【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エッジライト式の面発光型表示装置に関し、非常灯、案内灯、道路標識、広告灯、部屋の表示ラベル、表札等の表示装置のバックライトとして使用され、自ら面発光することにより利用者に文字やパターン等を認識させるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の例えば非常口誘導灯の表示装置は、図１３，１４に示すように、文字や図柄等の表示パターンを表示した表示パネル１を天井に吊支されたフレーム２に装着して、表示パネル１の背面に拡散板３を介して光源として蛍光灯４を配置し、表示パネル１を背面より照光して表示内容を認識させる直下ライト式のものであった。
【０００３】
そして、表示装置の電気回路のブロック図を図１５に示す。ここで、電源回路５はＡＣ１００Ｖの電源からＤＣ５Ｖ程度の電源に変換するので、通常はこのＤＣ電源をインバータ６によりＡＣの高電圧に変換して蛍光灯４を点灯している。また、通常は充電回路７を通して蓄電池８が充電されている。
【０００４】
ここで、停電が発生すると、停電検出回路９により停電が検知され、トランジスタ、リレー等のスイッチ１０，１１が動作し、蓄電池８がＤＣ電源となって、インバータ６によりＡＣの高電圧に変換され、蛍光灯４を点灯させるようになっている。
【０００５】
しかしながら、従来の表示装置は光源に蛍光灯を使用しているため、以下に示す問題があった。
【０００６】
▲１▼表示パネル背面にスペースを取る蛍光灯を配置する必要があり、薄型の表示装置を製作することが困難であった。
【０００７】
▲２▼蛍光灯の寿命が短く、０．５〜１年程度で定期的に交換する必要があり、維持管理の手間、費用がかかった。
【０００８】
▲３▼蛍光灯は点滅発光動作させるのに不向きで、停電等の非常時に点滅発光動作をさせ、表示装置の認識度を上げる機能を付加するのが困難であった。
【０００９】
▲４▼停電時に蛍光灯を点灯させるためには、ＤＣ電源からＡＣ電源に変換するインバータが必要となり、コストアップの要因になっていた。
【００１０】
そこで、蛍光灯を光源とした直下ライト式の表示装置における問題を解消するために、エッジライト式の面発光型表示装置が提案されている。エッジライト式の表示装置では、夜間の認識を可能とするため、あるいは文字、図形等の表示内容の視認性向上のため、表示内容が書かれた表示パネルを透光性もしくは半透光性とし、この表示パネルを背面から照明してその情報を視覚的に表示する。
【００１１】
ここで、エッジライト式の表示装置の従来例を図１６に示す。導光板１５は、アクリル樹脂等の透光性の材料からなり、導光板１５の一側面より内部に入射した光源１６の光を印刷あるいは溝入れ等の手法で導光板１５の表面に設けた光を拡散させるパターンにより散乱させ、導光板１５全面を面発光させる機能を持っており、近年は液晶表示パネルのバックライト等で利用されている。光源１６として、導光板１６の一側面にプリント基板１７上に実装した複数のＬＥＤ１８を対向配置している。このような構造の面光源を表示パネル１９の裏面に拡散シート２０を介して配置して、表示装置を構成している。なお図中、２１は反射シートである。
【００１２】
他の表示装置の従来例は、特開平４−８５５８８号公報にも記載されている。この表示装置では、図１７に示すように、導光板２２の側面２２ａに光源として直列に並べられたＬＥＤ２３が配置されており、導光板２２の背面に反射板２４が配され、導光板２２の前面に拡散シート２５が重合され、さらにその前面に表示パネル２６が配されている。この表示パネル２６は、ＬＥＤ２３の発光色と同色を透過する色フィルタ２７上に表示パターン２８が抜き形成された遮光板２９を重ねた構造となっている。表示パネル２６では、多くの場合スクリーン印刷、エッチングによる抜きパターン張り合わせ、マスキングによるスプレー塗装等の方法によってキャラクター部分が形成されている。
【００１３】
この構成において、ＬＥＤ２３から発せられた光は、導光板２２の内部を経て導光板２２前方へ取り出される。導光板２２前方へ出射された光は、導光板２２の前面の散乱シート２５を介してその前方に設置された表示パネル２６を背面から照明し、色フィルタ２７および遮光板２９の表示パターン２８を透過して表示装置前方へ射出される。この表示装置では、表示パネル２６の表示色は光源のＬＥＤ２３の発光色と同一となる。
【００１４】
２色以上の表示色や、白色光の表示色が必要な場合については、本出願人による特願平７−１２３８７８号において提案がなされている。この表示装置では、図１６に示す従来例の表示装置における光源１６のＬＥＤを２色の表示色、例えば赤色、緑色が必要な場合は、赤色ＬＥＤ３０ａと緑色ＬＥＤ３０ｂの２種類を図１８（ａ）に示すようにプリント基板３１上に交互に並べて構成している。また、表示パネルの表示色がカラー表示あるいは白色光の場合は、赤、緑、青色の各ＬＥＤ３２ａ，３２ｂ，３２ｃを図１８（ｂ）に示すように並べて構成している。
【００１５】
また、直下ライト式の表示装置の光源において、薄型化を図るものとして白色発光ＥＬ（エレクトロルミネセンス）パネルを用いたものがあり、交流電圧を印加して発光させている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＬＥＤを光源とした面発光型表示装置は、ＬＥＤの発光色が表示パネルの表示色となるため、単色の表示の場合は好適であるが、２色以上の表示色が必要な場合や表示色が白色光の場合は、異なる発光色のＬＥＤを交互に並べて光源とする必要があり、以下の問題が発生した。
【００１７】
▲１▼異なる発光色のＬＥＤを交互に並べるため、ＬＥＤ近傍では発光色が混じり合わず、光源に色むらが生じた。
【００１８】
▲２▼白色光とする場合、赤、緑、青色の各ＬＥＤの光量のばらつきにより白色からずれる場合があり、各色のＬＥＤの電源を調整して、光量を調整する必要があった。
【００１９】
▲３▼２色以上の表示を行う場合は、表示パネルの表示パターンの色フィルタで表示色以外の光をカットして必要とする表示色を表示するため、表示面の輝度が低くなった。
【００２０】
また、光源にＥＬパネルを用いた表示装置では、２色以上の表示色が必要な場合には上記▲３▼と同様の問題がある。さらに、停電時に発光させて表示を行うには、バックアップ電源である蓄電池の電源を交流に変換するためのインバータが必要となり、蛍光灯の場合と同様にコストアップの要因になる。
【００２１】
本発明は、上記に鑑み、光源にＬＥＤを使用して、多色あるいは白色の表示が可能かつ薄型で長寿命の面発光型表示装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明による課題解決手段は、複数のＬＥＤを並べた光源と、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備えたものである。そして、光源は、単一の発光色のＬＥＤであり、青色光を発する。また、色変換部材は、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。
【００２３】
したがって、ＬＥＤから発せられた青色光は導光板により均一に面発光され、色変換部材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て、表示パネルを背面から照明し表示パターンを表示する。
【００２４】
他の課題解決手段は、複数のＬＥＤを並べた光源と、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を備え、複数の色変換部材を組み合わせて図柄や文字等の表示パターンを形成したものである。そして、光源に青色光を発するＬＥＤを用い、色変換部材は、青色光を表示パターンの色に応じた他の光に変換する。
【００２５】
したがって、ＬＥＤからの発光は表示パターンの色に応じて色変換部材により所望の色に変換され、２色以上の表示を容易に行うことができる。しかも、表示パネルにおいてカットされていた光の成分がなくなるため、より明るい表示面の輝度が得られる。
【００２６】
ここで、表示パターンが形成された表示パネルを色変換部材の前面に配し、光源の発光色を表示パネルの表示パターンに応じてそれぞれ異なる色に変換するように２種類以上の色変換部材を組み合わせたものにする。すると、色変換部材によりＬＥＤの発光色は表示パターンに応じた色に変換され、さらに表示パネルではカットされる光がなくそのまま通過し、表示面における輝度が上がり明るさが増す。
【００２７】
さらに、ＬＥＤの視認性を任意に変更する制御手段を設けると、昼夜の状況に応じて消灯点灯を切り換えたり、地震や火事等の非常時に対応させてＬＥＤを点滅させることにより視認性の変更が可能となり、状況に応じた表示を機能的に行うことができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の面発光型表示装置の実施の形態は、図１の如く、単一の発光色のＬＥＤ４０を複数個並べた光源４１と、一側面４２ａから入射した光源４１の光を内部で散乱させることにより前面から面発光させる導光板４２と、導光板４２から外部に出る光を内部に向けて反射する反射板４３と、光源４１の発光色を異なる色に変換する色変換部材４４と、光を散乱させて光の強度の指向性を均一にする拡散板４５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４６とを備えている。
【００２９】
そして、図２の如く、前側から順に表示パネル４６、拡散板４５、色変換部材４４、導光板４２、反射板４３が重ね合わされてホルダー４７に挿入され、各部材の四隅近傍およびホルダー４７に形成されたスルーホールにボルトを貫通させてナットにより固定することで、各部材が容易に位置決めされて保持される。ホルダー４７は屋内外の天井、壁、支柱等に取り付けられ、ホルダー４７に内装された光源４１のＬＥＤ４０を駆動するための電気回路を交流電源に接続することによって、表示装置が設置されることになる。
【００３０】
光源４１は、青色光を発するＬＥＤ４０が用いられ、複数のＬＥＤ４０がガラスエポキシ製基板４８に一定間隔のピッチで実装され、基板４８の表面には可視域の光を反射するように白色塗料が印刷されている。そして、基板４８は、導光板４２の一側面４２ａに近接するようにホルダー４７に着脱可能に取り付けられており、ＬＥＤ４０の側方に出射された光を導光板４２に反射させるための反射板４９が基板４８の両側に配設されている。
【００３１】
導光板４２は、厚さがＬＥＤ４０の幅に等しいか若干大きい無色透明のアクリル板からなり、その背面側に導光板４２の内部を全反射を繰り返して進行してきた光を前面より取り出すための光取出体５０が設けられている。光取出体５０は、Ｖ状の溝を光の入射する側面に平行な方向に直線状に並べたもので、光源から離れるにつれて密になるように配されている。個々の溝は、導光板４２の背面に直接、印刷手法によりアクリルやエポキシ樹脂等の透明樹脂を凸状に形成したり、熱転写加工法、レーザー加工法、エッチング、切削研磨加工法等によって形成され、その表面は光散乱を生じる粗面となっており、無色透明で光の吸収はない。また、この光取出体５０が設けられている部分以外の導光板４２の背面および前面は非常に滑らかな面になっており、厚さ方向に対して鮮明に光像を透過させることができる。さらに、光源４１が対向配置されている一側面４２ａも光像を鮮明に透過させることができる程度に非常に滑らかな面に研磨加工されている。
【００３２】
なお、光取出体５０は、断面形状を前記Ｖ状の溝の代わりに、Ｕ字状溝や鋸歯状溝等の他の形状としてもよい。また、これらの構造に代わり導光板４２の表面を熱転写加工法、ケミカルエッチング法、ブラスト等の方法で部分的に粗面化し散乱面を形成した構造や、導光板４２の表面上にマイクロガラスビーズ等の散乱材を透明樹脂等で塗布した構造としてもよい。また、光源点灯による表示時に導光板４２上の輝度の均一化を図るためには、導光板４２内部を伝播する光が散乱を生じる確率が光源４１から遠ざかるほど大きくなる構造であればよく、例えば一定間隔ピッチの溝または表面散乱領域として導光板４２の表面上に離散的に円、矩形、直線といった各種形状で形成し、その溝または散乱領域部分の大きさを光源４１から遠ざかるにしたがって大きくしていく等の構造としてもよい。
【００３３】
一方、導光板４２の光が入射する側面４２ａを除く３方の側面は、おおむね滑らかに研磨された面上に高反射率（可視域の光に対して約８０％以上）のＡｌ反射膜が表面に蒸着された反射テープが貼り付けられている。また、導光板４２の背面に対向させてＡｌや白色インク等の材料を用いた反射板４３が配置されている。
【００３４】
色変換部材４４は、有機蛍光顔料等の有機蛍光体を含有したシート状のものよりなり、緑色変換蛍光体および赤色変換蛍光体が含有されている。有機蛍光顔料は、一般に蛍光性を持つ芳香族炭化水素系の染料を透明な固体の担体樹脂中に溶解させることにより製造することができ、この担体樹脂をそのままシート上に加工したり、この担体樹脂を一度粉砕し、粒状としてから樹脂に含有させ、シート状に加工する方法などがあげられる。
【００３５】
そして、色変換部材４４は、短波長の光を長波長の光に色変換する機能を有しており、導光板４２より発せられた青色の光は、色変換部材４４を通過すると色変換部材４４中の緑色変換蛍光体および赤色変換蛍光体により緑色、赤色の光に変換され、色変換部材４４を透過した一部の青色の光と合わされて白色光となる。図３にこのときの入射光（破線）と透過光（実線）の光スペクトルを示す。
【００３６】
また、白色光へ変換する色変換部材４４として、図４に示すように、黄色変換蛍光体を含有させて黄色の光に変換し、色変換部材４４を透過した一部の青色の光と合わせて白色光とすることも可能である。
【００３７】
表示パネル４６は、アクリル樹脂等の透光性の平板５１の表面に任意の色を吸収する顔料等の色素を含有する色フィルタ５２を所定の形状に印刷したり、あるいはシート状に成形して貼り付けたものである。これによって入射光がそのまま透過する素地領域５３と色フィルタ５２によって特定の色を透過する変換領域５４とが形成され、これらを組み合わせることによって表示パターンが構成される。例えば、表示装置を非常口誘導灯に使用した場合、図５の如く、白色透明な平板５１上に緑色透明の色フィルタ５２を印刷、貼り付けることにより表示パターンを形成する。図６にこの変換領域５４における表示パネル４６のフィルタ特性（破線）と透過光の光スペクトル（実線）を示す。
【００３８】
そして、表示装置の電気回路のブロック図を図７に示す。ここで電源回路６０は、ＡＣ１００Ｖの電源からＤＣ５Ｖ程度の電源に変換するもので、消灯、点滅をコントロールするロジック回路からなる制御回路６１が設けられ、トランジスタ、リレー等の第１スイッチ６２がオンされ、このＤＣ電源によりＬＥＤ４０が駆動されて常時発光している。
【００３９】
また、制御回路６１は、状況に応じてＬＥＤ４０を駆動制御して視認性を任意に変更する機能を有している。通常は充電回路６３を通して蓄電池６４が充電されており、停電が発生すると、停電検出回路６５により停電が検知され、制御回路６１を経て、第１，第２スイッチ６２，６６がオンし、蓄電池６４が電池となって、ＬＥＤ４０の点滅発光あるいは常時発光を行う。なお、制御回路６１によりＬＥＤ４０の駆動電流値を可変制御すれば、明るさの調整を容易に行うことができる。
【００４０】
また、停電時以外でも光センサー６７により周囲の明るさを検知し、明るい場合は第１スイッチ６２をオフしてＬＥＤ４０を消灯させ、暗い場合は第１スイッチ６２をオンしてＬＥＤ４０を発光あるいは第１スイッチ６２をオンオフして点滅発光させる機能を有している。さらに、外部より非常時に外部信号を受信し、点滅発光させる機能を付加することも可能である。
【００４１】
このように、光源４１に点滅発光可能なＬＥＤ４０を使用することにより、周囲の明るさや地震、火事等の非常事態が発生したときに表示装置の点滅動作を容易に行えるので、状況に応じてＬＥＤ４０の視認性が変わり、表示が変化して優れた認識効果を得ることができ、非常用の表示装置として利用価値が高まる。さらに、昼間等の明るいときには表示を十分に認識できるので、ＬＥＤ４０を消灯しておくことによって消費電力の低減を図ることができる。また逆に、消灯時には表示パターンを認識できないようにしておき、夜間や非常時の必要なときだけ点灯するようにしておくことにより、この表示装置の用途を拡張することができる。
【００４２】
ここで、ＬＥＤ４０が駆動されて点灯すると、青色光が発せられる。ＬＥＤ４０から前方へ発せられる光の多くは、その前方に配置される導光板４２の一側面４２ａから導光板４２の内部へ入射され、またＬＥＤ４０より側方に発せられた光の多くは、側方に配置された反射板４９によって前方の導光板４２方向へ反射され、導光板４２内部へ入射される。導光板４２の厚さが薄いため、導光板４２へ入射された光の多くが前面あるいは背面に当たる。この際、導光板４２の一側面４２ａに外部から入射角θ1で入射する光の導光板４２内部への入射角度θ2は、スネルの法則によりθ2＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎθ1／ｎ）、（ｎ：導光板屈折率）で表せる。また、導光板４２内部へ角度θ2で入射した光は一側面４２ａと垂直な前面あるいは背面に入射角度θ3＝９０−θ2で入射する。この関係より、導光板４２に入射する光の入射角θ1が大きくなるにつれて、前面あるいは背面への入射角θ3は小さくなるが、導光板４２の屈折率がｎ＝１．５であると、一側面４２ａにおける入射角が最大（すなわち、θ1＝９０°）の場合でも、θ2＝４１．８１°、θ3＝４８．１９°となり、前面あるいは背面への入射角θ3はこの値（４８．１９°）より小さくなることはない。一方、前面あるいは背面において全反射を生じる臨界角はθｒ＝４１．８１°であるので、前面あるいは背面に内部から当たる全ての光は全反射されることになる。このように、前面あるいは背面において角度θ3で全反射された光の大部分は、導光板４２の厚さ分の距離を隔てた平行面である両面に同じ角度θ3で入射し、再び全反射する。このように、導光板４２へ入射され、前面あるいは背面に内部から当たった光は、全反射を繰り返すことによって導光板４２内部に閉じ込められ、反射損失なしに高効率でその内部を伝播する。
【００４３】
この導光板４２内部を伝播する光のうち光取出体５０に当たった光は、その粗面となった表面において吸収されることなしに散乱透過および乱反射される。背面にて乱反射された光の大部分は前面へ到達し、そのうち前面への入射角度θ4が臨界角θｒ以下の光は導光板４２から外部へ射出される。一方、光取出体５０を散乱透過して導光板４２の背面側へ射出された光は、背面に密着して設置されている反射板４３に当たり、７０％程度の高反射率で乱反射され、再び導光板４２へその背面を通して入射する。これら再入射光の大部分は前面に達し、そのうち臨界角θｒ以上の入射角の光は上記の全反射の挙動を繰り返し、臨界角θｒ以下の入射角の光は導光板４２の前面から外部へ射出する。
【００４４】
導光板４２内を全反射を繰り返しながら伝播する光は、光取出体５０に当たることによってその一定の割合の光を外部へ射出する。このため、導光板４２中を伝播する光が場所に関係なく同じ確率で光取出体５０に当たった場合、光取出体５０は光源４１から離れるに連れて密になっているので、光が当たる確率は光源４１から遠くなるほど大きくなり、導光板４２から面発光される光の輝度は均一となる。
【００４５】
導光板４２の前面へ均一に射出された青色光は、色変換部材４４を通過することにより緑色、赤色の光に変換され、色変換部材４４を透過した青色光と混じり合って白色光となる。この白色光は拡散板４５を通過して表示パネル４６に到達する。素地領域５３に入射した光はそのまま透過して、白色光を発する。変換領域５４に入射した光は色フィルタ５２により緑色の光スペクトルを除く成分が除去されて、緑色光を発する。このようにして表示パターンに応じた白色と緑色の２色の表示が行われる。
【００４６】
また、ここでは白色と緑色の表示をする場合について示したが、他の色の２色以上の表示を行う場合も、色変換部材４４中の色変換蛍光体の種類、あるいは表示パネル４６の表示パターンを形成する色フィルタ５２の特性を変えることで達成できる。例えば、表示装置を消火器表示灯に使用する場合、図８の如く、赤色を透過する特性を有する平板５１上に白色不透明の文字からなる色フィルタ５２を印刷、貼り付けることにより表示パターンを形成すればよい。
【００４７】
以上の如く、ＬＥＤ４０を光源４１としたサイドエッジ式の面発光型表示装置は、蛍光灯を光源とした直下ライト式の表示装置に比して薄型化、長寿命化を図ることができる。すなわち、直下ライト式の表示装置では厚さが１５０〜２００ｍｍであるのに対し、本表示装置では表示パネル４６が１ｍｍ、拡散板４５が０．３ｍｍ、色変換部材４４が０．３ｍｍ、導光板４２が５〜１０ｍｍ、反射板４３が０．５ｍｍであり、総厚さは２０ｍｍ程度になる。そのため、設置場所の制約が少なくなり、応用範囲を広げることができる。また、蛍光灯の寿命は約６０００時間であるのに対し、ＬＥＤ４０では約５００００時間になる。そのため、光源交換の頻度が少なくなり、維持管理の手間が省け、費用を節約できる。さらに、ＤＣ電源で駆動できるので、蛍光灯のようにＤＣ電源からＡＣ電源に変換するインバータが不要になり、コストダウンを図ることができる。
【００４８】
そして、ＬＥＤ４０の発光色を色変換部材４４により異なる色に変換することにより、面内で均一の白色光を発生することが可能となり、色むらのないきれいな表示を行うことができ、視認性が高まるとともに、従来白色光を得るために赤、緑、青色の各ＬＥＤの電流値を調整していた制御が不要となり、電気回路が簡単となり、さらなるコストダウンを図ることができる。このように、白色表示、カラー表示を容易に行うことができるようになったため、従来の蛍光灯を光源とした表示装置の置き換えが可能となり、薄型、安価、長寿命、優れた認識効果が得られる表示装置を提供することができる。
【００４９】
次に、表示装置の他の実施形態を図９，１０に示す。ここでは、表示パネルを廃止して代わりに２種類の色変換部材４４ａ，４４ｂを組み合わせて図柄や文字等の表示パターンを形成している。すなわち、図１の表示パネル４６において素地領域５３に相当する部分には青色光を白色光に変換する白色用色変換部材４４ａを用い、変換領域５４に相当する部分には緑色光に変換するために緑色変換蛍光体のみを含有した緑色用色変換部材４４ｂを用いる。それぞれの色変換部材４４ａ，４４ｂは、シート状にされて所定の形状に打ち抜かれて透光性の樹脂基材７０に貼り合わされたり、あるいは塗料状の蛍光体を透光性の樹脂基材７０に直接所定の形状を描くように印刷または塗布されることによって構成される。このように、２種類の色変換部材４４ａ，４４ｂの組み合わせにより表示パターンが形成される。なお、導光板４２の前面に色変換部材４４ａ，４４ｂを直接設けてもよい。また、他の構成は上記実施形態と同じである。
【００５０】
そして、導光板４２から面発光された青色光が、白色用色変換部材４４ａを通過すると白色光に変換され、緑色用色変換部材４４ｂを通過すると図１１に実線で示す光スペクトル成分の緑色光に変換される。したがって、表示パターンに応じた白色と緑色の２色の表示が行われる。しかも、この場合、光が通過する部材が少なくなるので、光の減衰が減少して高い輝度を得ることができるとともに、より一層薄型化を達成できる。
【００５１】
さらに、図１２の如く、色変換部材４４ａ，４４ｂによって形成された表示パターンと同じ表示パターンが形成された表示パネル４６を拡散板４５の前面に配してもよい。これによって、青色の入射光が緑色光に変換され、さらに表示パネル４６においてカットされる光の成分がなくなるため、上記２つの実施形態の場合と比較して高い強度の緑色光が得られ、表示パネル４６の緑色の変換領域５４の輝度が上がり、表示が明確となり、遠くからでも人間の視覚に訴えることができる。
【００５２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。光源として青色ＬＥＤを用いているが、紫、紫外光を発するＬＥＤを用いてもよい。また、色変換部材に長波長の光から短波長の光に変換するものを用いてもよく、この場合赤色等の長波長の光を発するＬＥＤを使用する。
【００５３】
そして、光源を導光板の複数の側面に対向させて配置すれば、より多くの光が導光板に入射し、発光量が増大して面発光源としての輝度を上げることが可能となる。また、光源に異なる色の光を発する複数のＬＥＤを用い、各ＬＥＤの駆動を切り換えて発光させると、多色表示が可能となる。さらに、ＬＥＤの発光色に応じて色変換部材を組み合わせることにより、各ＬＥＤの駆動を切り換えると１つの表示装置において複数の異なる表示が可能となる。
【００５４】
また、色変換部材は光源と導光板との間に配置してもよく、導光板にはすでに色を変換された光が入射することになる。このようにすると、色変換部材の分だけ薄型化を図ることができ、さらに色変換部材の設置面積が小さくなるためコストの削減にも寄与できる。
【００５５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によると、複数のＬＥＤを並べた光源と、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備えることにより、白色表示、カラー表示を容易に行うことができ、面内で色むらのない均一な発光が行えるサイドエッジ式の面発光型表示装置となって従来の蛍光灯を光源にした表示装置の置き換えが可能となり、薄型化、長寿命化を図ることができる。また、ＬＥＤの使用によりＤＣ電源で駆動することができ、停電用のバックアップ電源の回路構成を簡単にでき、コストダウンが図れる。しかも、明るさの調整や点滅動作を容易に行え、多様な表示が可能となる。
【００５６】
任意の色に変換できる色変換部材により光源は単一の発光色のＬＥＤでよく、異なる発光色のＬＥＤを交互に並べなくても表示に必要な発光色が得られ、ＬＥＤ近傍での色むらがなくなり、均一な面発光を行うことができ、高品質な表示が得られる。
【００５７】
光源に青色光を発するＬＥＤを用い、色変換部材により一括して青色光を白色光に変換するので、１種類のＬＥＤだけで白色光を得ることができ、白色光を得るために赤、緑、青色の各ＬＥＤの光量を調整する必要がなくなり、制御が簡単となる。また、色変換部材により青色光を表示パターンに応じた他の光スペクトル成分を持つ光に変換すると、表示パネルの表示パターンを形成するための色フィルタで表示色以外の光をカットしなくてもあらゆる表示色が可能となり、表示面の輝度が低くならず明瞭な表示を得ることができる。
【００５８】
複数のＬＥＤを並べた光源と、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を備え、複数の色変換部材を組み合わせて図柄や文字等の表示パターンを形成しているので、表示パネルを用いなくても任意の表示パターンを描くことができ、表示パネルの廃止によりさらに薄型化を図ることができる。また、光が通過する部材も少なくなり、光の減衰が減って高い輝度が得られ、明瞭な表示にすることができる。
【００５９】
表示パターンが形成された表示パネルを色変換部材の前面に配し、光源の発光色を表示パネルの表示パターンに応じてそれぞれ異なる色に変換するように２種類以上の色変換部材が組み合わされることにより、表示パネルでカットされていた光の成分がなくなり、高い輝度が得られて表示面が明るくなり、視認性がよくなる。
【００６０】
ＬＥＤの視認性を任意に変更することにより、表示を変化させることができ、人間の注意をひくことができる。したがって、表示装置としての機能を高めることができる。また、表示が不要な場合には消灯したり減光することによって、消費電力を低減でき、ＬＥＤの寿命も延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の面発光型表示装置の分解斜視図
【図２】同じく表示装置の断面図
【図３】色変換部材の入射光と透過光の波長分布図
【図４】他の色変換部材の入射光と透過光の波長分布図
【図５】非常口誘導灯の表示パネルの正面図
【図６】表示パネルのフィルタ特性および透過光の波長分布を示す図
【図７】表示装置の電気回路のブロック図
【図８】消火器表示灯の表示パネルの正面図
【図９】他の実施形態の表示装置の分解斜視図
【図１０】同じく表示装置の断面図
【図１１】同じく色変換部材の入射光と透過光の波長分布図
【図１２】他の実施形態の表示装置の分解斜視図
【図１３】従来の蛍光灯を光源に用いた表示装置の分解斜視図
【図１４】同じく表示装置の断面図
【図１５】同じく表示装置の電気回路のブロック図
【図１６】従来の面発光型表示装置の分解斜視図
【図１７】他の従来例の表示装置の分解斜視図
【図１８】（ａ）従来の２色表示を行うための光源を示す図、（ｂ）従来の白色光を発するための光源を示す図
【符号の説明】
４０ ＬＥＤ
４１ 光源
４２ 導光板
４３ 反射板
４４ 色変換部材
４５ 拡散板
４６ 表示パネル
５３ 素地領域
５４ 変換領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an edge-light type surface-emitting display device, which is used as a backlight for display devices such as emergency lights, guide lights, road signs, advertising lights, room display labels, nameplates, etc. This allows the user to recognize characters and patterns.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIGS. 13 and 14, a conventional display device for an emergency exit guide light, for example, has a display panel 1 displaying a display pattern such as characters and symbols mounted on a frame 2 suspended from a ceiling. The fluorescent lamp 4 is disposed as a light source through the diffusion plate 3 on the back side of the display panel, and the display panel 1 is illuminated from the back side to recognize the display contents.
[0003]
A block diagram of an electric circuit of the display device is shown in FIG. Here, since the power supply circuit 5 converts the power supply of AC100V to the power supply of about DC5V, normally, this DC power supply is converted into an AC high voltage by the inverter 6 and the fluorescent lamp 4 is turned on. Usually, the storage battery 8 is charged through the charging circuit 7.
[0004]
Here, when a power failure occurs, the power failure detection circuit 9 detects the power failure, switches 10 and 11 such as transistors and relays operate, the storage battery 8 becomes a DC power source, and is converted into an AC high voltage by the inverter 6. The fluorescent lamp 4 is turned on.
[0005]
However, since the conventional display device uses a fluorescent lamp as a light source, there are the following problems.
[0006]
{Circle around (1)} It is necessary to dispose a fluorescent lamp on the back of the display panel, and it is difficult to manufacture a thin display device.
[0007]
(2) The life of the fluorescent lamp is short, and it is necessary to replace it regularly in about 0.5 to 1 year.
[0008]
(3) Fluorescent lamps are unsuitable for blinking light emission operation, and it is difficult to add a function for increasing the recognition degree of the display device by causing blinking light emission operation in the event of an emergency such as a power failure.
[0009]
(4) In order to turn on the fluorescent lamp at the time of a power failure, an inverter for converting from a DC power source to an AC power source is required, which causes an increase in cost.
[0010]
Therefore, in order to solve the problem in the direct light type display device using a fluorescent lamp as a light source, an edge light type surface emitting display device has been proposed. In edge light type display devices, the display panel on which the display content is written is made translucent or semi-transparent to enable nighttime recognition or to improve the visibility of the display content such as characters and figures. The display panel is illuminated from the back to visually display the information.
[0011]
Here, FIG. 16 shows a conventional example of an edge light type display device. The light guide plate 15 is made of a light-transmitting material such as acrylic resin, and light provided on the surface of the light guide plate 15 by printing or grooving the light of the light source 16 incident inside from one side of the light guide plate 15. Is diffused by a pattern that diffuses the light, and the entire surface of the light guide plate 15 has a function of emitting light, and in recent years, it has been used in backlights of liquid crystal display panels. As the light source 16, a plurality of LEDs 18 mounted on the printed circuit board 17 are arranged opposite to each other on one side of the light guide plate 16. A surface light source having such a structure is arranged on the back surface of the display panel 19 via a diffusion sheet 20 to constitute a display device. In the figure, 21 is a reflection sheet.
[0012]
A conventional example of another display device is also described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-85588. In this display device, as shown in FIG. 17, LEDs 23 arranged in series as light sources are arranged on a side surface 22 a of the light guide plate 22, and a reflection plate 24 is arranged on the back surface of the light guide plate 22. A diffusion sheet 25 is polymerized on the front surface, and a display panel 26 is disposed on the front surface. The display panel 26 has a structure in which a light-shielding plate 29 from which a display pattern 28 is formed is overlapped on a color filter 27 that transmits the same color as the emission color of the LED 23. In the display panel 26, in many cases, the character portion is formed by a method such as screen printing, pasting a pattern by etching, or spray coating by masking.
[0013]
In this configuration, the light emitted from the LED 23 is extracted to the front of the light guide plate 22 through the inside of the light guide plate 22. The light emitted forward of the light guide plate 22 illuminates the display panel 26 installed in front of the light guide plate 22 through the scattering sheet 25 on the front surface of the light guide plate 22 from the back, and the display pattern 28 of the color filter 27 and the light shielding plate 29 is illuminated. The light is transmitted and emitted to the front of the display device. In this display device, the display color of the display panel 26 is the same as the light emission color of the LED 23 of the light source.
[0014]
In the case where two or more display colors or white light display colors are required, Japanese Patent Application No. 7-123878 has been proposed by the present applicant. In this display device, when the LED of the light source 16 in the display device of the conventional example shown in FIG. 16 requires two display colors, for example, red and green, two types of red LED 30a and green LED 30b are shown in FIG. As shown in FIG. 2, the printed circuit board 31 is arranged alternately. Further, when the display color of the display panel is color display or white light, the red, green and blue LEDs 32a, 32b and 32c are arranged side by side as shown in FIG.
[0015]
Further, as a light source of a direct light type display device, there is a light source using a white light emitting EL (electroluminescence) panel as a means for reducing the thickness, and an alternating voltage is applied to emit light.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
However, a conventional surface-emitting display device using LEDs as a light source is suitable for a single color display because the LED emission color is the display color of the display panel, but two or more display colors are required. When the display color is white light, it is necessary to alternately arrange LEDs of different emission colors to serve as a light source, and the following problems occur.
[0017]
(1) Since LEDs having different emission colors are alternately arranged, the emission colors are not mixed in the vicinity of the LEDs, and the color of the light source is uneven.
[0018]
{Circle around (2)} When white light is used, there is a case where the light amount of each LED of red, green, and blue is deviated from white, and it is necessary to adjust the light amount by adjusting the power source of each color LED.
[0019]
(3) When two or more colors are displayed, the display screen color filter cuts off light other than the display color and displays the required display color, so the brightness of the display surface is lowered.
[0020]
Further, a display device using an EL panel as a light source has the same problem as the above (3) when two or more display colors are required. Further, in order to display by emitting light in the event of a power failure, an inverter for converting the power source of the storage battery, which is a backup power source, to AC is necessary, which increases the cost as in the case of fluorescent lamps.
[0021]
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, an object of the present invention is to provide a surface-emitting display device that can display multicolor or white, is thin, and has a long life by using an LED as a light source.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The problem-solving means according to the present invention includes: a light source in which a plurality of LEDs are arranged; a light guide plate that emits light from the light source incident from the side surface; a color conversion member that converts a light emission color of the light source into a different color; And a display panel on which display patterns such as symbols and characters displayed by illumination are formed. The light source is a single emission color LED and emits blue light. The color conversion member converts blue light into white light or light having other light spectrum components such as green, yellow, and red.
[0023]
Therefore, the blue light emitted from the LED is uniformly surface-emitted by the light guide plate and converted into white light or other different color necessary for display on the display panel by the color conversion member, and the display panel is illuminated and displayed from the back. Display the pattern.
[0024]
Another problem solving means includes a light source in which a plurality of LEDs are arranged, a light guide plate that emits light from a light source incident from a side surface, and a color conversion member that converts a light emission color of the light source into a different color. Display patterns such as symbols and characters are formed by combining color conversion members. And the LED which emits blue light is used for a light source, and a color conversion member converts blue light into the other light according to the color of the display pattern.
[0025]
Therefore, the light emitted from the LED is converted into a desired color by the color conversion member in accordance with the color of the display pattern, and two or more colors can be easily displayed. In addition, since the light component that has been cut in the display panel is eliminated, a brighter display surface can be obtained.
[0026]
Here, the display panel on which the display pattern is formed is arranged on the front surface of the color conversion member, and two or more kinds of color conversion members are provided so as to convert the emission color of the light source into different colors according to the display pattern of the display panel. Combine it. Then, the light emission color of the LED is converted into a color corresponding to the display pattern by the color conversion member, and further, the display panel passes through without being cut off, and the brightness on the display surface increases and the brightness increases.
[0027]
Furthermore, if a control means for arbitrarily changing the visibility of the LED is provided, the visibility can be changed by switching the light on and off according to the situation of day and night, or by blinking the LED in response to an emergency such as an earthquake or fire. It becomes possible, and the display according to the situation can be performed functionally.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the embodiment of the surface-emitting display device of the present invention, as shown in FIG. 1, light from a light source 41 in which a plurality of LEDs 40 of a single emission color are arranged and light from the light source 41 incident from one side 42a is scattered internally. Thus, the light guide plate 42 that emits light from the front surface, the reflection plate 43 that reflects the light emitted from the light guide plate 42 toward the inside, the color conversion member 44 that converts the emission color of the light source 41 into a different color, and light And a display panel 46 on which display patterns such as symbols and characters displayed by illumination from the back surface are formed.
[0029]
As shown in FIG. 2, the display panel 46, the diffusion plate 45, the color conversion member 44, the light guide plate 42, and the reflection plate 43 are overlaid in order from the front side and inserted into the holder 47. Each member is easily positioned and held by passing a bolt through the formed through hole and fixing it with a nut. The holder 47 is attached to an indoor / outdoor ceiling, wall, column, etc., and the display device is installed by connecting an electric circuit for driving the LED 40 of the light source 41 built in the holder 47 to an AC power source. Become.
[0030]
As the light source 41, LEDs 40 that emit blue light are used. A plurality of LEDs 40 are mounted on a glass epoxy substrate 48 at a constant pitch, and white paint is printed on the surface of the substrate 48 so as to reflect light in the visible range. Has been. The substrate 48 is detachably attached to the holder 47 so as to be close to the one side surface 42 a of the light guide plate 42, and a reflection plate 49 for reflecting the light emitted to the side of the LED 40 to the light guide plate 42. Are arranged on both sides of the substrate 48.
[0031]
The light guide plate 42 is made of a colorless and transparent acrylic plate whose thickness is equal to or slightly larger than the width of the LED 40, and light for extracting from the front surface the light that has traveled through total reflection inside the light guide plate 42 on the back side. An extraction body 50 is provided. The light extraction body 50 is formed by linearly arranging V-shaped grooves in a direction parallel to the side surface on which light is incident, and is arranged so as to become denser as the distance from the light source increases. The individual grooves are formed directly on the back surface of the light guide plate 42 by a transparent printing method such as acrylic or epoxy resin, or by a thermal transfer processing method, laser processing method, etching, cutting and polishing processing method, or the like. The surface is a rough surface that causes light scattering, is colorless and transparent, and does not absorb light. Further, the back and front surfaces of the light guide plate 42 other than the portion where the light extraction body 50 is provided are very smooth surfaces, and a light image can be transmitted clearly in the thickness direction. Further, the one side surface 42a on which the light source 41 is disposed so as to face the surface is also polished to a very smooth surface so that a light image can be transmitted clearly.
[0032]
The light extraction body 50 may have a cross-sectional shape other than the V-shaped groove, such as a U-shaped groove or a sawtooth groove. Further, instead of these structures, the surface of the light guide plate 42 is partially roughened by a method such as a thermal transfer processing method, a chemical etching method, or blasting to form a scattering surface, or a micro glass bead on the surface of the light guide plate 42 It is good also as a structure which applied scattering materials, such as transparent resin, etc. Further, in order to make the luminance on the light guide plate 42 uniform during display by turning on the light source, it is sufficient if the probability that the light propagating inside the light guide plate 42 is scattered increases as the distance from the light source 41 increases. The grooves or the surface scattering regions having a constant pitch are discretely formed on the surface of the light guide plate 42 in various shapes such as circles, rectangles, and straight lines, and the size of the grooves or the scattering regions is increased as the distance from the light source 41 increases. It is good also as a structure of going.
[0033]
On the other hand, the three side surfaces excluding the side surface 42a on which the light of the light guide plate 42 is incident have an Al reflective film having a high reflectance (about 80% or more with respect to light in the visible range) on a surface that is roughly polished. A reflective tape deposited on the surface is affixed. In addition, a reflector 43 using a material such as Al or white ink is disposed so as to face the back surface of the light guide plate 42.
[0034]
The color conversion member 44 is made of a sheet-like material containing an organic phosphor such as an organic fluorescent pigment, and contains a green conversion phosphor and a red conversion phosphor. Organic fluorescent pigments can generally be produced by dissolving aromatic hydrocarbon dyes having fluorescence in a transparent solid carrier resin, and this carrier resin can be directly processed on a sheet, Examples thereof include a method in which the resin is pulverized once, granulated and then contained in the resin, and processed into a sheet shape.
[0035]
The color conversion member 44 has a function of color-converting short-wavelength light into long-wavelength light. When the blue light emitted from the light guide plate 42 passes through the color conversion member 44, the color conversion member 44. It is converted into green and red light by the green conversion phosphor and the red conversion phosphor in 44 and is combined with a part of blue light transmitted through the color conversion member 44 to become white light. FIG. 3 shows optical spectra of incident light (broken line) and transmitted light (solid line) at this time.
[0036]
Further, as shown in FIG. 4, the color conversion member 44 that converts white light is converted into yellow light by containing a yellow conversion phosphor, and is combined with a part of blue light transmitted through the color conversion member 44. It is also possible to use white light.
[0037]
The display panel 46 is formed by printing a color filter 52 containing a pigment such as a pigment that absorbs an arbitrary color on a surface of a translucent flat plate 51 such as an acrylic resin, or by forming it into a sheet shape. It is pasted. As a result, a base region 53 through which incident light is transmitted and a conversion region 54 through which a specific color is transmitted are formed by the color filter 52, and a display pattern is configured by combining these. For example, when the display device is used as an emergency exit guide light, a display pattern is formed by printing and pasting a green transparent color filter 52 on a white transparent flat plate 51 as shown in FIG. FIG. 6 shows the filter characteristics (broken line) of the display panel 46 and the optical spectrum of transmitted light (solid line) in the conversion region 54.
[0038]
A block diagram of an electric circuit of the display device is shown in FIG. Here, the power supply circuit 60 converts a power supply of AC100V to a power supply of about DC5V, and is provided with a control circuit 61 including a logic circuit that controls turning off and blinking, and a first switch 62 such as a transistor or a relay is turned on. The LED 40 is driven by this DC power source and always emits light.
[0039]
Further, the control circuit 61 has a function of arbitrarily changing the visibility by driving and controlling the LED 40 according to the situation. Normally, the storage battery 64 is charged through the charging circuit 63. When a power failure occurs, the power failure is detected by the power failure detection circuit 65, the first and second switches 62 and 66 are turned on via the control circuit 61, and the storage battery 64 is turned on. Becomes a battery, and the LED 40 blinks or always emits light. Note that if the drive current value of the LED 40 is variably controlled by the control circuit 61, the brightness can be easily adjusted.
[0040]
Also, the brightness of the surroundings is detected by the light sensor 67 even during times other than a power failure. If it is bright, the first switch 62 is turned off to turn off the LED 40. If it is dark, the first switch 62 is turned on to turn on or turn off the LED 40. 1 has a function of turning on and off the switch 62 to emit light. In addition, it is possible to add a function of receiving an external signal from the outside in the event of an emergency and causing it to flash.
[0041]
In this way, by using the LED 40 capable of blinking light emission for the light source 41, the blinking operation of the display device can be easily performed when an emergency such as ambient brightness, earthquake, fire or the like occurs. The visibility of the display changes, the display changes, and an excellent recognition effect can be obtained, increasing the utility value as an emergency display device. Furthermore, since the display can be sufficiently recognized when it is bright such as in the daytime, power consumption can be reduced by turning off the LED 40. Conversely, the display device can be expanded by making it impossible to recognize the display pattern when it is turned off, and turning it on only when necessary at night or in an emergency.
[0042]
Here, when the LED 40 is driven and lit, blue light is emitted. Most of the light emitted forward from the LED 40 is incident on the inside of the light guide plate 42 from one side 42a of the light guide plate 42 disposed in front of the LED 40, and most of the light emitted laterally from the LED 40 is lateral. The light is reflected in the direction of the front light guide plate 42 by the reflection plate 49 arranged at, and enters the light guide plate 42. Since the light guide plate 42 is thin, most of the light incident on the light guide plate 42 strikes the front surface or the back surface. At this time, the incident angle θ is externally applied to the one side surface 42 a of the light guide plate 42. 1 The incident angle θ of the light incident on the inside of the light guide plate 42 2 Is θ according to Snell's law. 2 = Sin -1 (Sinθ 1 / N) and (n: light guide plate refractive index). Further, the angle θ into the light guide plate 42 2 Is incident on the front surface or the back surface perpendicular to the side surface 42a. Three = 90-θ 2 Incident at. From this relationship, the incident angle θ of the light incident on the light guide plate 42 1 As the angle increases, the angle of incidence θ on the front or back surface Three However, if the refractive index of the light guide plate 42 is n = 1.5, the incident angle on the one side surface 42a is maximum (that is, θ 1 = 90 °), θ 2 = 41.81 °, θ Three = 48.19 °, Incident angle θ to the front or back Three Is never smaller than this value (48.19 °). On the other hand, since the critical angle causing total reflection on the front or back surface is θr = 41.81 °, all light hitting the front or back surface from the inside is totally reflected. Thus, the angle θ at the front or back Three Most of the light totally reflected at the same angle θ on both surfaces, which are parallel surfaces separated by a distance corresponding to the thickness of the light guide plate 42. Three And is totally reflected again. In this way, light that is incident on the light guide plate 42 and impinges on the front surface or the back surface from the inside is confined inside the light guide plate 42 by repeating total reflection, and propagates inside the light source with high efficiency without reflection loss.
[0043]
Of the light propagating through the light guide plate 42, the light hitting the light extraction body 50 is scattered and diffusely reflected without being absorbed by the roughened surface. Most of the light that is diffusely reflected on the back reaches the front, of which the incident angle θ on the front Four However, light having a critical angle θr or less is emitted from the light guide plate 42 to the outside. On the other hand, the light scattered and transmitted through the light extraction body 50 and emitted to the back surface side of the light guide plate 42 hits the reflection plate 43 installed in close contact with the back surface, and is irregularly reflected with a high reflectance of about 70%. The light enters the light guide plate 42 through its back surface. Most of the re-incident light reaches the front, and light having an incident angle greater than or equal to the critical angle θr repeats the above-described total reflection behavior. Eject.
[0044]
The light propagating through the light guide plate 42 while repeating total reflection hits the light extraction body 50 to emit a certain proportion of light to the outside. For this reason, when the light propagating through the light guide plate 42 hits the light extraction body 50 with the same probability regardless of the location, the light extraction body 50 becomes dense as it moves away from the light source 41, so that the light hits it. The probability increases as the distance from the light source 41 increases, and the brightness of the light emitted from the light guide plate 42 is uniform.
[0045]
The blue light uniformly emitted to the front surface of the light guide plate 42 is converted into green and red light by passing through the color conversion member 44 and mixed with the blue light transmitted through the color conversion member 44 to become white light. . The white light passes through the diffusion plate 45 and reaches the display panel 46. The light incident on the substrate region 53 is transmitted as it is and emits white light. The light incident on the conversion region 54 is subjected to removal of components other than the green light spectrum by the color filter 52 and emits green light. In this way, display of two colors of white and green according to the display pattern is performed.
[0046]
Although the case of displaying white and green is shown here, the type of color conversion phosphor in the color conversion member 44 or the display of the display panel 46 is also used when displaying two or more colors of other colors. This can be achieved by changing the characteristics of the color filter 52 forming the pattern. For example, when the display device is used for a fire extinguisher indicator lamp, a display pattern is formed by printing and pasting a color filter 52 made of white opaque characters on a flat plate 51 having a characteristic of transmitting red as shown in FIG. do it.
[0047]
As described above, the side edge type surface emitting display device using the LED 40 as the light source 41 can be made thinner and have a longer life as compared with the direct light type display device using the fluorescent lamp as the light source. That is, the thickness of the direct light type display device is 150 to 200 mm, whereas in this display device, the display panel 46 is 1 mm, the diffusion plate 45 is 0.3 mm, the color conversion member 44 is 0.3 mm, and the light guide plate 42 is 5 to 10 mm, the reflector 43 is 0.5 mm, and the total thickness is about 20 mm. As a result, there are fewer restrictions on the installation location, and the application range can be expanded. In addition, the life of the fluorescent lamp is about 6000 hours, while the LED 40 has about 50,000 hours. As a result, the frequency of light source replacement is reduced, maintenance work is saved, and costs can be saved. Furthermore, since it can be driven by a DC power supply, an inverter for converting from a DC power supply to an AC power supply, such as a fluorescent lamp, becomes unnecessary, and the cost can be reduced.
[0048]
Then, by converting the light emission color of the LED 40 into a different color by the color conversion member 44, it becomes possible to generate uniform white light in the surface, and it is possible to perform a clean display without color unevenness and visibility. In addition, the control for adjusting the current values of the red, green, and blue LEDs in order to obtain white light becomes unnecessary, the electric circuit is simplified, and the cost can be further reduced. As described above, since white display and color display can be easily performed, it is possible to replace a display device using a conventional fluorescent lamp as a light source, and a thin, inexpensive, long life and excellent recognition effect can be obtained. Display device can be provided.
[0049]
Next, another embodiment of the display device is shown in FIGS. Here, the display panel is abolished, and instead, two types of color conversion members 44a and 44b are combined to form a display pattern such as symbols and characters. That is, in the display panel 46 of FIG. 1, a white color conversion member 44 a that converts blue light into white light is used in a portion corresponding to the base region 53, and green light is converted into a portion corresponding to the conversion region 54. The green color conversion member 44b containing only the green conversion phosphor is used. Each of the color conversion members 44a and 44b is formed into a sheet shape, punched into a predetermined shape, and bonded to the translucent resin base material 70, or a paint-like phosphor is applied to the translucent resin base material 70. It is configured by being printed or applied so as to directly draw a predetermined shape. In this way, a display pattern is formed by a combination of two types of color conversion members 44a and 44b. The color conversion members 44 a and 44 b may be directly provided on the front surface of the light guide plate 42. Other configurations are the same as those in the above embodiment.
[0050]
When the blue light surface-emitted from the light guide plate 42 passes through the white color conversion member 44a, the blue light is converted into white light. When the blue light passes through the green color conversion member 44b, green light having a light spectrum component indicated by a solid line in FIG. Is converted to Therefore, display of two colors of white and green according to the display pattern is performed. In addition, in this case, since the number of members through which light passes is reduced, attenuation of light can be reduced to obtain high luminance, and further reduction in thickness can be achieved.
[0051]
Furthermore, as shown in FIG. 12, a display panel 46 on which the same display pattern as that formed by the color conversion members 44a and 44b is formed may be disposed on the front surface of the diffusion plate 45. This makes the blue incident light Is green Since there is no light component that is converted into color light and cut in the display panel 46, green light having higher intensity than that in the above two embodiments can be obtained, and the green conversion region 54 of the display panel 46 can be obtained. Brightness increases, the display becomes clear, and it can appeal to human vision even from a distance.
[0052]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, many corrections and changes can be added to the said embodiment within the scope of the present invention. Although a blue LED is used as a light source, an LED emitting purple or ultraviolet light may be used. Moreover, you may use what converts long wavelength light into short wavelength light for a color conversion member, In this case, LED which emits long wavelength light, such as red, is used.
[0053]
If the light source is disposed so as to face a plurality of side surfaces of the light guide plate, more light is incident on the light guide plate, the amount of light emission is increased, and the luminance as the surface light source can be increased. Further, when a plurality of LEDs that emit light of different colors are used as the light source and the driving of each LED is switched to emit light, multicolor display is possible. Furthermore, by combining the color conversion members according to the light emission colors of the LEDs, a plurality of different displays can be performed on one display device when the driving of each LED is switched.
[0054]
Further, the color conversion member may be disposed between the light source and the light guide plate, and light whose color has already been converted enters the light guide plate. If it does in this way, it can aim at thickness reduction by the part of a color conversion member, Furthermore, since the installation area of a color conversion member becomes small, it can contribute also to cost reduction.
[0055]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, a light source in which a plurality of LEDs are arranged, a light guide plate that emits light from the light source incident from the side surface, and a color conversion member that converts the emission color of the light source into a different color. And a display panel on which a display pattern such as symbols and characters displayed by illumination from the back is formed, white display and color display can be easily performed, and there is no color unevenness in the plane. Thus, a side-edge type surface-emitting display device capable of performing simple light emission can be replaced with a display device using a conventional fluorescent lamp as a light source, and a reduction in thickness and life can be achieved. Moreover, it can be driven by a DC power supply by using an LED, the circuit configuration of a backup power supply for power failure can be simplified, and the cost can be reduced. In addition, the brightness can be easily adjusted and the blinking operation can be easily performed, and various displays are possible.
[0056]
The light source may be a single light emitting color LED by a color conversion member that can convert to any color, and the light emitting color necessary for display can be obtained without alternately arranging LEDs of different light emitting colors, and uneven color in the vicinity of the LEDs. , Uniform surface emission can be performed, and high-quality display can be obtained.
[0057]
The LED that emits blue light is used as the light source, and the blue light is converted into white light at once by the color conversion member. Therefore, white light can be obtained with only one type of LED, and red, green to obtain white light. Therefore, it is not necessary to adjust the light quantity of each blue LED, and the control is simplified. In addition, when the blue light is converted into light having other light spectrum components according to the display pattern by the color conversion member, it is not necessary to cut light other than the display color with the color filter for forming the display pattern of the display panel. All display colors are possible, and the brightness of the display surface is not lowered and a clear display can be obtained.
[0058]
A light source in which a plurality of LEDs are arranged, a light guide plate that emits light from the light source incident from the side surface, and a color conversion member that converts the light emission color of the light source into a different color, and a combination of the plurality of color conversion members Since a display pattern of characters and characters is formed, an arbitrary display pattern can be drawn without using a display panel, and a thinner display panel can be achieved by eliminating the display panel. Further, the number of members through which light passes is reduced, attenuation of light is reduced, high luminance is obtained, and clear display can be achieved.
[0059]
A display panel on which a display pattern is formed is arranged in front of the color conversion member, and two or more types of color conversion members are combined so that the light emission color of the light source is converted into a different color according to the display pattern of the display panel. Thus, the light component cut by the display panel is eliminated, high luminance is obtained, the display surface is brightened, and the visibility is improved.
[0060]
By arbitrarily changing the visibility of the LED, the display can be changed and human attention can be drawn. Therefore, the function as a display device can be enhanced. Further, when display is not necessary, the power consumption can be reduced by turning off the light or dimming, and the life of the LED can be extended.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a surface-emitting display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the display device.
FIG. 3 is a wavelength distribution diagram of incident light and transmitted light of a color conversion member.
FIG. 4 is a wavelength distribution diagram of incident light and transmitted light of another color conversion member.
FIG. 5 is a front view of a display panel of an emergency exit guide light.
FIG. 6 is a diagram showing filter characteristics of the display panel and wavelength distribution of transmitted light.
FIG. 7 is a block diagram of an electric circuit of the display device.
[Fig. 8] Front view of display panel of fire extinguisher indicator lamp
FIG. 9 is an exploded perspective view of a display device according to another embodiment.
FIG. 10 is a cross-sectional view of the display device.
FIG. 11 is a wavelength distribution diagram of incident light and transmitted light of the color conversion member.
FIG. 12 is an exploded perspective view of a display device according to another embodiment.
FIG. 13 is an exploded perspective view of a display device using a conventional fluorescent lamp as a light source.
FIG. 14 is a cross-sectional view of the display device.
FIG. 15 is a block diagram of an electric circuit of the display device.
FIG. 16 is an exploded perspective view of a conventional surface-emitting display device.
FIG. 17 is an exploded perspective view of another conventional display device.
18A is a diagram showing a conventional light source for performing two-color display, and FIG. 18B is a diagram showing a conventional light source for emitting white light.
[Explanation of symbols]
40 LED
41 Light source
42 Light guide plate
43 Reflector
44 color conversion member
45 Diffuser
46 Display panel
53 Base area
54 Conversion area
