(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性材料からなる透明基板の側端面のうち少なくとも一面に沿って近接配置される直線状の透明材料からなる導光体と、該導光体の両端部のうち少なくとも一方に配置されかつＦＰＣに実装される点状光源とで構成した直線状の光源部を具備して、前記透明基板の側端面に照射され前記透明基板内に導かれた光を、前記透明基板の表面から液晶表示装置の表示部へと供給するサイドライト方式の面状照明装置において、
枠状に形成され、その開口に前記透明基板の位置決め部である枠状座部と、前記枠状を構成する一辺に、上方に開放した、前記点状光源の位置決め部である凹部と導光体の位置決め部である平面状座部とを有するハウジングフレームを備え、
前記透明基板と前記点状光源と前記導光体とを、前記枠状座部、凹部および平面状座部に対し支持されるように取り付けると共に、
前記ハウジングフレームの、前記点状光源と前記導光体との位置決め部である凹部と平面状座部とを、上面および下面から覆う断面コ字状の補強フレームを有することを特徴とする面状照明装置。
【請求項２】
前記点状光源を前記凹部に装着するために、前記点状光源が実装されたＦＰＣを、前記ハウジングフレームの下面から側面を廻り、前記ハウジングフレームの上面より、前記凹部を上方から覆うようにして前記凹部へと至る形状としたことを特徴とする請求項１記載の面状照明装置。
【請求項３】
前記ハウジングフレームの側面に、前記ＦＰＣのガイド部を設けたことを特徴とする請求項２記載の面状照明装置。
【請求項４】
前記補強フレームを、前記ハウジングフレームの下面に位置するＦＰＣを避ける形状としたことを特徴とする請求項２または３記載の面状照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、看板や各種反射型表示装置等の照明手段に用いられる面状照明装置に関するものであり、特に液晶表示装置の照明手段として用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
低消費電力で作動する液晶表示装置は、薄型、軽量等の特徴があるので、主にパーソナルコンピュータや携帯電話用等を中心とした表示装置としての需要が増大している。さて、液晶表示装置の構成部材である液晶は、ブラウン管等の発光型素子と異なり自ら発光しないため、暗所での使用を可能とするための照明手段を、別個に使用することが必要となる。特に、近年の電子製品の薄型化および省電力化の要求の中では、液晶表示装置を照射するための照明手段として、サイドライト方式（導光板方式）の面状照明装置を使用することが多い。
【０００３】
図５には、面状照明装置１の基本的構成部分を示している。面状照明装置１は、透明基板２および直線状の光源部１１を主構成として、透明基板２の下面５を反射型液晶表示素子（図示省略）の観察面に配置させるものである。透明基板２の上面６には、光反射パターン７が形成されている。光反射パターン７は、断面形状ほぼ三角形の多数の溝部８及び溝部８に隣接する平坦部９とで構成される。光反射パターン７は、直線状の光源部１１からの距離に左右されることなく透明基板２の何れの位置においても明るさがほぼ均一になるように、溝８の形成される間隔が場所によって異なっている。すなわち、平坦部９の幅（占有面積）に対する溝部８の幅（占有面積）の比率は、透明基板２の一側端面３から遠ざかるに従って徐々に大きくなるように設定されている。なお、透明基板２に形成される光反射パターン７の溝部８は、非常に微細であるため、画面の観察においては目視で確認できない。
【０００４】
直線状の光源部１１は、直線状の透明材料からなる導光体１３と、導光体１３の両端部のうち少なくとも一方に配置される点状光源１２とで構成されている。点状光源１２としては発光ダイオードを使用し、さらに透明材料からなる導光体１３は、透明基板２の一側端面３に沿うように、所定距離をおいて配置されるものであり、導光体１３の一方の端部１４に、点状光源１２を近接配置している。一方、導光体１３には、光路変更手段１５が形成されている。図示の例では、光路変更手段１５は、断面形状ほぼ三角形の凹凸を、導光体１３の長手方向に一定の規則に沿って並べたものである。
【０００５】
また、導光体１３の透明基板２に対向する面以外の長手方向周囲は、光線を高効率で透明基板２内へ導くために、光反射部材（リフレクタ）１６によって覆われている。光反射部材１６は、銀等の金属を蒸着したフィルム、または、白色フィルムまたは白色の塗料を塗布したフィルム等のシート状のもの、もしくは、鏡面加工を施したアルミ板等の金属板を曲げ加工したものを使用している。
【０００６】
このような面状照明装置１を反射型液晶表示素子（図示省略）に付加すると、直線状の光源部１１からの発光光線は、透明基板２の一側端面３から透明基板２の内部へ入射して、その内部で反射・屈折を繰り返しながら対向面１０へ向かって進行する間に、少しづつ透明基板２の下面５から出射することによって、透明基板２に隣接して配置されている反射型液晶表示素子を照射する。さらに、透明基板２には光反射パターン７を形成していることから、下面５からの出射光の量をほぼ均一な分布とすることができる。
【０００７】
図６には、図５に示す面状照明装置１の、従来の実施例を示している。点状光源１２には、小型化を促進するため、チップ部品となった発光ダイオードを用い、かつ、フレキシブルプリント基板２０（以下、ＦＰＣという。）上に実装している。そして、導光体１３を、ステンレススチール等の金属で構成された補強フレーム２１で覆うと共に、点状光源１２を、補強フレームの端部に設けた支持部２１ａに対し、接着樹脂２２によって固定している。
【０００８】
図７には、図６のＡ−Ａ線における断面図を示している。面状照明装置１は、携帯電話用等の電子製品の表示装置としてその内部に組み込まれる際には、ハウジングフレーム２３によって各部品が１つにまとめられ、組立時や分解時の取扱い性の向上等を図っている。このハウジングフレーム２３は、枠状の樹脂成型品であり、補強フレーム２１（および光反射部材１６）に覆われた導光体１３と透明基板２は、ハウジングフレーム２３の内部に収められている。そして、ハウジングフレーム２３の開口２３ａから、透明基板２を介して、透明基板２の下面５に隣接する反射型液晶表示素子（図示省略）を見ることが可能となっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成をなす従来の面状照明装置１は、次のような課題を包含するものであった。まず、図６に示すように、点状光源１２は、補強フレームの支持部２１ａに対し、接着樹脂２２によって固定されているが、かかる固定作業は、手作業によって行われているために、導光体１３に対する正確な位置決めを安定して行うことが困難であった。しかも、かかる固定作業は、補強フレーム２１に対し、まず導光体１３を嵌め込み、続いて僅かに空いたスペースに点状光源１２を嵌め込んで、接着を行う手順となり、所望の組立精度を得るためには熟練を要求され、作業性も良好とはいえなかった。また、点状光源１２の位置ずれに伴い、ＦＰＣ２０も所定の位置からずれた状態で固定されると、他の金属部品に接触して、ショートする虞もあった。
【００１０】
さらに、補強フレーム２１は板金部品であることから、樹脂成型品等に比べて部品精度の管理が一般に困難である。よって、元々ばらつきの生じ易い補強フレームの支持部２１ａに対し、点状光源１２を固定することから、組立精度の向上にも自ずと限界があった。しかしながら、導光体１３に対する点状光源１２の位置決めにばらつきが生じると、面状照明装置１の輝度に直接的に悪影響を与えることとなるので、かかる組立精度の安定化は、面状照明装置１の品質向上に必要不可欠であった。
【００１１】
また、ハウジングフレーム２３は、必要な強度を確保するために、ある程度の厚みをもたせる必要がある。よって、電子製品内に組み込まれる際に、ハウジングフレーム２３の厚みの分だけ、透明基板２と反射型液晶表示素子（図示省略）とが、電子製品の最表面（表示部の最表面）から奥方に位置することとなる。しかしながら、人間の感覚は、かかるハウジングフレーム２３の厚みの分でさえ、違和感（奥目感）を覚えるほど敏感であることが分っており、図７に示す従来の構造は、表示装置としての視認性を損なう等の原因となっていた。
【００１２】
そこで、断面コ字状の補強フレーム２１を、図８に示すように平板状の補強板２４に代え、ハウジングフレーム２３に光反射部材１６を密着させることで、電子製品の最表面に対し、透明基板２と反射型液晶表示素子（図示省略）を少しでも近づけるような工夫もなされている。しかしながら、補強板２４を用いる構造は、断面コ字状の補強フレーム２１を用いる場合に比べ、強度の確保が困難であるという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、面状照明装置の組立時における作業性の向上と、組立精度の安定化を図ることにある。
また、強度を犠牲にすることなく、電子製品の最表面に対し、透明基板と反射型液晶表示素子（図示省略）を近づけることを可能とし、表示装置としての視認性を高めることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための、本発明の請求項１に係る面状照明装置は光性材料からなる透明基板の側端面のうち少なくとも一面に沿って近接配置される直線状の透明材料からなる導光体と、該導光体の両端部のうち少なくとも一方に配置されかつＦＰＣに実装される点状光源とで構成した直線状の光源部を具備して、前記透明基板の側端面に照射され前記透明基板内に導かれた光を、前記透明基板の表面から液晶表示装置の表示部へと供給するサイドライト方式の面状照明装置において、枠状に形成され、その開口に前記透明基板の位置決め部である枠状座部と、前記枠状を構成する一辺に、上方に開放した、前記点状光源の位置決め部である凹部と導光体の位置決め部である平面状座部とを有するハウジングフレームを備え、前記透明基板と前記点状光源と前記導光体とを、前記枠状座部、凹部および平面状座部に対し支持されるように取り付けると共に、前記ハウジングフレームの、前記点状光源と前記導光体との位置決め部である凹部と平面状座部とを、上面および下面から覆う断面コ字状の補強フレームを有することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明によれば、前記点状光源と、前記導光体と、前記透明基板とを、前記ハウジングフレームの位置決め部である前記枠状座部、凹部および平面状座部によって支持されるように取り付けたことで、それらの部材の組立精度を高めることができる。また、前記点状光源と、前記導光体と、前記透明基板との位置決めを、前記ハウジングフレームの位置決め部である前記枠状座部、凹部および平面状座部に取り付けることによって行うことを可能とし、組立時における作業性の向上を図ることができる。しかも、本発明によれば、前記補強フレームは、前記点状光源と前記導光体をその上下方向から保護して、必要な強度を確保することができる。また、前記ＦＰＣとの組み合わせにより、前記ＦＰＣを前記補強フレームによって前記点状光源の位置決め部である凹部へと押しつけることが可能となる。
【００１６】
また、本発明の請求項２に係る面状照明装置は、請求項１記載の面状照明装置において、前記点状光源を前記凹部に装着するために、前記点状光源が実装されたＦＰＣを、前記ハウジングフレームの下面から側面を廻り、前記ハウジングフレームの上面より、前記凹部を上方から覆うようにして前記凹部へと至る形状としたものである。本発明によれば、面状照明装置の組立時に、前記ＦＰＣの取り回しを単純化し、作業性を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明の請求項３に係る面状照明装置は、請求項２記載の面状照明装置において、前記ハウジングフレームの側面に、前記ＦＰＣのガイド部を設けたことを特徴とするものである。この構成によれば、面状照明装置の組立時に、前記ハウジングフレームの側面に設けたＦＰＣのガイド部によって、前記ＦＰＣの位置決めを確実に行うことが可能となる。よって、前記ＦＰＣが所定の位置からずれた状態で固定され、他の金属部品に接触してショートする虞を無くすことができる。
【００１８】
また、本発明の請求項４に係る面状照明装置は、請求項２または３記載の面状照明装置において、前記補強フレームを、前記ハウジングフレームの下面に位置するＦＰＣを避ける形状としたものである。本発明によれば、前記ハウジングフレームの下面において、前記ＦＰＣと前記補強フレームとが重なることによる、面状照明装置全体としての厚みの増大を防ぐことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、従来技術と同一部分または相当する部分については同一符号で示し、詳しい説明は省略する。
【００２０】
なお、本説明において、「上面」、「下面」、「側面」、「上方」、「下方」、「側方」の用語は、説明の便宜上、本発明の実施の形態に係る面状照明装置の要部断面を示す図３において、各部材の位置関係を表現するために使用するものである。よって、本発明の実施の形態に係る面状照明装置が、パーソナルコンピュータや携帯電話用等の電子製品内に組み込まれ、実際に使用される時に、例えば、「上面」が必ずしも「下面」の上方にあるということを意味するものではない。
【００２１】
図１には、本発明の実施の形態に係る面状照明装置１の要部を斜視図で示している。また、図２は図１と同じ部分を別方向から見た斜視図である。さらに、図３(ａ)には、図１のＢ−Ｂ線における断面図を、図３(ｂ)には、図１のＣ−Ｃ線における断面図を、夫々示している。
【００２２】
面状照明装置１には、点状光源１２と導光体１３と透明基板２の、位置決め部を有するハウジングフレーム２５が用いられている。図４には、ハウジングフレーム２５の平面図を示している。この、ハウジングフレーム２５は、枠状の樹脂成型品であり、開口２６には、透明基板２の位置決め部である枠状座部２７が形成されている。また、枠の一辺（図４の上辺）には、点状光源１２の位置決め部である凹部２８と、導光体１３の位置決め部である平面状座部２９が形成されている。さらに、ハウジングフレーム２５の側面で、凹部２８の近傍には、ＦＰＣ３０のガイド部である溝部３１が形成されている。なお、ハウジングフレーム２５は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、透明基板の位置決め部を構成する枠の厚さＤ1に比して、点状光源１２の位置決め部である凹部２８と、導光体１３の位置決め部である平面状座部２９の厚さＤ2を薄肉とし、かつ、上方に開放する形状としている。
【００２３】
ＦＰＣ３０は、図１にその斜視図を、図３（ｂ）にその断面図を示すように、ハウジングフレーム２５の下面から側面を廻り、この際、溝部３１によってガイドされ、さらに、ハウジングフレーム２５の上面より、点状光源１２の位置決め部である凹部２８へと至る形状を有している。
また、図２に示すように、ハウジングフレーム２５の下面から側面（溝部３１）を廻り、ハウジングフレーム２５の上面より、凹部２８を上方から覆うようにして凹部２８へと至るＦＰＣ３０（点線で示す）によって、点状光源１２が凹部２８に装着されるように、点状光源１２はＦＰＣ３０に対し実装されている。換言すれば、点状光源１２は、凹部２８に搭載した際に点状光源１２の上方を向く面を介して、ＦＰＣ３０に実装されたものである。
【００２４】
また、面状照明装置１は、ハウジングフレーム２５の、点状光源１２の位置決め部である凹部２８と導光体１３の位置決め部である平面状座部２９を、上面および下面から覆う補強フレーム３２を有している。補強フレーム３２は、図１に点線でその斜視図を、図３（ａ）に実線でその断面図を示すように、断面コ字状の部材であり、ステンレススチール等の金属で構成されている。そして、その下方に位置する一辺３２ａは、ハウジングフレーム２５の下面に位置するＦＰＣ３０を避けるように形成されている。また、補強フレーム３２の上方に位置する一辺３２ｂは、図３（ｂ）に、実線でその断面図を示すように、点状光源１２の位置決め部である凹部２８を上方から覆うＦＰＣ３０を、点状光源１２と共に、凹部２８へと押しつけることが可能な形状を有している。
【００２５】
上記構成をなす本発明の実施の形態により得られる作用効果は、以下の通りである。まず、本発明によれば、枠状をなし、その開口２６に透明基板２の位置決め部である枠状座部２７を有し、枠の一辺に、上方に開放した、点状光源１２の位置決め部である凹部２８と導光体１３の位置決め部である平面状座部２９とを有するハウジングフレーム２５の、透明基板２の位置決め部、点状光源１２の位置決め部および導光体１３の位置決め部に対し、図２に示すように、透明基板２と点状光源１２と導光体１３とを、所定の位置関係で支持するものである。よって、点状光源１２と導光体１３と透明基板２とを、ハウジングフレーム２５の所定の位置決め部に取り付けることのみによって、必要な組立精度を確実に得ることができる。また、各部材を正確に位置決めするための作業性を向上させることができる。
【００２６】
また、点状光源１２を凹部２８に装着するために、点状光源１２が実装されたＦＰＣ３０を、ハウジングフレーム２５の下面から側面を廻り、ハウジングフレーム２５の上面より、凹部２８を上方から覆うようにして凹部２８へと至る形状としたことから、面状照明装置の組立時に、前記ＦＰＣの取り回しを単純化し、作業性を向上させることができる。
【００２７】
また、ハウジングフレーム２５の側面には、ＦＰＣ３０のガイド部である溝部３１を設けたことにより、面状照明装置１の組立時に、ハウジングフレーム２５の側方から、溝部３１へとＦＰＣ３０を通すことのみによって、ＦＰＣ３０の位置決めを確実に行うことが可能となる。よって、ＦＰＣ３０が所定の位置からずれた状態で固定され、他の金属部品に接触してショートする虞を無くすことができ、信頼性の高い面状照明装置を提供することができる。
【００２８】
また、補強フレーム３２によって、凹部２８に取り付けられた点状光源１２と平面状座部２９に取り付けられた導光体１３とを、その上下方向から保護して、必要な強度を確保することができる。また、補強フレーム３２の上方に位置する一辺３２ｂによって、ＦＰＣ３０を、点状光源１２と共に凹部２８へと押しつけることが可能となり、組付の安定性、確実性を高めることができる。本実施の形態では、導光体１３を覆う光反射部材１６は、補強フレーム３２の上方に位置する一辺３２ｂに直接密着することとなり、この、補強フレーム３２の上方に位置する一辺３２ｂが、面状照明装置１を電子製品内に組み込む際に、電子製品の最表面に最も近い位置へと配置される。
【００２９】
さらに、補強フレーム３２の下方に位置する一辺３２ａは、ハウジングフレーム２５の下面に位置するＦＰＣ３０を避ける形状としたことから、ハウジングフレーム２５の下面において、ＦＰＣ３０と補強フレーム３２とが重なることによる、面状照明装置全体としての厚みの増大を防ぐことができる。
【００３０】
しかも、樹脂で形成したハウジングフレーム２５は、透明基板２の位置決め部である枠上座部２７を形成する、ハウジングフレーム２５の枠の厚さＤ1に比して、点状光源１２の位置決め部である凹部２８と、導光体１３の位置決め部である平面状座部２９の厚さＤ2を薄肉とし、かつ、上方に開放する形状としたことから、導光体１３を覆う光反射部材１６は、補強フレーム３２の上方に位置する一辺３２ｂに直接密着することとなる。また、前述のように、補強フレーム３２の上方に位置する一辺３２ｂが、面状照明装置１を電子製品内に組み込む際に、電子製品の最表面に最も近い位置へと配置される。よって、本実施の形態に係る面状照明装置１を、電子製品内に組み込む際に、透明基板２と反射型液晶表示素子（図示省略）とを、電子製品の最表面により近い位置へと配置することが可能となる。
【００３１】
また、透明基板２の位置決め部である枠上座部２７を形成する、ハウジングフレーム２５の枠の厚さＤ1に比して、点状光源１２の位置決め部である凹部２８と、導光体１３の位置決め部である平面状座部２９の厚さＤ2を薄肉とすることによる強度の低下を、ステンレススチール等の金属で成型した補強フレーム３２で覆うことで、面状照明装置１に求められる強度を確保することが可能である。
【００３２】
【実施例】
従来の面状照明装置は、導光体の上面を覆うハウジングフレーム２３が、面状照明装置を電子製品内に組み込む際に、電子製品の最表面に最も近い位置へと配置される。また、ハウジングフレーム２３の厚さは、必要な強度を得るために０．４〜０．５ｍｍ程度は最低限必要である。一方、本発明の実施の形態に係る面状照明装置は、補強フレーム３２の上方に位置する一辺３２ｂが、面状照明装置１を電子製品内に組み込む際に、電子製品の最表面に最も近い位置へと配置される。そして、補強フレーム３２の厚さは、必要な強度を得ることを考慮しても０．１〜０．２ｍｍ程度で十分である。
【００３３】
ところで、人間の感覚は、透明基板２と反射型液晶表示素子が、０．３ｍｍ程度奥に配置されたことさえ、感じ取ることができる。よって、従来のハウジングフレーム２３を用いた面状照明装置では、ハウジングフレーム２３の厚み０．４〜０．５ｍｍの分だけ、透明基板２と反射型液晶表示素子とが、電子製品の表示面に対し奥方に位置することに対し、違和感を覚え、表示装置としての視認性を損なう等の原因となっていた。しかしながら、本発明の実施の形態に係る面状照明装置は、補強フレーム３２の厚さが０．１〜０．２ｍｍ程度であることから、使用者に前述の違和感を与えることもなく、表示装置としての良好な視認性を得ることができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明はこのように構成したので、以下のような効果を有する。まず、本発明の請求項１に係る面状照明装置によれば、面状照明装置の組立時における作業性の向上と、組立精度の安定化を図ることができる。しかも、必要な強度を確保し、かつ、組付の安定性、確実性を高めることができる。
また、本発明の請求項２に係る面状照明装置によれば、面状照明装置の組立時に、前記ＦＰＣの取り回しを単純化することにより、面状照明装置の組立時における作業性の向上と、組立精度の安定化を図ることができる。
【００３５】
また、本発明の請求項３に係る面状照明装置によれば、前記ＦＰＣが所定の位置からずれた状態で固定され、他の金属部品に接触してショートする虞を無くし、より信頼性の高い面状照明装置を提供することができる。
【００３６】
さらに、本発明の請求項４に係る面状照明装置によれば、面状照明装置全体としての厚みの増大を防ぎ、更なる小型化を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る面状照明装置の要部を示す斜視図である。
【図２】発明の実施の形態に係る面状照明装置の、図１と同じ部分を、別方向から見た斜視図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線における断面を(ａ)に、図１のＣ−Ｃ線における断面を(ｂ)に、夫々示す図である。
【図４】発明の実施の形態に係る面状照明装置の、ハウジングフレームの平面図である。
【図５】従来の面状照明装置の、基本的構成部分を示す斜視図である。
【図６】従来の面状照明装置の一例を示す要部斜視図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線における断面図である。
【図８】従来の、他の面状照明装置を、図６のＡ−Ａ線に相当する部分で切断した断面図である。
【符号の説明】
１  面状照明装置
２  透明基板
１２  点状光源
１３  導光体
１５  光路変更手段
１６  光反射部材
１７  他端部
２５  ハウジングフレーム
２６  開口
２７  枠状座部
２８  凹部
２９  平面状座部
３０  ＦＰＣ
３１  溝部
３２  補強フレーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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