KR100852249B1

KR100852249B1 - 면상 광원장치

Info

Publication number: KR100852249B1
Application number: KR1020070004625A
Authority: KR
Inventors: 세이지 사카이; 타쿠야 사카모토
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2006-01-18
Filing date: 2007-01-16
Publication date: 2008-08-14
Also published as: CN101004517A; TWI359308B; CN100480814C; TW200730944A; JP2007194022A; US20070165421A1; US7441938B2; JP4640188B2; KR20070076496A

Abstract

점 광원을 사용한 면상 광원장치에 있어서, 방열성을 향상시키고, 점 광원간의 휘도 편차를 억제한다. 복수의 점 광원(1)과, 적어도 일측면에서 입사된 점 광원(1)으로부터의 빛을 출사면에서 출사하는 도광판(4)과, 도광판(4)의 입사면 A와 대략 평행하게 형성된 측면부를 가지는 하부 케이스(8)와, 복수의 점 광원(1)을 소정의 간격으로 배치하고, 도광판의 입사면 A측에 배치된 광원 기판(2)을 구비한 면상 광원장치에 있어서, 광원 기판(2)과 상기 하부 케이스(8)의 측면부를 끼워, 점 광원(1)과 대응하는 부분에 간극부가 형성되고, 도광판(4)의 출사면 B의 단부를 지지하는 수지 프레임(3)을 구비한다.

휘도 편차, 도광판, 입사면, 광원 기판, 간극부, 수지 프레임

Description

면상 광원장치{PLANAR LIGHT SOURCE DEVICE}

도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 면상 광원장치의 분해 사시도,

도 2는 도 1에 있어서의 점 광원부의 X-X방향의 단면도,

도 3은 도 1에 있어서의 점 광원간의 X-X방향의 단면도,

도 4는 도 1에 있어서의 광원 기판의 양단부 근방의 X-X방향 단면도,

도 5는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 면상 광원장치의 확대 사시도,

도 6은 본 발명의 실시예 2에 있어서의 도 1의 점 광원간의 X-X방향 단면도,

도 7은 본 발명의 실시예 3에 있어서의 도 1의 점 광원간의 X-X방향 단면도이다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1 : 점 광원 2 : 광원 기판

3 : 수지 프레임 4 : 도광판

5 : 광학 시트류 6 : 반사 시트

7 : 상부 케이스 8 : 하부 케이스

9 : 표시부 10 : 회로기판

11 : 보호 케이스 12 : 수지 프레임의 볼록부

13 : 고정 나사 14 : 수지 프레임의 돌기부

15 : 노출부 16 : 땜납 돔 형상

본 발명은, 점 광원을 사용한 면상 광원장치에 관한 것으로서, 특히 액정 등을 사용한 표시장치의 면상 광원장치로서 적용하는 데 적합한 것이다.

액정표시장치나 간판, 유도등 등은 표시부 그 자체가 발광하는 자발광형 표시장치가 아니며, 이들의 비발광형 표시장치에서는, 표시부의 배면에 백라이트 등의 면상 광원장치가 필요하게 된다. 면상 광원장치에는, 사이드 라이트 방식(엣지 라이트 방식이라고도 한다)이나 직하형의 것이 있다. 사이드 라이트 방식의 면상 광원장치는, 광원을 하우징 케이스의 측면에 배치하며, 직하형의 면상 광원장치는, 광원을 액정표시부에 대향시킨 하우징 케이스의 배면측에 배치하고 있다. 또한 사이드 라이드 방식의 면상 광원장치에는, 광원으로부터의 빛을 원하는 방향으로 이끌기 위한 도광판을 사용하는 경우가 있다. 도광판을 사용하는 면상 광원장치는, 냉음극관(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)등의 선광원 또는 발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode)등의 점 광원으로 이루어지는 사이드 라이트부로부터 사출된 빛을 도광판내에 반사시키고, 도광판내에 설치된 도트패턴으로 확산되는 것에 의해, 면모양으로 빛을 출사하고 있다.

일반적으로, LED등의 점 광원을 발광소자로서 사용하는 면상 광원장치에서는, 표시 화면의 휘도를 높이기 위해서는, 발광소자수를 늘려서 소자수의 밀도를 증가시키거나, 각 점 광원에 공급하는 전류를 증가시키는 것을 생각할 수 있다. 어쨌든, 발광에 따라 각 점 광원으로부터 발생하는 열에 의해 점 광원 주변부가 고온이 되고, 점 광원의 발광 광속이 저하하여, 점 광원의 수명, 신뢰성이 저하하는 문제가 있다. 그래서, 점 광원이 부착되는 기판에 방열 수단을 설치한 면상 광원장치가 제안되고 있다(예를 들면 특허문헌 1 또는 특허문헌 2참조). 이들의 종래의 면상 광원장치에 의해 방열성을 향상시킬 수 있으므로, 점 광원의 소자수 밀도나 각 점 광원에 대한 공급 전류를 증가시킬 수 있다.

또한 종래의 면상 광원장치에 있어서 광원으로서 점 광원을 사용할 경우, 복수의 발광 다이오드 등을 도광판의 측면에 일렬로 배치하여 광원을 형성하므로, 점 광원 근방과 인접하는 광원간 근방에서 휘도 편차가 발생하였다. 그래서, 그 밖의 종래의 면상 광원장치에 있어서는, 도광판의 입사면에 요철을 설치하고, 이 오목부에 발광 다이오드를 끼워, 도광판의 입사면의 볼록부에 반사부재를 설치하는 구성으로 하고 있었다. 이에 따라 개구부로부터 출사되는 빛의 휘도 편차를 경감하고 있었다(예를 들면 특허문헌 3참조).

[특허문헌 1] 일본국 공개특허공보 특개2002-229022호

[특허문헌 2] 일본국 공개특허공보 특개2003-76287호

[특허문헌 3] 일본국 공개특허공보 특개2001-14922호

그러나, 특허문헌 1 또는 특허문헌 2에 기재된 면상 광원장치에서는, 그 구조상의 이유에 의해, 면상 광원장치의 액틀, 혹은 두께가 증대하게 되거나, 또는 부품수가 증대하게 된다는 문제가 있었다. 또한, 시간경과와 함께 광원 기판과 하부 케이스를 고정하고 있었던 점착재가 벗겨지는 것으로부터 발생하는 신뢰성의 문제 및 점 광원과 도광판의 도트패턴이 원하는 위치에서 이동하게 되어, 휘도 편차가 발생하게 된다는 문제점도 있었다. 특허문헌 3에 기재된 면상 광원장치에서는, 점 광원이 이산적으로 배치됨으로써, 점 광원 근방에서의 휘도가 인접하는 점 광원간 근방의 휘도보다 약간 높아진다. 이 휘도차이에 의해, 이 면상 광원장치를 사용한 표시장치에서는, 표시 품위가 저하하게 된다는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 점 광원을 사용한 면상 광원장치에 있어서, 신뢰성이 높은 방열 구조를 가지고, 점 광원 근방과 인접하는 점 광원간 근방과의 휘도 편차를 저감할 수 있는 면상 광원장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은, 복수의 점 광원과, 적어도 일측면으로부터 입사된 상기 점 광원으로부터의 빛을 출사면으로부터 출사하는 도광판과, 상기 도광판의 일측면과 대략 평행하게 형성된 측면부를 가지는 하부 케이스와, 상기 복수의 점 광원을 소정의 간격으로 배치하고, 상기 도광판의 일측면측에 배치된 광원 기판을 구비한 면상 광 원장치에 있어서, 상기 광원 기판과 상기 하부 케이스의 측면부를 끼워, 상기 점 광원과 대응하는 부분에 간극부가 형성되고, 상기 도광판의 출사면의 단부를 지지하는 수지 프레임을 구비하는 것을 특징으로 한다.

실시예 1

본 발명의 실시예 1을 도 1∼도 6에 의해 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 면상 광원장치를 설명하는 분해 사시도, 도 2∼도 4는 도 1의 분해도를 모두 결합하여 표시장치를 완성시킨 경우의 X-X방향의 단면도, 도 5는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 표시장치의 확대 사시도이다.

도 1에 있어서, LED 등을 사용한 복수의 점 광원(1)이 대략 1열로 배열되며, 광원 기판(2)에 실장되어 있다. 상기 광원 기판(2)은 수지 프레임(3)에 의해 지지되어 있다(지지 방법의 상세한 것은 후술). 또한 점 광원(1)은, 도광판(4)의 한변의 측면(이하, 광원으로부터의 빛이 입광하는 측면 A를 입사면이라고 한다)의 근방에 배치되며, 입사면 A로부터 입광한 점 광원의 빛은, 도광판(4)의 출사면 B(도 1의 도광판(4)에 있어서의 지면 윗쪽의 면B)으로부터 출사된다. 도광판(4)의 출사면측 B측에는 광학 시트류(5)가 설치되어 있으며, 도광판(4)의 반출사면 C(도 1의 도광판(4)에 있어서의 지면 아래 쪽의 면 C)측에는 반사 시트(6)가 설치되어 있다. 그리고, 도 1에 나타내는 면상 광원장치에서는, 점 광원(1), 광원 기판(2), 수지 프레임(3), 도광판(4), 광학 시트류(5) 및 반사 시트(6)를 상부 케이스(7)와 하부 케이스(8)로 끼우고 있다. 또한, 상부 케이스(7)에는 개구부가 설치되어 있으며, 이 개구부는 도광판의 출사면 B와 대응하고 있다. 그 때문에 면상 광원장치는, 이 개구부로부터 면 모양의 빛을 출사하는 것이다. 또한 상기 개구부의 크기는 도광판(4)의 외주보다도 내측에 설계되어 있다.

본 실시예에 사용하는 점 광원으로서는, LED 이외에 레이저 다이오드(Laser Diode)등의 점 광원 및 냉음극관(Cold Cathode Fluorescent Lamp)등의 선광원이 있다. 특히, LED에는, 청색 등의 단색을 발행하는 반도체 발광소자나, 반도체 발광소자로부터 발해지는 청색광의 일부를 흡수하여 황색의 빛을 발하는 형광체로 이루어지는 의사 백색 LED등을 사용하는 경우가 있다. 또한 LED에는, RED(적), GREEN(녹), BLUE(청)의 소자를 구비하고, 3개의 단색광에 합성광으로 백색광을 발하는 LED를 사용하는 경우가 있다. 본 실시예에서는 의사 백색 LED를 점 광원으로서 사용했다.

점 광원(1)은 도 1에 나타나 있는 바와 같이 소정의 간격으로 광원 기판(2)에 실장되어 있다. 점 광원(1)이 실장된 광원 기판(2)은, 도광판(4)의 입사면 A에 대치하도록 배치된다. 또한, 도 1에서는 도광판(4)의 1개의 측면에만 점 광원 및 광원 기판을 설치하고 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않고 도광판의 2개의 측면이상에 점 광원(1) 및 광원 기판(2)을 설치해도 된다. 또한 광원 기판(2)은, 점 광원(1)을 유지하는 동시에, 점 광원(1)에 전력을 공급하기 위한 회로 패턴이 형성되어 있다. 또한, 광원 기판(2)에 메탈 코어(Metal Core)기판을 사용하는 것으로, 실장되는 점 광원(1)으로부터 발해지는 열을 효율적으로 주위에 전달할 수 있다. 또한 광원 기판(2)에 두께가 얇은 FPC(Flexible Printing Circuit)를 사용하여 점 광원(1)을 실장하는 것으로, 점 광원(1)으로부터의 열을 더욱 효율적으로 주위에 전달할 수 있다. FPC를 광원 기판(2)에 사용하는 경우에는 더욱 면상 광원장치의 외형 사이즈를 작게 할 수 있는 효과를 가진다.

다음에 도광판(4)의 재료로서는, 투명한 아크릴수지나 폴리카보네이트 수지, 유리 등으로 구성되어 있다. 또한 도광판의 반출사면 C에는, 빛의 전파 방향을 흩뜨려서 출사면 B로 빛을 이끌기 위한 광산란부(도시 생략)가 형성되어 있다. 이 광산란부는, 빛을 도광판(4)의 내부를 향해 반사하는 수단으로서 기능한다. 구체적으로는, 반출사면 C에 도트패턴을 인쇄하는 방법이나, 반출사면 C를 조면(粗面)으로 하는 방법, 미소한 구면이나 프리즘 등의 빛의 전파 방향을 변화시키는 요철을 반출사면 C에 형성하는 방법 등이 있다. 또한 도광판(4)의 반출사면 C에 광산란부를 설치하지 않고, 출사면 B에 엠보싱 가공(요철을 형성시키는 처리)을 실시하여 표면에 요철을 만드는 경우에도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 도광판(4)의 출사면 B에 요철을 설치했을 경우, 이 출사면 B로부터 출사되는 빛은, 출사면 B에 설치된 요철에 의해 빛의 전파 방향이 산란된다. 그 결과, 출사면 B로부터 출사되는 빛 중, 어느 빛이 도광판의 내부를 향해서 반사되고, 남은 빛이 출사면 B으로부터 도광판의 외부로 출사된다. 따라서, 가령 도광판의 출사면 B에만 엠보싱 가공을 실시하고, 그 밖의 면에 반사 수단을 설치하지 않아도 좋다. 출사면 B에 실시한 엠보싱 가공은, 예를 들면 반출사면 C에 실시한 도트패턴 인쇄 등과 같은 작용 효과를 나타내며, 반사 수단으로서 기능한다.

또한 도광판(4) 위에는, 복수의 광학 시트로 이루어지는 광학 시트류(5)가 배치되어 있다. 구체적으로는 광학 시트류(5)는, 렌즈 시트를 확산 시트로 끼우는 구성이다. 또한 면상 광원장치의 휘도를 향상시킬 경우, 렌즈 시트의 표면에 형성되는 프리즘 방향을 고려하여, 복수매의 렌즈 시트를 조합해도 된다. 또한 확산 시트는 확산성을 향상시키기 위해, 2장 이상을 조합하여 사용하는 것도 가능하다. 렌즈 시트의 배광특성에 따라서는, 광학 시트류(5)에 렌즈 시트를 1장으로 하는 구성이어도 되고, 또는 사용하지 않는 구성이어도 좋다. 또한 광학 시트류는, 보호 시트, 렌즈 시트 또는 편광반사 시트를 조합해도 좋다. 또한, 광학 시트류(5)의 사용에 대해서는, 요구하는 휘도나 배광특성 등을 감안하여 최적화하는 것이 바람직하다.

다음에 반사 시트(6)의 재료로서는, PP(폴리프로필렌) 또는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)에 황산바륨 혹은 산화티탄을 혼합한 재료를 사용한다. 또한 반사 시트(6)에는, 수지에 미세한 기포를 형성한 재료나, 금속판에 은을 증착한 재료, 금속판에 산화티탄 등을 포함하는 도료를 도포한 재료 등을 사용해도 된다. 또한, 반사 시트(6)로서는, 반사율이 90％이상인 것이 바람직하고, 그 때문에 반사 시트(6)를 복수매 겹치는 것으로 반사율을 높여도 된다. 반사 시트(6)의 반사율을 높이는 것으로, 개구부에서의 휘도가 상승한다. 또한 반사 시트(6)의 도광판측의 면 또는 반도광판측의 면에, 도트패턴 인쇄를 실시하는 것으로 도광판(4)의 출사면 B에서의 휘도 균일성을 개선할 수 있다. 또한 반사 시트(6)에 유색의 인쇄를 실시하는 것으로, 도광판(4)의 빛의 흡수, 또는 반사 시트(6)의 빛의 흡수에 의해 생기는 출사면 B에서의 색변화를 상쇄할 수 있다. 반사 시트(6)의 반도광판측의 면에 인쇄를 실시할 경우, 출사면 B로의 영향을 미세 조정하는 것이 가능하게 되어, 점 광원간의 휘도 편차나 색 얼룩을 더욱 제어하고, 억제하기 쉽다는 장점이 있다. 도 1에서는, 반사 시트(6)는, 도광판(4)의 반출사면 C측에 배치되어 있다. 또한 도 1에서는 도시하지 않지만, 입사면 A이외의 측면에 있어서도 반사 시트를 배치(도 2∼도 4참조)하는 것으로, 측면에서 출사되는 빛을 도광판으로 되돌릴 수 있고, 출사면 B에서의 휘도를 향상시킬 수 있다.

상부 케이스(7)에 대해서는, 도광판(4)의 출사면 B로부터의 빛을 투과시키는 개구부를 가지고, 그 이외의 부분에서는 가능한 한 외부로 빛이 새지 않도록 구성되어 있다. 상부 케이스(7)는 알루미늄, 스테인레스, 철 등의 금속재나, PC(폴리카보네이트), ABS(아크리로니트릴 부타디엔 스틸렌)등의 수지재료를 사용할 수 있다.

하부 케이스(8)에 대해서는, 점 광원(1)으로부터 방출되는 열을 전도시켜 주위로 방출하는 기능을 가지고 있다. 이 때문에, 하부 케이스(8)는 강도가 강하고, 열전도성이 높은 금속이 바람직하다. 특히 열전도성이 높은 알루미늄 케이싱을 하부 케이스(8)에 사용하는 것으로, 효율적으로 점 광원으로부터의 열을 케이싱에 확산할 수 있고, 점 광원(1)의 온도를 내릴 수 있다. 또한 하부 케이스(8)로 퍼진 열을 효율적으로 대기로 방산하기 위해서는, 하부 케이스(8)는 면상 광원장치의 최외주에 배치하는 것이 특히 바람직하다.

또한 수지 프레임(3)은 점 광원(1)으로부터 발해진 빛의 일부를 도광판의 입사면 A측에 반사시키는 리플렉터로서의 기능을 가지고 있다. 그 때문에, 상기 수 지 프레임(3)은, 빛의 반사효율의 관점에서 백색인 것이 바람직하다. 수지 프레임(3)의 재료로서는, PC(폴리카보네이트)나 ABS(아크리로니트릴 부타디엔 스틸렌)에 산화티탄을 섞은 수지재료가 바람직하며, 또한 반사율은 90％이상인 것이 바람직하다.

도 1에 나타내는 면상 광원장치에서는, 개구부 위에 액정 등을 사용한 표시부(9)가 배치되어 있다. 즉, 표시부(9)는, 도광판(4)의 출사면 B위에 광학 시트류(5)를 통해 배치되어 있다. 면상 광원장치의 상부에 배치되는 표시부(9)는, 액정을 사용한 것일 경우, 액정의 복굴절성을 응용한 표시부가 된다. 표시부(9)가 액정을 사용한 것일 경우, 유리 등의 절연성 기판 위에 착색층, 차광층, 대향전극 등이 형성된 대향기판과, 유리 등의 절연성 기판 위에 스위칭소자가 되는 박막트랜지스터(TFT), 화소전극 등이 형성된 TFT어레이 기판을 구비하고 있다(도시 생략). 그리고, 액정표시부는, 대향기판과 TFT어레이 기판과의 간격을 유지하기 위한 스페이서, 대향기판과 TFT어레이 기판을 붙인 씰재, 대향기판과 TFT어레이 기판과의 사이에 끼우는 액정, 액정을 주입하는 주입구의 밀봉재, 액정의 빛을 분배하는 배향막 및 편광판 등에 의해 구성되어 있다(도시 생략). 또한, 본 발명에서는, 액정표시부로서는 일반적인 것을 사용하므로 상세한 설명은 생략한다.

또한, 표시장치에는, 표시부(9)를 구동하기 위한 회로기판(10)을 구비하고 있다. 회로기판(10)에는, 유리 에폭시 등에 동(銅) 패턴이 형성되고 있으며, 복수의 전자부품이 땜납 실장되어 있다. 회로기판(10)은 면상 광원장치의 이면측(빛이 출사되지 않는 측)에 주로 배치되어, 고정 나사(13), 코킹, 거는 갈고리 등으로 면 상 광원장치와 기계적으로 접속되어 있다. 또한 회로기판(10)을 외부로부터의 압력이나 정전기로부터 보호하기 위해, 보호 커버(11)가 부착되어 있다. 보호 커버(11)의 재료로서는, 알루미늄이나 스테인레스, 아연도금 강판 등이 사용된다. 또한 보호 커버(11)의 회로기판(10)측에는 회로기판이나 회로기판상의 전자부품과의 전기적 접촉을 피하기 위해 PET등의 수지제 시트(도시 생략)가 붙어져 있다. 보호 커버(11)는 면상 광원장치의 이면에 나사, 코킹 등으로 기계적으로 접속되어 있다. 또한 보호 커버(11)에는, 부착 후에 회로기판(10)상의 가변저항을 제어할 수 있도록 가변저항의 근방에 구멍(관통구멍)을 가지고 있다. 또한, 보호 커버(11)는 외부로부터의 압력 등이 크지 않은 경우에는, PET시트로 대용할 수도 있다. 이 경우, 회로기판(10) 사이에 절연용의 시트를 붙일 필요가 없기 때문에, 부품수를 삭감할 수 있고, 비용을 억제할 수 있다.

다음에 점 광원(1)로부터 출사된 빛이, 도광판(4)의 출사면 B로부터 출사될 때까지의 광로에 관하여 설명한다. 우선, 점 광원(1)로부터 발해진 빛은 직접 또는 수지 프레임(3)이나 반사 시트(6)로부터 반사하여 도광판(4)의 입사면 A에 입광한다. 입사면 A로부터 도광판(4)에 입사한 빛은, 도광판(4)과 공기층과의 경계에서 전체 반사를 반복하면서 도광판 내부를 전파한다. 도광판(4)의 내부를 전파하는 빛은, 도광판(4)의 반출사면 C에 실시된 도시하지 않은 도트패턴 인쇄로 확산반사 된다. 도광판(4)의 반사면 C에서 빛의 전파 방향이 바뀌는 것으로, 도광판(4)과 공기층과의 경계에 대하여 임계각을 충족시키지 않는 입광각을 가지는 빛을 도광판(4)의 출사면 B로부터 출사시킬 수 있다. 도광판(4)의 출사면 B로부터 출사된 빛은, 광학 시트류(5)를 통해, 개구부로부터 표시부(9)로 입사된다. 또한, 일부의 빛은, 도광판(4)의 출사면 B이외의 면으로부터 출사되게 되지만, 도광판(4)의 반출사면 C 및 입사면 A이외의 측면에 배치된 반사 시트(6)에 반사된다. 그 때문에 이 빛은 도광판(4)에 다시 입광하고, 도광판(4)의 출사면 B이외에서 출사되지 않는다.

다음에 본 실시예의 면상 광원장치에 있어서의, 수지 프레임(3)의 구조와 점 광원(1)근방에서의 광로 및 인접하는 점 광원 근방의 광로에 관하여 설명한다. 도 2∼도 4는, 도 1에 있어서의 분해도를 모두 결합하여 표시장치를 완성했을 경우에 있어서의 X-X방향의 단면도를 나타내는 것이며, 도 2는 점 광원부의 단면도를, 도 3은 인접하는 점 광원간의 단면도를, 도 4는 광원 기판의 양단부 근방의 단면도를 도시하고 있다. 우선, 점 광원(1)부의 단면도(도 2)에서 알 수 있는 바와 같이, 점 광원(1)과 대응하는 부분에 있어서는 수지 프레임(3)에는 간극부가 형성되고 있어(도 5참조), 점 광원(1)과의 간섭을 회피시키고 있다. 수지 프레임(3)의 측면에 있어서 하부 케이스와 접촉하는 면은, 인접하는 점 광원간에 있어서도 간극부 등은 형성되지 않고, 연속한 형상이 되고 있으며, 이러한 구성의 수지 프레임에 있어서, 점 광원(1)으로부터의 빛을 도광판(4)의 입사면 A에 반사시키고 있다. 또한, 도광판(4)의 출사면 B의 단부는, 수지 프레임의 볼록부(12)로 지지되고 있다.

다음에 도 3에 나타내는 인접하는 점 광원(1)간의 단면구조에 관하여 설명한다. 도 3에 있어서도, 도광판(4)의 출사면 B의 단부가 수지 프레임의 볼록부(12)로 지지되고 있다. 이에 따라 도광판의 출사면 B측의 위치가 지지(고정)되는 동시에, 점 광원(1)으로부터의 빛이 도광판(4)의 출사면 B측으로부터 입광하는 것을 방 지하고 있다. 또한 수지 프레임(3)은, 접착재 등으로 고정된 광원 기판과 도광판의 입사면 A와 대략 평행하게 형성된 하부 케이스(8)의 측면부를, 수지 프레임의 측면과 돌기부(14)에 의해 끼운다. 수지 프레임(3)의 클리어런스(간극)를 광원 기판(2)과 하부 케이스(8)측면의 두께의 합과 동등하거나 약간 작게하는 것으로, 수지 프레임(3)을 광원 기판(2), 하부 케이스(8)에 삽입했을 때, 수지 프레임(3)의 간극이 소정의 크기보다 약간 넓어진다. 이러한 구성으로 함으로써, 수지 프레임(3)의 탄성력으로 광원 기판(2)과 하부 케이스(8)를 끼우는 압력이 증가하므로, 광원 기판(2)과 하부 케이스(8)간의 열전도율이 작아지고, 점 광원의 열에 의한 영향을 저감할 수 있다.

다음에 광원 기판(2)의 양단부의 단면도(도 4)에 관하여 설명한다. 도 3과 마찬가지로 수지 프레임(3)은 광원 기판(2)과 하부 케이스(8)의 측면부를 양측면에서 끼우는 구조이다. 그러나, 수지 프레임의 돌기부(14)의 두께가, 도 3의 경우와 달리, 도광판(4)의 입사면 A측까지 연장되어, 도광판(4)의 입사면 A측을 광원 기판(2) 또는 수지 프레임(3)의 단부 근방에서 지지하고, 도광판(4)의 입사면 A와 점 광원(1)과의 거리를 일정하게 유지하는 기능을 가지고 있다. 이에 따라 진동, 충격 등이 작용한 경우에도, 도광판(4)이 이동하여 점 광원을 파손하지 않는, 신뢰성이 높은 면상 광원장치를 얻을 수 있다.

도광판(4)의 반출사면 C측에는, 도 2∼도 4에 나타나 있는 바와 같이 반사 시트(6)를 점 광원측까지 연장하여 배치하고 있다. 그 때문에 도광판(4)의 반출사면 C가 노출하지 않아 점 광원으로부터의 빛이, 직접 도광판(4)의 반출사면 C로 입 광하는 경우는 없다.

다음에 도 5는 면상 광원장치의 1코너부의 확대 사시도를 나타내고 있지만, 도시한 바와 같이, 수지 프레임(3)의 단부에는 측벽면 E가 형성되어 있다. 측벽면 E는 대치하는 단부(수지 프레임의 반대측의 단부)에도 마찬가지로 배치되고, 수지 프레임(3)과 일체로 성형되어 있다. 도광판(4)은 수지 프레임(3)의 양단의 측벽면 E로 들어가, 도광판(4)의 입사면 A와 수직을 이루는 측면 D가 수지 프레임(3)의 측벽면 E와 접촉하는 것으로 위치가 지지(고정)된다.

LED등의 점 광원을 광원으로 하는 면상 광원장치에 있어서, 점 광원 근방이 밝고, 인접하는 점 광원간이 암부가 되는 대책으로서, 점 광원 근방의 도트패턴 인쇄는 얇고, 인접하는 점 광원간은 짙게 하는 방법이 이용되고 있었다. 그러나, 상기 종래기술에 의한 대책에서는 점 광원과 도광판의 도트 인쇄와의 점 광원배치 방향의 상대위치의 어긋남량을 작게 할 필요가 있다. 즉, 점 광원과 도광판 도트 인쇄에 어긋남이 발생하면 표시 품위의 악화를 초래하게 된다. 그러나, 본 실시예에 나타내는 수지 프레임을 사용하는 것으로, 도광판의 점 광원의 배열 방향이 수지 프레임에 의해 지지 구속되므로, 점 광원과 도광판의 도트 인쇄와의 상대위치의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 되고, 표시장치의 표시 품위의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 본 실시예는, 특히 도광판과 점 광원의 위치 어긋남에 의한 휘도 편차 등이 발생하기 쉬운, 대형의 면상 광원장치(예를 들면 대각 7인치 이상의 것)에 적용하는 데 적합한 것이다.

실시예 2

본 발명의 실시예 2를 도 6에 의해 설명한다. 도 6은 실시예 1의 도 1의 분해도를 모두 결합하여 표시장치를 완성시켰을 경우에 있어서의 X-X방향의 단면도이다. 도 6에 있어서, 도 1∼도 5와 같은 구성 부분에 관해서는 동일 부호를 붙이고 있다.

도 6은 본 실시예 2에 있어서의 면상 광원장치를 설명하는 것이며, 상기 실시예 1과의 차이점에 관하여 설명한다. 도 6은, 본 실시예 2에 있어서의 면상 광원장치의 인접하는 점 광원간의 단면도를 나타내고 있으며, 도 6에 있어서의 면상 광원장치의 점 광원부 및 수지 프레임 양단부 근방의 단면구조에 대해서는, 실시예 1과 같다. 도 6에 있어서, 상기 실시예 1과 다른 것은, 점 광원간에 있어서의 도광판(4)의 출사면 B와 접하는 수지 프레임의 볼록부(12)가, 상기 출사면 B를 지지하는 부분에 있어서, 출사면 B와 수지 프레임의 볼록부(12)와의 사이에 노출부(15)(공극부)를 설치하도록 구성되어 있다. 이것에 의해, 수지 프레임의 볼록부(12)에 피복되어 있음에도 불구하고, 노출하고 있는 출사면 B가 일부 존재하게 된다. 이러한 구성으로 함으로써, 점 광원(1)으로부터의 빛의 일부가 출사면 B의 노출부(15)(공극부)로부터 입광한다. 즉 본 실시예에서는, 노출부(15)가 직접 출사면에 빛을 입광시키는 입광 수단으로서 기능하고 있다. 도광판(4)의 출사면 B에 입광하는 빛은, 도광판(4)의 반출사면 C로부터 출사하고, 반사 시트(6)로 반사되어 다시 도광판(4)에 입광한다. 그 후에 재차 도광판(4)에 입광한 빛의 일부는, 직접 출사면 B로부터 출사한다.

이상과 같이, 본 실시예에서는, 이산적으로 배치된 인접하는 점 광원간에 있 어서, 직접 도광판의 출사면에 빛을 입광시키는 입광 수단을 설치하는 것으로, 의사적으로 휘도가 높은 부분을 만들고 있다. 그 때문에 점 광원 근방만 휘도가 높아지는 것에 의한 휘도 편차의 발생을 억제하여, 도광판의 입사면 근방에 있어서 연속적으로 휘도가 높아지도록 하여 휘도분포의 균일성을 향상시키고 있다.

또한, 도광판의 입사면 A로부터 수지 프레임의 볼록부(12)의 선단부까지의 거리를 L로 하는 경우, 인접하는 점 광원(1)사이의 중앙부에서 최대가 되도록 거리L을 서서히 변화시켜 가는 것에 의해, 휘도분포의 균일성을 한층 더 향상시킬 수 있다. 또한 인접하는 점 광원(1)사이의 3분의 1 및 3분의 2의 위치에 있어서 거리L이 최대가 되도록 볼록부(12)의 형상을 변화시켜도 된다. 이 경우, 하나의 인접하는 점 광원간에, 의사적으로 휘도가 높은 부분이 2개가 되어, 휘도의 균일성은 더욱 향상한다.

실시예 3

본 발명의 실시예 3을 도 7에 의해 설명한다. 도 7은 실시예 1의 도 1의 분해도를 모두 결합하여 표시장치를 완성시켰을 경우에 있어서의 X-X방향의 단면도이다. 도 7에 있어서, 도 1∼도 6과 같은 구성 부분에 관해서는 동일한 부호를 붙이고 있다.

도 7은 본 실시예 3에 있어서의 면상 광원장치를 설명하는 것이며, 상기 실시예 1 및 실시예 2와의 차이점에 관하여 설명한다. 도 7은, 본 실시예 3에 있어서의 면상 광원장치의 인접하는 점 광원간의 단면도를 나타내고 있으며, 도 7에 있어서의 면상 광원장치의 점 광원부 및 수지 프레임 양단부 근방의 단면구조에 대해 서는, 실시예 1과 같다. 도 7에 있어서, 상기 실시예 1 및 실시예 2와 다른 것은, 광원 기판(2)상의 인접하는 점 광원(1) 사이에 땜납으로 형성된 돔 형상부(16)를 가지고 있는 점이다. 그 때문에 수지 프레임(3)은, 광원 기판(2)과 하부 케이스(8)의 측면을 양측면에서, 수지 프레임의 측면과 돌기부(14)에 의하여 끼우는 것에 의해 구성되지만, 수지 프레임(3)의 탄성력이, 광원 기판(2)위에 형성된 돔 형상부(16)에 집중하여 작용한다.

이러한 구성으로 함으로써, 광원 기판(2)과 하부 케이스(8)의 측면 중, 방열상 가장 중요한 기판중앙부(점 광원은 광원 기판의 대략 중앙부에 배치되므로)를 특히 강하게 끼울 수 있기 때문에, 광원 기판(2)과 하부 케이스(8)의 측면간의 열저항을 저감시킬 수 있고, 점 광원의 열에 의한 영향을 저감시킬 수 있다. 또한 땜납을 돔 형상으로 하는 것으로, 수지 프레임(3)을 부착할 때의 저항력을 저감할 수 있기 때문에, 조립성이 향상한다. 덧붙여, 땜납 돔 형상은 점 광원 실장시의 땜납도포 공정으로 동시에 시공할 수 있기 때문에, 새로운 공정의 추가도 불필요하여, 땜납 돔 형상의 높이도, 광원 기판의 동박 에어리어의 크기나, 도포하는 땜납의 점성으로 자유롭게 변경할 수 있다. 이에 따라 저가로, 신뢰성 및 점 광원의 발광량이 뛰어난 면상 광원장치를 얻을 수 있다. 또한 본 실시예에 있어서는, 광원 기판상의 점 광원간에 땜납으로 형성된 돔 형상을 형성한 예에 대해서 나타냈지만, 이것에 한정되지 않고, 단순히 볼록부가 되는 형상을 설치하는 것만으로도, 상기 방열의 효과를 나타내는 것이 가능하지만, 조립시의 작업 효율 및 비용을 포함한 관점에서, 전술한 바와 같이 땜납에 의한 돔 형상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시예에 있어서의, 땜납 돔의 형상, 위치, 수량에 관해서는 열전도성이 높은 최적의 조합에 의해, 더욱 더 효과를 기대할 수 있다.

이상, 본 발명을 상기 실시예 1∼3에서 설명했지만, 각각의 실시예에 있어서의 다양한 형상 등을 개별적으로 조합함으로써, 각각의 효과를 나타내는 것이 가능한 것은 물론이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 점 광원은 LED에 한정되는 것은 아니다. 또한 RED(적), GREEN(녹), BLUE(청)을 혼합시켜서 백색광을 생성하는 광원을 각 실시예에 적용할 수 있는 것은 물론이고, 각 색의 휘도가 도광판의 출사면에서 균일화되도록 휘도 편차 및 색 얼룩의 발생을 억제하여 균일한 백색광을 얻을 수 있다.

또한 본 실시예 1∼ 실시예 3에 있어서는, 면상 광원장치 위에 액정표시부를 설치한 액정표시장치를 도시하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 액정표시부를 대신하여 면상 광원장치의 빛을 이용하여 화상을 표시하는 표시부 (예를 들면 간판이나 유도등 등)여도 되는 것은 물론이다. 또한, 상기 실시예 1∼실시예 3에서는, 도광판의 형상은 판 모양의 것을 사용하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 도광판의 형상을, 점 광원에서 멀어짐에 따라 도광판의 두께가 얇아지는 쐐기모양으로 하는 것으로, 입광한 빛을 효율적으로 전파할 수 있고, 이 빛을 출사면 B로 효율적으로 이끌 수 있다. 또한 도광판을 쐐기모양으로 하는 것으로, 도광판의 반출사면 C에 있어서 반사 시트에서 반사되는 빛의 양을 줄일 수 있기 때문에, 반사 시트에서의 반사 손실을 줄이고, 출사면 B로부터 출사되는 빛의 양을 증가시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 점 광원과 도광판의 도트 패턴의 위치 어긋남 등을 일으키지 않고, 점 광원으로부터 발생하는 열을 효율적으로 방열시키며, 점 광원 근방과 인접하는 점 광원 근방과의 휘도 편차도 저감할 수 있는 면상 광원장치를 얻는다.

Claims

복수의 점 광원과,

일측면에서 입사된 상기 점 광원으로부터의 빛을, 상기 일측면과 수직으로 배치되는 출사면으로부터 출사하는 도광판과,

상기 도광판의 일측면과 평행하게 형성된 측면부를 가지는 하부 케이스와,

상기 복수의 점 광원을 소정의 간격으로 배치하고, 상기 도광판의 일측면 측에 배치된 광원 기판과,

상기 광원 기판과 상기 하부 케이스의 측면부를 끼워, 상기 점 광원과 대응하는 부분에 간극부가 형성되고, 상기 도광판의 출사면의 단부를 지지하는 수지 프레임을 구비하는 것을 특징으로 하는 면상 광원장치.
제 1항에 있어서,

상기 수지 프레임에 의해 상기 도광판의 출사면을 지지하는 부분에, 상기 점 광원으로부터의 빛을 상기 점 광원간의 상기 출사면으로 입사시키는 노출부를 가지는 것을 특징으로 하는 면상 광원장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 수지 프레임은, 상기 도광판의 일측면인 입사면을 지지하는 것을 특징으로 하는 면상 광원장치.
제 1항에 있어서,

상기 수지 프레임은, 상기 도광판의 출사면과 수직으로 배치된 측면에서, 상기 도광판의 일측면인 입사면과 수직을 이루는 2측면을 지지하는 것을 특징으로 하는 면상 광원장치.
제 1항에 있어서,

상기 수지 프레임은, 백색인 것을 특징으로 하는 면상 광원장치.
제 1항에 있어서,

상기 광원 기판 위의 점 광원 간에 상기 수지프레임의 볼록부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 면상 광원장치.
제 6항에 있어서,

상기 볼록부는, 땜납으로 형성된 돔 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 면상 광원장치.
제 1항에 있어서,

상기 점 광원은 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 면상 광원장치.
제 3항에 있어서,

상기 수지 프레임은, 상기 도광판의 출사면과 수직으로 배치된 측면에서, 상기 도광판의 일측면인 입사면과 수직을 이루는 2측면을 지지하는 것을 특징으로 하는 면상 광원장치.