(57)【要約】【課題】本発明の課題は、導光板の出光面から出射する光の全光束量を増大させ、かつ輝度ムラの発生が抑制されたエッジライト型面発光装置を提供することである。【解決手段】本発明のエッジライト型面発光装置は、平面視矩形の樹脂製の導光板と、導光板の相対する端面の少なくとも一方の端面に沿って配置された光源と、光源が配置された側の上記端面に対向して配置され、該光源が固定されている基板と、これら基板、光源および導光板を囲むハウジング体と、導光板と対向する面の中央部分が開口となっており、導光板の周縁部を覆うように導光板の出光面側からハウジング体を囲むフレーム体と、を少なくとも備えており、２以上の反射シートが、基板に沿った方向にある端辺が互いに接触しないように、導光板とハウジング体との間に重ねて設けられている。【選択図】図１
2013206803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視矩形の樹脂製の導光板と、
導光板の相対する端面の少なくとも一方の端面に沿って配置された光源と、
光源が配置された側の上記端面に対向して配置され、該光源が固定されている基板と、
これら基板、光源および導光板を囲むハウジング体と、
導光板と対向する面の中央部分が開口となっており、導光板の周縁部を覆うように導光板の出光面側からハウジング体を囲むフレーム体と、を少なくとも備えており、
光源の光が、導光板の光源が配置された側の上記端面から入射して導光板内で反射して上記出光面から出射するようになっている、エッジライト型面発光装置において、
２以上の反射シートが、基板に沿った方向にある端辺が互いに接触しないように、導光板とハウジング体との間に重ねて設けられていることを特徴とするエッジライト型面発光装置。
【請求項２】
反射シートの寸法が、ハウジング体の導光板側面の寸法よりも小さい請求項１に記載のエッジライト型面発光装置。
【請求項３】
２以上の反射シートのうち、導光板側に設けられた反射シートの端辺が、フレーム体の上記中央部分の垂線方向の領域内には存在していない請求項１または２に記載のエッジライト型面発光装置。
【請求項４】
光源のハウジング体側面と、ハウジング体の導光板側面との間には反射シートが設けられている請求項１〜３のいずれかに記載のエッジライト型面発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッジライト型面発光装置に関するものである。この面発光装置は、オフィス等の屋内や新幹線等の車両内等、また冷蔵庫内等で使用される照明体、液晶ディスプレイに使用されるバックライトユニット、看板等に有用である。
【背景技術】
【０００２】
エッジライト型面発光装置は、一般に、光源と、光源から入射した光を面発光させるための導光板と、光源及び導光板を囲んで支持するハウジング体とを少なくとも備える。
【０００３】
エッジライト型面発光装置において、光源は、導光板の端面に沿って配置され、該光源から出射された光は、導光板の光源が配置された上記端面から導光板内に入射し、さらに導光板内で反射して導光板の出光面から出射する。この導光板内に入射した光は、導光板の出光面からだけでなく、出光面と反対側の面（反射面）からも出射することがある。そこで、特許文献１に示されるように、反射面から出射される光を反射して再び導光板内に戻すことを目的として、該反射面と対向するハウジング体面の全面に反射シートが設けられることがある。反射シートを設けることで、導光板の出光面から出射する光の全光束量を増大することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０１２１０号
【特許文献２】国際公開第２０１１／０９２９０２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エッジライト型面発光装置は、点灯すると光源が発熱し、光源近傍部分の装置内温度が上昇する。また、エッジライト型面発光装置は、使用環境が高温環境下や高湿環境下となることがある。反射シートは、発泡樹脂シートや表面に金属蒸着してなる樹脂シート等であるため、前記光源からの発熱や、使用環境の温度や湿度によって、熱膨張や吸湿膨張して撓みが生じることがある。反射シートに生じた撓みにより、エッジライト型面発光装置の発光面において輝度ムラが発生することがあり、問題となっている。
【０００６】
かかる問題を改善するため、特許文献２では、反射シートに、長穴部を、該長穴部の長軸方向が該反射シートが熱膨張する方向に沿うように、複数個設けることが報告されている。しかしながら、当該方法は、反射シートが熱膨張する方向を予め確認しておく必要があり、また、反射シート面内に長穴部を設けることで、光の反射効率が低下し、導光板の出光面から出射する光の全光束量が減少するおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、導光板の出光面から出射する光の全光束量を増大させ、かつ輝度ムラの発生が抑制されたエッジライト型面発光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、以下の発明に係るものである。
（１）平面視矩形の樹脂製の導光板と、導光板の相対する端面の少なくとも一方の端面に沿って配置された光源と、光源が配置された側の上記端面に対向して配置され、該光源が固定されている基板と、これら基板、光源および導光板を囲むハウジング体と、導光板と対向する面の中央部分が開口となっており、導光板の周縁部を覆うように導光板の出光面側からハウジング体を囲むフレーム体と、を少なくとも備えており、光源の光が、導光板の光源が配置された側の上記端面から入射して導光板内で反射して上記出光面から出射するようになっている、エッジライト型面発光装置において、２以上の反射シートが、基板に沿った方向にある端辺が互いに接触しないように、導光板とハウジング体との間に重ねて設けられていることを特徴とするエッジライト型面発光装置。
（２）反射シートの寸法が、ハウジング体の導光板側面の寸法よりも小さい前記（１）に記載のエッジライト型面発光装置。
（３）２以上の反射シートのうち、導光板側に設けられた反射シートの端辺が、フレーム体の上記中央部分の垂線方向の領域内には存在していない前記（１）または（２）に記載のエッジライト型面発光装置。
（４）光源のハウジング体側面と、ハウジング体の導光板側面との間には反射シートが設けられている前記（１）〜（３）のいずれかに記載のエッジライト型面発光装置。
【発明の効果】
【００１０】
（１）の発明では、２以上の反射シートが、基板に沿った方向と平行方向にある端辺が互いに接触しないように、導光板とハウジング体との間に重ねて設けられていることから、導光板の出光面から出射する光の全光束量を増大させ、かつ輝度ムラの発生を抑制することができる。
【００１１】
（２）の発明では、反射シートの寸法が、ハウジング体の導光板側面の寸法よりも小さいことから、反射シートの撓みの発生をより抑制することができる。
【００１２】
（３）の発明では、２以上の反射シートのうち、導光板側に設けられた反射シートの端辺が、フレーム体の上記中央部分の垂線方向の領域内には存在していないことから、輝線の発生を抑制することができる。
【００１３】
（４）の発明では、光源の基板に固定されている面と直交する面とハウジング体との間には反射シートが設けられていることから、導光板の出光面から出射する光の全光束量をより増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態のエッジライト型面発光装置の断面図である。
【図２】本発明の別の一実施形態のエッジライト型面発光装置の断面図である。
【図３】従来のエッジライト型面発光装置の断面図である。
【図４】他の従来のエッジライト型面発光装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態のエッジライト型面発光装置の断面図である。図２は、本発明の別の一実施形態のエッジライト型面発光装置の断面図である。この面発光装置１は、導光板２と、光源３と、ハウジング体４と、フレーム体５と、反射シート６を少なくとも備えている。
【００１６】
導光板２は、平面視矩形の板であり、樹脂を主成分としてできている。樹脂としては、例えば、（メタ）アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、及び（メタ）アクリル酸エステル−スチレン樹脂からなる群から選択される、少なくとも１種が好ましく、特に（メタ）アクリル樹脂が好ましい。これらの樹脂は、２種以上を混合して使用してもよく、また、２種以上を積層するように使用してもよい。導光板２の厚さは、通常は１〜１０ｍｍであり、好ましくは２〜８ｍｍであり、より好ましくは２．５〜５ｍｍである。導光板２は、あまり薄すぎると、光源３からの光が入射しにくくなることがあり、あまり厚すぎると、発光効率が不十分となることがあり、また、面発光装置全体の重量が重くなるので、薄すぎても厚すぎても好ましくない。
【００１７】
導光板２の反射面２Ｗには、乱反射層２０が形成されている。乱反射層２０は、反射面２Ｗに対して、ドット状又はストライプ状等に、レーザーによって直接加工を施したり、インクをスクリーン印刷又は蒸着等したり、又はインクジェット印刷したりすることにより形成されている。乱反射層２０は、面発光装置での輝度ムラの発生を抑制する点から、ドット状が好ましい。ドットの形態としては、例えば、略円形、略三角形、略四角形、略六角形等が挙げられる。乱反射層２０をドット状に形成する方法としては、（１）ドットに対応する部分に対して、凹凸加工を施したりインク等を付着させたりする方法と、（２）ドット以外の地の部分に対して、凹凸加工を施したりインク等を付着させたりする方法とがある。（１）の方法を「ポジパターン」と言い、（２）の方法を「ネガパターン」と言う。なお、ドットの分布は、ポジパターンの場合には、単位面積当たりのドットの占める面積が、光源が配置された側の端面から遠ざかるに従って次第に大きくなっているのが好ましく、ネガパターンの場合には、単位面積当たりのドットの占める面積が、光源が配置された側の端面から遠ざかるに従って次第に小さくなっているのが好ましい。
【００１８】
導光板２の出光面２Ｘ側には、光拡散板７を設けることができる。光拡散板７は、平面視矩形の板であり、光拡散機能又は集光機能を有する板である。光拡散板７は、光拡散剤を含有する樹脂組成物からなる板、樹脂組成物からなり且つ表面に凹凸形状が施された板、光拡散剤を含有する樹脂組成物からなり且つ表面に凹凸形状が施された板、または樹脂からなり且つ表面に光拡散剤が塗工された板で構成されている。光拡散板７を構成する樹脂としては、例えば、（メタ）アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、及び（メタ）アクリル酸エステル−スチレン樹脂からなる群から選択される、少なくとも１種が好ましく、特に（メタ）アクリル樹脂が好ましい。これらの樹脂は、２種以上を混合して使用してもよく、また、２種以上を積層するように使用してもよい。光拡散板に含ませたり、または板表面に塗工させたりする光拡散剤としては、アクリル系架橋ビーズ、（メタ）アクリル酸メチル−スチレン共重合体系（ＭＳ系）架橋ビーズ等の有機系微粒子や、シリカ、酸化チタン、硫酸バリウム等の無機系微粒子を使用することができ、中でも、有機系微粒子が好ましい。これらの光拡散剤は、２種以上を混合して使用してもよい。光拡散板７の厚さは、通常は５００μｍ〜５ｍｍであり、好ましくは１〜３ｍｍである。光拡散板７は、あまり薄すぎると、面発光装置が歪むことがあった場合に、光拡散板７自体に皺や折れが発生しやすくなり、あまり厚すぎると、面発光装置全体の重量が重くなるので、薄すぎても厚すぎても好ましくない。また、光拡散板７の出光面側には、平面視矩形の保護板（図示せず）を設けてもよい。
【００１９】
光源３は、導光板２の相対する端面２１および２２に沿って、それぞれ複数個配置されている。光源３としては、ＬＥＤ、蛍光灯、冷陰極管等が挙げられ、中でも、ＬＥＤが好ましい。
【００２０】
なお、光源３は、導光板２の相対する端面の少なくとも一方の端面に沿って配置されていればよく、導光板２の相対する端面２１および２２に沿って配置されていてもよいし、端面２１および２２のうち、いずれか一方の端面に沿って配置されていてもよい。
【００２１】
光源３は、基板３０に等間隔に固定されている。基板３０は、光源が配置された側の導光板端面２１および２２に対向して配置され、さらに、光源が固定されている面と反対側の面がハウジング体の側面部に固定されていることが好ましい。光源３が、端面２１および２２のうち、いずれか一方の端面に沿ってのみ配置されている場合、基板３０は、該光源３が配置されている側の端面にのみ対向して配置される。
【００２２】
基板３０には、スペーサ（図示せず）を、隣接する光源３の間に、光源３と並んで設けてもよい。基板面と直交する方向におけるスペーサの厚みを、光源３の同厚みよりも厚くすることで、基板３０と対向する導光板２の端面は、スペーサに当接し、光源３には当接しなくなる。導光板２の端面が光源３には当接しなくなることで、導光板２に衝撃が加えられたとしても、その衝撃は光源３には直接伝わることがなくなる。
スペーサは、通常、樹脂からなる板体である。スペーサを構成する樹脂としては、光源から導光板に出射される光を効率的に利用するために、高い光透過率を有する透明色の樹脂、または高い光反射率を有する白色系の樹脂が好ましい。
【００２３】
ハウジング体４は、導光板２を反射面２Ｗ側から覆う本体面部４１と、本体面部４１の４辺から、導光板２の端面を覆うように延設された、４つの側面部４２１、４２２、４２３、４２４とから少なくとも構成されており、基板３０、光源３および導光板２を囲むように配置されている。図１には、本体面部４１と、側面部４２１および４２３のみ示している。
【００２４】
フレーム体５は、導光板２を出光面２Ｘ側から覆う本体面部５１と、本体面部５１の４辺から、ハウジング体４の側面部を覆うように延設された、４つの側面部５２１、５２２、５２３、５２４とから少なくとも構成されており、導光板の出光面２Ｘ側からハウジング体４を囲むように配置されている。ここで、フレーム体５は、導光板２と対向する面である本体面部５１の中央部分が開口となっており、導光板２の周縁部を覆うように導光板側からハウジング体４を囲むように配置されている。この本体面部５１の中央部分が開口が、エッジライト型面発光装置の発光面となる。図１には、本体面部５１と、側面部５２１および５２３のみ示している。
【００２５】
導光板２とハウジング体４との間には、２以上の反射シート６が重ねて設けられている。これら２以上の反射シート６は、基板に沿った方向にある端辺が互いに接触しないように重ねられる。このように反射シート６を設けることで、導光板２の出光面２Ｘから出射する光の全光束量を増大させ、かつ輝度ムラの発生を抑制することができる。
【００２６】
反射シート６としては、例えば、ポリエステルフィルムや、ガラス又はプラスチックからなるフィルムに銀などの反射率の高い金属を蒸着させたもの等を使用することができる。反射シート６の厚さは、通常は５０μｍ〜１ｍｍである。
【００２７】
反射シート６は、寸法が、ハウジング体４の本体面部４１の導光板側面（底面４Ｘ）の寸法よりも小さいことが好ましく、導光板２とハウジング体４との間に設ける全ての反射シート６の寸法が、ハウジング体４の底面４Ｘの寸法よりも小さいことが好ましい。図１に示すように、ハウジング体６の側面部４２１および４２３にそれぞれ基板３が接し、かつハウジング体４の本体面部４１にも基板３が接している場合には、反射シート６の寸法は、ハウジング体４の底面４Ｘの寸法から、基板３０が底面４Ｘと接している部分の寸法を差し引いた寸法よりも、小さくすることが好ましい。
反射シート６の寸法をハウジング体４の底面４Ｘの寸法よりも小さくすることで、反射シート６が膨張しても、該反射シート６の端辺はハウジング体の側面部に当接しなくなり、膨張に伴う撓みの発生を抑制し、輝度ムラの発生を一層抑制することができる。反射シート６の寸法は、反射シートを構成する基材の熱膨張係数、吸湿膨張係数およびハウジング体を構成する基材の熱膨張係数、吸湿膨張係数などから設定すればよい。
【００２８】
２以上の反射シート６のうち、導光板側に設けられた反射シート６の端辺は、図２に示すように、フレーム体５の本体面部５１の中央部分の垂線方向の領域（図２の点線で囲まれた領域）内に存在していてもよいが、図１に示すように、該領域内には存在していないことが好ましい。このように端辺が、フレーム体５の本体面部５１の中央部分の垂線方向の領域内には存在しないようにすることで、輝線の発生を抑制することができる。
【００２９】
光源３の、ハウジング体４の本体面部４１と対向する面である、ハウジング体側面３Ｗと、ハウジング体４の本体面部４１との間には反射シートが設けられていることが好ましい。このように反射シート設けることで、導光板の出光面から出射する光の全光束量を一層増大させることができる。
【００３０】
上記構成のエッジライト型面発光装置１においては、光源３から放出された光は、端面２１および２２からそれぞれ導光板２内に入射し、導光板２内で反射を繰り返しながら、乱反射層２０のドットにおいて乱反射するとともにドット間においては反射フィルム６において反射して、出光面２Ｘから、光拡散板７によって拡散されて、出射する。すなわち、光源３から放出された光によって、出光面２Ｘが面発光する。これにより、エッジライト型面発光装置１は、面発光機能を発揮する。上記構成の面発光装置１は、十分な照度を有し、特に屋内向けの照明装置として好適である。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００３２】
［実施例１］
図１の構成を有するエッジライト型面発光装置１である。各部の具体的構成は、次のとおりである。
・導光板２：住友化学株式会社製の製品名「スミペックスＥ００５」の（メタ）アクリル樹脂板を用いた。寸法は、厚みが５ｍｍ、幅が２９０ｍｍ、長さが２９０ｍｍである。なお、「スミペックス」は住友化学株式会社の登録商標である。
・乱反射層２０：導光板２の反射面２Ｗに、反射インクをスクリーン印刷することにより形成した。反射インクは、揮発硬化型樹脂インク、アクリルビーズ、シリカ微粒子、及び蛍光体からなっている。印刷パターンは、ポジパターンであり、ドットの形状は、略円形であり、ドットのピッチ（中心間距離）は、一定である。乱反射層２０は、面発光装置の輝度がほぼ均一になるように、単位面積当たりの印刷密度が、導光板２の側端面２１、２２近傍では小さく、導光板中央部に向かうに従って大きくなるように、設定されている。
・光源３：日亜化学工業株式会社製のＬＥＤを、端面２１、２２に対向して配置した基板３０にそれぞれ４２個ずつ、等間隔に離間して固定した。基板３０は、ハウジング体４の側面部４２１、４２３にそれぞれ固定され、かつ本体面部４１に接する。側面部４２１、４２３から光源３の導光板２側面までの距離は、それぞれ５ｍｍである。
・ハウジング体４：アルミ材を、箱状に加工したものを用いた。ハウジング体の底面４Ｘの寸法は、幅が３００ｍｍ、長さが３００ｍｍである。
・フレーム体５：アルミ材を、箱状に加工したものを用いた。フレーム体５の本体面部５１の内側面５Ｗの寸法は、幅が３０２ｍｍ、長さが３０２ｍｍであり、中央部分の開口の寸法は、幅が２８０ｍｍ、長さが２８０ｍｍである。
・反射シート６：東レ株式会社製の製品名「Ｅ６０」の反射シート６Ａ、６Ｂ、６Ｃを用いた。反射シート６Ａおよび６Ｂの寸法は、幅が１０ｍｍ、長さが２９０ｍｍであり、反射シート６Ｃの寸法は、幅が２９０ｍｍ、長さが２９０ｍｍである。反射シート６Ａおよび６Ｂは、該シートの長辺側端辺と基板３０が接し、短辺側端辺とハウジング体の側面部４２２、４２４との距離がそれぞれ５ｍｍとなるように、導光板２とハウジング体５との間に設置した。反射シート６Ｃは、各端辺と、該端辺に対向するハウジング体４の側面部４２１〜４２４との距離が、それぞれ５ｍｍとなるように、かつ反射シート６Ｃが導光板２側となり、反射シート６Ａおよび６Ｂがハウジング体４側となるように、導光板２とハウジング体５との間に、反射シート６Ａおよび６Ｂに重ねて配置した。
・光拡散板７：住友化学株式会社製の製品名「スミペックスＥＭ０９０」を用いた。寸法は、厚みが１．５ｍｍ、幅が３００ｍｍ、長さが３００ｍｍである。
【００３３】
［実施例２］
図２の構成を有するエッジライト型面発光装置１である。反射シート６が後述のとおりである以外は、実施例１のエッジライト型面発光装置１と同じである。
・反射シート６：東レ株式会社製の製品名「Ｅ６０」の反射シート６Ｄ、６Ｅを用いた。反射シート６Ｄおよび６Ｅの寸法は、幅が２５０ｍｍ、長さが２９０ｍｍである。反射シート６Ｄおよび６Ｅは、該シートの長辺側端辺と基板３０が接し、短辺側端辺とハウジング体の側面部４２２、４２４との距離がそれぞれ５ｍｍとなるように、かつ反射シート６Ｄが導光板２側となり、反射シート６Ｅがハウジング体４側となるように、導光板２とハウジング体５との間に、重ねて配置した。このとき、反射シート６Ｄの基板３０と接する長辺側端辺と反対側の端辺は、フレーム体５の本体面部５１の中央部分の垂線方向の領域内に存在する。
【００３４】
［比較例１］
図３の構成を有するエッジライト型面発光装置１である。反射シート６が後述のとおりである以外は、実施例１のエッジライト型面発光装置１と同じである。
・反射シート６：東レ株式会社製の製品名「Ｅ６０」の反射シート６Ｆを用いた。反射シート６Ｆの寸法は、幅が２９０ｍｍ、長さが２９０ｍｍである。反射シート６Ｆは、各端辺と、該端辺に対向するハウジング体４の側面部４２１〜４２４との距離が、それぞれ５ｍｍとなるように、導光板２とハウジング体５との間に配置した。このとき、光源３のハウジング体側面３Ｗと、ハウジング体４の本体面部４１との間には反射シートが設けられていない。
【００３５】
［比較例２］
図４の構成を有するエッジライト型面発光装置１である。反射シート６が後述のとおりである以外は、実施例１のエッジライト型面発光装置１と同じである。
・反射シート６：東レ株式会社製の製品名「Ｅ６０」の反射シート６Ｇを用いた。反射シート６Ｇの寸法は、幅が３００ｍｍ、長さが３００ｍｍである。反射シート６Ｇは、各端辺が、該端辺に対向するハウジング体４の側面部４２１〜４２４に、それぞれ接するように、導光板２とハウジング体５との間に配置した。
【００３６】
［性能評価］
（１）全光束量測定
実施例１〜２および比較例１〜２のエッジライト型面発光装置１を、それぞれ全光束測定用大型積分球（株式会社ネムテック製の型式１５００型球面光束計）の中心部に設置した。次いで、１２Ｗの電力をかけて発光させ、その全光束量を、ダイオードアレイ分光器（Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ製のＤＡＳ−２１００）により測定した。その結果を表１に示す。
【００３７】
（２）輝度ムラ評価
実施例１〜２および比較例１〜２のエッジライト型面発光装置１を、気温２３℃、湿度５５％の室内で、１２Ｗの電力をかけて発光させ、発光させたまま３００時間経過した後の該面発光装置１の発光面を目視にて観察し、該発光面に輝度ムラが確認されなかった場合を「○」、該発光面に輝度ムラが確認された場合を「×」と判定した。その結果を表１に示す。
【００３８】
（３）輝線評価
実施例１〜２および比較例１〜２のエッジライト型面発光装置１を、１２Ｗの電力をかけて発光させ、該面発光装置１の発光面を目視にて観察し、該発光面に輝線が確認されなかった場合を「○」、該発光面に輝線が確認された場合を「×」と判定した。その結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
2013206803.tif 000003
【符号の説明】
【００４０】
１  エッジライト型面発光装置  ２  導光板  ３  光源  ３０  基板  ４  ハウジング体  ５  フレーム体  ６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ、６Ｆ、６Ｇ  反射シート  ７  光拡散板  
【図１】
2013206803.tif 000004
【図２】
2013206803.tif 000005
【図３】
2013206803.tif 000006
【図４】
2013206803.tif 000007