JP2008300143A - 面状照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い剛性と寸法精度とを維持しつつフレームを薄型化することを可能とし、それによって、薄型でありながら十分な機械的強度を有す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１０は、光源６と、光源６を側端面に配置する導光板５と、導光板５を保持するフレーム４とを有し、フレーム４は、板金フレーム２と樹脂部材３とから構成されており、樹脂部材３は、閉じた枠状に成形されるとともに、外周面１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに凹部１５が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、サイドライト方式の面状照明装置に関し、特に、液晶表示装置の照明手段として用いられる面状照明装置に関するものである。

携帯電話機等に用いられる液晶表示装置用の補助光源には、主として導光板の側端面に白色ＬＥＤ等の点状光源を一次光源として配置したサイドライト方式の面状照明装置が使用されている。一般に、このようなサイドライト方式の面状照明装置は、図５に示す面状照明装置１００のように、枠状に構成された樹脂フレーム１０２に、拡散板１０５、プリズムシート１０６ａ、１０６ｂ、および反射板１０３等の光学部材とともに導光板１０４を収容および保持するように構成される（例えば、特許文献１参照）。また、図示は省略するが、樹脂フレーム１０２の一端側には、導光板１０４の側端面（例えば、側端面１０４ａ）に沿ってＬＥＤ等の光源が配置されている。

特開２００３−３１５７９３号公報（図１）

面状照明装置には、常にその薄型化が求められており、そのためには、主要な構成要素である導光板とともに、導光板を保持する樹脂フレームを薄型化する必要がある。しかしながら、樹脂フレームを単に薄型に成形するだけでは、その剛性が低下し、面状照明装置に要求される機械的強度が不足するという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑み、高い剛性と寸法精度とを維持しつつフレームを薄型化することを可能とし、それによって、薄型でありながら十分な機械的強度を有する面状照明装置を提供することを目的とする。

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。
つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載、実施形態の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るものである。なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に、（５）項が請求項２に、（６）項が請求項３に、（７）項が請求項４に、各々相当する。

（１）光源と、該光源を側端面に配置する導光板と、該導光板を保持するフレームとを有し、前記フレームは、板金フレームと樹脂部材とから構成されており、前記樹脂部材は、閉じた枠状に成形されるとともに、外周面に凹部が形成されていることを特徴とする面状照明装置。

本項の面状照明装置によれば、導光板を保持するフレームが、板金フレームと樹脂部材とから構成されていることによって、高い剛性を維持しつつフレームを薄型化することが可能になるとともに、樹脂部材の外周面に凹部を形成することによって、樹脂成形における応力を緩和、分散させ、フレームを薄型化しても、その高い寸法精度を確保することが可能となる。また、樹脂部材を閉じた枠状に成形し、その外周面に凹部を形成することにより、樹脂部材の内周面側を従来の樹脂フレームと同様の構造とすることが可能となり、面状照明装置の光学特性を従来の面状照明装置と比べて低下させることなく、その薄型化を実現することができる。

（２）（１）項に記載の面状照明装置において、好ましくは、前記板金フレームと前記樹脂部材とは、インサートモールド成形により一体化されているものである。
本発明に係る面状照明装置において、板金フレームと樹脂部材とからフレームを構成し、樹脂部材の外周面に凹部を形成した構成は、インサートモールド成形時に、樹脂材料と金属材料の収縮率の違いにより発生する反りを抑制して、高い寸法精度を確保しつつ、薄型であってかつ高い剛性を有するフレームを製作する上で、特に有利な構成である。

（３）（１）または（２）項に記載の面状照明装置において、好ましくは、前記フレームは、閉じた枠状に形成され、前記導光板は、前記フレームの中空部分に保持されるとともに、前記フレームの内周面の、前記導光板の前記光源が配置される側端面を除く外周面と対峙する部分は、前記樹脂部材のみからなるものである。
本項の面状照明装置の構成は、樹脂部材を閉じた枠状に成形し、その外周面に凹部を形成することにより、樹脂部材の内周面側を従来の樹脂フレームと同様の構造とすることが可能となる本発明に係る面状照明装置の特徴を有効に活用して、その光学特性を従来の面状照明装置と同等のものに維持するために、特に有利な構成である。

（４）（１）〜（３）のいずれか１項に記載の面状照明装置において、好ましくは、前記板金フレームは、平板状をなす前記板金フレームの厚み方向が、前記フレームに前記導光板を保持したときの前記導光板の厚み方向に略一致するように配置されるものである。
本項の面状照明装置の構成は、例えば、板金フレームを、その厚み方向が、フレームに導光板を保持したときの導光板の厚み方向に直交する方向に配置する構成と比較して、導光板の厚み方向にフレームを薄型化し、それによって面状照明装置を薄型化する上で有利な構成である。

（５）（１）〜（４）のいずれか１項に記載の面状照明装置において、前記樹脂部材の外周面に形成された前記凹部には、前記板金フレームの一部が露出していることを特徴とする面状照明装置。

本項の面状照明装置によれば、板金フレームの凹部から露出する部分を利用して板金フレームを容易に接地接続することが可能となり、フレームの高周波ノイズに対するシールド性能を向上させることができる。
本項の構成は、特に、本発明に係る面状照明装置を、板金フレームを樹脂部材の内周面側から露出させない構造、あるいは、板金フレームの樹脂部材の内周面側から露出する部分を（例えば、露出部分の面積が小さい、あるいは、露出部分が面状照明装置の他の部材によって覆われる等の理由から）接地接続することが困難な構造の場合でも、容易にグランドをとることが可能となる点で有利なものである。

（６）（１）〜（５）のいずれか１項に記載の面状照明装置において、前記樹脂部材は、略多辺形の枠状に成形されており、前記多辺形を構成する任意の一辺の全長に対する、当該一辺に形成された凹部の長さの総和の比は、０．２５から０．３５であることを特徴とする面状照明装置。
本項の面状照明装置によれば、寸法精度、機械的強度、および成形性の観点から、これらの諸特性のバランスに優れた面状照明装置を実現することが可能となる。

（７）（６）項に記載の面状照明装置において、前記凹部は、該凹部が形成されている一辺に、１０ｍｍから２０ｍｍの範囲毎に１個の割合で分布することを特徴とする面状照明装置。
本項の面状照明装置は、寸法精度、機械的強度、および成形性の観点から、これらの諸特性のバランスに優れた面状照明装置を実現する上で、さらに有利なものである。

（８）（６）または（７）項に記載の面状照明装置において、前記樹脂部材は略四辺形の枠状に成形されており、前記略四辺形の枠を構成する四辺のうちの三辺には、平板状コ字型の前記板金フレームの三辺が、それぞれ一体化されているものであってもよい。

（９）（６）または（７）項に記載の面状照明装置において、前記樹脂部材は略四辺形の枠状に成形されており、前記略四辺形の枠を構成する四辺には、平板状ロ字型の前記板金フレームの四辺が、それぞれ一体化されているものであってもよい。

本発明は、以上のように構成したため、高い剛性と寸法精度とを維持しつつフレームを薄型化することを可能とし、それによって、面状照明装置を、十分な機械的強度を確保しつつ、薄型化することができる。
また、導光板の外周面に対峙するフレームの内周面の構造を、従来の樹脂フレームと同様のものとすることができるため、面状照明装置の光学特性を低下させることなく、薄型化を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における面状照明装置１０の要部を示す分解斜視図であり、図２（ａ）は、面状照明装置１０の構成要素であるフレーム４の平面図、図２（ｂ）は、そのＡ−Ａ断面図である。
面状照明装置１０は、四辺形の導光板５と、導光板５を保持するフレーム４とを有している。フレーム４は、略四辺形をなすように連結された各辺４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄにより閉じた枠状に形成されており、導光板５は、フレーム４の中空部分に収容および保持される。また、フレーム４には、フレキシブルプリント基板７に実装されたＬＥＤ６が、導光板５の側端面５ａに沿って配置されるように収容される。なお、図示は省略するが、面状照明装置１０において、図５に示す従来の面状照明装置１００と同様に、例えば導光板１０の主面５ｆ側には反射板が、主面５ｅ側には拡散板およびプリズムシートがそれぞれ積層され、導光板５とともにフレーム４に保持されるものであってもよい。

本実施形態において、フレーム４は、インサートモールド成形により一体化された板金フレーム２と樹脂部材３とから構成される。図２に示すように、板金フレーム２は、平板状ロ字型の枠体に形成されており、樹脂部材３は、各辺３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが連結されてなる四辺形の閉じた枠状に成形されるものである。その際、板金フレーム２の各辺２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと樹脂部材３の各辺３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、それぞれ一体化されて、フレーム４の各辺４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを構成する。また、樹脂部材３の外周面（したがって、フレーム４の外周面）１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄには、それぞれ凹部１５が形成されている。

ここで、板金フレーム２は、その厚みｔｓの方向が、フレーム４に導光板５を保持したときの導光板５の厚み方向（図２（ｂ）に矢印Ｃで示す）に略一致するように配置されるとともに、板金フレーム２の外周面側の一部は、凹部１５から露出している。そして、本実施形態では、板金フレーム３の内周面側は、樹脂部材３から露出しておらず、フレーム４の内周面１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、樹脂部材３のみからなるものである。したがって、導光板５をフレーム４の中空部分に保持する際に、導光板５の外周面のうち、ＬＥＤ５が配置される側端面５ａを除く側端面５ｂ、５ｃ、５ｄは、その全体が、それぞれ樹脂部材３のみからなるフレーム４の内周面１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに対峙することになる。

以上のような構成により、本実施形態におる面状照明装置１０は、高い剛性を維持しつつフレーム４を薄型化することを可能としたものであるが、その際、樹脂部材３を閉じた枠状に形成し、その外周面側に凹部１５を設けたことの作用効果を詳述すれば、次の通りである。

すなわち、仮に、樹脂部材３に凹部１５を設けることなく、板金フレーム２を用いたインサートモールド成形によりフレームを構成した場合、フレームの薄型化に伴って樹脂材料と金属材料の収縮率の違いにより発生する反り量が増大し、必要な寸法精度を確保することが困難になる。本発明に係るフレーム４は、このような問題に対して、樹脂部材３に凹部１５を設けて、樹脂成形における応力を緩和、分散させることにより、上述したような反りを抑制して高い寸法精度を確保しつつ、薄型であってかつ高い剛性を有するフレームを実現するものである。

この際、樹脂部材３を構成する各辺３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの全長に対する、各辺３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに形成された凹部１５の長さの総和の比（例えば、図２に示す辺３ｂ、３ｃの場合には（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）／Ｌ、同様に、辺３ａ、３ｄの場合には（Ｗ１＋Ｗ２）／Ｗ）は、０．２５から０．３５であることが好ましい。また、さらに好ましくは、凹部１５は、その凹部１５が形成されている一辺に、１０ｍｍから２０ｍｍの範囲毎に１個の割合で分布するものである。例えば、辺３ａ、３ｂの全長Ｗが３５ｍｍ、辺３ｂ、３ｃの全長Ｌが５０ｍｍの場合、上記条件を満たしつつ各辺に形成される凹部１５の総数は、辺３ａ、３ｄについては２〜３個（図２に示す例では、２個）、辺３ｂ、３ｃについては、３〜５個（図２に示す例では３個）となる。これによって、反り量の低減による寸法精度の確保と、フレーム４の機械的強度および成形性等の観点から、これらの諸特性のバランスに優れた面状照明装置を実現することができる。

さらに、面状照明装置１０では、導光板５をフレーム４に保持する際に、導光板５の側端面５ｂ、５ｃ、５ｄは、その全体が、樹脂部材３のみからなるフレーム４の内周面１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに対峙するものであるため、例えば、導光板５の側端面５ｂ、５ｃ、５ｄから漏洩する光が、フレーム４の内周面１３ｂ、１３ｃ、１３ｄで反射して再び導光板５に入光するといった、面状照明装置１０の光学特性上重要な作用に対して、フレーム４をインサートモールドフレームとし、さらに、反り防止のための凹部１５を設けた構造が影響を及ぼすことなく、少なくとも従来の樹脂フレームと同様の光学特性を維持することができる。

また、板金フレーム２の一部を凹部１５から露出させる構成は、この露出部分を用いて板金フレーム２を容易に接地接続することが可能となり、フレーム４の高周波ノイズに対するシールド性能を向上させことができる点で有利なものである。このことは、本実施形態における面状照明装置１０のように、凹部１５以外に板金フレーム２が樹脂部材３から露出する箇所がない場合には、特に有効なものである。

ここで、図２に示す各部分の寸法の具体例を用いて、面状照明装置１０の効果を説明すれば、次の通りである。
すなわち、厚みｔｓ＝０．２ｍｍのステンレス鋼鈑（例えば、ＳＵＳ３０４）により形成された板金フレーム２を用いて、インサートモールド成形により、外形寸法がＷ＝３７．６ｍｍ×Ｌ＝５２．４ｍｍ、フレームの幅がＷｆ＝１．４３ｍｍのフレーム４を作製した場合、従来、同程度の寸法を有するフレームの厚みとして１．５ｍｍ程度以上を要しており、場合によっては、さらにフレームの外側を覆う別体の板金フレーム（例えば、厚み０．１５〜０．３ｍｍ程度）により補強する必要があったのに対して、本発明に係るフレーム４では、その厚みｔｆを、１ｍｍ程度（例えば、１．１５ｍｍ）にまで大幅に薄型化することができる。また、本発明に係るフレーム４では、凹部１５を設けることなく製作した同様のインサートモールドフレームと比較して、反り量が１／４〜１／５以下になることも確認されており、高い寸法精度を達成することができる。

次に、図３を参照して、本発明の第２の実施形態における面状照明装置を説明する。ただし、主として図１および図２に示す面状照明装置１０との相違点ついて説明し、面状照明装置１０と共通の部分の説明は適宜省略する。ここで、図３（ａ）は、本実施形態における面状照明装置の構成要素であるフレーム２４の平面図、図３（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。

本実施形態におけるフレーム２４は、インサートモールド成形により一体化された板金フレーム２２と樹脂部材２３とから構成される。板金フレーム２２（図３（ａ）では、樹脂部材２３から露出する部分が、ハッチングで示されている）は、平板状コ字型に形成されており、樹脂部材２３は、各辺２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが連結されてなる四辺形の閉じた枠状に成形されるものである。その際、板金フレーム２２の各辺２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと樹脂部材３の三辺２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは、それぞれ一体化されて、フレーム２４の三辺２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを構成し、また、フレーム２４の辺２４ａは、樹脂部材２３の辺２３ａのみで構成されている。そして、樹脂部材３の板金フレーム２２の各辺２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと一体化されている三辺２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの外周面には、それぞれ凹部１５が形成されており、板金フレーム２２の一部がその凹部１５から露出している。本実施形態におけるフレーム２４は、このように、コ字型の板金フレーム２２を用いて、上述した第１の実施形態におけるフレーム４と同等の作用効果を奏するものである。

また、フレーム２４では、樹脂部材２３の各辺２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは、その厚み方向に細幅部分２８と太幅部分２５とからなる段差を有するように構成されており、板金フレーム２２は、その一部を樹脂部材２３の内周面側からも露出させるとともに、樹脂部材２３の内周面側の、板金フレーム２２の露出部分に対応する箇所には、突出部２６が設けられている。このような構成は、厚み方向に細幅部分２８と太幅部分２５とからなる段差を有する辺２３ｂ、２３ｃ、２３ｄを含む樹脂部材２３により、本発明に係るフレーム２４を構成する場合に、フレーム２４の寸法精度、機械的強度、成形性等の観点から、これらの諸特性のバランスに優れた面状照明装置を実現する上で有利な構成である。

このようなフレーム２４を用いて、面状照明装置を構成する場合には、導光板および反射板を図３（ｂ）に示すＤ方向から、拡散板およびプリズムシート等を図３に示すＥ方向から、それぞれフレーム２４に積層する構成とすることが好ましい。これによって、本実施形態における面状照明装置においても、導光板をフレーム２４の中空部分に保持する際に、導光板の外周面のうち、ＬＥＤが配置される側端面を除く側端面の全体を、それぞれ樹脂部材２３のみからなるフレーム２４の内周面（例えば、図３（ｂ）に示す内周面２７）に対峙させる構成を、容易に実現することができる。

ここで、図４に、外形寸法が３７．６ｍｍ×５２．４ｍｍであるフレーム２４を用いて、寸法精度、機械的強度、および成形性を良好に維持しつつ、その厚みを、１ｍｍ程度（例えば、１．１５ｍｍ）にまで薄型化するために、樹脂部材２３の外周面に形成する凹部１５の好ましい寸法構成の一例を示す。図４に示すように、樹脂部材２３の辺２３ｄに形成された２個の凹部１５について、辺２３ｄの全長に対する凹部１５の長さの総和の比は、（５＋５）／３７．６≒０．２７である。また、辺２３ｄについて括弧付きで示した寸法（（１８．６）、（１８．６））が示すように、これらの２個の凹部１５は、辺２３ｄに１０ｍｍから２０ｍｍの範囲毎に１個の割合で分布している。
同様に、樹脂部材２３の辺２３ｂ（および２３ｃ）に形成された４個の凹部１５について、辺２３ｂ（および２３ｃ）の全長に対する凹部１５の長さの総和の比は、（３．３＋２．３＋３．３＋３．３＋５）／５２．４≒０．２７である。また、辺２３ｂ（および２３ｃ）について括弧付きで示した寸法（（１１．５）、（１０．３）、（１２．２）、（１８．４））が示すように、これらの４個の凹部１５は、辺２３ｂ（および２３ｃ）に１０ｍｍから２０ｍｍの範囲毎に１個の割合で分布している。

以上、好ましい実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、フレーム４、２４を中空の枠体としており、この構成は、インサート部材としての板金フレーム２、２２の上下に形成される樹脂部材３、２３の厚みを有効に活用して、面状照明装置を薄型化する上で有利なものであるが、本発明に係る面状照明装置におけるフレームは、例えば、導光板の下面側に配置する反射板を金属材料により形成し、この反射板を本発明に係る板金フレームとして用いることにより、樹脂部材からなる枠体に板金フレームからなる底面を設けたフレームとする場合を含むものである。

本発明の第１の実施形態における面状照明装置の要部を示す分解斜視図である。 （ａ）は、図１に示す面状照明装置に用いられるフレームの平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施形態における面状照明装置に用いられるフレームの平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。 図３に示すフレームの好ましい寸法構成の一例を示す図である。 従来の面状照明装置の要部構成を示す分解斜視図である。

符号の説明

１０：面状照明装置、２，２２：板金フレーム、３，２３：樹脂部材、４，２４：フレーム、５：導光板、６：ＬＥＤ（光源）、１５：凹部

Claims (4)

1. 光源と、該光源を側端面に配置する導光板と、該導光板を保持するフレームとを有し、前記フレームは、板金フレームと樹脂部材とから構成されており、前記樹脂部材は、閉じた枠状に成形されるとともに、外周面に凹部が形成されていることを特徴とする面状照明装置。
2. 前記樹脂部材の外周面に形成された前記凹部には、前記板金フレームの一部が露出していることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
3. 前記樹脂部材は、略多辺形の枠状に成形されており、前記多辺形を構成する任意の一辺の全長に対する、当該一辺に形成された凹部の長さの総和の比は、０．２５から０．３５であることを特徴とする請求項１または２に記載の面状照明装置。
4. 前記凹部は、該凹部が形成されている一辺に、１０ｍｍから２０ｍｍの範囲毎に１個の割合で分布することを特徴とする請求項３に記載の面状照明装置
   

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