| 【発明の名称】 |
面光源装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】橋本 勲
【氏名】森藤 義博
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| 【要約】 |
【課題】矩形状の導光板１とその入射端面１５に沿って配される管状光源３とを備える面光源装置において、管状光源３と入射端面１５との所定の間隔を容易に保持できるとともに、入射端面１５の左右両端に近接して設けられる、導光板１のフレーム２との係合部が光って見えるのを防止できる面光源装置を提供する。
【解決手段】入射端面１５の左右両端に近接して、導光板１に設けられる係合部１４は、フレーム２と係合して、管状光源３から遠ざかる側への導光板の位置ずれを規制する管状光源対向側位置決め当接面１１と、管状光源３へと近づく側への導光板の位置ずれを規制する管状光源側位置決め当接面１２とからなる。ここで、導光板１の平面図で見た場合に、管状光源側位置決め当接面１２は、入射端面１５に沿った方向に延びるのに対し、管状光源対向側位置決め当接面１１は、入射端面１５の垂直方向から緩やかに導光板１内側へと傾斜した面からなる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】略矩形平板状の導光板と、この導光板を保持するフレームと、このフレームにより位置決めされて支持され、前記導光板の入射端面に沿って配置される管状光源と、前記入射端面の左右両端に近接した個所で前記略矩形平板状の導光板の左右の辺から外側に突き出して前記フレームの対応する受入部に係合する位置決め用係合部とからなる面光源装置であって、前記位置決め用係合部には、前記管状光源に近づく方向への前記導光板の位置ずれを規制する管状光源側位置決め当接面と、前記管状光源から遠ざかる方向への前記導光板の位置ずれを規制する対向側位置決め当接面とが備えられる面光源装置において、前記導光板の左右にある前記対向側位置決め面は、平面図で見た場合に、前記入射端面の垂線に対して４５度以下の角をなすように前記導光板の内側へと傾斜した方向に沿って延びる直線または曲線からなることを特徴とする面光源装置。
【請求項２】前記対向側位置決め面が、前記導光板に、左右対称に設けられることを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
【請求項３】前記管状光源側位置決め当接面が前記入射端面に対して略平行に延びることを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
【請求項４】前記管状光源側位置決め当接面の根元に作られる谷角部と、これに対応する、前記フレームの側の山角部とが、共に丸く形成され、前記山角部における曲率半径が、前記谷角部における曲率半径よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
【請求項５】略矩形平板状の導光板と、この導光板を保持するフレームと、このフレームにより位置決めされて支持され、前記導光板の入射端面に沿って配置される管状光源と、前記入射端面の左右両端に近接した個所で前記略矩形平板状の導光板の左右の辺から外側に突き出して前記フレームの対応する受入部に係合する位置決め用係合部とからなる面光源装置であって、前記位置決め用係合部には、前記管状光源に近づく方向への前記導光板の位置ずれを規制する管状光源側位置決め当接面と、前記管状光源から遠ざかる方向への前記導光板の位置ずれを規制する対向側位置決め当接面とが備えられる面光源装置において、前記管状光源側位置決め当接面の根元に作られる谷角部と、これに対応する、前記フレームの側の山角部とが、共に丸く形成され、前記山角部における曲率半径が、前記谷角部における曲率半径よりも大きいことを特徴とする面光源装置。
【請求項６】前記対向側位置決め当接面の根元に作られる第２の谷角部と、これに対応する、前記フレームの側の第２の山角部とが、共に、平面形状において丸く形成され、前記第２の山角部における曲率半径が、前記第２の谷角部における曲率半径よりも大きいことを特徴とする請求項５記載の面光源装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置その他平面表示装置のバックライト等として用いられる面光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】面光源装置は、管状光源と、この管状光源から入射される光を伝達しつつ主表面から出射する導光板とからなる。一般的な面光源装置は、管状光源が導光板の端面に沿って配置されるエッジライト（サイドライト）型である。
【０００３】従来例の面光源装置について、図５を用いて説明する。
【０００４】面光源装置は、液晶表示装置のバックライトであり、矩形状の導光板１と、この導光板１を収納するフレーム２と、導光板１の一の側端面１５に沿って配置される管状光源３と、この管状光源３の両端の電極部に被せられるゴムキャップ４とからなる。ここで、導光板１及び管状光源３は、いずれも、フレーム２により位置決めされて支持されることにより、相互間で所定の位置関係が保たれる。特に、充分な光利用効率及び発光の均一性を達成するためには、導光板１の入射端面１５と、管状光源３との距離を所定の範囲内に収める必要がある。
【０００５】ところが、導光板１は、必要な透明性及び剛性を付与する必要からアクリル系樹脂等からなるのに対し、フレーム２は、強度及び靭性を付与する必要から充填材を含むポリプレン樹脂等からなるため、熱膨張率が異なる。また、別途に成形するために、寸法の合わせずれを吸収する必要もある。そのため、導光板１とこれを収納するフレーム２との間にはある程度のクリアランスが設けられる。そして、管状光源２との間隔を一定に保つために、矩形状の導光板１の入射端面から見て左右の辺からは、管状光源３の両端の電極部に近い個所にて、矩形タブ状の耳部１８が突き出す。この耳部１８が、これに対応する矩形状のフレーム２の耳部受け入れ用凹部２４に係合する。耳部１８における突出方向から見て左右の端面１１，１２のうち、管状光源３から遠ざかる側及び管状光源３に近づく側への導光板１の位置ずれを規制する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図５に示すような、従来の面光源装置であると、入射端面１５から導かれる光源光が耳部１８のところで局部的に集中して、耳部１８の近傍で光って見えるという問題があった。
【０００７】また、図６に示すように、面光源装置が強い機械的衝撃を受けた際、導光板１に、耳部１８の谷角１３のところから割れ５が入ることがあった。
【０００８】導光板１の平面図で見た場合、耳部１８の谷角１３は曲線状をなすように形成されているものの、フレーム２側にある矩形状の耳部受け入れ用凹部２４では、山角部２３が略直角の角をなすように形成されている。フレーム２は導光板１に比べて柔軟な樹脂材料から成形されているため、直角状としてもそれほど問題がないと考えられていたためである。しかし、面光源装置及びこれが組み込まれた平面表示装置が携帯用などに用いらたとき、かなり強い衝撃が加わる場合がある。このような場合に、フレーム２の山角部２３が導光板１の谷角部１３に激しく突き当たって強烈なストレスを導光板１に与えることがあり、甚だしくは、導光板１に割れ５が入ってしまうのである。
【０００９】本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、導光板とその入射端面に配される管状光源とを備える面光源装置において、管状光源と入射端面との所定の間隔を容易に保持できるとともに、導光板とフレームとの係合部での光の集中を防止できる面光源装置を提供するものである。また、衝撃を受けた場合にも導光板とフレームとの係合部から導光板に割れが入ることのない面光源装置をも提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の面光源装置は、略矩形平板状の導光板と、この導光板を保持するフレームと、このフレームにより位置決めされて支持され、前記導光板の入射端面に沿って配置される管状光源と、前記入射端面の左右両端に近接した個所で前記略矩形平板状の導光板の左右の辺から外側に突き出して前記フレームの対応する受入部に係合する位置決め用係合部とからなる面光源装置であって、前記位置決め用係合部には、前記管状光源に近づく方向への前記導光板の位置ずれを規制する管状光源側位置決め当接面と、前記管状光源から遠ざかる方向への前記導光板の位置ずれを規制する対向側位置決め当接面とが備えられる面光源装置において、前記導光板の左右にある前記対向側位置決め面は、平面図で見た場合に、前記入射端面の垂線に対して４５度以下の角をなすように前記導光板の内側へと傾斜した方向に沿って延びる直線または曲線からなることを特徴とする。
【００１１】上記構成により、管状光源と入射端面との所定の間隔を容易に保持できるとともに、導光板とフレームとの係合部での光の集中を防止することができる。
【００１２】請求項４の面光源装置は、前記管状光源側位置決め当接面の根元に作られる谷角部と、これに対応する、前記フレームの側の山角部とが、共に丸く形成され、前記山角部における曲率半径が、前記谷角部における曲率半径よりも大きいことを特徴とする。
【００１３】このような構成により、面光源装置が衝撃を受けた場合にも、導光板とフレームとの係合部から導光板に割れが入るのを防止することができる。
【００１４】請求項６の管状光源は、略矩形平板状の導光板と、この導光板を保持するフレームと、このフレームにより位置決めされて支持され、前記導光板の入射端面に沿って配置される管状光源と、前記入射端面に近接した個所で、前記導光板の左右の辺から外側に突き出して前記フレームの対応する受入部に係合する位置決め用係合部とからなる面光源装置であって、前記位置決め用係合部には、前記管状光源に近づく方向への前記導光板の位置ずれを規制する管状光源側位置決め当接面と、前記管状光源から遠ざかる方向への前記導光板の位置ずれを規制する対向側位置決め当接面とが備えられる面光源装置において、前記管状光源側位置決め当接面の根元に作られる谷角部と、これに対応する、前記フレームの側の山角部とが、共に、平面形状において丸く形成され、前記山角部における曲率半径が、前記谷角部における曲率半径よりも大きいことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】実施例の面光源装置について、図１〜２を用いて説明する。
【００１６】実施例の面光源装置１０は、液晶表示装置のバックライトであり、矩形状の導光板１と、この導光板１を収納するフレーム２と、導光板１の一の側端面１５に沿って配置される管状光源３と、この管状光源３の両端の電極部に被せられるゴムキャップ４とからなる。
【００１７】図１（ａ）は、組み立てられた面光源装置の要部を示す部分平面図であり、図１（ｂ）は、導光板のみの全体形状を示す平面図である。また、図２は、導光板とフレームとの係合についてさらに説明するための模式的な要部断面斜視図である。
【００１８】管状光源３は、ゴムキャップ４がフレーム２により固定されることにより、フレーム２に対して、所定の位置関係に保持される。図１（ａ）中では、ゴムキャップ４が、フレーム２におけるゴムキャップ側の面２５に突き当てられることにより、管状光源３がその垂直方向で位置合わせされる。
【００１９】これに対し、導光板１とフレーム２との位置関係、特には、入射端面１５の垂直方向における位置関係は、次のようにして所定の範囲に保持される。
【００２０】矩形状の導光板１にあって、入射端面１５から見て左右の辺１７には、入射端面１５から近い個所に、フレーム２に係合する位置決め係合部１４が設けられている。左右の位置決め係合部１４は、導光板１の平面図で見た場合に左右対称である。また、各位置決め係合部１４は、テーパー状のノコ刃形をなし、管状光源３側で急峻に立ち上がり、管状光源３から遠ざかる側に向かって非常に緩やかなテーパー状をなしている。
【００２１】すなわち、各位置決め係合部１４にあって、ノコ刃の立ち上がりに相当する側の面は、導光板１の入射端面１５とわずかな距離をおいて、導光板１の左右の端面１７から左右の外側に向かって入射端面１５に略平行に延びており、管状光源へと近づく側への導光板の位置ずれを規制する管状光源側の位置決め当接面１２をなしている。
【００２２】一方、図示の例において、ノコ刃のテーパー状の背面に相当する側の面は、管状光源側の位置決め当接面１２の外側端から始まって、平面図で見た場合に、入射端面１５に対する垂線が導光板１内側へと少し傾斜したような直線に沿って延びている。このテーパー状の面が、導光板１の左右の位置決め係合部１４で対をなして、対応するフレーム２の面２１と係合することにより管状光源から遠ざかる側への導光板の位置ずれを規制する、管状光源対向側の位置決め当接面１１をなす（図２）。
【００２３】図１（ｂ）に示す例では、管状光源対向側の位置決め当接面１１が、導光板１における入射端面１５とは逆側の端面（以降、対向側端面と呼ぶ）１６と合わさるところまで延びている。
【００２４】したがって、導光板１は、入射端面１５に沿った部分を除き、全体として略台形の平面形状をなしている。図１（ｂ）に示すように、対向側端面１６に沿った寸法Ｌ１は、入射端面１５に沿った寸法Ｌ２と等しく、これらは、導光板１の最大左右方向寸法、すなわち、一方の位置決め係合部１４の外側端からもう一方の位置決め係合部１４の外側端までの寸法Ｌ３よりも小さい。
【００２５】しかし、位置決め当接面１１は、管状光源３に近いところでの導光板１の位置決めを行えば良いので、例えば図３に示す変形例１のように、入射端面１５と対向側端面１６との中間よりも入射端面１５にやや近いところまで延びるものであっても良い。また、位置決め当接面１１は、平面図で見た場合に、緩やかな曲線をなすものであっても良い。
【００２６】したがって、入射端面１５から入射した管状光源３からの光は、管状光源対向側の位置決め当接面１１のところで反射された場合にも、導光板１の内側へと全体に拡散して伝播されるように押し戻されるのであり、位置決め係合部１４の特定の部位に集中することがない。
【００２７】他方、図１（ａ）中に示すように、管状光源側の位置決め当接面１２と、入射端面１５とをつなぐ個所には、これら位置決め当接面１２及び入射端面１５に略垂直に短い端面１９が延びている。そして、この短い端面１９と位置決め当接面１２とに挟まれる谷角部１３は、曲率半径Ｒ１を有するように、すなわち平面図で見て半径Ｒ１の円弧をなすように円く形成されている。また、この導光板１の谷角部１３に対応する、フレーム２の山角部２３は、谷角部１３の曲率半径Ｒ１より大きい曲率半径Ｒ２を有するように円く形成されている。
【００２８】したがって、面光源装置１０が衝撃を受けた場合にも、フレーム２の山角部２３が導光板１の谷角部１３に突き当たることがなく、この近傍での応力伝達は、導光板１の位置決め当接面１２と、これに対応するフレーム２側の位置決め当接面２２との面接触、及び、導光板１の短い端面１９と、これに対応するフレーム２側の短い端面２９との面接触により行われる。そのため、導光板１は、通常は剛直で比較的脆い材料からなるものの、谷角部１３に局部的な応力を受けて割れを生ずるとことが防止されている。
【００２９】上記に説明した図１〜３において、管状光源対向側の位置決め当接面１１が入射端面１５となす角は、かなり小さい角度、例えば５〜１５度であるように描いているが、入射光の集中が生じないような角度であれば良い。例えば、好ましくは４５度以下、より好ましくは３０度以下であれば端面で反射した光は、充分に管状光源３の対向側へと伝播されて行く。
【００３０】なお、図には示さないが、管状光源３は、外側から、金属板からなる断面が横倒しＵ字状のランプ・リフレクタ、または、反射シートからなる反射ミラーにより覆われる。また、導光板１の裏面には反射シートが配され、導光板１の表側の面、すなわち光を出射する主表面には、集光シート、及び光利用率向上フィルムが配される。導光板１は、例えば断面が略楔（くさび）形をしたものであり、必要により、裏面に、ドット状のパターンやしぼ（エンボス）が設けられている。
【００３１】次に、図４を用いて、変形例２について説明する。
【００３２】変形例２においては、従来例と全く同様の構成において、フレーム２の山角部２３について曲率半径Ｒ２を有するように円く形成し、特には、対応する導光板１の谷角部１３の曲率半径Ｒ１よりも山角部２３の曲率半径Ｒ２が大きくなるよう設計されている。
【００３３】このような構成により、実施例と同様に、導光板１の割れを防止することができる。また、図４に示すように、管状光源３の両端の個所（ゴムキャップ４に覆われる直前の個所）から導光板１の左右の端までの間に充分なマージンがあって、管状光源３の発光面からの光が耳部１８にあまり集中しない場合には、変形例２の構成であっても実施例と同様の効果を得ることができる。また、面光源装置に載置される表示パネルの有効表示流域の縁から耳部１８までに充分なマージンがある場合にも、耳部１８に多少集中した光が表示面に現れるのを回避できる。
【００３４】上記実施例及び変形例においては、管状光源３がゴムキャップ４を介してフレーム２により位置決めされて固定されるものとして説明したが、管状光源３の電極部にその他のスペーサーが備えられてフレーム２に係合するものであっても良い。また、このようなスペーサー、またはシリコンゴム製等のゴムキャップが、管状光源４の電極部に一体的に設けられるものであっても良い。
【００３５】上記実施例及び変形例においては、面光源装置が透過形液晶表示装置のバックライトであるとして説明したが、反射形液晶表示装置のフロントライトである場合にも全く同様である。
【００３６】
【発明の効果】導光板とその入射端面に配される管状光源とを備える面光源装置において、管状光源と入射端面との所定の間隔を容易に保持できるとともに、導光板とフレームとの係合部での光の集中を防止することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３０７８
【氏名又は名称】株式会社東芝
【識別番号】０００２２１３３９
【氏名又は名称】東芝電子エンジニアリング株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年９月１４日（２０００．９．１４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００５９２２５
【弁理士】
【氏名又は名称】蔦田 璋子 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２００２−９３２３３（Ｐ２００２−９３２３３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年３月２９日（２００２．３．２９） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−２８０２７１（Ｐ２０００−２８０２７１） |
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