JPH03280079A

JPH03280079A - 面発光装置

Info

Publication number: JPH03280079A
Application number: JP8187290A
Authority: JP
Inventors: Katsuhide Misono; 御園　勝秀
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1990-03-29
Filing date: 1990-03-29
Publication date: 1991-12-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、平板状をなす導光体の側面に沿ってけい光ラ
ンプを配置した面発光装置に係り、特にそのけい光ラン
プからの光を導光体の内部に導くための構造に関する。

（従来の技術）液晶表示方式を採用した計器盤や液晶テレビには、その
表示画面を背面から照らすバックライトが設けられてい
る。この従来のバックライトの一例が第６図に開示され
ている。

すなわち、第６図において、液晶表示板１の背面に配置
されたバックライト２は、透光性材料にて構成された導
光体３を備えている。導光体３は所定の肉厚を有する略
平板状をなしており、この導光体３の液晶表示板１との
対向面は、平坦な発光面４となっている。そして、この
発光面４に連なる導光体３の一側面５に沿って、直管形
のけい光ランプ６が配置されている。

このけい光ランプ６は円筒状のガラスバルブ６ａを有し
ており、上記導光体３の一側面５は、ガラスバルブ６ａ
の外周面に沿うように断面円弧状に彎曲されている。

したがって、この構成の場合、けい光ランプ６から放出
された光は、導光体３の一側面５から導光体３の内部に
入射された後、この導光体３の発光面４全面から放射さ
れ、上記液晶表示板１を背面から照射するようになって
いる。

（発明が解決しようとする課題）ところで、この種のバックライト２において、導光体３
の発光面４の輝度を高めるためには、けい光ランプ６の
単位長さ当たりの光出力を増加させる、つまり、バルブ
径の細いけい光ランプ６に大きなランプ電流を流し、け
い光ランプ６の表面輝度を高める必要がある。

しかしながら、ランプ電流を増加させると、陽光柱にお
ける波長２５４ｎｍの紫外線の発光効率が低下するとと
もに、管壁負荷の増大によってけい光体が劣化したり、
バルブ端部の黒化が促進されるといった不具合を招く。

これに対し、けい光ランプ６のバルブ径を太くすれば、
上記したような種々の不具合は一応発生し難くなるが、
その半面、けい光ランプ６の表面輝度が低くなるので、
バックライトとして十分な輝度が得られなくなる。

その上、けい光ランプ６の管径が増大する分だけ、導光
体３も厚くせざるを得なくなり、バックライト２の小型
化の妨げとなる。

また、従来のけい光ランプ６は断面形状が円形であり、
その局面の一部が導光体３の一側面５に対向しているに
すぎないので、第６図に示すようにけい光ランプ６から
導光体３の内部に導がれる光の有効入射範囲Ｘが、けい
光ランプ６の全周の半分以下となる。

このため、けい光ランプ６の全光束のうち、実際に導光
体３内に入射される割合が低くなってしまい、けい光ラ
ンプ６からの光を効率良く導光体３の内部に導くことが
できなかった。

本発明はこのような事情にもとづいてなされたもので、
導光体の発光面の輝度を高めることができ、しかも、こ
の導光体を薄くできる面発光装置の提供を目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）そこで、本発明においては、透光性材料にて略平板状に
構成され、その厚み方向に位置する少なくとも一つの面
を発光面とした導光体と、この導光体の上記発光面に連
なる少なくとも一つの側面に沿って配置され、この側面
から導光体の内部に向って光を導入するけい光ランプと
を具備した面発光装置を前提とし、上記けい光ランプは偏平状のバルブを有し、このけい光
ランプのバルブと対向し合う上記導光体の側面には、上
記バルブが入り込む断面偏平状の凹部が、その短軸を上
記導光体の厚み方向に沿わせた状態で設けられ、この凹
部に上記偏平状のけい光ランプを挿入して、このけい光
ランプからの光を導光体の内部に導（ことを特徴として
いる。

（作　用）この構成によれば、偏平状のけい光ランプはその大部分
が導光体の側面に埋め込まれた状態となるので、このけ
い光ランプの長軸方向に放射された光は、そのまま導光
体の内部に導かれるととキもに、短軸方向に放射された蛤か＝影←トシトー米ネ涜
４二導光体の内部に導かれる。

このため、けい光ランプから導光体への光の有効入射範
囲が広がり、この導光体内に光を効率良く導くことがで
きる。

しかも、けい光ランプの断面形状を円形から偏平状とす
れば、このけい光ランプ表面の特性拡散長が、その短軸
方向の寸法よりも管径の大きな断面円形のけい光ランプ
と同等となる。このため、上記偏平なけい光ランプの管
壁負荷も、特性拡散長が等しい断面円形のけい光ランプ
と比較した場合に小さくなるので、ランプ電流を増やし
てランプの表面輝度を高めても、発光効率を良好に維持
することができる。

したがって、上記光が効率良く導光体内に導かれること
と合わせて、発光面の輝度を高めることができる。

また、偏平なけい光ランプは、その短軸を導光体の厚み
方向に沿わせた姿勢で導光体に埋め込まれているので、
同じ特性拡散長を有する断面円形のけい光ランプを用い
る場合に比べて、導光体自体を薄くコンパクトに形成す
ることができる。

（実施例）以下本発明の第１実施例を、第１図ないし第３図にもと
づいて説明する。

第１図において、符号１１で示す液晶表示板の背面には
、バックライト１２が配置されている。

バックライト１２は略平板状をなす導光体１３を備えて
いる。導光体１３は可視透過率および耐候性に優れた乳
白色の透光性アクリル樹脂にて構成されている。この導
光体１３の液晶表示板１１と対向し合う本体部１３ａは
、一定の肉厚を有しており、この本体部１３Ｈの液晶表
示板１１との対向面は、平坦な発光面１４となっている
。

本体部１３Ｈの発光面１４に連なる両端部は、側方に向
って一体に延長されており、これら延長部１５の側面１
６には、夫々直管形のけい光ランプ１７が配置されてい
る。けい光ランプ１７はソーダガラスや鉛ガラス製のバ
ルブ１８を備えている。このバルブ１８の両端部はステ
ム１９によって封止されており、このステム１９には電
極２０が支持されている。そして、けい光ランプ１７の
バルブ１８は、断面非円形の偏平な長円形状に形成され
ており、本実施例の場合、バルブ１８の長軸方向の寸法
をＬｌ、短軸方向の寸法をＬ２としたき、これらＬｌと
Ｌ２は夫々１２關および４　ｍｍに設定されている。

したがって、けい光ランプ１７の上記長軸方向の寸法Ｌ
１と、短軸方向の寸法Ｌ２とで定義される偏平率（””
Ｌｌ／Ｌ２）は３となっている。

導光体１３の延長部１５の側面１６には、けい光ランプ
１７が入り込む凹部２２が形成されている。この凹部２
２はけい光ランプ１７のバルブ１８に対応して、偏平な
断面長円形状に形成されており、その短軸を導光体１３
の厚み方向に沿わせた姿勢で上記延長部１５に形成され
ている。

このため、延長部１５の側面１６には、凹部２２の長軸
方向に沿う一端がこの側面１６の長手方向に連続して開
口されている。

また、延長部１５の厚み方向に位置する上面２３ａと下
面２３ｂは、この延長部１５の側面１６側に進むに従い
、互いに近接する方向、つまり延長部１５の厚さを減じ
る方向に傾斜されている。この傾斜により、延長部１５
の上面２３ａと下面２３ｂは、上記けい光ランプ１７の
短軸Ｌ２方向に放出された光を、本体部１３ａ内に向っ
て反射させる反射面２４となっている。

本体部１３Ｈの発光面１４とは反対側の下面は、夫々延
長部１５側から導光体１３の中央部に進むに従い、この
本体部１３ａの厚みを減じる方向に傾斜されており、こ
の本体部１３ａの中央部の肉厚が最も薄く形成されてい
る。そして、この傾斜により、本体部１３ａの下面はけ
い光ランプ１７の長軸方向に沿って入射された光を、発
光面１４側に向って反射させる主反射面２５となってい
る。

なお、本実施例の場合、けい光ランプ１７のバルブ１８
の外周面には、例えば酸化亜鉛（Ｚ、Ｏ）や酸化チタン
（Ｔ１０□）等からなる紫外線吸収膜２６が被着されて
おり、この紫外線吸収膜２６はけい光ランプ１７から放
射される波長３１３ｎｍおよび３６５ｎｍ付近の近紫外
線を吸収するようになっている。

このような面発光装置においては、けい光ランプ１７を
断面偏平状に形成するとともに、このけい光ランプ１７
は、その短軸を導光体１３の厚み方向に沿わせた姿勢で
導光体１３の凹部２２内に入り込んでいるので、けい光
ランプ１７の長軸方向に放出された光は、そのまま導光
体１３の本体部１３ａ内に導かれる。また、けい光ラン
プ１７の短軸方向に放出された光は、延長部１５の反射
面２４で反射された後、上記長軸方向の光と共に本体部
１３ａの内部に向って導かれる。そして、この光は本体
部１３ａの内部を通過する過程で拡散されるとともに、
本体部１３ａの主反射面２５で反射されて、発光面１４
に向う光となる。

この結果、けい光ランプ１７からの光は、発光面１４全
面から外方に放出され、液晶表示板１１の背面を照射す
ることになる。

このような構成によれば、偏平なけい光ランプ１７が導
光体１３の内部に埋め込まれているので、このけい光ラ
ンプ１７の長軸方向および短軸方向に放出される光の多
くを、発光面１４を有する本体部１３ａの内部に導くこ
とができる。このため、第２図に示すようにけい光ラン
プ１７から導光体１３への光の有効入射範囲Ｘが従来に
比べて格段に広くなり、この導光体１３の内部に光を効
率良く導くことができる。

また、断面形状が偏平なけい光ランプ１７の特性拡散長
ＡＮは、けい光ランプ１７の長軸方向の長さをＬ＋、短
軸方向の長さをＬ２とすると、で表される。

これに対し、バルブの断面形状が円形をなす通常のけい
光ランプの特性拡散長ＡＣは、バルブの直径をｄとする
と、９°″″　４．８１０で表される。

このことから、上記実施例の偏平なけい光ランプ１７　
（Ｌ＋　−１２１１１１，Ｌ２−４＋ａｍ）の特性拡散
長Ａ。は、ＡＣ÷１．２０８となる。

このＡＣの値は、バルブの直径ｄが５．８關の断面円形
のけい光ランプの特性拡散長と略等しくなるので、この
偏平なけい光ランプ１７の管壁負荷も上記特性拡散長Ａ
Ｃが等しい断面円形のけい光ランプに比べて小さく抑え
られる。

したがって、ランプ電流を増加してけい光ランプ１７の
表面輝度を高めるようにしても、陽光柱における波長２
５Ｊｎｍ付近の発光効率が低下することはなく、上記け
い光ランプ１７からの光を効率良く導光体１３内に導く
ことができることと合わせて、発光面１４の輝度を十分
に高めることができる。

また、上記偏平なけい光ランプ１７は、その短軸を導光
体１３の厚み方向に沿わせた姿勢て導光体１３に埋め込
まれているので、断面円形のけい光ランプを用いる場合
に比べて、導光体１３を薄くコンパクトに形成できる利
点がある。

さらに、本実施例のけい光ランプ１７は、バルブ１８の
外周面に波長３１３ｎｍおよび３６５ｎｍ付近の近紫外
線を吸収する紫外線吸収膜２６を被着しであるので、上
記高輝度化に伴って紫外線の放射強度が大きいけい光ラ
ンプ１７を長時間に亘って点灯した場合でも、凹部２２
の内面が黄色く変色するのを防止できる。

このため、長時間使用しても導光体１３への光の入射効
率が低下することもなく、発光面１４の輝度を長期に亘
って良好に維持できるとともに、発光面１４から放出さ
れる光の色温度の変化も小さくすることができる。

なお、本発明は上記第１実施例に特定されるものではな
く、第４図に本発明の第２実施例を示す。

この第２実施例で上記第１実施例と異なる点は、導光体
１３の延長部１５の上面２３ａおよび下面２３ｂに、例
えばアルミの蒸着膜からなる反射膜３１を被着した点に
ある。

この第２実施例に構成によれば、けい光ランプ１７の短
軸方向に放射された光が延長部１５を透過して外方に漏
れることはなく、上記短軸方向に放射された光を確実に
本体部１３ａの内部に導くことができる。

また、第５図には本発明の第３実施例が示されている。

この第３実施例において上記第１実施例と異なる点は、
導光体１３の延長部１５の上面２３ａおよび下面２３ｂ
に、多数のプリズム状の凹凸４１を形成した点にある。

この第３実施例の構成によれば、けい光ランプ１７の短
軸方向に放射された光は、上面２３ａおよび下面２３ｂ
で単に反射されるだけでなく、凹凸４１によって本体部
１３ａの内部に向って選択的に導かれることになり、発
光面１４上の輝度をより高くすることができる。

さらに、上記実施例では、けい光ランプのバルブの外面
に紫外線吸収膜を被着したが、本発明はこれに限らず、
例えばバルブの内面や凹部の内面に紫外線吸収膜を被着
しても良い。

また、けい光ランプも発光面の両側に配置するものに限
らず、例えば発光面の片側のみに配置しても良い。

［発明の効果コ以上詳述した本発明によれば、けい光ランプから導光体
への光の有効入射範囲が広がり、この導光体内に光を効
率良く導くことができる。しかも、けい光ランプを非円
形な偏平状としたことで、ランプの管壁負荷も小さく抑
えられるので、大きなランプ電流を流してランプの表面
輝度を高めても、発光効率を良好に維持することができ
る。

したがって、上記光が効率良く導光体内に導かれること
と合わせて、発光面に輝度を十分に高めることができる
。

また、けい光ランプの短軸が導光体の厚み方向に沿って
いるので、この導光体自体を薄くコンパクトに形成でき
る利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例を示し、第１図は面発光装置の側面図、第２図はけい光ランプの取り付は部分の断面図、第３図
は面発光装置の斜視図、第４図は本発明の第２実施例を示す断面図、第５図は本
発明の第３実施例を示す断面図、第６図は従来の面発光
装置の断面図である。１３・・・導光体、１４・・・発光面、１６・・・側面
、１７・・・けい光ランプ、１８・・・バルブ、２２・
・・凹部、２４・・・反射面。

Claims

【特許請求の範囲】　透光性材料にて略平板状に構成され、その厚み方向に
位置する少なくとも一つの面を発光面とした導光体と、この導光体の上記発光面に連なる少なくとも一つの側面
に沿って配置され、この側面から導光体の内部に向って
光を導入するけい光ランプと、を具備した面発光装置に
おいて、上記けい光ランプは偏平状のバルブを有し、このけい光
ランプのバルブと対向し合う上記導光体の側面には、上
記バルブが入り込む断面偏平状の凹部が、その短軸を上
記導光体の厚み方向に沿わせた状態で設けられ、この凹部に上記偏平状のけい光ランプを挿入して、この
けい光ランプからの光を導光体の内部に導くことを特徴
とする面発光装置。