JP2012064420A - 光源装置及び光源装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導光板の厚みを変更しても、フレーム部材を新たに設計及び製造し直すことなく、高い光利用効率を発揮できる光源装置を提供する。
【解決手段】光源装置１００は、側面２３の所定領域である入射面２１から入射した光を射出面２２から射出する導光板２と、導光板２の背面２４に当接するように配置され、導光板２の外形よりも大きく形成された反射シート５と、反射シート５の正面５１であって導光板２が重なっていない領域に設けられ、側面７１が導光板２の側面２３に対向するフレーム７と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源装置及び光源装置の製造方法に関する。

従来、液晶表示パネルの背面に配置される光源装置は、ケース状の金属製フレームの内側に、反射シートを介して樹脂フレームが収容され、該樹脂フレームの枠内に導光板が設けられて構成される。そしてその導光板の正面側に拡散シート等の光学シートが配置されている（特許文献１参照）。

特開２００２−７２２３４号公報

しかしながら上記光源装置においては、金属製フレーム及び樹脂フレーム等の部材が予め所定のサイズに成型されており、導光板の厚みに変更があった場合には、その厚みに合わせて各部材を設計・製造し直す必要があった。

そこで本発明の課題は、導光板の厚みを変更しても、フレーム部材を新たに設計及び製造し直すことなく、高い光利用効率を発揮できる光源装置を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
側面の所定領域である入射面から入射した光を一対の主面のうちの一方の主面から射出する導光板と、
前記導光板の前記一対の主面のうちの他方の主面に当接するように配置され、前記導光板の外形よりも大きく形成された底板シートと、
前記底板シートの前記導光板が配置された側の面であって導光板が重なっていない領域に設けられ、側面が前記導光板の側面に対向するシート状部材と、を備えることを特徴とする光源装置が提供される。

上記光源装置において、好ましくは、前記シート状部材は前記導光板の前記入射面以外の全ての側面を囲むように連続して形成されている。
上記光源装置において、好ましくは、前記シート状部材は前記導光板の所定の側面の長手方向に沿って、且つ前記所定の側面全長に亘って形成されている。
上記光源装置において、好ましくは、前記シート状部材は、前記導光板の前記入射面以外の全ての側面のそれぞれの長手方向に沿って、且つ前記側面のそれぞれの全長に亘って形成されている。
上記光源装置において、好ましくは、前記シート状部材の側面に反射率を高める加工が施されている。
上記光源装置において、好ましくは、前記シート状部材が複数積層して設けられ、前記各シート状部材のそれぞれの側面が前記導光板の側面に対向している。
上記光源装置において、好ましくは、複数積層された前記シート状部材の前記導光板の側面に対向したそれぞれの側面が面一となっている。
上記光源装置において、好ましくは、前記導光板の側面と前記シート状部材の側面との間には間隙が設けられている。
上記光源装置において、好ましくは、前記底板シート又は前記シート状部材は、反射シートである。

また、本発明の他の態様によれば、
側面の所定領域である入射面から入射した光を一対の主面のうちの一方の主面から射出する導光板を準備する第一工程と、
次いで、前記導光板の外形よりも大きく形成された底板シート上に前記導光板を配置する第二工程と、
次いで、シート状部材を、該シート状部材の側面が前記導光板の側面と対向するように、前記底板シート上に重ねて前記底板シートに接合する第三工程と、を備えることを特徴とする光源装置の製造方法が提供される。

上記光源装置の製造方法において、好ましくは、前記第三工程において、前記シート状部材のうち前記導光板の側面と対向する側面に反射率を高める加工を施してから前記シート状部材を前記底板シート上に重ねて前記底板シートに接合する。
上記光源装置の製造方法において、好ましくは、前記反射率を高める加工を施す工程は、鏡面加工を施す工程である。
上記光源装置の製造方法において、好ましくは、前記シート状部材は、シート状部材形成用ベース材を型抜きして形成する。
上記光源装置の製造方法において、好ましくは、前記シート状部材は、予め積層させたシート状部材形成用ベース材と接着層とを一括して型抜きして形成する。
上記光源装置の製造方法において、好ましくは、前記第三工程は、前記シート状部材を複数枚積層する工程を含む。
上記光源装置の製造方法において、好ましくは、前記第三工程において、前記シート状部材を前記底板シート上に重ねて接合する前に、前記シート状部材を複数枚積層して、前記シート状部材のうち前記導光板の側面と対向させる側面を研磨し、前記複数枚積層したシート状部材の各側面が互いに面一となるように加工する。
上記光源装置の製造方法において、好ましくは、前記底板シートは、シート状の底板シート形成用ベース材を型抜きして形成する。

本発明によれば、導光板の厚みを変更しても、フレーム部材を新たに設計及び製造し直すことなく、高い光利用効率を発揮できる。

本発明に係る光源装置の全体構成を示した分解斜視図である。 光源装置の一部を示した図であって、図１に示されたII-II線に沿った面の矢視断面図である。 フレームアッシーの構成を示した分解斜視図である。 光源装置の一部を示した図であって、フレームアッシーが厚く形成されている場合を示した模式断面図である。 光源装置の製造工程の一部を示した斜視図である。 フレームアッシーの変形例を示した正面図である。 比較例１に係る光源装置を示した分解斜視図である。 比較例２に係る光源装置を示した分解斜視図である。 比較例３に係る光源装置を示した分解斜視図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は、本実施形態にかかる光源装置１００の全体構成を示した分解斜視図である。図２は、光源装置１００の一部であって、図１に示したII-II線に沿った面の矢視断面図である。図３は、フレームアッシー１の構成を示した分解斜視図である。

図１に示すように光源装置１００は、フレームアッシー１、導光板２及び拡散シート３等を備えている。導光板２は側面の所定領域に設けられた入射面２１から入射した光を出射面（一方の主面）２２から射出する部材である。ここで、導光板２の入射面２１は、矩形板状に形成された導光板２の４つの側面のうちの一つである。４つの側面のうちの入射面２１以外の３つの側面をそれぞれ側面２３とする。また拡散シート３は、導光板２の出射面２２からの出射光を拡散させて輝度を均一にする部材である。

フレームアッシー１は、図２及び図３に示すように、反射シート（底板シート）５と、枠状シート９と、を重ねて形成される。反射シート５は、導光板２の外形よりも大きい略矩形状に形成された平面状のシート状部材であり、導光板２の背面（他方の主面）２４から射出される光が導光板２の内側へ反射できるように反射率の高い素材からなる。また反射シート５の長手方向一端部には、その長手方向に延出する基板搭載部５２が形成されている。基板搭載部５２はその先端部５３側に向かって徐々に幅が狭くなるように形成されている。

枠状シート９は、反射シート５の正面５１周縁部のうち先端部５３以外の領域を覆う枠状に形成されている。この枠状シート９は、フレーム（シート状部材）７の両面に第一両面テープ（接着層）６及び第二両面テープ（接着層）８が貼り付けられて構成されている。即ち、フレーム７の背面に第一両面テープ６が貼り付けられ、フレーム７の正面に第二両面テープ８が貼り付けられている。フレーム７は白色素材等の反射率の高い素材からなり、例えば、ルミラー（登録商標）Ｅ６０Ｌ、Ｅ６ＳＬ（東レ（株）製、厚さ１８８〜２５０μｍ）が好適に用いられる。これにより、導光板２の側面２３から射出される光が導光板２の内側へ反射される。また、フレーム７の枠の内側の側面７１には鏡面加工が施されており、反射率が高められている。枠状シート９は第一両面テープ６を介して反射シート５の正面５１周縁部に接合されている。なお、反射シート５はフレーム７と同一の素材からなるものであってもよい。

図４に示すように、枠状シート９はフレーム７を複数積層して構成されていてもよい。図４は、光源装置１００の一部を示した模式断面図であり、導光板２及び枠状シート９の厚みが大きい場合を示している。図４において枠状シート９は、フレーム７と第二両面テープ８が交互に積層されて構成されており、複数のフレーム７は導光板２の側面２３に対向した各側面７１が面一となるように配置されている。このように枠状シート９は、フレーム７等の積層枚数を変更することで簡単にその厚みを変更することができる。したがって、図４のように厚みの大きい導光板２を設けたとしても、部材の再設計や再製造を行うことなく枠状シート９の厚みを導光板２の厚みに合わせることができる。

導光板２は、反射シート５の正面５１上であって枠状シート９の内側に設けられている。つまり、枠状シート９は導光板２の所定の側面２３の長手方向に沿って、且つ所定の側面２３の全長に亘って配置されるように形成されており、本実施形態では、枠状シート９が連続して導光板２の３つの側面２３を囲んでいる。また導光板２は、入射面２１が基板搭載部５２側を向くように配置され、基板搭載部５２には重なっていない。導光板２の背面２４は反射シート５の正面５１に対向しており、これにより導光板２の背面２４から射出される光が導光板２の内側へ反射される。導光板２の側面２３は空気層１１（間隙）を介してフレーム７の側面７１に対向しており、側面２３と側面７１との間には接着層等は設けられていない。これにより導光板２の側面２３から光が射出することを抑制でき、側面２３から光が射出してもフレーム７の側面７１によって導光板２の内側へ反射させることができる。よって光利用効率を向上させることができる。

拡散シート３は、フレームアッシー１及び導光板２の正面側に設けられている。即ち、拡散シート３は第二両面テープ８を介してフレームアッシー１に接合されている。これにより拡散シート３が反射シート５の正面５１のうち基板搭載部５２以外の領域を覆うとともに、導光板２の出射面２２を覆っている。なお、拡散シート３をフレームアッシー１及び導光板２の正面側に固定することができれば、フレームアッシー１の第二両面テープ８は設けられていなくてもよい。

本実施形態の光源装置１００の製造方法について図５を参照して説明する。
図５（ａ）は、フレームアッシー１に導光板２を組み込んだ状態を示した斜視図であり、図５（ｂ）は、フレームアッシー１及び導光板２の正面側に拡散シート３を接合した状態を示した斜視図であり、図５（ｃ）は、これに更にＬＥＤ光源用配線基板１０を組み込んだ状態を示した斜視図である。

まず、導光板２を準備する（第一工程）。次いで、反射シート形成用ベース材（底板シート形成用ベース材）をプレスして型抜きし、導光板２の外形よりも大きい反射シート５を形成する。反射シート形成用ベース材は、反射シート５を型抜きして形成するための母材である。この反射シート５の正面５１上に第一工程で準備した導光板２を配置する（第二工程）。

続いて、予め正面及び背面に両面テープが貼り付けられた枠状シート形成用ベース材（シート状部材形成用ベース材）をプレスして型抜きし、枠状シート９を形成する。枠状シート形成用ベース材は、枠状シート９を型抜きして形成するための母材である。形成した枠状シート９を、両面テープを介して反射シート５の正面５１上のうち導光板２が重なっていない領域、つまり正面５１周縁部に接合する。この際に、図５（ａ）に示したように導光板２の側面２３とフレーム７の側面７１とが対向するように配置する（第三工程）。なお、枠状シート９の形成方法としては、ベース材を型抜きした後に両面テープを貼り付けるものとしてもよい。また、第三工程には、フレーム７を複数枚積層して枠状シート９の厚みを大きくする工程を含んでいてもよい。その場合には、予め複数枚積層した枠状シート形成用ベース材を一括して型抜きしてもよいし、ベース材を型抜きした後に複数枚積層して形成してもよい。また、複数枚積層したフレーム７のうち導光板２の側面２３と対向する側面７１を研磨し、複数枚積層したフレーム７の側面７１のそれぞれを面一になるように加工する工程を含んでもよい。

なお、第三工程において、枠状シート９を導光板に接合する前に、光利用効率を向上させるためにフレーム７の側面７１を鏡面加工してもよい。その具体的な方策として、例えばヤスリ等を用いてフレーム７の側面７１を研磨して鏡面加工する。なお、側面７１の反射率を向上させることができれば、例えば光沢のあるシリコーン等で側面７１を塗装加工する等、鏡面加工以外の処理を行うこととしてもよい。

そして、フレームアッシー１の正面側に拡散シート３を対向配置し、第二両面テープ８を介してこれを接合する。これにより反射シート５の正面５１のうち基板搭載部５２以外の領域及び導光板２の出射面２２が覆われて、図５（ｂ）に示した状態となる。

基板搭載部５２にＬＥＤ光源用配線基板１０を対向配置し、第二両面テープ８を介してこれを接合する。これにより、基板搭載部５２全体が覆われて図５（ｃ）に示した状態となる。上記した通り、導光板２は基板搭載部５２には重なっておらず、基板搭載部５２の先端部５３には枠状シート９が設けられていない。これによりＬＥＤ光源用配線基板１０の背面側に取り付けられたＬＥＤ光源（図示省略）やその配線が基板搭載部５２上に収容される。

以上、本実施形態によれば、枠状シート９は、フレーム７の積層枚数を適宜変更することにより所望の厚みに設定することができる。したがって導光板２の厚みに変更があっても各部材の設計及び製造をし直すことなく容易に対応することができ、生産性の向上及び低コスト化を図ることができる。また、フレームアッシー１の正面側に拡散シート３以外の光学シートを更に設ける場合であっても同様に対応することが可能である。
また、導光板２の側面２３が、反射機能を有するフレーム７の側面７１に対向配置されるため、導光板２の側面２３から射出される光を導光板２の内側へ反射させることができる。これにより光源装置１００が高い光利用効率を発揮することができる。

以下、比較のために、本実施形態の光源装置とは異なる３種類の他の光源装置と、本実施形態の光源装置との相違点について説明する。

＜比較例１＞
図７は比較例１に係る光源装置２００を示す分解斜視図である。本比較例の光源装置２００は、反射シート２０２と、反射シート２０２の上に配置された樹脂フレーム２０５及び導光板２０３と、樹脂フレーム２０５及び導光板２０３の上に配置された拡散シート２０４と、金属フレーム２０１と、を有している。導光板２０３は樹脂フレーム２０５の内側に配置されており、反射シート２０２、導光板２０３、樹脂フレーム２０５及び拡散シート２０４は金属フレーム２０１の内側に配置されている。また、金属フレーム２０１には種々の部品と結合する際に用いられる嵌め込み穴２０６が形成されている。

＜比較例２＞
図８は比較例２に係る光源装置３００を示す分解斜視図である。本比較例の光源装置３００は反射シート３０２と、反射シート３０２の上に配置された導光板３０３と、導光板３０３の上に配置された拡散シート３０４と、金属フレーム３０１と、を有している。反射シート３０２はその側部３０７が内側に向かって折り曲げられており、導光板３０３の４つの側部３０８のうち、３つの側部３０８が反射シート３０２の折り曲げられた側部３０７と対向している。そして、反射シート３０２、導光板３０３及び拡散シート３０４は金属フレーム３０１の内側に配置されている。また、金属フレーム３０１には種々の部品と結合する際に用いられる嵌め込み穴３０６が形成されている。

＜比較例３＞
図９は比較例３に係る光源装置４００を示す分解斜視図である。本比較例の光源装置１００は、反射シート４０２と、反射シート４０２の上に配置された導光板４０３と、導光板４０３の上に配置された拡散シート４０４と、側面反射シート４０５と、を有している。側面反射シート４０５は導光板４０３の側部４０８のうちの３つの側部４０８に接着層（図示省略）を介して貼り付けられている。

例えば比較例１に係る光源装置２００や比較例２に係る光源装置３００で用いられる金属製フレーム２０１，３０１には、他の部品と結合させるための嵌め込み穴２０６，３０６が形成されている。したがって、嵌め込み穴２０６，３０６から光漏れが発生する虞がある。また、比較例３に係る光源装置４００は、導光板４０３の側部４０８に複数の側面反射シート４０５が接着層を介して貼り付けられている。したがって、側面反射シート４０５と導光板４０３の側部４０８との間に形成される隙間から光漏れが発生する虞がある。一方、本実施形態の光源装置１００の反射シート５上に設けられた枠状シート９は、同形状のシート状のフレーム７及び両面テープ６，８を積層して構成することにより、導光板２の側面２３に沿う全長にわたってつながった形状となるように形成されているため、フレームアッシー１の外周部をシームレスに形成することができる。そのため、本発明ではフレームアッシー１の外周部をシームレスに形成することができ、光源装置１００の側面からの光漏れを効果的に抑制することができる。

また、液晶表示パネルの小型化要望が強まり、光源装置も出来るだけ小型化する必要が生じている。その結果、導光板の厚みが非常に薄く形成された光源装置が開発されている。しかしながら、例えば、比較例２に係る光源装置３００や比較例３に係る光源装置４００の場合、導光板３０３，４０３の厚みが所定の厚みよりも薄くなると、導光板３０３の厚み方向に対する側部３０８の長さに適合した長さに反射シート３０２を折り曲げたり、導光板４０３の厚み方向に対する側部４０８の長さに適合した側面反射シート４０５を導光板４０３の側部４０８に貼り付けたりすることが困難となる。また、比較例１に係る光源装置２００や比較例２に係る光源装置３００のように、金属製のフレームを用いて導光板２の側面２３にその金属製フレームを対向配置させようとしても、所定の厚みよりも薄く形成された導光板２の厚みに合うように金属製フレームの外側端部を変形させることは、製造、加工の面から困難である。
しかしながら、本実施形態の光源装置１００のフレーム７はシート状に形成されているため、導光板２の厚みが例えば上述の所定の厚みよりも薄い場合であっても、各フレーム７の厚みを当該導光板２の厚みよりも薄く形成すれば、各フレーム７を導光板２の側面２３に対して側面７１を対向させて配置することができる。これにより導光板２の厚みが上述の所定の厚みよりも薄い場合にも、その側面２３に対して容易に反射材を設けることができる。

また、例えば、比較例３に係る光源装置４００の場合、側面反射シート４０５が導光板４０３の側部４０８のうちの３つの側部４０８に接着層を介して貼り付けられていたが、本実施形態によれば、導光板２の側面２３とフレーム７の側面７１とは空気層１１を介して対向し、硬化性樹脂等からなる接着層は設けられない。導光板２と空気層１１との絶対屈折率の差は、導光板２と硬化性樹脂等からなる接着層との絶対屈折率の差よりも大きいため、透過光として導光板２の側面２３から射出される光の割合が硬化性樹脂等からなる接着層を設けた場合に比べて小さくなっている。つまり導光板２の側面２３から射出される光の量を低減させることができ、光の利用効率を向上させることができる。更にフレーム７の側面７１は鏡面加工されているため光の利用効率が更に向上する。

また、例えば、比較例１に係る光源装置２００や比較例２に係る光源装置３００では金属又は樹脂でフレームを形成するため、そのフレームを形成するための専用の金型が必要であった。また、フレームの形状が変わった場合には新しい専用の金型が必要となっていた。しかしながら、本実施形態の反射シート５はシート状であるため反射シート形成用ベース材を型抜きすることで容易に形成することができる。同様に、フレーム７もシート状であり、フレーム形成用ベース材を型抜きすることで容易に形成される。また、反射シート５又はフレーム７の形状を変更したい場合には型抜き用の刃を交換するだけで容易に変更することが可能である。したがって各部材を形成するに当たって専用の金型が不要となる。

ここで、本実施形態の変形例について図６を参照して説明する。図６は、フレームアッシー１ａの正面図である。本変形例のフレームアッシー１ａにおいては反射シート５の正面５１の周縁部に枠状シート９が設けられていない。その代わりに反射シート５の正面５１周縁部のうちの二つの長辺に枠状シート９ａ，９ａが設けられている。これら二つの枠状シート９ａ，９ａは互いに同一形状及び同一素材の部材であり、上記本実施形態の枠状シート９と同様の構成となっている。
このように、本変形例によれば上記実施形態と同様の効果を奏することができ、更にフレームアッシー１ａの低コスト化及び軽量化を図ることができる。
また、本実施形態の変形例は反射シート５の正面５１周縁部のうちの二つの長辺に枠状シート９ａ，９ａが設けられているが、導光板の側面２３の全てに対向するように、反射シート５の正面５１の周縁部のうちの二つの長辺に加えて反射シート５の短辺の一つに枠状シート９ａを追加して設けてもよい。

２ 導光板
５ 反射シート（底板シート）
６ 第一両面テープ（接着層）
７ フレーム（シート状部材）
８ 第二両面テープ（接着層）
１１ 空気層（間隙）
２１ 入射面
２２ 出射面（一方の主面）
２３ 側面
２４ 背面（他方の主面）
５１ 正面
７１ 側面
１００ 光源装置

Claims (17)

1. 側面の所定領域である入射面から入射した光を一対の主面のうちの一方の主面から射出する導光板と、
   前記導光板の前記一対の主面のうちの他方の主面に当接するように配置され、前記導光板の外形よりも大きく形成された底板シートと、
   前記底板シートの前記導光板が配置された側の面であって導光板が重なっていない領域に設けられ、側面が前記導光板の側面に対向するシート状部材と、を備えることを特徴とする光源装置。
2. 前記シート状部材は前記導光板の前記入射面以外の全ての側面を囲むように連続して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記シート状部材は前記導光板の所定の側面の長手方向に沿って、且つ前記所定の側面全長に亘って形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
4. 前記シート状部材は、前記導光板の前記入射面以外の全ての側面のそれぞれの長手方向に沿って、且つ前記側面のそれぞれの全長に亘って形成されていることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
5. 前記シート状部材の側面に反射率を高める加工が施されていることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の光源装置。
6. 前記シート状部材が複数積層して設けられ、前記各シート状部材のそれぞれの側面が前記導光板の側面に対向していることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
7. 複数積層された前記シート状部材の前記導光板の側面に対向したそれぞれの側面が面一となっていることを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
8. 前記導光板の側面と前記シート状部材の側面との間には間隙が設けられていることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の光源装置。
9. 前記底板シート又は前記シート状部材は、反射シートであることを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の光源装置。
10. 側面の所定領域である入射面から入射した光を一対の主面のうちの一方の主面から射出する導光板を準備する第一工程と、
    次いで、前記導光板の外形よりも大きく形成された底板シート上に前記導光板を配置する第二工程と、
    次いで、シート状部材を、該シート状部材の側面が前記導光板の側面と対向するように、前記底板シート上に重ねて前記底板シートに接合する第三工程と、を備えることを特徴とする光源装置の製造方法。
11. 前記第三工程において、前記シート状部材のうち前記導光板の側面と対向する側面に反射率を高める加工を施してから前記シート状部材を前記底板シート上に重ねて前記底板シートに接合することを特徴とする請求項１０に記載の光源装置の製造方法。
12. 前記反射率を高める加工を施す工程は、鏡面加工を施す工程であることを特徴とする請求項１１に記載の光源装置の製造方法。
13. 前記シート状部材は、シート状部材形成用ベース材を型抜きして形成することを特徴とする請求項１０から１２の何れか一項に記載の光源装置の製造方法。
14. 前記シート状部材は、予め積層させたシート状部材形成用ベース材と接着層とを一括して型抜きして形成することを特徴とする請求項１０から１２の何れか一項に記載の光源装置の製造方法。
15. 前記第三工程は、前記シート状部材を複数枚積層する工程を含むことを特徴とする請求項１０から１４の何れか一項に記載の光源装置の製造方法。
16. 前記第三工程において、前記シート状部材を前記底板シート上に重ねて接合する前に、前記シート状部材を複数枚積層して、前記シート状部材のうち前記導光板の側面と対向させる側面を研磨し、前記複数枚積層したシート状部材の各側面が互いに面一となるように加工することを特徴とする請求項１５に記載の光源装置の製造方法。
17. 前記底板シートは、シート状の底板シート形成用ベース材を型抜きして形成することを特徴とする請求項１０から１６の何れか一項に記載の光源装置の製造方法。
    

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