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WO2017043557A1 - 照明モジュール - Google Patents

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Info

Publication number
WO2017043557A1
WO2017043557A1 PCT/JP2016/076384 JP2016076384W WO2017043557A1 WO 2017043557 A1 WO2017043557 A1 WO 2017043557A1 JP 2016076384 W JP2016076384 W JP 2016076384W WO 2017043557 A1 WO2017043557 A1 WO 2017043557A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light source
holding case
frame
high thermal
heat
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/076384
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
正寿 戸田
克徳 篠原
一成 山科
Original Assignee
正寿 戸田
日東光学株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 正寿 戸田, 日東光学株式会社 filed Critical 正寿 戸田
Publication of WO2017043557A1 publication Critical patent/WO2017043557A1/ja

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/502—Cooling arrangements characterised by the adaptation for cooling of specific components
    • F21V29/503—Cooling arrangements characterised by the adaptation for cooling of specific components of light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
    • F21V29/89—Metals

Definitions

  • the present invention relates to a lighting module, and more particularly to a thin flat-plate lighting module.
  • Patent Document 1 discloses a flat illumination module designed so that the brightness of the light exit surface is uniform throughout, including the periphery.
  • a plurality of LEDs are arranged along at least one end surface of the light guide plate, and the light diffusion plate arranged on the front surface of the light guide plate is arranged on the peripheral portion of the light guide plate on which the LEDs are arranged.
  • the ridges are integrally formed so as to face each other. Light that enters the light guide plate from the LED and exits from the periphery of the light exits from the periphery of the light exit surface of the diffuser plate through the ridge, so that the periphery is prevented from becoming dark and the overall brightness is reduced. It becomes uniform.
  • This illumination module is provided with a holding (protection) case for holding a light guide plate, LED, control circuit, etc., and covers the back surface (see FIG. 18 of Patent Document 1). Since the plurality of LEDs are located inside the side surface (side wall) of the holding case due to the structure of the lighting module described above, the heat generated from the LEDs is conducted to the outside through the side surface of the holding case.
  • the thickness of the side surface of the holding case is one of the factors affecting the brightness distribution on the light exit surface of the illumination module. If the side surface of the holding case is thick, the LED will be positioned more inward, so the optical path from the LED to the edge of the light exit surface of the diffuser will be longer, and the amount of light reaching the edge will decrease. To do. In order to brighten the edge of the diffusion plate, it is preferable to reduce the thickness of the side surface of the holding case. It is preferable to reduce the thickness of the holding case from the viewpoint of weight reduction.
  • the thickness of the holding case is reduced, there arises a problem that heat dissipation characteristics are deteriorated.
  • the conduction of heat from the side surface portion of the holding case toward the large back surface (bottom surface) is deteriorated. This is because as the thickness decreases, the cross-sectional area decreases and the thermal conduction resistance increases. Since the lighting module is a thin flat plate as a whole, the side part is thin and the area is small, so direct heat radiation from this side part cannot be expected much.
  • the present invention provides an illumination module having a structure that can efficiently dissipate heat generated from a light source even when the thickness of the holding case itself is reduced.
  • the illumination module according to the present invention includes a holding case having a side surface portion and a bottom surface portion (rear surface portion, back surface portion, back surface portion) surrounding the periphery, a light guide plate housed in the holding case, and the light guide plate in the side surface portion of the holding case.
  • a light diffusing plate that is disposed so as to face the end surface of the light plate and that covers a light source part that emits illumination light to be introduced into the light guide plate and an opening of the holding case, on which light emitted from the surface of the light guide plate is incident ,
  • a high thermal conductive sheet is provided.
  • the high thermal conductive sheet is also used as the thermal conductive member or the heat radiating member, as described later.
  • the form which comprises a part or all of a sex member or a heat radiating member is also included.
  • the heat generated in the light source unit disposed in the side surface portion of the holding case is quickly transferred to the heat radiating member provided on the bottom of the holding case by the heat conductive member and the high heat conductive sheet, Heat is dissipated.
  • the side surface of the holding case is thin, so the area is narrow, and the area of the bottom surface is wider than the side surface. Because the area is small, the heat of the light source generated inside the side part with low heat dissipation is transferred to the bottom part with a large area and large heat dissipation by the high thermal conductivity sheet, so high efficiency heat dissipation can be expected. .
  • the heat generated in the light source part is mainly transmitted through the high thermal conductivity sheet, it is not necessary to determine the thickness of the holding case from the viewpoint of heat dissipation, and it is possible to reduce the thickness. Thereby, sufficient brightness can be secured even at the edge of the light guide plate, and the weight of the holding case and thus the entire lighting module can be reduced.
  • the high thermal conductivity sheet may be in contact with the light source part and provided from the light source part to the heat radiating member.
  • the heat generated in the light source part can be transmitted to the heat radiating member provided with the bottom face of the holding case more promptly by the high thermal conductive sheet, and the heat radiation efficiency can be improved.
  • it may be positioned as a high thermal conductive sheet provided in addition to the thermal conductive member, or may be provided as a component of the thermal conductive member.
  • the high thermal conductive sheet is also used as the thermal conductive member
  • the high thermal conductive sheet itself is the thermal conductive member. This form is also referred to in the specification as described above.
  • the heat dissipation member is a metal main frame as a strength member.
  • the heat dissipation member is a metal reinforcing plate.
  • the heat dissipation member may be a metal holding case.
  • the metal main frame may be configured to be in contact with the light source unit, and the metal main frame may serve as both a heat radiating member and a heat conductive member. Since the high thermal conductivity sheet also serves as a heat dissipation member, the high thermal conductivity sheet may be used as the heat dissipation member.
  • At least two of the heat radiating members are provided so as to sandwich the high thermal conductive sheet.
  • the heat dissipating members sandwiching the high thermal conductivity sheet are a metal main frame and a metal reinforcing plate.
  • the high thermal conductivity sheet has a bottom surface in the holding case that is spread over as wide a range as possible. It is desirable that a high thermal conductivity sheet is provided in the range in contact with the heat radiating member. However, depending on the shape and function of the heat radiating member, the high thermal conductive sheet may not be in contact with the heat radiating member, but may be partially contacted ) Is possible.
  • the light source unit includes a light emitting element and a substrate to which the light emitting element is attached. In another embodiment, the light source unit further includes a metal light source unit frame.
  • a metal light source part frame is provided inside a side part of the holding case, and the high thermal conductivity sheet is sandwiched between the light source part frame and the light source part.
  • a metal light source frame is provided inside a side surface of the holding case, and the high thermal conductivity sheet is formed of the light source frame (in this case, constituting a part of the light source) and the holding It is provided between the side surfaces of the case.
  • a metal light source part frame that contacts the light source part is provided inside the side surface part of the holding case, and the metal light source part frame also serves as the heat conductive member.
  • the high thermal conductivity sheet is provided in contact with the light source unit frame.
  • a metal light source part frame that contacts the light source part is provided inside a side surface part of the holding case, and the metal light source part frame is in contact with a metal main frame as a heat radiating member.
  • a metal light source part frame and a part of metal main frame act as a heat conductive member.
  • the high thermal conductivity sheet is provided in contact with the metal main frame and does not necessarily have to contact the metal light source frame.
  • FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3.
  • FIG. 5 is an enlarged sectional view taken along line VV in FIG. 3.
  • FIG. 4 is an enlarged plan view showing a partially broken internal configuration of an illumination module according to an embodiment. It is a top view which shows the internal structure of the illumination module of one Example, and mainly shows a main frame. It is a top view which shows the internal structure of the illumination module of one Example, and mainly shows a high heat conductive sheet.
  • FIG. 2 is a plan view showing an internal configuration of an illumination module according to an embodiment and mainly showing a reinforcing plate.
  • FIG. 5 shows another embodiment and is an enlarged cross-sectional view corresponding to FIG. 4.
  • FIG. 6 shows another embodiment and is an enlarged cross-sectional view corresponding to FIG. 5.
  • FIG. 9 shows another embodiment and is a plan view corresponding to FIG. 8.
  • FIG. 10 shows another embodiment and is a plan view corresponding to FIG. 9.
  • (A) to (D) are plan views showing modifications of the main frame.
  • FIG. 1 is a perspective view of the front surface (front surface, front surface) of the illumination module as viewed obliquely
  • FIG. 2 is a side view of the illumination module.
  • the illumination module 10 is generally flat and thin. Illumination light with uniform brightness is emitted from the surface (light emitting surface) of the diffusion plate 20 on the front surface (front surface, front surface).
  • the diffusion plate 20 is formed of, for example, an acrylic resin that contains light scattering particles.
  • the rear surface (back surface, rear surface) of the illumination module 10 is covered with a holding case 50.
  • the holding case 50 is made by pressing (bending) from a thin metal plate such as iron, stainless steel, or aluminum alloy.
  • the holding case 50 has a bottom surface portion (back surface portion, rear surface portion, back surface portion) 51 and side surface portions (side walls, end surface portions) 52 rising from the periphery thereof.
  • the illustrated illumination module 10 is rectangular when viewed from the front (or the back) and has four sides. In all of these sides, the portion rising from the bottom surface 51 is referred to as a side surface (side wall) 52. To do.
  • the lighting module may be square when viewed from the front, and may take any shape such as a pentagon, hexagon, or octagon. In any shape, the lighting module rises from the periphery of the bottom surface that defines the back of the lighting module, The part that defines the depth of the holding case is referred to as a side part.
  • FIG. 3 is a perspective view of the rear surface of the lighting module, and mainly shows the holding case 50 from the outer surface.
  • a groove 51B is formed over the inside (near the center) of the peripheral edge 51A of the bottom surface 51, and the inner side (center) (center 51C) of the groove 51B is slightly rearward. It protrudes (outward).
  • the central portion 51C has the largest area.
  • the concave groove of the concave groove portion 51B represents the shape of the outer surface, but the inner surface of this portion is a ridge protruding toward the front (inward).
  • a reinforcing plate 45 and a control circuit (not shown), which will be described later, are built in and held inside the central portion 51C protruding rearward (front side).
  • the width of the peripheral portion 51A and the recessed groove portion 51B of the holding case 50, the protruding height of the central portion 51C, the height of the side surface portion 52, the thickness of the diffusion plate 20, etc. are exaggerated in FIG. 1 to FIG. It is drawn.
  • the screws 11 passing through the peripheral edge portion 51A of the holding case 51 fix the LED frame 70 described later, the high thermal conductive sheet 80 described later, and the main frame 40.
  • the screw 12 provided on the peripheral portion 51A passes through the LED frame 70, the high thermal conductivity sheet 80, the main frame 40, the reflection sheet 35, the light guide plate 30 and the like, reaches the diffusion plate 20, and the protruding strip portion of the diffusion plate 20. 21, the holding case 50, the LED frame 70, the high thermal conductivity sheet 80, the main frame 40, the reflection sheet 35, the light guide plate 30, and the diffusion plate 20 are fastened together (see FIG. 5).
  • Screws 13 provided in the recessed groove portion 51B fasten the holding case 50 (bottom surface portion 51), the high thermal conductivity sheet 80, and the main frame 40 (see FIG. 4).
  • mounting holes and suspension holes (both not shown) for mounting the lighting module 10 on a wall, ceiling, or the like.
  • FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3
  • FIG. 5 is an enlarged sectional view taken along line VV in FIG.
  • FIG. 6 is a plan view showing the inside of the holding case with a part broken away.
  • the LED frame 70 is disposed along (in contact with) the inner surface of the side surface portion 52 of the holding case 50 except for the four corner portions (see also FIGS. 7 to 9). ).
  • the LED frame 70 is formed by bending aluminum, iron, stainless steel, or other thin metal.
  • the LED frame 70 is formed by bending a side portion 71 along the inner surface of the side surface portion 52 of the holding case 50 and an inner side of the holding portion 50 (the holding case 50).
  • a light shielding portion 72 that is bent at a right angle to the inner surface) along the distal end surface 21A of the ridge portion 21 of the diffuser plate 20, and a fixing portion that is also bent at a right angle inward on the opposite side of the light shielding portion 72 and that extends along the main frame 40.
  • the LED frame 70 is fixed to the main frame 40 by screws 11 and 12 penetrating the fixing portion 73 (holes through which the screws 11 and 12 pass are indicated by reference numerals 74 and 76 in FIGS. 7, 8 and 9).
  • the light guide plate 30 housed in the holding case 50 is formed of an acrylic resin having a high light transmittance, and includes light scattering particles as necessary. In addition, light scattering surfaces (many small irregularities) are formed on the light guide plate 30 at locations where more light needs to be guided in the direction of the diffusion plate 20.
  • the end portion of the light guide plate 30 is formed with a recess 31 into which a plurality (three in FIG. 6) of LEDs 61 are placed at a position corresponding to an LED (light emitting diode) 61 as a light source. 32.
  • the LEDs 61 are fixed to the flexible substrate 62 by a plurality.
  • the flexible substrate 62 is disposed along the inner surface of the side portion 71 of the LED frame 70.
  • a conductive pattern for supplying an operating current to the LED is formed on the flexible substrate 62 (naturally, its surface is covered with an insulating film), and a part 75A of the hole 75 is formed in the fixing portion 73 of the LED frame 70.
  • a control circuit (not shown) arranged inside the central portion 51C (indicated by reference numeral 53 in FIG. 4) along the inner surface of the bottom surface portion 51 of the holding case 50. ing.
  • the light emitting surface of the LED 61 faces (is facing) the end surface 33 (the bottom surface of the recess 31) of the light guide plate 30 in the recess 31 of the light guide plate 30. Illumination light emitted from the LED 61 enters the light guide plate 30 from the end face 33.
  • a flexible substrate 62 and a high thermal conductive sheet 80 are sandwiched between the convex portion 32 of the light guide plate 30 and the inner surface of the side portion 71 of the LED frame 70.
  • the convex portion 32 of the light guide plate 30 presses the flexible substrate 62 and the high thermal conductive sheet 80 against the side portion 71 of the LED frame 70.
  • the light source unit 60 is a concept including an LED 61 and a flexible substrate 62 to which the LED 61 is fixed (electrically connected).
  • one LED 61 and the portion of the flexible substrate 62 to which the LED 61 is fixed may be referred to as the light source unit 60, or the three LEDs 61 arranged in the recess 31 of the light guide plate 30 and the A portion of the fixed flexible substrate 62 may be referred to as a light source unit 60, and the light source unit 60 may be considered to indicate a combination of more LEDs 61 and portions of the fixed flexible substrate 62.
  • the light source section 60 is a combination of an element (device) that emits illumination light and a member that supports the element (device).
  • the light guide plate 30, the reflection sheet 35, the main frame 40, the high thermal conductivity sheet 80, and the reinforcing plate 45 are housed in this order from the front side to the back side of the lighting module 10.
  • the peripheral portions of the light guide plate 30, the reflection sheet 35, the main frame 40, and the high thermal conductivity sheet 80 are sandwiched between the light shielding portion 72 and the fixing portion 73 of the LED frame 70.
  • the reflection sheet 35 is formed of a material having high reflectance such as aluminum foil, and is in close contact with the entire surface on the back side of the light guide plate 30.
  • a reflective coat may be formed on the light guide plate 30 instead of the reflective sheet.
  • the main frame 40 as a strength member of the lighting module 10 includes a rectangular frame portion 41 and a bracing portion 42 diagonally provided on the frame portion 41 as shown in FIG.
  • the outer peripheral surface of the frame portion 41 of the main frame 40 is along the inner surface of the side surface portion 52 of the case 50 through the flexible substrate 62, the high thermal conductivity sheet 80, and the side portion 71 of the LED frame 70.
  • the convex portion 32 of the light guide plate 30 presses the flexible substrate 62 and the high thermal conductive sheet 80 against the side portion 71 of the LED frame 70. Therefore, as shown in FIGS. 4, 5, and 8, the high thermal conductive sheet 80 is in close contact with the side portion 71 of the LED frame 70 and the flexible substrate 62 (light source portion 60). Is provided.
  • the high thermal conductive sheet 80 is further bent along the inner surface of the LED frame 70 and spreads in close contact with the fixed portion 73 and the frame portion 41 of the main frame 40, and further the main frame 40 (the bracing portion 42). Is extended toward the central portion 51C in the holding case 50 along the surface.
  • the adhesion of the high thermal conductive sheet 80 to the main frame 40 and the LED frame 70 is improved. Therefore, the heat of the main frame 40 and the LED frame 70 is transmitted well to the high thermal conductivity sheet 80, and is conducted well to the bottom surface portion 51 and the reinforcing plate 45 of the metal holding case 50.
  • Four high thermal conductive sheets 80 are provided, each covering a range where the interior of the illumination module is divided into four.
  • the high thermal conductive sheet 80 is partially cut off at the central portion of the central portion 51C.
  • a power supply line or the like to a control circuit (not shown) can be passed through the excised portion.
  • the high heat conductive sheet 80 may be stretched over the entire surface of the bottom surface portion 51 without partially cutting away.
  • the high thermal conductive sheet 80 may not be along the inner surface of the side surface portion 52 of the holding case 50.
  • the high thermal conductivity sheet 80 only needs to extend from the light source 60 that generates heat to the bottom surface 51 of the holding case 50 that contributes to heat dissipation, and is in close contact with the main frame 40 and the reinforcing plate 45 as heat dissipation members.
  • a carbon graphite sheet, a copper foil sheet, an aluminum foil sheet, or the like can be used as the high thermal conductive sheet 80.
  • the carbon graphite sheet is suitable because it has anisotropy in heat conduction and exhibits extremely high heat conductivity in the direction along the surface.
  • a material used for the high thermal conductivity sheet 80 a material having higher thermal conductivity than iron or stainless steel, which is a material usually used for the frame of the lighting module, may be used.
  • aluminum (thermal conductivity is 237). It is better to use a material with a thermal conductivity equal to or better than that of Wm -1 ⁇ K -1 , more preferably a thermal conductivity equivalent to or better than that of copper (thermal conductivity 398 Wm -1 ⁇ K -1 ) It is preferable to use a material having The “sheet” is a concept including a thin plate shape in addition to a foil shape.
  • the high thermal conductivity sheet 80 When a carbon graphite sheet is used as the high thermal conductivity sheet 80, for example, even if the thickness is about 30 ⁇ m, it has high thermal conductivity, and high heat dissipation efficiency can be expected in the lighting module 10. Further, when a copper material is used as the high thermal conductive sheet 80, for example, by setting the thickness to about 0.3 mm, it has high thermal conductivity and the heat radiation efficiency required for the lighting module 10 can be expected.
  • a reinforcing plate 45 is provided in the central portion 51C of the bottom surface portion 51 of the holding case 50.
  • the reinforcing plate 45 has a spread that faces almost the entire bracing portion 42 of the main frame 40 except for a portion where the high thermal conductive sheet 40 is cut off, and is fixed to the main frame 40 by screws 46. Therefore, the high thermal conductive sheet 80 has a portion sandwiched between the main frame 40 and the reinforcing plate 45, one surface of the sandwiched portion is in close contact with the main frame 40, and the other surface is the reinforcing plate 45. It is in close contact with.
  • Both the main frame 40 and the reinforcing plate 45 are fastened by the screws 46, the adhesiveness between the high thermal conductive sheet 80 and the bracing portion 42 of the main frame 40 and the reinforcing plate 45 is enhanced by the fastening force.
  • Both the main frame 40 and the reinforcing plate 45 are formed of a light metal having a good thermal conductivity, such as aluminum.
  • the screw 13 provided in the concave groove portion 51 ⁇ / b> B of the bottom surface portion 51 of the holding case 50 is screwed to the main frame 40. Due to the fastening force of the screws 13, the bottom surface portion 51 (concave groove portion 51B) of the holding case 50 and the high thermal conductivity sheet 80 and the main frame 40 are in close contact with each other, so that the heat transmitted through the high thermal conductivity sheet 80 is made of metal. It also conducts well to the bottom 51 of the case 50 and the reinforcing plate 45.
  • a heat conductive sheet (pad) thermal sheet
  • the screws 12 are provided with holes 76 in the fixing portion 73 of the LED frame 70, holes in the high thermal conductive sheet 80, holes 44 in the main frame 40, holes in the reflection sheet 35, holes 34 in the light guide plate 30. Are passed through these holes with a gap between them, and are screwed onto the ridges 21 described later of the diffusion plate 20.
  • the head of the screw 12 is loosely fitted in the hole 55 formed in the peripheral portion 51A of the holding case 50. Due to the fastening force of the screws 12, it is possible to improve the adhesion between the high thermal conductive sheet 80 and the fixing portion 73 of the main frame 40 and the LED frame 70. Therefore, the heat of the fixing portion 73 and the main frame 40 is transferred well to the high thermal conductive sheet 80, and the main frame 40 and the reinforcing plate 45 including the bottom portion 51 and the bracing portion 42 of the metal holding case 50 are excellent.
  • the diffusion plate 20 is provided so as to cover the opening (light guide plate 30) of the holding case 50 described above.
  • the diffusing plate 20 is integrally formed with a ridge portion 21 so as to face the peripheral portion of the light guide plate 30 on which the LEDs 61 are arranged.
  • This ridge portion 21 acts to emit sufficient illumination light from the peripheral portion of the illumination module 10 and realize uniform brightness over the entire surface.
  • the light shielding portion 72 of the LED frame 70 directly prevents the light from the LED 61 from being directed toward the diffuser plate 20 and generating bright spots when viewed from the outside.
  • Illumination light emitted from the LED 61 enters the light guide plate 30 from the end face 33 of the light guide plate 30 and propagates through the light guide plate 30 in the process of scattering by scattering particles or scattering surfaces, total reflection and reflection by the interface of the light guide plate 30.
  • the light is finally incident on the diffusion plate 20 by specular reflection or the like by the sheet 35, and is scattered, totally reflected, or specularly reflected in the diffusion plate 20 and emitted to the outside from the surface of the diffusion plate 20.
  • the heat generated in the LED 61 is transferred from the flexible substrate 62 to the high thermal conductive sheet 80, and the bottom surface 51 of the holding case 50 is transmitted along the high thermal conductive sheet 80 along the side portion 71 of the LED frame 70. It diffuses to the bottom, propagates to the bottom surface 51 of the holding case 50, the main frame 40, and the reinforcing frame 45, and is finally dissipated into the atmosphere from these.
  • the high thermal conductivity sheet 80 is sandwiched between the main frame 40 and the reinforcement frame 45 so as to be in close contact therewith, so that heat is efficiently transferred from the high thermal conductivity sheet 80 to the main frame 40 and the reinforcement frame 45.
  • a part of the high thermal conductive sheet 80 (including a portion in contact with the flexible substrate 62) mainly corresponds to the thermal conductive member in contact with the light source unit.
  • the heat transmitted through the high thermal conductivity sheet 80 is also radiated from the high thermal conductivity sheet 80 to the atmosphere. Further, the heat generated by the LED 61 is transmitted from the flexible substrate 62 to the main frame 40 and is also radiated from the main frame 40 to the atmosphere.
  • the thickness of the holding case is not limited to heat dissipation, particularly weight reduction and brightness uniformity on the diffusion plate surface. It can be considered from the viewpoint of securing, etc., and the degree of freedom of design increases. As a result, the thickness of the holding case 50 can be reduced. If the thickness of the holding case 50, particularly the side surface 52 thereof is reduced, the distance between the LED 61 as the light source and the edge of the surface of the diffusion plate 20 is shortened, so that more light can be supplied to this edge. It becomes like this.
  • the width (height) of the side surface portion 52 of the holding case 50 becomes narrower, and heat radiation from the side surface portion 52 is difficult to expect.
  • the heat generated in the light source unit 60 propagates through the high thermal conductive sheet 80 and diffuses to the wide bottom surface (back surface) and dissipates into the atmosphere, the illumination module 10 can be further reduced in thickness. be able to.
  • the high thermal conductive sheet 80 is provided between the side portion 71 of the LED frame 70 and the flexible substrate 62.
  • the heat of the light source unit 60 can be efficiently conducted to the heat radiating member (the bottom part 51 of the holding case 50, the main frame 40, and the reinforcing frame 45).
  • the high thermal conductive sheet 80 should be disposed between the inner surface of the side surface portion 52 of the support case 50 and the outer surface of the side portion 71 of the LED frame 70, particularly ensuring adhesion with the side portion 71 of the LED frame 70. You can also.
  • the light source section 60 is constituted by the LED 61, the portion of the flexible substrate 62 in the vicinity thereof, and the portion of the LED frame 70 in the vicinity thereof.
  • the high heat conductive sheet 80 may be disposed in the inside of the side surface portion 52 in the support case 50 as long as the heat generated from the light source unit 60 can be conducted and diffused to the heat radiating member in the bottom surface portion of the support case 50. .
  • the end of the high thermal conductivity sheet 80 does not extend between the side portion 71 of the LED frame 70 and the flexible substrate 62, and the end of the high thermal conductivity sheet 80 is connected to the fixing portion 73 of the LED frame 70 and the main portion. It is good also as a structure until it is clamped between the frames 40. Even in this configuration, the heat of the light source unit 60 is conducted from the LED frame 70 and a part of the main frame 40 to the high thermal conductivity sheet 80.
  • the LED frame 70 may be included in the light source unit 60, or a part of the LED frame 70 and the main frame 40 may correspond to a heat conductive member in contact with the light source unit.
  • the step of sandwiching the high thermal conductive sheet 80 between the side portion 71 of the LED frame 70 and the flexible substrate 62 becomes unnecessary, and therefore the number of assembling steps can be reduced.
  • the high heat conductive sheet 80 may be sandwiched between the side portion 71 of the LED frame 70 and the holding case 50. Even with this configuration, the heat of the light source unit 60 is conducted from the LED frame 70 constituting a part of the light source unit 60 to the high thermal conductivity sheet 80. In this configuration, the end portion of the high thermal conductivity sheet 80 is not extended between the side portion 71 of the LED frame 70 and the side surface portion 52 of the holding case 50 without extending the end portion of the high thermal conductivity sheet 80. It is good also as a structure clamped between the fixing
  • the above embodiment shows a configuration in which the high thermal conductive sheet 80 is directly brought into contact with the light source unit 60 and provided from the light source unit 60 to the heat radiating member (the bottom part 51 of the holding case 50, the main frame 40, and the reinforcing frame 45). ing.
  • the heat radiating member (the bottom surface portion of the holding case 50) is positioned from the inside (in the direction of the central portion 51C of the holding case 50) from the fixing portion 73 without bringing the high thermal conductive sheet 80 into contact with the fixing portion 73 of the LED frame 70. 51, main frame 40 or reinforcing frame 45).
  • the portions of the LED frame 70 and the main frame 40 that are in contact with the fixing portion 73 of the LED frame 70 function as the heat conductive member 40A, and the heat conductive member 40A and the heat radiating member (the holding case 50)
  • a high thermal conductive sheet 80 is provided over the bottom surface 51, the main frame 40, and the reinforcing frame 45). 10 to 13 are denoted by the same reference numerals to avoid redundant description.
  • the high thermal conductivity sheet 80 has an edge 80A on the light source unit 60 side sandwiched between the main frame 40 and the recessed groove 51B of the holding case 50, and a central portion.
  • the holding case 50 is sandwiched between the main frame 40 and the reinforcing plate 45 on the central portion 51C side. Due to the fastening force of the screws 13, the adhesiveness between the high thermal conductive sheet 80 and the bottom surface portion 51 (concave groove portion 51B) of the holding case 50 and the main frame 40 is improved. Therefore, the heat transmitted through the high thermal conductive sheet 80 is also conducted well to the bottom surface portion 51 and the reinforcing plate 45 of the metal holding case 50.
  • the configuration is such that the edge portion 80A of the high thermal conductive sheet 80 is further arranged in the direction of the central portion 51C of the holding case 50 than the groove portion 51B and is not sandwiched between the main frame 40 and the groove portion 51B of the holding case 50. It can also be.
  • the high thermal conductive sheet 80 is configured not to be sandwiched between the main frame 40 and the fixing portion 73 of the LED frame 70, so that the distance (side portion) between the light shielding portion 72 and the fixing portion 73 of the LED frame 70 is determined. 71) can be avoided, and the lighting module 10 can be made thinner. Further, since the process of sandwiching the high heat conductive sheet 80 between the main frame 40 and the fixing portion 73 of the LED frame 70 is not required, the number of assembling steps can be reduced.
  • the heat radiating members are the bottom surface portion 51 of the holding case 50, the main frame 40, and the reinforcing frame 45, but it goes without saying that one or two of them may be omitted. Absent. That is, when the high thermal conductivity sheet 80 comes into contact with at least one of the bottom surface 51 of the holding case 50, the main frame 40, or the reinforcing frame 45, the heat generated in the light source unit 60 causes the bottom 51 of the holding case 50, the main It is efficiently transmitted to the frame 40 or the reinforcing frame 45.
  • the high thermal conductivity sheet 80 is sandwiched between the bottom surface portion 51 of the holding case 50 and the reinforcing frame 45, or the reinforcing frame 45 is omitted, and the space between the bottom surface portion 51 of the holding case 50 and the main frame 40 is omitted.
  • the high thermal conductive sheet 80 may be sandwiched between the two. Further, the high thermal conductive sheet 80 can be brought into contact with the bottom surface portion 51 of the holding case 50 without providing the main frame 40 and the reinforcing frame 45.
  • the high thermal conductive sheet 80 itself may be used as a heat radiating member.
  • the main frame 40 may be configured to be overlapped, and the high heat conductive sheet 80 may be sandwiched between the main frames 40 that are overlapped.
  • the shapes of the main frame 40 and the reinforcing frame 45 are determined from the viewpoint of securing the strength of the lighting module and heat dissipation, but it goes without saying that other suitable shapes can be selected according to the purpose of these members.
  • the main frame 40 is provided with a bracing portion 42 in the diagonal direction of the frame portion 41 to improve rigidity.
  • the rigidity of the main frame 40 can also be improved by increasing the cross-sectional area of the frame portion 41.
  • the bracing portion 42 is located farther from the light source unit 60 than the frame portion 41 and has a lower temperature than the frame portion 41. Since heat conduction is promoted by this thermal gradient, the heat of the light source unit 60 can be radiated more efficiently by providing the bracing portion 42. Further, by providing the high thermal conductivity sheet 80, heat can be efficiently conducted to the bracing portion 42 having a temperature lower than that of the frame portion 41. Thereby, the efficiency of heat dissipation is further improved.
  • the temperature of the reinforcing plate 45 provided in the central portion 51C of the bottom surface portion 51 of the holding case 50 is also lower than that of the frame portion 41.
  • the reinforcing plate 45 can be further increased. The efficiency of heat dissipation is improved.
  • the bracing portion 42 of the main frame 40 improves the strength of the frame portion 41 and is not limited to being provided in the diagonal direction of the frame portion 41.
  • a beam member 42A may be provided in a cross shape between two pairs of opposing frame members 41A constituting the frame portion 41 (see FIG. 14A).
  • only one beam member 42B, 42C may be provided on a pair of frame members 41A facing each other (see FIGS. 14B and 14C).
  • FIG. 14 (D) a structure in which a plurality of beam members 42D are provided in a lattice shape on the frame portion 41 may be adopted.
  • the main frame 40 is provided with beam members (42, 42A, 42B, 42C, 42D), the strength is improved while suppressing an increase in weight, but the beam members (42, 42A, 42B, 42C, and 42D) are openings 43 other than the portion provided (see FIGS. 7 and 14A to 14D). For this reason, the thermal conductivity of the main frame 40 itself tends to decrease, but by providing the high thermal conductivity sheet 80, the heat of the light source unit 60 is reduced by the low-temperature beam members (42, 42A, 42B, 42C, 42D). It is possible to conduct efficiently to the center side. That is, the lighting module 10 improves the heat dissipation effect while reducing the weight of the main frame 40.
  • the LEDs are provided over the entire circumference of the lighting module.
  • the LEDs may be arranged only on one side or two sides and other necessary places.
  • the high thermal conductivity sheet may be provided from the place where the light source is arranged or the vicinity thereof to the bottom part.
  • the light source unit is not limited to the LED, and can be realized by using other light emitting means (device, element).
  • the lighting module of the present invention can be made thin and has a high heat dissipation effect. Since the problem of distortion and deformation (twisting, etc.) of the lighting module due to heat generation has been solved, it can be used for high-quality lighting decoration as an interior.
  • a plurality of illumination modules can be arranged side by side on the wall surface, or the surface (light emitting surface) can be decorated by printing or the like.
  • Lighting module 20 Diffuser plate 30 Light guide plate 40 Main frame (heat dissipation member) 40A Main frame part (thermally conductive member) 45 Reinforcement plate (heat dissipation member) 50 Holding case 51 Bottom (heat radiating member) 52 Side 60 Light source 61 LED 62 Flexible substrate (light source) 70 LED frame (light source frame) (light source) (thermally conductive member) 80 High thermal conductive sheet (thermal conductive member, heat dissipation member) Edge of 80A high thermal conductivity sheet

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)

Abstract

保持ケース自体の厚さを薄くした場合であっても，光源から発生する熱を効率よく放熱できる構造をもつ照明モジュールを提供する。　周囲を囲む側面部(52)と底面部(51)とを有する保持ケース(50)内に導光板(30)が収められ，保持ケースの側面部内において，光源部(60)が導光板の端面に臨むように配置され，その発光する照明光は導光板に導入される。さらに保持ケースの開口を覆うように拡散板(20)が設けられる。導光板よりも保持ケースの底面部がわにメインフレーム(40)と補強プレート(45)（放熱部材）が設けられ，光源部から放熱部材にわたって，光源部と放熱部材とに接して高熱伝導性シート80が設けられている。

Description

照明モジュール
　この発明は照明モジュールに関し，特に厚さの薄い平板状の照明モジュールに関する。
　光出射面の明るさが，周縁部も含めて全体的に均一になるように設計された平板状の照明モジュールが特許文献１に開示されている。この照明モジュールは，導光板の少なくとも一つの端面に沿って複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を配列し，導光板の前面に配置される光拡散板に，ＬＥＤが配列された導光板の周縁部に対向するように凸条部を一体的に形成したものである。ＬＥＤから導光板に入射し，その周縁部から出射する光が凸条部を経て拡散板の光出射面の周縁部から出射するので，周縁部が暗くなるのを防ぎ，全体的な明るさが均一になる。
　この照明モジュールには，導光板，ＬＥＤ，制御回路等を保持する保持（保護）ケースが備えられ，背面を覆っている（特許文献１の図18を参照）。上述した照明モジュールの構造上，複数のＬＥＤは保持ケースの側面部（側壁）の内部に位置するので，ＬＥＤから発生した熱は保持ケースの側面部を伝導して外部に放熱される。
　一方，保持ケースの側面部の厚さは照明モジュールの光出射面における明るさの分布に影響を与えるファクターの一つである。保持ケースの側面部が厚ければＬＥＤはその分，より内方に位置することになるので，ＬＥＤから拡散板の光出射面の縁までの光路が長くなり，該縁に到達する光量は減少する。拡散板の縁を明るくするためには保持ケースの側面部の厚さを薄くすることが好ましい。保持ケースの厚さを薄くすることは軽量化の観点からも好ましい。
　しかしながら保持ケースの厚さを薄くすると放熱特性が悪くなるという問題が生じる。特に保持ケースの側面部から面積の広い背面（底面）に向う熱の伝導が悪くなる。厚さが薄くなるとその断面積が小さくなり，熱伝導抵抗が大きくなるからである。照明モジュールは全体として薄い平板状のものであるから，側面部は細く，面積が小さいので，この側面部からの直接の放熱はあまり期待できない。
特開２０１４－１５００４９号公報
　この発明は，保持ケース自体の厚さを薄くした場合であっても，光源から発生する熱を効率よく放熱できる構造をもつ照明モジュールを提供するものである。
　この発明による照明モジュールは，周囲を囲む側面部と底面部（後面部，背面部，裏面部）とを有する保持ケース，前記保持ケース内に収められる導光板，前記保持ケースの側面部内において前記導光板の端面に臨むように配置され，前記導光板に導入する照明光を発光する光源部，前記保持ケースの開口を覆うように設けられ，前記導光板の表面から出射する光が入射する拡散板，前記導光板よりも前記保持ケースの底面部がわに設けられる放熱部材，前記光源部に接する熱伝導性部材，および前記熱伝導性部材から前記放熱部材にわたって，少なくともこれらの一部に接して設けられる高熱伝導性シートを備えるものである。高熱伝導性シートが少なくとも熱伝導性部材または放熱部材に接して設けられる態様には，後述するように，高熱伝導性シートを熱伝導性部材または放熱部材と兼用し，高熱伝導性シートが熱伝導性部材または放熱部材の一部または全部を構成する形態も含まれる。
　この発明によると，保持ケースの側面部内に配置される光源部で発生する熱は，熱伝導性部材および高熱伝導性シートによりすみやかに保持ケースの底面部がわに設けられた放熱部材に伝わり，放熱される。特に全体的に厚さの薄い平板状照明モジュールでは，保持ケースの側面部は細いため面積が狭く，側面部に比べて底面部の面積の方が広い。面積が狭いために放熱量の少ない側面部の内部で発生した光源部の熱が高熱伝導性シートにより面積が広く放熱量の大きい底面部がわに伝導されるので，高効率の放熱が期待できる。光源部で発生した熱は，主に高熱伝導性シートを伝わるので，保持ケースの厚さを放熱の観点から定める必要はなくなり，薄くすることが可能となる。これにより，導光板の縁においても充分な明るさを確保できるとともに，保持ケースひいては照明モジュール全体の軽量化を図ることができる。
　前記照明モジュールにおいて，前記高熱伝導性シートは，前記光源部に接し，前記光源部から前記放熱部材にわたって設けられる構成であってもよい。この構成とすることで，光源部で発生する熱を高熱伝導性シートによりさらにすみやかに保持ケースの底面部がわに設けられた放熱部材に伝えることができ，放熱効率を向上させることができる。この場合，高熱伝導性シートを前記熱伝導性部材に加えて設けると位置付けてもよいし，前記熱伝導性部材を構成するものとして設けるものであってもよい。前記高熱伝導性シートを前記熱伝導性部材と兼用する後者の態様では，前記高熱伝導性シートそれ自体が前記熱伝導性部材であり，この形態も，この明細書では，上述のように，前記高熱伝導性シートが前記熱伝導性部材に接して設けられている態様の一つとする。
　前記放熱部材には種々の態様がある。一実施態様では，前記放熱部材は強度部材としての金属製メインフレームである。他の実施態様では前記放熱部材は金属製補強プレートである。さらに，前記放熱部材が金属製保持ケースであってもよい。前記金属製メインフレームを前記光源部に接する構成とし，前記金属製メインフレームが放熱部材と熱伝導性部材とを兼ねるようにしてもよい。前記高熱伝導性シートは放熱部材としても働くので，前記高熱伝導性シートを前記放熱部材としてもよい。
　好ましい実施態様においては，前記放熱部材が高熱伝導性シートを挟むように少なくとも２つ設けられる。一例では，高熱伝導性シートを挟む前記放熱部材が金属製メインフレームと金属製補強プレートである。
　前記高熱伝導性シートは，保持ケース内の底面部がわに，できるだけ広い範囲で広がっていることが好ましい。前記放熱部材に接する範囲で高熱伝導性シートが設けられていることが望ましいが，放熱部材の形状，機能によっては高熱伝導性シートが放熱部材と全面的に接触せずに一部において接触（密着）している形態もあり得る。
　前記光源部は一実施態様では発光素子と発光素子を取付ける基板とを含む。他の実施態様では，前記光源部はさらに金属製光源部フレームを含む。
　前記高熱伝導性シートに関して，一実施態様では前記保持ケースの側面部の内側に金属製光源部フレームが設けられ，前記高熱伝導性シートは，前記光源部フレームと前記光源部との間に挟まれて設けられる。他の実施態様では，前記保持ケースの側面部の内側に金属製光源部フレームが設けられ，前記高熱伝導性シートは前記光源部フレーム（この場合，光源部の一部を構成する）と前記保持ケースの前記側面部との間に挟まれて設けられる。
　さらに他の実施態様では，前記保持ケースの側面部の内側に，前記光源部が接する金属製光源部フレームが設けられ，この金属製光源部フレームが前記熱伝導性部材を兼ねている。前記高熱伝導性シートは前記光源部フレームに接して設けられる。
　さらに他の実施態様では，前記保持ケースの側面部の内側に前記光源部が接する金属製光源部フレームが設けられ，この前記金属製光源部フレームは，放熱部材としての金属製メインフレームに接して設けられる。金属製光源部フレームと金属製メインフレームの一部とが熱伝導性部材として作用することになる。高熱伝導性シートは前記金属製メインフレームに接して設けられ，金属製光源部フレームには必ずしも接しなくてもよい。
この発明の一実施例の照明モジュールの正面（前面，表面）をみた斜視図である。 一実施例の照明モジュールの側面図である。 一実施例の照明モジュールの背面（後面，裏面）をみた斜視図である。 図３のIV－IV線に沿う拡大断面図である。 図３のＶ－Ｖ線に沿う拡大断面図である。 一実施例の照明モジュールの内部構成を一部破断して示す拡大平面図である。 一実施例の照明モジュールの内部構成を示すもので，主にメインフレームを示す平面図である。 一実施例の照明モジュールの内部構成を示すもので，主に高熱伝導性シートを示す平面図である。 一実施例の照明モジュールの内部構成を示すもので，主に補強プレートを示す平面図である。 他の実施例を示すもので，図４に相当する拡大断面図である。 他の実施例を示すもので，図５に相当する拡大断面図である。 他の実施例を示すもので，図８に相当する平面図である。 他の実施例を示すもので，図９に相当する平面図である。 (A)から(D)はメインフレームの変形例を示す平面図である。
　図１は照明モジュールの正面（前面，表面）を斜めにみた斜視図，図２は照明モジュールの側面図である。
　照明モジュール10は全体的に平板状でかつ厚さが薄いものである。前面（正面，表面）にある拡散板20の表面（光出射面）から一様な明るさの照明光が出射する。拡散板20はたとえば光散乱粒子が含まれたアクリル系樹脂等で成形されている。照明モジュール10の背面（裏面，後面）は保持ケース50によって覆われている。保持ケース50は鉄，ステンレススチール，アルミニウム合金等の薄い金属板から，プレス加工（曲げ加工）により作られる。
　保持ケース50は底面部（背面部，後面部，裏面部）51とその周囲から立上った側面部（側壁，端面部）52とを有する。図示の照明モジュール10は正面（または背面）からみて長方形であり，４つの辺を有するが，これらのすべての辺において，底面部51から立上った部分を側面部（側壁）52ということにする。照明モジュールは，正面からみて正方形でもよいし，五角形，六角形，八角形など任意の形状をとりうるが，いずれの形状のものにおいても，照明モジュールの背面を規定する底面部の周囲から立上り，保持ケースの深さを規定する部分を側面部という。
　図３は照明モジュールの背面をみた斜視図であり，主に保持ケース50をその外面から示すものである。保持ケース50の底面部51において，底面部51の周縁部51Ａの内側（中央寄り）に凹溝部51Ｂが一周にわたり形成され，さらに凹溝部51Ｂの内側（中央寄り）（中央部51Ｃ）がやや後方（外方）に向かって突出している。周縁部51Ａ，凹溝部51Ｂ，中央部51Ｃ，および側面部52の中で，中央部51Ｃが最も広い面積をもつ。凹溝部51Ｂの凹溝は外面の形状を表わすものであるが，この部分の内面は前方（内方）に向かって突出する凸条となっている。後方に突出した中央部51Ｃの内部（前面側）には，後述する補強プレート45や制御回路（図示略）が内蔵されかつ保持されている。保持ケース50の周縁部51Ａおよび凹溝部51Ｂの幅，中央部51Ｃの突出高さ，側面部52の高さ，拡散板20の厚さ等は，図１から図３では作図の便宜上，誇張して描かれている。
　保持ケース51の周縁部51Ａを通るビス11は，後述するＬＥＤフレーム70と，後述する高熱伝導性シート80と，メインフレーム40とを固定する。同じく周縁部51Ａに設けられたビス12はＬＥＤフレーム70，高熱伝導性シート80，メインフレーム40，反射シート35，導光板30等を貫通し，拡散板20まで達して拡散板20の凸条部21にねじはめられ，保持ケース50，ＬＥＤフレーム70，高熱伝導性シート80，メインフレーム40，反射シート35，導光板30，拡散板20を相互に締結する（図５参照）。凹溝部51Ｂに設けられたビス13は保持ケース50（底面部51）と高熱伝導性シート80とメインフレーム40とを締結する（図４参照）。
　保持ケース50の底面部51の中央部51Ｃには，照明モジュール10を壁，天井等に取付けるための取付孔，吊下げ孔（いずれも図示略）があけられている。
　図４は図３のIV－IV線に沿う拡大断面図，図５は図３のＶ－Ｖ線に沿う拡大断面図である。さらに図６は，保持ケースの内部を一部を破断して示す平面図である。
　主にこれらの図面を参照して，保持ケース50の側面部52の内面に沿って（接して），４隅の部分を除いてＬＥＤフレーム70が配置されている（図７から図９も参照）。ＬＥＤフレーム70はアルミニウム，鉄，ステンレススチール，その他の薄い金属を曲げ加工して形成され，保持ケース50の側面部52の内面に沿う側部71と，側部71から内方（保持ケース50の内方）に直角に曲げられ拡散板20の凸条部21の先端面21Ａに沿う遮光部72と，遮光部72の反対側で同じく内方に直角に曲げられてメインフレーム40に沿う固定部73とから構成される。固定部73を貫通するビス11，12によってＬＥＤフレーム70はメインフレーム40に固定される（ビス11，12が通る孔が図７，８，９に符号74，76で示されている）。
　保持ケース50内に収められる導光板30は光透過率の高いアクリル系樹脂で成形され，必要に応じて光散乱粒子が含まれる。また，より多くの光を拡散板20の方向に導く必要のある箇所には導光板30に光散乱面（多数の小さな凹凸）が形成される。導光板30の端部には，光源としてのＬＥＤ（発光ダイオード）61が対応する箇所において，複数個（図６では３個）のＬＥＤ61が入る凹部31が形成され，凹所31間は凸部32となっている。
　ＬＥＤ61は複数個ずつフレキシブル基板62に固定されている。フレキシブル基板62はＬＥＤフレーム70の側部71の内面に沿って配置されている。フレキシブル基板62にはＬＥＤに動作電流を供給する導体パターンが形成され（当然，その表面は絶縁膜で覆われている），その一部62ＡがＬＥＤフレーム70の固定部73に形成された孔75を通ってＬＥＤフレーム70の外部に出て，保持ケース50の底面部51の内面に沿って中央部51Ｃの内部（図４に符号53で示す）に配置された制御回路（図示略）に達している。
　ＬＥＤ61の発光面は，導光板30の凹所31内において導光板30の端面33（凹所31の底面）に対向する（臨んでいる）。ＬＥＤ61で発光した照明光はこの端面33から導光板30内に入射する。導光板30の凸部32とＬＥＤフレーム70の側部71内面との間にはフレキシブル基板62および高熱伝導性シート80が挟持されている。そして，導光板30の凸部32がフレキシブル基板62および高熱伝導性シート80をＬＥＤフレーム70の側部71に押し付けている。
　光源部60は，ＬＥＤ61とそれが固定された（電気的に接続された）フレキシブル基板62とを含む概念である。この場合において，１個のＬＥＤ61とそれが固定されたフレキシブル基板62の部分とを光源部60と言ってもよいし，導光板30の凹所31内に配置された３個のＬＥＤ61とそれらが固定されたフレキシブル基板62の部分を光源部60と言ってもよいし，さらに光源部60は，より多くのＬＥＤ61とそれらの固定されたフレキシブル基板62の部分との組合せを指すものと考えてもよい。光源部60は，照明光を発光する素子（装置）とそれを支持する部材の組合せである（熱の発生源）。
　保持ケース50内には，照明モジュール10の前面から背面に向って，導光板30，反射シート35，メインフレーム40，高熱伝導性シート80，そして，補強プレート45の順に収められている。導光板30，反射シート35，メインフレーム40，高熱伝導性シート80の周縁部がＬＥＤフレーム70の遮光部72と固定部73との間に挟まれている。反射シート35は，たとえばアルミニウム箔のような反射率の高い材料で形成され，導光板30の背面側の表面全体に密着している。反射シートに代えて導光板30に反射コートを形成してもよい。
　照明モジュール10の強度部材としてのメインフレーム40は，図７に示されているように，方形の枠部分41と枠部分41に対角状に設けられた筋交い部分42とを含む。メインフレーム40の枠部分41の外周面は，フレキシブル基板62，高熱伝導性シート80，ＬＥＤフレーム70の側部71を介してケース50の側面部52内面に沿っている。
　導光板30の凸部32は，フレキシブル基板62および高熱伝導性シート80をＬＥＤフレーム70の側部71に押し付けている。そのため，高熱伝導性シート80は，図４，図５，図８に示されているように，ＬＥＤフレーム70の側部71とフレキシブル基板62（光源部60）との間にこれらに密着して設けられている。高熱伝導性シート80はさらにＬＥＤフレーム70の内面に沿って折曲され，固定部73とメインフレーム40の枠部分41との間にこれらに密着して広がり，さらにメインフレーム40（筋交い部分42）の表面に沿って保持ケース50内中央部51Ｃの方に延設されている。ビス11の締結力により，高熱伝導性シート80のメインフレーム40およびＬＥＤフレーム70に対する密着性が向上している。そのため，メインフレーム40およびＬＥＤフレーム70の熱が高熱伝導性シート80に良好に伝わり，金属製の保持ケース50の底面部51および補強プレート45へと良好に伝導する。高熱伝導性シート80は４枚設けられ，それぞれが照明モジュール内を４分割した範囲を覆っている。高熱伝導性シート80は中央部51Ｃの中央部においては一部切除されている。切除された部分に制御回路（図示略）への給電線等を通すことができる。高熱伝導性シート80を一部切除せずに，底面部51内の全面に張設してもよい。ＬＥＤフレーム70が設けられていない保持ケース50の４隅においては，高熱伝導性シート80は保持ケース50の側面部52の内面に沿っていなくてもよい。要するに高熱伝導性シート80は，熱を発生する光源部60から放熱に寄与する保持ケース50の底面部51まで延び，放熱部材としてのメインフレーム40と補強プレート45に密着していればよい。高熱伝導性シート80としては，カーボングラファイトシート，銅箔シート，アルミニウム箔シートなどを用いることができる。特にカーボングラファイトシートは，熱伝導に異方性を有し，面に沿った方向にきわめて高い熱伝導率を示すので好適である。高熱伝導性シート80に用いる材料としては，照明モジュールのフレームに通常使用される材料である鉄やステンレスよりも熱伝導性の高い材料を用いればよいが，好ましくは，アルミニウム（熱伝導率が237 Wm-1・K-1）と同等以上の熱伝導性を有する材料を用いるのがよく，より好ましくは，銅（熱伝導率が398 Wm-1・K-1）と同等以上の熱伝導性を有する材料を用いるのがよい。なお，「シート」とは，箔状に加えて薄板状も含む概念である。高熱伝導性シート80としてカーボングラファイトシートを用いた場合には，たとえば，30μｍ程度の厚さであっても高い熱伝導性を有し，照明モジュール10において高い放熱効率を期待できる。また，高熱伝導性シート80として銅材を用いた場合には，たとえば，0.3mm程度の厚さとすることで高い熱伝導性を有し，照明モジュール10に必要な放熱効率を期待できる。
　さらに図４と図９を参照して，保持ケース50の底面部51の中央部51Ｃ内には補強プレート45が設けられている。補強プレート45は，高熱伝導性シート40が切除された部分をほぼ除いて，メインフレーム40の筋交い部分42のほぼ全体に面する広がりを持ち，ビス46によりメインフレーム40に固定されている。したがって，高熱伝導性シート80は，メインフレーム40と補強プレート45とに挟まれた部分を有し，この挟まれた部分の一方の面はメインフレーム40に密着し，他方の面は補強プレート45に密着している。メインフレーム40と補強プレート45とがビス46により締結されることで，その締結力により高熱伝導性シート80とメインフレーム40の筋交い部分42および補強プレート45との密着性が高められる。メインフレーム40，補強プレート45はいずれも熱伝導性が良好でかつ軽量の金属，たとえばアルミニウムにより成形されている。
　図４に示されているように，保持ケース50の底面部51の凹溝部51Ｂに設けられたビス13はメインフレーム40にねじはめられている。このビス13の締結力によって，保持ケース50の底面部51（凹溝部51Ｂ）と，高熱伝導性シート80とメインフレーム40とが密着するので，高熱伝導性シート80を伝わる熱は金属製の保持ケース50の底面部51および補強プレート45にも良好に伝導する。好ましくは，ビス13が通る箇所において，保持ケース50の凹溝部51Ｂと高熱伝導性シート80との間に，熱伝導シート（パッド）（サーマルシート）を介在させるとよい。なお，凹溝部51Ｂの孔54とビス13との間には若干の間隙がある。
　特に図５を参照して，ビス12は，ＬＥＤフレーム70の固定部73の孔76，高熱伝導性シート80の孔，メインフレーム40の孔44，反射シート35の孔，導光板30の孔34を，これらの孔との間に間隙をあけて通り，拡散板20の後述する凸条部21にねじはめられている。ビス12の頭は保持ケース50の周縁部51Ａにあけられた孔55内にゆるく嵌っている。ビス12の締結力により，高熱伝導性シート80とメインフレーム40およびＬＥＤフレーム70の固定部73との密着性を向上させることができる。そのため，固定部73およびメインフレーム40の熱が高熱伝導性シート80に良好に伝わり，金属製の保持ケース50の底面部51，筋交い部分42を含めたメインフレーム40および補強プレート45へと良好に伝導する。
　拡散板20は上述した保持ケース50の開口（導光板30がわ）を覆うように設けられている。拡散板20には，ＬＥＤ61が配列された導光板30の周縁部に対向するように凸条部21が一体的に形成されている。この凸条部21は照明モジュール10の周縁部からも充分な照明光を出射させ，全面にわたって均一な明るさを実現するように作用する。ＬＥＤフレーム70の遮光部72はＬＥＤ61からの光が直接に拡散板20に向い，外部からみて輝点が生じるのを防ぐ。
　ＬＥＤ61で発光する照明光は導光板30の端面33から導光板30内に入射し，導光板30内を伝搬する過程で，散乱粒子または散乱面による散乱，導光板30の界面による全反射，反射シート35による鏡面反射等により，最終的に拡散板20に入射し，拡散板20内で散乱，全反射，鏡面反射して拡散板20の表面から外部に出射する。拡散板20表面における明るさが均一になるように，導光板30内の散乱粒子，散乱面の分布，拡散板20の凸条部21の形状，大きさ，遮光部72の大きさ等が適切に設計される。
　ＬＥＤ61を点灯することによりＬＥＤ61で発生する熱は，フレキシブル基板62から高熱伝導性シート80に移り，ＬＥＤフレーム70の側部71に沿う高熱伝導性シート80を伝って保持ケース50の底面部51がわに拡散していき，保持ケース50の底面部51，メインフレーム40，そして補強フレーム45に伝搬してこれらから最終的に大気中に放熱される。この実施例では特に，高熱伝導性シート80を，メインフレーム40と補強フレーム45によって，これらに密着した状態で挟んでいるので，熱は高熱伝導性シート80からメインフレーム40，補強フレーム45に効率よく伝導し，大量の放熱が期待できる。この実施例では，主に高熱伝導性シート80の一部（フレキシブル基板62に接する部分を含む）が光源部に接する熱伝導性部材に対応する。なお，高熱伝導性シート80を伝る熱は，高熱伝導性シート80からも大気中に放熱される。また，ＬＥＤ61で発生する熱は，フレキシブル基板62からメインフレーム40に伝わり，メインフレーム40からも大気中に放熱される。
　放熱のために保持ケース50の特に側面部52の厚さ等を考慮しなくてもすむので，保持ケースの厚さは放熱以外の観点，特に軽量化，拡散板表面における明るさの均一性の確保等の観点から検討すればよく，設計の自由度が増大する。これにより，保持ケース50の厚さを薄くすることが可能となる。保持ケース50，特にその側面部52の厚さを薄くすれば，光源としてのＬＥＤ61と拡散板20の表面の縁部との距離が短くなるので，この縁部に，より多くの光を供給できるようになる。
　照明モジュール10の薄型化を図ると保持ケース50の側面部52の幅（高さ）は一層狭くなり，この側面部52からの放熱は期待しにくい。しかし，光源部60で発生する熱は高熱伝導性シート80を伝搬して面積の広い底面部（背面部）に拡散して大気中に放散するので，照明モジュール10の一層の薄型化を実現することができる。
　上記実施例では高熱伝導性シート80はＬＥＤフレーム70の側部71とフレキシブル基板62との間に設けられている。このように高熱伝導性シート80をフレキシブル基板62に接触させることで，光源部60の熱を放熱部材（保持ケース50の底面部51，メインフレーム40および補強フレーム45）に効率的に伝導させることができる。また，高熱伝導性シート80を支持ケース50の側面部52の内面とＬＥＤフレーム70の側部71外面との間に，特にＬＥＤフレーム70の側部71との密着性を確保して配置することもできる。この場合には，ＬＥＤ61とその近傍のフレキシブル基板62の部分とその近傍のＬＥＤフレーム70の部分とによって光源部60が構成されることになる。高熱伝導性シート80は支持ケース50内の側面部52の内方において，光源部60から発生した熱を，支持ケース50内底面部内の放熱部材に伝導，拡散することができる配置であればよい。
　なお，高熱伝導性シート80の端部をＬＥＤフレーム70の側部71とフレキシブル基板62との間まで延設させずに，高熱伝導性シート80の端部がＬＥＤフレーム70の固定部73とメインフレーム40との間に挟持されるまでの構成としてもよい。この構成であっても，光源部60の熱は，ＬＥＤフレーム70およびメインフレーム40の一部から高熱伝導性シート80に伝導する。この場合に，ＬＥＤフレーム70を光源部60に含めてもよいし，ＬＥＤフレーム70とメインフレーム40の一部を光源部に接する熱伝導性部材に対応させてもよい。この構成を採用した場合には，高熱伝導性シート80をＬＥＤフレーム70の側部71とフレキシブル基板62との間に挟み込む工程が不要となるため組み立て工数の低減を図ることができる。
　また，上に述べたように，高熱伝導性シート80がＬＥＤフレーム70の側部71と保持ケース50との間に挟持される構成としてもよい。この構成であっても，光源部60の熱は，光源部60の一部を構成するＬＥＤフレーム70から高熱伝導性シート80に伝導する。また，この構成の場合，高熱伝導性シート80の端部をＬＥＤフレーム70の側部71と保持ケース50の側面部52との間まで延設させずに，高熱伝導性シート80の端部をＬＥＤフレーム70の固定部73と底面部51の周縁部51Ａとの間に挟持させる構成としてもよい。高熱伝導性シート80をＬＥＤフレーム70の側部71と底面部51の周縁部51Ａとの間に挟み込む工程を不要とすることで組み立て工数の低減を図ることができる。
　上記実施例は，高熱伝導性シート80を，直接的に光源部60に接触させ，光源部60から放熱部材（保持ケース50の底面部51，メインフレーム40および補強フレーム45）にわたって設ける構成を示している。これに対し，他の実施例として，図10から図13に示すように，高熱伝導性シート80を光源部60に接触させない構成とすることもできる。すなわち，高熱伝導性シート80をＬＥＤフレーム70の固定部73に接触させることなく，固定部73よりも内方（保持ケース50の中央部51Ｃ方向）の位置から放熱部材（保持ケース50の底面部51，メインフレーム40または補強フレーム45）にわたって設ける構成とすることもできる。この構成の場合，ＬＥＤフレーム70およびメインフレーム40のＬＥＤフレーム70の固定部73に接触している部分が熱伝導性部材40Ａとして機能し，この熱伝導性部材40Ａと放熱部材（保持ケース50の底面部51，メインフレーム40および補強フレーム45）にわたって高熱伝導性シート80が設けられている。なお，図10から図13において既に説明したものについては同一符号を付し，重複説明を避ける。
　図10から図13に示す照明モジュール10では，高熱伝導性シート80は，光源部60側の端縁部80Ａがメインフレーム40と保持ケース50の凹溝部51Ｂとの間に挟持され，中央部分が保持ケース50の中央部51Ｃの側においてメインフレーム40と補強プレート45との間に挟持されている。ビス13の締結力によって，高熱伝導性シート80と保持ケース50の底面部51（凹溝部51Ｂ）およびメインフレーム40との密着性が向上する。そのため，高熱伝導性シート80を伝わる熱は金属製の保持ケース50の底面部51および補強プレート45にも良好に伝導する。なお，高熱伝導性シート80の端縁部80Ａを凹溝部51Ｂよりもさらに保持ケース50の中央部51Ｃの方向に配置し，メインフレーム40と保持ケース50の凹溝部51Ｂとの間に挟持しない構成とすることもできる。
　上述のように，高熱伝導性シート80をメインフレーム40とＬＥＤフレーム70の固定部73の間に挟持しない構成とすることで，ＬＥＤフレーム70の遮光部72と固定部73との間隔（側部71の幅）が広くなることを回避でき，照明モジュール10の薄型化を図ることができる。また，高熱伝導性シート80をメインフレーム40とＬＥＤフレーム70の固定部73との間に挟持する工程が不要になるので，組み立て工数の削減を図ることができる。
　上述の各実施例では，放熱部材は，保持ケース50の底面部51，メインフレーム40および補強フレーム45であるが，これらのうちの１つまたは２つを省略してもよいのはいうまでもない。すなわち，高熱伝導性シート80が，保持ケース50の底面部51，メインフレーム40または補強フレーム45の少なくとも一つと接触することで，光源部60で発生する熱が保持ケース50の底面部51，メインフレーム40または補強フレーム45に効率的に伝達される。なお，保持ケース50の底面部51と補強フレーム45との間に高熱伝導性シート80を挟持する構成としたり，補強フレーム45を省略し，保持ケース50の底面部51とメインフレーム40との間に高熱伝導性シート80を挟持する構成としてもよい。また，メインフレーム40および補強フレーム45を備えることなく，保持ケース50の底面部51に高熱伝導性シート80を接触させる構成とすることもできる。高熱伝導性シート80それ自体を放熱部材としてもよい。また，メインフレーム40を二枚重ねの構成とし，二枚重ねとしたメインフレーム40の間に高熱伝導性シート80を挟持する構成としてもよい。メインフレーム40および補強フレーム45は照明モジュールの強度確保および放熱の観点からその形が定められているが，これらの部材の目的に応じて他の適切な形状を選択できるのはいうまでもない。
　メインフレーム40には，枠部分41の対角方向に筋交い部分42が設けられ，剛性の向上が図られている。枠部分41の断面積を広くすることによってもメインフレーム40の剛性の向上を図ることが可能である。しかしながら，筋交い部分42は，枠部分41よりも光源部60から離れた位置にあり枠部分41よりも温度が低い。この熱勾配により熱伝導が促進されるので，筋交い部分42を設けることで，光源部60の熱をより効率的に放熱できる。また，高熱伝導性シート80を備えることにより枠部分41よりも温度の低い筋交い部分42に熱を効率的に伝導させることができる。これにより，放熱の効率が一層向上させられている。さらに，保持ケース50の底面部51の中央部51Ｃ内に設けられている補強プレート45も枠部分41に比べて温度が低く，補強プレート45に高熱伝導性シート80を接触させることで，より一層放熱の効率が向上している。
　メインフレーム40の筋交い部分42は，枠部分41の強度を向上させるものであり，枠部分41の対角方向に設けられるものに限らない。たとえば，図14に示すように，枠部分41を構成する互いに対向する二対の枠部材41Ａ間にそれぞれ梁部材42Ａを十字状に設ける構成としてもよい（図14(A) 参照）。また，互いに対向する一対の枠部材41Ａに一本だけ梁部材42Ｂ，42Ｃを設ける構成としてもよい（図14(B)，(C)参照）。さらに，図14(D) に示すように枠部分41に複数本の梁部材42Ｄを格子状に設ける構成としてもよい。
　メインフレーム40は，梁部材（42，42Ａ，42Ｂ，42Ｃ，42Ｄ）が設けられていることで，重量の増加を抑えられながら強度の向上が図られているが，梁部材（42，42Ａ，42Ｂ，42Ｃ，42Ｄ）が設けられる部分以外は開口部43となっている（図７，図14(A)～(D)参照）。そのため，メインフレーム40自体については熱伝導性が低下し易いが，高熱伝導性シート80を備えることで，光源部60の熱を温度の低い梁部材（42，42Ａ，42Ｂ，42Ｃ，42Ｄ）の中心側に効率よく伝導させることができる。つまり，照明モジュール10は，メインフレーム40の軽量化を図りながらも放熱効果を向上させるものとなっている。
　上記実施例では，ＬＥＤは照明モジュールの全周にわたって設けられているが，一辺または二辺，その他必要な箇所にのみ配置してもよいのはいうまでもない。この場合に，高熱伝導性シートは光源が配置された箇所またはその近傍から底面部にわたって設ければよい。光源部はＬＥＤに限らず，他の発光手段（装置，素子）を用いて実現することもできる。
　上述したように，この発明の照明モジュールは厚さを薄くすることができ，しかも放熱効果が高い。発熱による照明モジュールの歪み，変形（ねじれ等）の問題が解決されているので，インテリアとして高品質の照明装飾に活用することができる。たとえば，壁面に複数の照明モジュールを並べて配置したり，表面（光出射面）に印刷等による加飾を施すことが可能となる。
　10　照明モジュール
　20　拡散板
　30　導光板
　40　メインフレーム（放熱部材）
　40Ａ　メインフレームの部分（熱伝導性部材）
　45　補強プレート（放熱部材）
　50　保持ケース
　51　底面部（放熱部材）
　52　側面部
　60　光源部
　61　ＬＥＤ
　62　フレキシブル基板（光源部）
　70　ＬＥＤフレーム（光源部フレーム）（光源部）（熱伝導性部材）
　80　高熱伝導性シート（熱伝導性部材，放熱部材）
　80Ａ　高熱伝導性シートの端縁部

Claims (14)

  1. 　周囲を囲む側面部と底面部とを有する保持ケース，
    　前記保持ケース内に収められる導光板，
    　前記保持ケースの側面部内において前記導光板の端面に臨むように配置され，前記導光板に導入する照明光を発光する光源部，
    　前記保持ケースの開口を覆うように設けられ，前記導光板の表面から出射する光が入射する拡散板，
    　前記導光板よりも前記保持ケースの底面部がわに設けられる放熱部材， 
    　前記光源部に接する熱伝導性部材，および
    　前記熱伝導性部材から前記放熱部材にわたって，少なくともこれらの一部に接して設けられる高熱伝導性シート，
    　を備える照明モジュール。
  2. 　前記高熱伝導性シートが前記光源部に接し，前記光源部から前記放熱部材にわたって設けられている，請求項１に記載の照明モジュール。
  3. 　前記放熱部材が金属製メインフレームである，請求項１または２に記載の照明モジュール。
  4. 　前記金属製メインフレームが前記光源部に接し，前記金属製メインフレームの一部が前記熱伝導性部材を構成している，請求項３に記載の照明モジュール。
  5. 　前記放熱部材が金属製補強プレートである，請求項１または２に記載の照明モジュール。
  6. 　前記放熱部材が金属製保持ケースである，請求項１または２に記載の照明モジュール。
  7. 　前記放熱部材が高熱伝導性シートを挟んで設けられている，請求項１または２に記載の照明モジュール。
  8. 　高熱伝導性シートを挟む前記放熱部材が金属製メインフレームと金属製補強プレートである，請求項７に記載の照明モジュール。
  9. 　前記高熱伝導性シートが前記放熱部材に接する範囲を含めて設けられている，請求項１または２に記載の照明モジュール。
  10. 　前記光源部が発光素子と発光素子を取付ける基板とを含む，請求項１または２に記載の照明モジュール。
  11. 　前記保持ケースの側面部の内側に金属製光源部フレームが設けられ，前記高熱伝導性シートは，前記光源部フレームと前記光源部との間に挟まれている，請求項２に記載の照明モジュール。
  12. 　前記保持ケースの側面部の内側に，前記光源部が接する金属製光源部フレームが設けられ，この金属製光源部フレームが前記熱伝導性部材を構成している，請求項１に記載の照明モジュール。
  13. 　前記金属製光源部フレームは，放熱部材としての金属製メインフレームに接して設けられ，前記金属製メインフレームの一部がさらに熱伝導性部材を構成している，請求項12に記載の照明モジュール。
  14. 　前記保持ケースの側面部の内側に，光源部を構成する金属製光源部フレームが設けられ，前記高熱伝導性シートは前記金属製光源部フレームと前記保持ケースの前記側面部との間に挟まれている，請求項２に記載の照明モジュール。
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