(57)【要約】【課題】両面表示を行うことが可能で、薄型、低消費電力化を実現することができ、大きい表示サイズの用途にも適用することができる面光源装置、および表示器を提供する。【解決手段】表示器２の面光源装置１１は、光源２０と、光源２０からの光を面状光として射出する射出面１２ａ、１２ｂを有する導光板２１ａ、２１ｂと、導光板２１ａ、２１ｂ内部に入射された光源２０からの光を、射出面１２ａ、１２ｂに向けて反射させる反射シート２２とを備える。導光板２１ａ、２１ｂの背面３０ａ、３０ｂに、光源２０が収容される溝３１ａ、３１ｂと、導光板２１ａ、２１ｂ内に入射した光源２０からの光を、射出面１２ａ、１２ｂに向けて反射させる断面略Ｖ字状の傾斜面３２ａ、３２ｂとが形成する。導光板２１ａ、２１ｂは、溝３１ａ、３１ｂで光源２０を挟み込むように、背面３０ａ、３０ｂを密着させて対向して配置される。【選択図】図２
2007103181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状の光源と、
前記光源からの光を面状光として射出する射出面を有する第１、第２導光部材と、
前記第１、第２導光部材内部に入射された前記光源からの光を、前記射出面に向けて反射させる反射部材とを備え、
前記第１、第２導光部材の前記射出面の反対側の背面には、前記光源が収容される溝と、
前記光源の中心軸を含む前記射出面に直交する面について対称で、且つ前記射出面に対して前記溝が形成された部分が凸となった断面略Ｖ字状の傾斜面とが形成されており、
前記第１、第２導光部材は、前記溝で前記光源を挟み込むように、前記背面を密着させて対向して配置され、
前記反射部材は、前記傾斜面によって囲まれる空間に配置されていることを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
前記溝から前記傾斜面に繋がる部分に、前記射出面に対して水平な貼り合わせ面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】
前記溝から前記傾斜面に繋がる部分に、前記第１、第２導光板の貼り合わせ部分より入射される前記光源からの光を散乱させるための第１の凹または／および凸が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の面光源装置。
【請求項４】
前記溝の最深部に、前記最深部より入射される前記光源からの光を散乱させるための第２の凹または／および凸が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の面光源装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の面光源装置が搭載され、前記面状光をバックライトとして用いたことを特徴とする表示器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両面表示を行うことが可能な面光源装置、およびこれを用いた表示器に関する。
【背景技術】
【０００２】
オフィスや店舗、道路、交通機関などには、広告表示灯や標識表示灯、避難誘導灯などといった様々な表示器が設置されている。このような表示器には、表裏どちらからでも視認することができるようにしたものがある。最も一般的ないわゆるライトボックスと呼ばれる表示器では、透明板からなる直方体の内部に蛍光灯などの複数の光源を配して、透明板に描かれた文字や図柄を光源の光で内部から照明することで両面表示を行っている。
【０００３】
ライトボックスを用いた場合、薄型化を図るために、単に光源と透明板の距離を縮めただけでは、照射ムラが発生して文字や図柄が視認しにくくなるため、光拡散シートを透明板の裏面に貼り付けて照射ムラを低減させることが行われている。これにより、従来１００ｍｍ以上必要であった幅を６０ｍｍ程度と薄くすることができる。しかしながら、光拡散シートの反射や光吸収による損失によって、明るさが低下してしまうという新たな問題が生じる。
【０００４】
上記のような問題を解決するために、両面にライトガイド用の透明樹脂コーティングが施され、一面が粗面化されて文字や図柄が描かれた２枚の薄型透明導光板を貼り合わせ、導光板の周縁部から光源の光を入射させるようにした照明光反射表示装置が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平６−１００８８６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、特許文献１に記載の照明光反射表示装置では、光源からの光は導光板の周縁部にあたる光と一部の反射光しか利用されておらず、光利用効率が低いため、所望の明るさを得るために光源を明るくする必要があり、消費電力が嵩むという問題があった。また、光源の明るさには限界があるので、導光板のサイズ、延いては表示可能なサイズが制限されるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、両面表示を行うことが可能で、薄型、低消費電力化を実現することができ、且つ大きい表示サイズの用途にも適用することができる面光源装置、および表示器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、本発明は、棒状の光源と、前記光源からの光を面状光として射出する射出面を有する第１、第２導光部材と、前記第１、第２導光部材内部に入射された前記光源からの光を、前記射出面に向けて反射させる反射部材とを備え、前記第１、第２導光部材の前記射出面の反対側の背面には、前記光源が収容される溝と、前記光源の中心軸を含む前記射出面に直交する面について対称で、且つ前記射出面に対して前記溝が形成された部分が凸となった断面略Ｖ字状の傾斜面とが形成されており、前記第１、第２導光部材は、前記溝で前記光源を挟み込むように、前記背面を密着させて対向して配置され、前記反射部材は、前記傾斜面によって囲まれる空間に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
前記溝から前記傾斜面に繋がる部分に、前記射出面に対して水平な貼り合わせ面が形成されていることが好ましい。
【０００９】
前記溝から前記傾斜面に繋がる部分に、前記第１、第２導光板の貼り合わせ部分より入射される前記光源からの光を散乱させるための第１の凹または／および凸が形成されていることが好ましい。
【００１０】
前記溝の最深部に、前記最深部より入射される前記光源からの光を散乱させるための第２の凹または／および凸が形成されていることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の表示器は、請求項１ないし４のいずれかに記載の面光源装置が搭載され、前記面状光をバックライトとして用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の面光源装置によれば、棒状の光源と、光源からの光を面状光として射出する射出面を有する第１、第２導光部材と、第１、第２導光部材内部に入射された光源からの光を、射出面に向けて反射させる反射部材とを備え、第１、第２導光部材の射出面の反対側の背面に、光源が収容される溝と、光源の中心軸を含む射出面に直交する面について対称で、且つ射出面に対して溝が形成された部分が凸となった断面略Ｖ字状の傾斜面とを形成し、溝で光源を挟み込むように、背面を密着させて第１、第２導光部材を対向して配置し、傾斜面によって囲まれる空間に反射部材を配置したので、両面表示を行うことが可能で、薄型、低消費電力化を実現することができ、且つ大きい表示サイズの用途にも適用することができる。
【００１３】
また、本発明の表示器によれば、請求項１ないし４のいずれかに記載の面光源装置が搭載され、面状光をバックライトとして用いたので、両面表示を行うことが可能で、薄型、低消費電力化を実現することができ、且つ大きい表示サイズの用途にも適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１において、表示器２は、外枠１０と、外枠１０に嵌め込まれる面光源装置１１と、面光源装置１１の射出面１２ａ、１２ｂに貼り付けられる透光性のシート１３ａ、１３ｂと、インバータ電源や制御回路などからなる駆動ユニット１４とを備えている。この表示器２は、シート１３ａ、１３ｂに描かれた文字や図柄などを、面光源装置１１で照明することで、両面から情報を視認することができるようになっており、例えばオフィスや店舗、道路、交通機関などに設置される広告表示灯や標識表示灯、避難誘導灯などに用いられる。
【００１５】
図２において、面光源装置１１は、光源２０と、請求項１の第１、第２導光部材に相当する導光板２１ａ、２１ｂと、反射シート２２とから構成される。光源２０には、棒状の蛍光管、例えば冷陰極蛍光管が用いられている。光源２０は、駆動ユニット１４に電気的に接続されており、駆動ユニット１４により点灯・消灯などの動作が制御される。導光板２１ａ、２１ｂは、透明樹脂、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）などからなり、押し出し成形を用いて作製される。反射シート２２には、例えば、液晶表示器のバックライトユニット用の反射シートが用いられている。
【００１６】
図３に示すように、導光板２１ａ、２１ｂには、射出面１２ａ、１２ｂの反対側の背面３０ａ、３０ｂに、溝３１ａ、３１ｂが設けられている。溝３１ａ、３１ｂは、断面略半楕円状または双曲線の一部の形状となっている。なお、溝の形状としては、上記で採用した断面略半楕円状または双曲線の一部の形状に限らず、断面三角形状や半円状であってもよい。
【００１７】
溝３１ａ、３１ｂで囲まれる空間内には、光源２０が収容される。光源２０は、その中心軸が溝３１ａ、３１ｂで囲まれる空間の中心軸に一致する位置に、耐熱シリコン接着剤などで固着されている。溝３１ａ、３１ｂは、これらを形成する面で光源２０からの光が反射して、光源２０に戻らないように設計されている。
【００１８】
背面３０ａ、３０ｂには、光源２０の中心軸を含む射出面１２ａ、１２ｂに直交する面について対称で、且つ射出面１２ａ、１２ｂに対して溝３１ａ、３１ｂが形成された部分が凸となった断面略Ｖ字状の傾斜面３２ａ、３２ｂが形成されている。傾斜面３２ａ、３２ｂは、溝３１ａ、３１ｂを形成する面から導光板２１ａ、２１ｂ内に入射した光源２０からの光を、射出面１２ａ、１２ｂに向けて反射させる。傾斜面３２ａ、３２ｂは、射出面１２ａ、１２ｂから射出される面状光の照射ムラを低減するために、射出面１２ａ、１２ｂ全体に均一に反射光が行き渡るように設計されている。
【００１９】
傾斜面３２ａ、３２ｂには、反射シート２２が貼り付けられる（図２参照）。反射シート２２は、傾斜面３２ａ、３２ｂから外部に漏洩する光を、射出面１２ａ、１２ｂに向けて反射させる。これにより、光源２０からの光は、導光部材２１ａ、２１ｂ内部で全反射されて、射出面１２ａ、１２ｂから面状光として射出される。
【００２０】
表示器２の作製手順は、まず、溝３１ａ、３１ｂのいずれかに、その中心軸が溝３１ａ、３１ｂで囲まれる空間の中心軸に一致するように、光源２０を耐熱シリコン接着剤などで固着する。次いで、溝３１ａ、３１ｂで光源２０を挟み込むように、接着剤で背面３０ａ、３０ｂを密着させて、導光板２１ａ、２１ｂを貼り合わせる。そして、傾斜面３２ａ、３２ｂを覆うように接着剤で反射シート２２を貼り付け、面光源装置１１を作製する。
【００２１】
面光源装置１１の作製後、駆動ユニット１４と光源２０とを電気的に接続し、射出面１２ａ、１２ｂにシート１３ａ、１３ｂを貼り付け、面光源装置１１を外枠１０に嵌め込んで表示器２を完成させる。
【００２２】
駆動ユニット１４により光源２０が点灯されると、光源２０からの光は、溝３１ａ、３１ｂを形成する面から導光板２１ａ、２１ｂに入射される。導光板２１ａ、２１ｂに入射された光は、傾斜面３２ａ、３２ｂ、または反射シート２２で反射され、面状光として射出面１２ａ、１２ｂから射出される。
【００２３】
射出面１２ａ、１２ｂから射出された面状光は、シート１３ａ、１３ｂの裏面全体を均一に照明し、これにより、シート１３ａ、１３ｂに描かれた文字や図柄が表示される。
【００２４】
以上詳細に説明したように、表示器２は、光源２０を収容する溝３１ａ、３１ｂ、および光源２０からの光を射出面１２ａ、１２ｂに向けて反射させる傾斜面３２ａ、３２ｂが背面３０ａ、３０ｂに形成され、背面３０ａ、３０ｂを密着させて対向して配置される導光板２１ａ、２１ｂと、傾斜面３２ａ、３２ｂから外部に漏洩する光を、射出面１２ａ、１２ｂに向けて反射させる反射シート２２とを備え、光源２０からの光を射出面１２ａ、１２ｂから面状光として射出させるようにした面光源装置１１を用いたので、光源２０からの光を最大限に活用することができ、光源２０の駆動に掛かる消費電力を低く抑えることができる。
【００２５】
また、溝３１ａ、３１ｂや傾斜面３２ａ、３２ｂは、射出面１２ａ、１２ｂから射出される面状光の照射ムラを抑制するように形成されているので、導光板２１ａ、２１ｂ、延いては表示器２を薄型にすることができる。
【００２６】
さらに、光源の本数を増やして射出面のサイズを大きくした面光源装置を用いれば、大きい表示サイズの用途にも適用することができる。
【００２７】
上記実施形態では、背面３０ａ、３０ｂに溝３１ａ、３１ｂと傾斜面３２ａ、３２ｂとが形成された導光板２１ａ、２１ｂを例示したが、図４に示す導光板４０ａ、４０ｂのように、溝３１ａ、３１ｂから傾斜面３２ａ、３２ｂに繋がる部分に、射出面１２ａ、１２ｂに水平な張り合わせ面４１ａ、４１ｂを形成したものを用いてもよい。このようにすると、導光板の貼り合わせを容易にすることができるとともに、導光板の接着をより強固にすることができる。
【００２８】
また、図５に示す導光板５０ａ、５０ｂのように、溝３１ａ、３１ｂから傾斜面３２ａ、３２ｂに繋がる部分に、請求項３の第１の凹凸に相当する凹凸５１ａ、５１ｂを形成したものを用いてもよい。凹凸５１ａ、５１ｂは、導光板５０ａ、５０ｂの貼り合わせ部分より入射される光源２０からの光が、導光板５０ａ、５０ｂ内部に確実に入射されるように、プリズム列状に形成されている。また、凹凸５１ａ、５１ｂは、導光板５０ａ、５０ｂが正確に対向して配置されるような形状を有し、導光板５０ａ、５０ｂを貼り合わせる際に互いに嵌合される。これにより、光源２０からの光の利用効率をさらに高めることができ、また、導光板を貼り合わせる際の位置決めを簡単にすることができる。
【００２９】
さらに、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、溝３１ａ、３１ｂの最深部６０ａ、６０ｂに、最深部６０ａ、６０ｂより入射される光源２０からの光を効果的に導光板内部に散乱させるための凹凸６１ａ、６１ｂ〜６３ａ、６３ｂを形成してもよい。（Ａ）に示す凹凸６１ａ、６１ｂは、断面曲面状の凹と断面Ｖ字状の凸とからなる。（Ｂ）に示す凹凸６２ａ、６２ｂは、断面曲面状の凹と凸とからなる。（Ｃ）に示す凹凸６３ａ、６３ｂは、断面Ｖ字状の凹と凸とからなる鋸歯形状を有している。これにより、射出面１２ａ、１２ｂにおける輝線の発生や照射ムラを低減させることができる。なお、凹凸は、凹、凸いずれか１個であってもよく、図６（Ａ）〜（Ｃ）で挙げた凹凸６１ａ、６１ｂ〜６３ａ、６３ｂ以外の形状を採用してもよい。
【００３０】
なお、導光板の材料としては、上記実施形態で挙げたＰＭＭＡの他に、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ベンジルメタクリレート、ＭＳ（メタクリルスチレン）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）などを用いてもよい。また、導光板２１ａ、２１ｂの作製方法としては、射出成形や注形重合法などを採用してもよい。さらに、必要に応じて、導光板に光を散乱させる微粒子を混入させてもよい。
【００３１】
また、反射シートとしては、ＰＥＴやＰＰなどにフィラーを混入後、延伸することによりボイドを形成して反射率を高めた白色樹脂シートや、透明、若しくは上記のような白色樹脂シートの表面にアルミ蒸着などで鏡面を形成したシート、アルミなどの金属箔、若しくは金属箔を担持した樹脂シート、あるいは金属薄板などを用いることができる。
【００３２】
なお、上記実施形態では、反射シート２２を傾斜面３２ａ、３２ｂに貼り付けて傾斜面３２ａ、３２ｂと略同一な形状としているが、反射シート２２を傾斜面３２ａ、３２ｂとは別の形状、例えば、円筒状や断面半楕形状とし、傾斜面３２ａ、３２ｂに貼り付けずに離して配置してもよい。
【００３３】
また、射出面１２ａ、１２ｂや傾斜面３２ａ、３２ｂを粗面化して砂擦り面のように荒らしてもよい。あるいは、射出面１２ａ、１２ｂや傾斜面３２ａ、３２ｂに砂擦り面加工したシートを貼り付けてもよい。
【００３４】
上記実施形態では、広告表示灯や標識表示灯、避難誘導灯などに用いられる表示器２に搭載される面光源装置１１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、液晶表示器のバックライトユニットに適用することも可能である。また、面光源装置自体を単に照明装置として利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】表示器の構成を示す分解斜視図である。
【図２】面光源装置の構成を示す斜視図である。
【図３】導光板の構成を示す拡大平面図である。
【図４】導光板に貼り付け面を形成した例を示す拡大平面図である。
【図５】導光板にプリズム列状の凹凸を形成した例を示す拡大平面図である。
【図６】光源が収容される溝の最深部の形状の例を示す図であり、（Ａ）は、断面曲面状の凹と断面Ｖ字状の凸とからなる凹凸、（Ｂ）は、断面曲面状の凹と凸とからなる凹凸、（Ｃ）は、断面Ｖ字状の凹と凸とからなる鋸歯形状の凹凸を形成した例をそれぞれ示す。
【符号の説明】
【００３６】
２  表示器
１１  面光源装置
１２ａ、１２ｂ  射出面
２０  光源
２１ａ、２１ｂ、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂ  導光板
２２  反射シート
３０ａ、３０ｂ  背面
３１ａ、３１ｂ  溝
３２ａ、３２ｂ  傾斜面
４１ａ、４１ｂ  貼り合わせ面
５１ａ、５１ｂ  凹凸
６０ａ、６０ｂ  最深部
６１ａ〜６３ａ、６１ｂ〜６３ｂ  凹凸
【図１】
2007103181.tif 000003
【図２】
2007103181.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007103181.tif 000006
【図５】
2007103181.tif 000007
【図６】
2007103181.tif 000008