WO2023032476A1 - 面状照明装置 - Google Patents
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- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
Definitions
- the present invention relates to a planar lighting device.
- a so-called direct-type planar illumination device in which an optical sheet is arranged on the output side of a substrate on which a plurality of light sources are arranged (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
- the optical sheet is fixed to the frame of the bottom base frame or the like by attaching the ends of the optical sheet with double-sided tape or the like.
- the reason why it is necessary to fix the optical sheet is to prevent the sound (rattle sound) from being generated when the planar lighting device is vibrated due to the movement of the optical sheet, or to prevent the edge of the optical sheet from This is to prevent the light from being seen from the exit surface side and to prevent deterioration of the optical characteristics due to wrinkles on the optical sheet.
- JP 2010-15918 A Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2013-15768
- the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a planar lighting device that is easy to assemble and that can be made thinner.
- a planar illumination device includes a substrate, a reflector plate, and a plurality of optical sheets.
- the substrate has a plurality of light sources arranged thereon and has a flat or curved surface.
- the reflector plate is disposed on the substrate and has a reflective surface surrounding the light source.
- the plurality of optical sheets are arranged on the exit side of the reflector plate.
- the reflector plate has a stepped portion having a plurality of flat portions with different heights in the thickness direction on one side of the frame of the reflector plate.
- Each of the optical sheets has a cutout portion that overlaps with the fixed region at the end of the other optical sheet laminated on the output side.
- the fixing area of the optical sheet is fixed to the flat portion of the step portion.
- a planar lighting device according to one embodiment of the present invention has good assembly workability and can be made thinner.
- FIG. 1 is an external perspective view of a planar illumination device according to one embodiment.
- FIG. 2 is an exploded perspective view of a main part of the planar lighting device.
- FIG. 3 is a diagram showing how the diffuser plate and the optical sheet are laminated and fixed to the reflector plate.
- FIG. 4 is a front view showing a state in which the diffuser plate and the optical sheet are laminated and fixed to the reflector plate.
- FIG. 5 is a perspective view showing the periphery of one pin of the reflector plate.
- FIG. 6 is a perspective view showing the periphery of the other pin of the reflector plate.
- FIG. 7 is a perspective view showing boss pins provided on the rear surface of the reflector plate, holes in the substrate, and holes in the bottom base frame.
- FIG. 8 is a partial cross-sectional perspective view showing boss pins of the reflector plate engaging holes in the substrate and holes in the bottom base frame.
- a planar illumination device will be described below with reference to the drawings.
- this invention is not limited by this embodiment.
- the dimensional relationship of each element in the drawings, the ratio of each element, and the like may differ from reality. Even between the drawings, there are cases where portions with different dimensional relationships and ratios are included. In principle, the contents described in one embodiment and modification are similarly applied to other embodiments and modifications.
- FIG. 1 is an external perspective view of a planar illumination device 1 according to one embodiment.
- the longitudinal direction of the planar illumination device 1 is the X-axis direction
- the lateral direction is the Y-axis direction
- the thickness direction is the Z-axis direction.
- a planar illumination device 1 has a substantially rectangular (substantially square) and substantially plate-like external shape, and a floored box-like bottom base frame (in the drawing, the hidden) and a top frame 10 covering the opening side of the bottom base frame.
- the top frame 10 has an emission surface 1a formed by a substantially rectangular opening 10a, so that light is emitted from the inside of the planar lighting device 1 to the outside.
- a liquid crystal display device or the like is mounted on the exit surface 1a side.
- FIG. 2 is an exploded perspective view of the essential parts of the planar illumination device 1, and is a view seen from the output surface side as in FIG.
- the planar illumination device 1 includes substrates 3A and 3B on which a plurality (a large number) of light sources 4 are arranged, a reflector plate 5, a diffuser plate 6, and optical sheets 7 to 7. 9 are attached, and the top frame 10 is fitted to the bottom base frame 2 to form a lid.
- the bottom base frame 2 has a bottom and four side walls provided on the outer periphery of the bottom.
- the bottom portion is provided with a connector insertion hole 2a through which an electrical connector (not shown) provided on the rear surface of the substrates 3A, 3B is passed.
- the bottom base frame 2 is formed by die casting, sheet metal, or the like.
- a reflective member such as a reflective tape is attached to the inside of the side wall of the bottom base frame 2 .
- a reflective tape is a belt-like member having a reflective layer formed on one side and an adhesive layer formed on the other side.
- the substrates 3A and 3B are fixed inside the bottom of the bottom base frame 2 via fixing members (not shown) such as double-sided tape.
- fixing members such as double-sided tape.
- a plurality of (many) light sources 4 such as LEDs (Light Emitting Diodes) are arranged, for example, in a grid pattern.
- the reflector plate 5 has a reflecting surface surrounding each light source 4, and reflects the light emitted from the light source 4 at a wide angle to the output surface side to increase brightness.
- the reflecting surface of the reflector plate 5 has a substantially rectangular hole in which the light source 4 protrudes, and a plurality of inclined reflecting surfaces surrounding the hole and opening toward the exit surface. .
- the reflector plate 5 is manufactured by resin injection molding or the like.
- the diffuser plate 6 is also called a diffusion sheet (diffusion film) or diffusion plate, and serves to diffuse the light from the light source 4 and the reflector plate 5 to make the brightness uniform.
- the optical sheet 7 is, for example, a prism sheet such as BEF (brightness enhancement film manufactured by 3M).
- the optical sheet 8 is, for example, a prism sheet such as BEF (brightness enhancement film manufactured by 3M).
- the optical sheet 9 is, for example, a louver film (louver sheet) that transmits only light traveling in a predetermined direction.
- a top frame 10 is arranged on the output surface side of the optical sheet 9 , and the top frame 10 is fixed to the bottom base frame 2 .
- the top frame 10 is formed by die casting, sheet metal, or the like.
- planar illumination device 1 is illustrated as having a planar shape, the planar illumination device 1 may have a curved surface.
- the bottom base frame 2, the substrates 3A and 3B, the reflector plate 5, the top frame 10, etc. are formed in a curved shape.
- the diffuser plate 6 and the optical sheets 7 to 9 are deformed into curved surfaces during assembly.
- FIG. 3 is a diagram showing how the diffuser plate 6 and the optical sheets 7 to 9 are laminated and fixed to the reflector plate 5.
- FIG. 4 is a front view (viewed from the Y-axis direction) showing a state in which the diffuser plate 6 and the optical sheets 7 to 9 are laminated and fixed to the reflector plate 5.
- the frame 5a on the lower side of the reflector plate 5 in the drawing is provided with a stepped portion 5g extending from the approximate center of the side to the right side in the drawing.
- the stepped portion 5g has a plurality of flat portions 5d to 5f with different heights in the thickness direction. flat portion 5f.
- An end portion of the plate body 6a of the diffuser plate 6 is fixed via a fixing member 11 such as a double-sided tape at a portion of the frame 5a of the reflector plate 5 adjacent to the step portion 5g.
- a substantially rectangular notch 6c is provided at the end of the plate body 6a overlapping the stepped portion 5g so that the end of the plate body 6a does not cover the stepped portion 5g.
- a fixing region 7f at the end of the sheet body 7a of the optical sheet 7 is fixed to the flat portion 5d of the stepped portion 5g via a fixing member 12 such as a double-sided tape.
- the portions of the fixing regions 8f and 9f at the ends of the sheet bodies 8a and 9a of the other optical sheets 8 and 9 stacked on the emission side adjacent to the fixing regions 7f on the center side of the sides are cut out.
- a notch 7b is provided.
- the seat body 7a does not cover the other flat portions 5e and 5f of the stepped portion 5g.
- the height of the flat portion 5d is obtained by subtracting the thickness of the fixing member 12 from the sum of the thickness of the fixing member 11 and the thickness of the diffuser plate 6 to the frame 5a.
- the height of the output side of the fixed member 12 is substantially the same, and the sheet body 7a is flatly laminated on the plate body 6a and the fixed member 12. As shown in FIG.
- a fixing region 8f at the end of the sheet body 8a of the optical sheet 8 is fixed to the flat portion 5e of the stepped portion 5g via a fixing member 13 such as double-sided tape.
- a cutout portion 8b is provided in a portion overlapping the fixing region 9f at the end of the sheet body 9a of the other optical sheet 9 stacked on the output side, adjacent to the fixing region 8f on the center side of the side. ing.
- the seat body 8a does not cover the other flat portion 5f of the stepped portion 5g.
- the height of the flat portion 5e is the sum of the height of the adjacent flat portion 5d and the thickness of the fixing member 12, and the height of the fixing member 13 on the output side and the height of the sheet body 7a on the output side are different. They are substantially the same, and the sheet body 8a is flatly laminated on the fixing member 13 and the sheet body 7a.
- a fixing region 9f at the end of the sheet body 9a of the optical sheet 9 is fixed to the flat portion 5f of the stepped portion 5g via a fixing member 14 such as double-sided tape.
- the sheet body 9a of the optical sheet 9 is not provided with a notch because there is no other optical sheet laminated on the output side.
- the height of the flat portion 5f is obtained by subtracting the thickness of the fixing member 14 from the height of the adjacent flat portion 5e plus the thickness of the fixing member 13 and the thickness of the sheet body 8a.
- the height of the output side of 14 and the height of the output side of the sheet body 8a are substantially the same, and the sheet body 9a is flatly laminated on the fixing member 14 and the sheet body 8a.
- the height of the flat portions 5d to 5f of the stepped portion 5g is determined by the height of the surfaces of the optical sheets 7 to 9 directly laminated on the incident side (opposite side to the emitting side) to the fixing member 12. 14 are subtracted from each other. In this case, the thicknesses of the fixing members 12 to 14 are cancelled, and the total thickness of the optical sheets 7 to 9 becomes the thinnest. Even if the height conditions of the flat portions 5d to 5f are not strictly satisfied, the thickness can be reduced compared to the case where the optical sheets are simply laminated and fixed by a fixing member.
- the fixing regions 7f to 9f of the end portions of the sheet bodies 7a to 9a of the optical sheets 7 to 9 are fixed to the flat portions 5e to 5f of the stepped portion 5g, and the flat portions 5e to 5f of the stepped portion 5g and the optical sheets are fixed. Since the cutouts 7b and 8b of 7 to 9 have a characteristic shape, it is difficult to make a mistake in the order, front and back, or orientation when assembling the optical sheets 7 to 9, thereby improving workability.
- fixing members 12 to 14 such as double-sided tape are used for fixing, and the fixing work is easy.
- the thickness of the fixing members 12 to 14 for fixing the optical sheets 7 to 9 is canceled by the step portion 5g, and the total thickness of the optical sheets 7 to 9 is the minimum. becomes possible.
- the stepped portion 5g is provided on one side of the side of the reflector plate 5 where the stepped portion 5g is provided, and the flat portions 5e to 5f become lower from the approximate center toward the outside.
- the optical sheet 9 which generally has the largest coefficient of linear expansion and is provided on the outermost side, can be fixed at approximately the center of the side, and the expansion and contraction can be distributed to the left and right ends with reference to the center.
- the clearance between the optical sheet 9 can be optimized.
- the outermost optical sheet 9 is, for example, a louver film, and its linear expansion coefficient is, for example, about 80 ⁇ 10 ⁇ 6 /°C.
- the coefficient of linear expansion of the other prism sheets of the optical sheets 8 and 7 is, for example, about 25 ⁇ 10 ⁇ 6 /°C.
- the edge of the optical sheet may enter the effective light emitting area when contracted and may be reflected in the LCD screen when expanded. If the edge of the optical sheet hits the bottom base frame 2, wrinkles may occur or the position may be shifted.
- FIG. 3 the frame 5a of the reflector plate 5 is provided with a pin 5i substantially in the center of the side, and a pin 5k is provided on the end side across the stepped portion 5g.
- FIG. 5 is a perspective view showing the periphery of one pin 5i of the reflector plate 5.
- FIG. 6 is a perspective view showing the periphery of the other pin 5k of the reflector plate 5.
- the frame 5a of the reflector plate 5 is provided with a convex portion 5h on the substantially central side of the side, and a cylindrical pin 5i is provided thereon to protrude in the thickness direction.
- a convex portion 5j is provided on the end side of the pin 5i with the stepped portion 5g interposed therebetween, and a columnar pin 5k is provided thereon to protrude in the thickness direction.
- Cutouts 6b and 6d are provided at the end of the plate body 6a of the diffuser plate 6 so as not to interfere with the projections 5h and 5j.
- the reflector plate 5 is provided with a wall 5b that partitions the segments of each light source 4, and a reflecting surface 5c within each segment.
- Holes 7c and 7d are provided at positions corresponding to the pins 5i and 5k of the sheet body 7a of the optical sheet 7, and holes 8c and 8d are provided to the sheet body 8a of the optical sheet 8.
- Holes 9b and 9c are provided in the main body 9a.
- the pins 5i and 5k are engaged with the holes 7c and 7d, the holes 8c and 8d, and the holes 9b and 9c, respectively.
- the pins 5i and 5k can be used as targets when placing the optical sheets 7 to 9 during assembly, thereby improving workability.
- the positions of the optical sheets 7 to 9 are fixed by the two pins 5i and 5k, it is possible to prevent the optical sheets 7 to 9 from being displaced. Also, misalignment is less likely to occur.
- the hole 9b on the substantially central side of the outermost optical sheet 9 has a circular shape with a predetermined clearance with respect to the outer diameter of the pin 5i. It has an elliptical shape that has a predetermined clearance with respect to the diameter and is elongated in the direction in which the sides extend.
- the holes 8c and 7c on the substantially central side of the optical sheets 8 and 7 are oval shaped with a predetermined clearance with respect to the outer diameter of the pin 5i and are elongated in the extending direction of the sides. 7d is circular with a predetermined clearance with respect to the outer diameter of the pin 5k.
- optical sheets 7 to 9 are fixed with a small clearance to the two pins 5i and 5k, they may be stretched too much or wrinkled when they expand or contract due to temperature changes.
- the expansion and contraction of the optical sheets 7 to 9 are absorbed by making the hole with a high degree of circularity and making the hole with respect to the other pin an elliptical shape that allows a slight positional movement.
- the hole 9b on the substantially central side of the optical sheet 9 is circular, and the hole 9c on the end side is elliptical. is the largest, and for the optical sheet 9 provided on the outermost side, the expansion and contraction is distributed to the left and right ends with the center reference near the fixed area 9f, and the clearance between the bottom base frame 2 and the optical sheet 9 is optimized. is.
- the linear expansion coefficient is not so large, so the edge side is used as a reference.
- the fixed area 7f is located near the hole 7d, and it is desirable to use the hole 7d as a reference.
- the center reference may be used similarly to the optical sheet 9.
- the hole 8c may be circular and the hole 8d elliptical.
- FIG. 7 is a perspective view showing the boss pins 5m to 5p provided on the back surface of the reflector plate 5, the holes 3a to 3d of the substrates 3A and 3B, and the holes 2b to 2e of the bottom base frame 2.
- FIG. 8 is a partially cross-sectional perspective view showing a state where the boss pin 5n of the reflector plate 5 is engaged with the hole 3b of the substrate 3A and the hole 2c of the bottom base frame 2.
- a plurality of boss pins 5m, 5n, 5o, 5p projecting toward the substrates 3A, 3B are provided at the end of the surface of the reflector plate 5 facing the substrates 3A, 3B.
- Holes 3a, 3b, 3c, and 3d that engage with the boss pins 5m, 5n, 5o, and 5p are provided at positions corresponding to the boss pins 5m, 5n, 5o, and 5p on the substrates 3A and 3B.
- Holes 2b, 2c, 2d and 2e that engage with the boss pins 5m, 5n, 5o and 5p are provided in the bottom base frame 2 at positions corresponding to the boss pins 5m, 5n, 5o and 5p.
- the holes 2b, 2c, 2d and 2e of the bottom base frame 2 are desirably hidden from the outside by attaching seals or the like.
- the reflector plate 5 and the substrates 3A, 3B are assembled by the boss pins 5m, 5n, 5o, 5p of the reflector plate 5 and the holes 3a, 3b, 3c, 3d of the substrates 3A, 3B that are engaged with the boss pins 5m, 5n, 5o, 5p. Positioning becomes easy and workability can be improved. Boss pins 5m, 5n, 5o, 5p of the reflector plate 5 protruding from the holes 3a, 3b, 3c, 3d of the substrates 3A, 3B and the holes 2b, 2c, 2d, 2e of the bottom base frame 2 engaged with the boss pins 5m, 5n, 5o, 5p. As a result, in the work of assembling the reflector plate assembly and the bottom base frame 2 to form the bottom base frame assembly, positioning becomes easy, and workability can be improved.
- the planar illumination device includes a planar or curved substrate on which a plurality of light sources are arranged, a reflector plate arranged on the substrate and having a reflective surface surrounding the light sources, and a reflector plate and a plurality of optical sheets arranged on the output side of the reflector plate, the reflector plate has a stepped portion having a plurality of flat portions with different heights in the thickness direction on one side of the frame of the reflector plate, and the optical sheet Each of them has a cutout portion that overlaps with the fixing region at the end of another optical sheet laminated on the output side, and the fixing region of the optical sheet is fixed to the flat portion of the stepped portion.
- the tabs that protrude partially may be damaged, but the cutouts are Such problems are unlikely to arise. Further, it is difficult to provide a hole around the tab for engagement with a pin, which will be described later, but it is easy to provide a hole around the notch. Furthermore, the fixing destination is the reflector plate, and no special processing is required for the bottom base frame.
- the fixing region is fixed to the flat portion by a fixing member. This makes it possible to easily fix the optical sheet.
- the height of the flat portion to which the plurality of optical sheets are respectively fixed varies from the height of the incident side surface of each of the directly laminated optical sheets to the height of the fixing member used for fixing. It is the height obtained by subtracting each thickness. Thereby, the thickness of the fixing member can be canceled and the total thickness of the plurality of optical sheets can be minimized.
- the stepped portion is provided on one side of the side of the reflector plate on which the stepped portion is provided, and the height of the flat portion decreases from the approximate center side toward the outside.
- the optical sheet which generally has the largest coefficient of linear expansion and is provided on the outermost side, can be fixed at approximately the center of the side, and the expansion and contraction can be distributed to the left and right ends with respect to the center, and the bottom base frame and the optical sheet It is possible to optimize the clearance between
- Pins projecting in the thickness direction are provided at approximately the center of the side and near the end portions of the side across the stepped portion, and holes engaging with the pins are provided at positions corresponding to the pins of the optical sheet. be provided.
- the pin can be used as a target when placing the optical sheet during assembly, thereby improving workability.
- the position of the optical sheet is fixed by the two pins, it is possible to prevent the positional deviation of the optical sheet.
- the stepped portion is provided on one side of the side of the reflector plate on which the stepped portion is provided, and the height of the flat portion decreases from the approximate center toward the outside.
- Pins protruding in the thickness direction are provided near the ends of the sides across the stepped portion, and holes engaging the pins are provided at positions corresponding to the pins of the optical sheets.
- the optical sheet that has the largest linear expansion coefficient and is arranged on the outermost side has a circular hole with a predetermined clearance with respect to the outer diameter of the pin provided in the approximate center of the side.
- the holes provided in the other optical sheets have a predetermined clearance with respect to the outer diameter of the pin and are elongated in the extending direction of the side.
- the optical sheet which generally has the largest coefficient of linear expansion and is provided on the output surface side, can be distributed to the left and right ends with reference to the center, optimizing the clearance between the bottom base frame and the optical sheet. be able to.
- a plurality of boss pins projecting toward the substrate are provided on the surface of the reflector plate facing the substrate, and holes engaging the boss pins are provided at positions corresponding to the boss pins of the substrate and the bottom base frame. This facilitates positioning and improves workability in the work of assembling the reflector plate and the substrate to form a reflector plate assembly and the work of assembling the reflector plate assembly and the bottom base frame to form a bottom base frame assembly. can do.
- the present invention is not limited by the above-described embodiment.
- the present invention also includes those configured by appropriately combining the respective constituent elements described above. Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, broader aspects of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible.
- 1 planar illumination device 2 bottom base frame, 3A, 3B substrate, 4 light source, 5 reflector plate, 5d, 5e, 5f flat portion, 5g stepped portion, 5i, 5k pin, 6 diffuser plate, 7f fixed area, 7 ⁇ 9 optical sheet, 11 to 14 fixing member
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Abstract
実施形態の面状照明装置(1)は、基板(3A、3B)と、リフレクタプレート(5)と、複数の光学シート(7、8、9)とを備える。前記基板(3A、3B)は、複数の光源(4)が配置され、平面状または曲面状である。前記リフレクタプレート(5)は、前記基板(3A、3B)上に配置され、前記光源(4)を囲む反射面(5c)を有する。前記複数の光学シート(7、8、9)は、前記リフレクタプレート(5)の出射側に配置される。前記リフレクタプレート(5)は、該リフレクタプレート(5)の枠の1つの辺に厚み方向に高さが異なる複数の平坦部(5d、5e、5f)を有する階段部(5g)を有する。前記光学シート(7、8、9)の各々は、出射側に積層される他の前記光学シート(7、8、9)の端部の固定領域(7f、8f、9f)と重複する部分が切り欠かれた切欠部(7b、8b)を有する。前記光学シート(7、8、9)の前記固定領域(7f、8f、9f)は前記階段部(5g)の前記平坦部(5d、5e、5f)に固定される。
Description
本発明は、面状照明装置に関する。
複数の光源が配置された基板の出射側に光学シートが配置される、いわゆる直下型の面状照明装置が知られている(例えば、特許文献1、2等を参照)。
光学シートは、ボトムベースフレームの枠等に光学シートの端部が両面テープ等により貼り付けられて固定される。なお、光学シートの固定が必要なのは、光学シートが動いてしまうことで面状照明装置に振動が加わった際に音(ラトル音)が発生してしまうのを防止したり、光学シートの端が出射面側から見えてしまうのを防止したり、光学シートに皺がよる等により光学特性が悪化してしまうのを防止したりするためである。
しかしながら、光学シートは一般に複数とされる場合が多く、組立時に光学シートの取り付けの順番や取り付けの向きを間違えやすく、作業性が悪いという問題があった。また、単にボトムベースフレームの枠等に光学シートが積層されて両面テープ等で固定される構造の場合、両面テープ等の厚みが加算されてしまい、面状照明装置の厚みが増大してしまうという問題もあった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、組立の作業性がよく、薄型化が可能な面状照明装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る面状照明装置は、基板と、リフレクタプレートと、複数の光学シートとを備える。前記基板は、複数の光源が配置され、平面状または曲面状である。前記リフレクタプレートは、前記基板上に配置され、前記光源を囲む反射面を有する。前記複数の光学シートは、前記リフレクタプレートの出射側に配置される。前記リフレクタプレートは、該リフレクタプレートの枠の1つの辺に厚み方向に高さが異なる複数の平坦部を有する階段部を有する。前記光学シートの各々は、出射側に積層される他の前記光学シートの端部の固定領域と重複する部分が切り欠かれた切欠部を有する。前記光学シートの前記固定領域は前記階段部の前記平坦部に固定される。
本発明の一態様に係る面状照明装置は、組立の作業性がよく、薄型化が可能となる。
以下、実施形態に係る面状照明装置について図面を参照して説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、1つの実施形態や変形例に記載された内容は、原則として他の実施形態や変形例にも同様に適用される。
図1は、一実施形態にかかる面状照明装置1の外観斜視図である。図においては、便宜上、面状照明装置1の長手方向をX軸方向、短手方向をY軸方向、厚み方向をZ軸方向としている。
図1において、面状照明装置1は、略長方形(略正方形でも可)で略板状の外形をしており、後述する基板等を収容する有床箱状のボトムベースフレーム(図では背後に隠れている)と、ボトムベースフレームの開口側を覆うトップフレーム10とから筐体が構成されている。トップフレーム10には略矩形状の開口10aにより出射面1aが形成されており、面状照明装置1の内部から外部に向かって光が照射されるようになっている。車載用のナビゲーション装置やインジケータ等のバックライトとして面状照明装置1が用いられる場合、液晶表示装置等は出射面1aの側に装着される。
図2は、面状照明装置1の要部の分解斜視図であり、図1と同様に出射面側から見た図である。図2において、面状照明装置1は、ボトムベースフレーム2に対して、複数(多数)の光源4が配置された基板3A、3Bと、リフレクタプレート5と、ディフューザプレート6と、光学シート7~9とが取り付けられ、トップフレーム10がボトムベースフレーム2に嵌って蓋をする形となる。
ボトムベースフレーム2は、底部と、底部の外周に設けられた4辺の側壁とを有している。底部には、基板3A、3Bの裏面に設けられた電気的なコネクタ(図示せず)を通すコネクタ挿通孔2aが設けられている。ボトムベースフレーム2は、ダイカストや板金等により形成されている。ボトムベースフレーム2の側壁の内側には、反射テープ等による反射部材が貼り付けられる。反射テープは、一方の面に反射層が形成され、他方の面に粘着層が形成された帯状の部材である。
ボトムベースフレーム2の底部の内側には、両面テープ等による固定部材(図示せず)を介して基板3A、3Bが固定される。基板3A、3B上には、複数(多数)のLED(Light Emitting Diode)等による光源4が例えば格子状に配置されている。
基板3A、3B上の光源4の間には図の左右方向(上下方向でも可)に延びる短冊状の複数の両面テープ等による固定部材(図示せず)を介してリフレクタプレート5の裏面が固定される。リフレクタプレート5は、個々の光源4を囲む反射面を有し、光源4から広角に放出される光を出射面側に反射し、輝度を高めるためのものである。リフレクタプレート5の反射面は、光源4が頭を出して配置される略矩形の孔部と、その孔部を取り囲む、出射面側に向けて開く傾斜した複数の反射面とを有している。リフレクタプレート5は、樹脂の射出成型等により製造される。
リフレクタプレート5の枠の一つの辺(図における下側の辺)には、ディフューザプレート6の端部と、光学シート7~9の端部とが順次に固定され、リフレクタプレート5にディフューザプレート6と光学シート7~9とが積層される。ディフューザプレート6は、拡散シート(拡散フィルム)や拡散板とも呼ばれ、光源4およびリフレクタプレート5からの光を拡散し、輝度を均一化するためのものである。光学シート7は、例えば、BEF(3M社製の輝度上昇フィルム)等のプリズムシートである。光学シート8は、例えば、BEF(3M社製の輝度上昇フィルム)等のプリズムシートである。光学シート9は、例えば、所定の方向に進む光のみを通過させるルーバーフィルム(ルーバーシート)である。
光学シート9の出射面側にはトップフレーム10が配置され、ボトムベースフレーム2にトップフレーム10が固定される。トップフレーム10は、ダイカストや板金等により形成されている。
なお、面状照明装置1が平面状である場合について図示されているが、面状照明装置1は曲面状であってもよい。この場合、例えば、ボトムベースフレーム2、基板3A、3B、リフレクタプレート5、トップフレーム10等は曲面状に形成される。ディフューザプレート6および光学シート7~9は、組立時に曲面状に変形される。
図3は、リフレクタプレート5にディフューザプレート6および光学シート7~9が積層されて固定される様子を示す図である。図4は、リフレクタプレート5にディフューザプレート6および光学シート7~9が積層されて固定された状態を示す正面図(Y軸方向から見た図)である。
図3および図4において、リフレクタプレート5の図における下側の辺の枠5aには、辺の略中央から図における右側にかけて、階段部5gが設けられている。階段部5gは、厚み方向に高さが異なる複数の平坦部5d~5fを有しており、平坦部5dが最も高さが低く、そこから1段上がって平坦部5eとなり、更に1段上がって平坦部5fとなっている。
リフレクタプレート5の枠5aの階段部5gに隣接した部分において、両面テープ等の固定部材11を介してディフューザプレート6のプレート本体6aの端部が固定されている。プレート本体6aの端部の、階段部5gと重複する部分には略矩形状の切欠部6cが設けられており、階段部5gをプレート本体6aの端部が覆わないようになっている。
階段部5gの平坦部5dには、光学シート7のシート本体7aの端部の固定領域7fが両面テープ等の固定部材12を介して固定されている。固定領域7fに辺の中央側において隣接して、出射側に積層される他の光学シート8、9のシート本体8a、9aの端部の固定領域8f、9fと重複する部分が切り欠かれた切欠部7bが設けられている。これにより、シート本体7aが階段部5gの他の平坦部5e、5fを覆わないようになっている。平坦部5dの高さは、枠5aに固定部材11の厚みとディフューザプレート6の厚みとを加えたものから固定部材12の厚みを引いたものとなっており、プレート本体6aの出射側の高さと固定部材12の出射側の高さとがほぼ同じになり、シート本体7aがプレート本体6aと固定部材12の上に平坦に積層されるようになっている。
階段部5gの平坦部5eには、光学シート8のシート本体8aの端部の固定領域8fが両面テープ等の固定部材13を介して固定されている。固定領域8fに辺の中央側において隣接して、出射側に積層される他の光学シート9のシート本体9aの端部の固定領域9fと重複する部分が切り欠かれた切欠部8bが設けられている。これにより、シート本体8aが階段部5gの他の平坦部5fを覆わないようになっている。平坦部5eの高さは、隣の平坦部5dの高さに固定部材12の厚みが加わったものとなっており、固定部材13の出射側の高さとシート本体7aの出射側の高さとがほぼ同じになり、シート本体8aが固定部材13とシート本体7aの上に平坦に積層されるようになっている。
階段部5gの平坦部5fには、光学シート9のシート本体9aの端部の固定領域9fが両面テープ等の固定部材14を介して固定されている。光学シート9のシート本体9aには、出射側に積層される他の光学シートがないため、切欠部は設けられていない。平坦部5fの高さは、隣の平坦部5eの高さに固定部材13の厚みとシート本体8aの厚みとを加えたものから固定部材14の厚みを引いたものとなっており、固定部材14の出射側の高さとシート本体8aの出射側の高さとがほぼ同じになり、シート本体9aが固定部材14とシート本体8aの上に平坦に積層されるようになっている。
階段部5gの平坦部5d~5fの高さは、別の見方をすれば、直接に積層された光学シート7~9の入射側(出射側の反対側)の面の高さから固定部材12~14の厚みをそれぞれ引いたものとなり、この場合に固定部材12~14の厚みがキャンセルされ、光学シート7~9の合計の厚みが最も薄くなる。なお、このような平坦部5d~5fの高さの条件を厳密に満たさなくても、光学シートを固定部材により単純に積層・固定する場合に比べて薄くすることができる。
このように、階段部5gの平坦部5e~5fに光学シート7~9のシート本体7a~9aの端部の固定領域7f~9fが固定され、階段部5gの平坦部5e~5fと光学シート7~9の切欠部7b、8bとが特徴的な形状を有しているため、光学シート7~9の組立時に順序や表裏や向きを間違えにくくなり、作業性がよくなる。また、固定には両面テープ等の固定部材12~14が用いられ、固定作業は容易である。
また、光学シート7~9を固定するための固定部材12~14の厚みが階段部5gによりキャンセルされ、最小で光学シート7~9の合計の厚みだけとなるため、面状照明装置1の薄型化が可能となる。例えば、固定部材12~14が両面テープである場合、その厚みを例えば0.15mmとすると、合計で0.45mm(=0.15mm×3)だけ薄くすることができる。
また、階段部5gは、リフレクタプレート5の階段部5gが設けられる辺の略中央よりも一方の側に設けられ、略中央側から外側に行くにつれて平坦部5e~5fの高さが低くなっている。これにより、一般に線膨張係数が最も大きく、最も外側に設けられる光学シート9を辺の略中央で固定することができ、センター基準で伸縮を左右端に分散させることができ、ボトムベースフレーム2と光学シート9との間のクリアランスを適正化することができる。前述のように最も外側に設けられる光学シート9は例えばルーバーフィルムであり、その線膨張係数は例えば80×10-6/°C程度である。その他の光学シート8、7のプリズムシートの線膨張係数は例えば25×10-6/°C程度である。なお、線膨張係数が大きい光学シートをセンター基準とせずに自由に伸縮させた場合、縮小時に光学シートの端が有効発光エリア内に入ってしまって液晶画面内に映りこんでしまったり、伸長時に光学シートの端がボトムベースフレーム2に当たって皺が発生してしまったり、位置ずれを起こしてしまったりする。
一方、図3において、リフレクタプレート5の枠5aには、辺の略中央部にピン5iが設けられ、階段部5gを挟んだ端部側にピン5kが設けられている。図5は、リフレクタプレート5の一方のピン5iの周辺を示す斜視図である。図6は、リフレクタプレート5の他方のピン5kの周辺を示す斜視図である。
図3、図5および図6において、リフレクタプレート5の枠5aの、辺の略中央側には凸部5hが設けられ、その上に厚み方向に突出する円柱状のピン5iが設けられている。ピン5iから階段部5gを挟んだ端部側には、凸部5jが設けられ、その上に厚み方向に突出する円柱状のピン5kが設けられている。ディフューザプレート6のプレート本体6aの端部には、凸部5h、5jと干渉しないように、切欠部6b、6dが設けられている。なお、リフレクタプレート5には、光源4ごとのセグメントを仕切る壁5bと、各セグメント内の反射面5cとが設けられている。
また、光学シート7のシート本体7aのピン5i、5kに対応する位置には孔7c、7dが設けられ、光学シート8のシート本体8aについては孔8c、8dが設けられ、光学シート9のシート本体9aについては孔9b、9cが設けられている。そして、ピン5i、5kに孔7c、7dと孔8c、8dと孔9b、9cとがそれぞれ係合される。これにより、組立時に光学シート7~9を置く際のターゲットとしてピン5i、5kを用いることができるため、作業性が向上する。また、2つのピン5i、5kにより光学シート7~9の位置が確定されるため、光学シート7~9の位置ずれを防止することができ、温度変化により光学シート7~9が伸縮を繰り返しても、位置ずれが起きにくくなる。
また、最も外側に配置される光学シート9の略中央側の孔9bは、ピン5iの外径に対して所定のクリアランスを持った円形とされ、端部側の孔9cは、ピン5kの外径に対して所定のクリアランスを持ち辺の延在方向に長い楕円形とされている。また、光学シート8、7の略中央側の孔8c、7cは、ピン5iの外径に対して所定のクリアランスを持ち辺の延在方向に長い楕円形とされ、端部側の孔8d、7dは、ピン5kの外径に対して所定のクリアランスを持った円形とされている。2つのピン5i、5kに対して小さなクリアランスで光学シート7~9が固定されると、温度変化により伸縮した場合に張りすぎたり皺がよってしまったりするため、一方のピンに対する孔を位置固定の度合いが高い円形とし、他方のピンに対する孔を若干の位置移動が可能な楕円形とすることで、光学シート7~9の伸縮を吸収するようになっている。
また、光学シート9について略中央側の孔9bが円形、端部側の孔9cが楕円形とされ、光学シート8、7について円形と楕円形が逆になっているのは、一般に線膨張係数が最も大きく、最も外側に設けられる光学シート9について、固定領域9fに近いセンター基準で伸縮を左右端に分散させるようにし、ボトムベースフレーム2と光学シート9との間のクリアランスを適正化するためである。
他の光学シート8、7については、さほど線膨張係数が大きくないため、端部側を基準にしている。光学シート7については固定領域7fが孔7dに近い位置にあり、孔7dを基準にするのが望ましい。なお、光学シート8については、固定領域8fの位置が孔8c、8dの中間付近にあるため、光学シート9と同様にセンター基準としてもよい。すなわち、孔8cを円形にし、孔8dを楕円形にしてもよい。
次に、図7は、リフレクタプレート5の背面に設けられたボスピン5m~5pと、基板3A、3Bの孔3a~3dと、ボトムベースフレーム2の孔2b~2eとを示す斜視図である。図8は、リフレクタプレート5のボスピン5nが基板3Aの孔3bとボトムベースフレーム2の孔2cとに係合している状態を示す一部断面斜視図である。
図7および図8において、リフレクタプレート5の基板3A、3B側の面の端部には基板3A、3B側に突出する複数のボスピン5m、5n、5o、5pが設けられている。また、基板3A、3Bにおける、ボスピン5m、5n、5o、5pに対応する位置には、ボスピン5m、5n、5o、5pと係合する孔3a、3b、3c、3dが設けられている。また、ボトムベースフレーム2における、ボスピン5m、5n、5o、5pに対応する位置には、ボスピン5m、5n、5o、5pと係合する孔2b、2c、2d、2eが設けられている。なお、ボトムベースフレーム2の孔2b、2c、2d、2eは、外側からシールの貼り付け等により隠されるようにするのが望ましい。
リフレクタプレート5のボスピン5m、5n、5o、5pと、これに係合する基板3A、3Bの孔3a、3b、3c、3dとにより、リフレクタプレート5と基板3A、3Bとを組み立ててリフレクタプレートアッシーとする作業において、位置決めが容易になり、作業性を向上することができる。また、基板3A、3Bの孔3a、3b、3c、3dから突出したリフレクタプレート5のボスピン5m、5n、5o、5pと、これに係合するボトムベースフレーム2の孔2b、2c、2d、2eとにより、リフレクタプレートアッシーとボトムベースフレーム2とを組み立ててボトムベースフレームアッシーとする作業において、位置決めが容易になり、作業性を向上することができる。
特に、リフレクタプレート5と基板3A、3Bとを組み立てる際に位置ずれがあると光学特性に異常が発生するおそれがあり、基板3A、3B上の光源4の位置とリフレクタプレート5の反射面の中心とを合わせる必要があるが、単純にボスピン5m、5n、5o、5pを基板3A、3Bの孔2b、2c、2d、2eに嵌めるだけで位置決めが行われるため、作業が非常に簡単になる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
以上のように、実施形態に係る面状照明装置は、複数の光源が配置された平面状または曲面状の基板と、基板上に配置され、光源を囲む反射面を有するリフレクタプレートと、リフレクタプレートの出射側に配置された複数の光学シートとを備え、リフレクタプレートは、リフレクタプレートの枠の1つの辺に厚み方向に高さが異なる複数の平坦部を有する階段部を有し、光学シートの各々は、出射側に積層される他の光学シートの端部の固定領域と重複する部分が切り欠かれた切欠部を有し、光学シートの固定領域は階段部の平坦部に固定される。これにより、組立の作業性がよく、薄型化が可能な面状照明装置を提供することができる。作業性がよくなることで、タクトタイムの圧縮等の生産性の向上が期待できる。
なお、光学シートの端部にタブ(耳)が設けられ、このタブがボトムベースフレーム等に固定される構造では、部分的に飛び出したタブが破損してしまうことがあるが、切欠部はそのような問題が生じにくい。また、タブの周囲に後述のピンと係合する孔を設けることは困難であるが、切欠部の周囲に孔を設けることは容易である。更に、固定先はリフレクタプレートであり、ボトムベースフレームに特別な加工が不要となる。
また、固定領域は、固定部材により平坦部に固定される。これにより、光学シートの固定を容易に行うことができる。
また、複数の光学シートがそれぞれ固定される平坦部の高さは、直接に積層された複数の光学シートにおける、それぞれの光学シートの入射側の面の高さから、固定に用いられる固定部材のそれぞれの厚みを引いた高さである。これにより、固定部材の厚みをキャンセルして、複数の光学シートの全体の厚みを最小とすることができる。
また、階段部は、リフレクタプレートの階段部が設けられる辺の略中央よりも一方の側に設けられ、略中央側から外側に行くにつれて平坦部の高さが低くなる。これにより、一般に線膨張係数が最も大きく、最も外側に設けられる光学シートを辺の略中央で固定することができ、センター基準で伸縮を左右端に分散させることができ、ボトムベースフレームと光学シートとの間のクリアランスを適正化することができる。
また、辺の略中央と、辺の階段部を挟んだ端部付近とには、それぞれ厚み方向に突出するピンが設けられ、光学シートのピンに対応する位置には、ピンと係合する孔が設けられる。これにより、組立時に光学シートを置く際のターゲットとしてピンを用いることができるため、作業性が向上する。また、2つのピンにより光学シートの位置が確定されるため、光学シートの位置ずれを防止することができる。
また、階段部は、リフレクタプレートの階段部が設けられる辺の略中央よりも一方の側に設けられ、略中央側から外側に行くにつれて平坦部の高さが低くなり、辺の略中央と、辺の階段部を挟んだ端部付近とには、それぞれ厚み方向に突出するピンが設けられ、光学シートのピンに対応する位置には、ピンと係合する孔が設けられ、複数の光学シートのうち、最も線膨張係数が大きく最も外側に配置される光学シートは、辺の略中央側に設けられる孔がピンの外径に対して所定のクリアランスを持った円形であり、辺の端部側に設けられる孔がピンの外径に対して所定のクリアランスを持ち辺の延在方向に長い楕円形であり、その他の光学シートは、辺の略中央側に設けられる孔がピンの外径に対して所定のクリアランスを持ち辺の延在方向に長い楕円形であり、辺の端部側に設けられる孔がピンの外径に対して所定のクリアランスを持った円形である。これにより、一般に線膨張係数が最も大きく、出射面側に設けられる光学シートについてはセンター基準で伸縮を左右端に分散させることができ、ボトムベースフレームと光学シートとの間のクリアランスを適正化することができる。
また、リフレクタプレートの基板側の面には基板側に突出する複数のボスピンが設けられ、基板およびボトムベースフレームのボスピンに対応する位置にはボスピンと係合する孔が設けられる。これにより、リフレクタプレートと基板とを組み立ててリフレクタプレートアッシーとする作業と、リフレクタプレートアッシーとボトムベースフレームとを組み立ててボトムベースフレームアッシーとする作業とにおいて、位置決めが容易になり、作業性を向上することができる。
また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
1 面状照明装置,2 ボトムベースフレーム,3A、3B 基板,4 光源,5 リフレクタプレート,5d、5e、5f 平坦部,5g 階段部,5i、5k ピン,6 ディフューザプレート,7f 固定領域,7~9 光学シート,11~14 固定部材
Claims (7)
- 複数の光源が配置された平面状または曲面状の基板と、
前記基板上に配置され、前記光源を囲む反射面を有するリフレクタプレートと、
前記リフレクタプレートの出射側に配置された複数の光学シートと、
を備え、
前記リフレクタプレートは、該リフレクタプレートの枠の1つの辺に厚み方向に高さが異なる複数の平坦部を有する階段部を有し、
前記光学シートの各々は、出射側に積層される他の前記光学シートの端部の固定領域と重複する部分が切り欠かれた切欠部を有し、
前記光学シートの前記固定領域は前記階段部の前記平坦部に固定される、
面状照明装置。 - 前記固定領域は、固定部材により前記平坦部に固定される、
請求項1に記載の面状照明装置。 - 前記複数の光学シートがそれぞれ固定される前記平坦部の高さは、直接に積層された前記複数の光学シートにおける、それぞれの前記光学シートの入射側の面の高さから、固定に用いられる前記固定部材のそれぞれの厚みを引いた高さである、
請求項2に記載の面状照明装置。 - 前記階段部は、前記リフレクタプレートの前記階段部が設けられる辺の略中央よりも一方の側に設けられ、略中央側から外側に行くにつれて前記平坦部の高さが低くなる、
請求項1~3のいずれか一つに記載の面状照明装置。 - 前記辺の略中央と、前記辺の前記階段部を挟んだ端部付近とには、それぞれ厚み方向に突出するピンが設けられ、
前記光学シートの前記ピンに対応する位置には、前記ピンと係合する孔が設けられる、
請求項1~4のいずれか一つに記載の面状照明装置。 - 前記階段部は、前記リフレクタプレートの前記階段部が設けられる辺の略中央よりも一方の側に設けられ、略中央側から外側に行くにつれて前記平坦部の高さが低くなり、
前記辺の略中央と、前記辺の前記階段部を挟んだ端部付近とには、それぞれ厚み方向に突出するピンが設けられ、
前記光学シートの前記ピンに対応する位置には、前記ピンと係合する孔が設けられ、
前記複数の光学シートのうち、最も線膨張係数が大きく最も外側に配置される前記光学シートは、前記辺の略中央側に設けられる前記孔が前記ピンの外径に対して所定のクリアランスを持った円形であり、前記辺の端部側に設けられる前記孔が前記ピンの外径に対して所定のクリアランスを持ち前記辺の延在方向に長い楕円形であり、
その他の前記光学シートは、前記辺の略中央側に設けられる前記孔が前記ピンの外径に対して所定のクリアランスを持ち前記辺の延在方向に長い楕円形であり、前記辺の端部側に設けられる前記孔が前記ピンの外径に対して所定のクリアランスを持った円形である、
請求項1~3のいずれか一つに記載の面状照明装置。 - 前記リフレクタプレートの前記基板側の面には前記基板側に突出する複数のボスピンが設けられ、
前記基板およびボトムベースフレームの前記ボスピンに対応する位置には前記ボスピンと係合する孔が設けられる、
請求項1~6のいずれか一つに記載の面状照明装置。
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