JP3141533U - 導光板による自発光表示物 - Google Patents

Abstract

【課題】
ＬＥＤによる面状発光が研究されて実際に色々な場面で導光板が使用されるようになってきている。しかし、大きな導光板を一品ごとに生産するには大幅なコストアップになるし、標準で出来るだけ大判の導光板を用意しておかないと、納期対応が出来ず、必要な寸法の取り合いも悪いため、端材が沢山出来てしまうのである。
【解決手段】
蛍光灯を並べるようなシステムの構成から、複数の導光板による発光体ユニットによる組合せで、より均一な自発光表示物にした。そうすることで、見やすく、安価でメンテナンスが楽なシステムとしたのである。
【選択図】 図４

Description

本考案は、板状の透光材からなる導光板の側面からＬＥＤの光源で面発光させる複数個の小型の発光体ユニットに、透光性のある拡散板の表示部を被せて面状で発光させる自発光表示物の構造に関するものである。

近年、省エネルギー、省メンテナンスに効果の大きいＬＥＤは、照明や看板として使用されるようになってきたが、平行してＬＥＤによる面状の発光が研究され、これらも照明器具や看板として使用されるようになってきている。

面状の発光といえば導光板が一番有用であり、導光板の研究が活発にされ、大きな発光面を均一に明るく発光させる技術開発が進められている。しかし、大きな導光板を一品ごとに生産するのは大幅なコストアップになる。そのようなことから、出来るだけ大判の導光板を規格品として用意しておくと良いが、それがまた端材を沢山作ってしまうのである。

特許文献１には、導光板を使用した多数の乃至複数の照明単位体を壁面等に隣接配置して、その光源支持ベース、ハウジングの起立片等の影によって生じる照明単位体間の線状暗部を解消して、連続照明面を形成する。とあり、解決手段として、光拡散機能を有する正面板を備えた外側ケース１に、起立片に多数のＬＥＤ光源を配置したハウジングに導光板を収納した導光ユニットを挿入配置して単位照明体を構成する。この時導光板の上記光源に対面する入射端面に導光面と面一にして下面を上向きに傾斜した断面レ字状の張出導光部を配置し該張出導光部によってハウジングの起立片や光源ベースを被覆する。張出導光部によって単位照明体の全面照明が確保され、その隣接配置による起立片等の影のない連続照明面を得られる。というものが提案されている。

特許文献２には、面光源装置において、複数に分割した導光板を結合したとき、それら境界部分での光損失を低減し、大きいサイズの導光板を得て、特にＬＥＤ室内照明装置に適したものにする。とあり。解決手段として、複数枚の導光板の端面同士を、光源から一方の導光板へ入射された光が他方の導光板に境界端面で実質的に全反射を生じることなく伝播されるように結合させる。これにより、境界面での光損失を極力低減することができ、複数の導光板を結合して大きいサイズの導光板を得ることができ、照明装置に適し、運搬や設置上取り扱い易いものとなる。とある。

特開２００７−２８７３３９ 特開平１１−２２４５２０

特許文献１では、照明単位体を形成して、その組合せでディスプレー、看板などを構成するとあるが、細かい寸法が限定されるし、緻密な設計が必要となり限界もある。しかも割高な物となる。安価に成形品を作るための射出成型の金型投資が必要である。

特許文献２では、複数に分割した導光板間を透明媒体で結合するとあるが、このような結合で均一な面発光を得るには相当緻密な設計が必要であるし、それに要する工数を考えると、技術的には可能でも対応力にもコスト的にも問題がある。小回りが利かなく実用性もないのである。

本考案の目的は、ディスプレー、看板など一品料理的な物件でも、容易に対応でき、導光板の端材を使うことも出来るし、明るさも均一にしたり、不均一にしたりを、配置の仕方、間引き方で自由にできるシステムにある。

また、ＬＥＤを直接並べて面発光させるシステムもあるが、ＬＥＤが無数に必要なことからその手間と費用が莫大にかかるし、表示部との距離を１００ミリメートルから２００ミリメートルにしないと均一な面発光表示体にならない。かさだかな物となっているのである。

参考事例で話を進めると、従来からながきに渡って使用されている、蛍光管を使ったディスプレー、看板などは１５０ミリメートルから３００ミリメートル程度の厚みのある、パッケージの中に蛍光管を並べる形で製作されている。蛍光管という線状の発光体を並べ、出来るだけ均一な光に見せるために、蛍光管とパッケージの表示面との間隔を大きく取ることで、出来るだけ均一な発光体としていた。しかし、それでも均一に面発光するものは出来なかった

本考案は、このシステムの延長でもあり、簡単な構成で、より均一な自発光表示物にすると共に、メンテナンスが楽か、ほとんど要らないシステムとしたのである。

請求項１では、導光板の側面からＬＥＤによる光を入射してなる小型の発光体ユニットを、板材の板面に複数個点在させ、拡散板で覆い一体としたことを特長とする導光板による自発光表示物。とした。

この時、面発光させるのに必要な反射率の高い面材付きの導光板は、使用されるアクリル樹脂板の背面に点状にドット印刷して製作する。光を入れる手前は点で印刷された面積を少なくして、奥になるにしたがって点で印刷された面積を広げ、反射率の高い反射シートなどの面材を裏面に取付ける。そのような方法で均一に光を分散させて面発光させる導光板でもいいし、背面にレーザー光などで筋を入れて導光板にしたものであってもいいし、その他の導光板であっても良い。

前項（００１１）で述べたように、従来の自発光表示物は、パッケージの中に蛍光管を並べる形で構成している、その蛍光管を導光板による発光体ユニットに置き換えたのである。よりコンパクトで、大きさも自在で、光も均一に発光させると共に、メンテナンスの少なくて済むシステムとしたのである。

請求項２では、請求項１の点在させる小型の発光体ユニットが三角形、及びまたは、矩形の組合せで構成してなることを特長とする導光板による自発光表示物。とした。

これは、三角形や矩形の小型の導光板とＬＥＤとの組合せによる小型の発光体ユニットを用意しておくことで、必要なディスプレー、看板のグラフィックに合わせた配置や明るさが簡単に構成できるようにしたのである。

例えば、導光板とＬＥＤとの組合せによる小型の発光体ユニットは、幅３０ミリメートルから３００ミリメートル長さ１００ミリメートルから５００ミリメートルで厚みが３ミリメートルから１０ミリメートルの短冊形のアクリル樹脂板を使用した導光板にアルミニウム、その他の素材による形材に配線基盤と共に取付けられたＬＥＤをアクリル樹脂板の側面から光を入れて面発光させるのである。

そこで、請求項２のように、導光板による発光体ユニットを三角形や矩形の形状で準備しておくと、その組合せで、発光させたい所に集中的に光りを発光さすことが出来るし、均一に光らすことも出来る。実に簡便に納期も早く、安価に出来る導光板による自発光表示物が構成できる。

導光板による小型の発光体ユニットを三角形や矩形の組合せで、１ミリメートルから３ミリメートル厚のアルミ板などの板材の板面に両面接着テープやビスなどで、必要な形に配置して固着し、その上にプラスチック製のカバー材である拡散板を構成するのである。この時のプラスチック製のカバー材と導光板による小型の発光体ユニットとの距離は１０ミリメートルから１００ミリメートル程度であれば、拡散板の表面から見て均一な面状の自発光表示物となる。

請求項３では、請求項１の点在させる小型の発光体ユニットを文字や記号、物の形に合わせたいろいろな形状の組合せで構成してなることを特長とする導光板による自発光表示物。とした。

これは、文字や記号、物の形などは、ピット文字としてよく使用されるが、これらをその形で導光板を使って製作するには、無理といえるほど大変な作業が必要となる。しかし、本システムの小型の発光体ユニットの組合せで構成すると、きわめて楽に製作できるのである。

この時、導光板による発光体ユニットのＬＥＤに通電のための配線が構成されているのは勿論のことである。使用するＬＥＤの明るさや色目は自由に選択できるが、ＬＥＤの色目は温白色から白色まで選んでもいいし、透過性のいい色つきのシートをＬＥＤの全面に当てて色を変えても良い。ＬＥＤは通常４０００ミリカンデラ以上の明るさのものが使用される。

ＬＥＤをそのまま光源として点状に並べて面発光させる表示物が使用されているが、点状に並べて発光させるので、均一に光らせるには２０ミリメートルから５０ミリメートルピッチにＬＥＤを面状に多数個配置する必要があり、相当な手間がかかるし、コストアップになる。また、ＬＥＤを４、５個並べて５０ミリメートルピッチ程度に並べたものも使用されているが、この場合でも相当な手間がかかることになるし、表面の拡散板との距離を１００ミリメートル以上２００ミリメートルと、大きくとる必要が出てきて、表示物の表面、即ち拡散板の表面が暗くなる。

拡散板としてプラスチック製のカバー材が使用される。１ミリメートルから５ミリメートル厚のアクリル樹脂製やポリカーボ樹脂製の真空成型による皿形の形状をしたもので構成してもいいし、表示部の額縁をアルミニウム製の押出し形材やステンレス、メッキ鋼板などによって矩形その他の形状に構成すると共に、拡散板を前面に構成する方法でもいい。

この時、反射率の高い面材を使う形の導光板による場合は、背面のアルミニウムやステンレス、メッキ鋼板などの板材の板面に、例えば反射率の高いシートや塗装が全面に構成されていてもいいし、この反射率の高い面材を発光体ユニットの背面だけに構成されているものでもいい。

上記、解決手段による考案の効果を説明すると、請求項１では、導光板の側面からＬＥＤによる光を入射してなる小型の発光体ユニットを、板材の板面に複数個点在させ、拡散板で覆い一体としたことを特長とする導光板による自発光表示物。とした。ＬＥＤによる光を注入した小型の発光体ユニットを複数個、板材の盤面に点在させることにした。

これは小型の発光体ユニットを複数個板材の板面に点在させても、その上に構成する拡散板との間に１０ミリメートル以上１００ミリメートル程度の隙間を開けることで、全体として均一に発光する表示部が構成できるからである。この時の隙間はＬＥＤによる光を注入した小型の発光体ユニット同士の間隔の寸法の広い狭いとか、ＬＥＤの明るさ、導光板の大きさなどの、その光量によって決められる。

表示部の拡散板と小型の発光体ユニットの、その隙間の程度は大きく取るほうが均一な発光の表示物となるが暗くなるので、用途に合わせて希望する出来上がりになるよう、設計すればよい。発光体ユニットを小型のもので構成するということは、高価な導光板を無駄なく使用できるのである。このことが本考案の最大の特徴である。

また、請求項２のように、請求項１の点在させる小型の発光体ユニットが三角形、及びまたは、矩形の組合せで構成してなることを特長とする導光板による自発光表示物。とすることで、矢印部を光らせたりするときに、三角形や矩形の組合せで色々な大きさや形状に対して対応できることになる。

図１は、本考案の導光板による自発光表示物の正面図である。プラスチックスケース拡散板５はアクリル樹脂製で、真空成型で皿型に成型されていて、その成形品の周り縁８で１ミリメートル厚のアルミニウム板材６の穴７を介して取付けられる。

図２は、図１のプラスチックスケー拡散板５に文字を貼付けた正面図である。点線で表示している矩形の部分が、導光板１２の側面からＬＥＤ２による光を入射した小型の発光体ユニット１で、１ミリメートル厚のアルミニウム板材６に複数個、両面テープで貼付けされる。両面テープも最近では長期に亘って性能が維持できるものが出来ているし、プラスチックケース拡散板５の中に格納されていて、直接紫外線に当たったり、雨風を受けないので、耐久性には問題がないのである。

プラスチックスケース拡散板５に貼付けられる様々な図柄に合わせて、より効果が上がるように、複数個の導光板１２による小型の発光体ユニット１を構成して、安くて性能のいいものを製作するのである。

厚み２ミリメートルのアクリル樹脂製拡散板１１を６００ミリメートル角とすると、幅１００ミリメートル、長さ２５０ミリメートルで厚みが７ミリメートルの短冊状のアクリル樹脂製導光板１２に、１００００ミリカンデラのＬＥＤ２を１０個、アルミニウム形材３に配線基盤と共に取付け、幅１００ミリメートルの側面から光を入れて面発光させるのである。この時、アルミニウム板材６の板面に貼付けされるアクリル樹脂製導光板１２の裏には反射率の高い面材であるシート９が構成されている。

上下に２列、５枚ずつ合計１０枚並べるのである。こうすることで、通常１枚のアクリル樹脂製導光板１２による場合は、０．３６平方メートル必要であるが、このように小型の発光体ユニット１を並べると、０．２５平方メートルと０．１１平方メートル省略できる。面積の少ない分ＬＥＤ２の明るさを調整する必要があるが、大きな板の導光板から切り分けるよりも、大幅に取りあいの効率が良くなるので安く製作できる。また、プラスチックスケース拡散板５と発光体ユニット１の表面との間隔は５０ミリメートルとすると、拡散板５の表面の照度は１５００ルックス以上となる。

表示部の図柄とか導光板の端材の形から、三角形や矩形の発光体ユニット１にして、その組合せで図３のように構成させても良い。この図にあるようにアルミニウムの額縁１０で構成すると色々な寸法の表示物に対応しやすくなる。この時拡散板１１は、平滑なアクリル樹脂板など使用できるので、形が変わっても自由に切り分け出来る。

図４は、本考案導光板１２による自発光表示物の組合せの斜視図である。アルミニウム製の板材６の板面に小型の発光体ユニット１を点在させておいて、プラスチックケース拡散板５の中に格納する。この時、前項（００３４）で述べた、発光体ユニット１の長さ方向を短くして、数を増やして板面上に配置することで相当明るいものでも製作することが出来る。

図５は、発光体ユニット１を分解した斜視図である。ＬＥＤ２のチップを１０ミリメートルから３０ミリメートルの間隔で基盤に装てんし、アルミニウム押出し形材３の側面に取付けたものを、導光板１２の側面に構成するのである。ＬＥＤ２のチップの装てんは１０ミリメートルピッチ程度が小さな発光体ユニット１でも対応しやすく適当である。ここでは、ＬＥＤ２は１００００ミリカンデラのものとした。

図６は、アクリル樹脂板１３の裏面の点状印刷４と反射シート９との組合せ部の斜視図である。反射シート９は、反射率９５パーセント程度の反射率のシートや板材が良い。

図７は、ピット文字を本考案による自発光表示物で組合せした事例斜視図である。額縁１０をピット文字の形状に製作して、そのピット文字に合せた小型の発光体ユニット１の形を色々な形にして組合せ、均一に発光させるようにした。

は、本考案導光板による自発光表示物の正面図である。 は、図１に文字を貼り付けた正面図である。 は、本考案導光板による自発光表示物で三角形や矩形の発光体ユニットを入れた部分を斜線で表示した斜視図である。 は、本考案導光板による自発光表示物の組付け構成図である。 は、発光体ユニットの構成斜視図である。 は、導光板の裏面の印刷部分と反射シートとの組合せ部の斜視図である。 は、本考案導光板による自発光表示物をピット文字にした時の事例斜視図である。

符号の説明

１ 発光体ユニット
２ ＬＥＤ
３ アルミニウム押出し形材
４ 点状印刷
５ プラスチックケース拡散板
６ 板材
７ 穴
８ 周り縁
９ 反射シート
１０ 額縁
１１ 拡散板
１２ 導光板
１３ アクリル樹脂板

Claims (3)

1. 導光板の側面からＬＥＤによる光を入射してなる小型の発光体ユニットを、板材の板面に複数個点在させ、拡散板で覆い一体としたことを特長とする導光板による自発光表示物。
2. 請求項１の点在させる小型の発光体ユニットが三角形、及びまたは、矩形の組合せで構成してなることを特長とする導光板による自発光表示物。
3. 請求項１の点在させる小型の発光体ユニットを文字や記号、物の形に合わせた組合せで構成してなることを特長とする導光板による自発光表示物。