JP2008066143A

JP2008066143A - 面発光装置

Info

Publication number: JP2008066143A
Application number: JP2006243366A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Kumagai; 武彦熊谷
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Copal Corp
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2006-09-07
Publication date: 2008-03-21

Abstract

【課題】光源と導光板との間に空隙を設けても、輝度が低下することを抑制できる面発光装置を提供すること。
【解決手段】光源２０と、前記光源２０からの光が入射する入射面１１と、前記入射面１１から入射した光を出光する出光面１２とを有する導光板１０と、前記光源２０を支持すると共に前記導光板１０の前記入射面１１側の端部が重ねられた基板３０と、を備えた面発光装置１００において、前記基板３０のうち、前記光源２０と前記入射面１１との間の空隙下の部分の表面が白色であることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯型電話機等に用いられる面発光装置に関する。

携帯型電話機等に用いられる面発光装置において、ＬＥＤ等の点光源と導光板とは、０．５ｍｍ程度の空隙を設けることが多い。これにより、例えば、面発光装置を内蔵した携帯型電話機等を落下させてしまった際に、光源と導光板とが衝突することによるその破損を防止することができる。しかし、光源と導光板との間に空隙を設けると光源からの光が空隙から漏れ、導光板へ入射する光の量が減少し、面発光装置の輝度が低下する。特に、光源を支持する基板の材料として一般的に用いられているポリイミド樹脂は光の反射率が低く、光源からの光を吸収してしまうため、導光板へ入射する光の量が減少する要因となっている。このため、例えば、特許文献１には光源と導光板との間の空隙に樹脂を充填し、光源から導光板への光の入射効率を向上させるものが開示されている。
特開２００４−２４１２３７号公報

しかし、特許文献１のように光源と導光板との間の空隙に樹脂を充填すると、製造工数、製造コストが増加する。特に、光源として複数の点光源を用いた場合、製造工数、製造コストが増加し、実用的ではない。

そこで、本発明の目的は、光源と導光板との間に空隙を設けても、輝度が低下することを抑制できる面発光装置を提供することにある。

本発明によれば、光源と、前記光源からの光が入射する入射面と、前記入射面から入射した光を出光する出光面とを有する導光板と、前記光源を支持すると共に前記導光板の前記入射面側の端部が重ねられた基板と、を備えた面発光装置において、前記基板のうち、前記光源と前記入射面との間の空隙下の部分の表面が白色であることを特徴とする面発光装置が提供される。

この構成によれば、前記光源と前記入射面との間の空隙下の部分の表面が白色であるため、前記光源からの光が前記導光板に入射する前に、前記基板に入射した際に当該基板で吸収されることを抑制し、前記光源からの光を効率良く前記導光板に入射することができる。従って、光源と導光板との間に空隙を設けても、輝度が低下することを抑制できる面発光装置を提供することができる。また、前記光源と前記入射面との間の空隙下の部分の表面を白色とするだけであるので、製造工数、製造コストの増加を最小限とすることができる。

本発明においては、前記基板のうち、前記導光板と重なった部分の表面が白色であってもよい。この構成によれば、前記基板のうち、前記導光板と重なった部分の表面が白色であるため、前記光源からの光が前記導光板に入光した後に、前記基板に入射した際に当該基板で吸収されることを抑制することができる。

また、本発明においては、前記基板のうち、前記光源の下の部分の表面が白色であってもよい。この構成によれば、前記基板のうち、前記光源の下の部分の表面が白色であるため、前記光源からの光が当該表面に入射する際に、前記基板で光が吸収されることを抑制することができる。

また、本発明によれば、前記基板がフレキシブルプリント基板であり、前記光源が前記フレキシブルプリント基板上に複数支持された点光源であってもよい。本発明は、上記の通り、製造工数、製造コストの増加を最小限としながら前記光源からの光を効率良く前記導光板に入射することができるので、前記基板としてフレキシブルプリント基板を用い、複数の点光源を用いた構成において特に効果的である。

以上述べた通り、本発明によれば、光源と導光板との間に空隙を設けても、輝度が低下することを抑制できる面発光装置を提供することができる。

＜第１実施形態＞
図１（ａ）は本発明の一実施形態に係る面発光装置１００の上面図(一部破断)、（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。面発光装置１００は、導光板１０と、光源２０と、基板３０と、反射シート４０と、光学シート５０と、を備える。

導光板１０は、透明な板状の部材から方形状に形成されており、例えば、ポリカーボネイト等により形成される。導光板１０は光源２０からの光が入射する入射面１１と、入射面１１から入射した光を出光する出光面１２と、を備えている。入射面１１は光源２０に対峙している。出光面１２は入射面１１に直交する面である。出光面１２に平行な下面１３は反射面を構成する。

本実施形態の場合、入射面１１は平坦な面をなしている。しかし、光の入射効率を高めるためにプリズム溝やレンズ状の凹凸を形成してもよい。また、本実施形態の場合、出光面１２や反射面となる下面１３も平坦な面をなしているが、輝度の向上や輝度ムラ防止のためのパターンを形成してもよい。

光源２０はＬＥＤ等の点光源であり、導光板１０の入射面１１に沿って複数（ここでは２つ）配設されている。本実施形態では点光源としているが、線状光源を採用することもできる。光源２０は入射面１１から０．数ミリ程度離間して配設されている。

基板３０は、光源２０を支持すると共にその導光板１０側の端部が導光板１０の入射面１１側の端部に重ねられて光源２０及び導光板１０の下に敷設されている。本実施形態の場合、基板３０がフレキシブルプリント基板である場合を想定するが、ガラスエポキシ樹脂等から構成される板状のプリント基板でもよい。基板３０の詳細は後述する。

反射シート４０は、導光板１０の下面１３下に設けられており、導光板１０内を伝播する光が下面１３で反射せずに透過した場合にこれを反射して再び導光板１０の内部に入射させるものである。

光学シート５０は、導光板１０の出光面１２上に設けられており、出光面１２から出光する光の輝度の調整や輝度ムラの調整を行うものであり、例えばプリズムシートや拡散シートである。光学シート５０は、本実施形態では１枚のみ配設されているが、複数枚配設されてもよい。なお、シートには、フィルム、板の双方が含まれる。

係る構成からなる面発光装置１００では、光源２０から出射した光が入射面１１から導光板１０内へ入射する。入射した光は導光板１０内で反射を繰り返しながら伝播し、出光面１２から出光することになる。液晶表示パネル等の照明対象は、光学シート５０上に配設され、出光面１２から出光した光は照明対象を照明することになる。

次に、基板３０について詳述する。図２は面発光装置１００の基板３０近傍の部分拡大図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

基板３０は本体部３１と、配線パターン３２と、白色部３３と、を備えている。本体部３１は、茶褐色のポリイミド樹脂でできている。配線パターン３２は、光源２０と、不図示の電源とを接続する銅等の導体である。白色部３３は、本体部３１のうち、光源２０と入射面１１との間の空隙Ｓ下の部分の表面に形成されている。白色部３３は茶褐色の本体部３１の表面に、例えば、シルク印刷等で白色インクを塗布して本体部３１表面に形成することができる。また、白色のシートを本体部３１に積層して形成してもよい。

次に、基板３０の作用について説明する。本実施形態では光源２０と入射面１１との間に空隙Ｓが存在するため、光源２０からの光の一部は基板３０の空隙Ｓ下の部分に入射する。本実施形態では、上記の通り、空隙Ｓ下の部分に白色部３３が形成されているため、これが茶褐色の場合よりも光の反射率が向上し、反射光が入射面１１に入射する。

こうして本実施形態では、光源２０からの光が導光板１０に入射する前に、基板３０に入射した際に基板３０で吸収されることを抑制し、光源２０からの光を効率良く導光板１０に入射することができる。従って、光源２０と導光板１１との間に空隙を設けても、面発光装置１００の発光輝度が低下することを抑制できる。また、光源１０と入射面１１との間の空隙Ｓ下の部分の表面を白色とするだけであるので、製造工数、製造コストの増加を最小限とすることができる。

なお、本実施形態では白色部３３を基板３０の幅方向に帯状に一様に形成しているが、各光源２０の近傍においてのみ形成するようにしてもよい。

＜他の実施形態＞
第１実施形態では、基板３０の、光源２０と導光板１０との間の空隙Ｓ下だけに白色部３３を設けたが、その他の領域にも白色部を設けることができる。

図３は本発明の他の実施形態に係る面発光装置２００の部分拡大平面図（透視図）、本発明の他の実施形態に係る面発光装置３００の部分拡大平面図（透視図）、本発明の他の実施形態に係る面発光装置４００の部分拡大平面図（透視図）である。各図において上記第１実施形態の面発光装置１００と同じ構成については同じ符号を付し、説明を割愛する。

図３（ａ）の面発光装置２００では、光源２０と入射面１１との空隙下に加え、導光板１０と基板２３０との重なり部分にも及ぶ、白色部２３３を基板２３０に形成している。図３（ｂ）の面発光装置３００では、光源２０と入射面１１との空隙下に加え、各光源２０下にも及ぶ白色部３３３を基板３３０に形成している。

図３（ｃ）の面発光装置４００では、光源２０と入射面１１との空隙下に加え、導光板１０と基板４３０との重なり部分並びに各光源２０下にも及ぶ白色部４３３を基板４３０に形成している。

図３（ａ）及び図３（ｃ）の例のように、導光板１０と基板２３０、４３０とが重なっている重なり部分に白色部２３３、４３３を形成した例では、光源２０から出射した光が入射面１１から導光板１０内に入光した後に基板２３０、４３０に入射した際に、基板２３０、４３０に光が吸収されるのを抑制し、茶褐色とした場合よりも光の反射率を向上して出光面１２からの出光量を高めることができる。

本発明の実施例について光源から入射面までの距離（上記空隙Ｓの幅）と、入射効率との関係について実験を行なった。実施例は図３（ｃ）に示した白色部４３３を有する基板を用いた面発光装置とし、また、比較例として白色部４３３を有していない以外は実施例と同じ構成の面発光装置を用いて比較した。

なお、実施例の基板の白色部の光の反射率は約９０％であり、比較例の基板（茶褐色）の反射率は約４０％であった。

実験は光源から出光された出光量に対する導光板の入射面に入射する入射量の割合である入射効率について、光源から入射面までの距離を０ｍｍ（上記空隙Ｓなし）から０．５ｍｍの範囲で変化させることにより行なった。その結果を図４に示す。

図４の実験結果から、実験例及び比較例の双方で、光源から入射面までの距離が長くなるにつれて入射効率が低下しているが、実施例の方が低下の度合いが小さいことがわかる。光源から入射面までの距離を０．２ｍｍとした場合、比較例では入射効率が約９３％であったのに対し、実施例では約９８％であり、比較例に対して約５％の入射効率の改善が確認できた。

また、光源から入射面までの距離を０．５ｍｍとした場合、比較例では入射効率が約８３％であったのに対し、実施例では入射効率が約９３％であり、比較例に対して約１０％の入射効率の改善が確認できた。

（ａ）は本発明の一実施形態に係る面発光装置１００の上面図（一部破断）、（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。（ａ）は面発光装置１００の部分拡大平面図、（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。（ａ）は本発明の他の実施形態に係る面発光装置２００の部分拡大平面図（透視図）、（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る面発光装置３００の部分拡大平面図（透視図）、（ｃ）は本発明の他の実施形態に係る面発光装置４００の部分拡大平面図（透視図）である。光源から入射面までの距離と、入射効率との関係の実験結果を示す図である。

符号の説明

１０導光板
１１入射面
１２出光面
２０光源
３０基板
３３白色部
１００面発光装置

Claims

光源と、
前記光源からの光が入射する入射面と、前記入射面から入射した光を出光する出光面とを有する導光板と、
前記光源を支持すると共に前記導光板の前記入射面側の端部が重ねられた基板と、
を備えた面発光装置において、
前記基板のうち、前記光源と前記入射面との間の空隙下の部分の表面が白色であることを特徴とする面発光装置。
前記基板のうち、前記導光板と重なった部分の表面が白色であることを特徴とする請求項１に記載の面発光装置。
前記基板のうち、前記光源の下の部分の表面が白色であることを特徴とする請求項１又は２に記載の面発光装置。
前記基板がフレキシブルプリント基板であり、前記光源が前記フレキシブルプリント基板上に複数支持された点光源であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の面発光装置。