JP2000131688A

JP2000131688A - 照明装置

Info

Publication number: JP2000131688A
Application number: JP30047498A
Authority: JP
Inventors: Kengo Hayashi; 謙吾林
Original assignee: Advanced Display Inc
Current assignee: Advanced Display Inc
Priority date: 1998-10-22
Filing date: 1998-10-22
Publication date: 2000-05-12

Abstract

(57)【要約】【課題】光源の光利用効率を向上させるとともに、光
源を冷却し、熱による温度ムラを防ぐことができる照明
装置を提供することを目的とする。【解決手段】下方の面に光反射面１を有し、光学的に
透明で空洞化した平板からなる密封容器２と、前記密封
容器２内に封入された透明液体３と、前記密封容器２の
側部２ｃのうち、少なくとも１つの側部２ｃの面と平行
に配置された光源４と、前記密封容器２の前記下方の面
の側に配設された光反射板５とからなり、前記光源４か
らの光を前記透明液体３を通して前記密封容器２内に導
入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は照明装置に関する。
さらに詳しくは、平面状に発光する照明装置に関し、デ
ィスプレイなどの透過型液晶表示装置や広告表示システ
ムなどの、裏面側から光を照射する必要がある表示素子
のためのバックライトに適している面型の照明装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図３に示すように、従来の導光板方式の
面型照明装置として、導光板５０の表面および裏面にそ
れぞれ光拡散板５１および光拡散用のドットを有する光
散乱反射面５２と反射板５３が配設されるとともに、前
記導光板５０の側部に光源５４とカバー５５が配設され
るものがある。かかる面型照明装置では、まず、光源５
４からの直接光およびカバー５５内の反射光が側面から
導光板５０の内部に入り、該導光板５０内を全反射しな
がら進み、このあいだに反射光の大部分は、導光板５０
の一方の面に配設された反射板５２によって拡散反射し
て導光板５０の表側から拡散される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置では、光源から出た光は導光板の内部に入ろうとす
るが、光源と導光板の側面とのあいだには空気が介在し
ているため、導光板の側面において光の反射が起こると
いう問題がある。また反射した光の一部はカバー内でさ
らに反射し、再度導光板側面に戻っていくが、他の光は
反射を繰り返すなどによって大きく減衰する。このた
め、光源から出た光は導光板内に有効に導入されず、光
の利用効率を低下させている。

【０００４】さらに、導光板の内部に入った光は、反射
板により光が反射し導光板上部より発光するが、このと
き、反射板から反射する光は集光率がわるく、輝度が低
い結果となっている。

【０００５】かかる光源の光利用効率を向上させるため
に、導光板の側部に、光源と透明液体とを封入した密封
容器を配設する装置がある（特開平５−２８９０７７号
公報参照）。この装置では、光源の光を透明液体を通し
て導光板に導入することにより、光源の光を効率よく導
光板の発光面に導くようにしている。

【０００６】しかしながら、かかる装置では、導光板と
密封容器とが幅広のゴムパッキングでシールされている
ため、光源の発熱により、透明液体が熱膨張し、シール
部分から液洩れを起こす惧れがある。

【０００７】一方、導光板は、光源から近いところと遠
いところでは温度差が生じ、光源に近いところでは液晶
素子の温度を高くし、遠いところでは低くする。この温
度差により、ディスプレイの表示特性が低下し、白抜け
などの問題が生じる。

【０００８】このディスプレイの表示特性を向上させる
ために、液晶素子に、２枚のガラス板からなる容器内に
エチレングリコールまたはシリコーンオイルを充填した
熱拡散板または冷却パネルを密着させる装置がある（特
開昭６２−１５９１２０号公報または特開平４−６２５
２０号公報参照）。

【０００９】しかしながら、かかる装置では、液晶素子
に熱拡散板または冷却パネルを密着させるため、ディス
プレイを小型にすることが難しい。

【００１０】本発明は、叙上の事情に鑑み、光源の光利
用効率を向上させるとともに、光源を冷却し、熱による
温度ムラを防ぐことができる照明装置を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の照明装置は、下
方の面に光反射面を有し、光学的に透明で空洞化した平
板からなる密封容器と、前記密封容器内に封入された透
明液体と、前記密封容器のうち、少なくとも１つの側部
の面と平行に配置された光源と、前記密封容器の前記下
方の面の側に配設された光反射板とからなり、前記光源
からの光を前記透明液体を通して前記密封容器内に導入
することを特徴とする。

【００１２】前記密封容器が、前記下方の面の側に配設
された光反射板と、前記光源が発光する表面の外側の位
置にある密封容器の内面とを光反射面とするのが好まし
い。

【００１３】前記透明液体が、前記光源の冷却に効果が
あり、かつ密封容器と屈折率が近い工業用の油脂である
のが好ましい。

【００１４】前記工業用の油脂がエチレングリコールま
たはシリコーンオイルであるのが好ましい。

【００１５】前記密封容器より上側に光拡散板を配置す
るのが好ましい。

【００１６】前記光反射面が、全反射面により形成され
ているのが好ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の照明装置を説明する。

【００１８】図１は本発明の照明装置の一実施の形態を
示す断面図、図２は図１における照明装置内での光の伝
播経路を説明するための図である。

【００１９】図１に示されるように、本発明の一実施の
形態にかかわる照明装置は、下方の面に全反射面である
光反射面１を有し、光学的に透明で空洞化した平板から
なる密封容器２と、前記密封容器２内に封入された透明
液体３と、前記密封容器２の側部２ｃの面と平行に配置
された光源４と、前記密封容器２の前記下方の面の側に
配設された光反射板５とから構成されている。

【００２０】前記密封容器２は、上部２ａ（光透過
部）、下部２ｂおよび四方の側部２ｃにより空洞化した
箱形状を呈している。前記上部２ａ、下部２ｂおよび側
部２ｃは透明な平板、たとえば透明体のガラス板などか
らなる。該密封容器２の下部２ｂの面は、印刷などによ
り形成された光拡散用のドット６を有する光反射面１に
されており、対向する側部２ｃの面側に発光素子または
蛍光管などの棒状光源からなる光源４を配置させてい
る。なお、本実施の形態では、光源を対向する側部の面
と平行にそれぞれ配置しているが、本発明においては、
これに限定されるものではなく、一方の側部と平行に配
置することもできる。また該光源４が発光する表面の外
側の位置にある密封容器２の内面は、全反射面するＰＥ
Ｔ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂などの膜により
光反射面７にされている。前記密封容器２の側部２ｃに
は、密封容器２の内部に透明液体３を注入するための孔
が形成されているとともに、該孔を密封し、透明液体３
の漏洩を防止するためのゴムパッキング８が配設されて
いる。

【００２１】前記透明液体３としては、屈折率が密封容
器２、たとえばガラス板および光源４を構成するガラス
（透明体）に近い、たとえばエチレングリコールまたは
シリコーンオイルなどの工業用の油脂などの液体を用い
ることができる。

【００２２】本実施の形態では、光源４から出た光は、
密封容器２のガラス板および光源４を構成するガラスと
同程度の屈折率をもつ透明液体３に直接入り、密封容器
２の下方の面の側に配置された光反射面１のドット６で
光が反射し、密封容器２の内側の表面に拡散される。こ
のとき、密封容器２の内部に封入する透明液体３とし
て、熱伝導率や屈折率などを考慮して、エチレングリコ
ールまたはシリコーンオイルなどを封入した場合、従来
に比べて密封容器２から出る光の集光性が高まる。その
結果、密封容器２より上側に配置される、集光シート
（プリズムシート）を積層した光拡散板９を省くことが
できる。なお、光拡散板９がない場合には、とくに、高
精度の表示特性を必要としないディスプレイや広告表示
システムなどに用いることができる。

【００２３】また、光源４と透明液体３とは接触してい
ることから、該透明液体３が冷却液の役割を果たし、光
源４を冷却することにより、バックライト部である密封
容器２から出る熱を抑え、密封容器２の表面に隣接して
配置される表示素子に熱が伝わるのを防ぐことができ
る。

【００２４】さらに、前記透明液体３は、密封容器２の
表面に静電気が発生するのを抑えることができるため、
密封容器２の表面に異物などを集まりにくくすることが
できる。

【００２５】つぎに本実施の形態にかかわる照明装置内
での光の伝播経路を説明する。図２に示されるように、
光源４から出た光には、透明液体３を伝播し、直接上部
２ａ（光透過部）の内側へ行く光と、密封容器２の側部
２ｃの内面の光反射面６に向かうように外側に行く光と
がある。後者の光は、光反射面７で乱反射を繰り返し、
大部分は光透過部のある内側へ向かうため、光源から出
た光のロスはほとんどない。内側に向かった光は、密封
容器２の内面で全反射を繰り返しながら進み、大部分は
密封容器２の内部を進むが、光反射面１にある光拡散用
のドット６に当たると、乱反射し、散乱光となり、上部
２ａより出光する。このとき、上部２ａより出光する光
は、透明液体３と密封容器２の屈折率の関係から、該容
器２の内側での反射率が小さくなり、光利用効率が向上
する。また、内側に向かった光で、ドット６に当たらず
に密封容器２から出て行く光についても同様のことがい
える。上部２ａから出て行く光は、同様に散乱が小さい
方向に進む。光反射面１から漏れた光は、光反射板５で
反射され、密封容器２内に戻される。なお、光反射面１
にあるドット６は、光の内面均一性を高めるためにあ
り、ドット６の形状、大きさ、密度などは任意に定めら
れる。

【００２６】また、バックライト部である密封容器２に
は、光源４により熱が発生する。この熱は密封容器２内
の透明液体３に伝達し、透明液体３により熱が吸収され
ながら、結果的には密封容器２全体に均一になる。これ
により、密封容器２の上部にある表示素子への熱伝導を
抑制し、表示素子の温度ムラを解消することができる。

【００２７】さらに、透明液体３を全体に注入している
ことにより、密封容器２の表面での静電気の発生が抑え
られ、異物などの付着を低減することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
以下に示す効果を奏することができる。

【００２９】（１）光源の光を密封容器へ直接導入して
いるため、光源から密封容器までの減衰がほとんどなく
なり、光源の光を効率よく導入することができる。

【００３０】また、（２）密封容器内部に透明液体を入
れることにより、反射板での光の乱反射を抑え、集光性
を高めることができる。この集光性が高いことにより、
密封容器より上側に配置される光拡散板などを省くこと
が可能となり、コストを低減することできる。

【００３１】また、（３）光源を透明液体で冷却するこ
とにより、バックライト部である密封容器から出る熱を
抑え、さらに密封容器全体に透明液体を封入しているた
めに、密封容器全体の熱分布を均一にすることができ
る。

【００３２】さらに、（４）密封容器表面での静電気の
発生が防止できるため、バックライト部である密封容器
の表面への異物などを少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の照明装置の一実施の形態を示す断面図
である。

【図２】図１における照明装置内での光の伝播経路を説
明するための図である。

【図３】従来の導光板方式の面型照明装置の一例を示す
断面図である。

【符号の説明】

１光反射面２密封容器２ａ上部２ｂ下部２ｃ側部３透明液体４光源５光反射板６ドット７光反射面８ゴムパッキング９光拡散板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下方の面に光反射面を有し、光学的に透
明で空洞化した平板からなる密封容器と、前記密封容器
内に封入された透明液体と、前記密封容器の側部のう
ち、少なくとも１つの側部の面と平行に配置された光源
と、前記密封容器の前記下方の面の側に配設された光反
射板とからなり、前記光源からの光を前記透明液体を通
して前記密封容器内に導入することを特徴とする照明装
置。
【請求項２】前記密封容器が、前記下方の面の側に配
設された光反射板と、前記光源が発光する表面の外側の
位置にある密封容器の内面とを光反射面とする請求項１
記載の照明装置。
【請求項３】前記透明液体が、前記光源の冷却に効果
があり、かつ密封容器と屈折率が近い工業用の油脂を用
いる請求項１または２記載の照明装置。
【請求項４】前記工業用の油脂がエチレングリコール
またはシリコーンオイルである請求項３記載の照明装
置。
【請求項５】前記密封容器より上側に光拡散板を配置
してなる請求項１、２、３または４記載の照明装置。
【請求項６】前記光反射面が、全反射面により形成さ
れてなる請求項１、２、３、４または５記載の照明装
置。