JP3860249B2 - 面発光照明装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、たとえば液晶パネル表示装置等、それ自体発光を行わない面的表示装置の視認性を高めるために、この面的表示装置をその背後から照明する、いわゆるバックライトといわれる面発光照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の面発光照明装置の一例として、たとえば実公平４−１４９４３号公報に示されたものがある。同公報に示された面発光照明装置は、本願の図１４および図１５に示すように、一定厚みの透明または半透明の導光板１の周縁部上面に凹陥部２を設け、この凹陥部２に光源装置３が嵌め込まれて構成されている。この光源装置３は、前面が開口する有底箱状反射ケース４の底部にＬＥＤチップ５を配置するとともにケース内部を透明樹脂で充填して発光部４ａを形成し、この発光部からリード端子６が延出させられたものである。光源装置３が発する光は、上記反射ケース４の内面によって反射されて導光板１の内部に照射され、こうして照射された光は導光板１の表面および裏面の境界での全反射を繰り返しながら導光板の全域に及び、ある時点において導光板１の表面から外部に放射される。その結果、導光板１が一定の面積を有していて、光源装置３がこの導光板の端縁に部分的に配置されているにもかかわらず、導光板１の表面全面が光っているように見える。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記構造の従来例にかかる面発光照明装置は、導光板１の上面に形成した凹陥部２に光源装置３の発光部４ａを嵌合させた構造をもっていることから、次のような不具合がある。
【０００４】
第１に、凹陥部２と発光部４ａとの間にどうしても隙間が生じるし、またこの隙間が製品ごとに一定しないために、発光部４ａから導光板１内に導入される光の量に製品ごとにばらつきが生じる場合がある。また、上記隙間が発光部４ａの長手方向についてまちまちとなる場合もあり、そうすると、導光板１の明るさが導光板１の平面方向の各部位においてばらつく場合も生じる。これらのことは、面発光照明装置としての特性の一定化を阻害する。
【０００５】
第２に、導光板１の表面のうち、上記凹陥部２よりも外側の領域が無駄となり、その結果、面発光照明装置としての有効照明面積が小さくなる。これにより、一定の表示面積を有する表示部を照明するためにこの種の面発光照明装置を組み込む場合、組み込むべき電子機器の小型化を阻害する。
【０００６】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、点灯状態での製品ごとの照明特性をより一定化することができるとともに、有効照明面積をより拡大することができる面発光照明装置を提供することをその課題としている。
【０００７】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
すなわち、本願発明の面発光照明装置は、透明または半透明樹脂によって形成された導光板と、この導光板内にその側面から光を照射するための光源装置とを備えており、
上記光源装置は、これを上記導光板の側面に向けて押動することにより自動係合する係合手段によって、上記導光板の側面に取付けられており、上記係合手段は、上記光源装置の両端部に形成された係合凸部と、上記導光板の側面に突出形成された外方撓み変形可能であり、上記係合凸部と係合可能なフックとによって構成されており、上記各係合凸部は、それぞれ、隙間を挟んで上記導光板の厚み方向に並ぶ２個の係合凸部からなっており、上記フックには、上記隙間の寸法と対応する厚みを有してこれに係合する規制壁を備えていることに特徴づけられる。
【０００９】
本願発明の面発光照明装置においては、光源装置は、従来のように導光板の上面に形成された凹陥部に嵌め込まれるのではなく、導光板の側面に添設されることになる。したがって、光源装置と導光板とからなる本願発明の面発光照明装置の全長は、導光板の照明部長さに、光源装置の幅を加えた長さとなり、凹陥部より外方の領域が無駄となる従来の面発光照明装置に比較し、同じ照明面積をもつものを構成する場合、従来の面発光照明装置よりも平面的な寸法の小型化が達成される。
【００１０】
そして、光源装置は、これを導光板の側面に向けて押動することにより、自動係合する係合手段によって上記導光板の側面に添設されることになるので、光源装置の前面部は導光板の側面に対して密着状態となる。したがって、光源装置の前面部と導光板の側面との間に不要な隙間が生じたり、この不要な隙間が製品ごとにまちまちとなったりするという不具合が減少し、したがって、製品ごとに照明特性が一定化させられる面発光照明装置が得られる。
【００１１】
さらに、上記のように自動係合する係合手段によって光源装置が導光板の側面に取付けられるので、従来の面発光照明装置のように、リード端子を導光板に設けた凹陥部の底部に貫通させるといった煩雑な操作を要することなく、簡便な操作によって光源装置の導光板側面への取付けを行うことができる。しかも、上記系合手段においては、上記係合凸部と上記フックとは、相互係合状態において上記光源装置の上記導光板に対する離脱動が阻止されるだけではなく、上記隙間と上記規制壁との相互係合により、上下方向相対移動も阻止される。
【００１３】
したがって、上記のような簡便な操作によって導光板の側面に対して取付け得るにもかかわらず、光源装置は、導光板から離脱不能に確実に保持されるとともに、上下方向の外力に対しても定位置が維持される。したがって、この光源装置が装着された面発光照明装置は、光源装置の下方から延出する端子リードを回路基板に挿入するといった実装作業をも問題なく行うことができる。
【００１４】
好ましい実施形態においてはまた、上記光源装置は、前面が開口する横長矩形状反射ケースの内部に１または複数個のＬＥＤチップが設けられたものであり、上記係合凸部は、上記反射ケースの長手方向両端部に形成されている。この光源装置の反射ケースは、ＬＥＤチップをボンディングし、かつワイヤボンディングを行うための端子板や、リード端子を含むように形成されたリードフレームに対し、樹脂によるインサート成形の手法によって形成することができる。したがって、この反射ケースの両端部に形成される上記係合凸部は、反射ケースに対して一体的に形成することができ、それゆえに、反射ケースに係合凸部を設けることによってこの光源装置の製造工程が煩雑化することはない。
【００１５】
好ましい実施形態においてはまた、上記反射ケースの前面部に、ＬＥＤチップの配置と対応させて前方延出部が形成されている。この前方延出部もまた、反射ケースを樹脂成形する際に一体に形成することができる。この前方延出部の存在により、光源であるＬＥＤチップからの光が直接的に導光板から漏れて導光板表面の照明面に光度の偏在が生じるといった不具合を都合よく解消することができる。
【００１６】
本願発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかとなろう。
【００１７】
【発明の実施形態】
以下、図１ないし図１３を参照して、本願発明の面発光照明装置１０の好ましい実施形態を説明する。
【００１８】
図１は、本願発明の一実施形態に係る面発光照明装置１０の拡大平面図である。この面発光照明装置１０は、平面視略長矩形状をした透明または半透明樹脂からなる導光板１１と、この導光板１１の対向短辺に沿うようにして添着された光源装置１２とを備えている。図１からわかるように、この面発光照明装置１０においては、上記光源装置１２は、導光板１１の側面に沿わせて取付けられている。そして、この光源装置１２は、後に詳述するように、上記導光板１１の側面に向けて押動させたとき、自動的に上記導光板１１の側面に係合保持されるようになっている。
【００１９】
上記のような自動係合手段１３は、導光板１１側に形成されたフック１４と、光源装置１２の両端部に形成された係合凸部１５とで構成される。以下これらを詳説する。
【００２０】
光源装置１２は、図２ないし図７に示すように、前面が開口する横長有底箱状反射ケース１６の底部に、ＬＥＤチップ１７を配置した構成をもっており、かかる基本構成は、従来からこの種の面発光照明装置において光源装置として用いられていたものと同様である。反射ケース１６は、上記導光板１１の厚み寸法とほぼ同等の上下高さ寸法を有するとともに、導光板１１の短辺長さ寸法と対応させて、適当な長さ寸法に設定されている。この反射ケース１６の底部には、第１の端子板１８と、第２の端子板１９と、第３の端子板２０とが配置されている。第１の端子板１８には、第１のリード端子２１が下方に向けて一体延出している。第２の端子板１９には、第２のリード端子２２が下方に向けて一体延出している。第３の端子板２０には、第３のリード端子２３が下方に向けて一体延出している。
【００２１】
上記光源装置１２を製造するためのリードフレーム２４を示す図１１からよくわかるように、第２の端子板１９の両端部には、第１の端子板１８および第３の端子板２０に対して上下方向に重なるようにしてそれぞれ延出部１９ａ，１９ｂが一体形成されている。第２の端子板１９の両端部には、それぞれＬＥＤチップ１７がボンディングされ、このＬＥＤチップ１７の上面電極と第１の端子板１８および第３の端子板２０との間は、ワイヤボンディングによって結線されている。したがって、この光源装置１２における上記２個のＬＥＤチップ１７，１７は、電気的に並列に接続されていることになる。また、ＬＥＤチップ１７が配置されたケース内部領域は、透明樹脂あるいは拡散剤が混入された樹脂によって封止される場合がある。
【００２２】
上記反射ケース１６は、図１１に示したようなリードフレーム２４に対して、樹脂成形を行うことにより形成される。図１１に示されるように、このリードフレーム２４は、第１の端子板１８ないし第１のリード端子２１、第２の端子板１９ないし第２のリード端子２２および第３の端子板２０ないし第３のリード端子２３を含み、これらをサイドフレーム２５およびクロスフレーム２６に各リード端子２１，２２，２３およびサポートリード２７を介して一体連結したような形態をもっている。このリードフレーム２４は、図１１に示される単位が横方向に連続しており、また、図１１に符号Ｌで示される中心線を挟んで上記の単位が２列対向状に形成されたものである。このようなリードフレーム２４に対し図１１に仮想線で示される領域に、反射ケース１６が樹脂一体成形される。
【００２３】
そして、こうしてリードフレーム２４上に反射ケース１６が成形された状態において、反射ケース１６の内部空間の底部に臨む各端子板１８，１９，２０に対し、上述したようなＬＥＤチップ１７のボンディングおよびワイヤボンディングがなされる。そうして、必要に応じて反射ケースの開口内部を透明または半透明樹脂で封止した上で、リードフレームの特にリード端子を構成する部位にハンダメッキを施した後、サポートリード２７を反射ケース１６の外面に沿って切断するとともに、各リード端子２１，２２，２３を図１１に符号Ｃで示すラインに沿って切断し、反射ケース１６を含む発光部の下方から３本のリード端子２１，２２，２３が延出する上記光源装置１２が得られる。
【００２４】
上述したように、この実施形態にかかる光源装置１２においては、第２の端子板１９の両端部に、第１の端子板１８および第３の端子板２０の下方に重なって延出する延出部１９ａ，１９ｂが形成されている。これは、光源装置１２を、導光板１１に装着された状態において、回路基板に挿入するに際し、リード端子２１，２２，２３から受ける剪断力を上記延出部１９ａ，１９ｂに分散して受け止めさせ、基板挿入時にリード端子を介して受ける剪断力によって、端子板１８，１９，２０と反射ケースを構成する樹脂との間に割れが生じるといった不具合を有効に防止するためである。
【００２５】
上記のように限定された幅寸法のなかで、第２の端子板１９の両端部に延出部１９ａ，１９ｂが形成されているがゆえに、第２の端子板１９の幅方向中央部にボンディングされたＬＥＤチップ１７から延びるボンディングワイヤは、第１の端子板１８あるいは第３の端子板２０に対し、反射ケース１６の幅方向中央から上方に偏った部位にセカンドボンディングせざるを得ない。かかるセカンドボンディングをキャピラリを用いて問題なく行うことができるように、図２および図３に表れているように、ボンディングワイヤのセカンドボンディング部近傍における反射ケース上側壁１６ａの内壁には、凹入部２８が形成されている。前述したように、反射ケース１６は、樹脂成形によって形成されるため、係る凹入部２８は、金型に細工を施すことにより容易に形成することができる。
【００２６】
図１１に示されるように、本実施形態に係る光源装置１２を製造するために用いるリードフレーム２４は、各端子板１８，１９，２０に対し各リード端子２１，２２，２３が一側（図の下方）に向けて延出させられている一方、サポートリード２７は、他側（図の上方）に向けて延出させられている。これは、次のような理由による。すなわち、前述したように、リードフレーム２４上に反射ケース１６を形成し、ＬＥＤチップのボンディングおよびワイヤボンディングを行い、かつ反射ケースの内部空間を樹脂封止した段階において、リード端子２１，２２，２３にハンダディップによるハンダ塗布を行うが、このとき、溶融ハンダから伝達される熱をサポートリード２７から有効に放熱して、熱応力に起用する端子リードと反射ケースとの間の剥離を有効に回避している。
【００２７】
前述したように、上記サポートリード２７は、最終的には、反射ケース１６の外面に沿って切断されるが、この切断時に受ける力によって端子板１８，１９，２０と反射ケース１６を構成する樹脂との間に剥離が生じるといった不具合を有効に防止するために、本実施形態においては、図２および図４に表れているように、反射ケース１６の上側壁１６ａの内面における、上記サポートリード２７と対応する部位に膨出部２９を設け、この部の上側壁１６ａの肉厚を部分的に高めている。
【００２８】
さらに、本実施形態にかかる光源装置１２においては、図２、図５、図６および図１３に示すように、ＬＥＤチップ１７の配置と対応して、反射ケース１６の前面からさらに前方に延出する延出部３０を、平面視円弧状に形成している。これに対応し、導光板１１の側面には、凹入部３１が形成されている。これにより、この光源装置１２を導光板１１に装着した際に、ＬＥＤチップ１７の近傍における導光板表面から、ＬＥＤチップ１７から発する光が直接外部に漏れ出ることを回避し、導光板１１の表示領域に発光光度の偏在、すなわち、ＬＥＤチップ１７に近い部位がより強く光るといった不具合を効果的に回避している。
【００２９】
さて、上記のようにして形成される光源装置１２の両端部、すなわち、反射ケース１６の両端部には、導光板１１の側面に形成したフック１４と協働して、この光源装置１２を導光板１１の側面に押し付けるだけで自動係合する係合手段１３を構成するための係合凸部１５が一体形成される。
【００３０】
反射ケース１６の一端部に形成される係合凸部１５に注目すれば、図９に最もよく表れているように、所定幅の隙間３２を挟んで、上下に並ぶ２個の係合凸部１５，１５が形成されている。これらの係合凸部１５，１５は、反射ケース１６の奥行き寸法の中央より前面側にかけて設けられている。そして、各係合凸部１５，１５の前面は、傾斜面１５ａ，１５ａが形成されている。各係合凸部１５，１５の前方側における対向面には、前方に向かうほど互いに拡開する傾斜面１５ｂ，１５ｂが形成されている。
【００３１】
一方、導光板１１の側面に形成されるフック１４は、図８に最も良く表れているように、図８の矢印方向に弾性撓み変形可能な軸部１４Ａと、この軸部の先端側に形成された、傾斜案内面１４１および係合面１４２とを有するフック部１４Ｂとをもつように形成されており、傾斜案内面１４１の上下幅方向中央部には、一定厚みのガイド壁１４３が突出形成されるとともに、上記係合面１４２の上下幅方向中央部にも、一定厚みの規制壁１４４がこのフック１４の基端方に向けて延出形成されている。上記ガイド壁１４３および上記規制壁１４４の厚み寸法は、図９に示した反射ケース１６における２つの係合凸部１５が挟む隙間３２の幅寸法と対応させられている。
【００３２】
図１０に示すように、上記構成の光源装置１２を導光板１１の側面に向けて押し込んでゆくと、反射ケース１６側の係合凸部１５の傾斜面１５ａが、上記フック１４のフック部１４Ｂの傾斜面１４１を押圧し、これによってフック１４全体が図８の矢印方向に弾性的に撓んだ後、フック１４の係合面１４２が上記係合凸部１５の背面１５ｃに自動係合する。このとき、２つの係合凸部１５の前方部における隙間は、前述したように、前方向かうほど拡開しているので、上記フック部１４Ｂの傾斜面１４１に突出するガイド壁１４３を容易に案内収容する。そうして、図１に示される係合状態においては、フック１４における上記規制壁１４４が、反射ケース側の２つの係合凸部１５が挟む隙間３２にピッタリと係合する。上記フック１４における係合面１４２の位置と反射ケース１６側の係合凸部１５の背面１５ｃの位置を正確に規定しておくことにより、係合状態において、光源装置１２の前面部が、導光板１１の側面にピッタリと沿い、これらの間に不要な隙間が生じると事態を有効に回避することができる。
【００３３】
図８および図９に表れているように、導光板１１に形成されるフック１４の軸部１４Ａを挟む部位には、凹陥部３３が形成されており、これによって軸部１４Ａの実質長を延長して前述した矢印方向へのフック１４の弾性撓み変形を容易にしている。
【００３４】
取付け状態において、フック１４の係合面１４２と、係合凸部１５の背面１５ｃとの係合により、光源装置１２が導光板１１から離脱することが阻止される。そうして、フック１４の規制壁１４４と、２つの係合凸部１５間の隙間３２との間の係合により、光源装置１２の導光板１１に対する上下方向への移動および縒れが規制される。
【００３５】
このように、上記構成に係る面発光照明装置１０においては、光源装置１２は、単にこれを導光板１１の側面に押し付けるだけで、簡便に導光板１１に対して取付けることができる。そして、図１と図１４の従来例とを比較すればわかるように、本願発明においては、導光板１１に長手方向の無駄な領域がなくなるため、同一の有効発光面積を得るための全体的な平面的大きさを、従来例に比較してより短縮することができる。また、導光板１１に対して上記のようにして光源装置１２を取付けた状態において、問題なく光源装置１２から延びるリード端子２１，２２，２３を回路基板に挿入するという操作を行うことも可能である。
【００３６】
もちろん、本願発明の範囲は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明は、導光板１１に対する光源装置１２の取付け構造に特徴づけられるものであり、したがって、光源装置１１それ自体の具体的に構成は、種々変形可能である。すなわち、ＬＥＤチップの個数、これを電気的に直列に配置するか並列に配置するか、反射ケース１６に上記のようにＬＥＤチップと対応した延長部を設けるか、等は、選択的な事項である。
【００３７】
また、光源装置を導光板の側面に自動係合させるための手段も、実施形態に限定されない。要は、光源装置を導光板の側面に押し付けるようにするだけで、自動的に光源装置が導光板に係合保持されるようになっておれば、どのように構成されていてもよい。ただし、係合保持には、光源装置の外方離脱が阻止されること、光源装置の上下動が阻止されることが求められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態に係る面発光照明装置の平面図。
【図２】図１の面発光照明装置に用いられている光源装置の正面図。
【図３】図２のIII −III 線に沿う拡大断面図。
【図４】図２のIV−IV線に沿う拡大断面図。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿う拡大断面図。
【図６】図２のVI−VI線に沿う断面図。
【図７】図２のVII −VII 線に沿う矢視図。
【図８】導光板の側面に形成されるフックの拡大斜視図。
【図９】光源装置の端部に形成される係合凸部の拡大斜視図。
【図１０】導光板に対する光源装置の取付け操作の説明図。
【図１１】図２ないし図７に示される光源装置を製造するためのリードフレームの実施形態の部分平面図。
【図１２】図１のXII −XII 線に沿う拡大断面図。
【図１３】図１のXIII−XIII線に沿う拡大断面図。
【図１４】従来例に係る面発光照明装置の平面図。
【図１５】図１４のXV−XV線に沿う拡大断面図。
【符号の説明】
１０ 面発光照明装置
１１ 導光板
１２ 光源装置
１３ 自動係合手段
１４ フック
１５ 係合凸部
１６ 反射ケース
１７ ＬＥＤチップ
１８，１９，２０ 端子板
２１，２２，２３ リード端子

Claims (3)

1. 透明または半透明樹脂によって形成された導光板と、この導光板内にその側面から光を照射するための光源装置とを備えており、上記光源装置は、これを上記導光板の側面に向けて押動することにより自動係合する係合手段によって、上記導光板の側面に取付けられており、上記係合手段は、上記光源装置の両端部に形成された係合凸部と、上記導光板の側面に突出形成された外方撓み変形可能であり、上記係合凸部と係合可能なフックとによって構成されており、
   上記各係合凸部は、それぞれ、隙間を挟んで上記導光板の厚み方向に並ぶ２個の係合凸部からなっており、
   上記フックには、上記隙間の寸法と対応する厚みを有してこれに係合する規制壁を備えていることを特徴とする、面発光照明装置。
2. 上記光源装置は、前面が開口する横長矩形状の反射ケースの内部に１または複数個のＬＥＤチップが設けられたものであり、上記係合突部は、上記反射ケースの長手方向両端部に形成されている、請求項１に記載の面発光照明装置。
3. 上記反射ケースの前面部には、ＬＥＤチップの配置と対応させて、前方延出部が形成されており、上記導光板の側面には、上記反射ケースの前方延出部と対応する凹入部が形成されている、請求項２に記載の面発光照明装置。

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