(57)【要約】【課題】  発光面積を大きくしても、継ぎ目における輝度の均一性が十分に高い面発光装置を提供する。【解決手段】  導光板１３の表面の、複数の発光ダイオードＬＥＤと対向する導光板１３の側面１３ｃ及び１３ｄに沿う領域Ｒ１を、ＬＥＤ基板１５の遮光部１５ｃで覆う。導光板１３の前面の、ＬＥＤ基板１５の遮光部１５ｃが覆う領域Ｒ１に隣接する領域Ｒ２に、導光板１３の表面から放射された光を拡散して透過する乳白色の拡散シート２１を貼り付ける。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光ダイオードが列をなすように配置されているＬＥＤ基板及び前記ＬＥＤ基板の前記複数の発光ダイオードからの光を外端面から内部に導光し前面から前方に光を放射する導光板を具備する複数の面発光ユニットと、
隣り合う２つの前記面発光ユニットのそれぞれの前記導光板の外端面を継ぎ目において対向させた状態で、前記複数の面発光ユニットの複数の前記導光板を支持する導光板支持体とを備えてなる面発光装置であって、
前記ＬＥＤ基板は、前記複数の発光ダイオードからの光を前記継ぎ目の前方に漏らさない構造を有しており、
前記継ぎ目の両側に位置する２つの前記導光板の前記外端面に沿う前記前面の第１の領域が遮光部材によってそれぞれ覆われており、
前記２つの導光板の前記前面の前記第１の領域に隣接する第２の領域が前記導光板から出る光を前記前方側に拡散する拡散部材によってそれぞれ覆われていることを特徴とする面発光装置。
【請求項２】
前記ＬＥＤ基板は、前記外端面と対向して前記複数の発光ダイオードが実装される第１の板状部と、該第１の板状部と一体に設けられて前記導光板の前記第１の領域を覆って前記遮光部材を構成する第２の板状部と、前記第１の板状部と一体に設けられて前記導光板支持体に対して取付構造を介して取り付けられる第３の板状部とを備えている請求項１に記載の面発光装置。
【請求項３】
前記取付構造は、前記第３の板状部の少なくとも一部を前記導光板支持体との間に挟むプレート部材と、前記プレート部材を前記導光板支持体に向かって押し付ける押圧力発生機構とからなり、
前記プレート部材及び前記押圧力発生機構は、前記導光板の熱膨張及び熱収縮によって前記ＬＥＤ基板の前記第３の板状部が前記導光板支持体上をスライドすることを許容するように構成されている請求項２に記載の面発光装置。
【請求項４】
前記ＬＥＤ基板は、金属材料によって形成されており、
前記複数の発光ダイオードは、回路基板に実装され、前記回路基板が前記ＬＥＤ基板の前記第１の板状部に固定されている請求項２に記載の面発光装置。
【請求項５】
前記導光板支持体は、前記導光板の裏面と接触する面に反射面を備えた放熱部材によって構成されている請求項１に記載の面発光装置。
【請求項６】
前記拡散部材は、隣接する前記面発光ユニットの拡散部材と一体的に設けられている請求項１に記載の面発光装置。
【請求項７】
前記拡散部材は、前記面発光ユニットごとに分離して設けられている請求項１に記載の面発光装置。
【請求項８】
前記拡散部材は、前記遮光部材の一部を覆っている請求項１に記載の面発光装置。
【請求項９】
前記継ぎ目内には、隣接する２つの前記面発光ユニットの一方から拡散した光が他方の前記面発光ユニット側に拡散するのを防ぐ遮光板が設けられており、
前記遮光板は前記導光板の前記前面よりも前記前方側に突出している請求項１に記載の面発光装置。
【請求項１０】
前記遮光板は、不透明な材料により形成されている請求項９に記載の面発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の面発光ユニットを備えた面発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
看板、標識、交通案内板等に使用される面発光装置としては、表示板の裏面側に蛍光灯や発光ダイオード（以下、ＬＥＤという。）等の光源を複数配置した直下方式の面発光装置と、表示板の裏面側に導光板を配置し、この導光板の側面に複数のＬＥＤの列からなる光源を配置したエッジライト方式の面発光装置等が知られている。
【０００３】
従来、看板等の大型の案内板には、直下方式の面発光装置が使用されている。しかしながら直下方式の面発光装置では、面発光装置の厚みが薄くなると、蛍光灯等の光源が表示板から透けて見えるシースルー現象や、輝度のムラが発生しやすい。特に、駅等の壁面に設置される電車等の路線図の案内板では、設置のための十分な奥行きを確保できない場合が多いため、表示板に輝度のムラが発生しやすい。そのため最近では、表示板の輝度のムラを少なくするために、直下方式よりも輝度の均一性が高いエッジライト方式の面発光装置を大型化することが要求されている。
【０００４】
エッジライト方式の面発光装置は、光源が導光板の端部に設置されているため、光源が設置された端部からの距離に応じて導光板の輝度は低くなる。そのため、導光板の反射ドットや加工溝の密度を距離に応じて変更することで、輝度の均一性を得るようにしている。表示板に輝度のムラが発生しないように面発光装置を大型化するためには反射ドットや加工溝の密度を再設計する必要がある。また導光板に一般的に使用される薄いアクリル樹脂板は、熱膨張率が大きいため、導光板を大きくすると、気温変動や光源が発生する熱による伸縮によって、導光板が変形してしまうことがある。また、導光板は厚みが３〜８ｍｍと薄いため、大型化すると自立できなくなり、補強材を必要とする問題もある。
【０００５】
また、案内板等の大きさは設置場所等によって異なるため、案内板等の大きさに合わせて導光板を大型化すると、適当な市販のアクリル板が無い場合には、市販のアクリル板から適当なサイズを切り出さなければならないため、歩留まりが悪くなり導光板の作製コストが高くなる問題がある。また、幅が２ｍを超えるサイズのアクリル板は、市販品が無いという問題もある。また、このように大きな導光板は搬送や設置作業が困難であり実用的でない。また、導光板の対向する二辺端からＬＥＤで導光しても、案内板の内容を見やすい輝度が確保できるのは、前記二辺端間の幅が１ｍ程度であるという問題もある。
【０００６】
そのため、市販されている導光板の端部に光源を設けた面発光ユニットを規則的に並べて配置して、発光面積を大きくした面発光装置が考えられる。しかし、導光板を並べた継ぎ目には、導光板の端部に対応する表示面に輝線が発生し、導光板間の隙間に対応する表示面に暗線が発生する問題があった。
【０００７】
導光板の片側の端部のみに光源を設けた面発光ユニットを対向して配置した面発光装置でのこの課題の解決方法としては、例えば、特許文献１があり、継ぎ目上に配置した樹脂構造体を開示している。しかしながら特許文献１（特開２０１０−２５１０２１号公報）の構成では、一枚の大型導光板の両側端部に光源を設けた面発光ユニットと同じ効果しか得られない。そのため実用的には、アクリル板原板の採取歩留まりを向上させる場合や、光源が同一端面側にある面発光ユニットを並べて配置する場合の継ぎ目に適用される。
【０００８】
これに対し、両側端部に光源を設けた、より大面積の複数の導光板を規則的に並べて配置して発光面積を大きくすることが考えられる。このような面発光ユニットを規則的に並べて配置した面発光装置では、導光板間の継ぎ目に光源が反対方向を向いて配置されているため、２枚の導光板の継ぎ目の光源から導光板端部に対応する表示板の部分（以後、継ぎ目端部という。）に、光源から出た光による輝線が発生してしまう問題がある。また、輝線の出現を防ぐために光源の光を継ぎ目の前記部分の表示面側に漏らさない構造としてしまうと、２枚の導光板の継ぎ目に対応する表示板の部分に、光源からの光が来ないことにより生じる暗線が出現してしまう問題がある。また、各面発光ユニットを筐体等に取り付けるためには、継ぎ目に伸縮代としての役割も持たせる必要があるため暗線が広幅になりやすい問題もある。以後、導光板の表示面側を前面、同じく表示面の方向を前方という。
【０００９】
この問題を解決する面発光装置として、特許文献２（特開２０１２−５４０５６号公報）の図９には、光源が配置された導光板の継ぎ目を拡散板で覆うことにより、光源から前方に漏れ出す光を継ぎ目端部以外の部分に拡散させて、表示板の継ぎ目に対応する部分に輝線及び暗線が発生することを防止した面発光装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−２５１０２１号公報
【特許文献２】特開２０１２−５４０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献２に記載の面発光装置では、表示板の導光板の継ぎ目に対応する部分に輝線及び暗線が発生することを防止して表示板の輝度のムラをある程度なくすことはできる。しかしながら特許文献２に開示された構造では、２つの光源が配置された継ぎ目の前方が１つの拡散板で覆われているため、継ぎ目端部に対応する表示板の部分の輝度が他の部分よりも高くなってしまい、表示板の輝度の均一性を十分に高めることができなかった。
【００１２】
本発明の目的は、隣り合う２枚の導光板の継ぎ目における輝度の均一性が従来よりも高い面発光装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、両側端部に光源を設けた発光面積が大きい複数の導光板を配置した面発光装置であっても、輝度の均一性が従来よりも高い面発光装置を提供することにある。
【００１４】
上記目的に加えて、本発明の目的は、導光板の熱膨張または熱収縮により、導光板が歪むことを防止できる面発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の面発光装置は、複数の面発光ユニットと、面発光ユニットの導光板を支持する導光板支持体とを備えている。面発光ユニットは、複数の発光ダイオードが列をなすように配置されているＬＥＤ基板と、導光板とを具備している。使用する面発光ユニットの数は任意である。導光板は、複数の発光ダイオードからの光を外端面から内部に導光し前面から前方に光を放射する。導光板支持体は、隣り合う２つの面発光ユニットのそれぞれの導光板の外端面を継ぎ目（間隙）において対向させた状態で複数の面発光ユニットの複数の導光板を支持する。ＬＥＤ基板は、複数の発光ダイオードからの光を継ぎ目端部の前方に漏らさない構造を有している。本発明の面発光装置は、遮光部材及び拡散部材をさらに備えている。遮光部材は、継ぎ目の両側に位置する２つの導光板の外端面に沿う前面の第１の領域を覆う。また拡散部材は、２つの導光板の前面の第１の領域に隣接する第２の領域を覆って、導光板から出る光を前方側に拡散する。本発明では、ＬＥＤ基板が複数の発光ダイオードからの光を継ぎ目の前方に漏らさない構造を有しているため、複数の発光ダイオードからの光が継ぎ目に直接放射されることがない。また、発光ダイオードの光が導光される外端面に沿う導光板の前面の第１の領域が遮光部材により覆われているため、第１の領域に対応する導光板部分を通る輝度の強い光が継ぎ目に放射されることがない。そのため本発明の面発光装置では、継ぎ目に輝線が発生することはなく、また継ぎ目の輝度が他の部分よりも著しく高くなることがない。そして本発明の面発光装置では、隣接する２つの導光板から、第１の領域に対応する導光板部分を通過した光の一部が第２の領域から拡散部材を通って拡散放射される。そのため本発明の面発光装置では、継ぎ目の前方部分に拡散部材から拡散された光が到達することにより、暗線が発生することがなく、継ぎ目の輝度が他の部分よりも著しく低くなることがない。よって本発明によれば、面発光装置の輝度の均一性を従来よりも高めることができる。
【００１６】
ＬＥＤ基板は、外端面と対向して複数の発光ダイオードが実装される第１の板状部と、第１の板状部と一体に設けられて導光板の第１の領域を覆って遮光部材を構成する第２の板状部と、第１の板状部と一体に設けられて導光板支持体に対して取付構造を介して取り付けられる第３の板状部とを備えていることが好ましい。ＬＥＤ基板をこのように構成すると、複数の発光ダイオードの光がＬＥＤ基板と遮光部材との間から漏れて継ぎ目の前方に放射されることを確実に防止することができる。
【００１７】
取付構造は、第３の板状部の少なくとも一部を導光板支持体との間に挟むプレート部材と、プレート部材を導光板支持体に向かって押し付ける押圧力発生機構とから構成することができる。この場合には、導光板の熱膨張及び熱収縮によってＬＥＤ基板の第３の板状部が導光板支持体上をスライドすることができるように、プレート部材及び押圧力発生機構を構成する。このように構成すると、ＬＥＤ基板の第３の板状部が導光板支持体上をスライドできるので、熱膨張及び熱収縮により導光板の寸法に変動があっても、導光板が反ってしまうことがない。
【００１８】
ＬＥＤ基板は、金属材料によって形成されていることが好ましい。この場合には、複数の発光ダイオードを回路基板に実装し、回路基板をＬＥＤ基板の第１の板状部に固定する。このように構成すると、ＬＥＤ基板を曲げ加工により簡単に構成できる上、発光ダイオードで発生した熱を回路基板が固定された金属材料からなるＬＥＤ基板を通して放熱することができる。
【００１９】
導光板支持体は、導光板の裏面と接触する面に反射面を備えた放熱部材によって構成することができる。このように構成すると、放熱部材を別に設ける必要がなくなるので、面発光装置の構成を簡単なものとすることができる。
【００２０】
導光板支持体を構成する放熱部材は、隣接する面発光ユニットの放熱部材と一体的に設けられていることが好ましい。このように構成すると、部品点数を減らすことができて、しかも放熱部材に導光板を支持させるだけで、複数の面発光ユニット同士の位置決めを行うことができる。
【００２１】
なお放熱部材は、面発光ユニットごとに分離して設けてもよい。このように構成すると、面発光ユニットを交換する場合に、放熱部材ごと交換することができるので、面発光ユニットの交換を簡単に行うことができる。
【００２２】
拡散部材は、隣接する面発光ユニットの拡散部材と一体的に設けてもよい。このように構成すると、隣接する面発光ユニットの継ぎ目に１枚の拡散部材を設けるだけで、暗線が発生することを簡単に防止することができる。
【００２３】
拡散部材は、面発光ユニットごとに分離して設けてもよい。拡散部材は、面発光ユニットごとに分離して設けると、隣接する面発光ユニットの拡散部材と一体的に設けた場合よりも、面発光装置の輝度の均一性を高めることができる。
【００２４】
拡散部材は、遮光部材の一部を覆っていてもよい。このように構成すると、第２の領域を経由した光を第１の領域でも拡散させることができるので、第２の領域を経由した光を継ぎ目に確実に放射することができる。
【００２５】
継ぎ目内に、隣接する２つの面発光ユニットの一方から拡散した光が他方の面発光ユニット側に拡散するのを防ぐ遮光板を設けてもよい。この場合には、導光板の前面よりも前方側に遮光板を突出させる。このような遮光板を設けると、面発光装置の光度の均一性をさらに高めることができる。
【００２６】
このような遮光板は、不透明な材料により形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の面発光装置を交通案内板に適用した場合の一実施の形態の発光面側（前面側）から見た正面図である。
【図２】図１の交通案内板を構成する面発光ユニット３の断面の概略を示す図である。
【図３】図１の交通案内板を構成する面発光ユニットのうち、真ん中の面発光ユニットを中心として、表面板及び拡散シート等を取り除いた状態を前方側から見た概略図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】支持体が放熱部材及び導光板を支持する状態を示す断面図である。
【図７】取付部を放熱部材に取り付ける取付構造を示す図である。
【図８】本発明の他の実施の形態の面発光装置の表面板及び拡散シート等を取り除いた状態を前方側から見た概略図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線断面を概略的に示す図である。
【図１０】実施例１〜４及び比較例１〜３の面発光ユニットの継ぎ目の構造を示す図である。
【図１１】実施例１〜４及び比較例１〜３の面発光ユニットの継ぎ目の構造について、継ぎ目の中心からの距離と輝度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下図面を参照して本発明の面発光装置の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の面発光装置を交通案内板に適用した場合の一実施の形態の面発光装置１を発光面側（前面側）から見た正面図であり、図２は、図１の交通案内板を構成する面発光ユニット３の断面の概略を示す図である。図３は、図１の交通案内板を構成する面発光ユニット３のうち、真ん中の面発光ユニット３を中心として、表面板１９及び拡散シート２１等を取り除いた状態を前方側から見た概略図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図であり、図５は、図３のＶ−Ｖ線断面図である。図１に示す交通案内板としての本発明の面発光装置１は、平行に並べた３つの面発光ユニット３により構成されている。なお、図１においては、理解を容易にするために、発光ダイオードが存在する領域に斜線を付してある。
【００２９】
本実施の形態の面発光ユニット３はそれぞれ、放熱部材１１と、放熱部材に貼付された反射シート１７と、導光板１３と、放熱部材１１及び導光板１３を支持する支持体１４と、ＬＥＤ基板１５と、表面板１９、拡散シート２１と、遮光板２３とを備えている。
【００３０】
放熱部材１１は、輪郭形状が矩形形状を有しており、面発光ユニット３の裏面側に位置している。本実施の形態の放熱部材１１は、隣接する３つの面発光ユニット３に対して一つの放熱部材が共通に設けられている。即ち本実施の形態では、１つの放熱部材が３つの面発光ユニットに共通して使用される。放熱部材１１は、複数の発光ダイオードから出る熱を放熱するため、熱伝導性の高いアルミニウムにより形成されている。放熱部材１１には、３つの導光板１３が放熱部材１１側を裏面として列をなすように取り付けられている。
【００３１】
３枚の導光板１３は、通常厚さ３〜８ｍｍの透明なアクリル板を適用でき、面発光装置の仕様に応じて設定することができる。本実施の形態の導光板１３は、それぞれ厚さ３ｍｍであり、その輪郭は幅１ｍ×長さ１．２ｍの矩形形状を有している。そして３枚の導光板１３は、放熱部材１１に沿って並んで配置されている。各導光板１３は、４つの側面１３ａ乃至１３ｄからなる外端面を有している。導光板１３が並ぶ方向に位置する対向する幅１ｍ側の２つの側面１３ｃ及び１３ｄのうち一方が、隣接する他の導光板１３の側面１３ｄ及び１３ｃの他方と対向するように配置されている。本実施の形態では、隣接する２枚の導光板１３の間の継ぎ目Ｇ１の間隔が１５ｍｍとなるように３枚の導光板１３が配置されている。図４及び５に示すように、隣接する２枚の導光板１３の間に形成された継ぎ目Ｇ１内には、表面に複数の発光ダイオードが列をなすように実装された回路基板１５ａが配置されている。回路基板１５ａは後述するＬＥＤ基板１５に固定されている。一方の回路基板１５ａは、一方の導光板１３の側面１３ｄと複数の発光ダイオードが対向し、他方の回路基板１５ａは、他方の導光板１３の側面１３ｃと複数の発光ダイオードが対向するように配置されている。また図３には示していないが、３枚の導光板１３のうち両端に位置する２枚の導光板１３，１３のそれぞれの側面１３ｃ及び１３ｄに対しても、表面に複数の発光ダイオードが列をなすように実装された回路基板１５ａがＬＥＤ基板１５に配置されている。
【００３２】
導光板１３の裏面には、導光板１３に入射した光で裏面側に漏れた光を前面から放射するための反射シート１７が全面的に貼り付けられている。反射シートは、ポリエステルフィルムにより構成されている。導光板１３は、ＬＥＤ基板１５に固定された回路基板１５ａ上の複数の発光ダイオードからの光を、外端面の一部を構成する２つの側面１３ｄ及び１３ｃから内部に導光し、導光した光を反射ドットで散乱させ、開口部２５に向かう前面から放射する。
【００３３】
支持体１４は、熱伝導性の高いアルミニウムにより形成されており、矩形状の放熱部材１１の４つの辺から放熱部材１１と直交する方向に延びる４つの側壁部１４ａ〜１４ｄから構成されている。そのため本実施の形態の面発光装置１は、放熱部材１１と４つの側壁部１４ａ〜１４ｄによって囲まれた開口部２５を有している。本実施の形態の支持体１４は、隣接する３つの面発光ユニット３に対して一つの支持体が共通に設けられている。即ち本実施の形態では、１つの支持体が３つの面発光ユニットに共通して使用される。
【００３４】
図６は、支持体１４が放熱部材１１及び導光板１３を支持する状態を示す断面図である。支持体１４のＬＥＤ基板１５と対向しない側壁部１４ｃには、前面側の端部及び裏面側の端部にそれぞれ、対向する側壁部１４ｄに向かって延びる起立壁部延長部１４ｅ及び１４ｆが設けられている。また、側壁部１４ｄの前面側の端部及び裏面側の端部にそれぞれ、対向する側壁部１４ｃに向かって延びる起立壁部１４ｅ及び１４ｆが設けられている。本実施の形態では、側壁部１４ｃ及び１４ｄと、起立壁部１４ｅと、起立壁部１４ｆとから構成される溝部に、放熱部材１１及び導光板１３の端部を挿入することにより、放熱部材１１及び導光板１３が支持体１４により支持される。なお図示していないが、支持体１４のＬＥＤ基板１５と対向する側壁部１４ａ及び１４ｂにも、起立壁部１４ｅ及び１４ｆが設けられている。
【００３５】
開口部２５には、導光板１３の前方側に導光板に沿って離間して乳半プレートの拡散板よりなる表面板１９が設けられている。表面板１９の表面には路線図などが印刷されて交通案内板となっている。なお、表面板１９の表面に路線図などを印刷したシートを貼付してもよい。
【００３６】
ＬＥＤ基板１５は、アルミニウム板を折り曲げ加工して形成されており、本体部（第１の板状部）１５ｂと、遮光部（第２の板状部）１５ｃと、取付部（第３の板状部）１５ｄとを有している。本体部（第１の板状部）１５ｂは、導光板１３の１つの側面１３ｃ（または１３ｄ）と平行に設けられて側面１３ｃ（または１３ｄ）と対向する細長い形状を有しており、導光板１３の側面１３ｃ（または１３ｄ）と対向する表面には複数の発光ダイオードが列をなすように実装された回路基板１５ａが固定されている。遮光部１５ｃは、本体部１５ｂの一方の端部に一体に設けられて、導光板１３の前面の一部（第１の領域）を覆って、ＬＥＤ基板１５の本体部１５ｂと導光板１３の側面１３ｃ（または１３ｄ）との間隔及び第１の領域から光が前方に放射されないようにしている。後述するように、本実施の形態では、遮光部１５ｃが、導光板１３に拡散シート２１を介して固定されている。取付部１５ｄは、本体部１５ｂの他方の端部に一体に設けられており、放熱部材１１に対して後述する取付構造を介して取り付けられている。
【００３７】
回路基板１５ａには、図示しない給電ユニットから電力が供給される。給電ユニットの詳細な構成は、本発明の要旨に関係しないので説明を省略する。本実施の形態では、複数の発光ダイオードと導光板１３の側面１３ｃ（または１３ｄ）との間隔Ｇ２が約１ｍｍとなるように、回路基板１５ａは本体部１５ｂに実装されている。回路基板１５ａは、複数の発光ダイオードにそれぞれ直流電圧を印加できるように構成されている。
【００３８】
本実施の形態の遮光部１５ｃは、本体部１５ｂの前面側の端部から導光板１３の表面に沿った寸法が約６ｍｍ±１となるように構成されている。本実施の形態では、ＬＥＤ基板１５の遮光部１５ｃが本発明の遮光部材を構成している。
【００３９】
取付部１５ｄは、放熱部材１１の表面と平行に延びる細長い板状に形成されており、隣接する２つの導光板１３の継ぎ目Ｇ１の間を延びるように構成されている。図７は、取付部１５ｄを放熱部材１１に取り付ける取付構造を示す図である。取付部１５ｄには、図７に示すように、放熱部材１１に取付部１５ｄを取り付ける際に使用される切り欠き部１５ｅが形成されている。また放熱部材１１には、継ぎ目Ｇ１内に位置する２つの取付部１５ｄ、１５ｄの間において、２つの切り欠き部１５ｅに挟まれる位置に、貫通孔１１ｇが形成されている。この貫通孔１１ｇには、後述するボルトＢが挿入される。本実施の形態では、隣接する２つの面発光ユニット３を取り付ける２つのＬＥＤ基板１５の取付部１５ｄの端部同士の間隔Ｇ３が約２ｍｍとなり、２つのＬＥＤ基板１５の本体部１５ｂ同士の間隔Ｇ４が約６ｍｍとなるようにＬＥＤ基板１５の形状寸法が定められている。間隔Ｇ３を設けることにより、導光板１３の熱膨張が吸収される。
【００４０】
上記構造のＬＥＤ基板１５によれば、長尺板状のアルミ板を折り曲げ加工することにより本体部１５ｂ、遮光部１５ｃ及び取付部１５ｄを一体に形成しているので、複数の発光ダイオードからの光を継ぎ目Ｇ１の前方に漏らすことがない。
【００４１】
図５に示すように、ＬＥＤ基板１５は、前述の貫通孔１１ｇと、段付きボルトＢと、ワッシャ（プレート部材）Ｗと、ナットＮとからなる取付構造により放熱部材１１に取り付けられている。なお図５においては理解を容易にするために、段付きボルトＢ、ワッシャＷ及びナットＮは、断面としていない。段付きボルトＢは、ねじのない軸部の長さが放熱部材１１の厚みとＬＥＤ基板１５の２つの取付部１５ｄとワッシャＷを締め付けた時の厚みとの和となるものを選択する。段付きボルトＢは、２つのＬＥＤ基板１５の２つの取付部１５ｄにそれぞれ形成された切り欠き部１５ｅ間に形成された空間を通して、放熱部材１１の貫通孔１１ｇに軸部Ｂ１が前面側から挿入され、ねじ部Ｂ３が放熱部材１１の裏面に出る。ワッシャＷは、ウェーブワッシャ又は樹脂製弾性体付き座金が好ましい。ワッシャＷは、段付きボルトＢの頭部Ｂ２と２つのＬＥＤ基板１５の取付部１５ｄとの間に配置される。段付きボルトＢの軸部Ｂ１には、放熱部材１１の裏面側からナットＮが螺合される。ナットＮの螺合により放熱部材１１に向かって押し付ける力が生まれ、ＬＥＤ基板１５の取付部１５ｄは、ワッシャＷにより所定の力で押しつけられることにより放熱部材１１に取り付けられている。この構造により、ＬＥＤ基板１５の取付部１５ｄは、導光板１３が熱膨張または熱収縮した際に、放熱部材１１とワッシャＷとの間に挟まれた状態で、放熱部材１１の表面に沿ってスライドする。
【００４２】
上記の取付構造により、導光板１３が熱膨張または熱収縮をした場合でも、その伸び及び収縮は、継ぎ目Ｇ３によって吸収されることにより、導光板１３が変形することを防止することができる。
【００４３】
本実施の形態では、図４及び図５に示すように、導光板１３の前面の、ＬＥＤ基板１５の遮光部１５ｃが覆う第１の領域Ｒ１に隣接する第２の領域Ｒ２に、導光板１３の表面から放射された光を拡散して透過する乳白色の拡散シート２１（株式会社きもと製のライトアップＰＢＵ）が貼り付けられている。拡散シート２１は、接着剤または両面テープにより導光板１３の第２の領域Ｒ２に貼り付けられている。拡散シート２１は、第１の領域Ｒ１の端部から導光板１３の表面に沿って約４ｍｍの幅で貼り付けられている。特に本実施の形態の拡散シート２１は、ＬＥＤ基板１５の遮光部１５ｃの前面側を全体的に覆っている。即ち本実施の形態の拡散シート２１は、約１０ｍｍの幅を有しており、ＬＥＤ基板１５の遮光部１５ｃの前面に接着剤または両面テープで貼り付けられている。この構造によりＬＥＤ基板１５は、拡散シート２１により導光板１３に固定されている。拡散シート２１は、導光板１３の表面の第２の領域Ｒ２から放射された光を拡散する。拡散シート２１により、領域Ｒ２から放射された光の一部は、第１の領域Ｒ１の前面側及び２つの面発光ユニット３の継ぎ目の前方に放射される。本実施の形態では、遮光部１５ｃの前面にも拡散シート２１が貼り付けられているため、第１の領域Ｒ１の前面側及び２つの面発光ユニット３の継ぎ目の前方に確実に光を拡散させることができる。
【００４４】
図４及び図７に示すように、本実施の形態によれば、隣接する２つの面発光ユニット３に設けられた２つのＬＥＤ基板１５の２つの本体部１５ｂ間の継ぎ目には、押し出し成形により形成された不透明な材料からなる２つの遮光板２３が設けられている。不透明な材料としては、例えば、金属（特にアルミニウム材や鋼材）、セラミックス、不透明な樹脂、ゴムなどを適用できる。遮光板２３は、前述の取付構造の両側に配置されている。この遮光板２３は、ベース部２３ａと遮光部２３ｂとを有しており、断面がＴ字状となるように形成されている。ベース部２３ａは、隣接する２つの面発光ユニット３のＬＥＤ基板１５の２つの取付部１５ｄに跨がるように配置されている。本実施の形態のベース部２３ａは、２つの取付部１５ｄに跨がる方向の寸法が約３ｍｍとなるように形成されている。ベース部２３ａは、隣り合う２つのＬＥＤ基板１５の動きを拘束しないように、２つのベース部２３ａに粘着材または両面テープで取り付けられている。遮光部２３ｂは、２つの取付部１５ｄに跨がる方向のベース部２３ａの中心から前方に向かって延びるように設けられている。本実施の形態の遮光部２３ｂは、ベース部２３ａから前方に向かって約７ｍｍの寸法を有しており、導光板１３の表面に取り付けられたＬＥＤ基板１５の遮光部１５ｃよりも約５ｍｍ前方に突出している。遮光部２３ｂは、拡散シート２１から出た光を反射して、継ぎ目Ｇ１の中心部に輝度が高くなる部分が形成されないようにする機能を果たしている。
【００４５】
図８には、本発明の他の実施の形態の面発光装置の表面板及び拡散シート等を取り除いた状態を前方側から見た概略図が示されている。本実施の形態では、８個の面発光ユニット３を、２列４行に並べている。面発光ユニット３では、矢印の方向にＬＥＤの光が導光板に放射されている。一つの列を構成する面発光装置（以下、「複合ユニット」という。）は、図１乃至７により説明したので説明を省略する。図９は、図７のＩＸ−ＩＸ線断面を概略的に示す図である。複合ユニットは、複合ユニットを構成する面発光ユニット３の導光板１３のＬＥＤ基板の配置されていない側面１３ａ及び１３ｂのうち一方が、隣接する複合ユニットを構成する面発光ユニットの導光板１３の側面１３ａ及び１３ｂの他方と対向するように配置されて、隣接する複合ユニットと結合している。複合ユニット同士の結合部は、導光板の熱膨張または熱収縮を吸収するための隙間がある継ぎ目Ｇ１を有している。継ぎ目に発生する輝線や暗線を防止し、輝度を均一にするため、継ぎ目Ｇ１の前面を覆う樹脂構造体Ｒを継ぎ目全長に亘り設置する。
【００４６】
本実施の形態の樹脂構造体Ｒは、支持体１４のＬＥＤ基板と対向する側壁部１４ａ及び１４ｂ側に形成された溝部に、両端が入り込む長さを有しており、樹脂構造体Ｒ及び支持体１４に挟まれることにより、放熱部材１１及び導光板１３は支持されて、位置決めされている。
【００４７】
樹脂構造体Ｒの形状は、プリズム状、半円柱状、多面体などから選択することができ、大きさは継ぎ目Ｇ１の幅により設定される。また、樹脂構造体の材質としては、アクリル樹脂、ポリカーボネ―ト樹脂、その他の透明合成樹脂及びガラスを用いることができる。
【００４８】
次に本発明の効果を確認するために、本実施の形態に従って作製した面発光ユニットの継ぎ目の構造の実施例及び比較例について説明する。なお本発明は、下記の実施例に制限されるものではない。
【００４９】
図１０に示す面発光ユニットは全て以下の構造が共通する。即ち、１０ｍｍの間隔をあけて隣接する２つの導光板１３の対向する側面にそれぞれ複数のＬＥＤを有する回路基板が設けられた本体部のみからなるＬＥＤ基板１５を配置した。また、表示板としての乳半板を導光板の前方３０ｍｍの距離に設置した。
【００５０】
継ぎ目の構造は、図１０の実施例１〜４及び比較例１〜３の面発光ユニットに示す。
【００５１】
＜実施例１＞
図１０（Ａ）に示すように、導光板１３の前面には、ＬＥＤからの光が導光板の継ぎ目の前方に漏れないように、ＬＥＤ基板１５からＬＥＤ基板１５が配置された導光板端面に沿って遮光部材としての幅５ｍｍのアルミテープＴを貼り付けた。導光板１３の表面のアルミテープＴが貼られた領域は幅３ｍｍであった。導光板１３の表面のアルミテープＴが貼られた領域に隣接する領域と、アルミテープの表面全体とに跨がるように幅１０ｍｍの拡散シート２１を貼り付けた。隣接する２つの導光板１３の継ぎ目の中央に、遮光板２３を配置した。
【００５２】
＜実施例２＞
図１０（Ｂ）に示すように、実施例１の面発光ユニットの継ぎ目の構造から遮光板２３を取り除いた。
【００５３】
＜実施例３＞
図１０（Ｃ）に示すように、実施例２の面発光ユニットの継ぎ目の構造の、拡散シート２１を、隣接する面発光ユニットの拡散シートと一体のものとした。拡散シートの幅は、３０ｍｍとした。
【００５４】
＜実施例４＞
図１０（Ｄ）に示すように、実施例３の面発光ユニットの継ぎ目の構造の、拡散シートの幅を２０ｍｍとした。
【００５５】
＜比較例１＞
図１０（Ｅ）に示すように、実施例３の面発光ユニットの継ぎ目の構造から、アルミテープＴを取り除いた。
【００５６】
＜比較例２＞
図１０（Ｆ）に示すように、実施例４の面発光ユニットの継ぎ目の構造から、アルミテープＴを取り除いた。
【００５７】
＜比較例３＞
図１０（Ｇ）に示すように、実施例１の面発光ユニットの継ぎ目の構造から、遮光板２３及び拡散シート２１を取り除き、アルミテープＴのみとした。
【００５８】
作製した実施例１〜４及び比較例１〜３の面発光ユニットの継ぎ目の構造について以下の比較試験を行った。
【００５９】
＜試験＞
実施例１〜４及び比較例１〜３の面発光ユニットの継ぎ目の構造について、面発光ユニットの継ぎ目の中心からの距離と、乳半板表面の輝度との関係を測定した。また、目視により乳半板表面の輝線、暗線を確認した。
【００６０】
なお、輝度の測定は、コニカミノルタ製色彩輝度計ＣＳ−１００Ａにより行った。
【００６１】
図１１は、実施例１〜４及び比較例１〜３の面発光装置の継ぎ目の構造についての試験結果を示すグラフである。図１１の結果からわかるように、アルミテープのみを設けた場合（比較例３）には、面発光ユニットの継ぎ目にＬＥＤの光がほとんど放射されないため、継ぎ目の中心の輝度が著しく低くなり、乳半板の輝度の均一度は、８４．２％であり、乳半板に暗線が確認された。
【００６２】
比較例１及び比較例２のように、アルミテープを貼り付けずに拡散シートのみを貼り付けた場合には、面発光ユニットの継ぎ目にＬＥＤの光が多く照射されたため、継ぎ目の中心の輝度が著しく高くなり、乳半板に明瞭な輝線が確認された。乳半板の輝度の均一度は、比較例１で５９．７％となり、比較例２で６２．８％となり、均一度はアルミテープのみを設けた比較例３よりも低下した。
【００６３】
実施例３及び実施例４のように、隣接する面発光ユニットの拡散シートと一体となった拡散シートをアルミテープの上に貼り付けた場合には、拡散シートの幅が３０ｍｍの場合（実施例３）で８４．９％の均一度となり、拡散シートの幅が２０ｍｍの場合（実施例２）で８９．３％の均一度となり、アルミテープのみの場合に比べて均一度が高くなった。特に、拡散シートの幅を２０ｍｍとした場合には、５％以上も均一度が高くなった。輝線、暗線はいずれも視認できなかった。
【００６４】
実施例２のように、面発光ユニットごとに拡散シートを設けた場合には、均一度は、９０．７％となった。実施例３及び実施例４の場合に比べて、面発光ユニットの継ぎ目に拡散される光の量を抑えることができるためと考えられる。
【００６５】
実施例１のように、遮光板を面発光ユニットの継ぎ目に配置した場合には、光の均一度は実施例２の場合よりも高い９２．５％となった。隣接する面発光ユニットから拡散される光を遮断できるためと考えられる。
【００６６】
上記実施の形態の説明においては、３つの面発光ユニットを並べた面発光装置について説明したが、２つまたは４つ以上の面発光ユニットを並べた面発光装置に適用してもよいのは勿論である。
【００６７】
また、ＬＥＤ基板１５は、押出成形によって製作してもよい。
【００６８】
さらに、上記実施の形態では、導光板支持体を放熱部材とは別に構成しているが、導光板支持体を放熱部材と一体的に構成してもよいのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明の面発光装置によれば、隣り合う２つの面発光ユニットの間に、ＬＥＤ光源が対向する構成で並べられた継ぎ目を有していても、発光ダイオードの光が導光される外端面に沿う導光板の前面の第１の領域が遮光部材により覆われているため、第１の領域を経由する光度の強い光が継ぎ目に放射されることがない。また、隣接する２つの導光板から、第１の領域を経由した光よりも光度の弱い第２の領域を経由した光が放射される。そのため本発明の面発光装置では、面発光ユニットの継ぎ目に輝線が発生することがなく、また継ぎ目の輝度が他の部分よりも著しく高くなることがない。また、継ぎ目に暗線が発生することがなく、継ぎ目の輝度が他の部分よりも著しく低くなることがない。よって本発明によれば、面発光装置の継ぎ目にける輝度の均一性を十分に高めた大面積の面発光装置を得ることができる。
【符号の説明】
【００７０】
１  面発光装置
３  面発光ユニット
１１  放熱部材
１１ｇ  貫通孔
１３  導光板
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ、１３ｄ  側面
１４  支持体
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ、１４ｄ  側壁部
１５  ＬＥＤ基板
１５ａ  回路基板
１５ｂ  本体部（第１の板状部）
１５ｃ  遮光部（第２の板状部）
１５ｄ  取付部（第３の板状部）
１５ｅ  切り欠き部
１７  反射シート
１９  表面板
２１  拡散シート
２３  遮光板
２５  開口部
Ｂ  段付きボルト
Ｂ１  頭部
Ｂ２  軸部
Ｂ３  ねじ部
Ｗ  ワッシャー
Ｎ  ナット
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１】
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