JP3190671U - 平面光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光ダイオードと導光板を一体成形し、光線をほぼ完全に導光板に進入させて、平面光源装置の効率を大幅に高める平面光源装置を提供する。【解決手段】平面光源装置は、上下それぞれに第１表面１６及び第２表面１８を有する導光板と、複数の発光ダイオード１０を有し、導光板の側辺に位置し、且つ光線を発出するように発光ダイオード１０が導光板内に設けられる少なくとも一のライトストリップ１２と、第２表面１８外側に設けられ、光線を反射する反射片２４と、第１表面１６外側に設けられ、反射片２４の反射光を散射する拡散片２２と、を有する。【選択図】図６ａ

Description

本考案は、光源モジュールに関し、特に、平面光源装置に関する。

目下、発光ダイオードを光源とするサイドエッジ式平面光源モジュールは、複数の発光ダイオードを基板本体上に取付ける。図１ａ及び図１ｂを参照すると、楔形導光板を採用する実施例の側面図及び上面図である。前記サイドエッジ式光源モジュールは、導光板２及び複数の発光ダイオード１０を含む。導光板は、一般的にアクリル粒子射出成形であり、導光板２の上下にそれぞれ拡散板２２及び反射板２４を設け、基板本体はライトストリップ１２であり、発光ダイオード１０は、ライトストリップ１２の一面に設けられ、次に、このライトストリップ１２の発光面を導光板２の入光面２０に向かい合わせ、光線が反射片２４により反射された後、拡散片２２から散乱射し、均等な面光源となる。

図２ａ及び図２ｂは、従来の別の光源モジュールの正面図及び上面図である。平板導光板４を採用し、両側にそれぞれライトストリップ１２及び発光ダイオード１０を設ける。

ライトストリップは、通常、線状の基板本体であり、その上に正極導電トラックと負極導電トラックを有し、ライトストリップは、順に、封止を完了した複数の発光ダイオードを前記線状基板本体上に設置し、各封止完了した発光ダイオードの正負極端を前記線状基板本体の正負極導電トラックにそれぞれ電気的に接続して製造する。

光源モジュールが均一な輝度を獲得するために、通常、導光板の表面に異なる屈折率のアクリル板材料を印刷するか、または、導光板の表面に異なる角度の屈折面を形成する。図３ａから図５ｂは三種類の従来のサイドエッジ式光源モジュールの実施例の正面図及び上面図である。そのうち、図３ａは及び図３ｂは、導光板２の第２表面１８上に光乱射粒子を含み、透明樹脂からなるインク層３０を形成する。図４ａ及び図４ｂは、導光板２の第２表面１８上に複数の粗面ブロック４０を製造し、第２表面１８を凹凸面にする。図５ａ及び図５ｂは、導光板２の第２表面１８上に複数の窪み溝５０を掘削射出し、第２表面１８をのこぎり面にする。この３種の実施例はいずれも反射又は光乱射面積を増加することにより、光線を均等にする。しかし、従来技術の効率と導光板の入光面２０の厚みと入光面２０の鏡面加工の平坦度は正比例するので、コスト、重量及び厚みを考慮すると、常に、効率を犠牲にして各方面のバランスを取る必要があり、且つ発光ダイオード封止体と空気は、屈折率の差異により全反射が発生し、光源と導光板の分離により、光線が散失するので、照度が低下する。

更に、導光板の厚みの制限及びライトストリップ製造の利便性のために、現在のサイドエッジ式光源モジュールは、通常、電力が小さい表面実装型（ＳＭＤ）発光ダイオードを採用する。このタイプの発光ダイオードは、外形及び構造の制限のために、通常、放熱効果が優れておらず、大きい電流による駆動ができない。故に、大量の発光ダイオードが必要であり、且つ全体の光源モジュールの効率が優れておらず、製造プロセスが煩雑である。サイドエッジ式平面光源モジュールは、薄型化で、柔和で、均一の高品質な光源であるなどのメリットがあるが、しかし、コストが非常に高く、液晶ディスプレイのバックライトモジュールの以外に、一般の照明市場においては、普及されていない。

従って、本考案は、平面光源装置を提供し、上記これらの課題を克服する。具体的な構造及びその実施例を以下に詳述する。

本考案の主要目的は、平面光源装置を提供することであり、発光ダイオードと導光板を一体成形し、光線をほぼ完全に導光板に進入させ、平面光源装置の効率を大幅に高めることができる。

本考案の別の目的は発光ダイオードライトストリップを提供することであり、それは導光板と一体成形する時、モールド内に取り付けることができる以外に、更に発光ダイオードが生成した熱エネルギーを迅速に伝導することができ、長さ制限がなく、製造コストを非常に低くすることができる。

上記の目的を達成するために、本考案は、導光板と、少なくとも一の発光ダイオードライトストリップと、反射片と、拡散片を有する平面光源装置を提供する。導光板の上下は、それぞれ第１表面及び第２表面である。ライトストリップは、導光板の側辺に位置し、その上に複数の発光ダイオードを有し、且つ発光ダイオードは導光板内に設けられ、光線を発出する。反射片は第２表面の外側に設けられ、光線を反射する。拡散片は、第１表面の外側に設けられ、反射片の反射光を乱反射して均一面光源にする。

従来技術における楔型導光板を採用する光源モジュールの正面図である。 従来技術における楔型導光板を採用する光源モジュールの上面図である。 従来技術における平板導光板を採用する光源モジュールの正面図である。 従来技術における平板導光板を採用する光源モジュールの上面図である。 従来技術における楔型導光板を採用し、その上にインク層を設置する光源モジュールの正面図である。 従来技術における楔型導光板を採用し、その上にインク層を設置する光源モジュールの上面図である。 従来技術における楔型導光板を採用し、その上に粗面ブロックを設置する光源モジュールの正面図である。 従来技術における楔型導光板を採用し、その上に粗面ブロックを設置する光源モジュールの上面図である。 従来技術における楔型導光板を採用し、その上に窪み溝を設置する光源モジュールの正面図である。 従来技術における楔型導光板を採用し、その上に窪み溝を設置する光源モジュールの上面図である。 従来技術における凹形導光板を採用し、発光ダイオードを内設する光源モジュールの正面図である。 従来技術における凹形導光板を採用し、発光ダイオードを内設する光源モジュールの上面図である。 従来技術における楔型導光板を採用し、発光ダイオードを内設する光源モジュールの正面図である。 従来技術における楔型導光板を採用し、発光ダイオードを内設する光源モジュールの上面図である。 従来技術における楔型導光板を採用し、発光ダイオードを内設する光源モジュールの正面図である。 従来技術における楔型導光板を採用し、発光ダイオードを内設する光源モジュールの上面図である。 本考案における導光板に発光ダイオードを内設し且つインク層を設ける光源モジュールの実施例の正面図である。 本考案における導光板に発光ダイオードを内設し且つインク層を設ける光源モジュールの実施例の上面図である。 本考案における導光板に発光ダイオードを内設し且つ粗面ブロックを設ける光源モジュールの実施例の正面図である。 本考案における導光板に発光ダイオードを内設し且つ粗面ブロックを設ける光源モジュールの実施例の上面図である。 本考案における導光板に発光ダイオードを内設し且つ窪み溝を設ける光源モジュールの実施例の正面図である。 本考案における導光板に発光ダイオードを内設し且つ窪み溝を設ける光源モジュールの実施例の上面図である。 本考案における発光ダイオードライトストリップと導光板を一体成形後の基板本体の実施例の正面図である。 本考案における発光ダイオードライトストリップと導光板を一体成形後の基板本体の実施例の上面図である。 本考案における発光ダイオードライトストリップと導光板を一体成形後の基板本体の実施例の側面図である。 本考案における発光ダイオードライトストリップと導光板を一体成形後の実施例の正面図である。 本考案における発光ダイオードライトストリップと導光板を一体成形後の実施例の上面図である。 本考案における発光ダイオードライトストリップの基板本体の別の実施例の正面図である。 本考案における発光ダイオードライトストリップの基板本体の別の実施例の上面図である。 本考案における発光ダイオードライトストリップの基板本体の別の実施例の側面図である。 本考案における発光ダイオードとライトストリップと導光板を一体成形後の別の実施例の正面図である。 本考案における発光ダイオードとライトストリップと導光板を一体成形後の別の実施例の上面図である。

以下において、本考案の目的、技術内容、特徴及びその効果を容易に理解できるように、具体的な実施例を挙げながら説明する。

図６ａ及び図６ｂは、本考案の実施例の正面図および上面図である。本考案は、発光ダイオードを導光板に内設する平面光源装置を提供し、凹形導光板６と、少なくとも一のライトストリップ１２と、反射片２４と、拡散片２２とを含む。凹形導光板６は、透明アクリル板であってもよく、上下はそれぞれ第１表面１６及び第２表面１８である。拡散片２２は、第１表面１６の外側にあり、反射片２４は、第２表面１８の外側にある。ライトストリップ１２は、凹形導光板６の両側に位置し、その上に、複数の発光ダイオード１０を有し、且つ発光ダイオード１０は、凹形導光板６内に設けられ光線を発出する。反射片２４は光線を反射し、拡散片２２は更に、反射片２４の反射光を均一な面光源として乱反射する。

図６ａ及び図６ｂの実施例において、導光板は、凹形導光板であり、第２表面１８は、第１表面１６に対して陥入する曲面又は弧面であり、拡散片２２は第２表面１８の弧度と同一である。

図７ａ及び図７ｂは、それぞれ本考案の別の実施例の正面図及び上面図であり、それと図６ａと図６ｂの実施例の差異は、導光板が楔形導光板８であり、ライトストリップ１２は一つだけであることである。楔形導光板８は、ライトストリップ１２側端が厚く、ライトストリップ１２側端ではない部分は薄辺２６であり、薄辺２６は、細い。発光ダイオード１０は、同様に楔形導光板８内に内設され、反射片２４により発光ダイオード１０が発出した光線を第１表面１６へ反射し、更に、拡散片２２から散乱射される。

図８ａ及び図８ｂはそれぞれ、本考案の別の実施例の正面図及び上面図であり、それと図６ａ及び図６ｂの実施例の差異は、導光板が平板導光板９であり、第１表面１６及び第２表面１８が平行の二つの平面であり、平板導光板９の両側にいずれもライトストリップ１２及び発光ダイオード１０が設けられる。発光ダイオード１０は同様に、平板導光板９内に内設され、反射片２４から発光ダイオード１０が発出した光線を第１表面１６に反射し、更に拡散片２２から散乱射される。

図９ａ及び図１０ａ及び図１１ａは、本考案の別の三種の実施例の正面図である。それらは導光板の第２表面に反射面積を増加させる設計がなされ、光線が更に均一で且つ輝度を高める。図９ａ及び図９ｂを参照すると、それは楔形導光板を例にし、楔形導光板８の第２表面１８に、複数のブロックの光散射粒子を含有し、透明樹脂からなるインク層３０を形成し、光散射粒子により光線を更に均一にする。図１０ａ及び図１０ｂは、同様に、楔形導光板を例にする。楔形導光板８の第２表面１８に複数の粗面ブロック４０を製造するか、又は第２表面に直接粗面を形成し、第２表面１８を凹凸面にすることにより、反射面積を増加させる。図１１ａ及び図１１ｂもまた楔形導光板を例とする。楔形導光板８の第２表面１８に複数の窪み溝５０を掘削し、第２表面１７をのこぎり状面となし、反射面積を増加し、光線を均一にする効果に優れ、乱反射後輝度を十分にする。

以上の実施例について、本考案は専有の発光ダイオードライトストリップを提供する。前記ライトストリップは、基板本体２８と、複数の発光ダイオードチップ１４と、蛍光パウダーを内包する封止体７２とを有する。

図１２ａ、図２ｂ及び図１２ｃは、それぞれ本考案の発光ダイオードライトストリップ基板本体２８の実施例の正面図、上面図及び側面図である。ライトストリップ基板本体２８は、３つの長さが等しい金属板を張り合わせてなり、３つの金属片は相互に平行であり相互に絶縁する。３つの金属板の側面は出光面６８を設け、中間金属板６０は厚く且つ幅が広く、銀メッキアルミニウム又は銀メッキ銅からなり発光ダイオードから発生する熱エネルギーを迅速に伝導する。出光面６８の側面に複数の凹カップ６６を設け発光ダイオードチップ１４及び蛍光パウダーを内包する封止体７２を設置する。左の金属板６２及び右の金属板６４は、中間金属板６０より薄く且つ幅が狭い。それぞれ、発光ダイオードの正極及び負極導電トラックであり、出光面の側面７４は発光ダイオードチップ１４の電極が引き出た電気的接点であり、その材質は銀メッキ銅が好ましい。

図１３ａ及び図１３ｂはそれぞれ、本考案の発光ダイオードライトストリップ１２と導光板８の一体形成後の実施例の正面図及び上面図である。前記ライトストリップの中間金属板６０の前端に設けた複数の発光ダイオードチップ１４の出光面６８を導光板８内に設ける。後端は、導光板８の側辺の外に位置し、発光ダイオード放熱器又は外付け放熱器の端点とし、正負極導電トラックの左金属板６２及び右金属板６４は、導光板８の外部にある上端部分の一部が電源接点７０となり、その他は、導光板８内に設けて、外部環境が発光ダイオードに影響を与えないように隔絶する。

図１４ａ、図１４ｂ及び図１４ｃは、それぞれ、本考案の発光ダイオードライトストリップ基板本体２８の別の実施例の正面図、上面図及び側面図であり、図１２ａ、図１２ｂ及び図１２ｃの実施例との差異は、左金属板６２及び右金属板６４が不連続状を呈して、発光ダイオードに直列、並列の異なる電気的接続方法を提供する。

図１５ａ及び図１５ｂはそれぞれ本考案の発光ダイオードライトストリップ１２と導光板８の一体成形後の別の実施例の正面図及び上面図であり、図１３ａ及び図１３ｂの実施例との差異は、正極及び負極導電トラックの電源接点７０が、それぞれ導光板８の両端に位置することである。

以上より、本考案が提供する発光ダイオードライトストリップは、簡単な構造及び十分な機械的強度を有するので、導光板と一体成形するときにモールド内に容易に取り付けることができ且つ成形後、安定した外形サイズと光学性能が得られる。

本考案が提供する平面光源装置そのものは、正面用の平面光源とすることもでき、又液晶ディスプレイのバックライトモジュールとすることもできる。

以上より、本考案が提供する平面光源装置は、製造工程において予め発光ダイオードをモールドに配置し、発光ダイオードと一体成形する導光板を製造し、光線をほぼ完全に導光板に進入させ、平面光源装置の効率を大幅に向上させる。この他、発光ダイオードが生成する熱エネルギーは、本考案のライトストリップの中間金属板により迅速に伝導放熱することができる。故に、発光ダイオードの作業温度を有効に低下させることができ、発光効率及び使用寿命を向上させることができる。

別の本考案が提供する発光ダイオードライトストリップの基板本体は、簡単なプレス、メッキ及び張り合わせをするだけで、ロール状原材料から変形させることが可能である。故に、長度の制限がなく、その後の発光ダイオードチップの設置、配線、封止体塗布などの製造プロセスをライトストリップが完了するまで、依然連続的に維持できる。故に、本考案は、発光効率、使用寿命、材料コスト、製造コスト、設備投資及び生産効率のいずれにおいても従来技術と比較して大幅に進歩している。

２ 楔型導光板
４ 平板導光板
６ 凹形導光板
８ 楔型導光板
９ 平板導光板
１０ 発光ダイオード
１２ ライトストリップ
１４ 発光ダイオードチップ
１６ 第１表面
１８ 第２表面
２０ 入光面
２２ 拡散片
２４ 反射片
２６ 薄辺
２８ ライトストリップ基板本体
３０ インク層
４０ 粗面ブロック
５０ 凹溝
６０ 中間金属板
６２ 左側金属板
６４ 右側金属板
６６ 凹カップ
６８ 出光面
７０ 電源接点
７２ 蛍光パウダーを内包する封止体
７４ 側面

Claims (10)

1. 上下にそれぞれ第１表面及び第２表面を有する導光板と、
   複数の発光ダイオードを有し、前記導光板の側辺に位置し、且つ前記発光ダイオードを前記導光板内に設け、光線を発出する少なくとも一のライトストリップと、
   前記第２表面の外側に設け、光線を反射する反射片と、
   前記第１表面の外側に設け、前記反射片の反射光を乱反射する拡散片と、
   を含む平面光源装置。
2. 前記導光板が透明アクリル板であり、且つ前記発光ダイオードと一体成形されることを特徴とする請求項１記載の平面光源装置。
3. 前記ライトストリップは、基板本体と、複数の発光ダイオードチップと、蛍光パウダーを内包する封止体とを含み、
   前記基板本体は、連続的な細長状を呈し、３つの長さが等しい金属板を張り合わせてなり、３つの金属板は相互に平行であり、且つ相互に絶縁し、前記３つの金属板の片側面に出光面を設けることを特徴とする請求項１記載の平面光源装置。
4. 前記３つの金属板の中間金属板は、左金属板及び右金属板より厚く且つ幅が広く、出光面の側面に複数の凹カップを設けて前記発光ダイオードチップ及び蛍光パウダーを内包する封止体を設置することを特徴とする請求項３記載の平面光源装置。
5. 前記左金属板及び前記右金属板は、前記中間金属板より薄く且つ幅が狭く、それぞれが前記発光ダイオードの正極及び負極の導電トラックであり、出光面の側面は前記発光ダイオードチップの電極が引き出た電気的接点であることを特徴とする請求項４記載の平面光源装置。
6. 前記中間金属板の前端に前記複数の発光ダイオードが設けられる部分を、前記導光板内に設け、後端が前記導光板の側辺の外にあり、前記発光ダイオードの放熱器又は外付け放熱器の端点となることを特徴とする請求項４記載の平面光源装置。
7. 前記左金属板および前記右金属板は、前記導光板の外部にある上端又は両端部分の一部が電源接点となり、その他の部分はいずれも前記導光板内に設けられることを特徴とする請求項４記載の平面光源装置。
8. 前記導光板が凹形導光板であり、前記第１表面が平面であり、前記ライトストリップは前記導光板の両側に設けられ、且つ前記第２表面が前記第１表面に対して陥入する曲面又は弧面であることを特徴とする請求項１記載の平面光源装置。
9. 前記導光板は楔型導光板であり、前記ライトストリップが設けられた片側が広く、前記ライトストリップから離れた別の片側が狭いことを特徴とする請求項１の平面光源装置。
10. 前記第１表面と前記第２表面が平行であり、両側のうち少なくとも片側に前記ライトストリップを設けることを特徴とする請求項１記載の平面光源装置。