(57)【要約】【課題】左右１８０°方向に発光する複数の発光面を有するＬＥＤ表示装置および装飾用照明において、隣合わせた発光面が互いに光漏れの無い、安価且つ生産性の良い装置を提供する。【解決手段】本発明は、左右１８０°から視認できる発光面に導光体を用い、光源部であるＬＥＤを発光面の両入光エッジ部へ配置させることにより、ＬＥＤの出光部と発光面である導光体の入光部が近接に配置でき、光を導光体内部のみに入射することができ、導光体のパターンで発光面全体が光らせ、ＬＥＤの光が全て導光体に入射する事でＬＥＤの直接光が隣り合わせる発光面へ漏れずに仕切り板を削除することができる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右１８０°方向から視認できる２個以上の発光面を有し、発光面として光の反射・屈折用のパターンを有する湾曲したもしくはＵ字状にした又は台形状に加工した導光体を２個以上用い、各発光面を構成する各々の導光体の両入光エッジ部に配置したＬＥＤからの光を導光体に入光する事で、互いの発光面の間に仕切り板がなくても、発光面間からの光漏れがなく、発光面全体を希望する配色で光らす事ができるＬＥＤ表示装置。
【請求項２】
請求項１の発光面の内側にはリフレクタを設置し、発光面の曲面と平行なリフレクタ形状をすることで、発光効率を改善させる請求項１のＬＥＤ表示装置。
【請求項３】
光の反射・屈折用のパターンを有する複数の導光体からなる発光面が一体となる形状をしており、隣合わせた発光面の間にスリットを入れることで２個以上の発光面を有するものとし、互いの発光面の間に仕切り板がなく、発光面全体を光らす事ができる請求項１または２のＬＥＤ表示装置。
【請求項４】
光の反射・屈折用のパターンを有する導光体で構成された発光面の両入光エッジ部からＬＥＤの光を入光エッジ部毎に異なる色で入光させ、発光面に混色した色を光らす事ができる請求項１，２または３のＬＥＤ表示装置。
【請求項５】
請求項１、２、３、４のＬＥＤ表示装置が搭載された装飾用照明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、ＬＥＤ表示装置、装飾用照明に関するものである。
【背景技術】
【０００２】近年、発光ダイオード（以下ＬＥＤ）は青色ＬＥＤが実用化され、それにより赤、緑、青の３原色のＬＥＤが揃い、これらのＬＥＤを用いてフルカラーの表示を行うことが可能となっている。ＬＥＤは電球と比べて長寿命、高効率且つ耐振動性に優れているため、いろいろな点灯パターンを表示させるＬＥＤ表示装置、装飾用照明、バックライト装置などに用いられている。【０００３】特許文献１では、多数のＬＥＤを配置させた光源ユニットがあり、この光源ユニットと液晶パネルの間に配置された光拡散プレートにより、光源ユニットからの光りを拡散させ、光拡散プレート全面から均一な光量を液晶パネルに供給するバックライト装置が開示されている。【０００４】また、ＬＥＤ表示装置として、図１のようにＬＥＤ１からの直線的な光２を面状発光させるために、光拡散プレート３に用い、光拡散プレートに設けられた拡散パターン４により内部で拡散された光５を面状の光６として取り出す手法が提案されている。【０００５】図２は、従来例のＬＥＤ表示装置の一例を示したものである。拡散パターン発光面２０１、２０２、２０３は透明な樹脂から形成され、中に入っているＬＥＤが点灯し、発光面にある拡散パターンによりＬＥＤの光が拡散され、発光面全体が光ることにより、正面だけでなく左右１８０°方向からも発光面の光りを確認することができるＬＥＤ表示装置である。【０００６】図３は、上記図２のＬＥＤ表示装置の分解図を示したものである。透明な樹脂で出来た拡散パターン発光面３０４、３０５、３０６がそれぞれ別々に点灯、点滅の演出ができるようにＬＥＤ光源部３０１、３０２、３０３は仕切り板３０７、３０８によって仕切られており、ＬＥＤ３０の光が発光面３０４だけを照射し、ＬＥＤ３１の光が発光面３０５だけを照射し、ＬＥＤ３２の光が発光面３０６だけを照射することを可能にしている。【０００７】図４は、上記ＬＥＤ表示装置の断面図を示したものである。拡散パターン発光面４０１は仕切り板４０４で発光面４０２とは仕切られており、ＬＥＤ４０の光は発光面４０２に漏れることがないため、発光面４０２は消灯させて発光面４０１だけを光らせたいとき、或いは発光面４０１、４０２の点灯色が異なる場合でも色が混ざることなく点灯させることできる。発光面４０２、４０３の関係についても同様に光漏れを気にせず点灯、点滅などの演出させることができる。【０００８】しかしながら、上記のようなＬＥＤ表示装置において、発光面全体を光らせ、且つ隣り合わせる発光面に光漏れがしないように、図５のように拡散パターン発光面５０１とＬＥＤ５０までの距離を短くし、ＬＥＤ５０と発光面５０１との距離が近いため発光面５０１と隣合わせた発光面には光漏れをしなくなる。ただし、ＬＥＤ５０と発光面５０１との距離が近いため、ＬＥＤの光は広がりが少なく、発行面全体を光らせるには発光面５０１の直下に多数のＬＥＤ５０の配置が必要となる。また、発光面５０１に透明樹脂を使用した場合、図５に示すグラフのようにＬＥＤ５０が発光面５０１の直下の位置にある部分に明点ができ、輝度ムラの問題がある。一方、図６のように拡散パターン発光面６０２とＬＥＤ６１までの距離を長くした場合では、図６に示すグラフ���ように輝度ムラが少ない発光面となる。
しかしながら、発光面６０２に隣合わせた発光面６０１、６０３に光漏れ部６３、６４のようにＬＥＤ６０、６１、６２の光が隣り合わせる発光面へ漏れてしまうため、発光面の間に仕切り板、或いはリフレクタなどの部品が必要となる。仕切り板を有するＬＥＤ表示装置においては、部品点数が多くなり、製造コストが高く、且つ生産性が悪いという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−５８４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】複数の発光面を有するＬＥＤ表示装置および装飾用照明において、隣合わせた発光面が互いに光漏れの無い、安価且つ生産性の良い装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】上述した課題を解決するために、本発明のＬＥＤ表示装置および装飾用照明は、発光面として光の反射・屈折用のパターンを有する導光体を２個以上用いて２個以上の発光面を有するもので、光源部であるＬＥＤの光を導光体の入光エッジ部から照射・入光させ、導光体に施した凸凹パターン、ドットパターン、或いはプリズムパターン（以下導光体のパターン）により導光体内部を反射、屈折させ発光面全体を光らせる。この様な導光体パターンは導光体の片面または両面に施すことが出来るが、両面に施した方がより均一な発光ができるので好ましい。【００１２】発光面に導光体を用いることで、光源となるＬＥＤを発光面の両入光エッジ部へ配置させることができ、ＬＥＤの出光部と発光面である導光体の入光部が近接に配置できる。ＬＥＤの光は導光体との距離が近いので、導光体内部のみに入射することができるので、ＬＥＤの直接光が隣り合わせる発光面へ漏れなくなり、隣り合わせる発光面からの光漏れは、発光面どうしの隙間を開けるだけで防ぐことが可能となり、仕切り板を削除することができる。
【発明の効果】
【００１３】本発明によれば、発光面に光の反射・屈折用のパターンを有する導光体を用い、ＬＥＤは発光面の両入光エッジ部のみの配置で済むため、拡散パターンの入った発光面を用いて複数のＬＥＤを直下に配置するよりもＬＥＤの数を減らすことができ、省エネ化およびコストダウン化を図る事ができる。【００１４】また、ＬＥＤの光が導光体に全て入る事で、隣り合わせる発光面にＬＥＤの直接光が漏れる事が無いため、発光面と隣り合わせる発光面の間に仕切り板が不要となり、部品削除におけるコストダウン化、および組込み時における生産性の向上を図る事ができる。【００１５】導光体の両入光エッジ部からＬＥＤの光を入射することにより、各入光エッジ部に配置したＬＥＤの点灯色を入光エッジ部毎に違う色に変えることで、発光面の各入光エッジ部付近ではＬＥＤ発光色が点灯し、発光面正面の中心付近では各入光エッジ部で点灯した色が混色するような演出をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ＬＥＤ光の光拡散パターン発光例
【図２】ＬＥＤ表示装置の外観一例
【図３】ＬＥＤ表示装置一例の分解図
【図４】ＬＥＤ表示装置一例の断面図
【図５】発光面とＬＥＤ距離が近いイメージ図
【図６】隣り合わせた発光面間に仕切り板がないイメージ図
【図７】導光体を発光面にしたＬＥＤ表示装置の外観図
【図８】導光体を発光面にしたＬＥＤ表示装置の分解図
【図９】発光面の曲線と平行なリフレクタイメージ図
【図１０】リフレクタ形状の違いによる光路距離の違いを示す図
【図１１】発光面の光を取り出すイメージ図
【図１２】発光面の別形状イメージ図
【発明を実施するための形態】
【００１７】図７は本願発明の外観図の一例で、左右１８０°方向から視認できる導光体を用いた発光面を有するＬＥＤ表示装置を示したものである。導光体を使った発光面７０１、７０２、７０３は透明な樹脂による光の反射・屈折用のパターンを有する導光体からなっており、発光面の入光エッジ部にＬＥＤが配置されている。ボトムケース７０４は発光面を取り付けるためのケースだが、形状などは別の形でも構わない。また、発光面は３段を例としたが、何段あっても従来用いられているような仕切り板がなくても隣合わせた発光面の光に影響されずに各発光面全体をそれぞれ好みの発色で光らすことができる。
【００１８】図８は上記ＬＥＤ表示装置の分解図を示したものである。導光体を使った発光面８０１はＬＥＤ８０、８１の光が発光面８０１の両入光エッジ部より入射され、発光面にある導光体パターンと内側部に設けたリフレクタ８０５によって発光面８０１全体から光りを取り出すことができる。この図面においては一つの導光体の両入光エッジ部に各１個のＬＥＤを設置した図を示したが、必要に応じて複数設置することは何ら差支えがない。
同様に発光面８０２はＬＥＤ８２、８３、リフレクタ８０６によって好みの配色で発光面８０２全体を光らすことができ、発光面８０３も同様にしてその全体を光らすことができる。
各発光面のＵ字型エッジ部８０８、８０９、８１０からの光を導光体に反射させるために、Ｕ字エッジ部８０８、８０９、８１０に反射シート８１１、８１２、８１３を貼っても構わない。
また、リフレクタ８０５、８０６、８０７はシート形状の反射シート、ミラー、ＬＥＤ基板の白レジストなどでも構わない。
また、図７、図８ではコの字型もしくはＵ字型形状の発光面を例にあげたが、半円形、半楕円形、台形など左右１８０°方向より視認出来る形状でも構わない。
【００１９】また、リフレクタの形状について、図９は発光面９０１の曲面に対しリフレクタ９０２が平行な形状を示したものである。つまり、発光面曲面と実質的に同じ形状のリフレクタを設けることが後述の理由により好ましい。図１０はリフレクタ形状の違いによるＬＥＤの光路を示したものである。直線的なリフレクタ１００１を使用した場合について、導光体パターンを施した発光面１００２の入光エッジ部に配置したＬＥＤ１０１により入射された光は、一度導光体を使った発光面１００２内に入り、導光体パターン１０４により取り出された光が発光面内部へ進み、直線的なリフレクタ１００１で反射され、発光面１００２を透過し、光１０３として取り出される。一方、発光面１００４の曲面と平行な形状をしたリフレクタ１００３では、ＬＥＤ１０５の光が導光体に入り、導光体パターン１０７より取り出された光が、発光面１００４と平行で近距離に配置したリフレクタ１００３により反射され、発光面１００４を透過し、光１０８として取り出される。下記式（１）にあるように、照度ＥはＬＥＤの光度１を光路距離ｒの２乗で割ることで求められるので、上記リフレクタ１００３の形状のように発光面１００４の曲面に平行な形状の方が、光路距離が短くなるため、発光面からより強い光を取り出すことができる。
Ｅ＝Ｉ／ｒ２・・・（１）
【００２０】図１１は発光面がＬＥＤの光を取り出すイメージ図を示したものである。
発光面１１０１の両入光エッジ部に配置したＬＥＤ１１０、１１１の光をリフレクタ１１０２で反射させ、発光面１１０１の外側１１２、または内側１１３に施した導光体パターンによって発光面１１０１の外側へと取り出す。ＬＥＤ１１０、１１１の光は発光面１１０１内部全体に反射や屈折などを繰り返し伝播されるため、ＬＥＤ１１０の光とＬＥＤ１１１の光を均一に混ぜた色に発光面１１０１を点灯させることができる。例えば、ＬＥＤ１１０の光を赤色に点灯させ、ＬＥＤ１１１の光を青色に点灯させると２色を合わせたマゼンタ色に発光面１１０１が光らせることができ、同様にＬＥＤの発光色を赤色と緑色にすることで黄色に点灯し、緑色と青色でシアン色に点灯することができ、光による加色法によるいろいろな点灯パターンを演出することができる。
【００２１】上記、発光面である導光体の材料には、光の一部を透過するため、透明なアクリル樹脂或いはポリカーボネートなどが好ましい。ＬＥＤの形状はチップタイプ、砲弾タイプ等どの形態でも構わない。ＬＥＤの色については、ここではＲ、Ｇ，Ｂ３色タイプについて例を上げるが、単色タイプや２色タイプなどでも構わない。
【００２２】また、発光面の両入光エッジ部に配置するＬＥＤは、片側１個ずつの配置例を図示したが、発光面の幅に応じ複数配置する場合でも構わない。
【００２３】導光体の発光面について、図１２は複数の発光面が繋がった形状のイメージ図である。
発光面１２０１、１２０２、１２０３は隣り合わせる面にスリット１２０、１２１が入っており、両入光エッジ部のＬＥＤ入光部付近で繋がった形状をしている。ＬＥＤ１２２、１２７の光は導光体パターンを施した発光体１２０１のみに入光され、ＬＥＤ１２３、１２６の光は導光体パターンを施した発光体１２０２へ入光され、ＬＥＤ１２４、１２５の光は導光体パターンを施した発光体１２０３へ入光され、各発光面がそれぞれのＬＥＤの点灯パターンに合わせ光らすことができる構造でも構わない。
【産業上の利用可能性】
【００２４】本発明のＬＥＤ表示装置は、状況の変化などをＬＥＤ発光面の配色状態を変えることで、左右１８０°方向に伝える一種の情報提供サインとして用いる表示装置などに使用できる。
また、導光体を利用したことによる演出効果や、発光面間の仕切り板削減による生産性の向上およびコストダウン効果、ＬＥＤの使用数量を減らすことによる省電力化が期待できる。
【符号の説明】
【００２５】１．ＬＥＤ
２．ＬＥＤ光
３．光拡散プレート
４．拡散パターン
５．拡散された光
６．取り出される面状光
３０〜３２、４０〜４２．光源部に配置されたＬＥＤ
５０．発光面と近距離に配置したＬＥＤ
６０〜６２．発光面と距離を空け配置したＬＥＤ
６３〜６４．ＬＥＤ間の光漏れ部
８０〜８５．導光体を使った発光面の両入光エッジ部に配置されたＬＥＤ
１０１、１０２．導光体を使った発光面の両入光エッジ部に配置したＬＥＤ
１０３．直線的リフレクタにより取り出された光
１０４．発光面１００２に施された導光体パターン
１０５、１０６．発光面の入光エッジ部に配置したＬＥＤ
１０７．発光面１００４に施された導光体パターン
１０８．発光面に平行な曲線リフレクタにより取り出された光
１１０、１１１．ＬＥＤ
１１２．発光面に施した導光体パターン外側
１１３．発光面に施した導光体パターン内側
１２０、１２１．発光面間に設けたスリット
１２２〜１２７．光源部に配置されたＬＥＤ
３０７、３０８．４０４，４０５．光源部間及び発光面間を仕切る仕切り版
７０１〜７０３．８０１〜８０３．導光体を使った発光面
７０４．８０４．ボトムケース
８０５〜８０７．リフレクタ部
８１１〜８１３．発光面の入光エッジ部とは別のＵ字エッジに設けた反射シート
９０２、１００３、１１０２．発光面の曲線に平行なリフレクタ断面
１００２、１００４、１１０１．導光体を用いた発光面断面
１２０１〜１２０３．導光体を用いた発光面
【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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