JP2012138345A - エッジライト型面発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】導光板の熱膨張による発光効率の低下および破損の恐れを解消したエッジライト型面発光装置を提供する。
【解決手段】平面視矩形の樹脂製の導光板2と、導光板2の端面2Aに沿って配置された光源3と、光源3及び導光板2を囲んで支持する、ハウジング体4と、を少なくとも備えており、光源3の光が導光板2の端面2Aから入射して導光板2内で反射して導光板2の出光面から出射するようになっている、エッジライト型面発光装置1において、ハウジング体4が、導光板2の端面2B、2C、2Dとの間に隙間51、52、53を有するように、構成されており、少なくとも隙間52には、弾性部材61が設けられており、弾性部材61は、導光板2を光源3に向けて押し付けるように、且つ、導光板2の膨張を吸収するように、設定されるよう構成した。
【選択図】図2
【解決手段】平面視矩形の樹脂製の導光板2と、導光板2の端面2Aに沿って配置された光源3と、光源3及び導光板2を囲んで支持する、ハウジング体4と、を少なくとも備えており、光源3の光が導光板2の端面2Aから入射して導光板2内で反射して導光板2の出光面から出射するようになっている、エッジライト型面発光装置1において、ハウジング体4が、導光板2の端面2B、2C、2Dとの間に隙間51、52、53を有するように、構成されており、少なくとも隙間52には、弾性部材61が設けられており、弾性部材61は、導光板2を光源3に向けて押し付けるように、且つ、導光板2の膨張を吸収するように、設定されるよう構成した。
【選択図】図2
Description
本発明は、エッジライト型面発光装置に関するものである。この面発光装置は、オフィス等の屋内や新幹線等の車両内等で使用される照明体、液晶ディスプレイに使用されるバックライトユニット、看板等に、有用である。
エッジライト型面発光装置は、一般に、光源と、光源から入射した光を面発光させるための導光板と、光源及び導光板を囲んで支持するハウジング体と、を少なくとも備えている。導光板としては、メタクリル樹脂等の樹脂製の板が代表的に使用されている。
ところで、導光板は、樹脂製である故に、光源からの熱や使用環境下における温度変化や湿度変化によって、膨張する。それ故、従来では、導光板の膨張を考慮して、予め、導光板と光源との間に、及び/又は、導光板とハウジング体との間に、膨張を吸収するための隙間を確保していた。
しかしながら、予め、導光板と光源との間に隙間を確保した場合には、光源からの光の一部が導光板の外へ漏れてしまうので、発光効率が低い、という不具合がある。また、予め、導光板とハウジング体との間に隙間を確保した場合には、導光板がハウジング体の中で不安定であり、導光板や光源が破損する恐れがある、という不具合がある。
本発明は、上記不具合を共に解消することができるエッジライト型面発光装置を、提供することを目的とする。
本発明は、平面視矩形の樹脂製の導光板と、導光板の一端面に沿って配置された光源と、光源及び導光板を囲んで支持するハウジング体と、を少なくとも備えており、光源の光が導光板の上記端面から入射して導光板内で反射して導光板の出光面から出射するようになっている、エッジライト型面発光装置において、ハウジング体が、導光板の上記端面以外の端面との間に隙間を有するように、構成されており、ハウジング体と、少なくとも導光板の上記端面に対向する端面と、の間の上記隙間には、弾性部材が設けられており、弾性部材は、導光板を光源に向けて押し付けるように、且つ、導光板の膨張を吸収するように、設定されている、ことを特徴としている。
弾性部材としては、例えば、次の部材を使用できる。
(A)弾性部材が、弾性材料からなるブロック体であり、上記隙間に適当間隔置きに設けられている。
(B)弾性部材が、スプリングであり、上記隙間に適当間隔置きに設けられている。
(C)弾性部材が、ハウジング体を切り起こして形成されたバネ片であり、上記隙間に適当間隔置きに設けられている。
(A)弾性部材が、弾性材料からなるブロック体であり、上記隙間に適当間隔置きに設けられている。
(B)弾性部材が、スプリングであり、上記隙間に適当間隔置きに設けられている。
(C)弾性部材が、ハウジング体を切り起こして形成されたバネ片であり、上記隙間に適当間隔置きに設けられている。
本発明によれば、弾性部材によって、導光板の端面を光源に押し付けた状態を維持しながら、導光板の熱による膨張を吸収できる。したがって、発光効率を向上できるとともに、導光板をハウジング体の中で安定して保持して導光板や光源の破損を防止できる。
上記構成(A)〜(C)によれば、弾性部材を容易に設定できる。
図1は、本発明の一実施形態のエッジライト型面発光装置の断面図である。図2は、図1のII−II矢視図である。なお、図1は、図2のI−I断面に相当する。この面発光装置1は、導光板2と、光源3と、ハウジング体4と、を少なくとも備えている。
光源3は、複数個設けられており、導光板2の一つの端面2Aに向かって且つ端面2Aに沿って、等間隔に並んで配置されている。光源3は、基板30上に固定されている。光源3としては、LED、蛍光灯、冷陰極管等を、使用でき、特に、LEDを好ましく使用できる。
導光板2は、平面視矩形の板であり、樹脂を主成分としてできている。樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、及び(メタ)アクリル酸エステル−スチレン樹脂からなる群から選択される、少なくとも1種が好ましく、特に(メタ)アクリル樹脂が好ましい。これらの樹脂は、2種以上を混合して使用してもよく、また、2種以上を積層するように使用してもよい。導光板2の厚さは、通常は1〜10mmであり、好ましくは1.5〜8mmであり、より好ましくは2〜5mmである。導光板2は、薄すぎる場合には、光源3からの光が入射しにくくなることがあり、厚すぎる場合には、発光効率が不十分となることがあり、また、面発光装置全体の重量が重くなるので、薄すぎても厚すぎても好ましくない。
導光板2の反射面2Xには、乱反射層21が形成されている。乱反射層21は、反射面2Xに対して、ドット状又はストライプ状等に、レーザーによって直接加工を施したり、インクをスクリーン印刷又は蒸着等したり、又はインクジェット印刷したりすることにより、形成されている。特に、ドット状が好ましい。ドットの形態としては、例えば、略円形、略三角形、略四角形、略六角形等が、好ましい。乱反射層21をドット状に形成する方法としては、(1)ドットに対応する部分に対して、凹凸加工を施したりインク等を付着させたりする方法と、(2)ドット以外の地の部分に対して、凹凸加工を施したりインク等を付着させたりする方法とがある。(1)の方法を「ポジパターン」と言い、(2)の方法を「ネガパターン」と言う。なお、ドットの分布は、ポジパターンの場合には、単位面積当たりのドットの占める面積が端面2Aの側から端面2Cへ向かって次第に大きくなっているのが、好ましく、ネガパターンの場合には、単位面積当たりのドットの占める面積が端面2Aの側から端面2Cへ向かって次第に小さくなっているのが、好ましい。
乱反射層21表面には、更に、反射フィルム22が設置されている。また、導光板2の端面2Cには、反射フィルム22が貼付されている。反射フィルム22の厚さは、通常は50〜400μmである。反射フィルム22としては、例えば、白色ポリエステル製の低発泡フィルムや、ガラス又はプラスチックからなるフィルムに反射率の高い金属を蒸着させたもの等を、使用できる。
導光板2の出光面2Y側には、光拡散板23が設置されている。光拡散板23は、光拡散機能又は集光機能を有する板である。光拡散板23は、光拡散剤を含有する樹脂組成物からなる板、樹脂組成物からなり且つ表面に凹凸形状が施された板、又は、光拡散剤を含有する樹脂組成物からなり且つ表面に凹凸形状が施された板で、構成されている。光拡散板23を構成する樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、及び(メタ)アクリル酸エステル−スチレン樹脂からなる群から選択される、少なくとも1種が好ましく、特に(メタ)アクリル樹脂が好ましい。これらの樹脂は、2種以上を混合して使用してもよく、また、2種以上を積層するように使用してもよい。光拡散板23に含むことができる光拡散剤としては、アクリル系架橋ビーズ、(メタ)アクリル酸メチル−スチレン共重合体系(MS系)架橋ビーズ等の、有機系微粒子や、シリカ、酸化チタン、硫酸バリウム等の、無機系微粒子を、使用でき、これらは2種以上を同時に使用してもよい。特に、有機系微粒子が好ましい。光拡散板23は、導光板2と同様に、平面視矩形の板でもよい。その厚さは、通常は0.1〜5mm程度であり、好ましくは0.15〜4mmである。光拡散板23は、薄すぎる場合には、光拡散板23自体に皺が発生しやすくなり、厚すぎる場合には、面発光装置全体の重量が重くなるので、薄すぎても厚すぎても好ましくない。また、光拡散板23の出光面2Y側に、光拡散板23の皺の発生を抑制するために、光拡散板23を覆うように、平面視矩形のクリア保護板(図示せず)を設置するのが、好ましい。
ハウジング体4は、導光板2を反射面2X側から覆う本体面部41と、本体面部41の4辺から、導光板2の周縁部を覆うように下方に延びた、4つの側面部421、422、423、424と、各側面部の下縁から内向きに延びた、4つの縁面部と、からなっている。図1では、2つの縁面部431、433のみが示されている。
ハウジング体4の寸法は、図2に示されるように、収容した導光板2に対して、導光板2の3つの端面2B、2C、2Dとの間に略同等の隙間51、52、53を有するように、設定されている。
そして、これらの隙間51、52、53には、弾性部材61が設けられている。弾性部材61は、弾性材料からなるブロック体である。弾性材料としては、例えば、シリコーンゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、フッ素ゴム等を使用できる。
弾性部材61は、適当間隔置きに、複数個設けられている。そして、弾性部材61は、導光板2を光源3に向けて押し付けるように、且つ、導光板2の膨張を吸収するように、設定されている。
なお、ハウジング体4において、4つの縁面部は、ハウジング体4の内部空間に収容された導光板2がハウジング体4から落下するのを防止できる寸法だけ、内向きに延びている。
上記構成の面発光装置1においては、光源3から放出された光は、端面2Aから導光板2内に入射し、導光板2内で反射を繰り返しながら、乱反射層21のドットにおいて乱反射するとともにドット間においては反射フィルム22において反射して、出光面2Yから、光拡散板23によって拡散されて、出射する。すなわち、光源3から放出された光によって、出光面2Yが面発光する。これにより、面発光装置1は、面発光機能を発揮する。上記構成の面発光装置1は、十分な照度を有し、特に屋内向けの照明装置として好適である。
ところで、上記構成の面発光装置1においては、隙間52に設けられた弾性部材61によって、導光板2の端面2Aが光源3に押し付けられている。それ故、端面2Aと光源3との間には隙間が存在していない。したがって、光源3から放出された光は、隙間がある場合と比較して効率良く、端面2Aに入射する。よって、導光板2による発光効率を向上できる。
一方、導光板2は、光源からの熱や使用環境下における温度変化や湿度変化によって、矢印A方向に膨張するが、その膨張は、隙間51、52、53に設けられた弾性部材61によって受けられる。すなわち、導光板2の膨張は、弾性部材61によって吸収される。したがって、導光板2は、膨張した場合でも、ハウジング体4内に安定して保持されており、それ故、導光板2の膨張によって導光板2や光源3が破損するのを、防止できる。しかも、導光板2は、膨張した場合でも、光源3に端面2Aが押し付けられている。したがって、導光板2が膨張しても、光源3から放出された光は、効率良く、端面2Aに入射する。よって、導光板2が膨張した場合でも、導光板2による発光効率を維持できる。
なお、弾性部材としては、次のような変形例を採用してもよい。
(1)図3に示されるように、スプリングからなる弾性部材62を使用できる。弾性部材62は、弾性部材61と同様に、導光板2を光源3に向けて押し付けるように、且つ、導光板2の膨張を吸収するように、設定されている。
(1)図3に示されるように、スプリングからなる弾性部材62を使用できる。弾性部材62は、弾性部材61と同様に、導光板2を光源3に向けて押し付けるように、且つ、導光板2の膨張を吸収するように、設定されている。
(2)図4に示されるように、バネ片からなる弾性部材63を使用できる。弾性部材63は、ハウジング体4を切り起こして形成されている。弾性部材63は、弾性部材61と同様に、導光板2を光源3に向けて押し付けるように、且つ、導光板2の膨張を吸収するように、設定されている。
また、上記実施形態では、導光板2の、光源3が配置されている端面2A以外の端面2B、2C、2Dと、ハウジング体4と、の間の隙間51、52、53の全てに、弾性部材61が設けられているが、弾性部材61は、少なくとも、端面2Aに対向する端面2Cとハウジング体4との間の隙間52に、設ければよい。
[実施例1]
図1及び図2の構成を有する面発光装置1である。各部の具体的構成は、次のとおりである。
・導光板2…住友化学株式会社製の製品名「スミペックスE005」の(メタ)アクリル樹脂板を用いた。寸法は、厚さが4mm、幅が50mm、長さが300mmである。なお、「スミペックス」は住友化学株式会社の登録商標である。
・乱反射層21…スクリーン印刷法によって反射インクを印刷することにより、形成した。反射インクは、揮発硬化型樹脂インク、アクリルビーズ、シリカ微粒子、及び蛍光体からなっている。印刷パターンは、ネガパターンであり、ドットの形状は、略円形であり、ドットのピッチ(中心間距離)は、一定である。ネガパターンは、照明として使用した際の輝度が均一になるように、単位面積当たりの印刷部分が、光源付近では少なく、光源から遠くなるほど多くなるように、設定されており、更に、端面2Aから入射した光が端面2Cの反射フィルム22によって反射されることを考慮して、印刷部分が、端面2Cの少し手前で最も多くなるように、設定されている。
・反射フィルム22…東レ株式会社製の製品名「E60」を用いた。
・光拡散板23…住友化学株式会社製の製品名「スミペックスEM090」のアクリル樹脂板を用いた。厚さは2mmである。
・LED…導光板2の長辺の端面2Aに、28個配置した。
・弾性部材61…シリコーンゴムからなるブロック体である。
なお、実施例1では、LEDは、弾性部材61によって、端面2Aに押し付けられており、これにより、LEDと端面2Aとの間には、隙間がない。
図1及び図2の構成を有する面発光装置1である。各部の具体的構成は、次のとおりである。
・導光板2…住友化学株式会社製の製品名「スミペックスE005」の(メタ)アクリル樹脂板を用いた。寸法は、厚さが4mm、幅が50mm、長さが300mmである。なお、「スミペックス」は住友化学株式会社の登録商標である。
・乱反射層21…スクリーン印刷法によって反射インクを印刷することにより、形成した。反射インクは、揮発硬化型樹脂インク、アクリルビーズ、シリカ微粒子、及び蛍光体からなっている。印刷パターンは、ネガパターンであり、ドットの形状は、略円形であり、ドットのピッチ(中心間距離)は、一定である。ネガパターンは、照明として使用した際の輝度が均一になるように、単位面積当たりの印刷部分が、光源付近では少なく、光源から遠くなるほど多くなるように、設定されており、更に、端面2Aから入射した光が端面2Cの反射フィルム22によって反射されることを考慮して、印刷部分が、端面2Cの少し手前で最も多くなるように、設定されている。
・反射フィルム22…東レ株式会社製の製品名「E60」を用いた。
・光拡散板23…住友化学株式会社製の製品名「スミペックスEM090」のアクリル樹脂板を用いた。厚さは2mmである。
・LED…導光板2の長辺の端面2Aに、28個配置した。
・弾性部材61…シリコーンゴムからなるブロック体である。
なお、実施例1では、LEDは、弾性部材61によって、端面2Aに押し付けられており、これにより、LEDと端面2Aとの間には、隙間がない。
[比較例1]
弾性部材61を有していない点のみが実施例1とは異なっている。なお、比較例1では、端面2Cの反射フィルム22が両面テープによってハウジング体4の側面部423に接合されており、且つ、LEDと端面2Aとの間に1.0mmの隙間が設けられている。
弾性部材61を有していない点のみが実施例1とは異なっている。なお、比較例1では、端面2Cの反射フィルム22が両面テープによってハウジング体4の側面部423に接合されており、且つ、LEDと端面2Aとの間に1.0mmの隙間が設けられている。
[性能試験]
実施例1の面発光装置1を、全光束測定用大型積分球の中心部に、設置した。そして、8.9Wの電力をかけて面発光装置1を発光させ、その全光束量を、ダイオードアレイ分光器によって測定した。
比較例1の面発光装置についても、同様にして、全光束量を測定した。
その結果を表1に示す。
なお、全光束測定用大型積分球としては、株式会社ネムテック製の型式1500型の球面光束計を用いた。また、ダイオードアレイ分光器としては、Labsphere製のDAS-2100を用いた。
実施例1の面発光装置1を、全光束測定用大型積分球の中心部に、設置した。そして、8.9Wの電力をかけて面発光装置1を発光させ、その全光束量を、ダイオードアレイ分光器によって測定した。
比較例1の面発光装置についても、同様にして、全光束量を測定した。
その結果を表1に示す。
なお、全光束測定用大型積分球としては、株式会社ネムテック製の型式1500型の球面光束計を用いた。また、ダイオードアレイ分光器としては、Labsphere製のDAS-2100を用いた。
表1から明らかなように、実施例1の面発光装置1は、発光効率が優れている。
本発明のエッジライト型面発光装置は、導光板の熱による膨張を吸収できるとともに高い発光効率を実現できるので、産業上の利用価値が大である。
1 エッジライト型面発光装置 2 導光板 2A 端面 3 光源 4 ハウジング体 51、52、53 隙間 61、62、63 弾性部材
Claims (4)
- 平面視矩形の樹脂製の導光板と、
導光板の一端面に沿って配置された光源と、
光源及び導光板を囲んで支持するハウジング体と、
を少なくとも備えており、光源の光が導光板の上記端面から入射して導光板内で反射して導光板の出光面から出射するようになっている、エッジライト型面発光装置において、
ハウジング体が、導光板の上記端面以外の端面との間に隙間を有するように、構成されており、
ハウジング体と、少なくとも導光板の上記端面に対向する端面と、の間の上記隙間には、弾性部材が設けられており、
弾性部材は、導光板を光源に向けて押し付けるように、且つ、導光板の膨張を吸収するように、設定されている、
ことを特徴とするエッジライト型面発光装置。 - 弾性部材が、弾性材料からなるブロック体であり、上記隙間に適当間隔置きに設けられている、
請求項1記載のエッジライト型面発光装置。 - 弾性部材が、スプリングであり、上記隙間に適当間隔置きに設けられている、
請求項1記載のエッジライト型面発光装置。 - 弾性部材が、ハウジング体を切り起こして形成されたバネ片であり、上記隙間に適当間隔置きに設けられている、
請求項1記載のエッジライト型面発光装置。
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- 2011-11-16 JP JP2011250815A patent/JP2012138345A/ja active Pending
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