JP4552095B2

JP4552095B2 - 面光源装置

Info

Publication number: JP4552095B2
Application number: JP2000138119A
Authority: JP
Inventors: 千明舟引; 剛志佐伯
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2000-05-11
Filing date: 2000-05-11
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2020-05-11
Also published as: JP2001319514A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数色の色光を導光板に入光し、色光の混色光を導光板面から照射させる面光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光色の異なる複数のＬＥＤ発光素子（発光ダイオ−ド）の発光光を入光させて面照射させる導光板を備えた面光源装置は、例えば、ＬＣＤ（液晶表示）のバックライトなどとして広く知られている。
【０００３】
図７はＬＣＤの表示装置例を示した断面図であり、１１はＬＣＤ、１２はバックライトとしての導光板、１３はＬＥＤ発光体、１４は配線基板、１５はフレ−ムを各々示す。
【０００４】
この表示装置は、ＬＥＤ発光体１３の発光を導光板１２に入光し、この導光板１２を面発光させることにより、ＬＣＤ１１が照射される。
つまり、ＬＣＤ１１に表示された文字や図形が導光板１２によって照明されて光学的に映し出される。
【０００５】
図８は上記した導光板１２とＬＥＤ発光体１３からなる面光源装置を示す概略正面図、図９は同面光源装置の概略側面図である。
【０００６】
図示するように、導光板１２は透光性材（例えば、透明な合成樹脂材）で形成された長方形板となっており、その一側短辺中央部に対向させた位置にＬＥＤ発光体１３を配置し、その一側短辺中央部からＬＥＤ発光体１３の発光光を入光させるエッジライトタイプとなっている。
【０００７】
ＬＥＤ発光体１３は、発光色が異なる３つのＬＥＤ発光素子１３Ｇ、１３Ｒ、１３Ｂを一列に配設した基板１３ａと、ＬＥＤ発光素子１３Ｇ、１３Ｒ、１３Ｂを埋設するようにして基板１３ａに取付けたレンズ材１３ｂとからＬＥＤチップとして構成されている。
なお、１３Ｇが緑色光（Ｇ光）、１３Ｒが赤色光（Ｒ光）、１３Ｂが青色光（Ｂ光）を各々発光するＬＥＤ発光素子である。
【０００８】
上記したＬＥＤ発光体１３の発光光を導光板１２に入光させると、Ｇ光、Ｒ光、Ｂ光の各光が混色し、導光板１２内で白色光(Ｗ光)が三角状に広がる。
【０００９】
このＷ光が導光板１２の有効照明範囲１２ａから照射する照明光となる。
Ｇ光、Ｒ光、Ｂ光が混色する投光角αはＬＥＤ発光素子１３Ｇ、１３Ｒ、１３Ｂの配光特性によって変わるが、この従来例ではα＝９０°となっている。
【００１０】
なお、Ｗ光の上方領域はＲ＋Ｇ光とＧ光となり、その下方領域はＲ＋Ｂ光とＢ光となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記した導光板１２の場合、Ｗ光の上下部分がＲ＋Ｇ光とＲ＋Ｂ光によって色むらが生じ易い。
したがって、有効照明範囲１２ａのＷ光の精度を上げるため、有効照明範囲１２ａからＬＥＤ発光体１３までの距離Ｌ０を長くして混色のための光路長を設定する必要がある。
【００１２】
すなわち、導光板１２を大きくし、また、ＬＥＤ発光体１３を導光板１２から離すなどの構成手段によって距離Ｌ０を長くしているが、この結果、導光板１２が大形となり、面光源装置が大形化すると言う問題がある。
【００１３】
また、図１０に示したように、ＬＥＤ発光体１３の他に、今一つのＬＥＤ発光体１６を設けることによって、Ｇ光、Ｒ光、Ｂ光が混色する投光角αが広くなる。
この結果、有効照明範囲１２ａからＬＥＤ発光体１３、１６までの距離（光路長）Ｌ０が短くなり、導光板１２の小形化が可能になる。
【００１４】
しかしながら、このようにＬＥＤ発光体１３とＬＥＤ発光体１６とを単に並べて配設したのでは、ＬＥＤ発光体１６とその回路構成設備のためにアップする生産コストの割合に比べてその効果が充分期待できない。
【００１５】
本発明は上記した実情にかんがみ、小形化に適し、かつ、混色光の精度を可能なるかぎり向上させることができる面光源装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明では、第１の発明として、透光性材で形成した四辺形の導光板に、複数色の色光を入光させ、導光板内で各色光を混色させ、混色光を導光板面から照射させる構成の面光源装置において、四辺形導光板の複数角部には、正面から背面に向かって下り勾配としたテーパーを形成すると共に、このテーパーを鏡面処理して形成した入光面を設け、複数色の各色光を前記入光面に向かって発光させるＬＥＤ発光体を前記テーパーが位置する導光板の背面近くに配置すると共に、対向位置となる前記入光面で反射させる色光のＬＥＤ発光体、または、隣接位置となる２つの前記入光面で反射させる色光のＬＥＤ発光体は、異なる発光色の発光素子を相対に反転させる配列として構成し、前記ＬＥＤ発光体の各色光を前記入光面で反射させて複数色の色光を前記導光板に入光させ、前記導光板内で混色させた混色光を導光板面から照射させる構成としたことを特徴とする面光源装置を提案する。
【００１７】
上記の如く、本発明の面光源装置は、四辺形導光板の複数角部にテーパーからなる入光面を形成し、入光面各々が位置する導光板の背面近くにＬＥＤ発光体を配設し、上記入光面に向かって発光させる構成としてある。
このように構成した面光源装置は、ＬＥＤ発光体から投光される各色光が入光面で反射されて導光板に導かれる。
この結果、導光板の複数の角部から入光されることから、導光板に相似する有効照明範囲となる他、導光板内の光路長が長くなるのでその有効照明範囲を増大させることができる。
【００１８】
また、本発明では、対向位置となる前記入光面で反射させる色光のＬＥＤ発光体、または、隣接位置となる２つの前記入光面で反射させる色光のＬＥＤ発光体は、異なる発光色の発光素子を相対に反転させる配列として構成してある。
この結果、混色光の精度を向上させることができる。
【００２０】
第２の発明は、第１の発明の面光源装置において、ＬＥＤ発光体については、発光色の異なる複数の発光素子を一体構成したことを特徴とする面光源装置を提案する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面に沿って説明する。
図１は長方形導光板２１の右上一角部から一つのＬＥＤ発光体２２の発光光を入光させる構成とした第１の参考例の面光源装置を示す概略図である。
図２は同面光源装置の上面図である。
【００２４】
図示するように、導光板２１は透光性材（例えば、透明な合成樹脂材）で長方形板に形成し、また、その右上一角部を面状に切欠いて形成した入光面２３が設けてある。
【００２５】
ＬＥＤ発光体２２は従来例のＬＥＤ発光体１３と同構成のもので、基板に設けた各発光色のＬＥＤ発光素子２２Ｇ、２２Ｒ、２２Ｂをレンズ材で覆った構成としてある。
なお、２２Ｇは緑色光、２２Ｒは赤色光、２２Ｂは青色光を発光するＬＥＤ発光素子である。
このＬＥＤ発光体２２は導光板２１の入光面２３に対接させ、各ＬＥＤ発光素子を入光面２３に対向させるように配設してある。
【００２６】
このように構成した面光源装置は、混色光の投光角が図示するαのようになり、Ｒ＋Ｇ光とＧ光の光域が導光板２１の上辺近くに、Ｒ＋Ｂ光とＢ光の光域が導光板２１の右辺近くに各々生じる。
【００２７】
したがって、有効照明範囲２１ａが導光板２１に相似した長方形となり、この有効照明範囲２１ａから白色光Ｗが照射される。
この結果、導光板２１を小形化することができる。
【００２８】
また、Ｒ＋Ｇ光とＧ光及びＲ＋Ｂ光とＢ光の光域については説明の便宜のために、図面上は幅広に画いてあるが、実際には小幅の光域となるから、導光板２１の板面積に対する有効照明範囲２１ａの割合が大きいものとなる。
【００２９】
図３は長方形導光板２４の対角部から２つのＬＥＤ発光体２２、２５によって入光する構成とした第２の参考例の面光源装置を示す概略図である。
【００３０】
本参考例の導光板２４は、透光性材で形成した長方形板の対角部に入光面２３、２６を形成し、入光面２３には上記したようにＬＥＤ発光体２２を、入光面２６には今一つのＬＥＤ発光体２５を各々対接させるように配設してある。
【００３１】
また、ＬＥＤ発光体２５はＬＥＤ発光体２２と同構成のものであるが、ただ、これらＬＥＤ発光体２２、２５は、ＬＥＤ発光素子２２Ｒ、２５Ｒの左側と右側とに配置されたＬＥＤ発光素子の色光を反転させて導光板２４に入光するようにし、有効照明範囲２４ａから照射する混色光の精度を向上させる構成となっている。
【００３２】
図４は第３の参考例を示す面光源装置の概略図である。
本参考例は、長方形導光板２７の右上角部と左上角部とからＬＥＤ発光体２２、２５の発光光を入光する構成としてある。
【００３３】
本参考例では、透光性材で形成した長方形導光板２７の右上角部に入光面２３を、左上角部に入光面２８を形成し、それら入光面２３、２８に対接させるようにしてＬＥＤ発光体２２、２５が配設してある。
【００３４】
また、ＬＥＤ発光体２２と２５は、ＬＥＤ発光素子２２Ｒ、２５Ｒ各々の左右に位置するＬＥＤ発光素子の発光色を変えることにより、有効照明範囲２７ａから照射する混色光（白色光Ｗ）の精度を向上させる構成としてある。
【００３５】
図５は本発明の実施形態として示した面光源装置の概略図、図６は図５上のＡ−Ａ線断面図である。
この実施形態は、透光性材で形成した長方形導光板２９の右上一角部をテーパー形成し、このテーパーを鏡面処理して形成した入光面３０が設けてある。
【００３６】
そして、ＬＥＤ発光体２２は導光板２９の背面近くに配設し、上記入光面３０に向かって発光させる構成としてある。
このように構成した面光源装置は、ＬＥＤ発光体２２から投光される各色光が入光面３０で反射されて導光板２９に導かれる。
【００３７】
この結果、上記した各参考例と同様に導光板２９に相似する有効照明範囲２９ａとなる他、導光板内の光路長が長くなるのでその有効照明範囲２９ａをさらに増大させることができる。
【００３８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、その他、本発明を実施するに際しては、長方形の導光板とすることなく正方形の導光板としてもよい。
【００３９】
また、入光させる角部は一角部或いは二角部にかぎらず、任意定めた複数角部に入光面を形成し、それらの入光面から複数色の光を入光させる構成とすることができる。
【００４０】
さらには、図５に示した反射方式の面光源装置についても同様に、四辺形導光板の複数角部に鏡面処理した入光面を形成することによって、複数角部から複数色の光を入光させる面光源装置として実施することができる。
【００４１】
【発明の効果】
上記した通り、本発明では四辺形導光板の角部から複数の色光を入光させる構成としたことから、導光板の板面積に対する有光照明範囲の割合を大きく設定することができる。
【００４２】
この結果、導光板の大きさを従来のものに比べて小形化することができるので、小形にしてロ−コスト化に適する面光源装置の提供が可能になる。
【００４３】
また、四辺形導光板の複数角部から複数の色光を入光させる構成とすれば、有効照明範囲から照射される光の混色精度を向上させることができる面光源装置となる。
【００４４】
さらに、四辺形導光板の複数角部から入光させる場合には、２つのＬＥＤ発光体は異なる発光色の発光素子を相互に反転させた配列とすることによって、混色精度をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】導光板の一角部から入光する構成とした第１の参考例の面光源装置を示す概略図である。
【図２】上記面光源装置の上面図である。
【図３】導光板の対角部から入光する構成とした第２の参考例の面光源装置を示す概略図である。
【図４】導光板の左右上角部から入光する構成とした第３の参考例の面光源装置を示す概略図である。
【図５】導光板の一角部に形成した反射面からなる入光面から入光する構成とした本発明の実施形態の概略図である。
【図６】図５上のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】面光源装置をバックライトとして備えた従来のＬＣＤ表示装置の断面図である。
【図８】上記した従来のＬＣＤ表示装置が備える面光源装置の概略図である。
【図９】上記した従来の面光源装置の概略側面図である。
【図１０】２つのＬＥＤ発光体を備えた従来の面光源装置を示した概略図である。
【符号の説明】
２１、２４、２７，２９導光板
２１ａ、２４ａ、２７ａ、２９ａ有効照明範囲
２２、２５ＬＥＤ発光体
２３、２６、２８、３０入光面

Claims

透光性材で形成した四辺形の導光板に、複数色の色光を入光させ、導光板内で各色光を混色させ、混色光を導光板面から照射させる構成の面光源装置において、
四辺形導光板の複数角部には、正面から背面に向かって下り勾配としたテーパーを形成すると共に、このテーパーを鏡面処理して形成した入光面を設け、
複数色の各色光を前記入光面に向かって発光させるＬＥＤ発光体を前記テーパーが位置する導光板の背面近くに配置すると共に、対向位置となる前記入光面で反射させる色光のＬＥＤ発光体、または、隣接位置となる２つの前記入光面で反射させる色光のＬＥＤ発光体は、異なる発光色の発光素子を相対に反転させる配列として構成し、
前記ＬＥＤ発光体の各色光を前記入光面で反射させて複数色の色光を前記導光板に入光させ、前記導光板内で混色させた混色光を導光板面から照射させる構成としたことを特徴とする面光源装置。
請求項１に記載した面光源装置において、
ＬＥＤ発光体については、発光色の異なる複数の発光素子を一体構成したことを特徴とする面光源装置。