(57)【要約】【課題】  大型で薄型の面発光装置を構成した場合でも面内で均一な輝度を容易に実現できると共に、光源の発する熱の放熱特性にも優れた光源ユニットを提供する。【解決手段】  本発明の光源ユニットは、本体筐体部と、前記本体筐体部の底部の一部に配設される光源と、前記光源の周囲に形成され、前記本体筐体部の上面側に前記光源からの光を反射する反射板と、前記本体筐体部の上面に配設され前記光源からの光を透過させる透明蓋体と、前記透明蓋体の下面で前記光源と対峙する位置に形成される光透過調整部とを有する。光源からの光を反射板で本体筐体部の上面側に反射して透明蓋体を透過する光と重ね合わせて光強度の高い面発光分布の光を射出することができ、光透過調整部の加工精度も向上する。また、透明蓋体と反射板の間の空間により光源からの放熱を効率良く進めることができ、出力低下や加熱による弊害を防止できる。【選択図】  図１
2007173133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体筐体部と、
前記本体筐体部の底部の一部に配設される光源と、
前記光源の周囲に形成され、前記本体筐体部の上面側に前記光源からの光を反射する反射板と、
前記本体筐体部の上面に配設され前記光源からの光を透過させる透明蓋体と、
前記透明蓋体の下面で前記光源と対峙する位置に形成される光透過調整部とを有することを特徴とする光源ユニット。
【請求項２】
前記光源は単数若しくは複数の発光ダイオード素子からなることを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
【請求項３】
前記光透過調整部は前記光源からの光を一部透過し、残りの光を前記反射板及び本体筐体部内壁に対して反射することを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
【請求項４】
前記光透過調整部は樹脂材からなる底面に形成された溝を有することを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
【請求項５】
前記透明蓋体と前記光透過調整部は、樹脂材料を用いて一体に成型したものであることを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
【請求項６】
請求項１記載の光源ユニットを平面状に並べて配置したことを特徴とする面発光装置。
【請求項７】
矩形状の前記本体筐体部を有し、前記光源は前記本体筐体部の角部近傍に配置される請求項１記載の光源ユニットを複数個隣接して配置した光源ユニットの組を平面状に並べて配置したことを特徴とする面発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は面発光を行うための光源ユニットと、液晶パネル、パーソナルコンピュータ用液晶モニターや、看板、案内板等の中型から大型のバックライト装置として使用できる面発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルのような薄型画像表示装置には、通常バックライト装置と呼ばれる面発光装置が設けられている。典型的な面発光装置は、薄板状の装置本体の端部に、複数の発光ダイオードなどの発光素子或いは冷陰極管のような発光体を導光板の側面に臨むように配置し、さらに導光板の裏面側に配置した反射板を配置して、該導光板の表面側から面全体で発光するように光を取り出す構造を有していたり、複数の冷陰極管を多数配列し筐体開口に配設した光透過拡散板に冷陰極管からの直接光及び冷陰極管からの光を反射板で反射させた光を光透過拡散板で入射拡散させて均一な面状光を出光させる構造を有している。
【０００３】
導光板を用いた構造の面発光装置では、導光板の形状を工夫する技術が各種開発されており、例えば反射用のドットを形成した導光板としては、ドットを一定の分布密度を有する領域として定義される帯状領域が形成されるように配置し、各帯状領域においてドットにより形成される間隔が隣接する帯状領域とは異なるように設定して、輝線の発生を抑制する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、導光板の反射面の光拡散ドットパターンとしては、光源から離れるに従ってドットの面積を順次拡大し、光源からより離れた領域における光拡散用の面積を増大させている技術も知られている（例えば、特許文献２参照。）。更に、導光板自体に斜面を形成したものを採用し、出射面や入射面を側面から入射した光が分散した位置で反射できるように構成したものも知られている（例えば、特許文献３参照。）。また、中央部で光がとどかなくなるような問題を中央部分で薄肉となるようなＶ字型の溝を形成するような技術も知られている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００４】
また、バックライト装置が大型化され、円筒状光源の管軸方向の長さが長くなり、円筒状光源の管軸長が例えば、３０インチ用以上となっても、円筒状光源の管壁と筐体の底部間の分布浮遊容量及び漏洩電流を減少させて、照光面上の輝度分布バランスを改善する為に、円筒状光源の管電流の最適化を行って輝度分布バランス及び温度分布の均一化が図られたバックライト装置が知られており、筐体内の一対の電極部間に円筒状光源を配設し、一対の電極部の少なくとも高電圧供給側の底面にインバータ回路基板を配したバックライト装置に於いて、インバータ回路基板を筐体の開口部の長手方向或いは短辺方向に少なくとも二分割した位置に配する様にしたもの（例えば特許文献５参照。）も知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−４３２６６号公報
【特許文献２】特開平８−２７１８９３号公報
【特許文献３】特開平６−３１４０６９号公報
【特許文献４】特開２００１―２２８４７７号公報
【特許文献５】特開２００４−３２５６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが上述の導光板を用いる面発光装置の技術では、表示画面の大画面化を図った場合に、光源から遠い部分で輝度の低下現象が発生し易く、画面をさらに大きくした場合に端部から離れた中央部分での輝度低下が著しい。冷陰極管あるいはＬＥＤ点光源を裏面に多数配置する直下型バックライトシステムも知られているが、例えばＬＥＤの点状光源を透明樹脂に封止するようなタイプのチップ型の光源を用いる場合では放熱性能が劣化してしまい、基板などが高熱化したり、発光特性の変動を生じたりすることが発生し易い。
【０００７】
そこで、本発明は、上述の技術的な課題に鑑み、大型で薄型の面発光装置を構成した場合でも面内で均一な輝度を容易に実現できると共に、光源の発する熱の放熱特性にも優れた光源ユニットと、その光源ユニットを用い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】
【０００８】
本発明の光源ユニットは、上述の技術的な課題を解決するため、本体筐体部と、前記本体筐体部の底部の一部に配設される光源と、前記光源の周囲に形成され、前記本体筐体部の上面側に前記光源からの光を反射する反射板と、前記本体筐体部の上面に配設され前記光源からの光を透過させる透明蓋体と、前記透明蓋体の下面で前記光源と対峙する位置に形成される光透過調整部とを有することを特徴とする。
【０００９】
このような本発明の光源ユニットにおいて、前記光源は単数若しくは複数の発光ダイオード素子からなる構成とすることができ、また、前記光透過調整部は前記光源からの光を一部透過し、残りの光を前記反射板及び本体筐体部内壁に対して反射する構成としても良い。本発明の光源ユニットの一例によれば、前記光透過調整部は樹脂材からなる底面に形成された溝を有する構成とすることができ、前記透明蓋体と前記光透過調整部は、樹脂材料を用いて一体に成型したものとすることができる。
【００１０】
また、本発明の面発光装置は、上述の如き光源ユニットを平面状に並べて配置したことを特徴とする。本発明の面発光装置の一例によれば、矩形状の本体筐体部が設けられ、光源が前記本体筐体部の角部近傍に配置される上述の如き光源ユニットが複数個隣接して配置された光源ユニットの組を平面状に並べて配置したものであっても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光源ユニットによれば、光源からの光を反射板で本体筐体部の上面側に反射することができ、透明蓋体を透過する光と重ね合わせて光強度の高い面発光分布の光を射出することができる。また、透明蓋体を用いることで、前記光透過調整部の位置合わせや距離合わせが容易に行われることになり、透明蓋体と一体に形成した場合では前記光透過調整部の加工精度も向上する。また、透明蓋体と反射板の間の空間では、光源からの直接の射出光と反射板表面からの反射光が通過するが、この空間により光源からの放熱を効率良く進めることができ、出力低下や加熱による弊害を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の光源ユニット及びこれを用いた面発光装置の好適な実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態の光源ユニット１０は、上から見た形状が略正方形の箱形のユニットであり、底面側に平板状のエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などにより構成される印刷基板１５が配置され、その上に光源となる発光ダイオード素子１４が配置されている。この発光ダイオード素子１４は、外形パッケージが略矩形状とされ上面中心部に球体上側部の形状を有した射出部１６を備えた構造のものである。このような形状の発光ダイオード素子１４は、既に知られており、例えば日亜化学株式会社製の薄型ＬＥＤ、ＮＳＰＷＲ７０Ｓ（型名）などの使用することができる。なお、本実施形態では、光源としての発光ダイオード素子１４を単数としているが、複数の発光ダイオード素子等を組み合わせて光源とすることも可能である。
【００１４】
光源ユニット１０の側面には、略正方形の底面端部より略垂直に立ち上がる４つの側壁からなる筐体本体部１２が形成されている。この筐体本体部１２は、底面側の印刷基板１５や発光ダイオード素子１４を保持できる剛性を有した樹脂製であり、特に筐体本体部１２の内壁での反射効率を高めるために、筐体本体部１２は白色の合成樹脂材料で形成され、若しくは無色半透明樹脂を用いて内壁面に白色あるいは銀白色のメッキや金属蒸着薄膜などを配して形成される。
【００１５】
発光ダイオード素子１４の上面に載置されるように、発光ダイオード素子１４からの光を上面側に反射するための反射板１３が取り付けられている。反射板１３の形状は、中央部に発光ダイオード素子１４の射出部１６を挿通するための孔が形成されており、周囲に向かって高さがやや高くなるような階段状の断面を有している。この反射板１３の段差部は上から見た場合に複数の円環状であり、段差部の間は発光ダイオード素子１４側が低くなり外側が高くなるような斜面となっている。このような形状にすることで反射板１３の形成時に加工し易くすると共に反射特性を向上させることができる。反射板１３は、アルミニウムなどの金属箔を加工して形成しても良く、或いは樹脂材の表面に反射用の加工を施した材料で構成される。反射板１３は発光ダイオード素子１４や筐体本体部１２と別体で形成した後、組み合わせるようにしても良く、発光ダイオード素子１４や筐体本体部１２と一体に形成しても良い。
【００１６】
この筐体本体部１２の上端部に嵌合するように透明蓋部１１が取り付けられている。透明蓋部１１は、例えば透明アクリル系樹脂あるいはポリカーボネート等の光透過率の高い透明樹脂で構成される部材であり、その中央部には発光ダイオード素子１４の射出部１６と対峙するように下に凸形状とされた光透過調整部１８が形成されている。光透過調整部１８は、発光ダイオード素子１４からの光を当該光源ユニット１０外に一部射出するための部分であり、光透過調整部１８は他の透明蓋部１１の板の厚みよりも厚く形成され、図３に示すように中央に１つの凹部１９、その周囲に６つの凹部１９を形成した構造を有している。各凹部１９は光源である発光ダイオード素子１４からの光を一部透過させるように機能するが、発光ダイオード素子１４からの光の大部分の残りは表面で反射され、前述の傾斜した反射板１３や本体筐体部１２の内壁に向かって進むことになり、これら反射板１３の表面や本体筐体部１２の内壁で再度反射して、更に乱反射を繰り返す光も含めて光透過調整部１８及びその周囲の透明蓋部１１から当該光源ユニット１０の上方に射出されることになる。本実施形態の光源ユニット１０では、ほぼ均一な面発光が可能であり、そのために光透過調整部１８の凹部１９を設けた面や、透明蓋部１１の表面及び裏面、更には反射板１３の表面、および本体筐体部１２の内壁で乱反射を生じさせるデフューザー部材や光散乱膜などを形成しても良い。
【００１７】
光透過調整部１８は中央に１つの凹部１９、その周囲に６つの凹部１９を形成した構造を有しているが、これに限定されず、他の一部透過および乱反射を行う構造であれば、他の構造、例えば、ハッチング状、波状、クロスハッチング状、ドット状の溝を形成した構造であっても良い。また、光透過調整部１８の表面をマット化（つや消し）した構造を有していても良い。本実施形態では、光透過調整部１８は、透明蓋部１１と一体に形成された透明アクリル系樹脂あるいはポリカーボネート等の光透過率の高い透明樹脂で構成されるが、一体に形成せずに別体で形成して貼り合わせや、組み込むように取り付けることもできる。光透過調整部１８は例えば樹脂の射出成形などで透明蓋部１１と同時に凹部１９を加工して形成することも可能であり、肉厚部を有した形状で成形した後に、超音波加工や熱エンボス加工などの手法によって凹部１９を形成することができる。凹部１９の細かな形状は、本実施形態では円錐台形状となっているが、他の形状例えば、多角錐台形状、多角錐形状、円錐形状、円筒状、楕円錐台などであっても良く、これらの組み合わせであっても良い。また、大きさや形状を変えた凹部を組合わせても良く、凸部や凸条部を組合わせても良い。
【００１８】
図２は本実施形態の光源ユニット１０を上から見た図であり、反射板１３の円環状の段差部１７によって、光透過調整部１８から反射した光がほぼ均一な面発光をなすように構成されている。図４は、本実施形態の光源ユニット１０の分解斜視図であり、底面側から順に、印刷基板１５上面のほぼ中央部分に発光ダイオード素子１４を載置した部材の上に、反射板１３が載置され、その外側を囲むように筐体本体部１２が形成され、その筐体本体部１２の上部開口部に嵌合するように中央部に光透過調整部１８を有した透明蓋部１１が取り付けられる。
【００１９】
このような構造を有する本実施形態の光源ユニットは、図５に示すように、例えば平面状に並べることで更に広い範囲で面発光を実現する面発光装置を構成する。図５に示す面発光装置は、基板２０上に図１に示したものと同様の構造を有する光源ユニット２１をマトリクス状に配列して形成したものである。このように平面状に並べて配置する構造とすることで、並べた面積に応じて面発光となる光分布を得ることができる。すなわち、より大きな面積で面発光が必要な場合には、その大きな面積に合わせてその数だけ光源ユニット２１を増加させれば良い。平面状に並べて配置する場合の平面とは必ずしも平坦な面に限らず、曲面や面の一部が折れているような面でも良い。また、配列方法もマトリクス状に配列する場合に限定されず、例えばＲＧＢのそれぞれの発光波長を組合わせて白色面発光を得る場合には、ＲＧＢを順次並べるような方式や縦横のライン方法で順番に各波長色の素子を並べるような配列でも良く、さらには、数字、文字や模様などのパターンに光源ユニット２１を配列して全体としてもメッセージ性や思想の表現力を持たせるようなことも可能である。
【００２０】
例えば光源ユニットを略１５ｍｍ角とした場合では、プリント基板などの基板上に縦に２０ｍｍピッチで１０個、横に２０ｍｍピッチで１５個配置すれば、縦２０５ｍｍ×横３０５ｍｍの面光源が完成することになる。従って、本実施形態の光源ユニットを用いた面発光装置では、大きな看板や照明灯等を簡単に構成することが可能となる。
【００２１】
本実施形態の光源ユニットによれば、発光ダイオード素子１４からの光を反射板１３で本体筐体部１２の上面側に反射することができ、透明蓋部１１を透過する光と重ね合わせて光強度の高い面発光分布の光を射出することができる。また、透明蓋部１１を用いることで、光透過調整部１８の筐体内での位置合わせや距離合わせが容易に行われることになり、透明蓋部１１と一体に形成した場合では光透過調整部１８の加工精度も向上する。また、透明蓋部１１と反射板１３の間の空間では、光源からの直接の射出光と反射板１３の表面からの反射光が通過するが、この空間により光源である発光ダイオード素子１４からの放熱を効率良く進めることができ、出力低下や加熱による弊害を防止することができる。
【００２２】
上述のような発光ダイオード素子を中央部に配置した構造ではなく、角部に発光ダイオード素子の如き光源を配置した構造の光源ユニットについて、図６乃至図８を参照しながら説明する。
【００２３】
図６に示す光源ユニットは、上から見たところ、正方形状の４つに角のうちの１つの角部に発光ダイオード素子３３が設けられ、その周囲に段差部３４を有した反射板３１が取り付けられている。段差部３４の形状は円環の４分の１の扇状であり、発光ダイオード素子３３を中心に波紋の広がりを示す如き形状を有している。発光ダイオード素子３３が設けられた角部と対向する角部を挟む２辺には、前述のような内壁での反射効率を高めるために白色の合成樹脂材料で形成され若しくは無色半透明樹脂を用いて内壁面に白色あるいは銀白色のメッキや金属蒸着薄膜などを配して形成される本体筐体部３２が形成されており、発光ダイオード素子３３が設けられた角部側の２辺には本体筐体部は設けられていない。透明蓋部や光透過調整部は図示を省略しているが、当該光源ユニットを覆うように形成されており、光透過調整部は発光ダイオード素子３３と対峙する角部に形成される。
【００２４】
このような１つの角部に発光ダイオード素子３３が設けられる光源ユニットは、図７に示すように、４つに光源ユニットを９０度ずつ角度を変えて１ッ箇所に４つの発光ダイオード素子３３が集中するように配置することで、前述の光学ユニット１０と同様な面発光用のデバイスとして機能することになる。すなわち、発光ダイオード素子３３からの光を反射板３１で本体筐体部３２の上面側に反射することができ、図示しない透明蓋部を透過する光と重ね合わせて光強度の高い面発光分布の光を射出することができる。同様に、透明蓋部と反射板３１の間の空間により発光ダイオード素子３３からの放熱を効率良く進めることができ、出力低下や加熱による弊害を防止することができる。特に４つの発光ダイオード３３を集約させて発光させることができることから、１つの素子だけで輝度を得る場合に比較して４倍の面発光強度を得ることができる。また、４つの発光ダイオード素子３３を集約させた部分では、配線なども集約化できるため、特に高密度で発光ダイオード素子を配置する必要がある場合に有利である。
【００２５】
図８は図７に示した光源ユニットを平面的に配置した例を示す図である。４つの光源ユニットからなる組４１がマトリクス状に配列されて面発光装置が構成される。このように４つの光源ユニットからなる組４１を平面状に並べて配置する構造とすることで、並べた面積に応じて面発光となる光分布を得ることができる。平面状に並べて配置する場合の平面とは必ずしも平坦な面に限らず、曲面や面の一部が折れているような面でも良い。また、配列方法もマトリクス状に配列する場合に限定されず、さらには、数字、文字や模様などのパターンに光源ユニットの組４１を配列して全体としてもメッセージ性や思想の表現力を持たせるようなことも可能である。
【００２６】
例えば、略１５ｍｍ角を4個集めるように組立した略３０ｍｍ角の光源ユニットの組も考えられる。略３０ｍｍ角の光源ユニットの組を縦・横４０ｍｍピッチで各6個配置すれば、２４０ｍｍ角の面発光体となり、このような手法で大きな看板や照明灯等を簡単に構成することが可能となる。
【００２７】
図９は他の実施形態の光源ユニットの例を示す断面図である。図９に示すように、本実施形態の光源ユニット５０は、前述の実施形態の光源ユニットと同様に、上から見た形状が略正方形の箱形のユニットであり、底面側に平板状のエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などにより構成される印刷基板５５が配置され、その上に光源となる発光ダイオード素子５４が配置されている。この発光ダイオード素子５４は、外形パッケージが略矩形状とされ上面中心部に球体上側部の形状を有した射出部５６を備えた構造のものである。なお、本実施形態では、光源としての発光ダイオード素子５４を単数としているが、複数の発光ダイオード素子等を組み合わせて光源とすることも可能である。
【００２８】
このような底面側構造の光源ユニット５０の側面には、略正方形の底面端部より略垂直に立ち上がる４つの側壁からなる筐体本体部５２が形成されている。この筐体本体部５２は、例えば所要の剛性を有した樹脂製であり、特に筐体本体部５２の内壁での反射効率を高めるために、筐体本体部５２は白色の合成樹脂材料で形成され、若しくは無色半透明樹脂を用いて内壁面に白色あるいは銀白色のメッキや金属蒸着薄膜などを配して形成される。
【００２９】
発光ダイオード素子５４の上面に載置されるように、発光ダイオード素子５４からの光を上面側に反射するための反射板５３が取り付けられている。反射板５３の形状は、中央部に発光ダイオード素子５４の射出部５６を挿通するための孔が形成されており、周囲に向かって高さが曲線を描いて高くなるような椀状の断面を有している。このような形状にすることで反射板５３の形成時に加工し易くすると共に反射特性を向上させることができる。反射板５３は、アルミニウムなどの金属箔を加工して形成しても良く、或いは樹脂材の表面に反射用の加工を施した材料で構成される。反射板５３は発光ダイオード素子５４や筐体本体部５２と別体で形成した後、組み合わせるようにしても良く、発光ダイオード素子５４や筐体本体部５２と一体に形成しても良い。
【００３０】
この筐体本体部５２の上端部に嵌合するように透明蓋部５１が取り付けられている。透明蓋部５１は、例えば透明アクリル系樹脂あるいはポリカーボネート等の光透過率の高い透明樹脂で構成される部材であり、その中央部には発光ダイオード素子５４の射出部５６と対峙するように下に凸レンズ形状とされた光透過調整部５８が形成されている。光透過調整部５８は、発光ダイオード素子５４からの光を当該光源ユニット５０外に一部射出するための部分であり、光透過調整部５８は他の透明蓋部５１の板の厚みよりも厚く形成されている。
【００３１】
このような椀状の反射板５３を形成しても、発光ダイオード素子５４からの光を反射板５３で本体筐体部５２の上面側に反射することができ、透明蓋部５１を透過する光と重ね合わせて光強度の高い面発光分布の光を射出することができる。また、透明蓋部５１と反射板５３の間の空間では、光源からの直接の射出光と反射板５３の表面からの反射光が通過するが、この空間によりダイオード素子５４からの放熱を効率良く進めることができ、出力低下や加熱による弊害を防止することができる。
【００３２】
図１０は図１に示した光源ユニットの変形例であり、発光ダイオード素子の形状を平板型に代えて所謂砲弾型とした例である。すなわち、本実施形態の光源ユニット６０は、前述の実施形態の光源ユニットと同様に、上から見た形状が略正方形の箱形のユニットであり、底面側に平板状のエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などにより構成される印刷基板６５が配置され、その上に光源となる発光ダイオード素子６４が配置されている。この発光ダイオード素子６４は、所謂砲弾型のパッケージに納められた発光素子であり、上面中心部に頂点部６６を備えた構造を有する。このような所謂砲弾型のパッケージに納められた発光素子としては、例えば日亜化学株式会社製の白色ＬＥＤ、ＮＳＰＷ５００ＣＳが挙げられる。
【００３３】
このような底面側構造の光源ユニット６０の側面には、略正方形の底面端部より略垂直に立ち上がる４つの側壁からなる筐体本体部６２が形成されている。この筐体本体部６２は、例えば所要の剛性を有した樹脂製であり、特に筐体本体部６２の内壁での反射効率を高めるために、筐体本体部６２は白色の合成樹脂材料等で形成される点については、前述の他の実施形態と同様であるが、異なる点として、図１０に示す光源ユニット６０は、発光ダイオード素子６４の高さ方向の寸法が増大していることに合わせて、筐体本体部６２も高さ方向に大きな寸法で形成した構造を有する。
【００３４】
発光ダイオード素子６４の上面に載置されるように、発光ダイオード素子６４からの光を上面側に反射するための反射板６３が取り付けられている。反射板６３の形状は、中央部に発光ダイオード素子６４の頂点部６６を挿通するための孔が形成されており、周囲に向かって高さがやや高くなるような階段状の断面を有している。この反射板６３の段差部は上から見た場合に複数の円環状であり、段差部の間は発光ダイオード素子６４側が低くなり外側が高くなるような斜面となっている。このような形状にすることで反射板６３の形成時に加工し易くすると共に反射特性を向上させることができる。反射板６３は、アルミニウムなどの金属箔を加工して形成しても良く、或いは樹脂材の表面に反射用の加工を施した材料で構成される。反射板６３は発光ダイオード素子６４や筐体本体部６２と別体で形成した後、組み合わせるようにしても良く、発光ダイオード素子６４や筐体本体部６２と一体に形成しても良い。
【００３５】
透明蓋部６１が筐体本体部６２の上端部に嵌合するように取り付けられ、透明蓋部６１中央部には発光ダイオード素子６４の頂点部６６と対峙するように下に凸形状とされた光透過調整部６８が形成されている。また、光透過調整部６８は中央に１つの凹部１９、その周囲に６つの凹部６９を形成した構造を有している。透明蓋部６１および光透過調整部６８は、前述の透明蓋部１１および光透過調整部１８と同様な構成を有し、ここでは重複した説明は簡単のために省略する。
【００３６】
このように発光ダイオード素子の形状を平板型若しくは平面型ではなく、釣り鐘型若しくは砲弾型の形状のものとしても同様な構造で、発光ダイオード素子６４からの光を反射板６３で本体筐体部６２の上面側に反射することができ、透明蓋部６１を透過する光と重ね合わせて光強度の高い面発光分布の光を射出することができる。また、透明蓋部６１と反射板６３の間の空間に加えて印刷基板６５と反射板６３の間の空間では、これらの空間により光源である発光ダイオード素子６４からの放熱を効率良く進めることができ、出力低下や加熱による弊害を防止することができる。また、図１に示した光源ユニット１０のように平面状に並べて配置することで、広い面積の面発光装置を構成することが容易にでき、更には光源部を角部に寄せて、図８に示すようなレイアウトでユニットを配列させることも可能である。
【００３７】
図１１は更に他の実施形態の光源ユニットの例を示す断面図である。図１１に示すように、本実施形態の光源ユニット７０は、前述の実施形態の光源ユニットと同様に、上から見た形状が略正方形の箱形のユニットであり、底面側に平板状の印刷基板７５が配置され、その上に光源となる白色発光を行う発光ダイオード素子７４が配置される。なお、ダイオードの駆動電流を調整することで赤色発光、青色発光、緑色発光を行う発光ダイオード素子を白色発光の発光ダイオード素子７４の代わりに設けても良い。
【００３８】
このような底面側構造の光源ユニット７０の側面には、略正方形の底面端部より略垂直に立ち上がる４つの側壁からなる筐体本体部７２が形成されている。この筐体本体部７２は、例えば所要の剛性を有した樹脂製であり、特に筐体本体部７２の内壁での反射効率を高めるために、筐体本体部７２は白色の合成樹脂材料で形成され、若しくは無色半透明樹脂を用いて内壁面に白色あるいは銀白色のメッキや金属蒸着薄膜などを配して形成される。
【００３９】
印刷基板７５の上面に載置されるように、発光ダイオード素子７４からの光を上面側に反射するための反射板７３が取り付けられている。反射板７３の形状は、中央部に発光ダイオード素子７４を挿通するための孔が形成されており、周囲に向かって高さがやや高くなるような階段状の断面を有している。この反射板７３の段差部は上から見た場合に複数の円環状であり、段差部の間は発光ダイオード素子７４側が低くなり外側が高くなるような斜面となっている。反射板７３は、アルミニウムなどの金属箔を加工して形成しても良く、或いは樹脂材の表面に反射用の加工を施した材料しても良い。反射板７３は発光ダイオード素子７４や筐体本体部７２と別体しても良く、発光ダイオード素子７４や筐体本体部７２と一体に形成しても良い。
【００４０】
透明蓋部７１が筐体本体部７２の上端部に嵌合するように取り付けられ、透明蓋部７１中央部には発光ダイオード素子７４と対峙するように下に凸形状とされた光透過調整部７８が形成されている。また、光透過調整部７８は中央に１つの凹部７９、その周囲に６つの凹部７９を形成した構造を有している。透明蓋部７１および光透過調整部７８は、前述の透明蓋部１１および光透過調整部１８と同様な構成を有し、ここでは重複した説明は簡単のために省略する。
【００４１】
このように発光ダイオード素子７４の形状を平板型とし、印刷基板７５の上面に載置されるように発光ダイオード素子７４からの光を上面側に反射するための反射板７３が取り付けられ構造であっても、先に説明した実施形態と同様に、発光ダイオード素子７４からの光を反射板７３で本体筐体部７２の上面側に反射することができ、透明蓋部７１を透過する光と重ね合わせて光強度の高い面発光分布の光を射出することができる。また、透明蓋部７１と反射板７３の間の空間では、これらの空間により光源である発光ダイオード素子７４からの放熱を効率良く進めることができ、出力低下や加熱による弊害を防止することができる。また、図１に示した光源ユニット１０と同様にように平面状に並べて配置することで、広い面積の面発光装置を構成することが容易にでき、更には光源部を角部に寄せて、図８に示すようなレイアウトでユニットを配列させることも先に説明した実施形態と同様に可能である。
【００４２】
なお、上述の実施形態では、光源として発光ダイオード素子を例示して説明したが、レーザーなどのその他の半導体発光素子を用いることも可能である。また、本発明の光源ユニット及び面発光装置は、液晶パネル、パーソナルコンピュータ用液晶モニターや、看板、案内板等の中型から大型のバックライト装置として使用できることは言うまでもないが、バックライト装置の応用例として本発明の光源ユニット及び面発光装置は通常の照明装置としても使用可能である。また、各光源ユニットに、光透過調整部を複数形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態の光源ユニットの断面図である。
【図２】図１の光源ユニットの平面図である。
【図３】図１の光源ユニットの要部拡大平面図である。
【図４】本発明の一実施形態の光源ユニットの分解斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態の光源ユニットを用いた面発光装置の一例を示す平面図である。
【図６】本発明の他の実施形態の光源ユニットの平面図である。
【図７】図６に示した光源ユニットにより構成されるユニットの組の平面図である。
【図８】図６の光源ユニットを用いた面発光装置の一例を示す平面図である。
【図９】本発明の更に他の実施形態の光源ユニットの断面図である。
【図１０】本発明のまた更に他の実施形態の光源ユニットの断面図である。
【図１１】本発明のまた他の実施形態の光源ユニットの断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０、２１、５０、６０、７０  光源ユニット
１１、５１、６１、７１  透明蓋部
１２、３２、５２、６２、７２  本体筐体部
１３、３１、５３、６３、７３  反射板
１４、３３、５４、６４、７４  発光ダイオード素子
１８、５８、６８、７８  光透過調整部
【図１】
2007173133.tif 000003
【図２】
2007173133.tif 000004
【図３】
2007173133.tif 000005
【図４】
2007173133.tif 000006
【図５】
2007173133.tif 000007
【図６】
2007173133.tif 000008
【図７】
2007173133.tif 000009
【図８】
2007173133.tif 000010
【図９】
2007173133.tif 000011
【図１０】
2007173133.tif 000012
【図１１】
2007173133.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月15日(2006.11.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
本体筐体部と、
前記本体筐体部の底部の一部に配設される光源と、
前記光源の周囲に形成され、前記本体筐体部の上面側に前記光源からの光を反射する反射板と、
前記本体筐体部の上面に配設され前記光源からの光を透過させる透明蓋体と、
前記透明蓋体の下面で前記光源と対峙する位置に形成される光透過調整部とを備え、
前記反射板は、前記光源から周囲に向かって階段状に形成されていること、
を特徴とする光源ユニット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の光源ユニットは、上述の技術的な課題を解決するため、前記本体筐体部の底部の一部に配設される光源と、前記光源の周囲に形成され、前記本体筐体部の上面側に前記光源からの光を反射する反射板と、前記本体筐体部の上面に配設され前記光源からの光を透過させる透明蓋体と、前記透明蓋体の下面で前記光源と対峙する位置に形成される光透過調整部とを備え、前記反射板は、前記光源から周囲に向かって階段状に形成されていること、を特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の光源ユニットによれば、光源からの光を階段状に形成された反射板で本体筐体部の上面側に反射することができ、透明蓋体を透過する光と重ね合わせて光強度の高い面発光分布の光を射出することができる。この様に階段状に形成された反射板を用いることで、反射板の形成時に加工し易くなると共に、反射特性を向上させることができる。また、透明蓋体を用いることで、前記光透過調整部の位置合わせや距離合わせが容易に行われることになり、透明蓋体と一体に形成した場合では前記光透過調整部の加工精度も向上する。また、透明蓋体と反射板の間の空間では、光源からの直接の射出光と反射板表面からの反射光が通過するが、この空間により光源からの放熱を効率良く進めることができ、出力低下や加熱による弊害を防止することができる。