(57)【要約】【課題】端部から入射した光を発光面から出光させる導光体を複数重ね合わせた面発光装置を提供することを目的とする。【解決手段】第１の端面(１０６、１０７）及び第１の発光面（１０２）を有する第１の導光体（１００）と、第２の端面(１１６、１１７)及び第２の発光面（１１２）を有する第２の導光体（１１０）と、第１の導光体の第１の端面から光を入射するための第１の光源（３０、４０）と、第２の導光体の第２の端面から光を入射するための第２の光源(５０、６０）と、第１の光源から入射した光を第１の導光体の第１の発光面から出光させるための第１の光偏向手段（Ｒ１）と、第２の光源から入射した光を第２の導光体の第２の発光面から出光させるための第２の光偏向手段（Ｒ２）とを有し、第１の導光体と前記第２の導光体とが重ね合わされるように配置されることを特徴とする本発明に係る面発光装置（１）。【選択図】図２
2007294297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の端面及び第１の発光面を有する第１の導光体と、
第２の端面及び第２の発光面を有する第２の導光体と、
前記第１の導光体の前記第１の端面から光を入射するための第１の光源と、
前記第２の導光体の前記第２の端面から光を入射するための第２の光源と、
前記第１の光源から入射した光を、前記第１の導光体の前記第１の発光面から出光させるための第１の光偏向手段と、
前記第２の光源から入射した光を、前記第２の導光体の前記第２の発光面から出光させるための第２の光偏向手段とを有し、
前記第１の導光体と前記第２の導光体とが重ね合わされるように配置されている、
ことを特徴とする面発光装置。
【請求項２】
前記第１の導光体は、複数の第１の導光棒から構成され、
前記第２の導光体は、複数の第２の導光棒から構成され、
前記第１の導光棒の長手方向と、前記第２の導光棒の長手方向が、略９０度に配置される、請求項１に記載の面発光装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の光源は複数のＬＥＤから構成され、前記複数のＬＥＤが、前記複数の第１及び第２の導光棒のそれぞれに対応して配置されている、請求項２に記載の面発光装置。
【請求項４】
前記複数のＬＥＤと前記複数の第１及び第２の導光棒とをそれぞれ接続させるための複数のリフレクターを更に有する、請求項３に記載の面発光装置。
【請求項５】
前記第１の光源を制御して前記第１の導光体にストライプ柄を表示させ、前記第２の光源を制御して前記第２の導光体にストライプ柄を表示させて、面発光装置全体としてチェック柄を表示させるための制御部をさらに有する、請求項３又は４に記載の面発光装置。
【請求項６】
前記第１の導光体の前記第１の発光面から出光した光を透過させるための複数の中空セルから構成される第１の中空複層体と、
前記第２の導光体の前記第２の発光面から出光した光を透過させるための複数の中空セルから構成される第２の中空複層体と、
を更に有する、請求項１〜５の何れか一項に記載の面発光装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の光偏向手段は、樹脂によって形成された前記第１及び第２の導光体の前記第１及び第２の発光面を粗面化処理することによって形成される、請求項１〜６の何れか一項に記載の面発光装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の光偏向手段は、前記第１及び第２の発光面上に設けられたランダムな凹凸形状である、請求項１〜６の何れか一項に記載の面発光装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の光偏向手段は、前記第１及び第２の発光面上に設けられたスクリーン印刷、ドット形状、Ｖ字状又はＵ字状の溝である、請求項１〜６の何れか一項に記載の面発光装置。
【請求項１０】
前記第１及び第２の導光体には、拡散材が添加されている、請求項２に記載の面発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光装置に関し、特に端部から入射した光を発光面から出光させる導光体を複数有する面発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ等のバックライトに用いられる面発光装置では、ネオン管等の線状光源からの光を平板状の導光板を用いて拡散させることによって面発光照明を実現している（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、比較的安価なＬＥＤを基板上に等間隔で複数配置し、看板等を裏側から直接照明するための面発光照明装置として利用しようとすることも知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２３７６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、端部から入射した光を発光面から出光させる導光体を用いて、ディスプレイや建物内の照明に用いるための面発光装置を構成しようとすることは知られていなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、端部から入射した光を発光面から出光させる導光体を用いた面発光装置を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、端部から入射した光を発光面から出光させる導光体と、ＬＥＤとを用いて、淡く、やさしい、エコロジックな色を発光させる面発光装置を提供することを目的とする。
【０００８】
さらに、本発明は、端部から入射した光を発光面から出光させる導光体を複数重ね合わせた面発光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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る面発光装置は、第１の端面及び第１の発光面を有する第１の導光体と、第２の端面及び第２の発光面を有する第２の導光体と、第１の導光体の第１の端面から光を入射するための第１の光源と、第２の導光体の第２の端面から光を入射するための第２の光源と、第１の光源から入射した光を第１の導光体の第１の発光面から出光させるための第１の光偏向手段と、第２の光源から入射した光を第２の導光体の第２の発光面から出光させるための第２の光偏向手段とを有し、第１の導光体と前記第２の導光体とが重ね合わされるように配置されることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明に係る面発光装置では、第１の導光体は第１の導光棒から構成され、第２の導光体は複数の第２の導光棒から構成され、第１の導光棒の長手方向と第２の導光棒の長手方向が略９０度に配置されることが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明に係る面発光装置では、第１及び第２の光源は複数のＬＥＤから構成され、複数のＬＥＤが複数の第１及び第２の導光棒のそれぞれに対応して配置されることが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明に係る面発光装置では、複数のＬＥＤと複数の第１及び第２の導光棒とをそれぞれ接続させるための複数のリフレクターを更に有することが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明に係る面発光装置では、第１の光源を制御して第１の導光体にストライプ柄を表示させ、第２の光源を制御して第２の導光体にストライプ柄を表示させて、面発光装置全体としてチェック柄を表示させるための制御部をさらに有することが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明に係る面発光装置では、第１の導光体の第１の発光面から出光した光を透過させるための複数の中空セルから構成される第１の中空複層体と、第２の導光体の第２の発光面から出光した光を透過させるための複数の中空セルから構成される第２の中空複層体とを更に有することが好ましい。
【００１５】
さらに、本発明に係る面発光装置では、第１及び第２の光偏向手段は、樹脂によって形成された第１及び第２の導光体の第１及び第２の発光面を粗面化処理することによって形成されることが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明に係る面発光装置では、第１及び第２の光偏向手段は、第１及び第２の発光面上に設けられたランダムな凹凸形状であることが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明に係る面発光装置では、第１及び第２の光偏向手段は、第１及び第２の発光面上に設けられたドット形状、Ｖ字状又はＵ字状の溝であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、導光体の端面から入射されるＬＥＤの光によって面発光照明を行うことから、薄型、省電力、軽量、且つ安価な面発光装置を提供することが可能となった。
【００１９】
また、本発明によれば、導光体の粗面化処理された樹脂表面から光を発光させるので、淡く、やさしい、エコロジックな色を発光させることが可能となった。
【００２０】
さらに、本発明によれば、導光体の粗面化処理された樹脂表面から出光した光を、中空複層体によって散乱及び／又は拡散させて装置の外部に出光させるので、さらに、淡く、柔らかな光を作ることが可能となった。
【００２１】
さらに、導光体を複数重ねて配置したことから、チェック柄等の従来では表現することが困難であった、様々な照明を行うことが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る面発光装置を図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は、本発明に係る面発光装置を壁掛けパネルとして構成した壁掛けパネル型面発光装置１を発光面側から見た正面図である。また、図２は、図１におけるＡＡ´断面図である。さらに、図３は、第１の導光体１００及び第２の導光体１１０と、第１のＬＥＤ光源部３０及び第４のＬＥＤ光源６０との関係を示す斜視図である。なお、図２及び図３においては、矢印Ｂ側に発光が行われる。
【００２４】
図１〜図３に示すように、壁掛けパネル型面発光装置１は、複数の導光棒１０１から構成される第１の導光体１００、複数の導光棒１１１から構成される第２の導光体１１０、開口部１０を有する枠体２０、第１のＬＥＤ光源部３０、第２のＬＥＤ光源部４０、第３のＬＥＤ光源５０、第４のＬＥＤ光源６０等から構成されている。
【００２５】
第２の導光体１１０の開口部側に第１の導光体１００が配置されており、第１の導光体１００を構成する複数の導光棒１０１の長手方向と、第２の導光体１１０を構成する複数の導光棒１１１の長手方向とのなす角度が、略９０度に設定されている。
【００２６】
第１及び第２のＬＥＤ光源部３０及び４０は、導光体１００を図１における図中の上下から挟むように配置され、枠体２０内に固定されている。また、第３及び第４のＬＥＤ光源部５０及び６０は、導光体１１０を図１における図中の左右から挟むように配置され、枠体２０内に固定されている。
【００２７】
また、第２の導光体１１０の裏側（図２において、図中下側）には反射シート７０が配置されており、第１の導光体１００の開口部１０側（図２において、図中上側）には、半透明な樹脂で形成された板状の保護プレート２１が配置されている。
【００２８】
反射シート７０は、第１、第２、第３及び第４のＬＥＤ光源部３０、４０、５０、６０からの光を効率良く、開口部１０側に反射するのに役立つが、必ずしも面発光装置１に備えられている必要はない。さらに、面発光側からの光を制御するために、保護シート２１の表面に拡散シートやプリズムシートを配置するようにしても良い。
【００２９】
また、図１では、第１の導光体１００の上下にＬＥＤ光源部を配置したが、光量が十分な場合には、一方にのみＬＥＤ光源部を配置することもできる。同様に、第２の導光体１１０の左右にＬＥＤ光源部を配置したが、光量が十分な場合には、一方にのみＬＥＤ光源部を配置することもできる。
【００３０】
図４は、ＬＥＤ光源部の概略を示した図である。
【００３１】
第１のＬＥＤ光源部３０は、複数のＬＥＤ３１、回路基板３２、リフレクター部３３及びＬＥＤの駆動回路素子３４（図２参照）等から構成される。回路基板３２上には、複数のＬＥＤ３１が等間隔で配置され、各ＬＥＤはリフレクター部３３で個々に覆われている。リフレクター部３３の内部には、アルミ蒸着がなされており、ＬＥＤ３１からの光を効率よく導光棒１０１へ伝達する機能を有している。なお、リフレクター部３３の内部は、鏡面仕上げや、白色の塗料の塗布が、なれていることが好ましい。
【００３２】
各ＬＥＤ３１は、Ｒ色ＬＥＤ素子３５、Ｇ色ＬＥＤ素子３６及びＢ色ＬＥＤ素子３７が一つにパッケージされた３ｉｎ１タイプのＬＥＤであって、入力信号によって、各素子からの光の混色によって複数の色の発光を行うことができる。なお、各ＬＥＤ３１は、Ｒ色の単色ＬＥＤ、Ｇ色の単色ＬＥＤ、Ｂ色の単色ＬＥＤ又はＷ（ホワイト）色の単色ＬＥＤであっても良い。
【００３３】
第２、第３及び第４のＬＥＤ光源部４０、５０、６０の構成も、前述した第１のＬＥＤ光源部と同様である。
【００３４】
第１のＬＥＤ光源部３０の各ＬＥＤ３１、第２のＬＥＤ光源部４０の各ＬＥＤ４１、第３のＬＥＤ光源部５０の各ＬＥＤ５１及び第４のＬＥＤ光源部６０の各ＬＥＤ６１は、制御部３８による制御タイミング及び指定色に従い、電源供給部３９から供給される電流によって指定された色で発光する。制御部３８及び／又は電源供給部３９は、枠体２０の内部の適切な位置又は外部に配置される。
【００３５】
図５は、導光体を構成する導光棒の一例を示す図である。
【００３６】
図５（ａ）は導光体１００の導光棒１０１の一例を示し、図５（ｂ）は導光体１１０の導光棒１１１の一例を示している。
【００３７】
図５（ａ）に示すように、導光棒１０１は、縦ａ１４５０ｍｍ、横ｂ１１２ｍｍ、幅（高さ）ｃ１５ｍｍの破壊されにくいポリカーボネイト樹脂で構成されている。なお、導光棒１０１は、ＭＭＡ樹脂、ＭＳ樹脂、ＰＥＴ等のポリエステル樹脂、ＰＳｔ樹脂、ＣＯＰ樹脂、ＣＯＣ樹脂、ＰＰ樹脂やＰＥ樹脂当のオレフィン樹脂、ＰＶＣ樹脂、アイオノマー樹脂、ガラス等によって構成しても良い。
【００３８】
導光棒１０１は、発光面１０２、発光面１０２と対抗する裏面１０３、発光面１０２と隣り合う側面１０４及び１０５、発光面１０２と略９０度の傾きを有しＬＥＤ光源部からの光を入射するための端面１０６及び１０７を有している。導光棒１０１の発光面１０２には、端面１０６及び／又は端面１０７から入射した第１のＬＥＤ光源部３０及び／又は第２のＬＥＤ光源部４０からの光を発光面１０２側から出射するための光偏向手段が形成されている。光偏向手段については後述する。
【００３９】
導光棒１０１の裏面１０３、側面１０４及び１０５は、導光棒１０１内に侵入した光が、これらの面において界面全反射をして外部に射出しないように、平滑且つクリアに磨き仕上げがなされている。なお、平滑且つクリアに磨き仕上げを行う代わりに、導光棒１０１の裏面１０３、側面１０４及び１０５に、低屈折率層を設けたり、反射層を設けたりすることもできる。さらに、裏面１０３には、光を有効に発光面１０２に反射させるために、鏡面仕上げをしたり、高屈折率又は高反射率の塗料を塗布したり、発光面１０２と同じような光偏光手段を形成したりすることができる。また、第１及び第２のＬＥＤ光源部３０及び４０からの光が導光棒１０１に進入しやすいように、導光棒１０１の端面１０６及び１０７は、平滑化処理が施されている。
【００４０】
導光棒１０１の発光面１０２全体には、粗面化処理が施されており、粗面化によって生じる微細な凹凸形状によって、端面１０６又は１０７から進入した光が散乱し、発光面１０２から出光する。導光棒１０１には、粗面化処理によって、ｚ方向に沿って、Ｖ字状（又はＵ字状）の溝Ｒ１（深さ３μｍ、幅２０μｍ、ピッチ１ｍｍ）が均一に形成されており、これらの溝は、光偏向手段として機能する。
【００４１】
図５（ｂ）に示すように、第２の導光体１１０の導光棒１１１は、発光面１１２、裏面１１３、側面１１４及び１１５、端面１１６及び１１７を有しており、発光面１１２光偏向手段として機能する溝Ｒ２が設けられている。また、第２の導光棒１１１は、第１の導光棒１０１と同じ材料により、同じ大きさに構成されているが、導光棒１０１と導光棒１１１を異なった材料や形状としても良い。
【００４２】
光偏向手段Ｒ１及びＲ２は、発光面１０２及び１１２上に、定期的又はランダムに形成された、溝、ドット形状又は凹凸形状である。さらに、光偏向手段は、例えば、図５に示す、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向及び／又はｗ方向に沿って、発光面１０２及び１１２全体に形成されることが好ましい。
【００４３】
なお、Ｖ字状（又はＵ字状）の溝のピッチを、導光棒１０１及び１１１の端部と中央部とで異ならせるように設けることも可能である。Ｖ字状（又はＵ字状）の溝のピッチが短い場所では、散乱が多く、出光が多い。したがって、導光棒１０１及び１１１の端部（ＬＥＤ発光部に近い側）のピッチを大きく（例えば、５０ｍｍ）し、導光棒の中央部（ＬＥＤ発光部から遠い側）のピッチを小さく（例えば、５０μｍ）すれば、導光棒１０１及び１１１の全体から均一な出光を行うように制御することが可能となる。なお、溝の形状、深さ、幅やピッチはこの値に限定されるものではなく、適宜他の最適な値を取ることが可能である。
【００４４】
また、発光面１０２及び１１２の粗面化処理は、鋸による切断加工、自動切削器(例えば、ＮＣルーター）による切削加工、ブラスト加工、研磨機材による面加工、エンボス成形加工等によって行うことができる。
【００４５】
鋸による切削加工では、樹脂のバルクから自動丸鋸切断機等によって導光棒を切り出す場合に、鋸刃によって切削された面をそのまま発光面１０２及び１１２とすることができる。この場合、裏面、側面、上面及び下面等は、クリアに磨き仕上げを行うことが必要となる。
【００４６】
また、自動切削機によって、樹脂のバルクから自動丸鋸切断機等によって導光棒を切り出す場合にも、切断面の仕上げをプログラムすることによって、切断面をそのまま発光面１０２及び１１２とすることができる。
【００４７】
さらに、ブラスト加工では、高速噴射機で、導光棒１０１及び１１１の表面に粒子を噴出して、ランダムな凹凸形状を形成して、発光面１０２及び１１２とすることができる。
【００４８】
さらに、研磨機材として例えばヤスリを用い、表面を削り取るようにして導光棒１０１及び１１１の表面の加工を行い、発光面１０２及び１１２とすることができる。
【００４９】
さらに、導光棒１０１及び１１１を押し出し成形又は射出成形によって製造する場合に、金型自体にランダムな凹凸形状を設けたり、成形後の冷却前に表面マット加工用のロール間を通過させたりすることによって、発光面１０２及び１１２を形成することも可能である。
【００５０】
また、光偏向手段としては、導光棒１０１及び１１１に添加された拡散材であっても良い。添加される拡散材としては、ガラス、シリカ、マイカ、合成マイカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、モンモリロナイト、カオリンクレー、ベントナイト、ヘクトライト等の無機粒子、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、アルミナ等の金属酸化物粒子、アクリルビーズ、スチレンビーズ、ベンゾグアナミン、シリコーン等の有機ポリマー粒子を用いることができる。例えば、導光棒１０１及び１１１をＰＣ樹脂で形成した場合、ＰＣ樹脂１００部に対して、拡散材として平均粒径２μｍのシリコーンを０．０５部添加した場合のヘーズ率は６７．３％、同シリコーンを０．１部添加した場合のヘーズ率は８３％、同シリコーンを０．５部添加した場合のヘーズ率は９３％となる。なお、拡散剤の添加率は、樹脂１００部に対して５部以下、０．０１部以上であることが好ましい。５部より多くの拡散剤を添加すると、導光棒の光源側近傍で光が拡散されてしまい、光源から離れた箇所まで光が伝播しないからである。また、拡散材を添加した場合のヘーズ率は、１０％以上９９％以下であることが好ましい。１０％未満であると光の散乱効果が十分ではなく、９９％以上であると出光特性が悪化し、光量が極めて低くなってしまうからである。
【００５１】
なお、光偏向手段Ｒ１とＲ２は、同様に形成しても、上述した範囲内で異ならせて形成しても良い。
【００５２】
第１のＬＥＤ光源部３０のリフレクター３３の大きさは、ちょうど１本の導光棒１０１の一方の端面１０６又は１０７の大きさと同じに構成されており、１本の導光棒１０１に対して、１つのリフレクター３３が対応している。即ち、１本の導光棒１０１に対して、１つのＬＥＤ３１が対応して配置されている。
【００５３】
また、各ＬＥＤ３１の光の放射中心が、各導光棒１０１の長手方向と平行になるように各ＬＥＤ３１が配置されていることが好ましく、各ＬＥＤ３１の光の放射中心が、各導光棒１０１の長手方向の中心線と一致するように各ＬＥＤ３１が配置されていることが更に好ましい。
【００５４】
なお、導光棒とリフレクターとの関係は、第２、第３及び第４のＬＥＤ光源部４０、５０、６０についても、第１のＬＥＤ光源部３０と同様である。
【００５５】
次に、面発光装置１における発光方法について説明する。
【００５６】
第１のＬＥＤ光源部３０の各ＬＥＤ３１から射出した光は、第１の導光体１００の導光棒１０１の端面１０６又は１０７の一方側から導光棒１０１内に進入する。導光棒１０１内に入射した光は、導光棒１０１の裏面１０３、側面１０４及び１０５で全反射しながら反対側に配置されたＬＥＤ４１に向かって進んで行く（例えば、図２の光Ｌ１参照）。しかしながら、導光棒１０１の発光面１０２に粗面化処理によって設けられた光偏向手段（Ｒ１）が設けられているので、導光棒１０１内に入射した光は光偏向手段に入射して、散乱を起こす（例えば、図２の点Ｐ１参照）。散乱を起こした光の内の所定量は、発光面１０２側から出光する。なお、散乱して再度導光棒１０１内に戻る光もあるが、導光棒１０１の裏面１０３、側面１０４及び１０５、反射シート７０等によって反射され、何れは、再度反射面１０２で散乱して外部へ出光することとなる。また、第２のＬＥＤ光源部４０の各ＬＥＤ４１から射出した光についても同様である。
【００５７】
第４のＬＥＤ光源部６０の各ＬＥＤ６１から射出した光は、第２の導光体１１０の導光棒１１１の端面１１６又は１１７の一方側から導光棒１１１内に進入する。導光棒１１１内に入射した光は、導光棒１１１の裏面１１３、側面１１４及び１１５で全反射しながら反対側に配置されたＬＥＤ５１に向かって進んで行く。しかしながら、導光棒１１１の発光面１１２に粗面化処理によって設けられた光偏向手段（Ｒ２）が設けられているので、導光棒１１１内に入射した光は光偏向手段に入射して、散乱を起こす。散乱を起こした光の内の所定量は、発光面１１２側から出光する。なお、散乱して再度導光棒１１１内へ移行する光もあるが、導光棒１１１の裏面１１３、側面１１４及び１１５、反射シート７０等によって反射され、何れは、再度反射面１１２で散乱して外部へ出光することとなる。また、第３のＬＥＤ光源部５０の各ＬＥＤ５１から射出した光についても同様である。
【００５８】
図６は、第１の導光体１００の発色を説明するための図である。
【００５９】
前述したように、導光棒１０１は、裏面１０３、側面１０４及び１０５を全て、平滑且つクリアに磨き仕上げがなされているため、導光棒１０１に進入した光は、実質的に進入した導光棒１０１内のみを進み、進入した導光棒１０１の発光面１０２からのみ出光し、隣り合う他の導光棒１０１へは拡散していかない。すなわち、制御部３８は、ストライプ柄を導光体１００上に表示することができる。
【００６０】
したがって、図６に示すように、各導光棒１０１に対応するＬＥＤ３１が、Ｒ光とＢ光を交互に射出する場合、導光棒１０１の発光面１０２も交互にＲ色とＢ色を発光することとなる。導光体１００では、導光棒１０１の粗面化処理された樹脂表面から光を発光させるので、淡く、やさしい、エコロジックな色、例えば氷の中から発光がなされているような光を出光させることができる。
【００６１】
なお、図６に示した事象は、第２の導光体１１０にも当てはまる。したがって、制御部３８は、ストライプ柄を第２の導光体１１０上にも表示することができる。
【００６２】
ところで、面発光装置１では、第１の導光体１００からの発光と第２の導光体１１０からの発光が重なってもたらされるように構成されている。また、第１の導光体１００を構成する導光棒１０１と、第２の導光体１１０を構成する導光棒１１１は、９０度傾いて配置されていることから、制御部３８が、第１及び第２のＬＥＤ光源部３０、４０と、第３及び第４のＬＥＤ光源部５０、６０の点灯制御を適宜行うと、チェック柄を表示させることが可能となる。
【００６３】
図７は、面発光装置１にチェック柄を表示させた場合の一例を示した図である。
【００６４】
第１の導光体１００の導光棒１０１を一本毎に所定の色で発光させ、第２の導光体１１０の導光棒１１１を一本毎に所定の色で発光させることによって、図７に示すように、チェック柄を表示させることが可能である。
【００６５】
図８は、他の面発光装置２の例を示した図である。
【００６６】
図８に示す面発光装置２は、ひし形の開口部１１を有し、第１の導光体１００と第２の導光体１１０を、９０度ではなく、約６０度で重なり合わせたものである。このように、第１の導光体１００と第２の導光体１１０は、デザインに応じて、様々な角度で重ね合わせることが可能である。
【００６７】
図９は、更に他の面発光装置３の例を示した図である。
【００６８】
図９に示す面発光装置３は、矢印型の開口部１２を有し、第１の導光体１００と第２の導光体１１０を、略８０度で重なり合わせたものである。さらに、第１の導光体１００の導光棒１０１を一本毎に所定の色で発光させ、第２の導光体１１０の導光棒１１１を一本毎に所定の色で発光させることによって、所定のチェック柄を表示させている。さらに、図９（ａ）及び（ｂ）の状態を交互に表示させることによって、開口部の矢印に向けてチェック柄が移動して行くような表現を加えることができる。したがって、図９に示す面発光装置３は、誘導表示板として機能させることができる。
【００６９】
図１０は、本発明に係る面発光装置を両面発光パネルとして構成した他のパネル型面発光装置４を一方の発光面側から見た正面図である。また、図１１は、図１０におけるＣＣ´断面図である。さらに、図１２は、第１の導光体１００及び第１の中空積層体１２０と、第２の導光体１１０及び第２の中空積層体１３０と、第１のＬＥＤ光源部３０と、第４のＬＥＤ光源６０との関係を示す斜視図である。さらに、図１３は、第１の導光体１００と第１の中空積層体１２０との関係を示す図である。なお、図１１及び図１２においては、矢印Ｄ及び矢印Ｅの両側に発光が行われる。
【００７０】
図１０〜図１３に示すように、面発光装置４は、複数の導光棒１０１から構成される第１の導光体１００及び複数のセル１２１から構成される第１の中空複層体１２０、複数の導光棒１１１から構成される第２の導光体１１０及び複数のセル１３１から構成される第２の中空複層体１３０、開口部１３を有する枠体２２、第１のＬＥＤ光源部３０、第２のＬＥＤ光源部４０、第３のＬＥＤ光源５０、第４のＬＥＤ光源６０等から構成されている。
【００７１】
図１１に示すように、面発光装置４では、第２の導光体１１０の図中上側に第２の中空積層体１３０が配置され、第２の中空積層体１３０の図中上側に第１の導光体１００が配置され、第１の導光体１００の図中上側に第１の中空積層体１２０が配置されている。また、第１の導光体１００を構成する複数の導光棒１０１の長手方向は、第２の導光体１１０を構成する複数の導光棒１１１の長手方向とのなす角度が、略９０度に設定されており、第１の中空積層体１２０を構成する複数のセル１２１の長手方向は、第２の中空複層体１３０を構成する複数のセル１３１の長手方向とのなす角度が、略９０度に設定されている。
【００７２】
第１及び第２のＬＥＤ光源部３０及び４０は、第１の導光体１００を図１０における図中の上下から挟むように配置され、枠体２２内に固定されている。また、第３及び第４のＬＥＤ光源部５０及び６０は、第２の導光体１１０を図１０における図中の左右から挟むように配置され、枠体２２内に固定されている。
【００７３】
また、第２の導光体１１０の裏側（図１１において、図中下側）には、半透明な樹脂で形成された板状の保護プレート２３が配置されている。
【００７４】
また、発光面からの光を制御するために、第１の中空積層体１２０の表面及び／又は保護シート２２の表面に拡散シートやプリズムシートを配置するようにしても良い。
【００７５】
また、図１０では、第１の導光体１００の上下にＬＥＤ光源部を配置したが、光量が十分な場合には、一方にのみＬＥＤ光源部を配置することもできる。同様に、第２の導光体１１０の左右にＬＥＤ光源部を配置したが、光量が十分な場合には、一方にのみＬＥＤ光源部を配置することもできる。
【００７６】
図１０〜図１２に示される面発光装置４に用いられる第１〜第４のＬＥＤ光源部３０、４０、５０及び６０は、前述した面発光装置１に用いられるものと同様であるので、説明を省略する。また、面発光装置４に用いられる第１の導光体１００及び第２の導光体１１０も、前述した面発光装置１に用いられるものと同様であるので、説明を省略する。
【００７７】
図１３に示すように、第１の中空複層体１２０は、天板１２２、底板１２３及び複数のリブ１２４によって、複数のセル１２１が第１の導光体１００を構成する複数の導光棒１０１に沿って複数形成されている。１つのセル１２１の縦ａ３は、導光棒１０１と同じ４５０ｍｍに、横ｂ３は導光棒１０１の半分の５ｍｍ、幅（高さ）ｃ３は導光棒１０１の半分の５ｍｍに設定されている。また、第１の中空複層体１２０の天板１２２、底板１２３及びリブ１２４は全て厚さ０．３３ｍｍの透明ポリカーネートによって構成されている。なお、第１の中空複層体１２０は、ＰＭＭＡ樹脂、ＭＳ樹脂、ＰＣ樹脂、ＰＥＴ等のポリエステル樹脂、ＰＳｔ樹脂、ＣＯＰ樹脂、ＣＯＣ樹脂、ＰＰ樹脂やＰＥ樹脂当のオレフィン樹脂、ＰＶＣ樹脂、アイオノマー樹脂、ガラス等によって構成しても良い。
【００７８】
１個の導光棒１０１に対して２つの中空セル１２１が対応するようにして、導光体１００と中空複層体１２０が配置されている。なお、導光体１００と中空複層体１２０とを、１個の導光棒１０１に対して２つの中空セル１２１が対応するようにして、光学接着剤によって接着させても良い。
【００７９】
図１３には、第１の導光体１００と第１の中空複層体１２０との関係について示したが、第２の導光体１１０と第２の中空複層体１３０との関係も、図１３に示した関係と同様である。
【００８０】
次に、面発光装置４における発光方法について説明する。
【００８１】
まず、第１のＬＥＤ光源部３０の各ＬＥＤ３１から射出した光は、導光棒１０１の端面１０６又は１０７の一方側から導光棒１０１内に進入する。導光棒１０１内に入射した光は、導光棒１０１の裏面１０３、側面１０４及び１０５で全反射しながら反対側に配置されたＬＥＤ４１に向かって進んで行く。しかしながら、導光棒１０１の発光面１０２に粗面化処理によって設けられた光偏向手段（Ｒ１）が設けられているので、導光棒１０１内に入射した光は光偏向手段に入射して、散乱を起こす。散乱を起こした光の内の所定量は、発光面１０２側から出光する。なお、散乱して再度導光棒１０１内に戻る光もあるが、導光棒１０１の裏面１０３、側面１０４及び１０５等によって反射され、何れは、再度反射面１２で散乱して外部へ出光することとなる。
【００８２】
次に、発光面１０２から出光した光は、第１の中空複層体１２０に入射する。中空複層体１２０に入射した光は、底板１２３、複数のリブ１２４及び天板１２２でさらに、散乱・拡散されながら、第１の中空複層体１２０を透過して、面発光装置４の外部へ出光する（矢印Ｄの光参照）。
【００８３】
前述したように、導光棒１０１は、裏面１０３、側面１０４及び１０５を全て、平滑且つクリアに磨き仕上げがなされているため、導光棒１０１に進入した光は、実質的に進入した導光棒１０１内のみを進むか又はその導光棒１０１の発光面１０２から出光し、隣り合う他の導光棒１０１へは拡散していかない構成となっている。しかしながら、１つの導光棒１０１から出光した光は、第１の中空複層体１２０を透過して面発光装置４の外部へ出光するので、第１の中空複層体１２０の底板１２３、複数のリブ１２４、天板１２２によって散乱・拡散が発生し、隣り合う導光棒１０１間では、隣り合う導光棒１０１から出光した光が交じり合うこととなる。
【００８４】
また、第４のＬＥＤ光源部６０の各ＬＥＤ６１から射出した光は、導光棒１１１の端面１１６又は１１７の一方側から導光棒１１１内に進入する。導光棒１１１内に入射した光は、導光棒１１１の裏面１１３、側面１１４及び１１５で全反射しながら反対側に配置されたＬＥＤ５１に向かって進んで行く（例えば、図１１の光Ｌ２参照）。しかしながら、導光棒１１１の発光面１１２に粗面化処理によって設けられた光偏向手段（Ｒ２）が設けられているので、導光棒１１１内に入射した光は光偏向手段に入射して、散乱を起こす（例えば、図１１の点Ｐ２参照）。散乱を起こした光の内の所定量は、発光面１１２側へ出光する。また同時に、裏面１１３からも出光する（矢印Ｅの光）。なお、散乱して再度導光棒１１１内に戻る光もあるが、導光棒１１１の裏面１１３、側面１１４及び１１５等によって反射され、何れは、再度反射面１１２で散乱して外部へ出光することとなる。
【００８５】
発光面１１２から出光した光の一部は、第２の中空複層体１３０に入射する。第２の中空複層体１３０に入射した光は、底板、複数のリブ及び天板でさらに、散乱・拡散されながら、第２の中空複層体１３０を透過し、第１の導光体１００及び第１の中空積層体１２０を介して面発光装置４の外部へ出光する。
【００８６】
前述したように、導光棒１１１は、裏面１１３、側面１１４及び１１５を全て、平滑且つクリアに磨き仕上げがなされているため、導光棒１１１に進入した光は、実質的に進入した導光棒１１１内のみを進むか又はその導光棒１１１の発光面１１２から出光し、隣り合う他の導光棒１１１へは拡散していかない構成となっている。しかしながら、１つの導光棒１１１から出光した光は、第２の中空複層体１３０を透過して出光するので、第２の中空複層体１３０の底板、複数のリブ、天板によって散乱・拡散が発生し、隣り合う導光棒１１１間では、隣り合う導光棒１１１から出光した光が交じり合うこととなる。
【００８７】
ところで、面発光装置４では、第１の導光体１００からの発光と第２の導光体１１０からの発光が重なってもたらされるように構成されている。また、第１の導光体１００を構成する導光棒１０１と、第２の導光体１１０を構成する導光棒１１１は、９０度傾いて配置されている。したがって、面発光装置４では、制御部３８が、第１及び第２のＬＥＤ光源部３０、４０と、第３及び第４のＬＥＤ光源部５０、６０の点灯制御を適宜行うと、前述した面発光装置１と同様に、チェック柄を表示させることが可能となる。
【００８８】
面発光装置４では、導光体１００及び１１０からの出光した光は、更に第１及び第２の中空複層体１２０及び１３０へ入射する、第１及び第２の中空複層体１２０及び１３０へ入射した光は、第１及び第２の中空複層体１２０及び１３０の底板、複数のリブ、天板によって散乱・拡散が発生し、隣り合う導光棒間では、隣り合う導光棒から出光した光が交じり合うこととなる。導光体１００及び１１０では、導光棒の粗面化処理された樹脂表面から光を発光させるので、淡く、やさしい、エコロジックな色、例えば氷の中から発光がなされているような光を出光させることができる。さらに、面発光装置４では、導光体１００及び１１０から出光した光を第１及び第２の中空複層体１２０及び１３０を介して出光させるため、さらにやわらかな光を発することを可能としている。
【００８９】
図１４は、導光体と中空複層体と他の関係を説明するための図である。
【００９０】
図１４（ａ）は、他の導光体１４０と他の中空複層体１５０とを配置した例であり、図１３において説明した第１の導光体１００と第１の中空複層体１２０の代わりに、面発光装置４に利用することができる構成である。導光体１４０と中空複層体１５０の材料及び発光面の形成については、前述した第１の導光体１００と第１の中空複層体１２０と同様である。導光体１４０を構成する導光棒１４１は、横ｂ４９ｍｍ、幅（高さ）ｃ４５ｍｍに設定され、各導光棒１４１の中空複層体１５０側には、発光面が形成されている。また、中空セル１５１は、横５４ｍｍ、幅（高さ）ｃ５４ｍｍに設定されている。さらに、導光棒１４１と中空セル１５１の位置関係は考慮されていない。
【００９１】
図１４（ｂ）は、更に他の導光体１６０と中空複層体１７０とを配置した例であり、前述した第１の導光体１００と第１の中空複層体１２０の代わりに、面発光装置４に利用することができる構成である。導光体１６０と中空複層体１７０の材料及び発光面の形成については、前述した第１の導光体１００と第１の中空複層体１２０と同様である。導光体１６０を構成する導光棒１６１は、横ｂ６１２ｍｍ、幅（高さ）ｃ６４ｍｍに設定され、各導光棒１６１の中空複層体１７０側には、発光面が形成されている。また、中空セル１７１は、横ｂ７６ｍｍ、幅（高さ）ｃ７６ｍｍに設定されている。さらに、１個の導光棒１６１に対して、２つの中空セル１７１が対応するように、配置されている。
【００９２】
なお、図１４（ａ）及び（ｂ）では、点線にて、ＬＥＤ３１の配置位置を示した。
【００９３】
図１５は、本発明に係る面発光装置として構成した更に他のパネル型面発光装置５を発光面側から見た正面図である。また、図１６は、図１５におけるＤＤ´断面図である。さらに、図１７は、第１の中空積層体１４０及び第２の中空積層体１５０と、第１のＬＥＤ光源部３０´と、第４のＬＥＤ光源６０´との関係を示す斜視図である。なお、図１７では、各中空積層体のセルに挿入されるべき導光棒を省略している。また、図１６及び図１７においては、矢印Ｅの方向に発光が行われる。
【００９４】
図１５〜図１７に示すように、面発光装置５は、第１の中空積層体１４０の各中空セル１４１内に挿入された複数の導光棒１０１から構成される第１の導光体１００、第２の中空積層体１５０の各中空セル１５１内に挿入された複数の導光棒１１１から構成される第２の導光体１１０、開口部１４を有する枠体２４、第１のＬＥＤ光源部３０´、第２のＬＥＤ光源部４０´、第３のＬＥＤ光源５０´、第４のＬＥＤ光源６０´等から構成されている。
【００９５】
図１６に示すように、面発光装置５では、第２の導光体１１０の図中上側に第１の導光体１００が配置されている。また、第１の導光体１００に含まれる複数の導光棒１０１の長手方向は、第２の導光体１１０に含まれる複数の導光棒１１１の長手方向とのなす角度が、略９０度に設定されている。
【００９６】
第１及び第２のＬＥＤ光源部３０´及び４０´は、第１の導光体１００を図１５における図中の上下から挟むように配置され、枠体２４内に固定されている。また、第３及び第４のＬＥＤ光源部５０´及び６０´は、第２の導光体１１０を図１５における図中の左右から挟むように配置され、枠体２４内に固定されている。
【００９７】
また、第２の導光体１１０の裏側（図１６において、図中下側）には、反射板７０が配置されている。また、発光面からの光を制御するために、第１の導光体１００の表面に拡散シートやプリズムシートを配置するようにしても良い。
【００９８】
また、図１５では、第１の導光体１００の上下にＬＥＤ光源部を配置したが、光量が十分な場合には、一方にのみＬＥＤ光源部を配置することもできる。同様に、第２の導光体１１０の左右にＬＥＤ光源部を配置したが、光量が十分な場合には、一方にのみＬＥＤ光源部を配置することもできる。
【００９９】
面発光装置５に用いられる第１〜第４のＬＥＤ光源部３０´、４０´、５０´及び６０´は、前述した面発光装置１に用いられるものからリフレクター部を除去したものと同様であるので、説明を省略する。また、面発光装置４に用いられる第１の導光棒１０１及び第２の導光棒１１１も、前述した面発光装置１に用いられるものと同様であるので、説明を省略する。
【０１００】
面発光装置５では、第１の中空複層体１４０の複数の中空セル１４１内に第１の導光棒１０１が挿入されており、第２の中空複層体１５０の複数の中空セル１５１内に第２の導光棒１１１が挿入されている。また、第１〜第４のＬＥＤ光源部３０´、４０´、５０´及び６０´のＬＥＤが各中空セル内に挿入されている。第１及び第２の中空複層体１４０及び１５０は、それぞれ天板、底板及び複数のリブによって構成され、天板、底板及びリブは全て厚さ０．３３ｍｍの透明ポリカーネートによって構成されている。なお、第１及び第２の中空複層体１４０及び１５０は、ＰＭＭＡ樹脂、ＭＳ樹脂、ＰＣ樹脂、ＰＥＴ等のポリエステル樹脂、ＰＳｔ樹脂、ＣＯＰ樹脂、ＣＯＣ樹脂、ＰＰ樹脂やＰＥ樹脂当のオレフィン樹脂、ＰＶＣ樹脂、アイオノマー樹脂、ガラス等によって構成しても良い。
【０１０１】
次に、面発光装置５における発光方法について説明する。
【０１０２】
まず、第１のＬＥＤ光源部３０´の各ＬＥＤ３１から射出した光は、導光棒１０１の端面１０６又は１０７の一方側から導光棒１０１内に進入する。導光棒１０１内に入射した光は、導光棒１０１の裏面１０３、側面１０４及び１０５で全反射しながら反対側に配置されたＬＥＤ４１に向かって進んで行く（例えば、図１６の光Ｌ３参照）。しかしながら、導光棒１０１の発光面１０２に粗面化処理によって設けられた光偏向手段（Ｒ１）が設けられているので、導光棒１０１内に入射した光は光偏向手段に入射して、散乱を起こす（例えば、図１６の点Ｐ３参照）。散乱を起こした光の内の所定量は、発光面１０２側から出光する。なお、散乱して再度導光棒１０１内に戻る光もあるが、導光棒１０１の裏面１０３、側面１０４及び１０５等によって反射され、何れは、再度反射面１２で散乱して外部へ出光することとなる。次に、発光面１０２から出光した光は、第１の中空複層体を透過して面発光装置５の外部へ出光する（矢印Ｅの光参照）。
【０１０３】
また、第４のＬＥＤ光源部６０´の各ＬＥＤ６１から射出した光は、導光棒１１１の端面１１６又は１１７の一方側から導光棒１１１内に進入する。導光棒１１１内に入射した光は、導光棒１１１の裏面１１３、側面１１４及び１１５で全反射しながら反対側に配置されたＬＥＤ５１に向かって進んで行く。しかしながら、導光棒１１１の発光面１１２に粗面化処理によって設けられた光偏向手段（Ｒ２）が設けられているので、導光棒１１１内に入射した光は光偏向手段に入射して、散乱を起こす。散乱を起こした光の内の所定量は、発光面１１２側へ出光する。また同時に、裏面１１３からも出光する（矢印Ｅの光）。なお、散乱して再度導光棒１１１内に戻る光もあるが、導光棒１１１の裏面１１３、側面１１４及び１１５等によって反射され、何れは、再度反射面１１２で散乱して外部へ出光することとなる。
【０１０４】
ところで、面発光装置５では、第１の導光体１００からの発光と第２の導光体１１０からの発光が重なってもたらされるように構成されている。また、第１の導光体１００を構成する導光棒１０１と、第２の導光体１１０を構成する導光棒１１１は、９０度傾いて配置されている。したがって、面発光装置５では、制御部３８が、第１及び第２のＬＥＤ光源部３０´、４０´と、第３及び第４のＬＥＤ光源部５０´、６０´の点灯制御を適宜行うと、前述した面発光装置１と同様に、チェック柄を表示させることが可能となる。
【０１０５】
このように、面発光装置５においても、第１及び第２の導光体１００及び１１０では、導光棒の粗面化処理された樹脂表面から光を発光させるので、淡く、やさしい、エコロジックな色、例えば氷の中から発光がなされているような光を出光させることができる。
【０１０６】
このように、本発明に係る面発光装置では、導光体の粗面化処理された樹脂表面から光を出光させ、さらに中空複層体を介して光を発光させるので、淡く、やさしい、にじみのある、エコロジックな色を発光することができる面発光装置を構成することが可能となった。
【０１０７】
以上、本発明に係る面発光装置を、パネル型に構成したものを用いて説明を行ったが、本発明に係る面発光装置は軽量且つ簡易な構成である利点を生かし、パネル型以外の多くの屋内、屋外用の照明器具、建材等として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】壁掛けパネル型面発光装置の発光面側から見た正面図である。
【図２】図１に示す壁掛けパネル型面発光装置の断面図である。
【図３】導光体及びＬＥＤ光源部との関係を示す斜視図である。
【図４】ＬＥＤ光源部の概略構成を示す図である。
【図５】導光棒の一例を示す図である。
【図６】導光体の発光を説明するための図である。
【図７】チェック柄の発光を説明するための図である。
【図８】他の面発光装置を示す図である。
【図９】更に他の面発光装置を示す図である。
【図１０】両面パネル型面発光装置の発光面側から見た正面図である。
【図１１】図１０に示す壁掛けパネル型面発光装置の断面図である。
【図１２】導光体、中空積層体及びＬＥＤ光源部との関係を示す斜視図である。
【図１３】導光体と中空複層体との配置関係を示す図である。
【図１４】導光体と中空複層体との他の配置関係を示す図である。
【図１５】他の壁掛けパネル型面発光装置の発光面側から見た正面図である。
【図１６】図１５に示す壁掛けパネル型面発光装置の断面図である。
【図１７】中空複層体とＬＥＤ光源部との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１、２、３    壁掛けパネル型面発光装置
４    両面パネル型発光装置
１００、１１０、１４０、１６０    導光体
１０１、１１１、１４１、１６１    導光棒
２０、２２    枠体
３０、４０、５０、６０    ＬＥＤ光源部
３１、４１、５１、６１    ＬＥＤ
３３、４３、５３、６３    リフレクター部
３８    制御部
１２０、１３０、１５０、１７０    中空複層体
Ｒ    光偏向手段
【図１】
2007294297.tif 000003
【図２】
2007294297.tif 000004
【図３】
2007294297.tif 000005
【図４】
2007294297.tif 000006
【図５】
2007294297.tif 000007
【図６】
2007294297.tif 000008
【図７】
2007294297.tif 000009
【図８】
2007294297.tif 000010
【図９】
2007294297.tif 000011
【図１０】
2007294297.tif 000012
【図１１】
2007294297.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2007294297.tif 000015
【図１４】
2007294297.tif 000016
【図１５】
2007294297.tif 000017
【図１６】
2007294297.tif 000018
【図１７】
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