(57)【要約】【課題】点光源からの不要な光を遮断することにより輝度分布が均一な面状照射光を出射する面状照明装置を提供する。【解決手段】導光板１１の光を入射させる側の端面に凹部１１５が形成され、この凹部１１５内にフレキシブル配線基板１２に搭載されたＬＥＤ１２を収容させる配置で、フレキシブル配線基板１２が導光板１１の光入射側端面１１１から光出射エリア１１３に対応する領域に至る光導入部における前面１１２に設置されている。フレキシブル配線基板１２には、その略全域にわたり幅広に拡張された銅配線パターン１４２ａ〜１４２ｃが被設されており、この銅配線パターン１４２ａ〜１４２ｃにより、面状照射光における光源側異常明部を発生させる要因となる光の照射対象側への進行を遮断する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を放射状に射出する点光源と、
端面の少なくとも一部に前記点光源が配置され、前記点光源から射出された光を前記点光源が配置された光入射端面から入射させ一方の主面の光出射エリアから面状に出射させる導光板と、
前記点光源が導通設置された回路基板とを有する面状照明装置であって、
前記回路基板は、前記導光板における光を出射させる主面上の、前記光出射エリア外の前記光入射端面に対応する位置に設置され、前記点光源から射出された光のうちの少なくとも前記光出射エリア外から出射される光の透過を実質的に遮断するための遮光部を備えていることを特徴とする面状照明装置。
【請求項２】
前記回路基板はフレキシブルなベースシート上に前記点光源を駆動するための配線が配設されたフレキシブル配線基板であり、前記遮光部は前記ベースシートに幅広に拡張された前記配線が積層されて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項３】
前記回路基板はフレキシブルなベースシート上に前記点光源を駆動するための配線が配設されたフレキシブル配線基板であり、前記遮光部は前記ベースシートに前記配線と同じ材料で形成された前記配線とは切離されているダミー配線パターンが積層されて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点光源を用いたサイドライト方式の面状照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示素子用のバックライトとして、矩形状導光板の一方の端面に光源を対向配置し、この光源から射出される光を導光板内に導き液晶表示素子の背面に対向させた一方の主面の光出射エリアから面状に出射させる、サイドライト方式の面状照明装置が用いられている。この場合の光源としては、バックライトを含めた液晶表示モジュールの小型薄型化を促進するために、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）等の点光源が採用されている。（例えば特許文献１参照）
【０００３】
上述の点光源を用いた面状照明装置による場合、点光源が光を放射状に射出する光源であるため、陰極管等の光を線状に射出する線光源に比べ、輝度が均一な面状照射光を得ることが難しく、このような面状照射装置をバックライトとした例えば液晶表示装置等のディスプレイにおいては、表示画面の光源側縁部に異常に明るい部位（以下、光源側異常明部という）が生じる。この光源側異常明部は、点光源から射出され導光板に入射した光のうち、導光板の光出射エリア外の光源側端部から出射されディスプレイの表示領域に混入した光により、引き起こされる。
【０００４】
そこで、上記光源側異常明部の発生を防止するため、特許文献２に示されるように、導光板前面（光出射側を前面とする）の光出射エリア外の光源側端部に黒色の光吸収層を設け、光源側異常明部の原因となる光の出射を阻止する方法が提案されている。
【特許文献１】特開平８−３１３９０２号公報
【特許文献２】特開２００４−２１３９２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかるに、上述のような光吸収層を設ける方策は、確実な遮光が困難であり、製造工程が多くなるという課題があった。
【０００６】
本発明の目的は、点光源からの不要な光を遮断することにより、輝度分布が均一な面状照射光を出射する面状照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の面状照明装置は、光を放射状に射出する点光源と、端面の少なくとも一部に前記点光源が配置され、前記点光源から射出された光を前記点光源が配置された光入射面から入射させ一方の主面の光出射エリアから面状に出射させる導光板と、前記点光源が導通設置された回路基板とを有する面状照明装置であって、前記回路基板は、前記導光板における光を出射させる主面の光入射側端部における光出射エリア外に設置され、前記点光源から射出された光のうちの少なくとも前記光出射エリア外から出射される光の透過を実質的に遮断するための遮光部を備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の面状照明装置によれば、点光源が搭載された回路基板に遮光部を設け、この遮光部を備える回路基板を導光板の光源側端部に設置して、照射光における光源側異常明部を発生させる要因となる導光板の光源側端部からの出射光の照射対象に向かう進行を遮断したから、専用の遮光部材を用いずに光源側異常明部が無く輝度分布が均一な面状照射光が得られる点光源を用いた面状照明装置を提供することができる。
【０００９】
本発明の面状照明装置においては、回路基板がフレキシブルなベースシート上に前記点光源を駆動するための銅からなる配線が配設されたフレキシブル配線基板であり、遮光部が前記ベースシートに幅広に拡張された前記配線が積層されて形成されている構成とすることが好ましく、これにより、前記ベースシートに幅広に拡張された前記配線が積層されることによって遮光部が形成されるから遮光部を形成するための専用の工程が不要となり、その結果、例えばフォトリソグラフィーにより形成される遮光部材を兼ねるフレキシブル配線基板の製造工数の増加が回避され、また、配線が幅広になり断線等に対する信頼性が向上する。
【００１０】
また、本発明の面状照明装置においては、回路基板がフレキシブルなベースシート上に前記点光源を駆動するための銅からなる配線が配設されたフレキシブル配線基板であり、遮光部が前記ベースシートに前記配線と同じ材料の銅で形成された前記配線とは切離されたダミー配線パターンが積層されて形成されている構成とすることが好ましく、これにより、前記ベースシートに前記配線と前記ダミー配線パターンとを例えばフォトリソグラフィーにより一括して同時に形成することができ、その結果、遮光部材を兼ねるフレキシブル配線基板の製造工数の増加が回避されると共に、遮光部を光源側異常明部の原因となる光の透過をより確実に遮断できるパターンに容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態としての面状照明装置を用いる液晶表示モジュールの全体構成を示す分解斜視図で、図２はその要部を詳細に示す模式的断面図である。
【００１２】
図２に示されるように、本実施形態の液晶表示モジュールにおける液晶表示パネル１は、一対のガラス基板２、３を枠状シール材４により所定の間隙を保って接合し、この枠状シール材４で囲まれたガラス基板２、３の各対向面（以下、内面という）間に液晶５が封入されてなる。ガラス基板２、３の各内面には、図示していない複数の電極とこれらを被う配向膜とがそれぞれ積層されている。また、両ガラス基板２、３の各外面には、偏光板６ａ、６ｂがそれぞれ設置されている。
【００１３】
本例の液晶表示パネル１における一対のガラス基板２、３の大きさ（面積）は、図１に示すように、前側ガラス基板２よりも後側ガラス基板３の方が大きく、これら大きさの異なるガラス基板２、３は後側ガラス基板３の隣り合う２縁辺が前側ガラス基板２の対応する２縁辺から突出する配置で接合されている。後側ガラス基板３の突出縁辺３０１には、図示しない電極から引き出された配線とその各端部の接続端子が配設されて駆動回路部が形成されており、これら駆動回路部には駆動回路素子としてのドライバＬＳＩ（不図示）がＣＯＧ（Chip On Glass）搭載されている。そして、この駆動回路部の入力エリアには、外部駆動制御回路（不図示）と電気接続するためのフレキシブル配線基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）７が導通接合されている。
【００１４】
上述の液晶表示パネル１は、フレームケース８内に嵌装されている。このフレームケース８においては、図２に示すように、液晶表示パネル１を収容する前室８ａと、後述する照明装置を収容する後室８ｂとが、２段重ねに形成されている。前室８ａと後室８ｂは、仕切り板８０１により前後（図面では上下）に仕切られ、仕切り板８０１に穿設されている矩形の採光窓８０２により連通されている。前室８ａの側壁８０３には、前室８ａ内に装着される液晶表示パネル１のＦＰＣ７を外部に引き出すための引出し口８０４が形成されている。
【００１５】
フレームケース８の後室８ｂには、サイドライト型の面状照明装置１０が収容されている。本実施形態のサイドライト型面状照明装置１０は、照射対象の液晶表示パネル１に大略対応した矩形をなす透明な導光板１１の一端面１１１側に、点光源としてのＬＥＤ（Light-Emitting Diode）１２が本例では２個配置され、導光板１１の液晶表示パネル１に対向させる前面１１２とは反対側の後面１１３には光反射シート１３が設置されて、構成されている。導光板１１の光反射シート１３が設置される後面１１３には、ＬＥＤ１２から射出され導光板１１に入射した光を前面１１２に向けて反射させるための同心円状の凹凸パターン（不図示）が形成されている。これにより、導光板前面１１２の液晶表示パネル１の表示領域に対応させて設定されている光出射エリア１１４の略全域から、光が面状に出射される。
【００１６】
ＬＥＤ１２は、フレキシブル配線基板１４上に直接搭載され、フレキシブル配線基板１４はそれらＬＥＤ１２の駆動を制御する駆動制御部（不図示）に電気接続されている。そして、導光板１１の光を入射させる側の一端面１１１に形成されている凹部１１５、１１５内にそれらＬＥＤ１２、１２がそれぞれ収容される配置で、フレキシブル配線基板１４が導光板１１の光入射側端面１１１から光出射エリア１１４に対応する領域に至る光導入部の前面１１２に設置されている。
【００１７】
本実施形態のフレキシブル配線基板１４は、ポリイミド等の耐熱性樹脂材料からなるベースシート１４１の表面に銅箔を被着した後、これをフォトリソグラフィーによりパターニングしてなる。この銅箔のパターニングにより、図３に示されるように、一対のＬＥＤ１２、１２を駆動するための配線パターン１４２ａ〜１４２ｃと一対の接続端子パッド１４３ａ、１４３ｂが一括して形成される。ここで、配線パターン１４２ａ〜１４２ｃは、フレキシブル配線基板１４の表面において可及的に広範囲にわたって敷設されている。
【００１８】
すなわち、ベースシート１４１上の、各配線パターン１４２ａ〜１４２ｃ間及び各配線パターン１４２ａ〜１４２ｃとＬＥＤ１２、１２の端子電極（不図示）間のショートを防止するために必要な間隔を確保するための絶縁帯域１４４、並びに、フレキシブル配線基板１４の全周縁にわたり確保された切断公差代１４５、を除いたエリアの略全域にわたって、銅からなる配線パターン１４２ａ〜１４２ｃが被着形成されている。このフレキシブル配線基板１４の銅からなる配線パターン１４２ａ〜１４２ｃが被着された領域は、実質的に光を透過させないため、本発明に係わる遮光部を兼ねている。
【００１９】
なお、本実施形態のフレキシブル配線基板１４は、打ち抜き切断により個々に切離されるから、切断公差代１４５の幅は０．３ｍｍ程度に設定されている。この切断公差代１４５の幅は、切断の際の公差を確保するだけでなく、配線パターン１４２ａ〜１４２ｂ同士の後述するケーシングとしての板金製底板２０を介したショートをも確実に防止できる寸法に設定されている。
【００２０】
上述のように構成された遮光部材を兼ねるフレキシブル配線基板１４は、一対のＬＥＤ１２、１２を凹部１１５、１１５内に収容させた配置で、両面接着テープ等の接着部材（不図示）により、導光板１１の光出射面となる前面１１２の光入射側端部に固着されている。ここで、図３に示されるようにフレキシブル配線基板１４の幅Ｗ14は導光板１１の光導入部の幅Ｗ11と略等しい寸法に設定されており、これにより、導光板１１の光導入部における前面１１２の略全域が、遮光部材によって覆われた構成となる。
【００２１】
導光板１１の前面１１２には、面状出射光の正面輝度を高めると共に強度分布を均一化するために、調光シート積層体１６が設置されている。この調光シート積層体１６は、光拡散シート１７、第１プリズムシート１８、及び第２プリズムシート１９がこの順序で導光板１１の前面１１２に重畳設置されてなる。
【００２２】
第１プリズムシート１８と第２プリズムシート１９は、共に、ポリエステル樹脂のベースフィルムの表面にアクリル樹脂のプリズムパターンを積層してなる。それら各プリズムパターンは、共に、断面が直角二等辺三角形をなす複数の凸条１８１、１９１が平行に延在するパターンであり、第１プリズムシート１８と第２プリズムシート１９は、各プリズムパターンにおける凸条１８１、１９１の延在方向を互いに直交させて積層されている。
【００２３】
ここで、第２プリズムシート１９は、第１プリズムシート１８よりも、厚さは略２倍程度に厚く、面積は、大略、ＬＥＤ１２が搭載されたフレキシブル配線基板１４の幅Ｗ14分だけ光源側へ広く拡張されている。また、この第２プリズムシート１９における突条１９１の延在方向を光源側端面に直角な方向つまり拡張方向に一致させてある。そして、第１プリズムシート１８と第２プリズムシート１９とは、それぞれの反光源側端面位置を揃えて配置されている。これにより、図２に示すように、第２プリズムシート１９の拡張された庇部１９２がＬＥＤ１２設置領域の全域を覆った配置構成となる。
【００２４】
このように、第２プリズムシート１９を厚肉に形成すると共にその突条１９１の延在方向をシート拡張方向に一致させることにより、第２プリズムシート１９の突条延在方向における曲げ強度が増し、ＬＥＤ１２の浮き上がりが防止される。
【００２５】
すなわち、環境温度の変化や照明装置自体のオン・オフによる加熱と冷却の繰り返し等により、ＬＥＤ１２が搭載されたフレキシブル配線基板１４と導光板１１との熱膨張率や収縮率の違い、或いはそれらを接着する接着部材の熱変形による剥がれや浮き上がり等が原因となって、ＬＥＤ１２の位置が上下方向（導光板１１の厚さ方向）にずれる虞がある。しかし、本実施形態においては、ＬＥＤ１２の頭部をフレキシブル配線基板１４等を介して厚肉に形成された第２プリズムシート１９の庇部１９ｂで押える配置構成としたから、ＬＥＤ１２が所定の適正位置に安定して保持される。これにより、ＬＥＤ１２からの射出光をロスさせずに効率良く導光板１１に入射させることができる。
【００２６】
上述のように構成された面状照明装置１０は、フレームケース８の後室８ｂ内に、最前面の第２プリズムシート１９を採光窓８０２に対面させた配置で収容されている。そして、背面パネル２０がフレームケース８に嵌合装着されて後室８ｂが閉じられ、面状照明装置１０が後室８ｂ内に収納保持されている。本実施形態の背面パネル２０は、板金を加工して形成されている。
【００２７】
液晶表示パネル１と面状照明装置１０が前室８ａと後室８ｂにそれぞれ収納されたフレームケース８には、シールドケース２１が被装されている。シールドケース２１の天板２１１には、収納される液晶表示パネル１の表示エリアに対応させて表示窓２１２が穿設されている。また、天板２１１の周囲に設けられている側板２１３には、液晶表示パネル１に設置接続されているフレキシブル配線基板７を外部に引き出すための取り出し口２１４が形成されている。
【００２８】
上述のように構成された液晶表示モジュールにおいては、図２に示されるように、各ＬＥＤ１２から射出された光のうちの大部分は、光線Ａのように導光板１１内に入射し光出射エリア１１４に対応する領域まで伝播し、後面１１３で前面１１２に向けて拡散反射され、面状照射光を構成する光として光出射エリア１１４から出射される。
【００２９】
しかし、導光板１１内に入射し、光出射エリア１１４に対応する領域に至るまでの光導入部における前面１１１から出射して二点鎖線で示すように液晶表示パネル１側に進行しようとする光線Ｂのような光は、フレキシブル配線基板１４の銅配線パターン１４２ａ〜１４２ｃが配設された遮光部により反射若しくは吸収されて液晶表示パネル１側への進行が遮断される。
【００３０】
また、各ＬＥＤ１２から射出されて導光板１１内に入射せずにフレキシブル配線基板１４に入射する光線Ｃのような光も、フレキシブル配線基板１４における銅配線パターン１４２ａ〜１４２ｃが配設された遮光部により吸収若しくは反射され、二点鎖線で示す液晶表示パネル１側への進行が遮断される。
【００３１】
このようにして、光線Ｂや光線Ｃ等のような従来の面状照明装置の照射光における光源側異常明部の発生要因となる光の液晶表示パネル１側への進行が、フレキシブル配線基板１４の銅配線パターン１４２ａ〜１４２ｃが配設された遮光部により遮断され、その結果、光源側異常明部が無く輝度分布が均一な面状照射光が得られる。
【００３２】
以上のように、本実施形態の面状照明装置は、ＬＥＤ１２が搭載されたフレキシブル配線基板を導光板１１の光導入部における前面１１１に設置し、且つ、このフレキシブル配線基板１４の銅配線パターン１４２ａ〜１４２ｃを遮光膜パターンを兼ねるように可及的に拡張した構成となっているから、光源側異常明部を発生させる要因となる光線Ｂや光線Ｃ等の光源側光出射エリア１１４外から出射される光の液晶表示パネル１側への進行が、銅配線パターン１４２ａ〜１４２ｃが設けられたフレキシブル配線基板１４により遮断される。その結果、点光源を用いるにも拘わらず光源側異常明部が無く輝度分布が均一な面状照射光が得られる面状照明装置を、専用の遮光部材を用いずにその分低コストで提供できる。
【００３３】
また、ＬＥＤ１２が搭載されたフレキシブル配線基板を導光板１１の前面１１２の光入射側端部に光学積層体１６に並べて設置したから、導光板の後面１１３に設置する場合に比べ、ＬＥＤ搭載基板が面状照明装置の厚さを増加させることがなく照明装置の薄型化が促進される。
【００３４】
次に、本発明の他の実施形態としての面状照明装置について、図４に基づき説明する。なお、上記実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００３５】
本実施形態の面状照明装置においては、点光源のＬＥＤ１２が導光板３１の光入射面とする端面３１１に光射出面１２１を密着させて設置されている。すなわち、導光板３１にはＬＥＤ１２を収容するための凹部が設けられていない。このため、ＬＥＤ１２が搭載されるフレキシブル配線基板３２は、導光板３１の光導入部における前面に重畳させる大面積の取付用凸片部３２１を備えている。この取付用凸片部３２１には、遮光膜としてのダミー配線パターン３２２ａが配設されている。また、配線３２３間や長手縁辺にも、ダミー配線パターン３２２ｂ、３２２ｃが配設されている。なお、本実施形態のフレキシブル配線基板３２においても、上記実施形態と同様に、打抜き用の切断公差代３２４が全周縁にわたり設けられている。その他の構成は、上記実施形態と同じである。
【００３６】
ダミー配線パターン３２２ａ〜３２２ｃは、配線３２３と同じ導電膜材料の銅で形成されており、フォトリソグラフィーにより配線３２３と同時に一括パターニング形成されている。したがって、本実施形態のフレキシブル配線基板３２は、上記実施形態におけるフレキシブル配線基板１４とは外形及び銅パターンの形状が異なっているが、それと同様に従来の均一な幅の配線が形成されただけのフレキシブル配線基板と同程度の低コストで製造できる。
【００３７】
このように、本実施形態の液晶表示モジュールでは、ＬＥＤ１２が搭載されるフレキシブル基板３２に遮光膜としての銅からなるダミー配線パターン３２２ａが配設された取付用凸片部３２１を設け、この取付用凸片部３２１により導光板３１の光入射面３１１から光出射エリア３１２対応領域に至る光導入部における前面の略全域が覆われているから、本実施形態のようにＬＥＤ１２を導光板３１の光入射端面３１１に密着させて設置するために光導入部が比較的大きく形成される場合でも、光導入部前面から出射される光がダミー配線パターン３２２ａが設けられた上記取付用凸片部３２１により吸収若しくは反射されて前側（照射対象側）への進行が確実に遮断される。その結果、光導入部が比較的大きく形成される構造であるにも拘わらず専用の遮光部材を用いずに光源側異常明部が無く輝度分布が均一な面状照射光が得られる面状照明装置を提供できる。
【００３８】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、ＬＥＤ搭載回路基板に設ける遮光部をベースシートと銅からなる遮光膜パターンの積層構造としたが、これに限らず、銅以外の材料でベースシートに積層されて光の透過を実質的に遮断できる厚さに遮光膜パターンを形成してもよく、また、基板本体自体が光の透過を実質的に遮断できるものであれば基板本体だけで遮光部を形成し遮光膜パターンを積層しなくてもよい。
【００３９】
また、点光源としては、ＬＥＤに限らず、他の種々の点光源を用いることができる。
【００４０】
さらに、本発明は、点光源が搭載される基板としてフレキシブル配線基板を用いる場合に限らず、リジッドな基板を用いたＰＣＢ（printed-circuit board）やケーブルコネクタ等の他の種々の配線基板に点光源を搭載した場合にも、広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態としての面状照明装置を用いた液晶表示モジュールの全体構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す液晶表示モジュールの要部構成を示す模式的部分断面図である。
【図３】上記実施形態における面状照明装置の要部構成を示す説明図である。
【図４】本発明の他の実施形態としての面状照明装置の要部構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１                        液晶表示素子
２、３                    ガラス基板
４                        シール材
５                        液晶
６                        半導体チップ
７、１４、３２            フレキシブル配線基板
１４２ａ〜１４２ｃ        配線パターン
３２２ａ〜３２２ｃ        ダミー配線パターン
８                        フレームケース
１０                      面状照明装置
１１、３１                導光板
１２                      ＬＥＤ
１３                      光反射シート
１５                      両面接着テープ
１６                      調光シート積層体
１７                      光拡散シート
１８                      第１プリズムシート
１９                      第２プリズムシート
２０                      底板
【図１】
2008010331.tif 000003
【図２】
2008010331.tif 000004
【図３】
2008010331.tif 000005
【図４】
2008010331.tif 000006