JP2006331960A

JP2006331960A - 照明装置

Info

Publication number: JP2006331960A
Application number: JP2005156487A
Authority: JP
Inventors: Koichi Jinushi; 浩一地主
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2005-05-30
Filing date: 2005-05-30
Publication date: 2006-12-07

Abstract

【課題】本発明は、熱抵抗を抑制し放熱効率を向上させることを可能とする照明装置を提供する。
【解決手段】照明装置１は、第一の電極と第二の電極とを備え導電性の給電部材に実装される発光素子２と、少なくとも前記発光素子２を収納してなる筐体４と、を備え、前記給電部材は、第一の給電部材１１と第二の給電部材１２とからなり、前記第一の電極は、第一の給電部材１１に接続され、前記第二の電極は、第二の給電部材１２に接続され、前記第一の給電部材１１と前記第二の給電部材１２のうち少なくとも一方が放熱性の高い部材からなり前記筐体４の一部を成す。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明装置に関し、特に、チップ型発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いる面状照明装置の構造に関する。

特許文献１に開示される面光源装置は、導光体の端部に光源を配するエッジライト方式の照明装置である。光源として用いられるＬＥＤは、光出力（光束）を大きくするために電力負荷を増やすと、発熱し、その熱によって熱破壊や断線などの問題が発生しやすい。そのため、特に光源としてＬＥＤを用いる照明装置には、優れた放熱効率が求められている。特許文献１は、ＬＥＤの実装される基板が筐体に設けられ、ＬＥＤの発熱は、ＬＥＤの電極，半田及び絶縁層を介して基板に伝わり、基板が設けられ外部に露出する筐体から放熱される。

特開平２００５−３８７７１号公報

しかしながら、特許文献１に開示される照明装置は、ＬＥＤで発生した熱を基板上を被覆する絶縁層，基板，基板と筐体との接続部材等を介して放熱するため、熱抵抗が大きく、
十分な放熱効率を得ることができないという恐れがあった。

そこで、本発明は、熱抵抗を抑制し放熱効率を向上させることを可能とする照明装置を提供することを目的とする。

本発明は、前述した課題を解決するため、第一の電極と第二の電極とを備え導電性の給電部材に実装される発光素子と、少なくとも前記発光素子を収納してなる筐体と、を備え、前記給電部材は、第一の給電部材と第二の給電部材とからなり、前記第一の電極は、前記第一の給電部材に接続され、前記第二の電極は、前記第二の給電部材に接続され、前記第一の給電部材と前記第二の給電部材のうち少なくとも一方が前記筐体の一部を成す。

また、請求項２に記載のように、前記筐体は、前記第一の給電部材と前記第二の給電部材とから構成される。

また、請求項３に記載のように、前記筐体は、その内壁が反射面である。

本発明は、熱抵抗を抑制し放熱効率を向上させることを可能とする照明装置を提供することができる。

以下、添付図面に基づいて、本発明を適用した照明装置の実施形態を説明する。

図１から図２は、本発明の第一の実施形態を示す。図１は、照明装置１の組み付け斜視図であり、図２は、図１における給電部材（発光素子実装面）のＡ−Ａ断面図である。

照明装置１は、図１に示すように、発光素子２と、導光体（導光部材）３と、を筐体４に収納してなり、例えば、液晶パネル，透過性パネルからなる広告や看板等のバックライトとして用いられる。

発光素子２は、チップ型トップビュータイプの発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、照明装置１の一側端から光を供給するエッジライトである。発光素子２は、後に詳述する導光体３入射面３１に略均等に配置されるように筐体４の一側面に半田Ｓにより直接実装される。（なお、発光素子２は導電性接着剤等によって実装されるものであってもよい。）このため照明装置１は、特許文献１に開示されるようなＬＥＤの実装される基板と筐体との接続にネジやリベット，接着剤や両面テープ等の接続部材を必要とせず、発光素子２と筐体４との間の介在物を抑えることができるため熱抵抗が少なく、放熱効率が高い構成となる。また、接続部材を必要としないために、照明装置1の構成部品を削減することもできるものである。

導光体３は、アクリル樹脂からなる横長形状の平板部材であり、入射面３１と、反射面（背面）３２と、出射面（前面）３３と、を有してなる。入射面３１は、照明装置１の一側端に設けられる発光素子２に接触して受光する。反射面３２は、導光体３の背面であり、不等間隔に溝（図示しない）を備える。溝は、入射面３１から入射した光を導光体３の出射面３３に向けて反射させる。

なお、導光体３は、平板部材でなくともよく、その形状は任意である。例えば、発光素子２から遠ざかるほど薄くなるようないわゆる楔形状であってもよい。また、導光体３反射面３２には溝に限らず、ドットやシボ等の加工を施すものであってもよい。また、構成材料は、アクリル樹脂に限らず、例えばポリカーボネート(ＰＣ)やシクロオレフィンポリマー(ＣＯＰ)等の透明性に優れた樹脂であってもよい。

導光体３の出射面３３側には、面発光の均一性を向上させるために拡散板やプリズムシート等の光学部材５を設ける。

筐体４は、例えば、燐青銅やアルミ等の熱伝導率の高い金属材料からなり、図１に示すように、底面６とその周りを囲む四側面７，８，９，１０からなる箱状に成型されてなる。四側面７，８，９，１０の内、発光素子２が実装される一側面（発光素子２実装面）７は、第一の給電部材１１と第二の給電部材１２の２部材で構成されるため、筐体４は、合計６の平板状金属部材からなる。製造方法としては、四角形の底面６と側面８，９，１０及び第一の給電部材１１を平板状の金属板で一体に形成し、底面６に対して垂直に側面８，９，１０及び第一の給電部材１１を折り曲げてできた箱状体に、第二の給電部材１２をインサート成型等によって一体に形成することで筐体４と成し、樹脂でモールドすることが考えられる。

筐体４は、反射率が高い金属部材を用いることから、導光体３と対向する内壁面が反射板の機能を備える。即ち、導光体３内部に入射した光が出射面３３以外の箇所から外部に漏れた場合に、漏れた光は、金属部材からなる筐体４の内壁面で反射し、また導光体３に入射することが可能となる。これにより、導光体３の入射面３１及び出射面３３を除いた反射面３２等に、反射性に優れたアルミや銀等を蒸着によって板状もしくはシート状の反射層を設けるといった光漏れを防ぐ手段を導光体３に講ずることなく同等の効果を得ることができる。筐体４内壁面は、反射坂としての役割を果たすために必要に応じて任意の加工が施される。例えば、内壁面に鏡面加工を施し、反射率を向上させること等が考えられる。また、筐体４内壁面にサンドブラスト加工等によって拡散反射面を形成してもよい。また、内壁面にメッキ加工，印刷，蒸着もしくはスパッタリング等により偏向膜等の光学薄膜等を設けることで、漏れた光の光学特性を変化させて導光体３内部に戻すことが考えられる。また、内壁面を反射面として使用しない場合は、筐体４に、筐体４と外気との接触面積を大きくするために穴や凹凸を設け、放熱効率を向上させる加工を施しても良い。

発光素子２実装面７は、筐体４と同材料からなる第一の給電部材１１と第二の給電部材１２とによって構成される。第一の給電部材１１と、第二の給電部材１２は、それぞれ外部電極と接続する延長成型された第一のリード部１３と第二のリード部１４とを備える。

第一の給電部材１１は、発光素子２実装面７において照明（出射）側中央部分に長方形状に形成されてなる。第一の給電部材１１は、発光素子２の陽極（第一の電極）１５が半田接合される。第二の給電部材１２は、コの字状の形状で、第一の給電部材１１を所定の間隙を隔てて囲んでなり、発光素子２の陰極（第二の電極）１６が半田接合される。第一の給電部材１１と第二の給電部材１２との間隙は、図２に示すように樹脂Ｒで埋められて（樹脂モールドされて）いる。この樹脂Ｒ（樹脂モールド）によって第一の給電部材１１と第二の給電部材１２とは、電気的に絶縁を保ちながら連結される。なお、発光素子２実装面７は、導光体３入射面３１と対向する内壁面を除いた外壁面，第一の給電部材１１と第二の給電部材１２との間隙，第一，第二の給電部材１１，１２の照明側端面，が樹脂Ｒで被覆（樹脂モールド）され、電気的絶縁が確保されている。なお、第二の給電部材１２と筐体４とは、放熱効率上一体に形成されることが好ましいが、別体の場合には、放熱性を考慮して熱抵抗の低い溶接や半田付けによって接合される。

以上の構成によって、発光素子２から第二の給電部材１２に伝達される熱は、さらに筐体４全体に伝わり放熱されるため、照明装置１は放熱効率の高い構造となっている。よって、ヒートシンクや放熱フィン等の放熱部材を追加して設ける必要がなく、照明装置１の小型化・薄型化・軽量化に貢献することができる。

なお、さらにヒートシンクや放熱フィン等の放熱部材を追加して、さらに放熱効率を向上させるものであっても良い。これらの放熱部材を給電部材１１，１２に設ける際には、溶接や熱伝導性の接着剤等によって接合することで熱抵抗を小さくすることができる。

なお、本発明は、発光素子２の一対の電極１５，１６をそれぞれ別の給電部材１１，１２に接続するものであり、電極１５，１６と給電部材１１，１２の組み合わせは任意である。

また、本実施形態においては、第一の給電部材１１と第二の給電部材１２とを筐体４と同材料で構成したが、第一の給電部材１１と第二の給電部材１２を異なる材料で構成してもよい。例えば、第一の給電部材１１をＦＰＣとしてもよい。なお、第一の給電部材１１としてＦＰＣを用いることで筐体４の発光素子２実装面７である側面は、第二の給電部材１２のみによって構成される。

以上のように構成される本実施形態における照明装置１は、発光素子２を筐体４を構成する第一の給電部材１１及び第二の給電部材１２に実装することで、熱抵抗を抑制し放熱効率を向上させるとともに、発光素子２を実装する専用の基板を必要とせず、専用の基板を筐体４に設けるための接続部材を必要としないため、構成部材を削減することができるものである。

このように、本発明は、筐体４の一部となる給電部材１１，１２に発光素子２を直接実装することによって、熱抵抗を抑制し放熱効率を向上させることを可能とする照明装置１を提供することができる。

また、筐体４を発光素子２を接続する第一の給電部材１１と第二の給電部材１２とで構成することで、さらに熱抵抗を抑制し放熱効率を向上させるとともに、発光素子２を実装する専用基板及び専用基板を筐体４に設けるための接続部材を必要としないため、構成部材を削減することができる。

また、導光体３を収納する筐体４の内壁を反射面３２とすることで、光の利用効率を向上させることができる。

なお、本実施形態において発光素子２にトップビュータイプの発光ダイオードを用いたが、給電部材（回路基板等）との接合面に対して側方に出射するサイドビュータイプの発光ダイオードでもよく、配設位置も任意である。例えば、サイドビュータイプの発光ダイオードを筐体４底面６に実装する場合には、第一の給電部材１１及び第二の給電部材１２は筐体４底面６を構成する。

また、本実施形態において平板部材からなる第一の給電部材１１及び第二の給電部材１２を用いたが、形状は任意である。例えば、発光素子２から発する光の光漏れを防止したり、光を所望の配向特性とするために、第二の実施形態として図３に示すように、給電部材１１，１２に反射板（リフレクター）の機能を備え、発光素子２を取り囲み外に対して開口する断面が導光体３方向に末広がりとなる囲み部１７を設けることも考えられる。

また、本実施形態は、導光体を備えたエッジライト方式の照明装置であったが、本発明は、導光体を介さずに光源からの光を直接照明対象に照射する直下型の照明装置であっても適用できる。

本発明の第一の実施形態を示す照明装置の組み付け斜視図。同上実施形態を示す図１の給電部材Ａ−Ａ断面図。本発明の第二の実施形態を示す照明装置の断面図。

符号の説明

１照明装置
２発光素子
３導光体（導光部材）
４筐体
１１第一の給電部材
１２第二の給電部材
１５第一の電極
１６第二の電極

Claims

第一の電極と第二の電極とを備え導電性の給電部材に実装される発光素子と、
少なくとも前記発光素子を収納してなる筐体と、
を備え、
前記給電部材は、第一の給電部材と第二の給電部材とからなり、
前記第一の電極は、前記第一の給電部材に接続され、
前記第二の電極は、前記第二の給電部材に接続され、
前記第一の給電部材と前記第二の給電部材のうち少なくとも一方が前記筐体の一部を成すことを特徴とする照明装置。
前記筐体は、前記第一の給電部材と前記第二の給電部材とから構成されることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
前記筐体は、その内壁が反射面であることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。