１Ａの隔壁板４のいくつかを省略したものとなっている。なお、以下の説明では、第２実施形態に係る面光源ユニット１Ａと共通する構成には同じ符号を付して、重複説明を省略し、異なる構成について詳述する。
【０１２１】
この面光源ユニット１Ｂは、１２個のＬＥＤ２と、これらのＬＥＤが配設されるハウジング３Ｂと、このハウジングの開口を覆う光透過反射板５Ｂとを有している。ハウジング３Ｂは、内部を格子状の隔壁板４で仕切って６個の小室３Ｂ１１〜３Ｂ２３に区画されている。これらの小室３Ｂ１１〜３Ｂ２３はその上方が開口し、これらの開口は、面光源ユニット１Ｂの大きな開口を６個に細分化したものとなっている。これら６個の小室３Ｂ１１〜３Ｂ２３においては、それぞれの底板３Ｂａ部分にそれぞれ２つのＬＥＤ２が配設される。
【０１２２】
光透過反射板５Ｂは、各小室３Ｂ１１〜３Ｂ２３のそれぞれの開口を覆う６枚のミニ光透過反射板が纏められ、２枚の光透過反射板となっている。このミニ光透過反射板は、各小室３Ｂ１１〜３Ｂ２３の内部に配設された２つのＬＥＤに対応して２つの中央反射部を有したものとなっている。
【０１２３】
光透過反射板はミニ光透過板反射板単独のままでも、数個を複数枚に纏めたものを用いてもよく、この光透過反射板の大きさ及び纏め方はハウジングの大きさ或いは小室の数によって決定される。
【０１２４】
このように面光源ユニットの内部を仕切る隔壁板４のいくつかを省略することで、部品点数が少なくなって面光源ユニットの組み立てが容易になり、大量に面光源ユニットを生産する際のコストを下げることができるようになる。
【０１２５】
［第４実施形態］
図１１〜図１３を参照して、本発明の第４実施形態に係る面照明装置を説明する。なお、図１１は本発明の第４実施形態に係る面照明装置の斜視図、図１２は図１１の面照明装置の分解斜視図、図１３は図１１の支柱の変形例である。
【０１２６】
本発明の第４実施形態に係る面照明装置に用いられている面光源ユニットは、本発明の第３実施形態に係る面光源ユニットの隔壁板４を省略し、代わりに支柱を設けて光反射透過板を支える構造となっている。なお、以下の説明では、面光源ユニット１と共通する構成には同じ符号を付して、重複説明を省略し、異なる構成を詳述する。
【０１２７】
本発明の第４実施形態に係る面照明装置７Ｃは、面光源ユニット１Ｃと、面光源ユニット１Ｃの光透過反射板の上面に配置された拡散板６とで構成されている。
【０１２８】
この面光源ユニット１Ｃは、細分化された１２個の小セル光源１Ｃ１１〜１Ｃ４３を有しており、内部にそれぞれの小セル光源１Ｃ１１〜１Ｃ４３に対応する位置にＬＥＤ２が１個ずつ、計１２個配置されている。また、面光源ユニット１Ｃは、ハウジング３ＣとなるこれらのＬＥＤが配設される底板３Ｃａと、この底板３Ｃａに対向する位置を覆う光透過反射板５Ｃとを有している。
【０１２９】
底板３Ｃａは、第１〜第３実施形態に係る面光源ユニット１、１Ａ及び１Ｂとは異なり、側壁が省略され、また内部は格子状の隔壁板で仕切られてはおらず、その代わりに互いに内部空間が繋がった１２個の小室３Ｃ１１〜３Ｃ４３が設けられている。また、これらの１２個の小室３Ｃ１１〜３Ｃ４３は、上方が一体的に開口していると共に、これらの小室３Ｃ１１〜３Ｃ４３のうち、それぞれの隣接する小室の角部同士が当接する位置及びそれぞれの小室の四隅の底板３Ｃａ部分に計２０個の支柱１０１１〜１０５４が設けられている。
【０１３０】
光透過反射板５Ｃは、小室３Ｃ１１〜３Ｃ２３のそれぞれの開口を覆うミニ光透過反射板５Ｃ１と小室３Ｃ３１〜３Ｃ４３のそれぞれの開口を覆うミニ光透過反射板５Ｃ２の２枚のミニ光透過反射板からなっている。このミニ光透過反射板５Ｃ１及び５Ｃ２には、各小室３Ｃ１１〜３Ｃ４３の内部に配設されたＬＥＤに対応して、それぞれ６個、計１２個中央反射部を有したものとなっている。光透過反射板５Ｃはミニ光透過反射板５Ｃ１及び５Ｃ２の反射板単独のままでも、或いは、ミニ光透過反射板５Ｃ１及び５Ｃ２を一体に纏めたものを用いてもよく、この光透過反射板５Ｃの大きさ及び纏め方はハウジングを構成する底板３Ｃａ部分の大きさ或いは小室の数によって決定される。
【０１３１】
そして、各ミニ光透過反射板５Ｃ１及び５Ｃ２の１２個の各小室３Ｃ１１〜３Ｃ４３に対応する位置には、それぞれ対応する各小室３Ｃ１１〜３Ｃ４３の開口の面積Ｓ１に応じた面積ΔＳ１の中央反射部が形成されている。このＳ１及びΔＳ１の関係は、図８に示した関係を満たすように決定されている。このような構成とすることにより、第３実施形態に係る面光源ユニット１Ｃにおいても、従来例の面光源ユニット３０に比して、各セル光源の容積が小さくなるために各ＬＥＤ２からからの反射回数が減少して光損出が低減され、しかも、薄型化することができるとともに、照明光が均一になり、高い照明品質を確保できるようになる。
【０１３２】
加えて、第４実施形態の面光源ユニット１Ｃにおいては、２０個の支柱１０１１〜１０５４は、平面視で十字状とされ、先端部が先細と成された尖塔十字状のものが用いられており、しかもその高さはＬＥＤ２と光透過反射板５Ｃとの間の距離よりも高くなされている。そのため、２０個の支柱１０１１〜１０５４のそれぞれの先端部は、光透過反射板５Ｃの表面よりも所定高さｈ３だけ突出しており、この２０個の支柱１０１１〜１０５４の先端部で拡散板６を支持することができるようになっている。
【０１３３】
そのため、第４実施形態の面光源ユニット１Ｂによれば、隔壁板を省略しても、複数枚のミニ光透過反射板をまとめた大型の光透過反射板を全面にわたって底板３ａ部分から等しい距離で支持することができる。さらに、別途拡散板６と光透過反射板５Ｃとの間の距離を一定に保つための手段を形成する必要がなくなるので、面光源ユニットの内部を仕切る隔壁板を省略することができることと相まって、部品点数が少なくなって面光源ユニットの組み立てが容易になり、大量に面光源ユニットを生産する際のコストを下げることができるようになる。
【０１３４】
［変形例］
なお、支柱の数および形態は本実施形態の面照明装置のものに限られるものではなく、その他の形態をとることもできる。図１３Ｂは、本発明の第４実施形態の面照明装置に設けられる支柱の変形例であり、支柱１０Ａは円錐形となっている。ＬＥＤは指向性が高く、水平方向に進む光は垂直方向に進む光に比べ弱いため、ハウジングの底部付近においては支柱１０Ａによる影が生じにくく、そのため支柱１０Ａの底部に近い部分は幅が広いが、先端に向かうにつれて急激に幅が狭くなっている。
【０１３５】
また、支柱１０Ａの高さはＬＥＤ２と光透過反射板５Ｂとの間の距離に等しく、その先端に光透過反射板を戴置して光透過反射板を支持することができる。さらに、支柱１０Ａの上部には、細線状の指示突起が半球形に整形された拡散板支持部材１１Ａが設けられており、この拡散板支持部材１１Ａの端部において、拡散板を支持することができる。
【０１３６】
なお、支柱１０Ａの先端部は、第４実施形態の支柱と同様に、その高さをＬＥＤ２と光透過反射板５Ｂとの間の距離よりも高くし、その先端部で拡散板６を支持するように構成されてもよい。
【０１３７】
図１３Ｃは、支柱の別の変形例を示している。この支柱１０Ｂは中空円筒状をしており、中空円筒状の支柱１０Ｂの頂部に中空半球状の拡散板支持部材１１Ｂが形成されている。この中空円筒状の支柱１０Ｂ及び中空半球状の拡散板支持部材１１Ｂは、支柱１０、１０Ａとは異なり、光透過率が高く、光反射率の低い部材で形成されている。中空状の支柱１０Ｂは各ＬＥＤの周囲を囲うように配置され、この中空状の支柱１０Ｂによって光透過反射板を支持し、中空半球状の拡散板支持部材１１Ｂの頂部で拡散板を支持するようになっている。
【０１３８】
また、図１３Ｄは、図１３Ｃに示した中空円筒状の支柱１０Ｂと中空半球状の拡散板支持部材１１Ｂに対して、それぞれ窓１０ｃ及び１１ｃを形成した、窓開き中空状の支柱１０Ｃと窓開き中空半球状の拡散板支持部材１１Ｃとからなっている。このように窓１０ｃ及び１１ｃを形成すると、図１３Ｃに示した中空円筒状の支柱１０Ｂと中空半球状の拡散板支持部材１１Ｂよりも、ＬＥＤからの光の損失が少なくなり、しかも、軽量の面照明装置をえることができるようになる。
【０１３９】
［第５実施形態］
次に、図１４及び図１５を参照して、図１３Ｃに示す支柱１０Ｂを用いた本発明の第５実施形態に係る面照明装置を説明する。なお、図１４は本発明の第５実施形態に係る面照明装置の分解斜視図、図１４は図１５の面照明装置の斜視図、図１６は図１４のXVI−XVI線での断面図である。
【０１４０】
本発明の第５実施形態に係る面照明装置に用いられている面光源ユニットは、本発明の第３実施形態に係る面光源ユニットの構成を一部変更したものとなっている。なお、以下の説明では、面光源ユニット１Ａ、１Ｂ及び１Ｃと共通する構成には同じ符号を付して、重複説明を省略し、異なる構成を詳述する。
【０１４１】
本発明の第５実施形態に係る面照明装置７Ｄは、面光源ユニット１Ｄと、面光源ユニット１Ｄの光透過反射板の上面に配置された拡散板６とで構成されている。この面光源ユニット１Ｄは、細分化された１２個の小セル光源を有しており、内部にそれぞれの小セル光源に対応する位置にＬＥＤ２が１個ずつ、計１２個配置されている。また、面光源ユニット１Ｄは、これらのＬＥＤが配設されるハウジング３Ｄと、このハウジングの開口を覆う光透過反射板５Ｄとを有している。
【０１４２】
ハウジング３Ｄは、底板３Ｄａと側板３Ｄｂ〜３Ｄｅとで構成されており、側板３Ｄｂ〜３Ｄｅは底板３Ｄａの周囲から外方へ所定角度傾斜して配置されている。傾斜角度は、底板３Ｄａとの間で９０°を超え１５０°以内程度にするのが好ましい。このように側板３Ｄｂ〜３Ｄｅが底板３Ｄａの周囲から外方へ所定角度傾斜して配置されることにより、ハウジング開口および拡散板１を底板３Ｄａより大きくすることができ、発光面積を拡大することができる。
【０１４３】
ハウジング３Ｄの内部には互いに内部空間が繋がった１２個の小室３Ｄ１１〜３Ｄ４３が設けられている。また、これらの１２個の小室３Ｄ１１〜３Ｄ４３は、上方が一体的に開口していると共に、これらの小室３Ｄ１１〜３Ｄ４３のうち、最もハウジング側壁からの距離が遠い小室３Ｄ２２及び３Ｄ２３のＬＥＤ２の周辺を囲うように各１個の支柱１０Ｂ１〜１０Ｂ２が設けられている。
【０１４４】
２個の支柱１０Ｂ１、１０Ｂ２は、光透過率が高く、光反射率の低い部材で形成され、内部が空洞の円筒形となっている。また、その高さはＬＥＤ２と光透過反射板５Ｄとの間の距離と等しくなっており、この円柱の端部に光透過反射板５Ｄを戴置して固定することができる。さらに、支柱１０Ｂ１、１０Ｂ２のそれぞれの先端部には、支柱１０Ｂ１、１０Ｂ２同様に光透過率が高く、光反射率の低い部材で形成された半球形の拡散板支持部材１１Ｂ１、１１Ｂ２が設けられ、この拡散板支持部材１１Ｂ１、１１Ｂ２の先端部で拡散板６を支持することができるようになっている。
【０１４５】
上記のような構成を取ることにより、支柱内部に配置されたＬＥＤ２を中心として水平方向のどの方向においても出射光への影響が等しくなるため、より均一な照明光を得ることができる。また、一本の支柱あたりではより広い面積で光透過反射板を支持することができるため、支柱の数を減らすことができる。
【０１４６】
以上のように、第５実施形態の面光源ユニット１Ｄによれば、支柱の数を減らすことができ、面光源ユニットの内部を仕切る隔壁板を省略することができることと相まって、部品点数が少なくなって面光源ユニットの組み立てが容易になり、大量に面光源ユニットを生産する際のコストを下げることができるようになる。
【０１４７】
なお、本実施形態において、支柱１０Ｂ１、１０Ｂ２及び拡散板支持部材１１Ｂは光透過率が高く、光反射率の低い部材で形成されているが、ハウジング３及び光透過反射板５と同様に光反射率が高く、光透過率が低い部材で支柱１０Ｃ及び拡散板支持部材１１Ｃを形成することもできる。この場合、円筒状の支柱の側壁の一部分を切除し、光が透過するような構造にするとよい（図１３Ｄ参照）。拡散板支持部材１１Ｃにおいても同様に、半球形の部材の一部を切除し、光を透過させることにより、同様の効果を得ることができる。
【０１４８】
また、図２３に示す変形例のように、隔壁板４'の高さを側壁の半分の高さとすることもできる。本変形例の場合、光導通反射板が湾曲しないよう、隔壁板４'同士の交点部分に支柱１０Ｄを設けている。さらに、底板と隔壁板４'との交線部分が直角とならないよう、滑らかな曲面状の光反射部材を取り付けてもよい。光反射部材は、ハウジング３及び光透過反射板５と同様に光反射率が高く、光透過率が低い部材であればよい。また、図２３Ｂに示されるように、本変形例では滑らかな曲面状の曲面としているが、双曲面状などであってもよい。また、曲面とするのは底板と隔壁板との交線部分全体ではなく、図２４に示すように、支持柱周辺だけとしてもよい。
【０１４９】
［第６実施形態］
次に、図１７を参照して、本発明の第６実施形態に係る面照明装置を説明する。なお、図１７は本発明の第６実施形態に係る面照明装置の断面図である。
【０１５０】
本発明の第６実施形態に係る面照明装置に用いられている面光源ユニットは、本発明の第２実施形態に係る面光源ユニットの構成を一部変更したものとなっている。なお、以下の説明では、面光源ユニット１、１Ａと共通する構成には同じ符号を付して、重複説明を省略し、異なる構成部分を詳述する。
【０１５１】
本発明の第６実施形態に係る面照明装置７Ｅにおいては、図１７に示すように面光源ユニット１Ｅの外部に面光源ユニットを収容するフレーム１２が設けられている。このフレーム１２には耐火性の高い金属材を使用することが好ましく、特に、金属材として軽量かつ安価であり、耐火性も高いアルミニウム等を用いるのが好ましい。また、光反射透過板の上部には、光透過性を有し、難燃性の拡散板６Ａが設けられている。拡散板６Ａには例えばガラスやポリカーボネイト等を用いることができる。光透過反射板５Ｅやハウジング３Ｅは超微細発泡光反射材から形成されているが、超微細発泡光反射材は耐熱性が低く、火災等の高熱により溶けてしまう可能性がある。しかし、金属製のフレームや難燃性の拡散板によって覆うことにより、仮に火災等による熱で内側の超微細発泡光反射材が溶け出しても、拡散板６Ａが割れない限り溶けた部材が外部に流出するようなことがなく、面照明装置の耐火性を高めることができる。
【０１５２】
なお、第１実施形態の面光源ユニットと異なり、本実施形態の面光源ユニットにおいてはハウジング３Ｅの側壁及び隔壁板４Ｅに光透過反射板５Ｅを固定するための係止爪は設けられておらず、光透過反射板５Ｅにも取付け孔は設けられていない。本実施形態においては、フレーム１２の内側にハウジング３Ｅ、光透過反射板５Ｅ及び拡散板６Ａを順に収容して組み立てることにより、光透過反射板５Ｅ及び拡散板６Ａを機械的に保持することができるためである。
【０１５３】
［第７実施形態］
次に、図１８〜図２０を参照して、本発明の第７実施形態に係る面照明装置を説明する。なお、図１８Ａは本発明の第７実施形態に係る面照明装置の断面図であり、図１８Ｂは図１８ＡのXVIIIB部分の拡大図、図１９は図１８の光透過反射板の難燃性加工の例を示す模式図、図２０は図１８の光透過反射板の難燃性加工の別の例を示す模式図である。
【０１５４】
本発明の第７実施形態に係る面照明装置に用いられている面光源ユニットは、本発明の第６実施形態に係る面光源ユニットの構成を一部変更したものとなっている。なお、以下の説明では、第６実施形態に係る面光源ユニットと共通する構成には同じ符号を付して、重複説明を省略し、異なる構成部分について詳述する。
【０１５５】
本発明の第７実施形態に係る面照明装置においては、面光源ユニット１Ｆの外部に面光源ユニットを収容するフレーム１２が設けられている点では第６実施形態と同様であるが、図１８Ａに示されるように、拡散板を設けず、光透過反射板５Ｆ、ハウジング３Ｆ及び隔壁自体を難燃性とする加工を行う点で異なる。図１８Ｂは図１８ＡのXVIIIB部分の拡大図であるが、光透過反射板５Ｆ及びハウジング３Ｆの周囲に難燃性コーティング層１３が形成されている。図示されていない隔壁についても同様にコーティング層が設けられている。この加工は、図１９に示すように、公知のホウ酸化合物等の難燃剤を光透過反射板５Ｆの表裏両面にスプレーによって塗布することや、図２０に示すように、液体の難燃剤１４を光透過反射板５Ｆに浸漬することにより行われる。なお、図には示していないが、ハウジング３Ｆ及び隔壁への加工も同様に行われる。このような難燃剤を用いて、耐熱性の低い超微細発泡光反射材で形成された光透過反射板５Ｆ、ハウジング３Ｆ及び隔壁をコーティングし、難燃化することで、耐火性を有する面照明装置を安価に製造することができる。
【０１５６】
また、公知のパラキシリレン樹脂やポリエチレンテレフタレート等の難燃剤を、真空蒸着等の方法により光透過反射板５Ｆ、ハウジング３Ｆ及び隔壁の周囲にコーティングしても良い。特に、パラキシリレンは光吸収率等に与える影響が少ないため、パラキシリレンを用いることが好ましい。真空蒸着法による処理は、大量の光透過反射板５Ｆ、ハウジング３Ｆ及び隔壁を処理することができるため、面照明装置の大量生産に適している。このように光透過反射板５Ｆ、ハウジング３Ｆ及び隔壁の難燃性を高めることによっても本実施形態の面照明装置の耐火性を高めることができるとともに、拡散板の使用による光利用効率の低下を抑えつつ、面照明装置の製造コストを抑えることができる。また、難燃剤をコーティングするのではなく、光反射率は下がるが難燃性の高い部材である、ポリカーボネート樹脂を用いて光透過反射板、ハウジング及び隔壁を形成してもよい。他にも、ポリエチレン、ポリオレフィン、ポリプロピレンなどの発泡剤や、セラミック、チタンホワイト、抗酸化被膜を設けた純銀塗布材などを用いてもよい。
【０１５７】
［第８実施形態］
次に、図２１を参照して、本発明の第８実施形態に係る面光源ユニットを説明する。なお、図２１Ａは本発明の第８実施形態に係る面光源ユニットの光透過反射板の平面図、図２１Ｂ及び図２１Ｃは本発明の第８実施形態に係る面光源ユニットの光透過反射板の平面図の他の例、図２１Ｄは図２１ＡのXXIＤ−XXIＤ線での断面図である。本発明の第８実施形態に係る面照明装置に用いられている面光源ユニットは、本発明の第１実施形態に係る面光源ユニットの構成を一部変更したものとなっている。なお、以下の説明では、面光源ユニット１、１Ａと共通する構成には同じ符号を付して、重複説明を省略し、異なる構成部分について詳述する。
【０１５８】
第８実施形態の面光源ユニット１Ｇにおいては、ミニ光透過反射板５Ｇの全体面積Ｓ２とミニ中央反射部面積ΔＳ２との比を所定比としながら、開口の形状が第１実施形態のミニ光透過反射板と異なっている。図２１Ａに示すように、ミニ光透過反射板５Ｇのミニ中央反射部５ａ'Ｇには開口を設けず、ミニ外方反射部５ｂ'Ｇの開口はスリットとなっている。なお、本実施形態のミニ外方反射部５ｂ'Ｇにおいても、第１実施形態と同様にＬＥＤ２に近く、光の強いミニ光透過反射板５Ｇの中心近傍はスリットの幅を狭くして開口率を小さくし、ＬＥＤ２から遠く光が弱くなる周辺はスリットの幅を広くして開口率を大きくすることで、均一な照明光を得ることができるようになっている。また、スリットとスリットの間に設けられている桟にはミニ光透過反射板５Ｇを貫通しない溝、いわゆるハーフカット５ｄを設けることによって、桟の上部の照度を調整することができる。
【０１５９】
実験によると、光透過反射板の開口が円形の場合には開口が大きいほど光透過反射板による光の吸収が少なくなり、光の利用効率が高くなるが、外方反射部の開口をスリットとすることにより、丸穴の開口よりも開口率を上げることができ、光の利用効率をより高くすることができる。
【０１６０】
また、図２１Ｂに示すミニ光透過反射板５Ｈのように、スリットを直線状ではなく、円弧状とすることもできる。円弧状とすることによって、点光源からの直接光が出にくくなり、グレアの発生を抑えることができ、照明光をより均一化することができる。また、図２１Ｃに示すミニ光透過反射板５Ｉのように、中央反射部５ａ'Ｉには丸孔の開口を設け、外方反射部５ｂ'Ｉにはスリットを設けてもよい。また、図２１Ｄに示されるように、スリットを光透過反射板に垂直に開けるのではなく、点光源からの直接光が外部に照射されづらくなる方向に開けると、直接光が出にくくなるため、グレアの発生をより抑えることができる。
【０１６１】
［第９実施形態］
次に、図２２を参照して、本発明の第９実施形態に係る面光源ユニットを説明する。なお、図２２は本発明の第９実施形態に係る面照明光源ユニットの断面図である。本発明の第９実施形態に係る面照明装置に用いられている面光源ユニットは、本発明の第１実施形態に係る面光源ユニットの構成を一部変更したものとなっている。以下の説明では、面光源ユニット１、１Ａと共通する構成には同じ符号を付して、重複説明を省略し、異なる構成について説明する。
【０１６２】
面光源ユニットを薄型化し、側板部の高さを３〜５ｍｍ程度の高さとした場合、点光源の直上付近の色が周辺部と異なってしまうという問題点があった。これは、点光源の直上部付近の照明光は、主にミニ光透過反射板を通過した光であり、周辺部の照明光は、主にミニ光透過反射板に設けられた開口を通過した光であるからであると考えられる。
【０１６３】
第９実施形態の面光源ユニット１Ｊにおいては、図２２Ａに示されるように、ミニ光透過反射板の点光源の直上部付近である中央反射部に、径が６０ミクロン〜１００ミクロンの微細孔５ａ１が開けられている。微細孔の大きさは、取り付けられている点光源よりも小さければよい。微細孔５ａ１を開けることにより、点光源からの光がミニ光透過反射板を通過せずに出てくるため、中央反射部から出てくる光のスペクトルが変化することがなくなり、全体の色温度を均一化することができる。
【０１６４】
また、図２２Ｂに示されるように、ミニ光透過反射板の点光源側の直上部付近である中央反射部において、点光源２側に高光反射率部材１５を取り付けてもよい。高光反射率部材１５を取り付けることによって、さらにミニ光透過反射板を通過する光がなくなり、照明光の色温度を均一化することができる。高光反射部材として、アルミニウムや、純銀塗布膜などがある。また、高光反射部材ではなく、特定の波長を吸収する光吸収部材を取り付けてもよい。本実施形態の場合、黄色く変色してしまうため、黄色い波長を吸収する光吸収部材を取り付けることで、照明光の色温度を均一化することができる。
【０１６５】
また、図２２Ｃに示されるように、高光反射率部材の代わりに、複数個の凸状反射部材１５ａが形成されているものとしてもよい。また、図２２Ｄに示されるように、ミニ光透過反射板に設けた開口部に拡散部材１５ｂ若しくはマイクロレンズ１５ｃを取り付けてもよい。また、図２２Ｅに示されるように、ミニ光透過反射板を二枚重ね張りし、その間に、ミニ光透過反射板と同様の開口を設けた高光反射率部材１５を挟んでもよい。
【符号の説明】
【０１６６】
１、１Ａ…面光源ユニット
１１１〜１２２、１Ａ１１〜１Ａ４４…ミニ光源
２…ＬＥＤ（点光源）
３、３Ａ〜３Ｄ…ハウジング
３ａ、３Ａａ、３Ｂａ、３Ｄａ…底板
３ｂ〜３ｅ…側板
３ｆ、３ｆ'…開口
３１１〜３２２、３Ａ１１〜３Ａ４４…小室
４…隔壁板
５…光透過反射板
５１１〜５２２、５Ａ１１〜５Ａ４４…ミニ光透過反射板（光透過反射板）
５ａ、５ａ' …ミニ中央反射部（中央反射部）
５ｂ、５ｂ' …ミニ外方反射部（外方反射部）
６…拡散板
７…面照明装置
８…液晶表示パネル
９…液晶表示装置
１０、１０Ａ〜１０Ｃ…支柱
１１Ａ〜１１Ｃ…拡散板支持部材
１２…フレーム
１３…難燃性コーティング
１４…液体難燃剤
φ１、φ２、φ３…直径
【図１】
2011151002.tif 000003
【図２】
2011151002.tif 000004
【図３】
2011151002.tif 000005
【図４】
2011151002.tif 000006
【図５】
2011151002.tif 000007
【図６】
2011151002.tif 000008
【図７】
2011151002.tif 000009
【図８】
2011151002.tif 000010
【図９】
2011151002.tif 000011
【図１０】
2011151002.tif 000012
【図１１】
2011151002.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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