JP4069996B2 - 面光源装置及び画像表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯型電話機,携帯型電子端末装置,電子手帳,カーナビゲーション装置,ビデオカメラ,デジタルカメラ,VTR装置等において、液晶表示パネルやその他の画像表示パネル等(被照明部材)を裏面側から面状に照明するバックライト等として使用される面光源装置及びこの面光源装置を備えた画像表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、携帯型電話機やビデオカメラ等には、画像表示装置としての液晶表示装置が使用されている。そして、その液晶表示装置には、被照明部材としての液晶表示パネルを背面側から照明する面光源装置が使用されている。
【0003】
図7〜図8は、このような画像表示装置30の一例を示すものである。これらの図に示すように、導光板31の一側面側で、且つ、導光板31の裏面32側には、光源としてのLED(発光ダイオード)33が配置され、このLED33からの光を一側面側の傾斜面34で反射させ、その傾斜面34で反射された光が導光板31の内部を伝播するようになっており、その伝播の過程において、導光板31の出射面(液晶表示パネル36に対向する面)35に対する入射角が臨界角以下になった光が出射面35から出射するようになっている。このような図7〜図8に示す画像表示装置30は、LED33が点光源であって指向性を有しているため、棒状光源である蛍光灯を使用する場合よりも出射光に明暗の差を生じやすい。
【0004】
そこで、例えば、特開2000−299011号公報に開示されたように、導光板の裏面側で且つ光源(LEDチップ)に対向する部分にプリズム面を形成し、このプリズム面で光源からの光を散乱させ、そのプリズム面で散乱させられた光を導光板内に取り入れることにより、光源からの光の指向性を緩和し、出射光の輝度の均一化を図った技術が既に提供されている(第1の従来技術)。
【0005】
また、例えば、図9〜図10に示すように、導光板37の出射面38側に遮光テープ40を配置し、この遮光テープ40の導光板37側の面で、且つ、発光体41の直近部位(42)を濃色で塗り、遮光テープ40の導光板37側の面で、且つ、発光体41の直近部位以外の部位(43)を淡色で塗ることにより、発光体41の直近部位(42)の濃色部分で発光体41からの光を多く吸収し、導光板37からの出射光の輝度の均一化を図り、その出射光で表示体44を照明するようにした画像表示装置45も既に提供されている(第2の従来技術(特開2000−310703号公報参照))。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第1の従来技術は、図8に示すように、裏面32側から導光板31の内部に入射したLED33からの光のうちで傾斜面34で反射されずに直接出射面35に到達した光46がそのまま出射面35から出射し、導光板31のLED33側(図の左端側)の出射光輝度が他部の出射光輝度よりも高くなるため、未だ十分に出射光輝度の均一化を図ることができなかった。また、この第1の従来技術は、導光板31にプリズム面を形成する態様であるため、導光板31の射出成形用金型に細かな加工を施さなくてはならず、金型費用が嵩むという問題を有している。
【0007】
このような第1の従来技術に対し、第2の従来技術は、出射光輝度の均一化を遮光テープ40で行うようにしているため、第1の従来技術のような問題は生じない。しかし、この第2の従来技術の遮光テープ40は、導光板37に対向する面の全面に濃淡のパターン(43,42,43,42,43)を形成するようになっているため、導光板37の入射面47に対向するように配置した発光体41からの光の輝度の均一化を図るのには効果的であるが、図8に示すような、導光板31の裏面32側に配置したLED33からの光を傾斜面34で反射させるように構成した画像表示装置30に適用した場合に、光の吸収率が大きいため、出射光輝度の低下を招くという不具合を生じることが判明した。
【0008】
そこで、本発明は、導光板の裏面側にLEDを配置し、そのLEDからの光を導光板を介して面状の照明光とする場合において、出射光輝度の低下を防止でき、効果的に出射光輝度を均一化することができる技術を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、ケースの収容凹部内に導光板が収容され、前記導光板の裏面側の少なくとも一端側に光源が配置され、前記光源からの光を前記導光板の内部側へ反射する角度の傾斜面が前記導光板の側面に形成され、前記導光板内を伝播する光のうちで前記導光板の出射面に対する入射角が臨界角以下になった光が前記導光板の出射面から出射するようになっている面光源装置に関するものである。この面光源装置において、前記導光板は、(A)前記傾斜面が前記導光板の前記裏面から前記出射面に斜めに切り上げられた面であり、(B)前記傾斜面の前記裏面側端縁から前記出射面までの範囲、及び前記出射面の前記傾斜面側端縁から所定寸法幅の部分に遮光部材が配置されている。また、前記遮光部材は、(C)前記出射面に対向する面で、且つ、前記傾斜面から離れた端縁側に、前記傾斜面に沿って帯状の光吸収部が配置され、(D)前記出射面及び前記傾斜面に対向する面で、且つ、前記光吸収部以外の面が光反射部であり、(E)前記導光板に対向する面が非接着面である。
【0010】
請求項2の発明は、ケースの収容凹部内に導光板が収容され、前記導光板の裏面側の少なくとも一端側に光源が配置され、前記光源からの光を前記導光板の内部側へ反射する角度の傾斜面が前記導光板の側面に形成され、前記導光板の出射面に対向するように被照明部材が配置されてなる画像表示装置に関するものである。この画像表示装置において、前記導光板は、(A)前記傾斜面が前記導光板の前記裏面から前記出射面に斜めに切り上げられた面であり、(B)前記傾斜面の前記裏面側端縁から前記出射面までの範囲、及び前記出射面の前記傾斜面側端縁から所定寸法幅の部分に遮光部材が配置されている。また、前記遮光部材は、(C)前記出射面に対向する面で、且つ、前記傾斜面から離れた端縁側に、前記傾斜面に沿って帯状の光吸収部が配置され、(D)前記出射面及び前記傾斜面に対向する面で、且つ、前記光吸収部以外の面が光反射部であり、(E)前記導光板に対向する面が非接着面である。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。
【0012】
[第1の実施の形態]
図1〜図3は、本発明の実施の形態に係る画像表示装置1を示す図である。このうち、図1は、画像表示装置1の分解斜視図であり、図2は、画像表示装置1の平面図である。また、図3は、図2の画像表示装置1をA−A線に沿って切断して示す断面図である。
【0013】
これらの図において、画像表示装置1は、導光板2と、この導光板2の一端側の裏面3側に複数配置された光源としてのLED(発光ダイオード)4と、導光板2の出射面5に対向するように配置された液晶表示パネル(被照明部材)6と、導光板2の裏面3側に対向するように配置された反射シート7と、液晶表示パネル6の導光板2に対向する面8に接着剤又は両面テープ等の固定手段で貼着された遮光部材10と、を備えている。なお、この画像表示装置1において、少なくとも、導光板2,LED4,反射シート7は、液晶表示パネル6を面状に照明するための面光源装置11を構成する。
【0014】
このうち、導光板2は、PMMA(ポリメタクリル酸メチル),PC(ポリカーボネート),シクロオレフィン系樹脂材料等の光透過性に優れた材料を使用して形成されている。そして、この導光板2は、LED4側の一端から遠ざかるにしたがって板厚が薄くなるような断面略楔形形状で、且つ平面形状が略矩形形状になるように形成されている。
【0015】
導光板2のLED4側の側面(図3の左側面)は、裏面3から出射面5に斜めに切り上げられた傾斜面12であり、LED4からの光を反射して導光板2の内部に伝播させる反射面として機能する。なお、傾斜面12の傾斜角度は、LED4からの光が反射して出射面5と略平行な方向(図3の右側方向)へ進行するような光成分を多くする角度に形成される。
【0016】
また、導光板2の裏面3には、導光板2内部を伝播する光を散乱させ、その光が導光板2の出射面5から出射するのを促すシボ面等の図示しない光散乱パターンがスクリーン印刷等で形成されている。この導光板2の裏面3に形成される光散乱パターンは、導光板2の出射面5のLED4側の部分(傾斜面近傍)から出射する光を抑え、導光板2のLED4寄りの部分と導光板2の他部との出射光輝度の均一化を図るため、LED4近傍ではその被覆率が小で、LED4から遠ざかるに従ってその被覆率が大となるように形成されている。
【0017】
反射シート7は、白色PET(ポリエチレンテレフタレート)等の光反射性に優れたフィルムで形成されており、導光板2の裏面3側から出射した光を反射して導光板2の内部に戻すように機能する。
【0018】
導光板2の出射面5側で、且つ、傾斜面12の端縁13近傍には、LED4からの光が直接的に出射面5から漏れ出るのを防止するため、遮光部材10が配置されるようになっている。この遮光部材10は、傾斜面12の端縁13から端縁13に直交する方向に所定寸法幅(L)で、且つ、導光板2の幅方向寸法(W)と同一の寸法幅(W)で形成されており、液晶表示パネル6の導光板2に対向する面8に接着固定されている(図4参照)。そして、この遮光部材10は、図4に示すように、光反射性に優れた白色PET等のフィルムの端縁(導光板2の傾斜面12から離れた端縁)19に所定幅(L2)の光吸収材(例えば、黒色インク)を帯状に塗布し、その黒色インク塗布部分を光吸収部10aとし、他部を光反射部10bとしている。ここで、上述の寸法(L),(L2)は、出射光の輝度アップを図ることができると共に、出射光輝度の均一化を図ることができるように、導光板2の板厚(T)やLED4の設置個数等の各種設計条件に応じて最適の値が定められる。
【0019】
なお、遮光部材10は、光反射性及び光散乱性に優れた材料を使用してもよく、又、光反射部10bに光反射性及び光散乱性に優れた材料を貼着又は塗布するようにしてもよい。このような遮光部材10を使用すれば、光散乱性の影響により、出射光輝度を均一化する効果がなお一層期待される。
【0020】
以上のような画像表示装置1は、ケース14の収容凹部15内に収容され、導光板2の傾斜面12や各側面16a,16b,16cに対向するようにケース14の側壁が位置しており、そのケース14の側壁が導光板2の傾斜面12や各側面16a,16b,16cから出射した光を反射して導光板2の内部に戻すようになっている。ここで、導光板2は、遮光部材10で覆われていない出射面5が有効利用領域(図1及び図2の斜線部)となり、この有効利用領域からの出射光が液晶表示パネル6の照明に利用される。
【0021】
このような構成の画像表示装置1において、導光板2の裏面3から導光板2の内部に入射したLED4からの光は、導光板2の傾斜面12で反射され、導光板2の傾斜面12とは反対側の側面16a側に向かって伝播する。また、導光板2の裏面3から導光板2の内部に入射したLED4からの光のうちで、出射面5から導光板2の外部に出射した光は、遮光部材10の光反射部10bで反射されて導光板2の内部に戻され、その後に照明光として有効に利用される。そして、導光板2の内部を伝播する光のうちで、導光板2の出射面5への入射角が臨界角よりも小さくなった光が、導光板2の出射面5から出射して液晶表示パネル6を照明する。
【0022】
以上のように、本実施の形態の画像表示装置1は、LED4からの光のうちで導光板2の傾斜面12で反射されずに直接的に出射面5から出射した光を、遮光部材10の光反射部10bで反射して導光板2の内部に戻し、後に照明光として有効に利用でき、また、異常発光となりやすい高輝度光成分を遮光部材10の光吸収部10aで吸収することができるため、輝度の低下を招くことなく、出射光輝度の均一化を図ることができ、明暗の差がない高品質の画像表示が可能になる。
【0023】
また、本実施の形態は、遮光部材10が液晶表示パネル6の導光板2に対向する面8に貼着されているため、接着剤又は両面テープ等の固定手段が導光板2から出射した光と直接接触することがなく、光を吸収して輝度の低下を招くようなことがない。加えて、接着剤又は両面テープが遮光部材10と導光板2の間に位置すると、その接着剤又は両面テープの部分から光漏れを生じやすいが、本実施の形態はそのような光漏れを生じる虞がない。
【0024】
[第2の実施の形態]
図5は、本発明の第2の実施の形態に係る画像表示装置1の断面図であり、図3に対応する図である。なお、前述の第1の実施の形態と同一の構成には同一符号を付し、前述の第1の実施の形態の説明と重複する説明を省略し、以下に本実施の形態の詳細を説明する。
【0025】
すなわち、本実施の形態は、図5に示すように、導光板2の出射面5と液晶表示パネル6との間に、光拡散シート17やプリズムシート18a,18b等の光制御部材を配置し、その光制御部材のうちで最も導光板寄りの光制御部材(光拡散シート17)の導光板2に対向する面20に遮光部材10を接着するようになっている。
【0026】
このような構成の本実施の形態は、前述の第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0027】
なお、本実施の形態において、少なくとも、導光板2,LED4,反射シート7,光制御部材(光拡散シート17,プリズムシート18a,18b),遮光部材20が、液晶表示パネル6を面状に照明する面光源装置11を構成する。
【0028】
[第3の実施の形態]
図6は、本発明の第3の実施の形態に係る画像表示装置1の断面図であり、図3に対応する図である。なお、前述の第1の実施の形態と同一の構成には同一符号を付し、前述の第1の実施の形態の説明と重複する説明を省略し、以下に本実施の形態の詳細を説明する。
【0029】
すなわち、本実施の形態は、図6に示すように、遮光部材10の光反射部10bを導光板2の傾斜面12の下縁21まで延長し、その光反射部10bの延長した部分で導光板2の傾斜面12を覆うようになっている。このようにすれば、ケース14と導光板2との間に生じる微小隙間や、ケース14と液晶表示パネル6との間に生じる微小隙間からの光の漏れを防止することができる。なお、遮光部材10の光反射部10bの延長部分は、導光板2の傾斜面12とケース14との間の隙間に挿入されるが、導光板2及びケース14に接着されていない。
【0030】
このような構成の本実施の形態は、前述の第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0031】
なお、上述の実施の形態は、導光板2の断面形状が略楔形形状のものを例示して説明したが、これに限られず、導光板2の断面形状が略矩形形状のものにも適用することができる。
【0032】
また、上述の実施の形態において、光吸収材は、黒インクを例示したが、これに限られず、光を吸収できるものであればよく、ダークグレーやグリーン等の着色インクを使用してもよい。また、光反射部10bは、白色に限られず、光反射性に優れた色であればよく、銀蒸着等で銀色にしてもよい。
【0033】
【発明の効果】
以上のような説明から明らかなように、本発明は、LEDからの光のうちで導光板の傾斜面で反射されずに直接的に出射面から出射した光を、遮光部材の光反射部で反射して導光板内部に戻し、後に照明光として有効に利用でき、また、異常発光となりやすい高輝度光成分を遮光部材の光吸収部で吸収することができるため、輝度の低下を招くことなく、出射光輝度の均一化を図ることができ、明暗の差がない高品質の面照明及び画像表示が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る画像表示装置の分解斜視図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る画像表示装置の平面図である。
【図3】図2の画像表示装置をA−A線に沿って切断して示す断面図である。
【図4】遮光部材の平面図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る画像表示装置の断面図であり、図3に対応する図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態に係る画像表示装置の断面図であり、図3に対応する図である。
【図7】従来の画像表示装置の平面図である。
【図8】図7の画像表示装置をB−B線に沿って切断して示す断面図である。
【図9】第3の従来技術の画像表示装置の分解斜視図である。
【図10】第3の従来技術の画像表示装置に使用される遮光部材の平面図である。
【符号の説明】
1……画像表示装置、2……導光板、3……裏面、4……LED(光源)、5……出射面、6……液晶表示パネル(被照明部材)、8,20……面、10……遮光部材、10a……光吸収部、10b……光反射部、11……面光源装置、12……傾斜面、13,19……端縁、17……光拡散シート(光制御部材)、18a,18b……プリズムシート(光制御部材)
Claims (2)
- ケースの収容凹部内に導光板が収容され、前記導光板の裏面側の少なくとも一端側に光源が配置され、前記光源からの光を前記導光板の内部側へ反射する角度の傾斜面が前記導光板の側面に形成され、前記導光板内を伝播する光のうちで前記導光板の出射面に対する入射角が臨界角以下になった光が前記導光板の出射面から出射するようになっている面光源装置において、
前記導光板は、(A)前記傾斜面が前記導光板の前記裏面から前記出射面に斜めに切り上げられた面であり、(B)前記傾斜面の前記裏面側端縁から前記出射面までの範囲、及び前記出射面の前記傾斜面側端縁から所定寸法幅の部分に遮光部材が配置され、
前記遮光部材は、(C)前記出射面に対向する面で、且つ、前記傾斜面から離れた端縁側に、前記傾斜面に沿って帯状の光吸収部が配置され、(D)前記出射面及び前記傾斜面に対向する面で、且つ、前記光吸収部以外の面が光反射部であり、(E)前記導光板に対向する面が非接着面である、
ことを特徴とする面光源装置。 - ケースの収容凹部内に導光板が収容され、前記導光板の裏面側の少なくとも一端側に光源が配置され、前記光源からの光を前記導光板の内部側へ反射する角度の傾斜面が前記導光板の側面に形成され、前記導光板の出射面に対向するように被照明部材が配置されてなる画像表示装置において、
前記導光板は、(A)前記傾斜面が前記導光板の前記裏面から前記出射面に斜めに切り上げられた面であり、(B)前記傾斜面の前記裏面側端縁から前記出射面までの範囲、及び前記出射面の前記傾斜面側端縁から所定寸法幅の部分に遮光部材が配置され、
前記遮光部材は、(C)前記出射面に対向する面で、且つ、前記傾斜面から離れた端縁側に、前記傾斜面に沿って帯状の光吸収部が配置され、(D)前記出射面及び前記傾斜面に対向する面で、且つ、前記光吸収部以外の面が光反射部であり、(E)前記導光板に対向する面が非接着面である、
ことを特徴とする画像表示装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001326782A JP4069996B2 (ja) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | 面光源装置及び画像表示装置 |
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