JP4463074B2 - 照明装置及び照明装置に用いられるガラス板に層を形成する方法 - Google Patents
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Description
また、特許文献1に示すように、バックライトとしては、拡散板の背後に、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色のLEDからなる点状光源を多数配置したものもある。
また、内部に拡散剤を混入した乳白色のアクリル樹脂板は、3色(RGB)のLEDの光を混色するには優れているが、半透明であり、しかも拡散板内部の拡散剤による光の吸収等が発生するため、LEDからの光が拡散板を通過する際に、光のロスが生じ、光利用効率が低いという問題がある。
しかも、LEDのような点状光源は光の指向性が高いため、拡散板において光を十分に拡散させる必要があるが、従来の拡散板では、拡散性を高めるには、内部の拡散剤を多くしたり、厚みを増大させる必要があり、上記の光利用効率をさらに低下させることになっていた。
また、本発明の他の目的は、照明装置に用いられるガラス板に層を形成する好適な方法を提供することである。
また、光源側に位置する第1面状部材はガラス板製であるため、耐熱性が良好であり、照明装置の信頼性を向上させることができる。
そして、第1面状部材での光の一次調整機能は、良好な発光品位を得るには十分ではないが、第2面状部材が光の二次調整機能を持つため、第2面状部材における発光面において発光品位が良好となる。
さらに、前記第1面状部材と前記第2面状部材は、6mm以上の間隔を持って配置されているのが好ましく、6mm以上の間隔があることで、十分な発光品位が確保できる。
また、前記第2面状部材は、ガラス板表面に、光を拡散する層を形成して構成されているのが好ましい。
具体的には、点状光源としては、サイドエミッターLEDが好ましい。サイドエミッターLEDは、出射光を横方向へ射出し、正面方向への射出が少ないものであり、輝度の高い範囲が発光面とほぼ平行な横方向に広く広がるため、第1面状部材を光源に近づけてもランプイメージなどの輝度差を緩和しやすくなる。
本発明のガラス板表面に所定の層を形成する方法によれば、照明装置用の層付きのガラス板として好適なものが得られる。
図2にも示すように、ケーシング2の底面2aには、点状光源として発光ダイオード(以下、「LED」という)3が多数配置されている。このLED3は、出射光を横方向(図3の左右方向)に集光して出射させるための光学レンズを備えたサイドエミッターLEDとして構成されている。サイドエミッターLED3は、横方向に多くの光を出射するため、発光面と平行な方向への光の広がりを大きくとれる。
なお、LED3は、白色発光ダイオードでもよいし、赤色・緑色・青色の3色の発光ダイオードを配置して光を混色させ、所望の発光色(例えば、白色)を得ても良い。
また、ケーシング2の底面2aには、光の反射シート4が敷設されて、光の反射面を構成している。なお、ここでは、反射シート4として、白色の拡散反射シートが採用されており、反射時の光の拡散によりランプイメージを緩和しやすくなっている。
さらに、ケーシング2には、前記正面開口を覆うように第2の面状部材12が設けられている。この面状部材12は、光拡散用の正面側板材5と、この板材5のさらに正面側に設けられる光学フィルム6,6によって構成されており、液晶パネルに光を照射するための発光面を形成するためのものである。
なお、図示のものでは、正面側板材5は、拡散層8が光源3側(背面側)に向けられているが、拡散層8が正面側となるように配置してもよい。また、正面側と背面側の双方の面に拡散層8を形成してもよい。
なお、第2面状部材12は、正面側板材5だけで構成されていてもよい。すなわち、光学フィルム6の存在は任意である。
なお、第1面状部材11と第2面状部材の間隔を保つための部材は、上記リブ15に限られるものではなく、ケーシング2とは別体の固定具、その他の固定具であってもよい。
ドットパターン層18は、光を遮光するためのドットをガラス板17の表面に散点的に形成してなるものであり、光源3からの光の輝度が大きいところは面積率を比較的大きくして遮光度を高くして輝度を下げ、輝度が小さいところは面積率を比較的小さくして輝度が下がらないようにして、ランプイメージを緩和するためのものである。
このドットパターン層18は、シリカ、酸化チタンなどのドットパターン材料をガラス板表面に転写することによって形成される(詳細は後述)。
なお、図示のものでは、ドットパターン層18は、正面側の面に形成されているが、背面側(光源3側)の面に形成されていてもよい。また、正面側と背面側の双方の面に形成されていてもよい。
なお、中心部20は、第2外周部22よりも、明るくなるため、中心部20の面積率は、第2外周部22の面積率よりも十分大きくされている(中心部20の面積率 >> 第2外周部の面積率)
また、図4(b)では、中心部20と第1外周部21と第2外周部22との間にそれぞれ面積率の境界があるように描かれているが、面積率の境界を設けることなく、面積率を、中心部20が大きく、外周側に向かって次第に小さくし(第1外周部21に相当)、その後、外側に向かって再び次第に大きく(第2外周部に相当)するグラディエーションパターンであってもよい。なお、面積率は、第2外周部に相当する位置で大きくなった後は、外周側に向かって次第に小さくなる。
なお、粗度が全体的に均一な凹凸や拡散度が全体的に均一な拡散層など、パターン化していないものであっても、ある程度のランプイメージ緩和機能は得られる。
また、第1面状部材(背面側板材)11は、透明なガラス板17に薄い拡散層を設けたものであるから、第2面状部材12の正面側板材5と同様に、光の透過率が高く、輝度低下を抑えることができる。
つまり、第2面状部材12にパターン18を形成することも考えられるが、パターンの位置と光源の位置が多少ずれているためにパターンが目立って、パターン自体が発光品位を阻害するおそれがある。この結果、第2面状部材12パターン18では十分なランプイメージ緩和を図ることが困難であるが、第2面状部材12の背後にある第1面状部材11のパターン18であれば、そのような輝度ムラも第2面状部材12において修復されるため、結果として良好な発光品位が得られる。
しかも、第1面状部材11を光源3に接触させるか又は近接配置すると、第1面状部材11と第2面状部材12との間の間隔を大きくでき、光の広がりが大きくなって輝度ムラ低減機能が高まり、光の指向性が高いLEDであっても効果的に輝度ムラを緩和することができる。
そして、第1面状部材11を、熱源となるLED3に接触させるか又は近接配置しても、第1面状部材は、ガラス製であるから、光源3の熱による熱劣化などを防止でき、バックライトとしての信頼性が向上する。
まず、図5(a)に示すように、PETフィルムなどの光透過性の樹脂フィルム(フィルム体)30の片面に層を形成する層材料(転写材料)31が塗布される。層材料31は、層が拡散層8であれば、拡散ビーズなどの光拡散材料を用い、層がドットパターン層18であればシリカ等のドットパターン材料を用いる。
なお、層材料31は、UV硬化接着剤などの紫外線により硬化する材料とともに、PETフィルム30に塗布される。
また、層がドットパターン層18のようにパターンを有する場合には、層材料31をPETフィルム30に塗布する際に、当該パターンが形成されるように行われる。
この状態で、紫外線が照射されUV硬化が行われ、層材料31がガラス板32に定着し、層付きのガラス板が得られ、前記正面側板材5や前記背面側板材11として用いることができる。
フィルム体30は、必要がなければ、第1面状部材11のように剥がして用いてもよいし、第2面状部材12のように層8の保護のために貼り付けたままでもよい。
この転写方法によって得られたガラス板では、インキをガラスに印刷する場合と比べて、層が剥がれ難くなり、発光品位を保つのに必要な層がガラスに確実に定着され、発光品を良好に保つことができる。
なお、層をガラス板に確実に定着させる他の方法としては、熱硬化インキをガラス板に印刷して当該インキを熱硬化させて層を形成するものであってもよい。
第2実施形態のLED3は、サイドエミッターLEDではなく、通常のLEDであり、LEDの正面方向への光の指向性を持つ。このLED3を、横向きに配置することで、発光面とほぼ平行な方向(横方向)への光指向性を得ている。
具体的には、矩形状のケーシング底面2aの対向する2辺(長辺)に、対向する辺へLED正面方向が向くように横向き配置されたLED3を複数配列したものである。
ケーシング底面2aに反射シート4を敷設してなる光反射面は、上記LED3の配置に対応して、LED3から離れると反射面が発光面側に近づくように形成されている。このようにすることで、LED3から離れて輝度が低くなる位置でも効率的に光をバックライト正面側へ反射でき、輝度ムラを防止できる。
また、反射面は、LED3近傍から中央位置Cに向けて登り傾斜となるように反射面全体を三角状に傾斜させてもよい。
さらに、LED3を、底面2aの1辺だけに設ける場合には、LED3の設けられている辺から対向する辺まで徐々に高くなるようにすればよい。
パターンは、例えば、図7に示すように、次のような2つの方針で設計できる。第1の方針は、第1面状部材11において、LED3に近い範囲では、輝度が高いため面積率を大きくし、LED3から離れるにつれて小さくする。すなわち、LED3が設けられている2辺近傍は面積率を大きくし、当該2辺に挟まれた中央位置に近づくにしたがって、徐々に面積率が小さくなるようにする。
また、第2の方針としては、各LED3からの光が重なっている箇所は、重なっていない箇所よりも、輝度が高くなるため、面積率を大きくする。そして、より多くのLED3からの光が重なっている箇所は、より少ないLED3からの光が重なっている箇所よりも、面積率を大きくする。図7において、網掛け範囲は、光の重なり度合いを示しており、目の細かい網目の範囲は、多くのLED3からの光が重なっている範囲であり、目が大きくなるにつれて、光の重なり度合いが小さくなっていることを示している。
上記2つの方針を考慮して、光源の配置等に応じて適宜パターンを設計すればよい。
具体的には、第3実施形態では、サイドエミッターLED3を反射面の中央に一列に配置されている。また、ケーシング底面2aに反射シート4を敷設してなる反射面は、LED3の配列方向と平行な両辺側へ向かって登り傾斜となるように形成されている。
なお、第1面状部材(背面側板材)11と第2面状部材12(正面側板材)5との間の間隔は、スペーサ40によって確保されている。
また、なお、第1面状部材11にドットパターン層18などの輝度差緩和パターンを設ける場合は、第1面状部材11に生じる光の明暗に応じたパターンを形成すればよい。
5 正面側板材
6 光学フィルム
7 ガラス板
8 拡散層
9 PETフィルム(フィルム体)
11 第1面状部材
12 第2面状部材
17 ガラス板
18 ドットパターン層(輝度差緩和パターン;輝度差緩和機能)
20 中心部
21 第1外周部
22 第2外周部
30 PETフィルム(フィルム体)
31 層材料
Claims (6)
- 複数の点状光源の光から発光面が形成される照明装置であって、
点状光源からの光の明暗を緩和するために、透明ガラス板の表面に、部分遮光又は光拡散などの輝度差緩和機能を有する層が設けられた第1面状部材と、
前記第1面状部材により輝度差が緩和された光をさらに拡散又は品位調整して前記発光面を形成する第2面状部材と、を含み、
前記点状光源は、前記発光面とほぼ平行な方向への光の指向性を持つサイドエミッターLEDであり、
前記第1面状部材に設けられた輝度差緩和機能を有する前記層は、前記サイドエミッターLEDの直上位置にあって輝度抑制機能を有する中心部と、当該中心部の外周側であって当該中心部よりも輝度抑制機能が低い第1外周部と、当該第1外周部の外周側であって当該第1外周部よりも輝度抑制機能が高い第2外周部と、を有する輝度差緩和パターンを備えており、
前記輝度差緩和パターンにおける前記中心部、前記第1外周部および前記第2外周部の面積率は、前記中心部が最大であり、前記第1外周部が最小であり、前記第2外周部の面積率は、前記中心部の面積率よりも小さく、かつ、前記第1外周部の面積率よりも大きい、照明装置。 - 前記第1面状部材と前記第2面状部材は、所定間隔を持って配置されていることを特徴とする請求項1記載の照明装置。
- 前記第1面状部材と前記第2面状部材は、6mm以上の間隔を持って配置されていることを特徴とする請求項1記載の照明装置。
- 前記第1面状部材と前記前記第2面状部材との間の間隔よりも、前記第1面状部材と前記点状光源との間の間隔の方が小さいことを特徴とする請求項2又は3記載の照明装置。
- 前記第2面状部材は、ガラス板表面に、光を拡散する層を形成して構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の照明装置。
- 請求項1記載の照明装置の第1面状部材を構成する前記ガラス板表面の層、又は請求項5記載の照明装置の第2面状部材を構成する前記ガラス板表面の層を形成する方法であって、
フィルム体の表面に前記層の材料を塗布する工程と、
前記層材料の塗布面をガラス板側に向けて、前記フィルム体をガラス板に貼り付ける工程と、
フィルム体が貼り付けられたガラス板への紫外線照射によって前記層材料をガラス板に定着させて、ガラス板表面に前記層を形成する工程と、
を含んでいることを特徴とする方法。
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