JP4449039B2 - 面状照明装置およびその組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、サイドライト方式の面状照明装置およびその組立方法に関し、特に、液晶表示装置の照明手段として用いられる面状照明装置およびその組立方法に関するものである。

携帯電話等に用いられる液晶表示装置用の補助光源には、導光板の側端面に白色ＬＥＤ等の点状光源を一次光源として配置したサイドライト方式の面状照明装置が主として使用されている。このようなサイドライト方式の面状照明装置では、導光板の出射面側に拡散板とプリズムシートを積層配置すると共に、導光板の反射面側に反射板を配置することにより、照明装置としての性能の向上を図っている。

一般に、これらの拡散板、プリズムシート、および反射板等の光学フィルムは、枠状に構成されたハウジングフレームに導光板に積層されて収容されており、従来、次のような構成によってこれらの各部材を一体化する面状照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
すなわち、特許文献１に記載された面状照明装置では、各光学フィルムの周縁部に外側に突出する凸部を設け、ハウジングフレームの内周縁側に光学フィルムの凸部の支持面となる座部を有する凹部を設け、光学フィルムの凸部をハウジングフレームの凹部に係止させることにより各部材間の位置決めが実施され、さらに、ハウジングフレームの出射面側の枠平面に貼着された遮光フィルムにより光学フィルムの周縁部を被覆し、各光学フィルムの凸部をハウジングフレームの凹部の座部と遮光フィルムとで挟持することによって、各部材が一体化されている。

このような面状照明装置は、反射面に反射フィルムが貼着された導光板を、その出射面を表側に向けてハウジングフレームの枠内に載置し、続いて、導光板の出射面上に拡散板および２枚のプリズムシートを順次積層し、最後に遮光フィルムをハウジングフレームの出射面側の枠平面に貼着する手順により組み立てられるものである。
特開２００３−３１５７９３号公報（図１）

上述した従来の組立手順において、ハウジングフレームの凹部と最後に積層されるプリズムシートの凸部が一致しない状態でハウジングフレームに遮光フィルムを貼着すると、ハウジングフレームの枠平面上にプリズムシートの一部が載置された状態で遮光フィルムを貼着することになり、面状照明装置としての厚みがプリズムシートの厚み分だけ規格外に厚くなる（図５参照）。また、遮光フィルムとハウジングフレームとの間にプリズムシートが介在することにより、接着面積が減少して接着強度が低下する。このような不完全な面状照明装置を液晶表示装置と組み合わせて携帯電話等の実機に搭載した場合、不慮の事故により落下衝撃が加わると、液晶表示装置を構成するガラス基板が破損するおそれがある。

しかしながら、プリズムシートは、その厚みが０．０６ｍｍから０．１ｍｍと薄く、反り量が大きいことから、従来の積層手順において、ハウジングフレームの凹部にプリズムシートの凸部を位置合わせして搭載しても、ハウジングフレームの枠平面からプリズムシートの凸部が浮き出てしまい、面内方向の位置決めが困難であるという問題があった。したがって、従来の面状照明装置を、プリズムシートの凸部がハウジングフレームの凹部に収まるように組立てるには格別の注意を払う必要があり、作業性が悪化して組立コストが増大するという問題が生じていた。

本発明は、上記課題に鑑み、導光板はその機能を発揮するためにプリズムシートや拡散板よりも厚く（通常、０．６ｍｍから０．８ｍｍ）、反り量が小さい点、および導光板と各光学フィルムとの積層の位置関係に着目してなされたものであり、光学部材の位置決めを容易に行うことが可能な面状照明装置およびその組立方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る面状照明装置は、周縁部に外側に突出する凸部(15a,15b)を有する導光板(3)と、周縁部に外側に突出する凸部(14)を有する光学フィルム(5)と、前記導光板(3)および前記光学フィルム(5)を収容する枠状のハウジングフレーム(2)と、を備えた面状照明装置(1)において、前記ハウジングフレーム(2)には、前記光学フィルム(5)の凸部(14)に対応する凹部(12)と、前記導光板(3)の凸部(15a,15b)に対応する凹部(13a,13b)が、互いに異なる位置に設けられており、前記ハウジングフレーム(2)の前記光学フィルム(5)の凸部(14)に対応する凹部(12)は、前記ハウジングフレーム(2)の厚み方向に貫通して形成され、前記ハウジングフレーム(2)の出射面側の枠平面(2f)に、前記光学フィルム(5)の凸部(14)に対応する凹部(12)を覆うように遮光フィルム(6)が貼着されていることを特徴とする。

また、前記ハウジングフレームの反射面側の枠平面に、前記導光板の反射面を覆うように反射フィルムが貼着されていることを特徴とする。

本発明の別の態様では、導光板と、周縁部に外側に突出する凸部を有する光学フィルムと、前記凸部に対応する位置に厚み方向に貫通して形成された凹部を有する枠状のハウジングフレームと、を備えた面状照明装置の組立方法において、前記ハウジングフレームの出射面側の枠平面に、前記凹部を覆うように遮光フィルムを貼着する第１の工程と、前記ハウジングフレームの反射面側から、前記光学フィルムの凸部を前記ハウジングフレームの凹部に一致させて、前記光学フィルムを前記ハウジングフレームの枠内に挿入する第２の工程と、前記ハウジングフレームの反射面側から、前記光学フィルムに重ねて、前記導光板を前記ハウジングフレームの枠内に配置する第３の工程と、を含むことを特徴とする

また、前記ハウジングフレームの反射面側の枠平面に、前記導光板の反射面を覆うように反射フィルムを貼着する第４の工程をさらに含むことを特徴とする。

本発明に係る面状照明装置によれば、ハウジングフレームに、光学フィルムの位置決め用の凹部が厚み方向に貫通して設けられていると共に、ハウジングフレームの出射面側の枠平面に、凹部を覆うようにして遮光フィルムが貼着されていることから、ハウジングフレームの遮光フィルムが貼着されている側とは反対側（反射面側）から光学フィルムを挿入することが可能になるため、光学フィルムを所定の位置に容易かつ確実に配置することができ、信頼性の高い面状照明装置を得ることができる。

さらに、ハウジングフレームの反射面側の枠平面に、導光板の反射面を覆うように反射フィルムを貼着することによって、反射フィルムと遮光フィルムとで導光板および光学フィルムを挟持することができ、導光板および光学フィルムをハウジングフレームの枠内に確実に固定することができる。

また、本発明に係る面状照明装置の組立方法によれば、ハウジングフレームの出射面側の枠平面に遮光フィルムを貼着する第１の工程の後に、第２の工程として、ハウジングフレームの反射面側から光学フィルムを挿入するため、ハウジングフレームの枠平面と遮光フィルムとの間に光学フィルムの一部が介在する不具合を発生させることなく、光学フィルムを配置することができる。また、第３の工程として、ハウジングフレームの反射面側から光学フィルムに重ねて導光板を配置するため、第２の工程において光学フィルムを配置する際に、光学フィルムの凸部に対応するハウジングフレームの凹部には、少なくとも導光板の厚みに相当する深さがあるため、光学フィルムを容易かつ確実に所定の位置に配置することができると共に、導光板は、光学フィルムよりも厚く、反り量も小さいため、ハウジングフレームの枠平面からの浮き上がりや位置ずれをおこすことなく、ハウジングフレームに容易かつ確実に係合固定することができる。したがって、信頼性の高い面状照明装置を容易に作製することができる。

さらに、本発明の組立方法において、第４の工程として、ハウジングフレームの反射面側の枠平面に、導光板の反射面を覆うように反射フィルムを貼着することによって、反射フィルムと遮光フィルムとで導光板および光学フィルムを挟持してハウジングフレームの枠内に確実に固定する反射フィルムを、容易に取付けることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態における面状照明装置１の要部を示す分解斜視図である。面状照明装置１は、一方の主面３ａを反射面とし、他方の主面３ｂを出射面とする導光板３と、導光板３の出射面３ｂ側に積層される拡散板５ａおよびプリズムシート５ｂ、５ｃ（以下、総称して光学フィルム５ともいう）と、導光板３および光学フィルム５を収容する枠状のハウジングフレーム２とを備えている。以下、導光板３がハウジングフレーム２に配置されるときの出射面３ｂおよび反射面３ａの向きに準じて、ハウジングフレーム２についても、枠平面２ｆ側を出射面側、枠平面２ｇ側を反射面側という。面状照明装置１では、ハウジングフレーム２の出射面側の枠平面２ｆに、遮光フィルム６が貼着されている。

次に、図２（ａ）〜（ｄ）を参照して、面状照明装置１の構成について詳述する。ここで、図２（ａ）〜（ｄ）は、導光板３の反射面３ａ側から見た各構成要素をそれぞれ個別に示した上面図であり、（ａ）はハウジングフレーム２、（ｂ）は遮光フィルム６、（ｃ）は光学フィルム５、（ｄ）は導光板３を示している。また、図２（ａ）および図２（ｄ）には、上面図に加えてそれぞれＢ−Ｂ断面図およびＣ−Ｃ断面図も示されている。

図２（ａ）に示すハウジングフレーム２は、照明領域に対応した大きさの枠状に構成されており、その枠の断面形状は概ね矩形である。ハウジングフレーム２の１つの側辺２ａ（入光辺）には、図示していない点状光源が配置される区画１１が２つ形成されている。また、入光辺２ａと直交する２つの側辺２ｂ、２ｃの内周縁２ｉ側には、各々２個の凹部１２と３個の支持部１３ａ、１３ｂが、それぞれ対向する位置に形成されている。
本実施形態において、支持部１３ａ、１３ｂは、導光板３の位置決めを目的とするものであり、Ｂ−Ｂ断面図に示すように、後述する導光板３の係合部１５の支持面となる座部１８を有する凹部として形成されている。ここで、支持部１３ａは、その座部１８の向く方向が枠平面２ｇ側であり、支持部１３ｂは枠平面２ｆ側である。各支持部１３ａ、１３ｂは、隣接する支持部同士および側辺２ｂ、２ｃの対向する位置に設けられた支持部同士の座部１８が互いに異なる方向を向くように配置されている。また、支持部１３ａと支持部１３ｂについて、それぞれの座部１８のハウジングフレーム２の厚み方向の位置は同一である。
一方、凹部１２は、光学フィルム５の位置決めを目的とするものであり、後述する光学フィルム５の凸部１４に対応する位置に形成されている。本実施形態において、凹部１２は、ハウジングフレーム２の厚み方向（すなわち、導光板３と光学フィルム５の積層方向）に貫通して形成されており、支持部１３ａ、１３ｂのような座部は有していない。

図２（ｂ）に示す遮光フィルム６は、ハウジングフレーム２の内周縁２ｉよりも一回り小さい内周縁６ｉを有する枠状に形成されて、ハウジングフレーム２の凹部１２を覆うように、ハウジングフレーム２の出射面側の枠平面２ｆに貼着されている。図３は、遮光フィルム６が貼着された状態のハウジングフレーム２を反射面側から見た上面図である。図３に示すように、ハウジングフレーム２に貼着された遮光フィルム６によって、ハウジングフレーム２の凹部１２には、後述する光学フィルム５の凸部１４に対して座部と同等の機能を果す支持面１２ａが形成される。

図２（ｃ）に示す光学フィルム５の外縁部には、ハウジングフレーム２の凹部１２と対応する位置に、外側に突出する凸部１４が形成されており、光学フィルム５は、その凸部１４と、凸部１４に対応するハウジングフレーム２の凹部１２とを一致させることにより位置決めされて、ハウジングフレーム２の枠内に挿入されている。本実施形態における面状照明装置１は、ハウジングフレーム２の凹部１２が厚み方向に貫通して形成されているため、後述する組立手順において、光学フィルム５をハウジングフレーム２の反射面側から挿入することが可能となり、この際、光学フィルム５の凸部１４は、図３に示す支持面１２ａ上に載置されて、ハウジングフレーム２の凹部１２によって係止される。

図２（ｄ）に示す導光板３の外縁部には、ハウジングフレーム２の支持部１３ａ、１３ｂに対応する位置に、外側に突出する係合部１５ａ、１５ｂが形成されている。係合部１５ａ、１５ｂは、導光板３の厚みの半分の厚みを有し、Ｃ−Ｃ断面図に示すように、隣接する係合部同士および対向する係合部同士が互い違いの位置となるように、それぞれ導光板３の反射面３ａ側および出射面３ｂ側に形成されている。本実施形態において、導光板３は、ハウジングフレーム２に形成された支持部１３ａ、１３ｂと、それぞれ対応する導光板の係合部１５ａ、１５ｂとを、構造的に補完する関係となるように組み付けることにより、ハウジングフレーム２に固定されている。

さらに、図示は省略するが、本実施形態における面状照明装置１において、導光板３の反射面３ａ側に反射フィルムが配置されていてもよい。この際、反射面３ａに予め反射フィルムが貼着された導光板を、本実施形態における導光板３として使用することもできるが、好ましくは、反射フィルムを、導光板３の反射面３ａを覆うようにハウジングフレーム２の反射面側の枠平面２ｇに貼着するものである。これによって、導光板３および光学フィルム５を、反射フィルムと遮光フィルム６とで挟持することになり、これらの各部材をより一層確実に固定することができる。

次に、図１に示す面状照明装置１の場合を例として、本発明に係る面状照明装置の組立方法の一実施形態を説明する。
始めに、ハウジングフレーム２の出射面側の枠平面２ｆに、凹部１２を覆うように遮光フィルム６を貼着する（第１の工程）。本実施形態において、遮光フィルム６は、ハウジングフレーム２の内周縁２ｉよりも一回り小さい内周縁６ｉを有し、かつ、好ましくは内周縁６ｉ側に切り欠き等を有さない枠状に形成されており、図３に示すように、ハウジングフレーム２に形成された凹部１２には、遮光テープ６の凹部１２を覆う部分により、支持面１２ａが形成されることになる。

次に、ハウジングフレーム２に遮光テープ６が貼着された状態で、ハウジングフレーム２の反射面側から、光学フィルム５を、その凸部１４をハウジングフレーム２の凹部１２に一致させてハウジングフレーム２の枠内に挿入する（第２の工程）。本工程には、例えば、プリズムシート５ｃ、プリズムシート５ｂ、および拡散板５ａをこの順序で積層配置することが含まれる。このとき、ハウジングフレーム２の凹部１２には、上記第１の工程によって、図３に示す支持面１２ａが遮光テープ６により予め形成されているため、光学フィルム５の凸部１４は支持面１２ａ上に載置され、光学フィルム５は、ハウジングフレーム２をすり抜けることなく、凹部１２によって係止される。

光学フィルム５をハウジングフレーム２に積層配置した後、導光板３を、ハウジングフレーム２の反射面側から光学フィルム５に重ねてハウジングフレーム２の枠内に配置する（第３の工程）。図４に、本工程終了後の面状照明装置１の態様を、図１のＡ−Ａ断面図として示す。本発明に係る面状照明装置の組立方法は、導光板３の位置決め手段および固定手段に限定されるものではないが、好ましくは、次の通りである。
すなわち、本実施形態におけるハウジングフレーム２は、上述したように、座部１８を有する凹部として形成された支持部１３ａ、１３ｂを有しており（図２（ａ）参照）、導光板３は、ハウジングフレーム２の支持部１３ａ、１３ｂに対応する位置に、外側に突出する係合部１５ａ、１５ｂが形成されている（図２（ｄ）参照）。導光板３は、図４に示すように、ハウジングフレーム２に形成された支持部１３ａ、１３ｂと、それぞれ対応する導光板の係合部１５ａ、１５ｂとを、構造的に補完する関係となるように組み付けることにより、ハウジングフレーム２に固定されるものである。

本発明に係る面状照明装置の組立方法では、第２の工程において光学フィルム５をハウジングフレーム２に挿入する以前に、第１の工程において予め遮光フィルム６をハウジングフレーム２に貼着しているため、光学フィルム５をハウジングフレーム２に挿入する時点において遮光フィルム６と枠平面２ｆとの間に隙間は存在せず、従来の面状照明装置のように、光学フィルム５の位置ずれによって枠平面２ｆと遮光フィルム６との間に光学フィルム５が介在する問題は生じ得ない。

また、第２の工程において光学フィルム５をハウジングフレーム２に挿入して配置した状態では、図４に示すように、凹部の深さｄ、（すなわち、本実施形態において拡散板５ａである光学フィルム５の最上面とハウジングフレーム２の反射面側の枠平面２ｇとの間の距離）は、少なくとも導光板３の厚みに相当するものであり、光学フィルム５の厚みに比較して十分な深さであるため、光学フィルム５が凹部１２から浮き出ることによる作業性の悪化の問題は発生しない。さらに、導光板３は、光学フィルム５と比べて厚く、反り量も小さいため、ハウジングフレーム２の枠平面２ｇからの浮き上がりや位置ずれの問題は発生しないため、光学フィルム５および導光板３をハウジングフレーム２に配置固定する作業を、格別な注意や熟練を要することなく容易かつ確実に行うことができる。

本発明に係る面状照明装置の組立方法は、さらに、第４の工程として、反射フィルムを、導光板３の反射面３ａを覆うように、ハウジングフレーム２の枠平面２ｇに貼着する工程を含んでいてもよい。これによって、導光板３および光学フィルム５を遮光テープ６と反射フィルムとで挟持することになり、各部材の固定をより一層確実に行うことができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、光学フィルムや光源の種類、光学フィルムの外縁部に形成される凸部および対応するハウジングフレームの凹部の形状やその個数、あるいは、導光板の固定方法等は任意である。

本発明の第１の実施形態における面状照明装置の要部を示す分解斜視図である。 図１に示す面状照明装置の各部材を反射面側から見た上面図および断面図であり、（ａ）はハウジングフレームの上面図およびそのＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は遮光フィルムの上面図、（ｃ）は光学フィルムの上面図、（ｄ）は導光板の上面図およびそのＣ−Ｃ断面図である。 遮光フィルムが貼着された状態のハウジングフレームを反射面側から示す上面図である。 図１に示す面状照明装置のＡ−Ａ断面図である。 従来の面状照明装置の構成を示す図であり、（ａ）は正常な状態、（ｂ）は不良の状態を示す断面図である。

符号の説明

１：面状照明装置、２：ハウジングフレーム、３：導光板、５：光学フィルム、６：遮光フィルム、１２：凹部、１４：凸部

Claims (4)

1. 周縁部に外側に突出する凸部(15a,15b)を有する導光板(3)と、周縁部に外側に突出する凸部(14)を有する光学フィルム(5)と、前記導光板(3)および前記光学フィルム(5)を収容する枠状のハウジングフレーム(2)と、を備えた面状照明装置(1)において、
   前記ハウジングフレーム(2)には、前記光学フィルム(5)の凸部(14)に対応する凹部(12)と、前記導光板(3)の凸部(15a,15b)に対応する凹部(13a,13b)が、互いに異なる位置に設けられており、
   前記ハウジングフレーム(2)の前記光学フィルム(5)の凸部(14)に対応する凹部(12)は、前記ハウジングフレーム(2)の厚み方向に貫通して形成され、
   前記ハウジングフレーム(2)の出射面側の枠平面(2f)に、前記光学フィルム(5)の凸部(14)に対応する凹部(12)を覆うように遮光フィルム(6)が貼着されていることを特徴とする面状照明装置。
2. 前記ハウジングフレームの反射面側の枠平面に、前記導光板の反射面を覆うように反射フィルムが貼着されていることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
3. 導光板と、周縁部に外側に突出する凸部を有する光学フィルムと、前記凸部に対応する位置に厚み方向に貫通して形成された凹部を有する枠状のハウジングフレームと、を備えた面状照明装置の組立方法において、
   前記ハウジングフレームの出射面側の枠平面に、前記凹部を覆うように遮光フィルムを貼着する第１の工程と、
   前記ハウジングフレームの反射面側から、前記光学フィルムの凸部を前記ハウジングフレームの凹部に一致させて、前記光学フィルムを前記ハウジングフレームの枠内に挿入する第２の工程と、
   前記ハウジングフレームの反射面側から、前記光学フィルムに重ねて、前記導光板を前記ハウジングフレームの枠内に配置する第３の工程と、
   を含むことを特徴とする面状照明装置の組立方法。
4. 前記ハウジングフレームの反射面側の枠平面に、前記導光板の反射面を覆うように反射フィルムを貼着する第４の工程をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の面状照明装置の組立方法。
   

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