JP2000321440A - 導光板、面光源装置及び表示装置 - Google Patents

導光板、面光源装置及び表示装置

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JP2000321440A JP11127885A JP12788599A JP2000321440A JP 2000321440 A JP2000321440 A JP 2000321440A JP 11127885 A JP11127885 A JP 11127885A JP 12788599 A JP12788599 A JP 12788599A JP 2000321440 A JP2000321440 A JP 2000321440A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、導光板、面光源装置及び表示装置
に関し、例えば携帯電話の液晶表示装置に適用して、均
一な光量により照明光を出射できるようにする。 【解決手段】 裏面１６Ａ側より入射した照明光の光路
を斜面１６Ｃで折り曲げて伝搬する構成において、この
斜面１６Ｃに凹部１６Ｅを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、導光板、面光源装
置及び表示装置に関し、例えば携帯電話の液晶表示装置
に適用することができる。本発明は、裏面側より入射し
た照明光の光路を斜面で折り曲げて伝搬する構成におい
て、この斜面に凹部を形成することにより、均一な光量
により照明光を出射できるようにする。
【０００２】
【従来の技術】従来、携帯電話等に使用される液晶表示
装置においては、例えば導光板の裏面側より照明光を入
射するように構成された面光源装置が使用されるように
なされている。
【０００３】すなわち図６は、この種の液晶表示装置を
示す分解斜視図である。この液晶表示装置１において
は、液晶表示パネル２の背面に面光源装置３が配置さ
れ、この面光源装置３により液晶表示パネル２が照明さ
れる。面光源装置３は、フレーム４に反射シート５、導
光板６が順次配置されて形成される。
【０００４】ここで導光板６は、図７に断面を取って示
すように、断面楔型形状の透明板状部材であり、裏面６
Ａが平坦な面により形成されるのに対し、出射面６Ｂ側
においては、楔型根元部分のコーナーが斜めに切り落と
された形状に形成される。これにより導光板６は、根元
側の縁に沿って、出射面６Ｂ側に斜面６Ｃが形成され、
裏面６Ａ側のこの斜面６Ｃと対向する部位に入射面６Ｄ
が形成されるようになされている。
【０００５】すなわち面光源装置３において、フレーム
４は、白色樹脂を射出成形して箱型に形成され、反射シ
ート５、導光板６、液晶表示パネル２が順次積層されて
配置される。フレーム４は、導光板６の入射面６Ｄに開
口４Ａが形成され、この開口４Ａを囲むように、出射面
６Ｂとは逆側に壁面４Ｂが立ち上がるように形成され
る。フレーム４の壁面４Ｂに囲まれた空間には、プリン
ト配線基板７に実装された発光ダイオード８が配置され
る。
【０００６】これによりフレーム４は、この壁面４Ｂに
囲まれた空間により発光ダイオード８から出射された照
明光を導光板６に導く導光部を形成し、発光ダイオード
８の照明光を効率良く導光板６に入射する。
【０００７】面光源装置３は、このようにして入射面６
Ｄより導光板６に入射した照明光を斜面６Ｃで反射し、
これにより照明光の進行方向を出射面６Ｂに沿った方向
に折り曲げる。さらに面光源装置３は、裏面６Ａ及び出
射面６Ｂの間で反射を繰り返させて照明光を伝搬しなが
ら、出射面６Ｂより照明光を出射する。
【０００８】反射シート５は、白色のシート材であり、
裏面６Ａより漏れ出す照明光を反射して導光板６に再入
射させ、これにより照明光の利用効率を向上させる。
【０００９】このようにして構成される液晶表示装置１
においては、例えば携帯電話のケース９に形成された開
口９Ａを介してユーザーより液晶表示パネル２の表示画
面を目視できるようになされている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところでこの種の液晶
表示装置１において、出射光量の大きな発光ダイオード
を使用することにより、発光ダイオードの数を低減し、
全体形状を簡略化することができ、また重量を軽減する
ことができる。
【００１１】ところが発光ダイオードの数を低減する
と、均一な光量により照明光を出射することが困難にな
る問題がある。すなわち図８に液晶表示パネル２側より
見た平面図を示すように、発光ダイオードの数を低減す
ると、液晶表示装置１においては、入射面近傍の発光ダ
イオード８の正面に出射光量の大きな明部が形成される
のに対し、入射面近傍の発光ダイオード８間及び、出射
面の隅部に出射光量の少ない暗部が形成される。このよ
うな問題は、使用する発光ダイオードの多少にかかわら
ず生じ得るものであるが、発光ダイオードの出射光量が
大きく、かつ使用する発光ダイオードの数が少なくなる
程顕著となる。
【００１２】このように面光源装置２からの出射光量が
著しく不均一になると、液晶表示装置においては、表示
画面の品位が著しく低下することになる。
【００１３】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、光源の数を低減した場合でも、均一な光量により照
明光を出射することができる導光板、面光源装置及び液
晶表示装置を提案しようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め請求項１に係る発明においては、所定の一次光源から
出射される照明光を裏面の縁に形成された入射面より入
射し、縁に沿った斜面により照明光の光路を折り曲げ、
斜面より遠ざかるように照明光を伝搬させながら、裏面
と対向する出射面より出射する導光板において、一次光
源が略点光源であり、斜面の一次光源と対向する部位に
凹部を形成する。
【００１５】また請求項２に係る発明においては、請求
項１に係る構成において、断面略円弧形状に凹部を形成
する。
【００１６】また請求項３に係る発明においては、請求
項１又は請求項２に係る構成において、入射面より遠ざ
かるに従って断面形状が小さくなるように凹部を形成す
る。
【００１７】また請求項４に係る発明においては、請求
項１、請求項２又は請求項３に記載の導光板を用いて面
光源装置を構成する。
【００１８】また請求項５に係る発明においては、請求
項４に記載の面光源装置により液晶表示パネルを照明す
る。
【００１９】請求項１に係る構成によれば、所定の一次
光源から出射される照明光を裏面の縁に形成された入射
面より入射し、縁に沿った斜面により照明光の光路を折
り曲げ、斜面より遠ざかるように照明光を伝搬させなが
ら、裏面と対向する出射面より出射する導光板におい
て、一次光源が略点光源であり、先の斜面の一次光源と
対向する部位に凹部を形成することにより、斜面により
照明光を反射する際に、この凹部における反射により照
明光の反射方向を広げることができる。これにより一次
光源の照明光を種々の方向に振り分けて、均一な光量に
より出射することができる。
【００２０】また請求項２に係る構成によれば、請求項
１に係る構成において、断面略円弧形状に凹部を形成す
ることにより、簡易な構成により効率良く照明光を種々
の方向に振り分けることができる。
【００２１】また請求項３に係る構成によれば、請求項
１又は請求項２に係る構成において、入射面より遠ざか
るに従って断面形状が小さくなるように凹部を形成する
ことにより、一次光源とは逆側においてフレームと導光
板との間の隙間を低減することができ、これにより光漏
れを低減することができる。
【００２２】また請求項４に係る構成によれば、請求項
１、請求項２又は請求項３に記載の導光板を用いて面光
源装置を構成することにより、均一な出射光量による面
光源装置を得ることができる。
【００２３】また請求項５に係る構成によれば、請求項
４に記載の面光源装置により液晶表示パネルを照明する
ことにより、輝度ムラを低減した高品位の画像を表示す
ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳述する。
【００２５】（１）実施の形態の構成 図１は、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置を示す
分解斜視図である。この液晶表示装置１１は、携帯電話
に適用される。なおこの図１に示す構成において、図６
について上述した構成と同一の構成は、対応する符号を
付して示し、重複した説明は省略する。
【００２６】この液晶表示装置１１において、面光源装
置１３は、従来の面光源装置３に比して発光ダイオード
の数が低減され、その分高輝度の発光ダイオード１８が
使用される。またこの発光ダイオード１８の変更に伴
い、導光板６に代えて導光板１６が使用され、また導光
板１６の斜面１６Ｃには、黒テープ１８が配置される。
【００２７】ここで導光板１６は、例えばアクリル（Ｐ
ＭＭＡ樹脂）等の透明樹脂を射出成形して断面略楔型形
状に形成される。導光板１６は、出射面１６Ｂ側、楔型
根元部分のコーナーが斜めに切り落とされた形状に形成
され、これにより斜面１６Ｃが形成される。さらに導光
板１６は、符号Ａにより拡大して示すように、発光ダイ
オード１８から出射された照明光が最も大きな光量で入
射する部位である、発光ダイオード１８に対向する部位
において、斜面１６Ｃに凹部１６Ｅが形成される。
【００２８】ここで凹部１６Ｅは、出射面１６Ｄと平行
な面により切り取って見た断面形状が略円弧形状となる
ように形成され、照明光を鏡面反射するように、斜面１
６Ｃと同様に鏡面により形成される。これにより導光板
１６は、図２に出射面１６Ｂ側より見て示すように、発
光ダイオード１８から出射された照明光Ｌのうち、最も
光量の大きな発光ダイオード１８の正面方向に出射され
た照明光をこの凹部１６Ｅにより反射して発散光により
内部を伝搬する。
【００２９】さらに凹部１６Ｅは、入射面１６Ｄ側より
遠ざかるに従って断面形状が徐々に小さくなり、斜面１
６Ｃの出射面１６Ｂ側においては、これら斜面１６Ｃ及
び出射面１６Ｂにより形成される稜線と判別困難となる
ように形成される。これにより導光板１６は、出射面１
６Ｂ側に黒色テープ１８を配置して、凹部１６Ｅの部分
についても他の部分と同様に照明光の漏洩を防止できる
ようになされている。
【００３０】さらに凹部１６Ｅは、斜面１６Ｃとの間の
稜線が滑らかな曲面により形成され、これにより照明光
により明るく照らし出された稜線が出射面より観察され
てなる輝線の発生を防止できるようになされている。
【００３１】さらに導光板１６は、裏面１６Ａを局所的
に粗面にして照明光の出射を促す光散乱パターンが形成
される。ここで光散乱パターンは、導光板１６に直接粗
面化処理を施すか、或いは導光板16を射出成形によって
成形する場合には、使用する金型の対応するキャビティ
面をエッチング処理や放電加工等により粗面化しておく
ことにより、裏面１６Ａを部分的に円形形状に粗面化し
て形成される。また光散乱パターンは、出射面側より見
て知覚困難な小径により形成される。
【００３２】これら光散乱パターンは、裏面１６Ａを鏡
面により形成した場合に出射光量が低下する部分におい
ては、この光量の低下に対応するように単位面積当たり
の個数が増大するように形成され、これにより出射面１
６Ｂより出射される照明光の出射光量を均一化するよう
になされている。なおこの実施の形態において、光散乱
パターンは、楔型先端側に向かって徐々に単位面積当た
りの個数が増大するように形成される。
【００３３】さらに光散乱パターンは、不規則な配置に
より形成され、これにより液晶パネルとの間の干渉縞の
発生を防止するようになされている。尚、光散乱パター
ンの個々の形状は円形形状に限らず、矩形形状等の他の
形状であってもよい。また、粗さの程度を変えて裏面１
６Ａの全面を粗面化することによっても、出射面１６Ｂ
より出射される照明光の出射光量を均一化することがで
きる。
【００３４】さらに図３に断面を取って示すように、導
光板１６は、楔型根元部分において、携帯電話のケース
９により隠される部分に、斜面１６Ｃを覆い隠すよう
に、黒色テープ１８が配置される。これにより面光源装
置１３においては、斜面１６Ｃ付近において、導光板１
６より漏れ出す照明光が液晶表示パネル２側に漏れ出さ
ないようになされている。
【００３５】（２）実施の形態の動作 以上の構成において、この液晶表示装置１１においては
（図１及び図３）、プリント配線基板７に配置された発
光ダイオード１８により一次光源が形成され、この発光
ダイオード１８より出射された照明光が入射面１６Ｄよ
り導光板１６に入射する。さらにこのようにして入射面
１６Ｄより入射した照明光が、導光板１６の斜面１６Ｃ
で反射されて伝搬方向が折り曲げられ、出射面１６Ｂ、
裏面１６Ａとの間を繰り返し反射しながら楔型先端方向
に伝搬する。この伝搬の際に、照明光は、臨界角以下の
入射角により出射面１６Ｂに入射した照明光が出射面１
６Ｂより出射され、液晶表示パネル２を照明する。
【００３６】このようにして斜面１６Ｃで光路が折り曲
げられて伝搬するにつき、照明光は、斜面１６Ｃに形成
された凹部１６Ｅにより発散するように反射され、これ
により発光ダイオード１８の正面方向だけでなく、発光
ダイオード１８間、導光板１６の隅部側にも振り分けら
れる。これにより面光源装置１３においては、入射面近
傍の発光ダイオード１８の正面における明部の発生、さ
らには入射面近傍の発光ダイオード１８間、隅部におけ
る暗部の発生が防止され、均一な光量により照明光を出
射することが可能となる。
【００３７】さらにこのようにして照明光を反射する凹
部１６Ｅは、斜面１６Ｃと滑らかな曲面により接続され
ていることにより、この接続部である稜線が照明光によ
り明るく照らし出されて出射面１６Ｂ側より観察されて
なる輝線の発生が防止される。
【００３８】かくするにつきこのようにして光路を折り
曲げられて導光板１６を伝搬する照明光は、裏面１６Ａ
に形成された光拡散パターンにより散乱を受け、何ら光
拡散パターンを形成しない場合にあっては出射光量が低
減する部分では、その分裏面出射面１６Ｂからの出射が
促される。これにより照明光は、斜面１６Ｃ側より楔型
先端側に向かう方向についても、均一な光量分布により
出射される。
【００３９】さらに照明光においては、出射面１６Ｂか
らだけでなく裏面１６Ａからも導光板１６より出射さ
れ、このようにして出射された照明光は、裏面１６Ａ側
に配置した反射シート５により反射されて、導光板１６
に再入射し、結局出射面１６Ｂより出射される。
【００４０】また照明光においては、斜面１６Ｃにおい
て光路を折り曲げる際に、一部が導光板１６の外部に漏
れ出す。このようにして漏れ出した照明光は、出射面１
６Ｂ側に配置した黒テープ１８により液晶表示パネル２
側への漏洩が防止され、これによりこの種の照明光が液
晶表示パネル２に漏洩して発生する表示画面の品位の低
下が防止される。
【００４１】このようにして黒テープ１８により出射面
１６Ｂ側への漏洩が防止される面光源装置１３において
は、入射面１６Ｄより遠ざかるに従って凹部１６Ｅの形
状が小さくなり、出射面１６Ｂ側では凹部が認識できな
いように形成されている。仮に、斜面１６Ｃ及び出射面
１６Ｂにより形成されている稜線を越えて、凹部１６Ｅ
が出射面１６Ｂにまで至ってしまうと、その部分からの
光漏れによる影響が無視できないが、出射面１６Ｂ側で
凹部が認識されないようにすることで、面光源装置１３
では、光漏れを低減して、この種の照明光が液晶表示パ
ネル２に漏洩して発生する表示画面の品位の低下が防止
される。
【００４２】（３）実施の形態の効果 以上の構成によれば、裏面側より入射した照明光の光路
を斜面で折り曲げて伝搬させる構成において、斜面に凹
部を形成することにより、入射光を各方向に振り分けて
反射して、発光ダイオードの正面における明部の発生、
発光ダイオード間、隅部における暗部の発生を防止する
ことができ、これにより均一な光量により照明光を出射
することができる。
【００４３】またこのときこの凹部を、断面略円弧形状
に形成することにより、簡易な構成により導光板を形成
することができる。
【００４４】また入射面より遠ざかるに従って断面形状
が小さくなるように凹部を形成することにより、より効
果的に入射光を各方向に振り分けて反射することができ
ると共に、光漏れを防止して表示画面の品位の低下を防
止することができる。
【００４５】（４）他の実施の形態 なお上述の実施の形態においては、断面略円弧形状に凹
部を形成する場合について述べたが、本発明はこれに限
らず、図４に示すように、例えば平面により、又は曲面
により断面三角形形状に凹部を形成してもよい。なおこ
の場合にも、各面は曲面により滑らかに接続して輝線の
発生を防止することができる。
【００４６】また上述の実施の形態においては、導光板
の裏面を平坦な面により形成する場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、図５に示すように、入射面
を光源側に突出させる場合にも広く適用することができ
る。
【００４７】また上述の実施の形態においては、断面楔
型形状に導光板を作成する場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、平板形状により導光板を作成する場
合にも広く適用することができる。
【００４８】さらに上述の実施の形態においては、導光
板の一の縁部に入射面を配置する場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、他の縁部にも併せて入射面
を配置する場合等にも広く適用することができる。
【００４９】また上述の実施の形態においては、本発明
を携帯電話に適用する場合について述べたが、本発明は
これに限らず、種々の電子機器に広く適用することがで
きる。
【００５０】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、裏面側よ
り入射した照明光の光路を斜面で折り曲げて伝搬する構
成において、この斜面に凹部を形成することにより、均
一な光量分布により照明光を出射することができる。
【００５１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置を示す
分解斜視図である。
【図２】図１の表示装置の導光板を出射面側より見て示
す平面図である。
【図３】図１を入射面と直交する面により切り取って示
す断面図である。
【図４】他の実施の形態に係る導光板の凹部を示す斜視
図である。
【図５】他の実施の形態に係る導光板を示す断面図であ
る。
【図６】従来の液晶表示装置を示す分解斜視図である。
【図７】図６をＡ−Ａ線により切り取って示す断面図で
ある。
【図８】出射面における輝度ムラの説明に供する平面図
である。
【符号の説明】
１、１１……液晶表示装置、２……液晶表示パネル、
３、１３……面光源装置、４……フレーム、５……反射
シート、６、１６……導光板、６Ａ、１６Ａ……裏面、
６Ｂ、１６Ｂ……出射面、６Ｃ、１６Ｃ……斜面、６
Ｄ、１６Ｄ……入射面、１６Ｅ……凹部、８、１８……
発光ダイオード

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】所定の一次光源から出射される照明光を裏
    面の縁に形成された入射面より入射し、前記縁に沿った
    斜面により前記照明光の光路を折り曲げ、前記斜面より
    遠ざかるように前記照明光を伝搬させながら、前記裏面
    と対向する出射面より出射する導光板において、 前記一次光源が略点光源であり、 前記斜面の前記一次光源と対向する部位に凹部が形成さ
    れたことを特徴とする導光板。
  2. 【請求項２】断面略円弧形状に前記凹部を形成すること
    を特徴とする請求項１に記載の導光板。
  3. 【請求項３】前記入射面より遠ざかるに従って断面形状
    が小さくなるように前記凹部を形成することを特徴とす
    る請求項１又は請求項２に記載の導光板。
  4. 【請求項４】請求項１、請求項２又は請求項３に記載の
    導光板を用いたことを特徴とする面光源装置。
  5. 【請求項５】請求項４に記載の前記面光源装置により液
    晶表示パネルを照明することを特徴とする表示装置。
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