JP2004349019A

JP2004349019A - 面光源装置

Info

Publication number: JP2004349019A
Application number: JP2003142203A
Authority: JP
Inventors: Tatsumi Okuda; 辰美奥田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Mavic Media Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Mavic Media Co Ltd
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】この発明は、フレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）を用いて、ＬＥＤをケースに取り着ける面光源装置において、ＬＥＤと導光板とを密接して配置して光のロスがない面光源装置を提供することを目的とする。
【解決手段】この発明の面光源装置は、面状導光板と、この導光板を保持するフレーム６と、導光板の入光面側端部に沿って配設される複数のＬＥＤ３と、これらＬＥＤ３を取り付けたＦＰＣと、を備える。フレーム６にＬＥＤ３を収容する凹所６ｃが形成されると共に、凹所６ｃに連接して前記導光板の位置決め用端面６ｅが設けられ、前記凹所６ｃにＬＥＤ３を収容し、前記位置決め用端面６ｅよりＬＥＤ３を突出した状態でＦＰＣを前記フレーム６に固定し、導光板とＬＥＤとを密接して取り着ける。
【選択図】図１１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、面光源装置に関し、例えば、携帯電話機等に設けられる液晶表示装置のバックライト又はフロントライトとして用いて好適な照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の軽量化、小型化並びに低消費電力化を図る技術は著しく発展してきている。携帯電話機や携帯情報端末装置（ＰＤＡ）においても、表示装置として液晶表示装置を用い、軽量化、小型化並びに低消費電力化が図られてきている。
【０００３】
液晶表示装置としては、透過型と反射型があり、透過型の液晶表示装置には、液晶表示パネルを裏面側から照明する照明装置、いわゆるバックライトが設けられ、反射型の液晶表示装置には、液晶パネルを表面側から照明する照明装置、いわゆるフロントライトが設けられている。
【０００４】
これらの照明装置は、点光源と、この点光源からの光を一端面より入射され、表裏のいずれか一面より平面的に分散させて出射させる面状の導光板と、を備えた面光源装置が知られている。
【０００５】
従来のこの種の面光源装置として、例えば、図１２に示すような液晶表示装置のバックライトに適用されたものにつき説明する。同図に示すように、この液晶表示装置は、透過型の液晶表示パネルユニット１２０と、液晶表示パネルユニット１２０の下面に配置されため面状導光板１０１及び導光板１０１の一側面に配置された複数の点光源３からなる面光源装置と、を備える。
【０００６】
面光源装置は、導光板１０１の側方に複数の点光源３…を配置し、反射シート１０２、導光板１０１、プリズムシート１１０を順次積層して形成される。
【０００７】
点光源３は、例えば、白色発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成され、このＬＥＤ３の周囲をケース３１で囲って形成され、ケース３１の開口側より導光板１０１の端面（以下、入射面という。）に照明光を入射する。
【０００８】
反射シート１０２は、金属箔等からなるシート状の正反射部材、又は白色ＰＥＴフィルム等からなるシート状の乱反射部材により形成され、導光板１０１より漏れ出す照明光を反射して導光板１０１に入射し、これにより照明光の利用効率を向上する。
【０００９】
導光板１０１は、透明部材からなる例えば、アクリル（ＰＭＭＡ樹脂）を射出成形して断面楔型形状に形成された板状の部材であり、反射シート１０２側の平面（以下、裏面という。）の全面がマット面処理により一様に粗面に形成される。これにより導光板１０１は、裏面に光拡散面を形成し、裏面と出射面との間を繰り返し反射して光を伝搬しながら、この光拡散面により照明光を散乱する。
【００１０】
この伝播の際に、照明光は、裏面で反射する毎に出射面に対する入射角が低下し、出射面に対して臨界角以下の成分が出射面より出射される。この出射面より出射される照明光は、裏面に形成された粗面により散乱され、また、反射シート１０２に乱反射部材を適用した場合は、この反射シート１０２により乱反射して伝播すること等により、散乱光により出射される。しかしながら、この照明光は、出射面に対して伝播方向に傾いて形成された裏面を反射して伝播し、臨界角以下の成分が射出されることにより、主たる出射方向が楔型形状の先端方向に傾いて形成される。すなわち、導光板１０１からの出射光が指向性を有するようになり、これにより面光源装置は、指向出射性を有するようになる。
【００１１】
図示はしないが、導光板１０１の裏面に、１対の斜面を有する凸部を繰り返し形成する。また、導光板１０１の出射面の全面がマット処理により一様に粗面に形成され、この出射面に光拡散面を形成する。導光板１０１の出射面に配置されるプリズムシート１１０の導光板１０１側に同種の凸部を繰り返し形成する。導光板１０１から出射された拡散光をプリズムシート１１０により指向性を補正し、出射することにより、照明光を効率良く出射して照明光の利用効率を向上させている。
【００１２】
上記した図１２に示す構成の面光源装置を用いた液晶表示装置１の具体例を図１３に示す。図１３は分解斜視図である。
【００１３】
図１３に示すように、白色の樹脂で形成された矩形の枠状フレーム６は、外枠６ａの内周面に沿って内枠６ｂが形成されている。この内枠６ｂの上には、レンズシート７ａ、遮光両面接着テープ７ｂ、液晶パネル５が重ねられた状態で固定されている。液晶パネル５は、偏光板５ａ、液晶層を間に設けたガラス板５ｂ及び偏光板５ｃで構成され、各偏光板５ａ、５ｃがガラス板５ｂの光入射側と出射側にそれぞれ貼り付けられた状態で、遮光両面接着テープ７ｂに接着されている。そして、内枠６ｂの内側面に導光板７０が嵌合して固定されている。
【００１４】
又、内枠６ｂの下面には、両面接着テープ７ｆを介して反射シート７ｇが接着されて固定されている。更に、図に示すように、光源として、例えば、３つのＬＥＤ３…、サージ防止ダイオード３ｓをフレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）７ｈの所定の箇所に半田等を用いて取り付けられている。また、ケース６の一側面には、ＬＥＤ３…を収容する凹所が所定の位置に形成されている。ＬＥＤ３，サージ防止ダイオードを、ケース６の凹所に嵌め込み、ＦＰＣ７ｈを内枠６ｂの上面に取り付ける。これらＬＥＤ３…、導光板７０、レンズシート７ａ、フレーム６等によりバックライトユニット７が構成される。
【００１５】
ところで、機器の小型、薄型化に伴い、バックライトユニットも小型、薄型化が望まれている。ＬＥＤ３の高さの現状が０．７ｍｍ〜０．８ｍｍ程度であり、このため導光板７０もＬＥＤ３と同程度の厚みに形成されている。
【００１６】
上記したように、ＬＥＤ３…はＦＰＣ７ｈに半田等を用いて取り着けた後、ケース６に取り着け、固定される。しかしながら、従来、ＦＰＣ７ｈに実装されたＬＥＤと導光板とは密着して固定されておらず、光のロスが発生していた。
【００１７】
特許文献１に記載されている点光源を用いた面光源装置においても、導光板と点光源との間には、所定の間隙が設けられている。
【００１８】
【特許文献１】
特開平１０−２６０４０４号公報（図３）
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、ＬＥＤと導光板との間に間隙があると、光のロスが発生し、面光源装置の高輝度化を図る上では好ましくない。
【００２０】
そこで、この発明は、ＦＰＣを用いてＬＥＤをケースに取り着ける面光源装置において、ＬＥＤと導光板とを密接して配置して光のロスがない面光源装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この発明の面光源装置は、面状導光板と、この面状導光板を保持するフレームと、前記導光板の入光面側端部に沿って配設される複数の発光ダイオードと、これら発光ダイオードを取り付けたフレキシブルプリントケーブルと、を備えた面光源装置において、前記フレームに発光ダイオードを収容する収容部が形成されると共に、前記収容部に連接して前記導光板の位置決め用端面が設けられ、前記収容部に発光ダイオードを収容し、前記位置決め用端面より発光ダイオードを突出した状態でフレキシブルプリントケーブルを前記フレームに固定し、前記導光板と発光ダイオードとを密接して取り着けたことを特徴とする。
【００２２】
上記したように、位置決め用端面より発光ダイオードが突出しているため、導光板をフレームに取り着けると、導光板と発光ダイオードとが接触する。発光ダイオードの突出分はフレキシブルプリントケーブルの撓み等で吸収できる。
【００２３】
また、この発明は、前記フレキシブルプリントケーブルの前記発光ダイオードの光出射側とは反対側に位置する部分を粘着性接着テープで前記フレームに固定したことを特徴とする。
【００２４】
上記した構成によれば、接着テープの粘性で発光ダイオードの突出分を更に吸収できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。尚、従来例と同一部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるために、ここではその説明を割愛する。
【００２６】
図１は、この発明の第１の実施形態にかかる面光源装置を用いた液晶表示装置の分解斜視図である。この面光源装置７は透過型液晶表示装置１のバックライトとして用いられるものであり、指向性バックライトを構成し、サイドライト方式を採用している。この発明の面光源装置を用いた液晶表示装置は、例えば、携帯電話機に使用される。
【００２７】
この発明の面光源装置の基本的な構成、点光源としての白色ＬＥＤ（発光ダイオード）３、反射シート７ｇ、導光板７０、レンズシート７ａは、図１３に示すものと同等であるので、その説明は省略する。
【００２８】
図１に示すこの実施形態の面光源装置と、図１３に示す従来の面光源示装置が相違するところは、フレーム６及び白色ＬＥＤ３…を取り着けるフレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）７ｈの構成である。
【００２９】
この実施形態における面光源装置７のフレーム６には、ＦＰＣ７ｈの白色ＬＥＤ３の出光側の浮き上がりを防止するための規制板６０が一体に形成されている。この規制板６０の下に後述するように、ＦＰＣ７ｈの白色ＬＥＤ３の出光側の先端部が挿入され、ＦＰＣ７ｈの撓みや歪みによる浮き上がりを規制する。
【００３０】
この規制板６０の近傍のフレーム６には、導光板７０の光入射側端面に位置する箇所に、ＬＥＤ３…が挿入される凹所６ｃ…が形成されている。そして、この実施形態においては、この凹所６ｃは、ＬＥＤ３の寸法よりも若干余裕を持たせて形成されており、後述するように、ＦＰＣ７ｈに取り付けられたＬＥＤ３の挿入を容易にしている。更に、このフレーム６には、サージ防止ダイオード３ｓを収容する凹所６ｄが設けられている。
【００３１】
このフレーム６につき、図２乃至図４に従い説明する。図２は、この実施形態のフレームを示す平面図、図３は、図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【００３２】
図に示すように、フレーム６は、矩形の枠体６ａと、この枠体６ａに連接して形成された液晶表示パネルユニット５等を支持する内枠６ｂを備え、白色樹脂にて一体成形されている。更に、この実施形態のフレーム６は、ＦＰＣ７ｈの白色ＬＥＤ３の出光側の浮き上がりを防止するための規制板６０が枠体６ａと連接して一体に形成されている。この規制板６０は厚みが極めて薄いため、撓む虞がある。このため、この実施形態では、規制板６０と凹所６ｃ間のフレーム６とがブリッジ６１で繋がれ、規制板６０の撓みを抑制し、強度を保持している。
【００３３】
また、フレーム６には、凹所６ｃの両横に、導光板７０の位置決め用端面６ｅが形成されている。
【００３４】
ＦＰＣ７ｈにつき、図５乃至図７に従い説明する。図５は、この発明の実施形態にかかるフレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）の平面図、図６は同側面図、図７は同裏面図である。
【００３５】
図に示すように、ＦＰＣ７ｈに半田などにより３個のＬＥＤ３…と、サージ防止ダイオード３ｓとが取り着けられる。そして、この実施形態では、上記フレーム６に形成された規制板６０のブリッジ６１部分が嵌め込まれる切り欠き７１がＦＰＣ７ｈに設けられている。この切り欠き７１の深さは、後述するように、ＦＰＣ７ｈをフレーム６に取り着けた際、この切り欠き７１の底とブリッジ６１が当接した位置で、ＦＰＣ７ｈに取り着けたＬＥＤ３が導光板７０方向に少し突出した位置になるようにその寸法が規制されている。また、ＦＰＣ７ｈのＬＥＤ３…を取り着けた面とは反対側の面には、ＦＰＣ７ｈの補強用樹脂板７２が取り着けられている。
【００３６】
図１０の拡大斜視図に示すように、ＬＥＤが挿入される凹所６ｃの先端側が導光板７０の光入射側の端面になる。
【００３７】
この実施形態の導光板７０は、例えば、アクリル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）のような透光性樹脂により平行平板状に形成される。そして、導光板７０には、図示はしないが出射面より出射する光を前記出射面の法線方向より所定の方向に指向させて出射させるために微小なシボ群からなるパターン面が設けられる。このパターン面に形成されるシボ（微小な凹凸）は、出射面側或いは反射面若しくは両面に設けられるが、この実施形態では、出射面側にシボが形成される。シボ形状は、略球面状突起で、その表面は反射した光が散乱せず、規則正しく所定の方向を向くように平滑曲面に形成されている。指向性バックライト方式の場合、導光板７０に設けるパターンは光があまり散乱しないパターンにし、極く僅かに光の方向を変えながら反射を繰り返し導光するように設計している。
【００３８】
また、図示はしないが、導光板７０の反射面には、入射側端面から反射側端面に向かう縦軸に対して平行する方向にプリズムが形成されている。
【００３９】
次に、フレーム６へＦＰＣ７ｈを取り着けた状態につき説明する。図８は、この発明にかかる面光源装置の平面図、図９は要部拡大平面図、図１０は、要部拡大断面図、図１１はフレーム６にＦＰＣ７ｈを取り着けた状態のＬＥＤの位置関係を説明するための平面図である。
【００４０】
図８乃至図１１に示すように、ＬＥＤ３…、サージ防止ダイオード３ｓを取り着けたＦＰＣ７ｈの切り欠き７１とフレーム６のブリッジ６１部分を合わせ、ＦＰＣ７ｈの光出射側先端部をフレーム６の規制板６０の下に差し込む。規制板６０は、図１０に示すように、断面凸部形状になっており、規制板６０の凸部６０ａとＦＰＣ７ｈの先端部、ブリッジ６１と切り欠き７１とで、ＦＰＣ７ｈの位置決めがなされる。そして、収容部６ｃ、６ｄにＬＥＤ３、サージ防止ダイオード３ｓを収容させる。その後、ＦＰＣ７ｈのＬＥＤ３の光出射側とは反対側に位置する部分を両面接着テープによりフレーム６に固定し、ＦＰＣ７ｈがフレーム６の所定位置に取り着け固定される。
【００４１】
図１０に示すように、フレーム６に取り着けられたＦＰＣ７ｈは、規制板６０により、撓みや歪みなどによる浮き上がりが規制され、輝線などの見栄えを悪くする要因を取り除くことができる。
【００４２】
また、規制板６０のＦＰＣ７ｈが差し込まれる側とは反対面側には、図１０に示すように、レンズシート７ａの一端が差し込まれるように構成されており、規制板６０はレンズシート７ａの位置決めにも用いられる。
【００４３】
更に、この実施形態においては、ＦＰＣ７ｈ上に実装されたＬＥＤ３…と導光板７０とを密着させるために、上述したように、フレーム６の規制板６０の凸部６０ａとブリッジ６１と切り欠き７１により位置決めして、ＦＰＣ７ｈを両面接着テープによりフレーム６に固定する。この時、図１１に示すように、フレーム６の導光板７０の位置決め用端面である６ｅ部分より、ＬＥＤの実装公差（約±０．１ｍｍ）分、例えば０．２ｍｍ程度導光板側へ突出して固定されるように、上記したフレーム６の規制板６０の凸部６０ａとブリッジ６１と切り欠き７１の各位置決め用の部材の各寸法が決められている。そして、導光板７０をフレーム６に取り着ける際には、ＦＰＣ７ｈの撓み並びに両面接着テープの粘性等によりＬＥＤ３の公差分の突出部は吸収され、ＬＥＤ３と導光板７０の入光面とが密接した状態で取り着けられることになる。
【００４４】
フレーム６の上面には、図１３と同様のレンズシート７ａ、遮光両面接着テープ７ｂ、液晶表示パネル５が重ねられた状態で固定されている。液晶パネル５は、偏光板５ａ、液晶層が間に形成されたガラス板５ｂ及び偏光板５ｃで構成され、ガラス板５ｂに各偏光板５ａ、５ｃが貼り付けられた状態で、遮光両面接着テープ７ｂに接着されている。
【００４５】
また、この実施形態においては、導光板７０から漏れる光は白色樹脂で形成されたフレーム６２により導光板７０内に戻すようにしている。ＬＥＤ３から対向するフレーム６の面に当たり反射して戻ってきた光は、ＬＥＤ３間の端面６ｅにより、反射され導光板７０内を伝搬する。この端面６ｅの反射によりＬＥＤ３、３間に発生する暗部を減少させることができる。
【００４６】
フレーム２の下面には、図１３に示すものと同様に、両面接着テープ７ｆを介して反射シート７ｇが接着固定されている。これらＬＥＤ３…、導光板７０、レンズシート７ａ、フレーム６等により、指向性バックライト７が構成される。
【００４７】
上記したように、この指向性バックライト７は、規制板６０により、ＦＰＣ７ｈの浮き上がりが防止でき、ＬＥＤ３から光の漏れが無くなり、輝線の発生も無く視認性が悪くなる虞もない。
【００４８】
また、ＬＥＤ３と導光板７０とが密接した状態で取り着けられるため、光の利用効率を向上させることができる。さらに、落下等の衝撃があっても、導光板７０はフレーム６の端面６ｅで受けており、また両面接着テープの粘着性、衝撃時のＦＰＣ７ｈの撓みなどにより、ＬＥＤ３の破損を防止機能が向上する。
【００４９】
導光板７０とフレーム６との寸法公差により、フレーム６の端面６ｅと導光板７０との間に隙間が生じる場合もあるが、ＬＥＤ３が端面６ｅよりプラス公差で突出する用に、各寸法決めて固定することで、ＬＥＤ３と導光板７０との間を密接させることができる。
【００５０】
尚、上記した実施形態においては、規制板６０とフレーム６とを樹脂の一体成形で形成したが、ステンレス鋼板などの金属薄板で形成し、フレーム６に取り着けても良い。ステンレス鋼板などの金属薄板を用いると、ブリッジ部を無くしても強度などから規制板の撓みの発生はない。ブリッジ部を無くした場合には、例えばフレームのＦＰＣが取り着けられる両端に凸部を設け、ＦＰＣには、この凸部が挿入される長孔を形成する。そして、この長孔によりＦＰＣを規制板の方向へ移動可能に構成することができる。また、この場合、ＦＰＣを所定位置まで移動させて、位置決めし、フレームの凸部を溶着させてＦＰＣとフレームを固定することもできる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、発光ダイオードと導光板とが密接した状態で取り着けられるため、光の利用効率を向上させることができる。さらに、落下等の衝撃があっても、導光板はフレームの位置決め用端面で受けており、また接着テープの粘着性、衝撃時のフレキシブルプリントケーブルの撓みなどにより、発光ダイオードの破損を防止機能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる面光源装置を用いた液晶表示装置の分解斜視図である。
【図２】この発明の第１の実施形態にかかるフレームを示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】この発明の実施形態にかかるフレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）の平面図である。
【図６】この発明の実施形態にかかるフレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）の側面図である。
【図７】この発明の実施形態にかかるフレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）の裏面図である。
【図８】この発明にかかる面光源装置の平面図である。
【図９】この発明にかかる面光源装置の要部拡大平面図である。
【図１０】この発明にかかる面光源装置の要部拡大断面図である。
【図１１】この発明にかかる面光源装置のフレームにＦＰＣを取り着けた状態のＬＥＤの位置関係を説明するための平面図である。
【図１２】液晶表示装置のバックライトに適用された従来の面光源装置を示す概略断面図である。
【図１３】従来の面光源装置を用いた液晶表示装置の具体例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
３白色ＬＥＤ（発光ダイオード）
６フレーム
６０規制板
７０導光板
７ｈフレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）
７ｇ反射シート
７ａレンズシート

Claims

面状導光板と、この面状導光板を保持するフレームと、前記導光板の入光面側端部に沿って配設される複数の発光ダイオードと、これら発光ダイオードを取り付けたフレキシブルプリントケーブルと、を備えた面光源装置において、前記フレームに発光ダイオードを収容する収容部が形成されると共に、前記収容部に連接して前記導光板の位置決め用端面が設けられ、前記収容部に発光ダイオードを収容し、前記位置決め用端面より発光ダイオードを突出した状態でフレキシブルプリントケーブルを前記フレームに固定し、前記導光板と発光ダイオードとを密接して取り着けたことを特徴とする面光源装置。
前記フレキシブルプリントケーブルの前記発光ダイオードの光出射側とは反対側に位置する部分を粘着性接着テープで前記フレームに固定したことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。