(57)【要約】【課題】面照明装置の光源装置において、点状の光源と一次元に拡大する光ガイドパイプとを密接させて光導入の効率を向上させる。【解決手段】Ｔ字形のプリント板１２の両端に光源部１１が固着されたプリン板半完成部材１を光ガイドパイプ２が固着されているホルダー４の中に組み込むに際して、該プリント板１２に設けた切欠き溝１２３の幅を調整して光源部１１を微移動させて該光ガイドパイプ２の入射端部２１に密接させる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホルダーと、光ガイドパイプと、プリント板半完成部材とを有し、
該ホルダーは、一側壁部に開口と、底部の両端のそれぞれに切欠き部を有するものであり、
光ガイドパイプは、両端の入射端部のそれぞれから入射した光が長手方向に沿った一方の側面に設けられた光ガイドプリズムアレイで反射して対向する他方の側面の出射側面から出射するもので、該ホルダーの開口から該出射側面が露呈するように挿入されて底部の上面に固着されるものであり、
プリント板半完成部材は、二つの光源部と、該光源部がＴ字形のプリント板の横行部の端子部のそれぞれに対向して搭載され、縦行部の先端が電源供給端子になっているもので、該二つの光源部のそれぞれが該ホルダーの切欠き部から突出して該光ガイドパイプの入射端部のそれぞれに対面するように該ホルダーの底部の下面に固着されるものであり、
該プリント板は、対向する該光源部の位置が接近／離反可能に横行部を過って縦行部に切欠き溝を有する
ことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
該プリント板は、フレキシブルプリント板であって、切欠き溝が該光源部のそれぞれを該光ガイドパイプの入射端部のそれぞれに密接するように幅調整され、補強部材で補強される
ことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
該光源部が、半導体発光素子である
ことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項４】
請求項１記載の光源装置と、導光板とを有し、
該導光板は、該光源装置の光ガイドパイプの出射側面から出射した光が入射する入射端面と、一方の表面に該光の入射方向に直交する鋸歯状に設けられたプリズムアレイと、他方の表面に該プリズムアレイで反射した光が照明光として出射する照明光出射面とを有する
ことを特徴とする面照明装置。
【請求項５】
請求項４記載の面照明装置と、液晶表示パネルとを有し、
該液晶表示パネルは、反射型の液晶表示パネルであり、
該面照明装置は、照明光出射面が該液晶表示パネルの前面に近接して、フロントライト式に照明するものである
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項４記載の面照明装置と、液晶表示パネルとを有し、
該液晶表示パネルが、透過型または半透過型の液晶表示パネルであり、
該面照明装置は、照明光出射面が該液晶表示パネルの背面に近接して、バックライト式に照明するものである
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１記載の光ガイドパイプが延伸し、該光ガイドパイプの入射端部に押圧された際に、光源部が傾倒して突出可能に、近接する該液晶表示パネルに逃げ部が設けられている
ことを特徴とする請求項５または６記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源装置と、該光源装置を用い、液晶表示パネルなどの受動型表示パネルを照明する面照明装置と、該面照明装置を用いて照明される液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
いろいろな電子機器に接続される表示装置には、ＣＲＴに代替して、液晶表示装置（ＬＣＤ）やプラズマ表示装置（ＰＤＰ）、エレクトロルミネッセンス表示装置（ＥＬ）などが知られている。その中でも、液晶表示装置は、軽薄短小で、しかも低消費電力、カラー化が進んでおり、携帯電話などの表示装置からＴＶまで、ますます発展し続けている。
【０００３】
ところで、ＰＤＰやＥＬは、駆動電圧の印加によって自らが発光するので能動型表示装置と呼ばれる。それに対して、液晶表示装置は駆動電圧の印加しても光の透過／遮蔽が制御されるもので、自らは発光しないので受動型表示装置と呼ばれる。そのために、液晶表示装置においては、表示に際しては何らかの照明が必要となる。
【０００４】
液晶表示装置の照明の仕方は、液晶表示装置を構成する液晶表示パネルの構造が透過型か反射型か、あるいは半透過型かによって異なったものとなる。しかし、何れにしても、表示画面の大小によらず、表示画面を均一に明るく照明することが重要である。
液晶表示装置が透過型の場合には、照明が液晶表示パネルの背面からなされて液晶表示パネルを貫通する構成になっている。従って、液晶表示パネルの厚み方向全体が透明であり、液晶を挟持する２枚の基板ともガラスのような透明なものからなり、液晶層に電圧を印加する電極もＩＴＯ　（１ｎｄｉｕｍ　ＴｉｎＯｘｉｄｅ）膜などの透明電極で構成される。
【０００５】
従って、透過型の液晶表示装置では、面照明装置が液晶表示パネルの背面（バック側）　に配置された構成になっている。照明装置がバックライトと呼ばれる所以である。透過型の液晶表示装置は、小画面の携帯電話やゲーム機器、大画面のパソコン、液晶ＴＶなどに多用されている。
図９はバックライト式の面照明装置の一例の模式図である。バックライト式の面照明装置１００は、液晶表示パネル６の背面（バック側）　に近接配置される。光源装置１０には、例えば発光ダイオードなどの光源部１１が設けられており、光源部１１から出た光は、光ガイドパイプ２を介して入射端面５１から導光板５に入射する。
【０００６】
導光板５は、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）のような透明なアクリル系の樹脂からなる。入射端面５１から導光板５の内部に導光された破線で示す光は、導光板５の裏面に並設されたプリズムアレイ５２で順次反射して２次元に広がり、液晶表示パネル６の背面から照明する。
バックライト式の面照明装置１００は、厚さ：ｄ１　を高々１．５ｍｍ程度に構成できる。従って、プリズムアレイ５２によって構成されたバックライト式の面照明装置１００は、液晶表示装置２００の全体の厚さを非常に薄くすることができる大きな利点を持っている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
一方、反射型の液晶表示装置の場合には、照明光が液晶表示パネルの前面から入射する構成になっており、照明光が入出射する一方の基板では照明光が透過するようにＩＴＯ膜などの透明電極が用いられ、他方の基板では背面が反射鏡面を兼ねて反射率の高い不透明な金属電極などが用いられる。
反射型の液晶表示装置は、大画面のものがパソコンなどに用いられており、照明を外部の自然光のみに頼る場合には昼間は使えるが暗い夜間では代替する光源が必要となる。そこで、最近ではフロントライトと呼ばれる面照明装置を用いて液晶表示装置を目視する液晶表示パネルの前面（フロント側）から照明し、夜間でも使えるようにした工夫がなされている。
【０００８】
図１０はフロントライト式の面照明装置の一例の模式図である。フロントライト式の面照明装置１００は、液晶表示パネル６の前面（フロント側）　に近接配置されている。光源装置１０には、例えば発光ダイオードなどの光源部１１が設けられており、光源部１１から出た光は、光ガイドパイプ２を介して入射端面５１から導光板５に入射するようになっている。導光板５は、例えば、ＰＭＭＡのような透明なアクリル系の樹脂からなる。入射端面５１から導光板５の内部に導入された破線で示す光は、導光板５の表面に設けられたプリズムアレイ５２で反射して液晶表示パネル６の前面から照明する（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
フロントライト式の面照明装置１００は、図９に示したバックライト式の面照明装置１００を単に引っ繰り返して用いればよいというものではないが、幾何学的な諸元はバックライト式の面照明装置１００に類似している。すなわち、フロントライト式の面照明装置１００も厚さ：ｄ２　を高々１．５ｍｍ程度に構成できる。従って、プリズムアレイ５２によって構成されたフロントライト式の面照明装置１００も、液晶表示装置２００の全体の厚さを非常に薄くすることができる。
【００１０】
図１１は両面照明式の面照明装置の一例の模式図である。この両面照明式の面照明装置１００は、背中合わせに背向配置した二つのバックライト式の液晶表示パネル６２、６３の間に近接挟持された構成になっている。
こゝで示した両面照明式の面照明装置１００を用いた液晶表示装置２００では、導光板５の、一方のプリズムアレイ５４で反射した光は他方の液晶表示パネル６３の背面から照明し、他方のプリズムアレイ５５で反射した光は一方の液晶表示パネル６２の背面から照明し、同時に二枚の液晶表示パネル６２、６３を照明することができる。
【００１１】
この両面照明式の面照明装置１００も、厚さｄ３　を高々１．５ｍｍ程度に構成できるので、液晶表示装置２００の全体の厚さを非常に薄くすることができる大きな利点を持っている。
ところで、携帯電話などでは、電源の電池を長持ちさせる目的もあって、液晶表示パネルの背面からバックライト式の面照明装置で点灯を必要としない明るい場所では、液晶表示パネルの前面から照射する太陽光などの自然外光によって反射型の液晶表示装置と同様に表示画像が視認できるように、半透過型の液晶表示パネルを装備した液晶表示装置が用いられるようになっている。
【００１２】
このように、面照明装置は、バックライト式にしろフロントライト式にしろ、あるいは両面照明式にしろ、厚みを非常に薄く構成することができる。従って、面照明装置は、薄形という液晶表示装置の特長を多いに活かすことができる。
ところで、光源装置においては、２次元の面状に光を拡大する導光板の入射端面に光源から発した点状の光を効率よく入射するために、光源から発して光ガイドパイプに導入した光を、一旦導光板の入射端面に対向する光ガイドパイプの長さ方向に帯状に拡大することが行われている。
【００１３】
図１２は光源装置の構成を示す模式的一部切り欠き斜視図斜視図である。図１２の光源装置１０において、光ガイドパイプ２は、薄い導光板５とほゞ同じ厚さを有し、例えば、ＰＭＭＡなどのような透明なアクリル系のプラスチックス製で、パイプと呼んでいるが中は空洞ではなくロッド状の棒状物体からなる。
光ガイドパイプ２には、矢印で示したように、両端の長手方向と交差する入射端部２１に近接配置したＬＥＤのような点状に近い半導体発光素子からなる光源部１１が発する光が導光される。光源部１１から光ガイドパイプ２の入射端部２１に入射した破線で示した光は、長手方向に沿った一方の側面に設けられた光ガイドプリズムアレイ２２で順次反射して、対向する他方の出射側面２３に向かって均一に広がり、実線の矢印で示したように、外部に出射する。そして、光ガイドパイプ２から出射した光は、出射側面２３に近接対向する導光板５の入射端面５１から導光板５の内部に導光するようになっている。
【００１４】
つまり、光源部１１から導光板５までの光の経路を辿ると、光源部１１から出射した光が効率よく導光板５に入射するかどうかは、光源部１１と光ガイドパイプ２の入射端部２１との近接位置関係、および光ガイドパイプ２の出射側面２３と導光板５の入射端面５１との近接位置関係に依存している。
ところで、光源装置は、光ガイドパイプの厚さが１．５ｍｍ程度の導光板とほゞ等しく、形状としてはかなり小さく薄いものである。従って、製造・組立には、いろいろな工夫がなされている。
【００１５】
図１３は光源装置の要部の組立工程を示す分解斜視図、図１４は光源装置の組立工程図である。図１３には後述する面照明装置の組立工程も併記してある。
図１３において、光源部１１には、例えばチップ状のＬＥＤなどの半導体発光素子が用いられる。被照明物がフルカラー表示をする表示装置の場合などには、白色光源でなければならないので、例えば、半導体発光素子の青色発光に補色の黄色蛍光を加色混色して白色になるようにしている。
【００１６】
プリント板１２は、形状がＴ字形で可撓性を有し、例えば、ポリイミド製のフレキシブルプリント板（ＦＰＣ）などが用いられる。電源を供給する配線や端子がパターニングされた構成になっており、横行部１２１の両端の電極部分に光源部１１がはんだ付けによって搭載され、縦行部１２２の先端が電源に連なる電源供給端子となっている。
【００１７】
光源部１１に対面する光ガイドパイプ２の入射端部２１は、光源部１１から発する光が効率よく導光できるように鏡面加工してある。また、長手方向に沿う一方の側面には光ガイドプリズムアレイ２２が設けられている。この光ガイドプリズムアレイ２２は、対向する他方の出射側面２３に光源部１１から導光された光を長手方向に均一に拡げる役目を果たしている。この出射側面２３も、対向近接する導光板５の入射端面５１に効率よく導光して導光板５の中に入射されるように鏡面加工されている。
【００１８】
光ガイドパイプ２は、例えば、ＰＭＭＡのような透明なアクリル系の樹脂などからなり、一方の側面に鋸歯状に形成される光ガイドプリズムアレイ２２や、入射端部２１や他方の側面の出射側面２３の鏡面加工などは、予めモールド金型に彫り込まれており、樹脂モールド成形によって一括で製造できるようになっている。
【００１９】
補強部材３は、高々０．２ｍｍで可撓性のＦＰＣからなるプリント板１２を補強するもので、例えば，ガラス繊維で補強したエポキシ樹脂、いわゆるガラエポの薄板などで構成されている。
ホルダー４は、Ａｌや不錆鋼の薄板を板金加工したもので、光源装置１０の外形を形作るものである。つまり、ホルダー４には、光源部１１と光ガイドパイプ２と補強部材３などが組み込まれている。
【００２０】
このような構成部材からなる光源装置１０では、光源部１１で発した光が光ガイドパイプ２の入射端部２１から効率よく内部に導光されるためには、当然のことながら入射端部２１は鏡面に加工されているが、光源部１１とできるだけ密接していることが望ましいことはいうまでもない。
光源装置１０の組立工程においては、光源装置１０と導光板５とからなる面照明装置１００を効率よく製造・組立するために、光源装置１０の組立に際して、プリント板１２に光源部１１の半導体発光素子をはんだ付けする工程を予め別工程で行う。つまり、プリント板１２の横行部１２１の両端の電極部分に光源部１１をはんだ付けして搭載し、半完成部材をプリント板半完成部材１として用意している。
【００２１】
光源装置１０を組み立てるには、先ず、図１４（Ａ）の挿入工程で、ホルダー４の底板部分の上に光ガイドパイプ２を挿入し、図１４（Ｂ）の貼付工程で、例えば、両面粘着テープなどの接着手段を用いて固着する。
次いで、図１４（Ｃ）の貼付工程において、ホルダー４の底板部分の両端の切欠き部に、プリント板半完成部材１の両端にはんだ付けされて搭載されている突出した光源部１１を突入させる。その際、光源部１１が光ガイドパイプ２の入射端部２１に確り対面するように精度よく位置決めし、例えば、両面粘着テープなどの接着手段を用いてホルダー４に固着する。
【００２２】
そのあとは、図１４（Ｄ）の試験工程において、光源部１１の点灯試験などを行って、一連の光源装置１０の組立作業が終了し、光源装置１０が完成する。
なお、面照明装置１００の組立は、図１４（Ｅ）の挿入工程において、光源装置１０の光ガイドパイプ２の出射側面２３と導光板５の入射端部２１とを対面するように挿着し、図１４（Ｆ）の試験工程において、面照明装置１００の試験を行えば、面照明装置１００が完成する。
【００２３】
【特許文献１】
特開平１０─２０８５３０号公報（発明の詳細な説明）
【００２４】
【特許文献２】
特開平１１─１８４３８６号公報（発明の詳細な説明）
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光源装置においては、光源部から発する限られた光量の光を如何に効率よく光ガイドパイプ２に導光するかは、光量が大きくて明るい面照明装置としての性能向上に欠かせないことである。
図１５は光源部から光ガイドパイプへの導光の模式図である。図１５において、光源部１１で発した光は光ガイドパイプ２に導光される。光源部１１から発した光量：Ｌは、光源部１１と光ガイドパイプ２の入射端部２１との間隙、つまりクリアランスＣ＝０でないと散逸して光量：ｌに減じてしまう。
【００２６】
ところが、光源装置１０の組立工程では、ＦＰＣからなるプリント板１２の加工精度やそのプリント板１２に搭載する光源部１１のはんだ付けの位置精度といったプリント板半完成部材１の組立精度、プリント板半完成部材１をホルダー４に組み込む際の組込み精度などが製造ばらつきの要因となる。さらに、光ガイドパイプ２の熱膨張も考慮しなければならない。
【００２７】
そのため、光を最も効率よく伝送するには本来的には密接していることが好ましい光源部１１と光ガイドパイプ２の入射端部２１との隙間に、片方にクリアランスＣ＝０．２ｍｍずつ、両側で０．４ｍｍのクリアランスを設けている。その結果、このクリアランスＣに起因して、光源部１１から発する光量：Ｌは、光ガイドパイプ２に導光されると光量：ｌ（ｌ＜Ｌ）に損失してしまうことが否めなかった。
【００２８】
そこで、本願発明では、光源部と光ガイドパイプの入射端面とのクリアランスＣ＝０にする組立を可能にする光源装置と、その光源装置を用いた面照明装置と、その面照明装置を用いた液晶表示装置を提供することを目的としている。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上で述べた課題は、請求項１において、ホルダーと、光ガイドパイプと、プリント板半完成部材とを有し、該ホルダーは、一側壁部に開口と、底部の両端のそれぞれに切欠き部を有するものであり、光ガイドパイプは、両端の入射端部のそれぞれから入射した光が長手方向に沿った一方の側面に設けられた光ガイドプリズムアレイで反射して対向する他方の側面の出射側面から出射するもので、該ホルダーの開口から該出射側面が露呈するように挿入されて底部の上面に固着されるものであり、プリント板半完成部材は、二つの光源部と、該光源部がＴ字形のプリント板の横行部の端子部のそれぞれに対向して搭載され、縦行部の先端が電源供給端子になっているもので、該二つの光源部のそれぞれが該ホルダーの切欠き部から突出して該光ガイドパイプの入射端部のそれぞれに対面するように該ホルダーの底部の下面に固着されるものであり、該プリント板は、対向する該光源部の位置が接近／離反可能に横行部を過って縦行部に切欠き溝を有するように構成された光源装置によって解決される。
【００３０】
つまり、光源装置を構成するホルダーと光ガイドパイプとプリント板半完成部材の基本的な構成、およびその組立工程は従来とかわらない。しかし、プリント板半完成部材を工程するプリント板の構成が本発明を特徴付けている。
プリント板はＴ字形をしている。横行部の両端は端子部になっており、光源部がはんだ付けされるようになっている。また縦行部の先端は、光源部に電源を機器るす電源機器端子になっている。
【００３１】
従来のプリント板半完成部材では、横行部の両端に固定されている光源部の間隔は固定されている。そのために、光源装置を組み立てる際に、光源部と光ガイドパイプの入射端部との間に所定の、例えば、０．２ｍｍのクリアランスＣを設けることが設計上不可欠であった。
そこで、本発明においては、プリント板の横行部を過って縦行部に切欠き溝を設け、対向する光源部を近づけたり遠ざけたりできるようにしている。そうすると、電源装置の組み立てに際して、二つの光源部のそれぞれの位置を微動させて光ガイドパイプの入射端部に密接させることができる。
【００３２】
その結果、光源部から光ガイドパイプへの導光の効率を大幅に改善することができる。
次いで、請求項２において、該プリント板は、フレキシブルプリント板であって、切欠き溝が該光源部のそれぞれを該光ガイドパイプの入射端部のそれぞれに密接するように幅調整され、補強部材で補強されるように構成された請求項１記載の光源装置によって解決される。
【００３３】
つまり、プリント板には、切欠き溝を介して二つの光源部の位置を微動できるようにフレキシブルプリント板、いわゆるＦＰＣを用いるようにしている。
ところが、ＦＰＣは１００μｍオーダの薄いフィルム状であり、しかも、光源部は片持ち状にプリント板にはんだ付けされている。そのため、光源部を光ガイドパイプの入射端部に密接した状態で支持し切れない。そこで、プリント板に裏打ち補強するために、補強部材で補強するようにしている。
【００３４】
次いで、請求項３において、光源部が、半導体発光素子であるように構成された請求項１記載の光源装置によって解決される。
つまり、光ガイドパイプの入射端部に密接する光源部にはチップ状の半導体発光素子を用いることによって、導光板と相まって小形で軽量であることを実現するようにしている。
【００３５】
次いで、請求項３において、該光源部が、半導体発光素子であるように構成された請求項１記載の光源装置によって解決される。
つまり、本発明になる光源装置は、非常に小形で軽薄な構成を指向しているので、光源は点状の光源に近いものとし、その点状の光源を光ガイドパイプに導光して線状の光源に拡大するようにしている。
【００３６】
その実現のために、光源には発光ダイオードやレーザダイオードなどの半導体発光素子を用い、そのチップから発する点状の光源を用いるようにしている。
次いで、請求項４において、請求項１記載の光源装置と、導光板とを有し、該導光板は、該光源装置の光ガイドパイプの出射側面から出射した光が入射する入射端面と、一方の表面に該光の入射方向に直交する鋸歯状に設けられたプリズムアレイと、他方の表面に該プリズムアレイで反射した光が照明光として出射する照明光出射面とを有するように構成された面照明装置によって解決される。
【００３７】
つまり、導光板は、光源装置によって線状に拡大された光を導光して面状の光に拡大し、被照明物を照明するものである。
光源装置に組み込まれた光ガイドパイプの出射側面に導光板の入射端面を対向させ、出射側面かちの出射光を対向する入射端面から導光板の内部に導光するようにしている。導光板には、一方の表面に鋸歯状のプリズムアレイが設けられており、入射端面から入射した光をプリズムアレイで反射するようにしている。この反射光は導光板の厚さ方向を通して他方の照明光出射面から導光板の外部に出射し、例えば、近接配置された被照明物を照明するようになっている。
【００３８】
こうして、効率の良い光源装置からの光を導光板に導光して、効率の良い面状の照明光を発する面照明装置を実現することができる。
次いで、請求項５においては、請求項４記載の面照明装置と、液晶表示パネルとを有し、該液晶表示パネルは、反射型の液晶表示パネルであり、該面照明装置は、照明光出射面が該液晶表示パネルの前面に近接して、フロントライト式に照明するものであるように構成された液晶表示装置によって解決される。
【００３９】
つまり、本発明になる面照明装置の照明光出射面に反射型の液晶表示パネルの前面を近接させるようにしている。そして、液晶表示パネルをフロントライト式に照明するようにしている。
こうすると、面照明装置から出射した照明光は液晶表示パネルの前面から液晶表示パネルの中に入射し、液晶表示パネルの反射鏡で反射して戻る。その間に照明光は液晶層で表示画像に変調される。そして、表示画像は導光板を通して視認できる。
【００４０】
次いで、請求項６においては、請求項４記載の面照明装置と、液晶表示パネルとを有し、該液晶表示パネルが、透過型または半透過型の液晶表示パネルであり、該面照明装置は、照明光出射面が該液晶表示パネルの背面に近接して、バックライト式に照明するものであるように構成された液晶表示装置によって解決される。
【００４１】
つまり、本発明になる面照明装置の照明光出射面に透過型または半透過型の液晶表示パネルの背面を近接させるようにしている。そして、液晶表示パネルをバックライト式に照明するようにしている。
こうすると、面照明装置から出射した照明光は液晶表示パネルの背面から液晶表示パネルの中に入射して液晶層を透過し、液晶表示パネルの前面から出射することになる。その間に照明光は液晶層で表示画像に変調され、表示画像として視認できる。
【００４２】
次いで、請求項７においては、請求項１記載の光ガイドパイプが延伸し、該光ガイドパイプの入射端部に押圧された際に、光源部が傾倒して突出可能に、近接する該液晶表示パネルに逃げ部が設けられているように構成された請求項５または６記載の液晶表示装置によって解決される。
つまり、本発明では、光ガイドパイプが二つの光源部に挟まれており、光源部と光ガイドパイプの入射端部が密接するようにしている。そのため、光ガイドパイプが熱膨張して延伸すると、入射端部に密接している光源部が押圧されて傾倒してしまう。
【００４３】
因みに、光ガイドパイプが、例えばアクリル径の樹脂からなる場合には、光ガイドパイプの長さ：６５ｍｍ、温度差：１００度Ｃとすると、０．４ｍｍ伸びることになる。
そこで、伸びた光ガイドパイプによって光源部が押された際には、光ガイドパイプの入射端部に密接している光源部は、光源部がはんだ付けされているプリント板とそのプリント板を補強している補強部材とが屈曲して傾倒しなければならない。
【００４４】
そこで、光源部が傾くことができるように、近接している液晶表示パネルに逃げ部を設けるようにしている。この逃げ部によって、光源部は自在に傾倒できるとともに、光ガイドパイプの押圧が消勢すれば、プリント板と補強部材の弾発性によって元に戻って密接するようになっている。
【００４５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第一／第二の実施例の一部切り欠き分解斜視図、図２は図１の要部の拡大斜視図、図３は本発明の第三の実施例の模式的一部切り欠き斜視図、図４は本発明の第四の実施例の模式的一部切り欠き斜視図、図５は本発明の効果を示す説明図、図６は本発明の第五の実施例の模式的斜視図、図７は本発明の第六の実施例の模式的斜視図、図８は本発明の第七の実施例の模式的斜視図である。
【００４６】
図中、１はプリント板半完成部材、１１は光源部、１２はプリント板、１２１は横行部、１２２は縦行部、１２３は切欠き溝、２は光ガイドパイプ、２１は入射端部、２２は光ガイドプリズムアレイ、２３は出射側面、３は補強部材、４はホルダー、４１は底部、４２は切欠き部、５は導光板、５１は入射端面、５２にプリズムアレイ、５３は照明光出射面、６は液晶表示パネル、６１は逃げ部、１０は光源装置、１００は面照明装置、２００は液晶表示装置である。
【００４７】
〔実施例１〕
図１と図２において、プリント板半完成部材１は、光源部１１とプリント板１２とから構成されている。光源部１１には、例えば発光ダイオードを用いており、被照明物がカラー表示をするために白色光源を得る場合には、青発光と補色の黄蛍光を加色混光して白色にしている。発光ダイオードのチップからの発光なので、光源部１１は点状の光源である。
【００４８】
プリント板１２は、例えばポリイミド製のＴ字形をしたＦＰＣ（フレキシブルプリント板）で、横行部１２１の両先端の端子は、縦行部１２２の先端の電源供給端子と連なるようにプリント配線がなされている。また、横行部１２１を過って縦行部１２２に切欠き溝１２３が設けられている。
横行部１２１の端子には光源部１１が互いに内向きに対向するようにはんだ付けされて固定されており、縦行部１２２の先端の電源供給端子は、図示してない電源に接続されて光源部１１の電源を供給するものである。こうして、プリント板半完成部材１ができあがる。
【００４９】
ホルダー４は、箱を横に倒した形状をしており、例えば、長さは被照明物の幅に見合って数十ｍｍであるが、高さや横方向の深さが数ｍｍ単位で非常に小さいものなので、例えばアルミニウムや不銹鋼の薄板を精密板金加工によって構成する。横面が開口しており、底部４１の両端には切欠き部４２が設けてある。
ところで、光源装置１０を組み立てるには、先ず、ホルダー４の横面の開口から光ガイドパイプ２を、光ガイドプリズムアレイ２２が奥になり出射側面２３が表出するように挿入する。そして、底部４１の上面に粘着して固定する。
【００５０】
次いで、プリント板半完成部材１をホルダー４の中に組み込む。プリント板半完成部材１では、横行部１２１の両端に光源部１１が突出しているので、この突出している光源部１１がホルダー４の底部４１の両端の切欠き部４２に突入するように下から挿入する。
こゝで、横行部１２１を斜線矢印で示したように左右に微動させて切欠き溝１２３の幅を調整し、図２の大矢印の方向に微動させて光源部１１を光ガイドパイプ２の入射端部２１に密接させる。それから、底部４１の下面に横行部１２１の表側を粘着して固定する。
【００５１】
次いで、補強部材３をプリント板１２の横行部１２１の裏面に粘着して固定する。そのあと、光源装置１０としては、縦行部１２２の端部の電源供給端子から電源を供給して光源部１１を点灯検査を行い、光源部１１の発光素子が規定通りの発光をすれば、光源装置１０の組み立ては終了する。
こうして、光源部１１をはんだ付けして固着するプリント板１２に切欠き溝１２３を設けて溝幅を拡縮できるようにする。そして、組み立てに際しては、光源部１１を矢印で示したように微動させることによって光源部１１を光ガイドパイプ２の入射端部２１に密接させる、すなわち、クリアランスＣ＝０ｍｍにすることができる。
【００５２】
〔実施例２〕
図１において、プリント板１２は、フレキシブルプリント板であって、横行部１２１の両端に固着されている光源部１１のそれぞれを光ガイドパイプ２の入射端部２１のそれぞれに密接するように切欠き溝１２３の幅を調整できるようになっている。
【００５３】
ところが、プリント板１２はフレキシブルプリント板、いわゆるＦＰＣで、例えば、ポリイミドやポリエステルなどを基材とした１００μｍオーダの薄いフィルム状である。しかも、光源部１１が片持ち状にプリント板１２の横行部１２１の端部にはんだ付けされている。
そのため、光源部１１を光ガイドパイプ２の入射端部２１に密接した状態で支持し切れない。そこで、プリント板半完成部材１をホルダー４に組み込むに際して、切欠き溝１２３の幅を微拡縮して光源部１１を入射端部２１に密接させた状態で、プリント板１２の裏面に補強部材３を用いて裏打ち補強する。
【００５４】
〔実施例３〕
図３において、光源装置１０の光源部１１は、高さや横方向の深さが数ｍｍ単位で非常に小さいホルダー４の中に組み込む構成によって点状の光源に近いものとし、小形、軽量を実現している。
その実現のために、光源部１１には発光ダイオードやレーザダイオードなどのチップ状の半導体発光素子から発する点状の光源を用いている。この点状の光源は、光ガイドパイプ２に導光して光ガイドプリズムアレイ２２で反射させ線状の光源に拡大して出射側面２３から照射するようになっている。
【００５５】
液晶表示パネルのような被照明物の表示画像がカラー表示の場合には、白色光源が必要になるため、発光素子の青色発光と紫外線によって発光する補色の黄色蛍光を加色混光して白色にしている。
つまり、本発明になる光源装置１０は、非常に小形で軽薄な構成を指向しているので、光源部１１は点状の光源に近いものとし、その点状の光源を光ガイドパイプ２に導光して線状の光源に拡大するようにしている。
【００５６】
〔実施例４〕
図４において、面照明装置１００は、光源装置１０と導光板５とで構成する。導光板５は、例えば、高々１．５ｍｍ程度の厚さの透明なアクリル系樹脂からなり、大矢印の方向からホルダー４の張出部分に嵌入される。そうすると、一方の側端の入射端面５１が光ガイドパイプ２の出射側面２３に密接して、出射側面２３から出射した光が過不足無く導光板５の中に入射するようになっている。
【００５７】
また、導光板５の一方の表面には光の入射方向に直交する鋸歯状のプリズムアレイ５２を設け、他方の表面はプリズムアレイ５２で反射した光が照明光として出射する照明光出射面５３となっている。
プリズムアレイ５２は照明光が被照明物の表示画像に照明むらが生じないように、光が反射する急斜面と緩斜面からなる山谷のプリズムが数１００μｍピッチで連なった構成になっている。入射端面５１や照明光出射面５３は、鏡面仕上げされた平面になっている。
【００５８】
光源装置１０の出射側面２３から出射し、一点破線で模式的に示した光は、入射端面５１を通して導光板５の中に導光し、連なったプリズムアレイ５２で順次反射する。そして、照明光出射面５３の全面から一様に照明光として出射する。従って、本発明になる面照明装置１００に被照明物を近設すれば均一に照明することができる。
【００５９】
クリアランスＣ＝０ｍｍによる本発明の効果を図５によって説明する。図５（Ａ）において、光源部１１と光ガイドパイプ２の入射端部２１との間に、設計上片側にクリアランスＣ＝０．２ｍｍずつのクリアランスを設けた場合には、光源部１１と入射端部２１との間隙が、一方の側が密接したり、他方の側が大きく離れたりといったばらつきが生じ、このばらつきは、光源装置１０の組み立ての際に避けられない。
【００６０】
クリアランスＣ＝０の効果の評価は、図５（Ａ）に示した導光板５の矢印で示した９点で垂直方向に出射する光を光度計で測定して平均した輝度（ｃｄ／ｍ２）で行った。
図５（Ｂ）は、縦軸を相対輝度（任意単位）、横軸をクリアランスＣ（ｍｍ）として、導光板から出射する光量を図示したものである。従来の設計上のクリアランスＣ＝０．２ｍｍを△で示した１と規格化すると、当然のことながらクリアランスＣが大きくなると、相対的に輝度が低下してくる。
【００６１】
いま、本願発明のように、光源部１１と光ガイドパイプ２とを密接して、●印で示したクリアランスＣ＝０とすると、従来の△印で示したクリアランスＣ＝０．２ｍｍに比べて約３０％も出射光量が増加する効果が確認できた。
〔実施例５〕
図６において、本発明になる光源装置１０を装備した面照明装置１００の導光板５の０００出射面５３を反射型の液晶表示パネル６の前面に近接すれば、液晶表示パネル６を前面から照明する、いわゆるフロントライト式に照明する液晶表示装置２００が構成できる。
【００６２】
このフロントライト式の照明型式は、面照明装置１００が液晶表示パネル６の前面から照明し、形成された表示画像が面照明装置１００の導光板５を通して視認できるものである。
〔実施例６〕
図７において、本発明になる光源装置１０を装備した面照明装置１００の導光板５の照明光出射面５３を透過型または半透過型の液晶表示パネル６の背面に近接すれば、液晶表示パネル６を背面から照明する、いわゆるバックライト式に照明する液晶表示装置２００が構成できる。
【００６３】
このバックライト式の照明型式は、面照明装置１００が液晶表示パネル６の背面から照明し、照明光が液晶表示パネル６を通して形成された表示画像が液晶表示パネル６の前面から視認できるものである。
〔実施例７〕
光ガイドパイプ２は、例えば、材質が透明性のよいＰＭＭＡ（ポリメタアクリル酸メチル）などのアクリル系の樹脂からなり、被照明物の大きさによって長さが決まるが、アクリル系樹脂は熱によって膨張する性質をもっている。
【００６４】
ところで、図１に示したように光ガイドパイプ２は両端の入射端部２１に光源部１１が密接している。そのため、光ガイドパイプ２が熱膨張して延伸した際に光源部１１が押される。ところが、光源部１１はプリント板１２や補強部材３によって下面しか支持されていないので、光源部１１は押されるとプリント板１２と補強部材３が屈折して傾倒する。
【００６５】
一方、図６および図７では、液晶表示装置２００の構成を模式的に図示したので、液晶表示パネル６の大きさを面照明装置１００の導光板５と同じ大きさに示した。ところが、液晶表示パネル６の表示画面は、導光板５の大きさと近似しているが、実際には、表面画面の外周に配線部分や制御回路などが搭載されているので、光源装置１０まで覆う大きさになっている。
【００６６】
そこで、図８でその対策を説明する。すなわち、図８（Ａ）において、面照明装置１００に近接した液晶表示パネル６が配設されて液晶表示装置２００が構成されている。光源装置１０の両端の光源部１１の部位を拡大して図８（Ｂ）に示す。
図８（Ｂ）において、本発明になる光源装置１０では、光源部１１は光ガイドパイプ２の入射端部２１と密接した構成になっている。そのため、光ガイドパイプ２が熱膨張して延伸するとハッチした矢印の方向に光源部１１を押圧する。その結果、光源部１１を固着支持しているプリント板１２と補強部材３が屈折し、光源部１１が白矢印に示したように傾倒する。
【００６７】
そこで、液晶表示パネル６に逃げ部６１を設け、光源部１１が傾倒して下方に飛び出しても自在に首を振る様に倒れることができるようにする。光ガイドパイプ２の押圧が消勢すれば、プリント板１２と補強部材３の弾発性によって元に戻って密接するようになっている。
因みに、光ガイドパイプ２にＰＭＭＡを用いた場合、ＰＭＭＡの熱膨張の線膨張係数を６．１×１０−５／℃とし、例えば、光ガイドパイプ２の長さが６５ｍｍで温度差が１００℃であったとすると、光ガイドパイプ２の伸びる長さは０．４ｍｍとなり、片側で０．２ｍｍとなる。従来の光ガイドパイプ２の入射端部２１と光源部１１とのクリアランスＣ＝０．２ｍｍとした根拠の一つである。
【００６８】
こゝで例示した光源装置において、Ｔ字形のプリント板の形状や切欠き溝の形状などは、光源部が光ガイドパイプの入射端部に密接可能なことを意図して例示したものであり、種々の変形が可能である。
また、光ガイドパイプにはプリズムアレイのない構成もあり、光ガイドプリズムアレイの形状や設ける位置なども例示であって限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００６９】
さらに、本願発明になる光源装置を装備した面照明装置において、構成要素のうち、導光板はいろいろな構成のものを汎用的に導光板と呼んでおり、プリズムアレイのない構成もある。こゝでは、導光板の寸法や素材などの諸元も例示であって限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
さらに、本発明になる面照明装置は、フロントライト式やバックライト式の液晶表示パネルの照明ばかりでなく、両面照明可能な面照明装置用の光源装置としても適用できる。
【００７０】
さらに、本発明になる光源装置は、導光板を用いた面照明を必要する他の被照明物に対しても用いることができ、種々の変形が可能である。
【００７１】
【発明の効果】
従来の光源装置は、点光源状の光源を線光源に拡大する光ガイドパイプに導光する際に、組み立て作業上の制約から、光源部と光ガイドパイプの入射端部との環にクリアランスを設けていたが、本発明ではこのクリアランスを無くすることができる。その結果、３０％の光量を有効に利用することができる。
【００７２】
従って、本発明になる光源装置と、その光源装置を装備した面照明装置と、その面照明装置によって照明される液晶表示装置は、ともども明るく、小形で軽量を実現することができ、今後ますます期待されるディスプレイの発展に寄与するところ大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一／第二の実施例の一部切り欠き分解斜視図である。
【図２】図１の要部の拡大斜視図である。
【図３】本発明の第三の実施例の模式的一部切り欠き斜視図である。
【図４】本発明の第四の実施例の模式的一部切り欠き斜視図である。
【図５】本発明の効果を示す説明図である。
【図６】本発明の第五の実施例の模式的斜視図である。
【図７】本発明の第六の実施例の模式的斜視図である。
【図８】本発明の第七の実施例の模式的斜視図である。
【図９】バックライト式の面照明装置の一例の模式図である。
【図１０】フロントライト式の面照明装置の一例の模式図である。
【図１１】両面照明式の面照明装置の一例の模式図である。
【図１２】光源装置の構成を示す模式斜視図である。
【図１３】光源装置の要部の組立工程を示す分解斜視図である。
【図１４】光源装置の組立工程図である。
【図１５】光源部から光ガイドパイプへの導光の模式図である。
【符号の説明】
１　プリント板半完成部材
１１　光源部　　　　　　１２　プリント板
１２１　横行部　　　　　１２２　縦行部　　　　　１２３　切欠き溝
２　光ガイドパイプ
２１　入射端部　　　　　２２　光ガイドプリズムアレイ
２３　出射側面
３　補強部材
４　ホルダー　　　　　　４１　底部　　　　　　　４２　切欠き部
５　導光板　　　　　　　５１　入射端面　　　　　５２　プリズムアレイ
５３　照明光出射面
６　液晶表示パネル　　　６１　逃げ部
１０　光源装置
１００　面照明装置
２００　液晶表示装置
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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