JP2017183206A - 面状発光装置及びこれを備える液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、ＬＥＤ等の光源を導光板に対して好適な位置に容易に配置して効率良く光を照射させることができる面状発光装置を提供すること。【解決手段】面状発光装置は、一側面が背面側を向くように一側面側が屈曲または湾曲して形成され、一側面から入射される光を表面から出射可能な導光板と、導光板の背面を覆うように導光板の背面側に配置され導光板を保持するとともに、導光板の一側面側が挿入される開口部を有する筐体と、筐体の背面側に配置される基板と、基板上に開口部を介して一側面と対向して実装され、光を出射する発光素子と、を有する。導光板の一側面及び基板の一方には、他方に突出して係合部が設けられ、導光板の一側面及び基板の他方には、係合部が挿入される被係合部が設けられ、係合部と被係合部との係合により導光板の一側面と発光素子とが対向位置で位置決めされる。【選択図】図２

Description

本発明は、面状発光装置及びこれを備える液晶表示装置に関する。

車両には、後方の視認性確保のため、後写鏡の設置が義務づけられている。近年、車室内に取り付けられる後写鏡（以下「インサイドミラー」と称する）として、車両の後方視界を表示する液晶ディスプレイを内蔵し、さまざまな走行環境において運転者に鮮明な後方視界を提供できる電子ミラー装置が提案され、実用化されている（例えば特許文献１）。この種の電子ミラー装置は、入射光の一部を反射し、一部を透過させるマジックミラー（one-way mirror）と、マジックミラーの背面側に配置される液晶ディスプレイとを備える。マジックミラーは、前面側（運転者に露呈されている側）からの入射光を反射させるとともに背面側（液晶ディスプレイ側）からの入射光を透過させる。

電子ミラー装置における液晶ディスプレイは、液晶パネルの背面に、液晶パネルを背面側から照光する面状発光装置を備える。

一般的に、面状発光装置は、液晶パネルの背面側に拡散シートを挟んで配置され、一端面から入射される光を表面側から出射する導光板（ＬＧＰ：Light Guiding Panel）と、導光板の一端面に対向して配置される白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode、以下、「ＬＥＤ」という）と、を有する。

導光板は、背面側から、反射シートを介して金属製の矩形皿形の筐体内に収容された状態で保持される。ＬＥＤは、ＦＰＣ（Flexible printed circuit）に実装され、このＦＰＣを、導光板の一側面に対向する筐体の一壁部に接着することによって、導光板の一側面に対向する位置に配置されている。筐体の背面側に、ＬＥＤに電源を供給する電源基板を配置し、この電源基板にＦＰＣは接続されている。

特開平１１−７８６９３号公報

ところで、従来の面状発光装置では、導光板の一側面にＬＥＤの光を効率良く入射させるために、ＬＥＤの位置が、導光板の一側面に対向する位置に正確に位置するように、導光板を保持する筐体にＦＰＣを接着させる必要がある。よって、接着位置によってはＬＥＤの光を安定して導光板に入射できない場合があり、精度良く位置させるにはその作業に手間が掛かるという問題があった。

また、面状発光装置において極力部品点数を減らしてコスト削減を図りたいという要望がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、ＬＥＤ等の光源を導光板に対して好適な位置に容易に配置して効率良く光を照射させることができる面状発光装置及びこれを備える液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明の面状発光装置の一つの態様は、
一側面が背面側を向くように前記一側面側が屈曲または湾曲して形成され、前記一側面から入射される光を表面から出射可能な導光板と、
前記導光板の前記一側面側が挿入される開口部を有し、前記導光板の背面を覆うように前記導光板の背面側に配置される筐体と、
前記筐体の背面側に配置される基板と、
前記基板上に、前記開口部を介して前記一側面と対向して実装され、光を出射する発光素子と、
を有し、
前記導光板の一側面及び前記基板の一方には、他方に突出する係合部が設けられ、前記導光板の一側面及び前記基板の他方には、前記係合部が挿入される被係合部が設けられ、
前記係合部と前記被係合部とが係合することにより、前記導光板の前記一側面と前記発光素子とが対向位置で位置決めされる構成を採る。

本発明の液晶表示装置の一つの態様は、上記面状発光装置と、
前記面状発光装置によって、背面側から照射される透光性の液晶表示部と、
を有する構成を採る。

本発明によれば、簡易な構成で、ＬＥＤ等の光源を導光板に対して好適な位置に容易に配置して効率良く光を照射させることができる。

本発明に係る一実施の形態の面状発光装置を適用した液晶表示装置を有する電子ミラーの分解斜視図である。 本発明に係る一実施の形態の面状発光装置の分解斜視図である。 電子ミラーにおける面状発光装置の要部構成を示す電子ミラーの部分断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係る一実施の形態の面状発光装置を適用した液晶表示装置を有する電子ミラー１０の分解斜視図である。図２は、本発明に係る一実施の形態の面状発光装置の分解斜視図である。図３は、電子ミラーにおける面状発光装置の要部構成を示す電子ミラーの部分断面図である。

本実施の形態の液晶表示装置１００は、図１に示すように、車両内内に後方の視認性確保のため、車室内の天井付近に取り付けられるインサイドミラーとしての電子ミラー１０に適用される。

電子ミラー１０は、入射光の一部を反射し、一部を透過させるマジックミラー（one-way mirror）１０１と、マジックミラー１０１の背面側に配置される液晶表示装置１００と、を備える。

マジックミラー１０１は、前面側（運転者に露呈されている側）からの入射光を反射させるとともに背面側（液晶表示装置１００側）からの入射光を透過させる。マジックミラー１０１は、車幅方向に長い矩形状を有し、最前面に配置される。マジックミラー１０１としては、反射率と透過率が等しいハーフミラーが適用される。

マジックミラー１０１は、車幅方向に長い矩形枠状の前ミラーカバー１０４の開口部に取り付けられ、液晶表示装置１００は、前ミラーカバー１０４に、前ミラーカバー１０４の背面側から嵌合する後ミラーカバー１０２の内部に収容される。電子ミラー１０では、マジックミラー１０１は、最前面（前ミラーカバー１０４の開口部）に配置され、液晶パネル１６０はマジックミラー１０１の背面側（シールドケース１１０の内部）に配置される。

液晶表示装置１００は、背面側からシールドケース（シールド部材）１１０、光源１９０である発光素子１９０ａが実装されたメイン基板１２０、シャーシ（筐体）１３０、導光板１４０、拡散シート１５０、液晶パネル（液晶表示部）１６０、ベゼル１７０等を有する。液晶表示装置１００において、シールドケース１１０、発光素子１９０ａが実装されたメイン基板１２０、シャーシ１３０、及び、導光板１４０は、液晶パネル１６０を背面側から照射する面状発光装置を構成する。なお、マジックミラー１０１と液晶表示装置１００は、後ミラーカバー１０２を介して車両の天井付近に、使用状態に応じて一体的に傾動自在に取り付けられている。

ベゼル１７０は、液晶パネル１６０の外形に合わせた形状を有する枠体であり、液晶パネル１６０を保持する導電性を有する枠状に形成されている。

ベゼル１７０は、シャーシ１３０とともに液晶表示装置１００のフレームを構成する。ベゼル１７０は、シャーシ１３０に対して、シャーシ１３０の前面側に配置される各構成要素（導光板１４０、拡散シート１５０及び液晶パネル１６０）を挟むように固定する。ベゼル１７０は、シャーシ１３０とともに、導光板１４０、拡散シート１５０及び液晶パネル１６０一体的に保持するフレームを構成する。

具体的には、ベゼル１７０は、液晶パネル１６０の前面側の周囲に配置される枠状の前面枠部１７２（図３参照）を有し、この前面枠部１７２の外周縁には、一対の短辺壁部１７４と一対の長辺壁部１７６とがそれぞれ背面側に突出して設けられている。

ベゼル１７０の短辺壁部１７４及び長辺壁部１７６には、シャーシ１３０の被係合部（ここでは係合片１３７）に係合する係合部（ここでは係合孔１７５）が設けられている。係合孔１７５と係合片１３７とが係合することによって、ベゼル１７０は、シャーシ１３０から抜けないように固定される。

また、ベゼル１７０の長辺壁部１７６には、短辺壁部１７４の突出長さよりも長く背面側に突出して板バネ部１７６ａが設けられている。板バネ部１７６ａは、ベゼル１７０がシャーシ１３０に固定された際に、具体的には、係合片１３７と係合孔１７５とが係合した際に、シールドケース１１０に導通した状態で接続される。

液晶パネル１６０は、例えば液晶層、液晶層を挟持する２枚のガラス基板（配向膜、透明電極、及びカラーフィルターを含む）、及びガラス基板の外側に配置される２枚の偏光板を有する。透明電極に印加される電圧のオン／オフを制御して、液晶分子の向きを変化させることにより、光の通過状態を制御する。導光板１４０を通過した光によって表示画像が形成される。液晶パネル１６０の動作は、駆動回路及び電源回路を含む制御部（図示略）によって行われる。駆動回路及び電源回路は、例えば後述するシャーシ１３０の背面に配置されるメイン基板１２０に実装される。

拡散シート１５０は、液晶パネル１６０の背面側に配置される導光板１４０の表面からの出射光（表示画像）を拡散する。なお、拡散した出射光は液晶パネル１６０に入射する。

導光板１４０は、例えばポリカーボネート製又はＰＭＭＡ（Polymethyl methacrylate)製の板状部材であり、一端面から入射する光源１９０（ここでは発光素子１９０ａ）からの光を拡散させ、前面側に均一に出射する。

本実施の形態の導光板１４０は、一側面１４２ａが背面側を向くように一側面側が屈曲または湾曲して形成された湾曲側壁部１４２と、一側面１４２ａから入射される光を前面から出射可能な主面部１４４とを有する。主面部１４４は、液晶パネル１６０と略同じ形状であり、拡散シート１５０を介して液晶パネル１６０の背面側で重なる位置に配置される。

湾曲側壁部１４２は、導光板１４０において短手方向に沿う一方の端部、つまり、液晶パネル１６０の短辺側部の一方に対応する部位に、主面部１４４から背面側に突出して形成されている。

湾曲側壁部１４２は、シャーシ１３０の開口部１３４に挿入され、その先端面である一側面１４２ａはシャーシ１３０の背面側で、背面側を向いて配置される。

一側面１４２ａは、メイン基板１２０に実装される光源１９０としての発光素子１９０ａ上に配置され、発光素子１９０ａと対向する。湾曲側壁部１４２の屈曲角度は約９０°であることが好ましく、さらには主面部１４４と湾曲側壁部１４２との連続部位がＲ形状を有することが好ましい。また、湾曲側壁部１４２の長さ（突出長）は、極力、短い方が好ましい。これにより、光源１９０（発光素子１９０ａ）からの光を効率よく主面部１４４に導くことができる。例えば、射出成形を利用することにより、前述した形状を有する導光板１４０を容易に形成することができる。

シャーシ１３０は、液晶パネル１６０の矩形形状に合わせた形状を有し、導光板１４０、拡散シート１５０を背面側から支持する。

シャーシ１３０は、導光板１４０の主面部１４４の背面に配置される底面部１３２を有し、底面部１３２の外周縁から前後方向に突出して周壁部が形成されている。シャーシ１３０は、底面部１３２と、底面部１３２の周囲の周壁部のうち前方向に突出する部位で、導光板１４０の主面部１４４と外周縁部とを背面側から覆うように配置される。ここでは、シャーシ１３０は、白色樹脂により成形されており、底面部１３２は、導光板１４０から背面側に漏出した光を前面側に向けて反射する反射板として機能する。導光板１４０の周囲を覆う周壁部も同様に、導光板１４０において入光面となる一側面１４２ａ以外の側面から漏出する光を導光板１４０の内方に反射する。

また、シャーシ１３０では、導光板１４０の一側辺部に対応する一側壁部１３６に沿って、且つ、底面部１３２に隣接する部位に開口部１３４が形成されている。開口部１３４内に湾曲側壁部１４２が挿入された状態で、主面部１４４が底面部１３２に重なるように導光板１４０は、シャーシ１３０に収容される。

開口部１３４は、導光板１４０の湾曲側壁部１４２に対応する部位に形成される。ここでは開口部１３４は、底面部１３２の裏面から背面側に突出する壁部で囲まれた状態で形成されている。これにより、シャーシ１３０は、開口部１３４を介してのみ底面部１３２の表裏面で連通させるように構成されている。

開口部１３４内には、導光板１４０の湾曲側壁部１４２が収容され、底面部１３２上に主面部１４４が配置される。光源１９０を実装したメイン基板１２０が、シャーシ１３０の裏面側に配置される。光源１９０は、導光板１４０の湾曲側壁部１４２に沿って線状に配置され、湾曲側壁部１４２の一側面１４２ａと正対する。

また、シャーシ１３０は、底面部１３２の裏面側に突出して支柱部１３８が設けられている。支柱部１３８は、背面側のメイン基板１２０を挿通してシールドケース１１０にビス等の止着部材１８２で固定される。

光源１９０は、複数の発光素子１９０ａ（例えば白色ＬＥＤ）で構成され、メイン基板１２０に実装される。光源１９０は、メイン基板１２０上で、液晶パネル１６０の一短側部に沿って実装されており、開口部１３４内で、一側面１４２ａと対向する。光源１９０は、液晶表示装置１００がオン状態となっている間、点灯する。

メイン基板１２０は、平坦な帯状をなし、シャーシ１３０の支柱部１３８に対応して形成された支柱部穴に支柱部１３８を貫通させることで、シャーシ１３０に位置決めされた状態で配置される。

メイン基板１２０では、光源１９０は、開口部１３４を介して導光板１４０の一側面１４２と対向する位置に実装されている。また、メイン基板１２０には、発光素子１９０に電源を供給して駆動する回路や液晶パネルを駆動する回路が実装されている。

メイン基板１２０には、開口部１３４の背面側の開口縁が当接しており、光源１９０（発光素子１９０ａ）及び湾曲側壁部１４２は、周囲を囲まれた状態となっており、光源１９０（発光素子１９０ａ）からの光を漏れにくくしている。

メイン基板１２０と導光板１４０には、光源１９０と導光板１４０の一側面１４２ａとを対向する位置に位置決めするために、前後方向で係合する係合部（例えばボス１４６）と被係合部（例えばボス穴１２６）とがそれぞれ設けられている。ここでは係合部は、導光板１４０の一側面１４２ａの両端部にそれぞれ突出して設けられたボス１４６であり、被係合部は、メイン基板１２０において光源１９０（発光素子１９０ａ）を延在方向で挟む位置で、ボス１４６に対応する位置に形成されたボス穴１２６である。これらボス１４６とボス穴１２６とが係合することにより、メイン基板１２０と導光板１４０は、前後方向以外での相対的な移動を規制される。ここでは、メイン基板１２０に対して、導光板１４０の一側面１４２ａが向かい合う領域内でボス１４６とボス穴１２６が係合して位置決めされる。

なお、一方から他方に突出して設けられる係合部が、他方の被係合部に積層方向で挿入されて互いに係合することで、光源１９０と一側面１４２ａとが対向配置される構成であれば、どのように形成されてもよい。被係合部は係合部としてのボスが前後方向で挿入されて、前後方向と直交する方向での移動が規制されるものであれば、どのように形成されてもよい。例えば、メイン基板１２０側に表面側に突出するボスを設け、このボスが挿入されるボス穴を導光板１４０側に設けても良い。また、一側面１４２ａの幅（導光板１４０の板厚）が発光素子１９０ａの幅より長い場合等、一側面１４２ａで発光素子１９０ａを表面側から被さるような位置に配置しても良い。

また、メイン基板１２０は、光源１９０の周囲の部位に、表裏面に貫通して形成され、光源の発熱を放熱するための貫通孔（スルーホール）１２２を有する。メイン基板１２０の裏面側における貫通孔１２２の開口部分には、放熱シート１８０が貼着され、この放熱シート１８０を介してシールドケース１１０が取り付けられている。すなわち、メイン基板１２０におけるシールドケース（金属製シールド）１１０と接続された部分には、表裏貫通する貫通孔（スルーホール）１２２が設けられ、発光素子１９０ａから発生する熱が貫通孔１２２を介してシールドケース１１０に伝達される。

ここではシャーシ１３０の裏面に、シャーシ１３０の支柱部１３８に対応して形成された支柱部穴に支柱部１３８を貫通させることで位置決めされた状態で配置される。

シールドケース１１０は、導電性、放熱性を有し、メイン基板１２０をシールドするものであり、メイン基板１２０の背面側を覆うように配置されている。

シールドケース１１０は、ここでは、金属板を加工して形成され、メイン基板１２０の回路実装部分を覆う被覆主面部１１２と、被覆主面部１１２の両側に設けられた段差によって被覆主面部１１２よりも前面側に位置する被覆端面部１１４とを有する。

シールドケース１１０は、メイン基板１２０において光源１９０（発光素子１９０ａ）が実装された部分の裏面側と熱伝導可能に接続されている。シールドケース１１０が、メイン基板１２０を挟みシャーシ１３０に止着部材１８２を介して止着されることによって、被覆端面部１１４は、放熱シート１８０上で重なる部分で固定される。

シールドケース１１０の長手方向の側面部分には、ベゼル１７０の長辺壁部１７６の板バネ部１７６ａが弾性変形して当接し、導通可能に接続される。これにより、シールドケース１１０の全面及びベゼル１７０で、メイン基板１２０へのノイズを効果的に防止できるとともに、シールドケース１１０及びベゼル内での発熱を放熱することができる。

このように、本実施の形態に係る面状発光装置１００を備える電子ミラー１０は、一側面１４２ａが背面側を向くように一側面側が屈曲または湾曲して形成され、一側面１４２ａから入射される光を表面から出射可能な導光板１４０と、導光板１４０の背面を覆うように配置されるとともに、一側面側が挿入される開口部１３４を有するシャーシ１３０と、シャーシ１３０の背面側に配置されるメイン基板１２０と、メイン基板１２０上に開口部１３４を介して一側面１４２ａと対向して実装され、光を出射する光源１９０（ＬＥＤである発光素子１９０ａ）と、を有する。導光板１４０の一側面１４２ａ及びメイン基板１２０の一方（一側面１４２ａ）には、他方に突出して係合部としてのボス１４６が設けられ、他方には、ボス１４６が挿入されて互いに係合することによって、一側面１４２ａと光源１９０とを対向位置で位置決めする被係合部としてのボス穴１２６が設けられている。

この構成によれば、メイン基板１２０に実装される発光素子１９０ａと、背面側で導光板１４０に光が入射される一側面１４２ａとは、ボス１４６とボス穴１２６との係合により位置決めされるので、導光板１４０やシャーシ１３０の形状に関わらず、導光板１４０の一側面１４２ａに対して発光素子１９０ａを確実に正対させることができる。これにより、発光素子１９０ａの光は、確実に導光板１４０の一側面１４２ａを介して導光板１４０に安定して入射し、主面部１４４に導かれる。よって、安定した光量を導光板１４０から出射させることができる。したがって、液晶パネル１６０を、背面側から安定した光量で照射でき、液晶表示装置１００における輝度ムラを低減できる。

また、光源１９０である発光素子１９０ａを直接メイン基板１２０に実装しつつ、導光板１４０の一側面１４２ａに対向配置されるので、従来と異なり、メイン基板と光源１９０とをＦＰＣを介して接続する必要がなく、ＦＰＣが不要となり、製作コストの削減を図ることができる。

このように、面状発光装置１００によれば、簡易な構成で、ＬＥＤ等の光源を導光板に対して好適な位置に容易に配置して効率良く光を照射させることができる。

また、シャーシ１３０は、白色樹脂により形成され、導光板１４０の背面を覆う部位である底面部１３２は白色であるので、導光板１４０の背面から出射する光を導光板１４０に再入射させる反射板として効果的に機能し、別途、反射板を用意する必要が無く、コストの削減を図ることができる。

また、メイン基板１２０において発光素子１９０ａが実装された部分の裏面側である背面側には、メイン基板１２０の背面を覆う金属製のシールド部材であるシールドケース１１０が熱伝導可能に接続された状態で取り付けられている。これによりメイン基板１２０への外部ノイズを防止できるとともに、メイン基板１２０での発熱を、より効果的に放熱できる。

例えば、ＬＥＤによる部品温度の上昇を防止できる。詳細には、光源１９０である発光素子１９０ａが実装されるメイン基板の表面と、放熱シート１８０を介してシールドケース１１０に接続される背面とが貫通孔１２２により連通している。これにより、メイン基板１２０の表面側での発光素子１９０ａによる熱が、貫通孔１２２を介して裏面側に流れ、放熱シート１８０を介してシールドケース１１０に伝達される。これにより、よりメイン基板１２０の光源１９０（発光素子１９０ａ）による部品温度の上昇をより効果的に防止できる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。なお、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。つまり、上記装置の構成や各部分の形状についての説明は一例であり、本発明の範囲においてこれらの例に対する様々な変更や追加が可能であることは明らかである。

本発明に係る面状発光装置及びこれを備える液晶表示装置は、簡易な構成で、ＬＥＤ等の光源を導光板に対して好適な位置に容易に配置して効率良く光を照射させることができる効果を有し、電子ミラーに適用される液晶表示装置として有用である。

１０ 電子ミラー
１００ 液晶表示装置
１０１ マジックミラー
１０２ 後ミラーカバー
１０４ 前ミラーカバー
１１０ シールドケース
１１２ 被覆主面部
１１４ 被覆端面部
１２０ メイン基板
１２２ 貫通孔
１２６ ボス穴
１３０ シャーシ（筐体）
１３２ 底面部
１３４ 開口部
１３６ 一側壁部
１３７ 係合片
１３８ 支柱部
１４０ 導光板
１４２ 湾曲側壁部
１４２ａ 一側面
１４４ 主面部
１４６ ボス
１５０ 拡散シート
１６０ 液晶パネル
１７０ ベゼル
１７４ 短辺壁部
１７５ 係合孔
１７６ 長辺壁部
１７６ａ 板バネ部
１８０ 放熱シート
１９０ 光源
１９０ａ 発光素子

Claims (5)

1. 一側面が背面側を向くように前記一側面側が屈曲または湾曲して形成され、前記一側面から入射される光を表面から出射可能な導光板と、
   前記導光板の前記一側面側が挿入される開口部を有し、前記導光板の背面を覆うように前記導光板の背面側に配置される筐体と、
   前記筐体の背面側に配置される基板と、
   前記基板上に、前記開口部を介して前記一側面と対向して実装され、光を出射する発光素子と、
   を有し、
   前記導光板の一側面及び前記基板の一方には、他方に突出する係合部が設けられ、前記導光板の一側面及び前記基板の他方には、前記係合部が挿入される被係合部が設けられ、
   前記係合部と前記被係合部とが係合することにより、前記導光板の前記一側面と前記発光素子とが対向位置で位置決めされる、
   面状発光装置。
2. 前記筐体は、白色樹脂により形成され、
   前記導光板の背面を覆う部位は、前記導光板の背面に当接して配置され、前記導光板の背面から出射する光を前記導光板に再入射させる反射板である、
   請求項１記載の面状発光装置。
3. 前記基板の背面側には、当該基板の背面を覆う金属製のシールド部材が取り付けられ、前記金属製シールドは、前記基板における前記発光素子が実装された部分の裏面側と熱伝導可能に接続されている、
   請求項１または２に記載の面状発光装置。
4. 前記基板における前記金属製シールドと接続された部分には、表裏貫通するスルーホールが設けられ、前記発光素子から発生する熱が前記スルーホールを介して前記金属製シールドに伝達される
   請求項３に記載の面状発光装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の面状発光装置と、
   前記面状発光装置によって、背面側から照射される透光性の液晶表示部と、
   を有する液晶表示装置。

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