(57)【要約】【課題】  温度変化による樹脂部材の移動を防ぎ、発光効率の低下を防いで、品質及び信頼性を向上させ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では、導光板３に半導体発光素子２側に突出する複数の突起３ｄを設け、突起３ｄの先端面３ｈで帯状の柔軟性樹脂部材４を押圧して押えている。この突起３ｄが柔軟性樹脂部材４を押え込むことで、温度変化による柔軟性樹脂部材４の伸縮による移動を食い止める。このため、常に柔軟性樹脂部材４を適正な状態に保持することができ、半導体発光素子と柔軟性樹脂部材との間あるいは導光板と柔軟性樹脂部材との間に隙間が生じるのを防いで、発光効率の低下を防ぎ、品質及び信頼性を向上させることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
側端に入射面を有し、上面に出射面を有する導光板と、基板に実装され前記入射面の方向に光を照射する複数の半導体発光素子と、前記導光板の入射面と前記半導体発光素子との間に両者に密着した状態で配設された帯状の柔軟性樹脂部材と、を備えた面状ライトユニットであって、
前記導光板の入射面に、前記半導体発光素子側に突出する複数の突起を設け、突起の先端面で前記帯状の柔軟性樹脂部材を押圧することを特徴とする面状ライトユニット。
【請求項２】
前記複数の突起は、少なくとも前記入射面の両端部分に設けられている請求項１に記載の面状ライトユニット。
【請求項３】
前記複数の突起は、前記複数の半導体発光素子の間で半導体発光素子側に突出している請求項１に記載の面状ライトユニット。
【請求項４】
前記複数の突起は、前記複数の半導体発光素子の全ての間で半導体発光素子側に突出している請求項３に記載の面状ライトユニット。
【請求項５】
前記複数の突起と前記複数の半導体発光素子との間隔は、突起の先端面で前記帯状の柔軟性樹脂部材を押圧した時に前記柔軟性樹脂部材が略連続Ｓ字状に変形可能な間隔に設定されている請求項１又は４に記載の面状ライトユニット。
【請求項６】
前記複数の突起は、前記柔軟性樹脂部材を押圧する先端面に凹部及び凸部の一方又は両方を有する請求項１乃至５の一つに記載の面状ライトユニット。
【請求項７】
前記複数の突起は、その先端面を少なくとも前記複数の半導体発光素子の発光面に近づけた位置まで突出させている請求項１乃至５の一つ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、携帯電話、パーソナルコンピュータなどの携帯用電子機器、カーナビゲーションなどの車載用電子機器、などに使用されている液晶表示装置等を照明する面状ライトユニットに関するものであり、特に、品質及び信頼性を向上させたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
光源からの光を導光板の側面から入射し導光板の上面から出射して面状に発光するサイドエッジ型の面状ライトユニットでは、光源であるＬＥＤと導光板との間に透明で弾性を有する樹脂部材を介在させて、光源からの光の広がり角度の低下を抑えながら導光板に入射させることで反射等の損失を減らし、発光効率を向上させたものが提案されていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０３１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記面状ライトユニットの構造では、周囲の温度変化に対する耐性を確認する熱衝撃試験を行なうと、ＬＥＤと導光板との間に配置された樹脂部材が移動することがあった。これは樹脂部材の線膨張係数が、導光板やＬＥＤを実装した基板と異なるため、温度の上下によって樹脂部材が導光板とＬＥＤの間で伸び縮みして移動することが推測される。このように樹脂部材が移動すると、樹脂部材が変形してＬＥＤと樹脂部材との間又は導光板と樹脂部材との間に隙間が生じることがあり、それによって発光効率を低下させるという問題があった。
【０００５】
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、温度変化による樹脂部材の伸び縮みによる移動を防ぎ、発光効率の低下を防いで、品質及び信頼性を向上させ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】
【０００６】
本発明の面状ライトユニットは、側端に入射面を有し、上面に出射面を有する導光板と、基板に実装され前記入射面の方向に光を照射する複数の半導体発光素子と、前記導光板の入射面と前記半導体発光素子との間に両者に密着した状態で配設された帯状の柔軟性樹脂部材と、を備えた面状ライトユニットであって、前記導光板の入射面に、前記半導体発光素子側に突出する複数の突起を設け、突起の先端面で前記帯状の柔軟性樹脂部材を押圧する。この面状ライトユニットにおける前記導光板の複数の突起は、少なくとも前記入射面の両端部分に設けられているか、前記複数の半導体発光素子の間で半導体発光素子側に突出している。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の面状ライトユニットでは、導光板の入射面に、半導体発光素子側に突出する複数の突起を設けているので、この突起が柔軟性樹脂部材を押え込み、温度変化による柔軟性樹脂部材の伸び縮みによる移動を食い止める。このため、常に柔軟性樹脂部材を適正な状態に保持することができ、半導体発光素子と柔軟性樹脂部材との間あるいは導光板と柔軟性樹脂部材との間に隙間が生じるのを防いで、発光効率の低下を防ぎ、品質及び信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る面状ライトユニットの要部を示す横断面図である。
【図２】図１に示す面状ライトユニットの半導体発光素子が設けられている位置を示すＡ−Ａ部分での縦断面図である。
【図３】図１に示す面状ライトユニットの突起が設けられている位置を示すＢ−Ｂ部分での縦断面図である。
【図４】図１に示す面状ライトユニットにおける半導体発光素子と導光板を柔軟性樹脂部材から引き離した状態を示す上方前方から見た斜視図である。
【図５】図１に示す面状ライトユニットにおける半導体発光素子と導光板を柔軟性樹脂部材から引き離した状態を示す上方後方から見た斜視図である。
【図６】図１に示す面状ライトユニットにおける柔軟性樹脂部材を取り出してケースを透視した状態を示す斜視図である。
【図７】図３に示す導光板の突起の先端面に凹部を設けた例を示す断面図である。
【図８】図２に示す導光板の入射面周辺の形状を変更した例を示す断面図である。
【図９】図８に示す導光板における突起付近の形状を示す断面図である。
【図１０】図９に示す導光板の突起の先端面に凸部を設けた例を示す断面図である。
【図１１】図９に示す導光板の突起の先端面に凹部を設けた例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る面状ライトユニットの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面は、本発明の面状ライトユニットを模式的に表したものである。これらの実物の寸法および寸法比は、図面上の寸法および寸法比と必ずしも一致していない。また、重複説明は適宜省略させることがあり、同一部材には同一符号を付与することがある。さらに、本発明の技術的範囲は以下で説明する各実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。
【００１０】
本実施形態における面状ライトユニット１は、図１乃至図６に示すように、パッケージ化した半導体発光素子２と、略矩形平板状をなす導光板３と、半導体発光素子２と導光板３との間にそれらに密着した状態で配設された帯状の柔軟性樹脂部材４とを備えている。
【００１１】
半導体発光素子２は、発光ダイオード等からなり、導光板３の入射面側に対応する長さに設定されたフレキシブル回路基板等からなる基板５に複数個実装されている。本実施形態における半導体発光素子２は、均等な所定の間隔をあけて配置されている。
【００１２】
導光板３は、アクリル、ポリカーボネート、シリコーン等の透光性樹脂からなり、上面に出射面３ａを有し、一側面に入射面３ｂを有している。本実施形態における導光板３には、その一方の側面に横向きの凹欠部３ｃが形成されており、その凹欠部３ｃの底部に入射面３ｂが設けられている。また、導光板３には、入射面３ｂが設けられる一側面に半導体発光素子２側に突出する略直方体をなす突起３ｄが設けられている。この突起３ｄは、導光板３の入射面３ｂに対面する半導体発光素子２が設けられていない位置、即ち複数の半導体発光素子２の間に位置するように設けられている。また、本実施形態における導光板３の出射面３ａ及び底面３ｅにおける入射面３ｂ側の端部は、末端に向かって互いに近付くような曲面からなる反射形状部３ｆ、３ｇとなっており、入射面３ｂから入射した光を導光板３の内部に反射するように構成されている。
【００１３】
柔軟性樹脂部材４は、シリコーン、ウレタン等のエラストマからなり、透光性を有し、導光板３の入射面３ｂ、突起３ｄの先端面３ｈ及び半導体発光素子２の発光面２ａに密着可能な帯状の形状を有している。本実施形態における柔軟性樹脂部材４は、細長い帯状のものであり、その断面形状が略矩形となっている。
【００１４】
上記構成からなる半導体発光素子２と導光板３との間に配置された柔軟性樹脂部材４は、図１に示すように、導光板３の入射面３ｂと半導体発光素子２の発光面２ａとの間に挟まれてそれらに密着すると共に、導光板３の突起３ｄと基板５との間に挟まれる。突起３ｄと半導体発光素子２との間隔は、突起３ｄの先端面３ｈで柔軟性樹脂部材４を押圧した時に線膨張を考慮しつつ柔軟性樹脂部材４が略連続したＳ字状に変形可能な間隔に設定されている。このため、図１、図４乃至図６に示すように、導光板３と半導体発光素子２との間に挟まれた帯状の柔軟性樹脂部材４は、長手方向に略連続Ｓ字状に屈曲しながら厚み方向に圧縮される。なお、略連続Ｓ字状とは、帯状の柔軟性樹脂部材４が略一定のＳ字形状を繰り返ながら延びている全体形状を意味する。
【００１５】
上記のように略連続Ｓ字状に屈曲しながら圧縮された柔軟性樹脂部材４には、突起３ｄの先端面３ｈの角部３ｉに半導体発光素子２の発光面２ａの角部２ｂが食い込み、これにより柔軟性樹脂部材４の長手方向への移動が阻止される。その結果、温度の上下によって柔軟性樹脂部材４が伸縮しても長手方向へ移動を防ぐことができ、半導体発光素子２と柔軟性樹脂部材４との間あるいは導光板３と柔軟性樹脂部材４との間に隙間が生じるのを防ぐことができる。
【００１６】
また、本実施形態における柔軟性樹脂部材４は、無負荷状態の厚みの３分の２程度となるように半導体発光素子２と導光板３の入射面３ｂとの間で押圧されて圧縮されている。この柔軟性樹脂部材４は、半導体発光素子２を破壊しないように、半導体発光素子２と導光板３との間で圧縮されて約半分の厚み幅になった場合にその圧縮応力が所定の値、例えば１〜２ＭＰａ以下となるような柔軟性を有するように設定されている。この場合、柔軟性樹脂部材４は、０．１〜１ＭＰａ程度のヤング率を有するように柔軟性が設定されている。
【００１７】
また、突起３ｄの突出高さは、柔軟性樹脂部材４を挟んだときに、その先端面３ｈが少なくとも半導体発光素子２の発光面２ａと略同じ位置まで近づくか又は互い違いに少し食い込むように設定されている。これにより、柔軟性樹脂部材４を必要以上に圧迫することなく、柔軟性樹脂部材４の屈曲した部分が半導体発光素子２と突起３ｄとの間に引っ掛かって移動することを確実に阻止することができる。
【００１８】
なお、本実施形態では、図２乃至図６に示すように、箱状のケース６に導光板３、基板５及び半導体発光素子２が収められている。基板５及び半導体発光素子２は、ケース６の一方の壁部６ａに基板５が固着されることでケース６内に取り付けられている。また、導光板３は、一方の壁部６ａに対向する他方の壁部６ｂにゴム製バネ７を介して後端面３ｊが押し当てられ、ゴム製バネ７の圧力によって入射面３ｂが柔軟性樹脂材４を押圧しながら壁部６ａ，６ｂ間に保持されている。
【００１９】
また、本実施形態の構成において熱衝撃試験を行なう場合、図１に示したように、例えば半導体発光素子２の幅Ｗが２．５ｍｍ、半導体発光素子２の実装ピッチＰが９．８ｍｍ、柔軟性樹脂部材４の厚みＴが無負荷で１．５５ｍｍであるとした場合、以下のように各部を設定すればよい。突起３ｄに関しては、その幅ＰＷを３．３ｍｍに設定し、その突出高さを半導体発光素子２の突出高さとほぼ同一に設定することにより、柔軟性樹脂部材４を適正に圧縮した時に半導体発光素子２の発光面２ａと突起３ｄの先端面３ｈが略同じ位置に達するか又は互い違いに少し食い込むように設定することができる。また、柔軟性樹脂部材４に関しては、適正に圧縮された時にその厚みＴが１．０〜１．０５ｍｍ（無負荷時の約３分の２）となるように設定すれば、柔軟性樹脂部材４が半導体発光素子２と導光板３に密着した状態で略連続Ｓ字状をなすように屈曲して、温度の上下による柔軟性樹脂部材４の移動、変形を防ぐことができる。なお、突起３ｄの幅ＰＷを半導体発光素子２の実装ピッチＰあるいは柔軟性樹脂部材４の厚みに応じて変更することで、柔軟性樹脂部材４が最も好ましい略連続Ｓ字状をなすように屈曲させることができる。
【００２０】
一方、柔軟性樹脂部材４の上下方向の位置は、柔軟性樹脂部材４が導光板３の凹欠部３ｃに嵌め込まれることで位置決めされるが、図７に示すように、突起３ｄの先端面３ｈに凹部３ｋを設けることで、突起３ｄ付近における柔軟性樹脂部材４の上下方向の位置決めをより確かなものにすることができる。
【００２１】
また、図８及び図９に示すように、前述した反射形状部３ｆ，３ｇが設けられていない導光板３であっても、凹欠部３ｃと入射面３ｂが形成される前端面３ｎより突出した突起３ｄを、半導体発光素子２の間に突出するように形成することで、前述した構成と同様の作用、効果を得ることができる。
【００２２】
更に、図１０及び図１１に示すように、図９に示す突起３ｄの先端面３ｈに凸部３ｍあるいは凹部３ｋを形成することで、柔軟性樹脂部材４をより確実に位置決めすることが可能である。このとき、図１１に示された突起３ｄの凹部３ｋの深さを、図８に示された凹欠部３ｃの深さより浅くすることで、配設される柔軟性樹脂部材４は、略連続したＳ字状を確保することができる。
【００２３】
また、突起３ｄの先端面３ｈに凸部３ｍや凹部３ｋをそれぞれ設けるだけでなく、柔軟性樹脂部材４に食い込むような細かな凹凸面を設けても、柔軟性樹脂部材４の移動阻止に有効である。
【００２４】
上記実施形態においては、突起３ｄを半導体発光素子２の間に配置しているが、導光板３の入射面３ｂが設けられている端面の両端に少なくとも設けられていれば、柔軟性樹脂部材４の移動を阻止することが可能である。但し、この場合には、柔軟性樹脂部材４が導光板４の中央方向に溜まるように変形して、その他の部分の厚みが細くなる現象が生じる可能性があるため、半導体発光素子２を挟むように複数の半導体発光素子２の全ての間に突起３ｄを配置することが好ましい。
【符号の説明】
【００２５】
１  面状ライトユニット
２  半導体発光素子
２ａ  発光面
２ｂ  角部
３  導光板
３ａ  出射面
３ｂ  入射面
３ｃ  凹欠部
３ｄ  突起
３ｅ  底面
３ｆ，３ｇ  反射形状部
３ｈ  先端面
３ｉ  角部
３ｊ  後端面
３ｋ  凹部
３ｍ  凸部
３ｎ  前端面
４  柔軟性樹脂部材
５  基板
６  ケース
６ａ，６ｂ  壁部
７  ゴム製バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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