JP2006054140A - 線状光源を用いた照明装置及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 組立が容易でかつ小型化を図れるとともに、線状光源の確実な導通接続を可能にする構造を備えた照明装置、及びその照明装置を備えた液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 照明装置１０は、両端に電極を備えた線状光源３０と、フレーム２０と、線状光源３０をフレーム２０に着脱可能に取付けるインサートと、線状光源３０の光により発光可能な導光板５０とを有する。インサート４０は、好ましくはその全体が銅板等の薄板状の導電性材料を板金加工することによって作製され、フレーム把持部と光源把持部とを有する。フレーム把持部は、弾性変形部を備えたフック構造を有し、光源把持部は、離隔配置された弾性可動部を備えたスロット構造を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶ディスプレイ（以下ＬＣＤと略称する）等の液晶表示装置の照明に用いられる照明装置、及びその照明装置を用いた液晶表示装置に関する。

ＬＣＤはノートＰＣ、モニター、ＴＶ、カーナビゲーションシステム等に広く使用されており、近年は特に携帯電話、ＰＤＡ等の携帯型の機器の表示装置に多く利用されている。このようなＬＣＤを発光させるための照明装置の多くはいわゆる面照明装置であり、矩形の導光板と、導光板の１つの辺に沿って隣接配置される細長い光源装置とを有する。光源装置は、例えば図６に示す光源装置１２０のように、テープ状の細長いフレキシブルプリント基板（以降、ＦＰＣと略称する）１２２と、ＦＰＣ１２２上に略等間隔で配置され電気的に接続される複数の発光ダイオード（以降、ＬＥＤと略称する）１２４と、ＦＰＣ１２２と外部の電力源とを電気的に接続するワイヤ１２６とを有する。このような光源装置１２０は、図示しない導光板の１辺における端面から導光板内に光を入光させることができ、それにより導光板は発光して面照明として作用する。

従来の照明装置に使用される光源装置においては、ＦＰＣ上へのＬＥＤの配置は一般に半田付け等の手作業によって行われるため、組立工数がかかりコストアップにつながることに加え、ＬＥＤの取付け誤差による導光板の発光バラツキが問題となる場合がある。また照明装置はさらなる小型化の要望が高まっており、上述のようなＦＰＣ上にＬＥＤを配置する構造ではその小型化に限界があった。

そこで本発明は、組立が容易でかつ小型化を図れるとともに、線状光源の確実な導通接続を可能にする構造を備えた照明装置、及びその照明装置を備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、線状光源が出射した光を導光板を介して被照明物に照射する照明装置であって、前記線状光源及び前記導光板を保持するフレームと、前記フレームに前記線状光源を着脱可能に取付けるインサートと、を有し、前記インサートは、前記フレームの一部を着脱可能に把持するフレーム把持部、及び前記線状光源を着脱可能に把持するとともに前記線状光源の電極に導通接続する光源把持部を有する、照明装置を提供する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の照明装置において、前記フレーム把持部は弾性変形部を備えたフック構造を有し、前記光源挿入部は離隔配置された２つの弾性可動部を備えたスロット構造を有する、照明装置を提供する。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の照明装置において、前記インサートは、薄板状の導電性材料を板金加工することにより作製される、照明装置を提供する。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置において、前記インサートの一部が前記フレームの端面より突出する、照明装置を提供する。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置において、前記線状光源は、細長い筐体と、該筐体の両端に設けられる２つの電極と、該筐体の長手方向に沿って該筐体内に配置される１つ以上の発光ダイオードとを有する、照明装置を提供する。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置において、前記線状光源は、細長い透明部材と、該透明部材の長手方向両端の少なくとも一方に取付けられる発光ダイオードとを有する、照明装置を提供する。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の照明装置と、該照明装置により照明される液晶ディスプレイとを有し、前記照明装置は前記液晶ディスプレイのバックライトとして作用する、液晶表示装置を提供する。

本発明によれば、照明装置の光源とフレームとの極めて簡単な組立及び確実な導通接続が可能になり、さらに照明装置全体の大きさをよりコンパクトにすることができる。

以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。

図１は、本発明に係る照明装置１０が有するフレーム２０、線状の光を発する線状光源３０、及び線状光源３０をフレーム２０の所定位置に固定するための取付具すなわちインサート４０の組立図である。フレーム２０内にはさらに、光源３０からの光により発光する導光板５０が配置される。フレーム２０は、好ましくは樹脂成形品であり、光源３０からの光が導光板５０の１つの端面から導光板内に入光するように、導光板５０をフレーム２０内の所定位置に保持することができる。

次にインサート４０の構造について、図２（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。図２（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、インサート４０の正面図、断面図、斜視図及び他の方向から見た斜視図である。図示するように、線状光源３０をフレーム２０に取付けるためのインサート４０は、好ましくはその全体が銅板等の薄板状の導電性材料を板金加工することによって作製され、フレーム把持部４２と光源把持部４４とを有する。フレーム把持部４２は、例えば図示するようなフック構造であり、フレーム２０の一部すなわちインサート取付部２２（後述する図３（ａ）及び（ｂ）参照）に着脱可能に係合する形状及び寸法を有する。フレーム把持部４２は図示するような弾性変形部４２ａを有し、弾性変形部４２ａを外側にいくらか弾性変形させることによってインサート取付部２２に係合し、その弾性復元力を利用して取付部２２に固定される。弾性変形部４２ａは、インサート４０が偶然にインサート取付部２２から外れることはないが、手等で意図的に外そうとするときは比較的容易に外せる程度の弾性を有する。なおフレーム把持部４２は、図２（ｂ）に示すように、弾性変形部４２ａに対向する面４２ｂに、インサート取付部２２に対する把持力を高めてインサート取付部２２からの容易な離脱を防止するための突部４６を有することが好ましい。突部４６は例えば、図２（ａ）及び（ｃ）に示すように対向面４２ｂの一部に「コ」の字切り込みを入れ、その切り込みの内側部分を弾性変形部４２ａに向けていくらか折り曲げることによって形成される。

また弾性変形部４２ａは、図１に示すように、フレーム２０に取付けられたときはフレーム２０の下端面よりも下方にいくらか長く延びるような寸法を有することが好ましい。インサート４０は線状光源３０の電極を導通接続するための端子でもあるので、このようなインサートの構成によれば、照明装置を含む液晶表示装置の組立時にインサート４０すなわち端子とフレーム２０の下面に配置されるＬＣＤ基板との導通接続を、半田付けをせず行うことができる。この場合、弾性変形部４２ａをＬＣＤ基板側の所定位置に精度よく位置決めするために、フレーム側にノッチを設けるか、ＬＣＤ基板側に溝又はガイドを設けることが好ましい。あるいは、弾性変形部４２ａは、フレーム２０の下端面よりも長く延びなくともよく、その場合はＬＣＤ基板から延長されたＦＰＣに半田付け等により導通接続することができる。

一方、インサート４０の光源把持部４４は、線状光源３０の両端の電極３６（図４参照）を着脱可能に把持する形状及び寸法を有する。光源把持部４４は電極３６を圧入可能なスロット構造を有し、たとえば図示するように離隔配置された弾性可動部４４ａ及び４４ｂを備える。この場合、線状光源の電極を両者の間に押し込むことによって２つの弾性可動部が弾性変形範囲内で互いにいくらか離れ、その弾性復元力を利用して電極を把持する。弾性可動部４４ａ及び４４ｂは、電極３６が偶然に光源把持部４４から外れることはないが、手作業等により意図的に外そうとするときは比較的容易に外せる程度の弾性を有する。また本実施形態のインサートは２つの弾性可動部を備えるが、いずれか一方のみが弾性範囲内で可動である構造であってもよい。

本実施形態のインサート４０は、その光源把持部４４に把持された線状光源３０の電極３６と、照明装置１０が後述する液晶表示装置として組立てられたときに線状光源３０に導通接続すべき電子回路とを導通接続できる構造であればどのような構造を有してもよいが、好ましくは、インサート４０の全体が銅板等の薄板状の導電性材料を板金加工することによって作製される。

一方、インサート４０が取付けられるフレーム２０は、図３（ａ）に示すように、好ましくは樹脂成形による一体品であり、上述のようにインサート４０が取付けられるインサート取付部２２を有する。インサート取付部２２は、図３（ｂ）に示すように、フレーム外枠の一部の幅が他より狭くなっている形状を有し、インサート４０のフレーム把持部４２に係合する。フレーム２０の他の構造については、従来使用されている導光板等を保持するためのフレームと同様であってよい。またフレーム２０は、導光板５０及びインサート４０（さらにインサートに取付けられる線状光源３０）を所定位置に保持するだけでなく、導光板５０の片面又は両面に貼付又は近接配置可能な後述する拡散シート及びレンズシートの位置決め及び保持を行うこともできる。

図４は、本発明に使用できる好適な線状光源３０の概略構成を示す。線状光源３０は、予め組立てられた市販入手可能なのものが利用可能である。具体的には線状光源３０は、好ましくは樹脂製の細長い筐体３２と、筐体３２の長手方向に沿って筐体３２内に配置される１つ以上（図示例では４つ）のＬＥＤ素子３４と、筐体３２の両端に設けられる金属等の導電性材料の２つの電極３６とを備える。筐体３２はさらに、ＬＥＤ素子３４が配置され電極３６に導通接続される基板部３２ａと、ＬＥＤ素子３４を覆う透明又は半透明の発光部３２ｂとを備える。また２つの電極３６は、上述のインサート４０の光源把持部４４に把持されたときに光源把持部４４の一部（例えば弾性可動部４４ａ又は４４ｂ）に接触する位置に設けられる。線状光源３０は、予め図４の状態に製造されているので、従来のようなＦＰＣ上にＬＥＤ素子を手作業で配置する光源に比べ非常にコンパクトであり、またＬＥＤ素子３４が正確に位置決めされているので個体間に差がなく、他の線状光源と交換しても照明装置として常に同一の性能を発揮することができる。

なお本発明においては、図４に示す線状光源３０の代わりに、従来使用されている、線状又は棒状の透明部材すなわちライトガイドパイプの一端又は両端にＬＥＤ素子及びそのための電極を取付けた構造の線状光源を使用することもできる。

上述のような本発明に係るフレーム、インサート及び線状光源の構成によれば、フレームへのインサートの取付、及びインサートへの光源の取付のいずれも、特殊な工具等を一切必要としない単純な嵌め込み作業によって極めて簡単かつ確実に行うことができ、かつ線状光源への導通接続のための半田付け等も不要である。さらに線状光源のＬＥＤ素子が正確に位置決めされるので、光源を交換しても常に同様の導光板の発光状態が得られ、面照明装置として安定した性能が得られる。またインサート及び線状光源の着脱が容易であることから、各要素（特に線状光源）の点検、交換及び保守も従来に比べ格段に容易に行うことができる。

図５は、本発明に係る照明装置１０を含む液晶表示装置６０の一構成例を示す図である。液晶表示装置６０は、１つの照明装置と、主副２つの液晶ディスプレイとを有し、１つの照明装置が２つの液晶ディスプレイの共通のバックライトとして用いるタイプのものである。しかし本発明に係る照明装置の用途はバックライトに限られず、フロントライトも可能である。

図５に示す液晶表示装置６０は、上述の照明装置１０と、照明装置１０の一方の面に取付けられる主ＬＣＤ７０と、照明装置１０の他方の面すなわち副面側に取付けられる副ＬＣＤ８０とを有する。照明装置１０は、主ＬＣＤ７０及び副ＬＣＤ８０の双方を照明する共通のバックライトとして機能する。この場合照明装置１０の導光板５０の主ＬＣＤ７０側には、第１拡散シート６１、第１レンズシート６２、第２レンズシート６３及び第２拡散シート６４がこの順で貼付又は積層され、一方導光板５０の副ＬＣＤ８０側には、第３拡散シート６５、第３レンズシート６６、第４レンズシート６７、第４拡散シート６８及び反射シート６９がこの順で貼付又は積層される。従って主ＬＣＤ７０及び副ＬＣＤ８０はそれぞれ、第２拡散シート６４及び反射シート６９に対向するように配置される。ここで第２拡散シート６４と主ＬＣＤ７０との間と、反射シート６９と副ＬＣＤ８０との間にはそれぞれ、ＬＣＤテープ７２及び８２が設けられてもよい。また線状光源３０の上には、保護及び光漏れ防止目的の光源カバー３８を設けてもよい。

本発明に係る照明装置のフレーム、線状光源、インサート及び導光板の概略の組立図である。 （ａ）図１のフレームに取付けられるインサートの正面図であり、（ｂ）（ａ）のｂ−ｂ線における断面図であり、（ｃ）（ａ）のインサートの斜視図であり、（ｄ）（ｃ）とは異なる方向から見た斜視図である。 （ａ）図１の照明装置のフレームの平面図であり、（ｂ）（ａ）のフレームの側面図であり、（ｃ）（ａ）のフレームのインサート取付部の部分拡大図である。 本発明に係る照明装置に使用可能な線状光源の概略斜視図である。 本発明の照明装置を含む液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。 従来の照明装置の光源部を示す概略図である。

符号の説明

１０ 液晶表示装置
２０ フレーム
３０ 線状光源
４０ インサート
４２ フレーム把持部
４２ａ 弾性変形部
４４ 光源把持部
４４ａ、４４ｂ 弾性可動部
５０ 導光板
６０ 液晶表示装置
７０、８０ ＬＣＤ

Claims (7)

1. 線状光源が出射した光を導光板を介して被照明物に照射する照明装置であって、
   前記線状光源及び前記導光板を保持するフレームと、
   前記フレームに前記線状光源を着脱可能に取付けるインサートと、
   を有し、
   前記インサートは、前記フレームの一部を着脱可能に把持するフレーム把持部、及び前記線状光源を着脱可能に把持するとともに前記線状光源の電極に導通接続する光源把持部を有する、照明装置。
2. 前記フレーム把持部は弾性変形部を備えたフック構造を有し、前記光源挿入部は離隔配置された２つの弾性可動部を備えたスロット構造を有する、請求項１に記載の照明装置。
3. 前記インサートは、薄板状の導電性材料を板金加工することにより作製される、請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 前記インサートの一部が前記フレームの端面より突出する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置。
5. 前記線状光源は、細長い筐体と、該筐体の両端に設けられる２つの電極と、該筐体の長手方向に沿って該筐体内に配置される１つ以上の発光ダイオードとを有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置。
6. 前記線状光源は、細長い透明部材と、該透明部材の長手方向両端の少なくとも一方に取付けられる発光ダイオードとを有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の照明装置と、該照明装置により照明される液晶ディスプレイとを有し、前記照明装置は前記液晶ディスプレイのバックライトとして作用する、液晶表示装置。

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