JP3020877U

JP3020877U - 光源装置

Info

Publication number: JP3020877U
Application number: JP1995007624U
Authority: JP
Inventors: 光治関根; 聖貴手島
Original assignee: Koha Co Ltd
Current assignee: Koha Co Ltd
Priority date: 1995-07-24
Filing date: 1995-07-24
Publication date: 1996-02-06
Anticipated expiration: 2001-07-24

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】薄型化、小型化するとともに、組立作業の工
数を低減し、組立作業における個人差をなくして品質が
均一になるようにする。【解決手段】光を出射する半導体発光素子２を柱状体
３の内部に実装し、透明材料により形成された平板の外
縁部に係止構造を設け、この係止構造に柱状体の両端部
３ａを係止する。【効果】平板内に光を均一に拡散出光することができ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、液晶表示装置の光源として利用する。本考案は、電話機、携帯電話機、携帯形選択呼出受信機（ポケットベル）、テレビジョン受像機のチャネル・切替スイッチ、卓上電子計算機その他電子機器類の表示窓を照明するために利用する。本考案は、点状の発光体である半導体発光素子により、平面的な表示窓の背面光を発生する光源装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

液晶表示装置に用いられる液晶表示体そのものは自らは発光しないから、表示にあたっては何らかの光源が必要となる。この光源として自然光や室内照明光を利用する場合には液晶表示体に反射板を組み合わせた「反射型」がある。しかし、この反射型は暗い場所では使用できない。そこで、別の形式として反射板に光透過性をもたせて「半透過型」としその背面に面光源を設置し、周囲が暗い場合にはこの面光源を点灯し照光することにより暗い場所でも表示できるようにしたものがある。さらに別の形式として、反射板をなくして液晶表示体のみとする「透過型」がある。この透過型の場合には、周囲の明るさにかかわらず、使用時に常時点灯する光源を背面に備えることによって表示を行えるようにしている。本考案の光源装置は、上記のうち「半透過型」および「透過型」に利用することができる。

【０００３】従来、この種の光源装置として、実公平１−１４９４３号公報に開示された装置が知られている。図１６はこの従来例の構成を示す分解斜視図、図１７は従来例の組立状態を示す斜視図である。

【０００４】この装置は、前面が開放された略矩形筐形状に形成された反射ケース１１の内部底面に外部リード１２を有する電極板１３が設けられ、この電極板１３上に発光ダイオードチップ１４がボンデングされ、反射ケース１１の前面凹嵌部内に透明あるいは半透明のモールド材が充填されて形成されたライトガイド部を有するＬＥＤ発光体１５と、ほぼ平板形状をなし透光性を有する透明もしくは半透明の板体２１によって形成され、その外縁部に沿った位置にＬＥＤ発光体１５が嵌合される嵌合溝２２を有し、ＬＥＤ発光体１５の前面が板体２１の内側面方向に向けて嵌合溝２２に嵌合される。板体２１の図の上面には液晶板が密着して取付けられる。

【０００５】このように構成された従来装置は、ＬＥＤ発光体１５の外部リードに駆動電圧が印加された際、光が反射ケース１１によって効率よく外部に取出される。また、方形をなすＬＥＤ発光体１５の前面としての発光面が板体２１の内側面方向に向けて嵌合溝２２に嵌合されているので、ＬＥＤ発光体１５からの光が板体２１の内部を透過して拡散され、板体２１の表面全体に均一に照射され必要とする輝度を得ることができる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

前述した従来の光源装置は、表示パターン形状に応じた表示電極に信号電圧を印加して、表示媒体の光の透過および吸収特性を変化させて表示を行う液晶表示装置で問題とされた視認性を改善することができる。これにより、周囲光が弱い室内での使用や夜間の使用などにおいても、ＬＥＤ発光体１５からの光が板体２１の内部を透過し拡散され板体２１の表面全体に均一に照射されて表示部と非表示部とのコントラストを十分とることができ、周囲の明るさにかかわりなく視認性が向上された。

【０００７】しかし、近年、この種の光源装置はさら小型化することが望まれており、そのためには、視認性を低下させることなく、構成部品を可能なかぎり小さくし、使用部品を簡素化することが必要となる。このような要望に対して前述した従来装置は、嵌合溝２２が形成された板体２１にＬＥＤ発光体１５を嵌合させる構造であるので、全体が大きくなり小型化の要求に対応することが困難になっている。また、嵌合溝２２には底部が必要なため厚さの要求にも限界がある。

【０００８】本考案はこのような背景に行われたもので、使用する部品点数を最小限になるようにして小型化をはかるとともに、有効な照光範囲を最大限に拡げ、発光体と光拡散機能を有する板体との厚さの差をなくし、全体としての厚さを極力薄くした光源装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、透光性材料により形成された平板と、この平板部内に出射光を入射する半導体発光素子との結合を簡単な作業で行えるようにすることを特徴とする。

【００１０】すなわち、本考案は、透光性材料により形成された光拡散性の平板と、この平板の裏面に設けられ拡散光を反射させる反射板と、出射光がこの平板内部に入射するようにこの平板の外縁部に配置された半導体発光素子とを備えた光源装置において、前記半導体発光素子は柱状体に実装され、前記平板の前記外縁部に設けられた係止構造にその柱状体の両端部が係止されたことを特徴とする。

【００１１】前記係止構造は突起を含み、前記平板と一体構造に形成され、前記平板はプラスチック材料により形成され、前記係止構造はその平板と一体成形され、前記係止構造に対して前記平板およびまたは前記柱状体の弾性力が作用する構造であることが望ましい。

【００１２】また、前記突起は、前記平板に平行な方向および垂直な方向にそれぞれ設けられた、前記柱状体には、その両端部に前記係止構造に嵌合する形状の係止端が形成されることが望ましく、前記柱状体は、一つの平板の複数の外縁部に配置することができる。

【００１３】さらに、前記平板には、その平板に重ねて配置される液晶板の位置合わせ用の突起、および前記外縁部の前記半導体発光素子が配置される位置にレンズ構造が形成され、このレンズ構造は、前記平板に設けられた円弧状の切込みであることが望ましく、前記柱状体には複数の半導体発光素子を実装することができる。

【００１４】透光性材料により形成された光拡散性の平板の外縁部に設けられた係止構造に、半導体発光素子が実装された柱状体の両端を係止し、半導体発光素子の外部リードに電圧を印加すると、その出射光が平板の外縁部から内部に入射する。

【００１５】平板は、プラスチック材料を用いて、前記係止構造と一体に形成し、係止構造には突起を設け、この係止構造に対して平板および柱状体またはそのいずれかの弾性力を作用させて、平板の係止構造と柱状体とを係止する。

【００１６】係止構造の突起は、平板に平行な方向および垂直な方向にそれぞれ設け、この突起に嵌合する形状に形成された柱状体の両端部を係合する。係合した状態では突起より柱状体の水平方向および垂直方向の移動が制限されるので、平板および柱状体またはそのいずれかに変位を与えないかぎり離脱を防止することができる。このように平板と柱状体との二つの部品を係止するだけで結合することができるので、その組立作業をきわめて短時間に行うことができ、個人差が生じないので品質のバラツキを少なくすることができる。

【００１７】一つの平板には一つの柱状体にかぎらず、複数、例えばその両端に柱状体を配置することもできるので、この構造の場合にはそれぞれの配置個所から平板内部に出射光を効率よく入射させることができ、より明るくすることができる。

【００１８】また、平板には液晶板が重ねて配置されるが、この液晶板の位置合わせ用の突起を形成しておけばその作業を容易に行うことができる。この位置合わせ用の突起を設けない場合には治具を用いて位置合わせを行うことができる。

【００１９】平板の半導体発光素子が配置される位置に対応する外縁部にレンズ構造を一体に形成しておけば、半導体素子からの出射光をレンズ効果をもたせて平板内部に効率よく入射させることができる。

【００２０】図１４に示すように、空気層から平板（板体：ライトガイド）に入射する光は、入射角をｉ、屈折角をｒ、空気の屈折率をｎ₁、平板の屈折率をｎ₂とすると、スネルの法則により、

【００２１】

【数１】となる。

【００２２】ｎ₁＝１．００（空気）ｎ₂＝１．４９（ＰＭＭＡ樹脂：ポリメタクリル酸メチル樹脂の場合）とすると、入射角ｉの最大値は９０°であるので、前述の式から、

【００２３】

【数２】となり、外からの入射屈折光は約４２°を越える範囲には届かない。本考案ではこれを改善するために、図１５に示すように、レンズ構造の曲面の両側を半径Ｒよりも小さくなるように形成し、半導体発光素子からの出射光を４２°を越える広い範囲に入射できるようにしてある。

【００２４】このレンズ構造は、平板の外縁部を円弧状に切込む形状で形成することができるので、その曲面形状を変えることによって半導体発光素子からの出射光の入射を変化させることができる。また、平板の一部に一体的に形成されるので、平板の成形時に同時に形成することができる。

【００２５】柱状体には複数の半導体発光素子を実装することができ、平板の大きさに応じてその実装数を任意に設定することができる。また、柱状体は不透明な材料により形成することによって、柱状体の周囲から外部に光が放散されることをなくすことができ、平板内への光の入射を効率的に行うことができる。

【００２６】

【実施例】

次に、本考案実施例を図面に基づいて説明する。

【００２７】（第一実施例）図１は本考案第一実施例の構成を示す分解斜視図、図２は本考案第一実施例の組立状態を示す斜視図、図３は本考案第一実施例における柱状体の形状を示す正面図、図４は本考案第一実施例における柱状体の底面図、図５は本考案第一実施例における柱状体の形状を示す左側面図、図６は本考案第一実施例における柱状体の図３に示すＡ−Ａ断面図、図７は本考案第一実施例における平板の外縁部の形状を示す正面図、図８は本考案第一実施例における平板の外縁部の形状を示す部分平面図、図９は本考案第一実施例における柱状体内部の回路構成を示す図である。

【００２８】本考案第一実施例は、透光性材料により形成された平板１と、拡散光を発光面に反射出光させる反射板９と、出射光がこの平板１の内部に入射するようにこの平板１の外縁部１ａに配置された半導体発光素子２とを備える。この半導体発光素子２は柱状体３に実装され、平板１の外縁部１ａに設けられた係止構造１ｂにその柱状体３の両端部が係止される。

【００２９】係止構造１ｂは突起１ｃおよび１ｄを含み、平板１と一体構造に形成される。平板１はプラスチック材料により形成され、係止構造１ｂはその平板１と一体成形され、突起１ｃには係止端３ａの突起３ａ₁が係止され、突起１ｄには突起３ａ₂が係止され、係止構造１ｂに対して平板１および柱状体３またはそのいずれかの弾性力が作用する構造に構成される。突起１ｃは平板１に平行な方向に、突起１ｄは平板１に垂直な方向にそれぞれ設けられる。

【００３０】柱状体３には、その両端部に係止構造１ｂに嵌合する形状の係止端３ａが形成され、平板１には、その平板１に重ねて配置される液晶板の位置合わせ用の突起として突壁１ｆおよび１ｇが形成され、さらに、外縁部１ａの半導体発光素子２が配置される位置にレンズ構造１ｅが形成され、このレンズ構造１ｅは、平板１に設けられた円弧状の切込みであり、柱状体３には複数（本第一実施例では２個）の半導体発光素子２が実装される。本第一実施例では、柱状体３は、平板１の一方の端部に設けられる。図１に示す平板１の上面には表示用液晶板８が密着して配置される。

【００３１】半導体発光素子２は、図６に示すように、柱状体３の内部に埋設され、外部リード４と一体形成されたリード板５に接続され、リード板５相互間はボンデングワイヤ７により接続され、透明の封止樹脂６により保護される。

【００３２】透光性材料により形成された平板１の外縁部１ａの係止構造１ｂに２個の半導体発光素子２が実装された柱状体３の両側の係止端３ａを係止し、外部リード４から半導体発光素子２に電圧を印加すると、半導体発光素子２が出射する光がレンズ構造１ｅから平板１の内部に投光される。投光された光はレンズ構造１ｅにより平板１の内部に効率よく拡散される。平板１内部への光の入射はレンズ構造１ｅの曲面を変えることによって変化させることができるので、平板１の大きさおよび必要とされる光量に応じてその曲面形状を設定することができる。

【００３３】平板１の係止構造１ｂに柱状体３の係止端３ａを係止させるには、まず、一方の係止構造１ｂと係止端３ａとを係合させておき、平板１および柱状体３の弾性を利用して一時的に変形させ、次いで、他方の係止構造１ｂと係止端３ａとを対応させるようにして、一時的に与えた変形を解除することによって容易に係止することができる。

【００３４】平板１の係止構造１ｂは、構内に形成された突起１ｄと、この突起１ｄに隣接して三角形状に形成された突起１ｃとが設けられ、柱状体３の係止端３ａは平板１の係止構造１ｂの形状に対応した形状に形成されているので、平板１の係止構造１ｂに柱状体３の係止端３ａが係止した状態では、突起１ｄによって水平方向の移動が阻止され、三角形状の突起１ｃにより垂直方向の移動が阻止されるので、平板１および柱状体３を変形させないかぎり、平板１と柱状体３との係止状態は維持され離脱することはない。

【００３５】平板１上に液晶板を載置し固定するときには、液晶板の端面を突壁１ｆに沿って摺動させて押し出し、突起１ｇに突き当てることによって位置決めすることができる。

【００３６】（第二実施例）図１０は本考案第二実施例の構成を示す分解斜視図、図１１は本考案第二実施例の構成を示す斜視図である。

【００３７】本考案第二実施例は、平板１０の両端に柱状体３が設けられ、その両端面から平板１０の内部に光を出射する構造に構成されたもので、平板１０の両端部の係止構造および柱状体は第一実施例同様に構成される。本第二実施例の場合は平板１０の両端部から半導体発光素子２からの光が出射されるので、平板１０の光が透過する方向の寸法が大きい場合に有効であり、また、平板１０上をより明るくしたい場合に利用することができる。平板１０と柱状体３との係合は第一実施例同様に行われる。

【００３８】（第三実施例）図１２は本考案第三実施例の構成を示す分解斜視図、図１３は本考案第三実施例の構成を示す斜視図である。

【００３９】本考案第三実施例は、第一実施例における平板から突壁が取除かれたもので、その他は第一実施例同様に構成される。本第三実施例の場合は、平板２０を形成する金型形状を簡単化することができ、平板２０上に載置する液晶板の位置決めは治具を用いることによって正確に行うことができる。平板２０と柱状体３との係合は第一実施例同様に行われる。

【００４０】

【発明の効果】

以上説明したように本考案によれば、構成部品の形状を簡素化し、薄型化かつ小型化をはかるとともに、組立工数を低減することができる。また、作業が単純化するために組立作業に個人差が生じることをなくすことができ、透光性材料により形成された平板に光が一様に分散するなど品質の均一化をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案第一実施例の構成を示す分解斜視図。

【図２】本考案第一実施例の組立状態を示す斜視図。

【図３】本考案第一実施例における柱状体の形状を示す
正面図。

【図４】本考案第一実施例における柱状体の形状を示す
底面図。

【図５】本考案第一実施例における柱状体の形状を示す
左側面図。

【図６】本考案第一実施例における柱状体の図３に示す
Ａ−Ａ断面図。

【図７】本考案第一実施例における平板の外縁部の形状
を示す正面図。

【図８】本考案第一実施例における平板の外縁部の形状
を示す部分平面図。

【図９】本考案第一実施例における柱状体内部の回路構
成を示す図。

【図１０】本考案第二実施例の構成を示す分解斜視図。

【図１１】本考案第二実施例の構成を示す斜視図。

【図１２】本考案第三実施例の構成を示す分解斜視図。

【図１３】本考案第三実施例の構成を示す斜視図。

【図１４】スネルの法則を説明する図。

【図１５】本考案にかかわるレンズ構造の曲面を説明す
る図。

【図１６】従来例の構成を示す分解斜視図。

【図１７】従来例の組立状態を示す斜視図。

【符号の説明】

１、１０、２０平板１ａ外縁部１ｂ係止構造１ｃ、１ｄ突起１ｅレンズ構造１ｆ、１ｇ突壁２半導体発光素子３柱状体４、１２外部リード５リード板６封止樹脂７ボンデングワイヤ８表示用液晶板９反射板１１反射ケース１３電極板１４発光ダイオードチップ１５ＬＥＤ発光体２１板体２２嵌合溝

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】透光性材料により形成された光拡散性の
平板と、この平板の裏面に設けられ拡散光を反射させる
反射板と、出射光がこの平板内部に入射するようにこの
平板の外縁部に配置された半導体発光素子とを備えた光
源装置において、前記半導体発光素子は柱状体に実装され、前記平板の前
記外縁部に設けられた係止構造にその柱状体の両端部が
係止されたことを特徴とする光源装置。
【請求項２】前記係止構造は突起を含み、前記平板と
一体構造に形成された請求項１記載の光源装置。
【請求項３】前記平板はプラスチック材料により形成
され、前記係止構造はその平板と一体成形され、前記係
止構造に対して前記平板およびまたは前記柱状体の弾性
力が作用する構造である請求項２記載の光源装置。
【請求項４】前記突起は、前記平板に平行な方向およ
び垂直な方向にそれぞれ設けられた請求項２または３記
載の光源装置。
【請求項５】前記柱状体には、その両端部に前記係止
構造に嵌合する形状の係止端が形成された請求項１ない
し４のいずれかに記載の光源装置。
【請求項６】前記柱状体は、一つの平板の複数の外縁
部に配置された請求項１ないし４のいずれかに記載の光
源装置。
【請求項７】前記平板には、その平板に重ねて配置さ
れる液晶板の位置合わせ用の突起が形成された請求項１
ないし６のいずれかに記載の光源装置。
【請求項８】前記平板には、前記外縁部の前記半導体
発光素子が配置される位置にレンズ構造が形成された請
求項１ないし７のいずれかに記載の光源装置。
【請求項９】前記レンズ構造は、前記平板に設けられ
た円弧状の切込みである請求項８記載の光源装置。
【請求項１０】前記柱状体には複数の半導体発光素子
が実装された請求項１ないし９のいずれかに記載の光源
装置。
【請求項１１】前記柱状体は不透明な材料により形成
された請求項１ないし１０のいずれかに記載の光源装
置。
【請求項１２】前記柱状体は、前記平板の一端に設け
られた請求項１ないし１１のいずれかに記載の光源装
置。