JP5008585B2 - 面状光源装置、及び面状光源装置を用いた表示装置 - Google Patents

Description

この発明は面状光源装置、及び面状光源装置を用いた表示装置に係り、特には光源として発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を用い、面状に発光させる手段として導光体を用いたサイドライトタイプの面状光源装置、及び面状光源装置を用いた表示装置に係るものである。

液晶表示装置や誘導灯、看板等の表示装置では、表示素子の背面側に面状光源装置を設けて表示素子によって表示される文字や図柄の視認性を向上している。
このような表示装置においては、装置の小型化・薄型化が要求されており、この要求に応えるべく、光源を表示素子の外側に配置し、表示素子の背面側に設置した導光体の端面から光源より放射される光を導入して面状に発光させる方式のものが多く採用されている。

上記のような導光体の端面から光源の光を導入して面状に発光させる方式において、更に表示装置を薄型化するため、表示素子の外側で導光体の光入射面近傍に光源側に厚く、導光体側に薄くなるようなテーパー状の断面形状を有する透明集光部材（ライトガイド部材）を設置して光源よりの放射光の導光体への入射効率、つまり光の利用効率を向上しつつ、導光体本体を薄型化する技術が知られている（特許文献１参照）。
また導光体とテーパー状の断面形状を有する透明集光部材（ライトガイド部材）とを一体化または接着剤によって一体化する技術も知られている（特許文献２，３参照）。

第２９１７５０３号公報 特開平５−２４９４６１号公報 特開２００７−１０８７９９号公報

前述の面状光源装置および表示装置においては、ライトガイド部材または導光体と一体化されたライトガイド部を用いて導光体の光入射主面を光源よりも厚くすることによって薄型の導光体を用いた場合の入光効率を改善する方法が開示されている。
しかしながら、導光体への入光効率は光入射主面と光源の大きさの比のみではなく、光源よりの放射光の発散角、光源と光入射主面の距離（以下、クリアランスと称する）によっても影響され、発散角が小さいほど、クリアランスが小さいほど入射効率は高い。
従来技術ではクリアランスを光源よりの放射光の発散角および光源・光入射主面の厚さを考慮して設定した所望の値に保持する場合には、導光体の背面または周囲にフレーム部材を別途設けて、光源が取り付けられた光源ホルダとフレーム部材、フレーム部材と導光体で各々位置合せをする、つまりフレーム部材を介して位置決めをする手法を採用する必要があった。

しかしながら、この方法では部品をスムーズに組み立てるために設定する微少量の空隙と部品の製造公差が２重で掛かるため、クリアランスの精度が十分でなかった。また、特許文献１に開示されるように、透明集光部材とフレームを透明樹脂で一体成形する手法もあるが、この場合、フレーム部分にまで光が導光されるといった問題が生じるため、表示品位を低下させていた。

ここで、近年、ＬＥＤの発光効率が向上してきたこと、ＬＥＤは水銀レス光源であり環境保護の面で優位なことなどを背景として、液晶表示装置や誘導灯、広告・宣伝用の看板等の背面光源として用いられる面状光源装置において、光源にＬＥＤを採用したものが増加しているが、光源の光放射面が導光体の光入射主面と対向して連続的である冷陰極管とは異なり、光放射面が断続的に配列されるＬＥＤについて、特にライトガイド部を設けた薄型導光体については、その特性を生かした位置決め機構がなく、従来用いられてきた線状光源である冷陰極管と同様のクリアランス保持機構を用いるものが多かった。

この発明は上記の課題を解決するためになされたのものであり、薄型で光の利用効率が高く、表示品位の高い、組み立て性のよい面状光源装置または面状光源装置を用いた表示装置を低コストで提供することを目的とする。

この発明にかかる面状光源装置は、各々対向する第一および第二の主面を有し、前記第一および第二の主面と略直交する側面に光入射主面が形成された導光体と、前記光入射主面と対向して設置された光源と、前記光源の取り付け部を有する光源ホルダを備えた面状光源装置において、前記導光体の光入射主面側には、前記第一および第二の主面により規定される導光体主部より前記光入射主面側に厚く前記導光体主部側に薄くなる第１のテーパー角を有したライトガイド部を前記導光体主部と一体化して設け、前記導光体または前記光源ホルダには前記光源と前記光入射主面の最小距離を規定する突起部を設け、更に前記光源ホルダには、前記ライドガイド部と対向する少なくとも一部に前記ライトガイド部の傾斜を利用して前記光源と前記光入射主面の距離を調整する機構を設けたものである。

この発明は、ライトガイド部の傾斜を利用して光源と導光体の光入射主面の距離を調整する機構（ライトガイド保持部と称する）を光源ホルダに設けることより、光源ホルダに導光体の第一の主面に垂直な力が加わった場合には、導光体に対して光入射主面を光源に近づける力が作用し、且つ導光体または光源ホルダに設けられた突起部の作用により、光入射主面は突起部の高さによって予め設定された光源と光入射主面の最小距離（以後、クリアランスと称する）以上に近づかないよう保持される。

ここで、光源は光源ホルダに取り付けられ一体化されているため、特別な位置決め部材を設けた場合と異なり、クリアランスを所望の範囲に保つべき光源と導光体が別部材を介さず直接位置決めできるため、位置決め精度がより高くなり、光の入射効率を更に高めることができるため、薄型で光の利用効率が高い面状光源装置を安価に提供することができる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１における面状光源装置について図を用いて説明する。図１はこの発明に係る面状光源装置を表示面側から見た上面図、図２は図１に示される面状光源装置のＡ−Ａ’断面の分解斜視図、図３は図１に示される面状光源装置の側面図、図４は図３に示される面状光源装置の側面図における導光体のみを示した概念側面図、図５は実施の形態１における面状光源装置の効果を説明するためのグラフ図である。なお、筐体・配線などは省略している。

図１乃至図４において、面状光源装置は、導光体１０と光源２０、光源ホルダ３０を備える。この実施の形態１では、導光体１０として、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）を用いて射出成形法によって作製した略直方体の形状をしたものを用いた。導光体１０は面状光源として光を放射する側、つまり導光体出射面側に第一の主面１１を、第一の主面１１と略対向する面に第二の主面１２を、第一の主面１１と第二の主面１２に略直交し、光源２０と対向する側面に光入射主面１３を有する。第二の主面１２には、第一の主面１１から効率良く光を出射するためにブラスト加工で面粗し処理（図示せず）を施している。

また、導光体１０は、図４に示すように第一の主面１１および第二の主面１２により規定される導光体主部における第一の主面１１と第二の主面１２とが形成する角度（以後、テーパー角と呼称する）を０．７°に設定しており、光入射主面１３の側から反光入射側に向かって厚さが減少する形状としている。このように導光体主部に小さなテーパー角を設けることにより光入射主面１３から入った光が反光入射側まで充分導かれるようにしている。また、導光体１０の光入射主面１３の側には、導光体１０の導光体主部と一体化して形成されたライトガイド部１４が設けられ、このライトガイド部１４も同様に光入射主面１３から反光入射側に向かって厚さが減少する形状とし、テーパー角を５．７°、光入射主面１３の厚さｔを５ｍｍに設定してある。更に光入射主面１３の端部に光源２０側に凸となる突起部１３１および突起部１３２を設けている。この突起部１３１、１３２は第一の主面１１側から第２の主面１２側まで連続した形状で形成されている。このように突起部１３１、１３２を光入射主面１３の両端部に設けるのは、後述する光源２０のＬＥＤの光放射面と対向する位置を避けるためである。ここで、突起部１３１、１３２は、光源２０と光入射主面１３の最小距離（クリアランス）を規定するもので、その高さは所望のクリアランスに光源２０のＬＥＤの高さを加算した値であり、この実施の形態１では、１．６ｍｍとしている。

光源２０は、複数の発光素子である表面実装型ＬＥＤ２１と、この表面実装型ＬＥＤ２１の光放射面２１１を導光体１０の光入射主面１３と対向するように設置して、表面実装型ＬＥＤ２１を実装したＬＥＤ実装基板２２で構成されている。この実施の形態１では、表面実装型ＬＥＤ２１として、日亜化学工業株式会社製の表面実装型白色ＬＥＤ「ＮＦＳＷ０３６」を用い、光入射主面１３の長手方向に沿って８個並べて実装している。また、ＬＥＤ実装基板２２には、光源２０に表面実装型ＬＥＤ２１の駆動電力を供給するための配線（図示せず）を接続するためのコネクタ部２３が光入射主面１３の外側に配置されている。

光源ホルダ３０は、アルミニウムの押出成形によって作製した略Ｌ字型の形状をしたものを用いた。光源ホルダ３０は、Ｌ字型の一方の面の内面側、すなわち光入射主面１３と対向する面には光源２０が配置されており、Ｌ字型の他方の面にはライトガイド部１４の第一の主面１１側に形成されたテーパー角（ライトガイド部１４の第一の主面１１側が第一の主面１１となす角度、この場合５．７°）に略等しい傾斜を有したライトガイド保持部３１が設けられている。このライトガイド保持部３１はライトガイド部１４に設けられた傾斜を利用して光源２０と光入射主面１３の距離を調整する機構として機能する。
このような構成によれば、光源ホルダ３０を導光体１０の第一の主面１１に垂直な方向（図３に示す矢印Ａ方向）に移動させて、光源２０と光入射主面１３の位置合せをする際に、導光体１０が突起部１３１および突起部１３２を有するために光入射主面１３と表面実装型ＬＥＤ２１の接触を確実に回避でき、組立の際に特別の注意を払う必要が無いため、組立性の向上が図れる。

また、光源ホルダ３０を固定すべき筐体（図示せず）に所定の位置まで押し込む（ライトガイド保持部３１とライトガイド部１４が接触した後に更に力を加える）ことにより、光源ホルダ３０およびライトガイド部１４に設けられた略平行な斜面の作用により、光源２０と光入射主面１３を近づける方向に力が働く。この作用により、製造バラツキによって導光体１０の寸法が大小した場合にもクリアランスが大きくなりすぎることがなく、さらに突起部１３１、１３２の作用により、予め決めた突起部１３１、１３２の高さから光源２０のＬＥＤの高さを差し引いた寸法（この実施の形態１では、ＬＥＤの高さが０．８ｍｍ、突起部１３１、１３２の高さが１．６ｍｍであるため、クリアランスは０．８ｍｍである）よりクリアランスが小さくなることもない。従って、クリアランスを所望の範囲に保つべき光源２０と導光体１０が別部材を介さず直接位置決めできるため、特別な位置決め部材を設けた場合に生じる、位置決め部材の製造バラツキに起因する精度悪化を回避することができるため、位置決め精度がより高くなり、光の入射効率を更に高めることができるため、薄型で光の利用効率が高い面状光源装置を安価に提供することができる。

従来において、突起部１３１、１３２およびライトガイド部１４を設けなかった場合のクリアランスのズレが最大で０．５ｍｍ、最大限クリアランスが大きくなったときの光の入光効率の低下が７．８％であったのに対し、この実施の形態１の例では、クリアランスのズレが最大で０．２ｍｍ、最大限クリアランスが大きくなったときの光の入光効率の低下が３．４％とバラツキの少ない、光の利用効率が高い面状光源装置が得られたことが確認できた。
光入射主面１３の厚みｔをパラメータとして、クリアランスのズレ量と光の入光効率の低下率の関係を図５に示す。図５より、特に光入射主面１３の厚みｔを薄く（面状光源装置を薄型に）した時に、例えばｔ＝４ｍｍとした時に、クリアランスのズレ量が小さいということは、入光効率の低下率を少なくすることができ、より大きな効果が得られることが分かる。

上記は実施の形態１として示した一例であり、この発明の内容を限定するものではない。例えば、導光体１０の材料としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィン（ＣＯＰ）樹脂などの透明樹脂を用いることができるし、表面実装型ＬＥＤ２１としても配向分布・光出力・発光色等が所望の特性を満たすものを選定すれば、これを限定するものではない。また、ＬＥＤ実装基板２２については、光源ホルダ３０の光源２０を設置する面にＬＥＤを接着またはネジ止め等の手段によって直接配置した上で配線する、または光源ホルダ３０表面に実装パターン（配線）を印刷した後、ＬＥＤチップを光源ホルダ３０表面に施された実装パターン上に直接実装し、樹脂封止して光源ホルダ３０とＬＥＤを一体化する等の手段で省くこともできる。

以上のように実施の形態１の発明によれば、光源ホルダに設けられた光源と光入射主面の距離を調整する機構（ライトガイド保持部と称する）により、光源ホルダを第一の主面に垂直な方向に組み付ける際に導光体に対して光入射主面を光源に近づける力が作用し、且つ突起部の作用により光入射主面は突起部の高さによって予め設定された光源と光入射主面の最小距離（クリアランス）以上に近づかないよう保持される。更に光源は光源ホルダに取り付けられ一体化されているため、特別な位置決め部材を設けた場合と異なり、クリアランスを所望の範囲に保つべき光源と導光体が別部材を介さず直接位置決めできるため、位置決め精度がより高くなり、光の入射効率を更に高めることができるため、薄型で光の利用効率が高い面状光源装置を安価に提供することができる。

さらに、導光体の光入射主面に設けた突起部は、発光素子の光放射面を避けて、つまり実装基板が露出している領域と対向する位置に設けられているため、光利用効率を向上させるためにクリアランスを小さい値としたときでも、面状光源装置を組み立てる際に導光体の光入射主面と発光素子の光放射面が接触することにより生じる発光素子の破損等の不具合を防ぐことができるため、組み立てに精密な作業を必要とせず、組み立て性のよい面状光源装置を提供することができる。
さらに、発光素子を表面実装型のＬＥＤとすることで、基板表面からＬＥＤの上端部までの高さをより高精度に保持することができ、より精度よくクリアランスを保持することができる。

実施の形態２．
次にこの発明の実施の形態２における面状光源装置について図を用いて説明する。図６はこの発明の実施の形態２に係る面状光源装置の側面図である。
光源２０と光入射主面１３の最小距離（クリアランス）を規定する突起部は、実施の形態１では導光体１０の光入射主面１３に設けられていたが、この実施の形態２では、図６に示すように突起部１３１、１３２はＬＥＤ実装基板２２の位置を避けて光源ホルダ３０側に設けたものである。またこの突起部１３１、１３２は、Ｌ字型光源ホルダ３０のＬＥＤ実装基板２２が取り付けられる面側の両端にそれぞれ上下２箇所に設けられている。

更にこの実施の形態２では、光源ホルダ３０に設けられるライトガイド保持部３１の形状も、実施の形態１のようにライトガイド部１４と同様の傾斜とするのではなく、稜線がライトガイド部１４の傾斜と等しい傾斜を示す、複数のリブを形成してライトガイド保持部３１としたものである。この場合、ライトガイド保持部３１がライトガイド部１４に接触し、擦れることによってライトガイド部１４に傷がつくなどして光学性能に悪影響を及ぼさないために、リブのライトガイド部１４に接する位置にＲを設けるなどして、すべりを良くしておくことが望ましい。

実施の形態３．
次にこの発明の実施の形態３における面状光源装置について図を用いて説明する。図７はこの発明の実施の形態３に係る面状光源装置を第一の主面１１側から見た上面図である。
この実施の形態３では図７に示すように、実施の形態１に記載の面状光源装置とほぼ同じであるが、実施の形態１では光入射主面１３の外側に配置していたコネクタ部２３を光入射主面１３の内側に配置し、かつコネクタ部２３と対向する光入射主面１３の一部に切り欠き部１３３を設けた点、これに伴って表面実装型ＬＥＤ２１の配置位置を少しずらした点、突起部１３１、１３２の形状に少し丸みをもたせた点、のみが実施の形態１と異なる。なお、突起部１３１、１３２の形状変更は、実施の形態１に記載の効果が得られる別の実施の形態について示したものであり、特にこの実施の形態３に限り、図７の形状を必要とするものではない。

この実施の形態３によれば、光入射主面１３の外側に設けられていたコネクタ部２３を光入射主面１３の内側に設けたことで面状光源装置を小型化している。このような小型化の手法を用いた際には、通常は切り欠き部１３３近傍にＬＥＤの発光光を導光し難く、明暗むらが生じる問題や、明暗むらを解決するためには光の発散角やクリアランス、切り欠き部１３３と表面実装型ＬＥＤ２１の位置関係など、厳密な光学設計を要するにも関わらず、わずかな位置ズレによって切り欠き部１３３で全反射する光の量が変化するために
安定して表示むらの少ない面状光源装置を得ることは難しかった。
しかしながら、この実施の形態３の面状光源装置であれば、突起部１３１、１３２およびライトガイド部１４、ライトガイド保持部３１の作用によってクリアランスを精度良く調整することができるため、従来は１０％程度のバラツキがあった切り欠き部１３３近傍の明るさを、３％以内のバラツキに抑えることができ、小型・薄型で表示品位の高い面状光源装置を提供できる。

実施の形態４．
次にこの発明の実施の形態４における面状光源装置について図を用いて説明する。図８はこの発明の実施の形態４に係る面状光源装置における導光体の光入射主面の概略斜視図、図９は実施の形態４の効果を説明するための図である。
この発明の実施の形態４の面状光源装置は、構成は実施の形態１と同様とし、その効果を分かり易くするために表面実装型ＬＥＤ２１の数量を８個から３個に減じている。また図８に示すように導光体１０の光入射主面１３には微小な面粗し加工、すなわち導光体１０の第一の主面１１と垂直な方向に延びるピッチ５０μｍ、頂角１１０度の微小プリズム列１３５が形成されている。

ここで、面状光源装置の光源として従来用いられてきた冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）が線状光源であるのに対して、ＬＥＤは点状光源であるため、図１乃至２のように配列した場合でも、表面実装型ＬＥＤ２１と対向する位置とＬＥＤが実装されていない位置で明暗が生じやすく、このため、ＬＥＤを密集して配置する、または導光体１０の光入射主面１３の表面に微小プリズムを形成して表面実装型ＬＥＤ２１から放射された光の導光体１０内での発散角を拡げる、などの手法によって、ＬＥＤが実装されていない位置で不足する光量を補っていた。

この実施の形態４による面状光源装置の明暗を示す写真を図９に示す。図９（ａ）に示すように、プリズムなしとした場合には、ＬＥＤが配置されていない領域に明確に暗い部分（暗部と称する）が生じる。これに対して、図９（ｂ）に示すように、実施の形態４の発明のように適切な光学設計に基づくプリズムを設け、所望のクリアランスに設定した場合には、隣り合うＬＥＤから放射される光の重なりが適切に行われるため、明暗のコントラストを小さくすることができ、表示品位を向上することができる。しかしながら、図９（ｃ）に示すように、プリズムを設けてもクリアランスが所望の値より大きくなると、前述の隣り合うＬＥＤから放射される光の重なりが過剰になり、ＬＥＤが配置されていない領域に明るい部分（明部と称する）が生じる問題が発生する。逆に、自明ではあるがクリアランスが所望の値より小さくなると、前述の隣り合うＬＥＤから放射される光の重なりが不足するため、プリズムなしとした場合よりは良化するが、暗部が生じる問題が発生する。

従って、光入射主面１３に微小プリズム列を設けて明暗むらを改善する場合には、クリアランスを所定の値に保持することが重要である。この発明による突起部１３１、１３２およびライトガイド部１４、ライトガイド保持部３１の作用でクリアランスを一定に保つことにより、隣り合うＬＥＤの放射光の重なり具合を精度よく調整しなければ生じてしまう明暗むらの抑制に必要な高精度なクリアランス保持ができるため、プリズム列の効果を有効に利用することができ、表示品位の高い面状光源装置を得ることができる。

一般に、光源２０からの放射光は光源に固有の発散角によって放射され、光入射主面１３より導光体主部に入射した後、発散角と関連して導光体内を伝搬し、導光体１０の第一または第二の主面に設けられた光出射面より出射するため、光放射面と対向する位置の近傍では明るく、それ以外の位置では暗くなる現象（以後、明暗むらと称する）が生じて面状光源装置の明るさの均整度を損ない、表示品位を低下させる。
このような場合、従来より導光体の光入射主面１３に微小な面粗し加工を施して入射する光を拡散させ、発散角を調整する工夫がなされていたが、クリアランスが所望の値からずれた場合には明暗むらを生じる問題があった。この発明の構成において、光入射主面に微小な面粗し加工を施すことにより、クリアランスが精度よく保持できるために厳密に明暗むらを抑制することができ、表示品位の高い面状光源装置を提供できる。

以上のように実施の形態４の発明によれば、この構成による微小なプリズム列は光入射主面１３から入射した光の発散角を導光体１０の第一および第二の主面に平行な方向に拡げる強い作用を有するため、前述の明暗むらに対してより好適な効果が得られる。複数の発光素子を配列した光源を用いる場合に、隣り合う発光素子の放射光の重なり具合を精度よく調整しなければ生じてしまう明暗むらの抑制に必要な高精度なクリアランス保持ができるため、プリズム列の効果を有効に利用することができ、表示品位の高い面状光源装置を提供できる。

実施の形態５．
次にこの発明の実施の形態１〜４で説明した面状光源装置を用いた表示装置の発明について図１０乃至図１３を用いて説明する。以下、面状光源装置を用いた表示装置として誘導灯装置の場合を説明する。図１０はこの実施の形態５に係る表示装置として誘導灯装置の表示ユニット４０を示した分解斜視図、図１１は表示ユニット４０の一部を示した部分断面拡大図、図１２は誘導灯装置６０を示す分解斜視図、図１３は誘導灯装置６０を示す斜視図である。

図１０および図１１において、表示ユニット４０は、誘導灯図柄４１１を透過性インクにて印刷された、透明なＰＭＭＡ樹脂を射出成形法によって成形して得られた表示素子４１と、導光体の第２の主面１２に対向する面の光反射率が７０％以上になるように調整された樹脂材料で成形された表示ユニット筐体４２と、表示素子４１の背面に設けられた面状光源装置からなる。
面状光源装置は、平滑面である第一の主面１１と、サンドブラストによって表面粗し加工を施された第２の主面１２と、ピッチ７５μｍ・頂角１０７度・頂角部の先端Ｒを１０ｕｍとした微小なプリズム列（図示せず）が形成された光入射主面１３と、光入射主面１３の厚さが５ｍｍで光入射主面側から１ｍｍの位置にわたっては等しく５ｍｍの厚さで、光入射主面１３からの距離が１ｍｍから１０ｍｍの範囲にわたっては６．３度の傾斜角を有したライトガイド部１４が透明なＰＭＭＡ樹脂で一体成形された導光体１０、表面実装型ＬＥＤ２１とコネクタ部２３が実装されたＬＥＤ実装基板２２とからなる光源２０、および光源２０のＬＥＤ実装基板２２を取り付けた光源ホルダ３０から構成されている。
また導光体１０には、第一の主面１１側から第２の主面１２側まで連続した形状で形成された突起部１３１、１３２、およびコネクタ部２３と対向する位置と、コネクタ部２３と反対側の端部に対向する位置には、それぞれ切り欠き部１３３が設けられている。

表示ユニット筐体４２は、光反射率が高く、更に光反射率の波長依存性が小さい材料を用いることが好ましいが、表示ユニット筐体４２の表面を反射面とせず、反射シート等を用いることができる。また、表示素子４１は、透明な材料を用いてもよいし、拡散性が高く透過率が高い乳白の材料を用いても良い。更に、表示素子４１に透明な材料を用いる場合には、表示品位を向上させるために表示素子４１と導光体１０の間隙にプリズムシートや拡散シートを用いることが好ましい。

ＬＥＤ実装基板２２は、表面実装型ＬＥＤ２１より発される熱を、アルミニウムの押出成形によって製作され、意匠面側に放熱板としての機能を有した光源ホルダ３０に効率良く伝えるための熱伝導シート（図示せず）を介して、光源ホルダ３０にネジ留めされている。また、光源ホルダ３０には意匠面とは反対の側にライトガイド部１４と平行になるよう設定された傾斜を有するライトガイド保持部３１が一体成形されており、ライトガイド部１４と接触する構成となっている。ここで、ライトガイド保持部３１およびライトガイド部１４は、互いに滑って上下方向に移動し、クリアランスを調整しやすくするために平滑面としている。また、ライトガイド保持部３１は、ライトガイド部１４から出射する光を有効に再利用するため、アルマイト処理、および塗装による表面処理を施してあり、反射率７０％以上としている。ライトガイド保持部３１および光源ホルダ３０の内面は、導光体１０に入射しなかった光、および導光体１０から出射してしまう光を再利用するため、反射率が高く、また反射率の波長依存性が小さい処理を施すのが好ましい。

また、導光体１０の第二の主面１２の表面粗し処理は、光入射主面１３の直近から施さず、ある程度の距離を平滑面とした後に施すと、光源ホルダ３０内に出射する、つまり表示素子４１の表示面に到達する前に出射する光を減少することができ、光の利用効率を向上することができるため、好ましい。この実施の形態５では、表面粗し処理は、光入射主面１３より１０ｍｍの位置から施している。なお、この実施の形態５では導光体１０の光入射主面１３から表示面に到達するまでの導光距離は、１５ｍｍとしている。この場合、表面粗し処理のスタート位置は、光入射主面１３から５ｍｍ乃至１５ｍｍの範囲に設定するのが好ましく、更に好ましくは１０ｍｍから１３ｍｍの範囲とするとよい。

誘導灯装置６０は、図１２に示すように表示ユニット４０と本体ユニット５０からなり、表示ユニット４０は、本体ユニット５０に第一の主面１１の方向から勘合させる構造となっている。本体ユニット５０は樹脂成形品より成り、光源２０に電力を供給する電源ユニット５１、商用電源から電源を供給するための電源コネクタ５２を内包する構造となっており、停電等の非常時に光源に電力を供給するための電池を内包するための電池設置部５３が一体成形されており、電池が機能するか否かを確認するための点検スイッチ５４が配されている。また、上部には天井取り付け部５５、背面には壁面取り付け部５６が一体成形されており、所定の板金部品（図示せず）を用いて店舗や施設の天井または壁面に組み付けることができるようになっている。

ここで、光源ホルダ３０は、光源２０の寿命が尽きた場合の交換作業性を考慮して、表示ユニット４０を本体ユニット５０に取り付けた後に本体ユニット５０に取り付ける構造となっている。取り付けは、誘導灯装置６０が天井に取り付けられた場合の作業性を考慮して、取り付け方向を示す矢印Ｂが示すように、表示面に垂直な方向に取り付ける構造となっている。

誘導灯装置６０は、建築物等に取り付けられる際に、予め組み立てられた幾つかのユニットを組み立て、組み付けるものが多い。また、耐用年数が長いため、光源２０が経年劣化などにより寿命をむかえた際に、光源２０または光源ホルダ３０を含めたユニット（光源２０および光源ホルダ３０を含めて光源ユニット部と称する）を交換できる構造としなければならない。また、誘導灯装置６０の多くは天井に組み付けて、または壁面に埋め込んで使用されるため、誘導灯装置６０の上部には交換作業のためのスペースを確保することができず、誘導灯装置６０の上部に設けられる光源ユニット部は、従来は表示面に垂直な方向から組み付ける構造が採用されている。

しかしながら、このような場合には専用の製造ラインで組み立てる場合とは異なり、施工業者にて最終組み立て、組み付けが行われるため、光の利用効率を向上するために狭いクリアランスを設定した場合には、導光体と光源が接触しないよう組み立てなければならないため、作業性が悪いといった問題があった。

この実施の形態５に示した誘導灯装置６０の構成によれば、光源ユニットを組み付ける際にクリアランス以上の高さを有する突起部１３１、１３２によって表面実装型ＬＥＤ２１と導光体１０が接触することにより生じる表面実装型ＬＥＤ２１の破損等の問題を確実に回避しつつ、光源ユニットを組み立てた際にライトガイド保持部３１とライトガイド部１４で発生する導光体を光源方向に移動する力によって所望のクリアランスを得ることができるため、薄型で光の利用効率が高く、表示品位の高い、組み立て性のよい誘導灯装置を得ることができる。

この発明に係る実施の形態１を説明する上面図である。 この発明に係る実施の形態１を説明するＡ−Ａ’断面の分解斜視図である。 この発明に係る実施の形態１を説明する側面図である。 この発明に係る実施の形態１を説明する概略側面図である。 この発明に係る実施の形態１の効果を説明するグラフ図である。 この発明に係る実施の形態２を説明する側面図である。 この発明に係る実施の形態３を説明する上面図である。 この発明に係る実施の形態４を説明する光入射主面の概略斜視図である。 この発明に係る実施の形態４の効果を説明する図である。 この発明に係る実施の形態５の表示装置を説明する分解斜視図である。 この発明に係る実施の形態５の表示装置を説明する部分断面図である。 この発明に係る実施の形態５の表示装置として誘導灯装置を説明する分解斜視図である。 この発明に係る実施の形態５の表示装置として誘導灯装置を説明する斜視図である。

符号の説明

１０：導光体、 １１：第一の主面、
１２：第二の主面、 １３：光入射主面、
１３１：突起部、 １３２：突起部、
１４：ライトガイド部、 ２０：光源、
２１：表面実装型ＬＥＤ、 ２１１：光放射面、
２２：ＬＥＤ実装基板、 ２３：コネクタ部、
３０：光源ホルダ、 ３１：ライトガイド保持部、
４０：表示ユニット、 ４１：表示素子、
４１１：誘導灯図柄、 ４２：表示ユニット筐体、
５０：本体ユニット、 ５１：電源ユニット、
５２：電源コネクタ、 ５３：電池設置部、
５４：点検スイッチ、 ５５：天井取り付け部、
５６：壁面取り付け部、 ６０：誘導灯装置。

Claims (11)

1. 各々対向する第一および第二の主面を有し、前記第一および第二の主面と略直交する側面に光入射主面が形成された導光体と、前記光入射主面と対向して設置された光源と、前記光源の取り付け部を有する光源ホルダを備えた面状光源装置において、前記導光体の光入射主面側には、前記第一および第二の主面により規定される導光体主部より前記光入射主面側に厚く前記導光体主部側に薄くなる第１のテーパー角を有したライトガイド部を前記導光体主部と一体化して設け、前記導光体または前記光源ホルダには前記光源と前記光入射主面の最小距離を規定する突起部を設け、更に前記光源ホルダには、前記ライドガイド部と対向する少なくとも一部に前記ライトガイド部の傾斜を利用して前記光源と前記光入射主面の距離を調整する機構を設けたことを特徴とする面状光源装置。
2. 光源ホルダに設けられた光源と光入射主面の距離を調整する機構は、ライトガイド部の第１のテーパー角と略等しいテーパー角の傾斜を有したライトガイド保持部で構成された請求項１に記載の面状光源装置。
3. 光源は基板上に複数配列して実装された発光素子の集合体で構成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の面状光源装置。
4. 発光素子は表面実装型の発光ダイオード（ＬＥＤ）であることを特徴とする請求項３に記載の面状光源装置。
5. 導光体に設けられた突起部は、発光素子の光放射面と対向する位置を避けて設けられたことを特徴とする請求項３に記載の面状光源装置。
6. 光源に駆動電力を供給するための配線を接続するコネクタ部を基板上に設け、前記コネクタ部と対向する導光体の光入射主面の一部には、前記コネクタ部が接触するのを防ぐ切り欠き部を設けてなる請求項３に記載の面状光源装置。
7. 第一および第二の主面により規定される導光体主部は、光入射主面側に厚く、反光入射主面側に薄くなる第２のテーパー角を有し、この第２のテーパー角はライトガイド部に設けられた第１のテーパー角よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の面状光源装置。
8. 導光体の光入射主面に微小な面粗し加工が施されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の面状光源装置。
9. 導光体の光入射主面に施された面粗し加工は前記導光体の第一の主面と垂直な軸に平行に形成された微小なプリズム列である請求項８に記載の面状光源装置。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれか１つに記載の面状光源装置を表示素子の背面に設けた表示装置。
11. 請求項１０に記載の表示装置において、導光体の第一または第二の平面と平行な面を有した誘導灯図柄を表示する表示素子を、前記導光体の出射面側に設けたことを特徴とする表示装置。

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