JP2008097998A - 面発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】面発光装置の薄型化を図ることにより、面発光装置をバックライトとして使用する電子機器類の薄型化も図ることが可能な面発光装置の提供。
【解決手段】面発光装置１０は、複数の発光素子が長尺状の配線基板上に配置された線状光源装置１２と、当該線状光源装置１２と外部電源と配線部を介して導通接続するプリント配線基板１３とを備え、発光素子からの光を、線状光源装置１２の光出射面と対向するように配置された導光板１１から照明光として出射するものであって、導光板１１からの照明光を拡散する拡散シート１５と、導光板１１の背面側に配置された反射シート１１とを、線状光源装置１２まで延伸させると共に、発光素子からの光を反射する反射部１５１が拡散シート１５の線状光源装置１２の位置に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、携帯電話装置やデジタルカメラ装置などの液晶表示パネルのバックライトとして利用できる面発光装置に関する。

携帯電話装置やデジタルカメラ装置などの液晶表示パネルでは、暗所での視認性を高めるために、液晶表示パネルの背面から光を照射する面発光装置がバックライトとして設けられている。このような面発光装置が例えば特許文献１に記載されている。

この特許文献１に記載の面発光装置は、複数の発光素子が細長い角棒状の配線基板に長手方向に沿って所定間隔をおいて配設され、発光素子の両側に、かつ各発光素子と交互に位置するように反射板が配設された線状光源装置が、導光板の側面に沿って配置されたものである。そして、導光板の背面側に配置された下反射シートと、細長い帯状の上反射シートとが、線状光源装置を挟むように配置されている。
特開２００４−２３５１３９号公報

ところで、面発光装置がバックライトとして設けられる携帯電話装置やデジタルカメラ装置などの電子機器類においては、近年、小型化や薄型化が益々求められており、それに伴い、面発光装置においても、更なる小型化や薄型化が求められている。

そこで、本発明では、薄型化を図ることにより、バックライトとして使用する電子機器類の薄型化を図ることが可能な面発光装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の面発光装置は、複数の発光素子が長尺状の配線基板上に配置された線状光源装置と、前記線状光源装置と対向するように配置された導光板と、前記導光板からの照明光の光学特性を調整する調光シートと、前記導光板の背面側に配置された反射シートとを備え、前記調光シートには、前記発光素子からの光を反射する反射部が設けられていることを特徴とする。

本発明の面発光装置によれば、面発光装置をさらに薄型化することができ、面発光装置をバックライトとして使用する電子機器類の薄型化を実現することができる。

本願の第１の発明は、複数の発光素子が長尺状の配線基板上に配置された線状光源装置と、線状光源装置と対向するように配置された導光板と、導光板からの照明光の光学特性を調整する調光シートと、導光板の背面側に配置された反射シートとを備え、調光シートには、発光素子からの光を反射する反射部が設けられていることを特徴としたものである。

線状光源装置は、配線基板の発光素子が搭載されている面側を導光板に向けた状態で面発光装置内に配置されている。従って、線状光源装置の側面は面発光装置の厚み方向に向けて配置されている状態となっている。そして、導光板の背面側に配置された反射シートと、導光板から照明光の光学特性を調整する調光シートとが配置されている。この調光シートには発光素子からの光を反射する反射部が設けられているので、反射シートを新たに設ける必要がない。従って、従来の面光源装置のように、上反射シートを線状光源装置に配置する場合に比べて、面発光装置の更なる薄型化を実現することができる。しかも部品点数を減らすことができるので低コスト化を実現することができる。

本願の第２の発明は、本願の第１の発明において、反射シートは、線状光源装置まで延伸するように形成され、調光シートに設けられた反射部は、線状光源装置まで延伸するように形成された調光シートの線状光源装置の位置に設けられていることを特徴としたものである。

反射シートと調光シートとが、それぞれ線状光源装置まで延伸するように形成されている。そして、調光シートに設けられた反射部は、線状光源装置の位置に設けられている。従って、線状光源装置からの光を、導光板へ直接、または反射シートや反射部に反射して入射させることができるので、無駄なく導光板へ発光素子からの光を導くことができる。

本願の第３の発明は、本願の第１または２の発明において、調光シートに設けられた反射部は、導光板の照明光を出射する主面側で、かつ線状光源装置側の端部となる位置に設けられていることを特徴としたものである。

調光シートに設けられた反射部を、導光板の照明光を出射する主面であって、線状光源装置側の端部となる位置に設けてもよい。このように反射部を設けることで、導光板の主面全部を有効表示エリアとしていないときなど、導光板の端部から有効表示エリアまで無駄なく光を反射させて進行させることができる。

本願の第４の発明は、本願の第３の発明において、調光シートに設けられた反射部は、線状光源装置の位置に設けられたものと、導光板の線状光源装置側の端部となる位置に設けられたものとが、連続して形成されていることを特徴としたものである。

このように反射部を形成することで、隙間なく反射部を形成できるので、発光素子からの光を無駄なく導光板内部へ進行させることができる。

本願の第５の発明は、本願の第１から４のいずれかの発明において、線状光源装置と外部電源とを導通接続するプリント配線基板が設けられ、プリント配線基板は、当該プリント配線基板の端面を、配線基板の発光素子が配置された面とは反対側となる面に突き合わせた状態で配置され、配線基板の導光板側とは反対側となる面に形成された電源端子と導通接続されていることを特徴としたものである。

線状光源装置へ電源を供給するプリント配線基板の端面を、配線基板の発光素子が配置された面とは反対側となる面、すなわち線状光源装置の裏面側に突き合わせた状態で配置し、この状態で、プリント配線基板を、配線基板の導光板側とは反対側となる面に形成された電源端子と導通接続させることにより、線状光源装置に形成された電源端子と導通接続するために線状光源装置の側面側、つまり線状光源装置の上面または下面側にプリント配線基板を配置して、上反射シートを線状光源装置に配置する場合に比べて、プリント配線基板の厚み分と、上反射シートの厚み分だけ面発光装置の厚みを抑えることができる。

本願の第６の発明は、本願の第１から５のいずれかの発明において、調光シートの反射部は、配線基板側に設けられていることを特徴としたものである。

反射部を配線基板側に設けることで、線状光源装置からの光が調光シート内を通過することなく反射するので、光を効率よく利用できる。

本願の第７の発明は、本願の第１から６のいずれかの発明において、調光シートの反射部は、拡散シートまたはプリズムシートのいずれかに設けられていることを特徴としたものである。

反射部を、拡散シートまたはプリズムシートのいずれかの調光シートに設けることで、新たに調光シートを配置する必要がない。

本願の第８の発明は、本願の第１から７のいずれかの発明において、反射部は、調光シートに印刷して硬化させた反射膜であることを特徴としたものである。

反射部を印刷して硬化させた反射膜とすることで、反射部を薄く形成することができる。

本願の第９の発明は、本願の第１から８のいずれかの発明において、配線基板の発光素子が配置された面とは反対側となる面には切り欠きが形成され、プリント配線基板は、当該プリント配線基板の端部を切り欠き内に差し込んだ状態で配置されていることを特徴としたものである。

配線基板の発光素子が配置された面とは反対側となる面、つまり配線基板の裏面側となる面に形成された切り欠き内に、プリント配線基板の端部を差し込んだ状態で配置することにより、配線基板の裏面側にプリント配線基板の端面を突き合わせる場合よりも、配線基板とプリント配線基板の端部との接触面積を増加させることができるので、プリント配線基板をより強固に配線基板に固定することができる。

（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は本発明の実施の形態における面発光装置の断面図である。図２（ａ）は図１の面発光装置の線状光源装置とフレキシブルプリント配線基板との位置関係を示す概略斜視図であり、同図（ｂ）は部分拡大図である。なお、図２においては線状光源装置とフレキシブルプリント配線基板以外は省略している。

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１０は、導光板１１と、線状光源装置１２と、フレキシブルプリント配線基板（以下、ＦＰＣと称す。）１３と、反射シート１４とを備えると共に、導光板１１からの照明光の光学特性を調整する調光シートとして拡散シート１５およびプリズムシート１６，１７を備えている。

導光板１１は、例えば、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂によって０．３〜０．５ｍｍ程度の厚みに形成された透明で矩形状の板である。

線状光源装置１２は、その軸線が導光板１１の側面の長手方向に沿って配置されている。ここで、線状光源装置１２を図２に基づいて詳細に説明する。

図２（ａ）に示すように線状光源装置１２は、細長い角棒状の配線基板１２１上に、光源としての複数のチップＬＥＤ１２２が所定の間隔をおいて並設されたものである。各チップＬＥＤ１２２は、発光素子１２３と、この発光素子１２３の左右の両側に形成された反射板１２４と、反射板１２４の内側の凹部に充填されて形成された光透過性の樹脂封止部１２５とから構成される。この樹脂封止部１２５には、発光素子１２３からの光により励起されて光の波長を変換する蛍光体が含有されていてもよい。また、配線基板１２１のチップＬＥＤ１２２が搭載されている面とは反対側となる面、つまり、配線基板１２１の裏面には、ＦＰＣ１３の接続端子と導通接続するための電源端子１２６が複数箇所に設けられている。

図２（ａ）および同図（ｂ）に示すようにＦＰＣ１３は、線状光源装置１２を外部電源（図示せず）と導通接続するためのものであり、線状光源装置１２の電源端子１２６と導通接続するために半田１９を塗布する部分となる接続部１３１と、外部電源と接続するための配線パターンが形成された外部接続部１３２とを備えている。ＦＰＣ１３は、その端面を、線状光源装置１２の配線基板１２１の裏面側に形成された切り欠き部１２８（図１参照）に差し込んで突き合わせた状態で配置され、この状態で、ＦＰＣ１３の接続部１３１に塗布された半田１９を介して、線状光源装置１２の電源端子１２６と導通接続している。

図１に示すように反射シート１４は、導光板１１の底面に設けられている反射・拡散用のドットの隙間またはドットまたはプリズム面から抜ける光を拡散シート１５の方向へ反射させる機能を有している。反射シート１４は、導光板１１の背面側に設けられ、線状光源装置１２まで延伸するように形成されている。反射シート１４としては、ポリエステル系樹脂を用いた多層膜構造により可視光範囲において高い反射率を有するＥＳＲ（Enhanced Specular Reflector）などが使用できる。

拡散シート１５は、ポリエステル（ＰＳ）樹脂や、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂で表面がすりガラスのように粗面に形成されたものである。拡散シート１５は、導光板１１の光出射面を覆うように、かつ線状光源装置１２まで延伸するように形成されている。そして拡散シート１５の内側面（配線基板１２１側）には、反射部１５１が形成されている。この反射部１５１は、線状光源装置１２に位置する第１反射部１５１ａと、導光板１１の照明光を出射する主面側で、かつ線状光源装置側の端部となる位置に設けられた第２反射部１５１ｂとが連続して形成されたものである。

第１反射部１５１ａは、線状光源装置１２の配線基板１２１の厚み分および反射板１２４の高さ分の幅で形成されている。

第２反射部１５１ｂは、線状光源装置１２の先端位置（導光板１１の端）から有効表示エリアＳまでの幅で形成されている。

この反射部１５１は、反射性を有する塗料を印刷して硬化させた反射膜で、発光素子１２３からの光を導光板１１の側面へ向けて反射するものである。この反射性を有する塗料は、白色、または銀色などの金属光沢を有するものなどが使用できるが、光反射率が高いものであれば色々な材質の塗料が使用できる。

プリズムシート１６，１７は、ポリエステル樹脂の表面にアクリル樹脂からなる三角条が形成されたプリズム面を有している。このプリズム面は断面視で鋸歯形状に形成されている。プリズムシート１６，１７は、条方向が互いに略直交する向きに重なるように配置されている。

次に、以上のように構成される本発明の実施の形態に係る面発光装置１０の使用状態を図１および図２に基づいて説明する。

図１および図２に示すように、ＦＰＣ１３の外部接続部１３２から供給された電源が接続部１３１を介して線状光源装置１２の電源端子１２６に印加される。

電源が供給されたことで線状光源装置１２の発光素子１２３が発光する。発光素子１２３から光出射面方向に進行する光は、導光板１１の側面に直接入射する。発光素子１２３から配線基板１２１の長手方向に進行する光は、発光素子１２３と交互に配置された反射板１２４にそれぞれ反射して光出射面に向かう光となる。また、発光素子１２３から配線基板１２１の幅方向に進行する光は、反射シート１４に反射したり、拡散シート１５に設けられた第１反射部１５１ａに反射したりして光出射面に向かう光となる。そして第１反射部１５１ａと反射シート１４とで反射しながら樹脂封止部１２５から出射した光は、導光板１１の側面から入射して第２反射部１５１ｂと反射シート１４とに反射しながら進行する。そして反射しながら進行する光は、有効表示エリアＳまで導かれて導光板１１の主面から出射する。従って、線状光源装置１２の発光素子１２３から出射される光を無駄なく導光板１１の有効表示エリアまで進行させることができる。

反射部１５１を拡散シート１５の内側面に設けているので、発光素子１２３からの光を拡散シート１５内に入射することなく反射させることができる。従って、拡散シート１５自体の光学特性の影響を受けることなく、また発光素子１２３からの光を無駄なく利用することができる。

また、第１反射部１５１ａと第２反射部１５１ｂとを連続して形成しているので、隙間なく反射部１５１を形成できる。従って、発光素子１２３からの光を無駄なく導光板１１内部へ導くことができる。

このように発光素子１２３からの光を無駄なく導光板１１へ進行させることができる面発光装置１０は、反射部１５１を線状光源装置１２まで延伸させた拡散シート１５に設けられているので、線状光源装置１２の輝度を低下させることなく薄型化を図ることができる。また、ＦＰＣ１３の端面を、線状光源装置１２の配線基板１２１の裏面側に突き合わせた状態で配置しているので、ＦＰＣ１３の厚みが面発光装置１０の厚みに影響を与えない。

また、ＦＰＣ１３の端部は、線状光源装置１２の配線基板１２１の切り欠き部１２８に差し込んだ状態で接続されているので、接続面積を十分に確保できることで接続強度を確保することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本実施の形態では、拡散シート１５に反射部１５１を設けているが、プリズムシートのいずれかに設けてもよい。プリズムシートに反射部を設けたとしても、反射部を内側面（配線基板１２１側）に設けることで、発光素子１２３からの光はプリズムシート内に入射することなく反射するので、プリズムシート自体の光学特性の影響を受けることがない。

第１反射部１５１ａを拡散シート１５の線状光源装置１２の位置に設けているが、線状光源装置１２の樹脂封止部１２５の側面に印刷などで反射部を形成すれば、第２反射部１５１ｂのみとすることも可能である。また、有効表示エリアＳがほぼ線状光源装置１２が配置される側面近くまで広く形成されている場合には、第２反射部１５１ｂを省略して第１反射部１５１ａのみとすることも可能である。

本発明の面発光装置は、携帯電話装置やデジタルカメラ装置などの電子機器の液晶表示パネルのバックライトとして利用でき、特に、全体の厚みを薄くすることで、搭載される電子機器類の薄型化も図ることが可能な面発光装置として好適に用いることができる。

本発明の実施の形態における面発光装置の断面図 （ａ）は図１の面発光装置の線状光源装置とフレキシブルプリント配線基板との位置関係を示す概略斜視図、（ｂ）は部分拡大図

符号の説明

１０ 面発光装置
１１ 導光板
１２ 線状光源装置
１３ ＦＰＣ
１４ 反射シート
１５ 拡散シート
１６，１７ プリズムシート
１９ 半田
１２１ 配線基板
１２２ チップＬＥＤ
１２３ 発光素子
１２４ 反射板
１２５ 樹脂封止部
１２６ 電源端子
１２８ 切り欠き部
１３１ 接続部
１３２ 外部接続部
１５１ 反射部
１５１ａ 第１反射部
１５１ｂ 第２反射部

Claims (9)

1. 複数の発光素子が長尺状の配線基板上に配置された線状光源装置と、
   前記線状光源装置と対向するように配置された導光板と、
   前記導光板からの照明光の光学特性を調整する調光シートと、
   前記導光板の背面側に配置された反射シートとを備え、
   前記調光シートには、前記発光素子からの光を反射する反射部が設けられていることを特徴とする面発光装置。
2. 前記反射シートは、前記線状光源装置まで延伸するように形成され、
   前記調光シートに設けられた反射部は、前記線状光源装置まで延伸するように形成された調光シートの前記線状光源装置の位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載の面発光装置。
3. 前記調光シートに設けられた反射部は、前記導光板の照明光を出射する主面側で、かつ線状光源装置側の端部となる位置に設けられていることを特徴する請求項１または２記載の面発光装置。
4. 前記調光シートに設けられた反射部は、前記線状光源装置の位置に設けられたものと、前記導光板の線状光源装置側の端部となる位置に設けられたものとが、連続して形成されていることを特徴とする請求項３記載の面発光装置。
5. 前記線状光源装置と外部電源とを導通接続するプリント配線基板が設けられ、
   前記プリント配線基板は、当該プリント配線基板の端面を、前記配線基板の前記発光素子が配置された面とは反対側となる面に突き合わせた状態で配置されて、前記配線基板の前記導光板側とは反対側となる面に形成された電源端子と導通接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかの項に記載の面発光装置。
6. 前記調光シートの反射部は、前記配線基板側に設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかの項に記載の面発光装置。
7. 前記調光シートの反射部は、拡散シートまたはプリズムシートのいずれかに設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかの項に記載の面発光装置。
8. 前記反射部は、前記調光シートに印刷して硬化させた反射膜であることを特徴とする請求項１から７のいずれかの項に記載の面発光装置。
9. 前記配線基板の前記発光素子が配置された面とは反対側となる面には切り欠きが形成され、
   前記プリント配線基板は、当該プリント配線基板の端部を前記切り欠き内に差し込んだ状態で配置されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかの項に記載の面発光装置。

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