(57)【要約】【課題】ＬＥＤと導光板の入射面との間に密着のため透明柔軟性樹脂を介在させても、ＬＥＤ、透明柔軟性樹脂及び導光板をケースに収納する際、ＬＥＤと導光板との間の位置ずれを起こすことなく容易に組み立てることができる面状ライトユニット及びその製造方法を提供する。【解決手段】ＬＥＤ２２と、一方の面にＬＥＤ２２が密着するエラストマー（透明柔軟性樹脂）３０と、エラストマー３０の他方の面が密着する入射面４１ａを有する導光板４０と、ＬＥＤ２２、エラストマー３０及び導光板４０を収納するリアフレーム１０と、を備えたサイドエッジ型の面状ライトユニット１の製造方法は、導光板４０をリアフレーム１０の内部に収納する工程と、導光板４０の側面４５とリアフレーム１０の側壁１５との隙間に弾性部材５１、５２を挿入する工程と、側壁１５を折り曲げて導光板４０をリアフレーム１０に固定する工程とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤと、
一方の面が前記ＬＥＤに密着する透明柔軟性樹脂と、
前記透明柔軟性樹脂の他方の面が密着する側面を入射面とし、前記入射面と直交する主面を出射面とする導光板と、
前記ＬＥＤ、前記透明柔軟性樹脂及び前記導光板を収納するリアフレームと、
を備えたサイドエッジ型の面状ライトユニットの製造方法において、
前記導光板を前記リアフレームに収納する工程と、
前記入射面に対向する前記導光板の側面に隣接するように弾性部材を配置する工程と、
前記リアフレームの側壁を折り曲げて前記弾性部材を押圧し、前記導光板を前記リアフレームに固定する工程と、
を備えることを特徴とする面状ライトユニットの製造方法。
【請求項２】
前記導光板の前記入射面は凹部構造を有し、前記透明柔軟性樹脂を前記凹部に嵌め込む工程を備え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の製造方法。
【請求項３】
前記ＬＥＤを前記リアフレームの側壁に固着する工程を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の面状ライトユニットの製造方法。
【請求項４】
ＬＥＤと、
一方の面が前記ＬＥＤに密着する透明柔軟性樹脂と、
前記透明柔軟性樹脂の他方の面が密着する側面を入射面とし、前記入射面と直交する主面を出射面とする導光板と、
前記ＬＥＤ、前記透明柔軟性樹脂及び前記導光板を収納するリアフレームと、
を備えたサイドエッジ型の面状ライトユニットにおいて、
前記リアフレームの前記弾性部材が挿入された側の前記側壁の端部は、隣接する側壁と重なる係止壁を有し、
前記係止壁には、隣接する前記側壁と係止する係止手段を備えることを特徴とする面状ライトユニット。
【請求項５】
前記導光板は、前記入射面と対向する前記側面の一部に前記弾性部材を保持する突起部が形成されることを特徴とする請求項４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、光源と導光板の入射面との間に透明柔軟性樹脂を配置して、発光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及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶表示装置のバックライトとして、ひとつの側面（入射面）から入射した光を主面（出射面）から出射させる導光板を備えたサイドエッジ型の面状ライトユニットが知られている。このサイドエッジ型の面状ライトユニットは、光源であるＬＥＤから導光板に光を入射させる際、ＬＥＤと導光板の間に透明で弾力性のある樹脂を挿入し、ＬＥＤから導光板内部に至る光路において反射等の損失を減らすことにより発光効率を向上させることがある。例えば、特許文献１の図１には、光源と、導光板と、光源及び導光板を密着させる中間層とを備えた面状ライトユニットが記載されている。
【０００３】
また、光源や導光板等を枠状のケースに収納し、導光板の側面を弾性部材で押圧して、光源や導光板等をケースに固定することがある。例えば、特許文献２の図１には、導光板の受光部となる側面の反対側の側面と、当該側面に対向する枠体の内壁面との間に設けられた弾性保持部が、導光板を光源に密着させながら枠体に固定する面状ライトユニットが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０３１０１号公報（図１）
【特許文献２】特開２００６−３１８８３０号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般にサイドエッジ型の面状ライトユニットは、発光効率や輝度の均一性など光学的な特性を維持するためＬＥＤと導光板との間の位置ずれを常に問題視している。特に、ＬＥＤと導光板の入射面の間に密着用の中間層を備えるようにすると、ＬＥＤ、中間層及び導光板の位置ずれにより、発光効率の低下や輝度の不均一等の光学特性の劣化が際立ってしまう。このため中間層を備えた面状ライトユニットでは、ＬＥＤ、中間層及び導光板をケースに収納する工程において、位置ずれを防ぐために、きわめて精密で高度な作業が要求される。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の面状ライトユニットは、光源となるＬＥＤと導光板の入射面との間に密着用の中間層として透明樹脂を配置してはいるが、ＬＥＤ、中間層及び導光板をケースに収納する際の位置ずれを考慮していない。このため、ＬＥＤ、中間層及び導光板が正しく配置されないことがある。
【０００７】
また、特許文献２に示された面状ライトユニットは、弾性保持部によって導光板をＬＥＤに密着させながら、当該導光板を枠体に固定することにより、耐衝撃性を向上させ、併せて安定した輝度特性を得ている。しかしながら、この面状ライトユニットは、ＬＥＤと導光板との間に透明樹脂を配置する構造にまでは言及していない。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、ＬＥＤと導光板の入射面との間に密着のため透明柔軟性樹脂を介在させても、ＬＥＤ、透明柔軟性樹脂及び導光板をケースに収納する際、ＬＥＤと導光板との間の位置ずれを起こすことなく容易に組み立てることができる面状ライトユニット及びその製造方法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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の面状ライトユニットは下記記載の構成と製造方法を採用する。
【００１０】
本発明の面状ライトユニットの製造方法は、ＬＥＤと、一方の面がＬＥＤに密着する透明柔軟性樹脂と、透明柔軟性樹脂の他方の面が密着する側面を入射面とし、入射面と直交する主面を出射面とする導光板と、ＬＥＤ、透明柔軟性樹脂及び導光板を収納するリアフレームと、を備えたサイドエッジ型の面状ライトユニットの製造方法において、導光板をリアフレームに収納する工程と、入射面に対向する導光板の側面に隣接するように弾性部材を配置する工程と、リアフレームの側壁を折り曲げて弾性部材を押圧し、導光板をリアフレームに固定する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、導光板の入射面は凹部構造を有し、透明柔軟性樹脂を凹部に嵌め込む工程を備えても良い。
【００１２】
また、ＬＥＤをリアフレームの側壁に固着する工程を備えても良い。
【００１３】
本発明の面状ライトユニットは、ＬＥＤと、一方の面がＬＥＤに密着する透明柔軟性樹脂と、透明柔軟性樹脂の他方の面が密着する側面を入射面とし、入射面と直交する主面を出射面とする導光板と、ＬＥＤ、透明柔軟性樹脂及び導光板を収納するリアフレームと、を備えたサイドエッジ型の面状ライトユニットにおいて、リアフレームの弾性部材が挿入された側の側壁の端部は、隣接する側壁と重なる係止壁を有し、係止壁には、隣接する側壁と係止する係止手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、導光板は、入射面と対向する側面の一部に弾性部材を保持する突起部が形成されても良い。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の面状ライトユニットの製造方法では、まず導光板をリアフレームの内部に収納する。次に入射面と対向する導光板の側面に隣接するように弾性部材を配置する。最後に弾性部材が配置された側の側壁を折り曲げて、弾性部材を押圧し、導光板をリアフレームに固定する。すなわち、リアフレームの側壁を折り曲げる作業だけで、ＬＥＤ、透明柔軟性樹脂及び導光板を位置ずれすることなくリアフレームの内部に固定できる。以上のように本発明の面状ライトユニットの製造方法は、ＬＥＤと導光板の入射面との間に密着のため透明柔軟性樹脂を介在させても、リアフレームにＬＥＤ及び導光板を収納する際、位置ずれが生じることなく、容易に組み立てることができる。
【００１６】
また本発明の面状ライトユニットでは、弾性部材が挿入される側のリアフレームの側壁が端部に係止壁を有し、係止壁に形成された係止手段が当該側壁に隣接する側壁と重なり、当該側壁と隣接する側壁とを係止する。すなわち、導光板をリアフレームに収納してから側壁を折り曲げたとき、弾性部材が側壁を押し返す力の一部分を係止壁が支える。これにより、リアフレームの側壁を折り曲げる作業だけで、ＬＥＤ、透明柔軟性樹脂及び導光板を位置ずれすることなくリアフレームの内部に確実に固定できる。以上のように本発明の面状ライトユニットは、ＬＥＤと導光板の入射面との間に密着のため透明柔軟性樹脂を介在させても、リアフレームにＬＥＤ及び導光板を収納する際、位置ずれが生じることなく、容易に組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態として示す面状ライトユニットの平面図である。
【図２】図１に示す面状ライトユニットの要部断面図である。
【図３】リアフレームの形成工程における、図１に示す面状ライトユニットに含まれるリアフレームの展開図である。
【図４】折り曲げ工程における、図１に示す面状ライトユニットに含まれるリアフレームの平面図と側面図である。
【図５】ＬＥＤをリアフレームに固着する工程における、図１に示す面状ライトユニットに含まれるリアフレームの平面図と断面図である。
【図６】透明柔軟性樹脂を導光板の凹部に嵌め込む工程における、図１に示す面状ライトユニットに含まれるエラストマー（透明柔軟性樹脂）と導光板の平面図と要部断面図である。
【図７】導光板をリアフレームの内部に収納する工程における、図１に示す面状ライトユニットの断面図である。
【図８】リアフレームの側壁の隙間に弾性部材を挿入する工程における、図１に示す面状ライトユニットの斜視図である。
【図９】リアフレームの側壁を折り曲げて係止する工程における、図１に示す面状ライトユニットの側面図である。
【図１０】図１に示す面状ライトユニットに含まれる係止手段の説明図である。
【図１１】リアフレームの側壁を折り曲げて係止する工程における、図１に示す面状ライトユニットの断面図である。
【図１２】リアフレームにフロントフレームを被せる工程における、図１に示す面状ライトユニットの断面図である。
【図１３】図１に示す面状ライトユニットの完成体の断面図である。
【図１４】図１に示す面状ライトユニットの拡大断面図である。
【図１５】第２実施形態として示す面状ライトユニットの側面図であり、リアフレームの側壁を折り曲げて導光板を固定する工程を示している。
【図１６】リアフレームにフロントフレームを被せる工程における、図１５に示す面状ライトユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図１〜図１６を参照して本発明の好適な第１及び第２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。図面の縮尺等は説明のため適宜変更し、また、構造が理解しやすいように一部を模式的に示している。
【００１９】
［第１実施形態］
［第１実施形態の構成説明：図１］
図１により第１実施形態として示す面状ライトユニット１の構成について説明する。面状ライトユニット１は、いわゆるサイドエッジ型である。面状ライトユニット１は、各要素部品を収納するリアフレーム１０、回路基板２１上に実装された複数のＬＥＤ２２、複数のＬＥＤ２２と導光板４０の間に配置される透明柔軟性樹脂であるエラストマー３０等によって構成される。なお、面状ライトユニット１は、リアフレーム１０を上部から覆うフロントフレーム６０や光学シート６２等（図１２参照）を有するが、ここでの図示は省略する。
【００２０】
リアフレーム１０は、底板を有する枠状体であり、アルミニウムからなる。リアフレーム１０は４つの側壁１２、１３、１４、１５を有し、内部にＬＥＤ２２、エラストマー３０、導光板４０等を収納する。側壁１２は、リアフレーム１０の正面に位置し、ＬＥＤ２２を実装した回路基板２１が固着される。側壁１３、１４は、リアフレーム１０の側面に位置し、側壁１５は、側壁１２と対向する位置にある。各側壁１２〜１５は、それぞれの端部が隣接し、枠状体を形成する。
【００２１】
回路基板２１は、ポリイミドをベースとする薄い短冊形状のＦＰＣ（フレキシブルプリンテッドサーキット）である。回路基板２１には、複数のＬＥＤ２２が所定の間隔で実装され、各ＬＥＤ２２に電力を供給するための電極（図示せず）が形成されている。回路基板２１は、側壁１２の内側に貼り付けられた伝熱テープ（両面テープ：図示せず）で固着される。ＬＥＤ２２は、青色ＬＥＤチップを蛍光樹脂で被覆したパッケージ品である。
【００２２】
導光板４０は、平板形状であり、一例として、厚さが２．０〜３．０ｍｍのポリカーボネートやアクリルなどからなる。導光板４０の一方の側面（図面の左側）には、入射面４１ａ（縦の破線で示す）が設けられている。入射面４１ａは、導光板４０に形成された細長い凹部４１の底面（図では右側）に設けられている。また、導光板４０には、入射面４１ａと直交する主面に出射面４２ａ（四角の破線で囲う）が設けられている。凹部４１の両脇（図面の上下）には出射面４２ａ側から平行に突出する支持部４３、４４が設けられている。支持部４３、４４は、リアフレーム１０の側壁１２（図面の左側）の内側に当接する。ここで、入射面４１ａを基準に支持部４３、４４が突出している長さを突出長Ｌ１とする。
【００２３】
エラストマー３０は、短冊形状であり、透明で柔軟性の高いシリコーン樹脂からなり、導光板４０の凹部４１に嵌め込まれている。エラストマー３０の一方の面は複数のＬＥＤ２２に密着し、他方の面は入射面４１ａに密着している。
【００２４】
入射面４１ａに対向する導光板４０の側面４５と、リアフレーム１０の側壁１５（図面の右側）との隙間に二つの弾性部材５１、５１が配置される。導光板４０は、弾性部材５１、５２の横ずれを防ぐため、側面４５の一部に複数の突起部４６ａ〜４６ｄを備えている。突起部４６ａと４６ｂは、対となって弾性部材５１を保持し、突起部４６ｃと４６ｄは、対となって弾性部材５２を保持する。なお、図１は、後述する第２実施形態にも適用される。
【００２５】
［ＬＥＤとエラストマーと導光板の位置関係の説明：図２］
次に図２により、面状ライトユニット１に含まれるＬＥＤ２２、エラストマー３０及び導光板４０の位置関係を詳細に説明する。図２は、図１に示す切断線Ａ−Ａ´に沿って描いた面状ライトユニット１の要部断面図である。図２に示すように、導光板４０の凹部４１は、底面（図では右側の面）に設けられた入射面４１ａと、この入射面４１ａを挟む入射側面４１ｂ、４１ｃとを有する。
【００２６】
入射側面４１ｂ、４１ｃは、凹部４１の外側に向かって広がっている。すなわち、図２に示すように、入射面４１ａの上端から下端までの距離より、凹部４１の外端における入射側面４１ｂと４１ｃとの間の距離の方が長い。
【００２７】
導光板４０は、主面に設けられた出射面４２ａと、出射面４２ａに対向する反射面４２ｂとを有する。反射面４２ｂの下面側には反射シート１８が配置される。反射シート１８は、樹脂からなり、導光板４０から漏れ出した光を反射させて出射面４２ａ側に戻す。
【００２８】
導光板４０の左端部（出射面４２ａの左側）には、断面椀状の反射曲面４９ａ、４９ｂが設けられている。
【００２９】
ＬＥＤ２２を実装した回路基板２１は、リアフレーム１０の側壁１２に位置決めされた状態で伝熱テープ（図示せず）で固着されている。
【００３０】
角柱形状であったエラストマー３０は、凹部４１に嵌め込まれ圧縮されると、その柔軟性により凹部４１の形状に合わせて変形する。このとき、エラストマー３０の一方の面（左側）は、複数のＬＥＤ２２と密着する。また、エラストマー３０の他方の面（右側）は、導光板４０の入射面４１ａと密着する。なお、ＬＥＤ２２の蛍光樹脂、エラストマー３０、及び、導光板４０の屈折率は略１．５である。すなわち、ＬＥＤ２２と導光板４０の入射面４１ａとは、間に空気層が介在せず、エラストマー３０によって機械的及び光学的に密着する。なお、光学的な密着だけに着目するなら導光板４０の凹部４１は無くても良く、導光板４０の側面に直に入射面４１ａを設けて、エラストマー３０を密着させても良い。凹部４１は、エラストマー３０の位置決めを容易にするとともに、振動や熱膨張などによるエラストマー３０の移動を回避できる。
【００３１】
［第１実施形態の製造工程の説明：図３〜図１３］
第１実施形態の面状ライトユニット１の製造工程について図３〜図１３を用いて説明する。
【００３２】
［リアフレーム１０の形成工程：図３］
図３によりリアフレーム１０の形成工程を説明する。この工程は、前述の「導光板をリアフレームの内部に収納する工程」に先んじてリアフレーム１０を準備する工程の一部である。図３はリアフレーム１０の展開図である。図３に示すように、リアフレーム１０の形成工程では、初めにアルミニウムの薄板を抜き加工等で展開形状にする。リアフレーム１０は、底板１１と、この底板１１を囲う４つの側壁１２〜１５と、側壁１５に接続する係止壁１６、１７で構成される。なお、図３に示す複数の破線は、リアフレーム１０の折り曲げ位置を示している。
【００３３】
側壁１５の一方の端部（図面上側）に接続する係止壁１６は、隣接する側壁１３の高さ程度にまで端部を延長するようにして形成される。係止壁１６の裏面には、係止手段である略半円形の凸部でなる係止部１６ａ（破線で示す）が形成される。また、隣接する側壁１３の表面には、折り曲げられた時に係止部１６ａと係止する位置に略半円形の凸部でなる係止部１３ａ（係止手段）が形成される。側壁１３、側壁１５及び係止壁１６が折り曲げられることで、側壁１３と係止壁１６が重なり、係止部１３ａと係止部１６ａが係止して、側壁１３と側壁１５が固定される。
【００３４】
同様に、側壁１５の他方の端部（図面下側）に接続する係止壁１７は、隣接する側壁１４の高さ程度にまで端部を延長するように形成される。係止壁１７の裏面には、係止手段である略半円形の凸部でなる係止部１７ａ（破線で示す）が形成される。隣接する側壁１４の表面には、折り曲げられた時に係止部１７ａと係止する位置に略半円形の凸部でなる係止部１４ａ（係止手段）が形成される。側壁１４、側壁１５及び係止壁１７が折り曲げられることで、側壁１４と係止壁１７が重なり、係止部１４ａと係止部１７ａが係止して、側壁１４と側壁１５が固定される。
【００３５】
なお、係止部１３ａ、１４ａ、１６ａ、１７ａの形状は略半円形の凸部に限定されず、側壁１５が折り曲げられたときに、両端に隣接する側壁１３、１４と固定できる構造であれば、どのような形状でもよい。また、係止部１３ａ、１４ａ、１６ａ、１７ａは、リアフレーム１０の抜き加工と同時に形成しても良いし、抜き加工後に形成しても良い。
【００３６】
［リアフレーム１０の折り曲げ工程：図４］
次に図４により、展開形状に形成されたリアフレーム１０（図３参照）の側壁１２〜１５を折り曲げる工程を説明する。この工程は、リアフレーム１０を準備する工程の一部である。図４（ａ）は折り曲げられたリアフレーム１０の平面図であり、図４（ｂ）は側面図である。図４に示すように、リアフレーム１０は、底板１１を基準として、図示しない折り曲げ治具により、側壁１２、１３、１４が内側に直角に折り曲げられる。
【００３７】
側壁１５は、係止壁１６、１７を内側に直角に折り曲げた後、底板１１を基準にして、直角より緩やかな角度になるよう内側に折り曲げられる。このとき係止壁１６と１７の一部分は側壁１３と１４の内側にそれぞれ入り込むが、係止部１３ａと１６ａ、及び、係止部１４ａと１７ａは重ならない。なお、側壁１５を直角より緩やかな角度までしか折り曲げない理由は、リアフレーム１０の内部に導光板４０を収納し、さらに弾性部材５１、５２を収納する際の作業性を向上させるためと、導光板４０等の収納後に、側壁１５を直角に折り曲げて導光板４０をリアフレーム１０の内部に固定するときの予備的な加工とするためである。
【００３８】
［ＬＥＤ２２の固着工程：図５］
次に図５により、ＬＥＤ２２をリアフレーム１０の側壁１２の内側に固着する工程を説明する。この工程もリアフレーム１０を準備する工程の一部である。図５（ａ）は、ＬＥＤ２２を実装した回路基板２１が固着されたリアフレーム１０の平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す切断線Ｃ−Ｃ´に沿って描いたリアフレーム１０の断面図である。
【００３９】
図５に示す工程では、ＬＥＤ２２を実装した回路基板２１は、背面に伝熱テープ２３（両面テープ）が貼られ、伝熱テープ２３によってリアフレーム１０の側壁１２の内側に固着される。すなわちＬＥＤ２２は回路基板２１及び伝熱テープ２３を介してリアフレーム１０に固着される。このとき、回路基板２１の位置ずれを防ぐために、回路基板２１の側面２１ａをリアフレーム１０の底板１１に当接させると良い。なお、回路基板２１は、伝熱テープ２３によって固着するのではなく、側壁１２の内側に置く（仮止めする）だけでも良い。
【００４０】
［エラストマー３０の嵌め込み工程：図６］
次に図６により、エラストマー３０を導光板４０の凹部４１に嵌め込む工程（以下、嵌め込み工程と呼ぶ）を説明する。図６（ａ）、（ｂ）は、嵌め込み工程におけるエラストマー３０と導光板４０の平面図及び要部断面図である。図６（ａ）に示すように、エラストマー３０の上下の面（一方の面と他方の面）には、細長いセパレータ（台紙）３１、３２が貼り付けられている。上側のセパレータ３１は、エラストマー３０の長手方向より長く、両端がはみ出ている。
【００４１】
嵌め込み工程では、まず、導光板４０の入射面４１ａ側のセパレータ３２（図６（ａ）ではセパレータ３１の下側）をはがす（図６（ｂ）の左側に示した状態）。続いて上側のセパレータ３１の両端（はみ出ている部分）を持って、エラストマー３０を矢印Ｄの方向に移動させ、導光板４０の凹部４１に嵌め込む。
【００４２】
続いてセパレータ３１を介してエラストマー３０を弱い力で押圧する（図６（ｂ）の右側に示した状態）。これにより、エラストマー３０は、凹部４１の形状に合うよう変形しながら入射面４１ａまで嵌め込まれ、入射面４１ａ等に粘着する。最後にセパレータ３１をはがす。
【００４３】
［導光板４０をリアフレーム１０に収納する工程：図７］
次に図７により、エラストマー３０を嵌め込んだ導光板４０をリアフレーム１０の内部に収納する工程を説明する。図７は、図５（ａ）に示す切断線Ｃ−Ｃ´と同様の位置で、この工程における面状ライトユニット１についてリアフレーム１０や導光板４０などを切断した断面図である。図７に示すように、エラストマー３０を嵌め込んだ導光板４０をリアフレーム１０の上部から矢印Ｅの方向に移動させて、リアフレーム１０の底板１１上に配置する。すなわち本工程では、導光板４０をリアフレーム１０の内部に収納する。なお、導光板４０には反射シート１８が貼り付けられている。
【００４４】
ここで、エラストマー３０は、弱い粘着性を示し、導光板４０の凹部４１に嵌め込まれているので、凹部４１からずれたり抜け落ちたりしない。また、前述したように、リアフレーム１０の側壁１５は、直角より緩やかな角度で曲げられているため、リアフレーム１０の側壁１２から側壁１５までの上端間距離Ｆは底板１１の幅より大きい。この結果、リアフレーム１０の内部に導光板４０を容易に収納でき、複数のＬＥＤ２２とエラストマー３０は中心が一致して向き合う。
【００４５】
［弾性部材５１、５２を挿入する工程：図８］
次に図８により、弾性部材５１、５２を挿入する工程を説明する。図８は弾性部材を挿入する工程を説明するために描いた、本工程における面状ライトユニット１の斜視図である。図８に示すように、導光板４０の側面４５と、直角より緩やかな角度で曲げられているリアフレーム１０の側壁１５との隙間に、弾性部材５１、５２を挿入する。ここで、弾性部材５１は側面４５の突起部４６ａと４６ｂの間に挿入し、弾性部材５２は側面４５の突起部４６ｃと４６ｄの間に挿入する。
【００４６】
面状ライトユニット１は、突起部４６ａ〜４６ｄにより導光板４０に対する弾性部材５１、５２の横ずれを防ぐことができる。前述したように、リアフレーム１０の側壁１５は直角より緩やかな角度で曲げられているので、側壁１５と導光板４０の側面４５との隙間の上端を広くでき、弾性部材５１、５２の挿入が容易になる。
【００４７】
［側壁１５を折り曲げて固定する工程：図９、図１０、図１１］
次に図９から図１１により、リアフレーム１０の側壁１５を直角に折り曲げ、リアフレーム１０に導光板４０を固定する工程を説明する。図９は、本工程における面状ライトユニット１の側面図である。なお、図中、リアフレーム１０に収納される導光板４０等及びリアフレーム１０の隠れてしまう部分を破線で記載する。図９に示すように、本工程では、リアフレーム１０のＬＥＤ２２側の側壁１２に押さえ治具１０１を当接させながら、側壁１５に曲げ治具１０２を当接させ、曲げ治具１０２を矢印Ｇの方向に移動させる。
【００４８】
以上のようにして、リアフレーム１０が押さえ治具１０１と曲げ治具１０２とによって挟まれた状態で、側壁１５が曲げ治具１０２の移動によって直角に折り曲げられる。この結果、側壁１４と側壁１５の係止壁１７が重なって、係止部１４ａと係止部１７ａが係止し、側壁１４に側壁１５が固定される。同様に、側壁１３と側壁１５の係止壁１６が重なって、係止部１３ａと係止部１６ａが係止し、側壁１３に側壁１５が固定される。
【００４９】
図１０は、本工程における係止手段の動作を示すために描いた、係止部１４ａ、１７ａが形成された部分を上部方向から見た部分拡大図である。図１０（ａ）は、係止部１４ａ、１７ａの最初の位置関係を示している。図１０（ａ）に示したように、側壁１５は緩やかな角度で曲げられているので、側壁１４に形成されている係止部１４ａと、係止壁１７に形成されている係止部１７ａとは離れた位置にある。
【００５０】
図１０（ｂ）に示すように、曲げ治具１０２を側壁１５に当接させて側壁１５を矢印Ｇの方向に移動する（図９参照）と、側壁１５は内側に折り曲げられ、係止部１４ａと係止部１７ａは互いの凸部が接触する。
【００５１】
図１０（ｃ）に示すように、曲げ治具１０２をさらに移動して側壁１５を直角になるまで折り曲げると、係止部１４ａと係止部１７ａは、互いの凸部を乗り越えて係止状態となり、側壁１４に側壁１５は固定される。また、図示しないが、対向する側の側壁１３の係止部１３ａと、係止壁１６の係止部１６ａも同様に機能して、側壁１３に側壁１５は固定される。
【００５２】
図１１は、本工程によって導光板４０等がリアフレーム１０に固定された面状ライトユニット１（図１に示した面状ライトユニット１に相当する）について、図１に示す切断線Ｂ−Ｂ´に沿って切断した断面図である。図１１に示すように、リアフレーム１０の側壁１５が直角に折り曲げられたことで、導光板４０は、側壁１５の隙間に挿入された弾性部材５１、５２を介してＬＥＤ２２側に押圧された状態となる。このとき導光板４０の支持部４３、４４（図１参照）はリアフレーム１０の側壁１２に当接するまで押し込まれている。また係止壁１６、１７が側壁１３、１４に係止されることにより側壁１５が補強されている。
【００５３】
ここで、伝熱テープを含んだ回路基板２１とＬＥＤ２２とエラストマー３０の各厚みを合計した長さＬ２（図１１は押圧後の状態を示している）が、支持部４３、４４の突出長Ｌ１（図１参照）より、所定量ДＬだけ長くなるように設計すると良い。
【００５４】
これにより、導光板４０が側壁１５の折り曲げによってＬＥＤ２２側に押圧されると、エラストマー３０は所定量ДＬ分だけ圧縮変形する。この結果、エラストマー３０はＬＥＤ２２の出光面２２ｂ及び導光板４０の入射面４１ａと確実に密着する。このときＬＥＤ２２の出光面２２ｂから導光板４０の入射面４１ａまでの間に空気層は存在し得ない。なお、エラストマー３０の圧縮変形の目安となる所定量ДＬは、エラストマー３０の圧力でＬＥＤ２２が破壊しない範囲で実験的に決めると良い。
【００５５】
前述したように、導光板４０の側面４５とリアフレーム１０の側壁１５との隙間に挿入された弾性部材５１、５２が導光板４０をＬＥＤ２２側に常に押圧しているので、導光板４０はリアフレーム１０の内部で確実に保持される。これにより、外部からの振動や衝撃等によって、導光板４０などがリアフレーム１０の内部で位置ずれすることを防ぐことができる。
【００５６】
これまでの説明で明らかなように面状ライトユニット１は、エラストマー３０を嵌め込んだ導光板４０をリアフレーム１０に収納し、弾性部材５１、５２を挿入した後、リアフレーム１０の側壁１５を曲げ治具１０２によって直角に折り曲げる作業だけで、導光板４０をリアフレーム１０の内部に固定することができる。
【００５７】
また、本工程では、側壁１５の折り曲げに際し導光板４０が水平方向にわずかな距離を移動するだけである。すなわち導光板４０の凹部４１に嵌め込まれているエラストマー３０は、リアフレーム１０に固定される際、外れたり位置ずれが生じたりせず、ＬＥＤ２２と導光板４０の間で正しく配置される。したがって面状ライトユニット１は、リアフレーム１０に導光板４０を固定する際の組み立て作業性が良い。なお、直角に折り曲げられた側壁１５は、係止手段によって固定されるので、次の工程に移る前に、押さえ治具１０１と曲げ治具１０２はリアフレーム１０から外して良い。
【００５８】
［フロントフレーム６０を被せる工程：図１２］
最後に図１２により、リアフレーム１０にフロントフレーム６０を被せて面状ライトユニット１を完成させる工程について説明する。図１２は、本工程における面状ライトユニット１の断面図である。図１２に示すように、リアフレーム１０の内部に固定された導光板４０の出射面４２ａに、光学シート６２を積層する。光学シート６２は、出射面４２ａ側から、拡散シート、プリズムシートとする。さらに必要に応じて反射型偏光板を追加する。光学シート６２を積層した後、リアフレーム１０の上部から開口部６１を有する枠状のフロントフレーム６０を被せ、図示しないフック等でリアフレーム１０に係止させる。以上により面状ライトユニット１が完成する。
【００５９】
［完成した面状ライトユニット１の動作説明：図１３］
図１３により、完成した面状ライトユニット１の動作を説明する。図１３は面状ライトユニット１の完成体の断面図である。図１３に示す面状ライトユニット１に対し、図示しない手段によって駆動電流を供給してＬＥＤ２２を発光させると、ＬＥＤ２２からの出射光は、導光板４０に入射した後、導光板４０の出射面４２ａから光学シート６２及びフロントフレーム６０に設けられた開口部６１を通過し、外部に出射される（出射光Ｐ）。フロントフレーム６０の開口部６１に隣接して液晶表示装置（図示せず）を配置すれば、面状ライトユニット１は、液晶表示装置のバックライトとして機能する。
【００６０】
［面状ライトユニット１の導光状態の説明：図１４］
図１４により面状ライトユニット１の導光状態について説明する。図１４は、図２の断面図から光学特性に強く係る部材だけを抜き出して示した拡大断面図である。図１４では、ＬＥＤ２２から導光板４０へ入射し、導光板４０内を伝搬しようとする光線を矢印で示している。
【００６１】
図１４に示すように、導光板４０には入射面４１ａの上下に反射曲面４９ａ、４９ｂが設けられている。また、導光板４０の出射面４２ａに対向する反射面４２ｂには、導光板４０内を伝搬する光の進行方向を変え、この光を出射面４２ａから出射させるためのドット（図示せず）が形成される。反射面４２ｂの下側には、空気層を介して反射シート（図示せず）を配置する。
【００６２】
良く知られているように、屈折率ｎ１の媒質から屈折率ｎ２の媒質に光が侵入しようとすると反射が発生する（以下、フレネル損という）。フレネル損は屈折率ｎ１と屈折率ｎ２の差が大きくなればなるほど大きくなる。面状ライトユニット１では、ＬＥＤ２２の蛍光樹脂、ＬＥＤ２２と導光板４０の間に介在するエラストマー３０、及び、導光板４０の屈折率が前述したように略１．５になっている。このため、ＬＥＤ２２の出光面２２ｂから導光板４０の入射面４１ａまでの間で屈折率の段差がほとんどない。すなわち、面状ライトユニット１では、フレネル損はほとんど発生しないため高い発光効率が得られる。
【００６３】
したがって、ＬＥＤ２２に内蔵されたＬＥＤチップ２０から導光板４０に向かう光線のうち中心付近の光線Ｐｓは、ＬＥＤチップ２０を封止する蛍光樹脂２２ａと導光板４０の入射面４１ａがエラストマー３０によって機械的及び光学的に密着しているので、フレネル損がほとんどない状態で導光板４０の内部に導かれていく。
【００６４】
また、斜め上方又は下方に向かう光線Ｐｈは、凹部４１の入射側面４１ｂ、４１ｃを通過して斜めに導光板４０に入射した後、反射曲面４９ａ、４９ｂによって全反射され、導光板４０の内部に導かれていく。この光線Ｐｈは、もし仮に反射曲面４９ａ、４９ｂがないとしたら多くの部分が導光板４０の上下の面から漏れ出してしまうものである。すなわち、フレネル損がほとんど発生しないため高い発光効率が得られる面状ライトユニット１は、反射曲面４９ａ、４９ｂによってさらに発光効率を向上させている。
【００６５】
前述のように、面状ライトユニット１は、リアフレーム１０に導光板４０と弾性部材５１、５２を収納した後、リアフレーム１０の側壁１５を折り曲げ、導光板４０をリアフレーム１０に固定している。すなわち、リアフレーム１０内に配置された導光板４０は、弾性部材５１、５２に押されてリアフレーム１０の内部を水平方向にわずかな距離だけ移動する。この結果、ＬＥＤ２２、エラストマー３０及び導光板４０は位置ずれを起こすことなく正しく配置される。また、面状ライトユニット１は、導光板４０を固定するための部品を増やす必要がないので、部品点数が少なく、組み立て性が優れているという特徴を有する、さらに面状ライトユニット１は、導光板４０を固定する側壁１５が、係止により補強されているので構造上の信頼性が高い。
【００６６】
［第２実施形態］
次に、図１５及び図１６により本発明の第２実施形態として示す面状ライトユニット２についてその構造と製造方法を説明する。図１５は、面状ライトユニット２の側面図であり、側壁１５で導光板４０を固定する直前の様子を示している。図１５で示すように面状ライトユニット２は、リアフレーム１０の側壁１５を固定する係止手段が無いことを特徴としており、その他の構成は、第１実施形態として示した面状ライトユニット１と同じである。
【００６７】
［面状ライトユニット２の製造工程の説明：図１５、図１６］
前述のように面状ライトユニット２は、第１実施形態として示した面状ライトユニット１と大部分が同じであるので、図１５、図１６では製造方法について異なる工程のみを説明する。
［側壁１５を折り曲げて固定する工程：図１５］
図１５により、リアフレーム１０の側壁１５を折り曲げて固定する工程を説明する。図１５は、リアフレーム１０の側壁１５を折り曲げて固定する工程における面状ライトユニット２の側面図である。図１５に示すように、リアフレーム１０のＬＥＤ２２側の側壁１２に対向する側壁１５は、直角より緩やかな角度で曲げられている。この状態から側壁１２、１５に押さえ治具１０１及び曲げ治具１０３を当接させ、側壁１５を曲げるため曲げ治具１０３を矢印Ｈの方向に移動させる。
【００６８】
側壁１５が曲げ治具１０３の移動によって直角に折り曲げられると、リアフレーム１０は押さえ治具１０１及び曲げ治具１０３によって挟まれた状態となる。面状ライトユニット２は側壁１５に係止手段がないので、面状ライトユニット１に比べ側壁１５の強度が弱い。そこで、後述する「フロントフレームを被せる工程」まで押さえ治具１０１及び曲げ治具１０３でリアフレーム１０を挟んだままにしておくと良い。
【００６９】
側壁１５が直角に折り曲げられた後、導光板４０は、弾性部材５１、５２を介してＬＥＤ２２側に押圧される。すなわち、導光板４０は、支持部４３、４４（図１参照）がリアフレーム１０の側壁１２に当接するまで押し込まれる。
【００７０】
以上のようにして、第１実施形態として示した面状ライトユニット１と同様に、導光板４０の凹部４１に嵌め込まれたエラストマー３０は、ＬＥＤ２２に当接するとともに圧縮変形し、ＬＥＤ２２と導光板４０の入射面４１ａを機械的及び光学的に確実に密着させる。
【００７１】
［フロントフレーム６０を被せる工程：図１６］
次に図１６により、リアフレーム１０にフロントフレーム６０を被せて面状ライトユニット２を完成させる工程について説明する。図１６は、本工程における面状ライトユニット２の断面図である。図１６に示すように、リアフレーム１０の側壁１２と側壁１５を押さえ治具１０１及び曲げ治具１０３で押さえた状態で、リアフレーム１０の内部に固定された導光板４０の出射面４２ａに光学シート６２を積層し、リアフレーム１０の上部から枠状のフロントフレーム６０を被せる。このとき、図示しないフック等でフロントフレーム６０とリアフレーム１０とを係止させて面状ライトユニット２が完成する。
【００７２】
フロントフレーム６０を被せるとき、押さえ治具１０１及び曲げ治具１０３がフロントフレーム６０に接触しないように、リアフレーム１０に対して下方にずらせると良い。このとき、押さえ治具１０１及び曲げ治具１０３を別の押さえ治具にしても良し、押さえ治具１０１及び曲げ治具１０３を用いなくても良い。
【００７３】
面状ライトユニット２は、フロントフレーム６０によりリアフレーム１０の側壁１５を補強している。これにより、側壁１５を固定する係止手段を設けることなく、組み立てることが可能となり、リアフレーム１０の形成工程を簡素化ができる。
【００７４】
なお、本発明の面状ライトユニットにおいて、ＬＥＤ側の側壁も補強する必要があるときには、当該側壁の両端にも係止壁を設けて係止部を形成し、当該側壁を他の側壁に係止させても良い。また、係止による補強だけでは強度が不足する場合、フロントフレームを被せるときに対向する側壁の両方を押さえ治具で押さえておいても良い。
【符号の説明】
【００７５】
１、２  面状ライトユニット
１０  リアフレーム
１１  底板
１２、１３、１４、１５  側壁
１６、１７  係止壁
１３ａ、１４ａ、１６ａ、１７ａ  係止部（係止手段）
２０  ＬＥＤチップ
２１  回路基板
２２  ＬＥＤ
３０  エラストマー（透明柔軟性樹脂）
４０  導光板
４１  凹部
４１ａ  入射面
４２ａ  出射面
４３、４４  支持部
４５  側面
４６ａ〜４６ｄ  突起部
５１、５２  弾性部材
６０  フロントフレーム
１０１  押さえ治具
１０２、１０３  曲げ治具
【図１】
2018125248.tif 000003
【図２】
2018125248.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018125248.tif 000006
【図５】
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【図６】
2018125248.tif 000008
【図７】
2018125248.tif 000009
【図８】
2018125248.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2018125248.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2018125248.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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