JP2009129539A - 面光源照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の発熱を容易に放熱して、装置全体の温度の上昇を阻止できる面光源照明装置を提供する。
【解決手段】面光源照明装置１は、導光板２と、導光板アレイ３と、反射部材１９とを備える。複数の光源７からなる光源列８が複数配列された実装基板４と、筐体５と、筐体５に設けられて光源列８を露出する窓部１０とを備える。導光板２は、筐体５と反対側の面を出射面１３とする出射部１１と、窓部１０から挿入されて光源７に対向する入射部１２とを備える。導光板２は、窓部１０の縁部に係合する係合部１６を備える。導光板２は、隣接する他の導光板２の先端部が重畳される段差部１７を備える。導光板２は、円弧形状の断面を有する屈曲面１８を備える。光源７は、赤色、緑色、青色の各ＬＥＤが各色の混色により所望の色の光を発生するように繰り返し配置されるか、白色ＬＥＤである。導光板２の光入射方向と平行する側面に反射部材１９ａを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶パネル等の光透過性の表示物を背面から照明する面光源照明装置に関する。

液晶パネル等の透過性表示物では、明るい画面を得るために、該液晶パネル等を背面から照明する面光源照明装置が用いられている。特に、パーソナルコンピュータやテレビモニタに用いられるカラー液晶パネルの場合は、駆動回路により開口率が制約を受ける上、カラーフィルタにより光透過率が低下するため、前記面光源照明装置による照明が必須となる。

従来、前記面光源照明装置として、例えばタンデム型面光源照明装置が知られている（例えば特許文献１参照）。前記タンデム型面光源照明装置は、図６に示すように、筐体５の内表面に設けられた発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略記する）等の光源７と、光源７からの出射光を出射面３１に導く複数の導光板３２と、該複数の導光板３２が隣接配置されてなる導光板アレイ３３とを備えている。前記導光板３２は、基端部側で光源７に対向し、先端側の表面が出射面３１となっていると共に、該基端部側に段差部３４を備え、該段差部３４に隣接する他の導光板３２の先端部が重畳されている。また、隣接する導光板３２，３２の間には、反射部材３５が配設されている。さらに、導光板アレイ３３には、拡散板２０、拡散シート２１、プリズムシート２２がこの順に積層されている。

前記従来の面光源照明装置によれば、光源７の出射光を導光板アレイ３３の全面に均一に導光することができ、さらに各導光板３２の光量を調節することによりエリア調光にも対応することができる。

しかしながら、前記従来の面光源照明装置では、光源７が、筐体５の内面と、導光板３２及び反射部材３５とに囲まれた狭い空間に配設されているため、光源７から発生する熱を放熱することが難しく、面光源照明装置全体の温度が高温になるという不都合がある。また、面光源照明装置内部が高温になることにより、ＬＥＤ自体の発光効率が低下するという不都合もある。

前述のように、前記面光源照明装置全体の温度が高温になると、導光板３２、拡散板２０、拡散シート２１、プリズムシート２２等の樹脂材料からなる部材が熱による変形、変色を起こすことがある。特に、導光板３２が熱変形を生じると、光源７に対向している導光板３２の基端部（入射面）と、光源７との位置がずれることにより、輝度ムラ、色ムラ、出射光量の低下等の不具合が発生する。
特許第３３７３４２７号公報

本発明は、かかる不都合を解消して、光源から発生する熱を容易に放熱して、装置全体の温度の上昇を阻止することができる面光源照明装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、光源からの出射光を出射面に導く複数の導光板と、該複数の導光板がその一部を相互に重畳させて隣接配置されてなる導光板アレイと、該導光板アレイの該出射面に対向する面と該導光板アレイの先端とに位置する反射部材とを備える面光源照明装置において、複数の光源が列設されてなる光源列が互いに所定の間隔を存して複数配列された実装基板と、該実装基板との間に、該光源の高さより大きな間隔を存して配設された筐体と、該筐体に設けられて該光源列を露出する窓部とを備え、該導光板は、該筐体の該実装基板と反対側の面に沿って延在すると共に該筐体と反対側の面を出射面とする出射部と、該出射部の基端部に連接して該窓部から該筐体と該実装基板との間隙に挿入され該光源に対向する入射部とを備えることを特徴とする。

本発明の面光源照明装置は、前記光源が設けられている前記実装基板と、前記筐体とが、該光源の高さより大きな間隔を存して配設されており、前記導光板の入射部は該筐体の窓部から挿入されて、該光源に対向する構成となっている。この結果、前記光源の周囲が開放されており、該光源から発生する熱を容易に放熱することができる。従って、本発明の面光源照明装置によれば、装置全体の温度の上昇を容易に阻止することができ、前記導光板等の部材の熱による変形、変色を防止することができる。

本発明の面光源照明装置において、前記導光板は、前記出射部と前記入射部との間に設けられ、前記窓部の縁部に係合する係合部を備えることが好ましい。前記導光板は、前記係合部を介して前記窓部の縁部に係合することにより、該導光板が熱等により変形したとしても、位置ズレを防止することができる。

また、前記導光板は、前記出射面の基端部側に、隣接する他の導光板の先端部が重畳される段差部を備えることが好ましい。前記導光板は、前記段差部に隣接する他の導光板の先端部が重畳されることにより、隣接する導光板が相互に移動を規制されることとなり、前記位置ズレを確実に防止することができる。

さらに、前記導光板は、前記出射部の表面と前記入射部の表面とを接続する屈曲面を備えることが好ましい。前記導光板は、前記屈曲面を備えることにより、前記入射部に入射した光源からの出射光を該屈曲面で全反射させ、前記出射部を介して前記出射面に確実に導くことができる。前記屈曲面は、例えば、円弧状、楕円弧状、自由曲面のいずれかであってよい。

また、本発明の面光源照明装置において、前記光源は、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードが、各色の混色により所望の色の光を発生するように、所定の順番で繰り返し配置されているものであってもよく、白色発光ダイオードであってもよい。

また、本発明の面光源照明装置は、前記導光板の光入射方向と平行する側面に反射部材を備えていてもよい。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本実施形態の面光源照明装置の斜視図、図２は図１に示す面光源照明装置の一構成例の分解斜視図、図３は図１に示す面光源照明装置に用いる導光板の断面図、図４は図１のＩＶ−ＩＶ線断面の一部を示す説明的断面図、図５は図１に示す面光源照明装置の他の構成例の分解斜視図である。

図１に示すように、本実施形態の面光源照明装置１は、複数の導光板２がその一部を相互に重畳させて上下方向に隣接配置されたものが、さらに左右方向に複数配列された導光板アレイ３を備えている。尚、図１には、導光板２が上下左右に３枚ずつ、合計９枚配列された導光板アレイ３を示しているが、導光板アレイ３を構成する導光板２の配列はこれに限定されるものではない。

本実施形態の面光源照明装置１は、図２に示すように、導光板アレイ３と、実装基板４とを備え、導光板アレイ３と実装基板４との間に筐体５が配設されている。導光板アレイ３において、中段及び下段の各導光板２はその上端部に上部に隣接する他の導光板２の下端部が重畳されており、最上段の導光板２には押え板６の下端部が重畳されている。実装基板４には、複数の光源７が列設されてなる光源列８が互いに所定の間隔を存して複数（図２では３列）配列されている。筐体５は、実装基板４に取着された支柱９により、実装基板４との間に、光源７の高さより大きな間隔を存して配設され、光源列８を露出する窓部１０を備えている。

光源７は、例えばＬＥＤであり、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤが、各色の混色により所望の色の光、例えば白色光を発生するように、所定の順番で繰り返し配置されて光源列８を構成しているものであってもよく、白色ＬＥＤのみが光源列８を構成しているものであってもよい。

前記導光板２は、透光性樹脂からなり、図３に示すように、先端部ほど薄肉となっている出射部１１と、出射部１１の基端部に連接して筐体５の窓部１０から光源７側に挿入される入射部１２とを備える。出射部１１は、筐体５に対して実装基板４と反対側の面で筐体５に沿って延在すると共に、筐体５と反対側の面が出射面１３となっている。入射部１２は、窓部１０から光源７側に挿入されて入射面１４で光源７に対向すると共に、入射面１４の下部に連接する突起部１５が出射部１１との間に、窓部１０の縁部と係合する係合部１６を形成している。

また、導光板２は出射部１１の基端部側に、出射面１３より低くなっている段差部１７を備え、段差部１７に上方に隣接する他の導光板２の先端部が重畳される。段差部１７の基端部側は、円弧形状の断面を備える屈曲面１８となっており、屈曲面１８は入射面１４の上端に連接している。尚、屈曲面１８は、前記円弧形状の断面に代えて、楕円弧状または自由曲面状の断面を備えるものであってもよい。

本実施形態の面光源照明装置１は、さらに図４に示すように、上下に隣接する導光板２，２の間に配設された反射部材１９と、導光板２の出射面１３側に配設された拡散板２０、拡散シート２１、プリズムシート２２を備えている。反射部材１９は、導光板２の筐体５に対向する面と、該導光板２に隣接する他の導光板２の段差部１７及び屈曲面１８に沿って配設され、相互に隣接する導光板２，２を光学的に隔離している。拡散板２０、拡散シート２１、プリズムシート２２は、出射面１３側からこの順に積層されている。

また、本実施形態の面光源照明装置１は、さらに図５に示すように、左右に隣接する導光板２，２の間に配設された反射部材１９ａを備えていてもよい。反射部材１９ａによれば、左右に隣接する導光板２，２を光学的に隔離することができる。

尚、反射部材１９，１９ａ、拡散板２０、拡散シート２１、プリズムシート２２は、いずれもそれ自体公知のものを用いることができる。

本実施形態の面光源照明装置１によれば、光源７の出射光は、導光板２の入射部１２の入射面１４から入射した後、屈曲面１８で全反射されることにより出射部１１に案内される。そして、光源７の出射光は、出射部１１の出射面１２から出射することにより、液晶パネル等を背面から照明するバックライトとして利用される。尚、各導光板２は反射部材１９により相互に光学的に隔離されているので、１つの導光板２に入射した光源７の出射光は、他の導光板２に入射した光源７の出射光の影響を受けることがない。

このとき、光源７の発熱により導光板２が変形することが懸念される。しかし、本実施形態の面光源照明装置１によれば、実装基板４と筐体５とが光源７の高さより大きな間隔を存して配設されているので、光源７の周囲が開放されており、光源７の発熱を容易に放熱することができる。従って、導光板２の熱変形を防止することができる。

また、本実施形態の面光源照明装置１によれば、導光板２は係合部１６を介して窓部１０の縁部に係合されているので、熱変形を来したとしても、光源７と入射面１４との位置がずれる位置ズレを起こすことがない。さらに、本実施形態の面光源照明装置１では、中段及び下段の各導光板２はその上端部に上部に隣接する他の導光板２の下端部が重畳されており、最上段の導光板２には押え板６の下端部が重畳されている。従って、各導光板２は、相互に上下方向の移動が規制されることとなり、前記位置ズレを確実に防止することができる。

本発明の一実施形態の面光源照明装置の斜視図。 図１に示す面光源照明装置の一構成例の分解斜視図。 図１に示す面光源照明装置に用いる導光板の断面図。 図１のＩＶ−ＩＶ線断面の一部を示す説明的断面図。 図１に示す面光源照明装置の他の構成例の分解斜視図。 従来の面光源照明装置の一部を示す説明的断面図。

符号の説明

１…面光源照明装置、 ２…導光板、 ３…導光アレイ、 ４…実装基板、 ５…筐体、 ７…光源、 ８…光源列、 １０…窓部、 １１…出射部、 １２…入射部、 １３…出射面、 １６…係合部、 １７…段差部、 １８…屈曲部。

Claims (8)

1. 光源からの出射光を出射面に導く複数の導光板と、該複数の導光板がその一部を相互に重畳させて隣接配置されてなる導光板アレイと、該導光板アレイの該出射面に対向する面と該導光板アレイの先端とに位置する反射部材とを備える面光源照明装置において、
   複数の光源が列設されてなる光源列が互いに所定の間隔を存して複数配列された実装基板と、
   該実装基板との間に、該光源の高さより大きな間隔を存して配設された筐体と、
   該筐体に設けられて該光源列を露出する窓部とを備え、
   該導光板は、該筐体の該実装基板と反対側の面に沿って延在すると共に該筐体と反対側の面を出射面とする出射部と、
   該出射部の基端部に連接して該窓部から該筐体と該実装基板との間隙に挿入され該光源に対向する入射部とを備えることを特徴とする面光源照明装置。
2. 前記導光板は、前記出射部と前記入射部との間に設けられ、前記窓部の縁部に係合する係合部を備えることを特徴とする請求項１記載の面光源照明装置。
3. 前記導光板は、前記出射面の基端部側に、隣接する他の導光板の先端部が重畳される段差部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の面光源照明装置。
4. 前記導光板は、前記出射部の表面と前記入射部の表面とを接続する屈曲面を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の面光源照明装置。
5. 前記屈曲面は、円弧、楕円弧、自由曲面のいずれかであることを特徴とする請求項４記載の面光源照明装置。
6. 前記光源は、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードが、各色の混色により所望の色の光を発生するように、所定の順番で繰り返し配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の面光源照明装置。
7. 前記光源は、白色発光ダイオードであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の面光源照明装置。
8. 前記導光板の光入射方向と平行する側面に反射部材を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の面光源照明装置。

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