(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付近に長手状の光源を配置し、前記光源を覆いかつ前記透明基板における前記側端面近傍部分まで延びて前記透明基板を固定する断面視略コ字形のフレームを有する面状照明装置において、
前記光源を、前記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少なくとも一方に配置され、かつフレキシブルプリント基板に実装される点状光源と、から構成し、
前記フレキシブルプリント基板は、前記点状光源を載置する基板本体と、該基板本体から延設されて前記点状光源及び前記点状光源近傍の端子部を覆って電気的に絶縁する覆い部と、からなり、
前記覆い部は、折り曲げ部を備えるとともに、その内側に折り曲げ部を避けて熱伝導性が高くかつ透明性の低い材料からなる補強膜が形成され、
前記フレームの端部には、前記フレキシブルプリント基板の基板本体を収容するための段差を有し、前記フレキシブルプリント基板における点状光源を配置する点状光源配置部分を収容する点状光源収容部を設け、
前記フレキシブルプリント基板の点状光源配置部分には、前記導光体の透明基板に臨む面と対向する面に平行に延びる延設部を設け、該延設部を前記導光体と前記フレームの間に挿入することにより、前記フレキシブルプリント基板の位置決めを行いかつ前記フレキシブルプリント基板の前記点状光源収容部からの抜けを防止する位置決め抜け防止一体化機構を設けたことを特徴とする面状照明装置。
【請求項２】
前記覆い部は、基板本体に対して折り曲げて延設されたことを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項３】
前記補強膜は銅箔であることを特徴とする請求項１又は２に記載の面状照明装置。
【請求項４】
折り曲げ部分についてはカバーコートを除去したことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに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】
低消費電力で動作する液晶表示装置は、薄型、軽量等の特徴があるので、主にコンピュータ用途を中心とした表示装置としての需要が増大している。液晶表示装置の構成部材である液晶は、自ら発光しないため、ブラウン管等の発光型素子と異なり、画像を観察するための照明手段が必要である。特に、近年の薄型化の要求の中では、液晶表示装置を照射するための照明手段として、薄板状のサイドライト方式（導光板方式）の面状照明装置を使用することが多い。
【０００３】
このようなサイドライト方式の面状照明装置の一例として図９ないし図１２に示すものがある。
図９ないし図１１において、この面状照明装置１は、透光性材料からなる透明基板２と、透明基板２の一側端面３に近接させて配置された長手状の光源４とから大略構成されている。透明基板２の下面側に液晶パネル５が配置され、この面状照明装置１は、その液晶パネル５の補助照明として用いられるようになっている。また、面状照明装置１及び液晶パネル５を覆うようにして、箱状の金属フレーム６が備えられている。
【０００４】
透明基板２は、前記一側端面３から遠ざかるにしたがって、その板厚が徐々に薄くなる、いわゆる楔形に形成されている。光源４は、透明基板２の一側端面３に沿って近接配置される三角形の長板状の透明材料からなる導光体７と、導光体７の一端部７ａに対面して配置され、フレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣという。）９に実装される点状光源８と、から大略構成されている。
【０００５】
また、導光体７における透明基板２に臨む面（導光体第１面）７ｂに対向する面（導光体第２面）７ｃは、導光体第１面７ｂに対して平面視傾斜して形成されている。導光体第２面７ｃには、断面形状が略三角形の溝部１０ａと、該溝部１０ａの間に形成される平坦部１０ｂとからなる光路変換手段１０が設けられており、点状光源８が一端部７ａに配置されているにも関わらず、導光体７の一端部７ａから入射した光線が導光体第１面７ｂにおいて均一に放射されるようにしている。
【０００６】
透明基板２の一面（図１１上側。以下、上面という。）１１には、光反射パターン１２が形成されており、導光体７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している。
【０００７】
ＦＰＣ９には、点状光源８が並んでチップ部品１３が配置されており、その端子１４が半田により銅箔１５（導体部）に接続されている。図１０中、格子状に示したものは半田フィレット１６である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した図９ないし図１１に示す従来技術では、端子１４及び半田フィレット１６等が金属フレーム６に近接して配置されるため、当該部分で短絡することが起こる虞がある。また、点状光源８からの光が導光体７に効率よく入射することが望まれている。しかしながら、上述した従来技術では、点状光源８は略露出した状態で配置されているので、例えば図１２に示すように点状光源８の周囲から外部に光Ｌが漏れ、その分、上述した要望に応え得るものになっていなかった。また、ＦＰＣ９については、組付時に良好に位置決めされること及び脱落防止が図れることが望まれている。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、短絡防止が図れ、かつ点状光源からの発射光の有効利用を図ることができ、さらに、フレキシブルプリント基板の位置決め及び脱落防止を適切に行え、さらに放熱性の改善を図ることができる面状照明装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、透光性材料からなる透明基板の側端面付近に長手状の光源を配置し、前記光源を覆いかつ前記透明基板における前記側端面近傍部分まで延びて前記透明基板を固定する断面視略コ字形のフレームを有する面状照明装置において、前記光源を、前記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少なくとも一方に配置され、かつフレキシブルプリント基板に実装される点状光源と、から構成し、前記フレキシブルプリント基板は、前記点状光源を載置する基板本体と、該基板本体から延設されて前記点状光源及び前記点状光源近傍の端子部を覆って電気的に絶縁する覆い部と、からなり、前記覆い部は、折り曲げ部を備えるとともに、その内側に折り曲げ部を避けて熱伝導性が高くかつ透明性の低い材料からなる補強膜が形成され、前記フレームの端部には、前記フレキシブルプリント基板の基板本体を収容するための段差を有し、前記フレキシブルプリント基板における点状光源を配置する点状光源配置部分を収容する点状光源収容部を設け、前記フレキシブルプリント基板の点状光源配置部分には、前記導光体の透明基板に臨む面と対向する面に平行に延びる延設部を設け、該延設部を前記導光体と前記フレームの間に挿入することにより、前記フレキシブルプリント基板の位置決めを行いかつ前記フレキシブルプリント基板の前記点状光源収容部からの抜けを防止する位置決め抜け防止一体化機構を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の面状照明装置において、前記覆い部は、基板本体に対して折り曲げて延設されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の面状照明装置において、前記補強膜は銅箔であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の面状照明装置において、折り曲げ部分についてはカバーコートを除去したことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施の形態に係る面状照明装置を図４ないし図８及び図１３に基づいて説明する。この実施の形態の説明に先だって、便宜上、図１〜図３に基づいて、参考例の面状照明装置１Ａを説明する。なお、図９ないし図１２と同等の部分、部材については同一の符号を付し、その説明は、適宜、省略する。
この面状照明装置１Ａは、透光性材料からなる透明基板２と、透明基板２の一側端面３に近接させて配置された長手状の光源４と、から大略構成されている。この面状照明装置１Ａは、例えば透明基板２の下面側に配置した液晶パネル５の補助照明として用いられるようになっている。
透明基板２は、前記一側端面３から遠ざかるにしたがって、その板厚が徐々に薄くなる、いわゆる楔形に形成されている。
【００１５】
透明基板２の一面（図１上側。以下、上面という。）１１には、光反射パターン１２（図４参照）が形成されている。光反射パターン１２は、断面形状ほぼ三角形の多数の溝部１７及び溝部１７に隣接する平坦部１８とで構成され、導光体７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、平坦部１８の幅（占有面積）に対する溝部１７の幅（占有面積）の比率が、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。
透明基板２に形成される光反射パターン１２の溝部１７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。
【００１６】
光源４は、透明基板２の一側端面３に沿って近接配置される長板状の透明材料からなる導光体７と、導光体７の一端部に対面して配置され、ＦＰＣ９に実装される発光ダイオードからなる点状光源８と、から大略構成されている。
【００１７】
導光体７における透明基板２に臨む面（導光体第１面）７ｂに対向する面（導光体第２面）７ｃには、光路変換手段１０が設けられており、点状光源８が一端部７ａに配置されているにも関わらず、導光体７の一端部７ａから入射した光線が導光体第１面７ｂにおいて均一に放射されるようにしている。
【００１８】
ＦＰＣ９は、点状光源８を載置した矩形の部分（基板本体）１９と、基板本体１９から延設されて点状光源８、端子１４を覆って周囲と電気的に絶縁する覆い部２０とから大略構成されている。
覆い部２０は、基板本体１９に直交するように折り曲げられて（当該折り曲げ部分を基板本体側折り曲げ部２１という。）連接する矩形の面部（第１面部）２２と、第１面部２２に直交するように折り曲げられて（当該折り曲げ部分を覆い部内第１折り曲げ部２３という。）連接して、基板本体１９と平行に形成される矩形の面部（第２面部）２４と、第１面部２２から覆い部内第１折り曲げ部２３と直交する方向に延設されて折り曲げられる（当該折り曲げ部分を覆い部内第２折り曲げ部２５という。）矩形の面部（第３面部）２６と、から大略構成されている。
【００１９】
基板本体２０、第１、第２、第３面部２２，２４，２６により形成される空間部２７には、基板本体１９に載置された点状光源８が収納されている。空間部２７は、第１面部２２に対向する側が開口（第１開口部２８という。）しており、この第１開口部２８を導光体７の一端部７ａに臨ませて点状光源８及びＦＰＣ９が配置されるようになっており、点状光源８からの光が導光体７に入射するようになっている。なお、覆い部２０における第３面部２６に対向する開口部を第２開口部２９という。
図２及び図３中、１５はＦＰＣ９に備えられる銅箔を示す。
本実施の形態では、銅箔１５は、基板本体１９から第１面部２２まで延びて設けられており、第１面部２２の銅箔１５が端子１４と接続されている。
【００２０】
第２面部２４は、その内側部分（空間部２７側）における、覆い部内第１折り曲げ部２３及びこの覆い部内第１折り曲げ部２３と直交する辺部３０，３１側を除く部分に略矩形の補強用銅箔３２（補強膜、ダミーパターン）を設けている。
また、第２面部２４と同様に、第３面部２６は、その内側部分（空間部２７側）における、覆い部内第２折り曲げ部２５及びこの覆い部内第２折り曲げ部２５と直交する辺部３３，３４側を除く部分に略矩形の補強用銅箔３２（補強膜、ダミーパターン）を設けている。また、前記基板本体側折り曲げ部２１及び覆い部内第１、第２折り曲げ部２３，２５においてはカバーコート（符号省略）が除去されたものになっている。
【００２１】
上述したように構成された参考例の面状照明装置１Ａでは、覆い部２０が点状光源８及びその端子１４を覆って周囲と電気的に絶縁するので、仮に点状光源８に近接して金属フレーム６（図１０参照）が配置されても、上記部材（点状光源８、端子１４及び半田フィレット１６）が金属フレーム６と短絡するようなことを確実に防止することになる。
また、覆い部２０が点状光源８の周囲を覆うので、その分、点状光源８からの漏れ光を最小限に抑えることが可能になり、ひいては点状光源８からの発射光の有効利用を図ることができる。
【００２２】
第２面部２４及び第３面部２６には補強用銅箔３２を設けており、第２面部２４及び第３面部２６が所定の大きさの剛性を有することになり、覆い部内第１折り曲げ部２３及び覆い部内第２折り曲げ部２５で容易に折り曲げられるようになり、作業性の向上を図ることができると共に組立精度を向上させることもできる。この場合、覆い部内第１、第２折り曲げ部２３，２５においてはカバーコートが除去されており、覆い部内第１、第２折り曲げ部２３，２５の剛性が低下するので、その分、折り曲げやすくなり、ひいては作業性及び組立精度をさらに向上できることになる。
【００２３】
第２面部２４及び第３面部２６に補強用銅箔３２を設けたことにより、第２面部２４及び第３面部２６の熱伝達性が向上して放熱性が良くなり、空間内の温度上昇が防止され、点状光源８等の使用条件を緩和できる。
【００２４】
さらに、第２面部２４及び第３面部２６に補強用銅箔３２を設けたことにより、補強用銅箔３２により光を効率よく反射させることが可能になり、第２面部２４及び第３面部２６（覆い部２０）による漏れ光の防止に加えて、点状光源８からの光を効率よく導光体７に入射することができ、点状光源８からの発射光の有効利用をさらに向上させることができる。
なお、上記参考例の面状照明装置１Ａでは、補強膜は銅箔（補強用銅箔３２）である場合を例にしたが、これに代えて、熱伝導性の高い他の材料を用いることもできる。また、面状照明装置１Ａでは、補強膜は銅箔（補強用銅箔３２）であり、透明性の低い材料となっているが、これに代えて、透明性の低い他の材料を用いることもできる。
【００２５】
ここで、本発明の一実施の形態を図４ないし図８及び図１３に基づき、図１ないし図３及び図１２を参照して説明する。
この一実施の形態の面状照明装置１Ａは、前記参考例の面状照明装置１Ａに比して、次のように構成したフレーム３７を有すること、覆い部２０の第３面部２６に延設して延設部３６（位置決め抜け防止一体化機構、位置決め機構、抜け防止機構）を設けたことが主に異なっている。なお、この一実施の形態では、前記参考例の面状照明装置１Ａの三角形の長板状の導光体７に代えて、矩形の長板状の導光体７を設けているが、この導光体７に代えて、三角形の長板状の導光体を用いるようにしてもよい。
【００２６】
導光体７における透明基板２に臨む面（導光体第１面７ｂ）に対向する面（導光体第１面７ｂ）には、光路変換手段１０が設けられている。光路変換手段１０は、断面形状が略三角形の溝部１０ａと、該溝部１０ａの間に形成される平坦部１０ｂとから構成されている。
そして、導光体７内部を進行し導光体第２面７ｃで反射する光線は、溝部１０ａで反射される場合には、溝部１０ａを形成する傾斜面（図示省略）によって導光体第１面７ｂにほぼ垂直に進行しやすく、平坦部１０ｂで反射する場合と比較して、導光体第１面７ｂを透過して結果的に透明基板２内へ進行する光量が多くなる。したがって、平坦部１０ｂの幅（占有面積）に対する溝部１０ａの幅（占有面積）の比率は、導光体７の一端部７ａ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。このとき、点状光源８からの距離および溝部１０ａの占有面積のバランスを考慮して形成し、点状光源８が一端部７ａに配置されているにも関わらず、光線は導光体第１面７ｂにおいて均一に放射されるようにしている。
【００２７】
上述のように溝部１０ａおよび平坦部１０ｂの占有面積の比率を具体的に変化させるために、本実施の形態の光路変換手段１０は、一の溝部１０ａと隣接する溝部１０ａとの間隔（ピッチ）を一定にして、溝部１０ａの切り込み深さが、点状光源８から遠ざかるにしたがって徐々に大きくなるように設定している。なお、図示しないが、溝部１０ａの切り込み深さは一定にして、溝部１０ａを形成する間隔（ピッチ）を徐々に狭くなるように形成して、溝部１０ａおよび平坦部１０ｂの占有面積の比率を変化させるようにしてもよい。
【００２８】
前記導光体７の導光体第１面７ｂ以外の長手方向周囲〔導光体第１面７ｂ及び導光体第２面７ｃに直交して連接する面（導光体第３面７ｄ及び導光体第４面７ｅ）〕を覆い、かつ透明基板２の一側端面３側の部分（以下、透明基板基部という。）２ａまで延びる断面視、略コ字形の金属製のフレーム３７が設けられている。
【００２９】
フレーム３７は、前記導光体７の導光体第３面７ｄ及び導光体第４面７ｅにそれぞれ対面する対向板部（導光体第３面７ｄに対面する対向板部を第１対向板３８といい、導光体第４面７ｅに対面する対向板部を第２対向板３９という。）と、第１、第２対向板３８，３９に対して略直交して連接するフレーム本体４０と、から大略構成されている。第１対向板３８から第２対向板３９までの長さ寸法は、覆い部２０の第３面部２６の高さ寸法に比して若干量、大きく設定されている。
【００３０】
第１対向板３８はフレーム３７の一端部側に延長され（当該部を第１延長部４１という。）、また第２対向板３９は段差４２をもってフレーム３７の一端部側に延長され（当該部を第２延長部４３という。）、第１、第２延長部４１，４３の先端側は端板４４により連接されている。前記第１、第２延長部４１，４３及び端板４４は、ＦＰＣ９における基板本体１９及び覆い部２０を形成した部分（点状光源配置部分）４５を収納するようになっており、これらにより点状光源収納部４６を構成している。
前記覆い部２０の第３面部２６は延設されて前記延設部３６を形成している。延設部３６は、点状光源配置部分４５が点状光源収納部４６に収納されて組み付けられた際、フレーム本体４０と導光体７との間に挿入されるようになっている。
【００３１】
上述したように構成された実施の形態では、点状光源収納部４６に収納されている点状光源配置部分４５が点状光源収納部４６から抜け出るような力が、ＦＰＣ９に作用しても、第３面部２６の延設部３６が導光体７に係止される。このため、延設部３６によりＦＰＣ９が抜け出るようなことを確実に防止できる。
なお、このようなＦＰＣ９の抜け防止は、延設部３６の高さ寸法を小さくしても（例えば、軸状にしても）果たすことが可能である。
【００３２】
また、第１対向板３８から第２対向板３９までの長さ寸法が、延設部３６（第３面部２６）の高さ寸法に比して若干量、大きく設定されており、第１対向板３８と延設部３６との間の隙間及び第２対向板３９と延設部３６との間の隙間が少ないので、ＦＰＣ９が図７の矢印Ｒ方向に回動するようなことを抑えることができ、ひいてはＦＰＣ９の位置決めを容易にかつ確実に行えることになる。
すなわち、図１３に示すように第３面部２６に延設部３６を設けない場合には、点状光源収納部４６にＦＰＣ９のはめ込みマージンを持たせていることから、ＦＰＣ９は矢印Ｒ方向にがたつくことがあり、位置決めすることが容易でなかったが、本実施の形態によれば図１３のものが有する上述した問題点（ＦＰＣ９のがたつき）を招くことがなく、上述したようにその位置決めを容易にかつ確実に果たすことができる。
なお、上述したようなＦＰＣ９の位置決めは例えば第２面部２４に前記延設部３６と同様に延設部（図示省略）を形成することにより果たすことが可能である。
【００３３】
また、本実施の形態では、上述したＦＰＣ９の位置決め機能及び抜け防止機能の両機能を一つ延設部３６により果たしているので、各機能を別個の部材で行う場合に比して、構成が簡易になり、かつ組付性及び生産性を向上することができる。
【００３４】
上記実施の形態では、フレーム３７は、フレーム３７自体が光反射機能を有する場合を例にしたが、光反射機能を有する光反射部材を別個に設けるフレームを用いるようにしてもよい。
【００３５】
導光体７の素材は、光を効率よく通過させる物質であれば良く、その透光性・加工性からアクリル樹脂が最も適している。なお、これに代えて、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂等の各種熱可塑性の透明樹脂等も使用可能である。また、エポキシ樹脂、アリルジグリコールカーボネート樹脂等の熱硬化性透明樹脂や各種ガラス材料等の無機透明材料も場合によっては適用可能である。
【００３６】
導光体７の作製方法は、切削、研削加工との直接的な機械加工、又は、キャスト法、熱加圧成形法、押出し成形法、射出成形法等の各種成形法が適用可能であるが、生産性の点からは樹脂材料を用いた射出成形法が最も適している。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項３に記載の発明によれば、覆い部が覆い部内の導電性部分を周囲と電気的に絶縁するので、金属フレーム等をフレキシブルプリント基板に近接して配置するような場合にも、確実に短絡防止を果たすことができる。さらに、覆い部が点状光源を覆うことから、点状光源からの漏れ光を最小限に抑えることが可能となり、ひいては点状光源からの発射光の有効利用を図ることができる。また、覆い部は、折り曲げ部を備えるとともに、その内側に折り曲げ部を避けて熱伝導性が高くかつ透明性の低い材料からなる補強膜が形成されているので、覆い部における補強膜形成部分の熱伝達性が向上して放熱性が良くなり、温度上昇防止を図ることが可能となる。
さらに、前記フレキシブルプリント基板の点状光源配置部分には、導光体の透明基板に臨む面と対向する面に平行に延びる延設部を設け、該延設部を前記導光体とフレームの間に挿入することにより、前記フレキシブルプリント基板の位置決めを行いかつ前記フレキシブルプリント基板の前記点状光源収容部からの抜けを防止する位置決め抜け防止一体化機構を設けており、フレキシブルプリント基板の抜け防止及び位置決めを容易に行えると共に、抜け防止機能及び位置決め機能の両機能を一つの位置決め抜け防止一体化機構により果たしているので，各機能を別個の部材で行う場合に比して、構成が簡易になり、かつ組付け性及び生産性を向上できる。
請求項４に記載の発明によれば、折り曲げ部分についてはカバーコートを除去しており、これに伴い折り曲げ部分の剛性が低下するので、その分、折り曲げやすくなり、ひいては作業性及び組立精度を向上できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考例の面状照明装置を模式的に示す斜視図である。
【図２】  図１のＦＰＣ及び覆い部を示す斜視図である。
【図３】  図１の覆い部を折り曲げ形成する前の状態を示す展開図である。
【図４】  本発明の一実施の形態に係る面状照明装置を示す分解斜視図である。
【図５】  図４の面状照明装置を示す断面図である。
【図６】  図４の覆い部及び延設部を示す斜視図である。
【図７】  図４の覆い部及び延設部を示す断面図である。
【図８】  図４の覆い部を折り曲げ形成する前の状態を示す展開図である。
【図９】  従来の面状照明装置の一例を示す分解斜視図である。
【図１０】  図９のＦＰＣに対する点状光源等の配置状態を模式的に示す断面図である。
【図１１】  図９の面状照明装置を示す斜視図である。
【図１２】  図９の面状照明装置による漏れ光の発生を模式的に示す図である。
【図１３】  図４の一実施の形態の効果を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１Ａ    面状照明装置
８    点状光源
９    ＦＰＣ
２０    覆い部
３６    延設部
【図１】
0003787753.tif 000002
【図２】
0003787753.tif 000003
【図３】
0003787753.tif 000004
【図４】
0003787753.tif 000005
【図５】
0003787753.tif 000006
【図６】
0003787753.tif 000007
【図７】
0003787753.tif 000008
【図８】
0003787753.tif 000009
【図９】
0003787753.tif 000010
【図１０】
0003787753.tif 000011
【図１１】
0003787753.tif 000012
【図１２】
0003787753.tif 000013
【図１３】
0003787753.tif 000014