CN101893186A - 面发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种薄型的面发光装置，即使光源与导光部件之间分离也能够提高向导光部件的入光效率。本发明的面发光装置的特征在于，具备：至少1个点光源(20)；薄膜导光板(40)，具有相互相对的一对主面(41、42)以及入射来自点光源(20)的光的端面(43)，在一个主面上具有微棱镜(44)；以及入光部扩展用部件(50)，设置在薄膜导光板(40)的另一个主面的端面侧，由传播光的材料构成。

Description

面发光装置
技术领域
本发明涉及一种面发光装置，是关于提高向导光部件的入光效率的薄型的面发光装置。
背景技术
一直以来，作为显示装置、主要是液晶显示装置的照明手段，已知对液晶显示面板进行照明的面发光装置，例如背光灯、前光灯。以往的面发光装置通常主要由光源、将来自该光源的光出射到液晶显示面板的导光板构成。近年来，面发光装置的薄型化日益发展，开发出使用比光源薄的导光板的面发光装置。
作为这种薄型的面发光装置，存在专利文献1所公开的构成的装置。该面发光装置构成为，在比光源的直径薄的导光板的入射端部，在导光板的一方的板面上附设棱镜状的透明体，并在透明体的面对导光板的面上形成微细构造部。
专利文献1：日本特开平11-281820号公报
最近，要求面发光装置的进一步薄型化，并使用薄膜导光板。在使用这种薄膜导光板的情况下，使来自光源的光高效率地入光非常困难。并且，在将面发光装置安装到挠性布线板那样的电路基板上的情况下，作为点光源的LED和薄膜导光板之间产生间隙，由于产生该间隙而入光效率进一步降低。并且，作为面发光装置的光源，越来越倾向于使用作为点光源的LED，当使用这种点光源时，光不能够高效率地在薄膜导光板整体中传播，而亮度变得较低。
发明内容
本发明是鉴于上述方面而进行的，其目的在于提供一种薄型的面发光装置，即使光源与导光部件之间分离也能够提高向导光部件的入光效率。
本发明的面发光装置的特征在于，具备：至少1个点光源；薄膜导光板，具有相互相对的一对主面以及从上述点光源入射光的端面，在一个主面上具有微棱镜；以及入光部扩展用部件，设置在上述薄膜导光板的另一个主面的上述端面侧，由传播上述光的材料构成。
根据该构成，由于在薄膜导光板的端面侧具有入光部扩展用部件，因此能够增大入光部的表面积，并使入光量增多。由此，即使光源与导光部件之间分离，也能够提高向导光部件的入光效率。并且，通过设置入光部扩展用部件，能够将光供给到比薄膜导光板更大的区域。
在本发明的面发光装置中，优选俯视下上述入光部扩展用部件设置在与上述点光源相对应的位置上。
在本发明的面发光装置中，优选上述入光部扩展用部件具有包含具有曲率的区域的截面形状、具有多个山部的截面形状、大致V字形的截面形状。由此，能够控制向薄膜导光板入光的光的方向。
发明的效果
根据本发明的面发光装置，具备：至少1个点光源；薄膜导光板，具有相互相对的一对主面以及入射来自上述点光源的光的端面，在一个主面上具有微棱镜；以及入光部扩展用部件，设置在上述薄膜导光板的另一个主面的上述端面侧，由传播上述光的材料构成；因此即使光源与导光部件之间分离，也能够提高向导光部件的入光效率。并且，能够提高来自薄膜导光板的亮度的均匀性。
附图说明
图1(a)、(b)是表示本发明的实施方式的导光件的构成的侧视图。
图2(a)～(d)是用于说明导光件的发光状态的图。
图3(a)～(d)是用于说明导光件的光的控制状态的图，(e)～(g)是表示与(b)～(d)相对应的入光部扩展用部件的形状的图。
图4(a)是表示本发明的实施方式的导光件的构成的图，(b)是表示间隙与亮度降低率之间的关系的图。
图5(a)是表示比较例的导光件的构成的侧视图，(b)是表示间隙与亮度降低率之间的关系的图。
符号说明
10电路基板
20点光源
30反射板
40薄膜导光板
41、42主面
43端面
44微棱镜
50入光部扩展用部件
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
图1(a)、(b)是表示作为本发明的实施方式的面发光装置的导光件的构成的图。图1(a)所示的导光件主要由搭载在电路基板10上的点光源20、搭载在电路基板10上的反射板30、配置在反射板30的上方的薄膜导光板40、以及设置在薄膜导光板40的端面侧的入光部扩展用部件50构成。
作为电路基板10能够使用通常所使用的印刷布线板或挠性印刷布线板等。作为点光源20能够举出LED(发光二极管)等。反射板30是由反射材料构成的薄板体。
薄膜导光板40根据需要而隔开规定间隔地配置在反射板30上。薄膜导光板40具有相互相对的一对主面41、42、以及入射来自点光源20的光的端面(入光面)43。在薄膜导光板40的与主面41(出光面)相反侧的主面42上，在至少一部分上形成有微棱镜44。该微棱镜44能够使来自点光源20的光的光路朝向相对于薄膜导光板40的主面41大致垂直的方向。该微棱镜44的间隔以及每单位面积的数量不特别限制，能够根据需要的亮度来适当设定。
作为构成薄膜导光板40的材料，能够举出传播光的材料，例如聚碳酸酯树脂、氨基甲酸乙酯树脂、丙烯树脂等。并且，薄膜导光板40的厚度优选为0.05mm～0.4mm。
在薄膜导光板40的主面41的入光面、即端面43侧设置有入光部扩展用部件50。该入光部扩展用部件50由传播光的材料、例如全光线透过率为90％以上的氨基甲酸乙酯树脂、丙烯树脂等构成。当考虑到光的传播效率、方向的控制等时，从端面43开始的入光部扩展用部件50的宽度W，优选为1mm～4mm。并且，当考虑到光的传播效率、方向的控制等时，从薄膜导光板40的主面41开始的入光部扩展用部件50的高度(厚度)T，优选为0.05mm～0.3mm。并且，在对薄膜导光板40俯视的条件下，优选入光部扩展用部件50设置在与点光源20相对应的位置上。这里，所谓与点光源20相对应的位置，是指如图2(b)～(d)所示，与将来自点光源20的光进行入光的区域相对应的薄膜导光板40的主面上的位置。通过入光部扩展用部件50的高度T和薄膜导光板40的厚度，入光部扩展用部件50的端面与薄膜导光板40的端面与点光源20相对，来自点光源20的光入射到入光部扩展用部件50和薄膜导光板40中。
如图2(b)所示，入光部扩展用部件50的形状优选为，包含在薄膜导光板40主面方向的截面具有曲率的区域的形状。另外，如图2(c)所示，入光部扩展用部件50的形状优选为，薄膜导光板40主面方向的截面具有多个山部的形状。另外，如图2(d)所示，入光部扩展用部件50的形状优选为，薄膜导光板40主面方向的截面为大致V字形的形状。
这样，通过设置入光部扩展用部件50，入光部的光在点光源20的附近扩散，在薄膜导光板40中即使对从点光源30离开的位置也能够供给光。并且，能够提高来自薄膜导光板的亮度的均匀性。
入光部扩展用部件50的前方部(从入光侧离开的部分)50a，优选为能够反射从入光部扩展用部件50入光的光而将其导入到薄膜导光板40内的形状。这种形状只要是能够使从入光部扩展用部件50入光的光全反射的形状，则没有特别的限制。并且，当考虑到光的传播效率时，构成入光部扩展用部件50的材料的折射率与构成薄膜导光板40的材料的折射率之间的关系，优选为二者的差为15％以内。作为将入光部扩展用部件50设置在薄膜导光板40上的方法，能够使用印刷或转印等方法。
在图1(a)所示的导光件中，从点光源20出射的光，从薄膜导光板40的端面43入射到薄膜导光板40中而在薄膜导光板40内传播。在薄膜导光板40中，到达了主面42的微棱镜44的光a，被微棱镜44的凹部反射而改变光路，朝向上方。在薄膜导光板40内朝向上方的光b，通过主面41而向外界出射。并且，从点光源20出光、并从入光部扩展用部件50入光的光c，在入光部扩展用部件50内传播，被入光部扩展用部件50的前方部50a反射而向薄膜导光板40内入光(光d)。到达了薄膜导光板40的主面42的微棱镜44的光d，被微棱镜44的凹部反射而改变光路，朝向上方。在薄膜导光板40内朝向上方的光e，通过主面41而向外界出光。
本发明的面发光装置也可以是图1(b)所示的构成。图1(b)所示的导光件，主要由搭载在电路基板10上的点光源20、搭载在电路基板10上的反射板30、配置在反射板30的上方的薄膜导光板40、以及设置在薄膜导光板40的端面侧的入光部扩展用部件50构成。在图1(b)所示的构成中，在薄膜导光板40的主面41(出光面)上，在至少一部分上形成有微棱镜44，在薄膜导光板40的与主面41相反侧的主面42的作为入光面的端面43侧设置有入光部扩展用部件50。该微棱镜44能够使来自点光源20的光的光路朝向相对于薄膜导光板40的主面41大致垂直的方向。该微棱镜44的间隔以及每单位面积的数量不特别限制，能够根据需要的亮度适当设定。另外，图1(b)所示的微棱镜44形成为根据光的入射角度而具有反射功能和透射功能的凹凸形状，在入射角度倾斜的情况下(光f、k)，光被反射而朝向微棱镜44，在入射角度接近于垂直的情况下(光l、h)，光透射而朝向外界。
在图1(b)所示的导光件中，从点光源20出光的光，从薄膜导光板40的端面43入光到薄膜导光板40中并在薄膜导光板40内传播。在薄膜导光板40中，到达了主面41的微棱镜44的光f，被微棱镜44的凹部反射而改变光路，朝向下方。在薄膜导光板40内朝向下方的光g，通过主面42并被反射板30反射而改变光路，朝向上方。该光从薄膜导光板40的主面42入光、通过导光板40而从主面41向外界出光(光h)。并且，从点光源20出光、并从入光部扩展用部件50入光的光i，在入光部扩展用部件50内传播，被入光部扩展用部件50的前方部反射而向薄膜导光板40内入光(光j)。到达了薄膜导光板40的主面41的微棱镜44的光j，被微棱镜44的凹部反射而改变光路，朝向下方。在薄膜导光板40内朝向下方的光k，通过主面42、并被反射板30反射而改变光路，朝向上方。该光从薄膜导光板40的主面42入光、通过薄膜导光板40而从主面41向外界出光(光1)。
此处，说明为了明确本发明的面发光装置的效果而进行的实施例。
在薄膜导光板40的宽度方向的5个位置和从入光侧的进深方向的5个位置的合计25个位置上测定亮度，并求得设入光部(薄膜导光板40的端面)的亮度为100％时各个位置的亮度比例。其结果在图3(a)～(d)中表示。图3(a)表示未设置入光部扩展用部件50的情况，图3(b)表示设置了图3(e)所示形状的入光部扩展用部件50的情况，图3(c)表示设置了图3(f)所示形状的入光部扩展用部件50的情况，图3(d)表示设置了图3(g)所示形状的入光部扩展用部件50的情况。
根据图3(b)可知，设置了图3(e)所示形状的入光部扩展用部件50的情况，与图3(a)所示的情况相比较，光的方向聚焦，并且向横向(薄膜导光板40的宽度方向)的扩散变大。并且，在求得此时的最小亮度相对于最大亮度(100％)的比例时，为14.9％(在图3(a)所示的构成中为5.5％)。
并且，根据图3(c)可知，设置了图3(f)所示形状的入光部扩展用部件50的情况，与图3(a)所示的情况相比较，光的方向扩散，并且向横向(薄膜导光板40的宽度方向)的扩散变大。并且，在求得此时的最小亮度相对于最大亮度(100％)的比例时，为12.5％(在图3(a)所示的构成中为5.5％)。
并且，根据图3(d)可知，设置了图3(g)所示形状的入光部扩展用部件50的情况，与图3(a)所示的情况相比较，光的方向聚焦。并且，在求得此时的最小亮度相对于最大亮度(100％)的比例时，为10.8％(在图3(a)所示的构成中为5.5％)。
由于光的方向聚焦，因此能够将光供给到薄膜导光板20的离点光源20更远的位置。并且，由于向横向(薄膜导光板40的宽度方向)的扩散变大，因此能够在薄膜导光板40的离点光源20近的位置上将光供给到更大范围的位置。如此，通过设置入光部扩展用部件50，能够使点光源成为效率良好的面光源。并且，通过入光部扩展用部件50的形状，还能够控制向薄膜导光板40入光的光的方向。
接着，对亮度的降低相对于点光源与薄膜导光板之间的距离的关系进行了调查。
在薄膜导光板40的宽度方向的5个位置和从入光侧的进深方向的5个位置的合计25个位置上、对于亮度如图4(a)所示那样在设置了入光部扩展用部件50的构成中，对使点光源(LED)20与薄膜导光板40之间的距离(间隙)为0.5mm时的亮度降低进行了调查。具体地，求得设入光部(薄膜导光板40的端面)的亮度为100％时的各个位置的亮度降低比例的平均。其结果为，如图4(b)所示，亮度降低比例平均约为42％。
另一方面，在薄膜导光板40的宽度方向的5个位置和从入光侧的进深方向的5个位置的合计25个位置上、对于亮度如图5(a)所示那样在未设置入光部扩展用部件50的构成中，对使点光源(LED)20与薄膜导光板40之间的距离(间隙)为0.5mm时的亮度降低进行了调查。具体地，求得设入光部(薄膜导光板40的端面)的亮度为100％时的各个位置的亮度降低比例的平均。其结果为，如图5(b)所示，亮度降低比例平均约为58％。
如此，根据本发明的面发光装置，由于在薄膜导光板的端面侧具有入光部扩展用部件，因此入光部的表面积变大，能够增多入光量。由此，即使光源与导光部件之间离开也能够提高向导光部件的入光效率。尤其是，在将面发光装置安装到挠性布线板那样的电路基板上的情况下，作为点光源的LED与薄膜导光板之间产生间隙，因此是有效的。并且，通过设置入光部扩展用部件，能够将光供给到薄膜导光板的更大区域。
本发明不限定于上述实施方式，能够进行多种变更并实施。例如，在上述实施方式中，将面发光装置作为导光件进行了说明，但是在本发明中面发光装置也可以是背光灯、前光灯。并且，不限定上述实施方式中的材料、尺寸、个数、形状等，能够适当变更并实施。此外，只要不脱离本发明目的范围，能够进行适当变更并实施。
工业利用性
本发明的面发光装置能够搭载于液晶显示装置那样的显示设备上。

Claims (7)

1.一种面发光装置，其特征在于，具备：
至少1个点光源；
薄膜导光板，具有相互对置的一对主面以及从上述点光源入射光的端面，在一个主面上具有微棱镜；以及
入光部扩展用部件，设置在上述薄膜导光板的另一个主面的上述端面侧，由传播上述光的材料构成。
2.如权利要求1所述的面发光装置，其特征在于，
在俯视下，上述入光部扩展用部件设置在与上述点光源相对应的位置上。
3.如权利要求1或2所述的面发光装置，其特征在于，
上述入光部扩展用部件具有以下截面形状，该截面形状包含具有曲率的区域。
4.如权利要求1或2所述的面发光装置，其特征在于，
上述入光部扩展用部件具有以下截面形状，该截面形状具有多个山部。
5.如权利要求1或2所述的面发光装置，其特征在于，
上述入光部扩展用部件具有大致V字形的截面形状。
6.如权利要求1所述的面发光装置，其特征在于，
上述薄膜导光板的厚度比所述点光源的厚度薄，将上述入光部扩展用部件与上述点光源相对地设置在上述薄膜导光板的主面的表面上，来自上述点光源的光入射到上述薄膜导光板的端面和上述入光部扩展用部件的端面。
7.如权利要求1所述的面发光装置，其特征在于，
上述入光部扩展用部件为：前端具有弯曲形状，通过上述弯曲使来自上述光源的入射光向上述微棱镜方向反射。
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Date Code Title Description
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20101124