JP3471665B2 - 表示用光源装置 - Google Patents
表示用光源装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオードを
光源として、均一な面発光を得ることができる表示用光
源装置に関する。
光源として、均一な面発光を得ることができる表示用光
源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の表示用光源装置は、広告
看板のバックライトや各種情報を報知する電光表示板
等、様々な用途に活用されており、これらの光源には一
般に蛍光灯やネオンサイン管等が用いられていた。
看板のバックライトや各種情報を報知する電光表示板
等、様々な用途に活用されており、これらの光源には一
般に蛍光灯やネオンサイン管等が用いられていた。
【０００３】また、光源の１つとして発光ダイオードも
知られており、これは主にディスプレイや表示用として
使用されるほか、各種装置類に組み付けられて電源の入
切や作動状態を示すパイロットランプとして多く使用さ
れていた。
知られており、これは主にディスプレイや表示用として
使用されるほか、各種装置類に組み付けられて電源の入
切や作動状態を示すパイロットランプとして多く使用さ
れていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の技術では、光源が蛍光灯やネオンサイン
管の場合、発光ダイオードに比べれば耐久時間が短いた
め、交換作業が面倒であり、コストも嵩むという問題が
あった。
たような従来の技術では、光源が蛍光灯やネオンサイン
管の場合、発光ダイオードに比べれば耐久時間が短いた
め、交換作業が面倒であり、コストも嵩むという問題が
あった。
【０００５】また、蛍光灯等は放電的発光であるために
点灯消灯時間が遅く、また、光電変換効率が比較的低い
ため消費電力が大きいという問題もあった。また、長尺
化や薄型化が難しく形状の自由度が著しく制限されてい
た。さらには、衝撃にも弱く破損し易いという実用上の
問題もあった。
点灯消灯時間が遅く、また、光電変換効率が比較的低い
ため消費電力が大きいという問題もあった。また、長尺
化や薄型化が難しく形状の自由度が著しく制限されてい
た。さらには、衝撃にも弱く破損し易いという実用上の
問題もあった。
【０００６】一方、発光ダイオードを利用した表示用光
源装置では、蛍光灯等と比べて長寿命であり、視認性や
輝度も極めて高く、放電的発光でないため点灯消灯時間
が早く、光電変換効率が高いため消費電力が少なく、耐
衝撃性にも優れる等の利点もあるが、次のような問題が
あった。
源装置では、蛍光灯等と比べて長寿命であり、視認性や
輝度も極めて高く、放電的発光でないため点灯消灯時間
が早く、光電変換効率が高いため消費電力が少なく、耐
衝撃性にも優れる等の利点もあるが、次のような問題が
あった。
【０００７】すなわち、発光ダイオードは特性上、高輝
度の光束を得られるのだがその指向角が非常に狭いた
め、たとえ高密度にマトリクス状に並べた場合でも、広
告看板のバックライトとして使用すると、光束の当たる
部分と当たらない部分とで、光の明暗が生じてしまい均
一な面発光を得ることが困難であった。
度の光束を得られるのだがその指向角が非常に狭いた
め、たとえ高密度にマトリクス状に並べた場合でも、広
告看板のバックライトとして使用すると、光束の当たる
部分と当たらない部分とで、光の明暗が生じてしまい均
一な面発光を得ることが困難であった。
【０００８】本発明は、以上のような従来技術が有する
問題点に着目してなされたもので、発光ダイオードの優
れた特性を備えると共に、光の不均一な明暗が生じるこ
とがなく、少ない消費電力でも高輝度で均一な面発光を
得ることができる表示用光源装置を提供することを目的
としている。
問題点に着目してなされたもので、発光ダイオードの優
れた特性を備えると共に、光の不均一な明暗が生じるこ
とがなく、少ない消費電力でも高輝度で均一な面発光を
得ることができる表示用光源装置を提供することを目的
としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ための本発明の要旨とするところは、以下の各項に存す
る。 ［１］発光ダイオード（２０）を光源として、均一な面
発光を得ることができる表示用光源装置（１０）におい
て、型枠（１１）と、該型枠（１１）内に配設する発光
ダイオード（２０）と、該発光ダイオード（２０）の頭
部（２１）に対向する位置に配置する反射材（３０）
と、前記発光ダイオード（２０）および反射材（３０）
を埋没させるように前記型枠（１１）内に充填する透光
性樹脂（４０）と、該透光性樹脂（４０）の上面側に積
層させる光分散樹脂（５０）とを有し、前記型枠（１
１）は、その上面側が開口し、底面および側面の内側が
光反射効率の高い高反射性材料（１２）で覆われ、前記
発光ダイオード（２０）は、その頭部（２１）が前記型
枠（１１）の開口に向かう上向きの状態で前記型枠（１
１）内に配設され、前記反射材（３０）は、前記発光ダ
イオード（２０）の頭部（２１）より照射される指向角
の狭い高輝度の光束を、該光束の中心より全周方向へ広
角に反射させる状態で、前記型枠（１１）内の発光ダイ
オード（２０）の頭部（２１）に対向する位置に配置さ
れ、前記透光性樹脂（４０）は、前記型枠（１１）内に
て前記発光ダイオード（２０）の上方に位置する反射材
（３０）を総て覆い得る位置まで前記型枠（１１）内に
充填され、前記光分散樹脂（５０）は、前記型枠（１
１）の上面側を覆う状態で、前記透光性樹脂（４０）の
上面側に積層されることを特徴とする表示用光源装置
（１０）。
ための本発明の要旨とするところは、以下の各項に存す
る。 ［１］発光ダイオード（２０）を光源として、均一な面
発光を得ることができる表示用光源装置（１０）におい
て、型枠（１１）と、該型枠（１１）内に配設する発光
ダイオード（２０）と、該発光ダイオード（２０）の頭
部（２１）に対向する位置に配置する反射材（３０）
と、前記発光ダイオード（２０）および反射材（３０）
を埋没させるように前記型枠（１１）内に充填する透光
性樹脂（４０）と、該透光性樹脂（４０）の上面側に積
層させる光分散樹脂（５０）とを有し、前記型枠（１
１）は、その上面側が開口し、底面および側面の内側が
光反射効率の高い高反射性材料（１２）で覆われ、前記
発光ダイオード（２０）は、その頭部（２１）が前記型
枠（１１）の開口に向かう上向きの状態で前記型枠（１
１）内に配設され、前記反射材（３０）は、前記発光ダ
イオード（２０）の頭部（２１）より照射される指向角
の狭い高輝度の光束を、該光束の中心より全周方向へ広
角に反射させる状態で、前記型枠（１１）内の発光ダイ
オード（２０）の頭部（２１）に対向する位置に配置さ
れ、前記透光性樹脂（４０）は、前記型枠（１１）内に
て前記発光ダイオード（２０）の上方に位置する反射材
（３０）を総て覆い得る位置まで前記型枠（１１）内に
充填され、前記光分散樹脂（５０）は、前記型枠（１
１）の上面側を覆う状態で、前記透光性樹脂（４０）の
上面側に積層されることを特徴とする表示用光源装置
（１０）。
【００１０】［２］前記反射材（３０）は、前記発光ダ
イオード（２０）の光束の中心に頂部が対向する略円錐
形に形成され、該反射材（３０）の中心軸に沿って前記
光束の中心を透過させる貫通孔（３１）を穿設したこと
を特徴とする［１］記載の表示用光源装置（１０）。
イオード（２０）の光束の中心に頂部が対向する略円錐
形に形成され、該反射材（３０）の中心軸に沿って前記
光束の中心を透過させる貫通孔（３１）を穿設したこと
を特徴とする［１］記載の表示用光源装置（１０）。
【００１１】［３］前記反射材（３０）は、ホルダー部
材（３５）を介して前記発光ダイオード（２０）の頭部
（２１）に対向する位置に配置され、前記ホルダー部材
（３５）は、前記発光ダイオード（２０）の基端部に外
嵌させる取付環（３６）と、該取付環（３６）より極細
状に延び出て前記反射材（３０）を予め止着しておく支
持線材（３７）とから成ることを特徴とする［１］また
は［２］記載の表示用光源装置（１０）。
材（３５）を介して前記発光ダイオード（２０）の頭部
（２１）に対向する位置に配置され、前記ホルダー部材
（３５）は、前記発光ダイオード（２０）の基端部に外
嵌させる取付環（３６）と、該取付環（３６）より極細
状に延び出て前記反射材（３０）を予め止着しておく支
持線材（３７）とから成ることを特徴とする［１］また
は［２］記載の表示用光源装置（１０）。
【００１２】［４］前記光分散樹脂（５０）は、透光性
樹脂（４０）中に光分散材と前記発光ダイオード（２
０）の発光色と同系色の着色剤とを混合して成ることを
特徴とする［１］，［２］または［３］記載の表示用光
源装置（１０）。
樹脂（４０）中に光分散材と前記発光ダイオード（２
０）の発光色と同系色の着色剤とを混合して成ることを
特徴とする［１］，［２］または［３］記載の表示用光
源装置（１０）。
【００１３】［５］前記型枠（１１）は長手方向へ延び
る細幅形に形成され、該型枠（１１）内に複数の発光ダ
イオード（２０）を所定間隔おきに一列に並ぶように配
設したことを特徴とする［１］，［２］，［３］または
［４］記載の表示用光源装置（１０）。
る細幅形に形成され、該型枠（１１）内に複数の発光ダ
イオード（２０）を所定間隔おきに一列に並ぶように配
設したことを特徴とする［１］，［２］，［３］または
［４］記載の表示用光源装置（１０）。
【００１４】
【００１５】［６］発光ダイオード（２０）を光源とし
て、均一な面発光を得ることができる表示用光源装置
（１０）において、平面方向に広がる平板形に成形する
透光性樹脂（４０）と、該透光性樹脂（４０）中に所定
間隔おきに並べて埋設する複数の発光ダイオード（２
０）と、前記透光性樹脂（４０）中にて各発光ダイオー
ド（２０）の頭部（２１）に対向する位置に配置する反
射材（３０）と、前記透光性樹脂（４０）の上面側に予
め積層させる光分散樹脂（５０）とを有し、前記透光性
樹脂（４０）および光分散樹脂（５０）は所望の形状に
切断され、その切断面と底面とを光反射効率の高い高反
射性材料（１２）で覆い、前記各発光ダイオード（２
０）は、それぞれ頭部（２１）が前記透光性樹脂（４
０）の上面に向かう上向きの状態で、前記所望の形状に
切断された透光性樹脂（４０）中に埋設され、前記各反
射材（３０）は、前記各発光ダイオード（２０）の頭部
（２１）より照射される指向角の狭い高輝度の光束を、
該光束の中心より全周方向へ広角に反射させる状態で、
前記透光性樹脂（４０）中の発光ダイオード（２０）の
頭部（２１）に対向する位置に配置されることを特徴と
する表示用光源装置（１０）。
て、均一な面発光を得ることができる表示用光源装置
（１０）において、平面方向に広がる平板形に成形する
透光性樹脂（４０）と、該透光性樹脂（４０）中に所定
間隔おきに並べて埋設する複数の発光ダイオード（２
０）と、前記透光性樹脂（４０）中にて各発光ダイオー
ド（２０）の頭部（２１）に対向する位置に配置する反
射材（３０）と、前記透光性樹脂（４０）の上面側に予
め積層させる光分散樹脂（５０）とを有し、前記透光性
樹脂（４０）および光分散樹脂（５０）は所望の形状に
切断され、その切断面と底面とを光反射効率の高い高反
射性材料（１２）で覆い、前記各発光ダイオード（２
０）は、それぞれ頭部（２１）が前記透光性樹脂（４
０）の上面に向かう上向きの状態で、前記所望の形状に
切断された透光性樹脂（４０）中に埋設され、前記各反
射材（３０）は、前記各発光ダイオード（２０）の頭部
（２１）より照射される指向角の狭い高輝度の光束を、
該光束の中心より全周方向へ広角に反射させる状態で、
前記透光性樹脂（４０）中の発光ダイオード（２０）の
頭部（２１）に対向する位置に配置されることを特徴と
する表示用光源装置（１０）。
【００１６】次に前述した解決手段に基づく作用を説明
する。発光ダイオード（２０）が点灯すると、頭部（２
１）より照射される指向角の狭い高輝度の光束は、反射
材（３０）によって光束の中心より全周方向へ広角に屈
折反射し、型枠（１１）の底面側等へと広域にわたり分
散する。
する。発光ダイオード（２０）が点灯すると、頭部（２
１）より照射される指向角の狭い高輝度の光束は、反射
材（３０）によって光束の中心より全周方向へ広角に屈
折反射し、型枠（１１）の底面側等へと広域にわたり分
散する。
【００１７】型枠（１１）の底面や側面の内側は高反射
性材料（１２）で覆われているため、型枠（１１）内で
様々な方向へと反射した光は、透光性樹脂（４０）を通
過する間に輝度が低下することなく平均化される。そし
て、光は型枠（１１）の開口した上面側へと向かって、
光分散樹脂（５０）を通り外部へ照射される。
性材料（１２）で覆われているため、型枠（１１）内で
様々な方向へと反射した光は、透光性樹脂（４０）を通
過する間に輝度が低下することなく平均化される。そし
て、光は型枠（１１）の開口した上面側へと向かって、
光分散樹脂（５０）を通り外部へ照射される。
【００１８】光分散樹脂（５０）では、光が様々な方向
へと細かく乱反射されることで、光の通過滞在時間が長
くなり、型枠（１１）の開口を覆う光分散樹脂（５０）
の表面より、高輝度で均一な面発光を得ることができ
る。
へと細かく乱反射されることで、光の通過滞在時間が長
くなり、型枠（１１）の開口を覆う光分散樹脂（５０）
の表面より、高輝度で均一な面発光を得ることができ
る。
【００１９】また、前記反射材（３０）は、具体的には
例えば、発光ダイオード（２０）の光束の中心に頂部が
対向する略円錐形に形成すればよい。この反射材（３
０）の中心軸に沿って、前記光束の中心を透過させる貫
通孔（３１）を穿設すれば、光分散樹脂（５０）に反射
材（３０）の影が少しでも生じることを防ぐことができ
る。
例えば、発光ダイオード（２０）の光束の中心に頂部が
対向する略円錐形に形成すればよい。この反射材（３
０）の中心軸に沿って、前記光束の中心を透過させる貫
通孔（３１）を穿設すれば、光分散樹脂（５０）に反射
材（３０）の影が少しでも生じることを防ぐことができ
る。
【００２０】また、前記反射材（３０）は、ホルダー部
材（３５）を介して発光ダイオード（２０）の頭部（２
１）に対向する位置に配置させれば、容易に位置決めす
ることができる。ここでホルダー部材（３５）は、発光
ダイオード（２０）の基端部に外嵌させる取付環（３
６）と、該取付環（３６）より極細状に延び出て反射材
（３０）を予め止着しておく支持線材（３７）とから構
成すれば、確実かつ容易に反射材（３０）を適所に位置
決めすることが可能であり、しかもなるべく光を遮らず
に済む。
材（３５）を介して発光ダイオード（２０）の頭部（２
１）に対向する位置に配置させれば、容易に位置決めす
ることができる。ここでホルダー部材（３５）は、発光
ダイオード（２０）の基端部に外嵌させる取付環（３
６）と、該取付環（３６）より極細状に延び出て反射材
（３０）を予め止着しておく支持線材（３７）とから構
成すれば、確実かつ容易に反射材（３０）を適所に位置
決めすることが可能であり、しかもなるべく光を遮らず
に済む。
【００２１】また、前記光分散樹脂（５０）を、透光性
樹脂（４０）中に光分散材と前記発光ダイオード（２
０）の発光色と同系色の着色剤とを混合したものとすれ
ば、より明瞭で鮮やかな光を得ることができる。
樹脂（４０）中に光分散材と前記発光ダイオード（２
０）の発光色と同系色の着色剤とを混合したものとすれ
ば、より明瞭で鮮やかな光を得ることができる。
【００２２】さらにまた、前記型枠（１１）を長手方向
へ延びる細幅形に形成し、該型枠（１１）内に複数の発
光ダイオード（２０）を所定間隔おきに一列に並ぶよう
に配設すれば、かかる構成を一ユニットとして複数並べ
て所望の大きさの平面としたり、あるいは円周形を成す
ように複数並べることで、円柱形の表示用光源装置（１
０）も容易に実現することができる。
へ延びる細幅形に形成し、該型枠（１１）内に複数の発
光ダイオード（２０）を所定間隔おきに一列に並ぶよう
に配設すれば、かかる構成を一ユニットとして複数並べ
て所望の大きさの平面としたり、あるいは円周形を成す
ように複数並べることで、円柱形の表示用光源装置（１
０）も容易に実現することができる。
【００２３】
【００２４】さらに別の表示用光源装置（１０）とし
て、前記型枠（１１）を用いることなく、平板形の透光
性樹脂（４０）の上面側に予め光分散樹脂（５０）を積
層しておき、これを後から所望の形状に切断する。この
切断された透光性樹脂（４０）の内部に、複数の発光ダ
イオード（２０）と反射材（３０）を所定間隔おきに並
べて埋設してもよい。それにより、様々な形の表示用光
源装置（１０）を容易に形成することもできる。この場
合には、透光性樹脂（４０）の底面や切断面を高反射性
材料（１２）で覆うようにする。
て、前記型枠（１１）を用いることなく、平板形の透光
性樹脂（４０）の上面側に予め光分散樹脂（５０）を積
層しておき、これを後から所望の形状に切断する。この
切断された透光性樹脂（４０）の内部に、複数の発光ダ
イオード（２０）と反射材（３０）を所定間隔おきに並
べて埋設してもよい。それにより、様々な形の表示用光
源装置（１０）を容易に形成することもできる。この場
合には、透光性樹脂（４０）の底面や切断面を高反射性
材料（１２）で覆うようにする。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明を代表
する各種実施の形態を説明する。図１〜図６は本発明の
第１実施の形態を示している。本実施の形態に係る表示
用光源装置１０は、発光ダイオード２０を光源として、
均一な面発光を得ることができる装置である。
する各種実施の形態を説明する。図１〜図６は本発明の
第１実施の形態を示している。本実施の形態に係る表示
用光源装置１０は、発光ダイオード２０を光源として、
均一な面発光を得ることができる装置である。
【００２６】図１に示すように、表示用光源装置１０
は、型枠１１と、該型枠１１内に配設する発光ダイオー
ド２０と、該発光ダイオード２０の頭部２１に対向する
位置に配置する反射材３０と、前記発光ダイオード２０
および反射材３０を埋没させるように前記型枠１１内に
充填する透光性樹脂４０と、該透光性樹脂４０の上面側
に積層させる光分散樹脂５０とを有して成る。
は、型枠１１と、該型枠１１内に配設する発光ダイオー
ド２０と、該発光ダイオード２０の頭部２１に対向する
位置に配置する反射材３０と、前記発光ダイオード２０
および反射材３０を埋没させるように前記型枠１１内に
充填する透光性樹脂４０と、該透光性樹脂４０の上面側
に積層させる光分散樹脂５０とを有して成る。
【００２７】型枠１１は長手方向へ延びる細幅形に形成
され、台形断面の広がる方の上面側が開口している。型
枠１１の底面や側面の内側は、光反射効率の高い高反射
性材料１２で覆われている。ここで高反射性材料１２と
して様々なものが考えられるが、例えば鏡面加工された
金属泊、光の反射効率が高い白色塗料等を用いればよ
い。
され、台形断面の広がる方の上面側が開口している。型
枠１１の底面や側面の内側は、光反射効率の高い高反射
性材料１２で覆われている。ここで高反射性材料１２と
して様々なものが考えられるが、例えば鏡面加工された
金属泊、光の反射効率が高い白色塗料等を用いればよ
い。
【００２８】型枠１１の底面上には、発光ダイオード２
０から延びる一対のリード線２２，２２を接続するため
のリード配線１３が設けられている。なお、型枠１１の
底面に小孔を穿設して、この小孔より発光ダイオード２
０の各リード線２２を外部に延ばすように設定してもか
まわない。
０から延びる一対のリード線２２，２２を接続するため
のリード配線１３が設けられている。なお、型枠１１の
底面に小孔を穿設して、この小孔より発光ダイオード２
０の各リード線２２を外部に延ばすように設定してもか
まわない。
【００２９】発光ダイオード２０は、前記型枠１１内に
所定間隔おきに一列に並ぶように配設されている。光源
としての発光ダイオード２０は、蛍光灯やネオンサイン
管等と比べて長寿命であり、視認性や輝度も極めて高
く、熱的・放電的発光でないため点灯消灯時間も早く、
光電変換効率が高いため消費電力も少なく、耐衝撃性に
も優れる等の特性を備える。
所定間隔おきに一列に並ぶように配設されている。光源
としての発光ダイオード２０は、蛍光灯やネオンサイン
管等と比べて長寿命であり、視認性や輝度も極めて高
く、熱的・放電的発光でないため点灯消灯時間も早く、
光電変換効率が高いため消費電力も少なく、耐衝撃性に
も優れる等の特性を備える。
【００３０】各発光ダイオード２０は、その頭部２１が
前記型枠１１の開口に向かう上向きの状態で前記型枠１
１内に配設されている。図２に示すように、前述したが
発光ダイオード２０から延びる各リード線２２は、型枠
１１の底面上にあるリード配線１３に接続されている。
前記型枠１１の開口に向かう上向きの状態で前記型枠１
１内に配設されている。図２に示すように、前述したが
発光ダイオード２０から延びる各リード線２２は、型枠
１１の底面上にあるリード配線１３に接続されている。
【００３１】反射材３０は、前記型枠１１内の発光ダイ
オード２０の頭部２１に対向する位置に配置されてい
る。この反射材３０により、発光ダイオード２０の頭部
２１より照射される指向角の狭い高輝度の光束は、該光
束の中心より全周方向へ広角に分散すべく反射するよう
に設定されている。
オード２０の頭部２１に対向する位置に配置されてい
る。この反射材３０により、発光ダイオード２０の頭部
２１より照射される指向角の狭い高輝度の光束は、該光
束の中心より全周方向へ広角に分散すべく反射するよう
に設定されている。
【００３２】図３に示すように、反射材３０は具体的に
は、前記発光ダイオード２０の光束の中心に頂部が対向
する略円錐形の漏斗状に形成されている。反射材３０の
頂部は切り掛かれて貫通孔３１が穿設されており、この
貫通孔３１より中心軸に沿って、前記発光ダイオード２
０の光束の中心がそのまま上方へと透過するように設定
されている。反射材３０は、アルミ等の加工しやすく光
反射性のある金属で形成するとよい。
は、前記発光ダイオード２０の光束の中心に頂部が対向
する略円錐形の漏斗状に形成されている。反射材３０の
頂部は切り掛かれて貫通孔３１が穿設されており、この
貫通孔３１より中心軸に沿って、前記発光ダイオード２
０の光束の中心がそのまま上方へと透過するように設定
されている。反射材３０は、アルミ等の加工しやすく光
反射性のある金属で形成するとよい。
【００３３】また、反射材３０は、ホルダー部材３５を
介して前記発光ダイオード２０の頭部２１に対向する位
置に配置されている。図３に示すように、ホルダー部材
３５は、前記発光ダイオード２０の基端部に外嵌させる
取付環３６と、該取付環３６より極細状に延び出て前記
反射材３０を予め止着しておく支持線材３７とから成
る。
介して前記発光ダイオード２０の頭部２１に対向する位
置に配置されている。図３に示すように、ホルダー部材
３５は、前記発光ダイオード２０の基端部に外嵌させる
取付環３６と、該取付環３６より極細状に延び出て前記
反射材３０を予め止着しておく支持線材３７とから成
る。
【００３４】透光性樹脂４０は、前記型枠１１内にて前
記発光ダイオード２０の上方に位置する反射材３０をも
総て覆い得る位置まで前記型枠内１１に充填されてい
る。透光性樹脂４０は具体的には、無色透明のエポキシ
樹脂等を用いるとよい。
記発光ダイオード２０の上方に位置する反射材３０をも
総て覆い得る位置まで前記型枠内１１に充填されてい
る。透光性樹脂４０は具体的には、無色透明のエポキシ
樹脂等を用いるとよい。
【００３５】光分散樹脂５０は、前記型枠１１の上面側
を覆う状態で、前記透光性樹脂４０の上面側に積層され
ている。光分散樹脂５０は具体的には、透光性樹脂中に
光分散材と前記発光ダイオード２０の発光色と同系色の
着色剤とを混合して成る。
を覆う状態で、前記透光性樹脂４０の上面側に積層され
ている。光分散樹脂５０は具体的には、透光性樹脂中に
光分散材と前記発光ダイオード２０の発光色と同系色の
着色剤とを混合して成る。
【００３６】ここで透光性樹脂は、前述した透光性樹脂
４０と同様にエポキシ樹脂を用いればよい。また光分散
材とは、酸化チタンや酸化マグネシウム等が該当する。
また着色剤には、発光ダイオード２０の発光色と同系色
の蛍光色素を用いればより鮮やかな発光色を得ることが
できる。
４０と同様にエポキシ樹脂を用いればよい。また光分散
材とは、酸化チタンや酸化マグネシウム等が該当する。
また着色剤には、発光ダイオード２０の発光色と同系色
の蛍光色素を用いればより鮮やかな発光色を得ることが
できる。
【００３７】次に作用を説明する。先ず表示用光源装置
１０を製造するには、図１において、型枠１１内に各発
光ダイオード２０を所定間隔おきに一列に並ぶように配
設し、各発光ダイオード２０の頭部２１に対向する位置
にそれぞれ反射材３０を配置させる。
１０を製造するには、図１において、型枠１１内に各発
光ダイオード２０を所定間隔おきに一列に並ぶように配
設し、各発光ダイオード２０の頭部２１に対向する位置
にそれぞれ反射材３０を配置させる。
【００３８】各反射材３０は、ホルダー部材３５を介し
て発光ダイオード２０に装着されるので、確実かつ容易
に反射材３０を適所に位置決めした状態に装着すること
ができる。ここでホルダー部材３５の取付環３６は、発
光ダイオード２０の基端部に外嵌させるので装着作業が
簡単であり、また支持線材３７は極細状に延びているか
ら、発光ダイオード２０の光をなるべく遮らずに済む。
て発光ダイオード２０に装着されるので、確実かつ容易
に反射材３０を適所に位置決めした状態に装着すること
ができる。ここでホルダー部材３５の取付環３６は、発
光ダイオード２０の基端部に外嵌させるので装着作業が
簡単であり、また支持線材３７は極細状に延びているか
ら、発光ダイオード２０の光をなるべく遮らずに済む。
【００３９】続いて型枠１１内に、前記発光ダイオード
２０や反射材３０を総て覆い尽くすように透光性樹脂４
０を充填し、さらに透光性樹脂４０の上に光分散樹脂５
０を積層させればよい。このようにして製造された表示
用光源装置１０は、様々な用途に使用することができる
が、特に広告看板のバックライト等に適用するとよい。
２０や反射材３０を総て覆い尽くすように透光性樹脂４
０を充填し、さらに透光性樹脂４０の上に光分散樹脂５
０を積層させればよい。このようにして製造された表示
用光源装置１０は、様々な用途に使用することができる
が、特に広告看板のバックライト等に適用するとよい。
【００４０】具体的には前記表示用光源装置１０をユニ
ットとして複数用意し、図５に示すように、各表示用光
源装置１０を平面状の枠組みＡ内に密に並べるように設
置する。各表示用光源装置１０が並ぶ平面上には透光性
のある写真フィルム等の広告シート６０を貼着すれば、
かかる広告シート６０を発光させることができる。
ットとして複数用意し、図５に示すように、各表示用光
源装置１０を平面状の枠組みＡ内に密に並べるように設
置する。各表示用光源装置１０が並ぶ平面上には透光性
のある写真フィルム等の広告シート６０を貼着すれば、
かかる広告シート６０を発光させることができる。
【００４１】また別の例として、前記表示用光源装置１
０が台形断面であることを利用し、図６に示すように、
各表示用光源装置１０を円柱の外周面に密に並べるよう
に設置することもできる。かかる場合も、各表示用光源
装置１０が並ぶ円周面上に広告シート６０を貼着すれ
ば、円周形の広告シート６０を発光させることができ
る。
０が台形断面であることを利用し、図６に示すように、
各表示用光源装置１０を円柱の外周面に密に並べるよう
に設置することもできる。かかる場合も、各表示用光源
装置１０が並ぶ円周面上に広告シート６０を貼着すれ
ば、円周形の広告シート６０を発光させることができ
る。
【００４２】図３，２において、発光ダイオード２０が
点灯すると、その頭部２１より照射される指向角の狭い
高輝度の光束は、反射材３０によって光束の中心より全
周方向へ広角に屈折反射して、型枠１１の底面側等へ広
域にわたり分散する。また、反射材３０の中心には貫通
孔３１が穿設されているため、光分散樹脂５０に反射材
３０の影が少しでも生じることを防ぐことができる。
点灯すると、その頭部２１より照射される指向角の狭い
高輝度の光束は、反射材３０によって光束の中心より全
周方向へ広角に屈折反射して、型枠１１の底面側等へ広
域にわたり分散する。また、反射材３０の中心には貫通
孔３１が穿設されているため、光分散樹脂５０に反射材
３０の影が少しでも生じることを防ぐことができる。
【００４３】型枠１１の底面や側面の内側は高反射性材
料１２で覆われているため、型枠１１内で様々な方向へ
と反射した光は、透光性樹脂４０を通過する間に平均化
されるよう満遍なく拡散する。ここで光は透光性樹脂４
０内を通るので、空気中を通過する場合に比べて輝度が
低下することもなく、透光性樹脂４０の全域が拡散光源
領域となる。
料１２で覆われているため、型枠１１内で様々な方向へ
と反射した光は、透光性樹脂４０を通過する間に平均化
されるよう満遍なく拡散する。ここで光は透光性樹脂４
０内を通るので、空気中を通過する場合に比べて輝度が
低下することもなく、透光性樹脂４０の全域が拡散光源
領域となる。
【００４４】型枠１１内の光は開口した上面側へと向か
うが、光分散樹脂５０を通ることで均等に配光され、こ
の光分散樹脂５０の上面全体より外部へと照射される。
光分散樹脂５０では、光が様々な方向へと細かく乱反射
されることで、光の通過滞在時間が長くなる。
うが、光分散樹脂５０を通ることで均等に配光され、こ
の光分散樹脂５０の上面全体より外部へと照射される。
光分散樹脂５０では、光が様々な方向へと細かく乱反射
されることで、光の通過滞在時間が長くなる。
【００４５】それにより、型枠１１の開口を覆う光分散
樹脂５０の表面より、高輝度で均一な面発光を得ること
ができる。また、光分散樹脂５０には、前記発光ダイオ
ード２０の発光色と同系色の着色剤が混合されているた
め、より明瞭で鮮やかな光を得ることができる。
樹脂５０の表面より、高輝度で均一な面発光を得ること
ができる。また、光分散樹脂５０には、前記発光ダイオ
ード２０の発光色と同系色の着色剤が混合されているた
め、より明瞭で鮮やかな光を得ることができる。
【００４６】図７は本発明の第２実施の形態を示してい
る。本実施の形態は、型枠１１Ａを文字「Ｔ」の形に成
形したものである。それにより、発光表示用の文字とし
てそのまま利用することができる。もちろん、型枠１１
Ａの形状はアルファベットのＴに限らず、他のアルファ
ベットにしたり、数字を表す７セグメントの形に成形す
ることもできる。なお、第１実施の形態と同種の部位に
は同一符号を付して重複した説明を省略する。
る。本実施の形態は、型枠１１Ａを文字「Ｔ」の形に成
形したものである。それにより、発光表示用の文字とし
てそのまま利用することができる。もちろん、型枠１１
Ａの形状はアルファベットのＴに限らず、他のアルファ
ベットにしたり、数字を表す７セグメントの形に成形す
ることもできる。なお、第１実施の形態と同種の部位に
は同一符号を付して重複した説明を省略する。
【００４７】図８は本発明の第３実施の形態を示してい
る。本実施の形態は、各発光ダイオード２０を、その頭
部２１が前記型枠１１の底面に向かう下向きの状態で前
記型枠１１内に配設したものである。反射材３０は、型
枠１１の底面上の高反射性材料１２に接しており、発光
ダイオード２０の基端は、光分散樹脂５０の下面よりも
下方へ離隔した位置に配されている。
る。本実施の形態は、各発光ダイオード２０を、その頭
部２１が前記型枠１１の底面に向かう下向きの状態で前
記型枠１１内に配設したものである。反射材３０は、型
枠１１の底面上の高反射性材料１２に接しており、発光
ダイオード２０の基端は、光分散樹脂５０の下面よりも
下方へ離隔した位置に配されている。
【００４８】かかる場合も、発光ダイオード２０の優れ
た特性を何ら損なうことなく、少ない消費電力でも高輝
度で均一な面発光を得ることができる。また、発光ダイ
オード２０の基端と、光分散樹脂５０の下面とは間隔が
空けられているため、発光ダイオード２０の影が光分散
樹脂５０の上面に生じることはない。なお、第１実施の
形態と同種の部位には同一符号を付して重複した説明を
省略する。
た特性を何ら損なうことなく、少ない消費電力でも高輝
度で均一な面発光を得ることができる。また、発光ダイ
オード２０の基端と、光分散樹脂５０の下面とは間隔が
空けられているため、発光ダイオード２０の影が光分散
樹脂５０の上面に生じることはない。なお、第１実施の
形態と同種の部位には同一符号を付して重複した説明を
省略する。
【００４９】図９は本発明の第４実施の形態を示してい
る。本実施の形態は、発光ダイオード２０の頭部２１に
対向する位置に反射材３０を設けることなく、発光ダイ
オード２０を、その頭部２１が型枠１１の底面に向かう
下向きの状態で前記型枠１１内に配設したものである。
発光ダイオード２０の基端は、光分散樹脂５０の下面よ
りも下方へ離隔した位置に配されている。なお、第１実
施の形態と同種の部位には同一符号を付して重複した説
明を省略する。
る。本実施の形態は、発光ダイオード２０の頭部２１に
対向する位置に反射材３０を設けることなく、発光ダイ
オード２０を、その頭部２１が型枠１１の底面に向かう
下向きの状態で前記型枠１１内に配設したものである。
発光ダイオード２０の基端は、光分散樹脂５０の下面よ
りも下方へ離隔した位置に配されている。なお、第１実
施の形態と同種の部位には同一符号を付して重複した説
明を省略する。
【００５０】このような実施の形態によれば、反射材３
０を省いたことにより、透光性樹脂４０内における光の
拡散効率は前記第１〜３実施の形態に比べれば多少低く
なるが、発光ダイオード２０の光は型枠１１内で様々な
方向へと満遍なく屈折反射され、透光性樹脂４０中で平
均化された後、光分散樹脂５０を通って外部へ照射され
る。もちろん、反射材３０を省いた分だけ、構成が簡略
化されて容易に製造することができ、コストを大幅に低
減することが可能となる。
０を省いたことにより、透光性樹脂４０内における光の
拡散効率は前記第１〜３実施の形態に比べれば多少低く
なるが、発光ダイオード２０の光は型枠１１内で様々な
方向へと満遍なく屈折反射され、透光性樹脂４０中で平
均化された後、光分散樹脂５０を通って外部へ照射され
る。もちろん、反射材３０を省いた分だけ、構成が簡略
化されて容易に製造することができ、コストを大幅に低
減することが可能となる。
【００５１】図１０は本発明の第５実施の形態を示して
いる。本実施の形態は、発光ダイオード２０の頭部２１
に対向する位置に反射材３０を設けることなく、発光ダ
イオード２０を、その頭部２１が互いに横向きに対向状
態で前記型枠１１内に配設したものである。なお、第１
実施の形態と同種の部位には同一符号を付して重複した
説明を省略する。
いる。本実施の形態は、発光ダイオード２０の頭部２１
に対向する位置に反射材３０を設けることなく、発光ダ
イオード２０を、その頭部２１が互いに横向きに対向状
態で前記型枠１１内に配設したものである。なお、第１
実施の形態と同種の部位には同一符号を付して重複した
説明を省略する。
【００５２】このような実施の形態によっても、発光ダ
イオード２０の光は型枠１１内で様々な方向へと満遍な
く屈折反射され、透光性樹脂４０中で平均化された後、
光分散樹脂５０を通って外部へ照射される。また、別の
例として、発光ダイオード２０を、その頭部２１が型枠
１１の側面に対向した横向きの状態で前記型枠１１内に
配設するようにしてもよい。
イオード２０の光は型枠１１内で様々な方向へと満遍な
く屈折反射され、透光性樹脂４０中で平均化された後、
光分散樹脂５０を通って外部へ照射される。また、別の
例として、発光ダイオード２０を、その頭部２１が型枠
１１の側面に対向した横向きの状態で前記型枠１１内に
配設するようにしてもよい。
【００５３】図１１〜図１５は本発明の第６実施の形態
を示している。本実施の形態は、図１１に示すように、
平面方向に広がる平板形の透光性樹脂４０から成形され
るものである。透光性樹脂４０の上面側には、光分散樹
脂５０がやはり平板形に積層されている。
を示している。本実施の形態は、図１１に示すように、
平面方向に広がる平板形の透光性樹脂４０から成形され
るものである。透光性樹脂４０の上面側には、光分散樹
脂５０がやはり平板形に積層されている。
【００５４】図１２，１３に示すように、前記透光性樹
脂４０および光分散樹脂５０は、例えばＴ字形等の所望
の形状に切断され、その切断面と透光性樹脂４０側の底
面とに光反射効率の高い高反射性材料が塗布される。
脂４０および光分散樹脂５０は、例えばＴ字形等の所望
の形状に切断され、その切断面と透光性樹脂４０側の底
面とに光反射効率の高い高反射性材料が塗布される。
【００５５】所望の形状に切り取られた透光性樹脂４０
には、図１４（ａ）に示すように所定間隔おきに縦孔４
１を穿設する。この縦孔４１の最深部４１ａは円錐形に
成形されており、本実施の形態では、この最深部４１ａ
に光反射性塗料を塗ることで、そのまま反射材３０とし
ている。
には、図１４（ａ）に示すように所定間隔おきに縦孔４
１を穿設する。この縦孔４１の最深部４１ａは円錐形に
成形されており、本実施の形態では、この最深部４１ａ
に光反射性塗料を塗ることで、そのまま反射材３０とし
ている。
【００５６】図１４（ｂ）に示すように、透光性樹脂４
０の各縦孔４１内には、発光ダイオード２０を挿入した
状態で同質の透光性樹脂が充填される。また、透光性樹
脂４０の下面側には保護ベース板７０が貼着され、さら
に保護ベース板７０上には、発光ダイオード２０のリー
ド線２２をつなぐリード配線１３を覆うための配線用ダ
クト部材７１が装着されている。
０の各縦孔４１内には、発光ダイオード２０を挿入した
状態で同質の透光性樹脂が充填される。また、透光性樹
脂４０の下面側には保護ベース板７０が貼着され、さら
に保護ベース板７０上には、発光ダイオード２０のリー
ド線２２をつなぐリード配線１３を覆うための配線用ダ
クト部材７１が装着されている。
【００５７】このような本実施の形態では、型枠１１を
用いることなく、平板形の透光性樹脂４０の上面側に予
め光分散樹脂５０を積層しておき、これを後から所望の
形状に切断するので、様々な形の表示用光源装置１０を
容易に形成することが可能となる。また、前記ホルダー
部材３５を用いることなく、反射材３０を所定の位置に
容易に形成することもできる。
用いることなく、平板形の透光性樹脂４０の上面側に予
め光分散樹脂５０を積層しておき、これを後から所望の
形状に切断するので、様々な形の表示用光源装置１０を
容易に形成することが可能となる。また、前記ホルダー
部材３５を用いることなく、反射材３０を所定の位置に
容易に形成することもできる。
【００５８】なお、本発明に係る表示用光源装置は、前
述した各種実施の形態に限定されるものではない。例え
ば前記反射材３０は、図示した略円錐形のものに限られ
ることなく、例えば円盤形の凸面反射鏡としてもよい。
述した各種実施の形態に限定されるものではない。例え
ば前記反射材３０は、図示した略円錐形のものに限られ
ることなく、例えば円盤形の凸面反射鏡としてもよい。
【００５９】
【発明の効果】本発明に係る表示用光源装置によれば、
蛍光灯やネオンサイン管等と比べて長寿命であり、視認
性や輝度も極めて高く、熱的・放電的発光でないため点
灯消灯時間も早く、光電変換効率が高いため消費電力も
少なく、耐衝撃性にも優れる等の発光ダイオードの特性
を備えると共に、光の不均一な明暗が生じることがな
く、少ない消費電力でも高輝度で均一な面発光を得るこ
とができる
蛍光灯やネオンサイン管等と比べて長寿命であり、視認
性や輝度も極めて高く、熱的・放電的発光でないため点
灯消灯時間も早く、光電変換効率が高いため消費電力も
少なく、耐衝撃性にも優れる等の発光ダイオードの特性
を備えると共に、光の不均一な明暗が生じることがな
く、少ない消費電力でも高輝度で均一な面発光を得るこ
とができる
【図１】本発明の第１実施の形態に係る表示用光源装置
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】本発明の第１実施の形態に係る表示用光源装置
を構成するホルダー部材を示す斜視図である。
を構成するホルダー部材を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１実施の形態に係る表示用光源装置
の反射材が発光ダイオードの光束を広域に反射させる状
態を説明する模式図である。
の反射材が発光ダイオードの光束を広域に反射させる状
態を説明する模式図である。
【図５】本発明の第１実施の形態に係る表示用光源装置
を平板形に並べた装置を示す（ａ）端面図と（ｂ）正面
図である。
を平板形に並べた装置を示す（ａ）端面図と（ｂ）正面
図である。
【図６】本発明の第１実施の形態に係る表示用光源装置
を円周形に並べた装置を示す端面図である。
を円周形に並べた装置を示す端面図である。
【図７】本発明の第２実施の形態に係る表示用光源装置
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図８】本発明の第３実施の形態に係る表示用光源装置
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図９】本発明の第４実施の形態に係る表示用光源装置
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図１０】本発明の第５実施の形態に係る表示用光源装
置を示す断面図である。
置を示す断面図である。
【図１１】本発明の第６実施の形態に係る表示用光源装
置の平板形に成形した透光性樹脂および光拡散樹脂を示
す斜視図である。
置の平板形に成形した透光性樹脂および光拡散樹脂を示
す斜視図である。
【図１２】本発明の第６実施の形態に係る表示用光源装
置の平板形に成形した透光性樹脂および光拡散樹脂を所
望の形状に切断する際の線引きした状態を示す正面図で
ある。
置の平板形に成形した透光性樹脂および光拡散樹脂を所
望の形状に切断する際の線引きした状態を示す正面図で
ある。
【図１３】本発明の第６実施の形態に係る表示用光源装
置の平板形に成形した透光性樹脂および光拡散樹脂を所
望の形状に切断した状態を示す正面図である。
置の平板形に成形した透光性樹脂および光拡散樹脂を所
望の形状に切断した状態を示す正面図である。
【図１４】本発明の第６実施の形態に係る表示用光源装
置を構成する平板形に成形した透光性樹脂および光拡散
樹脂を所望の形状に切断したものに、発光ダイオードを
埋設する作業を説明する断面図である。
置を構成する平板形に成形した透光性樹脂および光拡散
樹脂を所望の形状に切断したものに、発光ダイオードを
埋設する作業を説明する断面図である。
【図１５】本発明の第６実施の形態に係る表示用光源装
置を示す斜視図である。
置を示す斜視図である。
１０…表示用光源装置
１１…型枠
１２…高反射性材料
１３…リード配線
２０…発光ダイオード
２１…頭部
２２…リード線
３０…反射材
３１…貫通孔
３５…ホルダー部材
３６…取付環
３７…支持線材
４０…透光性樹脂
４１…縦孔
５０…光分散樹脂
６０…広告シート
７０…保護ベース板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 33/00
G09F 9/33
G09F 13/20
Claims (6)
- 【請求項１】発光ダイオードを光源として、均一な面発
光を得ることができる表示用光源装置において、 型枠と、該型枠内に配設する発光ダイオードと、該発光
ダイオードの頭部に対向する位置に配置する反射材と、
前記発光ダイオードおよび反射材を埋没させるように前
記型枠内に充填する透光性樹脂と、該透光性樹脂の上面
側に積層させる光分散樹脂とを有し、 前記型枠は、その上面側が開口し、底面および側面の内
側が光反射効率の高い高反射性材料で覆われ、 前記発光ダイオードは、その頭部が前記型枠の開口に向
かう上向きの状態で前記型枠内に配設され、 前記反射材は、前記発光ダイオードの頭部より照射され
る指向角の狭い高輝度の光束を、該光束の中心より全周
方向へ広角に反射させる状態で、前記型枠内の発光ダイ
オードの頭部に対向する位置に配置され、 前記透光性樹脂は、前記型枠内にて前記発光ダイオード
の上方に位置する反射材を総て覆い得る位置まで前記型
枠内に充填され、 前記光分散樹脂は、前記型枠の上面側を覆う状態で、前
記透光性樹脂の上面側に積層されることを特徴とする表
示用光源装置。 - 【請求項２】前記反射材は、前記発光ダイオードの光束
の中心に頂部が対向する略円錐形に形成され、該反射材
の中心軸に沿って前記光束の中心を透過させる貫通孔を
穿設したことを特徴とする請求項１記載の表示用光源装
置。 - 【請求項３】前記反射材は、ホルダー部材を介して前記
発光ダイオードの頭部に対向する位置に配置され、 前記ホルダー部材は、前記発光ダイオードの基端部に外
嵌させる取付環と、該取付環より極細状に延び出て前記
反射材を予め止着しておく支持線材とから成ることを特
徴とする請求項１または２記載の表示用光源装置。 - 【請求項４】前記光分散樹脂は、透光性樹脂中に光分散
材と前記発光ダイオードの発光色と同系色の着色剤とを
混合して成ることを特徴とする請求項１，２または３記
載の表示用光源装置。 - 【請求項５】前記型枠は長手方向へ延びる細幅形に形成
され、該型枠内に複数の発光ダイオードを所定間隔おき
に一列に並ぶように配設したことを特徴とする請求項
１，２，３または４記載の表示用光源装置。 - 【請求項６】発光ダイオードを光源として、均一な面発
光を得ることができる表示用光源装置において、 平面方向に広がる平板形に成形する透光性樹脂と、該透
光性樹脂中に所定間隔おきに並べて埋設する複数の発光
ダイオードと、前記透光性樹脂中にて各発光ダイオード
の頭部に対向する位置に配置する反射材と、前記透光性
樹脂の上面側に予め積層させる光分散樹脂とを有し、 前記透光性樹脂および光分散樹脂は所望の形状に切断さ
れ、その切断面と底面とを光反射効率の高い高反射性材
料で覆い、 前記各発光ダイオードは、それぞれ頭部が前記透光性樹
脂の上面に向かう上向きの状態で、前記所望の形状に切
断された透光性樹脂中に埋設され、 前記各反射材は、前記各発光ダイオードの頭部より照射
される指向角の狭い高輝度の光束を、該光束の中心より
全周方向へ広角に反射させる状態で、前記透光性樹脂中
の発光ダイオードの頭部に対向する位置に配置されるこ
とを特徴とする表示用光源装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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