JP2001222903A

JP2001222903A - 面光源装置、及びこれに用いる指向性の管状光源

Info

Publication number: JP2001222903A
Application number: JP2000032038A
Authority: JP
Inventors: Teruo Yoshida; 照生吉田
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Development and Engineering Corp
Priority date: 2000-02-09
Filing date: 2000-02-09
Publication date: 2001-08-17

Abstract

(57)【要約】【課題】指向性を有する管状光源を用いる面光源装
置において、導光板への入射効率を最大とするようにす
る管状光源の回転方向の位置決めを、容易かつ確実に実
現することができるものを提供する。【解決手段】管状光源１の両端部にスペーサー１１を一
体に設ける。このスペーサーに、導光板２の端面２ａや
ランプ・リフレクタ３の内面と係合して、管状光源１の
回転方向の位置決めを行う係合部１１ａ，１１ｂを設け
る。

Description

【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、及びこれに用いる管状光源に関する。

【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】従来の面光源装置及びこれに用いる管状光
源の一例について、図８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２と、導光板２の側端面に沿
って配置される管状光源１と、この管状光源１を上下方
向及びパネル外側から覆う反射ミラー１５と、これらを
収納するフレーム部材３１，３２とからなる。

【０００５】管状光源１には、適当な個所に、リング
状、または孔の空いた円盤状のスペーサー１１が嵌め込
まれ、管状光源１の発光面と、反射ミラー１５、及び導
光板２の側端面２ａとの間で所定の間隔が維持される。

【０００６】低消費電力化や高輝度化を達成すべく、導
光板２の発光面側に、レンズシート（プリズムシート）
２２及び光利用率向上フィルム２３に配置するなど、種
々の手段により、光源光の利用効率の向上が図られてい
る。

【０００７】しかし、管状光源１から導光板２の端面２
ａへと入射する入射効率、すなわち管状光源１の発光量
に対する導光板２への入射光の比率は、約５０〜６０％
にとどまっている。そのため、この入射効率を改善する
ならば、面光源装置全体の光利用効率の向上に及ぼす効
果が大きい。

【０００８】管状光源１から導光板２への入射効率を改
善する方法として、指向性を有する管状光源１、すなわ
ち発光の強さ（光束密度）が特定の方向に向かって大き
い管状光源１を用いることが検討されている。発光の強
さの大きい部分を導光板２の端面２ａに向けることによ
り、管状光源１から導光板２へと、反射ミラー１５を経
ずに直接入射する光の割合を大きくすることで、入射効
率を向上させようとするものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図８に示すよ
うな、従来の面光源装置であると、管状光源が直管状で
ある場合、発光の強さが最大となる方向を、導光板２の
端面２ａへ向かう方向に正確に一致させるよう組み立て
る作業には、かなりの手間を要していた。

【００１０】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、面光源装置およびこれに用いる管状光源におい
て、特には指向性を有する管状光源において、導光板へ
の入射効率を最大とするようにする管状光源の回転方向
の位置決めを、容易かつ確実に実現することができるも
のを提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の面光源装置
は、特定の放射方向で発光の強さが最大となる直管状の
管状光源と、一端面をこの管状光源に近接させ、該端面
から入射される前記管状光源からの光を伝達しつつ主表
面から出射させる導光板と、管状光源を外側から覆うよ
うに配される反射鏡とを備える面光源装置において、前
記管状光源の両端部に、前記反射鏡及び前記導光板に対
して所定の間隔を保つためのスペーサーが、前記管状光
源の発光面に対して互いに回転不能に備えられ、このス
ペーサーには、前記導光板、または該管状光源を収納す
るフレーム体と係合して、前記導光板への入射光が最大
となるように前記管状光源の回転方向の位置決めを行う
ための回転位置決め用係合部が備えられることを特徴と
する。

【００１２】上記構成により、面光源装置を組み立てる
際に管状光源の回転方向の位置決めが自然に行われるの
で、導光板への入射効率を最大とするようにする管状光
源の回転方向の位置決めを、容易かつ確実に実現するこ
とができる。

【００１３】請求項２の管状光源は、特定の放射方向で
発光の強さが最大となる直管状の管状光源において、導
光板の入射面へと向かう方向がほぼ前記特定の放射方向
となるように回転方向の位置決めを行い、かつ、前記特
定の放射方向からの回転を不能にするためのスペーサー
を両端に備えることを特徴とする。

【００１４】請求項３の管状光源は、前記管状光源の中
心軸に垂直な断面において、前記スペーサーの輪郭が、
前記発光面に対して略接線方向に延びる直線状部分を有
することを特徴とする。

【００１５】このような構成により、直線状部分が導光
板の端面、または、フレーム体と当接することにより、
管状光源についての回転方向の位置決めが行われる。

【００１６】請求項６の管状光源は、前記スペーサー
が、前記発光面をなす部分と同時に同一材料により作成
されたものであることを特徴とする。

【００１７】このような構成により、前記スペーサーを
作成するために工程を追加する必要がなく、特に、発光
面の部分とスペーサーとの間で回転方向の位置決めを行
う作業が不要となる。

【００１８】

【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。実施例の面光源装置は、液晶
表示装置のバックライトである。

【００１９】面光源装置１０は、矩形状の導光板２と、
導光板２の一の長辺側の側端面に沿って配置される管状
光源１と、この管状光源１を上下方向及びパネル外側か
ら覆う、断面が横倒しＵ字状のランプ・リフレクタ３と
からなる。

【００２０】金属シートからなるランプ・リフレクタ３
は、管状光源１から出射される光源光を、導光板２の側
端面に集める反射ミラーの役割を果たす。ランプ・リフ
レクタ３は、また、管状光源１を保持し保護するフレー
ム体としての役割を果たすとともに、管状光源１を外部
の衝撃から保護する保護カバーの役割をも果たす。

【００２１】管状光源１は、指向性を有する蛍光管であ
る。すなわち、管の中心軸に垂直な断面で見た場合に、
特定の放射方向で発光の強さ（光束密度）が最大となる
ように設計された蛍光管である。詳しくは、図中に示す
ように、管状光源１をなす円筒状の発光面１４に、軸方
向に延びる帯状の高発光部（「開口部」と呼ばれる）１
２が設けられ、この高発光部１２からの発光の強さが、
発光面１４における他の領域からの発光の強さよりも顕
著に大きくなるように設計されている。

【００２２】リード線１３が接続される、管状光源１の
両端部には、発光面１４とランプ・リフレクタ３との間
隔、及び、発光面１４と導光体２との間隔を、それぞれ
所定の値に保ち、発光効率の低下を防止するためのスペ
ーサー１１が備えられる。このスペーサー１１は、管状
光源１の発光面１４をなすガラス管と一体をなすように
設けられる。

【００２３】本実施例では、スペーサー１１が該ガラス
管と同一材料で同時に作成されるものである。また、本
実施例のスペーサー１１は、外周面が、ランプ・リフレ
クタ３の内面、及び導光体２の端面２ａに沿う形に形成
されている。すなわち、管状光源１の中心軸に垂直な断
面で見た場合、スペーサー１１は、ランプ・リフレクタ
３の内面に対応するＵ字形曲線と、導光板２の端面２ａ
に対応する直線部分とからなる。

【００２４】上記断面において、スペーサー１１の直線
部分は、高発光部１２における発光面１４の接線、特に
は、高発光部１２の幅方向の中心個所における接線とほ
ぼ平行となるように作成される。したがって、管状光源
１を導光板２とランプ・リフレクタ３との間に収納した
際には、スペーサー１１の直線部分が導光板２の端面２
ａと合わさることにより、高発光部１２の幅方向の中心
が導光板２の入射端面２ａの側に正確に向くように配置
される。

【００２５】言い換えるならば、スペーサー１１は、上
記断面において、ランプ・リフレクタ３と入射端面２ａ
とが合わさる上下の角部へと張り出している。そして、
これら上下の、コーナープレート状の張り出し部が、そ
れぞれ、回転位置決め用係合部１１ａ及び１１ｂ（図２
中に一点鎖線にて領域を示す。）をなしている。すなわ
ち、スペーサー１１から張り出したコーナープレート状
の回転位置決め用係合部１１ａ及び１１ｂが、導光板２
の端面２ａ及びランプ・リフレクタ３の内面と係合する
ことにより、管状光源１の回転方向の位置決めを行う。

【００２６】このような回転位置決め用係合部１１ａ，
１１ｂを有するスペーサー１１が管状光源１に備えられ
るので、面光源装置１０を組み立てる際に、管状光源１
を回転方向に位置決めするための作業が全く不要であ
り、しかも正確に位置決めが行われる。

【００２７】管状光源１として指向性のものを用い、か
つ、高発光部１２が正確に導光板２の端面２ａを向くよ
うに配置することにより、指向性のない管状光源を用い
る場合に比べて、光利用効率を、例えば１０％向上させ
ることができる。

【００２８】なお、図１中に示すように、導光板２は、
管状光源１に沿った入射側端面から遠くなるにしたがい
厚さが小さくなる、「くさび型」である。また、導光板
２の裏面には反射シート２１が配され、導光板２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２
２、及び光利用率向上フィルム２３が配される。

【００２９】集光シート２２は、例えば、１枚の拡散シ
ートの上に２枚のプリズムシートが重ね合わされたもの
であり、各プリズムシートは、断面略正三角形をなす微
細な多数の突条が、上面を覆うように密に配列されてな
る。光利用率向上フィルム２３は、例えば、屈折率の異
なる薄膜を、その膜厚を制御しつつ積層したものであ
り、一の偏光方向の光を選択的に透過し、他の偏光方向
の光を導光板２の側へと反射して返すものである。

【００３０】面光源装置１０を組み立てる際には、例え
ば、管状光源１をランプ・リフレクタ３中に収納した
後、導光板及びこれを収納したプラスチックフレームと
組み合わせる。

【００３１】次に、変形例について、図３〜７を用いて
説明する。

【００３２】図３に示す変形例１においては、上記実施
例と同様の構成において、スペーサー１１が、シリコン
ゴム製であり、管状光源１の発光面１４の部分（本体部
分）の形成後に、該本体部分に対して回転不能に取り付
けられる。

【００３３】このような構成によっても上記実施例とほ
ぼ同様の効果が得られる。ここで、管状光源１の本体部
分を作成する際、後にスペーサー１１に対する回転方向
の位置決めを行うための突起部分等を設けておいても良
い。

【００３４】図４に示す変形例２においては、上記実施
例と同様の構成において、スペーサー１１にシリコンゴ
ム製のキャップ１６が被せられている。これにより、上
記実施例と同様の効果が得られるとともに、ランプ・リ
フレクタ３等に衝撃が加えられた場合に、管状光源１へ
の衝撃の伝達を抑制することができる。

【００３５】図示の例では、キャップ１６がスペーサー
１１の外周面に沿ってほぼ一定の厚みをなすように設け
られているが、例えば、スペーサー１１の外周面の一部
に溝が設けられ、キャップ１６の内面の突起に係合する
ものであっても良い。

【００３６】図５に示す変形例３においては、スペーサ
ー１１が、管状光源１の中心軸に垂直な断面において矩
形状である。管状光源１が、導光板２を収納するプラス
チックフレーム３１と、ベゼルカバー３２と、導光板２
とに囲まれる断面矩形状の空間内に収納されており、ス
ペーサー１１の外周がこの空間の壁面に沿うように形成
されている。なお、管状光源１を上下及び外側から覆う
反射ミラー２１ａが反射シート２１と一体に形成されて
いる。

【００３７】図６に示す変形例４においては、図１〜２
に示す実施例と同様の構成において、回転位置決め用係
合部１１ａ，１１ｂの先端の角に丸みが付けられてい
る。また、図７に示す変形例５においては、各スペーサ
ー１１に、回転位置決め用係合部１１ａが一つだけ設け
られている。変形例４〜５によっても、実施例と同様の
効果が得られる。

【００３８】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。

【００３９】

【発明の効果】指向性を有する管状光源、及びこれを用
いる面光源装置において、導光板への入射効率を最大と
するようにする管状光源の回転方向の位置決めを、容易
かつ確実に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の面光源装置を模式的に示す分
解斜視図である。

【図２】図１の面光源装置をさらに説明するための、要
部縦断面図である。

【図３】変形例１の面光源装置を模式的に示す要部縦断
面図である。

【図４】変形例２の面光源装置を模式的に示す要部縦断
面図である。

【図５】変形例３の面光源装置を模式的に示す要部縦断
面図である。

【図６】変形例４の面光源装置を模式的に示す要部縦断
面図である。

【図７】変形例５の面光源装置を模式的に示す要部縦断
面図である。

【図８】従来の技術における面光源装置を模式的に示す
要部縦断面図である。

【符号の説明】

１管状光源１１スペーサー１１ａ，１１ｂ回転位置決め用係合部１２高発光部１３リード線１４発光面２導光板２１反射シート２２集光シート２３光利用率向上フィルム３ランプ・リフレクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H091 FA14Z FA21Z FA23Z FA42Z FD12 GA11 LA03 5G435 AA17 BB12 BB15 EE27 FF08 FF12 GG08 GG24 KK03 KK07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】特定の放射方向で発光の強さが最大となる
直管状の管状光源と、一端面をこの管状光源に近接さ
せ、該端面から入射される前記管状光源からの光を伝達
しつつ主表面から出射させる導光板と、管状光源を外側
から覆うように配される反射鏡とを備える面光源装置に
おいて、前記管状光源の両端部に、前記反射鏡及び前記導光板に
対して所定の間隔を保つためのスペーサーが、前記管状
光源の発光面に対して互いに回転不能に備えられ、このスペーサーには、前記導光板、または該管状光源を
収納するフレーム体と係合して、前記導光板への入射光
がほぼ最大となるように前記管状光源の回転方向の位置
決めを行うための回転位置決め用係合部が備えられるこ
とを特徴とする面光源装置。
【請求項２】特定の放射方向で発光の強さが最大となる
直管状の管状光源において、導光板の入射面へと向かう方向がほぼ前記特定の放射方
向となるように回転方向の位置決めを行い、かつ、前記
特定の放射方向からの回転を不能にするためのスペーサ
ーを両端に備えることを特徴とする管状光源。
【請求項３】前記管状光源の中心軸に垂直な断面におい
て、前記スペーサーの輪郭が、前記発光面に対して略接
線方向に延びる直線状部分を有することを特徴とする請
求項２記載の管状光源。
【請求項４】前記反射鏡の内面が曲面をなし、前記管状
光源の中心軸に垂直な断面において、前記スペーサーの
輪郭が、前記反射鏡の内面に沿った曲線状部分と、前記
直線状部分とからなることを特徴とする請求項３記載の
管状光源。
【請求項５】前記管状光源の中心軸に垂直な断面におい
て、前記スペーサーの輪郭が、略多角形をなすことを特
徴とする請求項３記載の管状光源。
【請求項６】前記スペーサーが、前記発光面をなす部分
と同時に同一材料により作成されたものであることを特
徴とする請求項２記載の管状光源。
【請求項７】前記スペーサーが、前記発光面をなす部分
の作成後に装着されたものであることを特徴とする請求
項２記載の管状光源。
【請求項８】前記スペーサーにキャップが被せられ、回
転位置決め用係合部がこのキャップを介して前記導光板
または前記フレーム体に係合することを特徴とする請求
項２記載の管状光源。
【請求項９】特定の放射方向で発光の強さが最大となる
直管状の管状光源と、一端面をこの管状光源に近接さ
せ、該端面から入射される前記管状光源からの光を伝達
しつつ主表面から出射させる導光板と、管状光源を外側
から覆うように配される反射鏡とを備える面光源装置に
おいて、前記管状光源の両端部に平面部分を有するスペーサーが
取り付けられた状態で、該平面部分にほぼ前記特定の放
射方向が向くように予め前記管状光源及び前記スペーサ
ーが位置決めされ、前記平面部分と前記導光板の入射端面とが、互いに略平
行に、相対向するように配置されることを特徴とする面
光源装置。