JP2001307525A - 面発光装置 - Google Patents

面発光装置

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JP2001307525A
JP2001307525A JP2000120802A JP2000120802A JP2001307525A JP 2001307525 A JP2001307525 A JP 2001307525A JP 2000120802 A JP2000120802 A JP 2000120802A JP 2000120802 A JP2000120802 A JP 2000120802A JP 2001307525 A JP2001307525 A JP 2001307525A
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JP
Japan
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light
base material
light emitting
guide plate
refractive index
Prior art date
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JP2000120802A
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English (en)
Inventor
Koichi Takesako
幸一 竹迫
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄型化に対応でき、しかも発光面側への光の
取出し効率も高い面発光装置を提供すること。 【解決手段】 発光ダイオード2a,2b,2cと、こ
れらの発光素子2a〜2cからの光を端面部側から入射
させて面発光する導光板3とからなる面発光装置であっ
て、導光板3を、ポリカーボネート等の基材3aと、こ
の基材3aの裏面側に一体に接合され基材3aよりも高
い屈折率を持つ高屈折率層3bと、基材3aの表面側に
一体に接合され基材3aよりも低い屈折率を持つ低屈折
率層3cとから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば携帯電話
等の液晶表示部のバックライト用光源として使用される
面発光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】携帯電話の液晶表示部は、液晶表示画面
を構成する液晶表示パネルと、暗がりでも表示画像が見
られるようにするためのバックライト構造との組合せと
したものが従来から広く利用されている。バックライト
構造は、たとえば緑や赤の発光ダイオード(LED)を
光源とし、この発光ダイオードからの光を液晶表示パネ
ルの裏面全体に導く導光板を備えるというものがその典
型である。導光板はポリカーボネート等の透明樹脂を用
いたもので、導光板の側面または発光ダイオードの配置
位置に合わせて下向きに曲げた導入部から発光ダイオー
ドからの光を取り込み、液晶表示パネルの裏面に被さる
ように位置している面発光部分から発光させる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】導光板にLEDから入
射された光は、導光板の下面に形成された微小な凹凸パ
ターンによる散乱反射層によって光を反射させて面発光
部分から光を出射する。このため、散乱反射層からの光
が十分に拡散されて面発光部分から発光させるようにし
ないと発光のばらつきを生じ、拡散度を維持するために
導光板をある程度厚くする必要がある。このため、導光
板はある程度の厚さを必要とし、薄型化が進む携帯電話
等の小型電子機器への組み込みの対応性に欠ける傾向に
ある。
【0004】また、LEDから入射された光は導光板を
進むときに、発光面側への出射成分のほかに、発光面と
反対側の裏面から出射される光の成分も含まれる。この
ため、LEDからの光の全てを液晶表示パネル側に出射
することができず、LED発光の効率的な回収ができな
い。
【0005】このように、従来の導光板を利用した面発
光装置では薄型化への対応性に乏しく発光効率にも上限
があるという問題がある。
【0006】本発明は、薄型化に対応でき、しかも発光
面側への光の取出し効率も高い面発光装置を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、発光素子と、
前記発光素子からの光を端面部側から入射させて面発光
する導光板とからなる面発光装置であって、前記導光板
は、ポリカーボネート等の基材と、前記基材の裏面側に
一体に接合され当該基材よりも高い屈折率を持つ高屈折
率層と、前記基材の表面側に一体に接合され当該基材よ
りも低い屈折率を持つ低屈折率層とからなることを特徴
とする。
【0008】また、基材の裏面側に当該基材よりも高い
屈折率を持つ高屈折率層を持つ構成としてもよく、基板
の表面側に当該基材よりも低い屈折率を持つ低屈折率層
を持つ構成としてもよい。
【0009】本発明によれば、薄型化に対応でき、しか
も発光面側への光の取出し効率も高い面発光装置を得る
ことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、発光素
子と、前記発光素子からの光を端面部側から入射させて
面発光する導光板とからなる面発光装置であって、前記
導光板は、ポリカーボネート等の基材と、前記基材の裏
面側に一体に接合され当該基材よりも高い屈折率を持つ
高屈折率層とからなることを特徴とする面発光装置であ
り、高屈折率層により裏面側に抜ける光を回収して発光
させることができ、高輝度化が可能になるという作用を
有する。
【0011】請求項2に記載の発明は、発光素子と、前
記発光素子からの光を端面部側から入射させて面発光す
る導光板とからなる面発光装置であって、前記導光板
は、ポリカーボネート等の基材と、前記基材の表面側に
一体に接合され当該基材よりも低い屈折率を持つ低屈折
率層とからなることを特徴とする面発光装置であり、低
屈折率層によって基材からの光の取出しが促されるの
で、高輝度化が可能になるという作用を有する。
【0012】請求項3に記載の発明は、発光素子と、前
記発光素子からの光を端面部側から入射させて面発光す
る導光板とからなる面発光装置であって、前記導光板
は、ポリカーボネート等の基材と、前記基材の裏面側に
一体に接合され当該基材よりも高い屈折率を持つ高屈折
率層と、前記基材の表面側に一体に接合され当該基材よ
りも低い屈折率を持つ低屈折率層とからなることを特徴
とする面発光装置であり、基材の裏面の高屈折率層は裏
面側へ抜けようとする光の成分を基材側に戻し、基材の
表面の低屈折率層は基材からの光の取出しを促すので、
導光板の発光輝度を向上させるという作用を有する。
【0013】請求項4に記載の発明は、前記高屈折率層
と前記低屈折率層とを、前記発光素子から離れた領域で
あって前記導光板の全体がほぼ均一輝度となるような範
囲に形成したことを特徴とする請求項1から3のいずれ
かに記載の面発光装置であり、発光素子に近い部分だけ
が高輝度となることなく導光板の全体をほぼ均一の輝度
で発光させることができるという作用を有する。
【0014】以下、本発明の実施の形態を図面に基づい
て説明する。
【0015】図1は本実施の形態における面発光装置の
要部の縦断面図、図2は要部の平面図である。
【0016】図1に示すように、本発明の実施の形態に
おける面発光装置は、ケース1と、このケース1内の左
端側に組み込まれた3個の発光ダイオード2a,2b,
2cと、ケース1に保持された、発光ダイオード2a〜
2cの光を導入して上向きに発光させる導光板3とから
構成されている。なお、導光板3の上方には液晶を封入
した液晶表示パネル11が配置され、導光板3からの発
光がこの液晶表示パネル11のバックライトとなる。
【0017】ケース1は白色の合成樹脂によって形成さ
れたもので、発光ダイオード2a〜2cの真上に位置す
る部分をほぼ45°の傾斜とした反射面1aとしたもの
である。すなわち、発光ダイオード2a〜2cから上向
きに出射された光は、反射面1aで反射されて導光板3
の側面から入射する。
【0018】図3は導光板3の一部を拡大断面図として
示す概略側面図である。
【0019】導光板3は、従来から使用されている透明
のポリカーボネート板の基材3aとその下面に一体に接
合した高屈折率層3bと、上面に同様に一体に接合した
低屈折率層3cとの積層体である。ポリカーボネート板
の基材3aは従来の導光板の厚さよりも薄く、0.4〜
0.8mm程度である。高屈折率層3bは、たとえばポ
リカーボネート系高屈折率樹脂またはポリイソシアネー
ト樹脂等の材料を用いてその厚さを30〜300μm程
度としたものである。また、低屈折率層3cは、たとえ
ばアクリル系樹脂等の透明の材料を用いてその厚さを3
0〜300μm程度としたものである。したがって、導
光板3は従来のように下面に凹凸パターンの散乱反射層
を形成し内部を通過するときに十分な光拡散ができるよ
うな厚さにしたものと比べると、全体を薄くすることが
できる。
【0020】以上の構成において、発光ダイオード2a
〜2cに通電されてこれらが発光すると、光がポリカー
ボネートの基材3aの側面から導入され、図1及び図2
において基材3aの中を左側から右側へ進む。このと
き、発光ダイオード2a〜2cからの光の一部は、基材
3aだけであればその下側へ抜けてしまい、液晶表示パ
ネル11への光照射には貢献しない。これに対し、基材
3aの底面に高屈折率層3bを一体に接合しているの
で、光の臨界角度(基材3aの底面と直交する線分と光
の入射方向との間の角度)が大きくなり、下側へ抜けよ
うとする光を高屈折率層3bが基材3a側に反射させて
回収する。したがって、発光ダイオード2a〜2cから
の光が導光板3の下側へ抜ける度合いを小さくできる。
一方、基材3aの上面側には低屈折率層3cが形成され
ているので、臨界角度が小さくなり光が上に向けて出射
されることを促す。
【0021】このようにポリカーボネートの基材3aの
底面には高屈折率層3bを、上面には低屈折率層3cを
形成することにより、光の抜けを抑えて液晶表示パネル
11側への発光量を増やすことができる。したがって、
発光ダイオード2a〜2cの光を効率的に液晶表示パネ
ル11側に出射でき、高輝度のバックライト光源として
利用できる。
【0022】なお、基材3aの下面に高屈折率層3bだ
けを設ける場合でも、ポリカーボネート板の基材だけの
場合に比べて下側への光の放出がなく、これを回収して
出射するので高輝度化は可能である。また、基材3aの
上面に低屈折率層3cだけを設ける場合でも、基材3a
からの光の取出しを促すので、同様に高輝度化が可能で
ある。
【0023】図4は1個の発光ダイオード2bだけを配
置した場合に、導光板3の全体が一様な輝度となるよう
な高屈折率層3bと低屈折率層3cの形成パターンの例
を示す概略平面図である。
【0024】発光ダイオード2bは導光板3の左端の端
面の中央に位置しているので、発光分布は発光ダイオー
ド2bに近い部分の輝度が他の部分よりも高くなり、い
わゆる目玉が生じやすい。これに対し、発光ダイオード
2bに近い部分では光の取出しを抑え、離れた部分では
光の取出し量を多くすれば導光板3の全体をほぼ均一な
輝度で発光させることができる。すなわち、図中の一点
鎖線の領域の範囲に高屈折率層3bと低屈折率層3cを
形成すれば、発光ダイオード2bから離れた部分からの
光の取出しが多くなり、導光板3の全体の輝度のばらつ
きを抑えることが可能となる。したがって、図2に示し
た3個の発光ダイオード2a〜2cを備えるものでは、
図中の一点鎖線で示す範囲に高屈折率層3bと低屈折率
層3cを形成すれば、同様に導光板3の全体の輝度をほ
ぼ一様化できる。
【0025】
【発明の効果】本発明では、ポリカーボネート等の基材
の裏面に高屈折率層を形成することによって、基材の側
面から入射する光の裏面側への抜けを抑えて表面側への
出射を促して発光輝度を向上させることができる。ま
た、基材の表面に低屈折率層を形成すれば光の取出しが
促進されるので、更に発光輝度を向上させることができ
る。そして、これらの高屈折率層と低屈折率層を備える
ことで、従来のように肉厚として光の拡散を促す導光板
に比べると薄型化が可能である。
【0026】更に、光源の位置に対応させて導光板全体
からの発光輝度が一様になるように高屈折率層と低屈折
率層の形成パターンを最適化することで、面全体で均一
な発光量となる面発光装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の面発光装置の要部を示す概略縦断面図
【図2】ケース内での導光板及び発光ダイオードの配置
を示す概略平面図
【図3】一部を拡大断面図として示す導光板の概略側面
【図4】1個の発光ダイオードの配置に対する高屈折率
層と低屈折率層の好適な形成パターンを示す概略平面図
【符号の説明】
1 ケース 1a 反射面 2a,2b,2c 発光ダイオード 3 導光板 3a 基材 3b 高屈折率層 3c 低屈折率層 11 液晶表示パネル

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光素子と、前記発光素子からの光を端
    面部側から入射させて面発光する導光板とからなる面発
    光装置であって、前記導光板は、ポリカーボネート等の
    基材と、前記基材の裏面側に一体に接合され当該基材よ
    りも高い屈折率を持つ高屈折率層とからなることを特徴
    とする面発光装置。
  2. 【請求項2】 発光素子と、前記発光素子からの光を端
    面部側から入射させて面発光する導光板とからなる面発
    光装置であって、前記導光板は、ポリカーボネート等の
    基材と、前記基材の表面側に一体に接合され当該基材よ
    りも低い屈折率を持つ低屈折率層とからなることを特徴
    とする面発光装置。
  3. 【請求項3】 発光素子と、前記発光素子からの光を端
    面部側から入射させて面発光する導光板とからなる面発
    光装置であって、前記導光板は、ポリカーボネート等の
    基材と、前記基材の裏面側に一体に接合され当該基材よ
    りも高い屈折率を持つ高屈折率層と、前記基材の表面側
    に一体に接合され当該基材よりも低い屈折率を持つ低屈
    折率層とからなることを特徴とする面発光装置。
  4. 【請求項4】 前記高屈折率層と前記低屈折率層とを、
    前記発光素子から離れた領域であって前記導光板の全体
    がほぼ均一輝度となるような範囲に形成したことを特徴
    とする請求項1から3のいずれかに記載の面発光装置。
JP2000120802A 2000-04-21 2000-04-21 面発光装置 Pending JP2001307525A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003335464A (ja) * 2002-05-20 2003-11-25 Toshiba Elevator Co Ltd エレベータ操作盤及び該エレベータ操作盤を備えたエレベータ
WO2006123919A1 (en) * 2005-05-20 2006-11-23 Mpio Co., Ltd. Usb-sd memory device having dma channels and method of storing data in usb-sd memory device
CN103018817A (zh) * 2012-11-22 2013-04-03 苏州达方电子有限公司 导光板结构及导光板制造方法
US8882328B2 (en) 2008-11-24 2014-11-11 3M Innovative Properties Company Input edge coupler having taper region

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