JP2002093233A - 面光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【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１
２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。

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１
５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１
５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１
３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。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の面光源装置の要部を模式的に示す平面
図である。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。

【図２】実施例の面光源装置における導光板とフレーム
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。

【図３】変形例１の面光源装置における導光板のみの全
体形状を示す平面図である。

【図４】変形例２の面光源装置の要部を模式的に示す平
面図である。

【図５】従来例の面光源装置の要部を模式的に示す平面
図である。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。

【図６】従来例の面光源装置の問題点を説明するための
模式的な要部平面図である。

【符号の説明】

１ 導光板 １０ 面光源装置 １１ 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 １２ 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 １３ 谷角部 １４ 位置決め係合部 １５ 導光板の入射端面 １６ 入射端面から見ての対向側の端面 １７ 導光板の左右の端面（入射端面から見て左右にあ
る端面） ２ フレーム ２１ 導光板の管状光源対向側位置決め当接面に対応す
るフレームの当接面 ２２ 導光板の管状光源側位置決め当接面に対応するフ
レームの当接面 ２３ 導光板の谷角部対応する、フレームの山角部 ３ 管状光源（ランプ） ４ ゴムキャップ Ｒ１ 導光板の谷角部の曲率半径 Ｒ２ フレームの山角部の曲率半径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森藤 義博 兵庫県姫路市余部区上余部50番地 株式会 社東芝姫路工場内 Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA06 2H091 FA23Z FA42Z FD13 LA02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。