(57)【要約】【課題】面状発光装置において非発光領域が存在しても、フロントパネル前方から見た場合の面状発光装置の発光均一性を向上させること。【解決手段】単位発光素子３のフロントパネル５外周領域上の非発光領域５ｂとからその内周側で隣接する発光領域５ａの一部にかけて反射拡散板１７の光入射面１７ｃを対向させた状態でかつ反射拡散板１７の光出射面１７ｄをフロントパネル５の非発光領域５ｂ上を覆う状態にして反射拡散板１７を配置した構成。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視外形が矩形形状をなす複数の単位発光素子を行列方向または行方向または列方向に隣接配置し、上記単位発光素子を、平面視矩形形状をなして対向するフロントとリア両パネルと、該両パネル間に介装されたサイドパネルとで内部を封止し、その内部に発光源を備えた面状発光装置において、
上記単位発光素子のフロントパネル外周領域上の非発光領域からその内周側で隣接する発光領域一部にかけて反射拡散板の光入射面を対向させた状態でかつ反射拡散板の光出射面を少なくとも上記非発光領域上を覆う状態にして当該反射拡散板を配置してなり、
当該単位発光素子内の発光源からの発光光を、上記フロントパネルの発光領域一部を介して上記反射拡散板の光入射面からその内部に入射させると共に、当該反射拡散板内で光学的に反射ないしは拡散させて、フラットパネルにおける非発光領域上方の光出射面から出射させるようになっている、面状発光装置。
【請求項２】
上記反射拡散板はその出射面の側面視形状が光を屈折させて出射させることができる形状になっている、請求項１に記載の面状発光装置。
【請求項３】
上記反射拡散板を、隣接する単位発光素子のフロントパネル外周縁上にまたがって配置している、請求項１または２に記載の面状発光装置。
【請求項４】
上記反射拡散板は、面状発光装置全体を構成する各単位発光素子それぞれのフロントパネル外周縁上を覆う一枚物の光学材で構成した、請求項１ないし３のいずれかに記載の面状発光装置。
【請求項５】
上記反射拡散板は、列方向に沿う光出射面の側面視形状が半凸レンズないし凸レンズ形状であってかつ行方向に延びた形状をなしていて、列方向隣り合う単位発光素子それぞれのフロントパネル外周領域上の非発光領域からその内周側で隣接する発光領域一部にかけてまたがるごとく配置した、請求項１に記載の面状発光装置。
【請求項６】
上記単位発光素子を、そのフロントパネル内面に蛍光体とアノード電極とを設け、そのリアパネル内面に電子エミッタを設けてなる電界放射型発光素子で構成した、請求項１ないし５のいずれかに記載の面状発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置や液晶バックライト等として用いる面状発光装置に関するものであり、より詳しくは、外周面矩形形状をなす複数の単位発光素子を相互に隣接した状態で例えば、複数、行列配置してなる面状発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置としての面状発光装置には、全体の外周面形状が矩形枠状であり、その矩形枠状内に、外周面形状が矩形形状やその他の形状をなす複数の単位発光素子を行列配置すると共に、これら単位発光素子の発光、非発光を制御するようにしたものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
このような面状発光装置を図９ないし図１１を参照して説明する。図９は面状発光装置を示し、図１０（ａ）（ｂ）は図９のＥ−Ｅ線断面での構成を示し、図１１はその面状発光装置をフロントパネル前方から見た場合の発光状態を示す。ただし、図１０（ａ）と（ｂ）は発光源１１１が相違するのみで他の構成は同様である。すなわち、図１０（ａ）の発光源１１１は、点状、半球状等であり、図１０（ｂ）の発光源１１１は、線状、面状である。従来の面状発光装置１００は、平面視矩形形状をなす複数の単位発光素子１０３を縦横密に配列している。各単位発光素子１０３は、平面視外形が共に同一の外形形状をなして相対向するフロント側とリア側の両パネル１０５，１０７と、該両パネル１０５，１０７間の外周縁間に介装されたサイドパネル１０９とで内部が封止されていると共に、当該内部に発光源１１１を設置したパネル構成となっている。このような面状発光装置１００においては、各単位発光素子１０３それぞれ内の発光源１１１の発光光１１３がフロントパネル１０５前方に拡散を受けることなく出射される一方、各単位発光素子１０３はサイドパネル１０９で相互にその隣接境界領域を区画され仕切られているので、面状発光装置１００をフロントパネル１０５前方から見た場合、図１１で示すようにハッチングで示す発光領域１１５と、ハッチングしていない非発光（暗部）領域１１７とがある。この非発光領域１１７は、各単位発光素子１０３の隣接対向隙間や各単位発光素子１０３内部のサイドパネル１０９による領域である。このような非発光領域の存在は、面状発光装置１００をフロントパネル１０５前方から見た場合の当該面状発光装置１００の発光均一性を大きく損ねてしまう。これに対して、非発光領域を狭くするべく、サイドパネルを細くしたり、隣接対向隙間を狭くしたりすることが考えられるが、面状発光装置１００の発光均一性を十分に向上させるまでに至ることはできない。
【特許文献１】特開２００７−２８０６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明により解決すべき課題は、上記した面状発光装置においてフロントパネル外周領域に非発光領域が存在しても、フロントパネル前方から見た場合の面状発光装置全体の発光均一性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による面状発光装置は、平面視外形が矩形形状をなす複数の単位発光素子を行列方向または行方向または列方向に隣接配置し、上記単位発光素子を、平面視矩形形状をなして対向するフロントとリア両パネルと、該両パネル間に介装されたサイドパネルとで内部を封止し、その内部に発光源を備えた面状発光装置において、
上記単位発光素子のフロントパネル外周領域上の非発光領域からその内周側で隣接する発光領域一部にかけて反射拡散板の光入射面を対向させた状態でかつ反射拡散板の光出射面を少なくとも上記非発光領域上を覆う状態にして当該反射拡散板を配置してなり、
当該単位発光素子内の発光源からの発光光を、上記フロントパネルの発光領域一部を介して上記反射拡散板の光入射面からその内部に入射させると共に、当該反射拡散板内で光学的に反射ないしは拡散させて、フラットパネルにおける非発光領域上方の光出射面から出射させるようになっていることを特徴とするものである。
【０００６】
上記発光源では、例えば、電界放射発光型、有機ＥＬ発光型、発光ダイオード型、その他があり、特に限定しない。
【０００７】
上記面状発光装置は、それ自体で各単位発光素子の発光を制御して全体で画像を形成する画像形成装置や、液晶表示パネルの背面側に配置して当該液晶表示パネルを照明するバックライト等に適用することができるものである。
【０００８】
本発明においては、フロントパネルの外周面上に内部発光源からの発光光が透過しない非発光領域が存在しても反射拡散板がその光入射面が発光領域一部に対向させた状態で配置されているので、内部発光源の発光光をフラットパネルの発光領域一部を介して反射拡散板の光入射面からその内部に入射させることができる。そして、反射拡散板に入射した発光光は反射拡散板内で反射ないしは拡散して、フロントパネル外周縁の非発光領域上方に位置する光出射面から出射することができるので、フロントパネル前方から見た場合、フロントパネルの発光領域である内周領域だけではなく非発光領域である外周領域を含む全体が発光した状態となりその発光均一性が向上する。
【０００９】
本発明において、好ましい態様は、上記反射拡散板はその出射面の側面視形状が光を屈折させて出射させることができる形状になっていることである。この形状としては、好ましくは、半凸レンズ、凸レンズ形状であるが、これに限定されず、例えば、出射面が平板状、三角状、複数の凹凸部を有する形状、その他でも反射拡散板内部からの光を屈折させて出射させることができれば、その形状に含む。この態様では、内部発光源の発光光をより反射拡散板内部で反射ないし拡散させたうえで反射拡散板外に放射状に出射させることが可能であり、より発光均一性の向上に貢献することができる形状である。
【００１０】
本発明において、別の好ましい態様は、上記反射拡散板を、隣接する単位発光素子それぞれのフロントパネル外周縁上にまたがって配置することである。この態様では、反射拡散板が隣接単位発光素子の内部発光源の発光光をも反射ないし拡散できるので、より発光均一性の向上に貢献することができる構成である。
【００１１】
本発明において、さらに別の好ましい態様は、上記反射拡散板を、面状発光装置全体を構成する各単位発光素子それぞれのフロントパネル外周縁上を覆う一枚物の光学材、より好ましくは光学フィルムで構成することである。この態様では、製造に際して反射拡散板をより簡易にかつ高精度に位置決めしてフロントパネル上に配置することができるようになる。
【００１２】
本発明において、さらに別の好ましい態様は、反射拡散板を、列方向に沿う光出射面の側面視形状が半凸レンズないし凸レンズ形状であってかつ行方向に延びた形状をなし、列方向隣り合う単位発光素子それぞれのフロントパネル外周領域上の非発光領域からその内周側で隣接する発光領域一部にかけてまたがるごとく配置することである。
【００１３】
本発明において、さらに別の好ましい態様は、上記単位発光素子を、そのフロントパネル内面に蛍光体とアノード電極とを設け、そのリアパネル内面に電子エミッタを設けてなる電界放射型発光素子で構成することである。この態様では、蛍光体がフロントパネル内面において内周領域に設け、外周領域にまで設けていない場合において、外周領域もあたかも蛍光体が配置されて発光しているかのようになり、発光均一性の向上に貢献することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の面状発光装置においては、フロントパネル外周領域に非発光領域が存在しても、フロントパネル前方から見た場合の面状発光装置全体の発光均一性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係る面状発光装置を説明する。図１は、実施の形態の面状発光装置の斜視図を示し、図２は図１の面状発光装置のＡ−Ａ線での断面構成図を示し、図３は面状発光装置を複数配列した単位発光素子と、反射拡散板とを分解して示す斜視図、図４（ａ）は図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図４（ｂ）は図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図５は面状発光装置の要部を拡大して示す断面図、図６は反射拡散板による作用を説明する要部の断面図、図７（ａ）は面状発光装置による発光状態を示す側面図、図７（ｂ）は面状発光装置による発光状態を示す平面図である。
【００１６】
これらの図を参照して、この面状発光装置１は、図示略の平面視矩形形状の収納凹部を有する装置筐体に外周面が平面視矩形形状をなす複数の単位発光素子３が行列配置されて構成されている。
【００１７】
各単位発光素子３は、平面視外形が矩形形状をなして相対向するフロント側とリア側一対のガラス製両パネル５，７と、該両パネル５，７間に介装された平面視矩形形状の４枚の樹脂製サイドパネル９とで立方薄型形状に組み立てられ、その内部を真空封止されていると共に、フロントパネル５内面に蛍光体１１と、アノード電極兼用のバックメタル１３とが設けられ、リアパネ７内面に上記蛍光体１１と相対向状態で電界電子放出機能を有する電子エミッタ１５と、を設けた電界放射型発光素子である。
【００１８】
以上の構成において実施の形態では、フロントパネル５の外周領域に反射拡散板１７を設けたことを特徴とする。
【００１９】
この反射拡散板１７は、面状発光装置１全体を構成する各単位発光素子３それぞれのフロントパネル５外周領域を覆う一枚物の光学フィルムで構成されている。この反射拡散板１７はフロントパネル５前方から目立たないようにするためその肉厚は極薄となすことが好ましい。
【００２０】
ここでフロントパネル５の外面領域を説明すると、フロントパネル５は、点線で示す境界線５ａから内周領域５ｂが発光源である蛍光体１１と対向ないしほぼ対向して発光する発光領域５ｂ、また、境界線５ａから外周領域５ｃが、サイドパネル９の上端面対向領域であることや、単位発光素子３外領域であることにより蛍光体１１の発光光が届かず非発光である非発光領域５ｃである。
【００２１】
なお、境界線５ａにて蛍光体１１と完全に対向する領域と対向しない領域とに分けた場合、蛍光体１１と完全対向していなくても蛍光体１１からの発光光が多少散乱して届く領域は非発光領域とはいえない。上記非発光領域４ｃでは、蛍光体１１からの発光光はサイドパネル９で邪魔されてフロントパネル１１外には出射されない。一方で、サイドパネル９はフロントパネル５とリアパネル７との対向間隔を維持するうえで必要である。
【００２２】
反射拡散板１７は、単位発光素子３の整列配置状態に合わせて各単位発光素子３それぞれの発光領域５ｂに対応する部分に矩形穴１７ａが開けられており、非発光領域５ｃに対応する部分に半凸レンズないし凸レンズ形状の反射拡散部分１７ｂを有した構成になっている。したがって、反射拡散部分１７ｂは平面視網目状になっていると言える。こうした反射拡散部分１７ｂは、側面視平坦な光入射面１７ｃと、側面視半凸レンズないし凸レンズ形状の光出射面１７ｄとを有している。反射拡散板１７の外周縁側の反射拡散部分１７ｂは半凸レンズ形状になっており、それ以外の反射拡散部分１７ｂは凸レンズ形状になっている。
【００２３】
反射拡散板１７は、その反射拡散部分１７ｂの光入射面１７ｃをサイドパネル９の上端面対応のフロントパネル５の非発光領域５ｃからその内周側で隣接する発光領域５ｂの一部に対向させた状態で、フロントパネル５上に配置されている。反射拡散板１７はまた、その光出射面１７ｄをフロントパネル５の非発光領域５ｃ上を覆う状態にしてフロントパネル５上に配置されている。反射拡散板１７はまた、その内周側の反射拡散部分１７ｂが、隣接する単位発光素子３のフロントパネル５上にまたがって配置されている。
【００２４】
次に図６、図７を参照して反射拡散板１７による蛍光体１１からの発光光の入射、反射、拡散、出射を説明する。図６は面状発光装置１の要部を拡大して示し、図７（ａ）は面状発光装置全体における発光状態を側面から示し、図７（ｂ）は面状発光装置全体における発光状態を平面から示す。
【００２５】
単位発光素子３内の発光源である蛍光体１１から矢印で示すように発光光が出射される。この発光光は、フロントパネル５の発光領域５ｃの一部を介して反射拡散板１７の光入射面１７ｃから当該反射拡散板１７内に入射する。そして、反射拡散板１７の光入射面１７ｃからその内部に入った蛍光体発光光は、反射拡散板１７内で光学的な入射角度に依存して、通過、反射ないしは拡散して、フラットパネル５の非発光領域５ｃ上方の光出射面１７ｄから出射する。
【００２６】
上記光出射面１７ｄからの発光光の出射により、フロントパネル５前方から見た場合、フロントパネル５の発光領域５ｂだけではなく非発光領域５ｃを含む全体が発光した状態と見えて、面状発光装置１全体の発光均一性が大きく向上することとなる。
【００２７】
次に図８を参照して他の実施の形態に係る面状発光装置を説明すると、図８（ａ）は同面状発光装置の斜視図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。図８を参照して、この実施の形態では、反射拡散板１７を複数用いるものであり、各反射拡散板１７は、行列配置された複数の単位発光素子３において、列ごとに列方向隣り合う単位発光素子のフロントパネル５間をまたがるようにそれぞれ設置したものである。この反射拡散板１７において、列方向両端側の反射拡散板１７では断面半凸レンズ形状をなし、それ以外の反射拡散板１７では断面凸レンズ形状をなしていて、行方向に延びた形状、換言すると蒲鉾型をなしている。上述の実施の形態では反射拡散板１７は面状発光装置１に対して一枚用いたが、この実施の形態では反射拡散板１７を複数用いている。この実施の形態の場合、列方向隣り合う単位発光素子３の対向間に例えば内部電極を引き出すための電極引き出し端子を配置する場合、その対向間隔が比較的広くなるので、面状発光装置１として列ごとに暗部が目立つようになり、面状発光装置１全体の発光均一性が低下することとなる。そのため、上記発光均一性の低下を防止するべく反射拡散板１７を配置するものである。
【００２８】
以上説明したように本実施形態では、フロントパネル４に非発光領域５ｃが存在しても反射拡散板１７により面状発光装置１全体の発光均一性が向上するようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係る面状発光装置の斜視図である。
【図２】図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図３は反射拡散板と単位発光素子とを分解して示す図である。
【図４】図４（ａ）は図３のＢ−Ｂ線断面図、図４（ｂ）は図３のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】図５は面状発光装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図６】図６は反射拡散板の作用を説明するために面状発光装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図７】図７（ａ）は反射拡散板による面状発光装置の発光状態を側面から示す図、図７（ｂ）はその発光状態を平面方向から示す図である。
【図８】図８（ａ）は他の実施の形態に係る面状発光装置の斜視図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図９】図９は従来の面状発光装置の斜視図である。
【図１０】図１０（ａ）（ｂ）は図９のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１１】図１１は図９の面状発光装置の発光状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  面状発光装置
３  単位発光素子
５  フロントパネル
５ａ  発光領域
５ｂ  非発光領域
７  リアパネル
９  サイドパネル
１１  蛍光体
１３  バックメタル
１５  電子エミッタ
１７  反射拡散板
１７ａ  矩形穴
１７ｂ  反射拡散部分
１７ｃ  光入射面
１７ｄ  光出射面
【図１】
2009245611.tif 000003
【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】
2009245611.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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