JP2005038768A - Surface light source and display device using this - Google Patents
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Description
この発明は、導光板を用いたエッジライト式の面光源装置及びこの面光源装置を用い、誘導灯、非常灯、道路標識、広告灯等に使用される表示装置に関するものである。 The present invention relates to an edge-light type surface light source device using a light guide plate and a display device using this surface light source device and used for guide lights, emergency lights, road signs, advertising lights, and the like.
従来、面光源装置およびこれを用いた表示装置には、次のようなものがある。
青色光を発する複数のLEDを並べた光源と、一側面から入射した光源の光を面発光させる導光板と、光源の発光色を異なる色に変換する色変換部材と、背面からの照明により表示される図柄や文字等の表示パターンが形成された表示パネルとを組合せ、色変換部材により青色光を白色光あるいは緑、黄、赤色等他の光スペクトル成分をもつ光に変換することによって、表示パネルの表示に必要な白色光あるいは他の異なる色に変換され、表示パターンを表示する。
そして、複数のLEDは基板に一定の間隔のピッチで実装され、この基板は、導光板の一側面に近接するようにホルダーに着脱可能に取り付けられており、LEDの側方に出射された光を導光板に反射させるための反射板が基板の両側に配設されている。また、ホルダーに内装されたLEDを駆動するための電気回路を交流電源に接続する(例えば、特許文献1参照)。
Displayed by a light source in which a plurality of LEDs emitting blue light are arranged, a light guide plate that emits light from the light source incident from one side, a color conversion member that converts the light emission color of the light source into a different color, and illumination from the back Display by combining a display panel on which a display pattern such as symbols and characters is formed, and converting blue light into white light or light having other light spectrum components such as green, yellow, and red by a color conversion member. It is converted into white light or other different colors necessary for the display of the panel to display the display pattern.
The plurality of LEDs are mounted on the substrate at a constant pitch, and this substrate is detachably attached to the holder so as to be close to one side surface of the light guide plate, and light emitted to the side of the LED Reflecting plates for reflecting the light to the light guide plate are disposed on both sides of the substrate. In addition, an electric circuit for driving the LED incorporated in the holder is connected to an AC power source (see, for example, Patent Document 1).
従来の面光源装置では、複数のLEDが実装された基板が導光板の一側面に近接するようにホルダーに取付けられるが、電源から基板に電力を供給するための配線スペースが必要であるため、自ずとLEDと導光板間に間隔が生じ、LEDを出射した光の導光板への入射効率が低下するという問題があった。 In a conventional surface light source device, a substrate on which a plurality of LEDs are mounted is attached to a holder so as to be close to one side surface of the light guide plate, but a wiring space for supplying power from the power source to the substrate is required. As a result, there is a problem that an interval between the LED and the light guide plate is generated, and the incident efficiency of the light emitted from the LED to the light guide plate is lowered.
本発明は、上記のような問題を解消するためになされたもので、点状光源からの光を効率良く導光板に入射させ、明るく、高い表示品質を有する面光源装置を得ることを目的とする。
また、この面光源装置を使用して、明るく、高い表示品質を有する表示装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and has an object to obtain a bright surface light source device having high display quality by efficiently making light from a point light source incident on a light guide plate. To do.
Another object of the present invention is to obtain a bright and high-quality display device using this surface light source device.
本発明の面光源装置は、点状光源と、該点状光源を実装する光源基板と、一側面を入射面とし、該入射面から入射した点状光源の光を面光源とし、前面の出射面から照射する導光板とを備えた面光源装置であって、点状光源を実装する光源基板の実装面の端部に、点状光源を電源と接続させる配線接続部を設け、また、導光板の側面で、配線接続部に対向する位置に凹部を形成したものである。 The surface light source device of the present invention has a point light source, a light source substrate on which the point light source is mounted, one side as an incident surface, the point light source incident from the incident surface as a surface light source, and emission from the front surface. A surface light source device including a light guide plate that irradiates from a surface, and a wiring connection portion that connects the point light source to a power source is provided at an end of the mounting surface of the light source substrate on which the point light source is mounted. A concave portion is formed on the side surface of the optical plate at a position facing the wiring connection portion.
本発明の面光源装置は、点状光源からの光を効率良く導光板に入射させ、明るく、高い表示品質を有する面光源装置を得ることができる。また、面光源装置の有効出射面の割合の減少を防ぐことが可能となる。 According to the surface light source device of the present invention, the light from the point light source can be efficiently incident on the light guide plate to obtain a surface light source device that is bright and has high display quality. In addition, it is possible to prevent a reduction in the ratio of the effective emission surface of the surface light source device.
図1は、表示装置の分解斜視図であり、図2は、図1の表示装置の要部平面図であり、図3は、図1の表示装置の部分断面図である。
図1に示すように、表示装置の主要構成は、点状光源20からの出射光を導光板40の一側面の入射面43で受け、前面の出射面41から面光源として出射する面光源装置と、面光源装置の導光板40の前面に配置され、導光板40からの出射光により表示パターンを表示する表示板80とである。
以下表示装置の構成を詳細に説明する。
点状光源20は、発光ダイオード、レーザダイオード等を光源基板30の長手方向に沿って一列又は複数列に配列し、実装される。ここで、光源基板30としては、紙フェノール、ガラスエポキシ等の樹脂基板やアルミニウム等の金属基板を使用する。
光源基板30には点状光源20に電力を供給するための回路パターンが設けられており、また、光源基板30の点状光源20の実装面の端部(例えば、図1では、光源基板30の長手方向の端部)には、図示しない電源から電力を供給する配線接続部31を設けている。配線接続部31からは図示しない電源への配線35が施されている。なお、配線接続部31は、半田やコネクタ等で光源基板30と配線35を接続している。
1 is an exploded perspective view of the display device, FIG. 2 is a plan view of a main part of the display device of FIG. 1, and FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the display device of FIG.
As shown in FIG. 1, the main configuration of the display device is a surface light source device that receives emitted light from the
Hereinafter, the configuration of the display device will be described in detail.
The
The
導光板40は、アクリルやポリカーボネート等の透明樹脂からなる板状体であり、その一側面に点状光源20が対向するように光源基板30が配設され、入射面43が形成される。また、導光板40は、前面の出射面41又は背面の出射対向面42のうち少なくともいずれか一方に、導光板40中を伝播する光を拡散する光拡散機能を有している。この光拡散機能は白色ドット印刷を施すこと、粗面化すること、又はプリズムを設けること等により付与される。また、導光板40は図2に示すように、入射面43のうち、光源基板30の配線接続部31に対向する位置に凹部45を設けている。凹部45は、入射面43と平行な切欠き面47と、入射面43から切欠き面47に直線的に連続する連続面46とを形成するように、導光板40の前面から背面まで切欠き、形成される。
The
導光板40の背面側には、アルミニウム又は銀等を蒸着した樹脂製シート又は白色の樹脂製シート等高反射率の材料からなる反射シート60を設ける。
また、導光板40の前面側には、プリズム列を有するプリズムシート又は拡散シート等の光学シート70を設ける。これらはいずれかを設けても、両方を設けても、いずれも設けなくてもよく、用途等に応じて選択する。
導光板40の前面側、又は導光板40の前面の光学シート70の前面側に表示板80を設ける。表示板80は、アクリル、ポリカーボネート等の透光性の樹脂板にスクリーン印刷又はカッテイングシート等により任意の図柄を設ける。
On the back side of the
Further, an
A
光源カバー50は、樹脂や金属等からなり、背面(表示板80側と反対側の面で、嵌合により表示板ケース10の背面で塞がれる面)及び下面(表示板ケース10に嵌合させる側の面)が開口した六面体状の箱体であり、内面は高反射率部材が付与されている。また、下面の開口部と対向する上面の内面に光源基板30の背面が固定され、この開口部から点光源20の光が出射される。
表示板ケース10は、樹脂や金属板等からなり、前面(表示板80側の面)と上面(導光板40の入射面43側の面)とが開口した六面体状の箱体の背面である底面(表示板80側と反対側の面)を光源カバー50側に延設したものである。
そこで、光源カバー50は、下面の開口部を表示板ケース10の上面の開口部に嵌合させ、表示板ケース10と合体することにより、表示板ケース10の上部の外壁となり、表示板ケース10の一部を形成する。
このように、光源基板30を取付けた光源カバー50を表示板ケース10の開口部との嵌合により取付けているので、光源カバー50の取付け、取外しが容易であり、点状光源20(又は光源基板30)の交換が容易となる。
特に、光源カバー50と表示板ケース10との嵌合は、背面のない光源カバー50と延設背面10aを持つ表示板ケース10とで行われるため、光源カバー50の背面の嵌め合せがなく、光源カバー50と表示板ケース10の着脱は、上面下面方向に限定されず、上面下面方向から前面背面方向まで広範囲に可能となり、極めて容易となる。即ち、着脱の自由度が増加する。そこで、点状光源20(又は点状光源20を実装した光源基板30)の交換が極めて容易となる。
The
The
Therefore, the
Thus, since the
In particular, the fitting between the
表示板ケース10には、底面側から前面側に向かって、反射シート60、導光板40、光学シート70がこの順に収容され、表示板ケース10の前面の開口部は上部を除いて、表示板80で塞がれ、さらに、光源カバー50が嵌合されることにより、上面の開口部及び前面の開口部の上部が塞がれる。この際、導光板40の一側面である入射面43に光源基板30上の点状光源20が丁度対向するようになる。
The
以上より、点状光源20、点状光源20を実装した光源基板30、反射シート60、導光板40、光学シート70、光源カバー50表示板ケース10及び点状光源20の点灯制御装置(図示省略)等で面光源装置を構成する。また、面光源装置に表示板80を加えて表示装置を構成する。
As described above, the
次に、図3により本表示装置の動作を説明する。
制御装置により点状光源20が点灯され、点状光源20から発せられた光は、直接又は光源カバー50を介して導光板40の入射面43から導光板40に入射する。導光板40に入射した光は、主として導光板40中を入射対向面44側へ伝播する。この伝播過程において、出射面41又は出射対向面42に設けられた光拡散機能により光が出射面41から出射する。出射面41から出射した光は、光学シート70により配光を整えられたうえで表示板80を照射し、表示板80に描かれた情報を表示する。なお、出射対向面42から出射した光は、反射シート60により再度、導光板40に戻された後、出射面41から出射する。
Next, the operation of the display device will be described with reference to FIG.
The
また、本表示装置においては、導光板40は入射面43のうち、光源基板30の配線接続部31に対向する位置に凹部45を設けている。そのため、導光板40と、配線接続部31及び配線35とは干渉することがない。又点状光源20と導光板40とを近接配置することができる。
点状光源20と導光板40との間隔をXとすると、間隔Xに対する面光源装置の輝度の関係は、図4に示す関係となる。即ち、導光板40に凹部45を設けることにより、点状光源20と導光板40の間隔Xを減少できるため、高輝度な面光源装置及び表示装置を得ることができる。
また、配線接続部35を、光源基板30の背面等でなく、点状光源20実装面側に設置し、導電板40の対向面に凹部45を形成したことにより、背面等に形成することによる配線接続部35の設置スペースを設ける必要がなく、面光源装置の有効出射面の割合(全面に対して有効出射面の割合)の減少を防ぎ、また表示装置の有効表示面の割合(全面に対して有効表示面の割合)の減少を防ぐことが可能となる。なお、光源基板30の端部に点状光源20が実装されない部分が生じるが、下記の凹部45の形成により、有効出射面の減少とはならない。
Further, in the present display device, the
When the interval between the point
In addition, the
更に、凹部45を構成し入射面43と連続する連続面46が、入射面43となす角θを図2に示すように、90度以上とする。90度以上とすることにより、点状光源20を発し、導光板40に入射する光が直接連続面46に到達する割合が少なくなり、凹部45による影が生じにくくなり、局所的な明暗の少ない良好な表示品質を得ることができる。
さらに、連続面46に関しては、次のようにするのがより望ましい。
導光板40の屈折率をnとした時、点状光源20から入射した光の広がり角Φの最大値Φmaxは、式(1)で得られる。但し、ここで「広がり角Φ」とは、図2で、入射面43から連続面46が形成される起点における入射面43との直交線を基準線とし、この基準線から測った角度とする。
連続面46と入射面43がなす角θが式(2)を満たすことにより、点状光源20を発し、導光板40に入射する光が直接連続面46に到達することがなくなり、凹部45による影のない、さらに良好な表示品質を得ることができる。例えば、導光板40の屈折率nを1.5とすれば、θを約132度以上とすることが望ましい。
Φmax=sin-1(1/n)・・・・・(1)
θ≧90+Φmax
即ち、θ≧90+sin-1(1/n)・・・(2)
Further, the angle θ formed by the
Further, regarding the
When the refractive index of the
When the angle θ formed by the
Φmax = sin −1 (1 / n) (1)
θ ≧ 90 + Φmax
That is, θ ≧ 90 + sin −1 (1 / n) (2)
なお、図2に示すように凹部45は、配線接続部31に対向して、導光板40の入射面43の一端部に設けているが(第1の凹部)、図5の表示装置の要部平面図に示すように入射面43の長手方向の垂直二等分線105に対して、左右対称となるように凹部45を設けてもよい。即ち、第1の凹部と第2の凹部を設ける。
このようにすれば、局所的な明暗の少なく、かつ、左右対称な輝度分布を得ることができ、表示品質の高い面光源装置及び表示装置を得ることができる。
As shown in FIG. 2, the
In this way, it is possible to obtain a luminance distribution with little local brightness and a symmetrical symmetry, and a surface light source device and a display device with high display quality can be obtained.
また、図1の表示装置は、表示板80の表示図柄として避難誘導の図柄を配し、避難誘導灯の表示装置としているが、表示装置はこれに限定されるものではなく、他の図柄や文字等を表示装置の目的、用途等に応じて選定し、例えば、非常灯、道路標識、広告灯等に使用する。さらに、表示板80として、液晶表示素子など映像信号にあわせて表示内容(表示図柄)を可変できる表示素子としてもよい。
In addition, although the display device of FIG. 1 is provided with an evacuation guide symbol as a display symbol of the
表示板ケース10は、その上部の外壁を、内面に光源基板30を固定した光源カバー50で形成しているが、光源カバー50の部分も表示板ケース10で形成し、光源基板30は表示板ケース10の内面に固定し、表示板ケース10は、内部の部品取付け、光源基板30の交換等の部品交換、補修等の便宜を図って、適宜分割できるようにしてもよい。
The
本発明の面光源装置及び表示装置は、エッジライト式の面発光型光源として、避難誘導灯、非常灯、道路標識、広告灯等の表示装置として使用される。 The surface light source device and display device of the present invention are used as display devices for evacuation guide lights, emergency lights, road signs, advertising lights, and the like as edge light type surface emitting light sources.
20 点状光源、30 光源基板、31 配線接続部、40 導光板、43 入射面、45 凹部、46 連続面、47 切欠き面、80 表示板。
20 point light source, 30 light source substrate, 31 wiring connection part, 40 light guide plate, 43 incident surface, 45 recess, 46 continuous surface, 47 notch surface, 80 display plate.
Claims (5)
前記点状光源を実装する前記光源基板の実装面の端部に、前記点状光源を電源と接続させる配線接続部を設け、
また、前記導光板の側面で、前記配線接続部に対向する位置に凹部を形成したことを特徴とする面光源装置。 A surface including a point light source, a light source substrate on which the point light source is mounted, a side surface as an incident surface, a light source plate that irradiates the front surface with the light of the point light source incident from the incident surface as a surface light source In the light source device,
A wiring connection part for connecting the point light source to a power source is provided at an end of the mounting surface of the light source substrate on which the point light source is mounted,
The surface light source device is characterized in that a concave portion is formed on a side surface of the light guide plate at a position facing the wiring connection portion.
5. A display device that irradiates a display plate with the surface light source device according to claim 1.
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