JP4014443B2 - 面光源装置及び画像表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノート型パソコン、カーナビゲーション装置、液晶テレビや液晶ディスプレイ等に使用され、液晶表示パネル等の被照明部材を面状に照明する面光源装置及びこの面光源装置を備えた画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図１６及び図１７に示すように、ノート型パソコン（画像表示装置１００）等のバックライトとして使用される面光源装置１０１は、光源としての蛍光ランプ１０２の光を導光板１０３の側面（入射面）１０４から導光板１０３の内部に採り入れ、その導光板１０３の内部に採り入れた蛍光ランプ１０２の光を出射面１０５から出射し、出射面１０５に対向するように配置された液晶表示パネル（被照明部材）１０６を面状に照明するようになっている。
【０００３】
このような面光源装置１０１は、導光板１０３の温度変化及び湿度変化に対する変形がフレーム１０７のそれよりも大きいため、導光板１０３がフレーム１０７によって圧迫されて反り等の不良変形を生じないように、導光板１０３の変形を吸収するための十分な隙間Ｃを導光板１０３とフレーム１０７との間に設けている。
【０００４】
又、近年、この種の面光源装置１０１は、有効発光面積をなるべく大きくすることが求められているため、導光板１０３の入射面１０４側の出射面１０５を押さえるランプリフレクター１０８の挟持部長さＷが図１７に示す従来よりも短く形成されるようになっている。
【０００５】
その結果、このような面光源装置１０１は、導光板１０３の製作誤差やランプリフレクター１０８の製作誤差等が累積され、導光板１０３とランプリフレクター１０８の接触部分が極めて少なくなり、外部からの衝撃により導光板１０３がフレーム１０７から脱落したり、また導光板１０３とランプリフレクター１０８の開口部１１０との間に隙間を生じて、この隙間から光が漏れてしまうという不具合を生じる虞があった。
【０００６】
そこで、本出願人は、例えば、図１８に示すように、導光板１０３の入射面１０４に対向する側面（先端面）１１１をフレーム１０７に取り付けたゴム等の弾性部材１１２で蛍光ランプ１０２側へ付勢し、ランプリフレクター１０８の段部（導光板突き当て部材）１１３に導光板１０３を突き当て、フレーム１０７内での導光板１０３のがたつきを抑えるようにした技術を既に提案し、実用化している（例えば、特開２００１−６０４１１号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、市場において、更に、面光源装置の構造を簡略化し、軽量化を図ると共に、製品価格の低廉化を図ることが求められている。
【０００８】
尚、図１９に示すように、フレーム１１４から導光板１１５が飛び出すのを防止するため、フレーム１１４に形成した可動舌片１１６で導光板１１５の係止用凸部１１７を抑えるようにした技術が既に案出されているが（特開平８−１９４２１８号公報参照）、可動舌片１１６で導光板１１５を蛍光ランプ１１８側へ押圧するようになっておらず、可動舌片１１６と導光板突き当て部材（図示せず）とで導光板１１５を挟持するようになっていないから、本願発明の基礎とすることができなかった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記のような市場からの要望に応えるために、本出願人が既に開発した図に示す面光源装置をさらに改良し、構造が簡単で製造コストを低廉化することができる面光源装置及びこの面光源装置を備えた画像表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、フレーム内に光源と導光板を収容し、前記光源の光を前記導光板の対向する一対の側面のうちの一方の側面側から前記導光板の内部に入射させ、その入射光を前記導光板の出射面から面状に出射させる面光源装置に関するものである。そして、前記導光板の前記一方の側面側には、前記導光板の前記一方の側面側に突き当てられる導光板突き当て部材が配置されている。また、前記フレームには、前記導光板の他方の側面に当接することによって前記導光板を前記導光板突き当て部材側へ付勢すると共に、前記導光板の形状変化を弾性変形して吸収するばね作用部が一体形成されている。そして、前記ばね作用部の前記導光板との当接部分は、前記導光板の前記他方の側面に対向する前記フレームの側壁よりも前記導光板の前記他方の側面側に出っ張る突起である。また、前記突起の上方で且つ前記導光板の前記他方の側面と前記フレームの前記側壁との間には空間が形成されている。そして、前記突起の上面は、前記導光板の前記フレームへの組込作業時に、前記導光板の前記他方の側面側を前記フレーム内に円滑に案内する斜面である。
【００１１】
又、請求項２の発明は、請求項１に係る発明の面光源装置を備えた画像表示装置に関するものである。すなわち、本発明の画像表示装置は、請求項１に係る発明の面光源装置と、この面光源装置からの面状の出射光で照明されて画像を表示する被照明部材と、を備えている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。
【００１３】
図１〜図２は、本発明の第１の実施の形態に係る面光源装置１を示すものである。このうち、図１は、ランプリフレクター２の一部を切り欠いて示す面光源装置１の平面図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す面光源装置１の断面図である。
【００１４】
これらの図に示すように、面光源装置１は、フレーム３内に反射シート４，導光板５が順次収容されると共に、導光板５の一方の側面（入射面）６に沿うように蛍光ランプ（光源）７及びランプリフレクター２が収容されており、導光板５の出射面（図２中上面）１０に対向するように光制御部材１１が配置されている。このうち、蛍光ランプ７は、その両端部にゴム又は軟質樹脂材料で形成されたランプホルダー（導光板突き当て部材）１２が嵌着されており、このランプホルダー１２を介してランプリフレクター２に固定される。そして、ランプリフレクター２が図示しないねじ等によってフレーム３に固定される。
【００１５】
そして、面光源装置１の光制御部材１１に対向するように被照明部材としての液晶表示パネル１３が配置され、画像表示装置としての液晶表示装置１４が構成されている。尚、光制御部材１１は、導光板５の出射面１０から出射した光を拡散する拡散シートや、表面に多数のプリズム突起が形成されたプリズムシート等を単独又は適宜組み合わせて使用されるものであり、導光板５の出射面１０から出射した光の進行方向を変える機能を有している。
【００１６】
（フレーム）
フレーム３は、図１〜図２に示すように、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂材料を射出成形することにより所望の形状に形成された白色の枠体であり、線状の蛍光ランプ７及びランプリフレクター２を収容するランプ収容部１５と、出射面１０の形状が略矩形形状の導光板５を収容する導光板収容部１６とが形成されている。また、フレーム３の蛍光ランプ７側の側壁１７に対向する側壁１８には、導光板５の入射面６と反対側の側面（先端面）２０を蛍光ランプ７側へ弾性力Ｆで付勢する一対のばね作用部２１，２１が一体形成されている。
【００１７】
このばね作用部２１は、図１〜図３に示すように、フレーム３の側壁１８の第１肉抜き穴２２及びフレーム３の導光板収容部１６の第２肉抜き穴２３をそれぞれ形成することにより、弾性変形可能な薄肉状の梁部分２４が形成されるようになっており、その梁部分２４の略中央部に導光板５の先端面２０に当接する突起２５が形成されている。尚、第１肉抜き穴２２は、図１及び図３の平面形状が略矩形形状を呈しており、側壁１８の上面から下方にフレーム３を貫通している。また、第２肉抜き穴２３は、第１肉抜き穴２２と同様に図１及び図３の平面形状が矩形形状であり、導光板収容部１６の底面１６ａから下方に向かってフレーム３を貫通している。
【００１８】
ばね作用部２１の突起２５は、図３〜図５に詳細を示すように、梁部分２４のうちの最も大きく変位する部位に形成されており、平面形状が半円形であって（図５（ａ）参照）、側面側断面形状が略１／４円形であり（図５（ｂ）参照）、全体として略１／４球形を呈している。このような突起２５の形状であると、突起２５と導光板５との接触が点接触になり、突起２５と導光板５との接触部で異常発光が生じにくくなる。とりわけ、図６に示すように、導光板５の裏面（出射面１０の反対側に位置する面）２６に断面略三角形状のプリズム突起２７が形成される場合には、突起２５と導光板５の接触面積が大きいほど異常発光が発生し易いため、異常発光防止の効果がより一層期待できる。
【００１９】
また、図５（ｂ）に示すように、突起２５をフレーム３の導光板収容部１６の底面１６ａから導光板収容部１６の内部空間側へ出っ張るように形成し、突起２５の上方に充分なスペースを確保することにより、導光板５をフレーム３内に組み込む作業が容易になる。
【００２０】
すなわち、図７に示すように、導光板５は、その入射面６側をランプリフレクター２の開口部２８に嵌合しながら挿入するので、突起２５の上方に充分なスペースがあり、しかも突起２５の上面が滑らかな斜面になっていると、導光板５の先端面２０側を側壁１８及び突起２５の上面に沿って円滑に挿入することができる。一方、図８に示すように、突起２５ａが側壁１８の上端まで形成されていると、導光板５の入射面６をランプリフレクター２の開口部２８に嵌合しながら、導光板５をフレーム３に組み付ける際に、導光板５を最も傾けた状態でランプリフレクター２内に挿入する寸法が突起２５ａの出っ張り量Ｌ１だけ大きくなり、ランプリフレクター２内に挿入する際の抵抗が図７に示す場合よりも大きくなるため、導光板５の組み付け作業が困難になる。
【００２１】
ここで、ばね作用部２１，２１は、図１に示すように、導光板５の幅方向中央ＣＬに対して、ほぼ左右対称位置に形成され、導光板５を均等にランプホルダー１２，１２に押圧する。すなわち、ばね作用部２１，２１と導光板５の接触位置及び導光板５とランプホルダー１２，１２の接触位置が、導光板５の幅方向中央ＣＬに対してほぼ左右対称位置になる。
【００２２】
また、ばね作用部２１は、図４に示すように、導光板５とフレーム３との温度膨張の差や湿度膨張の差を吸収することができるように、その撓み変形量が決定されている。すなわち、梁部分２４の板厚寸法や梁長さ及び第１肉抜き穴２２の穴幅Ｌ２等が導光板５の変形を吸収できる寸法に形成されている。
【００２３】
尚、このようなフレーム３は、導光板収容部１６の底面１６ａを適宜肉抜きし、軽量化するようになっている。
【００２４】
（導光板）
導光板５は、ＰＣ，ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル），シクロオレフィン系樹脂材料等の光透過性に優れた樹脂材料を使用して形成されており、入射面６側から遠ざかるに従って板厚が薄くなるような断面略楔形形状で、且つ平面形状が略矩形形状になるように形成されている。
【００２５】
尚、導光板５の裏面（換言すれば、反射シート４に対向する面）２６には、光制御部材１１と共働して光の出射方向を制御するプリズム突起や微細な凹凸面等が適宜形成される。ここで、導光板５の裏面２６にプリズム突起２７を形成する例を図６に示す。この図６に示すように、プリズム突起２７は、導光板５の入射面６にほぼ直交する方向に延在するとともに、入射面６の長手方向に沿ってほぼ平行に多数並ぶように形成されており、主として入射面６に平行な面において光の出射方向を制御する機能を奏する。
【００２６】
（ランプリフレクター）
ランプリフレクター２は、図２及び図９に示すように、ステンレス鋼板やアルミニウム板等の金属板を断面略コ字形状に折り曲げることにより形成されたものであり、その内部に蛍光ランプ７及び蛍光ランプ７の両端に嵌着されたランプホルダー１２，１２を収容するようになっており、少なくとも蛍光ランプ７のほぼ全長を覆うことができる長さに形成され、その両端部にランプホルダー１２，１２が圧入されるようになっている。又、このランプリフレクター２は、開口部２８で導光板５の入射面６側の端部上面（出射面１０）と反射シート４の下面を弾性的に挟持するようになっている。
【００２７】
ここで、ランプリフレクター２は、導光板５がフレーム３のばね作用部２１でランプホルダー１２，１２に押し付けられており、導光板５が開口部２８から抜け出る方向にずれ動くのをばね作用部２１の弾性力Ｆで阻止するようになっているため、開口部２８と導光板５のオーバーラップ長さＬ２を小さくすることができる（図２参照）。その結果、導光板５の出射面１０の有効発光面積を大きくすることができ、額縁部分（導光板５の出射面１０うちで照明に利用されない部分）を狭くすることができる。尚、ランプリフレクター２の蛍光ランプ７に対向する内面に銀メッキ等を施し、光の反射率を高めるようにしてもよい。
【００２８】
（光制御部材，反射シート）
光制御部材１１は、図１〜図２に示すように、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の透明性に優れたシート材に断面三角形状のプリズムが多数連続して形成されたプリズムシートや、ＰＥＴ等の透明性に優れたシート材に光を散乱させる微細な凹凸等が多数形成されてなる拡散シート等で構成されており、導光板５の出射面１０とほぼ同等の大きさに形成されている。又、反射シート４は、反射率の高い白色塗料が混入されたＰＥＴシート材で形成されており、導光板５の裏面２６の大きさとほぼ同等の大きさに形成されている。尚、反射シート４の導光板５に対向する面に、ドット状の乱反射パターンや光吸収パターン等の光反射調整手段を適宜形成することにより、導光板５の出射面１０からの出射光分布を調整するようにしてもよい。
【００２９】
（本実施の形態の作用・効果）
以上のように構成された本実施の形態の面光源装置１は、導光板５をランプホルダー１２，１２側に付勢し、導光板５をランプホルダー１２，１２との間に弾性的に挟持するばね作用部２１，２１がフレーム３に一体的に形成されるようになっているため、ばね手段を別途フレームに組み付ける必要がある従来例に比較し、構造を簡単化することができ、部品点数を削減できる。これにより、本実施の形態の面光源装置１は、組立工数を削減することができ、生産効率を向上することができると共に、製品価格の低廉化を図ることができる。また、本実施の形態の面光源装置１は、部品点数を削減することができるため、部品点数を削減できた分だけ軽量化を図ることができる。
【００３０】
また、本実施の形態の面光源装置１は、導光板５がフレーム３のばね作用部２１，２１によってランプホルダー１２，１２側へ常時付勢され、導光板５がランプホルダー１２，１２とばね作用部２１，２１とで挟持されるようになっているため、蛍光ランプ７と導光板５の入射面６との距離が一定となり、導光板５への光の入射効率に変化が生じることがなく、照明光の輝度変化を防止でき、照明性能が安定化する。
【００３１】
また、本実施の形態の面光源装置１は、上述のように、導光板５がランプホルダー１２，１２とばね作用部２１，２１とで挟持され、蛍光ランプ７と導光板５の入射面６との距離が一定に保たれるため、導光板５がランプリフレクター２から抜け出てしまう（脱落する）ようなことがなく、導光板５がランプリフレクター２から抜け出ることに起因する光漏れ等の不具合を生じることがない。
【００３２】
また、本実施の形態の面光源装置１は、導光板５をランプホルダー１２，１２側へ付勢するばね作用部２１，２１が弾性変形可能であるため、温度膨張や吸湿膨張した導光板５の変形をばね作用部２１，２１の弾性変形で吸収できる。その結果、導光板５が温度膨張や吸湿膨張しても、導光板５に過度の応力が作用せず、導光板５に湾曲変形等の歪みが生じるのを抑えることができ、常時均質の照明光を出射することができる。
【００３３】
（その他の実施の形態）
尚、上記実施の形態は、ばね作用部２１の突起２５が１／４球形であって、この１／４球形の突起２５が導光板５の先端面２０の下端部を押圧するようになっているが、図１０に示すように、円柱の上端が１／４球形を呈する突起３０とし、この突起３０で導光板５の先端面２０の板厚方向のほぼ中央を押圧するようにしてもよい。この図１０のようにばね作用部２１の突起３０を形成すれば、導光板５の裏面２６にプリズム突起が形成された場合にも、導光板５の先端面２０を突起３０で安定して押圧することができる。また、この図１０に示すように、突起３０の上方にスペースを確保し、突起３０の上端を１／４球形とすることにより、導光板５のフレーム３への組込作業時に、導光板５の先端面２０側を突起３０の上面側で円滑に案内することができ、導光板５のフレーム３への組込作業が容易化する。
【００３４】
また、図１１に示すように、ばね作用部２１の突起３１は、四角柱の上端を梁部分２４から斜め下方に切り落とした形状にして、尖った先端部分３２を導光板５の先端面２０に線接触させるようにしてもよい。また、この図１１に示すように、突起３１の上方にスペースを確保し、突起３１の上端を傾斜面３３とすることにより、導光板５のフレーム３への組込作業時に、導光板５の先端面２０側を突起３１の傾斜面３３で円滑に案内することができ、導光板５のフレーム３への組込作業が容易化する。
【００３５】
また、上記実施の形態は、ばね作用部２１でランプホルダー１２，１２に導光板５の入射面６を突き当てるように構成されているが、例えば、図１２に示すように、導光板５の入射面５の幅方向両端部に切り欠き段部３４，３４を形成し、この切り欠き段部３４，３４をフレーム３に形成した係止用突起（導光板突き当て部材）３５，３５にばね作用部２１，２１の弾性力Ｆで突き当てるようにしてもよい。また、図１３に示すように、ランプリフレクター２の開口部２８に段部（導光板突き当て部材）３６を形成し、この段部３６にばね作用部２１の弾性力で付勢された導光板５を突き当てるようにしてもよい。
【００３６】
また、上記実施の形態は、導光板５の先端面２０の幅方向両端部側を一対のばね作用部２１で均等に付勢するようになっているが、図１４に示すように、導光板５の先端面２０の幅方向中央部をばね作用部２１で付勢するようにしてもよい。この場合、導光板５は、一対のランプホルダー１２，１２とばね作用部２１とで３点支持されることになり、フレーム３の導光板収容部１６内に安定した状態で保持されることになる。さらに、ばね作用部２１は、図１５に示すように、導光板５の大きさに応じて、フレームに３箇所以上形成するようにしてもよい。但し、この場合も、導光板５の幅方向中央ＣＬに対し、ばね作用部２１が導光板５を均等に押圧するように形成されることが好ましい。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、導光板を導光板突き当て部材側に付勢し、導光板を導光板突き当て部材との間に弾性的に挟持するばね作用部がフレームに一体的に形成されるようになっているため、ばね作用を発揮する弾性部材を別途フレームに組み付ける必要がある従来例に比較し、構造を簡単化することができ、部品点数を削減できる。これにより、本発明の面光源装置及び画像表示装置は、組立工数を削減することができ、生産効率を向上することができると共に、製品価格の低廉化を図ることができる。また、本発明の面光源装置及び画像表示装置は、部品点数を削減することができるため、部品点数を削減できた分だけ軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る面光源装置のランプリフレクターを省略して示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す面光源装置の断面図である。
【図３】図１の面光源装置の一部を拡大して示す平面図である。
【図４】図３のばね作用部の変形状態を示す図である。
【図５】図３のばね作用部の詳細図である。このうち、図５（ａ）がばね作用部の一部を拡大して示す平面図であり、図５（ｂ）が図５（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断して示すばね作用部の断面図である。
【図６】裏面にプリズム突起が形成された導光板の斜視図である。
【図７】導光板をフレームに組み込む作業を説明する第１の状態図である。
【図８】導光板をフレームに組み込む作業を説明する第２の状態図である。
【図９】ランプリフレクターと導光板の係合状態を模式的に示す面光源装置の部分的斜視図である。
【図１０】ばね作用部の他の第１態様を示す図である。このうち、図１０（ａ）がばね作用部の他の第１態様を示す平面図であり、図１０（ｂ）が図１０（ａ）のＣ−Ｃ線に沿って切断して示す断面図である。
【図１１】ばね作用部の他の第２態様を示す図である。このうち、図１１（ａ）がばね作用部の他の第２態様を示す平面図であり、図１１（ｂ）が図１１（ａ）のＤ−Ｄ線に沿って切断して示す断面図である。また、図１１（ｃ）が図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示したばね作用部の斜視図である。
【図１２】導光板突き当て部材の他の第１態様を示す面光源装置の平面図である。
【図１３】導光板突き当て部材の他の第２態様を示す面光源装置の縦断面図（図２に対応する図）である。
【図１４】ばね作用部の他の第１配置例を示すものであり、面光源装置のランプリフレクターを部分的切り欠いて示す平面図である。
【図１５】ばね作用部の他の第２配置例を示すものであり、面光源装置のランプリフレクターを部分的切り欠いて示す平面図である。
【図１６】第１の従来例を示す面光源装置の平面図である。
【図１７】第１の従来例を示す面光源装置の縦断面図（図２に対応する図）である。
【図１８】第２の従来例を示す面光源装置の縦断面図（図２に対応する図）である。
【図１９】第３の従来例を示す面光源装置の平面図である。
【符号の説明】
１……面光源装置、３……フレーム、５……導光板、６……入射面（一方の側面）、７……蛍光ランプ（光源）、１０……出射面、１２……ランプホルダー（導光板突き当て部材）、１３……液晶表示パネル（被照明部材）、１４……画像表示装置、２０……先端面（他方の側面）、２１……ばね作用部

Claims (2)

1. フレーム内に光源と導光板を収容し、前記光源の光を前記導光板の対向する一対の側面のうちの一方の側面側から前記導光板の内部に入射させ、その入射光を前記導光板の出射面から面状に出射させる面光源装置において、
   前記導光板の前記一方の側面側には、前記導光板の前記一方の側面側に突き当てられる導光板突き当て部材が配置され、
   前記フレームには、前記導光板の他方の側面に当接することによって前記導光板を前記導光板突き当て部材側へ付勢すると共に、前記導光板の形状変化を弾性変形して吸収するばね作用部が一体形成され、
   前記ばね作用部の前記導光板との当接部分は、前記導光板の前記他方の側面に対向する前記フレームの側壁よりも前記導光板の前記他方の側面側に出っ張る突起であり、
   前記突起の上方で且つ前記導光板の前記他方の側面と前記フレームの前記側壁との間には空間が形成され、
   前記突起の上面は、前記導光板の前記フレームへの組込作業時に、前記導光板の前記他方の側面側を前記フレーム内に円滑に案内する斜面である、
   ことを特徴とする面光源装置。
2. 前記請求項１に記載の面光源装置と、この面光源装置からの面状の出射光で照明されて画像を表示する被照明部材と、を備えたことを特徴とする画像表示装置。

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