JP2012516025A - 可撓性薄膜による照明 - Google Patents

Abstract

端縁から延びる一連の帯片を有するフィルムシートにおいて、フィルムの帯片は、積層配列になるように纏められて折り曲げられ、この配列において、帯片どうしが平行に当接する。このとき、纏められた積層帯片の端部は、フィルムシートの本体部に透過される（本体部から放出される）光を受け取ることに適した状態になる。一組のフレーム部材は、この帯片を挟んで互いに近付くと、自動的に、この帯片が平行に間隔を空けて配置された配列を成すように、この帯片を集めて折り曲げることができる。この配列は、手動で、又はフレーム部材に隣接して平行移動するカバー部材によって纏められ、平行に当接する帯片の積層配列を形成する。その結果得られる照明装置は、液晶ディスプレイや、有機発光ダイオードディスプレイ、紙、プラスチック、もしくはその他の材料の少なくともいずれかによって形成される単純な標識等のディスプレイパネルの照明として特に有用である。
【選択図】図１

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて、下記の米国仮特許出願の優先権を主張する。
２００９年１月２６日に出願された米国仮特許出願第６１／１４７，２１５号
２００９年１月２６日に出願された米国仮特許出願第６１／１４７，２３７号
これらの出願はその開示内容全体を本願明細書の一部として援用する。

本文書は、概して、光ファイバケーブル及びエッジ照明フィルム等の光導体に関し、より詳細には、エッジ照明フィルムアセンブリ、エッジ照明装置、及びその迅速な組立方法に関する。

国際公開第２００９／０４８８６３号に記載のように、可撓性の透明フィルムシートから成る光導体を形成できるが、この光導体において、シートの縁部は、切断又は他の方式で、平行な帯状に形成されており、その帯が、後に、積層配列（全体的に細長い束のような形状）に折り畳まれ／曲げられる。この積層配列を介して、シートの主要領域（即ち、帯が延びる元になる部分）に光を送る、又は主要領域から光を送り出すことができる。同様の構成は、グランバーガ（Ｇｒｕｎｂｅｒｇｅｒ）に付与された米国特許第４，１５１，５８２号、唐澤に付与された米国特許第４，８２４，１９４号にも示されている。帯の曲げ部がそれほど大きくない（過度に大きい場合は、帯内での光の伝播を促進する内面反射が阻害され得る）、もしくは、折り曲げ領域にその曲げ部における光損失を抑制する皮膜が施されている、又はその両方である場合に、帯の束状の積層体の端部を照光すると（１つ以上のＬＥＤの照光と同様に）、光は帯を通ってシートの主要領域内に伝播する。シートの主要領域を、その主要領域の全体又は一部が発光するように処理できる。このような構成は、一般照明、照明付き看板、並びに液晶表示装置（ＬＣＤ）や他の表示装置の前面照明及び背面照明の少なくともいずれか等の用途において有用である。これとは逆に、シートの主要領域において光を収集し、その光をシートの内部から束状の積層体まで送り、光起電装置や他の装置で受け取ることもできるが、この方式は、光センサ及び太陽光集光装置等の用途において有用であり得る。したがって、点光源又は集中光源（積層された帯上の光源）を利用して、主要領域（シートの主要領域）の照光することも、又は、逆に主要領域（シートの主要領域）に入射する光を副次領域（積層された帯）に集光することもできる。このようなフィルム状の光導体は、コストが低く、小型且つ軽量であることに加え、柔軟性が高いことから、硬質の透明板等で形成される光導体よりもはるかに有利である。

国際公開第２００９／０４８８６３号 米国特許第４，１５１，５８２号明細書 米国特許第４，８２４，１９４号明細書

上記の利点にも関わらず、前述したタイプの照明は、主に製造が困難であるという理由から殆ど利用されていない。フィルムシートの帯を高い精度で形成することは、刃物の配列をフィルムシートに沿って動かして縁部まで送ることによって十分容易に達成される。ただし、その帯を適切に折り曲げ、光源からの光を受け取るのに適した積層配列として位置合わせすることは困難である上に多大な時間を必要とする。折り曲げを手動で行うと、多大な時間と労力がかかり、機械で行う場合は、損傷せずに正確に指部を曲げる折り曲げ機の作製（特に、その機械が帯構造の異なる各種のサイズのシートに対処しなければならない場合）は高価且つ困難であることから、多大な資本が必要になる。したがって、より効率的且つ経済的な装置、及び前述した特許に記載のようなフィルム照明装置の作製方法を有することは有用であろう。

本発明は、前述した問題を少なくとも部分的に解決することを意図した、迅速、簡単、且つ安価な組み立てが可能なフィルム照明装置に関する。本発明の幾つかの有利な特徴の基本的な理解が得られるように、下記に、本フィルム照明装置の好ましい形態の概要を要約して記すが、ここでは、読み手の理解を助けるために、付属の図面（これらの図は、本文書で後述する「図面の簡単な説明」の項において簡単に論述されている）を参照しながら説明する。下記の説明は単なる要約であるため、好ましい形態についての更なる詳細は、本明細書の他の部分に記載した「発明を実施するための形態」において明らかになることは理解されよう。したがって、本文書の最後に記載の特許請求の範囲は、独占的な権利が保証される本発明の様々な形態を定義している。

まず、図１を見ると、照光対象である例示的フィルムシート１０００と共に、例示的第１及び第２フレーム部材１０２及び１０４が記載されている。このフィルムシート１０００は、主要シート領域１００２（平面に沿って載置された状態で図示）、及び隣接した副次シート領域１００４を有し、この副次シート領域から、隣接する細長いフィルム帯片１００６（同じく平面に沿って載置された状態で図示）の配列が延びており、このフィルム帯片１００６は、互いに対して少なくとも実質的に平行な一定（第１）の方向に沿って伸張し、帯片端部１００８において終端する。第１フレーム部材１０２は、第１部材歯先１０８の突出配列が設けられる第１部材内面１０６を含み、第２フレーム部材１０４は、同様に第２部材歯先１１２の突出配列を備えると好ましい第２部材内面１１０を有する。第１部材歯先１０８は、第１及び第２フレーム部材１０２及び１０４が互いに密接して隣り合うように移動して（図２〜図４に示したプロセス）フレーム１００を形成し（完成したフレーム１００を図６〜７に図示）、フィルム帯片１００６の配列が、第１部材内面１０６と第２部材内面１１０の間（より具体的には、第２部材歯先１１２が存在する場合は、第１部材歯先１０８と第２部材歯先１１２の間）に配置されたときに、各フィルム帯片１００６が、第１部材歯先１０８によって、且つ、第２フレーム部材１０４（特に、第２部材歯先１１２が存在する場合は、第２部材歯先１１２）によって、第１の方向とは異なる第２の方向を向くようにそれぞれ付勢され、付勢されたフィルム帯片１００６が、少なくとも略平行な平面内に隣接して配置（図６に最も判り易く図示）されるように配列される。したがって、フレーム部材１０２とフレーム部材１０４の間に帯片１００６を単純に挟み込むだけで、帯片１００６が位置合わせ（図３〜図４を参照）されるため、後に第１部材内面１０６と略平行に並ぶ方向になるように帯片１００６を付勢して、帯片１００６（又は少なくとも帯片端部１００８）を当接する関係に積層することができる。このステップは、図４及び図６に示されており、このステップにおいて、帯片１００６は、カバー部材１１４（後で詳細に説明する）によって付勢され、少なくとも実質的に第１の方向と垂直な方向に向けられる。この後、帯片１００６において、その帯片端部１００８は、少なくとも実質的に連続した表面１０１０を画定するように位置合わせされる。或いは、帯片端部１００８を切断（及び、可能な場合は研磨）して、少なくとも実質的に連続した表面１０１０を形成してもよい。この後、実質的に連続した表面１０１０を照光して、主要シート領域１００２内に光を送ることができる（又は逆に、主要シート領域１００２に沿って集められた光を、帯片１００６に沿って、纏められた帯片端部１０１０まで送ることもできる）。

第１フレーム部材１０２及び第２フレーム部材１０４は、フィルム帯片１００６を中心として第１部材内面１０６と第２部材内面１１０が互いに向き合う当接位置に移動すると（図４及び図６を見るとよく判るように）、互いに相補的に嵌合するように設計されることが好ましい。この後、第１フレーム部材１０２及び第２フレーム部材１０４を、接着剤等を利用して接合できる。その代わりに、第１フレーム部材１０２及び第２フレーム部材１０４を、その第１フレーム部材１０２及び第２フレーム部材１０４に画定された、位置合わせされた締結具開口に締結具を挿入することによって、もしくは、第１フレーム部材１０２及び第２フレーム部材１０４に相補的係合構造（例えば、第２フレーム部材１０４内の開口部と係合する第１フレーム部材１０２上の逆目ピン）を設けることによって、又はその両方によって機械的に接合してもよい。フレーム部材１０２及び１０４が、フィルム帯片１００６を挟んだ当接位置に移動すると、フレーム部材１０２及び１０４は、その間に画定される開口した上部スロット１１６（図４を参照）を備えるように構成されることも好ましく、この構成において、方向変更された帯片１００６は、上部スロット１１６内を通って延びる。このとき、有用な構成として、上部スロット１１６に沿って、第１フレーム部材１０２と第２フレーム部材１０４の間に摺動可能に嵌合するカバー部材１１４を設けてもよく、これにより、第１フレーム部材１０２と第２フレーム部材１０４の間でカバー部材１１４を摺動させて、上部スロット１１６を少なくとも部分的に閉じると同時に、そのカバー部材１１４の下で当接する平行な積層関係（図４及び図６に示すような関係）になるように、フィルム帯片１００６を付勢することができる。

同様に、フレーム部材１０２及び１０４は、嵌合したフレーム部材１０２及び１０４の底面の周りを少なくとも部分的に閉じ、このフレーム部材どうしの間の空間にフィルム帯片１００６が収まる構造を備えることができる。図１から最もよくわかるように、第１フレーム部材１０２は、第１部材内面１０６から外側に延びる第１部材底面１１８を含む。第２フレーム部材１０４は、第２部材歯先１１２の配列の下に第２部材下方縁部１２０を有し、この第２部材下方縁部１２０は、フレーム部材１０２とフレーム部材１０４とが嵌合して、その内部にフィルム帯片１００６が延在可能な間隙１２２（図６を参照）が画定されると、第１部材底面１１８の上方に位置する。第２部材下方縁部１２０は、下に向かうにつれて厚さが減少するように湾曲しているため、この下方縁部１２０に寄りかかって支えられたフィルム帯片１００６は、フレーム部材１０２の内面１０６とフレーム部材１０４の内面１１０の間、ひいては第１部材歯先１０８と第２部材歯先１１２（存在する場合）の間で上方に延びる際に、下方縁部１０２を中心としてより容易に折り曲がる。

図１を参照すると、各第１部材歯先１０８は、第１部材内面１０６に対して斜めに向いた第１部材歯先面１２４を有する。同様に、各第２部材歯先１１２は、第２部材内面１１０に対して斜めに向いた第２部材歯先面１２６を有する。このとき、フレーム部材１０２及び１０４が図６のように位置する場合のフレーム部材１０２及び１０４の歯先１０８及び１１２を示した図５に示されるように、第１及び第２フレーム部材１０２及び１０４が互いに隣り合って密接して位置し、第１部材内面１０６と第２部材内面１１０が平行な関係で互いに向き合うときに、第１部材歯先面１２４と第２部材歯先面１２６は、互いに対して少なくとも略平行に位置合わせされる（ここでは、歯先面１２４と歯先面１２６は、互いに対して約１５度で傾斜しているが、他の角度も可能である）。また、第１部材歯先１０８の配列は、第２部材歯先１１２の配列から垂直方向に離隔しており、第１部材歯先１０８の配列と第２部材歯先１１２の配列は、第２部材底面から異なる高さで位置する（好ましくは、第２部材歯先１１２の配列は、第２部材底面と第１部材歯先１０８の配列の間に位置する）。これらの構成により、第２部材歯先１１２は、第１部材歯先１０８によって引き起こされるフィルム帯片１００６の曲げ／方向変更を容易にする。

次に、図７にディスプレイパネル３０００を模式的に示す。例えば、液晶ディスプレイ、有機発光ダイオードディスプレイ、又は、紙、プラスチック、及び他の材料のうちの少なくともいずれかによって形成される単純な標識であるディスプレイパネル３０００は、フィルムシート１０００の主要シート領域１００２によって背面照光されるように配置される。フレーム部材１０２、フレーム部材１０４、及びフィルムシート１０００は、特に好ましい配置で図示されており、この配置において、フィルムシート１０００が約１８０度で折り曲げられ、フレーム部材１０２、フレーム部材１０４、及びフィルム帯片１００６は、主要シート領域１００２の平面の側方で当該平面から間隔を空けて位置している。この配置により、「エッジレス」ディスプレイを効果的に作製できるため、この種の配置は特に有用で、ディスプレイ３０００、及び照光を行う主要シート領域１００２は、そのディスプレイとシートの領域の周り（主要シートの折り曲げ側は除外されることがあるが、この折り曲げ側は、ディスプレイへの各種のリード線が延びる可能性の高い側でもある）のフレームを画定する光源又は他の方式によって境界付けされずにすむ。これにより、ひいては、テレビ、コンピュータスクリーン、携帯電話及び携帯情報端末等の携帯用装置のディスプレイ、並びに看板等にとって、省スペースで見た目に美しい各種の構成が実現する。

また、図６のような照明装置を作製すると、帯片１００６を、端面接着、又は他の方式で纏めて保持することができ、その後、フレーム部材１０２及び１０４を取り除くことができる。したがって、本発明は、「フレームなし」の照明装置にも及び、この照明装置は、図６のフィルムシートによって例示される、図１〜図６に記載したものと同様の工程で生成されるフィルムシート１０００を含むが、この照明装置には、フレーム部材１０２及び１０４が存在しない。このような状況において、フレーム部材１０２及び１０４は、実質的に一次的固定具となるが、この固定具は、照明装置の組み立て中には使用され、仕上がった照明装置からは除去される。

同様の点において、本発明は、フィルムシート１０００が追加されて装置の組み立てが完了する前の、フレーム部材１０２及び１０４のみから成る照明装置にも及ぶ。

本発明の更に他の利点、特徴、及び目的は、対応する図面と組み合わされる本文書の残りの部分から明らかになるであろう。

例示的第１フレーム部材１０２と、例示的第２フレーム部材１０４と、主要シート領域１００２から延びるフィルム帯片１００６を有する例示的フィルムシート１０００とを示す斜視図であり、これらの構成要素は、図２〜図４に示すように組み立てられ、図６〜図７のような例示的照明装置を形成する。 図１の第１フレーム部材１０２、第２フレーム部材１０４、及びフィルムシート１０００について、フレーム部材１０２及び１０４が、フィルム帯片１００６を挟んで互いに近付くように付勢され、フィルム帯片１００６どうしが平行な関係になるようにフィルム帯片１００６が折り曲がり始めた状態を示す斜視図である。 フレーム部材１０２及び１０４が、互いに向かって更に近付くように付勢され、フィルム帯片１００６が更に折り曲がって平行な関係になる状態を示す、図２に続く斜視図である。 カバー部材１１４が、フレーム部材１０２及び１０４の側方で前進を開始して、平行なフィルム帯片１００６が折り曲がり、当接した積層関係になっている状態を示す、図３に続く斜視図である。 第１部材歯先１０８及び第２部材歯先１１２の相対位置を示した、フレーム部材１０２及び１０４が共に当接状態に移動したときのフレーム部材１０２及び１０４の上面図である。 カバー部材１１４が、フィルム帯片１００６の当接した積層関係への折り曲げを完了して、帯片積層体１０１０を形成した後で得られる照明装置を示した、図４に続く斜視図である。 フィルムシート１０００が折り曲がり、フィルムシート１０００の主要領域１００２の後ろにフレーム１００及び帯片積層体１０１０が位置し、フィルムシート１０００の主要領域１００２がディスプレイパネル３０００を照光している状態で、図６の照明装置を示した斜視図である。 例示的第１フレーム部材２０２、例示的第２フレーム部材２０４、並びに、主要シート領域２００２、及びフィルム帯片２００６が延びる元である隣接した副次シート領域２００４を有する例示的フィルムシート２０００を示す斜視図であり、これらの構成要素は、図９に示すように組み立てられて、図１０のような例示的照明装置を形成する。 第１フレーム部材２０２及び第２フレーム部材２０４が互いに近付くように付勢され、２つの平行な帯片の配列になるようにフィルム帯片２００６が折り曲げられた状態で、図８の第１フレーム部材２０２、第２フレーム部材２０４、及びフィルムシート２０００を示す斜視図である。 カバー部材２１４が、当接した積層関係にフィルム帯片２００６を折り曲げて帯片積層体２０１０を形成した後で得られる照明装置を示す、図９に続く斜視図である。

上記の「発明の概要」を更に詳しく説明すると、本発明で用いられるフィルムシートは、透明で光の吸収率が低く、最小限の光の散乱性を示すフィルムであると好ましい。厚さが０．０５ｍｍから１ｍｍのポリカーボネートフィルムは、安価で一般的に市販されているフィルムであり、本発明での利用に適しているが、本発明が適用される用途に応じて、各種のフィルム（例えば、ポリスチレン、ポリエステル、アクリル等）も同様に利用できる。光損失を抑制する（内部反射／透過を促進する）ために、フィルムには、そのフィルムよりも屈折率が低い材料でコーティング／被覆を施してもよく、この屈折率は、経済的に実現可能な限り、コーティングとフィルムの間に良好な接着状態をもたらす範囲で低いことが好ましい。塗布される各種のコーティングは、フィルムシート１０００の残りの部分に加えて帯片端部１００８もコーティングされる場合に、サイズ及びコストを維持すると共に、帯片積層体（図６〜図７に１０１０として図示）における光の吸収を最大限にするために可能な限り薄いことが好ましい。この点において、０．５ｍｍ厚さのポリカーボネートフィルム、及び０．０１ｍｍ厚さのＴＣ１０６コーティング（サンプロセス社（Ｓｕｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、米国イリノイ州マウントプロスペクト市）は、被覆によって占められる帯片積層体の断面が２％のみであり、殆どの用途において適切に機能する。

帯片１００６（例えば、図１）は、任意の適切な方式でフィルムシート１０００に切断可能である。例示的製造工程には、フィルムをロールに巻いたものからテンションローラを介してフィルムを供給すること、ローレットロールを用いて光抽出パターンを刻印すること、昇降する刃の配列をフィルムに適用して帯片を切り出すこと、及び切断機構が含まれ、この切断機構により、フィルム及びその帯片が所望の最終の長さに切断され、図１に１０００として例示するようなフィルムシートが生成される。加熱ステーションは、光抽出パターンを適用するため、及びフィルムを切断するためにフィルムを柔らかくする一助となる。切断は、光学的に滑らかな切り口（即ち、光損失を生じ得る凹凸が最小限である縁部）が得られる十分に鋭利で滑らかな刃を用いて実施されることが好ましい。刃のコーティング、例えば、セラミック又はフッ化ポリマのコーティングは、刃の滑らかさを高める。

帯片が一列に積層された後（例えば、図６〜図７の１０１０における積層体）、積層体端部１０１０は、最小の損失で光源からの光の供給（又は、センサ等による受光）を行える光学的に滑らかな結合面を提供するように、切断及び研磨されるか、又は他の方式で処理されることが好ましい。このような処理の例としては、切断とサンダ仕上げ／ポリッシング仕上げで、上述のような表面を得られる他、フィルム材料が適しているものについては火炎研磨や化学研磨を利用してもよい。

図１〜図７の１０２及び１０４のようなフレーム部材は、各種の適切な材料で作製可能であり、プラスチック材料及び金属材料は、フレーム部材を作製する際の成形又は機械加工が容易である。照明装置に用いられるフィルムが、エレクトロクロミック性であるか、そうでなければ、印加される電圧や、電流や、周波数や、他の入力信号に応じで変化するように設計された透過、吸収、及び反射の少なくともいずれかの特性を有している場合は、内部で入力信号を伝達可能な導電性材料のフレーム部材を１つ以上形成すると有用であり得る。有用な構成として、フレーム部材の内側表面に反射材料をコーティングしてもよく、これにより、フィルム帯片からフレーム内部までの間で失われる光が内部反射し、場合によっては、帯片に送り返すことができる。

前述したフレーム部材及びフィルムシートは、図面に記載したものと大きく異なる構成であってもよい。フレーム部材の形状、サイズ、及び寸法比率、特に、歯先の数、形状、サイズ、及び寸法比率は、照明装置の所望のサイズ、フィルム帯片の数、サイズ、及び所望の湾曲度、並びに同様の要素に左右される設計パラメータである。例えば、０．０１ｃｍの厚さを有するフィルムシートの２０ｃｍの幅を、０．５ｃｍの幅の指状に切断して、約０．４ｃｍ×０．５ｃｍのサイズの入光（受光）面を有する帯片積層体（図６〜図７の１０１０のような積層体）を得ることができる。本発明での利用に適すると共に、安価で（少なくとも本文書を作成した時点では）一般的に市販されているフィルムは、優れた光透過性を有する傾向があるが、このフィルムにおいて、帯片はフィルム厚さの少なくとも約８倍の曲げ半径を用いて曲げられる。（更に小さい半径も可能であり、例えば、殆ど無視できる程度の曲げ半径で帯片を曲げることも可能であるが、これらの帯片は、光損失を抑制するために、曲げ部に表面コーティングや同様の手段を必要とすることが多く、コストが高くなる。）したがって、通常、フレーム部材の高さは、フィルム厚さの少なくとも８倍に、帯片積層体全体の厚さを加えたものになる（積層体が、図４及び図６の上部スロット１１６内と同様に、フレーム部材の内部／間に延在すると想定した場合）。同様に、結合されたフレーム部材の深さは、通常、上部スロットの幅（これは、最大帯片幅と同じであると好ましい）に折り曲げ半径の約１．４倍を足したものと同程度である。

フレーム部材及び照明装置は、その形状、サイズ、及び寸法比率以外において、詳細に上記で説明及び図示したものと異なっていてもよい。説明のため、図８〜図１０に、第１フレーム部材２０２及び第２フレーム部材２０４を示す。第１フレーム部材２０２は、フィルム帯片２００６が、平行な平面に配置された隣接する帯片の２つの配列を成すように、フィルム帯片２００６を付勢して、その後、１組のカバー部材２１４が、これらの配列が積層部材の長さの中心から延びる積層体になるように、これらの配列を付勢する。次に、フィルムシート２０００が、図７のものと同様に、但し１８０度ではなく約９０度の角度で曲がると、積層された帯片２０１０は、フィルムシート２０００の一方の側面から外に（図６及び図７のように）向かうのではなく、フィルムシート２０００の主要領域２００２の背後に延びる。これにより、照明装置の利用方式に応じた、より小型の構成、もしくはより便利な構成、又はその両方が実現する。また、フィルムシートは、その２つ以上の縁部、例えば、対向する両方の縁部から延びる帯片を担持してもよく、これらの各縁部の周りにフレーム部材を設けて、２つ以上の縁部からシートの主要領域を照光できる。このような構成では、複数の縁部からの照明により、主要シート領域の照光を更に強くできるため、主要シート領域が大きい場合に特に好ましい。同様の点において、フィルムシートの単一の縁部に２つ以上のフレームを設けて、主要シート領域への光の入力用、又は主要シート領域からの光の出力用の帯片積層体を２つ以上提供してもよい。

フレーム部材に用いられる歯先は、図面（例えば、図１及び図５）に記載したような、鋸歯状の輪郭を有し、各歯先が先端から基部に向かうにつれて垂直方向の厚さが僅かに増加する形態である必要はない。他の歯先構造の例としては、四面体、ロッド状の形状（櫛歯の配列と同様であるが、歯先は、フレーム部材に対して傾斜していてもよい）、及びＣ字形又はＪ字形の曲面を有するフランジが挙げられる。また、歯先は、フレーム部材の高さに沿った異なる場所に設けられてもよく、図１の第１部材の上縁部１２８に配置される（この場合、平行に当接するフィルム帯片の積層体は全て、図４及び６に示すように、第１スロット部材１０２と第２スロット部材１０４の間に画定されるスロット１１６内ではなく第１フレーム部材１０２の最上部に位置することになる）等によって配設されてもよい。このような状態において、第１部材歯先１０８を、第１部材上縁部１２８と第１部材内面１０６の少なくともいずれかに切欠／窪みを形成することによって画定できるが、この場合、第１部材歯先１０８は、第１部材内面１０６から上側と外側の両方に突出した状態で残される。同様の変更は、第２フレーム部材に第２部材歯先を設ける場合にも適用できる。歯先の構成、歯先の位置、フィルム帯片の幅、及び帯片に求められる曲げに程度によって異なるが、歯先の表面は略平行（互いに対して約１５度で傾斜した歯先面１２４及び１２６を表した図５のような状態）である必要はなく、実際、平行というよりも垂直に近いものであってもよい。但し、添付図面に示すように構成され寸法決めされたフレーム部材及び帯片については、歯先面が平行（又は略平行）であることが好ましい。

既に記載したように、第２部材の歯先は、第１の歯先によって引き起こされるフィルム帯片の曲げ／方向変えを容易に行えるように補助する。このことは必須ではなく、第２部材歯先は、省略されても、又は一連の独立した歯先として設けられるのではなく単一の隆起部もしくは他の部材に置き換えられてもよい。

また、図面において、フレーム部材は、フィルム帯片の平面配列の向きを変えて帯片の積層配列にする、直線的配列の歯先を有することが示されているが、配列される歯先は、必ずしも直線状である必要はなく、また、歯先に挿入されるフィルム帯片は必ずしも平面に配列される必要もない。一部の用途（例えば、建築物の照明）においては、湾曲したフィルムシートと湾曲した帯片積層体の少なくともいずれか、又は他の複雑な形状を有するシート／積層体が望ましい場合もある。したがって、フレームを、湾曲した／非平面的配列の帯片を収容できるように構成してもよい。この点において、添付図面に記載したフレーム部材を、シリコーン樹脂等の可撓性材料で形成してもよく、これにより、少なくとも部分的に湾曲表面に沿うように、最終的な照明装置（図７及び図１０に記載した状態）を折り曲げることができる。

図７及び図１０に記載したような照明装置の製造も手動によってのみ行われる必要はなく、自動化方式、又は半自動化方式で行うことができる。例示すると、図１〜図７のフレーム部材１０２及び１０４は、シートが第２フレーム部材１０４の下に供給され（縁部が切断されていない場合は、その後、フィルム帯片状に切断され）、その後で、フレーム部材１０２及び１０４が、適切な機構によって、図１〜図７に図示したように移動して図７の照明装置を作製する機械の一部を画成してもよい。換言すると、本発明は、最終的な照明装置の組み立てを補助する別の装置の一部として設けられるフレーム部材も包含する。

フレーム部材は、他の特徴も含み得る。一例として、フレーム部材に、穴を含めてもよく、この穴に、屈折率の低いゲル又は他の物質を注入して、フレーム内のフィルム帯片を少なくとも部分的に囲繞することで、帯片からの光損失をより適切に抑制できる。他の例として、フレーム部材は、積層された帯片がその外側に延在するのではなく、ＬＥＤや他の光源（又は光検出／受光装置）が設けられる位置において、フレーム部材内で終端するように適合されてよい。即ち、動作に必要な各種の電源装置や他の構成要素と共に、光源（又は受光装置）をフレーム内に設けてもよい。フレーム部材は、互いに対する着脱、もしくは周囲の構造に対する着脱、又はその両方を、フィルムシートのまわりで迅速且つ簡単に行えるようにする特徴を含めてもよく、これにより、より容易に、フレーム部材からフィルムシートを取り除いて、他の所望のフィルムシートと交換（例えば、１つのメッセージを掲げた標識を画定するフィルムシートを、他のメッセージを掲げた標識と交換）することができる。その代わりに、フレーム部材に、周囲の構造への迅速且つ簡単な取り付けのための構成を備えてもよく、これにより、図７に示すような照明装置全体を取り外して他の照明装置と交換することが容易になる。

上述したフレーム部材に生じ得る問題の１つは、上述した組み立て工程に進むときに、第１フレーム部材（及び第２フレーム部材の少なくともいずれか）に対してフィルムシートが保持されていない場合に、フィルムシート及びその帯片が変位する可能性があり、照明装置の組み立てを完了することが困難になる点である。このような変位の抑制に役立つ特徴を１つ以上のフレーム部材に追加してもよい。一例が図８に記載されており、第２フレーム部材２０４が、その長さ方向に沿って中央帯片穴２３０を有し、この中央帯片穴２３０は第２部材歯先（図示せず）の下に位置する。図８〜図１０に示すように、フィルムシート２０００から延びる中央のフィルム帯片２０１２は、この中央帯片穴２３０を通って延びるように折り曲げ可能であり、これにより、第２フレーム部材２０４が第１フレーム部材２０２に向かって移動して、平行な離隔した帯片の配列（図９に示すような状態）になるように帯片２００６を折り曲げるときに、フィルム帯片２００６及びフィルムシート２０００を少なくとも部分的に拘束することができる。照明装置が完全に組み立てられた（図１０）後、第２フレーム部材２０４から突出する中央のフィルム帯片２０１２の端部は、切り落とされても、又は他の方式で除去されてもよい。

他の例として、１つ以上のフレーム部材、最も好ましくは第１フレーム部材に、釘又は他の突出構造を含めてもよく（例えば第１部材底面に含む）、この場合、フィルムシートが開口部を含むか、又はシートフィルムの縁部が切欠を含み、これらの開口部又は切欠で突出構造を収容する。その結果、突出構造によって第１フレーム部材内にフィルムシートを配置することができ、第２フレーム部材が第１フレーム部材に向けて動くときのフィルムシートの滑落が抑制される。

１つ以上の突出構造、及び１つ以上の開口部／スロット等の相補形の収容構造は、このような抑制機構の実現に利用可能な構造のみに限らず、その代わりに、又はこれに追加して他の各種の機構を利用してもよい。図１を参照して説明すると、粘着性／接着性の表面、弾性表面、又は摩擦の大きい他の表面をフレーム部材１０２及び１０４に設けて（例えば、第１部材底面１１８と第２部材下方縁部１２０の少なくともいずれかに沿って設けて）、フレーム部材１０２及び１０４が帯片を挟み込む際のフィルムシートの滑落を抑制できる。他の例として、第１部材側面壁１３０から外に向かってトング部／クリップを伸張させて、フィルム部材底面１１８に密接する付近まで延在させてもよく、これにより最も外側のフィルム帯片は、トング部／クリップと第１部材底面１１８の間で、第１フレーム部材１０２に対してシートを抑制するように摺動可能になる。

フレーム部材への構造物の追加、もしくはフィルムシートの修正、又はそのいずれも必要としないシート拘束機構を、追加として、又は代替として利用できる。例示すると、１つ以上のフレーム部材に、第１部材底面と第２部材下方縁部の少なくともいずれかに沿って複数の開口部を含めてもよく、これらの開口部は、フィルム帯片が積層配列になるようにフレーム部材によって付勢されている間、真空供給部に一時的に接続される。この後、真空供給部を、照明装置が十分に完成した後で除去できる。

本文書全体を通じて用いられる、方向及び位置、例えば、「上部」（「上部スロット」等における上部）、「下方」（「第２部材下方縁部」等における下方）、「垂直方向」等を表す各種の用語は、絶対的な用語ではなく相対的な用語であることを理解されたい。即ち、（例えば）上部スロットと記載されたものは、実際には、装置全体の向きによっては装置の底部に位置してもよいと理解されたい。したがって、このような用語は、限定的な用語ではなく、便宜上の表現として解釈されるべきである。

本発明のより具体的な例を提供するため、下記において、図７のものと類似した例示的照明装置を説明する。この照明装置は、対角寸法が２０インチ（５０ｃｍ）のＬＣＤテレビディスプレイの照明に利用される。４８インチ（１２２ｃｍ）幅のロールで提供される厚さ０．０１インチ（０．０２５ｃｍ）の透明なポリカーボネートフィルムを、１６×４０インチ（４１×１０２ｃｍ）の小区画に切断した。刃の配列により、０．７３３インチ（１．８６ｃｍ）幅×２０インチ（５０ｃｍ）長さのフィルムの帯片を切り出した。図１〜図６に記載のものに類似した構成を有するフレーム部材（及びキャップ部材）を用いて、図６に図示したような完成品の照明装置を画成し、接着剤を用いて、フレーム部材同士（及び積層された帯片端部）を接着し、粉塵に対してフレームの内部を密封した。積層された帯片端部を、その端部が共通の平面に沿って延びるように切断し、その後で、１００粒度と３２０粒度の研磨紙、続いて、マイクロメッシュの研磨具を用いて研磨した。これにより、約０．７３３インチ（１．８６ｃｍ）×０．２インチ（０．５１ｃｍ）の大きさの光学的に滑らかな入光面が得られた。光は、ＰＴ−１２０ ＰｈｌａｔＬｉｇｈｔ（ルミナスデバイス（Ｌｕｍｉｎｕｓ Ｄｅｖｉｃｅｓ）社、米国マサチューセッツ州ビレリカ）を利用して入光面に導入された。フィルムシートの主要領域をＬＣＤディスプレイの背後に配置して、図６に示した状態から図７に示した状態にフィルムシートを折り曲げ、そのフィルムシートの主要領域の背後に、光源、ヒートシンク、送風機、光学部品、及び電子部品を配置した。この折り曲げにおける曲げ半径は、０．２５インチ（０．６４ｃｍ）であったが、これは、折り曲げ部における光の漏れが無視できる程度になるフィルム厚さの約２５倍である。ＬＣＤディスプレイ及び照明装置の全体の厚さ／奥行きは、主にヒートシンクの寸法に由来する約１．２５インチ（３．２ｃｍ）であった。この照明装置は、一般的な従来の方法、例えば、冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）と発光ダイオード（ＬＥＤ）の少なくともいずれかによる背面照明又は前面照明によって提供されるものと少なくとも同等の品質に見える照明をディスプレイに備えた。

本発明は、上述した本発明の好ましい形態に限定されることを意図したものではなく、下記の特許請求の範囲によってのみ規定されることを意図している。したがって、本発明は、文言上、又は均等論において特許請求の範囲に含まれる全ての異なる形態を包含する。

Claims (25)

1. ａ．第１部材歯先の突出配列を備える第１部材内面を有する第１フレーム部材と、
   ｂ．第２部材内面を有する第２フレーム部材と、を含むフィルム照明装置であって、
   前記第１部材歯先は、前記第１フレーム部材と前記第２フレーム部材とが近接して互いに隣り合うように移動され、細長い隣接した帯片の配列が前記第１部材内面と前記第２部材内面の間に位置し、前記フィルム帯片が、互いに対して少なくとも実質的に平行な第１方向に延びると共に、少なくとも実質的に共通の平面に沿って位置するときに、前記フィルム帯片は、第１部材歯先によって、前記第１方向とは異なる第２方向を向くよう付勢され、前記付勢されたフィルム帯片は、少なくとも実質的に平行な平面に隣接して配置される、フィルム照明装置。
2. ａ．前記第２部材内面は、第２部材歯先の突出配列を備え、
   ｂ．前記第１及び第２部材歯先は、前記第１フレーム部材と前記第２フレーム部材とが近接して互いに隣り合うように移動されて、細長い隣接したフィルム帯片の配列が前記第１部材内面と前記第２部材内面の間に位置し、前記フィルム帯片が、互いに対して少なくとも実質的に平行な第１方向に延びると共に、少なくとも実質的に共通の平面に沿って位置するときに、前記フィルム帯片は、第１部材歯先及び第２部材歯先によって、前記第１方向とは異なる第２方向を向くよう付勢され、前記付勢されたフィルム帯片は、少なくとも実質的に平行な平面に隣接して配置される、請求項１に記載のフィルム照明装置。
3. ａ．前記第１フレーム部材及び前記第２フレーム部材は、前記第１部材内面と前記第２部材内面とが互いに向き合う状態で、互いに結合され、
   ｂ．前記第１部材歯先の配列は、前記第２部材歯先の配列から間隔を空けて配置される、請求項２に記載のフィルム照明装置。
4. ａ．前記第１フレーム部材及び前記第２フレーム部材は、前記第１部材内面と前記第２部材内面とが互いに向き合う状態で、互いに結合され、
   ｂ．前記第１フレーム部材は、前記第１部材内面から外側に延びる第１部材底面を含み、
   ｃ．前記第２フレーム部材は、前記第２部材歯先の配列の下に第２部材下方縁部を有し、前記第２部材下方縁部は、前記第１部材底面よりも上方に位置し、
   ｄ．前記第１部材歯先の配列及び前記第２部材歯先の配列は、前記第１部材底面の上方において異なる高さで位置する、請求項２に記載のフィルム照明装置。
5. 前記第２部材歯先の配列は、前記第１部材底面と前記第１部材歯先の配列との間に位置する、請求項４に記載のフィルム照明装置。
6. 前記第２部材下方縁部は、下方に向かうにつれて厚さが減少するように湾曲する、請求項４に記載のフィルム照明装置。
7. ａ．前記第１フレーム部材及び前記第２フレーム部材は、互いの間に画定される開口した上部スロットを有し、前記開口した上部スロットは、前記第１部材歯先の配列及び前記第２部材歯先の配列の上方に位置し、
   ｂ．前記フィルム照明装置は、前記上部スロットに沿って、前記第１フレーム部材と前記第２フレーム部材の間に摺動嵌合するように構成されるカバー部材を更に含む、請求項４に記載のフィルム照明装置。
8. 前記第１フレーム部材及び前記第２フレーム部材は、前記第１部材内面と前記第２部材内面とが互いに向き合う当接位置に移動したときに、互いに対して相補的に嵌合する、請求項１６に記載のフィルム照明装置。
9. ａ．前記第１フレーム部材及び前記第２フレーム部材は、前記第１部材内面と前記第２部材内面とが互いに向き合う相補的に嵌合する当接位置に移動したときに、互いの間に画定される開口した上部スロットを有し、
   ｂ．前記フィルム照明装置は、前記第１フレーム部材及び前記第２フレーム部材に着脱可能に嵌合して前記上部スロットを少なくとも部分的に閉じるカバー部材を更に含む、請求項８に記載のフィルム照明装置。
10. ａ．前記第１フレーム部材及び前記第２フレーム部材は、前記第１部材内面と前記第２部材内面とが互いに向き合う状態で、互いに結合され、
    ｂ．前記第１及び第２フレーム部材は、
    （１）前記第１及び第２フレーム部材の一方のうちの、第１及び第２フレーム部材の他方に相補的に結合される部分と、
    （２）第１及び第２フレーム部材において位置合わせされた固定具開口とのうちの少なくとも一方を含む、請求項１に記載のフィルム照明装置。
11. 細長い隣接するフィルム細片の配列を有するフィルムシートと組み合わされ、前記フィルム細片は、前記フィルムシートから、
    ａ．互いに対して少なくとも実質的に平行である第１の方向に延びて、
    ｂ．少なくとも実質的に共通の平面に沿って位置し、
    前記フィルム帯片は、前記第１フレーム部材と前記第２フレーム部材の間に配置されて、前記フィルム帯片はそれぞれ、第１部材歯先によって、前記第１方向とは異なる第２方向を向くように付勢され、前記付勢されたフィルム帯片は、少なくとも実質的に平行な平面に隣接して配置される、請求項１に記載のフィルム照明装置。
12. ａ．前記フィルム帯片は、帯片端部において終端し、
    ｂ．前記付勢されたフィルム帯片は、帯片端部において、平行な平面内の当接位置に隣接して配置される、請求項１１に記載のフィルム照明装置。
13. 前記付勢されたフィルム帯片は、平行な平面内の当接位置に隣接して配置される、請求項１１に記載のフィルム照明装置。
14. 前記当接するフィルム帯片は、前記第１方向に対して少なくとも実質的に垂直な向きの方向に延びる、請求項１３に記載のフィルム照明装置。
15. 前記カバー部材は、前記第１フレーム部材及び前記第２フレーム部材と係合して、前記上部スロットの上で摺動する、請求項１１に記載のフィルム照明装置。
16. ａ．前記フィルム照明装置において、
    （１）前記第２部材内面は、第２部材歯先の突出配列を含み、
    （２）前記第１フレーム部材及び前記第２フレーム部材は、互いの間に画定される開口した上部スロットを有し、前記開口した上部スロットは、前記第１部材歯先の配列及び前記第２部材歯先の配列の上方に位置し、
    ｂ．前記フィルム照明装置は、前記上部スロットの上部に適合するカバー部材を更に含み、前記付勢されたフィルム帯片は、前記カバー部材の下で当接する平行な関係で積層される、請求項１１に記載のフィルム照明装置。
17. 前記フィルムシートは、
    ａ．一平面に沿った向きで配置される主要シート領域と、
    ｂ．隣接する副次シート領域と、を含み、前記副次シート領域から前記フィルム帯片が延び、前記副次シート領域が折り曲げられて、前記フレーム部材は、前記主要シート領域が配置された前記平面から間隔を空けて配置される、請求項１１に記載のフィルム照明装置。
18. 前記主要シート領域に平行に隣接して延びるディスプレイパネルを更に含む、請求項１７に記載のフィルム照明装置。
19. 前記フィルムシートは、
    ａ．一平面に沿った向きで配置される主要シート領域を有すると共に、
    ｂ．少なくとも９０度で折り曲げられて、前記フレーム部材が、
    （１）前記主要シート領域の側方において、
    （２）前記主要シート領域の平面から間隔を空けて配置される、請求項１１に記載のフィルム照明装置。
20. ａ．フィルムシートが、
    （１）少なくとも実質的に平坦な主要シート領域と、
    （２）隣接する副次シート領域と、を有し、前記副次シート領域には、当該副次シート領域から延びる、一連の細長い隣接フィルム帯片が設けられ、前記フィルム帯片は、
    （ａ）少なくとも実質的に共通の平面において、
    （ｂ）第１方向において互いに対して少なくとも実質的に平行に配置され、
    ｂ．フレームが、
    （１）第１部材歯先の突出配列を備える第１部材内面を有する第１フレーム部材と、
    （２）第２部材内面を有する第２フレーム部材と、を含む、フィルム照明装置であって、
    前記第１フレーム部材及び前記第２フレーム部材は、前記フィルム帯片を挟んで貼り合わされており、前記フィルム帯片それぞれが、第１部材歯先によって、配列を成すように付勢され、前記付勢されたフィルム帯片は、
    ｉ．少なくとも実質的に平行な平面に隣接して配置され、且つ、
    ｉｉ．前記第１方向とは異なる第２方向を向くように配置される、フィルム照明装置。
21. ａ．前記副次シート領域は、前記主要シート領域に対して、少なくとも９０度で折り曲げられ、
    ｂ．前記フィルム帯片は、前記主要シート領域が載置される平面から離れた位置において前記副次シート領域に結合する、請求項２０に記載のフィルム照明装置。
22. フィルムシートを含むフィルム照明装置において、前記フィルムシートは、
    ａ．少なくとも実質的に平坦な主要シート領域と、
    ｂ．一連の細長いフィルム帯片が設けられた、隣接する副次シート領域と、を有し、
    （１）前記フィルム帯片は、まず、当該フィルム帯片が、
    （ａ）配列内で隣接して位置し、
    （ｂ）少なくとも実質的に共通の平面に沿って位置し、且つ
    （ｃ）第１方向において互いに対して少なくとも実質的に平行な向きで位置する状態で、前記主要シート領域から延び、
    （２）前記フィルム帯片は、次に、当該フィルム帯片が、
    （ａ）少なくとも実質的に平行な平面内で互いに隣接して位置し、且つ
    （ｂ）前記第１方向とは異なる第２方向に沿って位置する状態で延び、
    前記副次シート領域は、前記主要シート領域に対して、少なくとも９０度で折り曲げられて、前記フィルム帯片が、前記主要シート領域が配置された平面から離れた位置で前記副次シート領域を結合する、フィルム照明装置。
23. 前記フィルム照明装置はフレームを更に含み、前記フレームは、
    ａ．第１部材内面から突出する第１部材歯先の配列を備える第１フレーム部材と、
    ｂ．第２部材内面を備える第２フレーム部材と、を有し、
    前記第１フレーム部材及び前記第２フレーム部材は、前記フィルム帯片を挟んで貼り合わされて、前記フィルム帯片それぞれが、第１部材歯先によって、前記第１方向から前記第２方向を向くように付勢される、請求項２２に記載のフィルム照明装置。
24. ａ．前記フィルム帯片は、帯片端部において終端し、
    ｂ．前記付勢されたフィルム帯片は、帯片端部において、平行な平面内の当接位置に隣接して配置される、請求項２２に記載のフィルム照明装置。
25. 前記帯片端部は、少なくとも実質的に連続した表面を画定するように位置合わせされる、請求項２４に記載のフィルム照明装置。

Images