特許 6800099 面状ライトユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6800099

(24)【登録日】2020年11月26日

(45)【発行日】2020年12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 20160101AFI20201207BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20201207BHJP

   G02F 1/1335 20060101ALI20201207BHJP

   G02B 6/42 20060101ALI20201207BHJP

   F21Y 105/00 20160101ALN20201207BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20201207BHJP

【ＦＩ】

   F21S2/00 441

   F21S2/00 436

   F21S2/00 439

   G02F1/13357

   G02F1/1335

   G02B6/42

   F21Y105:00

   F21Y115:10 500

【請求項の数】6

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2017-124699(P2017-124699)

(22)【出願日】2017年6月27日

(65)【公開番号】特開2019-9028(P2019-9028A)

(43)【公開日】2019年1月17日

【審査請求日】2019年12月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000131430

【氏名又は名称】シチズン電子株式会社

(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】宇田川 知生

(72)【発明者】

【氏名】宮下 純司

【審査官】 竹中 辰利

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２５０４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２１８４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０５３０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１８１４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３５７７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３０６４１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｇ０２Ｂ ６／４２

Ｇ０２Ｆ １／１３３５

Ｇ０２Ｆ １／１３３５７

Ｆ２１Ｙ １０５／００

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源と、前記光源の発光面に対向する入光面を有する導光板と、前記光源と前記入光面とを光学密着させる柔軟性透明樹脂とを備えた面状ライトユニットにおいて、
前記導光板は、前記入光面に柔軟性透明樹脂保持溝を備え、
前記柔軟性透明樹脂は、前記光源の前記発光面と前記柔軟性透明樹脂保持溝の底面で圧縮されて前記底面と密着し、
前記柔軟性透明樹脂保持溝には、気泡排除溝が設けら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】

前記気泡排除溝は、断面形状が多角形の溝であることを特徴とする請求項１に記載の面状ライトユニット。

【請求項3】

前記気泡排除溝は、断面形状が三角形の溝であることを特徴とする請求項１に記載の面状ライトユニット。

【請求項4】

前記気泡排除溝は、断面形状が半円状の溝であることを特徴とする請求項１に記載の面状ライトユニット。

【請求項5】

前記気泡排除溝は、前記柔軟性透明樹脂保持溝の長手方向と斜交することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の面状ライトユニット。

【請求項6】

前記気泡排除溝は、前記光源の片側のみに設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項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、液晶パネル等を背面から照明する面状ライトユニットに関し、さらに詳しくは、光源と導光板の入光面との間に柔軟性透明樹脂を配置し、導光板への入射効率を向上させたサイドエッジ型の面状ライトユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

カーナビゲーションやモバイルコミュニケーションツールには、液晶表示装置が採用されている。この液晶表示装置には、液晶パネルの背面から光を照射する面状ライトユニットが含まれる。近年の液晶パネルは、画素が高精細化され、透過率が減少している。このため、これまでの面状ライトユニットでは、画像を認識するのに不十分な明るさとなっていた。

【0003】

十分に明るい面状ライトユニットを実現するため、例えば、特許文献１には、光源と導光板との間に柔軟性透明樹脂を配する方法が提案されている。特許文献１では、ＬＥＤと導光板の間に柔軟性透明樹脂を設ける際、光源の発光面と柔軟性透明樹脂、柔軟性透明樹脂と導光板の入光面との間に気泡が残ることが指摘されている。

【0004】

このため、光源の発光面と柔軟性透明樹脂の界面、又は柔軟性透明樹脂と導光板の入光面の界面に光学グリースを介在させることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７―１０３１０１号公報（図１）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載されているように柔軟性透明樹脂と導光板の間に光学グリースを介在させると、面状ライトユニットが高温になったとき照明品位が低下することがある。すなわち、面状ライトユニットが高温になると、光学グリースも高温になり軟化して粘度が下がる。粘度の下がった光学グリースは、例えば、反射シートと導光板の間、導光板と拡散シートの間などに浸潤することがある。この浸潤は、面状ライトユニットの有効照明エリアまで到達すると、面状ライトユニットの照明品位を著しく低下させる。

【0007】

そこで本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、柔軟性透明樹脂を使用して輝度を向上させる際、光学グリースを使わなくても気泡を残さない面状ライトユニットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、本発明の面状ライトユニットは、光源と、前記光源の発光面に対向する入光面を有する導光板と、前記光源と前記入光面とを光学密着させる柔軟性透明樹脂とを備えた面状ライトユニットにおいて、前記導光板は、前記入光面に柔軟性透明樹脂保持溝を備え、前記柔軟性透明樹脂は、前記光源の前記発光面と前記柔軟性透明樹脂保持溝の底面で圧縮されて前記底面と密着し、前記柔軟性透明樹脂保持溝の底面には、気泡排除溝が設けられていることを特徴とする。

【0009】

本発明では、先ず柔軟性透明樹脂を導光板の入光面に設けられた柔軟性透明樹脂保持溝に挿入する。ところが、柔軟性透明樹脂は、この挿入を行う工程の途中で、柔軟性透明樹
脂と柔軟性透明樹脂保持溝の底面との間に気泡を巻き込んだまま当該底面に密着されることがある。このとき、挿入を行う工程の進行に伴い、柔軟性透明樹脂は、自己変形しながら柔軟性透明樹脂の底面との密着が進み、巻き込まれた気泡は、位置を変化させられ導光板の気泡排除溝に到達する。

【0010】

前記気泡排除溝は、断面形状が多角形の溝であってもよい。

【0011】

前記気泡排除溝は、断面形状が三角形の溝であってもよい。

【0012】

前記気泡排除溝は、断面形状が半円状の溝であってもよい。

【0013】

前記気泡排除溝は、前記柔軟性樹脂保持溝の長手方向と斜交してもよい。

【0014】

前記気泡排除溝は、前記光源の片側のみに設けられていてもよい。

【発明の効果】

【0015】

以上のように、本発明の面状ライトユニットは、柔軟性透明樹脂を介して光源と導光板を密着させても、導光板と柔軟性透明樹脂の密着面に気泡が残らない。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１実施形態として示す面状ライトユニットの分解斜視図である。

【図2】図１で示す面状ライトユニットの水平面断面図である。

【図3】図１で示す面状ライトユニットの鉛直断面図である。

【図4】図１で示す面状ライトユニットの矢印Ｃの方向から見た図である。

【図5】図１で示す面状ライトユニット完成鉛直断面図である。

【図6】本発明の第２実施形態として示す面状ライトユニットの矢印Ｃの方向から見た図である。

【図7】本発明の第３実施形態として示す面状ライトユニットの矢印Ｃの方向から見た図である。

【図8】本発明の第４実施形態として示す面状ライトユニットの矢印Ｃの方向から見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、添付図１〜８を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図面の縮尺、形状、数は、説明のため適宜変更している。また、（）に特許請求の範囲で示す発明特定事項を記載する。

【0018】

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態として示す面状ライトユニット１０の分解斜視図である。面状ライトユニット１０は、発光面１１ａを備えた光源１１と、発光面１１ａに入光面１４ａが対向配置された導光板１４と、発光面１１ａと入光面１４ａとの間に配置されたエラストマー１２（柔軟性透明樹脂）と、導光板１４が積層された反射シート１３と、導光板１４に積層された光学シート１５（拡散シート１５ａ、プリズムシート１５ｂ及び偏光シート１５ｃ）からなる。なお、光源１１を実装する回路基板、及び、光源１１や導光板１４等を収納するケースは図示していない。

【0019】

導光板１４の入光面１４ａには、保持溝１４１（柔軟性透明樹脂保持溝）が設けられている。保持溝１４１には、断面が四角形（コの字状）の排除溝１４２（気泡排除溝）が設けられている。なお、排除溝１４２の断面は四角形に限定されるものではなく、三角形や
五角形など多角形であっても良い。導光板１４の反射面１４ｄ及び出射面１４ｅは、それぞれ反射シート１３及び拡散シート１５ａと対向している。
光源１１は、基板上に実装したＬＥＤダイを蛍光樹脂で封止したパッケージ品であり、３０個配列し、発光面１１ａが２．５ｍｍ、×１．４ｍｍ、奥行きが０．８５ｍｍである。エラストマー１２は、シリコーン系のゴムであり、長さが２９０ｍｍ、上下の幅が２．１ｍｍ、奥行きが１．５５ｍｍである。光源１１と導光板１４の間に介在させる柔軟性透明樹脂は、透明で柔軟性があり、屈折率が光源１１の封止樹脂や導光板１４の値と近ければ良いので、シリコーン系ゴムであるエラストマー１２の代わりに、例えばウレタン樹脂も使える。導光板１４は、発光面の対角が１２．３インチで、その平面サイズが３００ｍｍ×１１９ｍｍ、厚さが２．９ｍｍである。保持溝１４１は、底面の幅が２．２ｍｍ、開口部の幅が２．３ｍｍ、奥行きが０．７ｍｍである。排除溝１４２は、溝の深さが０．２ｍｍ、幅が１．０ｍｍ以下である。

【0020】

図２及び図３は、エラストマー１２の状態を説明するため、図１についてＡＡ′線及びＢＢ′線に沿って描いた面状ライトユニット１０の水平断面図及び鉛直断面図である。エラストマー１２は、保持溝１４１に挿入され、保持溝１４１の底面１４１ａ及び保持溝１４１の側面１４１ｄ、１４１ｅに密着する。図２では、保持溝１４１の側面１４１ｅが観察される。排除溝１４２は、底面１４１ａ及び側面１４１ｄ、１４１ｅに亘って掘られたものであり、図２では側面１４１ｅ側の排除溝１４２の底面、図３では側面が観察される。
図４は、図１に示した面状ライトユニット１０を矢印Ｃの方向から見た正面図（以下「Ｃ矢視図」という。）である。なお、図４には、反射シート１３、拡散シート１５ａ、プリズムシート１５ｂ及び偏光シート１５ｃを図示していない。エラストマー１２は、光源１１と保持溝１４１の底面１４１ａにより圧縮され変形する。光源１１及びエラストマー１２は、底面１４１ａに発生する圧力の偏りを防止するため、保持溝１４１のほぼ中心に配置される。排除溝１４２は、保持溝１４１の長手方向と直交している様子がエラストマー１２越しに観察される。

【0021】

図５は、図１に示した面状ライトユニット１０の完成鉛直断面図である。光源１１、エラストマー１２、導光板１４、反射シート１３、拡散シート１５ａ、プリズムシート１５ｂ、偏光シート１５ｃ、回路基板１６及びゴムバネ１７は、フロントケース１８ａとバックケース１８ｂからなる空間に収納されている。回路基板１８は、バックケース１８ｂの内側面に接着固定されている。光源１１は、回路基板１６に実装され、光源１１の発光面１１ａは、入光面１４ａに含まれる保持溝１４１の底面１４１ａと対向配置している。エラストマー１２は、光源１１と導光板１４により挟持され、変形し、保持溝１４１の底面１４１ａ及び側面１４１ｄ、１４１ｅに密着する。導光板１４は、１つの側面である反入光面１４ｆとバックケース１８ｂの間に配置されたゴムバネ１７により光源１１側へ押される。この結果、エラストマー１２及び導光板１４は、バックケース１８ｂに固定される。

【0022】

面状ライトユニット１０の組み立て時において、エラストマー１２は、まずその端部が保持溝の端部１４１ｂ、１４１ｃ（図２参照）のいずれか一方から押し込まれ、続いて他の部分が保持溝の底面１４１ａ（図２、３参照）に密着固定され、導光板１４に組み込まれる。しかしながら、エラストマー１２は、極めて柔軟性が高く変形しやすいので、意図しない部分が、意図しない位置又はタイミングで底面１４１ａに密着してしまう場合がある。すなわち、エラストマー１２の離れた２つの部分が同時に保持溝１４１の底面１４１ａ（図２、３参照）に密着したとき、その２つの部分の間が密着されていない状態になる。この密着していない部分は、直後の工程で密着固定されるとしても、その際にエラストマー１２と保持溝１４１の底面１４１ａとの間に気泡を巻き込むことがある。

【0023】

この気泡は、通常、エラストマー１２と保持溝１４１の底面１４１ａとを密着させていく前述の工程の中で、保持溝１４１の端部１４１ｂ若しくは端部１４１ｃ（図２参照）又は側面１４１ｄ若しくは側面１４１ｅ（図３参照）から外部へ押し出される。しかしながら、仮に排除溝１４２がないとしたら、密着が既に終わっている場合や気泡が比較的大きい場合には、気泡が密着部へ残ってしまう。

【0024】

これに対し、面状ライトユニット１０では、光源１１が、保持溝１４１の底面１４１ａと密着する面とは反対側のエラストマー１２の面を圧縮し、エラストマー１２が、この圧縮により保持溝１４１との密着部に圧力を加えるので、気泡は、圧力の影響が少ない部分へ押し出される。つまり、気泡は光源１１の両側へ押し出される。両側へ押し出された気泡は、排除溝１４２に達し、エラストマー１２と保持溝１４１の密着部から外部に抜け出る。

【0025】

以上のように、本発明の面状ライトユニット１０は、エラストマー１２を介して光源１１と導光板１４を密着させても、導光板１４とエラストマー１２の密着面に気泡が残らない。

【0026】

（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態として示す面状ライトユニット２０のＣ矢視図（図１参照）である。面状ライトユニット２０が面状ライトユニット１０と異なるところは、図６に示すように排除溝２４２の断面形状だけである。すなわち、面状ライトユニット２０では、排除溝２４２は、断面形状が側面２４２ａ、２４２ｂを２辺とする三角形（Ｖ字状）の溝となっている。

【0027】

なお、図４に示したように排除溝１４２の断面が四角形の溝の場合には、導光板１４を金型で成形するときに、排除溝１４２の側面１４２ａ、１４２ｂが導光板１４の離形抵抗となる。これに対し、図６に示すように面状ライトユニット２０では、排除溝２４２の側面２４２ａ、２４２ｂを三角柱の斜面とすることにより、導光板１４を金型から離形するときの離形抵抗が減る。この結果、生産性が向上する。

【0028】

（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態として示す面状ライトユニット３０のＣ矢視図（図１参照）である。面状ライトユニット３０が面状ライトユニット１０と異なるところは、図７に示すように排除溝３４２の断面形状だけである。すなわち、面状ライトユニット３０では排除溝３４２の断面形状を半円状（Ｕ字状）としている。

【0029】

なお、図４に示したように排除溝１４２の断面が四角形の場合には、導光板１４を金型で成形するときに、排除溝１４２の側面１４２ａ、１４２ｂが導光板１４の離形抵抗となる。これに対し、図７に示すように面状ライトユニット３０では、排除溝３４２の断面を半円状とすることにより、導光板１４を金型から離形するときの離形抵抗が減る。この結果、生産性が向上する。

【0030】

（第４実施形態）
図８は、本発明の第４実施形態として示す面状ライトユニット４０のＣ矢視図（図１参照）である。面状ライトユニット４０が面状ライトユニット１０と異なるところは、図８に示すように排除溝４４２が保持溝１４１と斜交しているところだけである。排除溝４４２を保持溝１４１と斜交させると、排除溝４４２の数が少なくても光源１１付近にも排除溝を設けたことと同じように作用する。排除溝４４２の数が少ないので、金型加工の時間を減らすことが出来る。なお排除溝４４２は、保持溝１４１の長手方向中央で斜交方向を反転させている。

【0031】

なお、面状ライトユニット１０、２０、３０、４０では、光源１１の個数ｎに対して排除溝１４２は（ｎ−１）本であった。すなわち、すなわち、排除溝１４２は、隣接する光源１１の中間に設けられていた。しかしながら、排除溝１４２は、前述の位置に限られず、光源１１の片側だけに近接させて設けてもよいし、光源１１の両側に近接させて設けてもよい。なお、前者の場合、排除溝１４２はｎ本となり、後者の場合、排除溝１４２は２ｎ本となる。排除溝１４２の断面形状は、第２、３実施形態として示した面状ライトユニット２０、３０のように三角形、半円形となる場合、さらには五角形など多角形となる場合にも適用できる、

【符号の説明】

【0032】

１０、２０、３０、４０…面状ライトユニット、
１１…光源、
１１ａ…発光面、
１２…エラストマー（柔軟性透明樹脂）、
１３…反射シート、
１４…導光板、
１４ａ…入光面、
１４ｂ、１４ｃ…側面、
１４ｄ…反射面、
１４ｅ…出射面、
１４ｆ…反入光面、
１４１…保持溝（柔軟性透明樹脂保持溝）、
１４１ａ…底面、
１４１ｂ、１４１ｃ…端、
１４１ｄ、１４１ｅ…側面、
１４２、３４２、４４２…排除溝（気泡排除溝）、
１４２ａ、１４２ｂ、２４２ａ、２４２ｂ…側面、
１５…光学シート、
１５ａ…拡散シート、
１５ｂ…プリズムシート、
１５ｃ…偏光シート、
１６…回路基板、
１７…ゴムバネ、
１８ａ…フロントケース、
１８ｂ…バックケース。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】