JP2010033861A - Ｌｅｄ照明パネル - Google Patents

Abstract

【課題】 エッジライト方式でありながら、１．２ｍを超える大型化を実現できるようにしたＬＥＤ照明パネルを提供する。
【解決手段】 光の放射方向に積層され、光伝搬方向に対して光が所定の強さ以下に減衰する距離を超える長さを有する複数の導光板(11,12)と、複数の各導光板の光伝搬方向の端面に設けられ、導光板内部に光を導入する複数のＬＥＤ(15,16)と、複数の各導光板背面側の相互に異なる領域に設けられ、導入された光が光伝搬方向に対して所定の強さ以下に減衰する距離より短い長さを有し、伝搬する光を前方に反射する複数の反射シート部(17,18) と、を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明はＬＥＤ照明パネルに関し、特にエッジライト方式でありながら、光が所定の強さ以下に減衰する距離を超える寸法の大型化を実現できるようにしたパネルに関する。

最近、消費電力が少なく、しかも耐久性に優れた高輝度ＬＥＤが実用化されるに至ったことから、電飾パネル、非常灯、案内灯、標識などの照明パネルの光源に高輝度ＬＥＤを採用し、省エネやメンテナンスフリー化を図ることが行われている。

従来、この種のＬＥＤ照明パネルでは導光板背後にベースを設け、ベースに複数のＬＥＤを縦横に配置し、導光板の背後から光を照射するバックライト方式が採用されていた（特許文献１）。しかし、バックライト方式では大型の照明パネルを製作しようとすると、必要なＬＥＤの数が膨大になってコスト高を招来し、しかも厚みが大きくなってまう。

また、導光板の端面にＬＥＤを設け、側方から導光板内部に光を導入して導光板内部を伝搬させ、その際に導光板背面の反射部によって光を前方に反射するという、エッジライト方式が開発され実用化されている（特許文献２、特許文献３）。

特開２００８−１０７７４５号公報 特開２００７−０７３２０６号公報 特開２００７−１６３６６３号公報

エッジライト方式の照明パネルでは、厚みが薄く、しかも必要なＬＥＤの数を少なくできるという利点があるが、導光板を伝搬中に光が減衰するので、高輝度ＬＥＤを使用しても、パネル長さはせいぜい１．２ｍまでであり、大型化が難しいという問題があった。

本発明はかかる問題点に鑑み、エッジライト方式でありながら、１．２ｍを超える大型化を実現できるようにしたＬＥＤ照明パネルを提供することを課題とする。

そこで、本発明に係るＬＥＤ照明パネルは、光の放射方向に積層され、光伝搬方向に対して光が所定の強さ以下に減衰する距離を超える長さを有する複数の導光板と、該複数の各導光板の光伝搬方向の端面に設けられ、上記導光板内部に光を入射する複数のＬＥＤと、上記複数の各導光板背面側の相互に異なる領域に設けられ、入射された光が光伝搬方向に対して所定の強さ以下に減衰する距離より短い長さを有し、伝搬する光を前方に反射する複数の反射シート部と、を備えたことを特徴とする。

本発明の特徴の１つは大型の導光板を複数積層し、複数の各導光板の異なる領域に反射シート部を設け、複数の各導光板を伝搬する光を反射シート部で反射して照明パネルの全面を発光させるようにした点にある。

これにより、厚みが薄く、しかも必要なＬＥＤの数を少なくできるというエッジライト方式の利点を有しつつ、光反射中における光の減衰に関係なく、ＬＥＤ照明パネルの寸法を自由に大型化できる。

上記では光放射方向に導光板を積層したが、光の伝搬方向に並べて端部を重ねるように構成しても同様の作用を奏する。但し、この場合には導光板の継ぎ目が外方から明瞭に見えると好ましくないので、表面パネルを設けて継ぎ目を見えにくくする。

本発明に係るＬＥＤ照明パネルは、光伝搬方向に並べかつ端部を重ねて設けられ、光伝搬方向に対して光が所定の強さ以下に減衰する距離より短い長さを有する複数の導光板と、該複数の各導光板の光伝搬方向の端面に設けられ、上記導光板内部に光を入射するＬＥＤと、上記複数の各導光板背面側に設けられ、入射された光が光伝搬方向に対して所定の強さ以下に減衰する距離より短い長さを有し、伝搬する光を前方に反射する複数の反射シート部と、上記並べられた複数の導光板の前方を覆う表面パネルと、を備えたことを特徴とする。

ＬＥＤ照明パネルは１枚の板状に製作されるが、上述のように、導光板の端部を重ねると、ＬＥＤ照明パネルが厚くなるおそれがある。そこで、相互に重ねられた光伝搬方向の端部は光の伝搬を阻害しない曲率でもって曲げるようにするとよい。どの程度の曲率とするかはＬＥＤの光の波長や導光板の厚みによって異なるので、実験などによって求めるのが好ましい。

導光板を伝搬中の光は光反射シート部によって前方に反射されるが、光の反射効率を向上させる上で、導光板の背面に光反射ドット部を形成するのがよい。この光反射ドット部は光伝搬方向の終端側になると、光で減衰して弱くなるので、光伝搬方向になるにしたがってドット密度を大きくするか又はドット面積を大きくするのがよい。光反射ドット部はレーザー加工などによって形成してもよく、スクリーン印刷などによって形成することもできる。

ＬＥＤ照明パネルを構成する場合、積層された導光板のうち、最上側の導光板表面には光拡散板を積層するのがよい。また、導光板を光伝搬方向に並べる場合にも導光板の表面に光拡散板を重ねるのがよい。

導光板や光拡散板は十分な透光性を有する材料であれば特に限定されず、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などを採用することができる。光拡散板の場合、ベースの樹脂中に光散乱剤、例えば炭酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミナ、二酸化チタン、二酸化珪素、ガラスビーズなどの無機微粒子、スチレン架橋ビーズ、ＭＳ架橋ビーズなどの有機微粒子、その他の公知の微粒子を採用することができる。

また、ＬＥＤ（Light Emitting Diode; 発光ダイオード）は赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤを単色で用いてもよく、組合せて用いることもできる。

以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１及び図２は本発明に係るＬＥＤ照明パネルの好ましい実施形態を示す。本例のＬＥＤ照明パネル１０は伝搬中の光が所定の強度以下まで減衰する距離を超える、例えば２倍の長さを有する２枚の導光板１１、１２を積層し、上側の導光板１１の表面には光拡散板１３を、下側の導光板１２の下側には例えばアルミニウム製の放熱板１４が重ねられている。

導光板１１、１２及び光拡散板１３は例えばアクリル樹脂を用いて製作され、光拡散板１３には光散乱剤が適量分散され、又導光板１１、１２の光伝搬方向の対向する端面にはＬＥＤ１５、１６を配列するとともに駆動回路を内蔵したＬＥＤユニットが設けられ、導光板１１、１２の内部に向けて光を入射するようになっている。

また、導光板１１の左半部及び導光板１２の右半部の背面側には伝搬中の光が所定の強度以下まで減衰する距離以下の長さを有する光反射シート１７、１８が設けられ、又導光板１１の背面左半部及び導光板１２の背面右半部には光反射ドット部１１Ａ、１２Ａが例えばレーザー加工などによって形成され、その導光板１１の背面左半部及び導光板１２の背面右半部には光反射ドット部１１Ａ、１２Ａが形成され、光反射ドット部１１Ａ、１２Ａは光の反射が全体で均等になるように導光板１１、１２の中央に向かうにつれて密度又は面積が大きくなるように形成されている。

図示しない駆動回路によってＬＥＤ１５、１６を駆動すると、導光板１１、１２内には側方から光が入射され、導光板１１、１２内を光が伝搬される。上側の導光板１１では光反射シート部１７がない領域では上下の界面の間で光が伝搬するだけであまり減衰されず、光反射シート部１７が設けられた領域では伝搬中の光で光反射ドット部１１Ａと光反射シート部１７によって前方に反射され、光拡散板１３で拡散されて前方に放射される。特に、ＬＥＤ１５から離れるにしたがって光反射ドット部１１Ａの密度又は面積が大きくなるように形成されているので、光は光反射シート部１７が設けられた領域の全体で実質的に均等に反射される。

下側の導光板１２では同様に、反射シート部１８がない領域では上下又は左右の境界面の間で光が伝搬するだけであまり減衰されず、光反射シート部１８が設けられた領域では伝搬中の光で光反射ドット部１２Ａと光反射シート部１８によって前方に均等に反射され、導光板１１を通過して光拡散板１３で拡散されて前方に放射される。

その結果、大型のＬＥＤ照明パネル１０であっても、光拡散板１３の全面を実質的に均等に発光させることができ、これによって大型で薄型のＬＥＤ照明パネルを製作できることとなる。

図３は第２の実施形態を示す。本例では伝搬中の光が所定の強度以下まで減衰する距離を超える、例えば３倍の長さを有する３枚の導光板２１、２２、２３を積層し、表面に光拡散板２４を、下側に放熱板２５を設ける一方、各導光板２１、２２、２３の背面の右側１／３、中央１／３、左側１／３の領域に光反射ドット部（図示せず）をレーザー加工などによって形成するとともに、その背面側に光反射シート部２９、２１０、２１１を設けており、このように導光板２１〜２３を３枚積層することによって第１の実施形態よりも更に大型のＬＥＤ薄型照明パネルを製作できる。

本例のＬＥＤ照明パネル２０では光反射シート部２９〜２１１が設けられた領域で光が反射されるので、第１の実施形態に比してより大型のＬＥＤ照明パネル２０の全面を発光させることができる。

図４ないし図６は第３の実施形態を示す。本例では４枚の短いＬＥＤ照明パネル３０と１枚の長いＬＥＤ照明パネル４０と表面パネル５１とを用いて大型のＬＥＤ照明パネル５０が製作されている。

表面パネル５１は例えばアクリル樹脂を用いて一体に製作され、表面パネル５１には用途に応じて文字や図柄が印刷され形成されている。

短いＬＥＤ照明パネル３０では例えば５３０ｍｍｘ１５００ｍｍの導光板３１の背後に同寸法の反射板３２が積層され、導光板３１及び反射板３２の一端面にはＬＥＤユニット３３が取付けられ、ＬＥＤユニット３３にはＬＥＤ列と駆動回路が内蔵されている。

長いＬＥＤ照明パネル４０では例えば１１００ｍｍｘ１５００ｍｍの導光板４１の背後に同寸法の反射板４２が積層され、導光板４１及び反射板４２の対向する両端面にはＬＥＤユニット４３が取付けられ、ＬＥＤユニット４３にはＬＥＤ列と駆動回路が内蔵されている。

導光板３１、４２は例えばアクリル樹脂を用いて厚み４ｍｍに製作され、背面には光反射ドット部（図示せず）がＬＥＤから離れるにしたがって密度又は面積が大きくなるように形成されている。また、反射板３２、４２は例えばアクリル樹脂を用いて厚み４ｍｍに製作され、表面には光反射シート（図示せず）を設けて構成されている。

４枚の短いＬＥＤ照明パネル３０は中央側になるほと表面パネル５１から離れるような段差を形成しかつ端部が重なるように、しかも中央に長いＬＥＤ照明パネル４０が来るように支柱５２によって固定されている。

本例のＬＥＤ照明パネルではＬＥＤ照明パネル３０、４０の端部が重なっているが、表面パネル５１によって覆われているので、継ぎ目が外方から見え難く、あたかも１枚のＬＥＤ照明パネルのように見える。

また、短いＬＥＤ照明パネル３０と長いＬＥＤ照明パネル４０を適宜組み合わせることによって任意の大きさのＬＥＤ照明パネルを製作することができる。

図７は第３の実施形態の変形例を示す。本例ではＬＥＤ照明パネル３０、４０の端部の重なり部分が曲げられており、厚みがあまり増大しないようにしている。

本発明に係るＬＥＤ照明パネルの好ましい実施形態を示す概略構成図である。 上記実施形態を示す要部拡大構成図である。 第２の実施形態を示す構成図である。 第３の実施形態において用いるＬＥＤ照明パネルを示す図である。 上記実施形態を示す図である。 上記実施形態におけるパネル取付け部分を示す拡大図である。 第３の実施形態における変形例を示す図である。

符号の説明

１０ ＬＥＤ照明パネル
１１、１２ 導光板
１１Ａ、１２Ａ 光反射ドット部
１３ 光拡散板
１４ 放熱板
１５、１６ ＬＥＤ
１７、１８ 光反射シート部
２０ ＬＥＤ照明パネル
２１、２２、２３ 導光板
２４ 光拡散板
２５ 放熱板
２６、２７、２８ ＬＥＤ
２９、２１０、２１１ 光反射シート部
３０ 短いＬＥＤ照明パネル
３１ 導光板
３３ ＬＥＤユニット
４０ 短いＬＥＤ照明パネル
４１ 導光板
４３ ＬＥＤユニット
５０ ＬＥＤ照明パネル
５１ 表面パネル

Claims (5)

1. 光の放射方向に積層され、光伝搬方向に対して光が所定の強さ以下に減衰する距離を超える長さを有する複数の導光板と、
   該複数の各導光板の光伝搬方向の端面に設けられ、上記導光板内部に光を入射する複数のＬＥＤと、
   上記複数の各導光板背面側の相互に異なる領域に設けられ、入射された光が光伝搬方向に対して所定の強さ以下に減衰する距離より短い長さを有し、伝搬する光を前方に反射する複数の反射シート部と、
   を備えたことを特徴とするＬＥＤ照明パネル。
2. 光伝搬方向に並べかつ端部を重ねて設けられ、光伝搬方向に対して光が所定の強さ以下に減衰する距離より短い長さを有する複数の導光板と、
   該複数の各導光板の光伝搬方向の端面に設けられ、上記導光板内部に光を入射するＬＥＤと、
   上記複数の各導光板背面側に設けられ、入射された光が光伝搬方向に対して所定の強さ以下に減衰する距離より短い長さを有し、伝搬する光を前方に反射する複数の反射シート部と、
   上記並べられた複数の導光板の前方を覆う表面パネルと、
   を備えたことを特徴とするＬＥＤ照明パネル。
3. 上記複数の導光板の背面には光反射ドット部が形成され、該光反射ドット部は光伝搬方向になるにしたがってドット密度が大きくなるか又はドット面積が大きくなっている請求項１又は２記載のＬＥＤ照明パネル。
4. 上記積層された導光板のうち、最上側の導光板表面には光拡散板が積層されている請求項１記載のＬＥＤ照明パネル。
5. 上記並べられた複数の導光板表面には光拡散板が積層されている請求項２記載のＬＥＤ照明パネル。

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