JP2603995B2 - 導光パネル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 表示パネルのバック照明を行なうための導光パネルに
関し、 薄型で光伝達損が少なく且つ明るさのばらつきの少な
いバック照明を行なうことができる導光パネルを提供す
ることを目的とし、 光伝達性の優れたプラスチックからなる複数個の導光
シートを多層状態に重ね合わせ、各種の導光シートには
その端部から入射する光を表示パネルの裏面に向けて散
乱反射させるための粗面部を形成し、各層の導光シート
の粗面部の位置を下層から上層に向かうに従って導光シ
ートの長手方向にずらした構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は液晶表示パネル（LCD）或いはキーボードス
イッチ等のバック照明を行なうための導光パネルに関
し、特に、軽薄短小化が求められる携帯機器等のLCD或
いはキーボードスイッチに対し均一なバック照明を実現
することができる薄型の面発光型導光パネルに関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕

第５図ないし第７図は携帯電話端末機の表示操作部の
従来構造を示したものである。第５図に示すように、携
帯電話端末機の表示操作部はダイヤル番号の送受信状態
やメモリダイヤル等を表示するディスプレイ１と、キー
ボードスイッチ２と、制御用大規模集積回路（LSI）３
及びその他の所望の回路を接続する配線基板４とを備え
ている。

このような携帯電話端末機はその機能上暗い環境でも
操作可能である可能性があるため、第６図に詳細に示す
ように、ディスプレイ１はLCD5を裏面より照明するため
のバック照明構造６を備えており、バック照明構造６は
光遮蔽７内に設けた点光源としてのLED8と、LED8からの
光を拡散してLCD5の裏面に導くためのプラスチック製導
光板９とを備えている。導光板９の裏面には光散乱効果
を高めるための凹凸ａが形成されるとともに、白色系塗
料10が塗布されている。これにより、暗い環境において
もLCD5の表示を認識できるように構成されている。

一方、第５図に示すキーボードスイッチのバック照明
構造の斜視図及び第７図の要部断面図に詳細に示すよう
に、従来のキーボードスイッチ２は光伝達性に優れたプ
ラスチックからなる導光板12と、導光板12の複数箇所に
設けられた穴12aに実装されたチップ型発光ダイオード
（LED）13とを有するバック照明構造11を備えており、
導光板12からキートップ14に光が漏れるように構成され
ている。なお、第７図において、15は携帯電話端末機の
ケーシングであり、16は配線基板４の上のキー接点17に
接触可能な導体18を備えたゴムキーである。

上述したディスプレイ用バック照明構造６における従
来の導光板９はLCD5と反対側の裏面を凹凸9a等による光
反射面としているにすぎないため、導光板９を薄型にす
るとLED8から離れた領域に光が届きにくくなり、LED8の
近傍が明るく且つLCD5の中央領域が暗くなってしまうと
いう問題が生じていた。

一方、キーボースイッチ２においては照明すべき各キ
ーの位置が機能上分散しているため、従来の導光板12を
用いてキートップ14の全体にわたりバック照明を行なう
ためには多数のLED13が必要となっていた。また、導光
板12は一般に広い導光面積を有しており、且つ、従来の
導光板12は不必要な箇所に光を拡散するため、バック照
明の分布が不均一となり、照明効率が悪く、消費電力が
大きくなる等の問題が生じていた。

一方、最近においては、複数本のプラスチックファイ
バからなる導光シートを用いて面発光による表示パネル
のバック照明を行なう面発光型バック照明構造が提案さ
れている。第８図及び第９図を参照すると、このバック
照明構造は、複数本のプラスチックファイバ21を一列状
態に並べて裏面側を接着剤22で相互に接着することによ
り帯状に形成した導光シート20を有しており、導光シー
ト20の前面の所望箇所には凹凸を有する面発光部20aが
表面の粗面加工によって形成されている。23は文字等を
表示する表示パネル、24は光反射シート、25はLED26等
の点光源を備えた発光装置である。

このようなバック照明構造におては、LED26等の点光
源から導光シート20の端部を経て各導光シート20内に入
射した光が面発光部20aの凹凸によって散乱し導光シー
ト20の外部に漏出して面発光することにより、表示パネ
ル23の裏面のバック照明を行なう。このようなファイバ
21を用いた導光シート20は光伝達損が少なく且つ薄型化
できる利点がある。

しかし、このような導光パネル20の構造においても、
LED26等の点光源に近い領域と遠い領域とで漏光量のば
らつきが生じる欠点がある。漏光量を均一化させるため
に面発光部20aにおける粗面加工の粗さをLED26からの距
離に応じて変化させることが考えられるが、限度があ
る。

したがって、本発明は、薄型で光伝達損が少なく且つ
明るさのばらつきの少ないバック照明を行なうことがで
きる導光パネルを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、表示パネルの
バック照明を行なうための導光パネルであって、光伝達
性の優れたプラスチックからなる複数個の導光シートを
多層状態に重ね合わせ、各層の導光シートにはその端部
から入射する光を表示パネルの裏面に向けて散乱反射さ
せるための粗面部を形成し、各層の導光シートの粗面部
の位置を下層から上層に向かうに従って導光シートの長
手方法にずらした構成とする。

〔作 用〕

上記構成を有する面発光型導光パネルにおいては、各
層の導光シート内に入射した光が粗面部で散乱反射して
表示パネルの裏面に導かれるが、各層の導光シートの粗
面部の位置が下層から上層に向かうに従って導光シート
の長手方向にずれているので、表示パネルの裏面は各層
の導光シートの粗面部と対向する領域ごとに対応する粗
面部からの漏光によってバック照明されることになる。
そして、各層の導光シートに形成される各々の粗面部は
表示パネルの一部の領域の照明を担うだけであるから、
ファイバの長手方向における各粗面部の幅を小さくする
ことができる。したがって、各層の導光シートの粗面部
内における光散乱反射量のばらつきは殆どなくなる。ま
た、いずれの層の導光シートにおいても粗面部までの光
伝達損は殆どないので、各層の導光シートの粗面部から
の漏光量はほぼ一定となる。したがって、表示パネルの
裏面を効率良く均一にバック照明することができるよう
になる。また、薄いプラスチックファイバのシート積層
構造であるので、薄型の面発光型導光パネルとすること
ができる。

下層の導光シートの粗面部から上層の導光シートを通
過して表示パネルの裏面に向かう漏光が上層の導光シー
トの端部から粗面部に向かう光と相互干渉すると照明効
率が低下する。したがって、下層の導光シートから上層
の導光シートに向かうにしたがって粗面部の位置を導光
シートの光入射面となる端部に近づけることが好まし
い。

各層の導光シートの両端が光入射面となる場合には各
層の導光シートにその両端から入射した光をそれぞれ散
乱反射させる２つの粗面部を形成することが好ましく、
更に、下層から上層に向かうに従って２つの粗面部の位
置をそれぞれ対応する導光シートの端部に近づけること
が好ましい。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図及び第２図は本発明を携帯電話末端機のディス
プレイに適用した場合の一実施例を示すものである。こ
れらの図において、光透過型或いは半透過型の液晶パネ
ル（LCD）30の裏面側には本発明による導光パネル31が
設けられている。導光パネル31は光伝達性の優れたプラ
スチックからなる複数個（ここでは４枚）の導光シート
32を備えており、複数個の導光シート32は多層状態に重
ね合わせられている。接着剤は光透過性に優れたものを
使用することが望ましい。

積層状態の導光シート32の長手方向両端部は表示パネ
ル30の裏面の両端部に設けられる断面略コ字形の光遮蔽
33,34の開口端に嵌合している。光遮蔽板33,34の内部に
は必要に応じて複数個の光源、例えば発光ダイオード
（LED）35,36がそれぞれ設けられており、LED35,36から
発っせられた光が各導光シート32の対応する端部からそ
の内部に入射されるようになっている。表示パネル30の
リードピン30a及びLED35,36のリードピン35a,36aはそれ
ぞれ配線基板37（第１図参照）に機械的及び電気的に接
続されている。

各層の導光シート32の下面、すなわち、表示パネル30
と反対側の面には、その端部から入射する光を表示パネ
ル30の裏面に向けて散乱反射させるための山型又はフレ
ネル型の凹凸を有する粗面部32a,32bが設けられてお
り、各層の導光シート32の粗面部32a,32bの位置は下層
の導光シート32から上層の導光シート32に向かうに従っ
て導光シート32の長手方向にずれている。更に詳しく
は、この実施例においては、下層から上層に向かうに従
って２つの粗面部32a,32bはそれぞれ対応する導光シー
ト32の端部に近づくように配置されている。

上記構成を有する導光パネルにおいて、LED35,36から
発っせられた光は各層の導光シート32の対応する端部か
らそれぞれ内部に入射し、粗面部32a,32bでそれぞれ散
乱反射して導光シート32から漏出し表示パネル30の裏面
に導かれるが、各層の導光シート32の粗面部32a,32hの
位置が下層から上層に向かうに従って導光シート32の長
手方向にずれているので、表示パネル30の裏面は各層の
導光シート32の粗面部32a,32bと対向する領域ごとに対
応する粗面部32a,32bからの漏光による面発光によって
バック照明されることとなる。すなわち、第２図を参照
すると、最下層の導光シート32の粗面部32a,32bによる
光の散乱反射によって導光パネル31の区間31a,31bの領
域が面発光をし、下から２層目の導光シート32の粗面部
32a,32bによる光の散乱反射によって導光パネル31の区
間31c,31bの領域が面発光をし、下から３層目の導光シ
ート32の粗面部32a,32bによる光の散乱反射によって導
光パネル31の区間31a,31fの領域が面発光をし、最上層
の導光シート32の粗面部32a,32bによる光の散乱反射に
よって導光パネル31の区間31g,31hの領域が面発光をす
る。

このように、各層の導光シート32に形成される各々の
粗面部32a,32bは表示パネル30の一部の領域の照明を担
なうだけであるから、ファイバの長手方向における各粗
面部32a,32bの幅を小さくすることができる。したがっ
て、各層の導光シート32の各粗面部32a,32b内における
光散乱反射量のばらつきは殆どなくなる。また、いずれ
の層の導光シート32においても粗面部32a,32bまでの光
伝達損は殆どないので、各層の導光シート32の粗面部32
a,32bからの漏光量はほぼ一定となる。したがって、表
示パネル30の裏面を効率良く均一にバック照明すること
ができる。

また、薄いプラスチック製導光シート32の積層構造で
あるので、薄型の面発光型導光パネル31とすることがで
きる。

なお、第１図に示す粗面部32a,32bの配置によれば、
下層の導光シート32の粗面部32a,32bから上層の導光シ
ート32を通過して表示パネル30の裏面に向かう漏光が上
層の導光シート32の端部から粗面部32a,32bに向かう光
と相互干渉することがないので、照明効率の低下を防止
することができる。

第３図及び第４図は本発明を携帯電話端末機のメンブ
レイン型キーボードスイッチに適用した場合の一実施例
を示すものである。この図において上記実施例と同様の
構成要素には同一の参照符号が付されている。

この実施例においては、数字、文字等を表示する表示
パネルとしての機能も兼ね備えた光透過性キートップ部
材40とその裏側に設けられた導光パネル31との間にスイ
ッチパターン41aを有する光透過性フィルム41が設けら
れており、キートップ部材40の各キートップ部40aの裏
側に設けられた凹所にはキートップ部40aを押したとき
にスイッチパターン41aに接触してスイッチ回路を閉成
するする導体40bが設けられている。

第４図に示すように、導光パネル31は光伝達製の優れ
たプラスチックからなる複数枚の導光シート32の多層積
層構造となっており、各層の導光シート32の下面、すな
わち、キートップ部材40と反対側の面には、その端部か
ら入射する光をキートップ部材40の裏面に向けて散乱反
射させるための山型又はフレネル型の凹凸を有する粗面
部32aが設けられており、各層の導光シート32の粗面部3
2aの位置は下層の導光シート32から上層の導光シート32
に向かうに従って導光シート32の長手方向にずれてい
る。更に詳しくは、この実施例においては、下層から上
層に向かうに従って２つの粗面部32aはそれぞれ対応す
る導光シート32の光入射面となる端部に近づくように配
置されている。

また、この実施例においては、第３図に示すように、
キートップ部材40のキートップ部40aは長手方向に３列
状態で配列されていて広い表示面を有しているので、キ
ートップ部材40の裏側には上述した導光シート32の積層
構造からなる導光パネル31が３列状態に配設されてお
り、LED42（第４図）等の点光源からの光を各導光パネ
ル31の一端から各導光パネル31の内部に入射させること
ができるように構成されている。なお、各導光パネル31
の両端から光を入射させる場合には粗面部32aを前述し
た実施例と同様に配置形成すればよい。

この実施例においては、導光パネル31の各層の導光シ
ート32の粗面部32aで散乱反射した光がキートップ部材4
0の各キートップ部40aに導かれてバック照明を行なう。
各粗面部32aの区間の長さを適宜に設定することによ
り、キートップ部材40の全面のバック照明や、各キート
ップ部40aのみのバック照明等を行なうことができる。
各導光シート32から漏出する光量はほぼ同一となるの
で、キートップ部材40に明るさのむらが生じることはな
い。

以上、図示実施例につき説明したが、本発明は上記実
施例の態様のみに限定させるものではなく、特許請求の
範囲に記載した発明の範囲内でその構成要素の形状、個
数等に変更を加えることができる。例えば第４図に示す
実施例の変形例として、導光シート32の積層構造からな
る導光パネル31をシート状に薄くできる場合には導光パ
ネル31と配線機板37との間にスイッチパターンを有する
フィルムを設けてキートップ部材40の押圧力により導光
パネル31の裏面に設けた導体をフィルムのスイッチパタ
ーンに接触させるようなメンブレインスイッチ構造とす
ることができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明の構成によれ
ば、各層の導光シート粗面部で散乱反射して導光シート
から漏出する光により、光源からの光を効率良く表示パ
ネルに導いて均一なバック照明を行なうことができる薄
型の導光パネルを提供できることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を携帯電話端末機のディスプレイ用表示
パネルのバック照明構造に適用した場合の実施例を示す
導光パネルの縦断面図、 第２図は第１図に示すバック照明構造の分解斜視図、 第３図は本発明を携帯電話端末機のキーボードスイッチ
のバック照明構造に適用した場合の実施例を示すキーボ
ードスイッチ及び導光パネルの斜視図、 第４図は第３図に示すキーボードスイッチのバック照明
構造の縦断面図、 第５図は従来の携帯電話端末機の表示操作部の分解斜視
図、 第６図は第５図に示すディスプレイ用表示パネルのバッ
ク照明構造を示す縦断面図、 第７図は第５図に示すキーボードスイッチのバック照明
構造を示す縦断面図、 第８図は導光シートを用いた従来の表示パネルのバック
照明構造の一部破断斜視図、 第９図は第８図に示すバック照明構造の要部断面図であ
る。 図において、30は液晶表示パネル、31は導光パネル、32
は導光シート、32a粗面部、40は表示パネルを兼ねたキ
ートップ部材をそれぞれ示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表示パネル（30,40）のバック照明を行な
   うための導光パネル（31）であって、 光伝達性の優れたプラスチックからなる複数個の導光シ
   ート（32）を多層状態に重ね合わせ、 各層の導光シート（32）にはその端部から入射する光を
   表示パネル（30,40）の裏面に向けて散乱反射させるた
   めの粗面部（32a,32b）を形成し、 各層の導光シート（32）の粗面部（32a,32b）の位置を
   下層から上層に向かうに従って導光シート（32）の長手
   方向にずらしたことを特徴とする面発光型導光パネル。