(57)【要約】【課題】  ＬＥＤ等の光源からの入射光により樹脂全体が均等な明るさに発光可能であるとともに、反射板等を別に設ける必要のない光源装置を安価な方法で提供し、さらにそのような光源装置を用いた照明装置を提供する。【解決手段】  光透過性の円筒状の樹脂１２と、樹脂１２の両端又は一端に取り付けられて樹脂１２の内部に光を照射する光源又はＬＥＤ１４とを有する光源装置１０は、ＬＥＤ１４からの入射光を反射して被照射体を均一に照明するための反射層１６を有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状の光透過性樹脂と、該樹脂の各々の少なくとも一端に取り付けられて該樹脂の内部に光を照射する光源とを有する、表示装置用の光源装置において、
前記樹脂が、前記光源から照射された光の一部を反射して前記表示装置を均一に照明するための反射層を有することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記樹脂は略円筒形状であり、前記反射層は、前記光源から遠ざかるに従って面積が徐々に大きくなるように前記樹脂の側面に形成される、請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記樹脂は、円筒を該円筒の軸に略平行な平面で切断した形状を有し、前記反射層は、前記樹脂が有する平面上に、前記光源から遠ざかるに従って面積が徐々に大きくなるように形成される、請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記樹脂が、前記光源から照射された光が前記樹脂内部以外へ散逸することを防止するために前記光源を囲繞するキャップをさらに有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記光源が、発光ダイオード、熱陰極タイプ蛍光小型電球及び一般用電球を含むグループから選定される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記反射層が蒸着処理によって前記樹脂の表面上に形成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記樹脂は射出成形によって成形され、前記反射層は、該樹脂の射出成形と同時に転写成形によって前記樹脂に成形される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記樹脂は押出成形によって成形され、前記反射層は、該樹脂の押出成形と同時に二層加工によって前記樹脂に成形される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項９】
前記反射層が、反射処理を施されたテープを前記樹脂に貼付することによって形成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記テープは両面テープであり、前記樹脂に貼付される該両面テープの面と反対側の面には前記光源及び該光源に通電するためのフレキシブル回路基板のアセンブリが設けられる、請求項９に記載の光源装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光源装置と、該光源装置用の導光板とを有する、バックライト及びフロントライトの少なくとも一方として使用される照明装置であって、該光源装置が該導光板の端部に取り付けられて該導光板内部に光を照射し、それにより該導光板全体が発光する、照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ（以下ＬＣＤと略称）等の表示装置の照明に用いられる発光ダイオード（以下ＬＥＤと略称）等を用いた光源装置、及びそのような光源装置を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤはノートＰＣ、モニター、ＴＶ、カーナビゲーション等に広く使用されており、その光源として従来は蛍光ランプが主として使用されていた。またこのような光源は看板、表示板等の光源、又はアウトドア用の小型光源としても利用されている。しかし近年、環境対策の１つである水銀レス化を目的として、蛍光ランプからＬＥＤ等を用いた代替の光源装置への転換がなされつつある。
【０００３】
ＬＥＤ等の光源を用いた光源装置は、円柱等の柱状の光透過性樹脂の両端又は一端にＬＥＤ等の光源を取り付け、円柱内に光を照射することによって円柱全体を発光させ、蛍光ランプと同じような照明効果を得ようとするものが公知である。このような光源装置においては、樹脂が光源に近い部分ほど明るく発光し、ＬＣＤ等の被照射体に明るさ斑が生じる場合がある。特に円柱の軸方向長さが長いときはこの傾向が強く、円柱全体を均等な明るさに発光させることが困難である場合が多い。このような問題を解決するために、光透過性樹脂の側面に光を均一に拡散させる鋸状の斜面を有する光源装置が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００１―６１０４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光透過性樹脂の側面に光を拡散させる特殊な形状を設けるためには、一般にかなり高精度な加工及び処理が必要であり、コスト及び製造時間の増加につながる場合が多い。
【０００５】
また柱状の樹脂を用いた光源装置の場合、ＬＥＤ等の光源から樹脂内に照射された光は、樹脂の長さ方向に垂直な断面において放射状に拡散する。このような光源装置は一般にＬＣＤ等のフロントライト又はバックライトとして使用されるので、照明光は光源装置からＬＣＤに向かう方向にのみ照射されることが望ましく、そのため光源装置の近傍には反射板が別途設けられることが多い。このことは光源装置全体が大きくなり、またコスト的にも不利となる。
【０００６】
そこで本発明は、光源からの入射光により樹脂全体が均等な明るさに発光可能であるとともに、反射板等を別に設ける必要のない光源装置を安価な方法で提供することを目的とし、さらにそのような光源装置を用いた照明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】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、柱状の光透過性樹脂と、該樹脂の各々の少なくとも一端に取り付けられて該樹脂の内部に光を照射する光源とを有する、表示装置用の光源装置において、前記樹脂が、前記光源から照射された光の一部を反射して前記表示装置を均一に照明するための反射層を有することを特徴とする、光源装置を提供する。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＬＥＤ光源装置において、前記樹脂は略円筒形状であり、前記反射層は、前記光源から遠ざかるに従って面積が徐々に大きくなるように前記樹脂の側面に形成される、光源装置を提供する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の光源装置において、前記樹脂は、円筒を該円筒の軸に略平行な平面で切断した形状を有し、前記反射層は、前記樹脂が有する平面上に、前記光源から遠ざかるに従って面積が徐々に大きくなるように形成される、光源装置を提供する。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光源装置において、前記樹脂が、前記光源から照射された光が前記樹脂内部以外へ散逸することを防止するために前記光源を囲繞するキャップをさらに有する、光源装置を提供する。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光源装置において、前記光源が、発光ダイオード、熱陰極タイプ蛍光小型電球及び一般用電球を含むグループから選定される、光源装置を提供する。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源装置において、前記反射層が蒸着処理によって前記樹脂の表面上に形成される、光源装置を提供する。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源装置において、前記樹脂は射出成形によって成形され、前記反射層は、該樹脂の射出成形と同時に転写成形によって前記樹脂に成形される、光源装置を提供する。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源装置において、前記樹脂は押出成形によって成形され、前記反射層は、該樹脂の押出成形と同時に二層加工によって前記樹脂に成形される、光源装置を提供する。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源装置において、前記反射層が、反射処理を施されたテープを前記樹脂に貼付することによって形成される、光源装置を提供する。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の光源装置において、前記テープは両面テープであり、前記樹脂に貼付される該両面テープの面と反対側の面には前記光源及び該光源に通電するためのフレキシブル回路基板のアセンブリが設けられる、光源装置を提供する。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光源装置と、該光源装置用の導光板とを有する、バックライト及びフロントライトの少なくとも一方として使用される照明装置であって、該光源装置が該導光板の端部に取り付けられて該導光板内部に光を照射し、それにより該導光板全体が発光する、照明装置を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、樹脂の形状に関わらず樹脂全体が均等な明るさで発光する光源装置を安価かつ確実な方法で製造することができる。また樹脂自体が光源から入射された光を所定の方向に反射させる機能を有するので、別途反射板等を設ける必要がなく、光源装置全体がコンパクトになって設置スペースの面からも有利である。
さらに反射層は、蒸着処理、樹脂の射出成形時の転写成形及び樹脂の押出成形時の二層加工等によって樹脂に成形することができる。特に転写成形及び二層加工は樹脂の成形と同時に実施可能であるので、反射層の成形のために別途時間を必要としないという利点が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る光源装置１０を図１（ａ）〜（ｅ）に示す。ＬＣＤ等の被照射体１００を照明するための光源装置１０は、光透過性の円筒状の樹脂１２と、樹脂１２の両端又は一端に取り付けられて樹脂１２の内部に光を照射する光源又はＬＥＤ１４とを有する。樹脂１２は透明又は半透明のいずれであってもよく、その材料としては例えば光透過性のアクリルが好ましい。ＬＥＤ１４は、熱陰極タイプ蛍光小型電球又は一般用電球等に置換されてもよい。樹脂１２の側面には、ＬＥＤ１４からの照射光の一部を反射して樹脂１２全体を均一に発光させるための反射層１６が形成される。
【００２０】
より詳細には、反射層１６は図１（ａ）〜（ｅ）に示すように、樹脂１２の側面の一部に樹脂１２の長手方向に連続的又は断続的に形成される。図１（ａ）は、反射層１６が樹脂１２の長手方向に一定幅で形成された光源装置である。ここで樹脂１２はＬＥＤ１４に近い部分ほど明るく発光する傾向があるため、反射層１６はＬＥＤ１４に近い部分ほど面積が小さく、ＬＥＤ１４に遠い部分ほど大きい面積になるように形成されることが好ましい。このような反射層１６の具体例を図１（ｂ）〜（ｄ）に示す。図１（ｂ）及び（ｃ）は、ＬＥＤ１４から遠ざかるにつれて徐々に幅広すなわち面積が大きくなる反射層１６を示す。ここで反射層１６の周縁は、曲線（図１（ｂ））及び直線（図１（ｃ））のいずれであってもよい。このような反射層１６の構成によれば、ＬＥＤ１４から樹脂１２内に照射された光はＬＥＤ１４から遠い部分ほど多く反射層１６で反射されて被照射体１００に向かうことになるので、結果的には被照射体１００を均一に照明することができる。また図１（ｄ）に示すように、反射層１６は樹脂１２上に断続的に形成されてもよい。この場合も反射層１６はＬＥＤ１４から遠ざかるほど面積が大きくなるように形成されることが好ましい。なお反射層１６は従来の反射板の機能も兼ねるため、設置スペース面で不利となる反射板を別途設ける必要はない。
【００２１】
上述したように、ＬＥＤ１４は樹脂１２の一端にのみ設けられてもよい。この場合も、例えば図１（ｅ）に示すように、反射層１６はＬＥＤ１４から遠ざかるほど面積が大きくなるように形成されることが好ましい。
【００２２】
反射層１６の形成方法としては、金属等の反射性材料の蒸着、スパッタリングが可能であり、また反射性材料のシルク印刷、市販入手可能な反射性テープの貼付等も可能である。樹脂１２を射出成形により成形するときは、その射出成形時に二色成形、転写成形を行うことにより反射層１６を同時形成することもできる。さらに樹脂１２を押出成形により成形するときは、その押出成形時に反射層１６を同時形成する二層加工によっても反射層１６が形成可能である。特に、樹脂の射出成形又は押出成形と同時に反射層を形成する方法は、光源装置１０の製造におけるコスト、作業性双方の面で非常に有利である。
【００２３】
また任意に、光源装置１０は、ＬＥＤ１４からの照射光を効率よく樹脂１２に入光させるために、図２に示すようなキャップ１８を有することができる。なお図２においては反射層は省略されている。キャップ１８は光を通さない材料から作製され、例えば円筒のような筒状である。またキャップ１８はＬＥＤ１４を囲繞してＬＥＤ１４からの光が樹脂１２の内部以外には実質的に向かわないような構造を有し、好ましくは、内面すなわちＬＥＤ１４からの照射光が当たる面は反射性材料で構成される。このようなキャップ１８によれば、ＬＥＤ１４からの照射光を散逸させずに効率良く被照射体の照明に使うことができ、電力の節約に寄与する。
【００２４】
択一的に、図３（ａ）、（ｂ）に示す第２の実施形態の光源装置２０は、円筒の曲面の一部が切除された蒲鉾形状の光透過性樹脂２２を有する。より詳細には樹脂２２は、円筒をその中心軸に平行な平面で切断して平面２２ａを有するような形状である。樹脂２２を発光させるための光源又はＬＥＤ２４は、光源装置１０のＬＥＤ１４と同様に、樹脂２２の両端又は一端に取り付けられて樹脂２２の内部に光を照射する。ＬＥＤ２４もＬＥＤ１４と同様に、熱陰極タイプ蛍光小型電球又は一般用電球等に置換されてもよい。反射層２６は、図３（ａ）のように樹脂２２の平面２２ａ上に全体的に形成されてもよいが、上述の図１（ｂ）〜（ｄ）に関する説明と同じ理由により、図３（ｂ）のようにＬＥＤ２４から遠ざかるほど平面２２ａに占める反射層２６の割合が徐々に大きくなるように形成されることが好ましい。
【００２５】
反射層２６の形成方法としては、光源装置１０の反射層１６と同様に、金属等の反射性材料の蒸着、スパッタリングが可能であり、また反射性材料のシルク印刷、市販入手可能な反射性テープの貼付等も可能である。樹脂２２を射出成形により成形するときは、その射出成形時に二色成形、転写成形を行うことにより反射層２６を同時形成することもできる。さらに樹脂２２を押出成形により成形するときは、その押出成形時に反射層２６を同時形成する二層加工によっても反射層２６が形成可能である。特に、樹脂の射出成形又は押出成形と同時に反射層を形成する方法は、光源装置２０の製造におけるコスト、作業性双方の面で非常に有利である。
【００２６】
光源装置２０の反射層２６を上述の反射性テープにより形成する場合は、その反射性テープとして反射性の両面テープを用いることができる。この場合、図４に示すように、光源装置２０の反射層は反射性の両面テープ２６ａを平面２２ａに貼付して形成される。両面テープ２６ａを用いることにより、樹脂２２の平面２２ａに貼付される両面テープ２６ａの面の反対側の面には、ＬＥＤ２４及びＬＥＤ２４に通電するためのＦＰＣ（フレキシブル回路基板）２５のアセンブリ２７を設けることができる。このような構成によれば、光源、反射層及びＬＥＤ周りの回路を極めて少ないスペースに収めることができ、照明装置全体のさらなるコンパクト化が可能になる。なお光源装置１０においても同様に、反射層として上述の反射性両面テープが使用可能である。
【００２７】
また光源装置２０も光源装置１０と同様に、上述したキャップ１８と同様のキャップ２８（図示せず）を有し、ＬＥＤ２４からの入射光を効率よく被照射体の照明に使用することができる。
【００２８】
上述の光源装置１０又は２０を複数個用いることにより、従来は蛍光ランプ等が使用されていた直下型のバックライト式照明装置４０を構成することができる。図５は、複数の光源装置１０又は２０を略等間隔に配列した照明装置すなわち直下型バックライト４０の概略図である。バックライト４０の内側の底面４２には、光源装置１０又は２０からの光を反射して効率よく照明するための反射層を設けることができる。
【００２９】
本発明に他の実施形態を図６に示す。図６に示されるサイドライト型照明装置５０は、上述の光源装置１０又は２０と同様の光源装置５２と、それに取り付けられる導光板５４とを有する。導光板５４は、光源装置５２と概ね等しい長さの辺を少なくとも１つ有する矩形の光透過性樹脂板であることが好ましい。また図示されるように、導光板５４は上記の辺が光源装置５２に隣接するように光源装置５２に取り付けられ、光源装置５２から照射された光がこの辺から導光板５４内に入射されるように構成される。このような構成によれば導光板５４全体を発光させることができるので、照明装置５０はＬＣＤ又は他の掲示板等のバックライト又はフロントライトとして使用することができる。この照明装置５０はまた、従来バックライト又はフロントライトとして使用される蛍光ランプを用いた照明装置に比べてコンパクトであり、設置スペースの節約に寄与するという長所を有する。
【００３０】
図７に示す照明装置６０は、図６の照明装置５０の応用例である。照明装置６０はバックライトの１つであり、光透過性樹脂からなるライトガイド６２、ライトガイド６２の両端に取り付けられる光源又はＬＥＤ６４、ライトガイド６２の長辺に１辺が隣接するように配置される導光板６６、及び導光板６６の一方の面に適当な間隔を空けて対向して配置される反射板６８を有する。ＬＥＤ６４もＬＥＤ１４及び２４と同様に、熱陰極タイプ蛍光小型電球又は一般用電球等に置換されてもよい。被照射体又はＬＣＤ２００は、導光板６６の他方の面に対向して配置される。
【００３１】
ライトガイド６２は、図示されるような切欠６３を１つ以上有する。切欠６３の形状は略Ｖ字であることが好ましく、それによりＬＥＤ６４からライトガイド６２内に照射された光は切欠６３で反射されて導光板６６内に向かう。又はライトガイド６２は、上述の光源装置１０又は２０のような反射層を有する光透過性樹脂であってもよい。
【００３２】
導光板６６内に導入された光は、導光板が有する反射構造部６７にて反射されてＬＣＤ２００に向かう。反射構造部６７は、ＬＣＤ２００とは反対側の導光板６６の面上に形成され、好ましくは図示されるような鋸歯形状を有する。導光板６６内に導入された光はこの鋸歯形状が有する面で反射される（矢印Ａ参照）。
【００３３】
導光板６６が有する鋸歯形状の反射構造部６７に対向して配置される反射板６８は、２つの機能を有する。すなわち、ＬＥＤ６４からの光の散逸を最小限に抑えてＬＣＤ２００を効率よく照明することと、外部からＬＣＤ２００及び導光板６６を通って入射する昼光等を反射する（矢印Ｂ参照）こととである。後者の場合、ＬＥＤ６４を発光させず、昼光等の外部の光のみでＬＣＤ２００を十分見易く明るくすることができる。従って照明装置６０は、昼間又は外部が明るいときはＬＥＤ６４を使用せずに昼光のみでＬＣＤ２００を十分な明るさに保ち、夜間又は外部が暗いときはＬＥＤ６４を使用してＬＣＤ２００を照明するという使い分けをすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（ａ）樹脂の長手方向に一定幅で形成された反射層を有する、第１の実施形態の光源装置の概略斜視図であり、  （ｂ）光源から遠ざかるほど幅広になるように形成されるとともに周縁が曲線の反射層を有する光源装置の概略斜視図であり、  （ｃ）光源から遠ざかるほど幅広になるように形成されるとともに周縁が直線の反射層を有する光源装置の概略斜視図であり、  （ｄ）光源から遠ざかるほど面積が大きくなるように断続的に形成された反射層を有する光源装置の概略斜視図であり、  （ｅ）１つの光源から遠ざかるほど幅広になるように形成された反射層を有する光源装置の概略斜視図である。
【図２】図１の光源がキャップを有する図である。
【図３】（ａ）樹脂の平面全体に反射層が形成された、第２の実施形態の光源装置の概略斜視図であり、  （ｂ）光源から遠ざかるほど面積が大きくなるように樹脂の平面の一部に反射層が形成された、光源装置の概略斜視図である。
【図４】第２の実施形態の光源装置の変形例を示す図である。
【図５】複数の光源装置を用いた照明装置の一実施形態の図である。
【図６】導光板を有する照明装置の概略斜視図である。
【図７】導光板を有する照明装置の応用例を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０、２０、５２…光源装置
１２、２２…樹脂
１４、２４、６４…ＬＥＤ
１６、２６…反射層
１８、２８…キャップ
４０、５０、６０…照明装置
５４、６６…導光板
６２…ライトガイドパイプ
１００、２００…被照射体
【図１】
2005108647.tif 000003
【図２】
2005108647.tif 000004
【図３】
2005108647.tif 000005
【図４】
2005108647.tif 000006
【図５】
2005108647.tif 000007
【図６】
2005108647.tif 000008
【図７】
2005108647.tif 000009