(57)【要約】【課題】本発明は、内部結露や外部から侵入した水に対し導光板と反射板との距離を一定に開けた状態を保持することが可能な面発光装置を提供する。【解決手段】本発明の面発光装置は、光源と、前記光源が実装される光源実装基板と、前記光源からの光を出射面に導く導光板と、前記導光板からの光を反射させる反射板と、前記光源実装基板の熱を放熱させる光源ケースと、それらを保持する枠体とを備えており、導光板と反射板の間にスペーサーを設けることにより、前記導光板と前記反射板との間に一定の隙間を保持するための部材を有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源が実装される光源実装基板と、前記光源の光を側面の入射面から前面と後面に照射する導光板と、前記導光板から後面へ照射された光を前面方向へ反射させる反射板と、熱伝導部材を用いた光源ケースと、前記光源ケースに少なくとも一部が接している前記光源実装基板の光源が前記導光板の入射面に対向するように配設されている光源ユニットと、前記導光板、前記反射板及び前記光源ユニットを収容する枠体とを備えた面発光装置において、前記導光板と前記反射板との間を一定間隔に保持するための部材を入れたことを特徴とする面発光装置。
【請求項２】
前記導光板と前記反射板との間を一定間隔に保持するための部材において、表面が白色又は乳白色であることを特徴とする請求項１に記載の面発光装置。
【請求項３】
前記導光板と前記反射板との間を一定間隔に保持するための部材において、半球状又は多角錐の部材を用いていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかの請求項に記載の面発光装置。
【請求項４】
前記光源実装基板の少なくとも一部が前記光源ケースに接している状態において、合成樹脂を前記光源ケースの中に入れ、少なくとも前記光源実装基板が完全に浸かるまで満たした状態で成形していることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの請求項に記載の面発光装置。
【請求項５】
前記枠体が熱伝導部材を用いて形成されており、前記光源ケースの少なくとも一部が前記枠体と接していることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの請求項に記載の面発光装置。
【請求項６】
前記光源から照射される光を反射し、散乱させる散乱体を前記導光板の表面に所定の加工方法によって形成されていることにより、均一な面発光が出来ることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかの請求項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、導光板を用いたエッジライト方式の面発光装置に関し、屋内外看板、屋内外広告板や屋内外案内板のバックライトとして用いる面発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来の、導光板の側面より光を入射させて前面に光を照射させるエッジライト方式の面発光装置は、導光板と反射板を互いに重ね合わせた状態の構造であった。
しかし、前記面発光装置を屋外で使用した時に雨水などの水が滲入した場合、導光板と反射板の間が狭いために起こる毛細管現象により、導光板と反射板の端部から面中央に向かって水が入り込んでしまうことがあった。
この現象により、水の入った部分の光屈曲率が変わってしまい、水が入ってしまった部分が水の入っていない部分に比べ、明るくなるといった光のムラが出てしまう。この光のムラにより、図柄がある表示板の色合いも光の強弱による色ムラが出てしまう問題があった。
この問題を解決するため、特許文献１のように外部から水が滲入しても毛細管現象が起こっても壁面への上昇を低くするよう、導光板と反射板との間を一定の隙間になるように両端を保持する構造を備えたものが開示されている。また、特許文献２のように枠体と表示面の間に全周にわたって止水材が設けられ、外部からの水や湿気を内部に入れないように密閉された面発光装置も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１８１０１２号公報
【特許文献２】特開２００６−１１１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、特許文献１のように導光板と反射板を枠体のみで一定間隔に保持する構造を大型のエッジライト方式の面発光装置に用いたとき、導光板の板厚が薄い場合、風圧による外力が導光板の面に加わると導光板と反射板との隙間を保持している枠体から遠い部分、つまり中央部が撓んでしまうために、導光板と反射板との隙間が枠体で保持している両端の隙間に比べて極端に狭くなり、ときには密着することがある。この時、外部からの滲入した水や内部で発生した結露の水が、たとえば、結露が導光板全体にあった場合、毛細管現象により中央部に水が寄り集まって留まるため、水が留まった部分で光のムラが発生してしまう。この問題を解決するために外力による撓み防止対策として導光板の板厚を厚くすると、面発光装置が重くなってしまう問題があった。また、導光板と反射板との隙間を毛細管現象が起こりにくい間隔まで広げた時には、面発光装置の奥行きが大きくなってしまうことと、導光板から後方へ照射された光を反射板にて前方へ反射する光が減衰する問題があった。
また、特許文献２のように止水材を用いて枠体が密閉してあっても、止水材の経年劣化により、防水性を確実に維持することは難しく、水が内部に滲入することもある。
その場合、特許文献２の面発光装置では、光源及び光源が実装された基板に防滴対策がされておらず、この部分に水が触れてしまうと短絡して、光源及び実装基板が破損してしまう可能性があった。【０００５】  本発明は、上記問題点を解決するために、外部からの滲入した水や内部で発生した結露の水があっても、毛細管現象の防止対策として導光板の板厚を厚くせず、また導光板と反射板の間隔をあまり広くせずに、導光板と反射板を一定の間隔で保持でき、さらに内部に水が浸入しても光源及び光源実装基板には水が浸入しない構造を備えた面発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  上記課題の解決のために本発明は、光源と、前記光源が実装される光源実装基板と、前記光源の光を側面の入射面から前面と後面に照射する導光板と、前記導光板から後面へ照射された光を前面方向へ反射させる反射板と、熱伝導部材を用いた光源ケースと、前記光源ケースに少なくとも一部が接している前記光源実装基板の光源が前記導光板の入射面に対向するように配設されている光源ユニットと、前記導光板、前記反射板及び前記光源ユニットを収容する枠体とを備えた面発光装置において、前記導光板と前記反射板との間を一定間隔に保持するための部材を入れたことにより、面発光装置の大きさや導光板の厚みに関係なく、導光板と反射板との間を一定間隔にすることが出来ることを特徴とする面発光装置を提供する。【０００７】  また、本発明は、前記光源実装基板の少なくとも一部が前記光源ケースに接している状態において合成樹脂を前記光源ケースの中に入れ、少なくとも前記光源実装基板が完全に浸かるまで満たした状態で成形していることにより、外部からの滲入した水や内部の結露で生じた水が基板に付着することで発生する短絡による光源及び光源実装基板の破損を防ぐことができることを特徴とする面発光装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】  本発明によれば、導光板と反射板との隙間を一定に保持することができ、面発光装置の大きさに関わらず、外部から滲入した水や内部で発生した結露の水による光ムラがなくなる。また本発明によれば、外部から滲入した水や内部で発生した結露の水が、光源や光源実装基板に付着したことによる短絡を防ぐことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係わる面発光装置の一例を示す全体図
【図２】図１における拡大断面図
【図３】光源ユニットの斜視断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】  以下、本発明に係る面発光装置について図面を参照して説明するが、各図面は説明のためのものであり、必ずしも実際の形状、寸法を反映するものではない。
図１は、本実施例の面発光装置全体の平面図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ断面図拡大図、図３は、光源ケース５の中に光源３ａと光源実装基板３ｂとを入れて、合成樹脂４にて成形されたユニットの断面を示す。また、図１の面発光装置全体の平面図を正面とし、装置の上を上部、下を下部、左を左側部、右を右側部とする。
【００１１】  本実施例の面発光装置１３は、図２に示すように、導光板２の光入射面２ａに光源３が実装された光源実装基板３ｂを導光板２の光入射面２ａと光源３の発光面３ｃが対向するように配置している。また、図３に示すように、前記光源実装基板３ｂが熱伝導部材を用いた光源ケース５に少なくとも一部が接している状態で、合成樹脂４によって少なくとも前記光源実装基板３ｂが完全に浸かるまで満たした状態にて成形された光源ユニット１２を備えている。さらに前記光源ユニット１２を図２のように導光板２の光入射面２ａに対して垂直方向に可動するように、内枠体１ａの少なくとも一部がガイドの役割を持たせている構造を有し、この構造は上部、下部、左側部、右側部のいずれか、又は対向、又はすべてに備わっている。
【００１２】  光源ユニット１２は、熱伝導部材を用いて形成された内枠体１ａに少なくとも一部が接している状態で、これにより光源３ａで発生した熱が熱伝導部材を用いた光源ケース５を介して、内枠体１ａから外部へ逃がすことが出来る。
前記光源３ａには、本実施例では発光ダイオードを用いているが、たとえば、冷陰極管などの発光ダイオード以外のものを使用してもよい。
前記光源ケース５及び内枠体１ａは、熱伝導性が良く、放熱性に優れた部材で形成されているおり、たとえば、アルミニウムで形成されていることが好ましい。
【００１３】  合成樹脂４は、本実施例では光透過率が８０％以上の材質を用いていることにより、光源３ａからの光を減衰させず、外部から滲入した水や内部で発生した結露の水から光源３ａと光源実装基板３ｂを保護することが出来る。本実施例では合成樹脂４には、シリコン系を用いているが、たとえば、ウレタン系やゴム系、エポキシ系を用いてもよい。
また、光源３ａの発光面３ｃ以外を合成樹脂４で満たす場合には、合成樹脂４の光透過率は８０％未満の材質を用いてもよい。
【００１４】  導光板２は、たとえばアクリル系樹脂などの光透過率の８０％以上の合成樹脂から成形されている。導光板２は、光源３ａが配置される側面が光入射面２ａとし、光入射面２ａと直交する面で光源３ａから入射された光を反射する面が反射面２ｂとする。
また、光入射面２ａと直交して反射面２ｂと平行な面で、反射面２ｂにより反射された光を発光する面を発光面２ｃとする。
導光板２の反射面２ｂには、光源３ａからの光を反射シート７へ照射するドットパターンが形成されている。なお、ドットパターンは、たとえば、ドットパターンを印刷するシルク印刷方式、ドットパターンを形成した金型に樹脂を流し込む成形方式、プロッターで溝を削るＶ溝カット方式、レーザー波で面を傷つけるレーザー方式などで形成することが出来る。
【００１５】  導光板２の発光面２ｃの前には、発光面２ｃから照射された光を散乱及び拡散させる拡散板１０を配設することにより、拡散板１０全体を均一な明るさにすることが出来る。
また、拡散板１０の前面に透明及び半透明なシートに印刷された図柄などのメディアシート１１を配設、又は拡散板１０に貼付けたり、拡散板１０の前面に一部が光透過性のあるインク又は一部が光透過性のないインクにて直接印刷する方法にて、拡散板１０を表示板面にすることができる。
また、拡散板１０及び外枠体１ｂを使わない面発光装置１３としてもよい
【００１６】  反射シート７は、導光板２の反射面２ｂから照射した光を反射させるために導光板２の反射面２ｂに対向するように配置してある。これにより、入射された光を効率よく発光する面へ反射させることが出来る。反射シート７には、反射シート７を補強するために補強板６を設けてもよい。また、反射シート７の代わりに光反射率が８５％以上の塗料を補強板６に塗布したものを使用してもよい。
【００１７】  補強板６に反射シート７を貼ったものを反射板１４とし、この反射板１４と導光板２の間にスペーサー８を入れることにより、導光板２と反射板１４の間隔を一定に保つことが出来る。これにより、たとえば、結露が導光板全体にある場合で風圧などの外力で導光板２の中央部がたわんだ時、毛細管現象によって中央部に水が寄り集まって留まることで生じていた光ムラを防止することが出来る。
反射板１４と導光板２の隙間１５は、毛細管現象防止と面発光装置１３自体の無用な厚みを防止する点で、３ｍｍ以上であることが好ましい。また、導光板２や反射シート７の材質や表面状態によっては、毛細管現象が起こりにくいものもあるため、１．０ｍｍ以上の隙間であってもよい。
前記の毛細管現象が起こりにくいという定義では、基準があいまいとなるため、本発明では、以下のように定義する。隙間１５の間隔に関係なく、水面から５ｍｍ以内であれば、毛細管現象が起こりにくい状態とする。
【００１８】  本発明では、導光板２と反射板１４との間にスペーサー８を入れることで、隙間１５の間隔を一定にする構造となっている。前記構造を液晶デイスプレイパネルのバックライト装置で用いている従来技術もあるが、本発明は液晶デイスプレイパネルのバックライトとは問題と解決目的が根本的に異なっている。
本発明と液晶デイスプレイパネルのバックライトとの違いは、本発明が毛細管現象による光ムラ防止を目的にして、導光板２と反射板１４との隙間１５をスペーサー８により１．５ｍｍ以上離しているのに対し、液晶デイスプレイパネルのバックライトでは導光板や反射板の傷による輝度ムラ対策やプリズムレンズの歪み防止策として、０．１ｍｍ以下の極小スペーサーを用いているため、水が浸入した場合には毛細管現象防止には全く役に立たない。このことより本発明は、液晶デイスプレイパネルのバックライトの従来技術とは目的が違うことは明白である。
【００１９】  本発明に用いているスペーサー８は、光透過率が高い部材では水が浸入した状況と同じになり光ムラを生じさせてしまうため、光透過率が低い部材であることが好ましい。なお、光透過率の低い定義を光透過率１０％以下とする。前記部材としては、金属のほかに合成樹脂に光透過率が低い色で着色されているものであってもよい。また、前記部材の表面及び着色された色については、色彩度が白色系に属していることが好ましい。
スペーサー８の形状は、半球状や半偏平球状が好ましいが、円錐、多角錐などの形状のものを使用してもよい。具体的には、スペーサー８の高さに対する半径又は多角形の重心までの距離が一番長い距離の比が、１以上が好ましい。
また、スペーサー８の配置密度は、本実施例では半径５００ｍｍの中に１個の割合であるが、無用に配置することでコストが上がるのを防止する点で、半径１００ｍｍ以上であることが好ましい。
また、前記スペーサー８の固定方法は、本実施例では反射板１４に穴を開け、そこへ前述の形状を満たしたスペーサー８を取り付けているが、たとえば、接着材、又は両面テープ又は反射板１４に釘のように打ち付けてもよい。さらにスペーサー８を前述の固定方法で補強板６に取り付けたあと、反射シートを貼り付けても、また反射シート７の代わりに光反射率が８０％以上の塗料を塗布してもよい。
【符号の説明】
【００１９】１ａ．内枠体
１ｂ．外枠体
１ｃ．貼付面
２．導光板
２ａ．光入射面
２ｂ．反射面
２ｃ．発光面
３ａ．光源
３ｂ．光源実装基板
３ｃ．発光面
４．合成樹脂
５．光源ケース
５ａ．貼付面
６．補強板
７．反射シート
８．スペーサー
９．弾性作用部材
１０．拡散板
１１．メディアシート
１２．光源ユニット
１３．面発光装置
１４．反射板
１５．隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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