WO2006117917A1 - 面状照明装置 - Google Patents

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WO2006117917A1 PCT/JP2006/302846 JP2006302846W WO2006117917A1 WO 2006117917 A1 WO2006117917 A1 WO 2006117917A1 JP 2006302846 W JP2006302846 W JP 2006302846W WO 2006117917 A1 WO2006117917 A1 WO 2006117917A1
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Yasuo Ohno
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Minebea Co., Ltd.
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0086—Positioning aspects
    • G02B6/0091—Positioning aspects of the light source relative to the light guide
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    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
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    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
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    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0085—Means for removing heat created by the light source from the package

Definitions

  • the present invention relates to a sidelight type planar illumination device, and more particularly to a planar illumination device used as an illumination means of a liquid crystal display device.
  • a sidelight type planar illumination device having a primary light source disposed on the side end face of a light guide plate is mainly used (hereinafter, primary light source Is also called a light incident surface).
  • primary light source Is also called a light incident surface.
  • a cold cathode tube lamp has conventionally been used as a primary light source of a sidelight type planar illumination device, it is superior to a cold cathode tube lamp in handling and is easy to miniaturize, compared with a pair of cold cathode tube lamps.
  • a point light source such as a white LED excellent in impact property is widely used.
  • planar lighting devices using such point light sources tends to expand, and is not limited to small liquid crystal display devices mounted on mobile phones etc.
  • the application as an auxiliary light source of the liquid crystal display device to be used is also considered.
  • the increase of the point light source constituting the primary light source, and the increase of the current supplied to each point light source may increase the amount of heat generated by the primary light source and increase the ambient temperature.
  • the problem is that the luminous efficiency of the point light source is reduced.
  • the expansion of the light guide plate induces positional deviation between the light guide plate and the point light source, which hinders efficient use of the emitted light. It becomes a factor of the fluctuation of the illumination brightness of the flat illumination device.
  • the light guide plate is accommodated in the frame, there may be a problem that the light guide plate is deformed due to the difference in thermal expansion coefficient between the light guide plate and the frame.
  • the light guide plate and the point light source are accommodated in a metal chassis, and the point light source is brought into direct contact with the metal chassis.
  • a planar lighting device whose heat dissipation property has been enhanced by see, for example, Patent Document 1.
  • a planar illumination device 100 in which an elastic acting portion 120 is provided on the frame 102 has been proposed. 2).
  • the elastic action portion 120 is formed by providing a lightening hole 123 in the side wall 102b of the frame 102, and the elastically deformable thin beam portion 122 and the center of the beam portion 122
  • the part force is also constituted by the protruding part 121 which also protrudes.
  • the light guide plate 103 and the fluorescent lamp 105 held by the lamp holder 104 are accommodated in the frame 102. At this time, the light guide plate 103 is a side end surface (light incident surface) on which the fluorescent lamp 105 is disposed.
  • the projecting portion 121 of the elastic acting portion 120 is disposed so as to abut on the side end surface (terminal surface) 103b opposite to the side 103a, and the fluorescent lamp 105 faces the light incident surface 103a and the light incident surface 103a.
  • the lamp holder 104 By sandwiching the lamp holder 104 with the side wall 102 a of the frame 102, the lamp holder 104 is disposed along the light incident surface 103 a of the light guide plate 103.
  • the configuration as described above urges the light guide plate 103 to the fluorescent lamp 105 side by the elastic force F from the elastic operation unit 120 and absorbs the deformation of the light guide plate 103. It is done.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-186004 ([0035] to [0037], FIG. 3)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-338214 ([0016] to [0017], FIG. 1)
  • the planar illumination device 100 shown in FIG. 3 abuts on the end surface 103b of the light guide plate 103 with the projection 121 of the elastic acting portion 120 while being forced, the end surface 103b of the light guide plate 103 There is a gap g between the end face 103b and the side wall 102b of the frame 102 facing the end face 103b. For this reason, light leaked from the end face 103 b can not be efficiently reflected to the light guide plate 103, and there is a problem that the utilization efficiency of light is lowered.
  • the surface of the side wall 102b of the frame 102 opposite to the end surface 103b of the light guide plate 103 is different in the area where the light action portion 120 is formed and the other area.
  • the region in which the elastic acting portion 120 of the side wall 102b is formed is generally constituted by a concave curved surface formed by stagnation deformation of the beam portion 122 and the surface of the projection portion 121 present in the central portion thereof.
  • the end surface 103b of the side wall 102b and the light guide plate 103 is Even in a state in which they are in close contact with each other, a portion where an air layer intervenes in direct contact with the end face 103 b remains on both sides of the protrusion 120.
  • Such a difference in surface configuration may cause a difference in light reflection characteristics between the two, which may lead to uneven brightness of the planar lighting device.
  • the configuration described in Patent Document 1 is premised on the use of a fluorescent lamp 105 as a primary light source, and in particular, no special consideration is given to its heat dissipation.
  • the point light source may be made of a metallic light source. It is desirable that the heat generated by the point light source be efficiently dissipated by bringing the light source into direct contact with the light source. There is room for improvement with respect to that point that does not have the effect of maintaining the bond stable.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and efficiently radiates heat of a point light source and absorbs expansion and contraction of a light guide plate to couple a light guide plate and a point light source.
  • An object of the present invention is to provide a planar lighting device which can be stably held.
  • a planar illumination device includes a light guide plate, point light sources disposed on the side end face of the light guide plate, and a frame that holds them.
  • the frame has an inner frame frame formed in a substantially U-shape in a top view, a flat seat portion, and a side wall provided upright on an outer edge portion of the seat portion.
  • the light guide plate is housed in the inner frame frame and mounted on the seat with the inner frame, and the point light source is the light guide plate of the light guide plate.
  • the frame holding the light guide plate and the point light source has a double structure of a U-shaped inner frame frame accommodating the light guide plate and an outer frame frame accommodating the inner frame frame.
  • the point light source is held between the side end face of the light guide plate on the open side of the inner frame frame and the side wall of the outer frame frame facing the side end face, and the outer frame frame Since the outer frame is made of a material having a thermal conductivity higher than that of the inner frame, the heat generated from the point light source can be efficiently dissipated because the outer frame is made to be in direct contact. This contributes to increasing the brightness of the planar lighting device.
  • the inner frame frame is provided with an elastic action portion for urging the inner frame frame to the point light source side, the light guide plate housed in the inner frame frame, and the point
  • an elastic action portion for urging the inner frame frame to the point light source side, the light guide plate housed in the inner frame frame, and the point
  • Elastic deformation absorbs the expansion and contraction, and the coupling between the light guide plate and the point light source can be stably maintained.
  • the elastic action part according to the present invention is elastically deformed in contact with the outer frame, the three sides of the inner frame that face the side end face of the light guide plate are uniformly flat.
  • the inner frame frame according to the present invention is formed in a U shape, and the point light source is disposed with the side end surface of the light guide plate on the open side of the inner frame frame as the light incident surface. Even when the light guide plate expands and contracts in a direction (lateral direction) parallel to the light incident surface, the elasticity of the inner frame itself forms a U-shape. The distance between the sides can be deformed flexibly following the deformation of the light guide plate.
  • the elastic action part according to the present invention is provided on one side opposite to the open side of the inner frame, and has a thin beam and an approximate shape of the beam.
  • the inner frame includes a protrusion protruding outward from the inner frame, and the inner frame is accommodated in the outer frame by bringing the protrusion into contact with the side wall of the outer frame. .
  • the elastic action portion which is suitable to be elastically deformed in contact with the side wall of the outer frame and to urge the light guide plate to the point light source side is easily formed integrally with the inner frame. This is how it works.
  • such an elastic acting portion is further provided on two opposing sides of the inner frame, and thus, the elastic acting portion constitutes an inner frame.
  • the inner frame can be stably held by the outer frame and it is possible to absorb the deformation of the light guide plate in the two axial directions (the longitudinal direction and the lateral direction).
  • elastic action parts according to the present invention are respectively provided on two opposing sides of the inner frame, and from one side of the inner frame to the inner frame
  • the free end of the frame is directed toward the free end of the frame, and a cantilevered force is formed extending in an inclined manner so as to extend outward of the inner frame, and the inner frame is formed of the respective cantilevers and the outer frame.
  • the frame may be accommodated in the outer frame frame by bringing the upper end portions of the side walls opposite to each other on the two opposing sides of the inner frame into contact with each other.
  • the elastic action in the above two axial directions with respect to the light guide plate can be performed on a pair of elastic action parts respectively provided on two opposing sides of the inner frame. It will be possible to carry out more.
  • the inner frame is formed of a white resin material and the outer frame is preferably formed of a thermally conductive metallic material.
  • the inner frame frame can be easily integrally molded, and the leaked light from the side end face of the light guide plate can be efficiently reflected back to the light guide plate, and the heat dissipation of the heat generated by the point light source power is excellent.
  • it is possible to realize a planar illumination device provided with an outer frame.
  • the present invention is configured as described above, the heat from the point light source can be dissipated efficiently, and the expansion and contraction of the light guide plate can be absorbed to stably hold the coupling between the light guide plate and the point light source. It is possible to achieve high brightness and stable brightness of the planar lighting device.
  • FIG. 1 is a view showing the main part of a spread illuminating apparatus according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. It is a top view
  • (b) is a side view which shows a part as an AA cross section.
  • FIG. 2 is a top view showing the main part of a spread illuminating apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a top view showing a configuration example of a conventional planar illumination device.
  • FIG. 1 is a view showing the main part of a planar lighting device 10 according to a first embodiment of the present invention, in which (a) is a top view and (b) is a side view showing a part thereof as an AA cross section.
  • the planar illumination device 10 in this embodiment includes a light guide plate 13, point light sources 15 disposed on one end face 13a of the light guide plate 13, and frames 11 and 12 for holding them.
  • the frame has an inner frame 12 formed in a substantially U-shape in a top view, and side walls l la, l lb, l lc, l erected on the outer edges of the flat seat portion ie and the seat portion 11 e. It is composed of an outer frame 11 having an id.
  • the light guide plate 13 is housed in the inner frame 12 and mounted on the seat portion of the outer frame 11 together with the inner frame 12, and the point light source 15 is
  • the light guide plate 13 is disposed along the open end side end face (light incident surface) 13a of the inner frame 12 and is a light incident surface 13a and a side wall 11a of the outer frame 11 opposed to the light incident surface 13a. It is held by and.
  • elastic action parts 20 and 20 ' are provided on the three sides 12b, 12c and 12d constituting the substantially U-shaped inner frame 12, and the elastic action Details of the configuration and operation of the units 20 and 20 'will be described later.
  • the light guide plate 13 is, for example, a plate-like light guide formed by forming a transparent resin such as acrylic resin or polycarbonate resin into a substantially rectangular shape, and the upper surface 13e is a light emitting surface, With the lower surface 13 f as a reflection surface, light incident from the light incident surface 13 a is uniformly emitted from the surface 13 a while propagating to the inside of the light guide plate 13.
  • a transparent resin such as acrylic resin or polycarbonate resin
  • the point light source 15 also has, for example, a white LED power, and is disposed with its light exit surface facing the light entrance surface 13 a of the light guide plate 13. Further, although not shown, these point light sources 15 are mounted on a circuit board such as a flexible printed board, and this circuit board is, for example, the upper surface 13 e or the lower surface 13 f of the light guide plate 13 or the outside. It may be fixed to the side wall 11 a of the frame 11.
  • the inner frame 12 has two sides 12c and 12d opposite to each other and a base 12b connecting one end of the two sides, and the opposite side of the base 12b is an open side. It is formed in a substantially U-shape, and is formed, for example, by a white resin such as polycarbonate resin mixed with titanium oxide as a white pigment. Further, the outer frame 11 is made of a high thermal conductivity metal material such as aluminum, for example, and is erected on the outer edge of the seat portion ie by a flat seat portion ie and a conventional press cover or the like. Side walls l la, l ib, l lc and l id.
  • the planar illumination device 10 has a double-structured frame in which the force is also formed by the inner frame 12 and the outer frame 11 as described above, and the light guide plate 13 includes the inner frame 12 and the inner frame 12.
  • the light guide plate 13 and the inner frame are integrated with the three side end surfaces 13b, 13c and 13d excluding the light incident surface 13a in close contact with the corresponding three sides 12b, 12c and 12d of the inner frame 12 respectively.
  • the frame 12 is placed on the seat portion 1 of the outer frame 11 so as to be accommodated in the outer frame 11.
  • the side 12 b of the inner frame 12 is a side wall of the outer frame 11. a pair of elastic action parts that elastically deform in contact with the lb to bias the inner frame 12 (and thus the light guide plate 13 housed in the inner frame 12 integrally) toward the point light source 15
  • the two sides 12c and 12d opposite to the inner frame 12 have the same configuration as the elastic acting portion 20, and contact with the side walls l.sub.lc and l.sub.id of the outer frame 11, respectively.
  • An elastic acting portion 20 ' is formed to be deformed.
  • a direction parallel to the light incident surface 13a of the light guide plate 13 is a lateral direction, and a direction orthogonal to the light incident surface 13a.
  • the vertical direction is referred to as “vertical direction”, and the vertical and horizontal directions of the planar lighting device 10 are defined according to the vertical and horizontal directions of the sheet as necessary.
  • the elastically acting portion 20 is formed by providing the through hole 23 in the bottom 12b of the inner frame 12 substantially in parallel with the extension direction thereof, and the elastically deformable thin-walled beam 22 and the beam It consists of a projection 21 projecting outward of the inner frame 12 from the approximate center of the part 22.
  • the projection 21 of the elastic acting portion 20 contacts the side wall 1 lb of the outer frame 11, and the beam 22 is slightly squeezed inward of the inner frame 12.
  • the bottom 12b of the inner frame 12 is placed on the bottom 12b of the inner frame 12 as a counteraction of the elastic force exerted by the elastic acting part 20 on the side wall 1 lb.
  • the inner frame 12 and the light guide plate 13 are
  • the point light source 15 which is biased toward the light source 15 side and held by the light incident surface 12a of the light guide plate 13 and the side wall 11a of the outer frame 11 opposite to the light incident surface 12a
  • a metal material which is well and stably coupled to the light plate 13 and which is thermally conductive can contact the sidewall 11a to efficiently dissipate heat. Further, even if the light guide plate 13 expands and contracts due to a change in ambient temperature or the like, the expansion and contraction in the longitudinal direction is absorbed by the elastic deformation of the beam portion 22 of the elastic action portion 20.
  • the elastic acting portion 20 ′ is formed by providing a structure similar to the elastic acting portion 20 on the two opposing sides 12c and 12d of the inner frame 12 substantially in parallel with their extension direction. It is done.
  • the projection 21 of the elastic acting portion 20 ′ contacts the side walls l lc and l id of the outer frame 11, and the beam 22 is slightly inward of the inner frame 12. So that the inner frame 12 has a side 12c.
  • the elastic acting portion 20' is located on the side 12d of the inner frame 12 facing rightward from the side wall 11c.
  • the inner frame 12 is formed of an outer frame
  • the inner frame 12 is formed in a U-shape, the distance between the two opposing sides 12c and 12d follows the deformation of the light guide plate 13 flexibly due to the elasticity of the inner frame 12 itself.
  • the expansion and contraction in the expansion and contraction of the light guide plate 13 can be absorbed by the elastic deformation of the beam portion 22 of the elastic action portion 20 ′.
  • each side l lb, l lc, and l id of the inner frame 12 is formed in a shape (for example, a uniform flat surface) according to each side end face 13 b, 13 c, 13 d of the light guide plate 13
  • the respective end faces 13b, 13c, 13d of the light guide plate 13 can be housed in close contact with the respective sides l.sub.lb, l.sub.lc, l.sub.id of the inner frame 12, and the luminance is not good. It is possible to efficiently reflect the leaked light from each side end face 13b, 13c, 13d which does not generate uniformity, and return it to the light guide plate 13.
  • the elastic action portions 20, 20 ' are preferably integrally formed with the inner frame 12 made of white resin, in which case the plate thickness and length of the beam portion 22, and the through holes
  • F works As F works,
  • FIG. 2 is a top view showing the main part of the planar illumination device 30.
  • the planar illumination device 30 in the present embodiment has basically the same configuration as the planar illumination device 10 shown in FIG. 1, and only the configuration of the elastic action portion 33 provided in the inner frame 32. Are different from each other, so in the following, the description of the overlapping portions will be omitted, and the configuration and the action of the elastic acting portion 33 will be described in detail.
  • the elastic action parts 33 are opposed to each other of the inner frame 32.
  • the cantilever beam 33 is formed by a pair of cantilever beams 33 respectively provided on two sides 32c and 32d.
  • the cantilever beam 33 is a free end of the inner frame frame 32 such as each side 32c and 32d force.
  • 33a extends obliquely outward of the inner frame 32 so that the free end (tip) of each side wall l lc of the outer frame 11 and the upper end 14 c of l id, A locking portion 33a is provided which engages with 14d.
  • the inner frame 32 is disposed so that the elastic action portion 33 contacts the side walls l lc and l id of the outer frame 11 and the inclination thereof is slightly inward of the inner frame 32. Therefore, on the side 32c of the inner frame 32 as a reaction of the elastic force exerted by the elastic action part 33 on the side wall 11c, an anti-static force F directed diagonally upward and rightward from the side wall 11c works. On the side 32 d of the frame 32, as a reaction of the elastic force exerted by the elastic action portion 33 on the side wall l id, an anti-reflective force F ′ directed diagonally upward and leftward from the side wall l id acts. In the present embodiment, the inner frame 32 and the upper direction component F of the anti- mosquitoes F, F ′ are used.
  • the light guide plate 13 is biased to the point light source 15 side, and the respective lateral components F, F
  • the planar illumination device 30 includes the planar illumination device according to the first embodiment described above by the pair of elastic action parts 33 provided on the two opposing sides 32 c and 32 d of the inner frame 32. To obtain the same action and effect.

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Abstract

　点状光源からの熱を効率良く放熱すると共に、導光板の伸縮を吸収して導光板と点状光源との結合を安定に保持することが可能な面状照明装置を提供する。 　本発明に係る面状照明装置１０は、導光板１３と、導光板１３の入光面１３ａに配置された点状光源１５と、上面視略コ字状に形成された内枠フレーム１２と、座部１１ｅおよび側壁１１ａ～１１ｄを有する外枠フレーム１１から構成されている。導光板１３は、内枠フレーム１２に収容されて、外枠フレーム１１の座部１１ｅ上に載置され、点状光源１５は、導光板１３の入光面１３ａに沿って配置されて、入光面１３ａと、外枠フレーム１１の側壁１１ａとで挟持されている。また、内枠フレーム１２には、外枠フレーム１１と接触して弾性的に変形し、導光板１３を点状光源１５側へ付勢する弾性作用部２０が設けられている。

Description

明 細 書
面状照明装置
技術分野
[0001] 本発明は、サイドライト方式の面状照明装置に関し、特に、液晶表示装置の照明手 段として用いられる面状照明装置に関するものである。
背景技術
[0002] 携帯電話等に用いられる液晶表示装置用の補助光源には、導光板の側端面に一 次光源を配置したサイドライト方式の面状照明装置が主として使用されている (以下、 一次光源が配置された側端面を入光面ともいう)。サイドライト方式の面状照明装置 の一次光源として、従来は冷陰極管ランプが使用されていたが、現在では、冷陰極 管ランプと比較して取扱い性に優れ、小型化が容易であり、対衝撃性に優れた白色 LED等の点状光源が多用されている。このような点状光源を用いた面状照明装置の 適用分野は拡大する傾向にあり、携帯電話等に搭載される小型の液晶表示装置に 限らず、例えば、比較的表示サイズが大きい車載ナビグータに用いられる液晶表示 装置の補助光源としての適用も検討されるようになってきて 、る。
[0003] このような照明エリアの拡大に対応するために、一次光源からの出射光量の増大や その出射光の効率的な利用のための様々な試みがなされている。例えば、導光板の 一側端面に配置する点状光源の数を増やすこと、導光板の複数の側端面に点状光 源を配置すること、あるいは、点状光源に供給する電流を増大して点状光源 1個当た りの出射光量を増大させること等によって、出射光量の増大が図られている。
[0004] 一方、一次光源を構成する点状光源の増加、ある!/ヽは、各点状光源に供給する電 流の増大には、一次光源力 発生する熱量が増大して周囲温度が上昇し、点状光 源の発光効率が低下するという問題が伴う。また、一次光源力 の熱が導光板に伝 達されると、導光板の膨張により導光板と点状光源との位置ズレを誘発して、出射光 の効率的な利用の妨げとなると共に面状照明装置の照明輝度の変動の要因となる。 さらに、導光板がフレームに収容されている場合には、導光板とフレームとの熱膨張 係数の違いにより導光板が変形するという不具合が発生する場合もある。 [0005] 従来、点状光源から発生する熱を効率的に放熱するために、導光板および点状光 源を金属製のシャーシに収容し、点状光源を金属性のシャーシに直接接触させるこ とによりその放熱性を高めた面状照明装置が提案されている (例えば、特許文献 1参 照)。また、導光板の熱膨張に伴う不具合の発生を抑制する方法として、図 3に示す ように、フレーム 102に弾性作用部 120を設けた面状照明装置 100が提案されてい る (例えば、特許文献 2参照)。
[0006] 面状照明装置 100において、弾性作用部 120は、フレーム 102の側壁 102bに肉 抜き穴 123を設けることにより形成された弾性変形可能な薄肉状の梁部 122と、梁部 122の中央部力も突出する突起部 121とで構成されている。フレーム 102には、導光 板 103と、ランプホルダー 104に保持された蛍光ランプ 105とが収容されており、その 際、導光板 103は、蛍光ランプ 105が配置される側端面 (入光面） 103aとは反対側 の側端面 (終端面） 103bに、弾性作用部 120の突起部 121が当接するように配置さ れ、蛍光ランプ 105は、入光面 103aと、入光面 103aに対向するフレーム 102の側 壁 102aとでランプホルダー 104を挟持することによって、導光板 103の入光面 103a に沿って配置されている。面状照明装置 100では、以上のような構成により、弾性作 用部 120からの弾性力 Fによって導光板 103を蛍光ランプ 105側へ付勢すると共に 、導光板 103の変形を吸収することが図られている。
[0007] 特許文献 1 :特開 2004— 186004号公報（〔0035〕〜〔0037〕、図 3)
特許文献 2：特開 2003— 338214号公報 (〔0016〕〜〔0017〕、図 1)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] し力しながら、図 3に示す面状照明装置 100は、導光板 103の終端面 103bに弾性 作用部 120の突起 121が当接するものであるため、導光板 103の終端面 103bと、終 端面 103bに対向するフレーム 102の側壁 102bとの間には、間隙 gが存在することに なる。このため、終端面 103bから漏れ出す光を導光板 103に効率的に反射すること ができず、光の利用効率が低下するという問題がある。また、面状照明装置 100にお いて、フレーム 102の側壁 102bの、導光板 103の終端面 103bに対向する面は、弹 性作用部 120が形成されている領域とその他の領域とで異なる構成を有するもので ある。すなわち、側壁 102bの弾性作用部 120が形成されている領域は、一般に、梁 部 122の橈み変形により形成される凹状の曲面と、その中央部に存在する突起部 12 1の表面とで構成されており、側壁 102bのその他の領域を構成する平坦な面とは異 なるものであることに加えて、例えば、導光板 103の膨張等に応じて、側壁 102bと導 光板 103の終端面 103bとがほぼ密着した状態になった場合でも、突起部 120の両 側には、終端面 103bに直接接触することなぐ空気層が介在する部分が残存するこ となる。このような面構成上の相違によって、両者における光の反射特性の相違が生 じ、面状照明装置の輝度の不均一性を招くおそれがある。
[0009] さらに、特許文献 1に記載の構成は、一次光源として蛍光ランプ 105を使用すること を前提とするものであり、特に、その放熱性に関して特段の考慮はなされていない。 一方、一次光源として白色 LED等の点状光源を使用して、その高輝度化を達成する ためには、例えば、特許文献 1に記載されているように、点状光源を金属性のシヤー シに直接接触させることにより、点状光源力 発生する熱を効率的に放熱することが 望ましいが、特許文献 1に記載された面状照明装置は、熱膨張等による導光板の伸 縮に対してその結合を安定に維持する作用を有するものではなぐその点に関して 改善の余地がある。
[0010] 本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、点状光源力もの熱を効率良く放 熱すると共に、導光板の伸縮を吸収して導光板と点状光源との結合を安定に保持す ることが可能な面状照明装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0011] 上記目的を達成するために、本発明に係る面状照明装置は、導光板と、該導光板 の側端面に配置される点状光源と、それらを保持するフレームとを備える面状照明装 置において、前記フレームは、上面視略コ字状に形成された内枠フレームと、平板状 の座部および該座部の外縁部に立設された側壁を有して前記内枠フレームを収容 する外枠フレームとからなり、前記導光板は、前記内枠フレームに収容されて、該内 枠フレームと共に前記座部上に載置され、前記点状光源は、前記導光板の、前記内 枠フレームの開放辺側の側端面と、該側端面に対向する、前記外枠フレームの側壁 とで挟持されており、前記内枠フレームには、前記外枠フレームの側壁と接触して弹 性的に変形し、前記導光板を前記点状光源側へ付勢する弾性作用部が設けられて いることを特徴とする。
[0012] 本発明によれば、導光板と点状光源とを保持するフレームは、導光板を収容するコ 字状の内枠フレームと、その内枠フレームを収容する外枠フレームとの 2重構造をな し、また、点状光源は、導光板の、内枠フレームの開放辺側の側端面と、その側端面 に対向する、外枠フレームの側壁とで挟持されて、外枠フレームと直接接触するよう に配置されるものであるため、外枠フレームを内枠フレームよりも高い熱伝導性を有 する材料により形成することによって、点状光源から発生する熱を効率良く放熱する ことができ、面状照明装置の高輝度化に寄与するものとなる。
[0013] さらに、本発明において、内枠フレームには、内枠フレームを点状光源側へ付勢す る弾性作用部が設けられているため、内枠フレームに収容された導光板と、点状光 源との結合効率を高めることが可能となると共に、周囲温度の変動により、導光板の 入光面に直交する方向 (縦方向）に導光板が伸縮する場合にも、弾性作用部の弾性 変形によりその伸縮を吸収し、導光板と点状光源との結合を安定に維持することが可 能となる。また、本発明に係る弾性作用部は、外枠フレームと接触して弾性変形する ものであるため、内枠フレームを構成する 3辺の、導光板の側端面と対向する面を一 様な平坦面として構成し、入光面を除く導光板の各側端面をそれらの 3辺に密着さ せて収容することが可能となるため、導光板の側端面から漏洩光を、輝度の不均一 性を発生させることなく効率的に導光板に戻すことができる。
[0014] また、本発明に係る内枠フレームは、コ字状に形成されており、点状光源は、導光 板の、内枠フレームの開放辺側の側端面を入光面として配置されるものであるため、 導光板が入光面に平行な方向（横方向）へ伸縮する場合にも、内枠フレーム自体が 有する弾性により、コ字状を形成する 3辺のうち相対向する 2辺の間隔を、導光板の 変形に柔軟に追随して変形させることができる。
[0015] 本発明の一態様として、本発明に係る弾性作用部は、前記内枠フレームの開放辺 側とは反対側の一辺に設けられ、かつ、薄肉状の梁部と該梁部の略中央から前記内 枠フレームの外方に突出する突起部とからなり、前記内枠フレームは、前記突起部を 前記外枠フレームの側壁に接触させて、前記外枠フレームに収容されるものである。 これによつて、外枠フレームの側壁と接触して弾性的に変形し、導光板を点状光源 側へ付勢するために好適な弾性作用部を、内枠フレームと一体に容易に形成するこ とがでさる。
また、望ましくは、このような弾性作用部は、さらに、前記内枠フレームの相対向す る 2辺に設けられているものであり、このように、弾性作用部を、内枠フレームを構成 する 3辺に設けることによって、内枠フレームを外枠フレームに安定に保持すると共に 、導光板の 2軸方向（上記縦方向および横方向）の変形を共に吸収することが可能と なる。
[0016] また、本発明の一態様として、本発明に係る弾性作用部は、前記内枠フレームの相 対向する 2辺にそれぞれ設けられ、かつ、前記内枠フレームの一辺から、前記内枠フ レームの開放辺側の自由端に向力つて該内枠フレームの外方に広がるように傾斜し て延びる片持ち梁力 なり、前記内枠フレームは、それぞれの前記片持ち梁と、前記 外枠フレームの、前記内枠フレームの相対向する 2辺に対向する各側壁の上端部と を接触させて、前記外枠フレームに収容されるものとしてもよい。本発明に係る弾性 作用部をこのような構成とすることによって、導光板に対する上記 2軸方向の弾性作 用を、内枠フレームの相対向する 2辺にそれぞれ設けられた一対の弾性作用部によ り実施することが可能となる。
[0017] また、前記内枠フレームは白色榭脂材料により形成され、前記外枠フレームは熱伝 導性金属材料により形成されていることが望ましぐこれによつて、本発明に係る弾性 作用部を容易に一体成形し、かつ、導光板の側端面からの漏洩光を効率良く反射し て導光板に戻すことが可能な内枠フレームと、点状光源力 発生する熱の放熱性に 優れた外枠フレームとを備えた面状照明装置を実現することができる。
発明の効果
[0018] 本発明は、このように構成したため、点状光源からの熱を効率良く放熱すると共に、 導光板の伸縮を吸収して導光板と点状光源との結合を安定に保持することができ、 面状照明装置の高輝度化および輝度の安定ィ匕を達成することが可能となる。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1]本発明の第 1の実施形態における面状照明装置の要部を示す図であり、（a)は 上面図、（b)は一部を A— A断面として示す側面図である。
[図 2]本発明の第 2の実施形態における面状照明装置の要部を示す上面図である。
[図 3]従来の面状照明装置の構成例を示す上面図である。
符号の説明
[0020] 10, 30 :面状照明装置
11 :外枠フレーム
12, 32 :内枠フレーム
13 :導光板
15 :点状光源
20 :弾性作用部
21 :突起部
22 :梁部
33 :弾性作用部 (片持ち梁）
発明を実施するための最良の形態
[0021] 以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明するが、各図面は説明のた めのものであり、必ずしも実際の形状、寸法を正確に反映するものではない。
図 1は、本発明の第 1の実施形態における面状照明装置 10の要部を示す図であり 、（a)は上面図、（b)は、一部をその A— A断面として示す側面図である。本実施形 態における面状照明装置 10は、導光板 13と、導光板 13の一側端面 13aに配置され た点状光源 15と、それらを保持するフレーム 11、 12とを備えており、このフレームは 、上面視略コ字状に形成された内枠フレーム 12と、平板状の座部 l ieおよび座部 11 eの外縁部に立設された側壁 l la、 l lb、 l lc、 l idを有する外枠フレーム 11から構 成されている。面状照明装置 10において、導光板 13は、内枠フレーム 12に収容さ れて、内枠フレーム 12と共に外枠フレーム 11の座部 l ie上に載置されており、点状 光源 15は、導光板 13の、内枠フレーム 12の開放辺側の側端面 (入光面） 13aに沿 つて配置されて、入光面 13aと、入光面 13aに対向する、外枠フレーム 11の側壁 11a とで挟持されている。また、本実施形態において、略コ字状の内枠フレーム 12を構成 する 3辺 12b、 12c、 12dには、弾性作用部 20、 20'が設けられており、この弾性作用 部 20、 20'の構成および作用の詳細については後述する。
[0022] ここで、導光板 13は、例えばアクリル榭脂ゃポリカーボネート榭脂等の透明榭脂を 略矩形状に成形してなる板状の導光体であり、上面 13eを光出射面とし、下面 13fを 反射面として、入光面 13aから入射した光を、導光板 13の内部へと伝播させつつ表 面 13aから均一に出射するものである。
また、点状光源 15は、例えば白色 LED力もなり、導光板 13の入光面 13aにその光 出射面を向けて配置されている。また、図示は省略するが、これらの点状光源 15は、 フレキシブルプリント基板等の回路基板上に実装されており、この回路基板は、例え ば、導光板 13の上面 13eまたは下面 13f、あるいは外枠フレーム 11の側壁 11aに固 着されるものであってもよ 、。
[0023] 本実施形態において、内枠フレーム 12は、相対向する 2辺 12c、 12dと、それらの 2 辺の一端部を連結する底辺 12bを有して、底辺 12bの反対側を開放辺とする略コ字 状に形成されており、例えば、白色顔料として酸ィ匕チタンを混入したポリカーボネート 榭脂等の白色榭脂により成形されてなるものである。また、外枠フレーム 11は、例え ばアルミニウム等の高熱伝導性の金属材料により形成され、平板状の座部 l ieと、通 常のプレスカ卩ェ等により座部 l ieの外縁部に立設された側壁 l la、 l ib, l lc、 l id とを有している。
[0024] 面状照明装置 10は、このような内枠フレーム 12と外枠フレーム 11と力も構成される 2重構造のフレームを有するものであり、導光板 13は、内枠フレーム 12に、その入光 面 13aを除く 3方の側端面 13b、 13c、 13dを、内枠フレーム 12のそれぞれ対応する 3辺 12b、 12c、 12dに密着させて収容され、一体化された導光板 13と内枠フレーム 12とを、外枠フレーム 11の座部 l ie上に載置することにより、外枠フレーム 11に収容 するものである。この際、導光板 13の側端面 13b〜13dと、内枠フレーム 12の対応 する側辺 12b〜l 2dの内面とは固着されておらず、導光板 13と内枠フレーム 12は、 導光板 13の伸縮に伴って、導光板 13の側端面 13c、 13dと内枠フレームのそれぞ れ対応する辺 12c、 12dとの間の相対的なずれが可能であるように一体化されて!/、る
[0025] 本実施形態において、内枠フレーム 12の底辺 12bには、外枠フレーム 11の側壁 1 lbと接触して弾性的に変形し、内枠フレーム 12 (したがって、内枠フレーム 12に一 体に収容された導光板 13)を点状光源 15側へ付勢する、一対の弾性作用部 20が 形成され、内枠フレーム 12に相対向する 2辺 12c、 12dには、弾性作用部 20と同様 の構成を有して、それぞれ外枠フレーム 11の側壁 l lc、 l idに接触して弾性変形す る弾性作用部 20'が形成されている。
[0026] 以下、弾性作用部 20、 20'の構成および作用を説明するが、以下の説明において 、導光板 13の入光面 13aに平行な方向を横方向、入光面 13aに直交する方向を縦 方向といい、必要に応じて、紙面の上下左右に合わせて、面状照明装置 10の上下 左右の向きを定義する。
[0027] まず、弾性作用部 20は、内枠フレーム 12の底辺 12bに、その延長方向と略平行に 貫通孔 23を設けることによって形成される弾性変形可能な薄肉状の梁部 22と、梁部 22の略中央から内枠フレーム 12の外方に突出する突起部 21とからなるものである。 本実施形態において、内枠フレーム 12は、弾性作用部 20の突起部 21が外枠フレー ム 11の側壁 1 lbに接触し、その梁部 22が内枠フレーム 12の内方に僅かに橈むよう に配置されており、それによつて、内枠フレーム 12の底辺 12bには、弾性作用部 20 が側壁 1 lbに及ぼす弾性力の反作用として、側壁 1 lbから縦方向上向きの抗カ F
U
が作用することになる。この抗カ Fによって、内枠フレーム 12および導光板 13は、点
U
状光源 15側に付勢されるものであり、導光板 13の入光面 12aと、入光面 12aに対向 する、外枠フレーム 11の側壁 11aとで挟持された点状光源 15は、導光板 13に対し て良好かつ安定に結合され、かつ、熱伝導性の金属材料から側壁 11aとの接触によ り効率的な放熱が実施される。また、周囲温度の変動等によって、導光板 13が膨張- 収縮しても、その縦方向の伸縮は、弾性作用部 20の梁部 22の弾性変形により吸収 されるちのである。
[0028] 一方、弾性作用部 20'は、弾性作用部 20と同様の構造体を、内枠フレーム 12の相 対向する 2辺 12c、 12dに、それらの延長方向と略平行に設けることによって形成され るものである。本実施形態において、内枠フレーム 12は、弾性作用部 20'の突起部 21が外枠フレーム 11の側壁 l lc、 l idに接触し、その梁部 22が内枠フレーム 12の 内方に僅かに橈むように配置されており、それによつて、内枠フレーム 12の辺 12cに は、弾性作用部 20'が側壁 l ieに及ぼす弾性力の反作用として、側壁 11cから横方 向右向きの抗カ F力 内枠フレーム 12の辺 12dには、弾性作用部 20'が側壁 l id
R
に及ぼす弾性力の反作用として、側壁 l idから横方向左向きの抗カ F 1S それぞれ し
作用することになる。この抗カ Fおよび Fによって、内枠フレーム 12は、外枠フレー
R し
ムに安定に保持されるものである。また、内枠フレーム 12がコ字状に形成されている ため、相対向する 2辺 12c、 12dの間隔は、内枠フレーム 12自体が有する弾性によつ て導光板 13の変形に柔軟に追随して変動するものであり、導光板 13の膨張 ·収縮に 横方向の伸縮成分を、弾性作用部 20'の梁部 22の弾性変形により吸収することがで きる。
[0029] このように、面状照明装置 10において、弾性作用部 20、 20 'は、内枠フレーム 12 を構成する各辺 l lb、 l lc、 l idの外面側に形成されているため、内枠フレーム 12の 各辺 l lb、 l lc、 l idの内面側は、導光板 13の各側端面 13b、 13c、 13dに応じた形 状 (例えば、一様な平坦面）に形成することができ、上述したように、導光板 13の各側 端面 13b、 13c、 13dを内枠フレーム 12の各辺 l lb、 l lc、 l idに密着させて収容す ることができ、輝度の不均一性を発生させることなぐ各側端面 13b、 13c、 13dから の漏洩光を効率良く反射して導光板 13に戻すことができる。
尚、弾性作用部 20、 20'は、好ましくは、白色榭脂からなる内枠フレーム 12と一体 に成形されるものであり、その際、梁部 22の板厚および長さ、および、貫通孔 23の形 状'寸法、あるいは、各弾性作用部 20、 20'の数および位置等は、導光板 13の伸縮 を吸収し、かつ、内枠フレーム 12に対して適切な抗カ F 、 F 、 Fが作用するように、
U R L
適宜設定されるものである。
[0030] 次に、図 2を参照して、本発明の第 2の実施形態における面状照明装置を説明する 。図 2は、面状照明装置 30の要部を示す上面図である。本実施形態における面状照 明装置 30は、図 1に示す面状照明装置 10と基本的に同様の構成を有するものであ り、内枠フレーム 32に設けられた弾性作用部 33の構成のみが異なるものであるため 、以下では、重複する部分の説明を省略して、弾性作用部 33の構成および作用に ついて詳述する。
[0031] 面状照明装置 30において、その弾性作用部 33は、内枠フレーム 32の相対向する 2辺 32c、 32dにそれぞれ設けられた一対の片持ち梁 33により構成され、この片持ち 梁 33は、内枠フレームの各辺 32c、 32d力ら、内枠フレーム 32の開放辺側の自由端 33aに向かって、内枠フレーム 32の外方に広がるように傾斜して延びるものであり、 その自由端 (先端）には、外枠フレーム 11の各側壁 l lc、 l idの上端部 14c、 14dと 係合する、係止部 33aが設けられている。
本実施形態において、内枠フレーム 32は、弾性作用部 33が外枠フレーム 11の側 壁 l lc、 l idに接触し、その傾斜が内枠フレーム 32の内方に僅かに橈むように配置 されており、それによつて、内枠フレーム 32の辺 32cには、その弾性作用部 33が側 壁 11cに及ぼす弾性力の反作用として、側壁 11cから斜め上方右向きの抗カ Fが作 用し、内枠フレーム 32の辺 32dには、その弾性作用部 33が側壁 l idに及ぼす弾性 力の反作用として、側壁 l idから斜め上方左向きの抗カ F'が作用することになる。本 実施形態では、これらの抗カ F、F 'の上方向成分 Fによって、内枠フレーム 32およ
U
び導光板 13が点状光源 15側に付勢されると共に、それぞれの横方向成分 F、 Fも
R し 同時に作用して、内枠フレーム 32を外枠フレーム 11に安定に保持するものである。 同様に、周囲温度の変動等による導光板 13の縦方向および横方向の膨張，収縮は 、弾性作用部 33の傾斜が内枠フレーム 32の外方または内方に変動することにより吸 収されるものである。このように、面状照明装置 30は、内枠フレーム 32の相対向する 2辺 32c、 32dに設けられた一対の弾性作用部 33によって、上述した第 1の実施形 態における面状照明装置 10と同様の作用，効果を得るものである。

Claims

請求の範囲
[1] 導光板と、該導光板の側端面に配置される点状光源と、それらを保持するフレーム とを備える面状照明装置において、
前記フレームは、上面視略コ字状に形成された内枠フレームと、平板状の座部およ び該座部の外縁部に立設された側壁を有して前記内枠フレームを収容する外枠フレ ームとからなり、
前記導光板は、前記内枠フレームに収容されて、該内枠フレームと共に前記座部 上に載置され、
前記点状光源は、前記導光板の、前記内枠フレームの開放辺側の側端面と、該側 端面に対向する、前記外枠フレームの側壁とで挟持されており、
前記内枠フレームには、前記外枠フレームの側壁と接触して弹性的に変形し、前 記導光板を前記点状光源側へ付勢する弾性作用部が設けられていることを特徴とす る面状照明装置。
[2] 前記弾性作用部は、前記内枠フレームの開放辺側とは反対側の一辺に設けられ、 かつ、薄肉状の梁部と該梁部の略中央力 前記内枠フレームの外方に突出する突 起部とからなり、前記内枠フレームは、前記突起部を前記外枠フレームの側壁に接 触させて、前記外枠フレームに収容されることを特徴とする請求項 1に記載の面状照 明装置。
[3] 前記弾性作用部は、さらに、前記内枠フレームの相対向する 2辺に設けられている ことを特徴とする請求項 2に記載の面状照明装置。
[4] 前記弾性作用部は、前記内枠フレームの相対向する 2辺にそれぞれ設けられ、か つ、前記内枠フレームの一辺から、前記内枠フレームの開放辺側の自由端に向かつ て該内枠フレームの外方に広がるように傾斜して延びる片持ち梁力 なり、前記内枠 フレームは、それぞれの前記片持ち梁と、前記外枠フレームの、前記内枠フレームの 相対向する 2辺に対向する各側壁の上端部とを接触させて、前記外枠フレームに収 容されることを特徴とする請求項 1に記載の面状照明装置。
[5] 前記内枠フレームは白色榭脂材料により形成され、前記外枠フレームは熱伝導性 金属材料により形成されて ヽることを特徴とする請求項 1から 4の ヽずれか 1項に記載 の面状照明装置。
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