JP2012104312A - 照光装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 従来に比べてLEDから導光板への光の伝播効率を向上させることが可能な照光装置を提供することを目的としている。
【解決手段】 本実施形態における照光装置1は、導光板2及び前記導光板2の壁面2aに発光面3aが対向したLED3が基板4上に設置されてなるライトユニット5と、前記導光板2の端面2a(側壁)と前記LED3の発光面3aとの間の隙間13から前記LED3の上面3bにかけて設けられた透光性の樹脂15とを、有することを特徴とするものである。これにより、LED3の発光面3aから発せられた光L1のみならず、LED3の上面3bからの光L2も透光性の樹脂15を介して導光板2内へ伝播して照光に用いることができ、LED3から導光板2への光の伝播効率を向上させることができる。
【選択図】図2
【解決手段】 本実施形態における照光装置1は、導光板2及び前記導光板2の壁面2aに発光面3aが対向したLED3が基板4上に設置されてなるライトユニット5と、前記導光板2の端面2a(側壁)と前記LED3の発光面3aとの間の隙間13から前記LED3の上面3bにかけて設けられた透光性の樹脂15とを、有することを特徴とするものである。これにより、LED3の発光面3aから発せられた光L1のみならず、LED3の上面3bからの光L2も透光性の樹脂15を介して導光板2内へ伝播して照光に用いることができ、LED3から導光板2への光の伝播効率を向上させることができる。
【選択図】図2
Description
本発明は、LED及び導光板を備える照光装置及びその製造方法に関する。
下記特許文献1には、LEDランプを支持体の内部に埋設してなる光源と、導光板との間に、透明弾性体が介在する照光装置が開示されている。
透明弾性体を用いることで、接着剤を介して光源と導光板間を接合していた場合のように接着剤の流れ出し等の接着ミスが生じず、気泡の混入を抑制できるとしている(特許文献1の[0011]欄参照)。また透明弾性体を用いることで、光源と導光板間の隙間を埋めることができ、光の導入効率を高めることができるとしている(特許文献1の[0012]欄参照)。
しかしながら特許文献1に記載された発明では、LEDの発光面から発せられた光しか透明弾性体を介して導光板に伝播されておらず、LEDの発光面以外の面から出た光は伝播ロスとなり、よってLEDから導光板への光の伝播効率が十分とは言えなかった。
そこで本発明は上記従来の課題を解決するものであり、従来に比べてLEDから導光板への光の伝播効率を向上させることが可能な照光装置を提供することを目的としている。
さらに、このように光の伝播効率を向上させることが可能な照光装置を生産性良く製造することができる照光装置の製造方法を提供することを目的としている。
本発明における照光装置は、
基板上に設けられるLEDと前記LEDの発光面に対し隙間を介して側壁が配置される導光板とを備えてなるライトユニットと、前記導光板と前記LEDの発光面との間の前記隙間から前記LEDの上面にかけて設けられた透光性の樹脂とを、有することを特徴とするものである。
基板上に設けられるLEDと前記LEDの発光面に対し隙間を介して側壁が配置される導光板とを備えてなるライトユニットと、前記導光板と前記LEDの発光面との間の前記隙間から前記LEDの上面にかけて設けられた透光性の樹脂とを、有することを特徴とするものである。
これにより、LEDの発光面から発せられた光のみならず、LEDの上面からの光も透光性の樹脂を介して導光板内へ伝播して照光に用いることができ、LEDから導光板への光の伝播効率を向上させることができる。
本発明では、前記樹脂は、前記LEDの上面から更に、前記LEDの前記発光面に対する反対面側に位置する前記基板上にかけて設けられていることが好ましい。これにより、LEDの上面全体を確実に樹脂で覆うことができ、より効果的に光の伝播効率を高めることができる。またLEDの上面全体を樹脂で被覆でき、LEDを保護することができる。
また本発明では、前記樹脂は、前記導光板と前記LEDの発光面との間の前記隙間から更に、前記導光板の上面の一部にかけて設けられていることが好ましい。これによりLEDから発せられた光に対する導光板の光入射面を広げることができる。また、LEDと導光板との高さ位置が異なっていても、その高さずれを透光性の樹脂で吸収することができる。
また本発明では、前記樹脂は、外力により変形可能とされており、前記樹脂の表面が保持シートで覆われているとともに、前記樹脂との対面領域よりも外側に位置する前記保持シートの外周部が前記ライトユニットの表面に貼り付けられていることが好ましい。樹脂が外力に対して変形可能であるため、LEDと導光板との間の隙間を樹脂により確実に埋めることができ、エアギャップによる光の伝播効率の低下や、ばらつきを効果的に抑制することができる。
そして保持シートの外周部をライトユニットの表面に貼り付けることで、外力に対して変形可能な樹脂をライトユニットと保持シート間に、確実に保持することができる。
また本発明では、前記保持シートの下層に粘着層が設けられているとともに、前記樹脂が前記粘着層に接しており、前記保持シートの外周部が前記粘着層により前記ライトユニットの表面に貼り付けられていることが好ましい。これにより、ライトユニットの所定領域上に被覆された樹脂を、より確実に保持シートにより保持することができ、また保持シートの外周部をライトユニットの表面に簡単且つ確実に貼り付けることができ、生産性を向上させることができる。
また本発明では、前記樹脂は、前記保持シートに向けて凸状を成すとともに、前記保持シートと対向する前記樹脂の表面には、少なくとも前記導光板と接する端部から前記表面の中心方向に向けて立ち上がる傾斜面が形成されていることが好ましい。これにより、樹脂から導光板に光が入射されるに際し、導光板の光入射面全体に光が満遍なく入射されやすく、照光ムラを抑制することができる。
また本発明では、前記保持シートは反射層を有することが好ましい。これにより、LEDから導光板へかけての光の伝播効率を向上させることができるとともに照光ムラを抑制することができる。
また本発明では、前記導光板の端面には切欠部が形成されており、前記LEDの一部あるいは全部が前記切欠部内に配置されて、前記LEDの発光面が前記切欠部内の側壁に隙間を空けて対向している形態や、前記導光板には厚さ方向に貫通孔が形成されており、前記LEDは前記貫通孔内に設置されて、前記LEDの発光面が前記貫通孔内の側壁に隙間を空けて対向している形態にできる。これにより、照光装置の小型化を促進できる。
また本発明における照光装置の製造方法は、
保持シートの一部に外力に対し変形可能な透光性の樹脂を設ける工程と、
基板上に設けられるLEDと前記LEDの発光面に対し隙間を介して側壁が配置される導光板とを備えてなるライトユニットの上方に、前記保持シートに設けられた前記樹脂を前記ライトユニット側に向けた状態で対向させ、前記樹脂を、前記保持シートの上面側から前記ライトユニットの方向に向けて押圧する工程と、
前記導光板と前記LEDの発光面との間の前記隙間を前記樹脂により埋めるとともに、前記LEDの上面を前記樹脂により覆った状態として、前記樹脂との対面領域の外側に位置する前記保持シートの外周部を前記ライトユニットの表面に貼り付ける工程と、
を有することを特徴とするものである。
保持シートの一部に外力に対し変形可能な透光性の樹脂を設ける工程と、
基板上に設けられるLEDと前記LEDの発光面に対し隙間を介して側壁が配置される導光板とを備えてなるライトユニットの上方に、前記保持シートに設けられた前記樹脂を前記ライトユニット側に向けた状態で対向させ、前記樹脂を、前記保持シートの上面側から前記ライトユニットの方向に向けて押圧する工程と、
前記導光板と前記LEDの発光面との間の前記隙間を前記樹脂により埋めるとともに、前記LEDの上面を前記樹脂により覆った状態として、前記樹脂との対面領域の外側に位置する前記保持シートの外周部を前記ライトユニットの表面に貼り付ける工程と、
を有することを特徴とするものである。
このように保持シートに外力に対して変形可能な透光性の樹脂を保持し、樹脂をライトユニット側に向けた状態で、前記樹脂を保持シートの上面側からライトユニット方向へ押圧するという簡単な作業により、LEDと導光板間の隙間を確実に樹脂で埋めることができるとともに、LEDの上面を樹脂により覆うことができ、また保持シートの外周部をライトユニットの表面に貼り付けることで、照光装置内に配設された樹脂をライトユニットと保持シート間に確実に保持することができる。よって液状の樹脂を、LEDとライトユニットとの間の隙間にディスペンサを用いて充填する方法等に比べて、生産性を向上させることができる。また本発明では、LEDと導光板との間の隙間のみならずLEDの上面も同時に樹脂で覆うことで、LEDから導光板への光の伝播効率に優れた照光装置を生産性良く製造することができる。
また本発明では、前記保持シートは粘着層を有し、前記樹脂を前記粘着層の表面に盛った状態で保持しながら、前記樹脂を前記保持シートの上面側から前記ライトユニット側に向けて押圧して、前記ライトユニットの所定領域上を前記樹脂で被覆するとともに、前記保持シートの外周部を前記粘着層を介して前記ライトユニットの表面に貼り付けることが好ましい。これにより保持シートに樹脂を簡単且つ確実に保持することができる。このため本発明では、保持シートに樹脂を適切に保持しながらライトユニットに対する樹脂の被覆を行うことができるとともに保持シートの外周部をライトユニットに簡単且つ確実に貼着でき、より効果的に生産性を向上させることができる。
また本発明では、前記LEDの上面から更に、前記LEDの前記発光面に対する反対面側に位置する前記基板上を前記樹脂により覆うことが好ましい。本発明では、LEDと導光板との間の隙間からLEDの上面、更にはLEDの前記発光面に対する反対面側に位置する基板上を、外力に対して変形可能な透光性の樹脂により確実に覆うことができ、またこのようにライトユニットの所定領域上を被覆してなる樹脂を保持シートにより適切に保持することが可能である。
また本発明では、前記導光板と前記LEDの発光面との間の前記隙間から更に、前記導光板の上面の一部を前記樹脂により覆うことが好ましい。本発明では、LEDと導光板との間の隙間からLEDの上面、更には前記隙間から導光板の上面の一部を、外力に対して変形可能な透光性の樹脂により確実に覆うことができ、またこのようにライトユニットの所定領域上を被覆してなる樹脂を保持シートにより適切に保持することが可能である。
また本発明では、前記ライトユニットの所定領域上に被覆された前記樹脂を、上方に向けて凸状に形成し、且つ前記保持シートと対向する前記樹脂の表面に、少なくとも前記導光板と接する端部から前記表面の中心方向に向けて立ち上がる傾斜面を形成することが好ましい。本発明では、上記形状を有することで照光ムラを適切に抑制することができる。そして本発明では、外力に対して変形可能な樹脂を用いることで上記形状を簡単に形成でき、しかも保持シートにより適切に樹脂の上記形状を保持することが可能であり、以上により照光ムラを抑制することが可能な照光装置を簡単且つ適切に製造することができる。
本発明によれば、従来に比べて、LEDから導光板への光の伝播効率を向上させることができる。また、このように光の伝播効率を向上させることが可能な照光装置を生産性良く製造することが可能である。
図1(a)は、第1実施形態における照光装置の部分平面図、図1(b)は図1(a)に示すA−A線から切断し矢印方向から見た照光装置の縦断面図(ただし、図1(a)よりも図1(b)の左右方向(Y1−Y2方向)における寸法を縮小している)、図2は、図1(b)に示す照光装置の部分拡大縦断面図である。図3(a)は、第2実施形態における照光装置の部分平面図、図3(b)は図3(a)に示すB−B線から切断し矢印方向から見た照光装置の縦断面図(ただし、図3(a)よりも図3(b)の左右方向(Y1−Y2方向)における寸法を縮小している)、図4(a)は、第3実施形態における照光装置の部分平面図、図4(b)は図4(a)に示すC−C線から切断し矢印方向から見た照光装置の縦断面図(ただし、図4(a)よりも図4(b)の左右方向(Y1−Y2方向)における寸法を縮小している)、図5(a)は、第4実施形態における照光装置の部分平面図、図5(b)は図5(a)に示すD−D線から切断し矢印方向から見た照光装置の縦断面図(ただし、図5(a)よりも図5(b)の左右方向(Y1−Y2方向)における寸法を縮小している)、図6(a)は、第5実施形態における照光装置の部分平面図、図6(b)は図6(a)に示すE−E線から切断し矢印方向から見た照光装置の縦断面図(ただし、図6(a)よりも図6(b)の左右方向における寸法を縮小している)、図7(a)は、第6実施形態における照光装置の部分平面図、図7(b)は図7(a)に示すF−F線から切断し矢印方向から見た照光装置の縦断面図(ただし、図7(a)よりも図7(b)の左右方向における寸法を縮小している)、である。
各図におけるX1−X2方向と、Y1−Y2方向とは平面内にて直交する2方向を指す。Z1−Z2方向は高さ方向(導光板の板厚方向)を指す。
図1,図2に示す照光装置1は、導光板(ライトガイド)2と、LED(発光ダイオード)3とが基板4上に設置されたライトユニット5を有して構成される。
図1,図2に示す導光板(ライトガイド)2は、上面2b及び下面2cが略平坦面であり、所定厚を有する板状で形成される。導光板2は、透光性の材料で形成され透明もしくは半透明であり、樹脂、ガラス等の別を問わない。例えば、導光板2は透明もしくは半透明の熱可塑性樹脂で形成され、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、シクロオレフィン系樹脂(COP/COC)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)等で形成できる。あるいは、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン等の光硬化型、熱硬化型の樹脂で形成されてもよい。なお導光板2は、本実施形態のように、フレキシブル性を有する薄いフィルム状であってもよい。
図1(a)に示すように導光板2のY2側端面2dには切欠部(凹部)2eが形成されている。切欠部2eは、X1−X2方向に平行に延びる側壁を構成する端面(垂直面のみならず平面以外に延びる面全般を含む)2aと、端面2aとY2側端面2d間を繋ぐ端面2f,2fとで構成される。
導光板2の上面2b側や下面2c側には、LED3から導光板2内に入射された光を上方に取り出すための光取り出し部(図示しない)が所定領域に設けられる。
図1(a)、図2に示すように導光板2は基板4上に粘着層10を介して接合されている。粘着層10は、アクリル系粘着剤、両面粘着テープ等である。
導光板2は少なくとも、LED3の発光面3aと対向する部分が基板4上に配置されている。
図1(a)、図2に示すように、LED3は、LEDチップ(発光素子)7と、LEDチップ7を表面(チップ搭載面)にて支持する不透明なガラスエポキシ基材等からなるベース(基体)9と、LEDチップ7を封止するエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の透光性の封止樹脂8と、ベース9に設けられた電極(図示せず)とを有して構成されている。電極は、ベース9の下面と側面との間の角部に形成された切欠部(図示せず)に配置され、X1−X2方向に複数に分離して設けられている。なお図2において、ベース9の右側面がLEDチップ7が搭載されるチップ搭載面となっている。
図1、図2に示すように側面発光型のLED3の発光面3aは端面(封止樹脂8の端面)に位置し、導光板2に形成された切欠部2e内の側壁である端面2aと隙間13を介して対向するようにLED3が基板4上に配置されている。図1(a)に示すように、LED3の一部が導光板2に形成された切欠部2e内に入り込むように配置されてもよいし、LED3の全体が切欠部2e内に入り込むように配置されてもよい。なおLED3の全体が切欠部2e内に入らないように構成することも出来るが、照光装置1の小型化やLED3から導光板2への伝播効率を考慮すると、LED3の少なくともチップ搭載面よりも発光面3a側に設けられる部分(封止樹脂8)を切欠部2e内に配置することが好ましい。LED3の電極は基板4に形成されたランド部14に半田12により半田付けされる。なお半田12の代わりに導電接着剤等により電極とランド部14とが接合されていてもよい。半田付け部以外のLED3の下面(実装面)と基板4との間には隙間(空間)が形成されている。この隙間は、後述する樹脂15により埋められていてもよいし、空間のままであってもよい。
導光板2に形成された切欠部2eの端面2a(側壁)とLED3の発光面3aとの間の隙間13は、数百μm程度の大きさである。
基板4はリジッド(剛性)でもフレキシブル(可撓性)であってもどちらでもよい。また、LED3及び導光板2は、共通の基板4上に配置されていることが好ましいが、LED3及び導光板2に対して別々に基板が設けられていてもよい。また、導光板2は基板上に設置されなくてもよい。なお本実施形態では、後述する樹脂15を安定して隙間13に保持させるために、少なくともLED3の発光面3aと対向する側壁(端面2a)が形成された部分における導光板2は、LED3が実装される基板4と共通の基板4上に配置されて支持されるように構成されている。
図1、図2に示すように、透光性の樹脂15が、導光板2に形成された切欠部2eの端面2a(側壁)と、LED3の発光面3aとの間の隙間13内を埋めている。更に樹脂15は、LED3の上面3b全体を覆うとともに、LED3の発光面3aに対して反対側の面である後端面3c側に位置する基板4の上面4aにまで延出して設けられている。樹脂15は、更に、前記隙間13内を埋める樹脂15に連続して導光板2の上面2bの一部2b1も覆っている。
ここで「透光性」や「透明」とは、可視光線透過率が60%以上(好ましくは80%以上)の状態を指す。
透光性の樹脂15は、図1(a)の平面視で示すように、LED3の発光面3a側、後端面3c側のみならず、発光面3aと後端面3c間に位置する側端面3d,3d側にも広がっている。
樹脂15は、透光性であるとともに外力に対して変形可能な粘土状の材質であることが好適である。このような樹脂15として例えば透明粘土(日清アソシエイツ株式会社製の透明粘土)を用いることができる。樹脂15は、弾性(復元力)、粘性(流動性)、及び粘着性の各特性が適切に調整されており、これにより、LEDの発光面3aと導光板2の端面2a(側壁)との間の隙間13にばらつき等があっても樹脂15により確実に埋めることができるとともに、機械的な振動や衝撃が加わったり、繰り返しの温度変化に曝されたり、さらに長期間の使用に対しても、樹脂15を図1や図2に示す所定の広がりと膨らみを持った形状に安定して保ち続けることができる。
樹脂15の屈折率は、LED3を構成する封止樹脂8及び導光板2の屈折率とほぼ同等であることが好ましい。具体的には樹脂15の屈折率は、約1.4〜1.6の範囲内であることが好適である。樹脂15の屈折率をLED3を構成する封止樹脂8及び導光板2の屈折率とほぼ同等とすることで、光の反射損失を少なく効率的な光結合状態を得ることが出来る。
図1、図2に示すように、樹脂15の表面(上面)15aは、保持シート17で覆われている。保持シート17は例えば、図2に示すように、下から粘着層18、フィルム層19、反射層20、遮光層21の順に積層された構造である。保持シート17はフレキシブル性(可撓性)を有している。
粘着層18は、アクリル系粘着剤、両面粘着テープ等の透明な粘着層であることが好適である。粘着層18に若干の光に対する拡散性があってもよい。フィルム層19は、例えばPETフィルムである。フィルム層19は透明であっても半透明であってもどちらでもよいが透光性を有することが好適である。またフィルム層19は樹脂でなく、紙等であってもよい。反射層20は、フィルム層19の表面に形成されたAl蒸着膜等であり、更に反射層20の表面に遮光層21が印刷形成されている。
図2に示すように樹脂15の表面15aは直接、保持シート17の下層に位置する粘着層18に接している。このため樹脂15は保持シート17に密着して保持されている。
図1、図2に示すように、保持シート17は、樹脂15との対面領域から外周にはみ出した外周部(延出部)17aを有している。すなわち外周部17aは、樹脂15の外側に位置する保持シート17の部分である。保持シート17の外周部17aの下面には粘着層18が露出しており、保持シート17の外周部17aがライトユニット5を構成する導光板2の上面2b及び基板4の上面4aに粘着層18を介して貼り付けられている。図1、図2に示す実施形態では、LED3の上面3b全体は樹脂15で覆われており、よってLED3の上方全体が保持シート17により覆われている。
保持シート17は樹脂15を保持するためのものであり、保持シート17の構造は図2に示すものに限定されない。例えば、保持シート17を構成する反射層20や遮光層21はあってもよいし無くてもよい。反射層20や遮光層21等がなく保持シート17全体が透明であってもよい。ただし樹脂15と直接触れる面は黒色等の吸収面であってはいけない。
図2に示すように、LED3(封止樹脂8)の端面に位置する発光面3aから光L1が発せられる。このとき本実施形態では、LED3の発光面3aと、発光面3aに対向する導光板2の端面2a(側壁)との間の隙間13を透光性の樹脂15で埋めているため、光L1を樹脂15を介して導光板2にまで適切に伝播することが出来る。
LED3は、主として発光面3aから光L1が発せられるが、LEDチップ(発光素子)7は発光面3aよりも奥の位置(後端面3c方向)であるベース9の表面(図2の右側面)に設けられており、光L2は封止樹脂8の上面8aからも漏れ出る。そこで本実施形態では、封止樹脂8の上面8aも透光性の樹脂15で覆うことで、封止樹脂8の上面8aからの光L2も樹脂15を介して導光板2まで伝播することが可能になる。なお、本実施形態では、ベース9の上面からわずかに漏れる光も利用するために、LED3の上面3b全体を樹脂15で覆うようにしている。
このように本実施形態では、LED3の発光面3aから発せられた光L1のみならず、上面8aからの光L2も、透光性の樹脂15を介して導光板2へ伝播して照光に用いることができ、LED3から導光板2への光の伝播効率を向上させることができる。
図1、図2に示す実施形態では、樹脂15は、LED3の上面3b全体を覆うとともに更に、LED3の発光面3aに対し反対側の後端面3c側に位置する基板4の上面4aにまで設けられている。これにより、LED3の上面3b全体を確実に透光性の樹脂15で覆うことができ、LED3から導光板2への光の伝播効率をより効果的に向上させることができる。また図1(a)に示すように、本実施形態では、LED3の周囲及び上面全体を樹脂15で覆うことができ、LED3の発光面3a以外の面からの光をより効果的に樹脂15を介して導光板2へ伝播でき、伝播効率の更なる向上を図ることができる。また、LED3の表面全体を樹脂15の被覆により保護することができる。
また図1、図2に示す実施形態では、樹脂15は、更に導光板2の上面2bの一部2b1も覆っている。これにより、LED3から発せられた光に対する導光板2の光入射面には、端面のみならず、更に樹脂15で覆われた上面2bの一部2b1も含めることができ、よって導光板2の光入射面の面積を広げることができる。
また図2に示すようにLED3の上面3bの高さ位置と、導光板2の上面2bの高さ位置とが異なっている場合であっても、樹脂15をLED3の上面3b側のみならず導光板2の上面2b側にも被せることで、高さずれを透光性の樹脂15で適切に吸収することが出来る。なおLED3や導光板2の厚みは、数百μm程度である。
また本実施形態では透光性の樹脂15は、外力により変形可能とされている。そして図1、図2に示すように樹脂15の表面15aが保持シート17で覆われるとともに、樹脂15との対面領域からはみ出した保持シート17の外周部17aが、導光板2の上面2b及び基板4の上面4aに貼り付けられている。このように本実施形態では、樹脂15が外力により変形可能であるために、LED3の発光面3aと導光板2の端面2a(側壁)との間の隙間13を樹脂15により確実に埋めることが出来る。よってエアギャップによる光の伝播効率の低下や、ばらつきを効果的に抑制することができる。
また図1、図2に示すように、保持シート17の外周部17aを、導光板2の上面2bや基板4の上面4aに貼り付けることで、樹脂15をライトユニット5と保持シート17との間に、確実に所定形状にて保持することが可能になる。
図2に示すように本実施形態では、保持シート17の下層に粘着層18が設けられている。そして、樹脂15の表面15aは、粘着層18に接しており、保持シート17の外周部17aが、粘着層18により、導光板2の上面2b及び基板4の上面4aに貼り付けられている。
これにより、ライトユニット5の所定領域上に被覆された樹脂15を、より確実に保持シート17にて保持することができ、また保持シート17の外周部17aをライトユニット5の表面(導光板2の上面2b及び基板4の上面4a)に簡単に貼り付けることができ、生産性を向上させることができる。
図2に示すように、樹脂15は、上方(Z1)に向けて凸状を成している。また保持シート17と対向する樹脂15の表面15aには、表面15aの略中央に位置するX−Y平面に略平行な天井面15dと、導光板2と接する端部(裾部)15bから前記天井面15dの方向に向けて立ち上がる傾斜面15cとが形成されている。なお傾斜面は、基板4の上面4aと接する端部15fから天井面15dに向う表面にも形成されている(図2の符号15gの部分)。傾斜面15cは凸曲面であることが好適である。また天井面15dの部分も曲面で形成され、すなわち樹脂15の表面15a全体が凸型の曲面状で形成される形態も好ましい形態である。
これにより、LED3から発せられた光が樹脂15から導光板2に入射されるに際し、反射等を伴って光が導光板2の光入射面全体に満遍なく入射されやすく、照光ムラを抑制することができる。
また上記したように保持シート17の形態は図2に示すものに限らないが、保持シート17には反射層20を有することが好適である。これにより、LED3から導光板2へかけての光の伝播効率を向上させることができるとともに、LED3近傍等に明るすぎる部分が生じるのを防止して、照光ムラを低減させることができる。
図1(a)に示す実施形態では、導光板2のY2側端面2dに切欠部2eが形成されており、LED3の発光面3aを、切欠部2e内に位置する端面2a(側壁)に隙間13を空けて対向させている。これにより、LED3の一部あるいは全部を切欠部2e内に配置することができ、照光装置1全体の小型化を促進できる。また導光板2に切欠部2eを形成して、LED3の一部あるいは全部を切欠部2e内に配置する構成とし、LED3の発光面3aと切欠部2eの端面2aとの間からLED3の側端面3dと切欠部2eの端面2fとの間も樹脂15で埋めることで、LED3の側端面3d(封止樹脂8の側端面)からの光も効果的に導光板2に伝播することができ、伝播効率をより効果的に向上させることができる。
以下、図3、図4、図5は、図1に示す導光板2とは異なる形状の導光板を用いた実施形態である。よって図3、図4、図5に示す各実施形態は、導光板の形状を除いて、その他の構成及び発明の効果は、図1と変わらない。したがって以下の図3、図4、図5では、導光板の形状やその形状に伴う構造及び効果を中心に説明するとともに、図1、図2の第1実施形態と同等の部材及び部位には同じ符号を付して重複する説明は省略する。
図3に示す第2実施形態では、導光板31に高さ方向(板厚方向、Z1−Z2方向)に貫通する貫通孔30が形成されている。そしてLED3が貫通孔30内に露出する基板4上に設置されている。LED3の発光面3aは、貫通孔30内の側壁を構成する壁面(垂直面に限らず、平面以外の方向に延びる面全般を含む)30aに隙間を空けて対向している。
図3に示すように、樹脂15は、LED3と導光板31との間の隙間を埋めている。更に樹脂15はLED3の上面3b全体を覆っている。また樹脂15は導光板31の上面31bの一部も覆っている。
そして樹脂15の表面は保持シート17で覆われている。保持シート17の構成は例えば図2と同様である。よって、樹脂15の対向領域からはみ出した保持シート17の外周部17aは、導光板31の上面31bに図2に示す粘着層18を介して貼り付けられている。
図3では、導光板31に形成された貫通孔30内にLED3を配置し、すなわちLED3を導光板31の形成領域内に配置しているため、照光装置の小型化を促進することができる。
また導光板31に形成された貫通孔30内にLED3を配置し、更にLED3と貫通孔30間の隙間を樹脂15で埋め、LED3の上面3b全体を樹脂15で覆うことで、LED3の発光面3a以外の面(特に封止樹脂8の上面8a(図2参照)や側面)からの光を効果的に樹脂15を介して導光板31にまで伝播でき、伝播効率をより向上させることができる。また、樹脂15の表面を覆う保持シート17の外周部17aを、全て、導光板31の上面31bに貼り付けることが出来る。すなわち、保持シート17の外周部17aを全て同じ高さの面に貼り付けることが出来るから保持シート17を導光板31の上面31bに簡単且つ確実に貼り付けることが可能である。
図4に示す第3実施形態では、導光板33は例えば略矩形状であり、X1−X2方向に平行に延びる側壁としてのY2側端面33aに隙間を空けてLED3の発光面3aが対向している。そして樹脂15が、導光板33のY2側端面33a(側壁)の中央部分とLED3の発光面3a間の隙間からLED3の周囲全域、LED3の上面3b及び、導光板33の上面33bの一部にかけて形成されている。このようにLED3は全体が樹脂で覆われている。
そして樹脂15の表面は保持シート17で覆われている。保持シート17の構成は例えば図2と同様である。よって樹脂15の対向領域からはみ出した保持シート17の外周部17aは、導光板33の上面33b及び基板4の上面4aに図2に示す粘着層18を介して貼り付けられている。
図5に示す第4実施形態では、導光板35にはY2側端面35aの一部にY2方向に突出した突出部36が形成されている。そして突出部36の側壁を構成する前端面36aに隙間を空けてLED3の発光面3aが対向している。そして樹脂15が、導光板35に形成された突出部36の前端面36a(側壁)とLED3の発光面3a間の隙間からLED3の周囲全域、LED3の上面3b及び、導光板35の上面35bの一部にかけて形成されている。このようにLED3は全体が樹脂15で覆われている。
そして樹脂15の表面は保持シート17で覆われている。保持シート17の構成は例えば図2と同様である。よって樹脂15の対向領域からはみ出した保持シート17の外周部17aは、導光板35の上面35b及び基板4の上面4aに図2に示す粘着層18を介して貼り付けられている。
図6に示す照光装置は、図1に示す第1実施形態の照光装置1を構成する樹脂15の被覆領域を変更した第5実施形態である。
図1では、LED3の全周囲及び上面全体が樹脂15で覆われていたが、図6では、LED3の上面3bを樹脂15により一部だけ覆い、露出したLED3の上面3bに保持シート17の外周部17aが貼り付けられている。この実施形態では、保持シート17の外周部17aは、LED3の上面3b及び導光板2の上面2bに貼り付けられており、基板4の上面4aには貼り付けられていない。ここで、保持シート17の外周部17aは、封止樹脂8よりも奥側(発光面3aとは反対側)に位置するベース9の上面に貼り付けられる。チップ搭載面よりも発光面3a側に設けられる封止樹脂8の上面8aを樹脂15で覆い、前記上面8aから漏れる光を適切に利用するためである。
図6に示す第5実施形態においても、樹脂15は、LED3の発光面3aと導光板2の側壁を構成する端面2aとの隙間からLED3の上面3bの一部にかけて設けられており、LED3の発光面3aから発せられる光のみならず、封止樹脂8の上面8aからの光も樹脂15を介して導光板2にまで伝播でき、伝播効率を従来に比べて向上させることができる。ただし、図1に示すように、LED3の上面3b全体を樹脂15で覆ったほうが、伝播効率をより向上させることができ好適である。なお図6に示す実施形態では樹脂15のライトユニット5に対する被覆領域以外、構成は図1と同じであり、上記した伝播効率以外の発明の効果を図1と同様に得ることが可能である。
図7に示す照光装置は、図4に示す第3実施形態の照光装置を構成する樹脂15の被覆領域を変更した第6実施形態である。
図4では、LED3の全周囲及び上面全体が樹脂15で覆われていたが、図7では、LED3の上面3bを樹脂15により一部だけ覆い、露出したLED3の上面3bに保持シート17の外周部17aが貼り付けられている。この実施形態では、保持シート17の外周部17aは、LED3の上面3b、導光板33の上面33b、及び基板4の上面4aに夫々貼り付けられている。ここで、保持シート17の外周部17aは、封止樹脂8よりも奥側に位置するベース9の上面に貼り付けられる。封止樹脂8の上面8aを樹脂15で覆い、前記上面8aから漏れる光を適切に利用するためである。
図7に示す第6実施形態においても、樹脂15は、LED3の発光面3aと導光板33の側壁を構成するY2側端面33aとの隙間からLED3の上面3bの一部にかけて設けられており、LED3の発光面3aから発せられる光のみならず、封止樹脂8の上面8aからの光も樹脂15を介して導光板33にまで伝播でき、伝播効率を従来に比べて向上させることができる。ただし、図4に示すように、LED3の上面3b全体を樹脂15で覆ったほうが、伝播効率をより向上させることができ好適である。なお図7に示す実施形態では樹脂15のライトユニット5に対する被覆領域以外、構成は図4と同じであり、上記した伝播効率以外の発明の効果を図4と同様に得ることが可能である。
なお図3、図5に対する各実施形態においても、図6、図7の構成に準じて、LED3の上面3bの一部を樹脂15で覆い、樹脂15で覆われていないLED3の上面3bに保持シート17の外周部17aを貼り付けることが出来る。ただし、かかる場合、保持シート17の外周部17aは、チップ搭載面(封止樹脂8)よりも奥側(発光面3aとは反対側)に位置するベース9の上面に貼り付けられる。
なお図2を用いて詳しく説明したように、導光板2の上面2bの一部2b1も樹脂15で覆うことが好ましいが、図2の点線で示すように樹脂15の端部(裾部)15bが導光板2の端面2aの上端部と一致する形態も本実施形態に含まれる。
図8は、図1、図2に示す第1実施形態における照光装置の製造工程を示す部分拡大縦断面図である。
図8(a)の工程では、保持シート17の表面の一部に透光性であるとともに外力に対し変形可能な粘土状の樹脂15を設ける。このときの樹脂15の膜厚は数百μm程度である。保持シート17は、粘着層18、フィルム層19、反射層20、遮光層21の順に積層された構造である。保持シート17はフレキシブル性(可撓性)を有する。なお各層の材質等については図2での説明部分を参照されたい。
図8(a)に示すように本実施形態では、保持シート17の粘着層18の表面(粘着層18を備える図8(a)での下面)に樹脂15を所定量だけ盛る。このとき、樹脂15は保持シート17の粘着層18により確実に保持される。ここで保持シート17に樹脂15を盛る際には、粘着層18が、上方を向くように保持シート17を設けておき、樹脂15を粘着層18上に盛った後、保持シート17を裏返すようにしている。
図8(a)に示すように、基板4上に導光板2とLED3とを対向配置する。このとき、LED3の発光面3aを導光板2の側壁である端面2aに隙間を空けて対向させる。基板4上に導光板2とLED3とが対向配置されたライトユニット5の上方にて、保持シート17に保持された樹脂15を、下向き(ライトユニット5の方向)に向けた状態で対向させる。
そして図8(a)の矢印に示すように、保持シート17の上面17b側を下方(ライトユニット5の方向)に向けて所定の治具等を用いて押圧する。このとき、樹脂15は保持シート17の粘着層18でしっかりと保持されているため、樹脂15が押圧の際に保持シート17から落ちてしまったり、保持シート17の下面を平面方向に移動する等の不具合を抑制でき、樹脂15をライトユニット5の所定領域上に適切に押し当てることができる。
外力に対して変形可能な透光性の樹脂15は、押圧力を受けて、LED3の発光面3aと導光板2の側壁である端面2aとの間の隙間13に進入し、図8(b)に示すように前記隙間13を確実に樹脂15で埋めることが出来る。更に、本実施形態では、LED3の上面3b全体、LED3の周囲全体を樹脂15で覆うことができる(図1(a)も参照)。
そして樹脂15を保持している保持シート17の外周部17aを導光板2の上面2b及び基板4の上面4aに粘着層18を介して貼り付ける。
このように、保持シート17に外力に対して変形可能な透光性の樹脂15を保持して、樹脂15を保持シート17の上面17b側からライトユニット5の表面へ押圧するという簡単な作業により、LED3と導光板2間との間の隙間13を、前記隙間13にばらつき等があったとしても確実に樹脂15で埋めることができるとともに、LEDの上面3bを樹脂15により覆うことができ、また保持シート17の外周部17aをライトユニット5の表面(導光板2の上面2b及び基板4の上面4a)に貼り付けることで、樹脂15をライトユニット5と保持シート17間に確実に保持することができる。よって液状の樹脂を、LEDとライトユニットとの間の隙間にディスペンサを用いて充填する方法等に比べて、生産性を向上させることができる。また本実施形態では、LED3と導光板2との間の隙間13のみならずLED3の上面3bも同時に樹脂15で覆うことで、LED3から導光板2への光の伝播効率に優れた照光装置1を生産性良く製造することができる。
また本実施形態では、図8に示すように、保持シート17は下層に粘着層18を有し、樹脂15を粘着層18の表面(下面側)に盛った状態で保持しながら、ライトユニット5の所定領域上を樹脂15で被覆するとともに、保持シート17の外周部17aを粘着層18を介してライトユニット5の表面に貼り付けている。このように粘着層18を有することで、保持シート17に樹脂15を簡単且つ確実に保持することができる。このため本実施形態では、保持シート17の表面に樹脂15を適切に保持しながらライトユニット5に対する樹脂15の被覆を行うことができるとともに保持シート17の外周部17aをライトユニット5の表面に簡単且つ確実に貼着でき、生産性を向上させることができる。
また本実施形態では、図8(a)に示すように、樹脂15を、保持シート17の上面17b側からライトユニット5の方向(下方)に向けて押圧して、図8(b)に示すように、ライトユニット5の所定領域上を樹脂15で被覆したとき、樹脂15を、上方(Z1)に向けて凸状に形成し、且つ樹脂15の表面15aに、少なくとも導光板2と接する端部15bから表面15aの中心方向に向けて徐々に立ち上がるように傾斜する傾斜面15cを形成することが好ましい。上記形状を有することで照光ムラを適切に抑制することができる。そして本実施形態では、外力に対して変形可能な樹脂15を用いることで上記形状を簡単に形成でき、しかも保持シート17により適切に樹脂15の上記形状を保持することが可能であり、以上により照光ムラを抑制することが可能な照光装置を簡単且つ適切に製造することができる。
図8(b)に示すように本実施形態では、LED3の上面3bから更に、前記LED3の発光面3aに対する反対面側に位置する前記基板4の上面4aを樹脂15により覆うことが好ましい。また、図8(b)に示すように、導光板2の側壁である端面2aとLED3の発光面3aとの間の隙間13から更に、導光板2の上面2bの一部2b1を樹脂15により覆うことが好ましい。
本実施形態では、LED3と導光板2との間の隙間13からLED3の上面3b、更にはLED3の発光面3aに対する反対面側の基板4の上面4a、及び導光板2の上面2bの一部2b1を、外力に対して変形可能な透光性の樹脂15により確実に覆うことができ、またこのようにライトユニット5の所定領域上を被覆してなる樹脂15を保持シート17により適切に保持することが可能である。
図3ないし図7に示す各実施形態の照光装置の製造方法は図8に示す製造方法に準ずる。
なお本発明は、図1ないし図8を用いて説明した各実施形態に限定されるものではなく種々変更が可能である。
例えば、上述した各実施形態においては、側面発光型のLED3として、ベース9のチップ搭載面にベース9の側面形状(チップ搭載面の形状)と同じ大きさで同一形状の封止樹脂8を設けて、LEDチップ7を封止したものを用いている。しかしながら、側面発光型のLEDとして、他のタイプのものを採用してもよい。他のLEDの例としては、ベースの側面であるチップ搭載面に、LEDチップ(発光素子)を囲むように形成された白色系の合成樹脂材からなる枠状部を設けたものがある。そして、この枠状部内に、LEDチップを封止するための透光性の封止樹脂が設けられており、この封止樹脂の側端面(ベースとは反対側の端面)が発光面となるように構成されている。このような構成の側面発光型のLEDを、上述した枠状部のないLED3に代えて用いる場合には、透光性を有する粘土状の樹脂15が少なくとも発光面側における枠状部の上面を覆うように設ける。なお、LEDは、これ以外の構成であってもかまわない。ただし、いずれの場合でも、側面発光型のLEDの光を有効利用して、導光板までの伝播効率を高めるためには、上述した各実施形態のように、少なくともベースのチップ搭載面よりも発光面側に位置するLEDの上面(封止樹脂8や枠状部の上面)を樹脂15で覆うように構成するのが好ましい。
また、LEDは単色発光のものに限られず、多色発光のLEDを用いて本発明における照光装置を構成してもよい。
L1、L2 光
1 照光装置
2、31、33、35 導光板
2e 切欠部
3 LED
3a 発光面
3b (LEDの)上面
4 基板
5 ライトユニット
7 LEDチップ
8 封止樹脂
8a (封止樹脂の)上面
9 ベース(基体)
12 半田
13 隙間
14 ランド部
15 樹脂
17 保持シート
17a (保持シートの)外周部
18 粘着層
19 フィルム層
20 反射層
21 遮光層
30 貫通孔
36 突出部
1 照光装置
2、31、33、35 導光板
2e 切欠部
3 LED
3a 発光面
3b (LEDの)上面
4 基板
5 ライトユニット
7 LEDチップ
8 封止樹脂
8a (封止樹脂の)上面
9 ベース(基体)
12 半田
13 隙間
14 ランド部
15 樹脂
17 保持シート
17a (保持シートの)外周部
18 粘着層
19 フィルム層
20 反射層
21 遮光層
30 貫通孔
36 突出部
Claims (14)
- 基板上に設けられるLEDと前記LEDの発光面に対し隙間を介して側壁が配置される導光板とを備えてなるライトユニットと、前記導光板と前記LEDの発光面との間の前記隙間から前記LEDの上面にかけて設けられた透光性の樹脂とを、有することを特徴とする照光装置。
- 前記樹脂は、前記LEDの上面から更に、前記LEDの前記発光面に対する反対面側に位置する前記基板上にかけて設けられている請求項1記載の照光装置。
- 前記樹脂は、前記導光板と前記LEDの発光面との間の前記隙間から更に、前記導光板の上面の一部にかけて設けられている請求項1又は2に記載の照光装置。
- 前記樹脂は、外力により変形可能とされており、前記樹脂の表面が保持シートで覆われているとともに、前記樹脂との対面領域よりも外側に位置する前記保持シートの外周部が前記ライトユニットの表面に貼り付けられている請求項1ないし3のいずれか1項に記載の照光装置。
- 前記保持シートの下層に粘着層が設けられているとともに、前記樹脂が前記粘着層に接しており、前記保持シートの外周部が前記粘着層により前記ライトユニットの表面に貼り付けられている請求項4記載の照光装置。
- 前記樹脂は、前記保持シートに向けて凸状を成すとともに、前記保持シートと対向する前記樹脂の表面には、少なくとも前記導光板と接する端部から前記表面の中心方向に向けて立ち上がる傾斜面が形成されている請求項4又は5に記載の照光装置。
- 前記保持シートは反射層を有する請求項4ないし6のいずれか1項に記載の照光装置。
- 前記導光板の端面には切欠部が形成されており、前記LEDの一部あるいは全部が前記切欠部内に配置されて、前記LEDの発光面が前記切欠部内の側壁に隙間を空けて対向している請求項1ないし7のいずれか1項に記載の照光装置。
- 前記導光板には厚さ方向に貫通孔が形成されており、前記LEDは前記貫通孔内に設置されて、前記LEDの発光面が前記貫通孔内の側壁に隙間を空けて対向している請求項1ないし7のいずれか1項に記載の照光装置。
- 保持シートの一部に外力に対し変形可能な透光性の樹脂を設ける工程と、
基板上に設けられるLEDと前記LEDの発光面に対し隙間を介して側壁が配置される導光板とを備えてなるライトユニットの上方に、前記保持シートに設けられた前記樹脂を前記ライトユニット側に向けた状態で対向させ、前記樹脂を、前記保持シートの上面側から前記ライトユニットの方向に向けて押圧する工程と、
前記導光板と前記LEDの発光面との間の前記隙間を前記樹脂により埋めるとともに、前記LEDの上面を前記樹脂により覆った状態として、前記樹脂との対面領域の外側に位置する前記保持シートの外周部を前記ライトユニットの表面に貼り付ける工程と、
を有することを特徴とする照光装置の製造方法。 - 前記保持シートは粘着層を有し、前記樹脂を前記粘着層の表面に盛った状態で保持しながら、前記樹脂を前記保持シートの上面側から前記ライトユニット側に向けて押圧して、前記ライトユニットの所定領域上を前記樹脂で被覆するとともに、前記保持シートの外周部を前記粘着層を介して前記ライトユニットの表面に貼り付ける請求項10記載の照光装置の製造方法。
- 前記LEDの上面から更に、前記LEDの前記発光面に対する反対面側に位置する前記基板上を前記樹脂により覆う請求項10又は11に記載の照光装置の製造方法。
- 前記導光板と前記LEDの発光面との間の前記隙間から更に、前記導光板の上面の一部を前記樹脂により覆う請求項10ないし12のいずれか1項に記載の照光装置の製造方法。
- 前記ライトユニットの所定領域上に被覆された前記樹脂を、上方に向けて凸状に形成し、且つ前記保持シートと対向する前記樹脂の表面に、少なくとも前記導光板と接する端部から前記表面の中心方向に向けて立ち上がる傾斜面を形成する請求項10ないし13のいずれか1項に記載の照光装置の製造方法。
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