JP2008311234A - 面光源装置 - Google Patents
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【解決手段】本発明の面光源光源装置は、光源である複数のLEDと、該LEDを実装するLED基板と、側面の入射面から入射した光源の光を前面の照射面から面光源とし照射する導光板と、LED、LED基板及び導光板を収容する表示板ケースとを備え、LED基板の少なくとも一部が表示板ケースの内面と密着し、また、LEDが導光板の側面の入射面に対向するように配設されたものである。
【選択図】図2
Description
青色光を発する複数のLEDを並べた光源と、一側面から入射した光源の光を面発光させる導光板と、光源の発光色を異なる色に変換する色変換部材と、背面からの照明により表示される図柄や文字等の表示パターンが形成された表示パネルとを組合せ、色変換部材により青色光を白色光あるいは緑、黄、赤色等他の光スペクトル成分をもつ光に変換することによって、表示パネルの表示に必要な白色光あるいは他の異なる色に変換され、表示パターンを表示する。
そして、複数のLEDは基板に一定の間隔のピッチで実装され、この基板は、導光板の一側面に近接するようにホルダーに着脱可能に取り付けられており、LEDの側方に出射された光を導光板に反射させるための反射板が基板の両側に配設されている(例えば、特許文献1参照)。
このため、LED自体の特性維持のためには、発熱を抑えるために電流値を下げなければならず、表示装置として十分な光量を得ることができなかった。さらに、光量を得るためにLEDの数を増やせば、LEDの発熱量が増えるのに加えて、コストも上昇するという問題があった。
図1、2に示すように、表示装置は、表示部と点灯制御部とから成る。
表示部は、光源であるLED1と、入射面4aである一側面から入射するLED1の光を面光源化させ、照射面4bである前面から面発光させる導光板4と、導光板4の背面側に配設され、導光板4から外部に出る光を導光板4に反射する反射板5と、表示特性向上のために導光板4からの光を散乱させて指向性を均一にする拡散板6と、図柄や文字等の表示パターンが形成され、背面の拡散板6からの照射により表示パターンを表示する表示板7と、表示板ケース8とを備えている。
但し、反射板5及び拡散板6は適宜省いてもよく、また、表示特性向上のためには、拡散板6の替わりに表示面輝度向上にプリズム板を設けてもよい。
LED基板2は、紙フェノール基板、ガラスエポキシ基板、アルミ等の金属基板、セラミック基板等である。このうち、LED1の発熱による高温化を防止するために、熱伝導性の良い金属基板、セラミック基板等が望ましい。
LEDカバー3の内面に反射板を貼り付ける、又は反射塗料を塗る等して内面を反射面とすることにより、LED1の光を有効に活用できる。
導光板4は、アクリルやポリカーボネート等の透明樹脂からなる板状体であり、その一側面にLED1が対向するようにLED基板2が配設され、入射面4aが形成される。また、導光板4は、前面の照射面4b又は背面のうち少なくともいずれか一方に、導光板4中を伝播する光を拡散する光拡散機能を有している。この光拡散機能は白色ドット印刷を施すこと、粗面化すること、又はプリズムを設けること等により付与される。
そこで、LEDカバー3は、下面の開口部を表示板ケース8の上面の開口部に嵌合させ、表示板ケース8と合体することにより、表示板ケース8の上部の外壁となり、表示板ケース8の一部を形成する。
このように、LED基板2を取付けたLEDカバー3を表示板ケース8の開口部に嵌合により取付けているので、LEDカバー3の取付け、取外しが容易であり、LED1(又はLED基板2)の交換が容易となる。
特に、LEDカバー3と表示板ケース8との嵌合は、背面のないLEDカバー3と延設背面9aを持つ表示板ケース8とで行われるため、LEDカバー3の背面の嵌め合せがなく、LEDカバー3と表示板ケース8の着脱は、上面下面方向に限定されず、上面下面方向から前面背面方向まで広範囲に可能となり、極めて容易となる。即ち、着脱の自由度が増加する。そこで、LED1(又はLED1を実装したLED基板2)の交換が極めて容易となる。
点灯制御部の器具本体9は、上記のように表示部の表示板ケース8及びLEDカバー3の背面側に配設される(図1、図3、図4(a)、(b))が、LEDカバー3を内部に収容して、表示板ケース8の上部(図4(c))等に配設される場合もある。
ここで、LED1、LED1を実装したLED基板2、反射板5、導光板4、拡散板6、LEDカバー3、表示板ケース8及び点灯制御部等で面光源装置を構成する。また、面光源装置に表示板7を加えて表示装置を構成する。
本表示装置は、表示板7の表示パターンを替えることにより種々のパターン表示が可能であるが、例えば、表示パターンを避難誘導のパターン(図柄)とすれば誘導灯装置となり、非常時に避難誘導の案内となる。また、表示板7は、液晶表示素子など映像信号に合せて表示内容(表示パターン)を可変できる表示素子としてもよい。
図3に示すようにこの表示装置(誘導灯装置)を壁に取付け(壁直付け型の例)使用する。
この際、LEDの点灯による発熱は、LEDのリード及び半田を介してLED基板2に伝わり、LED基板2に密着するLEDカバー3に伝わる。LEDカバー3は上面、側面及び前面が表示板ケース8の一部として、外部に露出しており、これを放熱フィンとして外部の空気で冷却される。また、嵌合部によりその他の表示板ケース8に伝わり放熱される。そこで、LED1の発熱は効率良く放熱され、LED1の温度上昇を防止でき、LED1の性能が損われるのを防止できる。
LEDカバー3とLED基板2とは、図1、図2に示すように、LED基板2の全面を密着するのが伝熱上望ましいが、少なくとも一部を密着することにより放熱効果を確保できる。
LEDカバー3と表示板ケース8は、ABS、ポリカーボネート等の樹脂板または金属板で形成される。樹脂板は意匠上優れ、金属板は放熱の点で優れる。
図4(a)は、壁埋め込み型で、表示板ケース8及び背面の器具本体9の全体を壁内に埋め込む。また、図4(b)は、天井直付け型であり、器具本体9を天井面に固定する。図4(c)は、天井埋め込み型であり、内部にLEDカバー3も併せて収容した器具本体9を表示板ケース8の上部に配設し、器具本体9及びLEDカバー3を天井内に埋め込み表示板ケース8の表示板7部分を天井面から突出させる。
なお、図示しないが、天井直付け型と天井埋め込み型には、前面及び背面の両面表示タイプの表示装置としてもよい。天井直付け型の両面表示タイプは、器具本体9を挟んで前後(両面)に表示部があり、天井埋め込み型の両面表示タイプは、導光板4の両面側に、拡散板6及び表示板7を配設するものもあれば、前後に表示部を配設するものもある。
壁埋め込み型では、主としてLEDカバー3の前面から外部へ放熱される。天井直付け型では、主としてLEDカバー3の前面及び側面から外部へ放熱される。また、天井埋込み型では、LEDカバー3は、外部に露出していないが、器具本体9内に放熱する。
図5(a)は、熱伝導部材10が平板でLEDカバー3の上面の内面に密着させ、LED基板2と熱伝導部材10とLEDカバー3を密着させる。
図5(b)は、熱伝導部材10が断面L字型で、一面をLEDカバー3の上面の内面に、他の一面を前面の内面に密着させ、図5(c)は、熱伝導部材10が断面L字型で、一面がLEDカバー3の上面の内面に、他の一面が表示ケース8の背面の外面に密着させ、図5(d)は、熱伝導部材10が断面コの字型で、一面がLEDカバー3の上面の内面に、他の一面が前面の内面に、更に他の一面が表示ケース8の背面の外面に密着させる。
熱伝導部材10の材質は、鋼板、アルミニウム、ステンレス等の金属やセラミックスや熱伝導性の良いフィラー含有の樹脂を使用する。
また、熱伝導部材10は、LED基板2とは別部材として設けるのではなく、LED基板2を両面基板とし、実装面でない裏面の銅箔はパターニングせずに、銅箔をそのまま残し、この銅箔を熱伝導部材10としてもよい。両面基板を用いることにより、別部材として熱伝導部材10を設ける必要がなくなり、取付け等の加工上のメリットが大きい。この場合、熱伝導部材10の形状、大きさを変えることは、両面基板の形状、大きさを変えることとなる。
図3の壁直付け型は、主として、LEDカバー3の天面と前面から熱が外部に放熱される。そこで、熱伝導部材10は、図5(a)〜(d)の平板、前面L字、後面L字、コの字のいずれでもよい。図4(a)の壁埋込み型では、LEDカバー3の上面は埋込み状態にあるため、主として前面から放熱され、平板、前面L字、コの字がよい。図4(b)の天井直付け型では、LEDカバー3の上面は天井と密着、もしくは密着に近い状態となるので、主として前面から放熱され、平板、前面L字、コの字がよい。壁埋込み型及び天井直付け型では平板でもLEDカバー3の前面側に密着させるのが望ましい。図4(c)の天井埋込み型は、LED基板2及びLEDカバー3が共に器具本体9内にあり、外部に露出していないため器具本体内の放熱となる。この場合は、できるだけ熱伝導部材10を大きくするのがよく、最も大きくできるコの字がよい。また、この場合はLEDカバー3を金属板としても意匠上関係なく、放熱の点から望ましい。
基本的には、熱伝導部材10の大きさは、LED1の拡散すべき熱量、放熱すべき放熱量を考慮して変える。拡散すべき熱量、放熱量を増加させる場合は、大きくする。また、後面L字、コの字では、表示及び外観上問題を生じずに、熱伝導部材10を表示板ケース8の背面側に、最大として表示板ケース8の大きさまで延伸させることができる。
密着させる位置は、LEDカバー3の上面の内面の他、前面の内面でもよい。
Claims (2)
- 光源である複数のLEDと、
該LEDを実装するLED基板と、
側面の入射面から入射した前記光源の光を前面の照射面から面光源とし照射する導光板と、
前記LED、前記LED基板及び前記導光板を収容するとともに、表示パネルを前記導光板の前面側に収容し、前記導光板と接する面は前記導光板と略同じ大きさとなる背面と前記背面を延設する延設背面を有する表示板ケースと、を備えた面光源装置において、
全面に渡り断面形状が略L字状を形成する2つの平面と、この2つの面の両側面とで囲まれて成る空間の内面に反射面を設け、前記空間内に前記LED基板の前記LEDを実装する面と対向する面が前記内面と密着するように前記LED基板を収容し、前記延設背面、かつ前記LED基板に実装された前記LEDが前記表示板ケースに収容された前記導光板の側面の入射面に対向する位置に着脱可能に取り付けられて、前記LEDが発熱する熱を放熱するLEDカバーと、
前記表示板ケースに前記導光板とともにその背面に収容され、さらに前記LEDカバーを前記表示板ケースに取り付けたとき、前記LED基板と近接して配置される反射板と、
を備え、
前記導光板の上下方向の長さは前記表示パネルのそれより長いことを特徴とする面光源装置。 - 光源である複数のLEDと、該LEDを実装するLED基板と、側面の入射面から入射した前記光源の光を前面の照射面から面光源とし照射する導光板と、前記LED、前記LED基板及び前記導光板を収容するとともに、表示パネルを前記導光板の前面側に収容し、前記導光板と接する面は前記導光板と略同じ大きさとなる背面と前記背面を延設する延設背面を有する表示板ケースと、を備えた面光源装置において、
全面に渡り断面形状が略L字状を形成する2つの平面と、この2つの面の両側面とで囲まれて成る空間の内面に反射面を設け、前記空間内に前記LED基板の前記LEDを実装する面と対向する面が前記内面と密着するように前記LED基板を収容し、前記LEDが発熱する熱を放熱するLEDカバーと、
前記表示板ケースに前記導光板とともにその背面に収容され、さらに前記LEDカバーを前記表示板ケースに取り付けたとき、前記LED基板と近接して配置される反射板と、を備え、
前記導光板の上下方向の長さは前記表示パネルのそれより長く、
前記表示板ケースは分割可能であり、
前記表示板ケース内に熱伝導部材を設け、該伝導部材に前記LED基板の少なくとも一部が密着し、また、前記LEDが前記導光板の側面の入射面に対向するように、前記LED基板を配設し、
前記熱伝導部材の形状は、天井に直接取り付けられる場合には、上面を形成する平板、上面と前面を形成するL字状、または前面と上面と後面に跨るコ字状のいずれかを呈することを特徴とする面光源装置。
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