JP3746173B2

JP3746173B2 - Surface illumination device and portable terminal device using the same

Info

Publication number: JP3746173B2
Application number: JP28651999A
Authority: JP
Inventors: 晴二真鍋; 高広大森; 忍上鶴; 健生福田; 純生楯; 一幸中島
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-03-12
Filing date: 1999-10-07
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2019-10-07
Also published as: JP2000331523A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置を背面から照明する面照明装置に関し、特に発光ダイオード等の光源を発光させて照明する面照明装置及びそれを用いた携帯端末装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話やパーソナルハンディホンシステム等の液晶表示装置の面照明装置として用いられる面照明装置は、小型、低消費電力であることからチップ形状の発光ダイオードを用いた光源が使われている。さらに最近では各種携帯情報端末、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の携帯機器の表示部に関しても、その面照明装置が、小型化、電池の長寿命化、耐衝撃性向上等のため、冷陰極管を用いたものから発光ダイオード光源に移りつつある。
【０００３】
これら発光ダイオード光源を用いた従来の面照明装置に関しては多様な構成がある。例えば、特公平３−３２０７５号に記載されているように、液晶表示体の背面側に上面発光の発光ダイオード光源を配置して液晶表示体の裏面に向かって直接的に光を照射して照明を行うものがあるが、装置の薄型化や液晶表示素子の背面における電子回路設置上の問題等から、携帯電話等の液晶表示装置の面照明装置としては、この液晶表示体の背面側に直接発光ダイオード光源を配置するものは少なくなっている。これに対して、携帯電話等の液晶表示装置の面照明装置としては、液晶表示素子の表示面の外側に発光ダイオード光源を配置する方法が多くとられており、例えば特公平５−２１２３３号に記載されているように、液晶ユニットの表示面の外側に上面発光の発光ダイオード光源を配置して反射面と樹脂板を用いて光を液晶表示ユニットの下方に導くことによって照明を行うもの等が知られている。
【０００４】
このように液晶表示素子の表示面の外側に発光ダイオード光源を配置した一例を、従来の面照明装置として図１１、図１２を用いて説明する。図１１は従来の面照明装置の平面図、図１２は従来の面照明装置の側面図であり、１００は発光ダイオードなどの光源、２００は導光板、３００は導光板２００の導光部、３００ａは導光部３００の入射面、４００は導光板２００の光放出部、５００は光放出部４００の下面に形成された散乱部、５００ａは乳白色〜白色インクで散乱部５００に印刷された散乱ドット、６００は導光板２００を保持するホルダー、７００はホルダー６００に形成された反射面である。ここで、光源１００から発せられた光は反射面７００により反射された後導光部３００の入射面３００ａから導光板２００の内部に入射する。この導光板２００の内部に入射した光は散乱部５００により一部は乱反射され光放出部４００から出射される。
【０００５】
しかしながら、上記の従来の面照明装置等では、光源１００が図１１の中央一個のみであると光放出部４００の明るさのむらである輝度分布が大きくなり、図１１におけるＡ部近傍が特に明るくなり、Ｂ部近傍が暗くなる傾向にある。特にこの輝度分布は照明すべき面積が拡大すれば顕著になるものである。このような輝度分布が生じると、液晶表示素子等の面照明装置として用いる場合、表示文字等が見難くなり、さらには暗くて認識できない表示部分を生じることにもなる。この問題を解決するために、光源１００の使用個数を増やし、光源１００の配置間隔を小さくすることにより、面照明装置の輝度分布を改善するという手段が従来とられてきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、携帯電話等の携帯機器の液晶表示装置において、その面照明装置の光源の使用個数を増やすと、消費電力の増加のみならず、光源の実装関連の煩雑さや製造コスト上昇が生じるという問題があった。
【０００７】
また複数の光源を用いた場合、それぞれの光源から発せられる光の波長の差が問題になってくる。すなわち、それぞれの光源は、通常個体差により出射される光の波長が数ｎｍ程度異なっていることが多い。しかしながら数ｎｍ程度のずれであっても、人間の目で見ると面照明装置ではそれぞれの光源の照射範囲及びその境界付近を比べると、大きな色むらが発生してしまう。従って色むらをなくすためには、いちいち光源を発光させて、その波長を測定し、波長が同一のものを集めるという作業を行うことで、１つの面照明装置につき光源の波長のばらつきをなくすようにする必要があった。しかしながらこの作業は、光源のすべてを検査しなければならないので、非常に手間がかかり、ひいては面照明装置の生産性を低下させる要因の１つとなっていた。
【０００８】
また使用している光源の輝度の個体差が面照明装置の輝度むらの発生原因ともなっていた。
【０００９】
さらに色むらや輝度分布改善法として、１つの光源を用いて、導光板の導光部を長くして光が充分拡散された後で光を光放出部から出射させる方法もあるが、この方法を用いると装置全体の小型化が制限されるという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、発光ダイオード等の光源の使用数を１つにし、かつ、導光部の長さが短くても、輝度分布が良好となり、視認性の高い小型の面照明装置の提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の面照明装置は、１つの光源と、光源から放出された光が入射する入射面，入射面から入射してきた光を導く導光部，導光部を伝搬してきた光を放出する光放出部とを具備する導光部材とを備え、導光部材は一対の外周面を有するとともに一対の外周面の間に入射面が配置されており、一対の外周面の間隔は入射面側に近いほど狭くなっており、光源から出射された光が直接導光部材に入射することを抑制する隔壁を備えた構成としている。
【００１２】
また導光部の短手方向の長さを８（ｍｍ）以下で、かつ、前記光放出部の面積が５００（ｍｍ²）以上の導光部材を備え、一時に発光する光源を１つとし、状況に応じて発光する複数の光源のうちのいずれか１を選択可能に構成された面照明装置であって、複数の光源のいずれに対しても、光放出部の最大輝度部と最小輝度部の比が０．３以上で、平均輝度が１（ｃｄ／ｍ²）以上２００（ｃｄ／ｍ²）以下、単位長さ当たりの前記光放出部の輝度の変化値が（平均輝度）×１００（ｃｄ/ｍ³）以下とする構成としている。
【００１３】
更に、表示手段と、データ信号もしくは音声信号の少なくとも一方を送信信号に変換するか受信信号をデータ信号もしくは音声信号の少なくとも一方に変換する変換手段と、前記送信信号及び前記受信信号を送受信するアンテナと、各部を制御する制御手段を備えた携帯端末装置であって、表示手段の下方に上述の面照明装置を用いた構成としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、１つの光源と、前記光源から放出された光が入射する入射面，前記入射面から入射してきた光を導く導光部，前記導光部を伝搬してきた光を放出する光放出部とを具備する導光部材とを備え、前記導光部材は一対の外周面を有するとともに前記一対の外周面の間に前記入射面が配置されており、前記一対の外周面の間隔は前記入射面側に近いほど狭くなっており、光源から出射された光が直接導光部材に入射することを抑制する隔壁を備えたことにより、光源から出射された光が導光部材に入射することを抑制できるので、光放出部の光源近傍が極端に明るくなることを防止できる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、隔壁の光源側の面が反射作用を有することにより、隔壁における光の吸収をほとんどなくすことができ、光の利用効率を向上させることができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、隔壁で反射された光の一部が導光部の外周面で反射されて光放出部に入射することにより、光の利用効率を向上させることができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、導光部材を収納する収納部材を備え、前記収納部材に隔壁が一体に成型されていることにより、量産性を向上させることができると共に、隔壁と光源からの光との間の位置合わせや、隔壁と収納部材との間の位置合わせ、接合等の工程をなくすことができるので、面照明装置の生産性を向上させることができ、さらにその歩留まりを向上させることができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、光源から出射された光を導光部の外周面方向に反射する反射部材とを備えたことにより、光源から上方に発せられた光のほとんどの進行方向を導光部の外周面の方向に変換することができ、光源から発せられた光の大部分を導光部材に導くことができるので、光の利用効率を向上させることができるとともに、導光部材の光放出部に入射する光の分布をより均一化することができるので、輝度むらが小さく、視認性の高い面照明装置を実現することができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、導光部材を収納する収納部材を備え、前記収納部材に隔壁及び反射部材が一体に成型されていることにより、量産性を向上させることができると共に、隔壁及び反射部材と光源からの光との間の位置合わせや、隔壁及び反射部材と収納部材との間の位置合わせ、接合等の工程をなくすことができるので、面照明装置の生産性を向上させることができ、さらにその歩留まりを向上させることができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、導光部材の光放出部と反対側の下面に散乱部が形成されていることにより、光放出部での光量分布をより均一化することができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、導光部材の光放出部の上に散乱部材が設けられていることにより、透過する光の進行方向を様々な方向へ変換し、面照明装置の輝度むらをより小さくすることができる。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、散乱部材の下方に反射板が設けられていることにより、散乱部材を透過してきた光を再度導光部材に入射させることができるので、光の利用効率を向上させることができる。
【００２６】
請求項１０に記載の発明は、光源の発光波長の半値幅を５０（ｎｍ）以下であることにより、発色の美しい画面を高効率で実現できるので、低消費電力で画面が鮮明な面照明装置を提供することができる。
【００２７】
請求項１１に記載の発明は、光源として発光ダイオードを用いた面照明装置であって、前記発光ダイオードが、発光素子と前記発光素子から発せられた光が入射するシリンドリカルレンズとを備えたことにより、発光素子から発せられる光のうち周囲の部材に一旦当る光を減少させることができ、そこでの反射や吸収による光エネルギーの吸収ロスが減少するので、光の利用効率をより一層高めることができる。
【００２８】
請求項１２に記載の発明は、表示手段と、データ信号もしくは音声信号の少なくとも一方を送信信号に変換するか受信信号をデータ信号もしくは音声信号の少なくとも一方に変換する変換手段と、前記送信信号及び前記受信信号を送受信するアンテナと、各部を制御する制御手段を備えた携帯端末装置であって、表示手段の下方に請求項１〜１１いずれか１記載の面照明装置を用いたことにより、携帯端末装置の表示部において、輝度むらを小さくできるので、視認性の高い、従って誤認の少ない携帯端末装置を実現することができる。また１つの光源しか用いないので、消費電力が極めて少ない携帯端末装置を実現することができる。
【００３９】
（実施の形態１）
本発明の一実施の形態について、図１〜図５を用いて説明する。図１は本発明の一実施の形態における面照明装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態における面照明装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態における導光板の斜視図、図４は本発明の一実施の形態におけるホルダーの斜視図、図５は本発明の一実施の形態における面照明装置の隔壁付近の断面図で、図４における断面Ｄを示している。図において、１は光源で、光源１としては、豆電球、麦球、発光ダイオード等が考えられるが、ここでは小型、具体的には体積が１２ｍｍ²程度若しくはそれ以下で、厚みが２ｍｍ程度若しくはそれ以下、特に光放出面積はが２．８ｍｍ²程度若しくはそれ以下の微小な光放出面を有するもの（点状光源）が好ましく、特に高効率な発光ダイオードを用いることが、より均一な輝度分布を実現でき、見やすい面照明装置を実現できるので好ましい。特に小型の携帯電話や携帯情報端末等に用いる場合には、非常に小型で薄型のものが要求されるので、１ｍｍ³以下のものを用いることが好ましい。またこの場合には、基板上に面実装できるものであることが、光源１の基板への取り付けを簡単に行うことができるので、生産性が向上する。
【００４０】
また面照明装置における光源１の数を一個とすることにより、面照明装置における消費電力を低減することができるので、ポータブル装置などに好適な面照明装置とすることができる。また複数の光源を用いた場合に発生する、光源の発光波長や発光効率ばらつきに起因する色むら、輝度むらの問題が発生しないので、光源の選別を行う必要がなく、面照明装置の生産性を大幅に向上させることができると共に、面照明装置のコストも大幅に低減することができる。
【００４１】
更に好ましい光源１の構成を図を用いて説明する。図１６は本発明の一実施の形態における面照明装置の光源の斜視図、図１７は本発明の一実施の形態における面照明装置の光源の発光強度分布図である。ここで光源１は発光ダイオードであり、図１６において１ａは実際に発光している発光素子、１ｂは発光素子１ａを囲い込むように形成されているレンズ、１ｃは発光素子１ａが実装されているベース基板である。レンズ１ｂの材質は光透明性が高く、後の半田工程の高温にも耐えるエポキシ樹脂が好適であり、またその形状は図１６に示すようにシリンドリカルなものとなっている。このようなレンズ１ｂの形状であると、この光源１は図１７のような発光強度分布を有する。即ち、図１６のＧ方向から見るとレンズ１ｂの曲面の作用にて、発光素子１ａの直上にピークを持つ急峻な発光分布となる。また、図１６のＨ方向から見るとなだらかな発光分布となる。この光源１を面照明装置に配置すると、光源１から発せられる光のうち周囲の部材に一旦当る光を減少させることができ、そこでの反射や吸収による光エネルギーの吸収ロスが減少するので、光の利用効率をより一層高めることができる。
【００４２】
このときシリンドリカルの軸方向と図１，２中のＸ方向のなす角は９０度に近ければ近いほど光の利用効率を向上させることができ、更に略直交であれば、光の利用効率を最大とすることができるので好ましい。
【００４３】
なお本実施の形態では、面照明装置につき１つの発光素子を搭載した１つの光源しか載せていないが、異なる発光波長を有する発光素子を複数個実装した１つの光源を用い、それぞれの発光素子に流す電流を制御すれば、発光素子の数の色数だけでなくその中間色にて面照明装置を発光させることができる。
【００４４】
図１８は、本発明の一実施の形態における光源の斜視図で、それぞれ異なる発光波長を有する３つの発光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃを実装した光源２０を示している。発光素子２０ａは、基板２０ｄ上に実装されており、略青色に発光する。発光素子２０ｂは基板２０ｄ上に実装されており、略緑色に発光する。発光素子２０ｃは基板２０ｄ上に実装されており、略赤色に発光する。
【００４５】
基板２０ｄを構成する材料としては、絶縁性が高く、更に発光素子に熱によるダメージを与えない様に、熱伝導率が高い材料を用いることが好ましい。
【００４６】
さらに基板２０ｄには発光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃに対してそれぞれ電力を供給する給電線２０ｆ，２０ｇ，２０ｈが形成されており、この給電線２０ｆ，２０ｇ，２０ｈに流す電力を制御する制御手段（図示せず）を設けて、発光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃのそれぞれから発せられる光量を変化させることにより、任意に面照明装置の色を変更することが可能になる。
【００４７】
また給電線２０ｆ，２０ｇ，２０ｈは、基板の側面と裏面の少なくともいずれかにまで延設されており、配線基板に実装する際に用いる接続端子となる。このように給電線２０ｆ，２０ｇ，２０ｈを薄膜もしくは厚膜で形成された電極で構成することにより、光源２０を配線基板への面実装が可能になり、生産性を向上させることができるので好ましい。
【００４８】
また、２０ｉはワイヤで、ワイヤ２０ｉは給電線２０ｆ，２０ｇ，２０ｈと発光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃに形成されている電極（図示せず）とを接続するもので、通常ワイヤボンティングにより接続される。
【００４９】
そして透光部材２０ｅが、それらの発光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃを覆うように基板２０ｄ上に設けられている。この透光部材２０ｅにより、発光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃが直接外気に触れて劣化してしまうことを抑制できるとともに使用時や製造時に振動等によって、発光素子に接続された接続端子（例えばワイヤボンディング等）が切れたり外れたりすることを防止できる。また複数の光源を用いていないので、消費電力をそれほど大きくすることなく照明色を変更することができる。なお透光部材２０ｅの製造方法としては、樹脂材料をトランスファー成型やインジェクション成形により形成することが、形状への自由度及び成形精度の高さ等の観点から好ましい。なお材料としてはガラスを用いてもよく、これにより経年変化に伴う材質や形状の変化を非常に少なくできるので、信頼性を向上させることができる。
【００５０】
また透光部材２０ｅには発光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃから発せられた光を集光する作用を持たせておくことが、光の利用効率を向上させる点から好ましい。特に、より広く広がっていることを求められる方向には十分な光の広がりを持たせ、広がりが小さいことが求められる方向では光の広がりを非常に小さくすることができるような構成とすることにより、特に薄型の面照明装置に非常に効率よく光を導くことができる。
【００５１】
発光素子２０ａの発光色の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．１４、０．０４）近傍、発光素子２０ｂの発光色の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．１２、０．７６）近傍、発光素子２０ｃの発光色の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．７２、０．２７）近傍であるので、発光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃに流れる電流をそれぞれ制御すれば、図１９（本発明の一実施の形態におけるＣＩＥｘｙ色度図）に示すＣＩＥｘｙ色度図にてＱ部の領域の色を発光させることができる。
【００５２】
なお図１８では、光源２０が有する発光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃはほぼ同一形状を有していたが、形状が異なる場合や、外径形状の中心と発光中心が異なる場合に等には、発光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃのそれぞれの発光中心を結んだ線と、透光部材２０ｅの長軸方向とがほぼ一致するように配置することが、発光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃのいずれからの光もほぼ均一の効率で利用することができるので、光量や色の自由度の確保が容易である。
【００５３】
またここでは、発光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃはそれぞれ略同一形状を有していたが、形状が異なる場合若しくは外形は同一でも発光点位置が異なる場合には、それぞれの光学素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃの発光点（若しくは発光中心）が略同一直線状に存在するように配置することにより、各発光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃから、後述する導光板２への入射条件を均一化することがでる。従って発光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃ間の導光板２への入射光量や入射光軸のばらつきを最小限に抑制することができ、十分な明るさと優れた色調を有する面照明装置とすることができるので好ましい。
【００５４】
また発光素子２０ａと発光素子２０ｂとの間隔及び発光素子２０ｂと発光素子２０ｃとの間隔はそれぞれ小さくすることが、より輝度むらや色むらを抑制することができるので好ましい。具体的には、０．３〜１．０ｍｍとすることが好ましい。０．３ｍｍ以下では距離が近すぎてボンディングのワイヤ等の発光素子への給電手段を形成することが難しくなり、端子間のショート等が発生する頻度が増大し、歩留まりの低下を招き、逆に１．０ｍｍ以上では、各発光素子間の発光位置の違いに起因した輝度むらや色むらの発生を抑制することが困難となる。さらに好ましい範囲としては、０．４〜０．８ｍｍとすることが、隣接する素子に対する熱的な影響を最小限に抑制しつつ、色むらや輝度むらの発生を少なくできる。
【００５５】
このように波長の異なる２つ以上の発光素子を備えた光源を搭載して、使用する発光素子を使用者が任意で選択したり機械的に（制御手段等が）選択することにより、例えばそれぞれの発光素子の発光波長を違えたり、光量を変化させることにより、面照明装置の発光色を変更できるような構成とすることができる。また複数の発光素子を１つの発光素子が壊れた際の予備として用いることも考えられる。
【００５６】
更に１つの光源１に設けられた複数の発光素子の発光波長をそれぞれ異ならせ、少なくとも２以上の発光素子を同時に発光させることにより、元々設けられている発光素子の波長では表現できない色を表現することができるようになる。またこの場合、波長の異なる複数の光源を離間して設けそれらを同時に発光させる場合に比べて、発光素子の素子間隔をより狭くできるので、使用する発光素子の違いによる輝度むらを最小限に押さえられる。またより一様な混色を得ることができ、色むらがほとんどない美しい面照明装置を得ることができる。
【００５７】
以下の説明では、特に断らない限り、光源１と記載されているものに光源２０を適用することが可能である。
【００５８】
２は透明材料からなる導光板で、光源１からの光を導き、所定の位置から外部に放出する働きを有している。そしてその材質としては、メタクリル樹脂やポリカーボネイト樹脂等の高透明、具体的には１ｍｍ厚さあたりの透過率が９５％以上、長さが３０ｍｍ以上ある場合には９８％以上ある材料を用いることが光量の減少を最小限に抑制することができ、輝度をより大きくできるので好ましい。このような材料としては有機材料やガラスが好適である。特に金型による射出成型により形状の自由度と量産性が高い樹脂製とすることが好ましく、本実施の形態では、樹脂の中でも光の透過率が高いメタクリル樹脂を用いた。また導光板２の屈折率は、１．３以上、好ましくは１．４以上あることが、空気（屈折率約１）の層との間での全反射が起こり易くなり、導光板２から漏れ出す光の量を抑制し、導光板２に入射してきた光の外部への放射による損失を最小限に抑制できるので、光の利用効率を向上させ、面照明装置の消費電力の抑制できるので好ましい。
【００５９】
３は導光板２の導光部で、導光部３は、光源１からの光を入射面３ａ，反射面３ｂを介して導光板２の幅方向に拡げる働きを有する領域である。この導光部３の長さは短ければ短いほど、面照明装置及びそれを搭載した電子機器の幅や長さを小さくすることができるので好ましい。具体的にはこの導光部３の長さを８ｍｍ以下にしてほしいという産業界からの要望がある。
【００６０】
入射面３ａは光源１からの光が導光板２の導光部３に入射する部分である。ここで入射面３ａは導光板２の上面２ａに対して非垂直に形成されている。このような構成としたことにより、光源１からの光が導光部３の板厚を透過することを効果的に抑制することができ、光源１からの光をより多く導光板２に導くことができるので好ましい。
【００６１】
反射面３ｂは、入射面３ａから入射した光の大部分が最初に反射される導光板２の側面であり、導光板２の側面部２ｂに対して傾斜して設けてある。特にその傾斜（曲面で構成された場合には両端部を結ぶ直線の傾斜）を大きく、具体的には４５°以上とすることにより、導光板２がより幅の広い場合でも、その隅々まで光を入射させることができる。現在では、携帯端末装置等においては、表示部がより大きくなり、かつ、装置自体は小型化する傾向にあるので、導光部３が短く、かつ、光放出部４が大きくなるように６５°以上とすることが更に好ましい。また平面で構成された反射面３ｂ同士のなす角、すなわち導光部３の広がり方をあらわす角度は、９０°以上、更に好ましくは１３０°以上とすることにより、光放出部４の幅（Ｗ２）が２０ｍｍある場合でも、導光部３の長さ（Ｗ１）を８ｍｍ以下とすることができ、導光部３の長さを短くしつつ、光放出部４の幅をより大きくすることができるので好ましい。
【００６２】
反射面３ｂの形状は、平面状でもよいし、曲面状であってもよく、光源１の輝度分布と導光板２の形状等を勘案して、導光板２において最適な輝度分布を実現できるように決定される。この反射面３ｂを設けたことにより、導光部３の長さを短くしても、導光板２の光放出部４に入射する光の分布をより均一化することができるので、輝度むらが小さく、視認性の高い面照明装置を実現することができる。
【００６３】
なお、特に光源１に代えて光源２０を適用した場合には、図２３（本発明の一実施の形態における複数の発光素子を有する光源と導光部の配置を示す概念図）に示すように、光源２０が具備する発光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃから導光部３の入射面３ａまでの軸線の長さをそれぞれほぼ等しくすることにより、光源２０を挟んで２つの入射面３ａそれぞれでの入射光量の違いに起因して、導光部３へ発光素子ごとに入射光量が異なってしまうといった不都合を抑制でき、光の分布をより均一化することができるので、輝度むらが小さく、視認性の高い面照明装置を実現することができる。
【００６４】
ここで軸線とは、空間を伝搬していく光の強度分布が最も強い点を結んだもしくは近似した直線と定義する。なお光の強度分布がガウス分布の形状と異なる、強度分布が多方向に分かれている様な場合には、発光素子の発光面に垂直な直線で定義しても良いし、軸線が発光面を通らない場合には通るように補正した直線を軸線と考えてもよい。この定義は本明細書のすべての「軸線」という言葉に適用する。
【００６５】
光放出部４は、導光板２の上面で、導光板２に入射した光が導光板２から放出される部分である。この光放出部４はその面粗度が平均粗さで１μｍ以下であることが、適正な輝度分布をもって放出される光を境界面で乱すことがほとんどないので、視認性の高い面照明装置を実現することができる。
【００６６】
５は散乱部で、散乱部５は導光板２の上面２ａと反対側の面２ｃに形成されており、この部分への入射光を様々な方向に反射あるいは透過させる働きを有する。５ａは光源１から離れるにつれ面積比率が増加するように形成されている散乱ドットで、散乱ドット５ａは乳白色〜白色インクで形成されていることが多く、散乱部５における散乱作用を受け持つ。散乱部５への散乱ドット５ａの形成は印刷によることが多く、印刷の中でもスクリーン印刷やパッド印刷を用いることが量産性を向上させることができるので好ましい。特にパッド印刷を用いることにより、導光板に凸形状がある場合でも散乱ドット５ａをむらなく印刷することができるので好適である。
【００６７】
また散乱ドット５ａを乳白色〜白色インクで形成することにより、良好な散乱を得ることができると共に、散乱ドット５ａでの光の吸収を最小限に抑制することができるので好ましい。このように散乱ドット５ａの印刷面積を変化させることにより、光放出部４の輝度分布を均一化することができる。乳白色〜白色インクとしては、特に透明インクであるメジウムに酸化チタン等の白色微粒子を分散させたものが好適である。また必ずしも着色粒子を混入せずともよく、インク中にインクより屈折率の大きいガラスビーズを入れたり、インク中にインクより屈折率の小さい空気泡を混入したものを用いても同様の効果が得られる。その他にも微少な突起または窪みを金型等により散乱部５に直接多数形成することにより、散乱作用を持たせ散乱ドット５ａの代用とすることもできる。
【００６８】
６は反射シートで、反射シート６は散乱部５の下面に置かれた高反射率を有する部材であり、散乱部５を透過し導光板２から外に出た光の一部を再度導光板２の内部に戻す働きをする。この反射シート６は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シート等から構成されることが多く、ＰＥＴシートの中でも特に微小発泡されたものを用いることが反射率を向上させるので好ましい。また反射シート６は、導光板２に対して別部材で設けてもよいし、導光板２に対して印刷や蒸着等の方法により予め直接形成してもよい。直接形成した場合には面照明装置の製造工程を簡略化することができ、面照明装置の生産性を向上させることができるとともに、面照明装置の製造コストを低減することができ、さらには面照明装置の薄型化を実現できるので好ましい構成である。さらに直接形成する場合には、散乱ドット５ａ上に反射シート６を形成し、散乱ドット５ａが設けられていない場所には形成しない場合も考えられる。この構成により散乱ドット５ａを抜けてくる光を反射シート６で確実に反射し、散乱ドット５ａが設けられていない部分では、導光板２での全反射により確実に光を反射させることができる。
【００６９】
また別部材で構成した場合には、反射シート６と導光板２との間に空気の層を介在させることにより、導光板２での全反射と反射シート６での反射の双方を活用することができるので、全体として光の利用効率を向上させることができるので好ましい。また反射シート６と導光板２とを所定の位置関係で部分的に接合してもよい。これにより面照明装置の組み立て工程を簡略化できるので好ましい。
【００７０】
なお反射シート６は後述するホルダー８の第２の凹部８ｃに予め接合させるような構成としてもよい。この場合、面照明装置の組み立て時において、予め接合された導光板２と反射シート６との位置がずれていたために第２の凹部８ｃに反射シート６が収納できなくなるといった不都合の発生を抑制することができ、面照明装置の歩留まりを向上させることができる。
【００７１】
７は拡散シートで、拡散シート７は光放出部４の上面に配置されており、この拡散シート７を光が透過する際、透過する光の進行方向を様々な方向へ変換する働きがある。この拡散シート７は、梨地処理されたＰＥＴシート等で構成されることが多く、導光板２に対して別部材で設けてもよいし、導光板２に対して印刷や金型等により予め直接形成してもよい。直接形成した場合には面照明装置の製造工程を簡略化することができ、部品点数を削減でき、面照明装置の生産性を向上させることができるとともに、面照明装置の製造コストを低減することができ、更には面照明装置の薄型化を実現できるので好ましい構成である。
【００７２】
また別部材で構成した場合には、導光板２の上面２ａでの全反射により、導光板２の隅々まで光を導くことができ、光量の偏りを少なくすることができる。さらに光放出部４から別部材で構成した場合に、予め拡散シート７と導光板２とを所定の位置関係で接合してもよい。これにより面照明装置の組み立て工程を簡略化できるので好ましい。
【００７３】
８はホルダーで、ホルダー８は、導光板２と反射シート６と拡散シート７を所望の位置に収納するものである。ホルダー８の材料としては、ステンレス、鉄、アルミ等の各種金属材料や樹脂材料が考えられるが、特に形状自由度と量産性が良好で、かつ、軽量化にもつながる樹脂材料を用いることが好ましい。特に樹脂の種類としてはＡＢＳ（アクリロニトル・ブタジエン・スチレン）、ポリカーボネイトなどが好ましく、またその色は光放出部４以外から導光板２の外部に出た光を効率よく導光板２の内部に戻すため、白色等の反射率の高い色が好ましく、特に光源１から出射される光の波長に対して８０％以上の反射率を有する材料を用いることが、光の利用効率を向上させ、より少ない電力で、必要な輝度を確保することができるので好ましい。なお本実施の形態ではホルダー８の内面で導光板２からの光を反射する構成としていたが、内面に更に反射率の高い金属材料や誘電体材料等により反射面を別途形成してもよい。
【００７４】
またホルダー８には導光板２と反射シート６と拡散シート７を所定の位置に収納する構成を有しているので、これについて説明する。
【００７５】
ホルダー８には、第１の凹部８ａ，隔壁８ｂ，第２の凹部８ｃ，リブ部８ｄ，空隙部８ｅ，隔壁８ｇ及び空間８ｉ等が成型されている。
【００７６】
第１の凹部８ａは導光板２を収納する部分であり、その外周形状は、少なくとも一部が導光板２の外周と嵌合する形状を有しており、導光板２のホルダー８に対する位置決めを行っている。第１の凹部８ａの側面部分の高さｈは、導光板２の厚さよりも高いことが、導光板２の側面から漏れ出した光を第１の凹部８ａの側面で反射して再度導光板２に戻すこと等ができるので、光の利用効率が向上し、面照明装置の輝度を向上するので好ましい。
【００７７】
第２の凹部８ｃは反射シート６を収納する部分であり、第２の凹部８ｃは、第１の凹部８ａの下面の少なくとも一部を更に掘り下げたような形状に成型されている。第２の凹部８ｃの側面部分の高さは、収納される反射シート６の厚さよりも高くなっている。
【００７８】
８ｂ及び８ｇは隔壁で、隔壁８ｂは、空隙部８ｅと第１の凹部８ａとの間に導光板２の厚み方向に配設され、光源１の光の多くが直接導光板２、特に光源１に隣接する導光板２の中央部付近に入射することを防ぐ働きをする。この隔壁８ｂを設けたことにより、光源１からの光が直接導光板２に入射することを抑制できるので、光源１に近い光放出部（Ｃ部）の輝度が他の部分と比べて極端明るくなってしまうことを抑制できる。従って輝度分布がより平坦な、視認性の高い面照明装置を実現することができる。また隔壁８ｂをホルダー８と一体に成型されていることが好ましい、これにより量産性を向上させることができると共に、隔壁８ｂと光源１からの光との間の位置合わせや、隔壁８ｂとホルダー８との間の位置合わせ、接合等の工程をなくすことができるので、面照明装置の生産性を向上させることができ、さらにその歩留まりを向上させることができる。なお、本実施例では、隔壁８ｂを遮蔽板で構成していたが、完全な遮蔽作用を有する板でなくともよく、多数の微小開口が空いたものやスリットのようなものも使用可能である。
【００７９】
隔壁８ｂは量産性等を考慮しホルダー８と一体に成型したが、必ずしも一体化する必要はない。
【００８０】
また隔壁８ｇは、隔壁８ｂの光放出面４側の頂部から光源１に隣接するリブ部８ｄの光放出部４側の頂部にかけて、導光板２の面内方向に略平行に設けられており、光源１から出射され、上方に放出される光を反射し、上方に放出される光の多くを最終的に導光板２に入射させる働きを有している。本実施の形態においては、隔壁８ｇは隔壁８ｂとともにホルダー８に一体に成型されている。
【００８１】
この隔壁８ｇを設けたことにより、光源１の上方に出射された光を効率よく導光板２に導くことができるようになるとともに、光源１の上方に放出された光が直接面照明装置外へ放出され、本来発光すべきでない部分から光が漏れ出ることを防止できる。
【００８２】
更に隔壁８ｇの幅は、導光板２の導光部３の相対する入射面３ａ間の距離とほぼ同一にしておくことが、隔壁８ｇと導光板２との間の隙間１０をほとんどなくすことができるので、ここから漏れ出す光の量を最小限に抑制することができる。
【００８３】
また隔壁８ｂ及び隔壁８ｇの光源１側の内面は、本実施の形態では平面で構成されていたが、光源１側に凸となる形状とすることが光を拡散方向に反射することができるので、より効率よく光を導光板２に導くことができる。
【００８４】
リブ部８ｄは、ホルダー８の補強を行っており、ホルダー８の機械的な強度を大きくしている。さらに光源１から拡散していく光の少なくとも一部をその側面で反射する働きを有しており、光源１から直接導光部３に導かれない光の一部を反射して、導光部３に間接的に入射させることができる構成となっている。この構成により、光源１から出射される光の利用効率を向上させることができるので、より消費電力が少なく、かつ、十分な輝度の面照明装置を実現することができる。
【００８５】
また光源１から導光部３の入射面３ａへ向かう光が通過す空隙部８ｅにおいて、光が塵埃等で散乱され、導光部３に導かれる光量が減少することを抑制できるように、リブ部８ｄの高さを略同一にして、その頂面８ｆがその下に配置される基板（図示せず）に沿うような構成とすることが好ましい。このような構成とすることにより、空隙部８ｅに侵入してくる塵埃の量を減少させることができるので、この塵埃により散乱され、導光部３に入射しない光量を減少させることができ、光の利用効率を向上させることができるので好ましい。
【００８６】
８ｉは基板（図示せず）上に実装される実装部品との干渉を避けるための空間であり、これを設けたため基板の有効実装面積を大きくとることができる。
【００８７】
このようにホルダー８に導光板２や反射シート６等を収納する構成としたことにより、面照明装置の薄型化を図ることができ、装置の薄型化というユーザーからの要望にこたえることのできる面照明装置とすることができる。
【００８８】
次にホルダー８に対する、導光板２，反射シート６及び拡散シート７を組み立て手順については、色々な方法が考えられるが、
１．予め導光板２と反射シート６及び拡散シート７とを所定の位置関係に接合した状態でホルダー８に組み込む方法
２．導光板２の表面に印刷や蒸着等の方法で予め反射シート６と拡散シート７を形成しておき、その導光板２をホルダー８に組み込む方法
３．第２の凹部８ｃに収納される反射シート６を別部材とし、反射シート６をホルダー８の第２の凹部に収納してから、拡散シート７が予め接合若しくは形成された導光板２をホルダー８に組み込む方法
４．導光板２，反射シート６及び拡散シート７をそれぞれ別部材とし、反射シート６をホルダー８の第２の凹部８ｃに収納してから、導光板２をホルダー８の第１の凹部８ａに組み込み、その後導光板２の所定の位置に拡散シート７を接合する方法などが考えられる。１．の方法によれば、導光板２，反射シート６及び拡散シート７の組み立て工程と、面照明装置の組立工程とを、ホルダー８への組み込みまで別工程で平行して行うことができるので、面照明装置の組立工程を簡略化でき、生産性を向上させることができる。
【００８９】
また２．の方法によれば、部品点数の削減を効率よく行うことができ、組み立て工数やライン数の削減が可能になるので、面照明装置の生産性をさらに向上させることができる。
【００９０】
更に３．の方法によれば、反射シート６を確実に第２の凹部８ｃに収納することができるので、反射シート６と第２の凹部８ｃとの間の位置ずれによる不良品の発生を抑制することができ、面照明装置の歩留まりを向上させることができる。
【００９１】
次に実施の形態１における面照明装置の動作について説明する。光源１から発せられた光のうち、ホルダー８の隔壁８ｂに到達した光は、隔壁８ｂにより遮られるので直接導光部３に入射せずに、隔壁８ｂで反射される。また隔壁８ｇに到達した光は、隔壁８ｇにより遮られるので直接面照明装置外部に出射されずに、隔壁８ｇで反射される。そして隔壁８ｂ，８ｇで反射された光は、その一部が入射面３ａから導光板２の導光部３に入射し、さらに反射面３ｂで反射されて、導光板２の光放出部４から直接若しくは散乱部５や反射シート６を介して間接的に出射されることとなる。
【００９２】
一方、光源１から発せられた光のうち、隔壁８ｂ，８ｇに当らなかった光の大部分は導光部３の入射面３ａから導光板２の内部に入射する。入射した光は導光部３の内部を進み反射面３ｂに当たる。反射面３ｂに当たった光は光放出部４及び散乱部５の方へ反射され、その一部は直接光放出部４から出射されたり、一部は散乱部５の散乱ドット５ａにより光の一部は乱反射され光放出部４から出射され、さらに一部は散乱部５を透過し反射シート６により反射され再度導光板２中に戻り光放出部４から出射される。
【００９３】
その後光放出部４から出射された光は拡散シート７を透過する。その際、進行方向が様々な方向へ変換される。この拡散シート７が無ければ、散乱ドット５ａのパターンがはっきりと人の目により認識されてしまうという不都合があるが、拡散シート７を配設することにより散乱ドット５ａのパターンが問題ないレベルまで認識できなくなる。
【００９４】
以上示したように、隔壁８ｂを設け、光源１からの光の分布を変化させたことにより、光放出部４の光源１近傍のＣ部の輝度が極端に上がるのを防止でき、輝度の均一化が図れる。
【００９５】
次に発光ダイオード等の光源の使用数が一個で、かつ、導光部３の長さが短くても、輝度分布が良好となり、視認性の高い、すなわち誤認の少ない小型の面照明装置を実現するために、種々の条件を変化させた面照明装置のサンプルを複数個作製し、それぞれのサンプルについてその見やすさを実際に調査にした。
【００９６】
その結果、一個の光源を用いた面照明装置であって、光源一個あたりの光放出面積が５００（ｍｍ²）以上で、かつ、光源１から光放出部４の距離が８（ｍｍ）以下のものにおいて光放出部の最大輝度部と最小輝度部の比を０．３以上であれば、おおむねむらのないきれいで見やすい面照明装置であると見ることができ、さらに０．４以上であれば、ほとんどむらのないきれいで見やすい面照明装置とすることができた。従って面照明装置において、光放出部の最大輝度部と最小輝度部の比を０．３以上、好ましくは０．４以上とすることにより、面照明装置に人間の見た目に明確な暗部と明部が形成されることがなくなるので、高効率で、かつ、液晶を上に置いた際視認性に問題がなく、きれいで見やすい面照明装置を得ることができる。
【００９７】
次に同様にして、光放出部４の平均輝度と見やすさの関係について、１つの光源を用いる面照明装置であって、光源一個あたりの光放出面積が５００（ｍｍ²）以上で、かつ、光源１から光放出部４の距離が８（ｍｍ）以下のものにおいて、光放出部４の平均輝度を変化させて検討を行った。
【００９８】
その結果、光放出部４の平均輝度が１（ｃｄ／ｍ²）未満では、非常に暗く感じられるのに対して、１（ｃｄ／ｍ²）以上では、暗い場所で十分に表示内容を認識でき、３（ｃｄ／ｍ²）以上では、見やすい明るさであると感じていることができる。また逆に光放出部４の平均輝度が２００（ｃｄ／ｍ²）を超えると明るすぎて逆に見にくく感じられる。従って光放出部４の平均輝度が１（ｃｄ／ｍ²）以上２００（ｃｄ／ｍ²）以下の範囲にすることにより、人が見たときに明るすぎず、暗すぎない、見た目にやさしい、かつ、高効率でかつ液晶を上に置いた際視認性に問題がない面照明装置を得ることができる。
【００９９】
次に面照明装置における光の輝度の変化の割合と、人が見たときに輝度むらとして認識される割合との関係について検討した。
【０１００】
一個の光源を用いる面照明装置であって、光源一個あたりの光放出面積が５００（ｍｍ²）以上で、かつ、光源１から光放出部４までの距離が８（ｍｍ）以下のものにおいて輝度の変化の割合を変化させて、どの程度から輝度むらとして認識されるかについて検討した。
【０１０１】
その結果、単位長さ当たりの光放出部４の輝度の変化値が（平均輝度）×１００（ｃｄ/ｍ³）以下であれば、あまりむらのない面照明装置であると認識することができ、さらに（平均輝度）×８０（ｃｄ/ｍ³）以下であればほとんどむらのないきれいで見やすい面照明装置であると認識できる。従って面照明装置において、単位長さ当たりの光放出部４の輝度の変化値が（平均輝度）×１００（ｃｄ/ｍ³）以下、好ましくは（平均輝度）×８０（ｃｄ/ｍ³）以下とすることにより、面照明装置に人間の見た目に明確な暗部と明部が形成されることがなくなるので、高効率でかつ輝度むらが目立たない面照明装置を得ることができるとともに、きれいで見やすい面照明装置を提供することができる。
【０１０２】
次に面照明装置における光源の発光波長の半値幅と画面の鮮明さとの関係について検討した。
【０１０３】
光源を光源とする面照明装置であって、光源一個あたりの光放出面積が５００（ｍｍ²）以上で、かつ、光源１から光放出部４までの距離が８（ｍｍ）以下のものを用いて検討した結果、光源１の発光波長の半値幅が５０（ｎｍ）以上では、画面があまり鮮明に見えず、全体ぼやけたように見える面照明装置となってしまうのに対して、光源１の発光波長の半値幅が５０（ｎｍ）以下であれば、画面がかなり鮮明と認識でき、光源の発光波長の半値幅が４０（ｎｍ）以下であれば画面が鮮明で発色が美しい面照明装置であると認識できる。従って面照明装置において、光源１の発光波長の半値幅を５０（ｎｍ）以下、好ましくは４０（ｎｍ）以下とすることにより、人間の見た目に画面の鮮明な面照明装置を提供することができるので、これを搭載する携帯端末装置等の電子機器に用いるとキャラクタの輪郭がくっきり鮮明で、情報を見間違えることなく確実に把握できるものとすることができる。
【０１０４】
次に面照明装置において光源１を発光ダイオードとしたとき、発光ダイオードの軸上光度の発光効率について検討した。
【０１０５】
一個の光源を用いる面照明装置であって、光源一個あたりの光放出面積が５００（ｍｍ²）以上で、かつ、光源１から光放出部４までの距離が８（ｍｍ）以下のものにおいて発光効率と画面の見易さについて検討を行った結果、発光ダイオードの軸上光度の発光効率が１．０（ｃｄ／Ａ）以上であれば、前記平均輝度１（ｃｄ／ｍ²）以上を実現でき、携帯情報機器の省電力化に大きく寄与できる。
【０１０６】
さらにこれら５つのうちの複数のファクターを組み合わせて、それらを満たす面照明装置とすることにより、小型で低消費電力で、かつ、より見やすく目に優しく美しい面照明装置とすることができる。
【０１０７】
なお光源を複数設けた場合には、そのいずれに対してもこれら５つのファクターを満たすように構成されていることが、いずれの光源を発光させた場合にも小型で低消費電力で、かつ、より見やすく目に優しく美しい面照明装置とすることができる。
【０１０８】
（実施の形態２）
本発明の一実施の形態について図６及び図７を用いて説明する。図６は本発明の一実施の形態における面照明装置のホルダーの斜視図、図７は本発明の一実施の形態における面照明装置の隔壁８ｇ付近の断面図であり、図６において点線で示す部分の断面Ｅを示している。図７において、８ｈは反射面で、反射面８ｈは隔壁８ｇの光源１側の内面であり、略Ｖ字状の壁で形成されていて、光源１から上方に発せられた光のほとんどの進行方向を導光板２の反射面３ｂの方向に変換する働きを有する。この反射面８ｈにより、光源１から発せられた光の大部分を導光板２に導くことができるので、光の利用効率を向上させることができる。また、光源１からの光を直接導光板２に導入する場合と比べて、光を十分に広げてから導光板２の光放出部４に入射させることができるので、光放出部４に入射する光の分布をより均一化することができ、光放出部４から出射される光の輝度むらを最小限に抑制することができる。
【０１０９】
光源１の強度分布が対称形である場合には、反射面８ｈの略Ｖ字状の壁の頂点若しくは頂線が、光源１の軸線の延長線上に存在するように配置されていることが、反射面８ｈで反射される光量を左右で略等しくすることができるので、光放出部４での輝度分布が小さく、見やすい面照明装置を実現することができる。
【０１１０】
特に図１８に示す光源２０のように、複数の発光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃを直線状に設けている場合には、それぞれの発光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃの発光中心を結んだ直線若しくは近似した直線（以下光源中心線と略す）と、反射面８ｈの略Ｖ字状の壁の頂線との上から見たときのなす角が±１０度以下、好ましくはほぼ０度とすることにより、反射面８ｈで反射されて反射面３ｂに導かれる光の波長のバランスが左右（若しくは上下）で崩れ、発光位置の違いによる輝度分布の悪化してしまうことをを抑制できる。また同時に２つ以上の発光素子を発光させたときには、液晶を見たときに上下、左右で微妙に色が異なる色むらの発生を抑制することができる。
【０１１１】
さらに光源２０が具備する発光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃから反射面８ｈまでの軸線の長さをそれぞれほぼ等しくすることにより、反射面８ｈでの反射方向のずれ等に起因して、導光板２へ発光素子ごとに入射光量が異なってしまうといった不都合を抑制でき、光の分布をより均一化することができるので、輝度むら，色むらが小さく、視認性の高い面照明装置を実現することができる。
【０１１２】
なお、このような光の波長のバランスのずれを積極的に利用した表示装置（例えば虹色の表示装置等）の場合にはこの限りではない。
【０１１３】
また光源１の強度分布が非対称形である場合には、反射面８ｈを形成するＶ字状の壁を構成する面の面積をその非対称具合に合わせて異ならせることにより、反射面８ｈで反射される光量を左右で略等しくすることができるので、光放出部での輝度分布が小さな、見やすい面照明装置を実現することができる。さらに意図的に反射面８ｈを構成する面の面積を異ならせて、光量を導光板２の光放出面４で異ならせることも可能である。
【０１１４】
また入射面３ａは、光源１及び反射面８ｈの側に傾斜して設けられていることが、光源１から出射された光のうち、導光板２の導光部３に直接入射してくる光と、反射面８ｈを介して入射してくる光の双方を効率よく導光板２に入射させることができるので好ましい。
【０１１５】
更に反射面８ｈのＶ字の角度は、光源１から反射面８ｈまでの距離、反射面８ｈから導光部３の入射面３ａまでの距離及び導光板２の厚み等を考慮して決定することが、光の利用効率をより向上させることができるので好ましい。なお他の部分の構成要素は実施の形態１とほぼ同様の構成である。
【０１１６】
また本実施の形態では隔壁８ｇに略Ｖ字状の反射面８ｈを形成したが、隔壁８ｂの光源１側の内面にも同様の略Ｖ字状の反射面を形成してもよい。これにより導光板２に入射する光量を更に増加させることができる。また反射面８ｈの断面形状はＵ字状やそれ以外の形状であってもよく、入射面３ａにより多くの光を入射させることができるように最適化することが好ましい。
【０１１７】
次に上記面照明装置の動作について説明する。光源１から隔壁８ｇの方向（図１，２中のＺ方向）に発せられた光は、直接導光部３に入射することはほとんどなく、そのほとんどが反射面８ｈに到達する。この反射面８ｈで進行方向をＺ方向と異なる方向（図中ではＹ方向を代表とする）に変換された光の大部分は、導光部３の入射面３ａへと入射する。一方、光源１から側方に発せらた光は導光部３の入射面３ａから導光板２の内部に直接入射する。このようにして導光板２に入射した光は反射面３ｂで図中のＸ方向で代表される方向に反射され、その後光放出部４から出射される。このように略Ｖ字状の壁で形成された反射面８ｈを設け、Ｚ方向に出射された光をＹ方向に反射して広げた後、Ｘ方向に進行させる様な構成、すなわちＸＺ平面に含まれない方向（Ｙ方向）にいったん光を広げてからＸ方向に進行させる構成としたことによって、実施の形態１ではほとんど間接的にしか利用できていなかった光源１から上方（隔壁８ｇ方向）に発せらた光を効率よく導光部３へと導くことができるため、光の利用効率を大幅に向上させることができると共に、低消費電力で高効率の面照明装置を実現することができるとともに、導光板２の光放出部４に入射する光の分布をより均一化することができるので、輝度むらが小さく、視認性の高い面照明装置を実現することができる。ここで光源１もしくは光源２０から出射された光の軸線は、ほぼＸＹＺ軸に沿って進む場合が多い。
【０１１８】
また反射面８ｈは、図８に示すように構成してもよい。図８は本発明の一実施の形態における面照明装置の隔壁８ｇ付近の断面図を示している。図７で示した反射面８ｈは、その略Ｖ字状の壁をそれぞれ平面状に構成していたが、図８では略Ｖ字状の壁で構成された反射面８ｈの表面を凹状にへこませる構成としている。この表面の凹みにより、反射面８ｈは、この面にあたった光源１からの拡散光をただ反射するだけでなく、その拡散角を小さくする働きをもつことができる。従って入射してきた光を集光しながら進行方向を変換するという働きを有することになる。このように反射面８ｈのＶ字状の壁の形状を凹状に凹ませたことにより、実施の形態２で示した面照明装置よりもさらに効率よく光源１が上方に発する光を導光部３へと導くことができるため、面照明装置のさらなる高効率化が図れる。
【０１１９】
また反射面８ｈは、図９に示すように構成してもよい。図９は本発明の一実施の形態における面照明装置の隔壁付近の断面図を示している。図７や図８で示した反射面８ｈの頂点若しくは頂線の部分は非常に鋭角になっており、何かに接触すれば破損する可能性が非常に高く、さらに組立作業中に誤って触れてしまうと怪我などをしてしまう可能性がある。更に光源１の直上は周辺部分に対して極端に輝度が高いため、面照明装置の製造ばらつき等により、光源１と反射面８ｈの相対位置関係がずれた場合、２つの反射面８ｈに当たる光量差が大きくなり、光放出面４においてに輝度むらが発生してしまう可能性がある。これに対して、図９に示す反射面８ｈでは、Ｖ字状の壁の頂点（若しくは頂線）の形状は鋭部を切り取ったり、丸みを帯びたものとし、エッジではない形状としている。これにより輝度が極端に高い光源１の直上の光を反射面８ｈの傾斜部分に直接当たらないようにすることができるので、全体としての光の利用効率をあまり低下させることなく、光放出部４における輝度むらを最小限に抑制することができる。
【０１２０】
（実施の形態３）
次に本発明の一実施の形態について図を参照しながら説明する。図１０は本実施の形態３における面照明装置の平面図を示す。図１０に示すように本実施の形態では反射面３ｂの形状が、凹状の曲面となっており、これに合わせてホルダー８の嵌合部８ｊの形状は凸状の曲面となっている。このような構成では、光源１から発せられた光は直接若しくは隔壁８ｂや反射面８ｈ等を介して間接的に導光部３の入射面３ａから導光板２の内部に入射する。入射した光は導光部３の内部を進み反射面３ｂにあたる。反射面３ｂにあたった光は、反射面３ｂの形状が凹状の曲面となっているため、導光部３の面内方向に拡散され、ホルダー８の内側面部等で反射・拡散されながら散乱部５の方へ進んでいく。このように反射面３ｂの凹状の曲面が光を拡散するため、光放出部４の輝度の均一化が図れる。このとき、光源１から発せられ、反射面３ｂに入射してくる光の強度分布にあわせて、反射面３ｂの曲率を変化させるように構成されていることが好ましい。すなわち、強度が大きい部分では、凹部の曲率を小さくして、光をより大きく拡散させ、強度が小さい部分では、凹部の曲率を大きくすることにより、あまり光の拡散が起こらない様に構成することが、特に光放出部４の輝度の均一化を図ることができるので好ましい構成である。
【０１２１】
（実施の形態４）
図２０は本発明の一実施の形態における面照明装置の正面図、図２１は本発明の一実施の形態における面照明装置の断面図で、図２０中の対角線ａｂにおける断面を示しており、図２２は本発明の一実施の形態における導光板の正面図である。
【０１２２】
図において、４１は光源、４２は導光板であり、導光板４２は、導光部４３，光放出部４４より構成されている。光源４１は、実施の形態１〜３で説明した光源１若しくは光源２０とほぼ同様の構成ものを用いることができる。
【０１２３】
なお、図２２中において、点線で示される直線は導光部４３と光放出部４４の境界の概要を示しており、ｍ，ｑ，ｐ，ｌはそれぞれ導光板４２の所定の角部を示している。導光部４３には光源４１の光を導光部４３内に導入する入射面４３ａと入射面４３ａから導入された光を光放出部４４の方向に反射させる反射面４３ｂとを有しており、導光部４３は、導光板４２の端部ｑ，ｍから相対する角部ｐ，ｌに向かってＶ字状に広がるように形成されている。光放出部４４は導光板４２の上面で導光板４２に入射した光が導光板４２から放出される部分である。
【０１２４】
４５は散乱部で、散乱部４５は導光板４２の下面に形成されており、この部分への入射光を様々な方向に反射あるいは透過させる働きを有する。４５ａは光源４１から離れるにつれ面積比率が増加するように形成されている散乱ドットで、本実施の形態では散乱ドット４５ａは乳白色〜白色のインクをスクリーン印刷法にて形成した。
【０１２５】
４６は反射シートで、反射シート４６は散乱部４５の下面に置かれた高反射率を有する部材であり、散乱部４５を透過し導光板４２から外に出た光の一部を再度導光板４２の内部に戻す働きをする。
【０１２６】
４７は拡散シートで、拡散シート４７は光放出部４４の上面に配置されており、この拡散シート４７を光が透過する際、透過する光の進行方向を様々な方向へ変換する働きがある。この拡散シート４７は、梨地処理されたＰＥＴシートで構成した。
【０１２７】
４８はホルダーで、ホルダー４８は、導光板４２と反射シート４６と拡散シート４７を所望の位置に収納するものである。ホルダー４８の材料としては、反射率の高い白色のＡＢＳ（アクリロニトル・ブタジエン・スチレン）樹脂を用いた。
【０１２８】
以上のように構成された本実施の形態における面照明装置の動作について説明する。まず、光源４１からの光は、光導入部４３の入射面から入射して、反射面４３ｂで反射され、多くは樹脂と空気の界面で起こる全反射条件を満たす角度成分を持つ光となって導光板４２の面内方向に導かれる。導光板４２に入射した光の一部は導光部４３で反射されて導光板４２の光放出部４４方向に導かれ、一部の光は直接光放出部４４へと導かれる。光放出部４４では、その内部に導光部４３より導入された光が全反射により効率よく閉じ込められるが、下面の散乱ドット４５ａに当たった光は様々な方向に反射あるいは透過され、全反射の臨界角以下の光のみ導光板４２の外側に出る。このうち、光放出部４４に到達した光は出射されるが、反射シート４９およびホルダー４８に当たった光は反射されて再度導光板２の内部に戻る。こうして、導光板４２内に導かれた光は、途中で吸収されるものを除きほとんどが光放出部４４より出射されて面照明が行われる。
【０１２９】
このように光源４１を導光板４２の隅部に設けた構成では、光源４１からの光のうち強度分布が大きな部分のみを導光板４２を導くことができるので、従来の技術で説明した図１１のような暗部が発生しにくく、発光特性の均一化を図ることができるとともに、光源４１から光放出部４４までの距離をより短くでき、面照明装置をより小型化できる。
【０１３０】
次に実施の形態１で説明した複数の発光素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃを有する光源２０を光源４１として用いる場合の光源４１の導光板４２に対する配置について図を用いて説明する。図２４は本発明の一実施の形態における複数の発光素子を具備した光源と導光板との配置を示す概念図、図２５は本発明の一実施の形態における光源付近の断面図で、図２４におけるａ−ｂ断面を示している。
【０１３１】
図において、発光素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃの光源中心線が、導光板４２の対角線ａｂ（光源から見た最長手方向）に対して、そのなす角が９０度に近づくように、好ましくはほぼ９０度となるように光源４１は配置されている。このような構成により、発光素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃのそれぞれから、導光板４２の入射面４３ａ若しくは反射面４３ｂまでの軸線の長さをほぼ等しくすることができるので、それぞれの発光素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃからの入射条件の均一化を図ることができる。
【０１３２】
特に光源中心線を導光板４２の対角線方向に対して、直交するように設けることにより、輝度むらの抑制を最も効率的に行える。また面照明装置の発光面が例えば長方形状等で長手方向と短手方向がある場合には、光源４１の光源中心線が長手方向となす角を短手方向となす角に比べて大きくすることにより、上記の効果を得ることができる。また対角線や長手方向・短手方向を定義し難い形状に光放出面４４が形成されている場合には、光源４１からもっとも遠い光放出面４４の点と光源４１の発光点（若しくは発光中心）とを結んだ直線と、光源４１の光源中心線とがほぼ直交するように光源４１を配置することにより、若しくは光源中心線にほぼ直交する直線が光放出面４４をほぼ等分するように光源４１を配置することによっても上述の効果を得ることができる。
【０１３３】
なお本実施の形態では、光源４１が具備する発光素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃから導光部材４２の反射面４３ｂまでの軸線の長さが等しくなるように光源中心線方向と対角線方向とをほぼ直交するように設けていたが、例えば４１ａ，４１ｂ，４１ｃの高さを変化（例えば段段畑のように段差を設けても良いし、発光素子の設置面を傾斜させても良いし、発光素子自体の高さを異ならせても良い）させて、それぞれの発光素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃから発せられた光の反射面４３ｂへの入射角または軸線の長さを等しくするような構成としても良い。この構成によれば、光源４１と導光部材４２との配置関係の制約が少なくなり、設計の自由度が向上する。
【０１３４】
（実施の形態５）
次に実施の形態１〜４に示した面照明装置を電子機器に用いた例として、特に使用頻度の高い携帯端末装置を例にあげて説明する。
【０１３５】
図１３及び図１４はそれぞれ本発明の一実施の形態における携帯端末装置を示す斜視図及びブロック図である。図１３及び図１４において、２９は音声を音声信号に変換するマイク、３０は音声信号を音声に変換するスピーカー、３１はダイヤルボタン等から構成される操作部、３２は表示部で、表示部３２は、着信情報や発信情報及び検索情報等により電話番号や相手の名前等のキャラクター等を表示し、液晶表示装置により構成され、その下方には実施の形態１〜４に示した面照明装置が搭載されている。３３はアンテナ、３４はマイク２９からの音声信号を復調して送信信号に変換する送信部で、送信部３４で作製された送信信号は、アンテナを通して外部に放出される。３５はアンテナで受信した受信信号を音声信号に変換する受信部で、受信部３５で作成された音声信号はスピーカー３０にて音声に変換される。３６は送信部３４，受信部３５，操作部３１，表示部３２を制御する制御部である。
【０１３６】
以下その動作の一例について説明する。
【０１３７】
先ず、着信があった場合には、受信部３５から制御部３６に着信信号を送出し、制御部３６は、その着信信号に基づいて、面照明装置１３を発光させながら表示部３２に所定のキャラクタ等を表示させ、更に操作部３１から着信を受ける旨のボタン等が押されると、信号が制御部３６に送出されて、制御部３６は、着信モードに各部を設定する。即ちアンテナ３３で受信した信号は、受信部３５で音声信号に変換され、音声信号はスピーカー３０から音声として出力されると共に、マイク２９から入力された音声は、音声信号に変換され、送信部３４を介し、アンテナ３３を通して外部に送出される。
【０１３８】
次に、発信する場合について説明する。
【０１３９】
まず、発信する場合には、操作部３１から発信する旨の信号が、制御部３６に入力される。続いて電話番号に相当する信号が操作部３１から制御部３６に送られてくると、制御部３６は送信部３４を介して、電話番号に対応する信号をアンテナ３３から送出する。この時入力された信号は、面照明装置１３を発光させながら表示部３２に表示されていることが多い。その送出信号によって、相手方との通信が確立されたら、その旨の信号がアンテナ３３を介し受信部３５を通して制御部３６に送られると、制御部３６は発信モードに各部を設定する。即ちアンテナ３３で受信した信号は、受信部３５で音声信号に変換され、音声信号はスピーカー３０から音声として出力されると共に、マイク２９から入力された音声は、音声信号に変換され、送信部３４を介し、アンテナ３３を通して外部に送出される。
【０１４０】
なお、本実施の形態では、音声を送信受信した例を示したが、音声に限らず、文字データ等の音声以外のデータの送信もしくは受信の少なくとも一方を行う電子機器についても同様な効果を得ることができる。
【０１４１】
次に図１５を用いて表示部３２付近の構成を詳細に説明する。図１５は本発明の一実施の形態における携帯端末装置の部分断面図で、図１３におけるＡ−Ａ断面を示している。図において、１１は携帯端末装置の外装材である筐体、１２は携帯端末装置のなんらかの情報を表示する液晶表示素子、１３は実施の形態１〜実施の形態４にて説明したいずれかの面照明装置、１４は面照明装置１３が取り付けられ電子回路等が実装された基板を示している。この面照明装置１３を用いることによって、携帯端末装置の表示部において、輝度むらを小さくできるので、視認性の高い、従って誤認の少ない携帯端末装置を実現することができる。また１つの光源しか用いないので、消費電力が極めて少ない携帯端末装置を実現することができる。
【０１４２】
また面照明装置１３の光源として、他の実施の形態に記述したような、異なる発光波長を有する発光素子を複数個実装した光源２０を用いれば、以下のようなことが可能となる。
【０１４３】
１．携帯端末使用者の好みに応じて面照明装置の発光色を変更する。
【０１４４】
２．別途時刻検出手段を設けておき、照明する時刻により発光させる波長を切り替える。例えば、周囲が明るいときは人間の視感度のピークが波長５５５ｎｍ近傍にあり、周囲が暗いときは人間の視感度のピークが短波長側にシフトするので、周囲が明るい昼間の時間帯であれば緑色の発光素子を発光させ、周囲が暗い夜間の時間帯であれば青色の発光素子を発光させると、何時でも明るく見やすい面照明装置を実現できる。さらにカレンダー等を内蔵しておき、季節に応じて切り替える時刻を異ならせることにより、一年中最適な時刻に面照明装置の光源の切り替えを行うことができるようになる。また、外部の明るさを検知する手段を設けて、その出力に応じて光源の色を変えるような構成としてもよい。
【０１４５】
３．予め情報系対端末に記憶させた電話帳に応じて、着信時に、面照明装置１３の発光色を発信者ごとに変える。
【０１４６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の面照明装置は、１つの光源と、前記光源から放出された光が入射する入射面，前記入射面から入射してきた光を導く導光部，前記導光部を伝搬してきた光を放出する光放出部とを具備する導光部材とを備え、前記導光部材は一対の外周面を有するとともに前記一対の外周面の間に前記入射面が配置されており、前記一対の外周面の間隔は前記入射面側に近いほど狭くなっており、光源から出射された光が直接導光部材に入射することを抑制する隔壁を備えた構成としたことで、面照明装置に人間の見た目に明確な暗部と明部が形成されることがなくなるので、高効率で、かつ、液晶を上に置いた際視認性に問題がなく、人が見たときに明るすぎず、暗すぎない、きれいで見やすい面照明装置を得ることができる。また色むらの発生もなくなるので、きれいで視認性の高い面照明装置を得ることができる。
【０１４７】
また一時に発光する光源を１つとし、状況に応じて発光する複数の光源のうちのいずれか１を選択可能に構成された面照明装置としたことにより、いずれの光源を点灯した場合でも、面照明装置に人間の見た目に明確な暗部と明部が形成されることがなくなるので、高効率で、かつ、液晶を上に置いた際視認性に問題がなく、人が見たときに明るすぎず、暗すぎない、きれいで見やすい面照明装置を得ることができる。また色むらの発生もほとんどなくなるので、きれいで視認性の高い面照明装置を得ることができる。
【０１４８】
更に、表示手段と、データ信号もしくは音声信号の少なくとも一方を送信信号に変換するか受信信号をデータ信号もしくは音声信号の少なくとも一方に変換する変換手段と、前記送信信号及び前記受信信号を送受信するアンテナと、各部を制御する制御手段を備えた携帯端末装置であって、表示手段の下方に上述の面照明装置を用いた構成としたことにより、携帯端末装置の表示部において、輝度むらを小さくできるので、視認性の高い、従って誤認の少ない携帯端末装置を実現することができる。また１つの光源しか用いないので、消費電力が極めて少ない携帯端末装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における面照明装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態における面照明装置の側面図
【図３】本発明の一実施の形態における導光板の斜視図
【図４】本発明の一実施の形態におけるホルダーの斜視図
【図５】本発明の一実施の形態における面照明装置の隔壁付近の断面図
【図６】本発明の一実施の形態における面照明装置のホルダーの斜視図
【図７】本発明の一実施の形態における面照明装置の隔壁付近の断面図
【図８】本発明の一実施の形態における面照明装置の隔壁付近の断面図
【図９】本発明の一実施の形態における面照明装置の隔壁付近の断面図
【図１０】本発明の一実施の形態における面照明装置の平面図
【図１１】従来の面照明装置の平面図
【図１２】従来の面照明装置の側面図
【図１３】本発明の一実施の形態における携帯端末装置を示す斜視図
【図１４】本発明の一実施の形態における携帯端末装置を示すブロック図
【図１５】本発明の一実施の形態における携帯端末装置の部分断面図
【図１６】本発明の一実施の形態における面照明装置の光源の斜視図
【図１７】本発明の一実施の形態における面照明装置の光源の発光強度分布図
【図１８】本発明の一実施の形態における光源の斜視図
【図１９】本発明の一実施の形態におけるＣＩＥｘｙ色度図
【図２０】本発明の一実施の形態における面照明装置の正面図
【図２１】本発明の一実施の形態における面照明装置の断面図
【図２２】本発明の一実施の形態における導光板の正面図
【図２３】本発明の一実施の形態における複数の発光素子を有する光源と導光部の配置を示す概念図
【図２４】本発明の一実施の形態における複数の発光素子を具備した光源と導光板との配置を示す概念図
【図２５】本発明の一実施の形態における光源付近の断面図
【符号の説明】
１光源
２導光板
３導光部
３ａ入射面
３ｂ反射面
４光放出部
５散乱部
５ａ散乱ドット
６反射シート
７拡散シート
８ホルダー
８ａ第１の凹部
８ｂ隔壁
８ｃ第２の凹部
８ｄリブ部
８ｅ空隙部
８ｆ頂面
８ｇ隔壁
８ｈ反射面
８ｉ空間
８ｊ嵌合部
１０隙間
１１筐体
１２液晶表示素子
１３面照明装置
１４基板
２０光源
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ発光素子
２０ｄ基板
２０ｅ透光部材
３０スピーカー
３１操作部
３２表示部
３３アンテナ
３４送信部
３５受信部
３６制御部
４１光源
４２導光板
４３導光部
４３ａ入射面
４３ｂ反射面
４４光放出部
４５散乱部
４５ａ散乱ドット
４６反射シート
４７拡散シート
４８ホルダー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface illumination device that illuminates a liquid crystal display device from the back, and more particularly to a surface illumination device that illuminates a light source such as a light emitting diode and a portable terminal device using the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A surface illumination device used as a surface illumination device for a liquid crystal display device such as a mobile phone or a personal handyphone system has a light source using a chip-shaped light emitting diode because of its small size and low power consumption. In recent years, the surface illumination device has also been used for display units of portable devices such as various portable information terminals, digital cameras, video cameras, etc., to reduce the size, extend the battery life, and improve the impact resistance. It is moving from the one used to the light emitting diode light source.
[0003]
There are various configurations for conventional surface illumination devices using these light-emitting diode light sources. For example, as described in Japanese Examined Patent Publication No. 3-32075, a light emitting diode light source that emits a top surface is disposed on the back side of a liquid crystal display body, and light is irradiated directly toward the back surface of the liquid crystal display body for illumination. However, due to the thinning of the device and the problems in installing electronic circuits on the back of the liquid crystal display element, the surface illumination device for liquid crystal display devices such as mobile phones is directly connected to the back side of the liquid crystal display. The number of light emitting diode light sources arranged is small. On the other hand, as a surface illumination device for a liquid crystal display device such as a mobile phone, a method of arranging a light emitting diode light source outside the display surface of a liquid crystal display element is often used. As described, a light emitting diode light source that emits light from the top surface is arranged outside the display surface of the liquid crystal unit, and illumination is performed by guiding light below the liquid crystal display unit using a reflective surface and a resin plate. Are known.
[0004]
An example in which the light emitting diode light source is arranged outside the display surface of the liquid crystal display element will be described as a conventional surface illumination device with reference to FIGS. 11 and 12. 11 is a plan view of a conventional surface illumination device, FIG. 12 is a side view of the conventional surface illumination device, 100 is a light source such as a light emitting diode, 200 is a light guide plate, 300 is a light guide portion of the light guide plate 200, 300a. Is an incident surface of the light guide unit 300, 400 is a light emitting unit of the light guide plate 200, 500 is a scattering unit formed on the lower surface of the light emitting unit 400, 500a is a scattering dot printed on the scattering unit 500 with milky white to white ink. , 600 is a holder for holding the light guide plate 200, and 700 is a reflecting surface formed on the holder 600. Here, the light emitted from the light source 100 is reflected by the reflecting surface 700 and then enters the light guide plate 200 from the incident surface 300 a of the light guide unit 300. A part of the light incident on the inside of the light guide plate 200 is diffusely reflected by the scattering unit 500 and emitted from the light emitting unit 400.
[0005]
However, in the above-described conventional surface illumination device or the like, if the light source 100 is only one in the center of FIG. 11, the luminance distribution that is unevenness of the brightness of the light emitting part 400 becomes large, and the vicinity of the A part in FIG. , B vicinity tends to be dark. In particular, this luminance distribution becomes prominent as the area to be illuminated increases. When such a luminance distribution occurs, when used as a surface illumination device such as a liquid crystal display element, display characters and the like are difficult to see, and furthermore, a display portion that is dark and cannot be recognized is generated. In order to solve this problem, there has conventionally been a means of improving the luminance distribution of the surface illumination device by increasing the number of light sources 100 used and reducing the arrangement interval of the light sources 100.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a liquid crystal display device of a portable device such as a mobile phone, if the number of light sources used in the surface illumination device is increased, there is a problem that not only the power consumption is increased, but also the complexity related to the mounting of the light source and the manufacturing cost are increased. there were.
[0007]
When a plurality of light sources are used, a difference in wavelength of light emitted from each light source becomes a problem. That is, the wavelength of the light emitted from each light source is usually different by about several nm due to individual differences. However, even with a deviation of about several nanometers, when viewed by the human eye, the color illumination device causes large color unevenness when comparing the irradiation range of each light source and the vicinity of its boundary. Therefore, in order to eliminate color unevenness, the light source is caused to emit light one by one, the wavelength is measured, and the same wavelength is collected so as to eliminate variations in the wavelength of the light source for each surface illumination device. It was necessary to be. However, this operation is very troublesome because all of the light sources must be inspected, and as a result, is one of the factors that reduce the productivity of the surface lighting device.
[0008]
Moreover, the individual difference of the brightness | luminance of the light source used has also become a cause of the brightness nonuniformity of a surface illuminating device.
[0009]
Further, as a method for improving color unevenness and luminance distribution, there is a method in which a single light source is used to elongate the light guide portion of the light guide plate and the light is emitted from the light emitting portion after the light is sufficiently diffused. However, there is a problem that downsizing of the entire apparatus is limited.
[0010]
Therefore, the present invention provides a small surface illumination device that uses a single light source such as a light-emitting diode and has a good luminance distribution and high visibility even when the length of the light guide is short. For the purpose.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, the surface illumination device of the present invention is:One light source and the light emitted from the light sourceAn incident surface, a light guide for guiding light incident from the incident surface, and a light emitting unit for emitting light propagating through the light guideWith a light guide memberThe light guide member has a pair of outer peripheral surfaces and an incident surface is disposed between the pair of outer peripheral surfaces, and the distance between the pair of outer peripheral surfaces is closer to the incident surface side,It is set as the structure provided with the partition which suppresses that the light radiate | emitted from the light source directly injects into a light guide member.
[0012]
The length of the light guide portion in the short direction is 8 (mm) or less, and the area of the light emitting portion is 500 (mm).²) A surface illumination device including the above light guide member, configured to be capable of selecting any one of a plurality of light sources that emit light according to a situation, wherein the light source emits light at one time. For any of the light sources, the ratio of the maximum luminance portion to the minimum luminance portion of the light emitting portion is 0.3 or more, and the average luminance is 1 (cd / m²) 200 (cd / m)²) Hereinafter, the change value of the luminance of the light emitting unit per unit length is (average luminance) × 100 (cd / m)^Three) The configuration is as follows.
[0013]
Furthermore, display means, conversion means for converting at least one of a data signal or an audio signal into a transmission signal or converting a reception signal into at least one of a data signal or an audio signal, and an antenna for transmitting and receiving the transmission signal and the reception signal And a portable terminal device provided with a control means for controlling each part, wherein the above-described surface illumination device is used below the display means.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  The invention described in claim 1One light source and the light emitted from the light sourceAn incident surface for incident light, a light guide portion for guiding light incident from the incident surface, and a light emitting portion for emitting light propagated through the light guide portionWith a light guide memberThe light guide member has a pair of outer peripheral surfaces and the incident surface is disposed between the pair of outer peripheral surfaces, and the distance between the pair of outer peripheral surfaces is closer to the incident surface side,Provided with a partition that prevents light emitted from the light source from directly entering the light guide memberBySince light emitted from the light source can be prevented from entering the light guide member, the vicinity of the light source in the light emitting part is prevented from becoming extremely bright.it can.
[0018]
  Claim2In the invention described in (1), since the light source side surface of the partition wall has a reflecting action, light absorption in the partition wall can be almost eliminated and the light utilization efficiency can be improved.
[0019]
  Claim3In the invention described in item 1, a part of the light reflected by the partition wall is reflected by the outer peripheral surface of the light guide part and enters the light emitting part, so that the light use efficiency can be improved.
[0020]
  Claim4The invention described in (1) includes a storage member for storing the light guide member, and the partition wall is integrally formed with the storage member, so that mass productivity can be improved and the partition wall and the light from the light source can be improved. It is possible to eliminate steps such as alignment between the partition, alignment between the partition wall and the storage member, joining, etc., so that the productivity of the surface lighting device can be improved and the yield can be further improved. .
[0021]
  Claim5The invention described in 1 includes a reflecting member that reflects light emitted from the light source in the direction of the outer peripheral surface of the light guide unit, so that most of the traveling direction of the light emitted upward from the light source is Since it can be converted to the direction of the outer peripheral surface and most of the light emitted from the light source can be guided to the light guide member, the light use efficiency can be improved and the light emitting portion of the light guide member Since the distribution of the light incident on can be made more uniform, it is possible to realize a surface illumination device with small luminance unevenness and high visibility.
[0022]
  Claim6The invention described in (2) includes a storage member that stores the light guide member, and the partition wall and the reflection member are integrally formed on the storage member, so that mass productivity can be improved, and the partition wall and the reflection member Since it is possible to eliminate the alignment between the light from the light source, the alignment between the partition wall and the reflecting member and the storage member, the step of joining, etc., the productivity of the surface lighting device can be improved, Furthermore, the yield can be improved.
[0023]
  Claim7In the invention described in, since the scattering portion is formed on the lower surface of the light guide member opposite to the light emitting portion, the light quantity distribution in the light emitting portion can be made more uniform.
[0024]
  Claim8In the invention described in (2), since the scattering member is provided on the light emitting portion of the light guide member, the traveling direction of the transmitted light is converted into various directions, and the luminance unevenness of the surface illumination device is further reduced. be able to.
[0025]
  Claim9In the invention described in (2), since the reflection plate is provided below the scattering member, the light transmitted through the scattering member can be incident again on the light guide member, so that the light use efficiency can be improved. it can.
[0026]
  Claim10According to the invention described in (2), since the half-value width of the light emission wavelength of the light source is 50 (nm) or less, a beautifully colored screen can be realized with high efficiency. be able to.
[0027]
  Claim11The surface illuminating device using a light emitting diode as a light source, wherein the light emitting diode includes a light emitting element and a cylindrical lens on which light emitted from the light emitting element is incident. The light once hitting the surrounding members among the light emitted from the light can be reduced, and the absorption loss of light energy due to reflection and absorption there can be reduced, so that the light utilization efficiency can be further enhanced.
[0028]
  Claim12The invention according to claim 1 includes display means, conversion means for converting at least one of a data signal or an audio signal into a transmission signal or converting a reception signal into at least one of a data signal or an audio signal, the transmission signal and the reception signal. A portable terminal device comprising an antenna for transmitting and receiving a signal and a control means for controlling each part.11By using any one of the surface illumination devices, luminance unevenness can be reduced in the display unit of the mobile terminal device, so that a mobile terminal device with high visibility and therefore less misperception can be realized. Moreover, since only one light source is used, a portable terminal device with extremely low power consumption can be realized.
[0039]
(Embodiment 1)
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a plan view of a surface illumination device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of the surface illumination device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a light guide plate according to an embodiment of the present invention. 4 is a perspective view of a holder according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view of the vicinity of a partition wall of the surface illumination device according to the embodiment of the present invention, and shows a cross section D in FIG. . In the figure, reference numeral 1 denotes a light source, and the light source 1 may be a miniature light bulb, an oval ball, a light-emitting diode, or the like.²The thickness is about 2 mm or less, especially the light emission area is 2.8 mm.²A light emitting surface (point light source) having a light emission surface of about or less than that is preferable, and it is particularly preferable to use a highly efficient light emitting diode because a more uniform luminance distribution can be realized and an easy-to-view surface illumination device can be realized. . Especially when used for a small mobile phone or a portable information terminal, a very small and thin one is required.^ThreeThe following are preferably used. In this case, the fact that the light source 1 can be mounted on the substrate can be easily attached to the substrate, so that productivity is improved.
[0040]
Moreover, since the power consumption in a surface illumination device can be reduced by making the number of the light sources 1 in a surface illumination device one, it can be set as a surface illumination device suitable for a portable apparatus etc. In addition, there is no color unevenness or brightness unevenness caused by variations in the light emission wavelength or light emission efficiency of multiple light sources, so there is no need to select the light source and the productivity of the surface illumination device As well as the cost of the surface illumination device can be significantly reduced.
[0041]
Furthermore, the structure of the preferable light source 1 is demonstrated using figures. FIG. 16 is a perspective view of the light source of the surface illumination device in one embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a light emission intensity distribution diagram of the light source of the surface illumination device in one embodiment of the present invention. Here, the light source 1 is a light emitting diode. In FIG. 16, 1a is a light emitting element that actually emits light, 1b is a lens formed so as to surround the light emitting element 1a, and 1c is mounted with the light emitting element 1a. It is a base substrate. The material of the lens 1b is high in light transparency, and is preferably an epoxy resin that can withstand the high temperature of the later soldering process, and its shape is cylindrical as shown in FIG. When the lens 1b has such a shape, the light source 1 has a light emission intensity distribution as shown in FIG. That is, when viewed from the G direction in FIG. 16, a sharp light emission distribution having a peak immediately above the light emitting element 1a is obtained due to the curved surface of the lens 1b. Further, when viewed from the H direction in FIG. 16, the light emission distribution becomes gentle. If this light source 1 is disposed in the surface illumination device, light emitted from the light source 1 can be reduced once against the surrounding members, and light energy absorption loss due to reflection and absorption is reduced. The utilization efficiency can be further increased.
[0042]
At this time, the light utilization efficiency can be improved as the angle formed between the cylindrical axial direction and the X direction in FIGS. 1 and 2 is closer to 90 degrees, and if the angle is approximately orthogonal, the light utilization efficiency is maximized. Therefore, it is preferable.
[0043]
In the present embodiment, only one light source having one light emitting element is mounted per surface illumination device, but one light source having a plurality of light emitting elements having different light emission wavelengths is used, and each light emitting element is used. By controlling the current to flow, the surface illumination device can emit light not only with the number of colors of the light emitting elements but also with the intermediate colors.
[0044]
FIG. 18 is a perspective view of a light source according to an embodiment of the present invention, showing a light source 20 on which three light emitting elements 20a, 20b, and 20c having different emission wavelengths are mounted. The light emitting element 20a is mounted on the substrate 20d and emits light substantially in blue. The light emitting element 20b is mounted on the substrate 20d and emits light substantially in green. The light emitting element 20c is mounted on the substrate 20d and emits light substantially in red.
[0045]
As a material constituting the substrate 20d, it is preferable to use a material having high insulation and a high thermal conductivity so that the light emitting element is not damaged by heat.
[0046]
Furthermore, power supply lines 20f, 20g, and 20h for supplying power to the light emitting elements 20a, 20b, and 20c are formed on the substrate 20d, and a control unit that controls the power that flows through the power supply lines 20f, 20g, and 20h ( It is possible to arbitrarily change the color of the surface illumination device by changing the amount of light emitted from each of the light emitting elements 20a, 20b, and 20c.
[0047]
The power supply lines 20f, 20g, and 20h are extended to at least one of the side surface and the back surface of the substrate, and serve as connection terminals used when mounted on the wiring substrate. By configuring the feeder lines 20f, 20g, and 20h with electrodes formed of a thin film or a thick film in this way, the light source 20 can be mounted on the wiring board and productivity can be improved, which is preferable. .
[0048]
Reference numeral 20i denotes a wire, and the wire 20i connects the power supply lines 20f, 20g, and 20h to electrodes (not shown) formed on the light emitting elements 20a, 20b, and 20c, and is usually connected by wire bonding. The
[0049]
A translucent member 20e is provided on the substrate 20d so as to cover the light emitting elements 20a, 20b, and 20c. The translucent member 20e can prevent the light emitting elements 20a, 20b, and 20c from being deteriorated by direct contact with the outside air, and can also be connected to the light emitting element due to vibration during use or manufacturing (for example, wire bonding). Etc.) can be prevented from being cut or detached. Moreover, since a plurality of light sources are not used, the illumination color can be changed without increasing the power consumption so much. In addition, as a manufacturing method of the translucent member 20e, it is preferable to form the resin material by transfer molding or injection molding from the viewpoint of the degree of freedom in shape and high molding accuracy. Note that glass may be used as the material, which can greatly reduce changes in material and shape due to aging, so that reliability can be improved.
[0050]
In addition, it is preferable that the translucent member 20e has an action of condensing light emitted from the light emitting elements 20a, 20b, and 20c from the viewpoint of improving the light use efficiency. In particular, it is possible to have a sufficient light spread in the direction that is required to spread more widely and to make the light spread very small in the direction that is required to have a small spread. In particular, light can be guided very efficiently to a thin surface illumination device.
[0051]
The chromaticity of the emission color of the light emitting element 20a is in the vicinity of (x, y) = (0.14, 0.04), and the chromaticity of the emission color of the light emitting element 20b is (x, y) = (0.12, 0. 76) Since the chromaticity of the emission color of the light emitting element 20c is in the vicinity of (x, y) = (0.72, 0.27), if the currents flowing through the light emitting elements 20a, 20b, and 20c are respectively controlled, In the CIExy chromaticity diagram shown in FIG. 19 (the CIExy chromaticity diagram in one embodiment of the present invention), the color of the area Q can be emitted.
[0052]
In FIG. 18, the light emitting elements 20a, 20b, and 20c included in the light source 20 have substantially the same shape. However, when the shapes are different or the center of the outer diameter shape is different from the light emission center, the light emission is performed. Arrangement is made so that the line connecting the light emission centers of the elements 20a, 20b, and 20c and the major axis direction of the translucent member 20e substantially coincide with each other, so that light from any of the light emitting elements 20a, 20b, and 20c Since it can be used with substantially uniform efficiency, it is easy to secure the light quantity and the degree of freedom of color.
[0053]
Here, the light emitting elements 20a, 20b, and 20c have substantially the same shape. However, when the shapes are different, or when the outer shapes are the same but the light emitting point positions are different, the respective optical elements 20a, 20b, and 20c. The light emission points (or light emission centers) of the light emitting elements 20a, 20b, and 20c can be made uniform in the incident condition to the light guide plate 2 to be described later. Accordingly, it is possible to minimize the amount of incident light and the variation of the incident optical axis between the light emitting elements 20a, 20b, and 20c to the light guide plate 2, and to obtain a surface illumination device having sufficient brightness and excellent color tone. Therefore, it is preferable.
[0054]
In addition, it is preferable to reduce the distance between the light emitting element 20a and the light emitting element 20b and the distance between the light emitting element 20b and the light emitting element 20c because luminance unevenness and color unevenness can be further suppressed. Specifically, the thickness is preferably 0.3 to 1.0 mm. If the distance is less than 0.3 mm, it is difficult to form a power feeding means for a light emitting element such as a bonding wire, and the frequency of occurrence of a short circuit between terminals increases, resulting in a decrease in yield. When the thickness is 1.0 mm or more, it is difficult to suppress the occurrence of uneven luminance and uneven color due to the difference in the light emission position between the light emitting elements. Furthermore, as a preferable range, 0.4 to 0.8 mm can reduce the occurrence of color unevenness and luminance unevenness while minimizing the thermal influence on adjacent elements.
[0055]
By mounting a light source including two or more light emitting elements having different wavelengths as described above, a user can arbitrarily select a light emitting element to be used or mechanically (by a control means), for example, By changing the light emission wavelength of the light emitting element or changing the amount of light, the light emission color of the surface illumination device can be changed. It is also conceivable to use a plurality of light emitting elements as spares when one light emitting element is broken.
[0056]
Furthermore, by making the emission wavelengths of a plurality of light emitting elements provided in one light source 1 different from each other and causing at least two or more light emitting elements to emit light simultaneously, a color that cannot be expressed by the wavelength of the originally provided light emitting elements is expressed. Will be able to. Also, in this case, the light-emitting element spacing can be made narrower compared to the case where a plurality of light sources having different wavelengths are provided apart from each other to emit light at the same time. It is done. Further, a more uniform color mixture can be obtained, and a beautiful surface illumination device with almost no color unevenness can be obtained.
[0057]
In the following description, the light source 20 can be applied to what is described as the light source 1 unless otherwise specified.
[0058]
A light guide plate 2 made of a transparent material has a function of guiding light from the light source 1 and emitting it from a predetermined position to the outside. As the material, a highly transparent material such as methacrylic resin or polycarbonate resin, specifically, a material having a transmittance of 95% or more per 1 mm thickness and a material of 98% or more when the length is 30 mm or more is used. This is preferable because a decrease in the amount of light can be minimized and the luminance can be increased. As such a material, an organic material or glass is suitable. In particular, it is preferable to use a resin having a high degree of freedom in shape and mass productivity by injection molding using a mold. In this embodiment, a methacrylic resin having a high light transmittance is used among the resins. Further, if the refractive index of the light guide plate 2 is 1.3 or more, preferably 1.4 or more, total reflection easily occurs between the air (refractive index of about 1) layer and leakage from the light guide plate 2 occurs. The amount of light to be emitted can be suppressed, and loss due to the radiation of the light incident on the light guide plate 2 can be suppressed to the minimum, so that the light use efficiency can be improved and the power consumption of the surface illumination device can be suppressed. .
[0059]
Reference numeral 3 denotes a light guide portion of the light guide plate 2, and the light guide portion 3 is an area having a function of spreading light from the light source 1 in the width direction of the light guide plate 2 through the incident surface 3a and the reflection surface 3b. It is preferable that the length of the light guide unit 3 is as short as possible because the width and length of the surface illumination device and the electronic device on which the surface illumination device is mounted can be reduced. Specifically, there is a request from the industry that the length of the light guide 3 is desired to be 8 mm or less.
[0060]
The incident surface 3 a is a portion where light from the light source 1 enters the light guide portion 3 of the light guide plate 2. Here, the incident surface 3 a is formed non-perpendicular to the upper surface 2 a of the light guide plate 2. With such a configuration, it is possible to effectively suppress the light from the light source 1 from passing through the plate thickness of the light guide unit 3, and to guide more light from the light source 1 to the light guide plate 2. Is preferable.
[0061]
The reflecting surface 3 b is a side surface of the light guide plate 2 where most of the light incident from the incident surface 3 a is reflected first, and is inclined with respect to the side surface portion 2 b of the light guide plate 2. In particular, by increasing the inclination (inclination of a straight line connecting both ends in the case of a curved surface), specifically 45 ° or more, even when the light guide plate 2 is wider, it reaches every corner. Light can be incident. At present, in a mobile terminal device or the like, since the display unit is larger and the device itself tends to be downsized, the light guide unit 3 is short and the light emitting unit 4 is large so that the light emitting unit 4 is large. More preferably, the above is used. In addition, the angle between the reflecting surfaces 3b constituted by planes, that is, the angle representing the spreading direction of the light guide 3 is 90 ° or more, more preferably 130 ° or more, so that the width (W2) of the light emitting unit 4 is increased. ) Is 20 mm, the length (W1) of the light guide unit 3 can be 8 mm or less, and the width of the light emitting unit 4 can be increased while shortening the length of the light guide unit 3. It is preferable because it is possible.
[0062]
The shape of the reflecting surface 3b may be flat or curved, and an optimal luminance distribution can be realized in the light guide plate 2 in consideration of the luminance distribution of the light source 1, the shape of the light guide plate 2, and the like. To be determined. By providing the reflecting surface 3b, the distribution of light incident on the light emitting portion 4 of the light guide plate 2 can be made more uniform even if the length of the light guide portion 3 is shortened. A small and highly visible surface illumination device can be realized.
[0063]
In particular, when the light source 20 is applied in place of the light source 1, as shown in FIG. 23 (conceptual diagram showing the arrangement of a light source having a plurality of light emitting elements and a light guide portion in an embodiment of the present invention). By making the lengths of the axial lines from the light emitting elements 20a, 20b, 20c included in the light source 20 to the incident surface 3a of the light guide unit 3 substantially equal to each other, incidence on each of the two incident surfaces 3a across the light source 20 Due to the difference in the amount of light, it is possible to suppress the inconvenience that the amount of incident light is different for each light emitting element to the light guide unit 3, and the light distribution can be made more uniform. A high surface illumination device can be realized.
[0064]
Here, the axis is defined as a straight line connecting or approximating points where the intensity distribution of light propagating in space is the strongest. If the light intensity distribution is different from the shape of the Gaussian distribution, and the intensity distribution is divided in multiple directions, it may be defined by a straight line perpendicular to the light emitting surface of the light emitting element, and the axis line represents the light emitting surface. If it does not pass, a straight line corrected to pass may be considered as an axis. This definition applies to all the terms “axis” herein.
[0065]
The light emitting portion 4 is a portion on the upper surface of the light guide plate 2 where light incident on the light guide plate 2 is emitted from the light guide plate 2. Since the surface roughness of the light emitting portion 4 is 1 μm or less in average roughness, light emitted with an appropriate luminance distribution is hardly disturbed at the boundary surface. Can be realized.
[0066]
Reference numeral 5 denotes a scattering portion. The scattering portion 5 is formed on a surface 2c opposite to the upper surface 2a of the light guide plate 2, and has a function of reflecting or transmitting light incident on this portion in various directions. 5a is a scattering dot formed so that the area ratio increases as the distance from the light source 1 increases. The scattering dot 5a is often formed from milky white to white ink and has a scattering action in the scattering unit 5. The formation of the scattering dots 5a on the scattering portion 5 is often performed by printing, and it is preferable to use screen printing or pad printing among the printing because mass productivity can be improved. In particular, the use of pad printing is preferable because the scattering dots 5a can be printed evenly even when the light guide plate has a convex shape.
[0067]
Further, it is preferable to form the scattering dots 5a from milky white to white ink because good scattering can be obtained and light absorption by the scattering dots 5a can be suppressed to a minimum. Thus, by changing the printing area of the scattering dots 5a, the luminance distribution of the light emitting portion 4 can be made uniform. As the milky white to white ink, those in which white fine particles such as titanium oxide are dispersed in a medium which is a transparent ink are particularly suitable. Also, it is not always necessary to mix colored particles, and the same effect can be obtained by using glass beads having a refractive index higher than that of the ink or using air bubbles having a refractive index lower than that of the ink. It is done. In addition, by forming a large number of minute protrusions or depressions directly on the scattering portion 5 using a mold or the like, it is possible to provide a scattering action and substitute for the scattering dots 5a.
[0068]
Reference numeral 6 denotes a reflection sheet, and the reflection sheet 6 is a member having a high reflectance placed on the lower surface of the scattering portion 5, and part of the light transmitted through the scattering portion 5 and exiting from the light guide plate 2 is again guided to the light guide plate. It works to return to the inside of 2. This reflective sheet 6 is often composed of a PET (polyethylene terephthalate) sheet or the like, and it is particularly preferable to use a microfoamed PET sheet among the PET sheets because the reflectance is improved. The reflection sheet 6 may be provided as a separate member with respect to the light guide plate 2 or may be directly formed in advance on the light guide plate 2 by a method such as printing or vapor deposition. When formed directly, the manufacturing process of the surface lighting device can be simplified, the productivity of the surface lighting device can be improved, the manufacturing cost of the surface lighting device can be reduced, and the surface lighting device can be reduced. This is a preferable structure because the lighting device can be thinned. Furthermore, when forming directly, the reflection sheet 6 may be formed on the scattering dot 5a, and it may not be formed in the place where the scattering dot 5a is not provided. With this configuration, the light that passes through the scattering dots 5a can be reliably reflected by the reflection sheet 6, and the light can be reliably reflected by total reflection at the light guide plate 2 at portions where the scattering dots 5a are not provided.
[0069]
Further, in the case where it is constituted by another member, by utilizing an air layer between the reflection sheet 6 and the light guide plate 2, both the total reflection on the light guide plate 2 and the reflection on the reflection sheet 6 can be utilized. Therefore, it is preferable because the light use efficiency can be improved as a whole. Further, the reflection sheet 6 and the light guide plate 2 may be partially joined in a predetermined positional relationship. This is preferable because the assembly process of the surface illumination device can be simplified.
[0070]
The reflection sheet 6 may be configured to be bonded in advance to a second recess 8c of the holder 8 described later. In this case, at the time of assembling the surface lighting device, the position of the light guide plate 2 and the reflection sheet 6 that are bonded in advance is displaced, so that it is not possible to store the reflection sheet 6 in the second recess 8c. And the yield of the surface lighting device can be improved.
[0071]
Reference numeral 7 denotes a diffusion sheet. The diffusion sheet 7 is disposed on the upper surface of the light emitting portion 4. When the light passes through the diffusion sheet 7, the diffusion sheet 7 has a function of converting the traveling direction of the transmitted light into various directions. The diffusion sheet 7 is often composed of a satin-treated PET sheet or the like, and may be provided as a separate member with respect to the light guide plate 2 or directly on the light guide plate 2 in advance by printing or a mold. It may be formed. When directly formed, the manufacturing process of the surface lighting device can be simplified, the number of parts can be reduced, the productivity of the surface lighting device can be improved, and the manufacturing cost of the surface lighting device can be reduced. This is a preferable configuration because the surface illumination device can be made thinner.
[0072]
In the case of using another member, light can be guided to every corner of the light guide plate 2 by total reflection on the upper surface 2a of the light guide plate 2, and the deviation of the light amount can be reduced. Further, in the case where the light emitting unit 4 is constituted by another member, the diffusion sheet 7 and the light guide plate 2 may be joined in a predetermined positional relationship in advance. This is preferable because the assembly process of the surface illumination device can be simplified.
[0073]
Reference numeral 8 denotes a holder. The holder 8 stores the light guide plate 2, the reflection sheet 6, and the diffusion sheet 7 at desired positions. As the material of the holder 8, various metal materials such as stainless steel, iron, and aluminum, and resin materials are conceivable, but it is particularly preferable to use a resin material that has good shape flexibility and mass productivity and also leads to weight reduction. . In particular, the type of resin is preferably ABS (acrylonitrile, butadiene, styrene), polycarbonate, or the like, and the color of the resin is to return light emitted from the light guide plate 2 to the inside of the light guide plate 2 from other than the light emitting portion 4 efficiently. A color having a high reflectance such as white is preferable, and in particular, using a material having a reflectance of 80% or more with respect to the wavelength of the light emitted from the light source 1 improves the light utilization efficiency and reduces the power consumption. Therefore, it is preferable because necessary luminance can be secured. In the present embodiment, the light from the light guide plate 2 is reflected by the inner surface of the holder 8, but a reflective surface may be separately formed on the inner surface by a metal material or dielectric material having a higher reflectance.
[0074]
Further, since the holder 8 has a configuration for storing the light guide plate 2, the reflection sheet 6, and the diffusion sheet 7 at predetermined positions, this will be described.
[0075]
The holder 8 is molded with a first recess 8a, a partition wall 8b, a second recess 8c, a rib portion 8d, a gap portion 8e, a partition wall 8g, a space 8i, and the like.
[0076]
The first recessed portion 8a is a portion that houses the light guide plate 2, and the outer peripheral shape thereof is such that at least a part thereof is fitted to the outer periphery of the light guide plate 2, and positioning of the light guide plate 2 with respect to the holder 8 is performed. Is going. The height h of the side surface portion of the first concave portion 8a is higher than the thickness of the light guide plate 2, and the light leaking from the side surface of the light guide plate 2 is reflected by the side surface of the first concave portion 8a and again the light guide plate. Since the light utilization efficiency is improved and the luminance of the surface illumination device is improved, it is preferable.
[0077]
The second concave portion 8c is a portion that houses the reflection sheet 6, and the second concave portion 8c is molded into a shape in which at least a part of the lower surface of the first concave portion 8a is further dug down. The height of the side surface portion of the second recess 8c is higher than the thickness of the reflection sheet 6 to be stored.
[0078]
8b and 8g are partition walls, and the partition wall 8b is disposed in the thickness direction of the light guide plate 2 between the gap 8e and the first recess 8a, and most of the light from the light source 1 is directly directed to the light guide plate 2, particularly the light source 1. This prevents the light from entering the vicinity of the central portion of the light guide plate 2 adjacent to. By providing this partition wall 8b, it is possible to suppress the light from the light source 1 from directly entering the light guide plate 2, so that the luminance of the light emitting part (C part) close to the light source 1 is extremely bright compared to other parts. It can suppress becoming. Therefore, a surface illumination device with a flatter luminance distribution and high visibility can be realized. In addition, it is preferable that the partition wall 8b is molded integrally with the holder 8. This can improve the mass productivity, align the partition wall 8b with the light from the light source 1, and partition the partition wall 8b and the holder 8. Therefore, the productivity of the surface illumination device can be improved, and the yield can be improved. In this embodiment, the partition wall 8b is made of a shielding plate. However, the partitioning wall 8b may not be a plate having a complete shielding action, and a device having a large number of minute openings or slits can be used. .
[0079]
The partition wall 8b is formed integrally with the holder 8 in consideration of mass productivity, but it is not always necessary to integrate it.
[0080]
The partition wall 8g is provided substantially in parallel to the in-plane direction of the light guide plate 2 from the top of the partition wall 8b on the light emission surface 4 side to the top of the rib portion 8d adjacent to the light source 1 on the light emission portion 4 side. It has a function of reflecting light emitted from the light source 1 and emitted upward, and causing most of the light emitted upward to finally enter the light guide plate 2. In the present embodiment, the partition wall 8g is integrally formed with the holder 8 together with the partition wall 8b.
[0081]
By providing the partition wall 8g, the light emitted above the light source 1 can be efficiently guided to the light guide plate 2, and the light emitted above the light source 1 directly goes out of the surface illumination device. It is possible to prevent light from leaking from a portion that is emitted and should not emit light.
[0082]
Further, the width of the partition wall 8g is made substantially the same as the distance between the opposing incident surfaces 3a of the light guide portion 3 of the light guide plate 2, and the gap 10 between the partition wall 8g and the light guide plate 2 is almost eliminated. As a result, the amount of light leaking from here can be minimized.
[0083]
In addition, the inner surface of the partition wall 8b and the partition wall 8g on the light source 1 side is configured as a flat surface in the present embodiment. However, if the shape is convex toward the light source 1, the light can be reflected in the diffusion direction. The light can be guided to the light guide plate 2 more efficiently.
[0084]
The rib portion 8d reinforces the holder 8 and increases the mechanical strength of the holder 8. Furthermore, it has a function of reflecting at least a part of the light diffusing from the light source 1 on its side surface, and reflects a part of the light that is not directly guided from the light source 1 to the light guide unit 3, thereby guiding the light guide unit. 3 can be indirectly incident. With this configuration, the utilization efficiency of the light emitted from the light source 1 can be improved, so that a surface illumination device with less power consumption and sufficient luminance can be realized.
[0085]
In addition, ribs can be used to prevent light from being scattered by dust or the like in the gap 8e through which light traveling from the light source 1 toward the incident surface 3a of the light guide 3 passes, and to reduce the amount of light guided to the light guide 3. It is preferable that the height of the portion 8d is substantially the same, and the top surface 8f is configured along a substrate (not shown) disposed thereunder. With such a configuration, the amount of dust entering the gap 8e can be reduced, so that the amount of light scattered by the dust and not incident on the light guide 3 can be reduced. It is preferable because the utilization efficiency of the can be improved.
[0086]
Reference numeral 8i denotes a space for avoiding interference with a mounting component mounted on a substrate (not shown). Since this space is provided, the effective mounting area of the substrate can be increased.
[0087]
By adopting a configuration in which the light guide plate 2 and the reflection sheet 6 are accommodated in the holder 8 in this way, the surface lighting device can be thinned, and the surface that can meet the user's request for thinning the device. It can be set as a lighting device.
[0088]
Next, for the assembly procedure of the light guide plate 2, the reflection sheet 6 and the diffusion sheet 7 for the holder 8, various methods can be considered.
1. A method of incorporating the light guide plate 2, the reflection sheet 6 and the diffusion sheet 7 in the holder 8 in a state where the light guide plate 2 and the diffusion sheet 7 are bonded in a predetermined positional relationship in advance.
2. A method in which the reflection sheet 6 and the diffusion sheet 7 are formed in advance on the surface of the light guide plate 2 by a method such as printing or vapor deposition, and the light guide plate 2 is assembled in the holder 8.
3. The reflection sheet 6 accommodated in the second recess 8c is used as a separate member, and after the reflection sheet 6 is accommodated in the second recess of the holder 8, the light guide plate 2 on which the diffusion sheet 7 is bonded or formed in advance is used as the holder 8 How to incorporate
4). The light guide plate 2, the reflection sheet 6 and the diffusion sheet 7 are separate members, and the reflection sheet 6 is housed in the second recess 8 c of the holder 8, and then the light guide plate 2 is assembled in the first recess 8 a of the holder 8, Then, the method of joining the diffusion sheet 7 to the predetermined position of the light-guide plate 2 etc. can be considered. 1. According to this method, the assembly process of the light guide plate 2, the reflection sheet 6 and the diffusion sheet 7 and the assembly process of the surface lighting device can be performed in parallel in separate processes until the assembly to the holder 8. The assembly process of the lighting device can be simplified and productivity can be improved.
[0089]
Also, 2. According to this method, the number of parts can be reduced efficiently, and the number of assembly steps and the number of lines can be reduced, so that the productivity of the surface lighting device can be further improved.
[0090]
Furthermore, 3. According to this method, since the reflection sheet 6 can be reliably stored in the second recess 8c, it is possible to suppress the occurrence of defective products due to the positional deviation between the reflection sheet 6 and the second recess 8c. And the yield of the surface illumination device can be improved.
[0091]
Next, the operation of the surface illumination device in the first embodiment will be described. Of the light emitted from the light source 1, the light that has reached the partition wall 8 b of the holder 8 is blocked by the partition wall 8 b and is not directly incident on the light guide 3 but is reflected by the partition wall 8 b. The light that has reached the partition wall 8g is blocked by the partition wall 8g and is not directly emitted to the outside of the surface illumination device, but is reflected by the partition wall 8g. A part of the light reflected by the partition walls 8b and 8g enters the light guide portion 3 of the light guide plate 2 from the incident surface 3a, and is further reflected by the reflection surface 3b, from the light emitting portion 4 of the light guide plate 2. The light is emitted directly or indirectly through the scattering portion 5 and the reflection sheet 6.
[0092]
On the other hand, most of the light emitted from the light source 1 that does not hit the partition walls 8 b and 8 g enters the light guide plate 2 from the incident surface 3 a of the light guide unit 3. The incident light travels inside the light guide 3 and strikes the reflecting surface 3b. The light hitting the reflecting surface 3b is reflected toward the light emitting part 4 and the scattering part 5, and part of the light is emitted directly from the light emitting part 4, or part of the light is reflected by the scattering dots 5a of the scattering part 5. The part is irregularly reflected and emitted from the light emitting part 4, and part of the light is transmitted through the scattering part 5, reflected by the reflection sheet 6, returned to the light guide plate 2, and emitted from the light emitting part 4.
[0093]
Thereafter, the light emitted from the light emitting portion 4 passes through the diffusion sheet 7. At that time, the traveling direction is converted into various directions. Without the diffusion sheet 7, there is a disadvantage that the pattern of the scattering dots 5 a is clearly recognized by the human eye, but by disposing the diffusion sheet 7, the pattern of the scattering dots 5 a is recognized to a level where there is no problem. become unable.
[0094]
As described above, by providing the partition wall 8b and changing the distribution of light from the light source 1, it is possible to prevent the luminance of the C portion in the vicinity of the light source 1 of the light emitting unit 4 from being extremely increased, and the luminance is uniform. Can be achieved.
[0095]
Next, even when the number of light sources such as light-emitting diodes is one and the length of the light guide 3 is short, the luminance distribution is good and a high-visibility, that is, a small surface illumination device with little misidentification is realized. In order to do this, a plurality of samples of the surface illumination device with various conditions changed were manufactured, and the visibility of each sample was actually investigated.
[0096]
As a result, the surface illumination device using one light source has a light emission area of 500 (mm) per light source.²If the ratio of the maximum luminance part to the minimum luminance part of the light emitting part is 0.3 or more when the distance from the light source 1 to the light emitting part 4 is 8 (mm) or less, there is almost no unevenness. It could be seen that the surface lighting device was clean and easy to see, and if it was 0.4 or more, it was possible to obtain a clean and easy to see surface lighting device with almost no unevenness. Therefore, in the surface illumination device, by setting the ratio of the maximum luminance portion and the minimum luminance portion of the light emitting portion to 0.3 or more, preferably 0.4 or more, a dark portion and a bright portion that are clearly visible to the human being in the surface illumination device. Therefore, a surface illumination device that is highly efficient and has no problem in visibility when the liquid crystal is placed thereon can be obtained.
[0097]
Next, in the same manner, regarding the relationship between the average luminance of the light emitting unit 4 and the visibility, the surface illumination device uses one light source, and the light emitting area per light source is 500 (mm).²) In the above, and in the case where the distance from the light source 1 to the light emitting portion 4 is 8 (mm) or less, the examination was performed by changing the average luminance of the light emitting portion 4.
[0098]
As a result, the average luminance of the light emitting portion 4 is 1 (cd / m²), It feels very dark, whereas 1 (cd / m²) Above, the display content can be recognized sufficiently in a dark place, and 3 (cd / m²) Above, you can feel the brightness is easy to see. Conversely, the average luminance of the light emitting portion 4 is 200 (cd / m²) Is too bright and difficult to see. Therefore, the average luminance of the light emitting portion 4 is 1 (cd / m²) 200 (cd / m)²) By using the following range, a surface lighting device that is not too bright or dark when viewed by humans, is easy on the eyes, is highly efficient, and has no problem with visibility when the liquid crystal is placed on top. Obtainable.
[0099]
Next, the relationship between the ratio of the change in the luminance of light in the surface illumination device and the ratio recognized as luminance unevenness when viewed by a person was examined.
[0100]
A surface illumination device using one light source, and the light emission area per light source is 500 (mm)²) In the above, and in the case where the distance from the light source 1 to the light emitting portion 4 is 8 (mm) or less, the rate of change in luminance was changed, and the extent to which luminance unevenness was recognized was examined.
[0101]
As a result, the change value of the luminance of the light emitting unit 4 per unit length is (average luminance) × 100 (cd / m^Three) If it is below, it can be recognized that the surface illumination device is not very uneven, and (average luminance) × 80 (cd / m)^Three) If it is below, it can be recognized that it is a clean and easy to see surface illumination device with almost no unevenness. Therefore, in the surface illumination device, the change value of the luminance of the light emitting unit 4 per unit length is (average luminance) × 100 (cd / m^Three) Or less, preferably (average luminance) × 80 (cd / m^Three) By making the following, the surface lighting device is not formed with clear dark and bright parts to the human eye, so that it is possible to obtain a surface lighting device with high efficiency and inconspicuous brightness unevenness, and clean. It is possible to provide an easy-to-see surface illumination device.
[0102]
Next, the relationship between the half-value width of the light emission wavelength of the light source in the surface illumination device and the sharpness of the screen was examined.
[0103]
A surface illumination device using a light source as a light source, and a light emission area per light source is 500 mm²) As described above, and the distance from the light source 1 to the light emitting portion 4 is 8 (mm) or less, when the half-value width of the light emission wavelength of the light source 1 is 50 (nm) or more, the screen is not much. In contrast to a surface illumination device that does not look clear and looks totally blurred, if the half-value width of the light emission wavelength of the light source 1 is 50 (nm) or less, the screen can be recognized as being quite clear, and the light source If the half-value width of the emission wavelength is 40 (nm) or less, it can be recognized that the surface illumination device has a clear screen and beautiful color development. Therefore, in the surface illumination device, by setting the half-value width of the light emission wavelength of the light source 1 to 50 (nm) or less, preferably 40 (nm) or less, it is possible to provide a surface illumination device with a clear screen to human eyes. Therefore, when used in an electronic device such as a portable terminal device equipped with this, the outline of the character is clear and can be surely grasped without making a mistake in information.
[0104]
Next, when the light source 1 was a light emitting diode in the surface illumination device, the light emission efficiency of the light intensity of the light emitting diode on the axis was examined.
[0105]
A surface illumination device using one light source, and the light emission area per light source is 500 (mm)²) As a result of examining the light emission efficiency and the visibility of the screen when the distance from the light source 1 to the light emitting portion 4 is 8 (mm) or less, the light emission efficiency of the on-axis luminous intensity of the light emitting diode is If it is 1.0 (cd / A) or more, the average luminance is 1 (cd / m).²) The above can be realized, which can greatly contribute to power saving of portable information devices.
[0106]
Furthermore, by combining a plurality of these five factors into a surface lighting device that satisfies them, it is possible to provide a surface lighting device that is small, has low power consumption, is easier to see, and is beautiful to the eyes.
[0107]
In addition, when a plurality of light sources are provided, it is configured to satisfy these five factors for any of them, and even when any of the light sources emits light, it is small and has low power consumption. It is possible to provide a surface illumination device that is easier to see and more beautiful for the eyes.
[0108]
(Embodiment 2)
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 is a perspective view of the holder of the surface illumination device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the vicinity of the partition wall 8g of the surface illumination device according to the embodiment of the present invention, which is indicated by a dotted line in FIG. A section E of the part is shown. In FIG. 7, 8 h is a reflecting surface, and the reflecting surface 8 h is an inner surface of the partition wall 8 g on the light source 1 side, which is formed of a substantially V-shaped wall, and most of the light emitted upward from the light source 1 proceeds. It has a function of converting the direction into the direction of the reflecting surface 3 b of the light guide plate 2. Since most of the light emitted from the light source 1 can be guided to the light guide plate 2 by the reflecting surface 8h, the light use efficiency can be improved. Further, compared with the case where the light from the light source 1 is directly introduced into the light guide plate 2, the light can be made sufficiently incident before entering the light emitting portion 4 of the light guide plate 2. The light distribution can be made more uniform, and the luminance unevenness of the light emitted from the light emitting unit 4 can be minimized.
[0109]
When the intensity distribution of the light source 1 is symmetric, the vertex or the top line of the substantially V-shaped wall of the reflecting surface 8h is disposed so as to be on the extension line of the axis of the light source 1. Since the amount of light reflected by the reflecting surface 8h can be made substantially equal on the left and right, a surface illumination device with a small luminance distribution at the light emitting section 4 and easy to see can be realized.
[0110]
In particular, when a plurality of light emitting elements 20a, 20b, and 20c are provided in a straight line as in the light source 20 shown in FIG. 18, a straight line that approximates the light emission centers of the respective light emitting elements 20a, 20b, and 20c or an approximation thereof. By making the angle between the straight line (hereinafter abbreviated as the light source center line) and the top line of the substantially V-shaped wall of the reflecting surface 8h ± 10 degrees or less, preferably approximately 0 degrees, It can be suppressed that the balance of the wavelength of the light reflected by the reflecting surface 8h and guided to the reflecting surface 3b is broken left and right (or up and down) and the luminance distribution is deteriorated due to the difference in the light emitting position. In addition, when two or more light emitting elements are caused to emit light at the same time, it is possible to suppress the occurrence of uneven color that is slightly different in color in the vertical and horizontal directions when viewing the liquid crystal.
[0111]
Further, the axial lengths from the light emitting elements 20a, 20b, and 20c included in the light source 20 to the reflecting surface 8h are made substantially equal to each other, thereby causing the light guide plate 2 to move to the light guide plate 2 due to a deviation in the reflecting direction on the reflecting surface 8h. The inconvenience that the amount of incident light is different for each light emitting element can be suppressed, and the light distribution can be made more uniform, so that it is possible to realize a surface illumination device with low luminance unevenness and color unevenness and high visibility. .
[0112]
Note that this is not the case in the case of a display device (for example, a rainbow-colored display device) that positively uses such a shift in the wavelength balance of light.
[0113]
Further, when the intensity distribution of the light source 1 is asymmetric, it is reflected by the reflecting surface 8h by changing the area of the surface forming the V-shaped wall forming the reflecting surface 8h according to the asymmetry. Therefore, it is possible to realize an easy-to-see surface illumination device with a small luminance distribution at the light emitting portion. Furthermore, it is possible to intentionally vary the area of the surface constituting the reflecting surface 8 h so that the amount of light varies between the light emitting surfaces 4 of the light guide plate 2.
[0114]
In addition, the incident surface 3 a is provided to be inclined toward the light source 1 and the reflecting surface 8 h, so that light that is directly incident on the light guide unit 3 of the light guide plate 2 among the light emitted from the light source 1. In addition, both of the light incident through the reflecting surface 8h can be efficiently incident on the light guide plate 2.
[0115]
Further, the V-shaped angle of the reflecting surface 8h is determined in consideration of the distance from the light source 1 to the reflecting surface 8h, the distance from the reflecting surface 8h to the incident surface 3a of the light guide unit 3, the thickness of the light guide plate 2, and the like. However, it is preferable because the light utilization efficiency can be further improved. The other components are substantially the same as those in the first embodiment.
[0116]
In the present embodiment, the substantially V-shaped reflecting surface 8h is formed on the partition wall 8g. However, a similar substantially V-shaped reflecting surface may be formed on the inner surface of the partition wall 8b on the light source 1 side. As a result, the amount of light incident on the light guide plate 2 can be further increased. The cross-sectional shape of the reflecting surface 8h may be U-shaped or other shapes, and is preferably optimized so that more light can be incident on the incident surface 3a.
[0117]
Next, the operation of the surface illumination device will be described. Light emitted from the light source 1 in the direction of the partition wall 8g (Z direction in FIGS. 1 and 2) hardly enters the light guide unit 3 and most of the light reaches the reflecting surface 8h. Most of the light whose traveling direction is converted to a direction different from the Z direction (represented by the Y direction in the drawing) by the reflecting surface 8h is incident on the incident surface 3a of the light guide unit 3. On the other hand, light emitted from the light source 1 to the side enters the light guide plate 2 directly from the incident surface 3 a of the light guide 3. The light incident on the light guide plate 2 in this way is reflected by the reflecting surface 3b in the direction represented by the X direction in the figure, and then emitted from the light emitting unit 4. In this way, a reflection surface 8h formed of a substantially V-shaped wall is provided, and the light emitted in the Z direction is reflected and spread in the Y direction and then travels in the X direction, that is, on the XZ plane. By adopting a configuration in which light is once spread in a direction not included (Y direction) and then traveled in the X direction, the light source 1 that has been used almost indirectly in the first embodiment (above the partition 8g direction) is used. Since the light emitted to the light can be efficiently guided to the light guide section 3, the light use efficiency can be greatly improved, and a high-efficiency surface illumination device with low power consumption can be realized. At the same time, since the distribution of light incident on the light emitting portion 4 of the light guide plate 2 can be made more uniform, it is possible to realize a surface illumination device with small luminance unevenness and high visibility. Here, the axis of light emitted from the light source 1 or the light source 20 often travels substantially along the XYZ axes.
[0118]
The reflection surface 8h may be configured as shown in FIG. FIG. 8 shows a cross-sectional view of the vicinity of the partition wall 8g of the surface illumination device according to one embodiment of the present invention. The reflecting surface 8h shown in FIG. 7 has a substantially V-shaped wall formed in a planar shape, but in FIG. 8, the surface of the reflecting surface 8h formed of a substantially V-shaped wall is recessed. It has a configuration that can be used. Due to the recess in the surface, the reflecting surface 8h can not only reflect the diffused light from the light source 1 that hits this surface, but also can reduce the diffusion angle. Therefore, it has the function of changing the traveling direction while collecting incident light. Thus, by making the shape of the V-shaped wall of the reflecting surface 8h concave, the light source 3 emits light emitted from the light source 1 more efficiently than the surface illumination device shown in the second embodiment. Therefore, the surface illumination device can be further improved in efficiency.
[0119]
Further, the reflection surface 8h may be configured as shown in FIG. FIG. 9 shows a cross-sectional view of the vicinity of the partition wall of the surface illumination device according to one embodiment of the present invention. The apex or top line portion of the reflecting surface 8h shown in FIGS. 7 and 8 has a very acute angle, and it is very likely to break if it touches something. Doing so may cause injury. Further, since the luminance is extremely high immediately above the light source 1 with respect to the peripheral portion, if the relative positional relationship between the light source 1 and the reflecting surface 8h is shifted due to manufacturing variations of the surface lighting device, the difference in the amount of light hitting the two reflecting surfaces 8h May increase and uneven luminance may occur on the light emitting surface 4. On the other hand, in the reflection surface 8h shown in FIG. 9, the shape of the apex (or top line) of the V-shaped wall is a shape that is not a sharp edge or a rounded shape. As a result, the light directly above the light source 1 with extremely high luminance can be prevented from directly hitting the inclined portion of the reflecting surface 8h, so that the light emitting portion 4 can be obtained without significantly reducing the light utilization efficiency as a whole. The luminance unevenness in can be minimized.
[0120]
(Embodiment 3)
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a plan view of the surface illumination device according to the third embodiment. As shown in FIG. 10, in the present embodiment, the shape of the reflecting surface 3b is a concave curved surface, and the shape of the fitting portion 8j of the holder 8 is a convex curved surface in accordance with this. In such a configuration, light emitted from the light source 1 is incident on the inside of the light guide plate 2 directly or indirectly from the incident surface 3a of the light guide unit 3 through the partition wall 8b, the reflecting surface 8h, or the like. The incident light travels through the light guide 3 and hits the reflecting surface 3b. The light hitting the reflection surface 3b is diffused in the in-plane direction of the light guide 3 because the shape of the reflection surface 3b is a concave curved surface, and is reflected and diffused by the inner side surface of the holder 8, etc. Proceed toward 5. Since the concave curved surface of the reflecting surface 3b diffuses light in this way, the luminance of the light emitting portion 4 can be made uniform. At this time, it is preferable that the curvature of the reflecting surface 3b is changed in accordance with the intensity distribution of the light emitted from the light source 1 and incident on the reflecting surface 3b. That is, in the portion where the intensity is high, the curvature of the recess is reduced to diffuse light more, and in the portion where the intensity is low, the curvature of the recess is increased so that light diffusion does not occur so much. However, this is a preferable configuration since the luminance of the light emitting portion 4 can be made uniform.
[0121]
(Embodiment 4)
20 is a front view of a surface illumination device according to an embodiment of the present invention, FIG. 21 is a cross-sectional view of the surface illumination device according to an embodiment of the present invention, and shows a cross section taken along a diagonal line ab in FIG. FIG. 22 is a front view of a light guide plate in an embodiment of the present invention.
[0122]
In the figure, 41 is a light source, 42 is a light guide plate, and the light guide plate 42 is composed of a light guide portion 43 and a light emitting portion 44. As the light source 41, the light source 1 or the light source 20 described in the first to third embodiments can be used.
[0123]
In FIG. 22, a straight line indicated by a dotted line indicates an outline of the boundary between the light guide portion 43 and the light emitting portion 44, and m, q, p, and l indicate predetermined corner portions of the light guide plate 42, respectively. ing. The light guide 43 has an incident surface 43 a for introducing the light of the light source 41 into the light guide 43 and a reflection surface 43 b for reflecting the light introduced from the incident surface 43 a toward the light emitting portion 44. The light guide portion 43 is formed so as to spread in a V shape from the end portions q and m of the light guide plate 42 toward the opposite corner portions p and l. The light emitting portion 44 is a portion where light incident on the light guide plate 42 is emitted from the light guide plate 42 on the upper surface of the light guide plate 42.
[0124]
Reference numeral 45 denotes a scattering portion. The scattering portion 45 is formed on the lower surface of the light guide plate 42 and has a function of reflecting or transmitting incident light to this portion in various directions. Reference numeral 45a denotes scattering dots formed so that the area ratio increases as the distance from the light source 41 increases. In this embodiment, the scattering dots 45a are formed of milky white to white ink by screen printing.
[0125]
Reference numeral 46 denotes a reflection sheet, and the reflection sheet 46 is a member having a high reflectance placed on the lower surface of the scattering portion 45, and a part of the light transmitted through the scattering portion 45 and exiting from the light guide plate 42 is again transmitted to the light guide plate. 42 to return to the inside.
[0126]
Reference numeral 47 denotes a diffusion sheet. The diffusion sheet 47 is disposed on the upper surface of the light emitting portion 44. When light passes through the diffusion sheet 47, the diffusion sheet 47 functions to change the traveling direction of the transmitted light into various directions. The diffusion sheet 47 was made of a satin-treated PET sheet.
[0127]
Reference numeral 48 denotes a holder, and the holder 48 accommodates the light guide plate 42, the reflection sheet 46, and the diffusion sheet 47 at desired positions. As a material for the holder 48, white ABS (acrylonitrile, butadiene, styrene) resin having high reflectivity was used.
[0128]
The operation of the surface illumination device in the present embodiment configured as described above will be described. First, the light from the light source 41 enters from the incident surface of the light introducing portion 43 and is reflected by the reflecting surface 43b, and most of the light has an angle component that satisfies the total reflection condition that occurs at the interface between the resin and air. The light guide plate 42 is guided in the in-plane direction. A part of the light incident on the light guide plate 42 is reflected by the light guide unit 43 and guided toward the light emitting unit 44 of the light guide plate 42, and a part of the light is directly guided to the light emitting unit 44. In the light emitting portion 44, the light introduced from the light guide portion 43 is efficiently confined by total reflection, but the light hitting the scattering dots 45a on the lower surface is reflected or transmitted in various directions, and is totally reflected. Only light with a critical angle or less exits the light guide plate 42. Of these, the light that reaches the light emitting portion 44 is emitted, but the light that hits the reflection sheet 49 and the holder 48 is reflected and returns to the inside of the light guide plate 2 again. In this way, most of the light guided into the light guide plate 42 is emitted from the light emitting portion 44 except for light absorbed on the way, and surface illumination is performed.
[0129]
In the configuration in which the light source 41 is provided at the corner portion of the light guide plate 42 as described above, only the portion having a large intensity distribution among the light from the light source 41 can be guided to the light guide plate 42. Therefore, FIG. Such a dark portion is unlikely to occur, the light emission characteristics can be made uniform, the distance from the light source 41 to the light emitting portion 44 can be shortened, and the surface illumination device can be further miniaturized.
[0130]
Next, the arrangement of the light source 41 with respect to the light guide plate 42 when the light source 20 having the plurality of light emitting elements 20a, 20b, and 20c described in Embodiment 1 is used as the light source 41 will be described with reference to the drawings. FIG. 24 is a conceptual diagram showing the arrangement of a light source having a plurality of light emitting elements and a light guide plate in one embodiment of the present invention, and FIG. 25 is a sectional view of the vicinity of the light source in one embodiment of the present invention. The ab cross section in is shown.
[0131]
In the figure, the light source center line of the light emitting elements 41a, 41b, 41c is preferably approximately 90 so that the angle formed by the light source plate 41 with respect to the diagonal line ab (longest hand direction viewed from the light source) approaches 90 degrees. The light source 41 is arranged so as to have a degree. With such a configuration, the lengths of the axes from the light emitting elements 41a, 41b, and 41c to the incident surface 43a or the reflecting surface 43b of the light guide plate 42 can be made substantially equal, and thus the respective light emitting elements 41a and 41b. , 41c can be uniformized.
[0132]
In particular, by providing the light source center line so as to be orthogonal to the diagonal direction of the light guide plate 42, luminance unevenness can be most effectively suppressed. When the light emitting surface of the surface illumination device is rectangular, for example, and has a longitudinal direction and a short direction, the angle formed by the light source center line of the light source 41 and the longitudinal direction should be larger than the angle formed by the short direction. Thus, the above effect can be obtained. When the light emitting surface 44 is formed in a shape in which it is difficult to define a diagonal line, a longitudinal direction, or a short direction, the point of the light emitting surface 44 farthest from the light source 41 and the light emitting point (or light emitting center) of the light source 41 are used. The light source 41 is arranged so that the straight line connecting the light source 41 and the light source center line of the light source 41 are substantially orthogonal, or the light emission surface 44 is substantially equally divided by the straight line substantially orthogonal to the light source center line. The above-described effect can be obtained by arranging 41.
[0133]
In the present embodiment, the light source center line direction and the diagonal direction are substantially orthogonal so that the lengths of the axes from the light emitting elements 41a, 41b, 41c included in the light source 41 to the reflecting surface 43b of the light guide member 42 are equal. However, the height of 41a, 41b, 41c is changed (for example, a step may be provided like a terraced field, the installation surface of the light emitting element may be inclined, or the light emitting element itself) The angles of incidence or axes of light emitted from the light emitting elements 41a, 41b, 41c on the reflecting surface 43b may be equalized. According to this configuration, restrictions on the arrangement relationship between the light source 41 and the light guide member 42 are reduced, and the degree of freedom in design is improved.
[0134]
(Embodiment 5)
Next, as an example in which the surface illumination device described in any of Embodiments 1 to 4 is used in an electronic device, a mobile terminal device that is particularly frequently used will be described as an example.
[0135]
13 and 14 are a perspective view and a block diagram, respectively, showing a portable terminal device according to an embodiment of the present invention. 13 and 14, reference numeral 29 denotes a microphone that converts sound into a sound signal, 30 denotes a speaker that converts sound signals into sound, 31 denotes an operation unit including dial buttons and the like, 32 denotes a display unit, and 32 denotes a display unit 32. Displays a character such as a telephone number or the name of the other party according to incoming call information, outgoing call information, search information, etc., and is composed of a liquid crystal display device, below which is the surface illumination device shown in the first to fourth embodiments. It is installed. Reference numeral 33 denotes an antenna, and 34 denotes a transmission unit that demodulates a voice signal from the microphone 29 and converts it into a transmission signal. The transmission signal produced by the transmission unit 34 is emitted to the outside through the antenna. Reference numeral 35 denotes a receiving unit that converts a received signal received by the antenna into an audio signal. The audio signal created by the receiving unit 35 is converted into audio by the speaker 30. A control unit 36 controls the transmission unit 34, the reception unit 35, the operation unit 31, and the display unit 32.
[0136]
An example of the operation will be described below.
[0137]
First, when there is an incoming call, an incoming signal is sent from the receiving unit 35 to the control unit 36, and the control unit 36 causes the display unit 32 to emit a predetermined light while causing the surface illumination device 13 to emit light based on the incoming signal. When a character or the like is displayed and a button for receiving an incoming call from the operation unit 31 is pressed, a signal is sent to the control unit 36, and the control unit 36 sets each unit to the incoming mode. That is, the signal received by the antenna 33 is converted into an audio signal by the receiving unit 35, and the audio signal is output as audio from the speaker 30, and the audio input from the microphone 29 is converted into an audio signal and transmitted by the transmitting unit 34. Through the antenna 33 and sent to the outside.
[0138]
Next, the case of making a call will be described.
[0139]
First, when making a call, a signal indicating that the call is sent from the operation unit 31 is input to the control unit 36. Subsequently, when a signal corresponding to the telephone number is sent from the operation unit 31 to the control unit 36, the control unit 36 sends a signal corresponding to the telephone number from the antenna 33 via the transmission unit 34. The signal input at this time is often displayed on the display unit 32 while causing the surface illumination device 13 to emit light. When communication with the other party is established by the transmission signal, when a signal to that effect is sent to the control unit 36 through the reception unit 35 via the antenna 33, the control unit 36 sets each unit to the transmission mode. That is, the signal received by the antenna 33 is converted into an audio signal by the receiving unit 35, and the audio signal is output as audio from the speaker 30, and the audio input from the microphone 29 is converted into an audio signal and transmitted by the transmitting unit 34. Through the antenna 33 and sent to the outside.
[0140]
In the present embodiment, an example in which voice is transmitted and received has been described. However, the same effect is obtained not only for voice but also for an electronic device that transmits and / or receives data other than voice, such as character data. be able to.
[0141]
Next, the configuration in the vicinity of the display unit 32 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 15 is a partial cross-sectional view of the mobile terminal device according to the embodiment of the present invention, and shows a cross section taken along the line AA in FIG. In the figure, 11 is a casing which is an exterior material of the mobile terminal device, 12 is a liquid crystal display element for displaying some information of the mobile terminal device, and 13 is any surface described in the first to fourth embodiments. An illumination device 14 indicates a substrate on which the surface illumination device 13 is mounted and an electronic circuit or the like is mounted. By using this surface illumination device 13, the luminance unevenness can be reduced in the display unit of the mobile terminal device, so that it is possible to realize a mobile terminal device with high visibility and therefore less misidentification. Moreover, since only one light source is used, a portable terminal device with extremely low power consumption can be realized.
[0142]
If the light source 20 on which a plurality of light emitting elements having different emission wavelengths are mounted as described in other embodiments is used as the light source of the surface illumination device 13, the following can be achieved.
[0143]
1. The emission color of the surface illumination device is changed according to the preference of the mobile terminal user.
[0144]
2. Separately, a time detection means is provided, and the wavelength to be emitted is switched according to the illumination time. For example, when the surroundings are bright, the peak of human visibility is near 555 nm, and when the surroundings are dark, the peak of human visibility shifts to the short wavelength side. When a green light-emitting element is made to emit light and a blue light-emitting element is made to emit light in the nighttime when the surroundings are dark, a surface illumination device that is bright and easy to see at any time can be realized. Furthermore, by incorporating a calendar or the like and changing the time for switching according to the season, the light source of the surface illumination device can be switched at the optimal time of the year. Further, a configuration may be adopted in which means for detecting external brightness is provided and the color of the light source is changed according to the output.
[0145]
3. When the incoming call is received, the light emission color of the surface illumination device 13 is changed for each caller in accordance with the telephone directory stored in advance in the information system terminal.
[0146]
【The invention's effect】
  As is clear from the above description, the surface illumination device of the present invention isOne light source and the light emitted from the light sourceAn incident surface for incident light, a light guide portion for guiding light incident from the incident surface, and a light emitting portion for emitting light propagated through the light guide portionWith a light guide memberThe light guide member has a pair of outer peripheral surfaces and the incident surface is disposed between the pair of outer peripheral surfaces, and the distance between the pair of outer peripheral surfaces is closer to the incident surface side,Provided with a partition that prevents light emitted from the light source from directly entering the light guide memberThis configuration eliminates the formation of dark areas and bright areas that are clearly visible to humans in the surface lighting device, so it is highly efficient and has no problem with visibility when the liquid crystal is placed on top. A surface illumination device that is not too bright and not too dark when viewed can be obtained. Further, since the occurrence of color unevenness is eliminated, a clean and highly visible surface illumination device can be obtained.
[0147]
MaTaichiOne surface light source that sometimes emits light, and one of a plurality of light sources that emit light according to the situation can be selected.AndAs a result, even if any light source is turned on, a clear dark part and bright part are not formed on the surface illumination device to human eyes, so it is highly efficient and visually recognized when the liquid crystal is placed on top. It is possible to obtain a surface illumination device that has no problem in terms of quality and that is not too bright or too dark when viewed by a person and that is clean and easy to see. Further, since the occurrence of color unevenness is almost eliminated, it is possible to obtain a clean and highly visible surface illumination device.
[0148]
Furthermore, display means, conversion means for converting at least one of a data signal or an audio signal into a transmission signal or converting a reception signal into at least one of a data signal or an audio signal, and an antenna for transmitting and receiving the transmission signal and the reception signal In addition, since the above-described surface illumination device is used below the display unit, the luminance unevenness can be reduced in the display unit of the portable terminal device. Therefore, it is possible to realize a mobile terminal device with high visibility and therefore less misunderstanding. Moreover, since only one light source is used, a portable terminal device with extremely low power consumption can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a surface illumination device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of a surface illumination device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view of a light guide plate in an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view of a holder according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the vicinity of the partition wall of the surface illumination device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view of a holder of a surface illumination device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the vicinity of the partition wall of the surface illumination device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the vicinity of the partition wall of the surface illumination device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view of the vicinity of the partition wall of the surface illumination device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a plan view of a surface illumination device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a plan view of a conventional surface illumination device.
FIG. 12 is a side view of a conventional surface illumination device.
FIG. 13 is a perspective view showing a portable terminal device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram showing a mobile terminal device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a partial cross-sectional view of a mobile terminal device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a perspective view of a light source of the surface illumination device in one embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a light emission intensity distribution diagram of a light source of a surface illumination device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a perspective view of a light source according to an embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a CIExy chromaticity diagram according to one embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a front view of a surface illumination device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a cross-sectional view of a surface illumination device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a front view of a light guide plate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a conceptual diagram showing an arrangement of a light source having a plurality of light emitting elements and a light guide unit in an embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a conceptual diagram showing the arrangement of a light source and a light guide plate having a plurality of light emitting elements in an embodiment of the invention.
FIG. 25 is a sectional view of the vicinity of a light source in one embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Light source
2 Light guide plate
3 Light guide
3a Incident surface
3b Reflective surface
4 Light emission part
5 Scattering part
5a Scattered dots
6 Reflective sheet
7 Diffusion sheet
8 Holder
8a First recess
8b Bulkhead
8c Second recess
8d rib
8e gap
8f top surface
8g Bulkhead
8h reflective surface
8i space
8j Fitting part
10 Clearance
11 Case
12 Liquid crystal display elements
13 surface lighting device
14 Substrate
20 Light source
20a, 20b, 20c Light emitting element
20d board
20e Translucent member
30 Speaker
31 Operation unit
32 Display section
33 Antenna
34 Transmitter
35 Receiver
36 Control unit
41 Light source
42 Light guide plate
43 Light guide
43a Incident surface
43b Reflective surface
44 Light emission part
45 Scattering part
45a scattering dots
46 Reflective sheet
47 Diffusion sheet
48 holder

Claims

One light source, an incident surface on which light emitted from the light source is incident, a light guide unit that guides light incident from the incident surface, and a light emission unit that emits light propagated through the light guide unit The light guide member has a pair of outer peripheral surfaces, the incident surface is disposed between the pair of outer peripheral surfaces, and the interval between the pair of outer peripheral surfaces is on the incident surface side. A surface illumination device comprising a partition wall that becomes narrower as it is closer and prevents light emitted from a light source from directly entering a light guide member.

Surface lighting device according to claim 1, wherein the light source-side surface of the partition wall and having a reflecting action.

3. The surface illumination device according to claim 2, wherein a part of the light reflected by the partition wall is reflected by the outer peripheral surface of the light guide part and enters the light emitting part.

Comprising a housing member for housing the light guide member, the partition wall in the housing member surface lighting device according to claim 1, characterized by being integrally molded.

Surface lighting device according to claim 1, characterized in that a reflecting member for reflecting the light emitted from the light source to the outer circumferential surface direction of the light guide.

6. The surface illumination device according to claim 5 , further comprising a storage member for storing the light guide member, wherein a partition wall and a reflection member are integrally formed on the storage member.

Light emitting portion opposite to the surface illumination device that scattering portion is formed on the lower surface of claim 1, wherein 6 or 1, wherein the light guide member.

Surface lighting device that claims 1 to 7 or 1, wherein the scattering member on the light emitting portion is provided in the light guide member.

Surface lighting device according to claim 1 to 8 or 1, wherein the reflector plate is provided below the scattering member.

The surface illumination device according to any one of claims 1 to 9, wherein a half width of an emission wavelength of the light source is 50 (nm) or less.

A surface lighting device using a light emitting diode as a light source, said light emitting diodes, one of claims 1-10 in which the light emitted from the light emitting element and the light emitting element is characterized in that a cylindrical lens incident The surface illumination device according to claim 1.

Display means; conversion means for converting at least one of a data signal or an audio signal into a transmission signal or converting a reception signal into at least one of a data signal or an audio signal; an antenna for transmitting and receiving the transmission signal and the reception signal; a portable terminal apparatus having a control means for controlling each section, a portable terminal device characterized by using the surface lighting device as claimed in any one claims 1 to 11 under the display unit.