面状照明装置

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【発明の名称】	面状照明装置
【発明者】	【氏名】豊田耕一【氏名】石井剛
【要約】	【課題】導光体及び点状光源間の結合効率の向上を図ることができる面状照明装置を提供する。【解決手段】上側フレーム２１の爪２３がＬＥＤ６の窪み２０に嵌合すると共に、嵌合状態で導光体４方向へのばね力（導光体４の長手方向のばね力）を発揮し、ＬＥＤ６を導光体４に押圧する。このため、導光体４及びＬＥＤが良好に密着されると共に確実に位置決めされ、ひいては導光体４及びＬＥＤの結合効率を良好なものにすることができる。また、上側フレーム２１の爪２３がＬＥＤ６の窪み２０に嵌合しているので、ＬＥＤ６が導光体４の長手方向と直交する方向（矢印Ｂ方向）にずれることを抑制し、この分、導光体４及びＬＥＤ６の位置決めをより確実に行え、導光体４及びＬＥＤ６の結合効率をさらに向上できる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】透光性材料からなる透明基板と、該透明基板の側端面付近に配置される直線状の光源と、前記透明基板及び前記光源を保持するフレームとを有し、前記光源は、前記透明基板の側端面のうち少なくとも一面に沿って近接配置される直線状の透明材料からなる導光体と、該導光体の両端部のうち少なくとも一方に配置される点状光源とから構成した面状照明装置であって、前記フレームは、プリント配線板の下面側に配置されるか又は前記導光体を間にして前記プリント配線板に対向するように配置されて前記導光体に沿って延びる板状のフレーム本体を有し、該フレーム本体の端部には前記点状光源に当接する爪を設け、該爪は前記点状光源を前記導光体に押圧することを特徴とする面状照明装置。
【請求項２】前記点状光源は、前記導光体と対向する面の反対側面に窪みを有し、前記爪は前記窪みに嵌合す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】前記点状光源は、前記導光体の長手方向と直交する方向の両端側に半田が施され、該半田部を避けるようにして前記両端側の間に前記窪みを形成したことを特徴とする請求項２に記載の面状照明装置。
【請求項４】前記窪みは、前記点状光源におけるフレーム本体が配設される側に相当するフレーム本体配設面部から当該フレーム本体配設面部と対向する対向面側に溝状に向けて延びる形状であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の面状照明装置。
【請求項５】前記フレームはばね性材料で構成されることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の面状照明装置。
【請求項６】前記導光体を間にしてその両端部に点状光源が配置され、前記爪は、前記導光体の両端部の点状光源に対応してフレーム本体の両端部の少なくとも一方に形成されることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の面状照明装置。
【請求項７】前記導光体の一端部に点状光源が配置され、他端部には反射板を配置し、前記爪は前記導光体の一端部の点状光源に対応してフレーム本体の一端部に形成され、フレーム本体の他端部側は前記反射板を介して導光体を保持することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の面状照明装置。
【請求項８】前記点状光源はＬＥＤであることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかに記載の面状照明装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、看板や各種反射型表示装置等の照明手段に用いられる面状照明装置に関するものであり、特に、液晶表示装置の照明手段として用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】低消費電力で動作する液晶表示装置は、薄型、軽量等の特徴があるので、主にコンピュータ用途を中心とした表示装置としての需要が増大している。液晶表示装置の構成部材である液晶は、自ら発光しないため、ブラウン管等の発光型素子と異なり、画像を観察するための照明手段が必要である。特に、近年の薄型化の要求の中では、液晶表示装置を照射するための照明手段として、薄板状のサイドライト方式（導光板方式）の面状照明装置を使用することが多い。
【０００３】このようなサイドライト方式の面状照明装置の一例として図７ないし図１２に示すものがある。図７及び図８において、この面状照明装置１は、透光性材料からなる透明基板（ガイドプレート）２と、透明基板２の一側端面２ａに近接させて配置された直線状の光源３とから大略構成されている。透明基板２の下面側に図示しない液晶表示装置が配置され、この面状照明装置１は、その液晶表示装置の補助照明として用いられるようになっている。
【０００４】透明基板２は、前記一側端面２ａから遠ざかるにしたがって、その板厚が徐々に薄くなる、いわゆる楔形に形成されている。光源３は、透明基板２の一側端面２ａに沿って近接配置される線状の透明材料からなる導光体（ガイドロッド）４と、導光体４の一端部４ａに対面して配置され、絶縁材料からなるＦＰＣ５（プリント配線板）に実装されるＬＥＤ６（点状光源）と、導光体４の他端部４ｂに対面して配置される反射板７と、から大略構成されている。
【０００５】また、導光体４における透明基板２に臨む面（導光体第１面）４ｃの反対側面（導光体第２面）４ｄには、断面形状が略三角形の溝部８ａと、該溝部８ａの間に形成される平坦部８ｂとからなる光路変換手段８が設けられており、ＬＥＤ６が一端部４ａに配置されているにも関わらず、導光体４の一端部４ａから入射した光線が導光体第１面４ｃにおいて均一に放射されるようにしている。
【０００６】透明基板２の一面（図７上側。以下、上面という。）２ｂには、溝部９ａ及び平坦部９ｂからなる光反射パターン９が形成されており、導光体４からの距離に左右されることなく透明基板２の何れの位置においても明るさがほぼ均一になるようにしている。
【０００７】ＬＥＤ６は、略矩形をなし、導光体４との当接面に対向する対向面の略中央部には、上下方向に延びる溝状の窪み２０が形成されている。ＬＥＤ６は、図７、図１０及び図１１に示すように、導光体４の一端部４ａに対面して配置された状態で、導光体４の長手方向と直交する方向の両端側６ａ，６ｂに半田が施され（半田が施された部分を半田部Ｓという。）、図示しない端子がＦＰＣ５に備えられた銅箔（図示省略）に電気的に接続され、この状態でＦＰＣ５に搭載されている。
【０００８】ＦＰＣ５は、ＬＥＤ６等が実装される略矩形のＦＰＣ本体５ａと、ＦＰＣ本体５ａの一端部に立ち上がるように形成されたＦＰＣ立上り壁部５ｂとを有している。ＦＰＣ立上り壁部５ｂはＬＥＤ６と対面し、かつ、後述するように、ＬＥＤ６とフレーム立上り板部１０ｂとの間に介在され、半田部Ｓが金属製の下側フレーム１０（フレーム立上り板部１０ｂ）と短絡することを防止するようにしている。
【０００９】また、この面状照明装置１には、図７、図９、図１０及び図１１に示すように、ＦＰＣ５の下面側に配置される金属製のフレーム（下側フレーム１０）と、導光体４を間にしてＦＰＣ５に対向するように配置される略板状のフレーム（上側フレーム１１）とが備えられており、透明基板２及び光源３を保持するようにしている。下側フレーム１０は、ＦＰＣ５の下面側に対面して導光体４に沿って延びる板状のフレーム本体（下側フレーム本体１０ａ）と、下側フレーム本体１０ａの一端部側（図１０右側）に下側フレーム本体１０ａと略直交して立上がる立上り板部（フレーム立上り板部１０ｂ）とから大略構成されている。下側フレーム本体１０ａの他端部（図１０左側）は透明基板２と互いに固定された状態（図示しない保持部が設けられた状態）にされており、後述するフレーム立上り板部１０ｂによるＬＥＤ６の導光体４への押圧を可能なものにしている。
【００１０】下側フレーム１０は、フレーム立上り板部１０ｂを、ＦＰＣ立上り壁部５ｂを介して導光体４の一端部４ａに対面させ、ＦＰＣ立上り壁部５ｂを介して、ＬＥＤ６を導光体４に押圧するようにしている。そして、このように下側フレームがＬＥＤ６を導光体４に押圧することにより、導光体４及びＬＥＤ６間の結合効率の向上を図り、また、部材の公差のバラツキを吸収するようにしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、面状照明装置では、良好な光特性を得るために、導光体及びＬＥＤを良好に密着させると共に確実に位置決めし、ひいては導光体及びＬＥＤの結合効率を良好なものにすることが要求されている。これに対し、上記従来技術では、図１１及び図１２に示すように、ＬＥＤ６の導光体４への押圧をＦＰＣ５（ＦＰＣ立上り壁部５ｂ）を介して行うため、大きな押圧力が得られず、その分、結合効率の向上に制約を受けていた。また、上記従来技術では、ＬＥＤ６は、導光体４の長手方向と直交する方向（図１１上下方向。便宜上、縦方向という。）Ｔには、ずれやすく、これに伴い結合効率の低下を招きやすかった。
【００１２】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、導光体及び点状光源間の結合効率の向上を図ることができる面状照明装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明は、透光性材料からなる透明基板と、該透明基板の側端面付近に配置される直線状の光源と、前記透明基板及び前記光源を保持するフレームとを有し、前記光源は、前記透明基板の側端面のうち少なくとも一面に沿って近接配置される直線状の透明材料からなる導光体と、該導光体の両端部のうち少なくとも一方に配置される点状光源とから構成した面状照明装置であって、前記フレームは、プリント配線板の下面側に配置されるか又は前記導光体を間にして前記プリント配線板に対向するように配置されて前記導光体に沿って延びる板状のフレーム本体を有し、該フレーム本体の端部には前記点状光源に当接する爪を設け、該爪は前記点状光源を前記導光体に押圧することを特徴とする。
【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成において、前記点状光源は、前記導光体と対向する面の反対側面に窪みを有し、前記爪は前記窪みに嵌合することを特徴とする。請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成において、前記点状光源は、前記導光体の長手方向と直交する方向の両端側に半田が施され、該半田部を避けるようにして前記両端側の間に前記窪みを形成したことを特徴とする。請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の構成において、前記窪みは、前記点状光源におけるフレーム本体が配設される側に相当するフレーム本体配設面部から当該フレーム本体配設面部と対向する対向面側に溝状に向けて延びる形状であることを特徴とする。
【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の構成において、前記フレームはばね性材料で構成されることを特徴とする。請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載の構成において、前記導光体を間にしてその両端部に点状光源が配置され、前記爪は、前記導光体の両端部の点状光源に対応してフレーム本体の両端部の少なくとも一方に形成されることを特徴とする。請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載の構成において、前記導光体の一端部に点状光源が配置され、他端部には反射板を配置し、前記爪は前記導光体の一端部の点状光源に対応してフレーム本体の一端部に形成され、フレーム本体の他端部側は前記反射板を介して導光体を保持することを特徴とする。請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７までのいずれかに記載の構成において、前記点状光源はＬＥＤであることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の第１実施の形態に係る面状照明装置１Ａを図１ないし図４に基づいて説明する。なお、図７ないし図１２と同等の部分、部材については図７ないし図１２と同等の符号を付し、その説明は、適宜、省略する。この面状照明装置１Ａは、図１及び図２に示すように、透光性材料からなる透明基板２と、透明基板２の一側端面２ａに近接させて配置された直線状の光源３とから大略構成されている。透明基板２の下面側に図示しない液晶表示装置が配置され、この面状照明装置１Ａは、その液晶表示装置の補助照明として用いられるようになっている。
【００１７】光源３は、透明基板２の一側端面２ａに沿って近接配置される長板状の透明材料からなる導光体４と、導光体４の一端部４ａに対面して配置され、ＦＰＣ５に実装される発光ダイオードからなるＬＥＤ６（点状光源）と、導光体４の他端部４ｂに対面して配置される反射板７とから大略構成されている。
【００１８】また、導光体４における透明基板２に臨む面（導光体第１面）４ｃの反対側面（導光体第２面）４ｄには、断面形状が略三角形の溝部８ａと、該溝部８ａの間に形成される平坦部８ｂとからなる光路変換手段８が設けられており、ＬＥＤ６が一端部４ａに配置されているにも関わらず、導光体４の一端部４ａから入射した光線が導光体第１面４ｃにおいて均一に放射されるようにしている。
【００１９】透明基板２の一面（図１上側。以下、上面という。）２ｂには、溝部９ａ及び平坦部９ｂからなる光反射パターン９が形成されており、導光体４からの距離に左右されることなく透明基板２の何れの位置においても明るさがほぼ均一になるようにしている。
【００２０】ＬＥＤ６は、略矩形をなし、導光体４との当接面６ｃの反対面６ｄの略中央部には、上下方向に延びる溝状の窪み２０が形成されている。窪み２０は、ＬＥＤ６における後述する上側フレーム本体２１ａが配設される側（図３上側）に相当するフレーム本体配設面部６ｅから当該フレーム本体配設面部６ｅと対向する対向面６ｆ側に溝状に向けて延びる形状とされている。ＬＥＤ６は、図１、図３及び図４に示すように、導光体４の一端部４ａに対面して配置された状態で、導光体４の長手方向と直交する方向の両端側６ａ，６ｂに半田が施され（半田が施された部分を半田部Ｓという。）、図示しない端子がＦＰＣ５に備えられた銅箔（図示省略）に電気的に接続され、この状態でＦＰＣ５に搭載されている。ＬＥＤ６の窪み２０を、上述したように導光体反対向面６ｄの略中央部に形成し、両端６ａ，６ｂ側に半田が施されたことから、前記窪み２０は半田部Ｓを避けるようにして両端６ａ，６ｂ側の間に形成されている。
【００２１】ＦＰＣ５は、ＬＥＤ６等が実装される略矩形のＦＰＣ本体５ａを有し、ＦＰＣ本体５ａに前記銅箔が備えられており、銅箔を介して図示しない外部電源等に接続されている。
【００２２】また、この面状照明装置１Ａには、図３、図４に示すように、ＦＰＣ５の下面側に配置される金属からなるばね性材料製のフレーム（上側フレーム２１）と、導光体４及びＦＰＣ５を間にして上側フレーム２１に対向するように配置される金属製または樹脂製の略板状のフレーム（下側フレーム２２）とが備えられており、透明基板２及び光源３を保持するようにしている。（図示省略）上側フレーム２１は、導光体４に沿って延びる板状のフレーム本体（上側フレーム本体２１ａ）と、上側フレーム本体２１ａの一端部側（図３右側）に上側フレーム本体２１ａと略直交（わずかに鋭角とする）して形成されＬＥＤ６の窪み２０に嵌合する板状の爪２３とから大略構成されている。上側フレーム本体２１ａの他端部（図３左側）は反射板を介して導光体４を押圧する状態（図示しない保持部が設けられた状態）になっており、爪２３によるＬＥＤ６の導光体４への押圧を可能なものにしている。すなわち、爪２３は、前記窪み２０に嵌合するようになっていると共に、嵌合状態で導光体４方向へのばね力を発揮し、ＬＥＤ６を導光体４に押圧するようにしている。
【００２３】上述したように構成された本実施の形態では、上側フレーム２１の爪２３がＬＥＤ６の窪み２０に嵌合すると共に、嵌合状態で導光体４方向へのばね力（導光体４の長手方向のばね力）を発揮し、ＬＥＤ６を導光体４に押圧する。このため、導光体４及びＬＥＤが良好に密着されると共に確実に位置決めされ、ひいては導光体４及びＬＥＤの結合効率を良好なものにすることができる。
【００２４】上述した従来技術では、ＬＥＤ６の導光体４への押圧をＦＰＣ５（ＦＰＣ立上り壁部５ｂ）を介して行うため、大きな押圧力が得られず、その分、結合効率の向上に制約を受けていたが、本実施の形態では、爪２３がＬＥＤ６に当接して、爪２３のばね力を直接的にＬＥＤ６に作用させてＬＥＤ６の導光体４への押圧を行うので、導光体４及びＬＥＤ６の結合効率を大きなものにすることができる。
【００２５】また、上側フレーム２１の爪２３がＬＥＤ６の窪み２０に嵌合しているので、ＬＥＤ６が導光体４の長手方向と直交する方向（図３矢印Ｂ方向）にずれることを抑制し、この分、導光体４及びＬＥＤ６の位置決めをより確実に行え、導光体４及びＬＥＤ６の結合効率をさらに向上できる。
【００２６】本実施の形態では、ＬＥＤ６の窪み２０を、上述したように導光体反対向面６ｄの略中央部に形成し、両端６ａ，６ｂ側に半田を施し（半田部Ｓを設け）、窪み２０は半田部Ｓを避けるようにして両端６ａ，６ｂ側の間に形成されている。このため，上側フレーム２１の爪２３を窪み２０に嵌合しても、爪２３が半田部Ｓに接触するようなことがなく、短絡故障の発生を防止できる。
【００２７】本実施の形態では、上側フレーム２１の爪２３が上側フレーム本体２１ａに略直交する形状で簡易であり、容易に製作することができ、生産性の向上を図ることができる。なお、このような上側フレーム２１の爪２３が板状であるものに代えて、次のように構成してもよい。すなわち、例えばＬＥＤ６の窪みを円形、矩形などの穴状とする一方、上側フレーム２１の爪２３を、上側フレーム本体２１ａと略直交（わずかに鋭角とする）して形成される爪本体(図示省略)と、爪本体と共に略Ｌ字形をなすように爪本体と直交して形成され前記円形、矩形などの穴状の窪みに嵌合する爪嵌合部(図示省略)とから構成してもよい。
【００２８】上記実施の形態では、上側フレーム２１、２１Ａは金属から構成される場合を例にしたが，これに代えて樹脂材料で構成してもよい。
【００２９】上記実施の形態では、上側フレーム２１（上側フレーム本体２１ａ）に爪２３を設けた場合を例にしたが、本発明はこれに限らず、例えば図５に示すように、下側フレーム２２に爪２４を設けるようにしてもよい（第２実施の形態）。すなわち、図５において、下側フレーム２２は、ＦＰＣ５の下面側に配置される板状の下側フレーム本体２２ａと、下側フレーム本体２２ａの一端部（図５右側）に屈曲形成される爪２４とから構成されている。下側フレーム本体２２ａの他端側（図５左側）は導光体４に保持され、下側フレーム２２は導光体４の長手方向（図５左右方向）に移動しないようにされている。爪２４は、下側フレーム本体２２ａと共に略コ字形をなすように下側フレーム本体２２ａに延設されＦＰＣ５の端部５ｄ（図５右側）を跨いでＬＥＤ６側に延びる略Ｌ字形の爪基端部２５と、爪基端部２５の先端側に屈曲形成されＬＥＤ６の窪み２０に嵌合する板状の爪先端部２６とから構成されている。
【００３０】この第２実施の形態は、爪２４が第１実施の形態の爪２３と同様に作用し、ＬＥＤ６を導光体４に押圧するようにばね力を発生する。そして、第１実施の形態と同様にして、導光体４及びＬＥＤ６の確実な位置決めを果たし、ひいては導光体４及びＬＥＤ６の結合効率を良好なものにすることができる。
【００３１】上記実施の形態では、導光体４の一端部４ａにＬＥＤ６（点状光源）を設けた場合を例にしたが、これに代えて図６に示すように、反射板７を配置せずに導光体４の両端４ａ，４ｂ側にＬＥＤ６（点状光源）を設けるようにしてもよい（第３実施の形態）。図６において、上側フレーム２１Ａは、上側フレーム本体２１ａと、上側フレーム本体２１ａの一端部（図６右側）に上側フレーム本体２１ａと略直交（わずかに鋭角とする）して形成された板状の爪（便宜上、一端部側爪という。）２７と、上側フレーム本体２１ａの他端部（図６左側）に上側フレーム本体２１ａと略直交（わずかに鋭角とする）して形成された板状の爪（便宜上、他端部側爪という。）２８と、から大略構成されている。
【００３２】一端部側爪２７は、導光体４の一端側のＬＥＤ６の窪み２０に嵌合し、他端部側爪２８は、導光体４の他端側のＬＥＤ６の窪み２０に嵌合するようになっている。上側フレーム２１Ａの一端部側爪２７及び他端部側爪２８は、上述したようにＬＥＤ６の各窪み２０に嵌合した状態で、相手方向へのばね力を発揮するようになっている。
【００３３】この第３実施の形態では、一端部側爪２７及び他端部側爪２８が共に、第１実施の形態の爪２３と同様にしてＬＥＤ６を導光体４に押圧するようにばね力を発生する。そして、第１実施の形態と同様にして、導光体４及びＬＥＤ６の確実な位置決めを果たし、ひいては導光体４及びＬＥＤ６の結合効率を良好なものにすることができる。
【００３４】
【発明の効果】請求項１から請求項８までのいずれかに記載の発明によれば、フレームの爪が点状光源に当接して点状光源を導光体に押圧するので、導光体及び点状光源が良好に密着されると共に確実に位置決めされ、ひいては導光体及び点状光源の結合効率を良好なものにすることができる。
【００３５】請求項２に記載の発明によれば、フレームの爪が点状光源の窪みに嵌合するので、点状光源を導光体の長手方向に点状光源を導光体に押圧して導光体及び点状光源の結合効率を良好なものにすると共に、導光体の長手方向と直交する方向への点状光源の移動を規制し、その分、導光体及び点状光源の位置決めをより確実に行え、導光体及び点状光源の結合効率をさらに向上させることができる。
【００３６】請求項３に記載の発明によれば、フレームの爪による点状光源の導光体への押圧を半田部を避けて行えるので、フレームが金属製であっても短絡故障の発生を回避することができる。
【００３７】請求項４に記載の発明によれば、上側フレームの爪が上側フレーム本体に略直交する形状で簡易であり、容易に製作することができ生産性の向上を図ることができる。請求項５に記載の発明によれば、フレームはばね性を有する材料で構成されているので、点状光源を導光体に押圧する力の発生を容易に達成することができる。請求項６，７に記載の発明によれば、フレーム本体の両端部の爪が点状光源を導光体に押圧する力を共に発生するので、結合効率の向上を効率よく果たすことができる。

【出願人】	【識別番号】０００１１４２１５【氏名又は名称】ミネベア株式会社
【出願日】	平成１３年１月１７日（２００１．１．１７）
【代理人】	【識別番号】１０００６８６１８【弁理士】【氏名又は名称】萼経夫（外３名）
【公開番号】	特開２００２－２１６５２７（Ｐ２００２－２１６５２７Ａ）
【公開日】	平成１４年８月２日（２００２．８．２）
【出願番号】	特願２００１－８９６７（Ｐ２００１－８９６７）