特許 7132978 面状照明装置

(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】

(24)【登録日】2022-08-30

(45)【発行日】2022-09-07

(54)【発明の名称】面状照明装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20220831BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20220831BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 443

F21S2/00 480

F21Y115:10

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020111184

(22)【出願日】2020-06-29

(65)【公開番号】P2022010538

(43)【公開日】2022-01-17

【審査請求日】2022-07-11

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】倉田 良太

(72)【発明者】

【氏名】安達 和正

【審査官】田中 友章

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１２８９９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１５７４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１２１９２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１４５７８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｇ０２Ｆ １／１３３５７

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

床部と、該床部の周縁に立設された側壁とを有するボトムフレームと、
額縁部と、該額縁部の周縁に立設された側壁とを有し、前記ボトムフレームの開口側を覆うトップフレームと、
前記ボトムフレームの側壁の先端と外周面の一部とに、面状照明装置の厚み方向に沿って並んで設けられた凸部と、
前記トップフレームの額縁部および側壁に、前記凸部に対応してそれぞれ設けられ、前記凸部が嵌合する孔部または穴部と、
を備える面状照明装置。

【請求項2】

前記凸部と前記孔部または前記穴部との組は、前記面状照明装置の長手方向の辺の上に複数設けられる、
請求項１に記載の面状照明装置。

【請求項3】

前記凸部と前記孔部または前記穴部との組は、前記長手方向の辺の中央部分において他の部分よりも多い数が設けられる、
請求項２に記載の面状照明装置。

【請求項4】

前記面状照明装置の短手方向の辺の上には、
前記ボトムフレームの側壁の外周面の一部に設けられた凸部と、
前記トップフレームの側壁に設けられ、前記凸部が嵌合する孔部または穴部と、が設けられ、
前記ボトムフレームの側壁の先端および前記トップフレームの額縁部の対応する箇所には、嵌合のための構造を有しない、
請求項２または３に記載の面状照明装置。

【請求項5】

前記ボトムフレームの側壁の先端の前記凸部は、前記ボトムフレームの側壁の略平坦な端面から、前記ボトムフレームの側壁の外周面に面一で厚み方向に矩形状に延在しており、
前記ボトムフレームの側壁の外周面の前記凸部は、前記ボトムフレームの側壁の外周面から外側に向かって矩形状に盛り上がっており、前記ボトムフレームの床部側の厚み方向の所定の幅における高さが高く、前記ボトムフレームの側壁の先端側に向かって傾斜して高さが低くなっている、
請求項１～４のいずれか一つに記載の面状照明装置。

【請求項6】

前記ボトムフレームおよび前記トップフレームは、主面がフラットな形状または湾曲した形状である、
請求項１～５のいずれか一つに記載の面状照明装置。

【請求項7】

前記ボトムフレームおよび前記トップフレームにより形成される筐体内には、エッジライト型の面状照明装置を構成する光学要素または直下型の面状照明装置を構成する光学要素が収納される、
請求項１～６のいずれか一つに記載の面状照明装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、面状照明装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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が知られている（特許文献１～３等を参照）。

【0003】

一般に面状照明装置は、箱状のボトムフレーム（ベースフレーム）と、このボトムフレームの開口側を覆い、光の出射する開口部の設けられるトップフレーム（ハウジングフレーム）とから筐体が構成されている。また、ボトムフレームの側壁の外周面には凸部（爪部）が複数の箇所に設けられ、この凸部がトップフレームの側壁の内周面に複数の箇所に設けられた孔部と嵌合することで、ボトムフレームとトップフレームとが結合される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－２２４０９０号公報

【文献】特開２０１１－１１３９６２号公報

【文献】特開２０１５－１８７００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、液晶表示装置等の大型化に伴って面状照明装置が大型化すると、上記の側壁の凸部と孔部とによるボトムフレームとトップフレームとの結合が外れやすくなり、面状照明装置としての機能を維持できなくなるという問題があった。特に、長方形状の面状照明装置では、短辺に比して長辺の剛性が弱くなり、長辺に設けられた凸部と孔部との嵌合が外れやすくなる。例えば、車載用バックライト等の大型化により、筐体の長辺が８００ｍｍ程度になると、トップフレームの長辺側の側壁が弓状に湾曲し、ボトムフレームの側壁との間が開いてしまい、凸部と孔部との嵌合が外れやすくなってしまう。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ボトムフレームとトップフレームとの結合を外れにくくすることのできる面状照明装置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】

【0007】

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、ボトムフレームと、トップフレームと、凸部と、孔部または穴部とを備える。前記ボトムフレームは、床部と、該床部の周縁に立設された側壁とを有する。前記トップフレームは、額縁部と、該額縁部の周縁に立設された側壁とを有し、前記ボトムフレームの開口側を覆う。前記凸部は、前記ボトムフレームの側壁の先端と外周面の一部とに、面状照明装置の厚み方向に沿って並んで設けられる。前記孔部または前記穴部は、前記トップフレームの額縁部および側壁に、前記凸部に対応してそれぞれ設けられ、前記凸部が嵌合する。

【0008】

本発明の一態様に係る面状照明装置は、ボトムフレームとトップフレームとの結合を外れにくくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、一実施形態にかかる面状照明装置の平面図である。

【図2】図２は、フラットタイプの面状照明装置の斜視図である。

【図3】図３は、フラットタイプの面状照明装置の主要部の分解斜視図である。

【図4】図４は、湾曲タイプの面状照明装置の斜視図である。

【図5】図５は、湾曲タイプの面状照明装置の主要部の分解斜視図である。

【図6】図６は、ボトムフレームおよびトップフレームの嵌合される前の離れた状態における一部の拡大斜視図である。

【図7】図７は、ボトムフレームとトップフレームとが嵌合された状態における一部の断面図である。

【図8】図８は、比較例としての面状照明装置の一部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

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。

【0011】

図１は、一実施形態にかかる面状照明装置１の平面図である。なお、図１の平面図は、後述する湾曲タイプの面状照明装置１の平面図と兼用している。図２は、フラットタイプの面状照明装置１の斜視図である。図３は、フラットタイプの面状照明装置１の主要部の分解斜視図である。また、便宜上、面状照明装置１の長辺方向をＸ軸方向、短辺方向をＹ軸方向、厚み方向をＺ軸方向としている。

【0012】

なお、導光板を備えたエッジライト型の面状照明装置１に適用された例が図示されているが、出射面に沿って２次元に光源が配置される直下型の面状照明装置にも同様に適用できることは言うまでもない。直下型の面状照明装置では、２次元に光源が配置される基板と、この基板の出射側にあって各光源の周囲を囲む反射面を有するリフレクタと、このリフレクタの出射側にあって光学特性の調整を行うレンズシート、拡散シート等の光学シートとが、筐体内に設けられる。

【0013】

図１～図３において、面状照明装置１は、ボトムフレーム３の上に反射シート４、導光板７、光学シート９が順次に積層され、トップフレーム１０により蓋をされる形となっている。図２および図３において、ボトムフレーム３およびトップフレーム１０は、主面がフラットな形状となっている。なお、図３では、導光板７の入光側面（図における手前側の長辺の側面）に光を出射する複数の光源と、これらの光源が搭載される基板とが省略されているが、その配置については後述の断面図にて示されている。図２および図３において、接続部２は、内部の基板に一端が接続されており、外部と電気的な接続のために使用される部材である。

【0014】

ボトムフレーム３は、例えば、金属製であり、ダイカストや板金等により形成されている。反射シート４は、導光板７からボトムフレーム３側に漏れた光を反射して、導光板７側に戻すためのものである。ボトムフレーム３の床面に白色の塗装等が施されて反射特性が良好な場合は、反射シート４が省略される場合もある。導光板７は、ポリカーボネート、アクリル等の透明な樹脂により形成されており、長辺側の入光側面から入射された光を全面に導き、一の主面（図における上側の主面）から出射する。

【0015】

光学シート９は、１枚ないしは複数枚の光学的な作用を及ぼすシートであり、拡散シート、プリズムシート、輝度上昇フィルム（ＤＢＥＦ：Dual Brightness Enhancement Film）等である。光学シート９の長辺側の一端（図における手前側）は、例えば、細長い板が断面略Ｌ字型に折り曲げられたシート固定用フレーム８の一方の片に固定され、シート固定用フレーム８の他方の片はボトムフレーム３の側壁とトップフレーム１０の側壁との間に挟み込まれて固定される。トップフレーム１０は、例えば、樹脂等により形成されている。

【0016】

図４は、湾曲タイプの面状照明装置１の斜視図であり、図５は、湾曲タイプの面状照明装置１の主要部の分解斜視図である。平面図は、図１と同様である。図４および図５において、ボトムフレーム３、反射シート４、導光板７、光学シート９Ａ～９Ｃ（光学シート９に対応）、トップフレーム１０は、主面が湾曲した形状となっている以外は図２および図３と同様である。なお、ボトムフレーム３およびトップフレーム１０は当初から湾曲した状態に形成されているが、反射シート４、導光板７、光学シート９Ａ～９Ｃは組立前は湾曲しておらず、ボトムフレーム３上に配置される際に湾曲され、トップフレーム１０によって押さえ付けられた状態で固定される。

【0017】

図６は、ボトムフレーム３およびトップフレーム１０の嵌合される前の離れた状態における一部の拡大斜視図であり、フラットタイプ（図１～図３）と湾曲タイプ（図１、図４、図５）に共通する構造である。図７は、ボトムフレーム３とトップフレーム１０とが嵌合された状態における一部の断面図である。嵌合される箇所は、例えば、図１においてトップフレーム１０の額縁部の長辺に孔部を示す黒い短い横線が入っている箇所（上側の長辺は６箇所、下側の長辺は７箇所）である。嵌合される箇所は、面状照明装置１の額縁部の長手方向の辺の上であり、個数は図示のものに限られない。図６および図７は、図１の下側の長辺に設けられた嵌合箇所の一つについて示されている。

【0018】

なお、湾曲タイプを示す図４においては、結合が外れやすい中央部分の結合強度を増すために、入光側（図の手前側）の長手方向の辺の中央部分において他の部分よりも多い数の嵌合のための構造が設けられているが（この点において図１と厳密には整合していない）、終端側（図の奥側）の長手方向の辺についても、同様に中央部分において他の部分よりも多い数の嵌合のための構造が設けられようにしてもよい。また、長手方向の辺には、後述する２軸方向への動きを規制する嵌合のための構造が適用されているが、短手方向の辺には、２軸方向ではなく、面状照明装置１の厚み方向の１軸方向への動きのみを規制する嵌合のための構造が適用されている。これは、リワークの作業性を考慮してのことである。なお、嵌合のための構造を統一するようにしてもよく、この場合は長手方向および短手方向の両方に２軸方向への動きを規制する嵌合のための構造が設けられる。

【0019】

図６および図７において、ボトムフレーム３は、床部３ａと、この床部３ａの周縁に立設された側壁３ｂとを有している。また、トップフレーム１０は、額縁部１０ａと、この額縁部１０ａの周縁に立設された側壁１０ｂとを有しており、ボトムフレーム３の開口側を覆うようになっている。

【0020】

ボトムフレーム３の側壁３ｂの先端には凸部３ｃが設けられ、側壁３ｂの外周面の一部には凸部（爪部）３ｄが設けられている。凸部３ｃと凸部３ｄは、面状照明装置１の厚み方向（Ｚ軸方向）に沿って並んで設けられている。先端の凸部３ｃは、ボトムフレーム３の側壁３ｂの略平坦な端面３ｅから、側壁３ｂの外周面に面一で厚み方向に矩形状に延在したものとなっている。外周面の凸部３ｄは、側壁３ｂの外周面から外側に向かって矩形状に盛り上がっており、床部３ａ側の厚み方向の所定の幅における高さが高く、側壁３ｂの先端側に向かって傾斜して高さが低くなっている。

【0021】

また、トップフレーム１０の額縁部１０ａにはボトムフレーム３の凸部３ｃに対応する孔部１０ｃが設けられ、トップフレーム１０の側壁１０ｂにはボトムフレーム３の凸部３ｄに対応する孔部１０ｄが設けられている。孔部１０ｃ、１０ｄは、角にＲ加工が施された略矩形状となっている。なお、図示の例では、孔部１０ｃ、１０ｄは貫通孔となっているが、凸部３ｃ、３ｄと対向しない側が塞がっている穴部としてもよい。また、トップフレーム１０の額縁部１０ａの裏面側には、ボトムフレーム３の側壁３ｂの端面３ｅの一部と対向する段部１０ｅが設けられている。そして、組立時に、トップフレーム１０の孔部１０ｃにボトムフレーム３の凸部３ｃが嵌合され、トップフレーム１０の孔部１０ｄにボトムフレーム３の凸部３ｄが嵌合される。ボトムフレーム３の凸部３ｄは、その傾斜した形状により、組立時にトップフレーム１０の側壁１０ｂに潜り込みやすく、嵌合後に孔部１０ｄから逃げにくくなっている。

【0022】

また、トップフレーム１０の額縁部１０ａの裏面側には、導光板７の主面の端部付近に対向する凸部１０ｆと、この凸部１０ｆに連なり、光学シート９（９Ａ～９Ｃ）の端部に対向する段部１０ｇとを備えている。また、ボトムフレーム３の側壁３ｂの内面には、複数の光源６が長辺方向に配置された基板５が固定され、光源６の出射面は導光板７の入光側面７ａに対向している。なお、光源６として、天面側が発光するトップビュー型のＬＥＤ等を例に図示しているが、側面側が発光するサイドビュー型のＬＥＤ等を用いることもできる。この場合、基板５はボトムフレーム３の床部３ａに平行に配置されることになる。

【0023】

図６および図７において、トップフレーム１０の側壁１０ｂは、孔部１０ｃとボトムフレーム３の凸部３ｃとの嵌合により、Ｙ軸方向への動きが規制され、側壁１０ｂが外側に弓状に湾曲することを防止する。また、トップフレーム１０の側壁１０ｂは、孔部１０ｄとボトムフレーム３の凸部３ｄとの嵌合により、Ｚ軸方向への動きが規制されるが、上述のＹ軸方向への動きの規制により、トップフレーム１０の側壁１０ｂが外側に弓状に湾曲することがないため、側壁１０ｂと側壁３ｂとの間が開いてしまうことがなく、孔部１０ｄと凸部３ｄとの嵌合が外れにくくなる。その結果、ボトムフレーム３とトップフレーム１０との結合が外れにくくなる。

【0024】

特に、図４および図５に示された湾曲タイプの面状照明装置１においては、内部の導光板７等が組立前のフラットな状態から湾曲された状態でボトムフレーム３とトップフレーム１０との結合により挟み込まれているため、導光板７等の復元力によりボトムフレーム３とトップフレーム１０との結合を外そうとする方向に力がかかるが、上記の構造により、結合が外れることがなくなり、強固に結合される。

【0025】

図８は、比較例としての面状照明装置１’の一部断面図である。図８において、ボトムフレーム３’の側壁３ｂ’の先端には凸部が設けられておらず、トップフレーム１０’の額縁部１０ａ’に孔部も設けられていない。その他の構成は図６および図７と同様である。この場合、トップフレーム１０’の側壁１０ｂ’は、孔部１０ｄ’とボトムフレーム３の凸部３ｄ’との嵌合により、Ｚ軸方向への動きが規制されるが、破線で示されるように、側壁１０ｂ’が外側に湾曲してしまうと、側壁１０ｂ’と側壁３ｂ’との間が開いてしまい、孔部１０ｄ’と凸部３ｄ’との嵌合が外れやすくなってしまう。この点、図６および図７の実施形態においては、Ｚ軸方向だけでなく、同時にＹ軸方向も動きの規制が行われるため、嵌合が外れることが防止される。

【0026】

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。

【0027】

以上のように、実施形態に係る面状照明装置は、床部と、床部の周縁に立設された側壁とを有するボトムフレームと、額縁部と、額縁部の周縁に立設された側壁とを有し、ボトムフレームの開口側を覆うトップフレームと、ボトムフレームの側壁の先端と外周面の一部とに、面状照明装置の厚み方向に沿って並んで設けられた凸部と、トップフレームの額縁部および側壁に、凸部に対応してそれぞれ設けられ、凸部が嵌合する孔部または穴部とを備える。これにより、ボトムフレームとトップフレームとの結合を外れにくくすることができる。

【0028】

また、凸部と孔部または穴部との組は、面状照明装置の長手方向の辺の上に複数設けられる。これにより、必要な結合の強度を確保することができる。

【0029】

また、凸部と孔部または穴部との組は、長手方向の辺の中央部分において他の部分よりも多い数が設けられる。これにより、結合が外れやすい中央部分の結合強度を増すことができ、特に湾曲タイプにおける結合強度を確保することができる。

【0030】

また、面状照明装置の短手方向の辺の上には、ボトムフレームの側壁の外周面の一部に設けられた凸部と、トップフレームの側壁に設けられ、凸部が嵌合する孔部または穴部とが設けられ、ボトムフレームの側壁の先端およびトップフレームの額縁部の対応する箇所には、嵌合のための構造を有しない。これにより、結合強度を要しない箇所に複雑な嵌合のための構造を用いることがなく、製造、組立およびリワーク作業を容易にすることができる。

【0031】

また、ボトムフレームの側壁の先端の凸部は、ボトムフレームの側壁の略平坦な端面から、ボトムフレームの側壁の外周面に面一で厚み方向に矩形状に延在しており、ボトムフレームの側壁の外周面の凸部は、ボトムフレームの側壁の外周面から外側に向かって矩形状に盛り上がっており、ボトムフレームの床部側の厚み方向の所定の幅における高さが高く、ボトムフレームの側壁の先端側に向かって傾斜して高さが低くなっている。これにより、凸部と孔部または穴部の具体的な形状を提供することができる。

【0032】

また、ボトムフレームおよびトップフレームは、主面がフラットな形状または湾曲した形状である。これにより、適用できる面状照明装置を広げられるとともに、特に結合が外れやすい湾曲タイプにおける結合力を高めることができる。

【0033】

また、ボトムフレームおよびトップフレームにより形成される筐体内には、エッジライト型の面状照明装置を構成する光学要素または直下型の面状照明装置を構成する光学要素が収納される。これにより、適用できる面状照明装置を広げられる。

【0034】

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。上述した各構成要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。

【符号の説明】

【0035】

１ 面状照明装置，２ 接続部，３ ボトムフレーム，３ａ 床部，３ｂ 側壁，３ｃ、３ｄ 凸部，４ 反射シート，５ 基板，６ 光源，７ 導光板，８ シート固定用フレーム，９ 光学シート，９、９Ａ～９Ｃ 光学シート，１０ トップフレーム，１０ａ 額縁部，１０ｂ 側壁，１０ｃ、１０ｄ 孔部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】