JP2008293767A

JP2008293767A - 発光装置

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Publication number: JP2008293767A
Application number: JP2007137454A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Sato; 和隆佐藤; Shinzo Murase; 新三村瀬; Norihiro Sudo; 憲洋須藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-05-24
Filing date: 2007-05-24
Publication date: 2008-12-04

Abstract

【課題】本発明は、線状暗部の出現を解決するために、導光板の端部に切り欠き部を形成し、その内部に発光素子を収容した構成としても導光板の板厚を小さくしてコンパクト化が図れ、発光素子の実装密度を増加させても簡単な構成で効率良く放熱出来、発光素子近傍で異常輝点が発生することもない発光装置を提供することを可能にすることを目的としている。
【解決手段】導光板１の端部に設けられた切り欠き部３の内部に、光軸２ａが発光素子２の底面２ｂと平行に配置された発光素子２が、その光軸２ａが該導光板１の面方向と平行に配置して収容された構成であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子から出射される光を導光板の端部から照射して該導光板の表面を発光させる発光装置に関するものである。

導光板を用いた発光装置は、例えば、液晶バックライトとして多用されており、一般に背面に導光パターンを形成した透明樹脂板からなる導光板と、該導光板の背面に配置した反射板等の反射面と、該導光板の表面に配置した拡散板等の拡散面と、導光板の端面に対向させたＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）や冷陰極蛍光灯等の光源とを備え、光源から出射された光を導光板の端部から入射して導光パターンによって導光板の表面に形成された導光面から出光して拡散板を介して面発光を行うものである。

導光板は液晶バックライトの他、広告用ディスプレイや看板等にも使用され、この場合も基本構造は液晶バックライトの場合と変わらないが、更にこのような導光板を用いた照明単位体を形成し、これを多数隣設配置することで、例えば、建築物の壁面、床面、天井面に複数隣設配置することによって蛍光灯等に変わる照明器具としても使用出来る。

このような発光装置の一例として、特開２００４−１５２５５５号公報（特許文献１）に記載された技術が提案されている。

特開２００４−１５２５５５号公報

しかしながら、導光板を使用した照明単位体を形成し、これを隣接配置すると、照明単位体間に線状暗部が出現するという問題がある。即ち、導光板を使用することによって、照明単位体は該導光板、反射板、拡散板、光源等を支持したものとなるから、例えば、ボックス状のハウジングにこれらを収納した形態となり、仮に平板を用いて導光板を配置しても光源を該導光板に隣接する場合、該導光板に平行に該光源の支持ベースを設置するために、これ等ハウジングにおける立ち上がり片や光源の支持スペースが隣接する照明単位体間に位置して、これ等の影が照明単位体の照明面端部に該照明面を仕切るように現れることによって上記線状暗部が形成されることになる。

このような線状暗部が生じると、隣接相互の照明単位体が該線状暗部によって分断された外観を呈して照明単位体によって連続照明面を形成することを意図しても照明単位体毎の分断配置の照明面が形成され外観を損なう結果となる。

上記線状暗部の出現を解決するために、導光板の端部に切り欠き部を形成し、その内部に発光素子を収容することも考えられるが、その場合、発光素子を収容した部位の導光板の板厚が局部的に薄くなるため発光素子近傍の内部反射光が外部に発散することによって異常輝点が発生するといった問題もある。

また、特許文献１に示されたように、光源として発光光軸が発光素子底面と垂直に配置された発光素子が一般であるが、このような発光素子を用いた場合では、導光板端部に発光素子を対面させて配置する構造であるため、線状暗部の出現を解決するために、導光板の端部に切り欠き部を形成し、その内部に発光素子を収容した構成とするためには導光板の板厚が大きくなってしまうという問題があった。

また、照明として利用する場合には、導光板の光度増加の目的で発光素子の実装密度を増加させるため発光素子全体の発熱量が大きくなり別途放熱装置が必要になるといた問題があった。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、線状暗部の出現を解決するために、導光板の端部に切り欠き部を形成し、その内部に発光素子を収容した構成としても導光板の板厚を小さくしてコンパクト化が図れ、発光素子の実装密度を増加させても簡単な構成で効率良く放熱出来、発光素子近傍で異常輝点が発生することもない発光装置を提供せんとするものである。

前記目的を達成するための本発明に係る発光装置の第１の構成は、導光板の端部に設けられた切り欠き部の内部に、発光素子の光軸が該導光板の面方向と平行に配置して収容され、該導光板の端部に設けられた切り欠き部の壁面で前記発光素子の光軸よりも該導光板の表面側に該導光板の内部方向に延長された切り込み部を設けたことを特徴とする。

また、本発明に係る発光装置の第２の構成は、導光板の端部に設けられた切り欠き部の内部に、光軸が発光素子底面と平行に配置された発光素子が、その光軸が該導光板の面方向と平行に配置して収容されたことを特徴とする。

また、本発明に係る発光装置の第３の構成は、前記第２の構成において、前記導光板の端部に設けられた切り欠き部の壁面で前記発光素子の光軸よりも該導光板の表面側に該導光板の内部方向に延長された切り込み部を設けたことを特徴とする。

また、本発明に係る発光装置の第４の構成は、前記第１、第３の構成において、前記発光素子に対して前記導光板の表面側で且つ前記導光板の端部に設けられた切り欠き部の壁面から該導光板の内部方向に延長された切り込み部の壁面に亘って反射層を設けたことを特徴とする。

また、本発明に係る発光装置の第５の構成は、前記第１〜第４の構成において、前記導光板の背面側に放熱板を設けたことを特徴とする。

また、本発明に係る発光装置の第６の構成は、前記第１〜第５の構成において、前記導光板の端部に設けられた切り欠き部の内部に前記発光素子が収容された状態で、該切り欠き部が対向隣接するように複数の導光板を配列したことを特徴とする。

本発明に係る発光装置の第１の構成によれば、導光板の端部に設けられた切り欠き部の壁面で発光素子の光軸よりも該導光板の表面側に該導光板の内部方向に延長された切り込み部を設けたことにより、該切り込み部で光の透過が遮断されるため発光素子近傍で異常輝点が発生することがない。

また、本発明に係る発光装置の第２の構成によれば、導光板の端部に設けられた切り欠き部の内部に、光軸が発光素子底面と平行に配置された発光素子が、その光軸が該導光板の面方向と平行に配置して収容されたことにより薄型の発光素子を利用して導光板の板厚を小さくコンパクトに出来る。

また、本発明に係る発光装置の第３の構成によれば、導光板の端部に設けられた切り欠き部の壁面で発光素子の光軸よりも該導光板の表面側に該導光板の内部方向に延長された切り込み部を設けたことにより、該切り込み部で光の透過が遮断されるため発光素子近傍で異常輝点が発生することがない。

また、本発明に係る発光装置の第４の構成によれば、発光素子に対して導光板の表面側で且つ該導光板の端部に設けられた切り欠き部の壁面から該導光板の内部方向に延長された切り込み部の壁面に亘って反射層を設けたことで、発光素子近傍での異常輝点の発生をより効果的に防止することが出来る。

また、本発明に係る発光装置の第５の構成によれば、導光板背面に設けられる金属反射板を放熱板として利用することで、広い面積の金属反射板を放熱板として利用でき、発光素子の実装密度を増加させて導光板の光度増加を図り、照明として利用することが出来る。

また、本発明に係る発光装置の第６の構成によれば、導光板の端部に設けられた切り欠き部の内部に発光素子が収容された状態で、該切り欠き部が対向隣接するように複数の導光板を配列したことで、線状暗部や異常輝点がなく均一で広い面積の発光面を有する発光装置とすることが出来る。

図により本発明に係る発光装置の一実施形態を具体的に説明する。図１（ａ），（ｂ）は本発明に係る発光装置の構成を示す平面図及び断面図、図２（ａ），（ｂ）は本発明に係る発光装置を筐体に収容した構成を示す平面図及び断面図、図３は本発明に係る発光装置を隣接配置してパネル化した構成を示す断面説明図、図４（ａ）は他の発光装置の構成を示す断面図、図４（ｂ）は切り込み部で光の透過が遮断され発光素子近傍での異常輝点の発生を防止する原理を説明する模式図である。

図１〜図３において、１は光透過性の良好なアクリル樹脂等の透明樹脂で構成される導光板であり、該導光板１の端部には該導光板１の端辺全長に亘って発光素子２を収容し得る切り欠き部３が設けられている。導光板１は透明樹脂を射出成形することにより表面、背面及び外周端面を鏡面として切り欠き部３及び切り込み部５を一体成形することが出来、該導光板１の表面側（図１の上側）全面には射出成形時に一体的に成形されるか若しくはスクリーン印刷されるドットパターン等の導光パターンを形成した光拡散層７が設けられている。

発光素子２はその光軸２ａが該発光素子２の底面２ｂと平行に配置された水平発光型ＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）素子を採用しており、導光板１の端部に設けられた切り欠き部３の内部に、その光軸２ａが該導光板１の面方向（図１の左右方向）と平行に配置して収容されている。

このように、光軸２ａが発光素子２の底面２ｂと平行に配置された水平発光型ＬＥＤ素子では、、特許文献１に記載されたような従来の素子底面に対して垂直な光軸を持つ垂直発光型素子と比較して導光板１の板厚方向（図１の上下方向）の高さ寸法を小さくすることが出来るので、導光板１の板厚を小さくコンパクトにすることが出来、軽量化も出来る。

導光板１の背面側（図１の下側）全面には金属反射板を兼ねるアルミニウム板等の放熱板４が設けられており、該放熱板４は切り欠き部３の背面で且つ導光板１の端部壁面１ａに対応する位置まで延長されており、本実施形態の切り欠き部３は導光板１の端部と放熱板４とにより断面台形状で構成されている。

本実施形態では、導光板１の端部に設けられた切り欠き部３の内部に収容される発光素子２に対して該導光板１の表面側（図１の上側）で且つ該導光板１の端部に設けられた切り欠き部３の壁面3a1を外側（図１の左側）に向かって該導光板１の表面側（図１の上側）に傾斜する傾斜面としたことで張出導光部１ｂにまで入射してきた光の乱反射を有効に確保すると共に、反射層６により該張出導光部１ｂへの入射光のロスを防止して該張出導光部１ｂにおける導光を促進することが出来、張出導光部１ｂにおける線状暗部や異常輝点の出現を防止して導光板１全体の発光面の均一化を図ることが出来る。

放熱板４は放熱用貫通孔が設けられたアルミニウム等の金属板により構成することが出来、接着剤等を介して導光板１の背面に固定することが出来る。

導光板１の端部に設けられた切り欠き部３の壁面３ａで発光素子２の光軸２ａよりも該導光板１の表面側（図１の上側）には該導光板１の内部方向（図１の右側方向）に延長された断面方形状の切り込み部５が該導光板１の端辺全長に亘って設けられている。

切り込み部５の導光板１の内部方向（図１の右側方向）に延長された切り込み深さＤは３mm〜５mmで形成することが出来、該切り込み部５の図１の上下方向の幅は空気層が形成されれば機能を発揮することが出来、例えば０．１mm〜１．０mmで形成することが出来る。

発光素子２に対して導光板１の表面側（図１の上側）で且つ該導光板１の端部に設けられた切り欠き部３の壁面3a1から該導光板１の内部方向（図１の右側方向）に延長された切り込み部５の表面側（図１の上側）の壁面５ａに亘って反射層６が設けられている。反射層６は高反射率を有する発泡ポリエステル樹脂等の白色シートを接着剤等を介して導光板１に固定することが出来る。

図２は図１に示す発光装置Ａを樹脂板や金属板等により構成される筐体８内に収容した構成を示し、該筐体８に両面テープ等の接着層９を介して発光装置Ａが固定される。また、導光板１の表面側には透明樹脂板或いは半透明樹脂板等の透明カバー10が筐体８により支持されている。

図３は図１に示す発光装置Ａを隣接配置してパネル化した構成を示す断面説明図であり、隣接される互いの導光板１の端部に設けられた切り欠き部３の内部に発光素子２が収容された状態で、該切り欠き部３同士が互いに対向隣接するように複数の導光板１を配列したものである。このような発光パネルを図２と同様に筐体８及び透明カバー10内に収容して広い面積の発光パネルユニットを構成することが出来る。

上記構成によれば、導光板１の端部に設けられた切り欠き部３の内部に、光軸２ａが発光素子２の底面２ｂと平行に配置された発光素子２が、その光軸２ａが該導光板１の面方向と平行に配置して収容されたことにより薄型の発光素子２を利用して導光板１の板厚Ｗを小さくコンパクトに出来る。

また、導光板１の背面に設けられる金属反射板を放熱板４として利用することで、広い面積の金属反射板を放熱板４として利用でき、発光素子２の実装密度を増加させて導光板１の光度増加を図り、発光装置Ａを照明として利用することが出来る。

また、導光板１の端部に設けられた切り欠き部３の壁面３ａで発光素子２の光軸２ａよりも該導光板１の表面側に該導光板１の内部方向に延長された切り込み部５を設けたことにより、図４（ｂ）に示すように、該切り込み部５の空気層で光の透過が遮断されるため発光素子２近傍で異常輝点が発生することがない。

図４（ｂ）は導光板１の両端部に発光素子２が対向して設けられ、図示しない他方（図４（ｂ）の右側）に設けられた発光素子２からの反射光が切り込み部５の上方で反射する様子を示す。

また、発光素子２に対して導光板１の表面側で且つ該導光板１の端部に設けられた切り欠き部３の壁面3a1から該導光板１の内部方向に延長された切り込み部５の壁面５ａに亘って反射層６を設けたことで、発光素子２近傍での異常輝点の発生をより効果的に防止することが出来る。

また、導光板１の端部に設けられた切り欠き部３の内部に発光素子２が収容された状態で、該切り欠き部３が対向隣接するように複数の導光板１を配列したことで、線状暗部や異常輝点がなく均一で広い面積の発光面を有する発光装置Ａとすることが出来る。

図４（ａ）に示す発光素子２はその光軸２ａが該発光素子２の底面２ｂと垂直に配置された垂直発光型ＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）素子を採用した場合の一例であり、導光板１の端部に設けられた切り欠き部３の内部に、その光軸２ａが該導光板１の面方向（図４の左右方向）と平行に配置して収容されている。

このような発光素子２では放熱板４の端部に立上片４ａが設けられ、該立上片４ａに発光素子２の底面２ｂが固定されている。発光素子２とそれに対面する導光板１の端面との離間間隔は１mm以内に設定される。他の構成は前記実施形態と同様に構成され、同様の効果を得るものである。

本発明の活用例として、発光素子から出射される光を導光板の端部から照射して該導光板の表面を発光させる発光装置に適用出来、特に建物の壁面を広告ポスターとして連続的に照明する発光装置に適用出来る。このような発光装置は建物や構造物等の壁面の他、床面、天井面等に配置して連続照明面を形成し、天井に直列状に隣接配置して蛍光灯等に代わる照明器具として使用することが出来、発光装置の表面に模様、文字、或いはこれ等の組合せの表示を行って連続照明面を連続照明装飾面とし、照明看板、照明ディスプレイとして使用することが出来るものである。

（ａ），（ｂ）は本発明に係る発光装置の構成を示す平面図及び断面図である。（ａ），（ｂ）は本発明に係る発光装置を筐体に収容した構成を示す平面図及び断面図である。本発明に係る発光装置を隣接配置してパネル化した構成を示す断面説明図である。（ａ）は他の発光装置の構成を示す断面図、（ｂ）は切り込み部で光の透過が遮断され発光素子近傍での異常輝点の発生を防止する原理を説明する模式図である。

符号の説明

Ａ…発光装置
１…導光板
１ａ…端部壁面
１ｂ…張出導光部
２…発光素子
２ａ…光軸
２ｂ…底面
３…切り欠き部
３ａ，3a1…壁面
４…放熱板
４ａ…立上片
５…切り込み部
５ａ…壁面
６…反射層
７…光拡散層
８…筐体
９…接着層
10…透明カバー

Claims

導光板の端部に設けられた切り欠き部の内部に、発光素子の光軸が該導光板の面方向と平行に配置して収容され、該導光板の端部に設けられた切り欠き部の壁面で前記発光素子の光軸よりも該導光板の表面側に該導光板の内部方向に延長された切り込み部を設けたことを特徴とする発光装置。
導光板の端部に設けられた切り欠き部の内部に、光軸が発光素子底面と平行に配置された発光素子が、その光軸が該導光板の面方向と平行に配置して収容されたことを特徴とする発光装置。
前記導光板の端部に設けられた切り欠き部の壁面で前記発光素子の光軸よりも該導光板の表面側に該導光板の内部方向に延長された切り込み部を設けたことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
前記発光素子に対して前記導光板の表面側で且つ前記導光板の端部に設けられた切り欠き部の壁面から該導光板の内部方向に延長された切り込み部の壁面に亘って反射層を設けたことを特徴とする請求項１または請求項３に記載の発光装置。
前記導光板の背面側に放熱板を設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の発光装置。
前記導光板の端部に設けられた切り欠き部の内部に前記発光素子が収容された状態で、該切り欠き部が対向隣接するように複数の導光板を配列したことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の発光装置。