(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤを並べた光源と、側面から入射した前記光源の光を面発光させる導光板と、前記光源から発せられた光を異なる色の光に変換する２種類以上の色変換部材とを備え、前記色変換部材が透光性基材上で組み合わされて、背面からの照明により表示される図柄や文字等の表示パターンが形成され、該表示パターンと同じ表示パターンが形成された表示パネルが前記色変換部材の前面に配され、前記表示パネルの表示パターンは、入射光がそのまま透過する素地領域と特定の色の光を透過する変換領域とを組み合わせることによって形成されたことを特徴とする面発光型表示装置。
【請求項２】
導光板の厚さは、ＬＥＤの幅に等しいか若干大とされ、前記ＬＥＤは、前記導光板の側面に近接して設けられ、前記ＬＥＤの側方に出射された光を前記導光板に反射させる反射板が配されたことを特徴とする請求項１記載の面発光型表示装置。
【請求項３】
光源は単一の発光色のＬＥＤであることを特徴とする請求項１または２記載の面発光型表示装置。
【請求項４】
光源に青色光を発するＬＥＤを用い、色変換部材は、青色光を表示パターンの色に応じた他の光に変換することを特徴とする請求項３記載の面発光型表示装置。
【請求項５】
ＬＥＤの視認性を任意に変更する制御手段が設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の面発光型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エッジライト式の面発光型表示装置に関し、非常灯、案内灯、道路標識、広告灯、部屋の表示ラベル、表札等の表示装置のバックライトとして使用され、自ら面発光することにより利用者に文字やパターン等を認識させるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の例えば非常口誘導灯の表示装置は、図１３，１４に示すように、文字や図柄等の表示パターンを表示した表示パネル１を天井に吊支されたフレーム２に装着して、表示パネル１の背面に拡散板３を介して光源として蛍光灯４を配置し、表示パネル１を背面より照光して表示内容を認識させる直下ライト式のものであった。
【０００３】
そして、表示装置の電気回路のブロック図を図１５に示す。ここで、電源回路５はＡＣ１００Ｖの電源からＤＣ５Ｖ程度の電源に変換するので、通常はこのＤＣ電源をインバータ６によりＡＣの高電圧に変換して蛍光灯４を点灯している。また、通常は充電回路７を通して蓄電池８が充電されている。
【０００４】
ここで、停電が発生すると、停電検出回路９により停電が検知され、トランジスタ、リレー等のスイッチ１０，１１が動作し、蓄電池８がＤＣ電源となって、インバータ６によりＡＣの高電圧に変換され、蛍光灯４を点灯させるようになっている。
【０００５】
しかしながら、従来の表示装置は光源に蛍光灯を使用しているため、以下に示す問題があった。
【０００６】
▲１▼表示パネル背面にスペースを取る蛍光灯を配置する必要があり、薄型の表示装置を製作することが困難であった。
【０００７】
▲２▼蛍光灯の寿命が短く、０．５〜１年程度で定期的に交換する必要があり、維持管理の手間、費用がかかった。
【０００８】
▲３▼蛍光灯は点滅発光動作させるのに不向きで、停電等の非常時に点滅発光動作をさせ、表示装置の認識度を上げる機能を付加するのが困難であった。
【０００９】
▲４▼停電時に蛍光灯を点灯させるためには、ＤＣ電源からＡＣ電源に変換するインバータが必要となり、コストアップの要因になっていた。
【００１０】
そこで、蛍光灯を光源とした直下ライト式の表示装置における問題を解消するために、エッジライト式の面発光型表示装置が提案されている。エッジライト式の表示装置では、夜間の認識を可能とするため、あるいは文字、図形等の表示内容の視認性向上のため、表示内容が書かれた表示パネルを透光性もしくは半透光性とし、この表示パネルを背面から照明してその情報を視覚的に表示する。
【００１１】
ここで、エッジライト式の表示装置の従来例を図１６に示す。導光板１５は、アクリル樹脂等の透光性の材料からなり、導光板１５の一側面より内部に入射した光源１６の光を印刷あるいは溝入れ等の手法で導光板１５の表面に設けた光を拡散させるパターンにより散乱させ、導光板１５全面を面発光させる機能を持っており、近年は液晶表示パネルのバックライト等で利用されている。光源１６として、導光板１６の一側面にプリント基板１７上に実装した複数のＬＥＤ１８を対向配置している。このような構造の面光源を表示パネル１９の裏面に拡散シート２０を介して配置して、表示装置を構成している。なお図中、２１は反射シートである。
【００１２】
他の表示装置の従来例は、特開平４−８５５８８号公報にも記載されている。この表示装置では、図１７に示すように、導光板２２の側面２２ａに光源として直列に並べられたＬＥＤ２３が配置されており、導光板２２の背面に反射板２４が配され、導光板２２の前面に拡散シート２５が重合され、さらにその前面に表示パネル２６が配されている。この表示パネル２６は、ＬＥＤ２３の発光色と同色を透過する色フィルタ２７上に表示パターン２８が抜き形成された遮光板２９を重ねた構造となっている。表示パネル２６では、多くの場合スクリーン印刷、エッチングによる抜きパターン張り合わせ、マスキングによるスプレー塗装等の方法によってキャラクター部分が形成されている。
【００１３】
この構成において、ＬＥＤ２３から発せられた光は、導光板２２の内部を経て導光板２２前方へ取り出される。導光板２２前方へ出射された光は、導光板２２の前面の散乱シート２５を介してその前方に設置された表示パネル２６を背面から照明し、色フィルタ２７および遮光板２９の表示パターン２８を透過して表示装置前方へ射出される。この表示装置では、表示パネル２６の表示色は光源のＬＥＤ２３の発光色と同一となる。
【００１４】
２色以上の表示色や、白色光の表示色が必要な場合については、本出願人による特願平７−１２３８７８号において提案がなされている。この表示装置では、図１６に示す従来例の表示装置における光源１６のＬＥＤを２色の表示色、例えば赤色、緑色が必要な場合は、赤色ＬＥＤ３０ａと緑色ＬＥＤ３０ｂの２種類を図１８（ａ）に示すようにプリント基板３１上に交互に並べて構成している。また、表示パネルの表示色がカラー表示あるいは白色光の場合は、赤、緑、青色の各ＬＥＤ３２ａ，３２ｂ，３２ｃを図１８（ｂ）に示すように並べて構成している。
【００１５】
また、直下ライト式の表示装置の光源において、薄型化を図るものとして白色発光ＥＬ（エレクトロルミネセンス）パネルを用いたものがあり、交流電圧を印加して発光させている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＬＥＤを光源とした面発光型表示装置は、ＬＥＤの発光色が表示パネルの表示色となるため、単色の表示の場合は好適であるが、２色以上の表示色が必要な場合や表示色が白色光の場合は、異なる発光色のＬＥＤを交互に並べて光源とする必要があり、以下の問題が発生した。
【００１７】
▲１▼異なる発光色のＬＥＤを交互に並べるため、ＬＥＤ近傍では発光色が混じり合わず、光源に色むらが生じた。
【００１８】
▲２▼白色光とする場合、赤、緑、青色の各ＬＥＤの光量のばらつきにより白色からずれる場合があり、各色のＬＥＤの電源を調整して、光量を調整する必要があった。
【００１９】
▲３▼２色以上の表示を行う場合は、表示パネルの表示パターンの色フィルタで表示色以外の光をカットして必要とする表示色を表示するため、表示面の輝度が低くなった。
【００２０】
また、光源にＥＬパネルを用いた表示装置では、２色以上の表示色が必要な場合には上記▲３▼と同様の問題がある。さらに、停電時に発光させて表示を行うには、バックアップ電源である蓄電池の電源を交流に変換するためのインバータが必要となり、蛍光灯の場合と同様にコストアップの要因になる。
【００２１】
本発明は、上記に鑑み、光源にＬＥＤを使用して、多色あるいは白色の表示が可能かつ薄型で長寿命の面発光型表示装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明による課題解決手段は、複数のＬＥＤを並べた光源と、側面から入射した光源の光を面発光させる導光板と、光源の発光色を異なる色に変換する色変換部材と、背面からの照明により表示される図柄や文字等の表示パターンが形成された表示パネルとを備えたものである。そして、光源は、単一の発光色のＬＥＤであり、青色光を発する。また、色変換部材は、青色光を白色光あるいは緑、黄、赤色等他の光スペクトル成分をもつ光に変換する。
【００２３】
したがって、ＬＥＤから発せられた青色光は導光板により均一に面発光され、色変換部材によって表示パネルの表示に必要な白色光あるいは他の異なる色に変換されて、表示パネルを背面から照明し表示パターンを表示する。
【００２４】
他の課題解決手段は、複数のＬＥＤを並べた光源と、側面から入射した光源の光を面発光させる導光板と、光源の発光色を異なる色に変換する色変換部材とを備え、複数の色変換部材を組み合わせて図柄や文字等の表示パターンを形成したものである。そして、光源に青色光を発するＬＥＤを用い、色変換部材は、青色光を表示パターンの色に応じた他の光に変換する。
【００２５】
したがって、ＬＥＤからの発光は表示パターンの色に応じて色変換部材により所望の色に変換され、２色以上の表示を容易に行うことができる。しかも、表示パネルにおいてカットされていた光の成分がなくなるため、より明るい表示面の輝度が得られる。
【００２６】
ここで、表示パターンが形成された表示パネルを色変換部材の前面に配し、光源の発光色を表示パネルの表示パターンに応じてそれぞれ異なる色に変換するように２種類以上の色変換部材を組み合わせたものにする。すると、色変換部材によりＬＥＤの発光色は表示パターンに応じた色に変換され、さらに表示パネルではカットされる光がなくそのまま通過し、表示面における輝度が上がり明るさが増す。
【００２７】
さらに、ＬＥＤの視認性を任意に変更する制御手段を設けると、昼夜の状況に応じて消灯点灯を切り換えたり、地震や火事等の非常時に対応させてＬＥＤを点滅させることにより視認性の変更が可能となり、状況に応じた表示を機能的に行うことができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の面発光型表示装置の実施の形態は、図１の如く、単一の発光色のＬＥＤ４０を複数個並べた光源４１と、一側面４２ａから入射した光源４１の光を内部で散乱させることにより前面から面発光させる導光板４２と、導光板４２から外部に出る光を内部に向けて反射する反射板４３と、光源４１の発光色を異なる色に変換する色変換部材４４と、光を散乱させて光の強度の指向性を均一にする拡散板４５と、背面からの照明により表示される図柄や文字等の表示パターンが形成された表示パネル４６とを備えている。
【００２９】
そして、図２の如く、前側から順に表示パネル４６、拡散板４５、色変換部材４４、導光板４２、反射板４３が重ね合わされてホルダー４７に挿入され、各部材の四隅近傍およびホルダー４７に形成されたスルーホールにボルトを貫通させてナットにより固定することで、各部材が容易に位置決めされて保持される。ホルダー４７は屋内外の天井、壁、支柱等に取り付けられ、ホルダー４７に内装された光源４１のＬＥＤ４０を駆動するための電気回路を交流電源に接続することによって、表示装置が設置されることになる。
【００３０】
光源４１は、青色光を発するＬＥＤ４０が用いられ、複数のＬＥＤ４０がガラスエポキシ製基板４８に一定間隔のピッチで実装され、基板４８の表面には可視域の光を反射するように白色塗料が印刷されている。そして、基板４８は、導光板４２の一側面４２ａに近接するようにホルダー４７に着脱可能に取り付けられており、ＬＥＤ４０の側方に出射された光を導光板４２に反射させるための反射板４９が基板４８の両側に配設されている。
【００３１】
導光板４２は、厚さがＬＥＤ４０の幅に等しいか若干大きい無色透明のアクリル板からなり、その背面側に導光板４２の内部を全反射を繰り返して進行してきた光を前面より取り出すための光取出体５０が設けられている。光取出体５０は、Ｖ状の溝を光の入射する側面に平行な方向に直線状に並べたもので、光源から離れるにつれて密になるように配されている。個々の溝は、導光板４２の背面に直接、印刷手法によりアクリルやエポキシ樹脂等の透明樹脂を凸状に形成したり、熱転写加工法、レーザー加工法、エッチング、切削研磨加工法等によって形成され、その表面は光散乱を生じる粗面となっており、無色透明で光の吸収はない。また、この光取出体５０が設けられている部分以外の導光板４２の背面および前面は非常に滑らかな面になっており、厚さ方向に対して鮮明に光像を透過させることができる。さらに、光源４１が対向配置されている一側面４２ａも光像を鮮明に透過させることができる程度に非常に滑らかな面に研磨加工されている。
【００３２】
なお、光取出体５０は、断面形状を前記Ｖ状の溝の代わりに、Ｕ字状溝や鋸歯状溝等の他の形状としてもよい。また、これらの構造に代わり導光板４２の表面を熱転写加工法、ケミカルエッチング法、ブラスト等の方法で部分的に粗面化し散乱面を形成した構造や、導光板４２の表面上にマイクロガラスビーズ等の散乱材を透明樹脂等で塗布した構造としてもよい。また、光源点灯による表示時に導光板４２上の輝度の均一化を図るためには、導光板４２内部を伝播する光が散乱を生じる確率が光源４１から遠ざかるほど大きくなる構造であればよく、例えば一定間隔ピッチの溝または表面散乱領域として導光板４２の表面上に離散的に円、矩形、直線といった各種形状で形成し、その溝または散乱領域部分の大きさを光源４１から遠ざかるにしたがって大きくしていく等の構造としてもよい。
【００３３】
一方、導光板４２の光が入射する側面４２ａを除く３方の側面は、おおむね滑らかに研磨された面上に高反射率（可視域の光に対して約８０％以上）のＡｌ反射膜が表面に蒸着された反射テープが貼り付けられている。また、導光板４２の背面に対向させてＡｌや白色インク等の材料を用いた反射板４３が配置されている。
【００３４】
色変換部材４４は、有機蛍光顔料等の有機蛍光体を含有したシート状のものよりなり、緑色変換蛍光体および赤色変換蛍光体が含有されている。有機蛍光顔料は、一般に蛍光性を持つ芳香族炭化水素系の染料を透明な固体の担体樹脂中に溶解させることにより製造することができ、この担体樹脂をそのままシート上に加工したり、この担体樹脂を一度粉砕し、粒状としてから樹脂に含有させ、シート状に加工する方法などがあげられる。
【００３５】
そして、色変換部材４４は、短波長の光を長波長の光に色変換する機能を有しており、導光板４２より発せられた青色の光は、色変換部材４４を通過すると色変換部材４４中の緑色変換蛍光体および赤色変換蛍光体により緑色、赤色の光に変換され、色変換部材４４を透過した一部の青色の光と合わされて白色光となる。図３にこのときの入射光（破線）と透過光（実線）の光スペクトルを示す。
【００３６】
また、白色光へ変換する色変換部材４４として、図４に示すように、黄色変換蛍光体を含有させて黄色の光に変換し、色変換部材４４を透過した一部の青色の光と合わせて白色光とすることも可能である。
【００３７】
表示パネル４６は、アクリル樹脂等の透光性の平板５１の表面に任意の色を吸収する顔料等の色素を含有する色フィルタ５２を所定の形状に印刷したり、あるいはシート状に成形して貼り付けたものである。これによって入射光がそのまま透過する素地領域５３と色フィルタ５２によって特定の色を透過する変換領域５４とが形成され、これらを組み合わせることによって表示パターンが構成される。例えば、表示装置を非常口誘導灯に使用した場合、図５の如く、白色透明な平板５１上に緑色透明の色フィルタ５２を印刷、貼り付けることにより表示パターンを形成する。図６にこの変換領域５４における表示パネル４６のフィルタ特性（破線）と透過光の光スペクトル（実線）を示す。
【００３８】
そして、表示装置の電気回路のブロック図を図７に示す。ここで電源回路６０は、ＡＣ１００Ｖの電源からＤＣ５Ｖ程度の電源に変換するもので、消灯、点滅をコントロールするロジック回路からなる制御回路６１が設けられ、トランジスタ、リレー等の第１スイッチ６２がオンされ、このＤＣ電源によりＬＥＤ４０が駆動されて常時発光している。
【００３９】
また、制御回路６１は、状況に応じてＬＥＤ４０を駆動制御して視認性を任意に変更する機能を有している。通常は充電回路６３を通して蓄電池６４が充電されており、停電が発生すると、停電検出回路６５により停電が検知され、制御回路６１を経て、第１，第２スイッチ６２，６６がオンし、蓄電池６４が電池となって、ＬＥＤ４０の点滅発光あるいは常時発光を行う。なお、制御回路６１によりＬＥＤ４０の駆動電流値を可変制御すれば、明るさの調整を容易に行うことができる。
【００４０】
また、停電時以外でも光センサー６７により周囲の明るさを検知し、明るい場合は第１スイッチ６２をオフしてＬＥＤ４０を消灯させ、暗い場合は第１スイッチ６２をオンしてＬＥＤ４０を発光あるいは第１スイッチ６２をオンオフして点滅発光させる機能を有している。さらに、外部より非常時に外部信号を受信し、点滅発光させる機能を付加することも可能である。
【００４１】
このように、光源４１に点滅発光可能なＬＥＤ４０を使用することにより、周囲の明るさや地震、火事等の非常事態が発生したときに表示装置の点滅動作を容易に行えるので、状況に応じてＬＥＤ４０の視認性が変わり、表示が変化して優れた認識効果を得ることができ、非常用の表示装置として利用価値が高まる。さらに、昼間等の明るいときには表示を十分に認識できるので、ＬＥＤ４０を消灯しておくことによって消費電力の低減を図ることができる。また逆に、消灯時には表示パターンを認識できないようにしておき、夜間や非常時の必要なときだけ点灯するようにしておくことにより、この表示装置の用途を拡張することができる。
【００４２】
ここで、ＬＥＤ４０が駆動されて点灯すると、青色光が発せられる。ＬＥＤ４０から前方へ発せられる光の多くは、その前方に配置される導光板４２の一側面４２ａから導光板４２の内部へ入射され、またＬＥＤ４０より側方に発せられた光の多くは、側方に配置された反射板４９によって前方の導光板４２方向へ反射され、導光板４２内部へ入射される。導光板４２の厚さが薄いため、導光板４２へ入射された光の多くが前面あるいは背面に当たる。この際、導光板４２の一側面４２ａに外部から入射角θ1で入射する光の導光板４２内部への入射角度θ2は、スネルの法則によりθ2＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎθ1／ｎ）、（ｎ：導光板屈折率）で表せる。また、導光板４２内部へ角度θ2で入射した光は一側面４２ａと垂直な前面あるいは背面に入射角度θ3＝９０−θ2で入射する。この関係より、導光板４２に入射する光の入射角θ1が大きくなるにつれて、前面あるいは背面への入射角θ3は小さくなるが、導光板４２の屈折率がｎ＝１．５であると、一側面４２ａにおける入射角が最大（すなわち、θ1＝９０°）の場合でも、θ2＝４１．８１°、θ3＝４８．１９°となり、前面あるいは背面への入射角θ3はこの値（４８．１９°）より小さくなることはない。一方、前面あるいは背面において全反射を生じる臨界角はθｒ＝４１．８１°であるので、前面あるいは背面に内部から当たる全ての光は全反射されることになる。このように、前面あるいは背面において角度θ3で全反射された光の大部分は、導光板４２の厚さ分の距離を隔てた平行面である両面に同じ角度θ3で入射し、再び全反射する。このように、導光板４２へ入射され、前面あるいは背面に内部から当たった光は、全反射を繰り返すことによって導光板４２内部に閉じ込められ、反射損失なしに高効率でその内部を伝播する。
【００４３】
この導光板４２内部を伝播する光のうち光取出体５０に当たった光は、その粗面となった表面において吸収されることなしに散乱透過および乱反射される。背面にて乱反射された光の大部分は前面へ到達し、そのうち前面への入射角度θ4が臨界角θｒ以下の光は導光板４２から外部へ射出される。一方、光取出体５０を散乱透過して導光板４２の背面側へ射出された光は、背面に密着して設置されている反射板４３に当たり、７０％程度の高反射率で乱反射され、再び導光板４２へその背面を通して入射する。これら再入射光の大部分は前面に達し、そのうち臨界角θｒ以上の入射角の光は上記の全反射の挙動を繰り返し、臨界角θｒ以下の入射角の光は導光板４２の前面から外部へ射出する。
【００４４】
導光板４２内を全反射を繰り返しながら伝播する光は、光取出体５０に当たることによってその一定の割合の光を外部へ射出する。このため、導光板４２中を伝播する光が場所に関係なく同じ確率で光取出体５０に当たった場合、光取出体５０は光源４１から離れるに連れて密になっているので、光が当たる確率は光源４１から遠くなるほど大きくなり、導光板４２から面発光される光の輝度は均一となる。
【００４５】
導光板４２の前面へ均一に射出された青色光は、色変換部材４４を通過することにより緑色、赤色の光に変換され、色変換部材４４を透過した青色光と混じり合って白色光となる。この白色光は拡散板４５を通過して表示パネル４６に到達する。素地領域５３に入射した光はそのまま透過して、白色光を発する。変換領域５４に入射した光は色フィルタ５２により緑色の光スペクトルを除く成分が除去されて、緑色光を発する。このようにして表示パターンに応じた白色と緑色の２色の表示が行われる。
【００４６】
また、ここでは白色と緑色の表示をする場合について示したが、他の色の２色以上の表示を行う場合も、色変換部材４４中の色変換蛍光体の種類、あるいは表示パネル４６の表示パターンを形成する色フィルタ５２の特性を変えることで達成できる。例えば、表示装置を消火器表示灯に使用する場合、図８の如く、赤色を透過する特性を有する平板５１上に白色不透明の文字からなる色フィルタ５２を印刷、貼り付けることにより表示パターンを形成すればよい。
【００４７】
以上の如く、ＬＥＤ４０を光源４１としたサイドエッジ式の面発光型表示装置は、蛍光灯を光源とした直下ライト式の表示装置に比して薄型化、長寿命化を図ることができる。すなわち、直下ライト式の表示装置では厚さが１５０〜２００ｍｍであるのに対し、本表示装置では表示パネル４６が１ｍｍ、拡散板４５が０．３ｍｍ、色変換部材４４が０．３ｍｍ、導光板４２が５〜１０ｍｍ、反射板４３が０．５ｍｍであり、総厚さは２０ｍｍ程度になる。そのため、設置場所の制約が少なくなり、応用範囲を広げることができる。また、蛍光灯の寿命は約６０００時間であるのに対し、ＬＥＤ４０では約５００００時間になる。そのため、光源交換の頻度が少なくなり、維持管理の手間が省け、費用を節約できる。さらに、ＤＣ電源で駆動できるので、蛍光灯のようにＤＣ電源からＡＣ電源に変換するインバータが不要になり、コストダウンを図ることができる。
【００４８】
そして、ＬＥＤ４０の発光色を色変換部材４４により異なる色に変換することにより、面内で均一の白色光を発生することが可能となり、色むらのないきれいな表示を行うことができ、視認性が高まるとともに、従来白色光を得るために赤、緑、青色の各ＬＥＤの電流値を調整していた制御が不要となり、電気回路が簡単となり、さらなるコストダウンを図ることができる。このように、白色表示、カラー表示を容易に行うことができるようになったため、従来の蛍光灯を光源とした表示装置の置き換えが可能となり、薄型、安価、長寿命、優れた認識効果が得られる表示装置を提供することができる。
【００４９】
次に、表示装置の他の実施形態を図９，１０に示す。ここでは、表示パネルを廃止して代わりに２種類の色変換部材４４ａ，４４ｂを組み合わせて図柄や文字等の表示パターンを形成している。すなわち、図１の表示パネル４６において素地領域５３に相当する部分には青色光を白色光に変換する白色用色変換部材４４ａを用い、変換領域５４に相当する部分には緑色光に変換するために緑色変換蛍光体のみを含有した緑色用色変換部材４４ｂを用いる。それぞれの色変換部材４４ａ，４４ｂは、シート状にされて所定の形状に打ち抜かれて透光性の樹脂基材７０に貼り合わされたり、あるいは塗料状の蛍光体を透光性の樹脂基材７０に直接所定の形状を描くように印刷または塗布されることによって構成される。このように、２種類の色変換部材４４ａ，４４ｂの組み合わせにより表示パターンが形成される。なお、導光板４２の前面に色変換部材４４ａ，４４ｂを直接設けてもよい。また、他の構成は上記実施形態と同じである。
【００５０】
そして、導光板４２から面発光された青色光が、白色用色変換部材４４ａを通過すると白色光に変換され、緑色用色変換部材４４ｂを通過すると図１１に実線で示す光スペクトル成分の緑色光に変換される。したがって、表示パターンに応じた白色と緑色の２色の表示が行われる。しかも、この場合、光が通過する部材が少なくなるので、光の減衰が減少して高い輝度を得ることができるとともに、より一層薄型化を達成できる。
【００５１】
さらに、図１２の如く、色変換部材４４ａ，４４ｂによって形成された表示パターンと同じ表示パターンが形成された表示パネル４６を拡散板４５の前面に配してもよい。これによって、青色の入射光が緑色光に変換され、さらに表示パネル４６においてカットされる光の成分がなくなるため、上記２つの実施形態の場合と比較して高い強度の緑色光が得られ、表示パネル４６の緑色の変換領域５４の輝度が上がり、表示が明確となり、遠くからでも人間の視覚に訴えることができる。
【００５２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。光源として青色ＬＥＤを用いているが、紫、紫外光を発するＬＥＤを用いてもよい。また、色変換部材に長波長の光から短波長の光に変換するものを用いてもよく、この場合赤色等の長波長の光を発するＬＥＤを使用する。
【００５３】
そして、光源を導光板の複数の側面に対向させて配置すれば、より多くの光が導光板に入射し、発光量が増大して面発光源としての輝度を上げることが可能となる。また、光源に異なる色の光を発する複数のＬＥＤを用い、各ＬＥＤの駆動を切り換えて発光させると、多色表示が可能となる。さらに、ＬＥＤの発光色に応じて色変換部材を組み合わせることにより、各ＬＥＤの駆動を切り換えると１つの表示装置において複数の異なる表示が可能となる。
【００５４】
また、色変換部材は光源と導光板との間に配置してもよく、導光板にはすでに色を変換された光が入射することになる。このようにすると、色変換部材の分だけ薄型化を図ることができ、さらに色変換部材の設置面積が小さくなるためコストの削減にも寄与できる。
【００５５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によると、複数のＬＥＤを並べた光源と、側面から入射した光源の光を面発光させる導光板と、光源の発光色を異なる色に変換する色変換部材と、背面からの照明により表示される図柄や文字等の表示パターンが形成された表示パネルとを備えることにより、白色表示、カラー表示を容易に行うことができ、面内で色むらのない均一な発光が行えるサイドエッジ式の面発光型表示装置となって従来の蛍光灯を光源にした表示装置の置き換えが可能となり、薄型化、長寿命化を図ることができる。また、ＬＥＤの使用によりＤＣ電源で駆動することができ、停電用のバックアップ電源の回路構成を簡単にでき、コストダウンが図れる。しかも、明るさの調整や点滅動作を容易に行え、多様な表示が可能となる。
【００５６】
任意の色に変換できる色変換部材により光源は単一の発光色のＬＥＤでよく、異なる発光色のＬＥＤを交互に並べなくても表示に必要な発光色が得られ、ＬＥＤ近傍での色むらがなくなり、均一な面発光を行うことができ、高品質な表示が得られる。
【００５７】
光源に青色光を発するＬＥＤを用い、色変換部材により一括して青色光を白色光に変換するので、１種類のＬＥＤだけで白色光を得ることができ、白色光を得るために赤、緑、青色の各ＬＥＤの光量を調整する必要がなくなり、制御が簡単となる。また、色変換部材により青色光を表示パターンに応じた他の光スペクトル成分を持つ光に変換すると、表示パネルの表示パターンを形成するための色フィルタで表示色以外の光をカットしなくてもあらゆる表示色が可能となり、表示面の輝度が低くならず明瞭な表示を得ることができる。
【００５８】
複数のＬＥＤを並べた光源と、側面から入射した光源の光を面発光させる導光板と、光源の発光色を異なる色に変換する色変換部材とを備え、複数の色変換部材を組み合わせて図柄や文字等の表示パターンを形成しているので、表示パネルを用いなくても任意の表示パターンを描くことができ、表示パネルの廃止によりさらに薄型化を図ることができる。また、光が通過する部材も少なくなり、光の減衰が減って高い輝度が得られ、明瞭な表示にすることができる。
【００５９】
表示パターンが形成された表示パネルを色変換部材の前面に配し、光源の発光色を表示パネルの表示パターンに応じてそれぞれ異なる色に変換するように２種類以上の色変換部材が組み合わされることにより、表示パネルでカットされていた光の成分がなくなり、高い輝度が得られて表示面が明るくなり、視認性がよくなる。
【００６０】
ＬＥＤの視認性を任意に変更することにより、表示を変化させることができ、人間の注意をひくことができる。したがって、表示装置としての機能を高めることができる。また、表示が不要な場合には消灯したり減光することによって、消費電力を低減でき、ＬＥＤの寿命も延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の面発光型表示装置の分解斜視図
【図２】同じく表示装置の断面図
【図３】色変換部材の入射光と透過光の波長分布図
【図４】他の色変換部材の入射光と透過光の波長分布図
【図５】非常口誘導灯の表示パネルの正面図
【図６】表示パネルのフィルタ特性および透過光の波長分布を示す図
【図７】表示装置の電気回路のブロック図
【図８】消火器表示灯の表示パネルの正面図
【図９】他の実施形態の表示装置の分解斜視図
【図１０】同じく表示装置の断面図
【図１１】同じく色変換部材の入射光と透過光の波長分布図
【図１２】他の実施形態の表示装置の分解斜視図
【図１３】従来の蛍光灯を光源に用いた表示装置の分解斜視図
【図１４】同じく表示装置の断面図
【図１５】同じく表示装置の電気回路のブロック図
【図１６】従来の面発光型表示装置の分解斜視図
【図１７】他の従来例の表示装置の分解斜視図
【図１８】（ａ）従来の２色表示を行うための光源を示す図、（ｂ）従来の白色光を発するための光源を示す図
【符号の説明】
４０    ＬＥＤ
４１    光源
４２    導光板
４３    反射板
４４    色変換部材
４５    拡散板
４６    表示パネル
５３    素地領域
５４    変換領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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