JP2020004692A - 面状照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】接着強度を確保しつつ、部材の取り換えを容易にすることができる面状照明装置を提供すること。【解決手段】実施形態に係る面状照明装置は、導光板と、発光面を有する複数の光源と、基板と、フレームと、1以上の第1固定部材と、第2固定部材とを備える。第1固定部材は、導光板のうち互いに異なる組み合わせの隣接する2つの光源間の前方に各々位置し且つ複数の光源の配列方向に沿って間隔を空けて位置する複数の領域に一方の面が接着される。第2固定部材は、一方の面に第1固定部材の他方の面が直接または他の部材を介して接着により取り付けら、他方の面がフレームに接着される。第1固定部材は、第2固定部材よりも単位面積当たりの接着強度が大きく、第2固定部材は、入射面から入射面と対向する導光板の終端面へ向かう方向において第1固定部材よりも長い。【選択図】図2
Description
本発明は、面状照明装置に関する。
従来、複数のLEDが導光板の入光面に対向するように配置される面状照明装置が知られており、かかる面状照明装置の導光板は両面粘着テープを用いてフレームに固定される。
しかしながら、近年の面状照明装置に対する狭額縁化の要求により、導光板と両面粘着テープとの接着面積が小さくなり、接着強度を十分に確保できない状況になってきている。
そこで、接着強度を確保するために、両面粘着テープよりも単位面積当たりの接着強度の大きい固定部材を用いることが考えられる。しかしながら、この場合には、組立後に導光板の不良を発見したとしても、導光板のみを取り換えることが容易ではなく、LEDとともに導光板を廃棄せざるを得なくなり、コストが嵩むという問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、接着強度を確保しつつ、部材の取り換えを容易にすることができる面状照明装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る面状照明装置は、入射面から入射された光を2つの主面のうち一方の主面から出射する導光板と、前記入射面に対向し且つ前記入射面の長手方向に沿って配列され、前記入射面に入射される光を発する発光面を有する複数の光源と、2つの主面を有し、一方の主面に、前記光源の前記発光面とは反対側の面が実装される基板と、前記導光板、前記光源、および前記基板を収納するフレームと、前記導光板のうち互いに異なる組み合わせの隣接する2つの光源間の前方に各々位置し且つ前記複数の光源の配列方向に沿って間隔を空けて位置する複数の領域に一方の面が接着される1以上の第1固定部材と、一方の面に前記第1固定部材の他方の面が直接または他の部材を介して接着により取り付けられ、他方の面が前記フレームに接着される第2固定部材と、を備える。前記第1固定部材は、前記第2固定部材よりも単位面積当たりの接着強度が大きく、前記第2固定部材は、前記入射面から前記入射面と対向する前記導光板の終端面へ向かう方向において前記第1固定部材よりも長い。
本発明の一態様によれば、接着強度を確保しつつ、部材の取り換えを容易にすることができる面状照明装置を提供することができる。
以下、実施形態に係る面状照明装置および面状照明装置の製造方法について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態により面状照明装置および面状照明装置の製造方法の用途が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、説明を分かりやすくするために、各図面には、鉛直上向きを正方向とし、鉛直下向きを負方向とするZ軸を含む3次元の直交座標系を図示する場合がある。
<面状照明装置の概要>
まず、面状照明装置10の概要について、図1を用いて説明する。図1は、実施形態に係る面状照明装置10の外観の一例を示す平面図である。図1に示すように、実施形態に係る面状照明装置10は、遮光シート30で覆われていない出射領域である有効エリア40から光を出射する。すなわち、遮光シート30により、有効エリア40が規定される。
まず、面状照明装置10の概要について、図1を用いて説明する。図1は、実施形態に係る面状照明装置10の外観の一例を示す平面図である。図1に示すように、実施形態に係る面状照明装置10は、遮光シート30で覆われていない出射領域である有効エリア40から光を出射する。すなわち、遮光シート30により、有効エリア40が規定される。
実施形態に係る面状照明装置10は、液晶表示装置のバックライトとして用いられる。かかる液晶表示装置は、例えば、スマートフォンに用いられる。
なお、図1において、右側の遮光シート30よりも左側の遮光シート30のほうが、幅が広い。これは、右側の遮光シート30は、後述するFPC(Flexible Printed Circuit)12やLED(Light Emitting Diode)14などが含まれない比較的狭い領域を覆う一方で、左側の遮光シート30は、後述するFPC12やLED14などを含む比較的広い領域を覆うためである。左側の遮光シート30の幅は、例えば、2.5mm以下である。
<面状照明装置の詳細な構成>
つづいて、面状照明装置10の詳細な構成について、図2を用いて説明する。図2は、図1のA−A線に沿った断面の一例を示す図である。図2に示すように、面状照明装置10は、フレーム11と、FPC12と、固定部材13と、複数のLED14と、接続部材15と、導光板16と、拡散シート17と、プリズムシート18と、反射シート19と、第1固定部材20と、第2固定部材21と、第3固定部材22と、遮光シート30とを含む。なお、図2に示す例では、FPC12とLED14とを接続するはんだは図示していない。
つづいて、面状照明装置10の詳細な構成について、図2を用いて説明する。図2は、図1のA−A線に沿った断面の一例を示す図である。図2に示すように、面状照明装置10は、フレーム11と、FPC12と、固定部材13と、複数のLED14と、接続部材15と、導光板16と、拡散シート17と、プリズムシート18と、反射シート19と、第1固定部材20と、第2固定部材21と、第3固定部材22と、遮光シート30とを含む。なお、図2に示す例では、FPC12とLED14とを接続するはんだは図示していない。
フレーム11は、FPC12と、固定部材13と、複数のLED14と、接続部材15と、導光板16と、拡散シート17と、プリズムシート18と、反射シート19と、複数の第1固定部材20と、第2固定部材21と、第3固定部材22とを収納する部材である。フレーム11は、剛性が大きい、例えば、ステンレス製の板金フレームである。フレーム11は、底部11aと、側壁部11bとを有する。
底部11aは、導光板16の後述する主面16cに沿って広がる部位である。底部11aは、床面11cを有する。床面11cは、LED14を接続部材15を介して支持し、また、導光板16を第1固定部材20および第2固定部材21を介して支持する。側壁部11bは、導光板16の後述する入射面16aの長手方向に沿って、導光板16から光が出射する方向(床面11cの法線方向)に向けて底部11aから一体に立ちあがる部位である。側壁部11bは、側面11dを有する。
FPC12は、2つの主面12a,12bを有し、一方の主面12aに、複数のLED14が実装される基板である。FPC12には所定の配線パターン(図示せず)が形成されており、かかる配線パターンを介して、外部電源(図示せず)からの電力がLED14に供給され、LED14を発光させることができる。なお、FPC12は、基板の一例であって、硬質性(リジッド)の基板であってもよい。
固定部材13は、フレーム11の側面11dに対してFPC12を固定させる部材である。固定部材13は、例えば、両面テープである。そして、固定部材13の一方の面がFPC12の主面12aとは反対側の主面12bに貼り付けられ、他方の面が側面11dに貼り付けられることにより、側面11dに対してFPC12が固定される。
LED14は、点状の光源(点状光源)である。LED14は、例えば、青色LEDと黄色蛍光体とからなる疑似白色LEDである。LED14は、全体として直方体状に形成され、FPC12に実装される面と反対側の面に発光面14aを有する、いわゆるトップビュー型のLEDである。
LED14は、複数設けられる。また、複数のLED14は、その発光面14aを、導光板16の入射面16aに対向させた状態で、入射面16aの長辺方向(Y軸方向)に沿って配列される。そして、複数のLED14は、入射面16aに向けて光を発する。このように、複数のLED14は、入射面16aに入射される光を発する。
接続部材15は、例えば、片面に粘着面を有する短冊状の片面テープである。接続部材15は、例えば、基材および粘着層を含む。接続部材15の基材は、例えば、PET(Polyethylene Terephthalate)である。接続部材15の粘着層は、例えば、シリコンやアクリルであり、LED14の床面11c側の面の少なくとも一部に接着される。なお、接続部材15は、片面テープに限定されず、例えば、両面テープなどであってもよい。
導光板16は、透明材料(例えば、ポリカーボネート樹脂)を用いて平板状に形成されている。導光板16は、その外表面に、入射面16aと、2つの主面16b,16cとを有する。
入射面16aは、LED14の発光面14aからLED14が発した光が入射される入射面である。また、主面16bは、入射面16aから入射された光が外方に出射される出射面である。さらに、主面16bとは反対側の面である主面16cには、例えば、複数のドットからなる光路変更パターンが形成されている。
かかる光路変更パターンを形成することにより、導光板16の中を進む光の進行方向が変更されて、主面16bから効率的に光が出射される。すなわち、実施形態に係る面状照明装置10は、いわゆるエッジライト型の照明装置である。
拡散シート17は、導光板16の主面16b側に配置され、主面16bから出射される光を拡散する。具体例を挙げて説明すると、拡散シート17は、主面16bおよびLED14の床面11cとは反対側の面の少なくとも一部を覆うように配置され、主面16bから出射された光を拡散する。
プリズムシート18は、拡散シート17に対して導光板16とは反対側に配置され、拡散シート17により拡散された光の配光制御を行って、配光制御が行われた光を出射する。
遮光シート30は、プリズムシート18の側壁部11b側の一部を覆うように配置され、導光板16の主面16bのうちの一部の領域から出射される光を遮ることにより、面状照明装置10から光が出射される有効エリア40(図1参照)を規定する。
反射シート19は、導光板16の主面16b(出射面)とは反対側の主面16cから漏れた光を反射して、再度導光板16に戻す。反射シート19は、第3固定部材22によりフレーム11の床面11c上に固定された状態で、導光板16の主面16cと床面11cとの間に配置される。
第3固定部材22は、例えば、白色の両面テープであり、一方の面が反射シート19の一部に貼り付けられ、他方の面が第2固定部材21に貼り付けられる。これにより、第3固定部材22および第2固定部材21を介して反射シート19が床面11c上に固定される。なお、反射シート19は、反射シート19の床面11c側の面のうちLED14側の領域であって導光板16の入射面16aの長手方向に沿った領域のみが床面11c上に固定される。
複数の第1固定部材20の各々は、導光板16と第2固定部材21との間に配置され、導光板16と第2固定部材21とに接着される。第1固定部材20は、例えば、導光板16の主面16cと対向する一方の面20aが平坦面であり、第2固定部材21と対向する他方の面20bが平坦面である。
第1固定部材20は、低温(例えば、80度〜100度)で活性化する熱活性部材を含む。例えば、第1固定部材20は、熱活性両面接着テープ、エラストマー、紫外線硬化型接着剤、または紫外線硬化樹脂である。熱活性両面接着テープは、例えば、ポリウレタンコート紙またはポリエチレンコート紙に低温活性粘着剤が塗布されて構成されるテープ、またはアクリルの不織布に低温活性粘着剤が塗布されて構成されるテープである。また、エラストマーは、例えば、熱硬化性エラストマー(例えば、熱硬化性樹脂系エラストマー)、または、熱可塑性エラストマーである。
各第1固定部材20は、一方の面20aが導光板16の後述の複数の領域16d(図4参照)のうち対応する領域16dに溶着される。第1固定部材20は、単位面積あたりの接着強度が高いほど好適である。熱活性両面接着テープは、エラストマーよりも単位面積あたりの接着強度を高くすることができ、第1固定部材20として熱活性両面接着テープを用いることが好適である。
図2に示す第2固定部材21は、例えば、片面に粘着層を有する片面テープである。第2固定部材21は、例えば、基材および粘着層を含む。第2固定部材21の基材は、例えば、PETである。第2固定部材21の粘着層は、例えば、シリコンやアクリルである。なお、第2固定部材21は、片面テープに限定されず、例えば、両面テープなどであってもよい。
図3は、実施形態に係る第1固定部材20および第2固定部材21の構成の一例を示す図である。図3に示すように、複数の第1固定部材20における他方の面20bは、第2固定部材21の一方の面21aに互いに間隔を空けて接着される。また、図2に示すように、第2固定部材21他方の面21bはフレーム11に接着される。なお、各面21a,21bは平坦面である。
図2に示すように、導光板16は、第1固定部材20および第2固定部材21によって、LED14とは独立してフレーム11に固定される。そのため、LED14を取り外すことなく、導光板16側のユニット(例えば、反射シート19、第1固定部材20、第2固定部材21、および第3固定部材22を含むユニット)を取り外すことが可能となる。これにより、導光板16を含むユニットを取り換えるリワークを容易に行うことができる。
図4は、実施形態に係る面状照明装置10におけるLED14、導光板16、および第1固定部材20の関係を示す図である。図4に示すように、複数の第1固定部材20は、導光板16のLED14寄りの領域に対向して配置される。また、複数の第1固定部材20は、導光板16のうち互いに異なる組み合わせの隣接する2つのLED14間の前方(X軸正方向)に各々位置し且つ複数のLED14の配列方向(Y軸方向)に沿って間隔を空けて位置する複数の領域16dに各々溶着されて固定される。複数の領域16dへの第1固定部材20の溶着は、超音波溶着によって行われる。
このように、粘着性の固定部材よりも単位面積当たりの接着強度が各々大きい複数の第1固定部材20が導光板16に溶着されるため、従来の粘着性の固定部材を用いる固定よりも導光板16への接着強度を高めることができる。そのため、導光板16のうちフレーム11への固定に用いられる領域16dが狭額縁化に伴って小さくなった場合であっても、必要な接着強度を確保することができる。
また、複数の第1固定部材20が間隔を空けて配列され、導光板16の領域16e(図4参照)と対向する領域には配置されていない。そのため、面状照明装置10では、導光板16に接着される固定部材が分割されることなく短冊状に一体的に形成される場合に比べ、経年劣化による影響を低減することができる。以下、説明の便宜上、上述した短冊状の固定部材を短冊状固定部材と記載し、かかる短冊状固定部材を用いた場合における経年劣化による影響などについて具体的に説明する。なお、短冊状固定部材は、部分的な超音波振動によって導光板16の各領域16dに対向する領域が領域16dに溶着されるが、導光板16の各領域16eに対向する領域は溶着されないものとして説明する。
エラストマーは、粘着性を有している。そのため、複数の第1固定部材20に代えて用いられる短冊状固定部材がエラストマーで形成される場合、導光板16におけるLED14の前方(X軸正方向)の領域16e(図4参照)に、経年変化により短冊状固定部材が接着された状態になる可能性がある。短冊状固定部材が導光板16の領域16eに張り付いた状態になると、短冊状固定部材と導光板16の領域16eとの間の領域に空気層が実質的に存在しないような領域が発生する場合があり、光学特性に悪影響を及ぼす可能性がある。一方、面状照明装置10では、複数の第1固定部材20が間隔を空けて配列され、第1固定部材20が導光板16の領域16eに対向する位置にないため、経年変化による課題を解決することができる。
また、粘着性を有しない短冊状固定部材を複数の第1固定部材20に代えて用いた場合、短冊状固定部材の経年変化による導光板16への張り付きは抑制できるが、LED14から伝わる熱の影響で短冊状固定部材が導光板16の領域16e(図4参照)に接着する可能性がある。特に、短冊状固定部材が活性化する温度が低いほど、短冊状固定部材が領域16eに接着する可能性が高くなる。
そして、短冊状固定部材が導光板16の領域16eに接着すると、短冊状固定部材と導光板16の領域16eとの間の領域に空気層が実質的に存在しないような領域が発生し、光学特性に悪影響を及ぼす可能性がある。このことは、短冊状固定部材がエラストマーで形成される場合も同様である。一方、面状照明装置10では、複数の第1固定部材20が間隔を空けて配列され、第1固定部材20が領域16eに対向する位置にないことから、LED14の熱による課題を解決することができる。
図5は、実施形態に係る導光板16側のユニットを取り外す様子を示す図である。第2固定部材21は、溶着ではなく粘着によってフレーム11に接着されるため、フレーム11の床面11cと第2固定部材21との間の単位面積当たりの接着強度は、導光板16と第1固定部材20との間の単位面積当たりの接着強度に比べて低い。そのため、図5に示すように、第1固定部材20が溶着した状態の導光板16をフレーム11の床面11cから取り外すことができ、LED14を取り外すことなく、導光板16を含むユニットを取り換えることができる。
また、第2固定部材21は、第1固定部材20に比べ、単位面積当たりの接着強度が小さいため、第1固定部材20と同じ面積でフレーム11の床面11cに接着すると、導光板16のフレーム11の床面11cへの固定強度が低減する。そこで、第2固定部材21は、導光板16の入射面16aから入射面16aと対向する導光板16の終端面16f(図6参照)へ向かう方向(図2に示すX軸正方向)において、複数の第1固定部材20よりも長く形成され、第1固定部材20よりも遠い位置まで延伸している。これにより、フレーム11の床面11cに接着する第2固定部材21の面積を増加させることができ、第2固定部材21の単位面積当たりの接着強度が低い場合であっても、第2固定部材21とフレーム11の床面11cとの接着強度を確保することができる。
また、第2固定部材21は、上述したように、入射面16aから終端面16fへ向かう方向において、複数の第1固定部材20よりも遠い位置まで延伸している。そのため、終端面16fから入射面16aへ向かう方向(図2に示すX軸負方向)において第2固定部材21を第1固定部材20よりも遠い位置まで延伸させる場合に比べ、入射面16aと終端面16fとが対向する方向(X軸方向)において、第2固定部材21を長くすることができる。したがって、第2固定部材21とフレーム11の床面11cとの接着強度の確保を容易に行うことができる。なお、入射面16aから終端面16fへ向かう方向(図2に示すX軸正方向)に加え、終端面16fから入射面16aへ向かう方向(図2に示すX軸負方向)においても、第2固定部材21を第1固定部材20よりも遠い位置まで延伸させてもよい。
また、第1固定部材20が例えば熱活性両面接着テープである場合、第2固定部材21を用いずに、第1固定部材20で導光板16とフレーム11とを固定すると、導光板16とフレーム11との線膨張差によって導光板16に強い力が加わる場合がある。そのため、導光板16が割れる可能性がある。実施形態に係る面状照明装置10では、第1固定部材20とフレーム11との間に第2固定部材21が存在するため、導光板16に加わる力を低減することができ、導光板16の割れを抑制することができる。
また、第2固定部材21は、導光板16の主面16b,16cと直交する方向(図2に示すZ軸方向)において反射シート19の少なくとも一部と対向する位置まで、入射面16aから終端面16fへ向かう方向(図2に示すX軸正方向)に延伸している。そして、反射シート19は、第3固定部材22によって第2固定部材21に固定されている。そのため、第2固定部材21をフレーム11の床面11cから剥がすことで、導光板16および反射シート19を含む導光板16側のユニットを容易に取り外すことができる。
ここで、実施形態に係る面状照明装置10の製造方法として、導光板16に第1固定部材20を溶着する方法を説明する。図6〜図8は、実施形態に係る導光板16に第1固定部材20を溶着する方法の一例を示す図である。
図6に示すように、導光板16の主面16c上に複数の第1固定部材20、第2固定部材21、および剥離紙27を順に配置する。このとき、複数の第1固定部材20は導光板16の主面16cに対向する状態である。なお、剥離紙27は、第2固定部材21の他方の面21bに形成された粘着層に剥離可能に取り付けられている。
次に、図7に示すように、複数の第1固定部材20を主面16cに載置した状態の導光板16を超音波溶着装置50のアンビル51の平坦面51c上に配置する。その後、剥離紙27上に超音波溶着装置50のホーン52を押しつけ、ホーン52を超音波振動させる。
これにより、図8に示すように、各第1固定部材20は、複数の領域16dのうち対応する領域16d(図4参照)と対向する領域20cが超音波振動によって活性化して導光板16の主面16cのうち対応する領域16dに溶着される。また、各第1固定部材20の他方の面20bは、図8において、対応する領域20cの上方に位置する領域20dが活性化して第2固定部材21に溶着される。
このように、アンビル51およびホーン52を有する超音波溶着装置50によって、第1固定部材20を導光板16の複数の領域16dに超音波溶着する溶着工程を実行することができる。導光板16の主面16cに第1固定部材20が溶着されることから、導光板16の主面16cに粘着性の固定部材を接着する場合に比べ、接着強度を向上させることができる。そのため、第1固定部材20が接着される領域16dを幅狭にすることができ、導光板16の主面16cに粘着性の固定部材を接着する場合に比べ、更なる狭額縁化を図ることができる。
また、第1固定部材20の複数の領域21dは第2固定部材21に溶着されるため、第1固定部材20と第2固定部材21との接着強度を向上させることができる。また、第2固定部材21の他方の面21bは、複数の第1固定部材20の他方の面20bの合計面積よりも面積が大きく、かかる他方の面21b全体でフレーム11の床面11cに接着されるため、導光板16とフレーム11との接着強度を確保することができる。また、第2固定部材21は、粘着材により床面11cに接着されるため、比較的容易に剥がすこともできる。
なお、図7に示す例では、アンビル51上に導光板16、第1固定部材20、第2固定部材21、および剥離紙27の順に載置し、ホーン52を剥離紙27に押しつけたが、かかる例に限定されない。例えば、アンビル51上に剥離紙27、第2固定部材21、第1固定部材20、および導光板16の順に載置し、ホーン52を導光板16に押しつけて超音波溶着を行ってもよい。すなわち、アンビル51上に配置する導光板16、第1固定部材20、第2固定部材21、および剥離紙27の順番は、図7に示す順番と逆順であってもよい。
なお、上述した第1固定部材20は、低温(例えば、80度〜100度)で活性化する熱活性部材を含む構成としたが、80度未満または100度超で活性化する熱活性部材を含む構成であってもよい。
また、上述した実施形態では、第1固定部材20を、熱活性部材を含む構成とし、熱活性部材を超音波振動によって第1固定部材20を活性化させて導光板16への溶着を行ったが、かかる例に限定されない。すなわち、第1固定部材20は、導光板16への接着強度を高めることができればよく、熱活性部材を含まない構成であってもよい。また、第1固定部材20の導光板16への接着は、超音波溶着に限定されず、例えば、レーザ溶着であってもよく、また、超音波振動以外の振動によって行ってもよい。
また、第1固定部材20を導光板16の複数の領域16dと第2固定部材21とへ接着する接着工程は、超音波溶着やレーザ溶着などに代えて、第1固定部材20を導光板16の複数の領域16dと第2固定部材21とに熱圧着するものであってもよい。この場合、第1固定部材20の一方の面20aおよび他方の面20bに直交する方向を上下方向とすると、熱圧着装置(図示せず)は、各領域20c,20dに上下方向の圧力をかけながら各領域20c,20dを加熱することで、第1固定部材20を複数の領域16dと第2固定部材21とに接着する。
例えば、図6に示す状態の導光板16、第1固定部材20、第2固定部材21、および剥離紙27を導光板16が下になるように熱圧着装置のステージに載置する。そして、熱圧着装置において第1固定部材20に上下方向の圧力を加えながら加熱することで、第1固定部材20を導光板16の複数の領域16dと第2固定部材21とに接着することができる。これによっても、接着強度を向上させることができる。なお、第1固定部材20が粘着性を有するエラストマーである場合、熱圧着に代えて、第1固定部材20に熱を加えずに第1固定部材20を導光板16の複数の領域16dと第2固定部材21とに圧着してもよい。
なお、例えば、経年変化やLED14から伝わる熱の影響が限定的であるような場合や経年変化やLED14から伝わる熱の影響を抑制することができる場合などにおいて、上述した短冊状固定部材を第1固定部材20として用いることもできる。この場合、短冊状固定部材である第1固定部材20は、導光板16の各領域16eに対向する領域が溶着されないように、部分的な超音波振動によって導光板16の各領域16dに対向する領域が領域16dに溶着される。なお、第1固定部材20が短冊状固定部材である場合も、かかる第1固定部材20を導光板16の各領域16dに対向する領域に熱圧着や圧着によって接着することができる。
また、第1固定部材20は、低温で活性化する熱活性部材に代えて、紫外線で活性化する紫外線硬化型接着剤または紫外線硬化樹脂であってもよい。この場合、第1固定部材20を、紫外線で活性化することで、第1固定部材20を複数の領域16dと第2固定部材21とに接着することができる。
また、第1固定部材20として短冊状固定部材を用いる場合、かかる第1固定部材20は、導光板16の各領域16eに対向する領域に、導光板16に対して非接着性を有する非接着部材が配置された構成であってもよい。以下、導光板16の各領域16eに対向する領域に非接着部材が配置された第1固定部材20について具体的に説明する。
図9は、図1のA−A線に沿った断面の他の例を示す図であり、図10は、図9に示す面状照明装置10の第1固定部材20、第2固定部材21、および非接着部材24の構成の一例を示す図である。
図10に示すように、第1固定部材20は、短冊状固定部材である。かかる第1固定部材20は、例えば、短手方向(X軸方向)の長さが0.2mmであり、厚み(Z軸方向の長さ)が100μmである。なお、図9に示す反射シート19の厚み(Z軸方向の長さ)は、例えば、80μmである。
第1固定部材20の一方の面20aには、長手方向(Y軸方向)において複数の非接着部材24が間隔を空けて配置される。これら複数の非接着部材24は、図9に示すように、第1固定部材20の一方の面20aのうち各々複数のLED14のうちの対応するLED14の発光面14aの前方(X軸正方向)の領域(図4に示す領域16e)に対向する位置に配置される。
非接着部材24は、例えば、PET、アクリル、ポリエステル、ポリイミド、または塩化ビニルなどの樹脂で構成される。また、図9および図10に示す例では、第1固定部材20は、上述した熱活性両面接着テープであり、第2固定部材21は、上述したエラストマーである。
エラストマーである第2固定部材21は、熱活性両面接着テープである第1固定部材20に比べ、単位面積当たりの接着強度が小さい。そのため、図9に示す面状照明装置10では、図2に示す面状照明装置10と同様に、第2固定部材21は、X軸正方向において、第1固定部材20よりも長く形成され、第1固定部材20よりも遠い位置まで延伸している。これにより、フレーム11の床面11cに接着する第2固定部材21の面積を増加させることができ、第2固定部材21の単位面積当たりの接着強度が低い場合であっても、第2固定部材21とフレーム11の床面11cとの接着強度を確保することができる。
また、図9に示す面状照明装置10では、フレーム11の側壁部11bにFPC12を固定する固定部材13は、低温(例えば、80度〜100度)で活性化する熱活性部材を含む。例えば、固定部材13は、第1固定部材20と同様に、熱活性両面接着テープ、またはエラストマーである。かかる固定部材13の厚み(Z軸方向の長さ)は、例えば、30μmである。
図9に示す状態のFPC12、固定部材13、およびフレーム11を、FPC12の一方の主面12a側から圧力を加えつつ、フレーム11の側壁部11bにおける側面11dとは反対側の面から例えばパルスヒート方式のヒータなどによってフレーム11に熱を加えることで、固定部材13がFPC12とフレーム11とに圧着され、FPC12がフレーム11に固定部材13を介して固定される。これにより、FPC12をフレーム11に対して強固に固定することができ、信頼性を向上させることができる。
ここで、図9に示す面状照明装置10の製造方法として、導光板16に第1固定部材20を圧着する方法を説明する。図11は、実施形態に係る導光板16に第1固定部材20を圧着する方法の他の例を示す図である。
図10に示す状態の複数の非接着部材24、第1固定部材20、および第2固定部材21を、図11に示すように、第2固定部材21の他方の面21bがフレーム11の床面11cに対向するように配置する。また、図11に示すように、第2固定部材21の一方の面21a上に反射シート19を載置する。
そして、複数の非接着部材24を載置した第1固定部材20上に導光板16を配置し、圧着治具60で下方(Z軸負方向)に向けて導光板16に圧力をかける。これにより、第1固定部材20、第2固定部材21、および反射シート19に上下方向の圧力が加わる。この状態で、フレーム11の下方から例えばパルスヒート方式のヒータなどによってフレーム11に熱を加えることで、導光板16に第1固定部材20が圧着され、第1固定部材20とフレーム11とが第2固定部材21に圧着される。また、反射シート19に第2固定部材21が圧着される。
このように、同一の工程で、導光板16を第1固定部材20および第2固定部材21によってフレーム11に固定することができ、同時に、反射シート19を第2固定部材21に固定することができる。したがって、面状照明装置10を効率的に製造することが可能になる。なお、パルスヒート方式のヒータなどによって熱圧着する例を説明したが、その他の圧着法を用いて圧着したり超音波によって溶着したりすることで、導光板16を第1固定部材20および第2固定部材21によってフレーム11に固定してもよい。
図9に示す面状照明装置10も、図2に示す面状照明装置10と同様に、導光板16は、第1固定部材20および第2固定部材21によって、LED14とは独立してフレーム11に固定される。そのため、LED14を取り外すことなく、導光板16側のユニット(例えば、反射シート19、第1固定部材20、および第2固定部材21を含むユニット)を取り外すことが可能となる。これにより、導光板16を含むユニットを取り換えるリワークを容易に行うことができる。
さらに、図9に示す面状照明装置10は、反射シート19に第2固定部材21が接着されて、反射シート19がフレーム11に固定される。そのため、図2に示す面状照明装置10の第3固定部材22を設けなくてもよく、面状照明装置10の薄型化を図ることができる。
図12は、図1のA−A線に沿った断面の他の例を示す図である。図12に示す面状照明装置10では、図9に示す面状照明装置10と同様に、複数の非接着部材24を載置した短冊状の第1固定部材20(図10参照)を用いている。
図12に示す例では、第1固定部材20は、上述した熱活性両面接着テープである。また、第2固定部材21は、後述する熱圧着時に加えられる熱に対して耐熱性を有する片面粘着テープである。かかる第2固定部材21は、一方の面21aが基材であり、他方の面21bが粘着層である。かかる第2固定部材21は、例えば、ポリフェニレンサルファイドまたはポリイミドなどの樹脂で構成される基材の片面に、シリコンまたはアクリルで構成された粘着層を有する。
また、図12に示す面状照明装置10では、反射シート19に接着される第3固定部材22がフレーム11の床面11cに直接接着される。なお、反射シート19の厚み(Z軸方向の長さ)は、例えば、80μmである。
片面耐熱粘着テープである第2固定部材21は、熱活性両面接着テープである第1固定部材20に比べ、単位面積当たりの接着強度が小さい。そのため、図12に示す面状照明装置10では、図9に示す面状照明装置10と同様に、第2固定部材21は、X軸正方向において、第1固定部材20よりも長く形成され、第1固定部材20よりも遠い位置まで延伸している。
ここで、図12に示す面状照明装置10の製造方法として、導光板16に第1固定部材20を圧着する方法を説明する。図13は、実施形態に係る導光板16に第1固定部材20を圧着する方法の他の例を示す図であり、図14は、図12に示す面状照明装置10の第1固定部材20の一例を示す図である。
図13に示すように、導光板16の主面16cに第1固定部材20の一方の面20aを取り付ける。図12に示す面状照明装置10では、図14に示すように、第1固定部材20は、導光板16の複数の領域16d(図4参照)に接着される複数の領域20cのうちのいくつかに接着剤25が塗布されており、かかる接着剤25によって第1固定部材20の一方の面20aが導光板16の主面16cに仮接着される。
なお、接着剤25は、例えば、糊であるが、接着性を有する部材であればよく、糊に限定されない。また、図14に示す例では、複数の領域20cのうち1つおきの領域20cに接着剤25が塗布されているが、接着剤25を塗布する領域20cは図14に示す例に限定されない。
また、第2固定部材21の他方の面21bをフレーム11の床面11cに接着し、第3固定部材22の他方の面をフレーム11の床面11cに接着する。また、第2固定部材21の一方の面21aと第3固定部材22の一方の面とに跨って反射シート19を載置する。第3固定部材22は両面粘着テープであるため、反射シート19に第3固定部材22の一方の面が接着される。
そして、第1固定部材20を仮接着した状態の導光板16に圧着治具60で下方(Z軸負方向)に向けて圧力をかける。これにより、第1固定部材20、第2固定部材21、および反射シート19に上下方向の圧力が加わる。この状態で、フレーム11の下方からパルスヒート方式のヒータなどによってフレーム11に熱を加えることで、導光板16が第1固定部材20に圧着され、第2固定部材21が第1固定部材20とフレーム11とに圧着される。また、反射シート19は第2固定部材21に圧着される。
これにより、図12に示す面状照明装置10は、図9に示す面状照明装置10の場合と同様に同一の工程で、導光板16を第1固定部材20および第2固定部材21によってフレーム11に固定することができると共に、反射シート19を第2固定部材21に固定することができる。また、第2固定部材21の一方の面21aと第3固定部材22の一方の面とが、同一平面状に配置されており、これにより、面状照明装置10の薄型化を図ることができる。
図15は、図1のA−A線に沿った断面の他の例を示す図である。図15に示す面状照明装置10では、図14に示す短冊状の第1固定部材20を用いている。かかる第1固定部材20は、例えば、短手方向(X軸方向)の長さが0.2mmであり、厚み(Z軸方向の長さ)が30μmまたは50μmである。なお、反射シート19の厚み(Z軸方向の長さ)は、例えば、82μmである。
第1固定部材20は、上述した熱活性両面接着テープである。また、第2固定部材21は、両面粘着テープである。かかる第2固定部材21は、例えば、PET、アクリル、ポリエステル、ポリイミド、または塩化ビニルなどの樹脂で構成される基材の両面に、シリコンまたはアクリルで構成された粘着層を有する。
図15に示す面状照明装置10では、第1固定部材20の他方の面20bは、反射シート19の一方の面に接着される。また、第2固定部材21は、一方の面21aが反射シート19の他方の面に接着され、他方の面21bがフレーム11の床面11cに接着される。
両面粘着テープである第2固定部材21は、熱活性両面接着テープである第1固定部材20に比べ、単位面積当たりの接着強度が小さい。そのため、図15に示す面状照明装置10では、図2に示す面状照明装置10と同様に、第2固定部材21は、X軸正方向において、第1固定部材20よりも長く形成され、第1固定部材20よりも遠い位置まで延伸している。
ここで、図15に示す面状照明装置10の製造方法として、導光板16に第1固定部材20を圧着する方法を説明する。図16は、実施形態に係る導光板16に第1固定部材20を圧着する方法の他の例を示す図である。
図16に示すように、導光板16の主面16cに第1固定部材20の一方の面20aを接着剤25(図14参照)によって仮接着する。また、反射シート19に第1固定部材20の他方の面20bを仮接着する。図16に示す第1固定部材20は、一方の面20aと同様に、他方の面20bに接着剤25が塗布されており、かかる接着剤25によって反射シート19に第1固定部材20の他方の面20bが仮接着される。
そして、圧着治具60で下方(Z軸負方向)に向けて導光板16に圧力をかける。これにより、第1固定部材20および反射シート19に上下方向の圧力が加わる。この状態で、フレーム11の下方からパルスヒート方式のヒータなどによってフレーム11に熱を加えることで、導光板16の複数の領域16d(図4参照)に第1固定部材20の一方の面20aが圧着され、反射シート19に第1固定部材20の他方の面20bが圧着される。
図17は、実施形態に係る第1固定部材20によって反射シート19が固定された導光板16が第2固定部材21によって固定される例を示す図である。図17に示すように、第1固定部材20によって導光板16に固定された反射シート19の他方の面を第2固定部材21の一方の面21aに対向させて配置する。第2固定部材21は上述したように両面粘着テープであり、反射シート19の他方の面に第2固定部材21の一方の面21aが接着される。
このように、図17に示す面状照明装置10では、第1固定部材20と第2固定部材21の間に、剛性の大きい反射シート19が介在している。そのため、例えば、フレーム11内で温度変化が生じた場合であっても、LED14と導光板16間の距離を安定に保つことができる。
なお、図9に示す面状照明装置10、図12に示す面状照明装置10、および図15に示す面状照明装置10において、短冊上の第1固定部材20に代えて、図2に示す面状照明装置10と同様に、複数の第1固定部材20が配置される構成であってもよい。この場合、複数の第1固定部材20の各々は、導光板16のうち対応する領域16d(図4参照)に接着される。
また、図9に示す面状照明装置10、図12に示す面状照明装置10、および図15に示す面状照明装置10において、第1固定部材20は、低温で活性化する熱活性部材に代えて、紫外線で活性化する紫外線硬化型接着剤または紫外線硬化樹脂であってもよい。この場合、第1固定部材20を、紫外線で活性化することで、第1固定部材20を複数の領域16dと第2固定部材21とに接着することができる。
また、図12に示す面状照明装置10および図15に示す面状照明装置10における固定部材13は、図9に示す面状照明装置10における固定部材13と同様に、熱活性部材を含む。かかる固定部材13によってFPC12をフレーム11に対して強固に固定することができ、信頼性を向上させることができる。
以上のように、実施形態に係る面状照明装置10は、1以上の第1固定部材20と、第2固定部材21とを備える。1以上の第1固定部材20は、導光板16のうち互いに異なる組み合わせの隣接する2つのLED14間の前方に各々位置し且つ複数のLED14の配列方向に沿って間隔を空けて位置する複数の領域16dに一方の面20aが各々接着される。第2固定部材21は、一方の面21aに第1固定部材20の他方の面20bが直接または他の部材を介して接着より取り付けられ、他方の面21bがフレーム11に接着される。第1固定部材20は、第2固定部材21よりも単位面積当たりの接着強度が大きい。そして、第2固定部材21は、導光板16の入射面16aから終端面16fへ向かう方向(図2に示すX軸正方向)において、第1固定部材20よりも長い。したがって、接着強度を確保しつつ、導光板16を含むユニット(例えば、導光板16、反射シート19、第1固定部材20、および第2固定部材21を含むユニット)の取り換えを容易に行うことができる。また、第1固定部材20は、導光板16と第2固定部材21とに溶着されているため、導光板16と第2固定部材21とへの接着強度を高めることができ、更なる狭額縁化を実現することができる。
また、実施形態に係る面状照明装置10は、1以上の第1固定部材20と、反射シート19と、第2固定部材21とを備える。1以上の第1固定部材20は、導光板16のうち互いに異なる組み合わせの隣接する2つのLED14間の前方に各々位置し且つ複数のLED14の配列方向に沿って間隔を空けて位置する複数の領域16dに一方の面20aが各々接着される。反射シート19は、導光板16の他方の主面16cと対向する位置に配置され、一方の面が第1固定部材20の他方の面20bに接着される。第2固定部材21は、一方の面21aに反射シート19の他方の面が接着され、他方の面21bがフレーム11に接着される。第1固定部材20は、第2固定部材21よりも単位面積当たりの接着強度が大きい。そして、第2固定部材21は、導光板16の入射面16aから終端面16fへ向かう方向(図2に示すX軸正方向)において、第1固定部材20よりも長い。したがって、接着強度を確保しつつ、導光板16を含むユニット(例えば、導光板16、反射シート19、第1固定部材20、および第2固定部材21を含むユニット)の取り換えを容易に行うことができる。また、第1固定部材20と第2固定部材21の間に、剛性の大きい反射シート19が介在しているため、例えば、フレーム11内で温度変化が生じた場合であっても、LED14と導光板16間の距離を安定に保つことができる。
また、第1固定部材20は、短冊状に形成され、複数の領域16dのうち各々対向する領域に接着される複数の領域20c(第1領域の一例)を有する。これにより、領域16d毎に第1固定部材20を設ける場合に比べ、部材の数を低減することができ、面状照明装置10の製造を容易に行うことができる。
また、第1固定部材20は、複数の領域20cのうち互いに異なる組み合わせの隣接する2つの領域20c間に各々位置する複数の領域(第2領域の一例)に非接着部材24が配置される。これにより、第1固定部材20と導光板16の領域16eとの間の領域に空気層を存在させることができ、面状照明装置10の光学特性への影響を抑制することができる。
また、第1固定部材20は、複数設けられる。かかる複数の第1固定部材20は、複数の領域16dのうち対応する領域16dに各々接着される。これにより、第1固定部材20が導光板16の領域16eに対向する位置にないため、面状照明装置10の光学特性への影響を抑制することができる。
また、上述した例では、各LED14が個別にFPC12に配置されるが、複数のLED14を一体化したLEDユニットをFPC12に配置することができる。また、上述した実施形態では、LED14を光源の一例として説明したが、光源は、LED14に限定されず、他の点状光源であってもよい。
また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
10 面状照明装置、11 フレーム、12 FPC、14 LED(光源の一例)、14a 発光面、16 導光板、16a 入射面、16b,16c 主面、16d,16e 領域、16f 終端面、19 反射シート、20 第1固定部材、21 第2固定部材、22 第3固定部材、24 非接着部材、25 接着剤
Claims (11)
- 入射面から入射された光を2つの主面のうち一方の主面から出射する導光板と、
前記入射面に対向し且つ前記入射面の長手方向に沿って配列され、前記入射面に入射される光を発する発光面を有する複数の光源と、
2つの主面を有し、一方の主面に、前記光源の前記発光面とは反対側の面が実装される基板と、
前記導光板、前記光源、および前記基板を収納するフレームと、
前記導光板のうち互いに異なる組み合わせの隣接する2つの光源間の前方に各々位置し且つ前記複数の光源の配列方向に沿って間隔を空けて位置する複数の領域に一方の面が接着される1以上の第1固定部材と、
一方の面に前記第1固定部材の他方の面が直接または他の部材を介して接着により取り付けられ、他方の面が前記フレームに接着される第2固定部材と、を備え、
前記第1固定部材は、前記第2固定部材よりも単位面積当たりの接着強度が大きく、
前記第2固定部材は、前記入射面から前記入射面と対向する前記導光板の終端面へ向かう方向において前記第1固定部材よりも長い
面状照明装置。 - 前記第1固定部材は、
熱活性部材によって形成され、
前記第2固定部材は、
前記他方の面に粘着層を有する片面テープである
請求項1に記載の面状照明装置。 - 前記第1固定部材は、
熱活性部材によって形成され、
前記第2固定部材は、
エラストマーである
請求項1に記載の面状照明装置。 - 前記第1固定部材は、
熱活性部材によって形成され、
前記第2固定部材は、
両面粘着テープである
請求項1に記載の面状照明装置。 - 前記第1固定部材は、
短冊状に形成され、前記複数の領域のうち対応する領域に各々接着される複数の第1領域を有する
請求項1〜4のいずれか一つに記載の面状照明装置。 - 前記第1固定部材は、
前記複数の第1領域のうち互いに異なる組み合わせの隣接する2つの第1領域間に各々位置する複数の第2領域に非接着部材が配置される
請求項5に記載の面状照明装置。 - 前記1以上の第1固定部材は、複数の第1固定部材を含み、
複数の前記第1固定部材は、前記複数の領域のうち対応する領域に各々接着される
請求項1〜4のいずれか一つに記載の面状照明装置。 - 前記導光板の他方の主面と対向する位置に配置され、前記他方の主面から漏れた光を前記他方の主面へ向けて反射する反射シートと、
前記反射シートに一方の面が接着され、他方の面が前記第2固定部材に接着される第3固定部材と、を備える
請求項1〜7のいずれか一つに記載の面状照明装置。 - 前記導光板の他方の主面と対向する位置に配置され、前記他方の主面から漏れた光を前記他方の主面へ向けて反射する反射シートを備え、
前記第2固定部材の前記一方の面は前記第1固定部材の他方の面と前記反射シートとに接着される
請求項1または3または4に記載の面状照明装置。 - 前記導光板の他方の主面と対向する位置に配置され、前記他方の主面から漏れた光を前記他方の主面へ向けて反射する反射シートと、
前記反射シートに一方の面が接着され、他方の面が前記フレームに接着される第3固定部材と、を備える
請求項1〜7のいずれか一つに記載の面状照明装置。 - 前記導光板の他方の主面と対向する位置に配置され、前記他方の主面から漏れた光を前記他方の主面へ向けて反射する反射シートを備え、
前記反射シートを前記他の部材とし、前記反射シートの一方の面に前記第1固定部材の他方の面が接着され、
前記第2固定部材の前記一方の面は、前記反射シートの他方の面に接着される
請求項1または3または4に記載の面状照明装置。
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