特開2019-75280(P2019-75280A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ シチズン電子株式会社の特許一覧
<>
  • 特開2019075280-面状ライトユニット 図000003
  • 特開2019075280-面状ライトユニット 図000004
  • 特開2019075280-面状ライトユニット 図000005
  • 特開2019075280-面状ライトユニット 図000006
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2019-75280(P2019-75280A)
(43)【公開日】2019年5月16日
(54)【発明の名称】面状ライトユニット
(51)【国際特許分類】
   F21S 2/00 20160101AFI20190419BHJP
   F21V 3/00 20150101ALI20190419BHJP
   F21V 3/04 20180101ALI20190419BHJP
   G02F 1/13357 20060101ALI20190419BHJP
   F21Y 105/16 20160101ALN20190419BHJP
   F21Y 115/10 20160101ALN20190419BHJP
【FI】
   F21S2/00 481
   F21V3/00 530
   F21V3/04 300
   G02F1/13357
   F21Y105:16
   F21Y115:10 300
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
【全頁数】8
(21)【出願番号】特願2017-200538(P2017-200538)
(22)【出願日】2017年10月16日
(71)【出願人】
【識別番号】000131430
【氏名又は名称】シチズン電子株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000001960
【氏名又は名称】シチズン時計株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100097043
【弁理士】
【氏名又は名称】浅川 哲
(74)【代理人】
【識別番号】100128071
【弁理士】
【氏名又は名称】志村 正樹
(72)【発明者】
【氏名】勝俣 敏伸
(72)【発明者】
【氏名】宮下 卓巳
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 清一
(72)【発明者】
【氏名】堀内 拓磨
【テーマコード(参考)】
2H391
3K244
【Fターム(参考)】
2H391AA03
2H391AB04
2H391AC13
3K244AA01
3K244AA02
3K244BA08
3K244BA26
3K244BA31
3K244BA48
3K244BA50
3K244GA01
3K244GA02
3K244GA03
3K244GA06
3K244GA10
3K244GA11
3K244GB17
3K244GB23
3K244GC17
(57)【要約】
【課題】 印刷等の位置精度を高める必要がなく、且つ、コスト高となる多数の印刷も行うことなく輝度ムラを防いで薄型化を可能とした面状ライトユニットを提供することにある。
【解決手段】 本発明の面状ライトユニット1は、実装基板2と、発光素子3と、入射面に発光素子3からの光を一部遮光するライティングカーテン層を有する第1の拡散板4と、第1の拡散板4の出射面に対面する第2の拡散板5を備えている。また、第1の拡散板4の出射面と第2の拡散板5の入射面の一方又は両方には、光を拡散するシボ面が形成されている。このシボ面は光を拡散し、その光拡散効果により、輝度ムラを防いで面状ライトユニット1を薄型化することができる。
【選択図】 図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
実装基板と、前記実装基板上に配置された発光素子と、前記発光素子を覆う拡散板と、を備えた面状ライトユニットであって、
前記拡散板は、少なくとも第1及び第2の拡散板からなり、
前記第1の拡散板は前記発光素子近傍に配置され、前記発光素子に対面するその入射面に、前記発光素子からの光を一部遮光するライティングカーテン層を有し、
前記第1の拡散板の出射面とこの出射面に対面する前記第2の拡散板の入射面の一方又は両方に、光を拡散するシボ面が形成されていることを特徴とする面状ライトユニット。
【請求項2】
前記第1の拡散板は、前記第2の拡散板よりも拡散性が高く設定されている請求項1に記載の面状ライトユニット。
【請求項3】
前記第2の拡散板は、その出射面にシボ面を有する請求項1又は2に記載の面状ライトユニット。
【請求項4】
前記第1の拡散板は、前記第2の拡散板のヘイズ値よりも高いヘイズ値を有している請求項2に記載の面状ライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶表示装置等の背後等に設置される直下型バックライトとして使用される面状ライトユニットに関するものであり、特に、薄型化に伴う輝度ムラの発生を抑えたものに関する。
【背景技術】
【0002】
液晶テレビ、カーナビ等に使用されている液晶表示装置では、液晶パネルの背面にLED等の発光素子を用いた面状ライトユニットを使用することがある。一般に、この面状ライトユニットは、薄型化を進めると、拡散板における発光素子の直上領域の輝度が高くなり、輝度ムラが発生する。このため、輝度が高くなる領域の光を一部遮光するライティングカーテンを設けることがあった。ところが、ライティングカーテンを設けたとしても、薄型にすればするほど発光素子にライティングカーテンが近付くため輝度ムラが目立ってきてしまう。そこで薄型化に際して、ライティングカーテンの印刷濃度を高くする必要があった。
【0003】
このように、ライティングカーテンの印刷濃度を高めると、印刷部分と非印刷部分の印刷による光の吸収スペクトルの差異が大きくなり、色目のムラが目立って色ムラが発生してしまう。そこで、複数の拡散板の表面にライティングカーテン層をそれぞれ設けることで、ライティングカーテンを複数重ねることが提案されていた(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2002−313103号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、上記特許文献1における面状ライトユニットでは、ライティングカーテン層を複数重ねたことで、ライティングカーテン層を形成する印刷の位置ズレによる輝度ムラがより目立ちやすくなるため、印刷の位置精度を高めることが必要になるという問題があった。また、ライティングカーテン層を形成する印刷の回数も多くなるため、製造コストも高くなるという問題もあった。
【0006】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点を解決し、印刷等の位置精度を高める必要がなく、且つコスト高となる多数の印刷も行うことなく輝度ムラを防いで、薄型化を可能とした面状ライトユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の面状ライトユニットは、実装基板と、前記実装基板上に配置された発光素子と、前記発光素子を覆う拡散板と、を備えた面状ライトユニットであって、前記拡散板は、少なくとも第1及び第2の拡散板からなり、前記第1の拡散板は前記発光素子近傍に配置され、前記発光素子に対面するその入射面に、前記発光素子からの光を一部遮光するライティングカーテン層を有し、前記第1の拡散板の出射面と、この出射面に対面する前記第2の拡散板の入射面の一方又は両方に、光を拡散するシボ面が形成されているものである。
【0008】
本発明の面状ライトユニットにおける前記第1の拡散板は、前記第2の拡散板よりも拡散性が高く設定されていてもよい。
【0009】
また、本発明における前記第2の拡散板は、その出射面にシボ面を有していてもよい。
【発明の効果】
【0010】
本発明の面状ライトユニットでは、少なくとも第1及び第2の拡散板を設け、第1の拡散板の出射面と、この出射面に対面する第2の拡散板の入射面の一方又は両方に、光を拡散するシボ面を形成している。これにより、シボ面の光拡散効果によって、ライティングカーテン層を複数設けることで、拡散板の拡散度を高めることなく輝度ムラを防いで、面状ライトユニットを薄型化することができる。
【0011】
また、シボ面は微小な凹凸からなり、光拡散表面処理によって形成されるものであるため、必要に応じて拡散板の表面に容易に設けることができ、その数も容易に増減することができる。
【0012】
また、発光素子に近い位置にある第1の拡散板の拡散性を第2の拡散板よりも高めることで、発光素子に近い位置で大きく拡散された光をシボ面で微細に拡散することになる。このため、発光素子近傍で大きく拡散した光を更にシボ面で細かく拡散調整することができ、最適な状態で光を拡散して輝度ムラを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本発明の一実施形態に係る面状ライトユニットの断面図である。
図2図1に示す面状ライトユニットにおける実装基板、第1の拡散板及び第2の拡散板を示す分解斜視図である。
図3図1に示す面状ライトユニットにおける実装基板、第1の拡散板、差異2の拡散板及び光学シートの位置関係を示す側面部分図である。
図4図3に示す発光素子、第1の拡散板及び第2の拡散板の拡大断面を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本実施形態における面状ライトユニット1は、図1及び図2に示すような樹脂、金属、合金等からなる矩形状の実装基板2と、この実装基板2の上面にダイボンド、ワイヤーボンド、フリップチップ等で実装された発光ダイオード等からなる複数の発光素子3と、この発光素子3に対面してその上方を覆う第1の拡散板4と、この第1の拡散板4に対して所定の間隔をあけて重ねられた第2の拡散板5とを備えている。図1に示す面状ライトユニット1では、更に、第2の拡散板4の上方に偏光シート6とプリズムシート7からなる光学シート8を配置し、それらと実装基板2、第1及び第2の拡散板4,5を箱状のバックケース9内に収め、中央に窓部10aを有する箱状のフロントケース10を被せてユニット化している。
【0015】
第1の拡散板4は、図1乃至図3に示すように、実装基板2の上面に配置された全ての発光素子3を覆うように実装基板2の上方に配置されて、発光素子3からの光を拡散するものである。第1の拡散板4は、実装基板2と所定の間隔をもって対面するように、実装基板2の周縁に配置された樹脂フレーム11に支持されている。この第1の拡散板4の入射面4a(発光素子3に対面する図中下面)には、印刷等により形成されたライティングカーテン層12が設けられている。
【0016】
本実施形態におけるライティングカーテン層12は、発光素子3からの光を一部遮光するものであり、図2及び図4に示すように、発光素子3からの強い光が集中する発光素子周辺の略円形領域に設けられている。前記ライティングカーテン層12は、印刷、蒸着等により形成されるものであり、光を反射する白色、金属色等をなし、光を実装基板方向へ反射して第1の拡散板4を透過する光を調整している。
【0017】
第2の拡散板5は、図1乃至図3に示すように、第1の拡散板4の出射面4b(第2の拡散板5に対面する図中上面)の上方に所定の間隔をあけて重なるように配置される。この第2の拡散板5は、第1の拡散板4により拡散された光を入射して更に拡散するものである。また、本実施形態における第1及び2の拡散板4,5は、第1の拡散板4の拡散性が第2の拡散板5より高く設定されており、発光素子3からの光を第1の拡散板4で大きく拡散し、その光を第2の拡散板5で更に拡散して調整するものとなっている。このように設定すると、光の広がりが良くなり、見栄えが良くなることが確認されている。なお、第1及び第2の拡散板4,5の拡散性は、主にその曇り度合を示すヘイズ値の高低により設定することができる他、拡散度、全光線透過率等を組み合わせることによっても設定することができる。また、一般に、拡散板の厚みを増すことで拡散性が高められるが、本実施形態のように、第1及び第2の拡散板4,5を用いると共に、それらの表面に適宜シボ面13,14,15を設けることで、拡散板の厚みを増すことなく拡散性を高めることが可能となる。
【0018】
本実施形態において、上記第1の拡散板4の出射面4b、第2の拡散板5の入射面5a(第1の拡散板4の出射面4bに対面する図中下面)及び出射面5b(光学シート8に対面する図中上面)には、図4に示すように、微小な凹凸からなるシボ面13,14,15が設けられている。なお、図4は、説明上、シボ面13,14,15の凹凸を誇張して図示したものとなっている。このシボ面13,14,15は、サンドブラスト、エッチング等の光拡散表面処理により形成され、第1の拡散板4から出射する光を拡散し、第2の拡散板5が入射及び出射する光を拡散する。また、このシボ面13,14,15は、その凹凸の大きさ、シボの形状、シボのパターンのグラデーション等により光の拡散状態を様々に設定することが可能なものとなっている。
【0019】
上記構成からなる面状ライトユニット1では、発光素子3からの光が、ライティングカーテン層12で一部遮光されながら第1の拡散板4の入射面4aからその内部に入る。第1の拡散板4は、その内部にて光を拡散し、更に出射面4bに設けられたシボ面13にて拡散して、第2の拡散板5を照射する。第2の拡散板5は、その入射面5aに設けられたシボ面14にて入射する光を拡散し、さらに第2の拡散板5の内部において、光を拡散すると共にその出射面5bに設けられたシボ面15にて拡散して光学シート8を照射する。
【0020】
一般に、発光素子3に拡散板を近付けると、発光素子3の周辺が明るく見えて輝度ムラが生じるため、拡散板の拡散性を高めることが必要になり、結果的に拡散板を厚くせざるを得ない。上述したように本実施形態では、第1及び第2の拡散板4,5を設けると共にその表面にシボ面13,14,15を設けることで拡散性を高めることができるので、第1及び第2の拡散板4,5を厚くすることなく、又は薄くしつつ発光素子3に近付けることが可能となる。
【0021】
また、一般に、拡散板による拡散だけでは、面状ライトユニットを薄型化することと、薄型化に伴う輝度ムラを抑えることとのバランスがとりにくい。薄型化すると輝度ムラが生じてしまい、その輝度ムラを解消するためには拡散板を発光素子から遠ざけたり、拡散板を厚くするなど、薄型化に反する手段が必要になっていた。この点、本実施形態のように、シボ面13,14,15を設けることで、拡散板の位置や厚みを変えることなく拡散性の調整範囲を大きく広げることができ、面状ライトユニットを薄くしつつ、輝度ムラも抑えて見栄えの良い照明を実現することができる。
【0022】
なお、上記実施形態では、第1の拡散板4の出射面4b、第2の拡散板5の入射面5a及び出射面5bのそれぞれにシボ面13,14,15を設けているが、必ずしもこれら全ての面にシボ面13,14,15を設ける必要はない。第1の拡散板4の出射面4bと第2の拡散板5の入射面5aの少なくとも一方にシボ面を設けることで、十分な拡散効果が認められる。また、本実施形態では拡散性の調整範囲をより広げるために、第1の拡散板4の出射面4bと第2の拡散板5の入射面5aの両方、あるいは第1の拡散板4の出射面4bと第2の拡散板5の入射面5a及び出射面5bの全てにシボ面を設けている。
【0023】
また、上記実施形態では、第1及び第2の拡散板4,5を設けているが、第2の拡散板5の上方に更に第3の拡散板等、より多くの拡散板を設けても良い。その場合、第3の拡散板等の入射面及び出射面の一方又は両方にシボ面を設けて拡散性を更に高めることも可能である。
【符号の説明】
【0024】
1 面状ライトユニット
2 実装基板
3 発光素子
4 第1の拡散板
4a 入射面
4b 出射面
5 第2の拡散板
5a 入射面
5b 出射面
6 偏光シート
7 プリズムシート
8 光学シート
9 バックケース
10 フロントケース
10a 窓部
11 樹脂フレーム
12 ライティングカーテン層
13,14,15 シボ面
図1
図2
図3
図4
【手続補正書】
【提出日】2017年10月23日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0014】
本実施形態における面状ライトユニット1は、図1及び図2に示すような樹脂、金属、合金等からなる矩形状の実装基板2と、この実装基板2の上面にダイボンド、ワイヤーボンド、フリップチップ等で実装された発光ダイオード等からなる複数の発光素子3と、この発光素子3に対面してその上方を覆う第1の拡散板4と、この第1の拡散板4に対して所定の間隔をあけて重ねられた第2の拡散板5とを備えている。図1に示す面状ライトユニット1では、更に、第2の拡散板4の上方にプリズムシート6と偏光シート7からなる光学シート8を配置し、それらと実装基板2、第1及び第2の拡散板4,5を箱状のバックケース9内に収め、中央に窓部10aを有する箱状のフロントケース10を被せてユニット化している。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0024
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0024】
1 面状ライトユニット
2 実装基板
3 発光素子
4 第1の拡散板
4a 入射面
4b 出射面
5 第2の拡散板
5a 入射面
5b 出射面
プリズムシート
偏光シート
8 光学シート
9 バックケース
10 フロントケース
10a 窓部
11 樹脂フレーム
12 ライティングカーテン層
13,14,15 シボ面