米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 照明 -> 松下電工株式会社

発明の名称 平面発光装置、及び平面発光装置を備えた液晶表示装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−179751(P2007−179751A)
公開日 平成19年7月12日(2007.7.12)
出願番号 特願2005−373579(P2005−373579)
出願日 平成17年12月26日(2005.12.26)
代理人 【識別番号】100084375
【弁理士】
【氏名又は名称】板谷 康夫
発明者 本田 亜紀子 / 阪本 浩司 / 上津 智宏 / 奥野 裕寿 / 桐畑 慎司 / 西川 尚之
要約 課題
平面発光装置において、LEDの発光中心軸と導光板の光学的中心軸との軸合せの精度を高めて発光輝度を向上する。

解決手段
平面発光装置1は、光を放射する白色LED2と、白色LED2からの光を導光して平面状に発光する導光板5とを備える。白色LED2は、プリント基板から成るLED実装基板3に実装されている。導光板5は、白色LED2の発光中心軸C1と導光板5の光学的中心軸C2を軸合わせするための段差9を有している。導光板5とLED実装基板3を段差9でかみ合うように配置することにより、白色LED2の発光中心軸C1と導光板5の光学的中心軸C2が精度良く軸合わせされ、これにより、白色チップLED2からの光が効率よく導光板5に入射し、導光板5の発光効率が高められ、平面発光装置1の発光輝度が向上する。
特許請求の範囲
【請求項1】
光を放射するLEDと、前記LEDから放射された光を導光して出射する導光板と、を備える平面発光装置において、
前記LEDは、プリント基板に実装されており、
前記導光板及び/又はプリント基板は、前記LEDの発光中心軸と前記導光板の光学的中心軸を軸合わせするための段差を有し、
前記導光板とプリント基板は、前記段差でかみ合うように配置されることにより、前記LEDの発光中心軸と前記導光板の光学的中心軸が軸合わせされることを特徴とする請求項1に記載の平面発光装置。
【請求項2】
前記プリント基板のレジストが白レジストであることを特徴とする請求項1に記載の平面発光装置。
【請求項3】
前記プリント基板及び導光板を収納する筐体をさらに備え、
前記筐体は、金属板から成り、金属板の一部を折り曲げて形成された前記プリント基板を3方向に支持する支持構造を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の平面発光装置。
【請求項4】
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の平面発光装置と、この平面発光装置をバックライトとして画像を表示する液晶パネルとを備えることを特徴とする液晶表示装置。


発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶表示用バックライトや、表示灯、誘導灯などに用いることが可能な平面発光装置、及び平面発光装置を備えた液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、液晶表示装置のバックライトなどに使用される平面発光装置としては、光源に冷陰極管を用いたもの(例えば特許文献1及び特許文献2参照)や白色チップLEDを用いたもの(例えば特許文献3及び特許文献4参照)が提案されている。冷陰極管や白色チップLEDを光源に用いた平面発光装置は、平板状の導光板の端面に冷陰極管や白色チップLEDを配置して、冷陰極管や白色チップLEDから放射した光を導光板の端面から導光板内に入射させ、その光を導光板の平面状に形成された出射面から出射させることにより、平面状に発光させる構成になっている。
【特許文献1】特開平9−230341号公報
【特許文献2】特開平9−292531号公報
【特許文献3】特開2004−241237号公報
【特許文献4】特開2003−156739号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところで、冷陰極管を光源に用いた平面発光装置は、高価なインバータ回路が必要であり、冷陰極管と回路を含んだトータルコストは高価となっている。このため、液晶表示用バックライトや、表示灯、誘導灯などでは、白色チップLEDを光源に用いた平面発光装置が多く利用されている。白色チップLEDを光源に用いた平面発光装置は、インバータ回路が不要であるため、低価格化を図ることができる。
【0004】
しかしながら、白色チップLEDを光源に用いた平面発光装置は、冷陰極管と比較して白色チップLEDの輝度が低いため、冷陰極管を光源に用いた平面発光装置と比較して導光板の発光輝度すなわち平面発光装置の発光輝度が低くなる。白色チップLEDを光源に用いた平面発光装置の発光輝度を高めるには、白色チップLEDの個数を増やすことが考えられるが、それでは、高価になってしまう。従って、白色チップLEDを光源に用いた平面発光装置において、低価格化を図りつつ発光輝度を高めるには、白色チップLEDの発光中心軸と導光板の光学的中心軸との軸合せの精度を高めて、白色チップLEDからの光を効率よく導光板に入射させることが重要な課題となっている。
【0005】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、LEDの発光中心軸と導光板の光学的中心軸との軸合せの精度を高めて発光輝度を向上することができる平面発光装置、及び平面発光装置を備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために請求項1の発明は、光を放射するLEDと、LEDから放射された光を導光して出射する導光板と、を備える平面発光装置において、LEDは、プリント基板に実装されており、導光板及び/又はプリント基板は、LEDの発光中心軸と導光板の光学的中心軸を軸合わせするための段差を有し、導光板とプリント基板は、段差でかみ合うように配置されることにより、LEDの発光中心軸と導光板の光学的中心軸が軸合わせされるものである。
【0007】
請求項2の発明は、請求項1に記載の平面発光装置において、プリント基板のレジストが白レジストであるものである。
【0008】
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の平面発光装置において、プリント基板及び導光板を収納する筐体をさらに備え、筐体は、金属板から成り、金属板の一部を折り曲げて形成されたプリント基板を3方向に支持する支持構造を有するものである。
【0009】
請求項4の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の平面発光装置と、この平面発光装置をバックライトとして画像を表示する液晶パネルとを備える液晶表示装置である。
【発明の効果】
【0010】
請求項1の発明によれば、導光板とプリント基板とを段差でかみ合うように配置することにより、プリント基板に実装されているLEDの発光中心軸と導光板の光学的中心軸とが軸合せされるため、LEDの発光中心軸と導光板の光学的中心軸との軸合せを精度良く行うことができ、これにより、導光板の発光効率を高めることができ、平面発光装置の発光輝度を向上することができる。しかも、段差によってプリント基板と導光板との位置決めも行うことができ、これにより、組立公差に優れた構成を実現できる。
【0011】
請求項2の発明によれば、プリント基板のレジストが白レジストであるため、プリント基板の反射率が高く、LEDから直接に導光板に入射しなかった光をプリント基板で反射させて導光板に入射させることができ、これにより、導光板の発光効率を高めることができ、平面発光装置の発光輝度を向上することができる。
【0012】
請求項3の発明によれば、筐体がプリント基板を3方向に支持する支持構造を有するため、この支持構造によりプリント基板を精度良く位置決めして支持することができ、従って、プリント基板を両面テープなどで固定する必要がなくなり、プリント基板を容易に筐体に固定することができ、これにより、部品費と組立加工費を削減でき、平面発光装置を安価に実現できる。また、筐体が金属板から成るため、筐体の一部を折り曲げて筐体によりLEDを囲む構成も容易に安価に可能となり、このような構成を採用することにより、筐体外への漏れ光を低減させて導光板の発光効率を高めることができ、平面発光装置の発光輝度を向上することができる。
【0013】
請求項4の発明によれば、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の平面発光装置が液晶パネルのバックライトになるため、輝度の高い液晶表示装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本発明を具体化した実施形態による平面発光装置、及び平面発光装置を備えた液晶表示装置について図面を参照して説明する。
<第1の実施形態>
まず、第1の実施形態について説明する。図1、図2は、第1の実施形態に係る平面発光装置の構成を示す。平面発光装置1は、光を平面状に発光する装置であり、例えば液晶表示用バックライトや、表示灯、誘導灯などに用いられる。この平面発光装置1は、白色光を放射する光源である複数の白色LED2と、白色LED2が実装されたLED実装基板3と、光を反射する反射板4と、白色LED2から放射された光を導光して平面状に発光する導光板5と、光学機能シート6a、6b、6cと、これら白色LED2が実装されたLED実装基板3、導光板5、及び拡散シート6a、を収納する筐体7とを備えている。平面発光装置1は、回路基板8に取付けられて使用される。
【0015】
筐体7は、金属板を折り曲げて形成されており、略矩形の底壁71と、底壁71から連続する側壁72、73、74、75とを有しており、略矩形の箱状をしている。LED実装基板3は、剛性を有する基板に導電配線を形成したプリント基板から成っており、白色LED2は、1つのLED実装基板3に1列に等間隔に配列されて実装されている。反射板4は、筐体7の底壁71の内面に銀メッキを施すことにより形成されている。つまり、反射板4は、筐体7の底壁71を利用して形成されており、筐体7の底壁71が反射板4を兼ねている。
【0016】
導光板5は、透光性を有する樹脂材料により形成されており、略矩形の平板状をしており、光が入射する入射面5と、光を導光・反射する反射面52と、光を出射する出射面53とを有している。反射面52と出射面53は相互に対向しており、各々、略平面状に形成されている。また、導光板5は、白色LED2の発光中心軸C1と導光板5の光学的中心軸C2とを軸合わせするための段差9を有している。光学機能シート6aは、光を拡散する拡散シートであり、光学機能シート6b、6cは、各々、光を集光する集光シートである。
【0017】
上記段差9は、導光板5の入射面51及び出射面53の両方に対して凹に形成されており、LED実装基板3と導光板5は、この段差9でかみ合うようになっている。段差9は、LED実装基板3に実装されている白色LED2の発光面と導光板5の入射面51とが向かい合うようにLED実装基板3と導光板5をかみ合わせたときに、白色LED2の発光中心軸C1と導光板5の光学的中心軸C2が一致するように形成されている。
【0018】
平面発光装置1は、以下のようにして組立てられる。まず、導光板5を、入射面51が筐体7の側壁72と向かい合うと共に反射面52が筐体7の底壁71(すなわち反射板4)と向かい合うように、底壁71上に載置する。続いて、白色LED2が実装されたLED実装基板3を、白色LED2を下側にして、白色LED2の発光面が導光板5の入射面51と向かい合うように筐体7内に配置し、そして、LED実装基板3と導光板5とを段差9でかみ合わせる。これにより、白色LED2の発光中心軸C1と導光板5の光学的中心軸C2が一致するように軸合わせされる。また、このようにLED実装基板3と導光板5を段差9でかみ合わせることにより、LED実装基板3と筐体7の底壁71により導光板5が挟まれる。その後、光学機能シート6a〜6cを、LED実装基板3に重ならないように導光板5の出射面53上に載置する。
【0019】
このようにして組立てられた平面発光装置1において、白色LED2から放射された光は、導光板5の入射面51から導光板5内に入射し、導光板5内に導光されると共に導光板5の反射面52で反射されて、導光板5の出射面53から出射される。また、反射面52から漏れ出た光は、反射板4により反射されて、再び導光板5内に入射し、出射面53から出射される。そして、出射面53から出射された光は、光学機能シート6aにより拡散されると共に光学機能シート6b、6cにより集光される。つまり、平面発光装置1は、白色LED2から放射された光を導光板5の平面状に形成された出射面53から出射することにより、平面状に発光する。
【0020】
図3は、平面発光装置1の別の構成例を示す。この平面発光装置1では、上記図1及び図2の導光板5に段差9を形成した構成に代えて、LED実装基板3に段差9を形成している。他の構成については、上記図1及び図2の構成と同様である。平面発光装置1は、このような構成であってもよい。
【0021】
図4は、平面発光装置1のさらに別の構成例を示す。この平面発光装置1では、上記図1及び図2の導光板5の出射面53に対して凹に段差9を形成した構成に代えて、導光板5の反射面52に対して凹に段差9を形成しており、LED実装基板3と導光板5を段差9でかみ合わせて筐体7内に配置した状態では、導光板5と筐体7の底壁71によりLED実装基板3が挟まれる。他の構成については、上記図1及び図2の構成と同様である。平面発光装置1は、このような構成であってもよい。
【0022】
本実施形態の平面発光装置1によれば、導光板5とLED実装基板3とを段差9でかみ合うように配置することにより、LED実装基板3に実装されている白色LED2の発光中心軸C1と導光板5の光学的中心軸C2とが軸合せされるため、白色LED2の発光中心軸C1と導光板5の光学的中心軸C2との軸合せを精度良く行うことができる。これにより、白色チップLED2からの光を効率よく導光板5に入射させることが可能となり、導光板5の発光効率を高めることができ、平面発光装置1の発光輝度を向上することができる。しかも、導光板5とLED実装基板3とを段差9でかみ合うように組み立てるだけで、白色LED2の発光中心軸C1と導光板5の光学的中心軸C2とを容易に軸合せできる。また、段差9によってLED実装基板3と導光板5との位置決めも行うことができ、これにより、組立公差に優れた構成を実現できる。
【0023】
特に、図1、図2の構成、及び図3の構成によれば、LED実装基板3と筐体7の底壁71により導光板5が挟まれるため、導光板5と底壁71との間に無駄なスペースが生じず、しかも、導光板5から突出するLED実装基板3の厚みと導光板5上に載置される光学機能シート6a〜6cの厚みが相殺され、これにより、図4の構成と比較して平面発光装置1を薄型化することができる。
【0024】
なお、上記実施形態において、段差9は、LED実装基板3と導光板5の両方に設けてもよい。反射板4は、筐体7と別部材であってもよく、筐体7は、樹脂製であってもよい。白色LED2は、複数に限られず、1つであってもよい。平面発光装置1は、必ずしも回路基板8に取付けられる必要はなく、回路基板8に取付けずに使用することも可能である。
【0025】
<第2の実施形態>
次に、第2の実施形態について説明する。本実施形態の平面発光装置1は、基本的には上記図1乃至図4に示した構成と同等であり、LED実装基板3のレジストとして白レジストを用いている点のみが相違する。
【0026】
本実施形態の平面発光装置1によれば、LED実装基板3のレジストが白レジストであるため、一般的な緑色のレジストを用いた構成と比較して、LED実装基板3の反射率が高く、これにより、白色LED2から直接に導光板5に入射しなかった光をLED実装基板3で反射させて導光板5に入射させることが可能となり、導光板5の発光効率を高めることができ、平面発光装置1の発光輝度を向上することができる。
【0027】
<第3の実施形態>
次に、第3の実施形態について説明する。図5、図6、図7は、第3の実施形態に係る平面発光装置の構成を示す。本実施形態の平面発光装置1は、筐体7の構成のみが上記第1の実施形態と異なっている。
【0028】
本実施形態の平面発光装置1では、筐体7は、金属板を折り曲げて形成されており、略矩形の底壁71と、底壁71から連続する側壁72、73、74、75と、LED実装基板3を支持するための支持用爪76a、76b、76c、76d及び支持用屈曲部77と、導光板5及び光学機能シート6a〜6cを固定するための複数の固定用爪78とを有している。これら、底壁71、側壁72〜75、支持用爪76a〜76d、支持用屈曲部77、及び固定用爪78は、筐体7を構成する金属板を折り曲げることにより、筐体7と一体的に形成されている。
【0029】
平面発光装置1は、以下のようにして組立てられる。まず、上記第1の実施形態と同様に、導光板5を筐体7の底壁71(反射板4)上に載置し、LED実装基板3を筐体7内に配置して、LED実装基板3と導光板5とを段差9でかみ合わせる。
【0030】
このとき、LED実装基板3は、筐体7の支持用爪76bと76cの間から側壁72に沿って(図示X軸プラス方向へ)スライド挿入することにより、筐体7内に配置される。スライド挿入されて筐体7内に配置されたLED実装基板3は、支持用爪76aにより側壁73側(図示X軸プラス方向)へのズレが防止され、支持用爪76bにより側壁74側(図示Y軸プラス方向)へのズレが防止され、支持用爪76cにより側壁72側(図示Y軸マイナス方向)へのズレが防止される。また、LED実装基板3は、支持用屈曲部77により底壁71と反対側(図示Z軸プラス方向)へのズレが防止され、支持用爪76dにより底壁71側(図示Z軸マイナス方向)へのズレが防止される。つまり、LED実装基板3は、筐体7に挿脱可能になっており、筐体7内に挿入した状態では、支持用爪76a〜76d及び支持用屈曲部77によって3方向(図示X、Y、Z軸方向)に支持される。
【0031】
続いて、上記第1の実施形態と同様に、光学機能シート6a〜6cを導光板5の出射面53上に載置する。そして、固定用爪78を光学機能シート6a〜6c上に重なるように内側に折り曲げる。これにより、導光板5及び光学機能シート6a〜6cは、筐体7の底壁71と固定用爪76により挟まれて固定される。
【0032】
このようにして組立てられた平面発光装置1において、白色LED2から放射された光は、上記第1の実施形態と同様に導光板5の出射面53から出射され、これにより、平面発光装置1は、平面状に発光する。
【0033】
本実施形態の平面発光装置1によれば、筐体7がLED実装基板3を3方向に支持する支持構造(支持用爪76a〜76d及び支持用屈曲部77)を有するため、この支持構造によりLED実装基板3を精度良く位置決めして支持することができる。従って、LED実装基板3を両面テープなどで固定する必要がなくなり、LED実装基板3を容易に筐体7に固定することができ、これにより、部品費と組立加工費を削減でき、平面発光装置1を安価に実現できる。また、LED実装基板3は、筐体7に挿脱可能に支持される構成になっているため、平面発光装置1の組立て工程などで白色LED2の不具合等が発生した場合に、容易にLED実装基板2を交換することができる。また、白色LED2は、支持用屈曲部77に囲まれているため、筐体7の外部への漏れ光を低減させて白色チップLED2からの光を効率よく導光板5に入射させることが可能となり、導光板5の発光効率を高めることができ、平面発光装置1の発光輝度を向上することができる。
【0034】
<第4の実施形態>
次に、第4の実施形態について説明する。図8は、第4の実施形態に係る平面発光装置を備えた液晶表示装置の構成を示す。液晶表示装置10は、上記第3の実施形態の平面発光装置1と、液晶パネル11とを備えている。
【0035】
液晶表示装置10は、以下のようにして組立てられる。まず、上記第3の実施形態と同様に、導光板5を筐体7の底壁71(反射板4)上に載置し、LED実装基板3を筐体7内に配置してLED実装基板3と導光板5とを段差9でかみ合わせ、光学機能シート6a〜6cを導光板5の出射面53上に載置する。そして、液晶パネル11を光学機能シート6a〜6c上に載置し、固定用爪78を液晶パネル11上に重なるように内側に折り曲げる。これにより、液晶パネル11は、導光板5及び光学機能シート6a〜6cと共に筐体7の底壁71と固定用爪76により挟まれて固定される。
【0036】
このようにして組立てられた液晶表示装置10において、白色LED2から放射された光は、上記第3の実施形態と同様に導光板5の出射面53から出射され、出射面53は平面状に発光する。そして、出射面53から出射された光は、光学機能シート6aにより拡散されると共に光学機能シート6b、6cにより集光されて、液晶パネル11に入射する。液晶パネル11は、光学機能シート6cにより集光された光(すなわち導光板5の出射面53から出射された光)をバックライトとして画像を表示する。
【0037】
本実施形態の液晶表示装置10によれば、上記第3の実施形態の平面発光装置1を液晶パネル11のバックライトとして用いるため、輝度の高い液晶表示装置10を実現できる。しかも、液晶パネル11は、平面発光装置1の筐体7に設けられた固定用爪78により、平面発光装置1の導光板5及び光学機能シート6a〜6cと共に固定されるため、液晶パネル11を位置決めするための位置決め部品や固定するための固定部品が不要であると共に、液晶パネル11を容易に固定でき、これにより、安価で薄型の液晶表示装置10を実現できる。なお、上記第3の実施形態の平面発光装置1に代えて、上記第2又は第3の実施形態の平面発光装置1を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る平面発光装置の分解斜視図。
【図2】同平面発光装置の断面図。
【図3】同平面発光装置の別の構成を示す断面図。
【図4】同平面発光装置のさらに別の構成を示す断面図。
【図5】本発明の第3の実施形態に係る平面発光装置の分解斜視図。
【図6】同平面発光装置のLED実装基板支持構造の一部を示す部分拡大図。
【図7】同平面発光装置のLED実装基板支持構造の別の一部を示す別の角度から見た部分拡大図。
【図8】本発明の第4の実施形態に係る平面発光装置を備えた液晶表示装置の分解斜視図。
【符号の説明】
【0039】
1 平面発光装置
2 白色LED
3 LED実装基板
4 反射板
5 導光板
6a、6b、6c 光学機能シート
7 筐体
8 回路基板
9 段差
10 液晶表示装置
11 液晶パネル
51 入射面
52 反射面
53 出射面
71 底壁
72、73、74、75 側壁
76a、76b、76c、76d 支持用爪
77 支持用屈曲部77
78 固定用爪




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013