CN115552324A - 面状照明装置 - Google Patents

Abstract

实施方式的面状照明装置(1)具备底部框架(3)、凹部(7b)、中心销(11)以及固定部。所述底部框架(3)具有底板部(3a)和直立设置于该底板部(3a)的周缘的侧壁(3b)，容纳导光板(7)。所述凹部(7b)设于所述导光板(7)的入光侧的边的大致中央。所述中心销(11)直立设置于所述底板部(3a)，与所述凹部(7b)嵌合。所述固定部在所述导光板(7)的入光侧的边的从所述中心销(11)起规定距离的范围内将所述导光板(7)固定于所述底部框架(3)。

Description

面状照明装置

技术领域

本发明涉及一种面状照明装置。

背景技术

已知一种被用作液晶显示装置的背光源等的面状照明装置(参照专利文献1、2等)。

在一般的面状照明装置中，设有光射出用开口的顶部框架(外壳框架)被用作壳体的一部分的情况较多，顶部框架中的形成光射出用开口的部分被称为边框。近来，主要从设计上的观点出发，要求进行缩窄边框的宽度的窄边框化。

在此，考虑如下情况：在从导光板的入光侧面射入光并从导光板的一方主面射出光的所谓边光式面状照明装置中，射出面呈横向上长的形状，导光板的长边中的一方(说明上为下侧的长边)为入光侧。在该情况下，上侧的长边和左右的短边这三边的窄边框化会根据导光板在壳体内如何被支承而受到影响，因此对导光板的支承构造提出了各种方案。例如，取消配置于导光板的末端侧(入光侧的相反侧)和左右侧并向入光侧按压导光板的橡胶等弹性构件，利用粘接力强的热压接胶带等来固定导光板的入光侧，由此能谋求三边的窄边框化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－222331号公报

专利文献2：日本特开2018－188955号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，当面状照明装置会随着液晶显示装置等的大型化而大型化，入光侧的长边为例如700mm～800mm左右时，存在如下问题：由热压接胶带等构成的固定部会在导光板的拉伸量较大的部位发生结构损坏(内聚破坏)，无法进行导光板的充分固定。为了实现导光板的稳定的固定，应固定入光侧的边的尽可能长的范围，但导光板的伸缩难以预测，难以使要固定的范围最大化。需要说明的是，发生了结构损坏的部分会影响导光板的光学特性，因此应在不会发生结构损坏的范围内进行固定。此外，横向上长的导光板向左右伸缩的伸缩量不确定，因此难以进行左右的边的边框设计。

本发明鉴于上述内容而完成，其目的在于提供一种面状照明装置，其能谋求导光板的稳定的固定和边框设计的容易化，即使针对大型的导光板也能谋求窄边框化。

用于解决问题的方案

为了解决上述的问题并达成目的，本发明的一个方案的面状照明装置具备底部框架、凹部、中心销以及固定部。所述底部框架具有底板部和直立设置于该底板部的周缘的侧壁，容纳导光板。所述凹部设于所述导光板的入光侧的边的大致中央。所述中心销直立设置于所述底板部，与所述凹部嵌合。所述固定部在所述导光板的入光侧的边的从所述中心销起规定距离的范围内将所述导光板固定于所述底部框架。

本发明的一个方案的面状照明装置能谋求导光板的稳定的固定和边框设计的容易化，即使针对大型的导光板也能谋求窄边框化。

附图说明

图1是一个实施方式的面状照明装置的俯视图。

图2是平面型面状照明装置的立体图。

图3是平面型面状照明装置的主要部分的分解立体图。

图4是弯曲型面状照明装置的立体图。

图5是弯曲型面状照明装置的主要部分的分解立体图。

图6是面状照明装置的入光侧的长边的中央附近的俯视图。

图7是面状照明装置的入光侧的长边的中央附近的卸下了顶部框架和光学片等的状态下的俯视图。

图8是面状照明装置的入光侧的长边的中央附近的卸下了顶部框架、光学片、导光板以及反射片等的状态下的俯视图。

图9是面状照明装置的图6中的X1－X1剖视图。

图10是表示85℃环境下的热压接胶带的拉伸量与应力的关系的例子的图。

图11是表示用于验证不会发生热压接胶带的内聚破坏的范围的模型的例子的图。

图12是表示面状照明装置为对角32英寸的情况下的由热压接胶带构成的固定部的长度的例子的图。

图13是表示面状照明装置为对角12.3英寸的情况下的由热压接胶带构成的固定部的长度的例子的图。

图14是表示光学片的例子的俯视图。

图15是图14中虚线所示的部分A1的放大图。

图16是面状照明装置的图6中的X2－X2剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式的面状照明装置进行说明。需要说明的是，本发明不受本实施方式限定。此外，附图中的各部件的尺寸关系、各部件的比例等有时会与实际不同。有时附图彼此之间也会包括彼此的尺寸关系、比例不同的部分。此外，一个实施方式、变形例中所记载的内容原则上也同样适用于其他实施方式、变形例。

图1是一个实施方式的面状照明装置1的俯视图。需要说明的是，图1的俯视图兼用作后述的弯曲型面状照明装置1的俯视图。图2是平面型面状照明装置1的立体图。图3是平面型面状照明装置1的主要部分的分解立体图。此外，为了方便起见，将面状照明装置1的长边方向设为X轴方向，将短边方向设为Y轴方向，将厚度方向设为Z轴方向。

在图1至图3中，面状照明装置1为如下样式：在底部框架3之上依次层叠有反射片4、导光板7、光学片9并通过顶部框架10来形成盖。在图2和图3中，底部框架3的主面和顶部框架10的主面呈平面形状。需要说明的是，图3中省略了向导光板7的入光侧面(图中的跟前侧的长边的侧面)射出光的多个光源和搭载有这些光源的基板，但其配置会在后述的附图中示出。在图2和图3中，连接部2是一端与内部的基板连接而用于与外部进行电连接的构件。

底部框架3例如为金属制，通过压铸、钣金等方式形成。反射片4用于反射从导光板7泄漏至底部框架3侧的光来使该光返回至导光板7侧。在底部框架3的底板面被实施了白色的涂装等从而反射特性良好的情况下，有时也会省略反射片4。导光板7由聚碳酸酯、丙烯酸等透明树脂形成，在整个面上引导从长边侧的入光侧面射入的光并从一个主面(图中的上侧的主面)射出该光。

光学片9是一枚或多枚起到光学作用的片材，为漫射片、棱镜片、增亮片(DBEF：Dual Brightness Enhancement Film)等。光学片9的长边侧的一端(图中的跟前侧)例如固定于将细长的板折曲为截面大致L字型而得到的片材固定用框架8中的一方的片，片材固定用框架8的另一方的片以夹持于底部框架3的侧壁与顶部框架10的侧壁之间的方式被固定。此外，也可以是，代替由片材固定用框架8实现的光学片9的固定而通过使中心销11穿过设于光学片9的孔来进行光学片9的固定。顶部框架10例如由树脂等形成。

图4是弯曲型的面状照明装置1的立体图，图5是弯曲型的面状照明装置1的主要部分的分解立体图。俯视图与图1相同。在图4和图5中，底部框架3、反射片4、导光板7、光学片9A～9C(与光学片9对应)、顶部框架10除了主面呈弯曲的形状之外与图2和图3相同。需要说明的是，底部框架3和顶部框架10一开始就形成为弯曲的状态，但反射片4、导光板7、光学片9A～9C在组装前不弯曲，在配置于底部框架3上时弯曲，以被顶部框架10按压的状态被固定。

以下，对上述的平面型和弯曲型这两者的面状照明装置1中共通的细节部分进行说明。

图6是面状照明装置1的入光侧的长边的中央附近的俯视图。图6中，在面状照明装置1的入光侧的长边的中央附近沿着Z轴方向直立设置有中心销11，从顶部框架10的边框部10a的孔部10h能看到中心销11的顶端。需要说明的是，也可以不设置孔部10h。此外，在设于顶部框架10的边框部10a的孔部10c中嵌合有设于底部框架3的侧壁的凸部3c，防止顶部框架10的侧壁向外侧(图的下侧，Y轴方向)弓状弯曲。

图7是面状照明装置1的入光侧的长边的中央附近的卸下了顶部框架10和光学片9(9A～9C)等的状态下的俯视图。图7中，在导光板7的入光侧的长边的中央附近设有圆弧状的切口部7b(相当于本发明的“凹部”)，该切口部7b抵接于中心销11的外周面。需要说明的是，中心销11是对导光板7的中央部进行定位的构件，理想的是，中心销11与切口部7b松弛嵌合，以免对导光板7施加无益的应力从而使光学特性恶化。此外，设于基板5上的多个LED(Light Emitting Diode：光电二极管)等光源6的射出面与导光板7的入光侧面7a对置配置。需要说明的是，在底部框架3的侧壁3b设有向外侧(图的下侧)突出的爪状的凸部3d，该凸部3d与设于顶部框架10的侧壁的孔部嵌合，由此底部框架3和顶部框架10在Z轴方向被固定。

图8是面状照明装置1的入光侧的长边的中央附近的卸下了顶部框架10、光学片9(9A～9C)、导光板7以及反射片4等的状态下的俯视图。图8中，在底部框架3的底板部3a的内表面的入光侧的外周部，以避开中心销11的方式粘贴有沿着X轴方向延伸的呈带状的白色双面胶带13，在双面胶带13的入光侧的外周部粘贴有带状的透明的由聚碳酸酯等构成的基膜14。而且，在基膜14的入光侧的端部呈孤岛状地设有矩形的多个热压接胶带16，该多个热压接胶带16以不会影响射向导光板7的入射光的方式配置于光源6之间。此外，在各热压接胶带16的周缘的局部即图中的左右和上方，以隔开规定距离进行包围的方式，通过双面胶带等粘贴有在长尺寸方向上被分割的由白色树脂构成的间隔物15。

热压接胶带16通过加热而熔融，高强度地对基膜14与导光板7之间进行粘接。基膜14通过大面积的双面胶带13强力固定于底部框架3的底板部3a，因此导光板7强力固定于底部框架3。间隔物15作为热压接胶带16熔融时的止流件发挥功能，通过确保规定的粘接面积和厚度来确保粘接力。间隔物15在长尺寸方向上被分割是为了吸收与要粘贴的基膜14等之间的线性膨胀系数的差异。需要说明的是，也可以代替热压接胶带16而使用能通过注射器等来进行涂布的粘接剂类型的、通过大气中的湿气等来进行固化而不需要热源等的类型的固定构件。

图9是面状照明装置1的图6中的X1－X1剖视图。图9中，在底部框架3的底板部3a，从外侧(图的下侧)经由螺母12拧入固定有中心销11，中心销11的头部11b位于底部框架3的外侧。需要说明的是，中心销11向底部框架3的固定也可以采用由压入实现的固定来代替拧入。此外，中心销11的轴部11a贯通反射片4、导光板7以及光学片9(9A～9C)延伸至顶部框架10的边框部10a的孔部10h的内部。如上所述，中心销11的轴部11a抵接于导光板7的入光侧的长边的中央部的切口部7b。

此外，在底部框架3的侧壁3b的内表面，通过双面胶带等固定有沿着长边方向配置有多个光源6的基板5，光源6的射出面与导光板7的入光侧面7a对置。需要说明的是，作为光源6，以顶面侧发光的顶光式LED等为例进行了图示，但也可以使用侧面侧发光的侧光式LED等。在该情况下，基板5与底部框架3的底板部3a平行配置。

图10是表示85℃环境下的热压接胶带16的拉伸量与应力的关系的例子的图。图10中，拉伸量截止至0.7mm为可逆变化，应力随着拉伸量的增加而增加，如果减小拉伸量，应力也会减小。然而，当拉伸量超过0.7mm时为不可逆变化，应力随着拉伸量的增加而下降，即使减小拉伸量也不会复原。需要说明的是，拐点为一处，拉伸界限和断裂为同一个点。

图11是表示用于验证不会发生热压接胶带16的内聚破坏的范围的模型的例子的图。“GLASS D263”是成为基座的部分，其上配置有与双面胶带13对应的“BST”、与基膜14对应的“Base Film PC”、与热压接胶带16对应的孤岛状的“HBT”、与导光板7对应的“LGP”。“GLASS D263”的左侧的壁的内侧为伸缩的基准位置，向右方发生线性膨胀。需要说明的是，相当于底部框架的基座中不使用金属而使用玻璃的原因是，通过使用热膨胀系数比金属小的构件，在长度短的基座中实现与导光板之间的热膨胀量差ΔX。

通过将线性膨胀方向的“GLASS D263”和“LGP”的长度设为300mm，能带来实机中在800mm的长度下产生的1.3mm的线性膨胀量差ΔX。冷热冲击试验的结果确认了如下情况：经过200H(小时)，截至至约220mm没有发生问题，超过220mm的部分会发生内聚破坏。该实测值与根据图10求出的计算值基本一致。由此，可以认为从线性膨胀的基准位置起约200mm是不会发生热压接胶带16的内聚破坏的范围。

在图6至图9所示的实施方式中，导光板7的入光侧的长边的中央部通过中心销11来定位，该中央部为线性膨胀的基准位置，因此通过将从该中央部起左右200mm(左右共计400mm)的范围设为利用热压接胶带16进行固定的范围，能使要固定的范围最大化。此外，左右的伸缩量相同，因此左右的边的边框设计变得容易。

另一方面，确认了在图2和图3所示的作为实机的平面型面状照明装置1中，经过规定时间，以长边的中央部为中心的约450mm范围内形状稳定。此外，确认了在图4和图5所示的弯曲型面状照明装置1中，在弯曲的半径R＝1500mm的情况下，经过规定时间，402mm范围内形状稳定。即，与平面型相比，弯曲型容易在端部剥离热压接胶带16，应将固定范围向靠近中央部的位置缩短，但如果在弯曲型中也是以长边的中央部为中心的约400mm的范围，则能稳定地进行固定。

图12是表示面状照明装置1为对角32英寸的情况下的由热压接胶带构成的固定部的长度的例子的图，将以长边的中央部为中心的400mm的范围设为通过孤岛状的热压接胶带16进行固定的范围。图13是表示面状照明装置1为对角12.3英寸的情况下的由热压接胶带构成的固定部的长度的例子的图，将长边的所有范围即300mm设为通过孤岛状的热压接胶带16进行固定的范围。

接着，对装置的强度进行考察。作为标准模型，将导光板由普通的双面胶带固定且导光板重量为18.6g的模型设为比较对象。在该标准模型中，剪切强度为4N/mm²，每克的粘接面积为4mm²/g，背光源的粘接强度为298N，[每克的粘接面积]×[背光源的粘接强度]×10²为12。

与此相对，在图12所示的32英寸的面状照明装置1中，导光板重量为272g，剪切强度为25N/mm²，粘接面积为143.9mm²，每克的粘接面积为0.5mm²/g，背光源的粘接强度为3598N，[每克的粘接面积]×[背光源的粘接强度]×10²为19。此外，在图13所示的12.3英寸的面状照明装置1中，导光板重量为93g，剪切强度为25N/mm²，粘接面积为107.93mm²，每克的粘接面积为1.2mm²/g，背光源的粘接强度为2698N，[每克的粘接面积]×[背光源的粘接强度]×10²为31。根据[每克的粘接面积]×[背光源的粘接强度]×10²，显然图12或图13的面状照明装置1的强度比标准模型的强度高。此外，包括标准模型在内，耐跌落冲击性、耐冷热冲击性以及亮度衰减率均良好。

接着，对光学片9(9A、9B、9C)的由中心销11(图6至图9)实现的固定的例子和强化导光板7的固定的例子进行说明。

图14是表示光学片9(9A、9B、9C)的例子的俯视图。图15是图14中虚线所示的部分A1的放大图。图14和图15中，在从光学片9(9A、9B、9C)的入光侧的边(图中的下侧的边)的大致中央的短尺寸方向的端部起规定距离的位置，设有供中心销11(图6至图9)嵌入的孔部9a。中心销11的外径和光学片9的孔部9a的孔径被设计为无间隙，而由于即使是较紧的公差下的设计，光学片9也会略微发生变形，因此这样的设计没有问题。

此外，在光学片9(9A、9B、9C)的设有孔部9a的部分的两端，设有沿着长尺寸方向延伸的缺口部9c，设有孔部9a的部分为耳部9b。缺口部9c用于避免与后述的顶部框架10的肋10i发生干涉。

此外，在光学片9(9A、9B、9C)的入光侧的边的两端设有爪部9d，该爪部9d用于防止光学片9(9A、9B、9C)以中心销11(孔部9a)为中心旋转，防止产生敲击噪声。爪部9d抵接于底部框架3的侧壁3b或基板5。

一般而言，对于光学片的固定而言，在横向上长的矩形的左右的边处通过双面胶带固定于导光板为主流。然而，由于面状照明装置的大型化，光学片的重量也会变重，因此难以稳定地维持由双面胶带实现的固定。此外，还存在窄边框化的要求，左右的边处的固定被废弃而转变成了入光边处的固定。然而，能在入光边处固定光学片的场所只有导光板，当直接将光学片固定于导光板时，会有因亮度下降、褶皱的产生而引起的可靠性下降的问题。

关于这一点，在图14和图15的由中心销11(图6至图9)实现的光学片9的固定中，通过只将光学片9的孔部9a插入于中心销11的简单的构造，就能稳定地支承光学片9。此外，由于不是光学片9直接固定于导光板7的方案，因此不会影响光学特性、可靠性。而且，由于是不使用双面胶带进行的固定，因此容易展现出位置精度，能减少间隙，因此能进一步对窄边框化做出贡献。此外，由于光学片9由中心销11在一处支承，因此也不会如由双面胶带实现的固定那样产生褶皱。

图16是面状照明装置1的图6中的X2－X2剖视图。图16中，在顶部框架10的边框部10a的背侧设有向导光板7侧突出并沿着长尺寸方向延伸的肋10i。如图15的俯视图所示，肋10i以不与光学片9接触的方式配置于光学片9的耳部9b的两侧。

肋10i经由缓冲件17向底部框架3的底板部3a侧按压导光板7的入光侧的主面。需要说明的是，对缓冲件17的与导光板7对置的面实施了白色等颜色的反射处理。由此，能强化由上述的双面胶带13、基膜14以及热压接胶带16实现的导光板7向底部框架3的固定，防止导光板7的翘起、错位等。此外，通过缓冲件17的白色等颜色的反射处理，能减少光向缓冲件17侧的泄漏，抑制对导光板7的光学特性的影响。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，只要不脱离其主旨，能进行各种变更。

如上所述，实施方式的面状照明装置具备：底部框架，具有底板部和直立设置于底板部的周缘的侧壁，容纳导光板；凹部，设于导光板的入光侧的边的大致中央；中心销，直立设置于底板部，与凹部嵌合；以及固定部，在导光板的入光侧的边的从中心销起规定距离的范围内将导光板固定于底部框架。由此，能谋求导光板的稳定的固定和边框设计的容易化，即使针对大型的导光板也能谋求窄边框化。

此外，规定距离是固定部不会因导光板的使用温度范围内的伸缩而发生结构损坏的距离。由此，能防止固定部的结构损坏影响导光板的光学特性。

此外，固定部具有：基膜，经由双面胶带粘贴于底部框架；以及热压接胶带或能代替该热压接胶带的固定构件，固定基膜和导光板。由此，能将导光板强力固定于底部框架。

此外，热压接胶带或固定构件呈在导光板的入光侧的边的延伸方向上离散的孤岛状地配置于光源之间。由此，能防止热压接胶带或固定构件影响从光源射向导光板的入射光。

此外，具备：间隔物，经由双面胶带粘贴于基膜，包围热压接胶带或固定构件的周缘的至少局部。由此，能作为热压接胶带等熔融时的止流件发挥功能，通过确保规定的粘接面积和厚度来确保粘接力。

此外，具备：顶部框架，嵌合于底部框架的开口侧，在该顶部框架的边框部的背侧具有经由缓冲件按压导光板的肋。由此，能强化导光板向底部框架的固定，防止导光板的翘起、错位等。

此外，具备：一个以上的光学片，层叠于导光板的射出侧，在该光学片的从入光侧的边的大致中央的端部起规定距离的位置具有与中心销嵌合的孔部，在该光学片的入光侧的边的两端部具有与底部框架的侧壁或光源的基板抵接的爪部。由此，能容易地固定光学片，还能防止光学片的旋转。

此外，具备：顶部框架，嵌合于底部框架的开口侧，在该顶部框架的边框部的背侧具有经由缓冲件按压导光板的肋；以及一个以上的光学片，层叠于导光板的射出侧，在该光学片的从入光侧的边的大致中央的端部起规定距离的位置具有与中心销嵌合的孔部，在该光学片的入光侧的边具有避开肋的缺口部，在该光学片的入光侧的边的两端部具有与底部框架的侧壁或光源的基板抵接的爪部。由此，能防止由顶部框架的肋和缓冲件构成的用于按压导光板的结构与用于固定光学片的结构发生干涉。

此外，缓冲件的与导光板对置的面被实施反射处理。由此，能防止光从导光板泄漏至缓冲件侧，防止光学特性的劣化。

此外，本发明不受上述实施方式限定。将上述的各组成元件适当组合而构成的发明也包含在本发明中。此外，本领域技术人员能容易地推导出进一步的效果、变形例。因此，本发明的更广泛的方案不限于上述的实施方式，能进行各种变更。

附图标记说明

1：面状照明装置；2：连接部；3：底部框架；3a：底板部；3b：侧壁；4：反射片；5：基板；6：光源；7：导光板；7b：切口部；8：片材固定用框架；9：光学片；9、9A～9C：光学片；9a：孔部；9c：缺口部；9d：爪部；10：顶部框架；10a：边框部；10b：侧壁；10i：肋；11：中心销；11a：轴部；11b：头部；12：螺母；13：双面胶带；14：基膜；15：间隔物；16：热压接胶带；17：缓冲件。

Claims (9)

1.一种面状照明装置，其特征在于，具备：

底部框架，具有底板部和直立设置于该底板部的周缘的侧壁，容纳导光板；

凹部，设于所述导光板的入光侧的边的大致中央；

中心销，直立设置于所述底板部，与所述凹部嵌合；以及

固定部，在所述导光板的入光侧的边的从所述中心销起规定距离的范围内将所述导光板固定于所述底部框架。

2.根据权利要求1所述的面状照明装置，其特征在于，

所述规定距离是所述固定部不会因所述导光板的使用温度范围内的伸缩而发生结构损坏的距离。

3.根据权利要求1或2所述的面状照明装置，其特征在于，

所述固定部具有：基膜，经由双面胶带粘贴于所述底部框架；以及热压接胶带或能代替该热压接胶带的固定构件，固定该基膜和所述导光板。

4.根据权利要求3所述的面状照明装置，其特征在于，

所述热压接胶带或所述固定构件呈在所述导光板的入光侧的边的延伸方向上离散的孤岛状地配置于光源之间。

5.根据权利要求4所述的面状照明装置，其特征在于，具备：

间隔物，经由双面胶带粘贴于所述基膜，包围所述热压接胶带或所述固定构件的周缘的至少局部。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的面状照明装置，其特征在于，具备：

顶部框架，嵌合于所述底部框架的开口侧，在所述顶部框架的边框部的背侧具有经由缓冲件按压所述导光板的肋。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的面状照明装置，其特征在于，具备：

一个以上的光学片，层叠于所述导光板的射出侧，在所述光学片的从入光侧的边的大致中央的端部起规定距离的位置具有与所述中心销嵌合的孔部，在所述光学片的所述入光侧的边的两端部具有与所述底部框架的侧壁或光源的基板抵接的爪部。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的面状照明装置，其特征在于，具备：

顶部框架，嵌合于所述底部框架的开口侧，在所示顶部框架的边框部的背侧具有经由缓冲件按压所述导光板的肋；以及

一个以上的光学片，层叠于所述导光板的射出侧，在所述光学片的从入光侧的边的大致中央的端部起规定距离的位置具有与所述中心销嵌合的孔部，在所述光学片的入光侧的边具有避开所述肋的缺口部，在所述光学片的所述入光侧的边的两端部具有与所述底部框架的侧壁或光源的基板抵接的爪部。

9.根据权利要求6或8所述的面状照明装置，其特征在于，

所述缓冲件的与所述导光板对置的面被实施反射处理。

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