JP6091775B2 - 面状光源装置及び表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、面状光源装置、及び、それを備える表示装置に関し、特に反射シートを備える面状光源装置及び表示装置に関するものである。

現在、表示装置は電子機器の表示部として多用されている。表示装置の一種である液晶表示装置は、例えば、テレビ、パーソナルコンピューター、カーナビゲーション、携帯電話などの表示部として用いられている。上述の表示装置の構成としては、表示部を有する表示パネルと、この表示パネルの背面に重ねて配置された面状光源装置と、これら表示パネル及び面状光源装置を保持する筐体とを具備する構成が知られている。

このような表示装置及び面状光源装置では、軽量化、小型化、薄型化などに加え、様々な用途に適用できるように多様化が進んでいる。また、表示装置及び面状光源装置の製造過程においては、構成部品の一部変更などによる多様化への柔軟な対応ができるように、組立や分解の容易化が求められている。

従来の面状光源装置、例えば、液晶表示装置などの非自発光型表示装置の面状光源装置には、サイドライド方式（エッジライト方式ともいう）や直下方式のものがある。サイドライト方式の面状光源装置では、リアフレームに内包されるフロントフレームの側面部に光源が配置され、直下方式の面状光源装置では、表示部に対向させたフロントフレームの背面側に光源が配置されている。

サイドライト方式の面状光源装置は、光源からの光を所望の方向に導くための導光板などの導光体を備えており、発光ダイオード（Light Emitting Diode：以下「ＬＥＤ」と称す）などの光源から出射された光が、導光体内で反射されながら当該導光体内を伝播する。そして、伝搬している光が、導光体に設けられた拡散パターンで拡散されることにより、導光体の発光面から出射されて表示パネルの表示面に入射される。また、導光体の非発光面には、当該非発光面から漏れる光を導光体に反射させることにより、当該光を発光面から可及的に出射させるための反射シートが設置されている。また、導光体の発光面には、導光体からの光（光源からの光）を効率よく表示パネルに照射するためのプリズムシート等の光学シートが設置されている。

サイドライト方式の面状光源装置では、導光体や発光部をフレームで保持する必要があり、例えばリアフレームとフロントフレームとの間に導光体や光学シートを挟みこむ構造等が提案されている。特許文献１には、このような構造の一例が開示されている。具体的には、導光体の全周に対応して枠状に一体形成された可撓性樹脂フレームを備え、その断面略コ字状部分に導光体を差し込むことにより保持する構造が開示されている。

特開２０１０−２７３３３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、反射シートと導光体とを同時にリアフレームに組み付ける必要があり、組立性が悪いという問題があった。また、反射シートが可撓性樹脂フレームの断面略コ字状部分に固定されることから、シワが発生して表示品質が悪化する可能性があった。

そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、面状光源装置の組立性を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明に係る面状光源装置は、光源と、前記光源からの光を出射する発光面を有する導光体と、前記導光体の非発光面に配置され、平面視において前記導光体からはみ出した辺部を有する反射シートとを備える。そして、前記面状光源装置は、前記発光面が露呈可能に前記反射シート及び前記導光体を内包するリアフレームと、前記反射シートの前記辺部を前記発光面側に山形状に折り曲げることにより形成され、平面視において前記反射シートの前記辺部の端よりも内側に設けられている位置決め機構と、前記光源、前記導光体及び前記反射シートを、前記リアフレームと保持するフロントフレームとを備える。前記フロントフレームには、前記位置決め機構の上部を誘い込む凹部が設けられ、前記凹部に前記位置決め機構の上部が嵌合されている。

本発明によれば、位置決め機構が、反射シートの辺部を発光面側に山形状に折り曲げることにより形成され、平面視において反射シートの辺部の端よりも内側に設けられている。したがって、面状光源装置の組立性を向上させることができる。

実施の形態１に係る面状光源装置の構成を示す断面図である。 折り曲げられる前の反射シートの展開図である。 関連面状光源装置の構成を示す断面図である。 関連面状光源装置の構成を示す断面図である。 実施の形態２に係る面状光源装置の構成を示す断面図である。

＜実施の形態１＞
以下に、本発明の実施の形態１に係る表示装置（電子機器）について説明する。なお、本実施の形態により本発明が限定されるものではない。また下記の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、以下の説明では、表示装置の一例として液晶表示装置を例に挙げて説明するが、表示装置はこれに限ったものではなく、例えば、有機ＥＬを用いた表示装置、電子放出素子を用いた表示装置などにも適用することが可能である。

本実施の形態に係る表示装置は、面状光源装置と、面状光源装置の発光面側に配置された液晶パネルなどの表示パネルとを備えて構成されている。このように構成された表示装置において、面状光源装置から、表示パネルに対して光を面状に出射することにより、ユーザは表示パネルの画像を視認することが可能となる。

図１は、本実施の形態に係る表示装置が備える面状光源装置１の構成を示す断面図である。図１に示すように、面状光源装置１は、光源２と、導光体３と、反射シート４と、光学シート５と、位置決め機構６と、これらを上下（図１の上側及び下側）から保持するリアフレーム７及びフロントフレーム８とを備えている。

図１に示す例では、光源２は、導光体３の１つの側面に沿って設けられている。ただし、光源２は、これに限ったものではなく、例えば、導光体３の２つ以上の側面に設けられてもよい。また、光源２としては、例えば、ＬＥＤやレーザーダイオード（Laser Diode）などの点状光源であってもよいし、蛍光管などの管状光源であってもよい。

導光体３は、光源２から出射された光を所望方向に伝播させるための部材である。導光体３は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、あるいはシクロオレフィン系などの樹脂、またはガラスや空気などで構成されている。

導光体３は、伝播している光（光源２からの光）を面状に出射する発光面３ａを有している。また、導光体３の発光面３ａの対向面には、導光体３内を伝播する光を散乱させる、すなわちその伝播方向を乱す光散乱部が形成されている。この光散乱部は、導光体３内を伝播している光の全反射条件を乱すことで、当該光を発光面３ａから出射させる機能を有する。具体的な光散乱部の構成としては、例えば、導光体３の発光面３ａの対向面にドットパターンを印刷する構成、微小な球面やプリズムなどの光の伝播方向を変化させる凹凸形状を形成する構成などがある。

反射シート４は、導光体３の非発光面（発光面３ａの対向面）に配置され、平面視において導光体３からはみ出した辺部４ａを有している。この反射シート４により、導光体３の非発光面から漏れる光が導光体３に反射される結果、光源２から導光体３に入射された光は、発光面３ａから可及的に出射されることになる。反射シート４としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に硫酸バリウムもしくは酸化チタンを混ぜ合わせた材料、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などを含む塗料を塗布した材料などからなる平面視四角形状のシートを用いる。

光学シート５は、導光体３の発光面３ａに配置され、導光体３からの光（光源２からの光）を効率よく表示パネルに照射するシートである。この光学シート５には、例えば、レンズシート（プリズムシート）を拡散シートで挟み込む構成が採られる。このような構成においては、例えば、表示装置の輝度を向上させるために、レンズシートの表面に形成されるプリズム方向を考慮して複数枚のレンズシートを組み合せてもよい。また、例えば、拡散性を向上させるために、２枚以上の拡散シートを組み合せてもよい。表示装置に求められる輝度や配向特性などの光学仕様に応じて、光学シート５を構成する各種シートの組み合わせを最適化することで、表示装置の多様化に対応することが可能となる。

位置決め機構６は、反射シート４上の導光体３などの位置を決めるための機構である。位置決め機構６は、反射シート４の辺部４ａを発光面３ａ側に山形状に折り曲げることにより形成されている。また、位置決め機構６は、平面視において反射シート４の辺部４ａの端よりも内側に設けられている。本実施の形態では、位置決め機構６の高さＨは、導光体３と光学シート５との総厚以上となっている。

リアフレーム７は、蓋無し有底の筐体形状を有している。このリアフレーム７は、発光面３ａが露呈可能に反射シート４及び導光体３を内包している。リアフレーム７には、光源２で発生する熱を表示パネルの反対側（図１の下側）へ効率よく分散させることができるように、アルミニウムやステンレスなどの金属材料が使用される。

フロントフレーム８は、光源２、導光体３、反射シート４及び光学シート５を、リアフレーム７と保持する。このフロントフレーム８には、位置決め機構６の上部を組み立ての際に誘い込む凹部８ａが設けられている。フロントフレーム８には、リアフレーム７と同様の金属材料が用いられたり、ポリカーボネイトなどの樹脂材料が用いられたりする。

次に、図１及び図２を用いて、本実施の形態において反射シート４の辺部４ａを折り曲げることにより形成される位置決め機構６について詳細に説明する。

図２は、折り曲げられる前の反射シート４の展開図であり、当該反射シート４は一枚のシートである。この反射シート４を折り曲げて図１に示すような位置決め機構６を成形するためには、例えば、図２の点線に示される折り曲げ線Ｆ１に沿って谷折りし、図２の一点鎖線に示される折り曲げ線Ｆ２に沿って山折りすればよい。なお、折り曲げ線Ｆ１，Ｆ２に、ミシン目状の切り込みを事前に入れておくことで上述の折り曲げを容易に行うことができる。この切り込みの程度は、シートの材質、厚み、折り曲げ幅などにより最適化される。

なお、ここでは、反射シート４の一辺に沿って、位置決め機構６を形成する構成について説明したが、これに限ったものではなく、反射シート４の複数辺に沿って、位置決め機構６を形成してもよい。

次に、本実施の形態に係る面状光源装置１と関連する面状光源装置（以下「関連面状光源装置」）の構成及び組立について図３及び図４を用いて説明する。図３及び図４は、それぞれ、異なる関連面状光源装置の構成を示す断面図である。なお、図３及び図４においては、図１に示した構成要素の符号を、当該構成要素と対応する構成要素に付している。

図３に示した関連面状光源装置では、リアフレーム７に反射シート４などの位置を決める機構が設けられていない。このため、組み立ての際、反射シート４などをリアフレーム７の底面のどこに配置すべきかが不明となっている。また、反射シート４の折り曲げ部４ｂが、その弾性力などによってリアフレーム７の側面側に開いていたにもかかわらず、そのことに気づかずにフロントフレーム８を組み込んでしまった場合には、折り曲げ部４ｂがフロントフレーム８の側壁と衝突し損傷してしまう可能性がある。

そのため、図３に示した構成では、リアフレーム７に構成要素を組み込んでいくのではなく、フロントフレーム８に構成要素を組み込んでいくことによって組立てられる。具体的には、裏返されたフロントフレーム８に、光学シート５が組み込まれた後、光源２及び導光体３が組み込まれ、それから反射シート４及びリアフレーム７がこの順に組み込まれる。

しかしながら、導光体３の発光面３ａ側を下にして組み立てると、発光面３ａ側を確認しながら組立てることができない。このため、光学シート５間に異物混入などの不良がないかの確認は、組み立て完成後に行われることになるが、もし、当該完成後に不良が発見された場合は、異物を除去するためにリアフレーム７から光学シート５まで全て分解しなければならず、しかも、異物除去した後、一から再度組み立てなければならない。このように、図３に示した構成では、生産性が悪いという問題があった。また、一般的に光学仕様を変更しようとして光学シート５の組み換えを行う場合にも、上述の不良発見時と同様に分解及び組立を行わなければならず、作業効率が悪いといった問題も生じていた。

以上のことを鑑みて、図４に示した関連面状光源装置では、リアフレーム７に位置決め機構７ａが設けられている。図４では、リアフレーム７の底面に貫通溝を形成することにより片持ち梁を形成し、その片持ち梁の可動自在な先端を上側に引き上げて根元を折り曲げることにより、位置決め機構７ａが形成されている。

このように構成された図４の面状光源装置の組み立ては、リアフレーム７の底面上に、位置決め機構７ａにより決められた位置に従って反射シート４が組み込まれた後、光源２及び導光体３が組み込まれ、それから光学シート５が組み込まれてからフロントフレーム８が組み込まれる。

しかしながら、位置決め機構７ａの形成により、リアフレーム７の底面には貫通穴７ｂが形成されてしまうことから、当該貫通穴７ｂを介して外部から内部への異物侵入により不良が後発生する問題や、防塵性に劣るという問題がある。

これに対して、図１に示した面状光源装置１においては、関連面状光源装置のような問題が生じることなく、かつ、その組立性を向上させることが可能となっている。次に、図１に示す面状光源装置１の組立工程について説明する。

まず、図２を用いて説明したように反射シート４を山形状に折り曲げることにより、位置決め機構６を形成する。そして、位置決め機構６の山形状を上側に向けた状態で、反射シート４がリアフレーム７の底面上に組み込まれる。この際、反射シート４の辺部４ａの先がリアフレーム７の内壁に接するように配置することで、反射シート４のリアフレーム７内で組み込むべき位置が決められる。それから、この位置決め機構６により決められた位置に従って、導光体３及び光源２が組み込まれる。その後、光学シート５が組み込まれて、フロントフレーム８が組み込まれる。

以上のような本実施の形態に係る面状光源装置及び表示装置によれば、発光面３ａ側から点灯検査をしながら組立てることができる、すなわち組み立てながら異物不良などを除去することができるため、生産性の向上を実現することができる。また、組み立ての際に専用治工具を必要としないため、組み立てに要する費用を削減することができる。さらに、図４に示した貫通穴７ｂがリアフレーム７の底面に形成されないため、異物侵入による不良の後発生を低減することができるとともに、防塵性を高めることができる。また、位置決め機構６は、リアフレーム７側から見れば谷形状であることから、異物が、リアフレーム７から側部を経由して発光面３ａに向かおうとしても、当該谷形状の部分で捕捉されることになる。したがって、異物が発光面３ａに移動しにくいことから、異物不良の後発生を低減することができる。加えて、光学シート５の組み換えや手直し作業時には、フロントフレーム８のみを外すだけで済むので、製造コストや手間を低減することができる。

また、本実施の形態では、位置決め機構６は、平面視において反射シート４の辺部４ａから内側に設けられている。したがって、辺部４ａの幅Ｗ（図１）を調整することにより、位置決め機構６ひいては導光体３を所望の位置に配置することが可能となる。また、この辺部４ａを設けたことにより、フロントフレーム８の側壁と位置決め機構６との間の距離に余裕を持たせることができることから、フロントフレーム８の組み込みの際に位置決め機構６がフロントフレーム８の側壁と衝突するのを抑制することができ、その損傷を抑制することができる。

また、本実施の形態によれば、導光体３やフロントフレーム８を組み込む際、位置決め機構６の傾斜及び凹部８ａが誘い込みとなるため、組立性を高めることができる。

なお、上記のような面状光源装置１を備える表示装置としては、携帯電話、パーソナルコンピューター、液晶テレビ、デジタルスチルカメラ、カーナビゲーションモニタ、デジタルビデオカメラ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、ＰＯＳ端末機等が挙げられる。これらの表示装置に、以上説明した面状光源装置１を使用することにより、価値の高い表示装置を実現することができる。なお、表示装置は、面状光源装置１を搭載可能であれば、これらに限ったものではない。

＜実施の形態２＞
図５は、本発明の実施の形態２に係る表示装置が備える面状光源装置１の構成を示す断面図である。本実施の形態に係る面状光源装置１において、実施の形態１で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ符号を付し、異なる点を中心に説明する。

図５に示されるように、本実施の形態では、断面視においてフロントフレーム８の凹部８ａは、位置決め機構６に沿った形状を有している。これにより、異物が発光面３ａに向かって移動する空間を少なくすることができるため、異物不良の後発生をさらに低減することができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１ 面状光源装置、２ 光源、３ 導光体、３ａ 発光面、４ 反射シート、４ａ 辺部、５ 光学シート、６ 位置決め機構、７ リアフレーム、８ フロントフレーム、８ａ 凹部。

Claims (5)

1. 光源と、
   前記光源からの光を出射する発光面を有する導光体と、
   前記導光体の非発光面に配置され、平面視において前記導光体からはみ出した辺部を有する反射シートと、
   前記発光面が露呈可能に前記反射シート及び前記導光体を内包するリアフレームと、
   前記反射シートの前記辺部を前記発光面側に山形状に折り曲げることにより形成され、平面視において前記反射シートの前記辺部の端よりも内側に設けられている位置決め機構と、
   前記光源、前記導光体及び前記反射シートを、前記リアフレームと保持するフロントフレームと
   を備え、
   前記フロントフレームには、
   前記位置決め機構の上部を誘い込む凹部が設けられ、
   前記凹部に前記位置決め機構の上部が嵌合されている、面状光源装置。
2. 請求項１に記載の面状光源装置であって、
   前記導光体の前記発光面に配置された光学シートをさらに備え、
   前記位置決め機構の高さは、前記導光体と前記光学シートとの総厚以上である、面状光源装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の面状光源装置であって、
   前記反射シートは、
   前記辺部の端が前記リアフレームの内壁に接するように配置されている、面状光源装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の面状光源装置であって、
   断面視において前記凹部は、前記位置決め機構に沿った形状を有している、面状光源装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の面状光源装置と、
   前記面状光源装置の前記発光面側に配置された表示パネルと
   を備える表示装置。

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