JP7116674B2 - 面状照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、面状照明装置に関する。

液晶表示装置のバックライト等として用いられる面状照明装置として、第１のフレームと第２のフレームとにより筐体が構成されるものがある。すなわち、第１のフレームは、第１の底部とこの第１の底部の周囲に設けられた第１の側壁部とを有する。第２のフレームは、第２の底部とこの第２の底部の周囲に設けられた第２の側壁部とを有する。そして、第１のフレームの第１の側壁部の開口側と第２のフレームの第２の側壁部の開口側とが向かい合った状態で、第１のフレームの第１の側壁部の外側に第２のフレームの第２の側壁部が重なって筐体が構成される。

このような面状照明装置の筐体において、フレームの寸法には製造上の公差があるため、２つのフレームを組み合わせた状態で両者の間には隙間が設けられる。

このような隙間により、組み立てられた筐体においては、２つのフレームが動きやすい状態にあり、面状照明装置が自動車等に搭載された場合に、カタカタいうラトルノイズが発生して耳触りとなる不都合がある。また、隙間分の位置変動を考慮してフレームを設計する必要があることから、発光面の縁を構成する額縁の設計に不利となり、昨今において重要視されている狭額縁化の実現が困難となる。

一方、外側に配置される上フレームの側壁の内面に突起を設け、内側に配置される下フレームの側壁の外面に上記の突起が接するようにしたものがある（例えば、特許文献１の図１６等を参照。）。しかし、突起の大きさによっては、上フレームに内側に傾くような回転が生じ、上フレームに設けられた開口の端部が内部の光学シート等に押し付けられ、その後の環境の変化によって光学シートに皺が発生するおそれがある。

また、表示パネル支持枠に表示パネル押え板が被せられる場合において、表示パネル支持枠に設けられた係合爪と、表示パネル押え板に設けられた、内方に弾発力が付与された押圧片とが係合する構造がある（例えば、特許文献２等を参照。）。しかし、押圧片は係合爪と係合するのみであって、表示パネル支持枠と表示パネル押え板との間の隙間を埋めるものではなく、隙間に起因する問題を解決できるものではない。

特開２０１２－１４８９３号公報 実開平５－２７７２２号公報

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、２つのフレームによって構成される筐体におけるフレーム間の隙間によるフレームの位置変動を低減させ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、第１のフレームと、第２のフレームと、バネ部とを備える。前記第１のフレームは、第１の底部と該第１の底部の周囲に設けられた第１の側壁部とを有する。前記第２のフレームは、第２の底部と該第２の底部の周囲に設けられた第２の側壁部とを有し、前記第１の側壁部の開口部と前記第２の側壁部の開口部とが向かい合った状態で、前記第１の側壁部の外側に前記第２の側壁部が所定の隙間を介して重なって筐体を構成する。前記バネ部は、前記第２の側壁部または前記第１の側壁部に設けられ、前記隙間を弾性変形により埋める。前記バネ部は、前記第２の側壁部の開口側の端部に沿って形成される両持ち片を備える。

本発明の一態様に係る面状照明装置は、２つのフレームによって構成される筐体におけるフレーム間の隙間によるフレームの位置変動を低減させることができる。

図１は、第１の実施形態に係るバックライトの外観斜視図である。 図２は、バックライトの分解斜視図である。 図３は、バックライトの他の例を示す分解斜視図である。 図４は、バックライトの断面図である。 図５は、バネ部の部分的な拡大図である。 図６は、バネ部の他の例を示す部分的な拡大図（１）である。 図７は、バネ部の他の例を示す部分的な拡大図（２）である。 図８は、バネ部の他の例を示す部分的な拡大図（３）である。 図９は、面取部の例を示すバックライトの断面図である。 図１０Ａは、片持ち片の内側の面に設けられた突起の例を示す斜視図である。 図１０Ｂは、片持ち片の長さ方向に沿った部分的な断面図である。

以下、実施形態に係る面状照明装置について図面を参照して説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面における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。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、１つの実施形態や変形例に記載された内容は、原則として他の実施形態や変形例にも同様に適用される。

図１は、第１の実施形態に係るバックライト１の外観斜視図である。なお、バックライト１は、面状照明装置の一例であり、ナビゲーション装置やインジケータ等における液晶表示装置の背面に設けられる。

図１において、バックライト１は略長方形で板状の外形をしており、一方の面（図における上面）は第２フレーム１２で形成されている。第２フレーム１２は、開口１２ｂが設けられた底部１２ａと、この底部１２ａの周囲に設けられた側壁部１２ｃとを有している。開口１２ｂからは、内部から外部に向かって光が照射される。バックライト１がナビゲーション装置やインジケータ等に用いられる場合、ナビゲーション装置やインジケータ等の液晶表示装置は開口１２ｂが設けられた面に装着される。

第２フレーム１２の側壁部１２ｃの適所（図示の例では、短辺の略中央に１箇所、長辺にほぼ均等に２箇所）には、バネ部１２ｄが設けられている。バネ部１２ｄの構造の詳細については後述する。なお、バネ部１２ｄが設けられる位置や数は、図示の例に限られず、第２フレーム１２と後述する第１フレーム１１とが組み合わせられた際に両者の隙間を適切に埋めるものであればよい。なお、第２フレーム１２側にバネ部１２ｄが設けられる場合について説明するが、第１フレーム１１側にバネ部が設けられるようにしてもよい。

図２は、図１に示されたバックライト１の分解斜視図であり、導光板の側面から光が入射されるタイプのバックライト１の例である。図２において、バックライト１は、第１フレーム１１と、第２フレーム１２と、反射シート１３と、光源基板１４と、導光板１５と、光学シート１６とを備えている。

第１フレーム１１は、底があり蓋がない箱型の形状をしており、板金やダイカスト等により形成される。第１フレーム１１は、底部１１ａと、この底部１１ａの周囲に設けられた側壁部１１ｂとを備えている。第１フレーム１１は、第１のフレームの一例である。底部１１ａは、第１の底部の一例である。側壁部１１ｂは、第１の側壁部の一例である。

第２フレーム１２は、底があり蓋がない箱型の形状をしており、板金やダイカスト等により形成される。第２フレーム１２は、図１で示されたように、底部１２ａと、この底部１２ａの周囲に設けられ、開口１２ｂを有する開口１２ｂとを備えている。第２フレーム１２の底部１２ａにおける開口１２ｂの外周は、いわゆる額縁を形成する。第２フレーム１２は、第２のフレームの一例である。底部１２ａは、第２の底部の一例である。側壁部１２ｃは、第２の側壁部の一例である。

第１フレーム１１の内部には、反射シート１３、光源基板１４、導光板１５および光学シート１６が収納され、第１フレーム１１を第２フレーム１２が覆うように第２フレーム１２により蓋がされてバックライト１が構成される。すなわち、第１フレーム１１の側壁部１１ｂの開口側と第２フレーム１２の側壁部１２ｃの開口側とが向かい合った状態で、第１フレーム１１の側壁部１１ｂの外側に第２フレーム１２の側壁部１２ｃが製造上の公差に対応する所定の隙間を介して重なってバックライト１の筐体を構成する。

反射シート１３は、光源基板１４におけるＬＥＤ等の光源から導光板１５に入射された光のうち、導光する過程で出射面（図における上側の面）とは反対側の面に漏れた光を反射して導光板１５に戻す部材である。なお、反射シート１３は省略される場合もある。

光源基板１４は、細長い薄板状の基板の上に一方向に複数のＬＥＤ等の光源が配列されており、第１フレーム１１の一の側壁（図における手前側の側壁）の内面に固定され、導光板１５の入光面１５ａに光を照射する。

導光板１５は、光源基板１４の光源から入光面１５ａに入射された光を導光し、出射面（図における上側の面）から光を出射する。

光学シート１６は、導光板１５から出射される光の光学特性を調整するための部材であり、１枚の場合や複数枚の場合がある。光学シート１６としては、拡散シート、プリズムシート、ＤＢＥＦ（Dual Brightness Enhancement Film）等がある。

図３は、バックライト１の他の例を示す分解斜視図であり、出射面の下方から光が入射されるタイプのバックライト１の例である。図３において、バックライト１は、第１フレーム１１と、第２フレーム１２と、光源基板１７と、レンズ１８と、光学シート１９とを備えている。

第１フレーム１１は、底があり蓋がない箱型の形状をしており、板金やダイカスト等により形成される。第１フレーム１１は、底部１１ａと、この底部１１ａの周囲に設けられた側壁部１１ｂとを備えている。

第２フレーム１２は、底があり蓋がない箱型の形状をしており、板金やダイカスト等により形成される。第２フレーム１２は、図１で示されたように、底部１２ａと、この底部１２ａの周囲に設けられ、開口１２ｂを有する開口１２ｂとを備えている。第２フレーム１２の底部１２ａにおける開口１２ｂの外周は、いわゆる額縁を形成する。

第１フレーム１１の内部には、光源基板１７、レンズ１８および光学シート１９が収納され、第１フレーム１１を第２フレーム１２が覆うように第２フレーム１２により蓋がされてバックライト１が構成される。すなわち、第１フレーム１１の側壁部１１ｂの開口側と第２フレーム１２の側壁部１２ｃの開口側とが向かい合った状態で、第１フレーム１１の側壁部１１ｂの外側に第２フレーム１２の側壁部１２ｃが製造上の公差に対応する所定の隙間を介して重なってバックライト１の筐体を構成する。

光源基板１７は、長方形で薄板状の基板の上に２次元にＬＥＤ等の光源が複数配列されている。

レンズ１８は、シート上に微小なプリズムが配列されており、光源基板１７側から入射した光の配光を制御して反対側に出射する。レンズ１８は、たとえば、透明な樹脂等により形成される。

光学シート１９は、レンズ１８側から出射される光の光学特性を調整するための部材であり、１枚の場合や複数枚の場合もある。光学シート１９としては、拡散シート、プリズムシート、ＤＢＥＦ（Dual Brightness Enhancement Film）等がある。

なお、光源基板１７とレンズ１８との間には、格子リフレクタが設けられる場合がある。格子リフレクタは、光源基板１７上の光源の側方に向かう光を反射して照明対象の方向（開口１２ｂの開口面に垂直な方向）に光を揃え、照明装置としての光学特性を向上させるものである。格子リフレクタは、例えば、複数の長方形または正方形のセルに分れ、各セルには、ＬＥＤ等の光源が収まる開口を囲む４個の反射面が設けられている。反射面は、光源の側方に照射された光をレンズ１８側に反射するように、開口のエッジからセルのエッジに向かって傾斜する面となっている。格子リフレクタは、反射の効果を高めるため、たとえば、白色の樹脂等により形成される。

また、レンズ１８と光学シート１９との間にはディフューザ（拡散板）が設けられる場合がある。ディフューザは、レンズ１８側から入射した光を拡散し、光の分布を均一化する。ディフューザは、たとえば、樹脂等により形成される。

図４は、バックライト１の断面図であり、図１におけるＡ－Ａ断面図またはＢ－Ｂ断面図を示している。図４において、第１フレーム１１を第２フレーム１２が覆うように装着された状態で、第１フレーム１１の側壁部１１ｂの外面と第２フレーム１２の側壁部１２ｃの内面との間には、製造上の公差を吸収するための隙間が設けられている。この隙間は、図１に示されたバネ部１２ｄにより埋められ、第１フレーム１１と第２フレーム１２とが相対的に移動して衝突する際のラトルノイズが低減されるとともに、第１フレーム１１と第２フレーム１２との相対的な移動の減少による狭額縁化の実現が容易になる。

（バネ部の具体例１）
図５は、バネ部１２ｄの部分的な拡大図（図１における部分Ｘの拡大図）である。図５において、第２フレーム１２の側壁部１２ｃから底部１２ａにかけて切込１２ｅ、１２ｆ、１２ｇが設けられ、これらの切込１２ｅ、１２ｆ、１２ｇにより片持ち片１２ｈの輪郭が形成されている。片持ち片１２ｈは、側壁部１２ｃの開口側（底部１２ａとは反対側）から、第１フレーム１１と第２フレーム１２とにより構成される筐体の厚さ方向（図の上下方向）に延伸し、先端が筐体の内側に変位することでバネ部１２ｄを構成している。片持ち片１２ｈの先端は、第１フレーム１１の側壁部１１ｂに圧力がかかった状態で接するか、圧力がほとんどかからずに第１フレーム１１と第２フレーム１２との隙間を埋める場合がある。なお、底部１２ａに入り込んだ切込１２ｇを設けずに、切込１２ｅ、１２ｆを側壁部１２ｃの面内で留めるようにしてもよい。ただし、第２フレーム１２の加工限界の関係で、切込１２ｇを設けないで済ますことが困難な場合もある。

（バネ部の具体例２）
図６は、バネ部１２ｄの他の例を示す部分的な拡大図である。図６において、第２フレーム１２の側壁部１２ｃの開口側（図の下側）から切込１２ｉ、１２ｊが設けられ、これらの切込１２ｉ、１２ｊと側壁部１２ｃの開口端とにより片持ち片１２ｋの輪郭が形成されている。片持ち片１２ｋは、側壁部１２ｃの底部１２ａ側から、第１フレーム１１と第２フレーム１２とにより構成される筐体の厚さ方向（図の上下方向）に延伸し、先端が筐体の内側に変位することでバネ部１２ｄを構成している。片持ち片１２ｋの先端は、第１フレーム１１の側壁部１１ｂに圧力がかかった状態で接するか、圧力がほとんどかからずに第１フレーム１１と第２フレーム１２との隙間を埋める場合がある。

図６の具体例２が図５の具体例１と異なる点は、片持ち片１２ｋの先端側が第２フレーム１２の開口側となり、片持ち片１２ｋの根元側の切込が浅くなるため、底部１２ａ側からの光の漏れを抑制できる点にある。

（バネ部の具体例３）
図７は、バネ部１２ｄの他の例を示す部分的な拡大図である。図７において、第２フレーム１２の側壁部１２ｃの開口側（図の下側）から切込１２ｍが設けられ、この切込１２ｍと側壁部１２ｃの開口端とにより片持ち片１２ｎの輪郭が形成されている。片持ち片１２ｎは、側壁部１２ｃの開口側（底部１２ａとは反対側）において、第１フレーム１１と第２フレーム１２とにより構成される筐体の厚さ方向と直交する方向（図の左右方向）に延伸し、先端が筐体の内側に変位することでバネ部１２ｄを構成している。片持ち片１２ｎの先端は、第１フレーム１１の側壁部１１ｂに圧力がかかった状態で接するか、圧力がほとんどかからずに第１フレーム１１と第２フレーム１２との隙間を埋める場合がある。

図７の具体例３が図５の具体例１や図６の具体例２と異なる点は、片持ち片１２ｎが筐体の長手方向に延びるように形成されていることである。これにより、片持ち片１２ｎの長さの制約が小さくなり、片持ち片１２ｎの長さを適切に設定することでバネの強さを調整することが可能となる。また、後述する図８の具体例４と比較して、同じバネ強度を得るのに要する長さを半分にできるので、バネ部１２ｄを配置する領域の長さが十分に確保できない場合に有効である。

（バネ部の具体例４）
図８は、バネ部１２ｄの他の例を示す部分的な拡大図である。図８において、第２フレーム１２の側壁部１２ｃには長い孔１２ｐが設けられ、この孔１２ｐの一端（図の下側の端部）と側壁部１２ｃの開口端とにより両持ち片１２ｑの輪郭が形成されている。両持ち片１２ｑは、側壁部１２ｃの開口側（底部１２ａとは反対側）において、第１フレーム１１と第２フレーム１２とにより構成される筐体の厚さ方向と直交する方向（図の左右方向）に側壁部１２ｃに沿って設けられ、中央部が筐体の内側に変位することでバネ部１２ｄを構成している。両持ち片１２ｑの中央部は、第１フレーム１１の側壁部１１ｂに圧力がかかった状態で接するか、圧力がほとんどかからずに第１フレーム１１と第２フレーム１２との隙間を埋める場合がある。

図７の具体例３と異なる点は、両持ち片１２ｑの両端が固定されていることである。これにより、筐体の厚さ方向の剛性を高めることができる。

（追加例）
図５の具体例１は第２フレーム１２の片持ち片１２ｈの先端が底部１２ａ側を向いているため、第２フレーム１２を第１フレーム１１と組み合わせる際に特に問題は生じない。しかし、図６～図８の具体例２～４では片持ち片１２ｋの先端、または、片持ち片１２ｎ、両持ち片１２ｑの側面が第１フレーム１１の側壁部１１ｂと“ひっかかり”が生じ、第１フレーム１１と第２フレーム１２との組み合わせがスムーズに行えない場合が懸念される。そこで、第１フレーム１１と第２フレーム１２との組み合わせ時の“ひっかかり”を防止する例について説明する。

図９は、面取部１１ｃの例を示すバックライト１の断面図であり、図１におけるＡ－Ａ断面図またはＢ－Ｂ断面図を示している。図９において、第１フレーム１１の側壁部１１ｂの開口側（図の上側）の外側には面取部１１ｃが設けられている。面取部１１ｃは、いわゆる“さそい”を構成する。面取部１１ｃは、側壁部１１ｂの全周に設けられてもよいし、第２フレーム１２のバネ部１２ｄが設けられる位置に対応して、第１フレーム１１と第２フレーム１２とを組み合わせる際にバネ部１２ｄの片持ち片１２ｋの先端、または、片持ち片１２ｎ、両持ち片１２ｑの側面と、こすれる可能性のある部分だけに設けられるようにしてもよい。

次に、第１フレーム１１と第２フレーム１２との組み合わせ時の“ひっかかり”を防止する他の例について説明する。

図１０Ａは、片持ち片１２ｋの内側の面に設けられた突起１２ｒの例を示す斜視図であり、図１０Ｂは、片持ち片１２ｋの長さ方向に沿った部分的な断面図である。図１０Ａは、図６における片持ち片１２ｋを、第２フレーム１２の内側から上下を逆にして見た図である。

図１０Ａおよび図１０Ｂにおいて、バネ部１２ｄの片持ち片１２ｋの筐体の内側に変位した先端の内側の面には略半球状の突起１２ｒが設けられている。第１フレーム１１と第２フレーム１２との組み合わせ時に、突起１２ｒが相手方の第１フレーム１１と接触することとなり、小面積で接触することから、スムーズな組み合わせが可能になる。なお、図１０Ａおよび図１０Ｂの突起１２ｒは、図９の面取部１１ｃと同時に設けられてもよい。また、図６の片持ち片１２ｋに突起１２ｒが設けられた例について説明したが、図７の片持ち片１２ｎや図８の両持ち片１２ｑの内側の面に突起が設けられるようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

以上のように、実施形態に係る面状照明装置は、第１の底部と第１の底部の周囲に設けられた第１の側壁部とを有する第１のフレームと、第２の底部と第２の底部の周囲に設けられた第２の側壁部とを有し、第１の側壁部の開口側と第２の側壁部の開口側とが向かい合った状態で、第１の側壁部の外側に第２の側壁部が所定の隙間を介して重なって筐体を構成する第２のフレームと、第２の側壁部または第１の側壁部に設けられた、隙間を弾性変形により埋めるバネ部と、を備える。これにより、２つのフレームによって構成される筐体におけるフレーム間の隙間によるフレームの位置変動を低減させることができる。

また、バネ部は、第２の側壁部の開口側から筐体の厚さ方向に延伸し、先端が筐体の内側に変位した片持ち片を備える。これにより、バネ部を容易に実現することができる。

また、バネ部は、第２の側壁部の第２の底部側から筐体の厚さ方向に延伸し、先端が筐体の内側に変位した片持ち片を備える。これにより、バネ部を容易に実現することができる。

また、バネ部は、第２の側壁部の開口側において筐体の厚さ方向と直交する方向に第２の側壁部に沿って延伸し、先端が筐体の内側に変位した片持ち片を備える。これにより、バネ部を容易に実現することができる。

また、バネ部は、第２の側壁部の開口側において筐体の厚さ方向と直交する方向に第２の側壁部に沿って設けられ、中央部が筐体の内側に変位した両持ち片を備える。これにより、バネ部を容易に実現することができる。

また、第１の側壁部の開口側の端部の外側の少なくともバネ部に対応する位置には面取部が設けられる。これにより、第１のフレームと第２のフレームとの組み合わせがスムーズに行える。

また、バネ部の筐体の内側に変位した部分には突起が設けられる。これにより、第１のフレームと第２のフレームとの組み合わせがスムーズに行える。

また、上記実施の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、上記の実施の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。

１ バックライト，１１ 第１フレーム，１１ｃ 面取部，１２ 第２フレーム，１２ｄ バネ部，１２ｈ、１２ｋ、１２ｎ 片持ち片，１２ｑ 両持ち片，１２ｒ 突起

Claims (5)

1. 第１の底部と該第１の底部の周囲に設けられた第１の側壁部とを有する第１のフレームと、
   第２の底部と該第２の底部の周囲に設けられた第２の側壁部とを有し、前記第１の側壁部の開口側と前記第２の側壁部の開口側とが向かい合った状態で、前記第１の側壁部の外側に前記第２の側壁部が所定の隙間を介して重なって筐体を構成する第１のフレームと、
   前記第２の側壁部または前記第１の側壁部に設けられた、前記隙間を弾性変形により埋めるバネ部と、
   を備え、
   前記バネ部は、前記第２の側壁部の開口側の端部に沿って形成される両持ち片を備えた、
   面状照明装置。
2. 前記バネ部は、前記第２の側壁部が延在する面内で前記筐体の厚さ方向と直交する方向の中央部が短手方向の全幅にわたって前記筐体の内側に変位している、
   請求項１に記載の面状照明装置。
3. 第１の底部と該第１の底部の周囲に設けられた第１の側壁部とを有する第１のフレームと、
   第２の底部と該第２の底部の周囲に設けられた第２の側壁部とを有し、前記第１の側壁部の開口側と前記第２の側壁部の開口側とが向かい合った状態で、前記第１の側壁部の外側に前記第２の側壁部が所定の隙間を介して重なって筐体を構成する第２のフレームと、
   前記第２の側壁部または前記第１の側壁部に設けられた、前記隙間を弾性変形により埋めるバネ部と、
   を備え、
   前記バネ部は、前記第２の側壁部の開口側において前記筐体の厚さ方向と直交する方向に前記第２の側壁部に沿って延伸し、先端が前記筐体の内側に変位した片持ち片を備えた、
   面状照明装置。
4. 前記第１の側壁部の開口側の端部の外側の少なくとも前記バネ部に対応する位置には面取部が設けられる、
   請求項１～３のいずれか一つに記載の面状照明装置。
5. 前記バネ部の前記筐体の内側に変位した部分には突起が設けられる、
   請求項１または３に記載の面状照明装置。

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