JP2018206553A - Spacer, led surface light source device, and led image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スペーサー、LED面光源装置およびLED画像表示装置に関する。 The present invention relates to a spacer, an LED surface light source device, and an LED image display device.
近年、急速に普及が進んだLED画像表示装置は、通常、液晶表示パネル等の表示画面と、この表示画面を背面側から照明するLED面光源装置とを備えている。現在、LED画像表示装置においては、通常、エッジライト型のLED面光源装置が用いられることが多いが、明るさの観点から、直下型のLED面光源装置を用いることが検討されている。 2. Description of the Related Art In recent years, LED image display devices that have rapidly spread are generally provided with a display screen such as a liquid crystal display panel and an LED surface light source device that illuminates the display screen from the back side. Currently, edge-light type LED surface light source devices are often used in LED image display devices, but from the viewpoint of brightness, the use of direct type LED surface light source devices has been studied.
直下型のLED面光源装置においては、LED面光源装置の発光面における輝度の面内均一性を向上させる等の観点から、LED素子上に光学シートを配置している。このような光学シートとして、例えば、LED素子からの光を反射する白色等の樹脂製反射材シートに、LED素子直上からLED素子の周囲に向かうに従って徐々に開口部が大きくなるような開口パターンを形成した光透過反射シートを用いる場合がある(特許文献1参照)。このような開口パターンを有する光透過反射シートを用いることにより、LED素子直上の光を反射させて周囲に拡散し、周囲の開口部から出光させることができるので、輝度の面内均一性を向上させることができる。 In the direct type LED surface light source device, an optical sheet is disposed on the LED element from the viewpoint of improving in-plane luminance uniformity on the light emitting surface of the LED surface light source device. As such an optical sheet, for example, a white or other resin-made reflective material sheet that reflects light from the LED element has an opening pattern in which the opening gradually increases as it goes from directly above the LED element to the periphery of the LED element. The formed light transmission reflection sheet may be used (refer to patent documents 1). By using a light-transmitting / reflecting sheet having such an opening pattern, the light directly above the LED element can be reflected and diffused to the surroundings and emitted from the surrounding openings, improving the in-plane uniformity of luminance. Can be made.
光学シートによって、輝度の面内均一性を向上させるためには、LED素子が実装されたLED実装基板に対して、光学シートを離間させる必要がある。このため、通常、LED実装基板と光学シートとの間に、LED実装基板に対して光学シートを離間させるための複数の柱状のスペーサーを配置している。 In order to improve the in-plane uniformity of luminance by the optical sheet, it is necessary to separate the optical sheet from the LED mounting substrate on which the LED elements are mounted. For this reason, usually, a plurality of columnar spacers for separating the optical sheet from the LED mounting substrate are arranged between the LED mounting substrate and the optical sheet.
しかしながら、柱状のスペーサーを用いると、スペーサー間で光学シートが撓むおそれがある。光学シートとして光透過反射シートを用いた場合、光透過反射シートに撓みが生じると、LED素子に対する開口パターンの位置が変わるので、輝度の面内均一性が低下してしまうおそれがある。 However, when columnar spacers are used, the optical sheet may be bent between the spacers. When a light transmitting / reflecting sheet is used as the optical sheet, if the light transmitting / reflecting sheet is bent, the position of the opening pattern with respect to the LED element is changed, so that in-plane uniformity of luminance may be lowered.
このようなことから、現在、光学シートの撓みを抑制するために、複数の開口部と、開口部間を仕切り、白色顔料を含む仕切部とを有するスペーサーを用いることが検討されている。 For this reason, in order to suppress the bending of the optical sheet, it is currently being considered to use a spacer having a plurality of openings, a partition that separates the openings and includes a white pigment.
しかしながら、白色顔料は高反射率を達成するために仕切部に含有されているが、白色顔料によって光は拡散反射されてしまうので、光学シート側ではなく他の仕切部側に向かう光も存在する。一方で、仕切部は少なからず光を吸収する性質を有しているので、光が仕切部に到達する度に吸収されてしまうおそれがある。このため、白色顔料を含む仕切部を有するスペーサーにおいては、輝度が低くなるおそれがある。 However, the white pigment is contained in the partition portion in order to achieve a high reflectance, but the light is diffusely reflected by the white pigment, so there is also light directed toward the other partition portion side instead of the optical sheet side. . On the other hand, since the partition part has the property of absorbing light, the light may be absorbed every time it reaches the partition part. For this reason, in the spacer which has a partition part containing a white pigment, there exists a possibility that a brightness | luminance may become low.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものである。すなわち、光学シートの撓みおよび輝度低下を抑制できるスペーサー、ならびにこれを備えたLED面光源装置およびLED画像表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems. That is, it aims at providing the spacer which can suppress the bending and brightness | luminance fall of an optical sheet, and the LED surface light source device and LED image display apparatus provided with this.
本発明の一の態様によれば、配線基板、および前記配線基板の一方の面に実装された複数のLED素子を備えるLED実装基板と、前記LED素子側に配置された光学シートとを備えるLED面光源装置に用いられ、かつ前記LED実装基板と前記光学シートとの間に配置され、前記LED実装基板に対し前記光学シートを離間させるスペーサーであって、前記スペーサーの高さ方向に貫通する2以上の第1の開口部と、前記第1の開口部間を仕切る仕切部を有し、かつ少なくとも1つの前記第1の開口部の周囲を取り囲む壁部と、を備え、前記仕切部が、熱可塑性樹脂を含み、かつ前記仕切部の全光線透過率が、70%以上である、スペーサーが提供される。 According to one aspect of the present invention, an LED including a wiring board, an LED mounting board including a plurality of LED elements mounted on one surface of the wiring board, and an optical sheet disposed on the LED element side. A spacer that is used in a surface light source device and is disposed between the LED mounting substrate and the optical sheet and separates the optical sheet from the LED mounting substrate, and penetrates in the height direction of the spacer. The first opening and the wall having a partition that partitions the first opening and surrounding at least one of the first openings, and the partition includes: There is provided a spacer containing a thermoplastic resin and having a total light transmittance of 70% or more in the partition part.
上記スペーサーにおいて、前記仕切部が、実質的に遮光材を含有していなくてもよい。 In the spacer, the partition portion may not substantially contain a light shielding material.
上記スペーサーにおいて、前記スペーサーの高さ方向に位置する少なくとも一方の面が平坦面であってもよい。 In the spacer, at least one surface located in the height direction of the spacer may be a flat surface.
上記スペーサーにおいて、前記仕切部が、前記仕切部の幅方向に貫通する第2の開口部を有していてもよい。 In the spacer, the partition may have a second opening that penetrates in the width direction of the partition.
上記スペーサーにおいて、前記仕切部が、第1の仕切部と、前記第1の仕切部と隣り合い、前記第1の開口部を介することにより前記第1の仕切部と離間した第2の仕切部と、前記第1の仕切部および前記第2の仕切部と交差し、かつ前記第1の仕切片と前記第2の仕切部との間に前記第2の開口部を有する第3の仕切部とを備え、前記3の仕切部の延在方向および前記スペーサーの高さ方向の両方に沿った断面において、前記第1の仕切部と前記第2の仕切部の間の前記第3の仕切部および前記第2の開口部の合計面積に対する前記第2の開口部の面積の割合である仕切部開口率が、30%以上70%以下であってもよい。 In the spacer, the partition part is adjacent to the first partition part and the first partition part, and is separated from the first partition part through the first opening. And a third partition part that intersects the first partition part and the second partition part and has the second opening part between the first partition piece and the second partition part The third partition portion between the first partition portion and the second partition portion in a cross section along both the extending direction of the three partition portions and the height direction of the spacer And the partition part opening rate which is the ratio of the area of the said 2nd opening part with respect to the total area of the said 2nd opening part may be 30% or more and 70% or less.
上記スペーサーにおいて、前記壁部が、格子状またはハニカム状であってもよい。 In the spacer, the wall portion may have a lattice shape or a honeycomb shape.
本発明の他の態様によれば、配線基板、および前記配線基板の一方の面に実装された複数のLED素子を備えるLED実装基板と、前記LED素子側に配置された第1の光学シートと、前記LED実装基板と前記第1の光学シートとの間に配置され、前記LED実装基板に対し前記第1の光学シートを離間させる第1のスペーサーと、を備え、前記第1のスペーサーが、上記スペーサーである、LED面光源装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, a wiring board, an LED mounting board comprising a plurality of LED elements mounted on one surface of the wiring board, and a first optical sheet disposed on the LED element side, A first spacer disposed between the LED mounting substrate and the first optical sheet, and separating the first optical sheet from the LED mounting substrate, and the first spacer, An LED surface light source device that is the spacer is provided.
上記LED面光源装置において、前記スペーサーの前記壁部の前記第1の開口部に面している側面が、前記配線基板から前記第1の光学シートに向けて前記第1の開口部の開口径が大きくなるように傾斜していてもよい。 In the LED surface light source device, a side surface of the wall of the spacer facing the first opening is an opening diameter of the first opening from the wiring board toward the first optical sheet. It may be inclined so as to increase.
上記LED面光源装置において、前記第1の光学シートが、平面視において複数に分割された区画領域を備え、前記各区画領域が、前記LED素子からの光の一部を透過する複数の透過部と、前記LED素子からの光の一部を反射する複数の反射部とを有し、前記各区画領域における前記透過部の面積割合である区画領域開口率が、前記区画領域の中央部から前記区画領域の外縁部に向けて漸増していてもよい。 In the LED surface light source device, the first optical sheet includes a plurality of divided regions in plan view, and each of the divided regions transmits a part of light from the LED element. And a plurality of reflecting portions that reflect a part of the light from the LED element, and a partition area opening ratio that is an area ratio of the transmission portion in each partition area is from the central portion of the partition area You may increase gradually toward the outer edge part of a division area.
上記LED面光源装置において、前記第1の光学シートの厚みが、25μm以上1mm以下であってもよい。 In the LED surface light source device, the thickness of the first optical sheet may be not less than 25 μm and not more than 1 mm.
上記LED面光源装置において、前記第1の光学シートの光出射側に配置された第2の光学シートと、前記第1の光学シートの外周面および前記第1のスペーサーの外周面を取り囲むように配置され、かつ前記第1の光学シートに対し前記第2の光学シートを離間させる枠状の第2のスペーサーと、をさらに備えていてもよい。 In the LED surface light source device, the second optical sheet disposed on the light emitting side of the first optical sheet, the outer peripheral surface of the first optical sheet, and the outer peripheral surface of the first spacer are surrounded. And a frame-shaped second spacer that is arranged and separates the second optical sheet from the first optical sheet.
本発明の他の態様によれば、上記LED面光源装置と、前記LED面光源装置よりも観察者側に配置された表示パネルと、を備える、LED画像表示装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided an LED image display device comprising the LED surface light source device and a display panel disposed closer to an observer than the LED surface light source device.
本発明の一の態様によれば、光学シートの撓みおよび輝度低下を抑制できるスペーサーを提供することができる。また、本発明の他の態様によれば、このようなスペーサーを備えるLED面光源装置およびLED画像表示装置を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a spacer capable of suppressing the bending and luminance reduction of an optical sheet. Moreover, according to the other aspect of this invention, an LED surface light source device and LED image display apparatus provided with such a spacer can be provided.
以下、本発明の実施形態に係るスペーサー、直下型のLED面光源装置およびLED画像表示装置について、図面を参照しながら説明する。本明細書において、「LED」とは、発光ダイオードを意味するものである。また、「シート」、「フィルム」、「板」等の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」は、フィルムや板とも呼ばれるような部材も含む意味で用いられる。図1は本実施形態に係るLED画像表示装置の分解斜視図であり、図2は本実施形態に係るLED画像表示装置の概略構成図であり、図3は本実施形態に係るLED面光源装置の一部の拡大断面図である。図4は図1に示される第1の光学シートの平面図であり、図5は実施形態に係る他の第1の光学シートの平面図であり、図6は図1に示される第1のスペーサーの平面図であり、図7は図1に示される第1の光学シートと第1のスペーサーとの配置関係を示す平面図である。図8〜図11は実施形態に係る他の第1のスペーサーの平面図であり、図12および図13は実施形態に係る他の仕切部の一部の断面図であり、図14は図1に示される第1のスペーサーと第2のスペーサーとの配置関係を示す平面図であり、図15は図1に示されるレンズシートの断面図である。 Hereinafter, a spacer, a direct type LED surface light source device, and an LED image display device according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this specification, “LED” means a light emitting diode. Further, terms such as “sheet”, “film”, and “plate” are not distinguished from each other based only on the difference in designation. Therefore, for example, “sheet” is used to include a member called a film or a plate. FIG. 1 is an exploded perspective view of an LED image display device according to the present embodiment, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the LED image display device according to the present embodiment, and FIG. 3 is an LED surface light source device according to the present embodiment. FIG. 4 is a plan view of the first optical sheet shown in FIG. 1, FIG. 5 is a plan view of another first optical sheet according to the embodiment, and FIG. 6 is a plan view of the first optical sheet shown in FIG. FIG. 7 is a plan view showing the arrangement relationship between the first optical sheet and the first spacer shown in FIG. 8 to 11 are plan views of other first spacers according to the embodiment. FIGS. 12 and 13 are partial cross-sectional views of other partition portions according to the embodiment. FIG. FIG. 15 is a cross-sectional view of the lens sheet shown in FIG. 1. FIG.
<<<<LED画像表示装置>>>>
図1および図2に示されるLED画像表示装置(以下、「LED画像表示装置」と称する。)10は、直下型のLED面光源装置(以下、「LED面光源装置」と称する。)20と、LED面光源装置20よりも観察者側に配置された表示パネル120とを備えている。
<<<<< LED image display device >>>>
An LED image display device (hereinafter referred to as “LED image display device”) 10 shown in FIGS. 1 and 2 is a direct type LED surface light source device (hereinafter referred to as “LED surface light source device”) 20. And a
<<<表示パネル>>>
図1および図2に示される表示パネル120は、液晶表示パネルであり、入光側に配置された偏光板121と、出光側に配置された偏光板122と、偏光板121と偏光板122との間に配置された液晶セル123とを備えている。偏光板121、122および液晶セル123としては、公知の偏光板および液晶セルを用いることができる。
<<< Display Panel >>>
The
<<<LED面光源装置>>>
図1または図2に示されるLED面光源装置20は、筐体30と、LED実装基板40と、第1の光学シート50と、第1のスペーサー60と、第2の光学シート70と、第2のスペーサー80とを備えている。また、LED面光源装置20は、その他、第2の光学シート70に積層されたレンズシート90および反射型偏光分離シート100を備えている。なお、LED面光源装置20は、LED実装基板40、第1の光学シート50、および第1のスペーサー60を備えていればよく、筐体30、第2の光学シート70、第2のスペーサー80、レンズシート90、または反射型偏光分離シート100を備えていなくともよい。
<<< LED surface light source device >>>
The LED surface
車載用LED面光源装置は車両内の非常に狭い空間に配置されるので、一般のLED面光源装置よりも薄型化を図ることが望まれている。このため、LED面光源装置20の総厚は、薄型化を図る観点から、15mm以下となっていることが好ましく、10mm以下となっていることがより好ましい。「LED面光源装置」の総厚とは、図2に示される筐体30の外底面30Cから反射型偏光分離シート100の表面100Aまでの距離を意味するものとする。
Since the in-vehicle LED surface light source device is arranged in a very narrow space in the vehicle, it is desired to make it thinner than a general LED surface light source device. For this reason, the total thickness of the LED surface
<<筐体>>
筐体30は、LED実装基板40等を収容する収容空間30Aを備えている。筐体30は、図2または図3に示されるように、内側の底面である内底面30B、外側の底面である外底面30C、および内底面30Bから立ち上がる内側の側面である内側面30Dを有している。また、筐体30は、図2に示されるように、LED素子42からの光を筐体30から出射させるための開口部30Eを有している。開口部30Eは、内底面30Bに対向する位置に設けられていることが好ましい。開口部30Eの形状は、特に限定されず、例えば、矩形状または円形状が挙げられる。
<< Case >>
The
図1および図2に示される筐体30は、収容空間30Aを有する筐体本体31と、筐体本体31の収容空間30Aを覆い、かつ開口部30Eを有する枠状の蓋体32とを備えている。筐体30においては、筐体30の内底面30Bは筐体本体31の内底面となっており、筐体30の内側面30Dは筐体本体31の内側面となっている。
The
筐体30(筐体本体31および蓋体32)は、金属から構成されていることが好ましい。特に、筐体本体31を金属から構成することによって、筐体本体31が放熱構造体としても機能するので、LED素子42からの熱を効率良く、放熱させることができる。金属としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム等が挙げられる。
The casing 30 (the casing
<<LED実装基板>>
LED実装基板40は、配線基板41と、配線基板41の一方の面(以下、この面を「表面」と称する。)41Aに実装された複数のLED素子42とを備えている。LED実装基板40は、図2および図3に示されるように、配線基板41におけるLED素子42が実装された表面41Aとは反対側の面(以下、この面を「裏面」と称する)41Bが筐体30の内底面30B側に位置するように筐体30内に配置されている。
<< LED mounting board >>
The
<配線基板>
配線基板41は、筐体30の内底面30Bに沿って配置されている。配線基板41の裏面41Bは、筐体30の内底面30Bと接していることが好ましい。配線基板41における裏面41Bが筐体30の内底面30Bと接することにより、配線基板41等の熱を効率良く筐体30側に放熱させることができる。本明細書において、「配線基板の裏面が筐体の内底面と接している」とは、配線基板の裏面が筐体の内底面に直接接触している場合に限らず、配線基板の裏面と筐体の内底面との間に、両面テープ、粘着剤または接着剤等、熱伝導という観点でほぼ無視できる層が介在している場合をも含む概念である。
<Wiring board>
The
配線基板41においては、図3に示されるように、第1の光学シート50に向けて、樹脂フィルム43と、金属配線部44と、絶縁性保護膜45と、反射層46とがこの順で積層されている。ただし、配線基板41は、絶縁性保護膜45や反射層46を備えていなくともよい。また、金属配線部44は、樹脂フィルム43に対し、接着層47を介したドライラミネート法によって接着されていることが好ましい。さらに、金属配線部44は、LED素子42とはんだ層48を介して電気的に接続されている。
In the
配線基板41は、リジット配線基板であってもよいが、フレキシブル配線基板であることが好ましい。配線基板41が、フレキシブル配線基板であることにより、曲げ可能なLED面光源装置を得ることも可能になる。図2に示される配線基板41は、フレキシブル配線基板である。「フレキシブル」とは、柔軟性があることを意味しており、「フレキシブル配線基板」とは、一般的に可撓性があり、曲げることが可能な配線基板を意味するものとする。本明細書における「可撓性」とは、少なくとも曲率半径が1mとなるように曲がることを意味する。フレキシブル配線基板は、曲率半径が、好ましくは50cm、より好ましくは30cm、更に好ましくは10cm、特に好ましくは5cmとなるように曲がる。
The
(樹脂フィルム)
樹脂フィルム43は、可撓性を有している。樹脂フィルム43は、曲率半径が、好ましくは50cm、より好ましくは30cm、更に好ましくは10cm、特に好ましくは5cmとなるように曲がるフィルムである。
(Resin film)
The
樹脂フィルム43は、公知の熱可塑性樹脂を用いて形成することができる。樹脂フィルム43の材料として用いる熱可塑性樹脂には耐熱性および絶縁性が高いものであるが好ましい。このような樹脂として、耐熱性と加熱時の寸法安定性、機械的強度、および耐久性に優れるポリイミド(PI)や、ポリエチレンナフタレート(PEN)を用いることができる。これらの中でも、アニール処理等の耐熱性向上処理を施すことによって耐熱性と寸法安定性を向上させたポリエチレンナフタレート(PEN)を好ましく用いることもできる。また、難燃性の無機フィラー等の添加によって難燃性を向上させたポリエチレンテレフタレート(PET)も樹脂フィルムを形成するための樹脂として選択することができる。
The
樹脂フィルム43を形成する熱可塑性樹脂は、熱収縮開始温度が100℃以上のもの、または、上記のアニール処理等によって、同温度が100℃以上となるように耐熱性を向上させたものを用いることが好ましい。本明細書における「熱収縮開始温度」とは、熱機械分析(TMA)装置に測定対象の熱可塑性樹脂からなるサンプルフィルムをセットし、荷重1gをかけて、昇温速度2℃/分で120℃まで昇温し、その時の収縮量(%表示)を測定し、このデータを出力して温度と収縮量を記録したグラフから、収縮によって、0%のベースラインから離れる温度を読みとり、その温度を熱収縮開始温度としたものである。なお、熱収縮開始温度は、3回測定して得られた値の算術平均値とする。
As the thermoplastic resin for forming the
通常LED素子からの熱によりLED素子周辺部は90℃程度の温度に達する場合がある。この観点から、樹脂フィルム43を形成する熱可塑性樹脂は、上記温度以上の耐熱性を有するものであることが好ましい。
Usually, the LED element periphery may reach a temperature of about 90 ° C. due to heat from the LED element. From this viewpoint, it is preferable that the thermoplastic resin forming the
樹脂フィルム43には、配線基板41に必要な絶縁性を付与し得るだけの高い絶縁性を有する樹脂であることが求められる。このため、樹脂フィルム43は、その体積固有抵抗率が1014Ω・cm以上であることが好ましく、1018Ω・cm以上であることがより好ましい。体積固有抵抗率は、JIS C2151:2006に準拠した方法で測定することができる。体積固有抵抗率は、ランダムに10箇所測定し、測定した10箇所の体積固有抵抗率の算術平均値とする。
The
樹脂フィルム43の厚みは、特に限定されないが、放熱経路としてボトルネックとはならないこと、耐熱性および絶縁性を有するものであること、ならびに、製造コストのバランスとの観点から、概ね10μm以上500μm以下であることが好ましい。また、ロール・トゥ・ロール方式による製造を行う場合の生産性を良好に維持する観点からも上記厚さ範囲であることが好ましい。樹脂フィルム43の厚みは、厚み測定装置(製品名「デジマチックインジケーターIDF−130」、ミツトヨ社製)を用いて任意の10箇所の厚さを測定し、その平均値を算出することにより求めるものとする。樹脂フィルム43の厚みの下限は、50μm以上であることが好ましく、樹脂フィルム43の厚みの上限は、250μm以下であることが好ましい。
The thickness of the
(金属配線部)
金属配線部44は、樹脂フィルム43よりLED素子42側に設けられ、かつLED素子42と電気的に接続されている。金属配線部44は、金属箔等をパターニングすることによって形成することができる。
(Metal wiring part)
The
金属配線部44を構成する金属の熱伝導率λは200W/(m・K)以上500W/(m・K)以下が好ましい。熱伝導率λは、例えば、熱伝導率計(製品名「QTM−500」、京都電子工業社製)を用いて測定することができる。熱伝導率λは、3回測定して得られた値の算術平均値とする。上記熱伝導率の下限は、300W/(m・K)以上であることがより好ましく、上限は500W/(m・K)以下であることが好ましい。銅の場合、熱伝導率λは403W/(m・K)である。
The metal constituting the
金属配線部44を構成する金属の電気抵抗率Rは3.00×10−8Ωm以下が好ましく、2.50×10−8Ωm以下がより好ましい。電気抵抗率Rは、エレクトロメータ(製品名「6517B型エレクトロメータ」、ケースレー社製)を用いて測定することができる。電気抵抗率Rは、3回測定して得られた値の算術平均値とする。銅の場合、電気抵抗率Rは1.55×10−8Ωmとなる。
The metal resistivity R constituting the
例えば、金属配線部44を銅箔で形成した場合、放熱性と電気伝導性を高い水準で両立させることができる。より具体的には、LED素子からの放熱性が安定し、電気抵抗の増加を防げるので、LED素子間の発光バラツキが小さくなってLED素子の安定した発光が可能となる。また、LED素子の寿命も延長される。更に、熱による樹脂フィルム等の周辺部材の劣化も防止できるので、LED面光源装置を組み込んだLED画像表示装置の製品寿命も延長できる。
For example, when the
金属配線部44を形成する金属の例としては、上記の銅の他、アルミニウム、金、銀等の金属を挙げることができる。
Examples of the metal forming the
金属配線部44は電解銅箔であり、また、金属配線部44における樹脂フィルム43側の面の十点平均粗さRzが1.0μm以上10.0μm以下であることがより好ましい。十点平均粗さRzを上記範囲内とすることで、特に金属配線部44における樹脂フィルム43側の面の表面積を増大させることができ、放熱性を更に高めることができる。また、この面が凹凸面となっているので、樹脂フィルム43との密着性をより向上でき、これによっても放熱性を向上できる。このような十点平均粗さRzを有する電解銅箔の面としては、電解銅箔の粗面側(マット面側)を好適に用いることができる。十点平均粗さRzは、JIS B0601:1999に準拠して、例えば、表面粗さ測定器(製品名「SE−3400」、小坂研究所製社製)を用いて測定することができる。十点平均粗さRzは、3回測定して得られた値の算術平均値とする。
The
金属配線部44の配置は、LED素子42の導通可能な配置、好ましくはLED素子42をマトリックス状に配置できるものであれば、特定の配置に限定されない。ただし、配線基板41においては、樹脂フィルム43の一方の表面の好ましくは80%以上、より好ましくは90%、最も好ましくは95%以上の範囲が、この金属配線部44によって被覆されていることが好ましい。これにより、LED素子42を高密度で配置することができるとともに、発生する過剰な熱を、十分に金属配線部44を通じて速やかに拡散させ、樹脂フィルム43を経由させて外部へ放熱させることができるので、優れた放熱性を有するLED面光源装置20を得ることができる。
The arrangement of the
金属配線部44の厚みは、配線基板41に要求される耐電流の大きさ等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、一例として10μm以上50μm以下としてもよい。放熱性向上の観点から、金属配線部44の厚みは、10μm以上であることが好ましい。また、金属配線部の厚さが10μm未満であると、樹脂フィルム43の熱収縮の影響が大きく、はんだリフロー処理時に処理後の反りが大きくなりやすいため、この観点からも金属配線部44の厚さは10μm以上であることが好ましい。一方、金属配線部の厚さが、50μm以下であることによって、配線基板の十分なフレキシブル性を維持することができ、重量増大によるハンドリング性の低下等も防止できる。金属配線部44の厚さは、樹脂フィルム43と同様の方法によって測定することができる。
The thickness of the
(絶縁性保護膜)
絶縁性保護膜45は、主として配線基板41の耐マイグレーション特性を向上させるものである。絶縁性保護膜45は、金属配線部44の表面のうちLED素子42を実装するための接続部分を除く全面、および樹脂フィルム43の表面のうち金属配線部44の非形成部分の概ね全面を覆う態様で形成されている。
(Insulating protective film)
The insulating
絶縁性保護膜45は、熱硬化性樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物の硬化物から構成されていることが好ましい。熱硬化性樹脂組成物としては、熱硬化温度が100℃以下程度のものであれば、公知の熱硬化性樹脂組成物を適宜好ましく用いることができる。具体的には、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、エポキシ系およびフェノール系樹脂、エポキシアクリレート樹脂、シリコーン系樹脂等をそれぞれベース樹脂とする熱硬化性樹脂組成物を好ましく用いることができる。また、これらのうちでも、ポリエステル系樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物は、可撓性に優れる点から、絶縁性保護膜45を形成するための材料として特に好ましい。
The insulating
絶縁性保護膜45を形成するための熱硬化性樹脂組成物は、例えば、二酸化チタン等の無機白色顔料を更に含有する白色の熱硬化性樹脂組成物であってもよい。絶縁性保護膜45を白色化することで、意匠性の向上を図ることができる。また、反射層の機能を絶縁性保護膜45に付与することもできる。
The thermosetting resin composition for forming the insulating
絶縁性の熱硬化性樹脂組成物を用いた絶縁性保護膜45の形成は、スクリーン印刷等の公知の方法によって行うことができる。
Formation of the insulating
絶縁性保護膜45の膜厚は、10μm以上100μm以下であることが好ましい。絶縁性保護膜45の膜厚が、10μm未満であると、絶縁性が低下するおそれがあり、また100μmを超えると、絶縁性保護層をスクリーン印刷によって形成する際の滲みや熱硬化時の収縮による配線基板の反り等が顕著に生じるおそれがある。絶縁性保護膜45の膜厚は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、絶縁性保護膜45の断面を撮影し、その断面の画像において絶縁性保護膜45の膜厚を20箇所測定し、その20箇所の膜厚の算術平均値とする。
The thickness of the insulating
(反射層)
反射層46は、主として波長380nm以上780nm以下の可視光波長域の光に対して高い反射性を有するものである。反射層46は、LED面光源装置20の発光能力の向上を目的として、配線基板41の表面41Aに、LED素子実装領域を除く領域を覆って積層されている。なお、この実施形態においては、反射層46は、平面視において、LED素子42を囲い、かつ、絶縁性保護膜45のLED素子実装領域によって除かれた領域の内周縁部が露出するように絶縁性保護膜45上に積層されている。また、これに限らず、例えば、絶縁性保護膜45のLED素子実装領域によって除かれた領域の内周縁部が露出せず、絶縁性保護膜45と反射層46との両方の内周縁部が一致して同一形状をなすように積層されていてもよい。
(Reflective layer)
The
反射層46は、LED素子42からの光を反射し、所定の方向へ導くための反射面を持つ部材であれば、特に限定されないが、発泡タイプの白色ポリエステル、白色ポリエチレン樹脂、銀蒸着ポリエステル等を、最終製品の用途とその要求スペック等に応じて適宜用いることができる。
The
反射層46の膜厚は、50μm以上1mm以下であることが好ましい。反射層46の膜厚が、50μm未満であると、所望の反射率が得られないおそれがあり、また反射層が薄すぎるので、所定の位置にセッティングしにくくなり、また1mmを超えると、高コストとなるとともに、LED面光源装置の薄型化を達成できないおそれがある。反射層46の膜厚は、絶縁性保護膜45の膜厚と同様の方法によって測定するものとすることができる。
The thickness of the
(接着層)
接着層47としては、公知の樹脂系接着剤を適宜用いることができる。それらの樹脂系接着剤のうち、ウレタン系、ポリカーボネート系、又はエポキシ系の接着剤等を特に好ましく用いることができる。この接着層47は、金属配線部44のエッチング処理後に樹脂フィルム43上に残存している。
(Adhesive layer)
As the
(はんだ層)
はんだ層48は、金属配線部44とLED素子42とを電気的および機械的に接合するためものである。このはんだ層48による接合方法としては、大きく分けて、リフロー方式あるはレーザー方式があるが、このいずれかによって行うことができる。
(Solder layer)
The
金属配線部とLED素子とをはんだによって接合する際、樹脂フィルムおよび金属配線部には多大な熱が加えられるので、樹脂フィルムと金属配線部の線膨張係数の違いから、樹脂フィルムおよび金属配線部を備える配線基板に反りが発生するおそれがある。このような反りを防ぐために、樹脂フィルム43における金属配線部44側の面とは反対側の面に金属箔を設けることが好ましい。また、このような金属箔を設けることにより、点灯時のLED実装基板40の熱をより筐体本体31に放熱させることもできる。
When joining the metal wiring part and the LED element with solder, a great amount of heat is applied to the resin film and the metal wiring part. Therefore, the resin film and the metal wiring part are affected by the difference in coefficient of linear expansion between the resin film and the metal wiring part. There is a risk of warping of the wiring board provided with. In order to prevent such warpage, it is preferable to provide a metal foil on the surface of the
<<LED素子>>
LED素子42は、P型半導体とN型半導体が接合されたPN接合部での発光を利用した発光素子である。LED素子としては、P型電極、N型電極を素子上面、下面に設けた構造と、素子片面にP型、N型電極の双方が設けられた構造が知られているが、いずれの構造のLED素子も、LED面光源装置20に用いることができる。ただし、上記のうち素子片面にP型、N型電極の双方が設けられた構造のLED素子を特に好ましく用いることができる。
<< LED element >>
The
LED素子42は、配線基板41上にマトリクス状に配置されている。本明細書における「マトリクス状」とは、行列状に二次元配列されている状態を意味するものとする。本実施形態においては、LED素子42はマトリクス状に配置されているが、LED素子の配置状態は、特に限定されず、例えば、LED素子は千鳥状に配置されていてもよい。LED素子42は配線基板41上に複数個実装されている。配線基板41に実装されるLED素子42の個数は、複数個であれば、特に限定されない。LED素子42の配置密度は、0.02個/cm2以上2.0個/cm2以下であることが好ましく、0.1個/cm2以上1.5個/cm2以下であることがより好ましい。
The
<<第1の光学シート>>
第1の光学シート50は、光学的な機能を有するシートである。第1の光学シートとしては、例えば、光透過反射シート等が挙げられる。図1および図2に示される第1の光学シート50は、光透過反射シートとなっている。光透過反射シートは、光を透過させる透過部と光を反射させる反射部を有し、ある部分では光を透過させ、他の部分では光を反射させることで、LED素子からの光を平面内に拡散させて、輝度の面内均一性を向上させる機能を有するものである。
<< first optical sheet >>
The first
第1の光学シート50は、LED素子42側に配置されている。具体的には、複数のLED素子42と対向するように配置されている、また、第1の光学シート50は、第1のスペーサー60によってLED実装基板40に対して離間している。第1の光学シート50は、配線基板41と略平行に配置されている。
The first
図3に示される配線基板41の表面41Aから第1の光学シート50までの距離d1は0.6mm以上6mm以下となっている。本明細書における「配線基板の表面から第1の光学シートまでの距離」とは、配線基板41のように絶縁性保護層上に反射層を備えており、反射層の表面が配線基板の表面となっている場合には、反射層の表面から第1の光学シートにおける配線基板側の面までの距離を意味し、また配線基板の絶縁性保護層が反射層の機能を兼ね備えており、絶縁性保護層の表面が配線基板の表面となっている場合には、絶縁性保護層の表面から第1の光学シートにおける配線基板側の面までの距離を意味するものとする。また、第1の光学シートにおける配線基板側の面とは、第1の光学シートにおける配線基板側の面が樹脂フィルムの面のみから構成されている場合には、樹脂フィルムにおける配線基板側の面であるが、第1の光学シート50のように、樹脂フィルム54よりも配線基板41側に反射層55が形成されている場合には、反射層55における配線基板41側の面とする。
The distance d1 from the
第1の光学シート50の厚みは、25μm以上1mm以下であることが好ましい。光透過反射シートの厚みが、25μm未満であると、所望の反射率が得られないおそれがあり、また1mmを超えると、LED面光源装置の薄型化が図れないおそれがある。第1の光学シート50の厚さは、後述する反射部53の厚みとし、厚さ測定装置(製品名「デジマチックインジケーターIDF−130」、ミツトヨ社製)を用いて任意の10箇所の厚さを測定し、その平均値を算出することにより求めることができる。第1の光学シート50は、図4に示されるように、平面視において複数に分割された区画領域51を備えている。
The thickness of the first
<区画領域>
区画領域51は、LED素子42の個数に合わせて分割されていることが好ましい。図4においては、LED素子(縦4個×横6個=24個)に対応して、縦4個×横6個=24個の区画領域51が形成されている。なお、図4においては点線で境界線が記載されているが、実際には境界線が形成されていることはなく、境界線は仮想線であり、区画領域51も仮想の領域である。
<Division area>
The
各区画領域51は、図4に示されるようにLED素子42からの光の一部を透過する複数の透過部52と、LED素子42からの光の一部を反射する複数の反射部53とで構成されている。透過部52および反射部53は、所定のパターンで構成されている。各区画領域におけるLED素子に対応する部分は最も多くの光が入射する部分となるので、この部分から光が透過すると、この部分の輝度が区画領域の他の部分の輝度よりも高くなってしまい、輝度の面内均一性が低下するおそれがある。このため、各区画領域51におけるLED素子42に対応する部分は反射部53から構成されていることが好ましい。なお、図4においては、形式的に、透過部52を白色で表しており、反射部53を灰色で表している。また、各区画領域51における透過部52および反射部53のパターンは同じとなっているが、必ずしも同じである必要はなく、区画領域によって異なるパターンであってもよい。透過部52および反射部53は、マス目状のパターンであってもよい。
As shown in FIG. 4, each
第1の光学シート50は、図4に示されるように、各区画領域51の中央部51Aが各LED素子42と対応する領域となるように配置されているので、外縁部51Bよりも中央部51Aに入射する光量は多くなる。このため、各区画領域51においては、透過部52の面積割合である区画領域開口率が、中央部51Aから外縁部51Bに向けて漸増していることが好ましい。各区画領域開口率を、中央部51Aから外縁部51Bに向けて漸増させることにより、十分な光量を確保した上で、発光面上における輝度の均一性をより向上させることができる。本明細書における「区画領域開口率」とは、一の区画領域を、25〜100等分程度の適当な割合で当分する等面積の正方形のマス目状に区切った際に、それぞれのマス目における透過部の面積比率のことを意味する。一の区画領域におけるこの等面積のマス目の規定の仕方は任意であるが、例えば、各マス目内に存在する透過部52の個数が概ね等数となるように設定することが望ましい。また、「区画領域開口率」は、一の区画領域の中心点を中心とする同心円を中央領域から中央領域の外側に位置する外側領域に向けて等間隔で複数規定し、各同心円の円周と円周の間の各領域内における透過部の面積比率を上記同様にして算出することによって求めたものであってもよい。この算出方法によれば、矩形の開口部が格子状に配置された一般的な開口配置以外の区画領域についても、上記の「区画領域開口率」を定義することができる。なお、各区画領域51においては、区画領域開口率が中央部51Aから外縁部51Bに向けて漸増していればよく、例えば中央部や外縁部近傍の限定された一部範囲において開口率が一定である領域が存在していてもよい。
As shown in FIG. 4, the first
各区画領域51の中央部51Aにおいては、面積比が主として反射部>透過部となっていることが好ましく、輝度の面内均一性を向上させる観点から、各区画領域51の中央部51Aは、反射部53のみから構成することがより好ましい。また、各区画領域51の外縁部51Bにおいては、面積比が主として透過部>反射部となっていることが好ましい。具体的には、外縁部51Bにおける透過部52の面積割合は、50%以上100%以下であることが好ましい。外縁部51Bにおける透過部52の面積割合の下限は、60%以上であることがより好ましく、70%以上であることが好ましい。なお、外縁部51Bでは反射部53を島状に形成することによって、理論的には透過部の面積割合を100%にすることもできる。このことは、従来の打ち抜き開口方式の光透過反射シートではなし得ない構成である。このように、第1の光学シート50の透過部52および反射部53を印刷方法によりパターン形成する場合には、パターニングのフレキシビリティを拡大させることができる。
In the
第1の光学シート50は、図3に示されるように、樹脂フィルム54と、樹脂フィルム54の少なくとも一方の面上の一部に積層された反射層55とで構成される。反射層55は、スクリーン印刷等によって形成することが可能である。この場合、第1の光学シート50のうち、反射層55が存在する領域が反射部53となり、反射層55が存在しない領域が透過部52となる。
As shown in FIG. 3, the first
<透過部>
透過部52は、樹脂フィルム54の両面のいずれにも反射層55が形成されてない領域であって、図3における樹脂フィルム54の両面が露出している領域である。樹脂フィルム54としては、従来公知の透明フィルムが好ましく用いられ、好ましくは全光線透過率が85%以上であることが好ましい。透過部52の全光線透過率は、JIS K−7361:1997に準拠して、分光光度計(例えば、製品名「V670DS」、日本分光株式会社製)に積分球付属装置(例えば、積分球ユニットISN−723)を取り付けて測定した値とする。全光線透過率は、3回測定して得られた値の算術平均値とする。
<Transmission part>
The
樹脂フィルム54としては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエチレンナフタレート(PEN)が挙げられる。樹脂フィルム54の厚さは、12μm以上1mm(1000μm)以下であることが好ましい。樹脂フィルム54の厚さは、樹脂フィルム43の厚みと同様の方法によって測定することができる。
Examples of the
<反射部>
反射部53は、図3における第1の光学シート50における反射層55が存在する領域である。図3に示される反射部53は、樹脂フィルム54のLED素子42側の面に形成されているが、これに限らず、LED素子42の側の面とは反対側の面に形成されていてもよく、また、樹脂フィルム54の両面に形成されていてもよい。反射層55の膜厚は、20μm以上200μm以下であることが好ましい。反射層55の膜厚は、絶縁性保護膜45の膜厚と同様の方法によって測定することができる。
<Reflecting part>
The
反射部53においては、波長420nm以上780nm以下の可視光波長領域で少なくとも80%以上の反射率を有することが好ましい。第1の光学シート50における反射部53のように狭小な範囲に形成されている反射部の反射率は、顕微分光測定機(製品名「USPM−RU III」、オリンパス社製)を用いることより、正確に測定することができる。反射率の値は、硫酸バリウムを標準板とし、標準板を100%とした相対反射率を測定した値とする。なお、反射率は、3回測定して得られた値の算術平均値とする。
The reflecting
反射層55は、酸化チタン等の白色顔料を含む熱硬化性樹脂組成物の硬化物から構成することが可能である。反射層55中の白色顔料の含有量は、反射層中に10質量%以上85質量%以下であることが好ましい。
The
反射層55を構成する熱硬化性樹脂組成物中の熱硬化性樹脂としては、従来公知のウレタン樹脂とイソシアネート化合物との組み合わせ、エポキシ樹脂とポリアミンや酸無水物との組み合わせ、シリコーン樹脂と架橋剤との組み合わせのような、主剤と硬化剤とを含む2成分型の熱硬化性樹脂や、更に、アミン、イミダゾール、リン系等の硬化促進剤を含有する3成分型の熱硬化性樹脂が挙げられる。具体的には、熱硬化性樹脂としては、特開2014−129549に記載されているシリコーン系の熱硬化性樹脂が挙げられる。反射層55は、上記熱硬化性樹脂組成物を、例えば、スクリーン印刷等の印刷法を用いて樹脂フィルム54の表面にパターン印刷することによって形成することができる。なお、上記の厚さや反射率は、反射層が樹脂フィルムの両面に形成されている場合には両面の厚さの合計厚さであり、両面に反射層を形成した場合の反射率である。
Examples of the thermosetting resin in the thermosetting resin composition constituting the
図3に示される第1の光学シート50は、上記したように、樹脂フィルム54と、樹脂フィルム54の少なくとも一方の面上の一部に積層された反射層55とで構成されているが、第1の光学シートは、図5に示されるように、例えば、発泡ポリエチレンテレフタレート(PET)等の光反射性シート134に光反射性シート134の厚み方向に貫通する複数の開口部135を形成した第1の光学シート130であってもよい。第1の光学シート130は、第1の光学シート50と同様に、区画領域131、透過部132、および反射部133を備えている。第1の光学シート130における区画領域131、透過部132、および反射部133は、第1の光学シート50における区画領域51、透過部52、および反射部53と同様であるので、ここでは説明を省略するものとする。なお、第1の光学シート130の各区画領域131においても、透過部132の面積割合である開口率が、区画領域131の中央部131Aから区画領域131の外縁部131Bに向けて漸増していることが好ましい。第1の光学シート130の場合、開口部135は、光を透過させる透過部132として機能し、第1の光学シート130における開口部135以外の部分が、光を反射させる反射部133として機能する。開口部135は、任意の形状(例えば、円形状や矩形状)を有し、また所定のパターンに沿って互いに連結しないように分散配置されている。開口部135は、プレス打ち抜き加工、或いは、彫刻刃による抜き加工等により形成することができる。プレス打ち抜き加工は、ランニングコストや生産性に優れるため、大量生産する場合に有効な製造方法である。
As described above, the first
<<第1のスペーサー>>
第1のスペーサー60は、LED実装基板40に対し第1の光学シート50を離間させるためのものである。また、第1のスペーサー60は、配線基板41の表面41Aから第1の光学シート50までの距離d1を0.6mm以上6mm以下に保持する機能を有している。
<< First spacer >>
The
図3に示される第1のスペーサー60の高さh1は、0.5mm以上5mm以下であることが好ましい。第1のスペーサーの高さが、0.5mm未満であると、LED素子と第1の光学シートの距離が短すぎるために、第1の光学シートの平面視において、第1の光学シートの各区画領域の中央部が外縁部よりも明るくなるおそれがあり、また5mmを越えると、LED面光源装置の薄型化が図れないおそれがある。本明細書における「第1のスペーサーの高さ」とは、第1のスペーサーにおける配線基板側の面である底面に垂直な方向において、第1のスペーサーの底面から第1のスペーサーにおける底面と反対側の面である上面までの距離を意味するものとする。第1のスペーサー60の高さh1は、第1のスペーサー60の高さをランダムに10箇所測定した値の算術平均値とする。
The height h1 of the
第1のスペーサー60と配線基板41は固定されていることが好ましい。第1のスペーサー60と配線基板41の固定方法としては、特に限定されず、接着や機械的固定手段による固定が挙げられる。本明細書における「接着」とは、「粘着」を含む概念である。図3においては、第1のスペーサー60と配線基板41は、両面テープ111を介して固定されている。具体的には、第1のスペーサー60の底面60A(後述する壁部62の底面)と配線基板41の反射層46が、両面テープ111を介して接着されることによって固定されている。第1のスペーサー60と配線基板41を固定することにより、LED素子42に対する第1のスペーサー60の位置ずれを抑制できる。なお、第1のスペーサー60と配線基板41は、両面テープ111ではなく、接着剤や粘着剤を用いて固定されていてもよい。なお、図3においては、第1のスペーサー60は、反射層46に固定されているが、配線基板の反射層に貫通孔を形成することにより、または配線基板に反射層を設けないことにより、第1のスペーサーを絶縁性保護膜に固定してもよく、また配線基板の反射層および絶縁性保護層に貫通孔を形成することにより、または配線基板に反射層および絶縁性保護層を設けないことにより、第1のスペーサーを金属配線部に固定してもよい。
The
第1のスペーサー60と第1の光学シート50は固定されていることが好ましい。第1のスペーサー60と第1の光学シート50の固定方法としては、特に限定されず、接着や機械的固定手段による固定が挙げられる。図3においては、第1のスペーサー60と第1の光学シート50は、両面テープ112を介して接着されることによって固定されている。具体的には、第1のスペーサー60の上面60B(後述する壁部62の上面)と第1の光学シート50が、両面テープ112を介して接着されている。第1のスペーサー60と第1の光学シート50を固定することにより、第1のスペーサー60およびLED素子42に対する第1の光学シート50の位置ずれをより抑制できる。なお、第1のスペーサー60と第1の光学シート50は、両面テープ112ではなく、接着剤や粘着剤を用いて固定されていてもよい。
The
第1のスペーサー60における第1のスペーサー60の高さ方向に位置する少なくとも一方の面が平坦面となっていることが好ましい。この面が平坦面となっていることにより、第1の光学シート50の支持体としての機能を確実に果たすことができる。図2に示されるように第1のスペーサー60においては、第1のスペーサー60の高さ方向の位置する底面60Aおよび上面60Bは平坦面となっている。
It is preferable that at least one surface of the
第1のスペーサー60は、図6に示されるように、第1のスペーサー60の高さ方向に貫通する2以上の第1の開口部61(以下、単に開口部61と称することもある。)と、開口部61間を仕切り、かつ少なくとも1つの開口部61の周囲を取り囲む壁部62とを有している。
As shown in FIG. 6, the
<第1の開口部>
開口部61は、各LED素子42からの光を通過させるためのものである。開口部61の個数は特に限定されないが、図6においては、LED素子42の個数(縦4個×横6個=24個)に対応して、縦4個×横6個=24個の開口部61が形成されている。
<First opening>
The
各開口部61は、各LED素子42からの光を通過させるものであるので、各開口部61は、第1のスペーサー60を平面視したとき、開口部61内にLED素子42が入る大きさとなっている。本実施形態においては、1つの開口部61内に1個のLED素子42が配置されるが、1つの開口部内に複数個のLED素子が配置されていてもよい。
Since each
図6に示される開口部61は、全て同じ大きさとなっているが、開口部61は同じ大きさである必要はなく、異なる大きさであってもよい。
The
<壁部>
壁部62は、上記したように、開口部61間を仕切り、かつ少なくとも1つの開口部61の周囲を取り囲んでいる。壁部62は、2以上の開口部61の周囲を取り囲んでいることが好ましく、全ての開口部61の周囲を取り囲んでいることがより好ましい。図6に示される壁部62は、格子状となっており、全ての開口部61の周囲を囲んでいる。本明細書における「格子状」とは、第1のスペーサーの平面視において、壁部によって複数の開口部がマトリクス状に配置された構造を意味するものとする。第1のスペーサーの平面視における開口部の形状としては、四角形状等の多角形状、楕円形状、円形状等が挙げられる。上記四角形状としては、正方形状、長方形状、菱形形状等が挙げられる。図6に示される第1のスペーサー60においては、壁部62によって四角形状の開口部61がマトリクス状に配置されている。
<Wall>
As described above, the
壁部62は、格子状となっているが、壁部は、格子状となっていなくともよい。例えば、壁部は、開口部が千鳥状に配置されたものであってもよい。具体的には、図8に示される第1のスペーサー140のように、壁部142がハニカム状となったものでもよい。図8に示される第1のスペーサー140も、第1のスペーサー60と同様に、2以上の開口部141を備えており、壁部142は、開口部141間を仕切り、かつ少なくとも1つの開口部141の周囲を取り囲んでいる。第1のスペーサー140は、壁部142がハニカム状となっている以外、第1のスペーサー60と同様となっているので、ここでは説明を省略するものとする。なお、LED素子42がマトリクス状に配置されたLED実装基板40を用いる場合には、壁部62が格子状となった第1のスペーサー60を用い、LED素子が千鳥状に配置されたLED実装基板を用いる場合には、壁部142がハニカム状となった第1のスペーサー140を用いることができる。
The
また、図9に示される第1のスペーサー150のように、壁部152の開口部151側の角部152Aは、第1のスペーサー150の平面視において、曲線状となっていてもよい。角部152Aが、第1のスペーサー150の平面視において、曲線状になっていることにより、壁部152に振動や衝撃が加わった場合であっても、壁部152が割れにくくなるとともに、角部152Aにおける反射回数を低減させることができるので、輝度の低下を抑制できる。図9に示される第1のスペーサー150も、第1のスペーサー60と同様に、2以上の開口部151を備えており、壁部152は、開口部151間を仕切り、かつ少なくとも1つの開口部151の周囲を取り囲んでいる。第1のスペーサー150は、壁部152の角部152Aが曲線状になっている以外、第1のスペーサー60と同様となっているので、ここでは説明を省略するものとする。
Further, like the
壁部62の厚みは、0.5mm以上10mm以下であることが好ましい。壁部62の厚みが、0.5mm以上であれば、第1の光学シート50の支持体としての機能を確実に果たすことができ、また10mm以下であれば、開口部61の開口径を充分に確保することができるので、輝度低下を抑制できる。本明細書における「壁部の厚み」とは、壁部のうち最も薄い箇所の厚みを意味するものとする。壁部62の厚みは、全て均一でなくともよい。なお、壁部62を構成する枠部63と仕切部64の厚みは、同一であってもよいが、同一でなくともよい。
It is preferable that the thickness of the
図3に示されるように、壁部62の開口部61に面している側面62Aが、第1のスペーサー60の高さ方向における底面60Aから上面60Bに向けて開口部61の開口径が大きくなるように傾斜している。このような側面62Aを有する壁部62を形成することにより、LED素子42からの出射光を壁部62の側面62Aで反射させて、第1の光学シート50に導くことができるので、LED面光源装置20からより効率良く光を出射させることができる。このような側面62Aを有する壁部62を備える第1のスペーサー60は、例えば、射出成形、切削や三次元プリンターによって得ることができる。側面62Aは、第1のスペーサー60の高さ方向の断面において、曲線状となっていてもよいが、作製し易さの観点から、直線状となっていることが好ましい。また、壁部は、第1のスペーサーの上面から底面に向けて開口部の開口径が大きくなるように傾斜していてもよい。
As shown in FIG. 3, the
壁部62は、帯電防止性を有していることが好ましい。LED面光源装置の製造時や使用時に埃が付着すると、故障の原因となるが、壁部62が帯電防止性を有することによって、LED面光源装置の製造時や使用時に埃が付着することを抑制できる。帯電防止性は表面抵抗値で表すことが可能であるので、壁部62が帯電防止性を有する場合、壁部62の表面抵抗値は、1012Ω/□以下となっていることが好ましい。表面抵抗値は、JIS K6911:2006に準拠して、抵抗率計(製品名「ハイレスタ−UP MCP−HT450」、三菱化学アナリテック社製、プローブ:URS)を用いて、測定することができる。壁部62の表面抵抗値は、壁部62の表面抵抗値をランダムに10箇所測定し、測定した10箇所の表面抵抗値の算術平均値とする。壁部62に帯電防止性を付与する方法としては、帯電防止剤を含む組成物をスプレーや浸漬によりコーティングする方法が挙げられる。
The
壁部62のガラス転移温度(Tg)は、85℃を越えることが好ましい。自動車等の車両にLED面光源装置を組み込む場合には、エンジン等によって加熱されるので、壁部62は、壁部62に対し85℃で1000時間放置する環境試験を行った場合であっても、流動しないことが必要とされる。壁部62のガラス転移温度が85℃を越えるものであれば、壁部62に対し85℃の環境下で1000時間放置する環境試験を行った場合であっても、壁部62の流動を抑制できる。また、夏場には環境試験以上の熱が加わるおそれがあるので、夏場を考慮すると、壁部62のガラス転移温度は、115℃を越えることがより好ましい。ここで、LED面光源装置は、非常に薄型であるため、第1の光学シートとLED実装基板との間の距離は非常に精密に設計されており、仮に、壁部が、流動してしまうと、第1の光学シートとLED実装基板との間の距離が変化してしまうので、輝度ムラが発生して、輝度の面内均一性が低下してしまう。このことから、壁部62の耐熱信頼性は非常に重要である。壁部62のガラス転移温度は、壁部62を10mg削り取ってサンプルとし、示差走査熱量計(DSC)を用いて、昇温速度5℃/minの条件で測定するものとする。壁部62のガラス転移温度は、3回測定した値の算術平均値とする。なお、壁部62のガラス転移温度が2以上確認されたときには、ガラス転移温度としては、最も低い温度のガラス転移温度を採用するものとする。
It is preferable that the glass transition temperature (Tg) of the
壁部62の成形収縮率は、1.0%未満であることが好ましい。壁部62の成形収縮率が1.0%未満であれば、成形後の冷却時における壁部62の寸法変化および反りの発生等を抑制することができる。壁部62の成形収縮率の測定は、JIS K6911:1995に基づいて行うが、壁部62の成形収縮率の測定の際には、壁部62を加熱することによって壁部62を構成する樹脂を溶融させて、この樹脂を金型に流し込み、固化させることによって得た成形物を用いるものとする。
The molding shrinkage rate of the
壁部62の側面62Aは、粗面であることが好ましい。具体的には、例えば、側面62Aの算術平均粗さRaは、0.1μm以上100μm以下であることが好ましい。側面62AのRaが、0.1μm以上であれば、拡散反射が多くなるので、輝度の面内均一性をより向上させることができ、100μm以下であれば、反射回数が増えすぎないので、第1のスペーサー60が光を吸収する頻度が高まることを抑制でき、輝度の面内均一性の低下を抑制できる。Raは、JIS B0601:1999に準拠して、表面粗さ測定装置(製品名「SE−3400」、小坂研究所製社製)を用いて測定することができる。Raは、ランダムに10箇所測定し、測定した10箇所のRaの算術平均値とする。側面62Aを粗面化する方法としては、特に限定されないが、壁部62に後述する粒子を含有させる方法またはサンドブラスト法が挙げられる。
The
壁部の第1の光学シート側の上面には、凸部が設けられていることが好ましい。第1のスペーサーは、上記したように、射出成形、打ち抜き、切削、または三次元プリンターによって作製することが可能であるが、第1のスペーサーに凸部を設ける場合には、これらの中でも、凸部の形成し易さの観点から、射出成形が好ましい。 It is preferable that a convex portion is provided on the upper surface of the wall portion on the first optical sheet side. As described above, the first spacer can be produced by injection molding, punching, cutting, or a three-dimensional printer. However, when a convex portion is provided on the first spacer, among these, the convex From the viewpoint of easy formation of the part, injection molding is preferable.
壁部に凸部を設ける場合、第1の光学シートには孔部が設けられており、凸部が孔部に入り込んでいる。このような孔部および凸部を設けることによって、LED素子に対する第1の光学シートの位置合わせが容易となるとともに、振動試験を行った場合であっても、LED素子に対する第1の光学シートの位置ずれをより抑制することができる。 When providing a convex part in a wall part, the hole part is provided in the 1st optical sheet, and the convex part has penetrated into the hole part. By providing such a hole and a convex portion, the alignment of the first optical sheet with respect to the LED element is facilitated, and even when a vibration test is performed, the first optical sheet with respect to the LED element is not aligned. Misalignment can be further suppressed.
第1の光学シートとして、貫通する複数の開口部135を有する第1の光学シート130を用いる場合、開口部135のうち1以上の開口部135を上記孔部として利用してもよい。この場合、開口部135が貫通孔となっているので、孔部も貫通孔となっているが、開口部135と別に孔部を設ける場合には、孔部は貫通孔でなくともよい。本明細書における「孔部」とは、貫通孔のみならず、凹みのような貫通していない孔をも含む概念である。また、透過部として機能する開口部がない光学シートであっても、凸部を入り込ませる孔部を有する光学シートであれば、適用できる。
When using the 1st
上記凸部は、LED素子に対する透過部として機能する複数の開口部を有する第1の光学シートの位置を合わせ、およびこの第1の光学シートの位置ずれを抑制するためのものである。凸部は、上記孔部として機能する開口部に入り込んでいる。 The said convex part is for aligning the position of the 1st optical sheet which has several opening part which functions as a permeation | transmission part with respect to an LED element, and suppressing the position shift of this 1st optical sheet. The convex portion enters the opening that functions as the hole.
凸部の形状は、特に限定されないが、例えば、円錐形状、円錐台形状、角錐形状、角錐台形状、ドーム形状、不定形形状が挙げられる。 Although the shape of a convex part is not specifically limited, For example, cone shape, truncated cone shape, pyramid shape, truncated pyramid shape, dome shape, and irregular shape are mentioned.
凸部の高さは、第1の光学シートの光学性能に影響を与えない観点から、第1の光学シートの厚み以下(開口部の高さ以下)とすることが好ましい。また、第1の光学シートの位置ずれを抑制する観点からは、凸部の高さの下限は、第1の光学シートの厚みの1/4以上となっていることがより好ましい。 From the viewpoint of not affecting the optical performance of the first optical sheet, the height of the convex portion is preferably set to be equal to or less than the thickness of the first optical sheet (less than the height of the opening). Further, from the viewpoint of suppressing the positional deviation of the first optical sheet, it is more preferable that the lower limit of the height of the convex portion is ¼ or more of the thickness of the first optical sheet.
凸部の直径や幅は、特に限定されないが、第1の光学シートは、直径が異なる開口部が複数存在しているので、対象とする開口部よりも小さい開口部には入らないような直径であることが好ましい。 The diameter and width of the convex portion are not particularly limited, but the first optical sheet has a plurality of openings having different diameters, so that the diameter does not enter an opening smaller than the target opening. It is preferable that
凸部は、第1のスペーサー全体として1以上形成されていればよいが、第1の光学シートの位置ずれをより抑制する観点からは、複数個形成されていることが好ましい。さらに、第1の光学シートの位置ずれをさらに抑制する観点からは、第1のスペーサーの平面視において、凸部によって四角形が描かれるように少なくとも4箇所に凸部が形成されていることが好ましい。 One or more convex portions may be formed as a whole of the first spacer, but a plurality of convex portions are preferably formed from the viewpoint of further suppressing displacement of the first optical sheet. Furthermore, from the viewpoint of further suppressing the positional deviation of the first optical sheet, it is preferable that convex portions are formed at least at four places so that a quadrangle is drawn by the convex portions in plan view of the first spacer. .
凸部を有する第1のスペーサーは、射出成形によって作製することができる。また、凸部を別途作製し、壁部に凸部を接着剤等や機械的固定によって固定することも可能であるが、接着剤等によって上記凸部を壁部に固定した場合には、凸部が壁部から剥がれるおそれがあるので、凸部と壁部とは射出成形によって一体形成されることが好ましい。 The 1st spacer which has a convex part can be produced by injection molding. In addition, it is possible to prepare a convex part separately and fix the convex part to the wall part by an adhesive or the like or mechanical fixing, but when the convex part is fixed to the wall part by an adhesive or the like, Since the portion may be peeled off from the wall portion, it is preferable that the convex portion and the wall portion are integrally formed by injection molding.
図6に示される壁部62は、枠部63と、枠部63よりも内側に位置し、開口部61間を仕切る仕切部64とから構成されている。壁部62は、仕切部64を有し、かつ少なくとも1つの開口部61の周囲を取り囲むものでれば、特に限定されず、例えば、図10に示される第1のスペーサー160のように、壁部162は、枠部を備えず、仕切部163のみから構成され、井桁状となっていてもよい。図10に示される第1のスペーサー160も、第1のスペーサー60と同様に、2以上の開口部161を備えており、壁部162は、開口部161間を仕切り、かつ少なくとも1つの開口部161の周囲を取り囲んでいる。ただし、図10においては、壁部162は、最外周に存在する開口部161の周囲は取り囲んでいない。第1のスペーサー160は、壁部162が仕切部163のみから構成されている以外、第1のスペーサー60と同となっているので、ここでは説明を省略するものとする。
The
壁部62は、射出成形、切削や三次元プリンターによって得ることができる。壁部62においては、枠部63と仕切部64が一体的に設けられているが、枠部63と仕切部64を一体的に設けらなくともよい。すなわち、図11(A)に示される第1のスペーサー170のように、枠部172と仕切部173を別々に作製し、枠部172の内側に仕切部173を配置して壁部171を得てもよい。また、図11(B)に示される第1のスペーサー180のように2以上の壁部181A同士を接合して、壁部181を得てもよい。
The
(枠部)
枠部63は、平面視において四角形状となっているが、枠部の形状は、LED実装基板の形状等に合わせて、適宜変更することができる。枠部63は、ほぼ配線基板41の大きさと同じ大きさになっている。
(Frame part)
The
枠部63は、仕切部64と同様の熱可塑性樹脂から構成されていることが好ましい。また、枠部63は、仕切部64と同様の遮光材、遮光層や紫外線吸収剤を含んでいてもよい。枠部63における熱可塑性樹脂、遮光材、遮光層や紫外線吸収剤は、仕切部64の欄で説明する熱可塑性樹脂、遮光材、遮光層や紫外線吸収剤と同様であるので、ここでは説明を省略するものとする。
The
(仕切部)
仕切部64は、開口部61間を仕切るものである。仕切部64の全光線透過率は70%以上となっている。全光線透過率は、JIS K7361−1:1997に準拠して、顕微紫外可視近赤外分光光度計(製品名「MSV−5100」、日本分光社製)を用いて測定することによって求めることができる。全光線透過率は、3回測定して得られた値の算術平均値とする。仕切部64の全光線透過率の下限は、80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましい。
(Partition)
The
仕切部64は、熱可塑性樹脂から構成されている。仕切部64が熱可塑性樹脂から構成されているので、第1のスペーサーが金属のみから構成されている場合に比べて、軽量化およびコストの低減を図ることができる。
The
仕切部64を構成する熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、ポリカーボネート樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂(ABS樹脂)、アクリロニトリル−スチレン−アクリレート共重合樹脂(ASA樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂(AES樹脂)、ポリメチルメタクリレート樹脂(PMMA樹脂)、ポリアセタール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、またはこれらの樹脂を2種以上混合した混合物等が挙げられる。これらの中でも、耐熱性や成形性等の観点から、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂、ASA樹脂、AES樹脂、PMMA樹脂、ポリアセタール樹脂、またはこれらの樹脂を2種以上混合した混合物が好ましい。
Although it does not specifically limit as a thermoplastic resin which comprises the
上記熱可塑性樹脂の25℃でのヤング率は、0.5GPa以上5GPa以下であることが好ましい。上記熱可塑性樹脂のヤング率が、0.5GPa未満であると、壁部において、配線基板や第1の光学シートを固定するための強度が確保できないおそれがあり、また5GPaを超えると、LED面光源装置を曲面などへ設置する際に仕切部を曲げることができないおそれがある。上記熱可塑性樹脂の25℃でのヤング率の下限は、1GPa以上であることがより好ましく、上限は4GPa以下であることがより好ましい。 The Young's modulus at 25 ° C. of the thermoplastic resin is preferably 0.5 GPa or more and 5 GPa or less. If the Young's modulus of the thermoplastic resin is less than 0.5 GPa, there is a risk that the strength for fixing the wiring board and the first optical sheet may not be secured at the wall, and if it exceeds 5 GPa, the LED surface When the light source device is installed on a curved surface or the like, the partition portion may not be bent. The lower limit of the Young's modulus at 25 ° C. of the thermoplastic resin is more preferably 1 GPa or more, and the upper limit is more preferably 4 GPa or less.
仕切部64は、実質的に遮光材を含んでいないことが好ましい。仕切部64が遮光材を実質的に含まないことにより、80%以上の全光線透過率を達成することができる。本明細書において、「仕切部が実質的に遮光材を含んでいない」とは、仕切部に含まれる遮光材が5質量%以下(0質量%を含む)であることを意味する。遮光材が光反射材である場合、遮光材による光反射を抑制するためには、仕切部には遮光材が全く含まれていない、すなわち遮光材の含有量が0質量%であることが好ましいが、仕切部に遮光材が全く含まれていない場合には、仕切部に入射した一部の光は、仕切部内で散乱されないので、仕切部内で分散するとともに、仕切部から出射しない、いわゆる迷光となるおそれがある。このため、仕切部内で光を散乱させて、迷光となることを抑制するために、光反射材である遮光材は、5質量%以下の範囲において、若干含まれていることが好ましい。
It is preferable that the
上記遮光材としては、酸化チタン、アルミナ、タルク、水酸化アルミニウム、マイカ、炭酸カルシウム、硫化亜鉛、酸化亜鉛、硫酸バリウム、チタン酸カリウム等、またはこれらの混合物からなる白色顔料や可視光吸収剤が挙げられる。 Examples of the light-shielding material include titanium oxide, alumina, talc, aluminum hydroxide, mica, calcium carbonate, zinc sulfide, zinc oxide, barium sulfate, potassium titanate, etc., or a white pigment or a visible light absorber made of a mixture thereof. Can be mentioned.
LED素子42からは可視光線のみならず紫外線も放射しているので、LED面光源装置20内の部材が紫外線により劣化するおそれがある。このため、仕切部64は、全光線透過率が70%以上となっていれば、紫外線劣化を抑制するために、熱可塑性樹脂の他、紫外線吸収剤をさらに含んでいてもよい。
Since not only visible light but also ultraviolet rays are radiated from the
上記紫外線吸収剤としては、特に限定されず、トリアジン系紫外線吸収剤やベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が挙げられる。これらの中でも、可視光領域の光は極力吸収せず、効率的に紫外線を吸収することができるとともに、長期間使用しても黄変が生じにくい観点から、トリアジン系紫外線吸収剤が好ましい。トリアジン系紫外線吸収剤の市販品としては、例えば、BASF社製のTINUVIN 1577 EDが挙げられる。また、必要に応じて、ヒンダードアミン系光安定剤等を添加してもよい。 The ultraviolet absorber is not particularly limited, and examples thereof include triazine ultraviolet absorbers and benzotriazole ultraviolet absorbers. Among these, a triazine-based ultraviolet absorber is preferred from the viewpoint that it absorbs ultraviolet light efficiently without absorbing light in the visible light region as much as possible and is less likely to cause yellowing even after long-term use. As a commercial item of a triazine type ultraviolet absorber, for example, TINUVIN 1577 ED manufactured by BASF can be mentioned. Moreover, you may add a hindered amine light stabilizer etc. as needed.
仕切部64は、図6に示されるように、枠部63と一体的に設けられていることが好ましい。仕切部64を枠部63と一体形成することによって、繋ぎ目がない第1のスペーサーを得ることができるので、第1のスペーサーを複数の部材から構成するよりも、LED面光源装置の組立工程の簡素化、および振動試験における第1の光学シートの位置ずれリスクの低減を図ることができる。また、第1のスペーサーには、繋ぎ目がないので、継ぎ目に入り込む光にもなく、光学的損失の低減を図ることができる。本明細書における「一体的に設けられている」とは、枠部と仕切部との間に境界が存在しない場合、すなわち枠部と仕切部が一体形成されている場合のみならず、仕切部が枠部に接合されている場合をも含む概念である。第1のスペーサー60においては、枠部63および仕切部64が一体形成されている。なお、壁部62の強度を高める観点から、仕切部64は枠部63と一体的に設けられていることが好ましいが、仕切部は枠部と一体的に設けられていなくともよい。
As shown in FIG. 6, the
仕切部64は、図7に示されるように、区画領域51間の境界部51Cに対応する位置に配置されていることが好ましい。本明細書における「区画領域間の境界部」とは、透過部および反射部のパターンから区画領域間の境界と想定される領域を含む部分を意味するものとする。なお、図7は、LED素子42側から第1のスペーサー60および第1の光学シート50を平面視した図である。
As shown in FIG. 7, the
仕切部64は、仕切部64の幅方向に貫通する開口部を有していないが、このような開口部を有していてもよい。具体的には、図12(A)、図12(B)、図13(A)および図13(B)に示されるように、仕切部190、200、210、220は、第1の仕切部191、201、211、221と、第1の仕切部191、201、211、221と隣り合う第2の仕切部192、202、212、222と、第1の仕切部191、201、211、221および第2の仕切部192、202、212、222と交差し、かつ第1の仕切部191、201、211、221と第2の仕切部192、202、212、222との間に第2の開口部193A、203A、213A、223A(以下、単に開口部193A、203A、213A、223Aと称することもある。)を有する第3の仕切部193、203、213、223とを備えていてもよい。第2の仕切部192、202、212、222は、第1の開口部194、204、214、224を介することにより第1の仕切部191、201、211、221と離間している。第3の仕切部193、203、213、223に開口部193A、203A、213A、223Aを有することにより、LED素子42から発せられる一部の光は、開口部193A、203A、213A、223Aを介して隣の開口部側に抜けるので、第3の仕切部193、203、213、223による光吸収をより低減でき、輝度低下をより抑制できる。第2の開口部は、貫通孔であってもよく、また切り欠きであってもよい。図12(A)等に示される開口部193A、203A、213A、223Aは、切り欠きとなっている。なお、開口部193A、203A、213A、223Aは第3の仕切部193、203、213、223に形成されているが、第1の仕切部191、201、211、221および第2の仕切部192、202、212、222にも開口部193A、203A、213A、223Aと同様の開口部が形成されていることが好ましい。
Although the
図12(A)、図12(B)、図13(A)および図13(B)に示されるように、第3の仕切部193、203、213、223の延在方向EDおよび第1スペーサーの高さ方向HDの両方に沿った断面において、第1の仕切部191、201、211、221と第2の仕切部192、202、212、222の間の第3の仕切部193、203、213、223および開口部193A、203A、213A、223Aの合計面積AR(二点鎖線で囲まれた面積)に対する開口部193A、203A、213A、223Aの面積の割合である仕切部開口率は、30%以上70%以下であることが好ましい。この仕切部開口率が30%以上であれば、仕切部190、200、210、220による光吸収をより抑制できるので、輝度低下をより抑制でき、またこの仕切部開口率が70%以下であれば、所望の強度を維持できるので、第1の光学シート50の支持体としての機能を確実に果たすことができる。第3の仕切部の面積は、第1の仕切部との交差部から第2の仕切部との交差部までの面積とし、また図12(A)等のように第2の開口部が第1のスペーサーの高さ方向において開放している切り欠きである場合には、第2の開口部の面積は、第1のスペーサーに対し第2の開口部の開口している側に平板を接触させ、平板と第3の仕切部との間の空間の面積とする。また、第3の仕切部に設けられた第2の開口部の形状が第3の仕切部の幅方向で変化している場合には、第3の仕切部および第2の開口部の合計面積および第2の開口部の面積は、第2の開口部の面積が最も小さくなる位置の断面で、第3の仕切部および第2の開口部の合計面積および第2の開口部の面積を求めるものとする。
As shown in FIGS. 12 (A), 12 (B), 13 (A), and 13 (B), the extending direction ED and the first spacer of the
図12(A)においては、開口部193Aは仕切部190の底面190A側に位置しており、また第3の仕切部193における開口部193A側の底面193Bは平面状となっているが、図12(B)に示されるように第3の仕切部203における開口部203A側の底面203Bは、例えば、アーチ状のような曲面状になっていてもよい。また、図13(A)および図13(B)に示されるように、開口部213A、223Aは仕切部210、220の底面210A、220Aとは反対側の上面210B、220B側に位置していてもよい。また図12(A)においては、第3の仕切部193には第1の仕切部191と第2の仕切部192との間に1つの開口部193Aが設けられているが、第1の仕切部と第2の仕切部との間に2以上の開口部を設けてもよい。また、図12(A)においては、上記断面において、第1のスペーサーの高さ方向HDに沿った開口部193Aの中心線に対して左右対称となるように開口部193Aが形成されているが、開口部は左右非対称であってもよい。
In FIG. 12A, the
<<第2の光学シート>>
第2の光学シート70は、光学的な機能を有するシートである。第2の光学シートとしては、光学的な機能を有するシートであれば、特に限定されず、例えば、光拡散シート、レンズシート、または反射型偏光分離シート等が挙げられる。図1および図2に示される第2の光学シート70は、光拡散シートとなっている。光拡散シートである第2の光学シート70を配置することにより、第1の光学シート50を透過した光を第2の光学シート70でさらに拡散させることができ、輝度の面内均一性をさらに向上させることができる。なお、第2の光学シートが、レンズシートである場合には、レンズシート90は備えなくともよく、また第2の光学シートが、反射型偏光分離シートである場合には、反射型偏光分離シート100は備えなくともよい。また、第2の光学シートとして、レンズシートや反射型偏光分離シートを用いる場合には、レンズシート90や反射型偏光分離シート100と同様のものを用いることができる。
<< second optical sheet >>
The second
第2の光学シート70は、第1の光学シート50の光出射側に配置されている。第2の光学シート70は、第2のスペーサー80によって第1の光学シート50に対し離間している。第2の光学シート70は、第1の光学シート50と略平行に配置されている。
The second
図3に示される第1の光学シート50から第2の光学シート70までの距離d2は、0.5mm以上5mm以下であることが好ましい。第1の光学シート50から第2の光学シート70までの距離が、0.5mm未満であると、光拡散機能が十分に発揮されないおそれがあり、また5mmを超えると、LED面光源装置の薄型化が図れないおそれがある。本明細書における「第1の光学シートから第2の光学シートまでの距離」とは、第1の光学シートにおける第2の光学シート側の面から第2の光学シートにおける第1の光学シート側の面までの距離を意味するものとする。第1の光学シート50から第2の光学シート70までの距離は、この距離をランダムに10箇所測定した値の算術平均値とする。
The distance d2 from the first
配線基板41の表面41Aから第2の光学シート70までの距離(OD)は、LED面光源装置20の薄型化を図る観点から、1mm以上10mm以下となっていることが好ましい。本明細書における「配線基板の表面から第2の光学シートまでの距離」とは、配線基板の表面から第2の光学シートにおける配線基板側の面までの距離を意味するものとする。配線基板41の表面41Aから第2の光学シート70までの距離は、この距離をランダムに10箇所測定した値の算術平均値とする。配線基板41の表面41Aから第2の光学シート70までの距離の上限は、5mm以下となっていることが好ましい。
From the viewpoint of reducing the thickness of the LED surface
第2の光学シート70の厚みは、第1の光学シート50の厚みよりも大きくなっていることが好ましい。第2の光学シート70の厚みが、第1の光学シート50の厚みより大きいことにより、第2の光学シート70は、第1の光学シート50よりも撓み難い。このため、第2の光学シート70は、枠状の第2のスペーサー80によって、第1の光学シート50と第2の光学シート70との間の距離を所定の距離に保持することができる。
The thickness of the second
第2の光学シート70の厚みは、0.3mm以上5mm以下であることが好ましい。第2の光学シート70の厚みが、0.3mm未満であると、光拡散効果が十分に得られないおそれがあるからであり、また厚みが、5mmを超えると、LED面光源装置の薄型化が図れないおそれがある。第2の光学シート70の厚みは、第1の光学シート50の厚さと同様の方法によって測定することができる。
The thickness of the second
第2の光学シート70は、樹脂から構成されていることが好ましい。本明細書における「樹脂から構成されている」とは、樹脂が主の構成成分となっていることを意味する。第2の光学シート70は、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂等からなる半透明の樹脂フィルムと、樹脂フィルムの一方の面側に形成された、光拡散機能を発揮するための、例えば、微小でランダムなレンズアレイ等を有するレンズ層とを備えている。
It is preferable that the 2nd
<<第2のスペーサー>>
第2のスペーサー80は、第1の光学シート50に対し第2の光学シート70を離間させるためのものである。また、第2のスペーサー80は、第1の光学シート50から第2の光学シート70までの距離d2を0.5mm以上5mm以下に保持するとともに、配線基板41の表面41Aから第2の光学シート70までの距離を1mm以上10mm以下に保持する機能を有している。
<< Second spacer >>
The
図3に示される第2のスペーサー80の高さh2は、第1のスペーサー60の高さh1よりも大きくなっている。第2のスペーサー80の高さh2は、1mm以上10mm以下であることが好ましい。第2のスペーサーの高さが、1mm未満であると、第1の光学シートと第2の光学シートとの距離が短すぎるために、第2の光学シートの平面視において、第1の光学シートの各区画領域の中央部に対応する部分が外縁部に対応する部分よりも明るくなるおそれがあり、また10mmを越えると、LED面光源装置の薄型化が図れないというおそれがある。本明細書における「第2のスペーサーの高さ」とは、第2のスペーサーにおける筐体の内底面側の面である底面に垂直な方向において、第2のスペーサーの底面から第2のスペーサーの上面までの距離を意味するものとする。第2のスペーサー80の高さh2は、第2のスペーサー80の高さをランダムに10箇所測定した値の算術平均値とする。
The height h2 of the
第2のスペーサー80は、図14に示されるように、枠状となっている。本明細書の「枠状」とは、切れ間なく1周繋がっている構成のみならず、概ね繋がっていれば途中で切れ間があってもよい。図14に示される第2のスペーサー80は、端子等との接続のために、切れ間80Aが設けられている。第2のスペーサー80は、1つの開口部81を有しており、第1の光学シート50の外周面50Aおよび第1のスペーサー60の外周面60Cを取り囲むように配置されている。第2のスペーサー80は、図2に示されるように、第1の光学シート50の外周面50Aおよび第1のスペーサー60の外周面60Cのみならず、配線基板41の外周面41Cを取り囲むように配置されている。すなわち、第2のスペーサー80の内側には、LED実装基板40、第1の光学シート50、および第1のスペーサー60が位置している。第2のスペーサー80が枠状になっていることにより、第1の光学シート50を透過して、第2のスペーサー80側に向かう光を第2のスペーサー80で反射させて、第2の光学シート70に導くことができる。また、第2のスペーサー80が枠状となっていることにより、第2のスペーサーが複数の柱状体から構成されている場合よりも、第2の光学シート70との接触面積を増大させることができるので、LED面光源装置20の使用時において、第2のスペーサー80を介して第2の光学シート70の熱をより放熱させることができる。また、第2のスペーサー80が枠状となっていることにより、第2のスペーサーが複数の柱状体から構成されている場合よりも、第2のスペーサー80と第2の光学シート70との接着面積を増大させることができるので、より第2の光学シート70が位置ずれしにくい。
As shown in FIG. 14, the
図3に示されるように、第2のスペーサー80の底面80Bは筐体30の内底面30Bに接していることが好ましい。本明細書における「第2のスペーサーの底面が筐体の内底面と接している」とは、第2のスペーサーの底面が筐体の内底面に直接接触している場合に限らず、第2のスペーサーの底面と筐体の内底面との間に、両面テープ、粘着剤または接着剤等、熱伝導という観点でほぼ無視できる層が介在している場合をも含む概念である。図3においては、第2のスペーサー80の底面80Bと筐体30の内底面30Bとの間には、後述する両面テープ113が介在している。
As shown in FIG. 3, the
また、図3に示される第2のスペーサー80の外側の側面である外側面80Cは筐体30の内側面30Dに接している。本明細書における「第2のスペーサーの外側面」とは、第2のスペーサーの開口部を画定する内側面とは反対側の面を意味するものとする。また、本明細書における「第2のスペーサーの外側面が筐体の内側面と接している」とは、第2のスペーサーの外側面が筐体の内側面に直接接触している場合に限らず、第2のスペーサーの外側面と筐体の内側面との間に、両面テープ、粘着剤または接着剤等、熱伝導という観点でほぼ無視できる層が介在している場合をも含む概念である。図3においては、第2のスペーサー80の外側面80Cは、筐体30の内側面30Dに直接接している。
In addition, an
第2のスペーサー80と筐体30は、LED素子42に対する第2の光学シート70の位置ずれをより抑制する観点から、固定されていることが好ましい。第2のスペーサー80と筐体30の固定方法としては、特に限定されず、接着や機械的固定手段による固定が挙げられる。図3においては、第2のスペーサー80の底面80Bと筐体30の内底面30Bが、両面テープ113を介して接着されることによって固定されている。ここで、第2のスペーサー80は、枠状となっているので、第2のスペーサーが複数の柱状体から構成されている場合よりも、筐体30との接着面積を増大させることができるので、第2のスペーサー80を固定しやすい。なお、第2のスペーサー80と筐体30は、両面テープ113ではなく、接着剤や粘着剤を介して接着されていてもよい。
The
第2のスペーサー80と第2の光学シート70は、固定されていることが好ましい。第2のスペーサー80と第2の光学シート70の固定方法としては、特に限定されず、接着や機械的固定手段による固定が挙げられる。図3においては、第2のスペーサー80における底面80Bとは反対側の上面80Dと第2の光学シート70が、両面テープ114を介して接着されることによって固定されている。第2のスペーサー80と第2の光学シート70を固定することにより、LED素子42に対する第2のスペーサー80の位置ずれをより抑制できる。なお、第2のスペーサー80と第2の光学シート70は、両面テープ114ではなく、接着剤や粘着剤を用いて固定されていてもよい。
The
図3に示されるように、第2のスペーサー80の内側の側面である内側面80Eは、筐体30の内底面30Bから第2の光学シート70に向けて開口部81の開口径が大きくなるように傾斜していることが好ましい。このような内側面80Eを有する第2のスペーサー80を形成することにより、第1の光学シート50からの出射光を第2のスペーサー80の内側面80Eで反射させて、第2の光学シート70に導くことができるので、LED面光源装置20からより効率良く光を出射させることができる。このような内側面80Eを有する第2のスペーサー80は、例えば、射出成形、打ち抜き、切削または三次元プリンターによって得ることができる。内側面80Eは、第2のスペーサー80の高さ方向の断面において、曲線状となっていてもよいが、作製し易さの観点から、直線状となっていることが好ましい。
As shown in FIG. 3, the
第2のスペーサー80を構成する材料としては、特に限定されないが、成形し易く、また第2の光学シート70等を衝撃から保護する観点から、樹脂から構成されていることが好ましい。樹脂の中でも、反射率を高めて、第2の光学シート70に光をより導く観点から白色系樹脂が好ましい。
The material constituting the
第2のスペーサー80を構成する樹脂は、第1のスペーサー60を構成する熱可塑性樹脂と同じ樹脂であることが好ましい。ただし、現在、LED面光源装置を曲げることが望まれており、LED面光源装置を曲げるために、第1のスペーサーおよび第2のスペーサーをヤング率が低い樹脂から構成した場合には、LED面光源装置の剛性が低下してしまうので、LED面光源装置を曲げる場合には、ある程度の剛性を維持しながら、LED面光源装置が曲げられるように、第2のスペーサー80を構成する樹脂の25℃でのヤング率は、第1のスペーサー60を構成する熱可塑性樹脂の25℃でのヤング率よりも小さいことが好ましい。第1のスペーサー60を構成する熱可塑性樹脂の25℃でのヤング率および第2のスペーサー80を構成する樹脂の25℃でのヤング率は、それぞれ動的粘弾性測定装置(製品名「Rheogel-E4000」、ユービーエム社製)を用いて、25℃で引張り試験を行い、縦軸に応力、横軸にひずみをとった応力−ひずみ曲線の直線部の傾きから求めるものとする。なお、上記ヤング率は、3回測定して得られた値の算術平均値とする。
The resin constituting the
<<レンズシート>>
レンズシート90は、入射した光の進行方向を変化させて出光側から出射させる機能を有する。レンズシート90は、図15に示されるように、例えばL1のような入射角度が大きい光の進行方向を変化させて出光側から出射させて、正面方向の輝度を集中的に向上させる機能(集光機能)とともに、例えばL2のような入射角度が小さい光を反射させて、第1の光学シート50側に戻す機能(再帰反射機能)を有している。レンズシート90は、図15に示されるように、樹脂フィルム91と、樹脂フィルム91の一方の面に設けられたレンズ層92とを備えている。なお、レンズシート90は、レンズ層92が樹脂フィルム91よりも反射型偏光分離シート100側に位置するように配置されている。
<< Lens sheet >>
The
(樹脂フィルム)
樹脂フィルム91の構成材料としては、例えば、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート)、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、又は、ポリウレタン等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
(Resin film)
Examples of the constituent material of the
(レンズ層)
レンズ層92は、出光側に並べて配置された複数の単位レンズ92Aを備えている。単位レンズ92Aは、三角柱状であってもよいし、波状や例えば半球状のような椀状であってもよい。具体的には、単位レンズとしては、単位プリズム、単位シリンドリカルレンズ、単位マイクロレンズ等が挙げられる。なお、そのような単位レンズ形状を有するレンズシートとしては、プリズムシート、レンチキュラーレンズシート、マイクロレンズシート等が挙げられる。
(Lens layer)
The
単位レンズ92Aは、光の利用効率を向上させる観点から、80°以上100°以下の頂角θを有することが好ましく、約90°の頂角を有することがより好ましい。
The
<反射型偏光分離シート>
反射型偏光分離シート100は、レンズシート90から出射される光のうち、第1の直線偏光成分(例えば、P偏光)のみを透過し、かつ第1の直線偏光成分と直交する第2の直線偏光成分(例えば、S偏光)を吸収せずに反射する機能を有するものである。反射型偏光分離シート100で反射された第2の直線偏光成分は再度反射され、偏光が解消された状態(第1の直線偏光成分と第2の直線偏光成分とを両方含んだ状態)で、再度、反射型偏光分離シート100に入射する。
<Reflection-type polarized light separation sheet>
The reflection-type
反射型偏光分離シート100としては、3M社から入手可能な「VIKUITI(登録商標) Dual Brightness Enhancement Film(DBEF)」を用いることができる。また、「VIKUITI(登録商標) DBEF」以外にも、Shinwha Intertek社から入手可能な高輝度偏光シート「WRPS」やワイヤーグリッド偏光子等を、反射型偏光分離シート100として用いることができる。
As the reflective
本実施形態によれば、第1のスペーサー60が、開口部61間を仕切る仕切部64を有し、かつ少なくとも1つの開口部61の周囲を取り囲む壁部62を備えているので、柱状のスペーサーや単なる枠状のスペーサーに比べて、第1の光学シート50との接触面積を増大させることができる。これにより、第1の光学シート50の撓みを抑制することができる。
According to the present embodiment, the
第1の光学シートが光透過反射シートである場合には、光透過反射シートは各区画領域に透過部および反射部のパターンを有しているので、光透過反射シートが撓むことによって、LED素子に対する光透過反射シートの位置が変わるので、輝度の面内均一性が低下するおそれがある。このため、配線基板の表面から光透過反射シートまでの距離は所定の距離に保持する必要がある。本実施形態においては、第1のスペーサー60によって、光透過反射シートである第1の光学シート50の撓みを抑制することができるので、輝度の面内均一性を向上させることができる。
In the case where the first optical sheet is a light transmission / reflection sheet, the light transmission / reflection sheet has a pattern of a transmission part and a reflection part in each partition region. Since the position of the light transmitting / reflecting sheet with respect to the element changes, the in-plane luminance uniformity may be reduced. For this reason, it is necessary to keep the distance from the surface of the wiring board to the light transmission / reflection sheet at a predetermined distance. In the present embodiment, since the
本実施形態によれば、仕切部64の全光線透過率が70%以上となっているので、LED素42子から発せられ、隣のLED素子42側に向かう光は、概ね仕切部64を透過する。これにより、仕切部64による光吸収を抑制できるので、輝度低下を抑制することができる。
According to the present embodiment, since the total light transmittance of the
本実施形態によれば、第1のスペーサー60が、壁部62を備えているので、柱状のスペーサーや単なる枠状のスペーサーよりも、剛性が高い。このため、LED面光源装置20に対して振動試験を行った場合に、柱状のスペーサーや単なる枠状のスペーサーを用いた場合よりも、第1の光学シート50の揺れ幅が小さくなる。これにより、振動試験を行った場合に、LED素子42に対する第1の光学シート50の位置ずれを抑制することができる。また、第1のスペーサー60は、柱状のスペーサーや単なる枠状のスペーサーよりも剛性が高いので、振動試験を行った場合であっても、第1のスペーサー60は破損しにくい。
According to the present embodiment, since the
第1の光学シートが光透過反射シートである場合には、光透過反射シートは各区画領域に透過部および反射部のパターンを有しているので、光透過反射シートの位置ずれが生じることによって、LED素子に対する光透過反射シートの位置が変わるので、輝度の面内均一性が低下するおそれがある。これに対し、本実施形態においては、LED素子42に対する第1の光学シート50の位置ずれを抑制することができるので、輝度の面内均一性を向上させることができる。
In the case where the first optical sheet is a light transmission / reflection sheet, the light transmission / reflection sheet has a pattern of a transmission part and a reflection part in each partition region. Since the position of the light transmitting / reflecting sheet with respect to the LED element changes, the in-plane uniformity of luminance may be lowered. On the other hand, in this embodiment, since the position shift of the 1st
第1のスペーサー140、150、160、170、180においても、開口部間を仕切る仕切部を有し、かつ少なくとも1つの開口部の周囲を取り囲む壁部を備えているので、第1のスペーサー60と同様の上記効果を得ることができる。また、第1のスペーサーとして、仕切部190、200、210、220を有し、少なくとも1つの開口部の周囲を取り囲む壁部を備えるスペーサーを用いた場合も、第1のスペーサー60と同様の上記効果を得ることができる。
The
本実施形態のLED画像表示装置10およびLED面光源装置20の用途は、特に限定されないが、例えば、テレビ用途、車載用途や看板等の広告媒体用途に用いることができる。これらの中でも、LED画像表示装置10およびLED面光源装置は、振動試験に耐え得るものであるので、車載用途に好適に用いることができる。
Applications of the LED
本発明を詳細に説明するために、以下に実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの記載に限定されない。 In order to describe the present invention in detail, examples will be described below, but the present invention is not limited to these descriptions.
<実施例1>
まず、LED実装基板を作製した。具体的には、縦111mm×横293mmおよび厚さ50μmのポリエチレンナフタレートフィルムの一方の面に、配線用の厚さ35μmの銅層を積層した。その後、配線用の銅層をエッチングして、銅配線部を形成した。銅配線部を形成した後、スクリーン印刷法によって膜厚50μmの絶縁性保護膜を形成し、フレキシブル配線基板を得た。フレキシブル配線基板を得た後、フレキシブル配線基板の銅配線部にリフロー方式によりはんだ層を介して縦5個×横12個の合計60個のLED素子を実装して、LED実装基板を得た。
<Example 1>
First, an LED mounting substrate was produced. Specifically, a copper layer having a thickness of 35 μm for wiring was laminated on one surface of a polyethylene naphthalate film having a length of 111 mm × width of 293 mm and a thickness of 50 μm. Thereafter, the copper layer for wiring was etched to form a copper wiring part. After forming the copper wiring portion, an insulating protective film having a thickness of 50 μm was formed by screen printing to obtain a flexible wiring board. After obtaining the flexible wiring board, a total of 60 LED elements of 5 vertical x 12 horizontal were mounted on the copper wiring part of the flexible wiring board via a solder layer by a reflow method to obtain an LED mounting board.
また、光透過反射シートを作製した。光透過反射シートは、厚さ0.5mmの発泡ポリエチレンテレフタレートフィルムに、プレス打ち抜き加工によって、厚さ方向に貫通する複数の開口部を所定のパターンで形成して、作製された。これにより、各区画領域が透過部および反射部からなる縦5個×横12個の合計60個の区画領域を有する光透過反射シートを得た。光透過反射シートにおいては、各区画領域の大きさが縦22mm×横24.2mmであり、かつ各区画領域の中央部から外縁部に向けて開口率が漸増するものであった。 Moreover, the light transmission reflection sheet was produced. The light transmissive reflection sheet was produced by forming a plurality of openings penetrating in the thickness direction in a predetermined pattern on a foamed polyethylene terephthalate film having a thickness of 0.5 mm by press punching. As a result, a light transmitting / reflecting sheet having 60 partition regions in total of 5 vertical portions × 12 horizontal portions each including a transmission portion and a reflection portion was obtained. In the light transmission / reflection sheet, the size of each partition region was 22 mm long × 24.2 mm wide, and the aperture ratio gradually increased from the center of each partition region toward the outer edge.
また、第1のスペーサーを作製した。第1のスペーサーは、格子状となっており、ポリカーボネート樹脂を用いて射出成形によって作製した。第1のスペーサーは、縦20mm×横22.4mmの第1のスペーサーの高さ方向に貫通する縦5個×横12個のマトリクス状に配置された第1の開口部と、縦111mm×横290mm、幅2mmおよび高さ2mmの四角形状の枠部、および第1の開口部間を仕切り、枠部と一体的に形成された幅2mmおよび高さ2mmの仕切部を有する壁部とを備えているものであった。壁部は、全ての第1の開口部の周囲を取り囲むものであった。枠部および仕切部は、ポリカーボネート樹脂から構成されており、白色顔料等の遮光材は含まれていなかった。仕切部には仕切部の幅方向に貫通する第2の開口部は形成されておらず、第1のスペーサーの底面および上面は平坦面となっていた。 Moreover, the 1st spacer was produced. The first spacer has a lattice shape, and was produced by injection molding using a polycarbonate resin. The first spacer includes a first opening arranged in a matrix of 5 × 12 horizontally penetrating in the height direction of the first spacer of 20 mm long × 22.4 mm wide, 111 mm × width 290 mm, 2 mm in width and 2 mm in height with a rectangular frame part, and a wall part having a partition part with a width of 2 mm and a height of 2 mm that is formed integrally with the frame part. It was what was. The wall portion surrounds all the first openings. The frame part and the partition part were made of polycarbonate resin, and did not contain a light shielding material such as a white pigment. A second opening penetrating in the width direction of the partition portion was not formed in the partition portion, and the bottom surface and the top surface of the first spacer were flat surfaces.
さらに、第2のスペーサーを作製した。第2のスペーサーは、ポリカーボネート樹脂を用いて射出成形によって作製した。第2のスペーサーは、縦117mm×横310mm、幅2mm、および高さ5mmの枠部と、枠部の内側に大きさが縦113mm×横306mmの第2のスペーサーの高さ方向に貫通する1つ開口部とを備えているものであった。 Furthermore, a second spacer was produced. The second spacer was produced by injection molding using a polycarbonate resin. The second spacer penetrates in the height direction of a second spacer having a length of 113 mm × width of 306 mm inside the frame portion, and a frame portion of length 117 mm × width 310 mm, width 2 mm, and height 5 mm. One opening.
そして、大きさが縦117mm×横310mm×高さ7mmの収容空間を有するアルミニウム製の筐体本体に、上記作製したLED実装基板をLED素子が上側になるように配置した。次いで、LED実装基板におけるフレキシブル配線基板の表面に上記作製した第1のスペーサーを両面テープ(製品名「No.5000NS」、日東電工社製)を介して固定し、さらに第1のスペーサー上に上記作製した光透過反射シートを両面テープ(製品名「No.5000NS」、日東電工社製)を介して固定した。なお、第1のスペーサーは、第1のスペーサーの第1の開口部を介して各LED素子からの光が通過するように配置され、また光透過反射シートは区画領域間の境界部が第1のスペーサーの仕切部の位置となるように配置された。また、上記作製した第2のスペーサーを筐体本体とLED実装基板および第1のスペーサーとの間に配置するとともに、筐体本体の底面に第2のスペーサーを両面テープ(製品名「No.5000NS」、日東電工社製)を介して固定した。さらに、第2のスペーサー上に縦117mm×横310mmおよび厚さ1.5mmの光拡散シートを配置した。最後に、大きさが縦110mm×横303mmの開口部を有する枠状の蓋体を筐体本体に勘合させて、LED面光源装置を得た。なお、フレキシルブル配線基板の表面から光透過反射シートまでの距離は2mmであり、フレキシルブル配線基板の表面から光拡散シートまでの距離は4.8mmであり、光透過反射シートと光拡散シートとの間の距離は2.3mmであった。 And the produced LED mounting board | substrate was arrange | positioned so that the LED element may become an upper side in the housing | casing main body made from aluminum which has a storage space whose magnitude | size is 117 mm x 310 mm x height 7 mm. Next, the first spacer prepared above is fixed to the surface of the flexible wiring board in the LED mounting substrate via a double-sided tape (product name “No. The produced light transmission reflection sheet was fixed via a double-sided tape (product name “No. 5000NS”, manufactured by Nitto Denko Corporation). The first spacer is arranged so that light from each LED element passes through the first opening of the first spacer, and the light transmitting / reflecting sheet has a first boundary portion between the partition regions. It was arrange | positioned so that it might become the position of the partition part of spacer. Further, the produced second spacer is disposed between the housing main body, the LED mounting substrate, and the first spacer, and the second spacer is attached to the bottom surface of the housing main body with a double-sided tape (product name “No. 5000NS”). ”, Manufactured by Nitto Denko Corporation). Furthermore, a light diffusion sheet having a length of 117 mm × width of 310 mm and a thickness of 1.5 mm was disposed on the second spacer. Finally, a frame-shaped lid having an opening with a size of 110 mm in length and 303 mm in width was fitted into the housing body to obtain an LED surface light source device. The distance from the surface of the flexible wiring board to the light transmission / reflection sheet is 2 mm, the distance from the surface of the flexible wiring board to the light diffusion sheet is 4.8 mm, and the light transmission / reflection sheet, the light diffusion sheet, and The distance between was 2.3 mm.
<実施例2>
実施例2においては、第1のスペーサーの代わりに、仕切部に仕切部の幅方向に貫通する第2の開口部が形成された第1のスペーサーを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、LED面光源装置を得た。実施例2に係る第1のスペーサーは、ポリカーボネート樹脂を射出成形することによって形成された。この第1のスペーサーは、縦20mm×横22.4mmの第1のスペーサーの高さ方向に貫通する縦5個×横12個のマトリクス状に配置された第1の開口部と、縦111mm×横290mm、幅2mmおよび高さ2mmの四角形状の枠部、および第1の開口部間を仕切り、枠部と一体的に形成され、幅方向に貫通する第2の開口部が形成された幅2mmおよび高さ2mmの仕切部を有する壁部とを備えているものであった。ただし、第1の開口部の縦方向に面する仕切部においては、第1のスペーサーの底面側に位置し、かつ仕切部の幅方向に貫通する高さ1mmおよび長さ20mmの第2の開口部が形成され、第1の開口部の横方向に面する仕切部においては、第1のスペーサーの底面側に位置し、かつ仕切部の幅方向に貫通する高さ1mmおよび長さ22.4mmの第2の開口部が形成されており、全ての仕切部において仕切部開口率が50%となっていた。壁部は、全ての第1の開口部の周囲を取り囲むものであった。枠部および仕切部は、ポリカーボネート樹脂から構成されており、白色顔料等の遮光材は含まれていなかった。第1のスペーサーの上面は平坦面となっていたが底面は第2の開口部が存在するので、第2の開口部が存在する位置で凹んでいた。
<Example 2>
Example 2 is the same as Example 1 except that instead of the first spacer, a first spacer in which a second opening penetrating the partition part in the width direction of the partition part is used is used. Thus, an LED surface light source device was obtained. The first spacer according to Example 2 was formed by injection molding a polycarbonate resin. The first spacer includes a first opening arranged in a matrix of 5 × 12 horizontally penetrating in the height direction of the first spacer having a length of 20 mm × width of 22.4 mm, and a height of 111 mm × A width of a rectangular frame part having a width of 290 mm, a width of 2 mm, and a height of 2 mm, and a first opening part, and a second opening part that is formed integrally with the frame part and penetrates in the width direction. And a wall portion having a partition portion having a height of 2 mm and a height of 2 mm. However, in the partition portion facing the vertical direction of the first opening portion, the second opening having a height of 1 mm and a length of 20 mm that is located on the bottom surface side of the first spacer and penetrates in the width direction of the partition portion. In the partition portion that is formed in the lateral direction of the first opening, the height is 1 mm and the length is 22.4 mm that is located on the bottom surface side of the first spacer and penetrates in the width direction of the partition portion. The second opening was formed, and the partition opening ratio was 50% in all the partitions. The wall portion surrounds all the first openings. The frame part and the partition part were made of polycarbonate resin, and did not contain a light shielding material such as a white pigment. The top surface of the first spacer was a flat surface, but the bottom surface was recessed at the position where the second opening portion was present because the second opening portion was present.
<比較例1>
比較例1においては、遮光材を含まないポリカーボネート樹脂の代わりに、酸化チタン(TiO2)を含むポリカーボネート樹脂を用いて第1のスペーサーを形成したこと以外は、実施例1と同様にして、LED面光源装置を得た。酸化チタンは、ポリカーボネート樹脂100質量部に対して5質量部用いた。
<Comparative Example 1>
In Comparative Example 1, an LED was formed in the same manner as in Example 1 except that the first spacer was formed using a polycarbonate resin containing titanium oxide (TiO 2 ) instead of the polycarbonate resin containing no light shielding material. A surface light source device was obtained. Titanium oxide was used in an amount of 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polycarbonate resin.
<比較例2>
比較例2においては、格子状の第1のスペーサーの代わりに、複数の柱状の第1のスペーサーを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、LED面光源装置を得た。比較例1で用いた第1のスペーサーは、ポリカーボネート樹脂から構成された直径5mm、高さ2mmの柱状のものであり、各LED素子間に1本ずつ配置された。なお、柱状の第1のスペーサーは、両面テープ(製品名「No.5000NS」、日東電工社製)を介してフレキシブル配線基材および光反射透過シートと固定された。
<Comparative Example 2>
In Comparative Example 2, an LED surface light source device was obtained in the same manner as in Example 1 except that a plurality of columnar first spacers were used instead of the lattice-shaped first spacer. The first spacer used in Comparative Example 1 was a columnar shape made of polycarbonate resin and having a diameter of 5 mm and a height of 2 mm, and one spacer was disposed between each LED element. The columnar first spacer was fixed to the flexible wiring substrate and the light reflecting / transmitting sheet via a double-sided tape (product name “No. 5000NS”, manufactured by Nitto Denko Corporation).
<比較例3>
比較例3においては、格子状の第1のスペーサーの代わりに、仕切部を有しない1つの開口部からなる枠状の第1のスペーサーを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、LED面光源装置を得た。比較例2で用いた第1のスペーサーは、ポリカーボネート樹脂から構成された大きさ111mm×290mm、幅2mm、高さ2mmである枠部と、枠部の内側に大きさが107mm×286mmの1つの開口部とを有するものであった。なお、枠状の第1のスペーサーは、両面テープ(製品名「No.5000NS」、日東電工社製)を介してフレキシブル配線基材および光反射透過シートと固定された。
<Comparative Example 3>
In Comparative Example 3, in the same manner as in Example 1 except that a frame-shaped first spacer composed of one opening portion having no partitioning portion was used instead of the lattice-shaped first spacer, An LED surface light source device was obtained. The first spacer used in Comparative Example 2 is composed of a polycarbonate resin having a size of 111 mm × 290 mm, a width of 2 mm, and a height of 2 mm, and one frame having a size of 107 mm × 286 mm inside the frame. And an opening. The frame-shaped first spacer was fixed to the flexible wiring substrate and the light reflection / transmission sheet via a double-sided tape (product name “No. 5000NS”, manufactured by Nitto Denko Corporation).
<撓み評価>
実施例および比較例に係るLED面光源装置において、光透過反射シートに撓みが発生しているか否かを目視により評価した。なお、撓みは、後述する振動試験前の光透過反射シートで確認するものとする。
○:光透過反射シートに撓みが確認されなかった。
×:光透過反射シートに撓みが確認された。
<Bending evaluation>
In the LED surface light source devices according to Examples and Comparative Examples, it was visually evaluated whether or not the light transmission / reflection sheet was bent. In addition, a bending shall be confirmed with the light transmission reflection sheet before the vibration test mentioned later.
○: Deflection was not confirmed in the light transmission reflection sheet.
X: Deflection was confirmed in the light transmission reflection sheet.
<全光線透過率測定>
実施例1、2および比較例1に係る第1のスペーサーにおいて、仕切部の全光線透過率を測定した。具体的には、実施例1および比較例1においては、仕切部を、幅2mm×長さ5mm×厚さ1mmの大きさにカットしてサンプルを得て、このサンプルの全光線透過率を測定した。全光線透過率は、JIS K7361−1:1997に準拠して、顕微紫外可視近赤外分光光度計(製品名「MSV−5100」、日本分光社製)を用いて測定した。全光線透過率は、3回測定して得られた値の算術平均値とした。
<Total light transmittance measurement>
In the first spacers according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, the total light transmittance of the partition portion was measured. Specifically, in Example 1 and Comparative Example 1, the partition portion was cut into a size of width 2 mm × length 5 mm × thickness 1 mm to obtain a sample, and the total light transmittance of this sample was measured. did. The total light transmittance was measured using a micro ultraviolet visible near infrared spectrophotometer (product name “MSV-5100”, manufactured by JASCO Corporation) in accordance with JIS K7361-1: 1997. The total light transmittance was an arithmetic average value of values obtained by measuring three times.
<輝度測定>
実施例および比較例に係るLED面光源装置において、LED面光源装置の発光面(光拡散シートの表面)の輝度分布を測定した。
<Brightness measurement>
In the LED surface light source devices according to Examples and Comparative Examples, the luminance distribution of the light emitting surface (the surface of the light diffusion sheet) of the LED surface light source device was measured.
輝度分布は、LED素子1個当たり180mAの電流を投入して、LED素子を点灯させた状態で、LED面光源装置の発光面(光拡散シートの表面)から発光面の法線方向に1m離れた箇所において、2次元色彩輝度計(製品名「CA−2000」、コニカミノルタ社製)を用いて測定された。 The luminance distribution is 1 m away from the light emitting surface of the LED surface light source device (the surface of the light diffusion sheet) in the normal direction of the light emitting surface in a state where the LED element is turned on by supplying a current of 180 mA per LED element. The measurement was performed using a two-dimensional color luminance meter (product name “CA-2000”, manufactured by Konica Minolta).
<輝度の面内均一性評価>
実施例および比較例に係るLED面光源装置において、それぞれ、振動試験を行い、振動試験前後において、それぞれLED面光源装置の発光面(光拡散シートの表面)の輝度分布を測定し、輝度の面内均一性を評価するとともに、振動試験前後における面内均一性の変化率を求めて、振動試験前後において面内均一性がどの程度低下したかを評価した。
<Evaluation of in-plane brightness uniformity>
In the LED surface light source devices according to the example and the comparative example, a vibration test is performed, and before and after the vibration test, the luminance distribution of the light emitting surface (the surface of the light diffusion sheet) of the LED surface light source device is measured. In addition to evaluating the in-plane uniformity, the rate of change of the in-plane uniformity before and after the vibration test was determined to evaluate how much the in-plane uniformity had decreased before and after the vibration test.
振動試験は、単軸動電式振動試験装置(製品名「EM2605S/H10」、IMV社製)の振動テーブルに、LED面光源装置の筐体の短手方向における外側面が振動テーブル側となるようにLED面光源装置を立てた状態で、LED面光源装置を固定し、互いに直交する3軸方向(X方向、Y方向、Z方向)の各方向に対し1時間ずつ下記条件で振動させることにより行った。振動条件は、掃引速度1oct/分で、周波数が10Hz〜30Hzの間は振幅±0.75mmで振動させ、周波数が30Hz〜500Hzの間は加速度を3Gとした。 The vibration test is performed on the vibration table of the single-axis electrodynamic vibration test apparatus (product name “EM2605S / H10”, manufactured by IMV), and the outer surface of the LED surface light source device in the short direction is the vibration table side. In this state, the LED surface light source device is fixed, and the LED surface light source device is fixed and vibrated for one hour in each of the three axial directions (X direction, Y direction, Z direction) orthogonal to each other under the following conditions. It went by. The vibration conditions were a sweep rate of 1 oct / min, a vibration with an amplitude of ± 0.75 mm when the frequency was 10 Hz to 30 Hz, and an acceleration of 3 G when the frequency was 30 Hz to 500 Hz.
輝度分布は、LED素子1個当たり180mAの電流を投入して、LED素子を点灯させた状態で、LED面光源装置の発光面(光拡散シートの表面)から発光面の法線方向に1m離れた箇所において、2次元色彩輝度計(製品名「CA−2000」、コニカミノルタ社製)を用いて測定された。 The luminance distribution is 1 m away from the light emitting surface of the LED surface light source device (the surface of the light diffusion sheet) in the normal direction of the light emitting surface in a state where the LED element is turned on by supplying a current of 180 mA per LED element. The measurement was performed using a two-dimensional color luminance meter (product name “CA-2000”, manufactured by Konica Minolta).
輝度の面内均一性は、測定領域における中央領域の縦22.4mm×横146.4mmを評価範囲とし、評価範囲内の輝度分布における最大輝度(Lvmax)および最小輝度(Lvmin)を用いて、最大輝度(Lvmax)に対する最小輝度(Lvmin)の割合(Lvmin/Lvmax)を求めることによって、数値化された。 The in-plane uniformity of the luminance is evaluated by using the central region in the measurement region as long as 22.4 mm × horizontal 146.4 mm, and the maximum luminance (Lv max ) and minimum luminance (Lv min ) in the luminance distribution within the evaluation range are used. Te, by determining the ratio of the minimum luminance to the maximum luminance (Lv max) (Lv min) (Lv min / Lv max), were quantified.
また、上記で求めた振動試験前における輝度の面内均一性および振動試験後における輝度の面内均一性を用いて、振動試験前後の輝度の面内均一性の変化率を求め、振動試験前後で輝度の面内均一性がどの程度低下したか評価した。評価基準は、以下の通りとした。
○:振動試験前後における輝度の面内均一性の変化率が10%以内であった。
×:振動試験前後における輝度の面内均一性の変化率が10%を超えていた。
なお、振動試験前後の輝度の面内均一性の変化率は、振動試験前の輝度の面内均一性と振動試験後の輝度の面内均一性の差(振動試験前の輝度の面内均一性−振動試験後の輝度の面内均一性)とした。
Also, using the in-plane brightness uniformity before the vibration test and the in-plane brightness uniformity after the vibration test obtained above, the rate of change in the in-plane brightness before and after the vibration test is obtained, and before and after the vibration test. The degree to which the in-plane luminance uniformity was reduced was evaluated. The evaluation criteria were as follows.
A: The rate of change of the in-plane uniformity of luminance before and after the vibration test was within 10%.
X: The rate of change in in-plane uniformity of luminance before and after the vibration test exceeded 10%.
The rate of change in in-plane uniformity of brightness before and after the vibration test is the difference between the in-plane uniformity of brightness before the vibration test and the in-plane uniformity of brightness after the vibration test (the in-plane uniformity of brightness before the vibration test). In-plane uniformity of luminance after vibration test).
<外観評価>
実施例および比較例に係るLED面光源装置において、振動試験後の第1のスペーサーの外観を目視にて観察し、評価した。評価結果は、以下の基準とした。
○:第1のスペーサーにおいて、割れや折れ等の損傷が確認されなかった。
×:第1のスペーサーにおいて、割れや折れ等の損傷が確認された。
<Appearance evaluation>
In the LED surface light source devices according to Examples and Comparative Examples, the appearance of the first spacer after the vibration test was visually observed and evaluated. The evaluation results were based on the following criteria.
○: In the first spacer, damage such as cracking or breaking was not confirmed.
X: In the first spacer, damage such as cracking or breaking was confirmed.
以下、結果を表1に示す。
以下、結果について述べる。比較例1においては、光反射シートに撓みが確認されなかったものの、第1のスペーサーの仕切部の全光線透過率が、70%未満であったので、輝度が低かった。これは、LED素子の光が仕切部で吸収されてしまったためであると考えられる。比較例2においては、第1のスペーサーが柱状のものであり、仕切部を有していなかったので、光透過反射シートに撓みが確認された。比較例3においては、第1のスペーサーが仕切部を有しない枠状のものであり、仕切部を有していなかったので、光透過反射シートに撓みが確認された。また、比較例2および比較例3においては、振動試験前の輝度の面内均一性が低かった。これは、光透過反射シートが撓んでいたからであると考えられる。 The results will be described below. In Comparative Example 1, although no deflection was confirmed in the light reflecting sheet, the total light transmittance of the partition portion of the first spacer was less than 70%, so the luminance was low. This is considered to be because the light of the LED element has been absorbed by the partitioning portion. In Comparative Example 2, since the first spacer was columnar and did not have a partition portion, bending was confirmed in the light transmission / reflection sheet. In Comparative Example 3, the first spacer had a frame shape without a partition part and did not have a partition part. Therefore, the light transmission / reflection sheet was confirmed to be bent. In Comparative Example 2 and Comparative Example 3, the in-plane uniformity of luminance before the vibration test was low. This is presumably because the light transmission / reflection sheet was bent.
これに対し、実施例1および2においては、第1のスペーサーが仕切部を備える壁部から構成されていたので、光透過反射シートに撓みが確認されなかった。また、実施例1、2においては、振動試験前の輝度の面内均一性が高かった。これは、光透過反射シートが撓んでいなかったからであると考えられる。さらに、第1のスペーサーにおける仕切部の全光線透過率が70%以上であったので、比較例1に比べて輝度が高かった。 On the other hand, in Example 1 and 2, since the 1st spacer was comprised from the wall part provided with a partition part, bending was not confirmed by the light transmissive reflective sheet. In Examples 1 and 2, the in-plane uniformity of luminance before the vibration test was high. This is considered because the light transmission reflection sheet was not bent. Furthermore, since the total light transmittance of the partition part in the first spacer was 70% or more, the brightness was higher than that of Comparative Example 1.
比較例2においては、振動試験前の輝度の面内均一性に比べて振動試験後の輝度の面内均一性が明らかに低下していた。これは、第1のスペーサーが柱状のものであったので、剛性が低く、振動試験によって、LED素子に対して光透過反射シートが位置ずれを起こしてしまったものと考えられる。また、比較例3においては、振動試験前の輝度の面内均一性が低かった。これは、光透過反射シートが撓んでいたからであると考えられる。さらに、比較例3においては、振動試験前の面内均一性に比べて振動試験後の面内均一性が明らかに低下していた。これは、第1のスペーサーが仕切部を有しない枠状のものであったので、剛性が低く、振動試験によって、LED素子に対して光透過反射シートが位置ずれを起こしてしまったものと考えられる。 In Comparative Example 2, the in-plane brightness uniformity after the vibration test was clearly lower than the in-plane brightness uniformity before the vibration test. This is probably because the first spacer was a columnar shape, so that the rigidity was low, and the light transmission / reflection sheet was displaced from the LED element by the vibration test. In Comparative Example 3, the in-plane uniformity of luminance before the vibration test was low. This is presumably because the light transmission / reflection sheet was bent. Furthermore, in Comparative Example 3, the in-plane uniformity after the vibration test was clearly reduced as compared with the in-plane uniformity before the vibration test. This is because the first spacer was a frame-like shape having no partition part, so that the rigidity was low, and it was considered that the light transmission / reflection sheet was displaced from the LED element by the vibration test. It is done.
これに対し、実施例1、2においては、比較例2、3よりも振動試験前の面内均一性に対する振動試験後の面内均一性の低下が抑制されていた。これは、第1のスペーサーが枠部および仕切部を有する壁部から構成されていたので、剛性が高く、振動試験によっても、LED素子に対して光透過反射シートの位置ずれがほぼ起こらなかったものと考えられる。 On the other hand, in Examples 1 and 2, the deterioration of the in-plane uniformity after the vibration test with respect to the in-plane uniformity before the vibration test was suppressed as compared with Comparative Examples 2 and 3. This is because the first spacer is composed of a wall part having a frame part and a partition part, so that the rigidity is high, and the positional deviation of the light transmission / reflection sheet with respect to the LED element hardly occurs even in the vibration test. It is considered a thing.
10…LED画像表示装置
20…LED面光源装置
40…LED実装基板
41…配線基板
42…LED素子
50、130…第1の光学シート
50A…外周面
51、131…区画領域
51A、131A…中央部
51B、131B…外縁部
52、132…透過部
53、133…反射部
60、140、150、160、170、180…第1のスペーサー
60C…外周面
61…第1の開口部
62、142、152、162、171…壁部
63…枠部
64、190、200、210、220…仕切部
191、201、211、221…第1の仕切部
192、202、212、222…第2の仕切部
193、203、213、223…第3の仕切部
193A、203A、213A、223A…第2の開口部
70…第2の光学シート
80…第2のスペーサー
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記スペーサーの高さ方向に貫通する2以上の第1の開口部と、
前記第1の開口部間を仕切る仕切部を有し、かつ少なくとも1つの前記第1の開口部の周囲を取り囲む壁部と、を備え、
前記仕切部が、熱可塑性樹脂を含み、かつ前記仕切部の全光線透過率が、70%以上である、スペーサー。 An LED surface light source device including a wiring board, an LED mounting board including a plurality of LED elements mounted on one surface of the wiring board, and an optical sheet disposed on the LED element side, and the LED A spacer that is disposed between the mounting substrate and the optical sheet, and that separates the optical sheet from the LED mounting substrate,
Two or more first openings penetrating in the height direction of the spacer;
A partition portion that partitions between the first openings, and a wall that surrounds at least one of the first openings, and
The spacer in which the partition part contains a thermoplastic resin and the total light transmittance of the partition part is 70% or more.
前記3の仕切部の延在方向および前記スペーサーの高さ方向の両方に沿った断面において、前記第1の仕切部と前記第2の仕切部の間の前記第3の仕切部および前記第2の開口部の合計面積に対する前記第2の開口部の面積の割合である仕切部開口率が、30%以上70%以下である、請求項4に記載のスペーサー。 The partition part is a first partition part, a second partition part adjacent to the first partition part and spaced apart from the first partition part through the first opening, and the first partition part. A third partition that intersects with the first partition and the second partition and has the second opening between the first partition piece and the second partition;
In a cross section along both the extending direction of the three partition portions and the height direction of the spacer, the third partition portion and the second partition between the first partition portion and the second partition portion. The spacer according to claim 4, wherein a partition portion opening ratio, which is a ratio of the area of the second opening to the total area of the openings, is 30% or more and 70% or less.
前記LED素子側に配置された第1の光学シートと、
前記LED実装基板と前記第1の光学シートとの間に配置され、前記LED実装基板に対し前記第1の光学シートを離間させる第1のスペーサーと、を備え、
前記第1のスペーサーが、請求項1ないし6のいずれか一項に記載のスペーサーである、LED面光源装置。 An LED mounting board comprising a wiring board and a plurality of LED elements mounted on one surface of the wiring board;
A first optical sheet disposed on the LED element side;
A first spacer that is disposed between the LED mounting substrate and the first optical sheet and separates the first optical sheet from the LED mounting substrate;
The LED surface light source device, wherein the first spacer is the spacer according to any one of claims 1 to 6.
前記第1の光学シートの外周面および前記第1のスペーサーの外周面を取り囲むように配置され、かつ前記第1の光学シートに対し前記第2の光学シートを離間させる枠状の第2のスペーサーと、
をさらに備える、請求項7ないし10のいずれか一項に記載のLED面光源装置。 A second optical sheet disposed on the light exit side of the first optical sheet;
A frame-shaped second spacer that is disposed so as to surround the outer peripheral surface of the first optical sheet and the outer peripheral surface of the first spacer and that separates the second optical sheet from the first optical sheet. When,
The LED surface light source device according to any one of claims 7 to 10, further comprising:
前記LED面光源装置よりも観察者側に配置された表示パネルと、
を備える、LED画像表示装置。 LED surface light source device according to any one of claims 7 to 11,
A display panel disposed closer to the viewer than the LED surface light source device;
An LED image display device comprising:
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