JP2008034287A - 面状光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ランプユニット製造段階での反射シート表面の傷、汚れの発生が無く、長期間使用しても出射面内の出射光束分布の経時変化が少なく、高い光利用効率を持つバックライトのランプユニットを提供する。
【解決手段】 導光板４と、この導光板の側面に配置されたランプユニット３を有するバックライトにおいて、ランプユニット３は、ランプ６と、このランプ６の両端部に装着されたランプソケット１１と、導電性ランプホルダー７と、このランプホルダー７の内面に沿うように設置された反射フィルム８とで構成されている。さらにランプホルダー７は、ランプソケット１１を介して前記ランプ６を保持し、反射フィルム８の両端部がランプソケット１１とランプホルダー７とで挟持されている。また、ランプホルダー７の内面に沿うように屈曲部に応じてミシン目１２を設けている。
【選択図】図３

Description

本発明は、面状光源装置に係る発明であって、特に、ランプユニットが交換可能な面状光源装置に好適である。

液晶表示装置や看板、誘導灯などは画像表示部そのものが発光する自発光型表示装置ではない。これら非自発光型表示装置では、透過型の画像表示部の反出射側（裏面）にバックライトなどの面状光源装置を取り付ける必要がある。また、反射型の画像表示部に対しては、反射面（表面）にフロントライトを取り付ける必要がある。以下、面状光源装置の代表例として、透過型の液晶パネルの背面に設置するバックライトについて述べる。

バックライトには、光源の配置位置によりサイドライト方式のものと直下型のものがある。サイドライト方式（エッジライト方式ともいう）のバックライトは、光源を筐体の側面に配置し、直下型のバックライトは、光源を液晶パネルに対向させて筐体の反出射側に配置している。導光板を用いるバックライトは、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）などの線状光源（以後、線状光源をランプと称す）からなるサイドライト部から入射された光を導光板内において反射させ、導光板内に設けられる拡散パターンで拡散させることによって、開口部から面状に光を取り出している。

一方、液晶表示装置のバックライトは、近年モニター用として用いられることが多くなり、ランプ寿命の長いことが求められるようになってきた。また、ランプユニットとしてランプ寿命がきても容易に交換できる機構を搭載したサイドライト部が求められるようになってきた。

そこで、交換方式ランプユニットを搭載したバックライトの構成例として、ランプユニットを一体にしてバックライト筐体の側面部から引き出す構造とした例がある（特許文献１、図１および特許文献２、図３）。この場合、ランプユニットの主要な構成要素であり、ランプから反導光板方向に発した光を導光板方向へ反射するリフレクターの材質としては、ランプユニットの挿抜に耐え、ランプを保持する必要があるため、金属あるいは樹脂等の剛性の高い材料を使用する必要がある。（特許文献１、段落［００１４］記載）

一方、剛性確保のためリフレクターの材質として、金属あるいは樹脂材料を使用した場合、ランプから発した光の表面反射率が悪く、光源からの光を有効利用できない。そこで、断面がＵ字乃至コの字型で、ランプが保持できる所定の長さを持つ半筒状の剛体（以後、ランプホルダーと称す）に高反射率の銀を蒸着したＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート：polyethylene terephthalate）フィルムを接着したリフレクターが開示されている（非特許文献１）。

さらに、銀蒸着ＰＥＴフィルムをランプの保持部材に固定する別の方法として、一般的な接着剤による接着ではなく、Ｕ字型の樹脂製ランプホルダーの導光板近傍に内側に突き出た爪部を設け、この爪部で銀蒸着ＰＥＴフィルムをランプホルダーに添わせて保持する方法が開示されている。（特許文献３、図１）

特開平１１−１３４９２１ 特開２００１−６６５８９ 特開２００１−１７６３１９ （株）東レリサーチセンター調査研究部門編、「ＬＣＤ用フロント・バックライトの新展開」、（株）東レリサーチセンター発行、２００２年９月１２日、Ｐ１２９

しかし、液晶表示装置のバックライトとして最も一般的なランプとして、高電圧で交流駆動する冷陰極管を用いる場合、ランプからのリーク電界と液晶パネル駆動信号との干渉により表示画面にビート現象が発生する問題があり、リフレクターまたはランプホルダーに金属材料を用い接地することにより、リーク電界を遮断し、ビート対策とする例が多い。ランプユニットのランプホルダーに金属材料を用い、銀蒸着されたＰＥＴフィルム製の反射フィルムを金属材料に接着した構成とした場合、金属材料と反射フィルムを接着する段階あるいはその後の形状加工段階で反射面の傷、汚れの発生、さらには経時変化による反射フィルムの剥がれに起因して、バックライト出射面内の出射光束の分布が不均一になる問題があった。

また、ランプホルダーの内側に爪部を設けて、反射フィルムを固定する方法の場合、ランプホルダーの安価な製造方法として最も一般的な平板からの切断、曲げ加工の工法を採った場合、Ｕ字型乃至コの字型に形成された半筒状のランプホルダーの内側に、精密な爪部を形成することが困難、あるいは高コストである。精密な爪部を生成する他の方法としては、金属材料を使用した鋳造、鍛造法があるが、製造コストが高額となる。さらに、爪部を導光板の入射面近傍に設置するため、爪部がランプから導光板への光の入射を妨げ、爪部の影による暗部が生じたり、光利用効率の低下を招いたりする。

一方、ランプホルダーとして例えば金属材料を使用する場合、ランプユニットをバックライト筐体の側面部から挿抜交換する際、ランプユニットと、それを保持する筐体（多くは樹脂製）との接触で筐体の樹脂が削れ、異物が発生する可能性が高い。その後の輸送等による振動でこの異物が表示面内に移動して表示品位の低下を招く恐れがあると言う別の問題もある。

そこで、本発明はランプユニット製造段階での反射フィルム表面の傷、汚れの発生が無く、長期間使用しても出射面内の出射光束分布の経時変化が少なく、高い光利用効率を持つバックライトを提供することを目的とする。さらに、ランプユニットを挿抜交換する際に異物の発生が少ないバックライトも提供する。

この発明に係る面状光源装置は、導光板と、該導光板の側面に配置されたランプユニットを有する面状光源装置において、前記ランプユニットは、ランプと、該ランプの両端に装着されたランプソケットと、導電性ランプホルダーと、前記ランプホルダーの内面に沿うように設置された反射フィルムとで構成され、前記ランプホルダーは、前記ランプソケットを介して前記ランプを保持し、前記反射フィルムの両端部は、前記ランプソケットと前記ランプホルダーとで挟持されたことを特徴とするものである。

本発明の面状光源装置は、製造段階での反射フィルム表面の傷、汚れの発生が無く、長期間使用しても光出射が平面内で比較的均一で、高い光利用効率を持つ面状光源装置を提供する。また、別の効果としてランプユニットを交換する際に異物の発生が少ない面状光源装置も提供する。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。なお、説明が重複して冗長になるのを避けるため、各図における同一または相当する機能を有する要素には同一の符号を付してある。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１を図１〜図３により説明する。図１は本発明の実施の形態１におけるバックライト１のランプユニット２の挿抜機構を説明する斜視図であり、図２は前記バックライト１のランプ近傍に係る断面図である。先ず図１を用いてランプユニット２の挿抜方法について説明する。同図に示したようにランプユニット２は、バックライト１の上フレーム３の側面に設けられた挿抜孔５を通じてスライドさせて図中のＹ方向に引き抜くことができる。一方、ランプユニット２をバックライト１に装着する際は、前記挿抜孔５を通して、筐体内に設けられたガイド機構（図示せず）に従ってスライドさせて、前記Ｙ方向とは逆方向に押し込むことにより、導光板４の入光面に対峙する所定の位置にランプユニット２を装着することができる。

次に、図２を用いて、バックライト１のランプ近傍の詳細構成を説明する。ここで、図２は、図１において、ランプユニット２が装着された状態におけるＡ−Ａ断面を示している。図２において、バックライト１のランプ近傍は、導光板４と、ランプ６と、ランプホルダー７と、反射フィルム８と、光学シート９と、上フレーム３および下フレーム１０（以後、上下フレームを総称して筐体と称す）から構成される。ここで前述のランプユニット２はランプ６、ランプホルダー７および反射フィルム８とで構成されている。さらに
上フレーム３および下フレーム１０が、導光板４、ランプユニット２、光学シート９および反射シート１３を挟み込むように配置されている。

図３、（ａ）にランプユニット２の全体図を示す。図３、（ａ）において、ランプユニット２は、金属等の剛性のある導電性素材で成型されたランプホルダー７と、ランプホルダー７の内面に沿って設置された反射フィルム８と、ランプ６と、ランプ６の両端に配置されるランプソケット１１およびランプリード線等で構成される。

次に、ランプユニット２の上記各部材の配置について、ランプユニット２の組立順に説明する。ランプホルダー７は、先ず黄銅やアルミニウム、ステンレス鋼など剛性のある金属平板から打ち抜き金型にて、外形切断加工される。次に断面がコの字型になるように曲げ加工が施され、フォルダー形状が成型される。

反射フィルム８は、図３、（ｂ）で示したように前述の銀蒸着ＰＥＴフィルムから打ち抜き金型にて、外形切断加工されると同時にランプホルダー７の断面コの字型の屈曲部に対応する部分にミシン目１２が形成される。その後、反射フィルム８は、前記ミシン目１２に沿って折り曲げられ、ランプホルダー７の内面に装着される。この場合、反射フィルム８はランプホルダー７の内面に留め置かれるだけで、接着剤等で接着固定されるわけではない。

次に、図３、（ａ）で示したように電圧印加用のリード線が両端に接続されたランプの接続部を被服保護するようにランプソケット１１をランプ６の両端に装着する。ランプソケット１１はシリコーンゴムなどの非導電性素材でできており、ランプ両端およびランプリード線の固定とランプホルダー７との絶縁機能を果たしている。また、従来と同様にランプホルダー７に設けられた図示しない孔と、それに対応して、ランプソケット１１に設けられた図示しない凸部を嵌合して、ランプソケット８をランプホルダー７両端に固定する。

ここで、図３、（ａ）に示したように、ランプソケット１１はランプホルダー７の内面との間で反射フィルム８をその両端部にて挟持し、反射フィルム８全体をランプホルダー７の内面に押さえ込み保持する。また、反射フィルム８の両端又はどちらか一端部に前記凸部に対応してランプソケット１１の凸部貫通用の孔（図示しない）を形成しておくと、反射フィルム８が挟持される面積を増やすことができ、さらに強固に反射フィルム１１を保持できる。

その後、ランプユニット２は図１にて説明したように、バックライト筐体の側面に設置されたランプユニット挿抜用孔５から上フレーム３と下フレーム１０に設置されたガイド機構（図示せず）に従って挿入装着され、導光板に対して所定の位置に設置される。

尚、本実施の形態１では、ランプホルダー７の断面形状として、コの字型を採用した例を示したが、断面形状に特に制限はなく、例えばＵ字型など、ランプの反導光板方向に出射した光を導光板方向に反射できる形状であればよく、特に制限はない。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係るランプユニットを図４により説明する。本実施の形態においては、バックライトを構成する導光板、光学シート、上フレームおよび下フレームなどランプユニット以外の構成は前述の実施の形態１と同様であり、同一の符号を付してここでは説明を省略する。以降の説明は特にランプユニット２０について詳細に説明する。

図４、（ａ）で示したランプユニット２０は、前述のランプユニット２と同様に、金属等の剛性のある導電性素材で成型されたランプホルダー７と、ランプホルダー７の内面に沿って設置された反射フィルム２１と、ランプ６と、ランプ６の両端に配置されるランプソケット１１およびランプリード線等で構成されている。ここで図２と同じ構成部分については同一の符号を付している。また、図４、（ｂ）は図４、（ａ）の先端部Ｂの拡大図であり、図４、（ｃ）は先端部Ｂに係る反射フィルム２１の外形を示す展開図である。

ここで、図４、（ｃ）で示すように反射フィルム２１は、ランプホルダー７からその長さ方向に所定量突出した折り返し部２２を持つ外形にて切断され、この折り返し部２２は、コの字型の断面を持つ半筒状のランプホルダー７の導光板４に対峙する面を除く三つの外面に応じて設けられており、折り返えしやすいように外形成型時、切れ目２３が形成される。次に、前述の実施の形態１と同様の手順でランプユニット２０が組立られた後、図４、（ｂ）で示すように折り返し部２２がランプホルダー７の三面の外面に沿うように折り返される。

その後、ランプユニット２０は前述の実施の形態１にて説明した方法と同様にバックライト１の筐体の側面に設置されたランプユニット挿抜用孔５から上フレーム３と下フレーム１０に設置されたガイド機構（図示せず）に従って挿入装着され、導光板に対して所定の位置に設置される。

この状態で、折り返し部２２がランプユニット２０と筐体のガイド機構との間で挟持される構造となっており、反射フィルム２１は先端部Ｂにてランプユニット２０にしっかりと保持される。

さらに、前述のようにランプユニット２０の先端部Ｂは、ランプホルダー７の外面に比較的やわらかいＰＥＴフィルムを基材とする反射フィルムの折り返し部２２で覆われており、ランプユニット２０挿入時において、前記ガイド機構が設置された上フレーム３または下フレーム１０とランプホルダー７が干渉して、フレーム３または１０が削れたことによる異物の発生が減少する。

尚、本実施の形態２では、折り返し部２２がランプホルダーの導光板に対峙する面を除く三つの外面に応じて設置されるとしたが、必ずしも三つの外面に設置する必要はなく、一つまたは二つの外面のみでも反射フィルムの固定や、異物の発生を抑制する効果があることは明らかである。

また、本実施の形態２では、金属等の剛性のある導電性素材でランプホルダーを成型した例を示したが、ランプホルダー材としては必ずしも金属などの導電材料である必要はなく、折り返し部２２がランプホルダー材よりも比較的やわらかい材料であれば、ランプユニットの抜き差し時において折り返し部２２による擦れ減少効果が期待でき、異物の発生を減少させることができる。

上記本実施の形態１および２では、面状光源装置としてバックライトの例を採って説明したが、前述のフロントライトであっても同様の効果を奏することは言うまでも無く、広く面状光源装置に適用可能である。

本発明の実施の形態１および２係る面状光源装置の分解斜視図である。 本発明の実施の形態１係る面状光源装置の断面図である。 本発明の実施の形態１係るランプユニットの分解斜視図である。 本発明の実施の形態２係るランプユニットの斜視図である。

符号の説明

１ バックライト
２、２０ ランプユニット
４ 導光板
６ ランプ
７ ランプホルダー
８、２１ 反射フィルム
１１ ランプソケット
１２ ミシン目
２２ 折り返し部

Claims (3)

1. 導光板と、該導光板の側面に配置されたランプユニットを有する面状光源装置において、
   前記ランプユニットは、
   ランプと、
   該ランプの両端に装着されたランプソケットと、
   ランプホルダーと、
   該ランプホルダーの内面に沿うように設置された反射フィルムとで構成され、
   前記ランプホルダーは、前記ランプソケットを介して前記ランプを保持し、前記反射フィルムの両端部は、前記ランプソケットと前記ランプホルダーとで挟持されたことを特徴とする面状光源装置。
2. 前記反射フィルムは、前記ランプホルダーの内面に沿うように屈曲部に応じてミシン目が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の面状光源装置。
3. 面状光源装置の筐体の側面から挿抜可能なランプユニットにおいて、前記反射フィルムがランプユニットの挿入先端部でランプホルダーから突出して折り返されている折り返し部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の面状光源装置。
   

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