JP2004227953A

JP2004227953A - 面光源装置

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Publication number: JP2004227953A
Application number: JP2003015145A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Oka; 昌晴岡
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2003-01-23
Filing date: 2003-01-23
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2023-01-23
Also published as: JP4006693B2

Abstract

【課題】管状体の光源を導光板に正確に且つ容易に固定することができ、さらには、輝度ムラの抑制および光源からの熱を効果的に放熱することができる面光源装置を構成する。
【解決手段】導光板１は、出光面を有する平板部１０と、該平板部１０の光源２側の面（入光面）に一体形成された光源挿通部１１とからなり、光源挿通部１１は入光面の両端部から所定長のみ形成されており、管状体の光源２を挿通する挿通孔が設けられている。光源２の両端部はランプホルダ４の嵌合部４１に設けられた凹部に挿入されて固定され、この嵌合部４１が光源挿通部１１の挿通孔の挿入されている。このようにして、光源２は、両端部のみがランプホルダ４により光源挿通孔１１に対して固定される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶表示装置等のバックライトに利用する面光源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネル等のようなフラットパネルで受光形の表示素子を用いた画像表示装置においては、その裏面からパネルの画面全体に光を照射するバックライトとして面光源装置が一般に用いられている。
【０００３】
このような面光源装置の構造について図を参照して説明する。
図５は従来の面光源装置の主要部の構成を示す分解斜視図である。なお、図５では、導光板の上下面に配置されるプリズムシート、拡散板、および反射板は省略している。
【０００４】
図５に示すように、面光源装置は、管状体の光源２と、該光源２の軸方向に平行な側面を入光面とし、この入光面に垂直な二面をそれぞれ出光面と反射面とする透光性を有する導光板１と、導光板１を収納するケース５と、光源２の両端部を保持する一対のランプホルダ４と、光源２から発生した光を反射して導光板１に入射させるランプリフレクタ３とから構成される。
【０００５】
また、導光板１の出光面側には少なくとも一つのプリズムシートおよび拡散板が配置されており、導光板の反射面には複数の拡散ドットが形成されているとともに反射板が配置されている。
【０００６】
このような面光源装置は、反射板、導光板、プリズムシート、および拡散板が順に積層配置されたケース５と、外部電源から光源２に電力供給するリードを挿通させるリード挿通孔を備えたランプホルダ４を用いて光源２が所定位置に保持されたランプリフレクタ３とから構成されており、これらケース５とランプリフレクタ３とが固定された構造である。ここで、ランプリフレクタ３およびケース５には、それぞれ固定用の孔３１および５１が設けられており、これら固定用の孔３１，５１を合わせてビス７等を挿入することによりランプリフレクタ３とケース５とが固定される。
【０００７】
このような面光源装置の他の構成として、導光板の各角部に、嵌合凹部が形成されたランプ保持部が設けられ、これら嵌合凹部にランプの両端部をそれぞれ上部から嵌め込み固定する構造のものがある（特許文献１参照。）。
【０００８】
また、導光板に対向する側面間を貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔に光源全体を挿入して固定する構造のものもある（特許文献２、特許文献３参照。）。
【０００９】
また、光源の両端部に軟弾性の保持部材を配置し、この保持部材により上述のような貫通孔と光源との間に隙間を形成した構造のものもある（特許文献４参照。）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−１６７６１８号公報
【特許文献２】
特開２００１−１０１９１７号公報
【特許文献３】
特開平５−１９６８２１号公報
【特許文献４】
実開平４−３１１２３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のような従来の面光源装置では次に示すような問題が生じる。
特許文献１に記載の面光源装置では、ランプ保持部に設けられた嵌合凹部に光源の端部を嵌め込み、シリコン等で固定するものであるため、光源を嵌合する工程と、シリコン等の固定部材を嵌合部に充填する工程とを行わなければならず、作業負荷が多くなってしまう。また、光源の両端部を有色のシリコンで覆うため、この部分を光源として使用することができない。
【００１２】
また、特許文献２および特許文献３に記載の面光源装置では、貫通孔に光源全体を挿入して嵌合するものであるが、光源は例えば冷陰極管等の機械的強度が比較的弱いものであるので、挿入作業を慎重に行わなければならず、作業負荷が多くなってしまう。また、光源である冷陰極管は両端部と中央部とで輝度に差があるので、この輝度差がそのまま導光板の輝度ムラに影響してしまう。さらに、冷陰極管は中央部の発熱量が大きいため、この熱により導光板の上下に配置された反射板やプリズムシートおよび拡散板の特性が変化し、各シートの面内で特性差が生じて輝度ムラが発生するという問題がある。
【００１３】
また、特許文献４に記載の面光源装置は、導光板と光源との間に隙間を設けたものであるが、貫通孔に光源全体が挿入されているので、上述のような輝度ムラを抑制することはできない。さらには、隙間を設けても光源中央部での発熱は空気層、導光板を介して放熱されるので、やはり光源中央部付近は熱くなってしまう。
【００１４】
この発明の目的は、管状体の光源を導光板に正確に且つ容易に固定することができ、さらには、輝度ムラの抑制および光源を効果的に放熱することができる面光源装置を構成することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明の面光源装置は、導光板における出光面を有する平板部の少なくとも１つの側端部に光源の両端部が所定長に亘り挿通する光源挿通部を備え、且つ光源支持部材に、光源の両端部が挿入されることで光源と嵌合するとともに光源挿通部の挿通孔に挿入することで光源挿通部と嵌合する嵌合部を備えたことを特徴としている。
【００１６】
この構成では、管状体の光源がその両端部のみで保持されるため、光源を挿通孔に挿入して固定することが容易である。また、光源の両端部のみが導光板（光源挿通部）に近接して覆われるように固定されるため、導光板（光源挿通部）に覆われていない光源中央部と比較して発光量の少ない両端部から導光板への入光量を多くすることができ、両端部と中央部との輝度差が改善される。さらには、両端部と比較して発熱量の大きい中央部が導光板に覆われていないので放熱しやすく、導光板の上下両面に配置されている各板およびシートの熱による特性劣化を抑制できる。
【００１７】
また、この発明の面光源装置は、光源からの光を反射して導光板に入射させるランプ反射板を備え、光源支持部材にランプ反射板と導光板の光源挿通部とを挿入して嵌合する嵌合溝を備えたことを特徴としている。
【００１８】
この構成では、ランプ反射板についても、光源支持部材により固定されるので、作業負荷が減少する。また、ランプ反射板と光源との位置関係を容易に固定することができる。
【００１９】
また、この発明の面光源装置は、導光板の平板部における光源挿通部が設けられた側端面に、曲面形状の凹部を設けたことを特徴としている。
【００２０】
この構成では、側端面の凹部の形状により、光源挿通部に覆われていない光源の中央部からの入光量が調整され、導光板の輝度ムラが改善される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
第１の実施形態に係る面光源装置について図を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る面光源装置の主要部の構成を示す分解斜視図である。また、図２は、図１に示した面光源装置における光源および導光板の嵌合構造を示す部分断面図である。なお、図１および図２では、導光板の上下面に配置されるプリズムシート、拡散板、および反射板は省略している。
【００２２】
図１に示すように、面光源装置は、冷陰極管等の管状体の光源２と、該光源２の軸方向に平行な側面を入光面とし、この入光面に垂直な二面をそれぞれ出光面と反射面とする導光板１と、導光板１を収納するケース５と、光源２の両端部を保持する一対のランプホルダ４と、光源２で発した光を反射して導光板１に入射させるランプリフレクタ３とから構成される。
【００２３】
導光板１は、高い透光性を有する部材で形成されており、前記出光面および反射面を有する平板部１０と、光源１の両端部をそれぞれ所定長だけ挿通させる挿通孔が設けられた光源挿通部１１とからなり、光源挿通部１１が平板部１０の所定の側端面（入光面）側に一体形成されている。ここで、挿通孔は、その軸が平板部１０の厚み方向の中央と水平になるような位置に形成されている。また、各光源挿通部１１は、これらの外側の端面が平板部１０の入光面の両端部に一致するように形成されている。また、平板部１０の光源挿通部１１が形成されている面（入光面）における、光源挿通部１１が形成されていない中央部には、所定の曲面形状の凹部１２が設けられている。
【００２４】
また、導光板１の出光面側には少なくとも一つのプリズムシートおよび拡散板が配置されており、導光板の反射面には複数の拡散ドットが形成されているとともに反射板が配置されている。
【００２５】
ランプホルダ４は光源２の端部（端子部）が挿入されて嵌合するとともに、光源挿通部１１の挿通孔に挿入して嵌合する嵌合部４１とベース部４０とからなる。嵌合部４１は、光源２を挿入して嵌合する、光源２の外径寸法に略等しい内径寸法の凹部と、外形寸法が前記挿通孔の内径寸法に略等しい前記凹部の壁部とからなる。また、ベース部４０は、外形寸法が嵌合部４１の外形寸法より大きく形成されており、嵌合部４１側の面で導光板１における入光面に接する二側面に当接する。また、ベース部４０には光源２の端部に接合されたリードを挿通するリード挿通孔が設けられており、このリード挿通孔にリードを挿通させて外部に導き、外部電源に接続させることで光源２に電力が供給される。
【００２６】
ランプリフレクタ３は、光源２からの光が導光板１方向以外の外部に漏れないように光源２および光源挿通部１１を覆う形状に形成されており、さらに光源挿通部１１の外面に密接する形状で形成されている。また、ランプリフレクタ３はケース５の幅と略同じ幅で形成されており、その側端部に固定用の孔３１を設けた所定形状の側壁部を備えている。
【００２７】
光源２で発生した光は光源挿通部１１および平板部１０に入射される。ここで、光源挿通部１１に覆われた光源２の両端部では、光源２から発した光が光源挿通部１１に入射し、光源挿通部１１を介して直接平板部１０に導光されるとともに、光源挿通部１１の外面に設置されたランプリフレクタ３と、光源挿通部１１と空気層との界面とで全反射を繰り返しながら平板部１０に導光される。一方、光源挿通部１１に覆われていない光源２の中央部では、光源２から発した光が、空気層を介し、平板部１０の入光面から平板部１０に直接入射されるとともに、ランプリフレクタ３に反射された光も入光面から平板部１０に入射される。ここで、入光面には上述の凹部１２が設けられており、この凹部１２を設けることで、管状体の光源２で発した光に対する導光面積を調整することができる。
【００２８】
このような構成とすることで、中央部と比較して発光量の少ない両端部では中央部と比較して低ロスで導光することができ、導光板における入光面の幅方向の端部と中央部との輝度ムラを改善することができる。また、入光面に凹部１２を設けることで、中央部での入光量を調整することができ、導光板における入光面の幅方向の端部と中央部との輝度ムラを一層改善することができる。すなわち、面全体において輝度が均一な面光源装置を構成することができる。
【００２９】
また、光源の中央部が光源挿通部すなわち導光板で覆われていないので、両端部と比較して熱発散性が良好となり、光源で発生した熱が導光板、拡散板、プリズムシート、反射板に伝搬されにくくなり、この熱による各板やシートの特性劣化を抑制することができる。すなわち、長時間点灯していても輝度の変化や輝度ムラ等の特性変化が生じにくい信頼性に優れる面光源装置を構成することができる。
【００３０】
このような面光源装置の製造方法について次に示す。
まず、反射板、導光板１、プリズムシート、および拡散板が順にケース５に積層配置される。次に、導光板１の光源挿通部１１の挿通孔に光源２を挿通させるとともに、ランプホルダ４の嵌合部４１を前記挿通孔に挿入する。ここで、図２に示すように、嵌合部４１の凹部に光源２の端部が挿入されて、凹部の内壁と光源２の外面とが接して固定される。また、この嵌合部４１が光源挿通部１１の挿通孔に挿入されて、嵌合部４１の壁部の外面と挿通孔の内面とが接して固定される。さらには、ベース部４０の嵌合部４１側の面が光源挿通部１１の側面に接して固定される。
【００３１】
次に、ランプリフレクタ３を光源挿通部１１の外形に沿うように設置し、ケース５に固定する。ここで、ケース５には固定用の孔５１が設けられており、この孔５１とランプリフレクタ３の固定用の孔３１とを合わせてビス７等を挿入することによりランプリフレクタ３とケース５とが固定される。
【００３２】
このような構成とすることで、管状体の光源を導光板に対して、正確に且つ容易に位置決めして設置することができる。すなわち、導光板に対して光源の位置精度が正確な面光源装置を容易に製造することができる。
次に、第２の実施形態に係る面光源装置について図を参照して説明する。
図３は、本実施形態に係る面光源装置の主要部の構成を示す分解斜視図である。また、図４は、図３に示した面光源装置における光源、導光板およびランプリフレクタの嵌合構造を示す部分断面図である。なお、図３および図４では、導光板の上下面に配置されるプリズムシート、拡散板、および反射板は省略している。
【００３３】
図３、図４に示す面光源装置は、ランプホルダ４の嵌合部４１の外側に導光板１の光源挿通部１１とランプリフレクタ３とを挿入して嵌合する嵌合溝４２を設け、ランプリフレクタ３の固定用の孔３１を備えた側壁部とケース５の固定用の孔５１とを省略したものである。この他の構成は図１、図２に示した面光源装置と同じである。
【００３４】
図３、図４に示すように、ランプホルダ４は、嵌合部４１の凹部に光源２の端部を挿入して嵌合し、且つ該嵌合部４１の外側に所定の幅で外壁を設けることで形成された嵌合溝４２に光源挿通部１１と該光源挿通部１１の外面に沿うように配置されたランプリフレクタ３とを挿入して嵌合する。
【００３５】
このような構成とすることで、ビスや固定用の孔を用いることなくランプリフレクタ３を固定することができるので部材を削減することができる。また、ビスによる固定工程を削減することができるので、作業負荷を削減することができる。
【００３６】
さらには、ランプリフレクタが内側から光源挿通部で、外側からランプホルダで固定されており、且つ光源もランプホルダで固定されているので、光源とランプリフレクタとの位置を正確に且つ容易に固定することができる。また、光源挿通部も同時にランプホルダにより固定されているので、光源、導光板、およびランプリフレクタの位置関係を正確に且つ容易に固定することができる。これにより、各部品の位置精度に優れる面光源装置、すなわち所望の輝度特性を正確に得ることができる面光源装置を容易に製造することができる。
【００３７】
【発明の効果】
この発明によれば、導光板の入射面側に管状体の光源を挿通させる挿通孔を形成した光源挿通部を設け、光源の両端部のみをランプホルダにより前記挿通孔に固定することで、光源における中央部と比較して発光量の少ない両端部で、中央部と比較して低ロスで導光板に導光することができ、輝度が均一な面光源装置を構成することができる。また、光源と導光板とがランプホルダにより同時に固定されるので、光源と導光板とを所定位置に正確に保持することが容易である。
【００３８】
また、この発明によれば、光源の中央部が光源挿通部（導光板）で覆われていないので、両端部と比較して熱発散性が良好となり、光源で発生した熱が導光板、拡散板、プリズムシート、反射板に伝搬されにくくなり、この熱による各板やシートの特性劣化を抑制できる。これにより、点灯時間に応じて輝度変化や輝度ムラ等の特性変化が生じにくい信頼性に優れる面光源装置を構成することができる。
【００３９】
また、この発明によれば、入光面に所定形状の凹部を設けることで、中央部で入射される光の量を調整することができ、導光板における入射面の幅方向の端部と中央部との輝度ムラが改善され、さらに面全体において輝度が均一な面光源装置を構成することができる。
【００４０】
また、この発明によれば、ランプホルダで光源、導光板の光源挿通部、およびランプリフレクタを同時に固定することができるので、光源、導光板、およびランプリフレクタの位置関係を正確に且つ容易に固定することができ、各部品の位置精度に優れる面光源装置、すなわち所望の輝度特性が得られる面光源装置を容易に製造することができる。また、ランプリフレクタをビス等を用いることなく固定することができるので部材を削減することができるとともに、ビスによる固定工程を削減し、作業負荷を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る面光源装置の主要部の構成を示す分解斜視図
【図２】図１に示した面光源装置における光源および導光板の嵌合構造を示す部分断面図
【図３】第２の実施形態に係る面光源装置の主要部の構成を示す分解斜視図
【図４】図３に示した面光源装置における光源、導光板およびランプリフレクタの嵌合構造を示す部分断面図
【図５】従来の面光源装置の主要部の構成を示す分解斜視図
【符号の説明】
１−導光板
１０−導光板１の平板部
１１−導光板１の光源挿通部
１２−導光板１に設けられた凹部
２−光源
３−ランプリフレクタ
３１−ランプリフレクタ３に設けられた固定用の孔
４−ランプホルダ
４０−ランプホルダ４のベース部
４１−ランプホルダ４の嵌合部
４２−ランプホルダ４の嵌合溝
５−ケース
５１−ケース５に設けられた固定用の孔

Claims

管状体の光源と、該光源の軸方向の両端部を保持する光源支持部材と、該光源から入射された光を特定の出光面に導き、該出光面から面状に出光する導光板と、前記光源からの光を反射して、前記導光板に入射させるランプ反射板とを備えた面光源装置において、
前記導光板は、前記出光面を有する平板部の少なくとも１つの側端部に前記光源の両端部が所定長に亘り挿通する光源挿通部を備え、且つ前記側端部の光源挿通部が設けられていない側面に曲面形状の凹部が設けられ、
前記光源支持部材は、前記光源の両端部が挿入されることで前記光源と嵌合するとともに前記光源挿通部の挿通孔に挿入することで前記光源挿通部と嵌合する嵌合部と、前記ランプ反射板と前記導光板の光源挿通部とを挿入して嵌合する嵌合溝とを備えたことを特徴とする面光源装置。
管状体の光源と、該光源の軸方向の両端部を保持する光源支持部材と、該光源から入射された光を特定の出光面に導き、該出光面から面状に出光する導光板とを備えた面光源装置において、
前記導光板は、前記出光面を有する平板部の少なくとも１つの側端部に前記光源の両端部が所定長に亘り挿通する光源挿通部を備え、
前記光源支持部材は、前記光源の両端部が挿入されることで前記光源と嵌合するとともに、前記光源挿通部の挿通孔に挿入することで前記光源挿通部と嵌合する嵌合部を備えたことを特徴とする面光源装置。
前記光源からの光を反射して、前記導光板に入射させるランプ反射板を備え、
前記光源支持部材は、前記ランプ反射板と前記導光板の光源挿通部とを挿入して嵌合する嵌合溝を備えた請求項２に記載の面光源装置。
前記導光板の前記平板部における前記光源挿通部が設けられた側端面に、曲面形状の凹部を設けた請求項２または請求項３に記載の面光源装置。