面発光装置、面発光装置を利用する面状照明装置及び広告表示装置
【課題】 広い発光面積を得ることを可能にする面発光装置を提供する。
【解決手段】 放熱部材１３を、給電ユニット収納部２５が導光板１５の裏面側に位置するように構成する。放熱部材１３をさらに、ＬＥＤ基板１１の複数の発光ダイオードＬＥＤが導光板１５の外端面１６と対向する姿勢になるようにＬＥＤ基板１１を支持するように構成する。
【解決手段】 放熱部材１３を、給電ユニット収納部２５が導光板１５の裏面側に位置するように構成する。放熱部材１３をさらに、ＬＥＤ基板１１の複数の発光ダイオードＬＥＤが導光板１５の外端面１６と対向する姿勢になるようにＬＥＤ基板１１を支持するように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光装置、面発光装置を利用する面状照明装置及び広告表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２００４−３２５６０４号公報［特許文献１］には、複数の発光ダイオードを備えた回路基板と電源を収納する表示ユニットホルダに発光面を備えた表示ユニットを備え、表示ユニットホルダ及び回路基板に放熱板を接続して、電源及び発光ダイオードからの熱を放熱する構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３２５６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の面発光装置では、発光面を備えた表示ユニットと表示ユニットホルダとが同一面方向に並んでいる。そのため複数の面発光装置を自由に並べることにより広い発光面積を確保することができなかった。
【０００５】
本発明の目的は、広い発光面積を得ることを可能にする面発光装置を提供することにある。
【０００６】
上記目的に加えて、本発明の他の目的は、放熱性能を向上させた面発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の面発光装置は、ＬＥＤ基板と、導光板と、放熱部材とを具備している。ＬＥＤ基板には、複数の発光ダイオードが列をなすように表面に実装されている。導光板は、ＬＥＤ基板に実装された複数の発光ダイオードからの光を外端面から内部に導光して、前面から放射する。放熱部材は、ＬＥＤ基板の裏面を熱伝達可能に支持して、ＬＥＤ基板からの熱を放熱する。本発明の放熱部材は特に、ＬＥＤ基板に沿って延びた状態で給電ユニットを収容する給電ユニット収納部を備えている。給電ユニットは、電源からＬＥＤ基板に電力を供給する給電線と、給電線の両端にそれぞれ配置された電気コネクタとからなる。放熱部材は、給電ユニット収納部が導光板の裏面側に位置するように構成されている。放熱部材はまた、ＬＥＤ基板の複数の発光ダイオードが導光板の外端面と対向する姿勢になるようにＬＥＤ基板を支持するように構成されている。このようにすると、給電ユニット収納部が導光板の裏面側に位置し、且つＬＥＤ基板が導光板の外端面と対向する姿勢で放熱部材に支持されるので、導光板の周囲に給電ユニット収納部が位置せず且つ導光板を正面から見たときのＬＥＤ基板の設置幅も狭くなる。そのため、複数の面発光装置を並べた場合において、正面側から見て発光しない領域を極力小さくすることが可能になる。
【０００８】
給電ユニット収納部の内部にＬＥＤ基板の少なくとも一部を収納し、ＬＥＤ基板の一部に電気コネクタを取り付けるようにすると、電気コネクタとＬＥＤ基板との電気的接続と電気コネクタの設置の両方を簡単に実現できる。
【０００９】
放熱部材は、給電ユニット収納部が形成されて導光板に沿って延びる主壁部と、この主壁部と直交し且つ導光板の外端面に沿って延びる周壁部とを備えた一面開口状の筺体とすることができる。このように構成すると、筐体全体から放熱をすることができるため、複数の面発光装置を並べた場合であっても必要十分な放熱性能を確保することができる。また、放熱部材即ち筐体が一面開口状に形成されているので、面発光装置の表面が筐体に覆われることがない。そのため、本発明の面発光装置では、発光面を最大限大きくすることができる。
【００１０】
放熱部材が筐体を構成する場合には、放熱部材は例えば主壁部が四角形形状を呈しており、周壁部が主壁部の４つの辺から延びる４つの側壁部から構成された形状とすることができる。筐体をこのような形状にすると、複数の面発光装置を最も近接した状態で並べて広い発光面積を確保することができる。なお主壁部が三角形、六角形または八角形等の多角形形状を有していてもよく、また主壁部を円形形状としてもよい。これらの場合には、周壁部を多角形の各辺または円の外周部から延びる形状とすることができる。
【００１１】
放熱部材が筐体を構成する本発明の面発光装置では、放熱部材即ち筐体は側壁部によって囲まれる開口部を備えた一面開口状に形成されている。そのため、導光板が開口部から外れないようするために、導光板を面発光装置に固定する必要がある。このような場合には、導光板を貫通し筐体の主壁部に固定される１以上の固定部材で、導光板を固定すればよい。このように構成すると、筐体を一面開口状にしても、導光板が面発光装置から外れることがなくなる。
【００１２】
筐体を一面開口状にして側壁部の端面だけが導光板の周囲に見えるように面発光装置を構成すると、複数の発光ダイオードから出る光のうち、導光板に入射せずに、ＬＥＤ基板付近から面発光装置の前面（発光面側）に向かう光も存在する。導光板に導光されせずに面発光装置の発光面に向かう光は、導光板から出る光よりも高い輝度を有している。そのため、ＬＥＤ基板付近の面発光装置の発光面には、複数の発光ダイオードに沿って輝線が生じる。そこで、複数の発光ダイオードから出て導光板に入射しなかった光の少なくとも一部を、面発光装置の発光面に向かう方向以外の方向に放射するプリズムを筐体の側壁部に沿って設けるのが好ましい。このようにすると、複数の発光ダイオードから出て導光板に入射しなかった光が、面発光装置の発光面に直接入射する量を減じることができるので、ＬＥＤ基板付近の面発光装置の発光面に、輝線が生じるのを阻止することができる。なお、プリズムが面発光装置の発光面に向かう方向以外の方向に放射する光の割合は、面発光装置の設計等により適宜に定めることができ、輝線が生じる箇所も面発光装置の平均輝度になるように設定することが望ましい。複数の発光ダイオードから出て導光板に入射しなかった光の殆どまたは全部を面発光装置の発光面に向かう方向以外の方向に放射することもできる。
【００１３】
筐体内には、ＬＥＤ基板が設けられた側壁部の一部分と対向する他の側壁部の一部分に沿って別のプリズムを配置してもよい。他の側壁部の一部分に沿って配置された別のプリズムは、導光板と他の側壁部との間の隙間から漏れ出た光の少なくとも一部を面発光装置の発光面に向かう方向以外の方向に放射する。導光板と他の側壁部との間の隙間から漏れ出た光も、導光板の表面から放射される光よりも高い輝度を有している。そのため、導光板と他の側壁部の一部分との間の隙間から漏れ出た光により、他の側壁部付近の面発光装置の発光面にも輝線が生じることがある。そこでこのような場合には、別のプリズムを配置することにより、他の側壁部付近の面発光装置の発光面に輝線が生じることを阻止することができる。
【００１４】
導光板の表面上には、導光板の表面から放射された光を拡散して透過する拡散板または拡散シートが直接または隙間をあけて配置するのが一般的である。この場合、拡散板または拡散シートは、外周縁が側壁部に近接する大きさを有しているのが好ましい。拡散板または拡散シートは、導光板の表面から放射された光を拡散するために、例えば乳白色のものを用いることができる。また拡散シートには、光を拡散するために加工が表面等に施された無色透明のプリズムシートやレンズシートを用いることもできる。このようにすると輝線発生の原因となる光の分散を促進できる。しかし、このように拡散板または拡散シートを配置した場合でも輝線の発生を確実に阻止することができない。そこでＬＥＤ基板を覆う拡散板または拡散シートの部分の上には、面発光装置の発光面に向かう方向以外の方向に少なくとも一部の光を放射するプリズムを側壁部に沿って配置するのが好ましい。特に拡散板または拡散シートが配置されている場合には、プリズムを配置するのが容易となる。またこの場合にも前述と同様にこのプリズムと対向する側壁部の他の部分に沿って別のプリズムを配置するのが好ましい。なお、プリズムのみで導光板の表面から放射された光を十分に拡散することができる場合には、プリズムを配置するのを容易にするために、透明の板またはシートを配置してもよい。
【００１５】
プリズムは、直交する第１及び第２の面と該第１及び第２の面とつながり傾斜する第３の面とを備えた細長い三角プリズムとすることができる。この場合には、第３の面が筐体の側壁部と対向するように配置する。このようなプリズムを用いると、プリズムがスぺーサとしても機能するので、スペーサを別部材として準備する必要がなくなる。なお、プリズムは、側壁面に沿った形状を有していればよく、面発光装置性能等に応じて、例えば底面が半円状の細長い柱体または底面が円弧状の細長い柱体のプリズムとしてもよい。また側壁が円形状に形成されている場合には、円形のプリズムとするのが好ましい。
【００１６】
具体的な面発光装置としては、例えば、導光板と主壁部との間に、反射シートまたは反射板を配置する。導光板の表面上には、プリズムを介して、導光板の表面から放射された光を拡散して透過する拡散シートまたは拡散板を配置する。そして、拡散シートまたは拡散板の上に光透過性を有する表面板を配置したものとすることができる。
【００１７】
建築基準法においては、建築用の用途・階数・部位などによって壁・床・梁などを耐火性能・防火性能を持つ構造及び材料で構成することが必要とされ、その対象となる場合には、天井照明を耐火・防火材で構成することが求められる。そこで、具体的な面発光装置においては、表面板は耐火・防火材である強化ガラスからなることが好ましい。このように構成すると、本発明の具体的な面発光装置を天井照明等に使用する場合に必要な耐火・防火上の性能を備えた表面板とすることができる。
【００１８】
本発明の面発光装置は、例えば複数並べて面状照明装置として使用することができる。特に、放熱部材が一面開口状の筺体からなる場合には、面発光装置の発光面側に筐体の一部が存在する比率が少ないため、隣り合う面発光装置間の境界の存在がわかりづらくなり、複数に並んだ面発光装置で一つの照明を形成している印象を面発光装置を見た者に与えることができる。
【００１９】
本発明の面発光装置は、表面板の裏面側に広告が記載された光透過性を有する広告シートが配置されている広告表示装置としても利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を天井照明に適用した場合の面発光装置を発光面側から見た正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面の端面図である。
【図３】図２の破線ＩＩＩで囲んだ部分の一部を分解して拡大した図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の面発光装置の一部を破断状態で示した図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態の面発光装置の一部を破断状態で示した図である。
【図６】図５の破線ＶＩで囲んだ部分の一部を分解して拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下図面を参照して本発明の面発光装置の実施の形態の例を詳細に説明する。図１は、本発明の面発光装置を天井照明に適用した場合の面発光装置１を発光面側（前面側）から見た正面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面の端面図、図３は図２の破線ＩＩＩで囲んだ部分の一部を分解して拡大した図である。この面発光装置１は、４カ所の固定部材３を用いて各部品が相互に固定された状態になっている。固定部材３は、ボルト３ａと、ボルト３ａを面発光装置の裏面側に固定するナット３ｂと、ボルト３ａの表示面側の先端を覆うカバー部材３ｃとから構成されている。なお面発光装置１の天井への取付方法は任意であるが、固定部材３を利用して、面発光装置１を天井に取り付けることができる。例えば、ナット３ｂを天井側に設置しておけば、図１の構造でもそのまま取付が可能である。
【００２２】
本実施の形態の面発光装置１は、長尺状のＬＥＤ基板１１と、筐体を構成する放熱部材１３と、導光板１５と、給電ユニット１７と、三角プリズム１９及び２１と、表面板２３と、反射シート２７とを備えている。ＬＥＤ基板１１は、表面に複数の発光ダイオードＬＥＤが列をなすように実装された回路パターン（図示せず）を有している。図示しない回路パターンは、複数の発光ダイオードＬＥＤにそれぞれ直流電圧または交流電圧を印加できるように構成されている。
【００２３】
放熱部材１３は、面発光装置１の裏面側に位置して導光板１５に沿って延びる主壁部１３ａと、主壁部１３ａと直交する４つの側壁部１３ｂ〜１３ｅからなる周壁部１３ｆとを備えている。放熱部材１３は、複数の発光ダイオードＬＥＤから出る熱を放熱するため、アルミニウムや銅のように熱伝導性の高い材料から形成されている。主壁部１３ａは、輪郭形状が四角形形状を有している。側壁部１３ｂ〜１３ｅからなる周壁部１３ｆは、主壁部１３ａの４つの辺から主壁部１３ａと直交する方向に延びている。放熱部材１３は、折り曲げ加工とプレス加工とにより形成されているため、側壁部１３ｂ〜１３ｅと主壁部１３ａは一体に成形されている。そして放熱部材１３は、４つの側壁部１３ｂ〜１３ｅからなる周壁部１３ｆによって囲まれた開口部１４を備えた一面開口状を呈している。ＬＥＤ基板１１は、４つの側壁部１３ｂ〜１３ｅのうち、１つの側壁部１３ｂに接着剤若しくは両面テープにより支持されている。
【００２４】
放熱部材１３の主壁部１３ａには、ＬＥＤ基板１１が設けられた側壁部１３ｂに沿って延びる凹部２４ａが形成されており、また側壁部１３ｂと対向する側壁部１３ｄに沿って延びる凹部２４ｂが形成されている。凹部２４ａ及び２４ｂは、開口部１４に向かって開口しており、また凹部２４ａ及び２４ｂの長手方向の両端がそれぞれ断面方向に開口している。本実施の形態では、凹部２４ａが、給電ユニット１７を収容する給電ユニット収納部２５を構成している。凹部２４ａの長手方向の両端からは、後述するコネクタ１８が嵌合されている。図３において、符号１８ａ及び１８ｂはコネクタ１８の端子である。給電ユニット１７を給電ユニット収納部２５に収納することにより、給電ユニット１７は導光板１５の裏面側に位置する。また主壁部１３ａには、固定部材３のボルト３ａが貫通する４つの貫通孔１３ｈが形成されている。
【００２５】
ＬＥＤ基板１１は、複数の発光ダイオードＬＥＤが導光板１５の外端面１６と対向する姿勢になるように、側壁部１３ｂに支持されている。具体的には、側壁部１３ｂにＬＥＤ基板１１の裏面が接着剤により熱伝達可能に取り付けられている。そのため本実施の形態によれば、放熱部材１３が、ＬＥＤ基板１１から発生する熱を側壁部だけでなく主壁部からも放熱する。
【００２６】
導光板１５は、透明なアクリル板により形成されており、放熱部材１３の主壁部１３ａに沿い、かつ、主壁部１３ａの全体に亘って延びるように輪郭が四角形形状に形成されている。導光板１５の４つの側面からなる外端面１６の一部（一つの側面１６ａ）は、ＬＥＤ基板１１の複数の発光ダイオードＬＥＤと対向するように配置されている。導光板１５は、ＬＥＤ基板１１の複数の発光ダイオードＬＥＤからの光を外端面１６に含まれる一つの側面１６ａから内部に導光して、導光した光を開口部１４に向かう前面から放射する。導光板１５の裏面には、導光板１５に入射した光を前面から放射するための反射シート２７が全面的に貼り付けられている。なお、導光板１５の裏面に反射シートを貼り付ける代わりに、導光板１５と放熱部材１３の主壁部１３ａとの間に、導光板１５の裏面側と全面的に対向する反射板を配置してもよい。また放熱部材１３の主壁部１３ａの表面を白色塗装することにより、反射シートの代わりとしてもよい。導光板１５には、固定部材３のボルト３ａが貫通する位置に、４つの貫通孔１５ｈが設けられている。導光板１５は、気温や発光ダイオードＬＥＤの発生する熱により、伸縮する。そのため、本実施の形態では、導光板１５の形状寸法を、ＬＥＤ基板１１の発光ダイオードＬＥＤ及び側壁部１３ｃ乃至１３ｅとの間に、伸縮を許容することができる隙間が形成されるように定めている。そのため、導光板１５が熱により伸縮しても、導光板１５の外端面１６がＬＥＤ基板１１の発光ダイオードＬＥＤまたは側壁部１３ｃ乃至１３ｅと接触して、発光ダイオードＬＥＤが壊れたり、導光板１５が変形することを防止することができる。
【００２７】
給電ユニット１７は、電源からＬＥＤ基板１１に電力を供給する図示しない２本の給電線と、この給電線の両端に設けられた一対のコネクタ１８とを備えている。２本の給電線は、ＬＥＤ基板１１に沿って延びており、両端には一対の電気コネクタ１８が配置されている。２本の給電線は、図３に示す端子１８ａ及び１８ｂに接続されている。なおＬＥＤ基板１１を給電ユニット収納部２５の内部に一部が収納される大きさとし、給電ユニット収納部２５の内部に収納されたＬＥＤ基板１１の一部に電気コネクタ１８を実装するようにしてもよい。この場合、給電ユニット１７は、図示しない接続手段を介してＬＥＤ基板１１の回路パターンに給電線から電力を供給する。なお、図２及び図３においては、理解を容易にするために、ＬＥＤ基板１１の厚み寸法を誇張して示している。給電線の両端に配置された電気コネクタ１８は、例えば、一方の端部のコネクタを２本の雄型端子を備えた雄型コネクタとし、他方の端部のコネクタを２本の雌型端子を備えた雌型コネクタとすることができる。
【００２８】
導光板１５の表面上には、ＬＥＤ基板１１及び側壁部１３ｂに沿うように、透明なアクリル製の細長い三角プリズム１９が配置されている。図３に示すように、三角プリズム１９は、導光板１５の表面と平行な第１の面１９ａと、導光板１５の表面及び第１の面１９ａと直交する第２の面１９ｂと、第１の面１９ａと第２の面１９ｂとつながり傾斜する第３の面１９ｃとを備えている。第３の面１９ｃは、側壁部１３ｂと対向するように設けられている。三角プリズム１９は、第１の面１９ａの一部が導光板１５に取り付けられており、導光板１５に取り付けられていない部分は、ＬＥＤ基板１１の表面側を覆っている。このように構成すると、複数の発光ダイオードＬＥＤから出る光のうち、導光板１５に入射せずに、ＬＥＤ基板１１付近から面発光装置１の前面（発光面側）に向かう光の大部分は、三角プリズム１９に第１の面１９ａから入射する。三角プリズム１９は、第１の面１９ａから入射した光の少なくとも一部を第３の面１９ｃで反射し、第２の面１９ｂから面発光装置１の発光面に向かう方向以外の方向に放射する。従って、複数の発光ダイオードＬＥＤから出た光が、直接の発光面に向かって放射される量を減じるので、ＬＥＤ基板１１付近の面発光装置１の発光面に、輝線が生じることがなくなり、発光面をほぼ均一に発光させることができる。
【００２９】
図２に示すように、導光板１５の表面上にはさらに、側壁部１３ｂと対向する側壁部１３ｄに沿って、透明なアクリル製の細長い別の三角プリズム２１が配置されている。この三角プリズム２１は、前述の三角プリズム１９と同様の構成を有している。三角プリズム２１は、第１の面２１ａの一部が導光板１５の表面と接触している。また三角プリズム２１は、第１の面２１ａと第３の面２１ｃとがつながる角部（三角柱の辺）が側壁部１３ｄと近接するように隙間を空けて配置されている。このように構成すると、導光板１５と側壁部１３ｄとの間の隙間から漏れ出て面発光装置１の前面に向かう光の大部分は、三角プリズム２１に第１の面２１ａから入射する。三角プリズム２１は、第１の面２１ａから入射した光の少なくとも一部を、第３の面２１ｃで反射して面発光装置１の発光面に向かう方向以外の方向に第２の面２１ｂから放射する。従って、導光板１５と側壁部１３ｄとの間の隙間から漏れ出た光が、面発光装置１の発光面に向かって直接放射される量が減じるので、側壁部１３ｄ付近の面発光装置１の発光面に、輝線が生じることがなくなり、発光面をほぼ均一に発光させることができる。
【００３０】
また放熱部材１３の側壁部１３ｂ及び側壁部１３ｄに沿う部分にそれぞれ三角プリズム１９及び２１をそれぞれ設けると、三角プリズム１９及び２１が、導光板１５と表面板２３とを所定の間隔に離隔するスペーサの一部として機能する。
【００３１】
導光板１５の前面側に、三角プリズム１９及び２１を介して配置された表面板２３は、拡散板として機能するフロントガラスや磨りガラスの強化ガラス２３ａと、フロントガラスや磨りガラスの強化ガラス２３ａの前面側に設けられた透明の強化ガラス２３ｂとからなる合せ強化ガラスとして構成されている。導光板１５と表面板２３の強化ガラス２３ａとの間には、固定部材３のボルト３ａが通る位置に、導光板１５と表面板２３とを所定の間隔に離隔する筒状のスペーサＳＰが設けられている。ボルト３ａはスペーサＳＰの内部を貫通する。従って本実施の形態においては、表面板２３は、三角プリズム１９及び２１と、スペーサＳＰとにより、導光板１５の前面側に所定の間隔をあけて配置されている。表面板２３は、外周面が放熱部材１３の側壁部１３ｂ〜１３ｅと僅かな隙間をあけて対向する大きさを有する四角形形状に形成されている。本実施の形態では、表面板２３が、建築基準法で耐火・防火が要求される建築物の天井照明に使用する場合に必要な耐火・防火上の性能を満たすために、強化ガラスにより構成されている。しかし耐火性・防火性を要求されない用途では、表面板２３を拡散板として機能する乳白色のアクリル板と透明なガラス調のアクリル板を重ね合わせて構成してもよい。
【００３２】
表面板２３の表面には、４つの固定部材３のボルト３ａの頭部を覆うカバー部材３ｃが４つ設けられている。本実施の形態においては、導光板１５及び表面板２３は、４つの固定部材３により主壁部１３ａに固定されている。
【００３３】
本実施の形態の面発光装置１では、給電ユニット収納部２５が導光板１５の裏面側に位置するように放熱部材１３を構成している。また放熱部材１３は、ＬＥＤ基板１１の複数の発光ダイオードＬＥＤが導光板１５の外端面１６に含まれる一つの側面１６ａと対向する姿勢になるようにＬＥＤ基板１１を支持している。従って、導光板１５の面方向に並ぶように給電ユニット収納部２５が位置せず、しかも導光板１５を正面から見たときのＬＥＤ基板１１の設置幅も狭くすることができる。そのため、面発光装置１を正面側から見た場合に、発光しない領域を極力小さくすることが可能になる。すなわち実質的に放熱部材１３の周壁部１３ｆの壁の厚みに相当する幅の非発光部を有する面発光装置１が得られる。
【００３４】
また本実施の形態では、放熱部材１３は、一面開口状の筺体として構成されている。そのため、ＬＥＤ基板１１で発生した熱を筐体全体から放熱をすることができ、複数の面発光装置を並べた場合であっても必要十分な放熱性能を確保することができる。また、固定部材３により、導光板１５及び表面板２３を主壁部１３ａに固定しているので、放熱部材１３の側壁部の構造を、導光板１５及び表面板２３の抜け止めを図るような構造とする必要がない。そのため面発光装置１の発光面が筐体の一部によって覆われるようなことがない。従って、発光面を最大限大きくすることができる。
【００３５】
図４は、本発明の第２の実施の形態の面発光装置の一部を破断状態で示した図である。図４に示す面発光装置のうち、図１に示す面発光装置と構造が同様の部材については、図１に付した符号に１００を加えた符号を付してその説明を省略する。本例の面発光装置１０１では、放熱部材１１３の他方の側壁部１１３ｄにも別のＬＥＤ基板１１２が設けられている。したがって導光板１１５には、放熱部材１１３の側壁部１１３ｂ及び１１３ｄと対向する外端面１１６の対向する２つの側面１１６ａ及び１１６ｂから光が入射される。また導光板１１５の表面上には、導光板１１５の表面から放射された光を拡散して透過する乳白色の拡散シート１３１が直接貼り付けられている。この拡散シート１３１は、外周縁が側壁部１１３ｂ〜１１３ｅに近接する大きさを有している。そして、２つの三角プリズム１１９及び１２１は、拡散シート１３１上に配置されている。なお、乳白色の拡散シートの代わりに、プリズムシートまたはレンズシートを用いてもよい。
【００３６】
拡散シート１３１の上には、拡散シート１３１と間隔を開けて光を拡散して透過する拡散板１３２が設けられている。拡散板１３２は、スペーサＳＰと、三角プリズム１１９及び１２１とにより、拡散シート１３１が貼り付けられた導光板１１５との間に所定の間隔を空けて配置されている。拡散板１３２は、外周縁が側壁部１１３ｂ〜１１３ｅに近接する大きさを有している。そして、拡散板１３２の表面側には、三角プリズム１１９及び１２１に対応する位置に、三角プリズム１３５及び１３７が設けられている。
【００３７】
更に拡散板１３２の上には、拡散板１３２から放射された光を拡散して透過する拡散板１３３がさらに設けられている。拡散板１３３は、スペーサＳＰと、三角プリズム１３５及び１３７とにより、拡散板１３２との間に所定の間隔を空けて配置されている。拡散板１３３は、外周縁が側壁部１１３ｂ〜１１３ｅに近接する大きさを有している。表面板１２３は、拡散板１３３の上に配置される。本実施の形態の表面板１２３は、２枚の透明な強化ガラス１２３ａ及び１２３ｂを重ねた合わせた透明な合せ強化ガラスである。
【００３８】
本実施の形態では、放熱部材１１３の主壁部１１３ａと周壁部１１３ｆとが別に形成されている。主壁部１１３ａは，周壁部１１３ｆの内部に入り込む第１の部分１１３ｘと、該１の部分１１３ｘと一体に設けられて周壁部１１３ｆに沿って延びる環状の第２の部分１１３ｙと、環状の第２の部分と一体に設けられて第１の部分１１３ｘと並行に延び且つ周壁部１１３ｆの外側に延び出る第３の部分１１３ｚとから構成されている。第３の部分１１３ｚの部分は、天井への取付の際にガイド部として利用される。周壁部１１３ｆと第２の部分１１３ｙとは、スポット溶接により接合されている。そして主壁部１１３ａの裏面には、２つのＬＥＤ基板１１１及び１１２が配置された２つの側壁部１１３ｂ及び１１３ｄと沿うように、カバー部材１１４ａ及び１１４ｂが固定されている。このカバー部材１１４ａ及び１１４ｂは、アルミニュームの板を折り曲げて形成されており、主壁部１１３ａに対してスポット溶接されている。カバー部材１１４ａ及び１１４ｂの長手方向の両端部は開放状態になっており、カバー部材１１４ａ及び１１４ｂと主壁部１１３ａにより囲まれた空間が給電ユニット１１７を収納する給電ユニット収納部１２５を構成している。なお図４には、給電ユニットの一部を構成する給電線１１８だけを図示してある。図示しないコネクタは、給電ユニット収納部１２５の両端部内に嵌合される。主壁部１１３ａの第１の部分１１３ｘには、ＬＥＤ基板１１１及び１１２と給電ユニット１１７の給電線１１８とを電気的に接続する接続部材が通る貫通孔が形成されている。また本実施の形態では、主壁部１１３ａの第１の部分１１３ｘ上にＣ形チャンネル材１４０が配置されている。このＣ形チャンネル材１４０は、スペーサと補強部材としての機能を果たしている。
【００３９】
本実施例の面発光装置によれば、２つの三角プリズムが重ねて設けられているので、ＬＥＤ基板１１１及び１１２が設けられた側壁部１１３ｂ及び１１３ｄ付近の表面板１２３の部分に輝線が発生することをより確実に防止することができる。
【００４０】
図５は、本発明の第３の実施の形態の面発光装置の一部を破断状態で示した図であり、図６は図５の破線ＶＩで囲んだ部分の一部を分解して拡大した図である。図５に示す面発光装置のうち、図１に示す面発光装置と構造が同様の部材については、図１に付した符号の数に２００を加えた数の符号を付してその説明を省略する。本例の面発光装置２０１では、放熱部材２１３の開口部２１４に枠部材２５１が設けられている。枠部材２５１は、放熱部材２１３の主壁部２１３ａと対向する外側の輪郭と内側の輪郭が相似形の四角形状を呈する環状板部２５１ａと、環状板部２５１ａと一体に設けられ環状板部２５１ａの板面と直交する方向に延び、放熱部材２１３の周壁部２１３ｆを構成する側壁部２１３ｂ乃至２１３ｅの外側に位置する側壁部２５１ｂ乃至２５１ｅとを備えている。枠部材２５１の側壁部２５１ｂ乃至２５１ｅと放熱部材２１３の側壁部２１３ｂ乃至２１３ｅには、それぞれ固定部材２０３としてのボルト２０３ａが貫通する貫通孔２５１ｈ及び２１３ｈがそれぞれ設けられている。枠部材２５１の側壁部２５１ｂ乃至２５１ｅと、放熱部材２１３の側壁部２１３ｂ乃至２１３ｅとは、貫通孔２５１ｈ及び２１３ｈを通ったボルト２０３ａの端部にナット２０３ｂが螺合されて相互に結合されている。枠部材２５１の環状板部２５１ａは、環状板部２５１ａの内縁が、放熱部材２１３の周壁部２１３ｆの内縁よりも内側に位置し且つ放熱部材２１３の内部に配置された表面板２２３の表面の外周部と対向または接触するように構成されている。このように構成すると、放熱部材２１３に固定された枠部材２５１の環状板部２５１ａにより、表面板２２３の抜け止めまたは落下防止が図られる。そのため最初の実施の形態のように、導光板２１５が面発光装置２０１から外れるのを防ぐために、面発光装置２０１の厚み方向を貫通する固定部材を取り付ける必要がなくなる。従って表面板２２３に貫通孔を設ける必要がなくなる。本実施の形態の表面板２２３は、１枚の透明な強化ガラスよりなる。表面板２２３の裏面には、乳白のアクリル板に広告を印刷した拡散板２３１が設けられている。本実施の形態では、発光面に固定部材が存在しないため、発光面全体を広告面として利用することができる。
【００４１】
上記実施の形態の説明においては、単体の面発光装置について説明したが、複数の面発光装置を並べて面状照明装置として使用してもよいのは勿論である。
【００４２】
また、本発明の面発光装置を広告表示装置として利用する場合には、表面板の裏面側に広告が記載された光透過性を有する広告シートを配置することができる。この場合には、表面板として、透明の表面板を用いる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の面発光装置によれば、放熱部材は、給電ユニット収納部が導光板の裏面側に位置するように構成されている。放熱部材はまた、ＬＥＤ基板の複数の発光ダイオードが導光板の外端面と対向する姿勢になるようにＬＥＤ基板を支持するように構成されている。従って、給電ユニット収納部が導光板の裏面側に位置し、且つＬＥＤ基板が導光板の外端面と対向する姿勢で放熱部材に支持されるので、導光板の周囲に給電ユニット収納部が位置せず且つ導光板を正面から見たときのＬＥＤ基板の設置幅も狭くなる。そのため、複数の面発光装置を並べた場合において、正面側から見て発光しない領域を極力小さくすることが可能になる。
【符号の説明】
【００４４】
１ 面発光装置
３ 固定部材
３ａ ボルト
３ｂ ナット
３ｃ カバー部材
１１ ＬＥＤ基板
１３ 放熱部材
１３ａ 主壁部
１３ｂ〜１３ｅ 側壁部
１３ｆ 周壁部
１３ｈ 貫通孔
１４ 開口部
１５ 導光板
１５ｈ 貫通孔
１６ 外端面
１６ａ 側面
１７ 給電ユニット
１８ コネクタ
１９ 三角プリズム
２１ 三角プリズム
２３ 表面板
２３ｈ 貫通孔
２５ 給電ユニット収納部
２７ 反射シート
３１ 拡散シート
ＬＥＤ 発光ダイオード
ＳＰ スペーサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光装置、面発光装置を利用する面状照明装置及び広告表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２００４−３２５６０４号公報［特許文献１］には、複数の発光ダイオードを備えた回路基板と電源を収納する表示ユニットホルダに発光面を備えた表示ユニットを備え、表示ユニットホルダ及び回路基板に放熱板を接続して、電源及び発光ダイオードからの熱を放熱する構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３２５６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の面発光装置では、発光面を備えた表示ユニットと表示ユニットホルダとが同一面方向に並んでいる。そのため複数の面発光装置を自由に並べることにより広い発光面積を確保することができなかった。
【０００５】
本発明の目的は、広い発光面積を得ることを可能にする面発光装置を提供することにある。
【０００６】
上記目的に加えて、本発明の他の目的は、放熱性能を向上させた面発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の面発光装置は、ＬＥＤ基板と、導光板と、放熱部材とを具備している。ＬＥＤ基板には、複数の発光ダイオードが列をなすように表面に実装されている。導光板は、ＬＥＤ基板に実装された複数の発光ダイオードからの光を外端面から内部に導光して、前面から放射する。放熱部材は、ＬＥＤ基板の裏面を熱伝達可能に支持して、ＬＥＤ基板からの熱を放熱する。本発明の放熱部材は特に、ＬＥＤ基板に沿って延びた状態で給電ユニットを収容する給電ユニット収納部を備えている。給電ユニットは、電源からＬＥＤ基板に電力を供給する給電線と、給電線の両端にそれぞれ配置された電気コネクタとからなる。放熱部材は、給電ユニット収納部が導光板の裏面側に位置するように構成されている。放熱部材はまた、ＬＥＤ基板の複数の発光ダイオードが導光板の外端面と対向する姿勢になるようにＬＥＤ基板を支持するように構成されている。このようにすると、給電ユニット収納部が導光板の裏面側に位置し、且つＬＥＤ基板が導光板の外端面と対向する姿勢で放熱部材に支持されるので、導光板の周囲に給電ユニット収納部が位置せず且つ導光板を正面から見たときのＬＥＤ基板の設置幅も狭くなる。そのため、複数の面発光装置を並べた場合において、正面側から見て発光しない領域を極力小さくすることが可能になる。
【０００８】
給電ユニット収納部の内部にＬＥＤ基板の少なくとも一部を収納し、ＬＥＤ基板の一部に電気コネクタを取り付けるようにすると、電気コネクタとＬＥＤ基板との電気的接続と電気コネクタの設置の両方を簡単に実現できる。
【０００９】
放熱部材は、給電ユニット収納部が形成されて導光板に沿って延びる主壁部と、この主壁部と直交し且つ導光板の外端面に沿って延びる周壁部とを備えた一面開口状の筺体とすることができる。このように構成すると、筐体全体から放熱をすることができるため、複数の面発光装置を並べた場合であっても必要十分な放熱性能を確保することができる。また、放熱部材即ち筐体が一面開口状に形成されているので、面発光装置の表面が筐体に覆われることがない。そのため、本発明の面発光装置では、発光面を最大限大きくすることができる。
【００１０】
放熱部材が筐体を構成する場合には、放熱部材は例えば主壁部が四角形形状を呈しており、周壁部が主壁部の４つの辺から延びる４つの側壁部から構成された形状とすることができる。筐体をこのような形状にすると、複数の面発光装置を最も近接した状態で並べて広い発光面積を確保することができる。なお主壁部が三角形、六角形または八角形等の多角形形状を有していてもよく、また主壁部を円形形状としてもよい。これらの場合には、周壁部を多角形の各辺または円の外周部から延びる形状とすることができる。
【００１１】
放熱部材が筐体を構成する本発明の面発光装置では、放熱部材即ち筐体は側壁部によって囲まれる開口部を備えた一面開口状に形成されている。そのため、導光板が開口部から外れないようするために、導光板を面発光装置に固定する必要がある。このような場合には、導光板を貫通し筐体の主壁部に固定される１以上の固定部材で、導光板を固定すればよい。このように構成すると、筐体を一面開口状にしても、導光板が面発光装置から外れることがなくなる。
【００１２】
筐体を一面開口状にして側壁部の端面だけが導光板の周囲に見えるように面発光装置を構成すると、複数の発光ダイオードから出る光のうち、導光板に入射せずに、ＬＥＤ基板付近から面発光装置の前面（発光面側）に向かう光も存在する。導光板に導光されせずに面発光装置の発光面に向かう光は、導光板から出る光よりも高い輝度を有している。そのため、ＬＥＤ基板付近の面発光装置の発光面には、複数の発光ダイオードに沿って輝線が生じる。そこで、複数の発光ダイオードから出て導光板に入射しなかった光の少なくとも一部を、面発光装置の発光面に向かう方向以外の方向に放射するプリズムを筐体の側壁部に沿って設けるのが好ましい。このようにすると、複数の発光ダイオードから出て導光板に入射しなかった光が、面発光装置の発光面に直接入射する量を減じることができるので、ＬＥＤ基板付近の面発光装置の発光面に、輝線が生じるのを阻止することができる。なお、プリズムが面発光装置の発光面に向かう方向以外の方向に放射する光の割合は、面発光装置の設計等により適宜に定めることができ、輝線が生じる箇所も面発光装置の平均輝度になるように設定することが望ましい。複数の発光ダイオードから出て導光板に入射しなかった光の殆どまたは全部を面発光装置の発光面に向かう方向以外の方向に放射することもできる。
【００１３】
筐体内には、ＬＥＤ基板が設けられた側壁部の一部分と対向する他の側壁部の一部分に沿って別のプリズムを配置してもよい。他の側壁部の一部分に沿って配置された別のプリズムは、導光板と他の側壁部との間の隙間から漏れ出た光の少なくとも一部を面発光装置の発光面に向かう方向以外の方向に放射する。導光板と他の側壁部との間の隙間から漏れ出た光も、導光板の表面から放射される光よりも高い輝度を有している。そのため、導光板と他の側壁部の一部分との間の隙間から漏れ出た光により、他の側壁部付近の面発光装置の発光面にも輝線が生じることがある。そこでこのような場合には、別のプリズムを配置することにより、他の側壁部付近の面発光装置の発光面に輝線が生じることを阻止することができる。
【００１４】
導光板の表面上には、導光板の表面から放射された光を拡散して透過する拡散板または拡散シートが直接または隙間をあけて配置するのが一般的である。この場合、拡散板または拡散シートは、外周縁が側壁部に近接する大きさを有しているのが好ましい。拡散板または拡散シートは、導光板の表面から放射された光を拡散するために、例えば乳白色のものを用いることができる。また拡散シートには、光を拡散するために加工が表面等に施された無色透明のプリズムシートやレンズシートを用いることもできる。このようにすると輝線発生の原因となる光の分散を促進できる。しかし、このように拡散板または拡散シートを配置した場合でも輝線の発生を確実に阻止することができない。そこでＬＥＤ基板を覆う拡散板または拡散シートの部分の上には、面発光装置の発光面に向かう方向以外の方向に少なくとも一部の光を放射するプリズムを側壁部に沿って配置するのが好ましい。特に拡散板または拡散シートが配置されている場合には、プリズムを配置するのが容易となる。またこの場合にも前述と同様にこのプリズムと対向する側壁部の他の部分に沿って別のプリズムを配置するのが好ましい。なお、プリズムのみで導光板の表面から放射された光を十分に拡散することができる場合には、プリズムを配置するのを容易にするために、透明の板またはシートを配置してもよい。
【００１５】
プリズムは、直交する第１及び第２の面と該第１及び第２の面とつながり傾斜する第３の面とを備えた細長い三角プリズムとすることができる。この場合には、第３の面が筐体の側壁部と対向するように配置する。このようなプリズムを用いると、プリズムがスぺーサとしても機能するので、スペーサを別部材として準備する必要がなくなる。なお、プリズムは、側壁面に沿った形状を有していればよく、面発光装置性能等に応じて、例えば底面が半円状の細長い柱体または底面が円弧状の細長い柱体のプリズムとしてもよい。また側壁が円形状に形成されている場合には、円形のプリズムとするのが好ましい。
【００１６】
具体的な面発光装置としては、例えば、導光板と主壁部との間に、反射シートまたは反射板を配置する。導光板の表面上には、プリズムを介して、導光板の表面から放射された光を拡散して透過する拡散シートまたは拡散板を配置する。そして、拡散シートまたは拡散板の上に光透過性を有する表面板を配置したものとすることができる。
【００１７】
建築基準法においては、建築用の用途・階数・部位などによって壁・床・梁などを耐火性能・防火性能を持つ構造及び材料で構成することが必要とされ、その対象となる場合には、天井照明を耐火・防火材で構成することが求められる。そこで、具体的な面発光装置においては、表面板は耐火・防火材である強化ガラスからなることが好ましい。このように構成すると、本発明の具体的な面発光装置を天井照明等に使用する場合に必要な耐火・防火上の性能を備えた表面板とすることができる。
【００１８】
本発明の面発光装置は、例えば複数並べて面状照明装置として使用することができる。特に、放熱部材が一面開口状の筺体からなる場合には、面発光装置の発光面側に筐体の一部が存在する比率が少ないため、隣り合う面発光装置間の境界の存在がわかりづらくなり、複数に並んだ面発光装置で一つの照明を形成している印象を面発光装置を見た者に与えることができる。
【００１９】
本発明の面発光装置は、表面板の裏面側に広告が記載された光透過性を有する広告シートが配置されている広告表示装置としても利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を天井照明に適用した場合の面発光装置を発光面側から見た正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面の端面図である。
【図３】図２の破線ＩＩＩで囲んだ部分の一部を分解して拡大した図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の面発光装置の一部を破断状態で示した図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態の面発光装置の一部を破断状態で示した図である。
【図６】図５の破線ＶＩで囲んだ部分の一部を分解して拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下図面を参照して本発明の面発光装置の実施の形態の例を詳細に説明する。図１は、本発明の面発光装置を天井照明に適用した場合の面発光装置１を発光面側（前面側）から見た正面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面の端面図、図３は図２の破線ＩＩＩで囲んだ部分の一部を分解して拡大した図である。この面発光装置１は、４カ所の固定部材３を用いて各部品が相互に固定された状態になっている。固定部材３は、ボルト３ａと、ボルト３ａを面発光装置の裏面側に固定するナット３ｂと、ボルト３ａの表示面側の先端を覆うカバー部材３ｃとから構成されている。なお面発光装置１の天井への取付方法は任意であるが、固定部材３を利用して、面発光装置１を天井に取り付けることができる。例えば、ナット３ｂを天井側に設置しておけば、図１の構造でもそのまま取付が可能である。
【００２２】
本実施の形態の面発光装置１は、長尺状のＬＥＤ基板１１と、筐体を構成する放熱部材１３と、導光板１５と、給電ユニット１７と、三角プリズム１９及び２１と、表面板２３と、反射シート２７とを備えている。ＬＥＤ基板１１は、表面に複数の発光ダイオードＬＥＤが列をなすように実装された回路パターン（図示せず）を有している。図示しない回路パターンは、複数の発光ダイオードＬＥＤにそれぞれ直流電圧または交流電圧を印加できるように構成されている。
【００２３】
放熱部材１３は、面発光装置１の裏面側に位置して導光板１５に沿って延びる主壁部１３ａと、主壁部１３ａと直交する４つの側壁部１３ｂ〜１３ｅからなる周壁部１３ｆとを備えている。放熱部材１３は、複数の発光ダイオードＬＥＤから出る熱を放熱するため、アルミニウムや銅のように熱伝導性の高い材料から形成されている。主壁部１３ａは、輪郭形状が四角形形状を有している。側壁部１３ｂ〜１３ｅからなる周壁部１３ｆは、主壁部１３ａの４つの辺から主壁部１３ａと直交する方向に延びている。放熱部材１３は、折り曲げ加工とプレス加工とにより形成されているため、側壁部１３ｂ〜１３ｅと主壁部１３ａは一体に成形されている。そして放熱部材１３は、４つの側壁部１３ｂ〜１３ｅからなる周壁部１３ｆによって囲まれた開口部１４を備えた一面開口状を呈している。ＬＥＤ基板１１は、４つの側壁部１３ｂ〜１３ｅのうち、１つの側壁部１３ｂに接着剤若しくは両面テープにより支持されている。
【００２４】
放熱部材１３の主壁部１３ａには、ＬＥＤ基板１１が設けられた側壁部１３ｂに沿って延びる凹部２４ａが形成されており、また側壁部１３ｂと対向する側壁部１３ｄに沿って延びる凹部２４ｂが形成されている。凹部２４ａ及び２４ｂは、開口部１４に向かって開口しており、また凹部２４ａ及び２４ｂの長手方向の両端がそれぞれ断面方向に開口している。本実施の形態では、凹部２４ａが、給電ユニット１７を収容する給電ユニット収納部２５を構成している。凹部２４ａの長手方向の両端からは、後述するコネクタ１８が嵌合されている。図３において、符号１８ａ及び１８ｂはコネクタ１８の端子である。給電ユニット１７を給電ユニット収納部２５に収納することにより、給電ユニット１７は導光板１５の裏面側に位置する。また主壁部１３ａには、固定部材３のボルト３ａが貫通する４つの貫通孔１３ｈが形成されている。
【００２５】
ＬＥＤ基板１１は、複数の発光ダイオードＬＥＤが導光板１５の外端面１６と対向する姿勢になるように、側壁部１３ｂに支持されている。具体的には、側壁部１３ｂにＬＥＤ基板１１の裏面が接着剤により熱伝達可能に取り付けられている。そのため本実施の形態によれば、放熱部材１３が、ＬＥＤ基板１１から発生する熱を側壁部だけでなく主壁部からも放熱する。
【００２６】
導光板１５は、透明なアクリル板により形成されており、放熱部材１３の主壁部１３ａに沿い、かつ、主壁部１３ａの全体に亘って延びるように輪郭が四角形形状に形成されている。導光板１５の４つの側面からなる外端面１６の一部（一つの側面１６ａ）は、ＬＥＤ基板１１の複数の発光ダイオードＬＥＤと対向するように配置されている。導光板１５は、ＬＥＤ基板１１の複数の発光ダイオードＬＥＤからの光を外端面１６に含まれる一つの側面１６ａから内部に導光して、導光した光を開口部１４に向かう前面から放射する。導光板１５の裏面には、導光板１５に入射した光を前面から放射するための反射シート２７が全面的に貼り付けられている。なお、導光板１５の裏面に反射シートを貼り付ける代わりに、導光板１５と放熱部材１３の主壁部１３ａとの間に、導光板１５の裏面側と全面的に対向する反射板を配置してもよい。また放熱部材１３の主壁部１３ａの表面を白色塗装することにより、反射シートの代わりとしてもよい。導光板１５には、固定部材３のボルト３ａが貫通する位置に、４つの貫通孔１５ｈが設けられている。導光板１５は、気温や発光ダイオードＬＥＤの発生する熱により、伸縮する。そのため、本実施の形態では、導光板１５の形状寸法を、ＬＥＤ基板１１の発光ダイオードＬＥＤ及び側壁部１３ｃ乃至１３ｅとの間に、伸縮を許容することができる隙間が形成されるように定めている。そのため、導光板１５が熱により伸縮しても、導光板１５の外端面１６がＬＥＤ基板１１の発光ダイオードＬＥＤまたは側壁部１３ｃ乃至１３ｅと接触して、発光ダイオードＬＥＤが壊れたり、導光板１５が変形することを防止することができる。
【００２７】
給電ユニット１７は、電源からＬＥＤ基板１１に電力を供給する図示しない２本の給電線と、この給電線の両端に設けられた一対のコネクタ１８とを備えている。２本の給電線は、ＬＥＤ基板１１に沿って延びており、両端には一対の電気コネクタ１８が配置されている。２本の給電線は、図３に示す端子１８ａ及び１８ｂに接続されている。なおＬＥＤ基板１１を給電ユニット収納部２５の内部に一部が収納される大きさとし、給電ユニット収納部２５の内部に収納されたＬＥＤ基板１１の一部に電気コネクタ１８を実装するようにしてもよい。この場合、給電ユニット１７は、図示しない接続手段を介してＬＥＤ基板１１の回路パターンに給電線から電力を供給する。なお、図２及び図３においては、理解を容易にするために、ＬＥＤ基板１１の厚み寸法を誇張して示している。給電線の両端に配置された電気コネクタ１８は、例えば、一方の端部のコネクタを２本の雄型端子を備えた雄型コネクタとし、他方の端部のコネクタを２本の雌型端子を備えた雌型コネクタとすることができる。
【００２８】
導光板１５の表面上には、ＬＥＤ基板１１及び側壁部１３ｂに沿うように、透明なアクリル製の細長い三角プリズム１９が配置されている。図３に示すように、三角プリズム１９は、導光板１５の表面と平行な第１の面１９ａと、導光板１５の表面及び第１の面１９ａと直交する第２の面１９ｂと、第１の面１９ａと第２の面１９ｂとつながり傾斜する第３の面１９ｃとを備えている。第３の面１９ｃは、側壁部１３ｂと対向するように設けられている。三角プリズム１９は、第１の面１９ａの一部が導光板１５に取り付けられており、導光板１５に取り付けられていない部分は、ＬＥＤ基板１１の表面側を覆っている。このように構成すると、複数の発光ダイオードＬＥＤから出る光のうち、導光板１５に入射せずに、ＬＥＤ基板１１付近から面発光装置１の前面（発光面側）に向かう光の大部分は、三角プリズム１９に第１の面１９ａから入射する。三角プリズム１９は、第１の面１９ａから入射した光の少なくとも一部を第３の面１９ｃで反射し、第２の面１９ｂから面発光装置１の発光面に向かう方向以外の方向に放射する。従って、複数の発光ダイオードＬＥＤから出た光が、直接の発光面に向かって放射される量を減じるので、ＬＥＤ基板１１付近の面発光装置１の発光面に、輝線が生じることがなくなり、発光面をほぼ均一に発光させることができる。
【００２９】
図２に示すように、導光板１５の表面上にはさらに、側壁部１３ｂと対向する側壁部１３ｄに沿って、透明なアクリル製の細長い別の三角プリズム２１が配置されている。この三角プリズム２１は、前述の三角プリズム１９と同様の構成を有している。三角プリズム２１は、第１の面２１ａの一部が導光板１５の表面と接触している。また三角プリズム２１は、第１の面２１ａと第３の面２１ｃとがつながる角部（三角柱の辺）が側壁部１３ｄと近接するように隙間を空けて配置されている。このように構成すると、導光板１５と側壁部１３ｄとの間の隙間から漏れ出て面発光装置１の前面に向かう光の大部分は、三角プリズム２１に第１の面２１ａから入射する。三角プリズム２１は、第１の面２１ａから入射した光の少なくとも一部を、第３の面２１ｃで反射して面発光装置１の発光面に向かう方向以外の方向に第２の面２１ｂから放射する。従って、導光板１５と側壁部１３ｄとの間の隙間から漏れ出た光が、面発光装置１の発光面に向かって直接放射される量が減じるので、側壁部１３ｄ付近の面発光装置１の発光面に、輝線が生じることがなくなり、発光面をほぼ均一に発光させることができる。
【００３０】
また放熱部材１３の側壁部１３ｂ及び側壁部１３ｄに沿う部分にそれぞれ三角プリズム１９及び２１をそれぞれ設けると、三角プリズム１９及び２１が、導光板１５と表面板２３とを所定の間隔に離隔するスペーサの一部として機能する。
【００３１】
導光板１５の前面側に、三角プリズム１９及び２１を介して配置された表面板２３は、拡散板として機能するフロントガラスや磨りガラスの強化ガラス２３ａと、フロントガラスや磨りガラスの強化ガラス２３ａの前面側に設けられた透明の強化ガラス２３ｂとからなる合せ強化ガラスとして構成されている。導光板１５と表面板２３の強化ガラス２３ａとの間には、固定部材３のボルト３ａが通る位置に、導光板１５と表面板２３とを所定の間隔に離隔する筒状のスペーサＳＰが設けられている。ボルト３ａはスペーサＳＰの内部を貫通する。従って本実施の形態においては、表面板２３は、三角プリズム１９及び２１と、スペーサＳＰとにより、導光板１５の前面側に所定の間隔をあけて配置されている。表面板２３は、外周面が放熱部材１３の側壁部１３ｂ〜１３ｅと僅かな隙間をあけて対向する大きさを有する四角形形状に形成されている。本実施の形態では、表面板２３が、建築基準法で耐火・防火が要求される建築物の天井照明に使用する場合に必要な耐火・防火上の性能を満たすために、強化ガラスにより構成されている。しかし耐火性・防火性を要求されない用途では、表面板２３を拡散板として機能する乳白色のアクリル板と透明なガラス調のアクリル板を重ね合わせて構成してもよい。
【００３２】
表面板２３の表面には、４つの固定部材３のボルト３ａの頭部を覆うカバー部材３ｃが４つ設けられている。本実施の形態においては、導光板１５及び表面板２３は、４つの固定部材３により主壁部１３ａに固定されている。
【００３３】
本実施の形態の面発光装置１では、給電ユニット収納部２５が導光板１５の裏面側に位置するように放熱部材１３を構成している。また放熱部材１３は、ＬＥＤ基板１１の複数の発光ダイオードＬＥＤが導光板１５の外端面１６に含まれる一つの側面１６ａと対向する姿勢になるようにＬＥＤ基板１１を支持している。従って、導光板１５の面方向に並ぶように給電ユニット収納部２５が位置せず、しかも導光板１５を正面から見たときのＬＥＤ基板１１の設置幅も狭くすることができる。そのため、面発光装置１を正面側から見た場合に、発光しない領域を極力小さくすることが可能になる。すなわち実質的に放熱部材１３の周壁部１３ｆの壁の厚みに相当する幅の非発光部を有する面発光装置１が得られる。
【００３４】
また本実施の形態では、放熱部材１３は、一面開口状の筺体として構成されている。そのため、ＬＥＤ基板１１で発生した熱を筐体全体から放熱をすることができ、複数の面発光装置を並べた場合であっても必要十分な放熱性能を確保することができる。また、固定部材３により、導光板１５及び表面板２３を主壁部１３ａに固定しているので、放熱部材１３の側壁部の構造を、導光板１５及び表面板２３の抜け止めを図るような構造とする必要がない。そのため面発光装置１の発光面が筐体の一部によって覆われるようなことがない。従って、発光面を最大限大きくすることができる。
【００３５】
図４は、本発明の第２の実施の形態の面発光装置の一部を破断状態で示した図である。図４に示す面発光装置のうち、図１に示す面発光装置と構造が同様の部材については、図１に付した符号に１００を加えた符号を付してその説明を省略する。本例の面発光装置１０１では、放熱部材１１３の他方の側壁部１１３ｄにも別のＬＥＤ基板１１２が設けられている。したがって導光板１１５には、放熱部材１１３の側壁部１１３ｂ及び１１３ｄと対向する外端面１１６の対向する２つの側面１１６ａ及び１１６ｂから光が入射される。また導光板１１５の表面上には、導光板１１５の表面から放射された光を拡散して透過する乳白色の拡散シート１３１が直接貼り付けられている。この拡散シート１３１は、外周縁が側壁部１１３ｂ〜１１３ｅに近接する大きさを有している。そして、２つの三角プリズム１１９及び１２１は、拡散シート１３１上に配置されている。なお、乳白色の拡散シートの代わりに、プリズムシートまたはレンズシートを用いてもよい。
【００３６】
拡散シート１３１の上には、拡散シート１３１と間隔を開けて光を拡散して透過する拡散板１３２が設けられている。拡散板１３２は、スペーサＳＰと、三角プリズム１１９及び１２１とにより、拡散シート１３１が貼り付けられた導光板１１５との間に所定の間隔を空けて配置されている。拡散板１３２は、外周縁が側壁部１１３ｂ〜１１３ｅに近接する大きさを有している。そして、拡散板１３２の表面側には、三角プリズム１１９及び１２１に対応する位置に、三角プリズム１３５及び１３７が設けられている。
【００３７】
更に拡散板１３２の上には、拡散板１３２から放射された光を拡散して透過する拡散板１３３がさらに設けられている。拡散板１３３は、スペーサＳＰと、三角プリズム１３５及び１３７とにより、拡散板１３２との間に所定の間隔を空けて配置されている。拡散板１３３は、外周縁が側壁部１１３ｂ〜１１３ｅに近接する大きさを有している。表面板１２３は、拡散板１３３の上に配置される。本実施の形態の表面板１２３は、２枚の透明な強化ガラス１２３ａ及び１２３ｂを重ねた合わせた透明な合せ強化ガラスである。
【００３８】
本実施の形態では、放熱部材１１３の主壁部１１３ａと周壁部１１３ｆとが別に形成されている。主壁部１１３ａは，周壁部１１３ｆの内部に入り込む第１の部分１１３ｘと、該１の部分１１３ｘと一体に設けられて周壁部１１３ｆに沿って延びる環状の第２の部分１１３ｙと、環状の第２の部分と一体に設けられて第１の部分１１３ｘと並行に延び且つ周壁部１１３ｆの外側に延び出る第３の部分１１３ｚとから構成されている。第３の部分１１３ｚの部分は、天井への取付の際にガイド部として利用される。周壁部１１３ｆと第２の部分１１３ｙとは、スポット溶接により接合されている。そして主壁部１１３ａの裏面には、２つのＬＥＤ基板１１１及び１１２が配置された２つの側壁部１１３ｂ及び１１３ｄと沿うように、カバー部材１１４ａ及び１１４ｂが固定されている。このカバー部材１１４ａ及び１１４ｂは、アルミニュームの板を折り曲げて形成されており、主壁部１１３ａに対してスポット溶接されている。カバー部材１１４ａ及び１１４ｂの長手方向の両端部は開放状態になっており、カバー部材１１４ａ及び１１４ｂと主壁部１１３ａにより囲まれた空間が給電ユニット１１７を収納する給電ユニット収納部１２５を構成している。なお図４には、給電ユニットの一部を構成する給電線１１８だけを図示してある。図示しないコネクタは、給電ユニット収納部１２５の両端部内に嵌合される。主壁部１１３ａの第１の部分１１３ｘには、ＬＥＤ基板１１１及び１１２と給電ユニット１１７の給電線１１８とを電気的に接続する接続部材が通る貫通孔が形成されている。また本実施の形態では、主壁部１１３ａの第１の部分１１３ｘ上にＣ形チャンネル材１４０が配置されている。このＣ形チャンネル材１４０は、スペーサと補強部材としての機能を果たしている。
【００３９】
本実施例の面発光装置によれば、２つの三角プリズムが重ねて設けられているので、ＬＥＤ基板１１１及び１１２が設けられた側壁部１１３ｂ及び１１３ｄ付近の表面板１２３の部分に輝線が発生することをより確実に防止することができる。
【００４０】
図５は、本発明の第３の実施の形態の面発光装置の一部を破断状態で示した図であり、図６は図５の破線ＶＩで囲んだ部分の一部を分解して拡大した図である。図５に示す面発光装置のうち、図１に示す面発光装置と構造が同様の部材については、図１に付した符号の数に２００を加えた数の符号を付してその説明を省略する。本例の面発光装置２０１では、放熱部材２１３の開口部２１４に枠部材２５１が設けられている。枠部材２５１は、放熱部材２１３の主壁部２１３ａと対向する外側の輪郭と内側の輪郭が相似形の四角形状を呈する環状板部２５１ａと、環状板部２５１ａと一体に設けられ環状板部２５１ａの板面と直交する方向に延び、放熱部材２１３の周壁部２１３ｆを構成する側壁部２１３ｂ乃至２１３ｅの外側に位置する側壁部２５１ｂ乃至２５１ｅとを備えている。枠部材２５１の側壁部２５１ｂ乃至２５１ｅと放熱部材２１３の側壁部２１３ｂ乃至２１３ｅには、それぞれ固定部材２０３としてのボルト２０３ａが貫通する貫通孔２５１ｈ及び２１３ｈがそれぞれ設けられている。枠部材２５１の側壁部２５１ｂ乃至２５１ｅと、放熱部材２１３の側壁部２１３ｂ乃至２１３ｅとは、貫通孔２５１ｈ及び２１３ｈを通ったボルト２０３ａの端部にナット２０３ｂが螺合されて相互に結合されている。枠部材２５１の環状板部２５１ａは、環状板部２５１ａの内縁が、放熱部材２１３の周壁部２１３ｆの内縁よりも内側に位置し且つ放熱部材２１３の内部に配置された表面板２２３の表面の外周部と対向または接触するように構成されている。このように構成すると、放熱部材２１３に固定された枠部材２５１の環状板部２５１ａにより、表面板２２３の抜け止めまたは落下防止が図られる。そのため最初の実施の形態のように、導光板２１５が面発光装置２０１から外れるのを防ぐために、面発光装置２０１の厚み方向を貫通する固定部材を取り付ける必要がなくなる。従って表面板２２３に貫通孔を設ける必要がなくなる。本実施の形態の表面板２２３は、１枚の透明な強化ガラスよりなる。表面板２２３の裏面には、乳白のアクリル板に広告を印刷した拡散板２３１が設けられている。本実施の形態では、発光面に固定部材が存在しないため、発光面全体を広告面として利用することができる。
【００４１】
上記実施の形態の説明においては、単体の面発光装置について説明したが、複数の面発光装置を並べて面状照明装置として使用してもよいのは勿論である。
【００４２】
また、本発明の面発光装置を広告表示装置として利用する場合には、表面板の裏面側に広告が記載された光透過性を有する広告シートを配置することができる。この場合には、表面板として、透明の表面板を用いる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の面発光装置によれば、放熱部材は、給電ユニット収納部が導光板の裏面側に位置するように構成されている。放熱部材はまた、ＬＥＤ基板の複数の発光ダイオードが導光板の外端面と対向する姿勢になるようにＬＥＤ基板を支持するように構成されている。従って、給電ユニット収納部が導光板の裏面側に位置し、且つＬＥＤ基板が導光板の外端面と対向する姿勢で放熱部材に支持されるので、導光板の周囲に給電ユニット収納部が位置せず且つ導光板を正面から見たときのＬＥＤ基板の設置幅も狭くなる。そのため、複数の面発光装置を並べた場合において、正面側から見て発光しない領域を極力小さくすることが可能になる。
【符号の説明】
【００４４】
１ 面発光装置
３ 固定部材
３ａ ボルト
３ｂ ナット
３ｃ カバー部材
１１ ＬＥＤ基板
１３ 放熱部材
１３ａ 主壁部
１３ｂ〜１３ｅ 側壁部
１３ｆ 周壁部
１３ｈ 貫通孔
１４ 開口部
１５ 導光板
１５ｈ 貫通孔
１６ 外端面
１６ａ 側面
１７ 給電ユニット
１８ コネクタ
１９ 三角プリズム
２１ 三角プリズム
２３ 表面板
２３ｈ 貫通孔
２５ 給電ユニット収納部
２７ 反射シート
３１ 拡散シート
ＬＥＤ 発光ダイオード
ＳＰ スペーサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光ダイオードが列をなすように表面に実装されているＬＥＤ基板と、
前記ＬＥＤ基板の前記複数の発光ダイオードからの光を外端面から内部に導光し前面から放射する導光板と、
前記ＬＥＤ基板の裏面を熱伝達可能に支持し且つ前記ＬＥＤ基板からの熱を放熱する放熱部材とを具備してなる面発光装置であって、
前記放熱部材は、電源から前記ＬＥＤ基板に電力を供給する給電線と前記給電線の両端にそれぞれ配置された電気コネクタとからなる給電ユニットを、前記ＬＥＤ基板に沿って延びた状態で収容する給電ユニット収納部を備えており、
前記給電ユニット収納部が前記導光板の裏面側に位置し且つ前記ＬＥＤ基板の前記複数の発光ダイオードが前記導光板の前記外端面と対向する姿勢になるように前記ＬＥＤ基板を支持するように前記放熱部材が構成されていることを特徴とする面発光装置。
【請求項２】
前記給電ユニット収納部の内部には前記ＬＥＤ基板の少なくとも一部が収納され、前記ＬＥＤ基板の前記少なくとも一部に前記電気コネクタが取り付けられている請求項１に記載の面発光装置。
【請求項３】
前記放熱部材は、前記給電ユニット収納部が形成されて前記導光板に沿って延びる主壁部と該主壁部と直交し且つ前記導光板の前記外端面に沿って延びる周壁部とを備えた一面開口状の筺体からなる請求項１に記載の面発光装置。
【請求項４】
前記放熱部材の前記主壁部の輪郭形状は四角形形状を呈しており、前記周壁部は前記主壁部の４つの辺から延びる４つの側壁部から構成されている請求項３に記載の面発光装置。
【請求項５】
前記導光板は前記導光板を貫通し前記筐体の前記主壁部に固定される１以上の固定部材により固定されている請求項３に記載の面発光装置。
【請求項６】
前記筐体内には、前記複数の発光ダイオードから出て前記導光板に入射しなかった光の少なくとも一部を、前記面発光装置の発光面に向かう方向以外の方向に放射するプリズムが、前記ＬＥＤ基板及び前記側壁部に沿って配置されている請求項３または４に記載の面発光装置。
【請求項７】
前記筐体内には、前記プリズムに沿う前記側壁部と対向する他の前記側壁部に沿って、前記導光板と前記側壁部の他の部分との間の隙間から漏れ出た光の少なくとも一部を前記発光面に向かう方向以外の方向に放射する別のプリズムが配置されている請求項６に記載の面発光装置。
【請求項８】
前記導光板の前記表面上には、前記導光板の前記表面から放射された光を拡散して透過する拡散板または拡散シートが直接または隙間をあけて配置され、
前記拡散板または拡散シートは、外周縁が前記側壁部に近接する大きさを有しており、
前記ＬＥＤ基板を覆う前記拡散板または拡散シートの部分の上には、前記面発光装置の発光面に向かう方向以外の方向に少なくとも一部の光を放射するプリズムが前記側壁部に沿って配置されている請求項３または４に記載の面発光装置。
【請求項９】
前記筐体内には、前記プリズムが沿う前記側壁部と対向する他の前記側壁部に沿って、前記拡散板または前記拡散シートと前記他の側壁部の部分との間の隙間から漏れ出た光の少なくとも一部を、前記面発光装置の前記発光面に向かう方向以外の方向に放射する別のプリズムが配置されている請求項８に記載の面発光装置。
【請求項１０】
前記プリズムは、直交する第１及び第２の面と該第１及び第２の面とつながり傾斜する第３の面とを備えた細長い三角プリズムからなり、前記第３の面が前記筐体の前記側壁部と対向するように配置されている請求項６乃至９のいずれか１項に記載の面発光装置。
【請求項１１】
前記導光板と前記主壁部との間には、反射シートまたは反射板が配置され、前記導光板の前記表面上には、前記プリズムを介して、前記導光板の前記表面から放射された光を拡散して透過する拡散シートまたは拡散板が配置され、前記拡散シートまたは拡散板の上に光透過性を有する表面板が配置されている請求項６または７に記載の面発光装置。
【請求項１２】
前記表面板が強化ガラスからなる請求項１１に記載の面発光装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の面発光装置が複数並べられて構成された面状照明装置。
【請求項１４】
請求項１１または１２に記載の面発光装置の前記表面板の裏面側に広告が記載された光透過性を有する広告板または広告シートが配置されている広告表示装置。
【請求項１】
複数の発光ダイオードが列をなすように表面に実装されているＬＥＤ基板と、
前記ＬＥＤ基板の前記複数の発光ダイオードからの光を外端面から内部に導光し前面から放射する導光板と、
前記ＬＥＤ基板の裏面を熱伝達可能に支持し且つ前記ＬＥＤ基板からの熱を放熱する放熱部材とを具備してなる面発光装置であって、
前記放熱部材は、電源から前記ＬＥＤ基板に電力を供給する給電線と前記給電線の両端にそれぞれ配置された電気コネクタとからなる給電ユニットを、前記ＬＥＤ基板に沿って延びた状態で収容する給電ユニット収納部を備えており、
前記給電ユニット収納部が前記導光板の裏面側に位置し且つ前記ＬＥＤ基板の前記複数の発光ダイオードが前記導光板の前記外端面と対向する姿勢になるように前記ＬＥＤ基板を支持するように前記放熱部材が構成されていることを特徴とする面発光装置。
【請求項２】
前記給電ユニット収納部の内部には前記ＬＥＤ基板の少なくとも一部が収納され、前記ＬＥＤ基板の前記少なくとも一部に前記電気コネクタが取り付けられている請求項１に記載の面発光装置。
【請求項３】
前記放熱部材は、前記給電ユニット収納部が形成されて前記導光板に沿って延びる主壁部と該主壁部と直交し且つ前記導光板の前記外端面に沿って延びる周壁部とを備えた一面開口状の筺体からなる請求項１に記載の面発光装置。
【請求項４】
前記放熱部材の前記主壁部の輪郭形状は四角形形状を呈しており、前記周壁部は前記主壁部の４つの辺から延びる４つの側壁部から構成されている請求項３に記載の面発光装置。
【請求項５】
前記導光板は前記導光板を貫通し前記筐体の前記主壁部に固定される１以上の固定部材により固定されている請求項３に記載の面発光装置。
【請求項６】
前記筐体内には、前記複数の発光ダイオードから出て前記導光板に入射しなかった光の少なくとも一部を、前記面発光装置の発光面に向かう方向以外の方向に放射するプリズムが、前記ＬＥＤ基板及び前記側壁部に沿って配置されている請求項３または４に記載の面発光装置。
【請求項７】
前記筐体内には、前記プリズムに沿う前記側壁部と対向する他の前記側壁部に沿って、前記導光板と前記側壁部の他の部分との間の隙間から漏れ出た光の少なくとも一部を前記発光面に向かう方向以外の方向に放射する別のプリズムが配置されている請求項６に記載の面発光装置。
【請求項８】
前記導光板の前記表面上には、前記導光板の前記表面から放射された光を拡散して透過する拡散板または拡散シートが直接または隙間をあけて配置され、
前記拡散板または拡散シートは、外周縁が前記側壁部に近接する大きさを有しており、
前記ＬＥＤ基板を覆う前記拡散板または拡散シートの部分の上には、前記面発光装置の発光面に向かう方向以外の方向に少なくとも一部の光を放射するプリズムが前記側壁部に沿って配置されている請求項３または４に記載の面発光装置。
【請求項９】
前記筐体内には、前記プリズムが沿う前記側壁部と対向する他の前記側壁部に沿って、前記拡散板または前記拡散シートと前記他の側壁部の部分との間の隙間から漏れ出た光の少なくとも一部を、前記面発光装置の前記発光面に向かう方向以外の方向に放射する別のプリズムが配置されている請求項８に記載の面発光装置。
【請求項１０】
前記プリズムは、直交する第１及び第２の面と該第１及び第２の面とつながり傾斜する第３の面とを備えた細長い三角プリズムからなり、前記第３の面が前記筐体の前記側壁部と対向するように配置されている請求項６乃至９のいずれか１項に記載の面発光装置。
【請求項１１】
前記導光板と前記主壁部との間には、反射シートまたは反射板が配置され、前記導光板の前記表面上には、前記プリズムを介して、前記導光板の前記表面から放射された光を拡散して透過する拡散シートまたは拡散板が配置され、前記拡散シートまたは拡散板の上に光透過性を有する表面板が配置されている請求項６または７に記載の面発光装置。
【請求項１２】
前記表面板が強化ガラスからなる請求項１１に記載の面発光装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の面発光装置が複数並べられて構成された面状照明装置。
【請求項１４】
請求項１１または１２に記載の面発光装置の前記表面板の裏面側に広告が記載された光透過性を有する広告板または広告シートが配置されている広告表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１６０３９７（Ｐ２０１２−１６０３９７Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０７７５（Ｐ２０１１−２０７７５）
【出願日】平成２３年２月２日（２０１１．２．２）
【出願人】（０００１１０２５１）トピー工業株式会社 (255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２日（２０１１．２．２）
【出願人】（０００１１０２５１）トピー工業株式会社 (255)
【Ｆターム（参考）】
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