JP3122411B2 - エッジライトパネルの光源装置 - Google Patents

エッジライトパネルの光源装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,液晶バックライト
等面照明を行うに用いるエッジライトパネルに入射光を
供給するエッジライトパネルの光源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種エッジライトパネルは,例えばア
クリル樹脂等の透明パネル基板の一側背面側にスクリー
ン印刷した網点や透明パネル基板の成型時に一体成型し
たコーン孔等による導光手段を備え,その一又は複数の
端面を入射端面として,この入射端面に,蛍光灯光源を
臨設し,該蛍光灯光源によって入射光を供給し,導光手
段により可及的に全面に亘って均一の面照明を行うもの
とされ,上記液晶バックライト等の面照明装置にあって
は,エッジライトパネルの背面に反射シートを,正面に
光拡散シートをそれぞれ面接重合状に積層することによ
りその商品化を行うものとされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この場合エッジライト
パネルの面照明は,高輝度にして高均一に行い得る段階
にあるが,エッジライトパネルに入射光を供給するに不
可欠な蛍光灯光源の消費電力が大きく,特に例えば電池
を電源とするポータブルタイプの液晶表示機器にあって
は,液晶バックライトとして用いるこの蛍光灯光源の消
費電力が最大であり,その可及的な低下が求められる
上,蛍光灯光源を用いることにより,特に冷陰極蛍光灯
によって改善はされるが,更に発熱を生じること(液晶
バックライトにあっては液晶表示面のカラーのバラツキ
を招く),ランプ寿命による交換の必要性があること,
といった問題点がある。
【0004】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって,その解決課題とする処は,蛍光灯光源に代え
て用いることができ,消費電力が小さく,発熱がなく,
交換の必要性を可及的になくしたエッジライトパネルの
光源装置を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】 上記課題に添って本発
明は,発光素子の一次光源を用い,その光源光を導光手
段を有する中実透明バー材にその長手方向端面から供給
して,該中実透明バー材を,バー状に発光(導光)する
バー光源としてエッジライトパネルの入射端面に光源光
の供給を行うようにして,発光素子の一次光源のスポッ
ト状の光を,導光手段によって中実透明バー材の均一な
バー状の光に転換し,蛍光灯光源と同様に入射端面に臨
設使用するものとしたものであって,即ち本発明請求項
1に記載の発明を,正面をエッジライトパネルの入射端
面に臨設する出光面とし背面に長手方向両端側から中央
位置に向けて入射光量に反比例する入射光導光手段を形
成した中実透明バー材と,該中実透明バー材にその長手
方向両端から入射光を供給するように両端面に臨設した
発光素子の一次光源とを備え,上記中実透明バー材を透
明樹脂の成型材によるものとするとともにその上記入射
光量に反比例する入射光導光手段を長手方向両端側から
中央位置に向けて刻設するとともにその刻設のピッチを
両端側を粗に中央側を密にするように無段階的に粗密変
化して配置したストライプライン状細溝のクレーター溝
によるものとしてなることを特徴とするエッジライトパ
ネルの光源装置とし,請求項2及び3に記載の発明は,
それぞれその好ましい形態を示すように,請求項2に記
載の発明を,上記中実透明バー材を断面円形又は半円形
とすることにより正面の出光面を湾曲面としてなること
を特徴とする請求項1に記載のエッジライトパネルの光
源装置とし,請求項3に記載の発明を,上記発光素子の
一次光源を,発光ダイオードとしてなることを特徴とす
る請求項1又は2に記載のエッジライトパネルの光源装
置とし,これらをそれぞれ発明の要旨として上記課題解
決の手段としたものである。
【0006】
【作 用】本発明にあっては,発光素子の一次光源を
発光することにより中実透明バー材に入射光を供給する
一方,中実透明バー材の入射光導光手段が,その入射光
を長手方向に均一に導光して正面の出光面からエッジラ
イトパネルの入射端面に向けて,その面照明用の入射光
を均一且つ継続的に供給するように作用する。
【0007】
【発明の実施の形態】以下図面に従って本発明を更に具
体的に説明すれば,Aは液晶バックライト,Bはその光
源装置であり,液晶バックライトAは,例えば小型のテ
レビジョン受像機,ゲーム機,カーナビゲーション機等
液晶表示機器の液晶表示面の背面照明に用いるように,
縦横を約5cmと約6cmとした小型の照明面を有するもの
として,これに応じた大きさのエッジライトパネル1
と,該エッジライトパネル1の背面に重合した反射シー
ト5と,上記エッジライトパネル1の正面に重合した光
拡散シート6,7を備えて,光源装置Bによってエッジ
ライトパネル1の入射端面3に入射光を供給して,その
面照明を行って,上記液晶表示面の背面照明を行うもの
としてある。
【0008】光源装置Bは,中実透明バー材10と,発
光素子の一次光源13とを備えてなり,上記中実透明バ
ー材10は,正面をエッジライトパネル1の入射端面に
臨設する出光面とし背面にその長手方向両端側から中央
位置に向けて入射光量に反比例する入射光導光手段11
を形成したものとし,本例において該中実透明バー材1
0は,これを成型材に入射光導光手段11の後加工を施
すことによって形成し,また断面円形とすることにより
正面の出光面を湾曲面としてなるものとし,一方発光素
子の一次光源13は,これを上記中実透明バー材10に
その長手方向両端から入射光を供給するように両端面に
臨設したものとし,また本例にあって該発光素子の一次
光源13は,これを発光ダイオード(以下LEDと記載
することがある)としてなるものとしてある。
【0009】即ち本例にあって光源装置Bにおける中実
透明バー材10は,透明樹脂中から,例えばメタクリル
樹脂を用いて,エッジライトパネル1の厚さ(入射端面
3の厚さ)に合わせた細径にして,例えば断面円形5mm
径の中実円柱の透明丸棒として押出成型し,長さをエッ
ジライトパネル1の横幅(入射端面3の長さ)に合わ
せ,或いはこれよりやや長くした長寸にして,例えば6
cmの横幅に対してやや長い約8cmの長さに切断したもの
とし,このとき本例のメタクリル樹脂は,特に異物が可
及的に少く,高純度にして,例えば比重を1.19(J
IS K 7112による),屈折率を1.49(JI
S K 7105による),全光線透過率を93%
(同),曇価を0.5%(同)の光学的性質を呈し,成
形収縮率を0.2〜0.6%(AS TM D 955
による)としたものを用いて上記押出成型を行うことに
よって,特に優れた透明性を有し,光の透過に適した精
度のよい成型を行ったものとしてある。
【0010】この押出成型した透明樹脂の成型材の中実
透明バー材10は,入射光導光手段11を,その湾曲し
た一方の背面に後加工することによって,正面を上記湾
曲した出光面としてあり,この入射光導光手段11の後
加工は,本例にあってレーザー光線の照射によって,ス
トライプライン状細溝のクレーター溝を長手方向両端側
から中央位置に向けて刻設するとともに,その刻設のピ
ッチを両端側を粗に,中央側を密にするように無段階的
に粗密変化して配置することによって行ってあり,上記
クレーター溝が,中実透明バー材10中の光に対して乱
反射を行うとともにそのピッチ変化がこの乱反射の程度
をコントロールし,中実透明バー材10中の光,即ち発
光素子の一次光源13による入射光を長手方向に均一に
発光(導光)するように,その入射光量に反比例する導
光とそのための上記乱反射を行うものとしてある。
【0011】このとき本例にあって入射光導光手段11
のクレーター溝は,中実透明バー材10の略1/3円弧
の長さを有してこれに直交する,約200μm 深さの極
細のものにして,そのピッチは,両端側,即ち本例にあ
って,端部を除きエッジライトパネル1の入射端面3に
対応する両端で2、0mm,中央位置で0、7mmとなるよ
うにして,入射光の導光とそのための乱反射を高精度に
行うものとしてある。
【0012】上記レーザー光線照射によるレーザー加工
は,例えば押出成型した長尺の成型材をレーザー装置に
送り込み,レーザー照射を行うことによってその長手方
向に所定幅のクレーター溝を刻設形成し,その後に成型
材を移動して順次これを繰り返すようにして行い,その
後に中実透明バー材10として所定長さに切断すること
によってこれをなし得る。
【0013】LEDとした発光素子の一次光源13は,
液晶バックライトAとして,光色による液晶表示面に対
する影響を防止するように自然色(白色)の発光のもの
を一対用い,そのエポキシ被覆の膨出先端を,中実透明
バー材10長手方向端部にして垂直の両端面にそれぞれ
近接対向状に臨設して配置し,これによって上記中実透
明バー材10に,その両端から入射光を供給し,これを
2次光源とする原光源をなすものとしてある。
【0014】このとき本例にあって一対のLEDは,例
えば低電圧(5V)の低電流(20mA)にして発光輝
度10万cd/cm2のものを用いて,中実透明バー材10の
端部に,LED発光の光が漏れないように,反射性にし
て白色のテープを巻いて,光漏れ防止措置を施して上記
臨設を行ったものとし,例えば電源を低電圧,低電流の
ものに相応しく乾電池(例えば市販のものでは9V,4
00Ωのもの)又は充電池によるようにしてある。
【0015】本例の液晶バックライトAにあって,この
ように構成した光源装置Bは,エッジライトパネル1の
対向する一対の入射端面3に対してそれぞれ上記一対の
LED13を用いたものを設置使用して,図示省略の液
晶表示面の背面照明を行うようにしてあり,従って上記
約5cmと約6cmの約30cm2 の面積(対角線をインチで
示す一般の示し方では3、1インチ)のエッジライトパ
ネル1に,合計4つのLED13を用いて一対の中実透
明バー材10を介して入射光を供給するものとしてあ
り,このときエッジライトパネル1の背面の導光手段2
をスクリーン印刷した網点によるものとしたとき,その
面内9ケ所(外周端から10mm入った縦15mm,横20
mm間隔の中央部分を含む9ケ所)の輝度を測定(ミノル
タLS−110輝度計を使用)したところ,最大214
cd/cm2(中央部分),最小201cd/cm2(左下隅部)に
して平均208cd/cm2であり,また導光手段2を透明パ
ネル基板の成型時に一体成型したコーン孔によるものと
したとき,最大242cd/cm2(中央部分),最小195
cd/cm2(左上隅部)にして平均214cd/cm2であり,小
型の液晶表示機器の液晶バックライトとして充分な平均
輝度を示して実用に好適な照明輝度を有するものとなし
得た。
【0016】なお図中4はエッジライトパネル1の反射
端面,12は中実透明バー材10の両端の入射端面,1
5は光源装置Bの反射板である。
【0017】 図示した例は以上としたが,本発明の実
施に当って,中実透明バー材を断面半円形とすることに
より正面の出光面を湾曲面とし,上記断面円形としたも
のと同様に,特に無方向的にエッジライトパネルの入射
端面に入射光を与えるように湾曲のレンズ面となるよう
にすること,更に中実透明バー材の断面形状を八角形,
矩形等適宜の多角形とし,また上記湾曲のレンズ面とす
るに正面の出光面側を部分的な湾曲面とし,或いは他と
異なる多面の形状面とすること,発光素子の一次光源
を,例えば有色発光ダイオードによるものとして,モノ
クロの液晶表示面の液晶バックライト用とし,或いは夜
間足元照明用のフットランプ用とすること,発光素子の
一次光源を,例えばエレクトロルミネセンス(EL)に
よるものとすること,更にエッジライトパネルの入射端
面を単一の端面とし,単一の光源装置によってこれに入
射光を供給してその照明を行うように構成すること等も
可能であり,これらを含めて,中実透明バー材,その入
射光導光手段,発光素子の一次光源等の形状,構造,材
質,寸法,数,これらの関係,これらに対する付加,更
にはエッジライトパネルの用途等は上記発明の要旨に反
しない限り変更して,様々な形態のものとし得る。
【0018】
【発明の効果】本発明は以上のとおりに構成したので,
請求項1及び2に記載の発明は,それぞれ発光素子の一
次光源のスポット状の光を入射光導光手段によって,中
実透明バー材の均一なバー状の光に転換し,蛍光灯光源
と同様に入射端面に臨設使用できるとともに発光素子の
一次光源が,低電圧,低電流で発光し,高速応答性を有
し,小形,堅牢で長寿命であることによって,消費電力
が小さく,発熱がなく,交換の必要性を可及的になくし
たエッジライトパネルの光源装置を提供するとともに,
特にポータブルタイプの液晶表示機器にあっては,その
電池消耗を大幅に減少し,必要にして且つ充分な輝度の
液晶表示面の背面照明を行う液晶バックライトとして好
適なものとし得る上,液晶バックライト以外の用途にも
用い得るものとすることができる。
【0019】 請求項2に記載の発明は,上記に加え
て,中実透明バー材の出光面を湾曲のレンズ面として,
エッジライトパネルの入射端面に対する入射光の供給を
理想的なものとすることができ,また請求項3に記載の
発明は,同じく上記に加えて,相当程度の発光輝度を呈
する安定した発光素子の一次光源とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】エッジライトパネルと光源装置の関係を示す液
晶バックライトの分解斜視図である。
【図2】図1の液晶バックライトのカバーを外した状態
の一部切欠正面図である。
【図3】中実透明バー材の一部省略拡大背面図である。
【図4】中実透明バー材の拡大断面斜視図である。
【図5】中実透明バー材とLEDとの関係を示す部分拡
大図である。
【符号の説明】
A 液晶バックライト B 光源装置 1 エッジライトパネル 10 中実透明バー材 11 入射光導光手段 13 LED
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−330611(JP,A) 特開 平10−260405(JP,A) 特開 平10−255532(JP,A) 特開 平10−21720(JP,A) 特開 平3−188414(JP,A) 実開 昭54−35889(JP,U) 実開 昭55−44265(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G09F 9/00 F21V 8/00 G02B 6/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正面をエッジライトパネルの入射端面に
    臨設する出光面とし背面に長手方向両端側から中央位置
    に向けて入射光量に反比例する入射光導光手段を形成し
    た中実透明バー材と,該中実透明バー材にその長手方向
    両端から入射光を供給するように両端面に臨設した発光
    素子の一次光源とを備え,上記中実透明バー材を透明樹
    脂の成型材によるものとするとともにその上記入射光量
    に反比例する入射光導光手段を長手方向両端側から中央
    位置に向けて刻設するとともにその刻設のピッチを両端
    側を粗に中央側を密にするように無段階的に粗密変化し
    て配置したストライプライン状細溝のクレーター溝によ
    るものとしてなることを特徴とするエッジライトパネル
    の光源装置。
  2. 【請求項2】 上記中実透明バー材を断面円形又は半円
    形とすることにより正面の出光面を湾曲面としてなるこ
    とを特徴とする請求項1に記載のエッジライトパネルの
    光源装置。
  3. 【請求項3】 上記発光素子の一次光源を,発光ダイオ
    ードとしてなることを特徴とする請求項1又は2に記載
    のエッジライトパネルの光源装置。
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