JP2007178463A - 平面発光装置、及び平面発光装置を備えた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導光板を用いた平面発光装置において、部品点数を少なくし、組立を容易にし、安価にする。
【解決手段】平面発光装置１は、光を放射する白色ＬＥＤ２と、光を反射する反射板３と、白色ＬＥＤ２からの光を導光して平面状に発光する導光板４と、反射板３及び導光板４を収納する筐体５とを備える。筐体５は、反射板３及び導光板４を固定するための固定用の爪５６を有する。固定用の爪５６は、筐体５の側壁５３と側壁５５に配置されている。各固定用の爪５６は、側壁５３、５５に略垂直な方向に弾性変位可能な連結部５９を介して側壁５３、５５と繋がっており、外力が加えられていない状態では、側壁５３、５５の内側に突出している。反射板３及び導光板４は、筐体５の底壁５１と固定用の爪５６との間に嵌め込むことにより、底壁５１と固定用の爪５６により挟まれて固定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示用バックライトや、表示灯、誘導灯などに用いることが可能な平面発光装置、及び平面発光装置を備えた液晶表示装置に関するものである。

従来から、液晶表示装置のバックライトなどに使用される平面発光装置としては、光源に冷陰極管や白色チップＬＥＤを用いたもの、有機ＥＬを用いたものなど種々提案されている。冷陰極管や白色チップＬＥＤを光源に用いた平面発光装置は、平板状の導光板の端面に冷陰極管や白色チップＬＥＤを配置して、冷陰極管や白色チップＬＥＤから放射した光を導光板の端面から導光板内に入射させ、その光を導光板の平面状に形成された出射面から出射させることにより、平面状に発光させる構成になっている。また、このような平面発光装置は、導光板の出射面と反対の面から漏れた光を反射板により反射して再び導光板に入射させるようにしている。一方、有機ＥＬを光源に用いた平面発光装置は、有機ＥＬ自体が単体で平面状に発光するものであり、構造が簡素であるが、輝度不足や高価であるなどの問題がある。

このため、液晶表示用バックライトや、表示灯、誘導灯などでは、冷陰極管や白色チップＬＥＤを光源に用いた平面発光装置が多く利用されている。このような冷陰極管や白色チップＬＥＤを光源に用いた平面発光装置は、一般的に冷陰極管や白色チップＬＥＤ、導光板、反射板、その他必要に応じて拡散板、集光板、保護カバー等を備えており、これらの光学部材を筐体内に収納した構成になっている（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。
特開２００４−３１９２９４号公報 特開２００４−３２７０８２号公報

しかしながら、上述した特許文献１や特許文献２に記載の平面発光装置においては、導光板や反射板などの光学部材を筐体内に位置決め、固定するために、位置決め用のゴムホルダや固定枠を用いており、このため、部品点数が多く、材料費はもとより、組立に要する加工費も高くなる傾向にある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、部品点数が少なく、組立が容易であり、安価に実現できる平面発光装置、及び平面発光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の発明は、光を放射する光源と、光を反射する反射板と、光源から放射された光を導光して出射する導光板と、導光板を収納する筐体と、を備える平面発光装置において、筐体は、該筐体の底部との間に導光板を固定するための爪を２箇所以上に有し、導光板は、筐体の底部と爪との間に挟持されるようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の平面発光装置において、筐体は、金属板から成り、爪は、筐体の向かい合う辺上に互い違いに配置されているものである。

請求項３の発明は、請求項２に記載の平面発光装置において、反射板は、筐体に銀メッキを施して成るものである。

請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の平面発光装置と、この平面発光装置から発光した光を拡散又は集光する光学機能シートと、この光学機能シートにより拡散又は集光された光を利用して画像を表示する液晶パネルとを備え、光学機能シート及び液晶パネルは、筐体の底部と爪との間に挟持されるようにした液晶表示装置である。

請求項１の発明によれば、筐体に設けられた固定用の爪により導光板が固定されるため、導光板を位置決めするためのゴムホルダなどの位置決め部品や導光板を固定するための固定枠などの固定部品が不要になると共に、導光板を容易に筐体に固定することができ、これにより、部品費と組立加工費を削減でき、平面発光装置を安価に実現できる。

請求項２の発明によれば、筐体すなわち固定用の爪が金属板から成るため、固定用の爪の強度が高くなり、衝撃等に強い構造となる。しかも、固定用の爪を筐体の向かい合う辺上に互い違いに配置しているため、筐体の基部材である板金からの筐体の取り数が増え、部品費を安くできる。また、筐体が金属板から成るため、筐体の一部を折り曲げて光源を囲む構成も容易に可能となり、このような構成を採用することにより、筐体外への漏れ光が減少し、導光板からの発光効率を高くすることができる。

請求項３の発明によれば、筐体が反射板を兼ねるため、部品費と組立加工費を削減でき、また、反射板を筐体と別部材とした構成と比較して、薄型化することができる。

請求項４の発明によれば、請求項１乃至請求項３に記載の平面発光装置が液晶パネルのバックライトになり、従って、安価で薄型、かつ輝度の高い液晶表示装置を実現できる。しかも、光学機能シート及び液晶パネルは、平面発光装置の筐体に設けられた固定用の爪により、平面発光装置の導光板と共に固定されるため、光学機能シート及び液晶パネルを位置決めするための位置決め部品や固定するための固定部品が不要になり、より安価で薄型の液晶表示装置を実現できる。

以下、本発明を具体化した実施形態による平面発光装置、及び平面発光装置を備えた液晶表示装置について図面を参照して説明する。
＜第１の実施形態＞
まず、第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る平面発光装置の構成を示す。平面発光装置１は、光を平面状に発光する装置であり、例えば液晶表示用バックライトや、表示灯、誘導灯などに用いられる。この平面発光装置１は、白色光を放射する光源である複数の白色ＬＥＤ２と、光を反射する反射板３と、白色ＬＥＤ２から放射された光を導光して平面状に発光する導光板４と、これら白色ＬＥＤ２、反射板３、及び導光板４を収納する筐体５とを備えている。

白色ＬＥＤ２は、１つのプリント基板６に１列に等間隔に配列されて実装されている。反射板３は、金属板の表面に銀メッキを施したものであり、略矩形の平板状をしている。導光板４は、透光性を有する樹脂材料により形成されており、略矩形の平板状をしており、光が入射する入射面４１と、光を導光・反射する反射面４２と、光を出射する出射面４３とを有している。反射面４２と出射面４３は相互に対向しており、各々、略平面状に形成されている。

筐体５は、略矩形の底壁５１と、底壁５１から連続する側壁５２、５３、５４、５５とを有しており、略矩形の箱状をしている。また、筐体５は、反射板３及び導光板４を固定するための複数の固定用の爪５６を有している。筐体５すなわち底壁５１、底壁５１〜５５、及び固定用の爪５６は、樹脂材料により一体的に形成されている。側壁５２の内面には、白色ＬＥＤ２を位置決めするための位置決用の溝５７が形成されており、側壁５３には、プリント基板６に接続されるリード線（不図示）を引出すためのリード引出し用の孔５８が形成されている。

固定用の爪５６は、側壁５３と側壁５５に（すなわち筐体５の向かい合う辺上に）２つずつ配置されている。これらの固定用の爪５６は、側壁５３、５５に略垂直な方向に弾性変位可能な連結部５９を介して側壁５３、５５と繋がっており、外力が加えられていない状態では、側壁５３、５５の内側に突出している。位置決め用の溝５７は、底壁５１と平行に伸びている。

平面発光装置１は、以下のようにして組立てられる。まず、白色ＬＥＤ２が実装されたプリント基板６を、白色ＬＥＤ２の光出射面を側壁５２の反対側に向けて、位置決め用の溝５７に嵌め込む。これにより、白色ＬＥＤ２は、筐体５内に位置決めされる。続いて、反射板３を、銀メッキを施した面を底壁５１の反対側に向けて、底壁５１と固定用の爪５６との間に嵌め込む。そして、導光板４を、入射面４１が白色ＬＥＤ２と向かい合うと共に反射面４２が反射板３と向かい合うように、底壁５１と固定用の爪５６との間（つまり先に嵌め込んだ反射板３と固定用の爪５６との間）に嵌め込む。これにより、反射板３及び導光板４は、底壁５１と固定用の爪５６により挟まれて固定され、また、プリント基板６（従って白色ＬＥＤ２）は、側壁５２と反射板３及び導光板４の端面により挟まれて固定される。

このように組立てられた平面発光装置１において、白色ＬＥＤ２から放射された光は、導光板４の入射面４１から導光板４内に入射し、導光板４内に導光されると共に導光板４の反射面４２で反射されて、導光板４の出射面４３から出射される。また、反射面４２から漏れ出た光は、反射板３により反射されて、再び導光板４内に入射し、出射面４３から出射される。つまり、平面発光装置１は、白色ＬＥＤ２から放射された光を導光板４の平面状に形成された出射面４３から出射することにより、平面状に発光する。

本実施形態の平面発光装置１によれば、反射板３及び導光板４は、筐体５の底壁５１と固定用の爪５６との間に嵌め込むことにより、底壁５１と固定用の爪５６により挟まれて固定される。従って、反射板３及び導光板４を位置決めするための位置決め部品や固定するための固定部品が不要であると共に、反射板３及び導光板４を容易に筐体５に固定でき、これにより、部品費と組立加工費を削減でき、平面発光装置１を安価に実現できる。

なお、上記実施形態において、固定用の爪５６は、側壁５３と側壁５５に２つずつ配置する構成に限られず、側壁５３と側壁５５に１つずつ配置してもよく、また、側壁５４、５６に配置してもよい。白色ＬＥＤ２は、複数に限られず、１つであってもよい。また、白色ＬＥＤ２に代えて、冷陰極管を光源として用いてもよい。導光板４の上に視認性、指向性を向上させるための拡散シートや集光シート等の光学機能シートを配置してもよい。この場合、光学機能シートは、導光板４と固定用の爪５６との間に嵌め込むことにより、反射板３及び導光板４と一緒に底壁５１と固定用の爪５６により挟んで固定すればよい。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。図２は、第２の実施形態に係る平面発光装置の構成を示す。本実施形態の平面発光装置１は、筐体７の構成が上記第１の実施形態と異なっている。本実施形態における他の構成については、上記第１の実施形態と同様である。

本実施形態の平面発光装置１では、筐体７は、金属板を折り曲げて形成されており、略矩形の底壁７１と、底壁７１から連続する側壁７２、７３、７４、７５と、反射板３及び導光板４を固定するための複数の固定用の爪７６とを有している。すなわち、底壁７１、側壁７２〜７５、及び複数の固定用の爪７６は、金属板により一体的に構成されている。また、白色ＬＥＤ２を位置決めするための位置決用の溝７７が、側壁７２を折り曲げて形成されている。

固定用の爪７６は、側壁７２と側壁７４に（すなわち筐体７の向かい合う辺上に）、向かい側に別の爪７６が存在しないように互い違いに配置されている。側壁７２には、２つの固定用の爪７６が配置され、側壁７４には、３つの固定用の爪７６が配置されている。これらの固定用の爪７６は、側壁７２、７４の上端縁に繋がっており、折り曲げ可能になっている。

平面発光装置１は、以下のようにして組立てられる。まず、白色ＬＥＤ２が実装されたプリント基板６を、白色ＬＥＤ２の光出射面を側壁７２の反対側に向けて、位置決め用の溝７７に嵌め込む。これにより、白色ＬＥＤ２は、筐体７内に位置決めされる。続いて、反射板３を、銀メッキを施した面を底壁７１の反対側に向けて、底壁７１上に載置し、さらに、導光板４を、入射面４１が白色ＬＥＤ２と向かい合うと共に反射面４２が反射板３と向かい合うように、反射板３上に載置する。そして、固定用の爪７６を導光板４上に重なるように内側に折り曲げる。これにより、反射板３及び導光板４は、底壁７１と固定用の爪７６により挟まれて固定され、また、プリント基板６（従って白色ＬＥＤ２）は、側壁７２と反射板３及び導光板４の端面により挟まれて固定される。

このように組立てられた平面発光装置１において、白色ＬＥＤ２から放射された光は、上記第１の実施形態と同様に導光板４の出射面４３から出射され、これにより、平面発光装置１は、平面状に発光する。

本実施形態の平面発光装置１によれば、筐体７すなわち固定用の爪７６が金属板から成るため、固定用の爪７６の強度が高くなり、衝撃等に強い構造となる。しかも、固定用の爪７６は折り曲げられるため、上記第１の実施形態における樹脂製の爪５６を備えた構成と比較して、平面発光装置１を薄型にすることができる。

また、固定用の爪７６を筐体７の向かい合う辺上に互い違いに配置しているため、例えば図３に示すように、筐体７の基部材である板金７Ａから筐体７の原板７Ｂを取る際に、固定用の爪７６の部分を重複させるような取り方ができ、無駄がなくなり、板金７Ａからの原板７Ｂの取り数が増えるため、部品費を安くできる。また、白色ＬＥＤ２は、位置決め用の溝７７に嵌め込まれて側壁７２に取り囲まれているため、筐体７の外部への漏れ光が減少し、しかも、側壁７２は、金属製であるため、反射率が高く、これにより、導光板４からの発光効率を高くすることができる。

なお、上記実施形態において、固定用の爪７６は、側壁７２に２つ、側壁７４に３つ配置する構成に限られず、側壁７２と側壁７４に１つずつ配置してもよく、また、側壁７３、７５に配置してもよい。白色ＬＥＤ２は、複数に限られず、１つであってもよい。また、白色ＬＥＤ２に代えて、冷陰極管を光源として用いてもよい。導光板４の上に視認性、指向性を向上させるための拡散シートや集光シート等の光学機能シートを配置してもよい。この場合、光学機能シートは、導光板４上に配置した後に固定用の爪７６を折り曲げることにより、反射板３及び導光板４と一緒に筐体７の底壁７１と固定用の爪７６により挟んで固定すればよい。

＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。図４は、第３の実施形態に係る平面発光装置の構成を示す。本実施形態の平面発光装置１は、反射板３の構成が上記第２の実施形態と異なっている。本実施形態における他の構成については、上記第２の実施形態と同様である。

本実施形態の平面発光装置１では、反射板３は、筐体７の底壁７１の内面に銀メッキを施すことにより形成されている。つまり、反射板３は、筐体７の底壁７１を利用して形成されており、筐体７の底壁７１が反射板３を兼ねている。底壁７１の内面に加え、側壁７２〜７５の内面に銀メッキを施してもよい。

平面発光装置１は、以下のようにして組立てられる。まず、上記第２の実施形態と同様に、白色ＬＥＤ２が実装されたプリント基板６を位置決め用の溝７７に嵌め込む。続いて、導光板４を、入射面４１が白色ＬＥＤ２と向かい合うと共に反射面４２が筐体７の底壁７１（すなわち反射板３）と向かい合うように、底壁７１上に載置する。そして、固定用の爪７６を導光板４上に重なるように内側に折り曲げる。これにより、導光板４は、底壁７１と固定用の爪７６により挟まれて固定され、また、プリント基板６（従って白色ＬＥＤ２）は、側壁７２と導光板４の端面により挟まれて固定される。

このように組立てられた平面発光装置１において、白色ＬＥＤ２から放射された光は、上記第２の実施形態と同様に導光板４の出射面４３から出射され、これにより、平面発光装置１は、平面状に発光する。

本実施形態の平面発光装置１によれば、筐体７に銀メッキを施して反射板３としており、筐体７が反射板３を兼ねているため、部品費と組立加工費を削減でき、また、上記第２の実施形態における反射板３を筐体５と別部材とした構成と比較して、平面発光装置１を薄型にすることができる。

＜第４の実施形態＞
次に、第４の実施形態について説明する。図５は、第４の実施形態に係る平面発光装置を備えた液晶表示装置の構成を示す。液晶表示装置１０は、上記第３の実施形態の平面発光装置１と、光学機能シートである光を拡散する拡散シート１１及び光を集光する集光シート１２、１３と、液晶パネル１４とを備えている。

液晶表示装置１０は、以下のようにして組立てられる。まず、上記第３の実施形態と同様に、白色ＬＥＤ２が実装されたプリント基板６を位置決め用の溝７７に嵌め込み、導光板４を筐体７の底壁７１上（反射板３上）に載置する。続いて、拡散シート１１及び集光シート１２、１３を順に導光板４上に載置し、さらに、液晶パネル１４を集光シート１３上に載置する。そして、固定用の爪７６を液晶パネル１４上に重なるように内側に折り曲げる。これにより、導光板４、拡散シート１１、集光シート１２、１３、及び液晶パネル１４は、底壁７１と固定用の爪７６により挟まれて固定され、また、プリント基板６（従って白色ＬＥＤ２）は、側壁７２と導光板４の端面により挟まれて固定される。

このように組立てられた液晶表示装置１０において、白色ＬＥＤ２から放射された光は、上記第３の実施形態と同様に導光板４の出射面４３から出射され、出射面４３は平面状に発光する。そして、出射面４３から出射された光は、拡散シート１１により拡散されると共に集光シート１２、１３により集光されて、液晶パネル１４に入射する。液晶パネル１４は、集光シート１３により集光された光（すなわち導光板４の出射面４３から出射された光）をバックライトとして画像を表示する。

本実施形態の液晶表示装置１０によれば、上記第３の実施形態の平面発光装置１を液晶パネル１４のバックライトとして用いるため、安価で薄型、かつ輝度の高い液晶表示装置１０を実現できる。しかも、拡散シート１１、集光シート１２、１３、及び液晶パネル１４は、平面発光装置１の筐体７に設けられた固定用の爪７６により、平面発光装置１の導光板４と共に固定されるため、拡散シート１１、集光シート１２、１３、及び液晶パネル１４を位置決めするための位置決め部品や固定するための固定部品が不要であると共に、拡散シート１１、集光シート１２、１３、及び液晶パネル１４を容易に固定でき、これにより、より安価で薄型の液晶表示装置１０を実現できる。

なお、上記実施形態において、上記第３の実施形態の平面発光装置１に代えて、上記第２又は第３の実施形態の平面発光装置１を用いてもよい。拡散シート１１は、１枚に限られず、２枚以上あってもよく、集光シート１２、１３は、２枚に限られず、１枚であってもよく、３枚以上であってもよい。また、拡散シート１１及び集光シート１２、１３は、上記実施形態の順序に限られず、任意の順序で導光板４上に配置することが可能である。

本発明の第１の実施形態に係る平面発光装置の分解斜視図。 本発明の第２の実施形態に係る平面発光装置の分解斜視図。 同平面発光装置の筐体の原板の取り方の例を示す模式図。 本発明の第３の実施形態に係る平面発光装置の分解斜視図。 本発明の第４の実施形態に係る平面発光装置を備えた液晶表示装置の分解斜視図。

符号の説明

１ 平面発光装置
２ 白色ＬＥＤ
３ 反射板
４ 導光板
５、７ 筐体
６ プリント基板
１０ 液晶表示装置
１１ 拡散シート
１２、１３ 集光シート
１４ 液晶パネル
４１ 入射面
４２ 反射面
４３ 出射面
５１、７１ 底壁
５２、５３、５４、５５、７２、７３、７４、７５ 側壁
５６、７６ 固定用の爪
５７、７７ 位置決め用の溝
５８ リード引出し用の孔
５９ 連結部
７Ａ 筐体の基部材である板金
７Ｂ 筐体の原板

Claims (4)

1. 光を放射する光源と、光を反射する反射板と、前記光源から放射された光を導光して出射する導光板と、前記導光板を収納する筐体と、を備える平面発光装置において、
   前記筐体は、該筐体の底部との間に前記導光板を固定するための爪を２箇所以上に有し、
   前記導光板は、前記筐体の底部と爪との間に挟持されるようにしたことを特徴とする平面発光装置。
2. 前記筐体は、金属板から成り、
   前記爪は、前記筐体の向かい合う辺上に互い違いに配置されていることを特徴とする請求項１に記載の平面発光装置。
3. 前記反射板は、前記筐体に銀メッキを施して成ることを特徴とする請求項２に記載の平面発光装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の平面発光装置と、この平面発光装置から発光した光を拡散又は集光する光学機能シートと、この光学機能シートにより拡散又は集光された光を利用して画像を表示する液晶パネルとを備え、
   前記光学機能シート及び液晶パネルは、前記筐体の底部と爪との間に挟持されるようにしたことを特徴とする液晶表示装置。

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