JP3201084U - 面状発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型且つ光の導光板の背面又は側面からの漏れを防止できる面状発光装置を提供する。【解決手段】平板状の表示パネル１と、光反射機能及び遮光機能を有する可撓シート４と、表示パネル１と可撓シート４との間に配置された平板状の導光部５と、導光部５の側部に配置した光源８と、を備え、可撓シート４の光反射機能を有する一方の面の少なくとも一部に粘着剤を有し、粘着材により、光反射機能を有する一方の面に導光部５を粘着し、且つ光源８に隣接する側以外、可撓シート４は導光部５の周囲に露出した露出部分４ａ〜４ｃを有し、露出部分４ａ〜４ｃ上の粘着材により、表示パネル１と可撓シート４とを粘着した。【選択図】図４

Description

本考案は、面状発光装置に関し、特に、携帯電話等の電子機器の操作領域を発光させる面状発光装置に関する。

従来から、携帯電話等の電子機器の操作領域を発光させるために、通常表示パネルとバックライト板との間に配置された導光シートが開発されている。

特許文献１に、発光ユニットが記載されている。図１、図２に示すように、基体１１が、操作領域を備え、そして基体１１に、接触シート１２と、導光シート１３とが順次設置されている。光源ユニット１４内の発光ダイオード１４１の光は、導光シート１３の端面Ｂから入射し、導光シート１３内へ導光され、導光シート１３の主面Ｐに設置された発光領域で拡散された後、外部へ出射される。また、該発光ユニットに、光源ユニット１４と導光シート１３の端面Ｂとの間の間隙を覆うカバー部材１５（反射層１５１と吸収層１５２とを含む）が設けられ、該間隙又は光源の上面から出射した光がカバー部材１５で反射され、導光シート１３内に導光されるので、光源ユニット１４からの光を効率よく導光シートに導光させる。

中国特許第１０１２３０９７０号公報

しかし、上記構成の発光ユニットにおいて、カバー部材で上記間隙又は光源の上面から出射した光を反射且つ吸収することによって、光源の上面側からの光漏れを防止できるが、上記構成で、光の導光シートの上面及びもう一方の側面（即ち、端面Ｂに対向する側面）からの出射を防止できない。従来、該導光シートの上面及びもう一方の側面からの光漏れを防止するために、別に導光シートの周囲に遮光部材を設置する必要がある。

一方、ＯＧＳ（Ｏｎｅ Ｇｌａｓｓ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ）技術の発展及び電子機器の薄型化に従って、表示パネルと部品実装基板との間の間隙が益々小さくなり、例えば、該間隙が以前の約０．２ｍｍから約０．１ｍｍになった。これに対して、導光シートの厚さが薄くなるように要求される。導光シートの厚さが薄くなるに従って、光源の発光中心と導光シートの厚さ中心とが大きくずれるので、光の使用率が下降する問題が生じた。

本考案は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、薄型且つ光の導光板の背面又は側面からの漏れを防止できる面状発光装置を提供することを目的とする。

本考案の面状発光装置は、平板状の表示パネルと、光反射機能及び遮光機能を有する可撓シートと、前記表示パネルと前記可撓シートとの間に配置された平板状の導光部と、該導光部の側部に配置した光源とを備え、前記可撓シートの前記光反射機能を有する一方の面の少なくとも一部に粘着剤を有し、前記粘着材により、前記光反射機能を有する一方の面に前記導光部を粘着し、且つ、前記光源に隣接する側以外、前記可撓シートは前記導光部の周囲に露出した露出部分を有し、前記露出部分上の前記粘着材により、前記表示パネルと前記可撓シートとを粘着したことを特徴とする。

上記の面状発光装置によって、上記の可撓シートを備え、粘着剤で可撓シートの一方の面に前記導光部を粘着させ、且つ粘着剤で、導光部の背面の全体を覆い且つ導光部の背面及側面（光源に隣接する側以外の３つの側面における少なくとも一つの側面）を封止するように、前記表示パネルと前記可撓シートとを粘着させる。このため、バックライト板の背面又は側面に他の遮光部件を設置する必要がなく、薄型化を実現できるとともに、部材及び組立工程を少なくすることでコストダウンを実現できる。

前記の面状発光装置において、前記表示パネルと前記可撓シートとの間に前記導光部が複数配置され、隣接する前記導光部が連結部にて連結されている。

上記の連結部によって複数の導光部を連結させることは、複数の導光部がそれぞれ配置されることに比べて、各導光部の全体の配置精度を保証でき、位置ずれが生じにくくなる。

前記の面状発光装置において、連結方向に垂直な幅方向で、前記連結部が前記導光部よりも幅狭とされている。

連結部の幅が導光部より狭いので、可撓シートの導光部の周囲から露出した面積が大きくなり、即ち、可撓シートと表示パネルとの間の粘着面積が大きくなる。このため、より確実な粘着を実現できるとともに、導光部の固定もより確実に実現できる。

前記の面状発光装置において、前記導光部は可撓性を有し、厚さ方向で、前記光源の発光中心が前記導光部の厚さ方向の中心に接近する又は一致するように、前記表示パネルと前記導光部との間に高さ調整用粘着材を設けている。

高さ調整用粘着材の設置によって、導光部の入射端において光源からの光の入射率を向上できるとともに、導光部の発光部において薄型化を保証できるので、光の使用率を向上される。

前記の面状発光装置において、前記光源の発光中心と前記導光部の厚さ方向の中心との高度差は、前記光源の発光素子における前記厚さ方向でのサイズの１／４以下であることが好ましい。この場合、より高い光の使用率が獲得できる。

前記の面状発光装置において、前記可撓シートは光反射層及び遮光層を有し、前記光反射層は白色または金属蒸着膜等の金属色であり、前記遮光層は黒色である。

該遮光層と光反射層とが一つの部材として構成され、光反射層で反射されない光を吸収できるので、光が光反射層を透過して漏れることを確実に防止できる。

前記の面状発光装置において、前記露出部分は、前記導光部の前記光源の反対側から露出した第１の露出部分と、前記導光部の側方から露出した第２の露出部分とを含む。

第１の露出部分及び第２の露出部分の粘着剤によって、光が導光板の光源の反対側及び側方から漏れることを確実に防止できる。

前記の面状発光装置において、粘着前の前記第１の露出部分は、連結方向に垂直する幅方向での長さが前記導光部の厚さの１．４倍を超える。この場合、第１の露出部分の曲げ角度が大きくないことが保証でき、表示パネルとの高い接着力を保持することができる。

従来の発光ユニットを示す平面図である。 従来の発光ユニットを示す断面側面図である。 本考案の面状発光装置を適用した一例を示す模式図である。 本考案の面状発光装置を示す平面図である。 図４のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。 本考案の面状発光装置における可撓シートと、導光シートと、高さ調整用粘着材とが分解状態になったときの平面図である。 可撓シートの一例を示す断面図である。

本考案の面状発光装置は、タブレット、携帯電話、車両機器等の装置を含む電子機器の表示パネルにおける操作領域を発光させるものである。表示パネルがキー領域等の操作領域を備え且つ該操作領域を発光させる機器であれば、本考案を適用できることは勿論である。
図３は、本考案の面状発光装置を携帯電話に適用する場合の一例を示す。

一部のスマートフォンにおいて、図３に示すように、表示パネル１の下部に操作領域２が設けられる。図３の操作領域２において、左側、中間、右側に３つのキー領域が設けられ、キー領域ごとに異なる機能が付けられる。ユーザは、表示パネルにおけるキー領域を接触することによって、例えば選択、退出、メニュー表示等の特定の操作を実施する。

以下、図３〜図７を参照し、本考案の面状発光装置３の構成を説明する。
図３は、表示パネルの背面側（ユーザが操作する面の反対面）から表示パネルを見たときの平面図である。図４は、図３における破線で囲む部分を拡大表示した図である。図５は、図４におけるＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図６は、本考案の面状発光装置３における可撓シート４と、導光部５と、高さ調整用粘着材７とが分解状態になったときの平面図である。図７は、可撓シート４の一例を示す断面図である。

容易に説明するために、図３及び図４における上、下、左、右の方向を面状発光装置３の上、下、左、右の方向とし、表示パネル１の厚さ方向を面状発光装置３の厚さ方向とする。また、平面視状態とは、表示パネル１の背面側が上に向けて水平に置く場合上方から表示パネル１の背面側を見る状態である。

面状発光装置３は、平板状の表示パネル１の一部と、可撓シート４と、平板状の導光部５と、連結部６と、高さ調整用粘着材７と、光源８とを備える。

図４と図５に示すように、可撓シート４と、平板状の導光部５と、連結部６と、高さ調整用粘着材７とが、厚さ方向において、表示パネル１の背面側に重ねられて設けられる。厚さ方向において、導光部５が表示パネル１と可撓シート４との間に設けられ、高さ調整用粘着材７が導光部５と表示パネル１との間に設けられる。

図４において、光源８が導光部５の下方に設けられ、光源８と導光部５とが間隔をもって設置される。光源８は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）８ａと、発光ダイオード８ｂとを備える。フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）８ａにおける配線を利用して、電池からの電力を発光ダイオード８ｂに供給し、発光ダイオード８ｂを発光させる。

導光部５は、通常、可撓性を有する材料、例えばプラスチックからなる。具体的には、導光部は、ポリウレタン樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂などで構成されている。

図４に示すように、表示パネル１と可撓シート４との間に複数の導光部５が設置された場合、隣接する導光部５が連結部６にて連結されている。連結部６によって複数の導光部５を連結させることにより、複数の導光部５がそれぞれ配置されることに比べて、各導光部５の全体の配置精度を保証でき、位置ずれが生じにくくなる。連結部６は、導光部５と同じ材料で構成され、導光部５と一体的に成型されることが好ましい。

また、連結方向に垂直する幅方向で、連結部６の幅（図４の上下方向の長さ）が導光部５より狭い。

高さ調整用粘着材７は、一定の厚さを有する両面テープからなる。図５に示すように、該高さ調整用粘着材７によって、導光部５の光源側の入射端５ａを表示パネル１の背面側に貼り付けることができる。図５に示すように、高さ調整用粘着材７は、導光部５の入射端５ａ側のみに設けられていると共に、導光部５の入射端５ａと重なる形状に形成される。

可撓シート４は、光反射機能及び遮光機能を有する部材であれば、その構成に対して特に限定しない。図７に示すように、光反射層４１の外側に遮光層４２を設置する構成であってもよい。光反射層４１として、白色の樹脂層等が挙げられ、遮光層４２として、黒色の樹脂層等が挙げられる。黒色の樹脂層は、黒色の樹脂を直接に使用してもよく、あるいは、黒色インクを印刷しても良い。該構成によって、光が光反射層４１を透過しても、遮光層４２で透過した光を吸収でき、光が光反射層４１を透過して漏れることを確実に防止できる。

可撓シート４の光反射機能を有する一方の面に粘着剤を有し、可撓シート４を導光部５に重ねることによって、可撓シート４の反射機能を有する一方の面と導光部５とを粘着させる。

そして、光源８に隣接する側以外、可撓シート４は、導光部５及び連結部６の周囲に露出した露出部分を有する。即ち、光源８に隣接する側に、可撓シート４と導光部５とが重なり、光源８に隣接する側以外の少なくとも一方の側に、可撓シート４は、導光部５及び連結部６の周囲に露出した露出部分を有する。

図４に示すように、該露出部分は、導光部５の光源８の反対側（図４の上方）から露出した第１の露出部分４ａと、導光部５の側方（左側及び／又は右側）から露出した第２の露出部分４ｂとを含む。また、さらに連結部６の上下方から露出した第３の露出部分４ｃを含む。

また、図５に示すように、第１の露出部分４ａは表示パネル１に対して傾斜する傾斜部分４ａ１及び表示パネル１に対して平行な平行部分４ａ２を含む。傾斜部分４ａ１の曲げ角度が大きすぎると、可撓シート４が折れる可能性があるため、傾斜部分４ａ１の長さＬは導光部５の厚さｈ_１の１．４倍以上になること（即ち、１．４＊ｈ_１ ≦ Ｌ）が好ましく、この場合に傾斜部分４ａ１と平行部分４ａ２とがなす角は４５度以下であることが保証できる。つまり、粘着前の第１の露出部分４ａの上下方向での長さが導光部５の厚さｈ_１の１．４倍を超えることが好ましい。

上記の各露出部分における粘着剤によって、可撓シート４は、導光部５の背面の全体を覆い且つ導光部５の背面及側面（図４の光源８に隣接する側以外の３つの側面における少なくとも一つの側面）を封止するように、表示パネル１と可撓シート４とを粘着させる。このため、バックライト板（図式せず）の背面又は側面に他の遮光部件を設置する必要がなく、薄型化を実現できるとともに、部材及び組立工程を少なくすることでコストダウンを実現できる。

また、図５に示したように、可撓シート４と表示パネル１との距離は上下方向において階段的に変化する。厚さ方向で可撓シート４と高さ調整用粘着材７とが重なり合う位置で、可撓シート４と表示パネル１との距離が最も大きい。可撓シート４の第１の露出部分４ａの位置に、可撓シート４と表示パネル１とは直接に粘着されているため、距離は０になる。

また、導光部５は、操作領域におけるキーと対応する形状に形成され、通常、略角形に形成される。また、図５、図６に示すように、導光部５が表示パネル１と接触する部分に、導光部５の発光部５ｂの領域にレーザを照射して溝を形成してなる略四角形の発光部５ｂが設置される。該発光部５ｂの形成方式がこれに限定されないことは勿論である。

また、連結部６の幅が導光部５より狭いので、可撓シート４の導光部の周囲から露出した面積が大きくなり、即ち、可撓シートと表示パネルとの間の粘着面積が大きくなる。このため、より確実な粘着を実現できるとともに、導光部の固定もより確実に実現できる。

以下、図５を参照し、高さ調整用粘着材７の機能を説明する。
通常、厚さ方向における光源８の発光中心（即ち、発光ダイオード８ｂの発光中心）と導光部５の入射端の厚さ方向上の中心（以下は、厚さ中心と称する）が近いほど入射率が高い。光源８の発光中心と導光部５の入射端の厚さ中心との間の高さの差を減少するために、高さ調整用粘着材７を設けた。高さ調整用粘着材７を設けないとき、光源８の発光中心と導光部５の厚さ中心とが接近又は一致すれば、高さ調整用粘着材７を設けなくてもよい。

しかし、電子機器の薄型化に従って、表示パネル１とバックライト板（図式せず）との間の間隙が約０．１ｍｍに減少され、このとき、導光部５の厚さｈ_１が約０．０７ｍｍになる。光源８の厚さが特に要求されていない場合、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）８ａの厚さｈ_２が約０．１２ｍｍになり、発光ダイオード８ｂの厚さｈ_３が約０．３ｍｍになる。

例えば、図５における高さ調整用粘着材７の厚さｈ_４が約０．１ｍｍであると、減少すべき光源８の発光中心と導光部５の厚さ中心との間の高さの差Ｈは、
Ｈ＝（ｈ_２＋ｈ_３／２）−（ｈ_４＋ｈ_１／２）＝ ０．１３５ｍｍになる。

図５に高さ調整用粘着材７を設置せず、厚さｈ_４′が約０．０３ｍｍである通常の粘着材を採用すると、減少すべき光源８の発光中心と導光部５の厚さ中心と間の高さの差Ｈ′は、
Ｈ′＝（ｈ_２＋ｈ_３／２）−（ｈ_４′＋ｈ_１／２）＝ ０．２０５ｍｍになる。

このため、高さ調整用粘着材７の設置によって、導光部５の入射端において光源８からの光の入射率を向上できるとともに、導光部５の発光部５ｂにおいて薄型化を保証できるので、光の使用率が向上される。

上記のように、厚さ方向における発光ダイオード８ｂの発光中心と導光部５の入射端の厚さ中心が近いほど入射率が高く、発光ダイオード８ｂの発光中心と導光部５の厚さ中心との高度差Ｈは、光源の発光素子である発光ダイオード８ｂの高さｈ_３の１／４以下であることが好ましい。即ち、|（ｈ_２＋ｈ_３／２）−（ｈ_４＋ｈ_１／２）| ≦ ｈ_３／４になる。
よって、高さ調整用粘着材７の厚さｈ_４の好ましい範囲は、
ｈ_２＋ ３ｈ_３／４−ｈ_１／２ ≦ ｈ_４ ≦ ｈ_２＋ ｈ_３／４−ｈ_１／２
になる。

（変形例）
上記の面状発光装置３において、表示パネル１と可撓シート４との間に３つの導光部５が配置され、隣接する導光部５が連結部６にて連結されているが、導光部５及び連結部６の数量はこれに限定されない。一つ以上の導光部５が存在すれば、本考案を使用できる。表示パネル１と可撓シート４との間に一つの導光部５だけを設ける場合、連結部６を設ける必要がないことは明らかである。

上記の面状発光装置３において、可撓シート４の光反射機能を有する面の全体に粘着剤を有してもよく、上記の可撓シートの光反射機能を有する一方の面の一部に粘着剤を有してもよい。例えば、導光部５と重なる部分に、導光部５の中心附近と対応する位置だけに前記粘着剤を有してもよい。この場合も、上記の光反射機能を有する一方の面に導光部５を粘着できる。

１ 表示パネル
２ 操作領域
３ 面状発光装置
４ 可撓シート
４ａ 第１の露出部分
４ｂ 第２の露出部分
４ｃ 第３の露出部分
５ 導光部
５ａ 入射端
５ｂ 発光部
６ 連結部
７ 高さ調整用粘着材
８ 光源
８ａ フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）
８ｂ 発光ダイオード
１１ 基体
１２ 接触シート
１３ 導光シート
１４ 光源ユニット
１４１ 発光ダイオード
１５ カバー部材
１５１ 反射層
１５２ 吸収層

Claims (8)

1. 平板状の表示パネルと、
   光反射機能及び遮光機能を有する可撓シートと、
   前記表示パネルと前記可撓シートとの間に配置された平板状の導光部と、
   該導光部の側部に配置した光源と、を備え、
   前記可撓シートの前記光反射機能を有する一方の面の少なくとも一部に粘着剤を有し、
   前記粘着材により、前記光反射機能を有する一方の面に前記導光部を粘着し、且つ、
   前記光源に隣接する側以外、前記可撓シートは前記導光部の周囲に露出した露出部分を有し、前記露出部分上の前記粘着材により、前記表示パネルと前記可撓シートとを粘着したことを特徴とする面状発光装置。
2. 前記表示パネルと前記可撓シートとの間に前記導光部が複数配置され、隣接する前記導光部が連結部にて連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の面状発光装置。
3. 連結方向に垂直する幅方向で、前記連結部が前記導光部よりも幅狭であることを特徴とする、請求項２に記載の面状発光装置
4. 前記導光部は可撓性を有し、厚さ方向で、前記光源の発光中心が前記導光部の厚さ方向の中心に接近する又は一致するように、前記表示パネルと前記導光部との間に高さ調整用粘着材を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の面状発光装置。
5. 前記光源の発光中心と前記導光部の厚さ方向の中心との高度差は、前記光源の発光素子における前記厚さ方向でのサイズの１／４以下であることを特徴とする、請求項４に記載の面状発光装置。
6. 前記可撓シートは光反射層及び遮光層を有し、
   前記光反射層は白色または金属色であり、前記遮光層は黒色であることを特徴とする、請求項１に記載の面状発光装置。
7. 前記露出部分は、前記導光部の前記光源の反対側から露出した第１の露出部分と、前記導光部の側方から露出した第２の露出部分とを含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一に記載の面状発光装置。
8. 粘着前の前記第１の露出部分は、連結方向に垂直する幅方向での長さが前記導光部の厚さの１．４倍を超えることを特徴とする、請求項７に記載の面状発光装置。

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