JPH08241051A

JPH08241051A - 両面発光型面状光源

Info

Publication number: JPH08241051A
Application number: JP7043295A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Taniguchi; 政宏谷口
Original assignee: Nakaya Co Ltd
Current assignee: Nakaya Co Ltd
Priority date: 1995-03-02
Filing date: 1995-03-02
Publication date: 1996-09-17
Also published as: TW284853B

Abstract

(57)【要約】【目的】両面発光型の面状光源でも薄くて軽量で取扱
いやすく、しかも光の損失が少なく、均一で高輝度な両
面発光型面状光源を安価に提供する。【構成】内面が光反射面に形成された箱体２と、該箱
体内に内蔵された光源１とからなり、前記箱体の少なく
とも対向する２つの壁面５、６に光透過領域３が多数個
均斉に設けられ、かつ、該光透過領域は前記光源から遠
くなるにつれて該光透過領域の前記壁面に対する割合が
大きくなるように設けられ、前記少なくとも対向する２
つの壁面から前記光源の光を放射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は両面発光型面状光源に関
する。さらに詳しくは、街頭看板や電車などの車内の吊
り広告などの両面側から観察する電飾看板などに適した
パネル表示用などの両面発光型面状光源に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示パネルや駅の広告などの電飾看
板などに用いられる裏面側から光を照射するパネル表示
の光源としては、従来電球や蛍光灯などが用いられてい
る。その構成は、たとえば図１６に示されるように、蛍
光灯２１などの光源を反射ケース２２内に配列し、拡散
板２３を介して、または直接表示パネルなどを照射する
もので、これらの光源を用いてパネル面の全面を均一に
照射するためには、パネルと光源とのあいだを離間させ
る必要（たとえば、１ｍ四方のパネルでは１５ｃｍ以上
離す必要）があり、奥行のスペースを多く必要とする。
このような装置で表裏両面を表示パネルとする両面発光
型の面状光源にしようとすると倍の厚さが必要となり、
一層奥行のスペースを多く必要とする。

【０００３】一方、表示パネルの裏面の奥行を小さくす
るため、導光板の側面から光をとり入れ、その表面から
光を放射する面状光源が、たとえば液晶表示パネルなど
の裏面に配置されるバックライトとして用いられるばあ
いもある。このような面状光源は、図１７（ａ）に示さ
れるように、線状の光源１とこの光源１の光を側壁から
とり入れて表面側から放射させる導光板１２と、この導
光板１２からの光を液晶表示パネル側に拡散させる光拡
散板１３と、光拡散板１３からの光を正面側に指向さ
せ、正面から見る光の強度を強くするプリズムシート１
４とから構成されたものが知られている。導光板１２は
アクリル樹脂などの透明な板から形成され、裏面に光を
反射させるドットパターン１５が設けられ、導光板１２
の光源１が設けられている側面以外の側面には反射シー
ト１７が設けられている。このドットパターン１５はイ
ンクにガラス球を混入しスクリーン印刷などにより設け
られたもので、導光板１２の裏面側に出た光をガラス球
により反射させて表面側に放射されるようにしている。
導光板１２の裏面側にはさらに金属板などからなる反射
板１６が設けられ、導光板１２の裏面から出てドットパ
ターン１５で反射しないで裏面側に透過した光を導光板
１２の表面側に反射させて光の利用率の向上を図ってい
る。また光源１の周囲には反射膜１８が設けられ、光源
１の光が有効に導光板１２の中に導入されるように構成
されている。そのため、光源１の近傍で導光板１２に光
をとり入れる側は光が入射した端部では均一光がえられ
ず、図１７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示される
領域Ｐの範囲をクリアランスとして発光面Ｑとは別に確
保しなければならない。

【０００４】光拡散板１３は導光板１２の表面側に設け
られ、斜め方向に出てきた光でも表面であらゆる方向に
均一に放射されるようにするもので、光拡散板１３の表
面にはさらにプリズムシート１４が設けられ、正面側に
集光されるようにしている。この光拡散板１３はポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリカーボネートな
どからなり、１２０〜１５０μｍ程度の厚さに形成さ
れ、プリズムシート１４はポリカーボネートなどからな
り、表面の断面は図１７（ａ）に示されるように三角形
状のプリズムに形成され、厚さは１２０〜２５０μｍ程
度である。このような装置で表裏両面を表示パネルとす
る両面発光型の面状光源にしようとすると、導光板の裏
面にドットパターン１５や反射板１６を設けることがで
きず、導光板内を先の方まで光を進ませることができ
ず、光源の近くの上下面だけで光が放射されてしまい、
面全体から均一に発光させることができない。そのため
導光板を用いた面状光源を使用して両面発光型の面状光
源を作るばあいでも図１７（ａ）に示されるような構造
のものを反射板側を背中合せにして重ねなければならな
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の蛍光灯や電灯な
どを光源とした電飾看板の方式で両面発光させるために
は片面発光の倍近くの奥行きが必要となり、通常の蛍光
灯を使用すると２５ｃｍ以上の厚さとなり、また光源の
数を多くしないと均一な面状光源がえられないため、ス
ペースを多く必要とし電力を多く必要とする。そのた
め、両面表示の電飾看板を街頭に設置したり、自動車な
どに設置し動く看板としたり、車内の吊り広告とするな
どのため、光源を用いた両面表示の表示パネルを使用し
にくいという問題がある。

【０００６】また、導光板を用いた面状光源は、導光板
がアクリル樹脂などから形成されているため、大きくな
るにしたがって重量が重くなり、背中合せで重ね合せる
と一層重くなる。さらに透明基板といえども樹脂内を光
が進行するため、光が減衰し、さらに導光板の側面から
光を取り入れるとともに、導光板の裏面側で反射させて
表面側に光を放射させるため、導光板内への光の取り入
れ効率がわるく、光の利用効率が非常に低下し、所望の
輝度をうるためには大出力の光源が必要になるという問
題がある。

【０００７】また発光面のほかに光源を配置するスペー
スおよび導光板の光源側に発光面として寄与しないクリ
アランスを確保しなければならず、面積を多く必要とす
るとともに、この面状光源をアレー状またはマトリクス
状に並べて大型画面を形成することができないという問
題がある。

【０００８】本発明はこのような問題を解決し、両面発
光型の面状光源でも薄くて軽量で取扱いやすく、しかも
光の損失が少なく、均一、かつ、高輝度で所望な大きさ
の両面発光型面状光源を安価に提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の両面発光型面状
光源は、内面が光反射面に形成された箱体と、該箱体内
に内蔵された光源とからなり、前記箱体の少なくとも対
向する２つの壁面に光透過領域が多数個均斉に設けら
れ、かつ、該光透過領域は前記光源から遠くなるにつれ
て該光透過領域の前記壁面に対する割合が大きくなるよ
うに設けられ、前記少なくとも対向する２つの壁面から
前記光源の光を放射するように構成されている。

【００１０】ここに光源とは、電球、ハロゲンランプ、
発光ダイオードなどの点光源、棒状蛍光灯などの棒状光
源や前記点光源を線状に並べたもので、細長い範囲にわ
たって発光する線状光源およびリング状の光源などを含
む意味である。

【００１１】前記光透過領域が前記対向する２つの壁面
の前記光源に対向する部分にも設けられ、該光源の半径
方向端部側に対向する部分の光透過領域の前記割合の増
加率が前記光源から離れた位置の前記割合の増加率より
大きくなるように形成されていることが、光源の影によ
る暗部がなくなり、空間を介して光拡散板などを設けな
くても壁面の表面で広い面全体にわたって均一な輝度が
えられて好ましい。

【００１２】前記光源から最遠端の光透過領域の前記割
合が前記２つの壁面のそれぞれにおける光透過領域の前
記割合の最大値より小さくなるように形成されているこ
とが、端縁部での輝度を均一にできるため好ましい。

【００１３】前記光透過領域の前記割合を大きくするた
め、前記光透過領域の面積が順次大きくなるように形成
されてもよいし、そのピッチが小さくなるように形成さ
れてもよい。

【００１４】前記箱体の少なくとも前記光透過領域が設
けられる壁面が金属板からなり、前記光透過領域が該金
属板からなる箱体の一壁面に形成された貫通孔またはス
リットであることが、金型などで簡単に形成できるため
好ましい。

【００１５】また、前記箱体の少なくとも前記光透過領
域が設けられる壁面が光反射膜が設けられた透明基板か
らなり、該透明基板の一部には該光反射膜が設けられな
い領域が形成され、該領域が前記光透過領域とされてい
ても、光反射膜を印刷などにより簡単に形成できるとと
もに、箱体は貫通する孔やスリットがなく密閉されるた
め、ほこりなどが入らなくて好ましい。

【００１６】前記光反射膜が、完全な光反射面ではなく
光の一部を透過するように設けられることが、表面での
光透過領域と光反射面とのあいだでの輝度の均一化を図
る上で好ましい。

【００１７】前記対向する２つの壁面にそれぞれ隣接す
る側壁の少なくとも一部が透光壁または光透過領域が均
斉に設けられた壁面にされ、前記側壁の少なくとも一部
も発光面とされていることが、側壁も表示面として利用
することができるため好ましい。

【００１８】前記光源の光を前記対向する２つの壁面側
にそれぞれ反射させる反射板が前記箱体内に設けられて
おれば、反射板の角度などを調整することにより発光面
の輝度の均一化を図りやすいため好ましい。

【００１９】前記反射板と前記対向する２つの壁面のそ
れぞれとで囲まれる２つの空間内に光を供給できるよう
に前記光源が前記反射板の中心部に設けられていること
が、少ない光源で発光面の輝度の均一化を図りやすい。

【００２０】本発明の大型の両面発光型面状光源は、請
求項１記載の両面発光型面状光源がアレー状またはマト
リクス状に配列されている。

【００２１】前記配列されたそれぞれの両面発光型面状
光源の継ぎ目部の側壁面の一部または全部が除去され、
または透光壁もしくは光透過領域が均斉に設けられた壁
面にされていることが、面状光源の継ぎ目部での縞がで
きにくく好ましい。

【００２２】前記配列されたそれぞれの両面発光型面状
光源の継ぎ目部の発光面における光透過領域の割合が調
整され継ぎ目部の輝度の均一化が図られていることが、
均一な輝度の大型の両面発光型面状光源がえられるため
好ましい。

【００２３】

【作用】本発明によれば、光透過領域以外の内面が光反
射面とされた箱体の内部に光源が内蔵され、かつ、光が
箱体内の空間を内面で反射しながら少なくとも対向する
２つの壁面に設けられた光透過領域から出射するため、
光源の光は全てロスなく箱体内に取り込めるとともに、
空間での光吸収は非常に小さく、光源の光は殆んど全て
光透過領域から取り出され両面発行型面状光源として寄
与する。そのため、従来の導光板内に光を取り入れる際
の損失や、導光板内の進行に伴う光の吸収損失がなく、
光の利用効率が非常に向上する。また、対向する２つの
壁面に光透過領域が設けられているため、両面から発光
する一方、光透過領域以外は光反射面とされているた
め、対向する２つの壁面間でも箱体内を反射しながら光
は進む。しかも内部が空間であるため軽量で薄く形成で
きる。

【００２４】また、本発明によれば、光源に近いところ
では光を取り出す壁面に対して光透過領域の割合が小さ
く、遠くなるにつれてその割合が大きくなるように形成
されているため、光源に近く光量の多いところでは光透
過領域の割合が小さいところから光が放射され、光源か
ら遠く光量の少ないところでは光透過領域の割合が大き
いところから光が放射され、結果として表面から均一な
輝度の光が放射される。このばあい、対向する２つの壁
面から取り出す光を共通の光源からうるときは、対向す
る２つの壁面の光透過領域のパターンは同様に形成さ
れ、内部が反射板で仕切られて別々の光源を用いるばあ
いには、それぞれの光源からの距離に応じた光透過領域
のパターンが形成される。

【００２５】また、光源に対向する部分の壁面にも光透
過領域が設けられるばあいは光源を挟んで対向する壁面
からの反射光が到達しないため、光源の半径方向の端部
側に対向する部分の光透過領域の割合の増加率を他の部
分より大きくした方が全面で均一な輝度となる。

【００２６】本発明の大型の両面発光型面状光源によれ
ば、請求項１記載の両面発光型面状光源をアレー状また
はマトリクス状に配列するだけで大型の両面発光型面状
光源を形成でき、好みの大きさのものを簡単に作製でき
る。このばあい、面状光源の継ぎ目部の輝度が均一でな
いときは光透過領域の割合を調整するかまたは１００％
光透過領域にすることにより、簡単に均一な輝度の大型
の両面発光型面状光源となる。

【００２７】

【実施例】つぎに本発明の面状光源について説明する。
図１は本発明の面状光源の原理を説明する図で、（ａ）
は反射面で形成された箱体２内の光源１からの光の進行
を示す断面説明図、（ｂ）は箱体２の対向する上下２つ
の壁面に設けられた光透過領域３から放射される光の経
路を説明する部分断面説明図、図２〜１０は箱体２の表
面側上壁面に設けられた光透過領域の一例を示す図であ
る（対向する裏面側壁面も同様の光透過領域のパターン
が形成されるが、その説明を省略する）。

【００２８】光反射面（以下、単に反射面ともいう）で
形成された箱体２内に光源１が配置されると、光源１か
らは四方に光が放射されるが、箱体内の光透過領域以外
は反射面になっているため、図１（ａ）に示されるよう
に、反射面で反射しながら光源１から遠ざかる方向に進
み、終端の側壁４に到達すると側壁４で反射して戻り、
さらに反射を繰り返しながら箱体２内を進行する。この
反射面の反射率を高くすることにより光は減衰すること
なく箱体２内を進行する。

【００２９】箱体２の表面側および裏面側の対向する壁
面には反射面とならない光透過領域３が設けられてお
り、図１（ｂ）に示されるように、光透過領域３に向か
って進行した光は光透過領域３から箱体２の外部に放射
される。したがって光源１から放射された光で、反射面
に向かった光は反射をして箱体２内を進み、光透過領域
３に向かった光は光透過領域３から箱体２の外部に放射
される。光透過領域３から箱体２の外部に放射される光
は、図１（ｂ）に示されるように、斜め方向に放射され
る光もあり、光透過領域３の間隙でも光が放射されてい
るようにみえ、全面で均一な放射がえられる。とくに光
透過領域３が設けられた壁面の表面に光拡散板（図示せ
ず）が設けられることにより光拡散板の表面で無指向性
の均一な光放射がえられる。光拡散板は光透過領域が設
けられた壁面の表面に別個に設けられてもよいし、拡散
板または拡散シートと透明基板とをラミネートしたもの
などを用いて光透過領域が設けられる壁面と光拡散板と
が一体で形成されてもよい。また光透過領域３から放射
される光は光透過領域３が光源１から遠くなる程入射角
が大きい（壁面に平行に近い）方向の光が多くなるが、
図１２〜１３に示されるように、対向する２つの壁面の
あいだに反射板を挿入し、反射板の形状を光透過領域３
が設けられた壁面に対して傾斜させたり、わん曲させた
り、または側壁４を傾斜させることにより反射光線の方
向を変えることができ、光透過領域３から放射する光の
方向を調整することができる。

【００３０】箱体２の表面側の壁面に設けられる光透過
領域３の一例を図２に示す。光源１から放射された光の
強度は線状の光源１に近い部分で強く、遠ざかるにつれ
て弱くなる。本発明では箱体２内の光強度分布の不均一
にもかかわらず、発光面の発光分布を均一にするため、
図２（ａ）に示されるように、光源１から遠ざかるにつ
れて光透過領域３の面積（発光面に対する光透過領域の
割合）が大きくなるように光透過領域３が形成されてい
る。すなわち、光透過領域３の面積または発光面に対す
る割合が大きくなることにより、光が放射される割合が
大きくなる。そのため光源１から離れ、輝度が低下した
場所では放射の割合が高くなり、結果として箱体２の表
面の発光面では均一な発光量がえられる。この光源１か
らの距離と、たとえば円形の光透過領域３の直径との関
係の一例を図２（ｂ）に示す。図２（ｂ）に示される例
では光源１に沿った方向に並ぶ光透過領域３は全て同じ
大きさで形成され、線状の光源１と直角方向に並ぶ光透
過領域３は光源１から遠ざかるにつれて順次大きくなる
ように形成され、終端部では側壁４の反射光が多くなる
ため、わずかに小さくなるように形成されていることを
示している。たとえば、発光面が縦Ａ×横Ｂが１６０ｍ
ｍ×２０６ｍｍの大きさのばあい、線状の光源１付近で
は光透過領域３である円の直径が０．４ｍｍ程度、端部
の側面４付近の一番大きい円の直径は１．４ｍｍ程度、
ピッチが１ｍｍ程度で、その中間は図２（ｂ）に示され
るように、順次円の直径が大きく変化するように形成さ
れている。図２（ａ）は箱体２の一端部のみに光源１が
設けられたばあいの光透過領域３の直径の変化例であ
り、図３（ａ）は箱体２の相対向する両側端部にそれぞ
れ光源１が設けられたばあいの例を示している。なおこ
れらの例では光透過領域３の直径の大きさが連続的に変
化するような曲線で示されているが、模式的に示したも
ので、光透過領域３はそれぞれ個別に形成されるため、
大きさは完全な連続にはなりえず、厳密には折れ線の変
化となる。しかし、隣り同士の大きさは、たとえば０．
０１〜０．０５ｍｍ程度の変化で大きくなり、殆ど連続
的とみなせる。この大きさの変化はこのような連続的な
変化の代わりに、何個かは同じ寸法で段階的に変えるこ
ともできる。

【００３１】また光透過領域３の形状は円形でなくても
楕円形、多角形、スリット形状などその他の任意の形状
に形成することができる。さらに光透過領域３の配列も
図２〜３に示されるように、各行、各列ごとに整列して
いなくても、図４（ａ）に示されるように、一列おきに
半ピッチずらせた配列にすることもできる。このような
半ピッチずらせた配列にすることにより、光透過領域３
の円形の直径を光透過領域３のピッチよりも大きく形成
することができ、光源１から遠いところで輝度が弱くな
っても多くの光量を取り出すのに好都合である。

【００３２】また電飾看板などのための大きな面状光源
をうるためには、たとえば図４（ｂ）に示されるよう
に、矩形状の四端部全てに線状の光源１を配置し、前述
の各例と同様に線状の光源１から遠ざかるにつれて光透
過領域３の面積を大きく形成することもできる。

【００３３】さらに、図５（ａ）、（ｂ）に示されるよ
うに、箱体２の中央部に線状の光源１を配設することも
できるし、図６に示されるように、線状の光源１を箱体
に斜めに配設することもできる。いずれのばあいも、線
状の光源１に近いところでは光透過領域３の面積を小さ
くし、線状の光源１から遠ざかるにつれて大きくするこ
とにより均一な輝度の面状光源がえられるとともに、光
源部分の面積もムダなく利用することができ、デッドス
ペースのない面状光源がえられる。

【００３４】図５〜６に示されるように、線状の光源１
に対向する壁面の部分にも光透過領域３が設けられるば
あい、光源１に対向する部分の光透過領域３の割合は光
源１に近いという理由で必ずしも同じ割合で小さくした
方がよいとは限らない。すなわち、図７（ａ）、（ｂ）
に光源１から下側の壁面に向かって発射した光の進路を
模式的に示すように、光源１の上部近傍の壁面では光源
１の上半部の光しか到達せず、光源１の下半部から出た
光は光源１の上部近傍の壁面には到達しない。そのため
半分の光しか寄与しない。一方光の輝度は光源からの距
離の２乗に反比例する。そのため、光源の外周壁と光透
過領域が設けられた壁面との距離によっても変るが、図
７（ａ）のＣ点で示す部分から光源と対向する部分まで
の壁面では裏面側からの反射光が入らず、しかも光源１
からの距離も遠いＣ点で最も輝度が落ちるため、この位
置より中心側に光透過領域３を設けるばあいは、むしろ
光透過領域３の面積（発光面に対する光透過領域の割
合）の増加率をやや大きくし、図７（ｃ）に示されるよ
うな光透過領域の分布に形成した方が好ましい（図７
（ｃ）のＧ部の傾斜が光源１から離れた部分Ｈの傾斜よ
り大きい）。なお図７（ｂ）に示されるように、反射板
７を設けてその反射面を傾斜させると図７（ａ）のＣ点
は光源側に寄る。

【００３５】このように光透過領域の割合を光源１との
位置関係により調整することにより、空間を介して拡散
板などを設けなくても、壁面の表面で均一な輝度がえら
れ、薄い面状光源がえられる。なお、この光透過領域の
割合の変化は光源１と壁面との距離などによっても変
り、いずれの状態でも光透過領域の割合を調整すること
により、光透過領域が設けられた壁面の表面側で均一な
輝度とすることができる。

【００３６】前述の光源１と光透過領域３が設けられた
壁面との距離Ｄ（図７（ｂ）参照）に関しては、光源１
として発熱しない冷陰極管を用いるばあいは距離Ｄを殆
ど０にすることができ、２．４ｍｍφの冷陰極管を用い
れば厚さが３ｍｍ程度の面状光源がえられる。一方光源
１として発熱するものを使用するときは、前述の距離Ｄ
が余り近すぎると光源１の熱により壁面の膨張や変形ま
たは光の拡散性などにより光透過領域の分布が変化し発
光強度の均一化が損なわれる。本発明者は鋭意検討を重
ねた結果、その距離Ｄは３ｍｍ以上、さらに好ましくは
５ｍｍ以上設けることが光透過領域の分布を変化させ
ず、信頼性を維持できることを見出した。

【００３７】図８（ａ）に光源１が電球などの点状の光
源１を用いたばあい、図８（ｂ）にリング状の光源１を
用いたばあいの光透過領域３の分布例を示す。これらの
形状の異なる光源によっても、光源１から遠くなるにつ
れて光透過領域の割合を大きくすることにより、発光面
全面で効率がよく均一な輝度がえられる。これらの光源
１の外形が平面的にみて円形のものは、円形の発光面を
有する面状光源に適しているが、点状またはリング状の
光源１を用いて四角形状の面状光源としたり、線条の光
源１を用いて円形の面状光源とすることもでき、光透過
領域のパターンを調整することにより発光面全体で均一
な輝度でえられる。

【００３８】図９〜１０は光透過領域３の形状が円形な
どの個別に設けられた形状ではなく、ある一定の長さ連
続してスリット形状に設けられた例を示す。この例にお
いても前述の各例と同様に線状の光源１に近いところで
は発光面（壁面）に対する光透過領域３の割合を小さく
し、線状の光源１から遠ざかるにつれて大きくなるよう
に、光透過領域３であるスリットの幅を変えたり（図９
（ａ）、（ｂ）参照）、スリットの間隔を変えた（図９
（ｃ）、（ｄ）参照）ものである。

【００３９】図９（ａ）は前述の図２〜６と同様の平面
形状が矩形状の箱体２で、その両側面側に線状の光源１
が設けられ、箱体２の表面側上壁面に線状の光源１と平
行にスリット形状の光透過領域３が設けられ、しかも光
透過領域３のスリット形状の幅が線状の光源１が設けら
れた両側面側から中央部にいくにしたがって広くなるよ
うに形成された例である。このように、光源１から遠ざ
かる中央部側でスリットの幅を広くすることにより、光
源１から遠ざかることにより弱くなる光の強度を相殺し
て表面で均一な輝度がえられる。

【００４０】図９（ｂ）は、平面形状が矩形状の箱体２
の中央部に線状の光源１を配設し、図９（ａ）と同様に
線状の光源１と平行にスリット状の光透過領域３が設け
られた例で、このばあいは両側面側にいく程線状の光源
１から遠ざかるため、両側面側でスリット形状の幅が広
くなるように形成されている。

【００４１】図９（ｃ）は、図９（ａ）の例と同様に両
側面側に線状の光源１が設けられ、該線状の光源１と平
行にスリット状の光透過領域３が形成されているが、こ
の例では光透過領域３であるスリット形状の幅は一定で
その間隔（ピッチ）が線状の光源１から遠ざかる中央部
にいく程狭くなり、結果的に所定面積に対する光透過領
域３の面積の割合が大きくなるように形成されている。
図９（ｄ）も同様に中央部に配設された線状の光源１か
ら遠くなる両側面側でスリットの間隔（ピッチ）を狭く
して表面での輝度の均一化が図られている。

【００４２】光透過領域３であるスリットの形状は図９
（ａ）〜（ｄ）に示されるように、１つのスリットの一
端から他端までのスリットの幅が均一に形成されても、
少々不均一でも構わないが、線状の光源１の端部側と中
央部側とで光の強度が異なるときは、光の強度が弱い側
でスリットの幅を広くすることが好ましい。

【００４３】図１０（ａ）〜（ｂ）は光透過領域３であ
るスリット形状が線状の光源１と平行ではなく、直角方
向に形成された例である。このばあいは光透過領域３で
あるスリットの幅は均一ではなく、線状の光源１から遠
ざかるにつれて広くなるように形成されている。すなわ
ち、図１０（ａ）に示される例においては、両側面側に
設けられた線状の光源１から遠くなる中央部側に向かっ
て光透過領域３であるスリットの幅が広くなるように、
不均一な幅のスリットが線状の光源１と直角方向に形成
されている。図１０（ｂ）はスリットの外形が直線状で
はなく曲線で形成されたもので、考え方は図１０（ａ）
と同じである。

【００４４】前記光透過領域３の各例では、光透過領域
３の形状が円形やスリット形状の例で説明したが、円形
やスリット形状の部分を反射面としてそれ以外のところ
を光透過領域としてもよい。すなわち、透明基板で箱体
の発光面を形成し、その内面に金属膜や反射塗料、白色
塗料などの拡散反射剤などを塗布することにより反射面
を形成するばあいには、円形などの内側または外側のい
ずれの側を反射面とすることもできる。このばあい、円
形の面積や単位面積当りのスリット部の面積の割合は前
述の各例とは逆に光源から遠くなる程小さくなるように
形成される。要は反射面と光透過領域の面積の割合が一
定の関係で、光源から遠い程光透過領域の面積の割合が
大きくなるように形成されれば、その形状は任意でよ
い。

【００４５】光源１は熱または冷陰極形の蛍光灯、ハロ
ゲンランプ、エレクトロルミネセント、発光ダイオー
ド、タングステンランプ（白熱電球）などを単独でまた
は線状に発光するように配列したものが使用される。ま
た、反射面の材料としては、鏡など反射率の高い金属板
や、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）などのプラスチックスな
どにアルミニウムなどの光反射金属膜や反射率の高い白
色塗料などの光反射塗料などをコーティングしたものな
どが用いられる。白色塗料は反射率がミラーに比して落
ちるが、拡散反射をするため好ましい。また、光反射膜
などの形成を薄くして完全な反射面としないで、２〜１
０％程度の光を透過させるようにすることにより、拡散
性のよい発光面がえられる。

【００４６】また前述の光透過領域３は箱体２の壁面が
金属板など光を透過しない材料であるばあいには円形ま
たは多角形状など任意の形状の貫通孔やスリットなどを
設けることにより形成されるし、また箱体２の壁面が光
透明度が比較的高いアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）やガラス
板またはポリカーボネートミラー、塩化ビニールミラ
ー、アクリルミラー、透明アクリル、乳半アクリルなど
の透明基板に光反射膜などのミラーがコーティングされ
ることにより形成されるばあいは、光透過領域３のみを
円形やスリット形状など任意形状またはこれらの反転形
状に光反射膜を設けないことにより形成される。後者の
ばあいは、壁面に貫通する孔やスリットなどは設けられ
ず、箱体は透明基板を介して外気と遮断され、ほこりな
どの侵入を防止することができる。

【００４７】透明基板に光反射膜を設ける方法として
は、たとえばアルミニウムなどを蒸着法や熱転写法など
により全面に成膜し、レジスト膜を設けて露光、現像、
エッチングの一連のフォトリソグラフィ技術によりエッ
チングすることにより、光透過領域３のみのアルミニウ
ム膜を除去し、任意の形状の光透過領域を形成すること
ができる。このばあい、たとえばアルミニウムを成膜し
て光反射膜とするには、１０〜２０μｍ程度の厚さに成
膜すれば、殆ど完全に全反射させることができるが、成
膜厚さがたとえば２μｍ程度になると入射した光の半分
程度は反射して半分程度は透過しハーフミラーとなる。
そのあいだで膜厚を調整することにより反射率と透過率
との比を自由に調整することができる。

【００４８】光反射膜を設ける他の方法としては前述の
透明基板のシルク印刷、グラビア印刷、スクリーン印
刷、インクジェット方式などによる印刷やサンドブラス
トによるパターン形成、リフトオフ法などによるパター
ン形状の蒸着、塗装、または反射板に光透過領域を機械
加工、パンチング、レーザ加工などにより設ける方法な
どを採用することができる。

【００４９】前述のように、光透過領域から透過する光
は任意の斜め方向から放射されたり、表面に設けられる
光拡散板などにより拡散されて光透過領域と光反射膜が
設けられる部分との区画はボヤけて均一化し、表面全面
から放射される面状光源となる。しかし光透過領域の間
隔が大きいばあい、とくに光源に近い部分のように壁面
における光透過領域の割合が小さいところでは壁面全体
での完全な均一化がえられにくいばあいがある。このよ
うなばあいには、光反射膜の反射率を完全反射としない
で１０％程度以下は透過するように光反射膜を設けるの
が好ましい。この光の透過率が余り大きくなると箱体内
で反射する光が少なくなり、光源から遠い場所にとどく
光が少なくなり、光透過領域が設けられた壁面全体から
均一な発光がえられないからである。また光源から遠く
なるにつれて光透過領域の割合を大きくしながらも、光
透過領域の間隔が全体として小さく形成される（光透過
領域と光反射膜部分の面積比を一定にしながら、光透過
領域の１個１個を小さくする）ばあいには光反射膜部分
での透過率を０にすることができ、下限については、光
透過領域の形成法により異なる。

【００５０】つぎに具体的構造について詳細に説明す
る。なお、図１１〜１４では反射膜９の厚さや間隔など
誇張して表わした概念的な図である。

【００５１】実施例１図１１は本発明の両面発光型面状光源の実施例１の断面
説明図で、本実施例１では箱体２の対向する２つの壁面
５、６が透明基板からなり、その内面に反射膜９が設け
られて反射膜９のない領域である光透過領域３が均斉に
形成された壁面で、矢印で示されるように光が放射され
る。４は箱体２の他の壁面である側壁で、反射面に形成
され、ミラー蒸着や白色塗料の塗布などにより箱体２内
に光を閉じ込めやすくしている。

【００５２】２つの壁面５、６は図５に示されたよう
に、光源１の近くでは壁面５、６の面積に対する光透過
領域３の割合が小さく、光源１から遠ざかるにつれてそ
の割合が大きくなるように形成されている。また、光透
過領域３が設けられている壁面５、６以外の壁面（側壁
４）の内面は反射面になっているため、光透過領域３が
設けられている壁面以外の壁面に向かった光は箱体２内
を反射して進み、表面側壁面５または裏面側壁面６の光
透過領域３に向かった光が放射される。なお側壁４も完
全な反射面としないで光透過領域が均斉に設けられた発
光面としたり、全面が透明な側壁とすることもできる。

【００５３】図１１（ａ）は箱体２の中に１本の線状の
光源１が設けられた例で、図１１（ｂ）は２本の線状の
光源１が設けられた例であるが、作用は同じである。こ
のような構造にすることにより、光源１の外周面と壁面
５、６とのあいだは光源の熱による影響や光の拡散性に
より３ｍｍ以上、さらに好ましくは５ｍｍ以上の間隔を
設ける必要があるが、光源１の太さに１０ｍｍ程度増し
ただけの厚さで均一な輝度がえられる両面発光の面状光
源となる。

【００５４】実施例２図１２は本発明の両面発光型の面状光源の実施例２の断
面説明図で、本実施例２では箱体２の断面の対角線に沿
った方向に反射板７が設けられ、断面形状が３角形の箱
体が反射板７で結合していると考えることができる構造
で、他は実施例１と同じである。反射板は樹脂や金属な
どの反射する材料から形成される。

【００５５】本発明によれば、光透過領域３が設けられ
た２つの壁面５、６の間隔など全体の大きさは実施例１
と同じで薄型でコンパクトな両面発光型の面状光源とな
り、反射板７の部品が増えるとともに、必ず光源１が２
個必要となるが、箱体２内の光の通路は短くなり、同じ
光源に対して明るい輝度がえられる。さらに発光面（壁
面５、６）に対して反射板７が傾斜しているため、光源
１から遠いところでも発光面の方に光を反射させやす
い。なお、図１２に示す実施例では壁面５、６の光源１
に対向する部分には光透過領域を設けないで反射板５
ａ、６ａとしているが、実施例１と同様に光透過領域を
設け、全面を発光面とすることもできる。また側壁４も
反射板としないで、光透過領域を均斉に設けた壁面また
は全面が透明な側壁とすることもできる。

【００５６】実施例３本実施例３は、図１３（ａ）、（ｂ）に断面説明図が示
されるように、反射板８の形状を中心部で折り返した構
造にして両側に設け、その中心部に線状の光源１が設け
られているものである。このような構造にすることによ
り、箱体２の内部を反射板で仕切りながら光源１が１個
ですみ、反射板８により発光面（壁面５、６）側に有効
に光を取り出すことができる。

【００５７】図１３（ａ）は発光面（壁面５、６）に対
して反射板８を傾斜させた構造であり、図１３（ｂ）は
発光面に対して反射板８をわん曲させた構造である。い
ずれの構造でも実施例１〜２と同じ厚さで両面から発光
する面状光源がえられる。

【００５８】本実施例３では光源１が１個でも反射板８
により光の反射方向を調整でき、効率よく均一な輝度の
両面発光型面状光源がえられる。なお、本実施例３にお
いても、側壁４を完全な反射面としないで、光透過領域
が均斉に設けられた壁面または全面が透明な側壁とする
ことができる。

【００５９】実施例４本実施例は側壁４も光透過領域が均斉に設けられた発光
面としたもので、図１４（ａ）、（ｂ）にそれぞれ平面
説明図で示されている。図１４において、実施例１〜３
の対向した壁面５、６に相当する壁面から紙面の表面側
および裏面側に光を放射するとともに、側壁４からも矢
印で示されるように、四方に光を放射し、全面から光を
放射する多面発光型の面状光源としたものである。

【００６０】図１４（ａ）、（ｂ）において、光源１を
電球のような点状またはリング状のものにして薄型の多
面発光型とすることもできるし、光源１を棒状蛍光管の
ような線状のものにして奥行きを深くし、立方体形状に
近い箱型の多面発光型とすることもできる。他の構造お
よび図１４の符号は実施例１〜３と同じである。

【００６１】実施例５本実施例では、図１５に示されるように、たとえば図５
に示される光透過領域３のパターンを有する両面発光型
面状光源１０を上下左右に２個づつ並べたもので、大型
の両面発光型面状光源としたものである。両面発光型面
状光源１０としては図５に示される構造のものには限定
されないが、両面発光型面状光源１０の継ぎ目を目立た
なくするためには光源１の上部も光透過領域３が設けら
れ、発光面とされた方がよい。

【００６２】さらに、両面発光型面状光源１０の継ぎ目
部Ｅ、Ｆでは各両面発光型面状光源１０の側壁部を反射
面とはしないで、全面または一部を透明にしたり、削除
したりまたは側壁にも均斉な光透過領域を設けてもよ
い。このようにすることにより、機械強度的にも、蛍光
管メンテナンス的にも、光の均一化にも効果がある。

【００６３】また、継ぎ目部Ｅのように光源１の端部に
基づく輝度の低下により、継ぎ目部Ｅが暗くなるばあい
には、継ぎ目部Ｅの近傍の光透過領域３の面積を大きく
することにより、継ぎ目部の不連続を消すことができ
る。

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、反射面で形成された箱
体内に光源を配設し、箱体内を反射させながら、箱体の
少なくとも対向する２つの壁面に設けられた多数個の光
透過領域から光を取り出すことにより両面発光型面状光
源としているため、薄型で光の減衰が少なく、同じ光量
の光源に対して大きな輝度の両面発光型面状光源がえら
れる。そのため街頭の看板や車内の吊り広告、行先表示
など両側からの観察に好ましい看板などに本発明の両面
発光型光源を用いて電飾看板とすることができる。

【００６５】また、本発明によれば、非常に大型の両面
発光型光源を均一、かつ高輝度でうることができる。さ
らに光透過領域の割合を調整することにより光透過領域
が設けられた壁面の表面の輝度を均一化することがで
き、空間を介した拡散板の設置などを必要とせず、一層
薄い両面発光型面状光源がえられる。

【００６６】また中空の箱体により形成されているた
め、非常に軽量になるとともに光の減衰が少なく、しか
も光源の太さに数ｍｍ程度の２倍を増加させただけの薄
さに形成でき、５〜５０ｍｍ程度の薄い両面発光型の面
状光源がえられる。

【００６７】さらに、軽量で薄く消費電力も小さいた
め、車などに積載し、広告、選挙運動ポスタなどの動く
看板として利用することもできる。このばあい、とくに
両面発光型のため両側から観察できて好ましい。また照
明用光源としても間接光で明るい輝度の照明装置が薄く
軽量にえられる。

【００６８】さらに本発明の両面発光型面状光源によれ
ば材料も特殊な材料を必要とせず、加工も金属板のプレ
ス加工、樹脂加工、シート加工、透明基板への印刷、ミ
ラー装置などで容易に形成でき、非常に安価にうること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の両面発光型面状光源の原理を説明する
図である。

【図２】本発明の両面発光型面状光源の一実施例の箱体
の対向する２つの壁面の一方に設けられた光透過領域の
一例を示す説明図である。

【図３】本発明の両面発光型面状光源の一実施例の箱体
の一方の壁面に設けられた光透過領域の他の例を示す説
明図である。

【図４】本発明の両面発光型面状光源の一実施例の箱体
の一方の壁面に設けられた光透過領域のさらに他の例を
示す説明図である。

【図５】本発明の両面発光型面状光源の一実施例の箱体
の一方の壁面に設けられた光透過領域のさらに他の例を
示す説明図である。

【図６】本発明の両面発光型面状光源の一実施例の箱体
の一方の壁面に設けられた光透過領域のさらに他の例を
示す説明図である。

【図７】光源の表面側と裏面側に発射する光の進路を模
式的に示す図である。

【図８】電球および輪形蛍光灯を光源として用いたとき
の光透過領域のパターンの例を示す図である。

【図９】本発明の両面発光型面状光源の一実施例の箱体
の一方の壁面に設けられた光透過領域のさらに他の例を
示す説明図である。

【図１０】本発明の両面発光型面状光源の一実施例の箱
体の上壁面に設けられた光透過領域のさらに他の例を示
す説明図である。

【図１１】本発明の両面発光型面状光源の実施例１の断
面説明図である。

【図１２】本発明の両面発光型面状光源の実施例２を示
す断面説明図である。

【図１３】本発明の両面発光型面状光源の実施例３を示
す断面説明図である。

【図１４】本発明の両面発光型面状光源の実施例４を示
す平面説明図である。

【図１５】本発明の大型の両面発光型面状光源の一実施
例を示す説明図である。

【図１６】従来の面状光源の一例を示す説明図である。

【図１７】従来の面状光源の他の例を示す側面説明図で
ある。

【符号の説明】

１光源２箱体３光透過領域４側壁５、６対向する壁面７、８反射板９反射膜１０両面発光型面状光源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内面が光反射面に形成された箱体と、該
箱体内に内蔵された光源とからなり、前記箱体の少なく
とも対向する２つの壁面に光透過領域が多数個均斉に設
けられ、かつ、該光透過領域は前記光源から遠くなるに
つれて該光透過領域の前記壁面に対する割合が大きくな
るように設けられ、前記少なくとも対向する２つの壁面
から前記光源の光を放射する両面発光型面状光源。
【請求項２】前記光透過領域が前記対向する２つの壁
面の前記光源に対向する部分にも設けられ、該光源の半
径方向端部側に対向する部分の光透過領域の前記割合の
増加率が前記光源から離れた位置の前記割合の増加率よ
り大きくなるように形成されてなる請求項１記載の両面
発光型面状光源。
【請求項３】前記光源から最遠端の光透過領域の前記
割合が前記２つの壁面のそれぞれにおける光透過領域の
前記割合の最大値より小さくなるように形成されてなる
請求項１または２記載の両面発光型面状光源。
【請求項４】前記光透過領域の面積が大きくなるよう
に形成されることにより該光透過領域の前記割合が大き
くされてなる請求項１、２または３記載の両面発光型面
状光源。
【請求項５】前記光透過領域のピッチが小さくなるよ
うに形成されることにより該光透過領域の前記割合が大
きくされてなる請求項１、２、３または４記載の両面発
光型面状光源。
【請求項６】前記箱体の少なくとも前記光透過領域が
設けられる壁面が金属板からなり、前記光透過領域が該
金属板に形成された貫通孔またはスリットである請求項
１、２、３、４または５記載の両面発光型面状光源。
【請求項７】前記箱体の少なくとも前記光透過領域が
設けられる壁面が光反射膜が設けられた透明基板からな
り、該透明基板の一部には該光反射膜が設けられない領
域が形成され、該領域が前記光透過領域とされてなる請
求項１、２、３、４または５記載の両面発光型面状光
源。
【請求項８】前記光反射膜が、完全な光反射面ではな
く光の一部を透過するように設けられてなる請求項７記
載の両面発光型面状光源。
【請求項９】前記対向する２つの壁面にそれぞれ隣接
する側壁の少なくとも一部が透光壁または光透過領域が
均斉に設けられた壁面にされ、前記側壁の少なくとも一
部も発光面とされてなる請求項１、２、３、４、５、
６、７または８記載の両面発光型面状光源。
【請求項１０】前記光源の光を前記対向する２つの壁
面側にそれぞれ反射させる反射板が前記箱体内に設けら
れてなる請求項１、２、３、４、５、６、７、８または
９記載の両面発光型面状光源。
【請求項１１】前記反射板と前記対向する２つの壁面
のそれぞれとで囲まれる２つの空間内に光を供給できる
ように前記光源が前記反射板の中心部に設けられてなる
前記１０記載の両面発光型面状光源。
【請求項１２】請求項１記載の両面発光型面状光源が
アレー状またはマトリクス状に配列されて大型の発光面
が形成された大型の両面発光型面状光源。
【請求項１３】前記配列されたそれぞれの両面発光型
面状光源の継ぎ目部の側壁面の一部または全部が除去さ
れ、または透光壁もしくは光透過領域が均斉に設けられ
た壁面にされてなる請求項１２記載の大型の両面発光型
面状光源。
【請求項１４】前記配列されたそれぞれの両面発光型
面状光源の継ぎ目部の発光面における光透過領域の割合
が調整され継ぎ目部の輝度の均一化が図られてなる請求
項１２または１３記載の大型の両面発光型面状光源。