JP6036187B2 - 面状光源装置およびこれを用いた表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置内部の構成部材間で発生する異物等が、表示装置の表示領域に移動することを抑制する面状光源装置およびこれを用いた表示装置に関するものである。

従来の面状光源装置は、入射した光を表示パネルへ導くための出射面を有する導光板や、光を効果的に利用するための複数枚の光学シート群を、表示パネルと導光板との間に配置し、導光板の側面には、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源を配置している。導光板の反出射面側には、光を有効的に反射させるように反射シートを配置しており、それら構成部材をミドルフレームと、リアフレームとで狭持している。

このように構成された面状光源装置では、振動等により表示装置を構成する部材間で異物が発生した場合、発生した異物が、光学シート群とミドルフレームとの隙間より、面状光源装置の表示領域へ侵入するため表示品位の低下を起こしていた。さらに、光学仕様によっては、光学シート群の構成が変更されるため、光学シート群とミドルフレーム間の隙間が大きくなり、異物の侵入による表示品位低下への影響も大きくなる。

そこで、従来の面状光源装置においては、反射シートが第１の折り返し部で直角に折り曲げられるとともに、第２の折り返し部で直角に折り曲げられ、筺体の内壁に向かって、しかも筺体の内壁にまで達しているものが開示されている。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２７９８１５号公報（第５頁、第１図）

しかしながら、特許文献１に記載された従来の面状光源装置では、反射シートの第２の折り返し部が筺体の内壁まで達しているが、振動等により反射シートと筺体の内壁との間に隙間が発生するため、表示装置の構成する部材間で発生した異物が、反射シートと筺体との隙間から表示領域へ移動し、表示品位を低下させてしまう。

本発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、ミドルフレームとリアフレームが振動等により接触することで発生する異物等、表示装置を構成する部材間で発生した異物が、光学シート群とミドルフレームとの隙間より、表示装置の表示領域に移動することを抑制する面状光源装置およびこれを用いた表示装置に関するものである。

本発明の面状光源装置は、入射光を出射する出射面を有する導光板と、前記出射面と対向する支持部を有する枠体と、前記導光板の反出射面側に配置された反射シートと、前記導光板の側面側に配置される第１の面と、前記第１の面の端部に、前記導光板が配置される側とは反対側に向かって折り曲げられ前記支持部と接する第２の面とを有し、前記反射シートと接する異物隔離体と、を備え、前記枠体の支持部は凹部を有し、前記凹部に前記異物隔離体の前記第２の面が接することを特徴とする。

本発明の面状光源装置によれば、表示装置を構成する部材間で異物が発生した場合でも、発生した異物が、光学シート群とミドルフレームとの隙間より、面状光源装置の表示領域へ侵入し、表示品位が低下することを防止して、信頼性の高い表示装置を構成することができる。

本発明の実施の形態１に係る表示装置の分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る図１の面状光源装置Ａ−Ａ断面図である。 本発明の実施の形態１の異物隔離体の要部拡大図である。 本発明の実施の形態１に係る図１の面状光源装置Ｂ−Ｂ断面図である。 本発明の実施の形態１の変形例に係る図１の面状光源装置Ａ−Ａ断面図である。 本発明の実施の形態１の変形例に係る図１の面状光源装置Ｂ−Ｂ断面図である。 本発明の実施の形態１の変形例に係る異物隔離体の要部拡大図である。 本発明の実施の形態２のミドルフレームの要部拡大図である。 本発明の実施の形態２に係る図１の面状光源装置Ａ−Ａ断面図である。 本発明の実施の形態２の変形例に係る図１の面状光源装置Ａ−Ａ断面図である。 本発明の実施の形態３に係るミドルフレームの要部拡大図である。 本発明の実施の形態３に係る図１の面状光源装置Ａ−Ａ断面図である。 本発明の実施の形態３の変形例に係る図１の面状光源装置Ａ−Ａ断面図である。 本発明の実施の形態１〜３に係る図１の面状光源装置Ａ−Ａ断面図である。 本発明の実施の形態１〜３に係る図１の面状光源装置Ａ−Ａ断面図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る表示装置の構成の一例を示した分解斜視図、図２は、図１の表示装置を組み立てた状態でＡ−Ａ方向から見た面状光源装置の断面図、図３は、本発明の実施の形態１の異物隔離体の要部拡大図、図４は、図１の表示装置を組み立てた状態でＢ−Ｂ方向から見た面状光源装置の断面図である。

図１〜図４に示した表示装置は、光源基板１上に配置されているＬＥＤ等の点光源２からの光を表示素子である表示パネル３の表示面３ａへ導き拡散するために、点光源２からの光を入射面４ａから入射し、出射面４ｂ（ここで、出射面とは導光板４における紙面上方の面を言う）から出射する導光板４は、反出射面４ｃ（ここで、反出射面とは導光板４における紙面下方の面を言う）に、光の伝播方向を乱して出射面４ｂに光を導くための光散乱部が形成されている（図示せず）。表示素子は、表示パネル以外に看板等の表示板も含むものとする。

この光散乱部は、導光板４内を伝播する光の全反射条件を乱すことで、導光板４から光を取り出す手段として機能する。さらに具体的には、前記散乱する手段として、導光板４の反出射面４ｃにドットパターンを印刷する方法や、反出射面４ｃを粗面にする方法、微小な球面やプリズム等の光の伝播方向を変化させる凹凸を反出射面４ｃに形成する方法等がある。

導光板４は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、もしくはシクロオレフィン系等の樹脂板またはガラス基板等の光を透過する機能を有するものである。特に、ポリカーボネートやシクロオレフィン系樹脂を使用することにより、温度変化による導光板４の寸法変化が少なくなり、より広い温度範囲で使用することができるので好ましい。

導光板４の反出射面４ｃ側には、光を有効的に反射させるように反射シート５を設け、アルミニウム、ステンレス鋼（ＳＵＳ）や高耐食溶融めっき鋼板（ＺＡＭ）等の金属または樹脂等からなるリアフレーム６の内部に導光板４および反射シート５を配設している。

反射シート５は、ポリエチレン（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）又はポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）に硫酸バリウム又は酸化チタンを混ぜ合わせた材料や、樹脂に微細な気泡を形成した材料、金属板に銀を蒸着した材料、金属板に酸化チタンを含む塗料を塗布した材料を用いる。なお、反射シート５の反射率は、反射面での反射ロスを抑えるために９０％以上であることが望ましく、鏡面反射をする材料を用いてもよい。

また、導光板４の出射面４ｂ側には、光を効果的に利用するため、導光板４からの光を入光する入光面７ａと、入光した光を表示パネル３方向へ出光する出光面７ｂを備える複数枚の光学シートからなる光学シート群７を配置する。光学シート群７はプリズム列を設けたレンズシートと透光性を有する樹脂材料に拡散粒子を塗布、或いは、表面に微細な凹凸形状を形成することによって、拡散性を持たせシート状とした拡散シートで構成されるのが一般的である。

なお、輝度の向上が必要な場合には、複数枚のレンズシートをその表面に形成されるシートのプリズムの方向を考慮して組み合わせてもよい。また、拡散シートは、拡散性を向上させる場合に、２枚以上用いることが可能である。さらに、レンズシートの配光特性によってはレンズシートを１枚としてもよいし、または使用しなくてもよい。さらに、レンズシートと偏光反射シートとを組み合わせてもよい。また、いずれも使用しないこともでき、求める輝度や配光特性等を鑑みて最適化することが好ましい。

また、リアフレーム６の上面（ここで、上面とはリアフレーム６における紙面上方の面を言う）に配置された、光源基板１、点光源２、導光板４、反射シート５および光学シート群７は、リアフレーム６と開口部を有するアルミ、ステンレス、鉄、銅等の熱伝導性の高い金属、またはプラスチック樹脂等からなる枠体であるミドルフレーム８により挟持され面状光源装置９を構成している。さらに、この面状光源装置９上に、表示パネル３を配置し、開口部を有するフロントフレーム１０と面状光源装置９とを係合して、表示装置を構成している。

なお、図１では導光板４の１つの側面にのみ光源基板１及び点光源２を設けているが、本発明はこれに限らず導光板の２つの側面以上に光源基板及び点光源を設けても良い。さらに、光源としては、ＬＥＤやレーザーダイオード（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）等の点光源以外に、冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ：Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）なでの線光源でもよい。

このように構成された表示装置において、異物隔離体５０が、導光板４の側面４ｄ側に第１の面５０ａと、該第１の面５０ａの端部に、導光板４が配置されている側とは反対側へ向かって折り曲げられ、ミドルフレーム８の枠部８ａから導光板４が配置されている側へ突出する支持部８ｂの導光板側の面８ｃと接する第２の面５０ｂとを有し、反射シート５と接し、導光板４とミドルフレーム８との間に配置されている。

これにより、表示装置を構成する部材間で発生した異物が、隙間Ｗに侵入した場合でも、異物隔離体５０により塞き止められ、表示領域Ｄ側へ異物が移動するのを防止することが可能である。なお、本実施の形態において、異物隔離体５０の第２の面５０ｂの幅ｍは、２ｍｍ程度であるが、ミドルフレーム８の支持部８ｂの幅をＭとすると、ｍ≦Ｍであれば、表示装置の大きさや、作業性を鑑みて任意に決定できる。

なお、異物隔離体５０は、反射シート５と同様に、ポリエチレン又はポリエチレンテレフタレートに硫酸バリウム又は酸化チタンを混ぜ合わせた材料や、樹脂に微細な気泡を形成した材料、金属板に銀を蒸着した材料、金属板に酸化チタンを含む塗料を塗布した材料を用いることで、導光板４から出射し表示パネル３へ伝播しなかった光を再度導光板４へ入射させることができるため、光の利用効率を向上させることができる。

また、異物隔離体５０の第２の面５０ｂを、光学シート群７の出光面７ｂより上方（ここで、上方とは光学シート群７における紙面上方を言う）に設けることで、導光板４の出射面４ｂから出射し表示パネル３へ伝播しなかった光を、再度導光板４へ入射させることが可能となり、輝度を向上させることができる。

さらに、図５に示す通り、異物隔離体５０の端部を長めに設けて、蛇腹状に折り曲げることで第２の面５０ｃはより強い弾性を有し、ミドルフレーム８と密接に固定されるため、隙間Ｗに侵入した異物が、表示領域Ｄ側へ移動するのをより確実に防止することができ、異物隔離体５０が水平方向へ移動するのも抑制することも可能である。

また、図６および図７に示す通り、異物隔離体５０を、導光板４の点光源２が配置される側にも設け、異物隔離体５０の第１の面５０ａに、点光源２からの光を導光板４の入射面４ａへ入射させる貫通孔５０ｄを設けることで、表示装置を構成する部材間で発生した異物が、点光源２が配置される側の隙間Ｘに侵入した場合でも、異物隔離体５０により塞き止められ、表示領域Ｄ側へ異物が移動するのを防止することが可能である。なお、図７（ｂ）に示す通り、貫通孔５０ｄは異物隔離体５０の第１の面５０ａの底面５０ｅから形成された切欠き５０ｆであってもよい。

さらに、第１の面５０ａに設ける貫通孔５０ｄを、点光源２と嵌合するように設けることで、異物隔離体５０の移動を抑制することが可能となり、隙間Ｘに侵入した異物が、表示領域Ｄ側へ異物が移動するのを確実に防止することが可能となり、異物隔離体５０を配置する作業性も向上する。

なお、表示装置を構成する部材間で異物が発生した場合でも、発生した異物が、隙間Ｘより表示領域Ｄへ移動し、表示品位が低下することを防止可能であれば第１の面５０ａに設ける貫通孔５０ｄの位置、数、形状等は、光源の位置、数、形状および全体の構造を鑑みて任意に決定する事ができる。

実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２に関し、図８〜１０に基づいて説明する。本実施の形態２においては、ミドルフレーム８の他の形状について説明する。その他は、実施の形態１と同様であり、同じまたは相当する部分に関しては説明を省略する。

図８〜１０に示す通り、ミドルフレーム８は、枠部８ａから導光板４が配置される側へ突出する支持部８ｂの、異物隔離体５０の第２の面５０ｂと接する面８ｃに凹部８ｄを設けることで、異物隔離体５０とミドルフレーム８が確実に固定され、振動や衝撃が表示装置に加わった場合でも、異物隔離体５０が、ミドルフレーム８から離れることがないため、表示装置を構成する部材間で発生した異物が、隙間Ｗに侵入した場合でも、表示領域Ｄ側へ移動するのを確実に防止することが可能である。

また、図１０に示す通り、異物隔離体５０の第２の面５０ｃを長めに設けて蛇腹状に折り曲げ、凹部８ｄと嵌合させることで、第２の面５０ｃはより強い弾性を有し、凹部８ｄと密接に固定されるため、隙間Ｗに侵入した異物が、表示領域Ｄ側へ移動するのをより確実に防止することができ、異物隔離体５０が水平方向へ移動するのも抑制することも可能である。

なお、本実施の形態２では、ミドルフレーム８の凹部８ｄは、ミドルフレーム８の異物隔離体５０の第２の面５０ｂと接する面８ｃに、ミドルフレーム８の１つの側面に沿って連続して設けられている場合を説明した。

しかしながら、これに限定されることなく、振動や衝撃が表示装置に加わった場合でも、異物隔離体５０と、ミドルフレーム８とが離れることなく、表示装置を構成する部材間で発生した異物が、隙間Ｗより表示領域Ｄ側へ移動するのを確実に防止することが可能であればミドルフレーム８の１つの側面に分割し複数設けることも可能であり、位置、数、形状は全体の構造を鑑みて任意に決定する事ができる。

実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３に関し、図１１〜１３に基づいて説明する。本実施の形態３においては、ミドルフレーム８の他の形状について説明する。その他は、実施の形態１と同様であり、同じまたは相当する部分に関しては説明を省略する。

図１１〜１３に示す通り、ミドルフレーム８は、枠部８ａから導光板４が配置される側へ突出する支持部８ｂの、異物隔離体５０の第２の面５０ｂと接する面８ｃに凸部８ｅを設けることで凹部８ｆを形成し、異物隔離体５０の第２の面５０ｂと接している。

このような構成とすることで、異物隔離体５０とミドルフレーム８がより確実に固定され、振動や衝撃が表示装置に加わった場合でも、異物隔離体５０が、ミドルフレーム８から離れることがないため、表示装置を構成する部材間で発生した異物が、隙間Ｗに侵入した場合でも、表示領域Ｄ側へ異物が移動するのを確実に防止することが可能である。

また、図１３に示す通り、異物隔離体５０の第２の面５０ｃを長めに設けて蛇腹状に折り曲げ、凹部８ｆと嵌合させることで、第２の面５０ｃはより強い弾性を有し、凹部８ｆと密接に固定されるため、表示装置を構成する部材間で発生した異物が、隙間Ｗに侵入した場合でも、表示領域Ｄ側へ異物が移動するのをより確実に防止することができ、異物隔離体５０が水平方向へ移動するのも抑制することも可能である。

なお、本実施の形態３では、ミドルフレーム８の凸部８ｅは、ミドルフレーム８の異物隔離体５０の第２の面５０ｂと接する面８ｃに、ミドルフレームの１つの側面に沿って連続して設けられている場合を説明してきた。

しかしながら、これに限定されることなく、振動や衝撃が表示装置に加わった場合でも、異物隔離体５０と、ミドルフレーム８とが離れることなく、表示装置を構成する部材間で発生した異物が、隙間Ｗより表示領域Ｄ側へ移動するのを確実に防止することが可能であればミドルフレーム８の１つの側面に分割し複数設けることも可能であり、位置、数、形状は全体の構造を鑑みて任意に決定する事ができる。

また、本実施の形態１〜３において、異物隔離体５０の第１の面５０ａと第２面５０ｂとを、導光板４の出射面４ｂを取り囲むように形成し、ミドルフレーム８の枠部８ａから導光板４が配置される側へ突出する支持部８ｂの導光板側の面８ｃと接するようにすることで、隙間Ｗや隙間Ｘに、表示装置を構成する部材間で発生した異物が侵入した場合でも、表示領域Ｄ側へ異物が移動し、表示品位が低下することを確実に抑制することが可能である。

また、図１４に示す通り、異物隔離体５０の第２面５０ｂと、ミドルフレーム８の枠部８ａから導光板４が配置される側へ突出する支持部８ｂの導光板側の面８ｃとを、粘着材１１を介して貼り付けることで、表示装置を構成する部材間で発生した異物が、第２の面５０ｂとミドルフレーム８の面８ｃとの間から、表示領域Ｄ側へ侵入することを確実に防止することができ、異物隔離体５０とミドルフレーム８とが、離れることもない。

なお、粘着材１１は、異物隔離体５０の第２面５０ｂとミドルフレーム８の面８ｃとが固定されていれば、異物隔離体５０の第２面５０ｂとミドルフレーム８の面８ｃとを、粘着材１１で全面密着させても、一部密着させてもよい。

また、図１５に示す通り、異物隔離体５０と、反射シート５と一体で設けることで、異物隔離体５０と反射シート５とが接する箇所Ｘ部から、表示装置を構成する部材間で発生した異物が、隙間Ｗに侵入した場合でも、隙間Ｐから表示領域Ｄ側へ移動し、表示品位が低下することを確実に抑制することが可能である。さらに、部品点数が減り、組立ての作業性も向上させることができる。

２ 点光源、４ 導光板、４ｂ 出射面、４ｃ 反出射面、４ｄ 側面、５ 反射シート、７ 光学シート群、７ａ 入光面、７ｂ 出光面、８ ミドルフレーム、８ｂ 支持部、８ｄ 凹部、８ｅ 凸部、８ｆ 凹部、１１ 粘着材、５０ 異物隔離体、５０ａ 第１の面、５０ｂ 第２の面、５０ｃ 蛇腹状第２の面、５０ｄ 貫通孔。

Claims (8)

1. 入射光を出射する出射面を有する導光板と、
   前記出射面と対向する支持部を有する枠体と、
   前記導光板の反出射面側に配置された反射シートと、
   前記導光板の側面側に配置される第１の面と、前記第１の面の端部に、前記導光板が配置
   される側とは反対側に向かって折り曲げられ前記支持部と接する第２の面とを有し、前記
   反射シートと接する異物隔離体と、を備え、
   前記枠体の支持部は凹部を有し、前記凹部に前記異物隔離体の前記第２の面が接することを特徴とする面状光源装置。
2. 前記出射面側に入光面を有する光学シートをさらに備え、
   前記第２の面が、前記入光面と反対側の出光面より上方に設けられていることを特徴とする請求項１記載の面状光源装置。
3. 前記枠体に配置される光源をさらに備え、
   前記第１の面は、前記光源からの光を前記導光板へ入射させる貫通孔を有することを特徴
   とする請求項１または２記載の面状光源装置。
4. 前記凹部は、前記支持部に設けられた凸部により形成されていることを特徴とする請求項
   １〜３のいずれかに記載の面状光源装置。
5. 前記第２の面は、蛇腹状に折り曲げられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
   に記載の面状光源装置。
6. 前記第２の面は、前記支持部と粘着材を介して接していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の面状光源装置。
7. 前記異物隔離体と、前記反射シートとが一体的に形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の面状光源装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の面状光源装置と対向する位置に、表示素子を備えたことを特徴とする表示装置。

Images