JP2006040755A

JP2006040755A - 面状照明装置

Info

Publication number: JP2006040755A
Application number: JP2004220299A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Hirayama; 良信平山; Naohiro Adachi; 尚宏安達
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-07-28
Filing date: 2004-07-28
Publication date: 2006-02-09

Abstract

【課題】
耐衝撃性に優れ、信頼性が高く、コンパクトでありながら、容易に製造することができ、且つ低コストである面状照明装置を提供する。
【解決手段】
本発明に係る面状照明装置１は、光源用ＦＰＣ基板４と、光源用ＦＰＣ基板４に接着固定され、光源用ＦＰＣ基板４に形成された配線を介して供給される電力に基づいて光を出射する白色ＬＥＤ３と、白色ＬＥＤ３からの光が側端面から入射するように該白色ＬＥＤ３から離間させて、光源用ＦＰＣ基板４に接着固定された導光板２と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、面状照明装置に関するものである。

近年、携帯電話をはじめとする液晶応用商品では、高輝度化、耐衝撃性の向上、及び低コスト化が強く要求されており、それに伴い液晶表示装置及びこれに用いられる面状照明装置自体の高輝度化、耐衝撃性の向上、及び低コスト化の要請が強まってきている。

図４は、従来の液晶表示装置１０の概略断面図である（例えば特許文献１）。

この液晶表示装置１０は、液晶パネル１１と、液晶パネル１１の背面（図４で下側）に配設された面状照明装置１２と、液晶パネル１１と面状照明装置１２とを収納する筐体１３と、を有する。

そして、この面状照明装置１２は、筐体１３の側面に固定された光源用フレキシブル印刷回路基板（以下、「光源用ＦＰＣ基板」と略すことがある。）１４と、その光源用ＦＰＣ基板１４に接着固定され、光源用ＦＰＣ基板１４に形成された配線を介して供給される電力に基づいて光を出射する白色ＬＥＤ（発光ダイオード）１５と、白色ＬＥＤ１５の発光が側端面から入射するように配設された導光板１６と、導光板１６の底面（図４で下側）に設けられた反射板１７と、導光板１６の光出射面を覆うように設けられ、レンズシートや拡散シート等からなるレンズシート類１８と、を有するものである。

この液晶表示装置１０では、白色ＬＥＤ１５から出射された光は、側端面から導光板１６に入射し、導光板１６内部で導光されることにより液晶パネル１１方向（図４で上方向）に均一な面状光として出射される。そして、その導光板１６から出射された均一な面状光は、レンズシート類１８によってさらに拡散集光され、液晶パネル１１全体に入射する。このように、この液晶表示装置１０では、液晶パネル１１全体に白色ＬＥＤ１５から出射した光が入射し、液晶パネル１１により形成された画像パターンを映し出すことができる。

この液晶表示装置１０では、衝撃が加わった場合に白色ＬＥＤ１５と導光板１６とが衝突することを防止するために白色ＬＥＤ１５と導光板１６とは離間するように設けられている。しかし、この液晶表示装置１０では、白色ＬＥＤ１５と導光板１６とは一体固定されていないため、液晶表示装置１０に衝撃が加わった場合に、白色ＬＥＤ１５と導光板１６との相対位置がずれる虞がある。その結果、白色ＬＥＤ１５から導光板１６への光の入射光率が低下し、液晶表示装置１０の輝度が低下する虞がある。

また、この液晶表示装置１０は、導光板１６と白色ＬＥＤ１５とを別個に筐体１３に配置することにより組み立てられる。この場合、導光板１６、白色ＬＥＤ１５、及び筐体１３のそれぞれが寸法公差を有する。さらに、導光板１６を筐体１３に組み込む際、及び白色ＬＥＤ１５を筐体１３に組み込む際のそれぞれにおいて位置決め公差が発生する。そのため、導光板１６と白色ＬＥＤ１５とを所定の相対位置に正確に配置することが困難であるという問題がある。導光板１６と白色ＬＥＤ１５との相対位置が所定位置からずれた場合は、白色ＬＥＤ１５からの光の導光板１６への入射光率が低下し、所定の輝度が得られないという問題がある。

このような問題を解決するものとして、例えば特許文献２及び特許文献３には光源と導光板とを一体固定した面状照明装置が開示されている。

特許文献２には、棒状の光源（バー光源）と、光源からの光を側端面から入射して出射面から出射させる構造を有する導光板とが、カバー部材によって密着させて支持された面状照明装置（面発光装置）が記載されている。そして、このカバー部材は、バネ特性を有する金属板からなり、且つ断面に形状がほぼコの字型であり、そのコの字型の開口部側の幅が非開口部側の幅よりも小さく形成されている、と記載されている。

この面状照明装置では、カバー部材の強力なバネ力により導光板を強固に支持することが可能となり、導光板とバー光源との密着性を維持して両者が崩れにくくして、信頼性に優れた面状照明装置を実現することができる、と記載されている。

また、特許文献３には、凹部が設けられた導光板に、発光素子を没入させるとともに、光透過性の樹脂をその凹部に充填して発光素子と導光板とを一体化した面状照明装置（面発光装置）が記載されている。

この面状照明装置では、衝撃が加わった場合であっても、光透過性の樹脂により一体化された発光素子と導光板との相対位置ずれが発生することがない。
特願２００４−１１０３５３号公報図５特開２００４−３９５７０号公報図３特開２００１−６７９１７号公報図３

しかしながら、特許文献２に記載された面状照明装置では、バー光源と導光板とを固定するカバー部材は、非開口部側の幅が開口部側の幅、すなわち導光板の層厚よりも大きく形成されている。すなわち、カバー部材の非開口部側の幅は、導光板の層厚よりも大きく形成されている。従って、この面状照明装置は、十分に薄型化、コンパクト化することが困難であるという問題がある。

また、特許文献３に記載された面状照明装置では、導光板に発光素子を没入させる凹部を形成する必要があり、また導光板の凹部と発光素子との間に光透過性の樹脂を充填する必要がある。そのため、この面状照明装置は、製造工程が複雑であり、また部品点数も多いため、製造に高いコストを要するという問題がある。

本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、耐衝撃性に優れ、信頼性が高く、コンパクトでありながら、容易に製造することができ、且つ低コストである面状照明装置を提供することにある。

本発明に係る面状照明装置は、配線が形成された回路基板と、
上記回路基板に接着固定され、上記配線を介して供給される電力に基づいて光を出射する光源と、
上記光源からの光が側端面から入射するように該光源から離間させて、上記回路基板に接着固定された導光板と、
を有するものである。

この面状照明装置では、光源と導光板とは、それらの間に空気層が介在するように、離間させて配設されている。そして、光源と導光板とは、回路基板によって相互に接続固定されている。従って、この面状照明装置では、衝撃が加わった場合であっても、光源と導光板とが衝突して断線等が発生することはない。また、光源と導光板との位置ずれも発生することがない。よって、本発明に係る面状照明装置は、耐衝撃性に優れ、信頼性の高いものである。

また、回路基板は光源と導光板とを相互に接続固定する機能を兼ね備えており、本発明に係る面状照明装置では、例えば光透過性の樹脂といった光源と導光板とを相互に接続固定するための部材を新たに設ける必要がない。よって、この面状照明装置は、部品点数が少なく低コストであり、また、容易に製造することができるものである。

さらに、光源と導光板とを接続固定する回路基板は、非常に薄いものである。従って、この回路基板によって光源と導光板とが接続固定された本発明に係る面状照明装置は、その層厚が非常に薄く、コンパクトである。

また、本発明に係る面状照明装置は、上記回路基板と上記導光板との接着面には光を反射する反射面が形成されているものであっても構わない。

この構成によれば、導光板から回路基板方向に向けて出射された光は、その回路基板の反射面により再び導光板方向に反射され、導光板内で導光されることにより導光板の光出射面から出射される。従って、本発明に係る面状照明装置は、光源から出射された光の利用効率が高く、よって高い輝度を有するものである。

また、本発明に係る面状照明装置は、上記導光板は、両面粘着テープにより上記回路基板に接着固定されているものであっても構わない。

この構成によれば、導光板と回路基板とは安価な両面粘着テープによって接着固定されている。従って、この面状照明装置は、非常に安価である。

また、本発明に係る面状照明装置は、前記回路基板は、可撓性材料のシートに配線が形成された基板であることを特徴とするものであっても構わない。

本発明に係る面状照明装置の製造方法は、配線が形成された回路基板と、
上記回路基板に接着固定され、上記配線を介して供給される電力に基づいて光を出射する光源と、
上記光源からの光が側端面から入射するように該光源から離間させて、上記回路基板に接着固定された導光板と、
上記光源と上記導光板とを収納する筐体と、
を有する面状照明装置の製造方法であって、
上記光源が接着固定された上記回路基板と上記導光板とを接着固定する導光板接着固定ステップと、
上記回路基板を介して接続固定された上記光源と上記導光板とを上記筐体に収納する収納ステップと、
を有する面状照明装置の製造方法。

本発明に係る面状照明装置の製造方法では、先に光源と導光板とを接続固定した後に、筐体に収納するものである。従って、光源と導光板との相対位置を正確に保持した状態で筐体に収納することができる。このように、この製造方法により製造された面状照明装置では、光源と導光板との相対位置ずれが少ないものである。従って、本発明に係る面状照明装置の製造方法によれば、光源から導光板への光の入射光率が高く、高輝度且つ信頼性の高い面状照明装置を製造することができる。

以上説明したように、本発明によれば、光源と導光板とを離間した状態で、層厚の薄い回路基板によって相互に固定されているので、高い耐衝撃性、コンパクト、低コスト、且つ高い生産性を実現することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る面状照明装置１の、底面側（導光板２側）から見た分解斜視図である。

図２は、面状照明装置１の導光板２部分の斜視図である。

また、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ部分の断面図である。

尚、図２では、説明の便宜上、筐体５は描画していない。

この面状照明装置１は、光源用ＦＰＣ基板４と、その光源用ＦＰＣ基板４に接着固定された複数の白色ＬＥＤ３と、光源用ＦＰＣ基板４に接着固定された導光板２と、光源用ＦＰＣ基板４により相互に接続固定された白色ＬＥＤ３と導光板２とを収納する筐体５と、を備える。

光源用ＦＰＣ基板４は、薄い樹脂シートに白色ＬＥＤ３用のプリント配線パターンが形成されたものであり、可撓性を有するものである。従って面状照明装置１に衝撃や振動が加わった場合においても、光源用ＦＰＣ基板４に形成された配線が断線することがない。また、光源用ＦＰＣ基板４により接続された白色ＬＥＤ３と導光板２とを筐体５内に自由に配置することができる。よって、この面状照明装置１は、耐衝撃性に優れ、高い設計自由度を有する。

白色ＬＥＤ３は、光源としての機能を有するものである。この面状照明装置１では、白色ＬＥＤ３を光源として用いたが、本発明は何らこれに限定されるものではない。すなわち、本発明において、光源は何ら限定されるものではなく、例えば、有機ＥＬ素子、冷陰極管、熱陰極管等であっても構わない。

白色ＬＥＤ３は、例えば半田等により光源用ＦＰＣ基板４に電気的に接続されており、光源用ＦＰＣ基板４との接着面に垂直な側面から光を出射するサイドビュー方式のものである。

導光板２は、例えば、アクリル、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、アモルファスポリオレフィン、ポリカーボネート等の樹脂等からなるものであり、側端面から白色ＬＥＤ３の出射光を受光し、受光した光を内部で導光させることにより、観察者側（図２で上側）に均一な面状光を出射する機能を有する。

この導光板２は、光源用ＦＰＣ基板４に例えば両面粘着テープ６等により、白色ＬＥＤ３から離間するように接続固定されている。従って、この面状照明装置１に衝撃が加わった場合であっても、白色ＬＥＤ３と導光板２との衝突による断線や、白色ＬＥＤ３と導光板２との相対位置ずれが発生することがない。その結果、高い耐衝撃性と高い信頼性を実現することができる。

また、白色ＬＥＤ３と導光板２とは、非常に層厚の薄い両面粘着テープ６によって接着固定されている。従って、面状照明装置１の層厚を薄くすることができ、小型化、コンパクト化することができる。

また、両面粘着テープ６は非常に低コストである。従って、面状照明装置１を低コスト化することができる。

また、両面粘着テープ６の導光板２との接着面は光反射面に構成されている。従って、導光板２から光源用ＦＰＣ基板４方向に向けて出射された光は、両面粘着テープ６の光反射面により再び導光板２方向に反射され、導光板２内で導光されることにより光出射面から出射される。その結果、白色ＬＥＤ３から出射された光の高い利用効率及び高い輝度を実現することができる。
この両面粘着テープ６は、例えば両面に接着剤を塗布したアルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）等の金属シート等により構成することができるが、何らこの構成に限定されるものではない。

尚、両面粘着テープ６を光透過性材料により形成し、光源用ＦＰＣ基板４を光反射性に構成しても構わない。この構成においても、上記効果と同様の効果が得られ、高い輝度を実現することができる。

また、本実施形態に係る面状照明装置１では、導光板２と光源用ＦＰＣ基板４とを両面粘着テープ６によって接着固定されているが、本発明は何らこれに限定されるものではない。例えば、導光板２と光源用ＦＰＣ基板４とを接着剤により接着固定しても勿論構わない。その場合、光源用ＦＰＣ基板４の導光板２との接着面を光反射性に構成することがより好ましい。この構成によれば、導光板２から光源用ＦＰＣ基板４方向に向けて出射された光は、光源用ＦＰＣ基板４の光反射面により再び導光板２方向に反射され、導光板２内で導光されることにより光出射面から出射される。その結果、白色ＬＥＤ３から出射された光の高い利用効率及び高い輝度を実現することができる。

尚、光源用ＦＰＣ基板４の導光板２との接着面を光反射性に形成する方法は何ら限定されるものではないが、例えばアルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）等の金属薄膜をスパッタ法等の公知の成膜技術により成膜する方法、又は白色の塗料を塗布する方法等を挙げることができる。

筐体５は、何ら限定されるものではなく、プラスティックや金属等からなるものである。

次に、この面状照明装置１の製造方法について説明する。

まず、白色ＬＥＤ３が電気的に接続固定された光源用ＦＰＣ基板４と導光板２とを所定の相対位置で接着固定する（導光板接着固定ステップ）。

次に、光源用ＦＰＣ基板４により接続固定された白色ＬＥＤ３と導光板２とを筐体５に収納する（収納ステップ）ことにより面状照明装置１を製造する。

この製造方法では、まず白色ＬＥＤ３と導光板２とを所定の位置に正確に固定した後に筐体５に収納する。従って、白色ＬＥＤ３と導光板２とを正確な相対位置に配設することが可能である。

例えば、白色ＬＥＤ３と導光板２とを個別に筐体５に収納する場合は、白色ＬＥＤ３及び導光板２を正確な相対位置関係に配設することが非常に困難である。なぜなら、白色ＬＥＤ３、導光板２、及び筐体５のそれぞれが寸法公差を有し、また、白色ＬＥＤ３を筐体５に配置する際、及び導光板２を筐体５に配置する際のそれぞれで位置決め公差が生じるからである。しかしながら、この製造方法によれば、それぞれの部材の寸法公差、及び白色ＬＥＤ３と導光板２との位置決め公差にかかわらず、白色ＬＥＤ３と導光板２とを正確な相対位置に配設することができる。よって、高い歩留まりで、高輝度な面状照明装置１を製造することができる。その結果、低いコストを実現することができる。

本発明の実施形態に係る面状照明装置１の、底面側（導光板２側）から見た分解斜視図である。面状照明装置１の導光板２部分の斜視図である。図２のＩＩ−ＩＩ部分の断面図である。従来の液晶表示装置１０の概略断面図である。

符号の説明

１、１２面状照明装置
２、１６導光板
３、１５白色ＬＥＤ
４、１４光源用ＦＰＣ基板
５、１３筐体
６両面粘着テープ
１０液晶表示装置
１１液晶パネル
１７反射シート
１８レンズシート類

Claims

配線が形成された回路基板と、
上記回路基板上に接着固定され、上記配線を介して供給される電力に基づいて光を出射する光源と、
上記光源からの光が側端面から入射するように該光源から離間させて、上記回路基板に接着固定された導光板と、
を有する面状照明装置。
請求項１に記載された面状照明装置において、
上記回路基板と上記導光板との接着面には、光を反射する反射面が形成されている面状照明装置。
請求項１に記載された面状照明装置において、
上記導光板は、両面粘着テープにより上記回路基板に接着固定されている面状照明装置。
請求項１に記載された面状照明装置において、
前記回路基板は、可撓性材料のシートに配線が形成された基板であることを特徴とする面上照明装置。
配線が形成された回路基板と、
上記回路基板上に接着固定され、上記配線を介して供給される電力に基づいて光を出射する光源と、
上記光源からの光が側端面から入射するように該光源から離間させて、上記回路基板に接着固定された導光板と、
上記光源と上記導光板とを収納する筐体と、
を有する面状照明装置の製造方法であって、
上記光源が接着固定された上記回路基板と上記導光板とを接着固定する導光板接着固定ステップと、
上記回路基板を介して接続固定された上記光源と上記導光板とを上記筐体に収納する収納ステップと、
を有する面状照明装置の製造方法。