JP4858124B2 - 面状光源装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源を用いた面状光源装置に関する。

従来の面状光源装置は、例えば液晶表示装置などの非自発光型表示装置の面状光源装置には、サイドライト方式（エッジライト方式ともいう）や直下型のものがある。サイドライト方式の面状光源装置は、光源をリアフレームの側面部に配置し、直下型の面状光源装置は、光源を表示部に対向させたリアフレームの背面側に配置している。

また、サイドライト方式の面状光源装置には、光源からの光を所望の方向に導くために導光板を備えており、冷陰極管（Cold Cathode Fluorescent Lamp：以下ＣＣＦＬと称す）などの線光源または発光ダイオード（Light Emitting Diode：以下ＬＥＤと称す）などの点光源からなる光源から出射された光を導光板内において反射させ、導光板内に設けられた拡散パターンで拡散されることにより、表示面に光を出射させている。

さらに、導光板をリアフレームと挟持するミドルフレームを配置し、導光板の表示面側には表示パネルを備えており、表示パネル表示面側には、表示パネルとミドルフレームとリアフレームとを支持し開口部を有するフロントフレームを配置している。

従来の面状光源装置では、ミドルフレームの側面に段差部を設け、リアフレームに設けた爪部をミドルフレームの段差部に嵌合することでミドルフレームとリアフレームを固定していた。

また、従来の面状光源装置において、中間枠の側面に接する後面枠の係合片に窓を設け、中間枠に設けられた突起と係合することで、中間枠と後面枠の固定をおこなったものもある。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−４０３９４号公報

上記従来技術においては、ミドルフレームの側面に段差部や突起を設ける必要があり、ミドルフレームの側面の厚みが増大してしまう。また、ミドルフレームの側面とリアフレームの側面が重なりあうため面状光源装置の額縁領域が広くなってしまう。

さらに、光源から生じる熱により光源周辺部が高温となり光源の発光光束が低下し、光源の寿命、信頼性が低下する問題がある。そこで、ランプリフレクタとリアフレームの接触面積を増やすことが求められ、ミドルフレームとリアフレームの固定構造が設けることが困難となり、振動や衝撃等により移動が生じるという課題もあった。

また、特許文献１において、中間枠に設けられた突起は、反射シートの側面と重畳していないため、面状光源装置を中間枠から組み立てる際に、反射シートの位置規制ができないといった問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、光源を用いた面状光源装置において、製造工程を増加させることなく、組立性、耐振動・衝撃に優れた狭額縁の面状光源装置を提供することを目的としている。

本発明による面状光源装置は、光源と、光源を支持すべく配置された光源保持部材または光源を実装した光源基板と、光源から入射した光を出射する出光面を備える導光板と、
光源、光源保持部材または光源基板、導光板を支持するように配置されたリアフレームと、リアフレームと係合するミドルフレームと、を備え、リアフレームは、光源保持部材または光源基板と対向する側部にミドルフレームと係合する係合部を備え、リアフレームの係合部と対応するミドルフレームの側部に形成された接続部により、リアフレームの板厚内で、リアフレームとミドルフレームが互いに接続され、かつ、リアフレームの側部が、光源保持部材または光源基板と当接することを特徴とする。

本発明の面状光源装置によれば、製造工程を増加させることなく、組立性、耐振動・衝撃に優れた狭額縁の面状光源装置を得ることが可能となる。

以下に、本発明の適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するためのものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない、説明の明確化のため、以下の記載は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能であろう。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１における面状光源装置の分解斜視図、図２（ａ）は本発明の実施の形態１におけるミドルフレーム７とリアフレーム８の接続部を説明する図、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ方向の断面図、図３は本発明の実施の形態１におけるミドルフレーム７の凸部７ｃを説明する正面図、図４は本発明の実施の形態１におけるリアフレーム８の凹部８ｂを説明する正面図、図５は本発明の実施の形態１における他のミドルフレーム７とリアフレーム８の接続部を説明する図である。

図１〜図５において、光源保持部材であるランプリフレクタ１に覆われた冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）などの光源２は、導光板３の側面３ａの近傍に配置され、光源２からの光は導光板３の側面３ａより入射し、導光板３の出光面３ｂ（ここで、出光面とは導光板３における紙面上方の面を言う）より出射される。導光板３の出光面３ｂ側には、光源２からの光を拡散させ表示パネル４を均一に照射するための拡散シートや、光源１からの光の角度を変化させ表示パネル４の表示面４ａにおける正面方向の輝度を向上させるためのレンズシートなどの光学シート類５が設けられ、導光板３の反出光面３ｃ（ここで、反出光面とは導光板３における紙面下方の面を言う）側には、導光板３の出光面３ｂに光源１からの光を有効的に反射させるように反射シート６が設けられている。

そして、ランプリフレクタ１、光源２、導光板３、光学シート類５および反射シート６を樹脂からなるミドルフレーム７と金属からなるリアフレーム８とで挟持している。なお、ミドルフレーム７には開口部７ａが設けられており、この開口部７ａは導光板３の出光面３ｂと対応しているため、導光板３の出光面３ｂから出射した光は、ミドルフレーム７の開口部７ａより出射する。

さらに、ランプリフレクタ１、光源２、導光板３、表示パネル４、光学シート類５、反射シート６、ミドルフレーム７およびリアフレーム８は、開口部９ａを有するフロントフレーム９で支持されている。

なお、図１では導光板３の１つの側面３ａにのみランプリフレクタ１及び光源２を設けているが、本発明はこれに限らず導光板の２つの側面以上に光源及び光源基板を設けても良い。さらに、光源１としては、ＬＥＤやレーザーダイオード（Laser Diode）などの点光源でもよく、点光源を使用する場合は、光源基板に実装し配置する。

また、導光板３は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、もしくはシクロオレフィン系などの樹脂またはガラスなどで構成されている。さらに、導光板３の反出光面３ｃには、光の伝播方向を乱して出光面３ｂに光を導くための光散乱部が形成されている（図示せず）。この光散乱部は、導光板内を伝播する光の全反射条件を乱すことで、導光板３から光を取り出す手段として機能する。さらに具体的には、前記散乱する手段として、導光板３の反出光面３ｃにドットパターンを印刷する方法や、反出光面３ｃを粗面にする方法、微小な球面やプリズムなどの光の伝播方向を変化させる凹凸を反出光面３ｃに形成する方法等がある。

また、光学シート類５は、例えばレンズシートを拡散シートで挟み込む構成が採られる。また、表示パネル４の輝度を向上させる場合は、前記レンズシートの表面に形成されるプリズム方向を考慮して、複数枚のレンズシートを組み合わせても良い。また、前記拡散シートは拡散性を向上させるために、２枚以上を組み合わせて用いることも可能である。なお、光学シート類５の使用については、求める輝度や配光特性等を鑑みて最適化することが好ましい。

さらに、反射シート６としては、ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に硫酸バリウムもしくは酸化チタンを混ぜ合わせた材料、樹脂に微細な気泡を形成した材料、金属板に銀を蒸着した材料、または金属板に酸化チタン等を含む塗料を塗布した材料からなる。

図１〜図４に示す通り、本実施の形態において、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）等の樹脂からなるミドルフレーム７の側面７ｂは、導光板３の側面３ａと対向するランプリフレクタ１の側面１ａの反対側の面１ｂにて、アルミニウム、ステンレス、鉄等のメタルフレームからなるリアフレーム８の側面８ａに形成された凹部８ｂと、リアフレーム８の板厚ｔ内で接続する凸部７ｃを有している。この凸部７ｃにより、ミドルフレーム７を裏返し光学シート類５、導光板３、反射シート６、ランプリフレクタ１、リアフレーム８の順番に面状光源装置を組立る際に、ランプリフレクタ１を配置する位置規制が容易となる。

また、リアフレーム８の側面８ａがランプリフレクタ１の面１ｂと当接しているため、光源２から生じる熱により高温となるランプリフレクタ１の熱をリアフレーム８へ伝導させ周囲に放出する機能をも有している。特に熱伝導性が高いアルミ筐体をリアフレーム８に用いることで、効率よく光源２からの熱が拡散でき、光源２の温度を下げることが出来る。

また、ミドルフレーム７の側面７ｂにおいて、板厚以上の段差部や突起を設ける必要がないため、ミドルフレーム７の側面７ｂの厚みを板厚内に抑えることができる。このため、ミドルフレーム７の構造が単純となり、薄肉化、軽量化が図れる。さらに、ミドルフレーム７の側面７ｂとリアフレーム８の側面８ａがリアフレーム８の板厚内で接続するため面状光源装置の狭額縁化が可能となる。

また、図３に示す通り、ミドルフレーム７の凸部７ｃに、凸部７ｃ先端の面７ｄを含む切り欠き７ｅを形成することで、ミドルフレーム７の凸部７ｃと、リアフレーム８の側面８ａに形成した凹部８ｂとの嵌合が容易となる。

さらに、図３および図４に示す通り、ミドルフレーム７の凸部７ｃには、導光板３の側面３ａと対向するランプリフレクタ１の側面１ａの反対側の面１ｂに重畳する突出部７ｆが形成され、メタルフレーム８の側面８ａに形成された凹部８ｂには、このミドルフレーム７の突出部７ｆと対応する位置に突出部７ｆが引っ掛かるロック部８ｃがメタルフレーム８の板厚ｔ内で形成されている。これによりミドルフレーム７とリアフレーム８とをより強く固定することができ、外部からの振動や衝撃が作用した際に、ランプリフレクタ１、光源２、導光板３、光学シート類５および反射シート６の移動を規制することが可能となる。

なお、ミドルフレーム７の凸部７ｃ先端の面７ｄからの切り欠き７ｅの高さをｈ、ミドルフレーム７の凸形状で形成された凸部７ｃの高さをＨとすると、Ｈ−ｈの値が小さいほどミドルフレーム７の凸形状で形成された凸部７ｃとリアフレーム８の側面８ａに形成した凹部８ｂとの嵌合が容易となり、Ｈ−ｈの値が大きいほどミドルフレーム７とリアフレーム８は強固に固定される。

次に、図３および図４に示す様に、ミドルフレーム７の突出部７ｆの幅をｗとすると、ｗの値は大きくなるほどミドルフレーム７の突出部７ｆとメタルフレーム８のロック部８ｃの引っ掛かり強度は増す。また、リアフレーム８のロック部８ｃの幅をｖとすると、ミドルフレーム７の突出部７ｆとメタルフレーム８のロック部８ｃとを確実に固定するために、ｖ≧ｗであることが特に好ましい。

また、本実施の形態においては、ミドルフレーム７の凸部７ｃに形成された突出部７ｆは、切り欠き７ｅの両側に形成されている場合を説明したが、図５に示す通り、突出部７ｆを片側にのみ形成し、メタルフレーム８のロック部８ｃと固定することも可能であり、その他の形態、効果については同様のため、説明を省略する。

実施の形態２．
発明の実施の形態２を図６および図７により説明する。本実施の形態においては、ランプリフレクタ１、光源２、導光板３、表示パネル４、光学シート類５、反射シート６、ミドルフレーム７の構成は、前記実施の形態１と同様であり、同一の符号を付してここでは説明を省略する。以降の説明は特にリアフレーム８およびフロントフレーム９の形状について図６および図７を用いて説明する。ここで図１〜図５と同じ構成部分については同一の符号を付している。

図６（ａ）は本発明実施の形態２におけるミドルフレーム７とリアフレーム８の接続部を説明する図、図６（ｂ）は図６（ａ）におけるＢ−Ｂ方向の断面図、図７（ａ）は本発明実施の形態２におけるリアフレーム８とフロントフレーム９の嵌合方法を説明する図、図７（ｂ）は図７（ａ）におけるＣ−Ｃ方向の断面図である。

図６〜図７において、リアフレーム８の側面８ａに形成された凹部８ｂには、ミドルフレーム７の凸部７ｃと当接するブリッジ部８ｄが形成されており、板厚方向で光源２と反対側へ張り出した形状となっている。さらに、ランプリフレクタ１、光源２、導光板３、表示パネル４、光学シート類５、反射シート６、ミドルフレーム７およびリアフレーム８を支持するフロントフレーム９には、リアフレーム８の側面８ａと重畳する側面９ｂのリアフレーム８に形成されたブリッジ部８ｄと対応する位置に孔９ｃが設けられている。また、リアフレーム８のブリッジ部８ｄとフレーム９の孔９ｃは、フレーム９の板厚内で嵌合させることが可能である。また、孔９ｃは切り欠きであってもよい。なお、ミドルフレーム７の凸部７ｃとリアフレーム８の凹部８ｂの接続方法は実施の形態１と同様である。

このような構成にすることにより、図１に示すＹ方向の振動や衝撃が外部から作用した場合でもミドルフレーム７の凸部７ｃとリアフレーム８の凹部８ｂとの嵌合が外れることを確実に防ぐことができる。さらに、リアフレーム８とフロントフレーム９に、それぞれ嵌合用の構造を設ける必要がないため、リアフレーム８とフロントフレーム９の構造を単純化することが可能となる。

また、リアフレーム８の凹部８ｂに形成されたブリッジ部８ｄの板厚は、フロントフレーム９の板厚内であるため、リアフレーム８のブリッジ部８ｄをフロントフレーム９の孔９ｃと嵌合させることで、面状光源装置の額縁に影響を及ぼすこともない。
その他は実施の形態１と同様である。

実施の形態１および２においては、図１〜図７に示す通り、ミドルフレーム７の凸部７ｃとリアフレーム８の凹部８ｂを固定する際に、ミドルフレーム７の突出部７ｆと、リアフレーム８のロック部８ｃとを引っ掛けることで固定していたが、突出部７ｆやロック部８ｃを設けず両面テープや接着剤等の接着用樹脂を介して、ミドルフレーム７とリアフレーム８とを固定することも可能である。

また、本実施の形態１および２では、ミドルフレーム７の凸部７ｃがミドルフレーム７の一側面に３個形成されている場合を説明したが、凸部７ｃをミドルフレーム７の一側面に１個設け、リアフレーム８の側面８ａに形成された凹部８ｂと嵌合させることで、リアフレーム８の側面８ａがランプリフレクタ１の面１ｂと当接する面積が広くなり、さらに効率よく光源２からの熱を拡散させることが可能となる。なお、凸部７ｃの位置、数、形状は面状光源装置全体の構造を鑑みて任意に決定する事ができる。

さらに、本実施の形態１および２では、ミドルフレーム７の凸部７ｃを１辺の側面にのみ設けた場合を説明したが、対向する２辺の側面又は４辺の側面全てに設けることで、ミドルフレーム７はリアフレーム８とリアフレーム８の板厚内で接続されるため、４辺の側面全ての狭額縁化が可能となる。

また、本実施の形態においては、ミドルフレーム７の凸部７ｃを光学シート類５方向（紙面下方）へ形成し、リアフレーム８の側面８ａに形成された凹部８ｂと嵌合する場合を説明したが、図８に示す通り、リアフレーム８の側面８ａに凸部８ｅを形成し、ミドルフレーム７の側面７ｂにリアフレーム８の側面８ａに凸部８ｅと嵌合する凹部７ｇを形成することも可能である。

なお、本実施の形態においては、導光板３として板状のものを用いているが、それに限定されることなく、例えば光源２から離れるにつれて導光板３の厚みが薄くなる楔形にすることで、入光した光を効率よく取り出すことができ、前記光を出光面３ｂに効率よく導くことができる。

本発明の実施の形態１における面状光源装置の分解斜視図 本発明の実施の形態１におけるミドルフレームとリアフレームの接続部を説明する図 本発明の実施の形態１におけるミドルフレームの凸部を説明する正面図 本発明の実施の形態１におけるリアフレームの凹部を説明する正面図 本発明の実施の形態１における他のミドルフレームとリアフレームの接続部を説明する図 本発明実施の形態２におけるミドルフレームとリアフレームの接続部を説明する図 本発明実施の形態２におけるリアフレームとフロントフレームの嵌合方法を説明する図 本発明実施の形態における他のミドルフレームとリアフレームの接続方法を説明する図

符号の説明

１ ランプリフレクタ、２ 光源、３ 導光板、３ａ 導光板側面、３ｂ 出光面、３ｃ 反出光面、４ 表示パネル、４ａ 表示パネルの表示面、５ 光学シート類、６ 反射シート、７ ミドルフレーム、７ａ ミドルフレーム開口部、７ｂ ミドルフレームの側面、７ｃ ミドルフレームの凸部、７ｄ ミドルフレーム凸部の先端の面、７ｅ 切り欠き、７ｆ 突出部、７ｇ 凹部、８ リアフレーム、８ａ リアフレーム側面、８ｂ リアフレーム凹部、８ｃ リアフレームロック部、８ｄ ブリッジ部、８ｅ 凸部、９ フロントフレーム、９ａ フロントフレーム開口部、９ｂ フロントフレーム側面、９ｃ フロントフレーム孔

Claims (8)

1. 光源と、
   前記光源を支持すべく配置された光源保持部材または前記光源を実装した光源基板と、
   前記光源から入射した光を出射する出光面を備える導光板と、
   前記光源、前記光源保持部材または前記光源基板、前記導光板を支持するように配置されたリアフレームと、
   前記リアフレームと係合するミドルフレームと、を備え、
   前記リアフレームは、前記光源保持部材または前記光源基板と対向する側部に前記ミドルフレームと係合する係合部を備え、前記リアフレームの係合部と対応する前記ミドルフレームの側部に形成された接続部により、前記リアフレームの板厚内で、前記リアフレームと前記ミドルフレームが互いに接続され、かつ、前記リアフレームの前記側部が、前記光源保持部材または前記光源基板と当接することを特徴とする面状光源装置。
2. 前記ミドルフレームの接続部は、凸部または凹部で形成され、前記ミドルフレームの係合部は、前記接続部と対応した凹部または凸部であることを特徴とする請求項１記載の面状光源装置。
3. 前記凸部は、先端部に切り欠きを有することを特徴とする請求項２記載の面状光源装置。
4. 前記凸部は、前記光源保持部材または前記光源基板と対向する側部に重畳する突出部を有し、前記凹部には、前記突出部と対応する位置に、前記突出部が引っ掛かるロック部が前記リアフレームの板厚内で形成されていることを特徴とする請求項２または３記載の面状光源装置。
5. 前記リアフレームを支持するように配置され、開口部を有するフロントフレームをさらに備え、前記凹部は、前記フロントフレームの板厚内で前記凸部と当接するブリッジ部を有し、前記フロントフレームには、前記リアフレーム側部と重畳する側部の前記リアフレームに形成されたブリッジ部と対応する位置に孔が形成されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の面状光源装置。
6. 前記リアフレームのブリッジ部と前記フロントフレームの孔は、前記フロントフレームの板厚内で嵌合していることを特徴とする請求項５記載の面状光源装置。
7. 前記ミドルフレームの接続部は、接着用樹脂を介して、前記リアフレームの前記係合部と接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の面状光源装置。
8. 前記ミドルフレームの接続部および前記リアフレームの前記係合部は、前記ミドルフレームおよび前記リアフレームの対向する２辺または４辺の側部に形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の面状光源装置。

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