JP2007036132A - 面発光モジュール及びそれを用いた面発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電源容量に応じて駆動部の設計を変更させることなく、様々な規模及び形状の面発光装置を簡単に構成することができる、直下型の面発光モジュール及びそれを用いた面発光装置を提供することにある。
【解決手段】 面発光モジュール１は、複数のＬＥＤ２と、複数のＬＥＤ２を封止するシリコーン３と、ＬＥＤ２を接続するための配線４と、複数のＬＥＤ２を実装する基板５と、複数の基板５を搭載し複数のＬＥＤ２から放射される光を反射する支持部材６と、ＬＥＤ２を駆動する電流及び信号を供給する駆動部７とを備える。複数の面発光モジュール１を組み合せることにより、様々な規模及び形状の大型面光源を容易に構成することができる。各面発光モジュールに駆動部７が設けられているため、装置が大型化しても、各駆動部の電源容量が変化しない。更に、ＬＥＤを直列接続し定電流駆動する構成にすることで、省電力化を図ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）を光源に用いた面発光モジュール及びそれを用いた面発光装置に関し、特に、複数のモジュールを組み合せることにより、面発光装置の規模や用途に応じた設計自由度が高くすることができ、薄型・軽量で、かつ環境に対する安全性が高い、面発光モジュール及びそれを用いた面発光装置に関するものである。

従来、店舗用の照明装置や看板等の大型の発光表示装置に用いられる光源としては、蛍光灯やネオン管が広く用いられている。しかしながら、蛍光灯は水銀を使用しているために有害であり、産業廃棄物としての適切な処理を必要とするといった種々の問題を有している。また、蛍光灯やネオン管は、寿命が短くランニングコストも大きい。

更に、蛍光灯やネオン管を店舗用の照明装置や看板等の表示装置に使用する際には、当初の設置あるいは修理・交換等のメンテナンスの際に、高い足場を組み、発光装置の電源を切った上で作業を行う必要がある。蛍光灯やネオン管は寿命が短くメンテナンスの頻度が高いため、ユーザの負担が大きくなるという問題があった。

また、近年では、公道上の建築物あるいは工作物に関する法律や条令の規制に適合するため、屋外に設置される面発光装置に対する薄型化の要請が高まっている。

このような問題を解消するものとして、ＬＥＤを光源とする面発光装置が提案されている。ＬＥＤは半導体製造技術に基づいて製造されることから、量産性、省コスト性に優れた特長を有する。更に、ＬＥＤは寿命が長く、現時点では約７万時間の使用に耐えうる製品も実用化されている。

そのため、ＬＥＤを発光表示装置の光源として用いることが試みられており、例えば、複数のゾーンに設けられた発光ダイオードを光源として備えた看板装置が提案されている（特許文献１参照）。また、一連のＬＥＤを拡散レンズで覆った複数本のＬＥＤユニットを備えた面発光表示装置が提案されている（特許文献２参照）。

特許文献１の看板装置によると、第１ＬＥＤゾーンと第２ＬＥＤゾーンに設けた発光ダイオードを固定基板の貫通孔に挿入して定位置に固定し、配線基板上のＬＥＤ光源を点灯させている。また、看板本体は必ずしも一体的に成形する必要はなく、複数の文字パーツを組み合せて１つの文字を構成することもできるとしている。

特許文献２の面発光表示装置によると、ＬＥＤ基板上に複数個のＬＥＤを配置し、複数個のＬＥＤを覆う拡散レンズと、拡散レンズの円弧端から上方に伸びる延長部分の背面に反射板を備えたＬＥＤユニットを枠状ケース内に複数有している。
特開２００３−６６８８０号公報（段落００１０、００１５、図３） 特開２００５−１７５７３号公報（段落００１３、図２、図５）

しかし、特許文献１の看板装置によると、第１及び第２のＬＥＤゾーンからなる面発光部の形状及び大きさを自由に変更できるが、ＬＥＤゾーンの大きさにより駆動部の電源容量が変化するため、電源及び電源駆動部を新たに設計する必要がある。

また、特許文献２の面発光モジュールによると、ＬＥＤ発光体を利用して均一な光を表示板に向けて照射することができるが、ケースの横方向の長さに合わせてＬＥＤユニットの長さを変えなければならず、また、ケースの縦方向の長さに合わせて反射部を備えた延長部分の長さを変える必要がある。

従って、本発明の目的は、面形状を有し各々駆動部を備えた複数個の光源モジュールを並べることにより、電源容量に応じて駆動部の設計を変更させることなく、様々な規模及び形状の面発光装置を簡単に構成することができる、直下型の面発光モジュール及びそれを用いた面発光装置を提供することにある。

本発明は、上記の目的を達成するため、複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤを設けた第１の支持部材と、外部の電源から電流を供給され前記複数のＬＥＤの駆動を行う駆動部と、前記ＬＥＤの背面に設けられ前記ＬＥＤから放射される光を反射する反射面を有することを特徴とする面発光モジュールを提供する。

前記第１の支持部材は、前記反射面と一体に形成され、前記ＬＥＤの背面に放射された光を反射するように構成してもよい。

前記駆動部は、前記面発光モジュールに内蔵されるように構成してもよい。更に、前記駆動部は、前記外部の電源からの交流電流を入力する電源入力部と、前記交流電流を直流電流に整流する整流部と、前記整流部から供給された前記直流電流により前記複数のＬＥＤを駆動させる定電流部とからなるように構成することができる。

好ましくは、前記面発光モジュールは、前記複数のＬＥＤを実装した基板と、前記第１の支持部材に設けられ、前記複数のＬＥＤを前記駆動部に接続する配線を更に含み、前記第１の支持部材は前記基板を搭載し、前記基板と前記複数のＬＥＤの接合部が樹脂により封止される。また、前記第１の支持部材は、前記基板を搭載するための溝を有してもよい。更に、前記溝は、単数あるいは複数の列ごとに、保護部材により覆ってもよい。

好ましくは、前記面発光モジュールは、それぞれ、前記複数のＬＥＤを実装した基板と前記基板を搭載した第２の支持部材とからなる複数の面発光ユニットと、及び前記第１の支持部材及び第２の支持部材に設けられ、前記複数のＬＥＤを前記駆動部に接続する配線を更に含む。また、前記面発光モジュールは、前記複数のＬＥＤを覆い、前記第２の支持部材に接合された透光性を有するカバー部材を更に含んでもよい。

好ましくは、前記面発光モジュールは、それぞれ、前記複数のＬＥＤの１つを実装した基板と前記基板を搭載し前記ＬＥＤと前記基板との接合部を樹脂により封止した筐体とからなる複数のＬＥＤユニットと、及び前記駆動部と前記複数のＬＥＤユニットを接続するケーブルとからなる。また、前記第１の支持部材は、前記ＬＥＤユニットを搭載するための凹部を備えてもよい。更に、前記凹部は、前記第１の支持部材に設けられた突出部に形成されてもよい。

好ましくは、前記面発光モジュールは、前記ＬＥＤの放射光及び前記反射面の反射光を拡散する拡散部材を更に含む。前記拡散部材は、複数の前記面発光モジュールに共通の部材として設けてもよい。

本発明は、上記の目的を達成するため、拡散板と、前記拡散板の裏側に配置された発光板とを含み、前記発光板は、複数の同一形状の面発光モジュールによって構成され、前記複数の面発光モジュールは、それぞれ、複数のＬＥＤからなる発光部と、前記発光部を駆動する駆動部を備えたことを特徴とする面発光装置を提供する。

本発明によると、電源容量に応じて駆動部の設計を変更させることなく、様々な規模及び形状の照明・表示用の面発光モジュール及びそれを用いた面発光装置を簡単に構成することができる。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る直下型の面発光モジュールの斜視図である。

（面発光モジュール１の全体構成）
この面発光モジュール１は、複数のＬＥＤ２と、複数のＬＥＤ２を樹脂封止するシリコーン（シリコン樹脂）３と、複数のＬＥＤ２を実装する基板５と、複数の基板５を搭載し複数のＬＥＤ２から放射される光を反射する支持部材６と、ＬＥＤ２を駆動するための電流及び信号を供給する駆動部７と、基板５及び駆動部７を覆い保護するカバー部材８を有する。

ＬＥＤ２は、白色ＬＥＤあるいは赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）ＬＥＤ等のＬＥＤ素子を発光源とする実装型のＬＥＤ２であり、基板５に実装されて複数個が支持部材６に搭載されている。

支持部材６は、プラスチック等の樹脂材料を成形あるいは金属を加工することによって形成された平板状部材であり、ＬＥＤ２から放射された光の反射性を高めるための反射板を兼ねている。いわゆる直下型ＬＥＤ発光装置においては、ＬＥＤ２の背面に反射板あるいは反射面が形成されている。本実施の形態においては、反射板の機能を提供するために、支持部材６を白色の樹脂で形成する、あるいは白色に塗装することにより、支持部材６と反射面を一体に形成している。また、支持部材６の表面に更に反射板あるいは反射面を設けてもよい。

基板５は、ガラスエポキシ、樹脂等の材料からなり、ＬＥＤ２の底面に露出した電極端子部と電気的に接続される配線４を表面に有し、複数のＬＥＤ２が所定の間隔で実装されている。

支持部材６は、複数のＬＥＤ２を搭載した基板５を搭載し、基板５の間隔は所望の形状を供するように任意に定めることができる。本実施の形態においては、複数のＬＥＤ２の縦方向および横方向の間隔が一定となるように設定される。本実施の形態では、支持部材６の形状は、縦３５０ｍｍ、横５００ｍｍの長方形であり、ＬＥＤ２は縦方向および横方向の間隔がそれぞれ約５０ｍｍとなるように搭載している。

上記面発光モジュール１を例えば面発光装置に用いる場合には、面発光装置の用途、設置場所等に合わせて複数の発光モジュール１を組み合わせ、所望の形状及び規模とすることができる。面発光装置の大きさは、縦を数百ｍｍ〜数ｍ、横を数百ｍｍ〜数ｍ、奥行約８０ｍｍ〜１００ｍｍ程度とすることができる。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係る面発光モジュール１の構成を示す断面図である。

（面発光モジュール１の構成）
図２に示すように、ＬＥＤ２は、基板５に実装され、基板５は、更に支持部材６上に搭載されている。支持部材６は、基板５に実装された複数のＬＥＤ２を収納するため、複数の溝部（凹部）６Ａを有する。本実施の形態において、溝部６Ａは面発光モジュール１の縦方向に沿って設けられているが、横方向に沿って設けてもよい。支持部材６に搭載された複数のＬＥＤ２は、図１の面発光モジュール１の右側に例示されるように、基板５及び支持部材６に設けられた配線４により、直列接続され、駆動部７に接続されている。

本実施の形態において、支持部材６は、ＬＥＤ２を支持し面発光モジュール１を固定するための部材と、ＬＥＤ２から放射された光の反射性を高めるための反射板を兼ねている。面発光モジュール１は、支持部材６を前面板１１と裏面板１２の間に設けられたシャーシ１３に、ネジ、嵌合等を用いて固定することができる。

（面発光モジュール１を用いた面発光装置１０の構成）
図３は、面発光モジュール１を用いて構成された面発光装置１０の断面図を示す。

面発光装置１０を組み立てる際には、まず、１つあるいは複数の面発光モジュール１を裏面板１２に取り付けたシャーシ１３に固定し、次に樹脂製（例えば、アクリル製）の前面板１１を面発光モジュール１から約５０ミリメートル程度離隔させ、複数の面発光モジュール１の全面を覆うように取り付ける。ＬＥＤ２が点灯すると、ＬＥＤ２の光が前面板１１に向かって放射され、更にＬＥＤ２の背面に設けた支持部材６によって反射された光が前面板１１に向かう。前面板１１が、ＬＥＤ２からの放射光及び支持部材６からの反射光を拡散することにより、均一でムラのない発光を得ることができる。

面発光モジュール１を用いた面発光装置は、表示装置、照明装置等として用いることができる。更に、照明・表示用の面発光装置として所望の輝度を得られるように、前面板１１と支持部材６の間の間隔は約５０ｍｍ程度に構成している。また、面発光装置全体の薄型化を達成するために、前面板１１と裏面板１２の間の間隔は約８０ｍｍ程度に構成している。

（複数の面発光モジュール１の接続構造）
図４は、シャーシ１３を用いて複数の面発光モジュール１を接続する構造の断面図を示す。

図４に示すように、支持部材６の端部及びシャーシ１３にネジ穴を設け、ネジ１４で支持部材６をシャーシ１３に固定することにより、複数の面発光モジュール１を接続し所望の規模及び形状の面発光光源を得ることができる。但し、複数の面発光モジュールの接続方法は、シャーシ１３を介したネジ止めによる接続に限定されず、シャーシ１３と支持部材６の端部に嵌合部分を設ける、あるいは面発光モジュール１同士を直接ネジ止めあるいは嵌合により接続するように構成してもよい。

図５は、図２に示されたＬＥＤ２及び基板５のシリコーン３による封止状態を示す斜視図である。

図２及び図５に示すように、支持部材６に形成された溝部６ＡにＬＥＤ２を実装した基板５を収納し、複数のＬＥＤ２の間をカバー部材８によって覆う。図５の下側に例示されるように、カバー部材８と支持部材６の隙間及び基板５の搭載面をシリコーン３によって封止し、防水・防滴を達成する。これにより、各面発光モジュール１の単位で防水・防滴構造とすることができる。

（支持部材６及びカバー部材８の変形例）
図６は、第１の実施の形態にかかる面発光モジュール１の支持部材６及びカバー部材８の変形例を示し、（Ａ）は変形例の斜視図、（Ｂ）はその一部の拡大断面図である。

図６（Ａ）において、支持部材６には、面発光モジュールの縦方向及び横方向に沿って、複数のＬＥＤ２を収納するための溝部６Ａが設けられている。また、カバー部材８は、複数（本変形例においては、２列）の溝部６Ａを覆うように構成されている。カバー部材８には、複数のＬＥＤ２に対応した複数の開口部が設けられ、更に、ネジ１４Ａにより固定されている。

図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す面発光モジュール１のうち、破線で囲まれた中央部分の拡大断面図である。カバー部材８が複数の溝部６Ａの全体を覆うように、支持部材６の複数の溝部６Ａの外周には段状部が設けられ、更に、外周の段状部に対応させてカバー部材８の形状を決定している。この外周の段状部とカバー部材８の隙間をシリコーン３で封止し、防水・防滴構造を達成している。上記構成によれば、樹脂封止が必要な箇所を低減させることができ、シリコーン３の量を低減できる。

（駆動部７の構成）
図７は、面発光モジュール１の駆動部７の構成を示すブロック図である。

面発光モジュール１は、各々に駆動部７が設けられ、駆動部７は、直列接続された複数のＬＥＤ２からなるＬＥＤ部２０と面発光モジュール１の外部に設けられた電源７７に接続される。本実施の形態において、駆動部７は、電源７７に接続され交流電流を入力するための入力部７１、交流電流を直流電流に整流するための整流部７２、整流された直流電流をＬＥＤ部２０に供給し、ＬＥＤ部２０を駆動する定電流部７３、定電流部７３の動作を制御するためのスイッチ７４、更に、スイッチ７４に接続され、周囲の明るさを感知するためのセンサ７５、及び時間を計測するためのタイマ７６からなる。

（駆動部７の動作）
駆動部７の動作は以下の通りである。交流電源７７（例えば、ＡＣ１００Ｖ電源）から入力部７１に交流電流が供給され、入力部７１から交流電流が整流部７２に供給され、整流部７２は交流電流を直流電流に整流し、ＬＥＤ部２０に接続された定電流部７３に直流電流を供給する。定電流部７３はスイッチ７４によって制御され、ＬＥＤ部２０に供給する電流量を変化させることによりＬＥＤ部２０の制御、特に調光を行う。

スイッチ７４により、ＬＥＤ部２０の明るさを０％〜１００％に制御する。また、スイッチ７４に接続されたセンサ７５は、周囲の明るさを感知し、周囲が所定の明るさより暗くなったときにはスイッチ７４をオン状態にしてＬＥＤ部２０を点灯し、周囲が所定の明るさより明るくなったときにはスイッチ７４をオフ状態にしてＬＥＤ部２０を消灯させる。また、タイマ７６を使用して、所定の時刻、例えば午前０時になったとき、供給する電流量を減少させ、ＬＥＤ部２０の発光量を低下させる。

ここで、駆動部７は、図１及び図２に示されるように、支持部材６の中央に縦方向に開口部を設けて収納し、カバー部材８で覆っている。また、面発光モジュール１の他の部分に駆動部７を内蔵するようにしてもよい。面発光モジュール１の各々に駆動部７が設けられ、それぞれ外部の電源に接続されているため、面光源を大型化しても駆動部７の電源容量が変化しない。このため、各駆動部７を小型化することができる。また、駆動部７を面発光モジュール１に内蔵するように構成しても、駆動部７が小型であるため、面発光モジュール１を全面発光させることができる。

（第１の実施の形態の効果）
上記した第１の実施の形態によれば、複数の面発光モジュールを、縦横に並べて固定することにより、様々な規模及び形状の大型面光源を容易に構成することができる。また、複数の面発光モジュールのそれぞれに駆動部が設けられているため、面発光装置全体の電気的接続が容易であり、設計自由度が高い。また、面発光装置全体の規模が大型化しても、駆動部が各モジュールに分散しているため、各駆動部の電源容量に変化がない。このため、駆動部を特別に設計する必要がなく、また駆動部本体を小型化することができる。更に、ＬＥＤを直列接続し、交流電源を使用して定電流駆動する構成にすることで、省電力化を図ることができる。

（第２の実施の形態）
図８は、第２の実施の形態に係る面発光モジュールの斜視図である。また、図９は面発光モジュールに含まれる面発光ユニット１Ａの分解斜視図であり、図１０は面発光ユニット１Ａの拡大断面図である。

以下の説明において、第１の実施の形態と同様の構成および機能を有する部分については共通の引用数字を付している。

第１の実施の形態では、支持部材６の溝部６Ａに複数のＬＥＤ２を実装した基板５を搭載する構成をとっているが、本実施の形態では、図８に示すように、面発光モジュール１の支持部材６の上に、更に複数の長尺状の面発光ユニット１Ａを設けた構成をとっている。

図９に示すように、面発光ユニット１Ａの各々は、支持部材６から独立した長尺状の支持部材６１上に複数のＬＥＤ２を実装した基板５を搭載し、面発光ユニット１Ａの両端部には、端部の保護と防水・防滴を容易にするためにキャップ１５が設けられている。また、ＬＥＤ２を保護するために、長尺状の支持部材６１上に、透明の樹脂から形成され、断面が多角形状あるいは半円弧状の透明カバー１６を設けている。図１０に示すように、防水・防滴のため、透明カバー１６と長尺状の支持部材６１の接合部はシリコーン３によって封止される。透明カバー１６を用いることにより、封止に用いるシリコーン３の量を低減することができる。また、キャップ１５に透明カバー１６の端面に対応する切込み部を設け、キャップ１５によって透明カバー１６を長尺状の支持部材６１に固定する構成としてもよい。

複数の面発光ユニット１Ａは、支持部材６に対して着脱可能に構成してもよい。また、キャップ１５、支持部材６及び長尺状の支持部材６１に配線４を設けることにより、複数の面発光ユニット１Ａに搭載されたＬＥＤ２は直列接続され、駆動部７に接続される。

（第２の実施の形態の効果）
上記した第２の実施の形態によれば、様々な規模及び形状の大型面光源を容易に構成することができる。また、面発光モジュールに駆動部が設けられているため、面発光装置全体の電気的接続が容易であり、設計自由度が高い。また、面発光装置全体の規模が大型化しても、各駆動部の電源容量に変化がない。このため、駆動部を特別に設計する必要がなく、また駆動部本体を小型化することができる。更に、面発光ユニットを直列接続しているため、定電流駆動にすることにより、省電力化を図ることができる。

また、面発光モジュールを着脱可能な複数の面発光ユニットを備えた構成とすることにより、１個のＬＥＤに不具合が生じた場合であっても、不具合の生じたＬＥＤを搭載した面発光ユニットのみを交換することで、容易にメンテナンスを行うことができる。また、透明カバーを設けることによりＬＥＤを保護することができ、樹脂封止に用いるシリコーンの量を低減することができる。更に、長尺状の支持部材を透明カバーで覆い、端部をキャップで保護した長尺状の面発光ユニットは、形状が従来の蛍光灯に類似し取り扱いが容易であるという利点がある。

（第３の実施の形態）
図１１は、第３の実施の形態に係る面発光モジュール１の斜視図である。また、図１２は面発光モジュール１に含まれるＬＥＤユニット２Ｂを示し、（Ａ）は複数のＬＥＤユニット２Ｂの斜視図であり、（Ｂ）はＬＥＤユニット２Ｂの拡大斜視図である。

以下の説明において、第１の実施の形態と同様の構成および機能を有する部分については共通の引用数字を付している。

第１の実施の形態では、支持部材６の溝部６Ａに複数のＬＥＤ２を実装した基板５を搭載する構成をとっているが、本実施の形態では、図１１に示すように、ケーブル１８で接続された複数のＬＥＤユニット２Ｂが面発光装置１０に収容された構成をとっている。

図１２（Ａ）に示すように、面発光モジュール１は、ケーブル１８によって接続された複数のＬＥＤユニット２Ｂと、ＬＥＤユニット２Ｂに接続された駆動部７（図示せず）からなる。なお、本実施の形態において、複数のＬＥＤユニット２Ｂは直列に接続されているが、並列に接続するように構成してもよい。更に、本実施の形態の複数のＬＥＤユニット２Ｂは、フレキシブルな配置が可能であるため、面発光装置の規模及び形状を問わず使用することができる。例えば、従来はネオン管が使用されていた文字型看板に使用する際には、文字の形状に合わせて、複数のＬＥＤユニット２Ｂを配置し、面発光装置の筐体の内面に、ネジ、接着剤、あるいは両面テープ等で固定することができる。

ＬＥＤユニット２Ｂは、図１２（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ２を基板５に実装し、白色のプラスチック製の筐体からなるカバー１７に搭載した後、ＬＥＤ２とカバー１７の接合部をシリコーン３により封止している。また、カバー１７の側面に開口部を設け、開口部を介してケーブル１８をＬＥＤ２に接続している。更に、カバー１７の側面には、ＬＥＤユニット２Ｂをネジで固定するために、ネジ止め部１４Ｂを設けている。また、ＬＥＤ２の放射光を反射するために、カバー１７の裏面に更に反射板を設けてもよい。

（面発光装置１０の構成）
図１３は、第３の実施の形態に係る面発光モジュール１を用いて構成された面発光装置１０の一例を示し、（Ａ）は面発光装置の断面図であり、（Ｂ）は支持部材６の凹部６Ｃの斜視図であり、（Ｃ）はその断面図である。なお、図１３（Ａ）〜（Ｃ）においては、ネジ止め部１４Ｂを省略している。

図１３（Ａ）は、第３の実施の形態に係る面発光モジュール１を用いて構成された面発光装置１０の一例を示す。

本実施の形態に係る面発光装置１０を組み立てる際には、まず、図１３（Ｂ）に示すように、複数のＬＥＤユニット２Ｂを支持部材６に固定する。ここで、支持部材６は、第１の実施の形態における裏面板１２と一体に形成されており、支持部材６、裏面板１２及びシャーシ１３の機能を兼ねている。

ここで、図１３（Ｃ）に示すように、複数のＬＥＤユニット２Ｂを固定するために、支持部材６にはＬＥＤユニット２Ｂを収納するための凹部６Ｃが設けられている。なお、凹部６Ｃの形状は、ＬＥＤユニット２Ｂの形状に対応して決定される。更に、支持部材６には、ケーブル１８を収容するための溝を設けてもよい。ここで、複数のＬＥＤユニット２Ｂはフレキシブルに接続され、ケーブル１８は取り回しが自由で、支持部材６に配線４を設ける必要がないため、凹部６Ｃは支持部材６上に任意の形状で設けることができる。例えば、各凹部６Ｃを直線状あるいは曲線状に配置することができ、また、縦方向、横方向だけでなく、放射状、同心円状等に配置してもよい。

次に、樹脂製（例えば、アクリル製）の前面板１１を面発光モジュール１から約５０ミリメートル程度離隔させ、面発光モジュール１の全面を覆うように取り付ける。本実施の形態においては、裏面板１２及びシャーシ１３を設けないことにより、面発光装置１０を更に薄型化することができる。更に、ＬＥＤユニット２Ｂは、単体で防水・防滴加工が施されているため、面発光モジュール１全体に防水・防滴加工を施す必要がない。

（支持部材６の変形例）
図１４は、第３の実施の形態に係る面発光モジュール１の支持部材６の変形例を示し、（Ａ）は面発光装置の断面図であり、（Ｂ）は支持部材６の突出部６Ｂ及び凹部６Ｃの斜視図であり、（Ｃ）はその断面図である。なお、図１４（Ａ）〜（Ｃ）においては、ネジ止め部１４Ｂを省略している。

図１４に示す面発光モジュール１は、図１３の面発光モジュール１と、支持部材６の構造及び形状の点で異なっている。図１４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ＬＥＤユニット２Ｂを収納するための凹部６Ｃは、支持部材６に設けられた突出部６Ｂに形成されている。図１４（ｃ）では、突出部６Ｂの底面は支持部材の表面より高くなるよう構成されているが、支持部材の表面と同じ、あるいはそれより低くてもよい。突出部６Ｂの底面の高さを変更することによって、面発光装置１０の筐体の外形寸法を変更することなく、前面板１１とＬＥＤユニットの発光面の間の距離を任意に変更することができる。また、突出部６Ｂ及び凹部６Ｃの形状は任意に決定することができる。

（ＬＥＤユニット２Ｂの変形例）
図１５は、第３の実施の形態にかかる面発光モジュール１のＬＥＤユニット２Ｂの変形例を示し、（Ａ）は変形例の斜視図であり、（Ｂ）はその断面図である。

図１５（Ａ）において、ＬＥＤユニット２Ｂは、ＬＥＤ２を基板５に実装し、組み合わされて１つの筐体を構成する上カバー１７Ａ及び下カバー１７Ｂに搭載し、ＬＥＤ２と上カバー１７Ａの接合部をシリコーン３により封止する。また、図１５（Ｂ）に示されるように、下カバー１７Ｂの開口部を介して基板５に接続されるケーブル１８には、シリコーン封止部３Ａが設けられ、下カバー１７Ｂと基板５の間にはシリコーンプレート３Ｂが設けられている。この構造によれば、ＬＥＤユニット２Ｂの防水・防滴機能をより高めることができる。

（ＬＥＤユニット２Ｂの他の変形例）
図１６は、第３の実施の形態にかかる面発光モジュール１のＬＥＤユニット２Ｂの他の変形例を示し、（Ａ）は変形例の斜視図であり、（Ｂ）はその断面図である。

図１６に示すＬＥＤユニット２Ｂは、図１５のＬＥＤユニット２Ｂと、封止構造、特に上カバー１７Ａの構造及び形状の点で異なっている。図１６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ＬＥＤユニット２Ｂの上カバー１７Ａは、中央部に半球状のドーム部１７Ｃを備えている。また、上カバー１７Ａ及びドーム部１７Ｃは、ＬＥＤ２から放射される光及び反射光を透過するように、透光性を有する材料、例えば、透明な樹脂により形成される。防水・防滴のための封止を行うには、ドーム部１７Ｃを備えた上カバー１７Ａを下カバー１７Ｂに搭載し、上カバー１７Ａと下カバー１７Ｂの接合部をシリコーン３により封止する。この構造によれば、ＬＥＤ２を衝撃等から保護しつつ、ＬＥＤユニット２Ｂの防水・防滴機能をより高めることができる。更に、ドーム部１７Ｃを設けることにより、樹脂封止に用いるシリコーン３の量を低減することができる。

（第３の実施の形態の効果）
上記した第３の実施の形態によれば、面発光モジュールを、フレキシブルに接続された複数のＬＥＤユニットを備えた構成とすることにより、いかなる形状及び規模の面発光装置にも使用することができ、取り扱いが容易になるという利点がある。更に、面発光モジュールに駆動部が設けられているため、面発光装置全体の電気的接続が容易であり、設計自由度が高い。また、面発光装置全体の規模が大型化しても、各駆動部の電源容量に変化がない。このため、駆動部を特別に設計する必要がなく、また駆動部本体を小型化することができる。更に、複数のＬＥＤユニットを直列接続しているため、定電流駆動にすることにより、省電力化を図ることができる。

また、支持部材に凹部を設け、複数のＬＥＤユニットを収納する構造をとることで、装置の薄型化が可能であり、ＬＥＤユニットを自由に配置することができる。また、支持部材に設けた突出部に凹部を形成し、突出部の底面の高さを変えることにより、発光面と前面板の間隔を任意に変えることができる。更に、ＬＥＤユニットの各々に防水・防滴加工を施すことにより、面発光モジュール全体に防水・防滴加工を行う必要がなくなる。また、ＬＥＤユニットのカバーにドーム部を設けることで、ＬＥＤを保護し、封止に用いる樹脂の量を低減することができる。

以上、本発明の面発光モジュール及び面発光装置を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。

（１）本実施の形態では、複数のＬＥＤ２は直列に接続されているが、本発明はこれに限定されず、並列に接続してもよい。

（２）本実施の形態では、前面板１１をＬＥＤ２の放射光及び反射面からの反射光の拡散部材としたが、本発明はこれに限定されず、面発光モジュール１に拡散部材を含める構成としてもよい。また、１つの拡散部材を複数の面発光モジュールに対して設ける構成としてもよい。更に、前面板１１をアクリル製樹脂から形成されるとしたが、本発明はこれに限定されず、ガラス、樹脂等の他の材料を使用してもよい。

（３）本実施の形態では、面発光モジュール１の電源７７は、ＡＣ１００Ｖの交流電源としたが、本発明はこれに限定されず、ＡＣ１１０Ｖ、ＡＣ２２０Ｖ等の交流電源であってもよい。

（４）本実施の形態では、電源７７として交流電源を使用しているが、本発明はこれに限定されず、直流電源を使用してもよい。直流電源を電源７７として使用する際には、ＬＥＤ部２０の各ＬＥＤ２は並列接続とすることができる。

（５）本実施の形態では、ＬＥＤ部２０は定電流部７３により定電流駆動されているが、本発明はこれに限定されず、抵抗接続とし、調光はチョッパーで行ってもよい。

（６）本実施の形態では、スイッチ７４、センサ７５、及びタイマ７６は、面発光モジュール１の内部に設けられているが、本発明はこれに限定されず、面発光モジュール１の外部に設けてもよい。また、他の外部信号入力手段を設けてもよい。複数の面発光モジュール１の駆動部７に対して、外部から信号を入力することによって、複数の面発光モジュール１の駆動を同時に制御することができる。

（７）本実施の形態では、整流部７２は、入力部７１から供給された交流電流を直流電流に整流する構成としたが、本発明はこれに限定されず、入力部７１から供給された交流電流を降圧し、直流に整流する構成としてもよく、更に、スイッチング・レギュレータを用いて、降圧・整流する構成としてもよい。

（８）本実施の形態では、面発光ユニット１Ａに設けられた透明カバー１６を透明の樹脂から形成されるとしたが、本発明はこれに限定されず、カバー１６は、透明以外の乳白色あるいは他の色であってもよい。また、カバー１６は、樹脂以外のガラス等の材料から形成されてもよい。更に、透明カバー１６にレンズ機能を持たせ、放射光及び反射光の制御（例えば、光の指向性の確保）を行うようにしてもよい。

（９）本実施の形態では、ＬＥＤユニット２Ｂに設けられた上カバー１７Ａのドーム部１７Ｃを透明の樹脂から形成されるとしたが、本発明はこれに限定されず、上カバー１７Ａのドーム部１７Ｃは、透明以外の乳白色あるいは他の色であってもよい。また、カバー１７Ａのドーム部１７Ｃは、樹脂以外のガラス等の材料から形成されてもよい。更に、ドーム部１７Ｃにレンズ機能を持たせ、放射光及び反射光の制御（例えば、光の指向性の確保）を行うようにしてもよい。

（１０）本実施の形態では、面発光モジュール１を一方向に向けて搭載し、面発光装置１０を構成しているが、本発明はこれに限定されず、複数の面発光モジュール１の発光面を互いに反対方向に向けて設けることにより、両面発光の面発光装置としてもよい。更に複数の面発光モジュール１を多方向に向けて設けることにより、多面発光の面発光装置とすることもできる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る直下型の面発光モジュールの斜視図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態に係る面発光モジュール１の構成を示す断面図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係る面発光モジュールを用いて構成された面発光装置の断面図である。 図４は、シャーシを用いて複数の面発光モジュールを接続する構造の断面図である。 図５は、図２に示されたＬＥＤ及び基板のシリコーンによる封止状態を示す斜視図である。 図６は、第１の実施の形態にかかる面発光モジュールの支持部材及びカバー部材の変形例を示し、（Ａ）は変形例の斜視図、（Ｂ）はその一部の拡大断面図である。 図７は、面発光モジュールの駆動部の構成を示すブロック図である。 図８は、第２の実施の形態に係る面発光モジュールの斜視図である。 図９は、面発光モジュールに含まれる面発光ユニットの分解斜視図である。 図１０は、面発光ユニットの断面図である。 図１１は、第３の実施の形態に係る面発光モジュールの斜視図である。 図１２は、面発光モジュールに含まれるＬＥＤユニットを示し、（Ａ）は複数のＬＥＤユニットの斜視図であり、（Ｂ）はＬＥＤユニットの拡大斜視図である。 図１３は、第３の実施の形態に係る面発光モジュールを用いて構成された面発光装置の一例を示し、（Ａ）は面発光装置の断面図であり、（Ｂ）は凹部の斜視図であり、（Ｃ）はその断面図である。 図１４は、第３の実施の形態に係る面発光モジュールを用いて構成された面発光装置の支持部材の変形例を示し、（Ａ）は面発光装置の断面図であり、（Ｂ）は支持部材の突出部及び凹部の斜視図であり、（Ｃ）はその断面図である。 図１５は、第３の実施の形態にかかる面発光モジュールのＬＥＤユニットの変形例を示し、（Ａ）は変形例の斜視図であり、（Ｂ）はその断面図である。 図１６は、第３の実施の形態にかかる面発光モジュールのＬＥＤユニットの他の変形例を示し、（Ａ）は変形例の斜視図であり、（Ｂ）はその断面図である。

符号の説明

１ 面発光モジュール
１Ａ 面発光ユニット
２ ＬＥＤ
２Ｂ ＬＥＤユニット
３ シリコーン
３Ａ シリコーン封止部
３Ｂ シリコーンプレート
４ 配線
５ 実装基板
６ 支持部材
６Ａ 溝部
６Ｂ 突出部
６Ｃ 凹部
７ 駆動部
１０ 面発光装置
１１ 前面板
１２ 裏面板
１３ シャーシ
１４，１４Ａ ネジ
１４Ｂ ネジ止め部
１５ キャップ
１６ 透明カバー
１７ カバー
１７Ａ 上カバー
１７Ｂ 下カバー
１７Ｃ ドーム部
１８ ケーブル
２０ ＬＥＤ部
６１ 長尺状の支持部材
７１ 入力部
７２ 整流部
７３ 定電流部
７４ スイッチ
７５ センサ
７６ タイマ
７７ 電源

Claims (15)

1. 複数のＬＥＤと、
   前記複数のＬＥＤを設けた第１の支持部材と、
   外部の電源から電流を供給され前記複数のＬＥＤの駆動を行う駆動部と、
   前記ＬＥＤの背面に設けられ前記ＬＥＤから放射される光を反射する反射面を有することを特徴とする面発光モジュール。
2. 前記第１の支持部材は、前記反射面と一体に形成されることを特徴とする請求項１記載の面発光モジュール。
3. 前記駆動部は、前記面発光モジュールに内蔵されることを特徴とする請求項１記載の面発光モジュール。
4. 前記駆動部は、前記外部の電源からの交流電流を入力する電源入力部と、前記交流電流を直流電流に整流する整流部と、前記整流部から供給された前記直流電流により前記複数のＬＥＤを駆動させる定電流部とからなることを特徴とする請求項１記載の面発光モジュール。
5. 前記面発光モジュールは、前記複数のＬＥＤを実装した基板と、前記第１の支持部材に設けられ、前記複数のＬＥＤを前記駆動部に接続する配線を更に含み、
   前記第１の支持部材は前記基板を搭載し、前記基板と前記複数のＬＥＤの接合部が樹脂により封止されることを特徴とする請求項１記載の面発光モジュール。
6. 前記第１の支持部材は、前記基板を搭載するための溝を有することを特徴とする請求項５記載の面発光モジュール。
7. 前記溝は、単数あるいは複数の列ごとに、保護部材により覆われていることを特徴とする請求項６記載の面発光モジュール。
8. 前記面発光モジュールは、
   それぞれ、前記複数のＬＥＤを実装した基板と前記基板を搭載した第２の支持部材とからなる複数の面発光ユニットと、及び
   前記第１の支持部材及び第２の支持部材に設けられ、前記複数のＬＥＤを前記駆動部に接続する配線を更に含むことを特徴とする請求項１記載の面発光モジュール。
9. 前記面発光モジュールは、前記複数のＬＥＤを覆い、前記第２の支持部材に接合された透光性を有するカバー部材を更に含むことを特徴とする請求項８記載の面発光モジュール。
10. 前記面発光モジュールは、
    それぞれ、前記複数のＬＥＤの１つを実装した基板と前記基板を搭載し前記ＬＥＤと前記基板との接合部を樹脂により封止した筐体とからなる複数のＬＥＤユニットと、及び、
    前記駆動部と前記複数のＬＥＤユニットを接続するケーブルからなることを特徴とする請求項１記載の面発光モジュール。
11. 前記第１の支持部材は、前記ＬＥＤユニットを搭載するための凹部を備えることを特徴とする請求項１０記載の面発光モジュール。
12. 前記凹部は、前記第１の支持部材に設けられた突出部に形成されることを特徴とする請求項１１記載の面発光モジュール。
13. 前記面発光モジュールは、前記ＬＥＤの放射光及び前記反射面の反射光を拡散する拡散部材を更に含むことを特徴とする請求項１記載の面発光モジュール。
14. 前記拡散部材は、複数の前記面発光モジュールに共通の部材として設けることを特徴とする請求項１３記載の面発光モジュール。
15. 拡散板と、
    前記拡散板の裏側に配置された発光板とを含み、
    前記発光板は、複数の同一形状の面発光モジュールによって構成され、
    前記複数の面発光モジュールは、それぞれ、複数のＬＥＤからなる発光部と、前記発光部を駆動する駆動部を備えたことを特徴とする面発光装置。

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