JPH10301514A - 面発光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光源と表示面との間の距離を長くすることなく
表示面の全面における輝度を均一にすることができるよ
うにし、取付スペースを狭小化する。 【解決手段】面発光装置１０は、蛍光樹脂板１、ＬＥＤ
２、基板３及び拡散板４によって構成されている。一例
として４個のＬＥＤ２が基板３に搭載されており、ＬＥ
Ｄ２のそれぞれは蛍光樹脂板１の角部のそれぞれに対向
する。蛍光樹脂板１は、薄板状の透光性樹脂１２の内部
に蛍光物質１３を分散したものである。透光性樹脂１２
内に分散された蛍光物質１３は、ＬＥＤ２から光を照射
されて励起光を生じる。透光性樹脂１２において、背面
の略全面には、拡散反射部材１４が貼付されている。し
たがって、蛍光物質１３において生じた励起光は透光性
樹脂１２の背面及び端面において拡散反射部材１４で反
射した後に蛍光樹脂板１の前面方向に拡散板４を介して
略均一の光量で出射される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、前面に光を照射
して表示内容を表示する表示器の表示面を構成する面発
光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】制御盤に取り付けられる表示器や押しボ
タンスイッチ等において、前面に光を照射して被制御装
置の動作状態等の表示内容を表示するようにしたものが
ある。このような表示器等において、光源の位置や形状
等の光源イメージが視認できるような状態では、表示面
の明度が均一でないことになり、表示内容の表示状態が
部分的に相違して正確に認識されない場合が生じる。し
たがって、前面に光を照射して被制御装置の動作状態等
の表示内容を表示する表示器等において、表示内容の視
認性を高めるためには、表示面の全面における輝度を均
一にする必要がある。

【０００３】このため、従来の表示器等においては、図
４に示すように、内部に多数のＬＥＤ等の微小光源５１
を設け、背面から入射した光源の光を拡散して前面から
出射する拡散板５２によって表示面を構成したものがあ
る。また、拡散板５２と光源５１との距離を十分に長く
し、前面側から拡散板を介して光源の位置や形状を視認
できないようにして光源イメージを消去するようにして
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示すように、光源として多数の微小光源５１を設ける
と、コストの上昇を招く問題があり、表示面を構成する
拡散板５２と光源５１との距離を十分に長くすると、表
示器５０の奥行きが長くなり、大きな取付スペースが必
要になり、スペース効率が低下する問題があった。

【０００５】この発明の目的は、多数の微小光源を必要
とせず、また、光源と表示面との間の距離を長くするこ
となく表示面の全面における輝度を均一にすることがで
き、取付スペースを狭小化してスペース効率を向上する
ことができる薄型の面発光装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、光源の光を表示面から前面に照射する面発光装置に
おいて、蛍光物質を分散した透光性樹脂からなる蛍光樹
脂板を設け、この蛍光樹脂板の端面に対向して光源を配
置するとともに、蛍光樹脂板の背面に拡散反射部材又は
蛍光部材を密着させたことを特徴とする。

【０００７】請求項１に記載した発明においては、光源
の光が蛍光樹脂板を構成する透光性樹脂内に入射し、蛍
光物質に照射される。光源の光を照射された蛍光物質は
励起し、蛍光物質において発生した励起光は、空気との
境界面における出射角が一定の臨界角を超える状態では
全反射を繰り返し、出射角が臨界角より小さい位置で蛍
光樹脂板から外部に出射する。蛍光樹脂板の背面におい
て拡散反射部材又は蛍光部材が密着した部分には、空気
との境界面が形成されず、臨界角は大きくなる。したが
って、蛍光樹脂板内を背面方向に進んだ光の多くは蛍光
樹脂板から拡散反射部材又は蛍光部材に出射し、拡散反
射部材又は蛍光部材において反射した後に再度蛍光樹脂
板に入射し、反射部材から蛍光樹脂板に入射した光のう
ち入射角が臨界角より小さい光が蛍光樹脂板の前面から
外部に出射する。この蛍光樹脂板に対する入射角が臨界
角より小さい光は、拡散反射部材又は蛍光部材の全面に
おいて略均一に分布し、蛍光樹脂板の前面から出射され
る光は全面において略均一の光量となる。

【０００８】請求項２に記載した発明は、前記蛍光樹脂
板の側端面において光源が対向する部分以外の部分に鏡
面反射部材を密着したことを特徴とする。

【０００９】請求項２に記載した発明においては、蛍光
樹脂板の蛍光物質から発生した励起光が蛍光樹脂板の側
端面から外部に出射することがなく、蛍光物質において
発生した励起光の略全てが、直接、または、反射部材に
おいて反射した後に蛍光樹脂板の前面方向に照射され
る。

【００１０】請求項３に記載した発明は、前記蛍光樹脂
板の前面に透光性の拡散板を配置したことを特徴とす
る。

【００１１】請求項３に記載した発明においては、蛍光
物質から生じた励起光は、直接、または、反射部材にお
いて反射した後に蛍光樹脂板の前面から拡散板を介して
出射し、蛍光樹脂板の前面方向に出射される光の光量が
より均一化する。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施形態の一
例である面発光装置の構成を示す組立図である。面発光
装置１０は、蛍光樹脂板１、ＬＥＤ２、基板３及び拡散
板４によって構成されている。一例として４個のＬＥＤ
２が基板３に搭載されており、ＬＥＤ２のそれぞれは蛍
光樹脂板１の角部のそれぞれに対向する。このため、矩
形に形成された蛍光樹脂板１の４つの角部は面取り加工
がされている。このように、面発光装置１０の厚み方向
には、拡散板４、蛍光樹脂板１及び基板３のみが位置
し、拡散板４、蛍光樹脂板１及び基板３はいずれも薄型
の板状体であるため、面発光装置１０は、全体として極
めて薄型に構成される。

【００１３】蛍光樹脂板１は、薄板状の透光性樹脂１２
の内部に蛍光物質１３を分散したものである。透光性樹
脂１２内に分散された蛍光物質１３は、外部光が照射さ
れると励起光を生じる。蛍光物質１３は、例えば、紫外
光等の波長の短い光により励起して可視光領域の長波長
の光に変換する。透光性樹脂１２において、背面の略全
面には、拡散反射部材１４が貼付されている。また、透
光性樹脂１２の各側端面には、鏡面反射部材１５が貼付
されている。

【００１４】透光性樹脂１２の組成を適当に選択して絶
対屈折率を十分に大きくすると、図２に示すように、蛍
光物質１３で生じた励起光が空気中に出射する際の臨界
角が十分に小さくなり、透光性樹脂１２が薄板状に形成
されていることから、空気中への出射角が比較的大きい
透光性樹脂１２の前面及び背面においては、蛍光物質１
３から発せられた励起光の殆どは透光性樹脂１２から出
射しない。この時、透光性樹脂１２の背面に絶対屈折率
が空気よりも大きい拡散反射部材１４を密着させると、
背面における臨界角が大きくなる結果、蛍光物質１３が
発生した励起光の多くが透光性樹脂１２の外部に出射す
る。

【００１５】したがって、ＬＥＤ２から光を照射された
蛍光物質１３において生じた励起光のうち、透光性樹脂
１２の前面に対する角度が臨界角より小さい光は、その
まま透光性樹脂１２から出射し、拡散板４を介して面発
光装置１０の前面方向に照射される。また、蛍光物質１
３において生じた励起光のうち、透光性樹脂１２の前面
に対して臨界角より大きい角度の光は、透光性樹脂１２
の前面において全反射し、透光性樹脂１２の背面または
側端面方向に進む。

【００１６】透光性樹脂１２の背面の略全面には拡散反
射部材１４が密着しているため、背面における臨界角が
大きくなる結果、背面方向に進んだ光の多くが透光性樹
脂１２から拡散反射部材１４に出射し、拡散反射部材１
４において反射した後に再度透光性樹脂１２内に入射す
る。また、透光性樹脂１２の側端面の略全面には鏡面反
射部材１５が密着しており、側端面方向に進んだ光の多
くが透光性樹脂１２から鏡面反射部材１５に出射し、鏡
面反射部材１５において反射した後に再度透光性樹脂１
２内に入射する。透光性樹脂１５が薄板状を呈している
ため、鏡面反射部材１５から透光性樹脂１２内に入射し
た光のうち、透光性樹脂１２の前面方向に進んだ光の殆
どは前面において全反射し、結果的に、鏡面反射部材１
５から透光性樹脂１２内に入射した光の殆ど全てが拡散
反射部材１４が密着している背面方向に進み、拡散反射
部材１４において反射した後に再度透光性樹脂１２内に
入射する。

【００１７】このようにして、ＬＥＤ２から光を照射さ
れた蛍光物質１３において生じた励起光の殆どが拡散反
射部材１４において反射して透光性樹脂１２内に入射
し、このうち透光性樹脂１２の前面に対する角度が臨界
角より小さい光が、透光性樹脂１２から出射し、拡散板
４を介して面発光装置１０の前面方向に出射される。反
射部材１４において反射した光において透光性樹脂１２
の前面に対する角度が臨界角より小さい光が占める割合
は、反射部材１４の全面において略一定であると考えら
れ、面発光装置１０の前面方向に出射される光は、全面
において略均一の光量になる。また、蛍光物質１３にお
いて発生した励起光は、透光性樹脂１２の背面及び側端
面から外部に出射することがなく、全て蛍光樹脂板１の
前面方向に出射されることになり、蛍光樹脂板１の表面
方向に十分な光量の光が出射される。

【００１８】なお、拡散反射性部材１４としては、白色
シートを用いることができ、白色塗料を直接塗布するこ
ともできる。また、拡散反射部材１４に代えて蛍光シー
トや蛍光塗料を塗布することにより構成した蛍光部材を
用いることができる。さらに、鏡面反射部材１５は、ア
ルミニウムメッキにより鏡面をシート状に構成したもの
を用いることができるとともに、側端面に直接アルミニ
ウムメッキを施すこともできる。また、透光性樹脂１２
の側端面に対向する周面が鏡面にされた枠体を形成し、
この枠体に透光性樹脂１２及びＬＥＤ２を挿入するよう
にしてもよい。また、ＬＥＤ２の配置位置及び個数は、
蛍光樹脂板１の各角部における４個に限るものではな
く、図３（Ａ）に示すように蛍光樹脂板１の各辺に２個
ずつ配置することもできる。この場合、複数の面発光装
置１０が接近して設置される状況を考慮して、図３
（Ｂ）に示すように各辺の配置位置を中心線について非
対称の位置とすることにり、隣合う面発光装置１０にお
いてＬＥＤ２が対向することがなく、複数の面発光装置
１０をより接近させることができる。

【００１９】さらに、基板３としては、フレキシブル基
板を用いることができる。また、ＬＥＤ２として、紫外
光を照射する紫外光ＬＥＤを用いることができる。拡散
板４は、背面から入射した光を拡散して前面から出射す
る拡散板、または、ホログラム方式の拡散シートを用い
ることができる。ホログラム方式の拡散シートは、略９
３％の光を透過するため、蛍光樹脂板１の前面側の外部
光が、蛍光樹脂板１の前面において殆ど反射することが
なく、ＬＥＤ２の光の透過光の視認性を向上させること
ができる。

【００２０】加えて、拡散板４の前面に、表示内容を遮
光性物質又は半透明物質により表記した透光性の記名板
を備えることにより、ＬＥＤ２の点灯時に所望の内容を
表示することができる。また、拡散板４の前面に透光性
のタッチスイッチを備えることにより、薄型の表示押し
ボタンスイッチを構成することができる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１に記載した発明によれば、外部
光で励起された励起光のうち、蛍光樹脂板内を背面方向
に進んだ光の多くは蛍光樹脂板から反射部材に出射し、
反射部材において反射した後に再度蛍光樹脂板に入射
し、反射部材から蛍光樹脂板に入射した光のうち入射角
が臨界角より小さい光を蛍光樹脂板の前面から外部に略
均一の光量で出射させることにより、多数の微小光源を
用いることなくコストダウンを実現できるとともに、光
源イメージのない面発光を照射する装置を極めて薄型に
構成することができ、光源と表示面との間の距離を長く
する必要がなく、取付スペースを狭小化してスペースを
有効に活用することができる。

【００２２】請求項２に記載した発明によれば、蛍光樹
脂板の蛍光物質から発生した励起光が蛍光樹脂板の側端
面から外部に出射しないようにし、蛍光樹脂板の前面方
向に対する照射光量を増加することができる。

【００２３】請求項３に記載した発明によれば、蛍光物
質から生じた励起光を、直接、または、反射部材におい
て反射した後に蛍光樹脂板の前面から拡散板を介して照
射することより、蛍光樹脂板の前面方向に照射される光
の光量をより均一化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態の一例である面発光装置の
構成を示す組立図である。

【図２】上記面発光装置を構成する蛍光樹脂板における
光路を示す断面図である。

【図３】この発明の別の実施形態に係る面発光装置を示
す図である。

【図４】従来の発光装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１−蛍光樹脂板 ２−ＬＥＤ（光源） ３−基板 ４−拡散板 １２−透光性樹脂 １３−蛍光物質 １４−拡散反射部材 １５−鏡面反射部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源の光を表示面から前面に照射する面発
   光装置において、 蛍光物質を分散した透光性樹脂からなる蛍光樹脂板を設
   け、この蛍光樹脂板の側端面に対向して光源を配置する
   とともに、蛍光樹脂板の背面に拡散反射部材又は蛍光部
   材を密着させたことを特徴とする面発光装置。
2. 【請求項２】前記蛍光樹脂板の側端面において光源が対
   向する部分以外の部分に鏡面反射部材を密着させた請求
   項１に記載の面発光装置。
3. 【請求項３】前記蛍光樹脂板の前面に透光性の拡散板を
   配置した請求項１または２に記載の面発光装置。