JP2004200093A - 導光板及び導光板の支持ユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】曲面部を有する液晶等の表示体に面して自由に変形して配設することができると共に、薄型化した場合にも受光及び発光効率を高めることができる導光板を提供することである。
【解決手段】ＬＥＤ２４から発する光を側面に受けて面状発光させ、この発光によって液晶パネル２３を照明する導光板３２において、この導光板３２が薄い可撓性部材で形成され、前記液晶パネル２３に沿って折曲げ可能な導光本体部２５と、この導光本体部２５の一側面に設けられ、前記ＬＥＤ２４に向かって漸次厚みを持たせて形成された受光部２６と、導光本体部２５の表面に前記ＬＥＤ２４から発せられる光の進行方向に沿って設けられる複数の光散乱部３０とを備えることで、曲面部を有する液晶パネル２３面に密着し、その曲面部に沿ってムラなく照明可能とした。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話や携帯情報端末等に備える液晶パネル面を照明する導光板及びその支持ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶等の表示装置にあっては、表示部を明るく照明するためのバックライト装置が使用されている。このバックライト装置は、表示部である液晶パネルの背面に配置される導光板と、この導光板の側方に配置される発光素子（ＬＥＤ）や冷陰極管等の光源とによって構成されている。このような構成からなるバックライト装置は、導光板の側面から光を入射させるため、導光板の厚み方向に光源を配置しなくてよいので、装置全体を薄型化することができる。ただし、導光板のような薄い部材の側方から光を取り込む構造であるため、受光効率があまり良好ではない。このような問題を改善するために、光源自体の発光強度を高めるか、光源を導光板に近接して配置するといった方法がとられる。また、特許文献１に示すように、光源と導光板の側面との間に集光レンズを配置し、光源から発せられる光を効率よく導光板内に導かせるような提案もなされている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１１４０２４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１に示されるようなバックライト構造にあっては、集光用のレンズを別途配置しなければならないため、部品点数の増加によってコストが嵩むと共に、レンズの形状や配置の調整による製造工数も増加するといった問題があった。このようなことから、導光板及びバックライト装置全体の薄型化が制限されていた。また、導光板の側方から光を入射した場合に、光源に近い箇所は輝度が高く、遠くなるほど輝度が低下するため輝度ムラが発生するといった問題もあった。
【０００５】
また、従来の導光板は、アクリル板を使用した硬質部材で形成されているため、平板形状が一般的であるが、これでは曲面部を有する表示装置に対して均一に照射できないといった問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、曲面部を有する液晶等の表示体に面して自由に変形して配設することができると共に、薄型化した場合にも受光及び発光効率を高めることができる導光板及びこの導光板に対して受光効率を高めながら簡易に支持することのできる支持ユニットを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る導光板は、光源から発する光を側面に受けて面状発光させ、この発光によって表示体を照明する導光板において、前記導光板が薄い可撓性部材で形成され、前記表示体に沿って折曲げ可能な導光本体部と、この導光本体部の表面に前記光源から発せられる光の進行方向に沿って設けられる複数の光散乱部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、導光本体部が折曲げ可能な薄い可撓性部材で形成されているので、曲面部を有する液晶等の表示体に合わせて自由に変形して配設することが可能である。これによって、前記導光板が表示体に密着するので、ムラなく均一に照明することができる。また、前記導光本体部の所定箇所に光散乱部を設けることで、光源からの到達距離による発光輝度のバラツキを抑えることができる。
【０００９】
また、本発明の請求項２に係る導光板は、光源から発する光を側面に受けて面状発光させ、この発光によって表示体を照明する導光板において、前記導光板が薄い可撓性部材で形成され、前記表示体に沿って折曲げ可能な導光本体部と、この導光本体部の一側面に設けられ、光源に向かって漸次厚みを持たせて形成された受光部と、前記導光本体部の表面に前記光源から発せられる光の進行方向に沿って設けられる複数の光散乱部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、導光本体部の側面に肉厚の受光部を設けているので、前記光源から放射される光を漏れなく取り込むと共に、効率よく導光本体部に導くことができる。したがって、前記導光本体部を薄く形成した場合にも受光量を低下させることがない。
【００１１】
また、前記受光部においては、光源から発せられる光を漏れなく受光可能な受光面と、この受光面から導光本体部内に向けて傾斜するテーパ状の導光部を備えた構造になっているので、前記受光部で受けた光を導光部によって滑らかに導光本体部内に拡散させることができる。
【００１２】
前記受光面に切り込み部を設けることで、光源から発せられた光を様々な方向や角度に反射又は屈折させながら導光本体部内に入射させることができる。また、前記受光部近傍での光反射や屈折効果は、導光部に開設する貫通孔によっても可能である。このような切り込み部や貫通孔を設けることで、導光板全体の輝度アップが図られる。
【００１３】
また、曲面部を有する表示体に沿って配設される導光本体部の表面に光散乱部を設けたことで、光量が足りない箇所や特に明るく発光させたい箇所を光の屈折や反射によって部分的に強調させることができる。また、前記光散乱部を導光本体部上の光源から遠ざかるにしたがって漸次その配設密度を高めるようにすることで、光源からの距離による輝度バラツキを均一化することができる。
【００１４】
また、前記光散乱部の形状が凸面、凹面あるいは貫通孔等から選択することができ、液晶等の表示体の種類や形状に応じた光の反射あるいは屈折効果を得ることができる。さらに、前記光散乱部のサイズや形成位置、配置密度を適宜設定することで、液晶等の表示体に合わせた照明効果が得られる。
【００１５】
さらに、本発明の導光板の支持ユニットは、発光素子が実装される本体部及びこの本体部から前記発光素子の発光方向へ突出する断面コ字状の挟持部からなる支持体と、薄い可撓性部材で形成され、表面に複数の光散乱部が形成された導光板とを備え、前記挟持部に前記導光板の一側面を挟んで支持させた。
【００１６】
この発明によれば、導光板が組み込まれる支持体に発光素子及び導光板を挟み込む挟持部が備えられているので、導光板のセット及び発光素子との位置決め作業を簡易且つ正確に行うことができる。
【００１７】
また、前記挟持部が透明な樹脂又は蛍光体を含有する透明な樹脂で形成することで、発光素子から発せられる光を効率よく導光板の受光面から入射させることができる。さらに、前記挟持部の上面及び下面に遮光部材を配設した場合は、前記導光板の受光面以外の方向に発散する光漏れを抑えることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明に係る導光板及び導光板の支持ユニットの実施形態を詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１実施形態に係る導光板２２を備えた表示装置２１の構成を示したものである。この表示装置２１は、表示体である液晶パネル２３と、この液晶パネル２３の背面に配置される導光板２２と、この導光板２２の一側面に近接して配置される光源（ＬＥＤ２４）とを備えている。
【００２０】
前記液晶パネル２３は、搭載する電子機器の形状に合わせて曲面形成されており、それに合わせて導光板２２も曲面状に形成されている。この導光板２２は、厚みが０．１ｍｍ程度の透明若しくは半透明のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、シリコーン又はポリイミドのような可撓性を備えたシート部材で形成されており、自由な形状に折曲げが可能となっている。また、導光板２２の表面には、液晶パネル２３に向けて光を散乱させるための光散乱部３０が複数形成されている。
【００２１】
このような構成からなる表示装置２１にあっては、点状光源であるＬＥＤ２４の発光面２９から照射される光を導光板２２の一側面に備える受光部２６で受けて、導光板２２全体を面状に発光させて液晶パネル２３を照明する。その際、前記導光板２２が変形可能となっているので、液晶パネル２３の裏面に密着させて配設することができる。さらに、前記導光板２２の表面に光散乱部３０が形成されているので、前記ＬＥＤ２４の光量不足、受光漏れあるいはＬＥＤ２４からの距離による減衰を補強して輝度アップを図ることができ、これによって、液晶パネル２３を明るく照明させることができる。また、導光板２２の受光面２６を除いた側面及び裏面に白色塗料やメッキ等による光反射部材を設けることで、液晶パネル２３への照射効率を高めて全体的な輝度アップを図ることができる。
【００２２】
前記光散乱部３０は、図２に示すように、前記導光板２２の表面に直接加工を施した凹部３０ａ（ａ），凸部３０ｂ（ｂ），微細な溝部３０ｃ（ｃ）や、（ｄ）に示すように、導光板２２の表面に光拡散剤が混入された光拡散シート３０ｄを貼着して形成される。また、（ｅ）に示すように導光板２２に貫通孔３０ｅを設け、この貫通孔３０ｅでの光の屈折あるいは反射を利用して部分的に輝度を高めるといったことが可能である。前記図１では一つの光散乱部３０を円形パターンで形成したが、図３（ａ）に示すように、ＬＥＤ２４に対向した直線パターンや図３（ｂ）に示すようなチェックパターンで形成してもよい。また、前記光散乱部３０の大きさ及び配置は、ＬＥＤ２４から遠ざかるにしたがって大きく、また、配置間隔を詰めることで、液晶パネル２３に対する輝度の均一化を図ることができる。
【００２３】
図４及び図５は本発明の第２実施形態に係る導光板３２を備えた表示装置３１の構成を示したものである。この実施形態の導光板３２は、一枚の薄い導光本体部２５の一側面にＬＥＤ２４からの光を受ける肉厚の受光部２６が一体形成されたものである。
【００２４】
前記受光部２６は、ＬＥＤ２４からの光を受ける受光面２７と、この受光面２７から前記導光本体部２５の表面及び裏面の中心に向けてテーパ状に絞り込まれた導光部２８とで一体形成されている。なお、前記受光面２７の厚みは、ＬＥＤ２４の大きさによって適宜設定されるが、前記導光本体部２５の厚みが０．１ｍｍの場合は、受光面２７の厚みを０．３ｍｍ以上に設定するのが好ましい。
【００２５】
図５に示したように、前記導光板３２は、受光面２７の中心がＬＥＤ２４の発光面２９の中心と略一致するように設置される。そして、前記ＬＥＤ２４の発光面２９から放射された光は、受光面２７に照射され、円錐状に絞り込まれた導光部２８を経て導光本体部２５内に拡散される。このように、導光本体部２５の側面にＬＥＤ２４の発光面２９と略同じ面積を有する受光面２７を備えたことによって、ＬＥＤ２４で発光した光を漏れなく入射させることができる。したがって、導光本体部２５を薄く形成した場合でも、光量を低下させることなくその表面を均一且つ明るく発光させることが可能となった。
【００２６】
前記導光板３２は、単一のＬＥＤ２４を使用する場合の構成例であるが、バックライト用の光源の種類や形状あるいは使用形態に応じて様々な形態を取り得る。以下、図６乃至図８に他の実施形態における導光板について説明する。図６は第３実施形態の導光板４２を示したものである。図に示されるように、この導光板４２の受光部４６は、受光面４７の形状が前記導光板３２の受光面３７と同一の円形であり、導光部４８を前記受光面４７から放射状に広がるように導光本体部４５に向けて形成してある。受光部４６がこのような形状をとることで、前記導光板３２の受光部３６に比べて導光部４８の厚み及び表面積を大きくとることができる。このため、前記受光面４７から入射させた光を導光本体部４５に向けて広く拡散させることができる。また、導光部４８の底部が受光面４７と平行になっているので、前記受光面４７に入射した光を幅広く導光本体部４５に向けて伝播させることができる。
【００２７】
また、図７に示した第４実施形態の導光板５２の受光部５６は、受光面５７を横方向に長く形成した楕円形状をしており、導光部５８を前記受光面５７から放射状に広がるように導光本体部５５に向けてテーパ状に形成されている。この導光板５２によれば、受光面５７が横方向に広くなっているので、比較的サイズの大きなＬＥＤを配設した場合でも光を漏らさず有効に導光本体部５５に拡散させることができる。
【００２８】
また、図８に示した第５実施形態の導光板６２の受光部６６は、受光面６７が導光本体部６５の側面全体を均等に厚くした長方形状となっており、また、導光部６８が前記受光面６７から導光本体部６５の厚みに絞り込まれるようになだらかに傾斜している。このように前記受光面６７が導光本体部６５の側面全体に亘って形成されているので、ＬＥＤを前記受光面６７に沿って複数配設したり、ＬＥＤの代わりに棒状の蛍光管を配設するといった使用方法が可能であり、光量を多く取り入れる場合に適している。前記複数のＬＥＤや棒状の蛍光管等を使用して均等且つ平行に受光面６７に入光した場合は、そのまま導光部６８を通過して導光本体部６５に拡散される。このため、導光本体部６５をムラなく均等に照明することができる。
【００２９】
次に、前記第２実施形態乃至第５実施形態に示したような肉厚の受光部を備えた導光板において、さらに受光部における光拡散効果を図った導光板の実施形態を図９及び図１０に示す。図９は第６実施形態の導光板７２を示したものであり、ＬＥＤ２４からの光を受ける受光部７６をＶ字状に切削して形成したものである。このように切削することで、受光面７７が広がると共に、ＬＥＤ２４からの入射角を変化させることができるので、導光本体部７５の光拡散効果も高めることができる。図１０は第７実施形態の導光板８２を示したものである。この導光板８２は、受光部８６を構成する導光部８８に貫通孔８９を設けたものである。このような貫通孔８９を設けたことによって、受光面８７で受けた光が前記貫通孔８９の内壁面で反射あるいは屈折して導光本体部８５に拡散させることができる。
【００３０】
なお、前記第２実施形態乃至第７実施形態に示した導光板に第１実施形態で示した導光板２２のように光拡散部３０を形成することで、部分的に発光強度を高めたり、弱めたりすることができる。
【００３１】
次に、前述した各実施形態における導光板と、この導光板をパッケージ内に支持するための支持部材とを備えた導光板支持ユニットについて説明する。図１１は前記第１実施形態の導光板２２と、この導光板２２を支持する支持部材９１からなる導光板支持ユニットの組み合わせ例を示したものである。支持部材９１は、ＬＥＤ２４を実装する基板９２と、この基板９２上に突出して設けられ、導光板２２を挟持する挟持部９３とで構成されている。前記基板９２はガラスエポキシ樹脂からなり、ＬＥＤ２４を実装するための一対の電極パターン（図示せず）が正面から左右側面及び背面の一部にかけて形成されている。一方、挟持部９３は透明な樹脂材でコ字状に形成され、前記基板９２上に一体形成される。前記挟持部９３は、基板９２に実装されたＬＥＤ２４の発光方向に延びる一対の挟持板９４ａ，９４ｂを備え、前記導光板２２が差し込み可能な間隔に設定されている。また、図１１（ｂ）に示したように、前記挟持部９３の上面及び下面に光の拡散を抑える遮光部材９６を配設することによって、ＬＥＤ２４から発せられる光を導光板２２の側面に対して集中的に照射させることができる。
【００３２】
前記構成からなる支持部材９１にあっては、ＬＥＤ２４を中心に一対の挟持板９４ａ，９４ｂが固定されているため、この挟持板９４ａ，９４ｂ間に導光板２２を差し込むだけでＬＥＤ２４の発光中心を導光板２２の側面の受光面に合わせることができる。図１２は側面に光拡散用のＶ字状の切り欠き部９５が形成された導光板１０２を前記支持部材９１に装着したものである。このように前記支持部材９１を用いることで、光拡散用の加工を施した受光面とＬＥＤ２４とを簡易且つ正確に位置合わせを行うことができる。また、前記支持部材９１では、導光板全体を片持ち支持する構造であると共に、その支持部分が発光するため、導光面を広くとることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る導光板によれば、この導光板が可撓性を備えた薄いシート部材で形成されているので、面状に発光させる導光本体部を液晶パネルなどの表示体の形状に合わせて湾曲させたり、折曲げたりすることが可能である。このため、前記表示体に密着させて均一に照明することができる。また、前記導光板の側面に厚みのある受光部を設けることによって、前記導光本体部を薄型化した場合にも受光効率の低下を抑えることができる。
【００３４】
また、前記表示体に面して配設される導光本体部の表面に凹凸部や光拡散部材を部分的に設けることで、光源からの距離による光量の低下を補完して導光板全体の輝度を均一化させることができる。
【００３５】
また、前記導光板の一端を片持ち支持する挟持部及び光源とが一体形成された支持部材を備えたことで、薄型の導光板を安定して支持することができると共に、光源との位置決め作業が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第1実施形態の導光板を備えた表示装置の分解斜視図である。
【図２】上記導光板に設ける光散乱部の各種形態を示す断面図である。
【図３】上記光散乱部の配置例を示す平面図である。
【図４】本発明に係る第２実施形態の導光板を備えた表示装置の分解斜視図である。
【図５】上記図４の表示装置の断面図である。
【図６】本発明に係る第３実施形態の導光板の斜視図である。
【図７】本発明に係る第４実施形態の導光板の斜視図である。
【図８】本発明に係る第５実施形態の導光板の斜視図である。
【図９】本発明に係る第６実施形態の導光板の斜視図である。
【図１０】本発明に係る第７実施形態の導光板の斜視図である。
【図１１】導光板及び支持部材からなる導光板支持ユニットの斜視図及び断面図である。
【図１２】受光面に切り欠き部が形成された導光板と支持部材からなる導光板支持ユニットの斜視図である。
【符号の説明】
２１，３１ 表示装置
２２，３２，４２，５２，６２，７２，８２ 導光板
２３ 液晶パネル（表示体）
２４ ＬＥＤ（光源）
２５，３５，４５，５５，６５，７５，８５ 導光本体部
２６，３６，４６，５６，６６，７６，８６ 受光部
２８，３８，４８，５８，６８，７８，８８ 導光部
３０ 光散乱部

Claims (9)

  1. 光源から発する光を側面に受けて面状発光させ、この発光によって表示体を照明する導光板において、
    前記導光板が薄い可撓性部材で形成され、前記表示体に沿って折曲げ可能な導光本体部と、この導光本体部の表面に前記光源から発せられる光の進行方向に沿って設けられる複数の光散乱部とを備えたことを特徴とする導光板。
  2. 光源から発する光を側面に受けて面状発光させ、この発光によって表示体を照明する導光板において、
    前記導光板が薄い可撓性部材で形成され、前記表示体に沿って折曲げ可能な導光本体部と、この導光本体部の一側面に設けられ、光源に向かって漸次厚みを持たせて形成された受光部と、前記導光本体部の表面に前記光源から発せられる光の進行方向に沿って設けられる複数の光散乱部とを備えたことを特徴とする導光板。
  3. 前記受光部は、光源から発する光を受ける受光面と、この受光面から前記導光本体部内に向けて傾斜するテーパ状の導光部を備えてなる請求項２記載の導光板。
  4. 前記受光面に光源から発せられる光を反射若しくは屈折させるＶ字状の切り込み部を設けた請求項３記載の導光板。
  5. 前記導光部に受光面から入射した光を反射若しくは屈折させる貫通孔を開設した請求項３記載の導光板。
  6. 前記導光本体部がポリエチレンテレフタレート、シリコーン又はポリイミドを薄く加工した透明若しくは半透明のシート部材である請求項１又は２記載の導光板。
  7. 前記光散乱部は、導光本体部に導光した光を部分的に屈折又は反射する複数の凹凸面若しくは貫通孔からなり、光源から遠ざかるにしたがって配設密度を高めた請求項１又は２記載の導光板。
  8. 発光素子が実装される本体部及びこの本体部から前記発光素子の発光方向へ突出する断面コ字状の挟持部からなる支持体と、
    薄い可撓性部材で形成され、表面に複数の光散乱部が形成された導光板とを備え、
    前記挟持部に前記導光板の一側面を挟んで支持させた導光板の支持ユニット。
  9. 前記挟持部が透明な樹脂又は蛍光体を含有する透明な樹脂で形成されると共に、その上面及び下面に遮光部材を配設した請求項８記載の導光板の支持ユニット。
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