JP4216577B2 - 導光板 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話や携帯情報端末等に備える液晶パネル面を照明する導光板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、液晶等の表示装置にあっては、表示部を明るく照明するためのバックライト装置が使用されている。このバックライト装置は、表示部である液晶パネルの背面に配置される導光板と、この導光板の側方に配置される発光素子(LED)や冷陰極管等の光源とによって構成されている。このような構成からなるバックライト装置は、導光板の側面から光を入射させるため、導光板の厚み方向に光源を配置しなくてよいので、装置全体を薄型化することができる。ただし、導光板のような薄い部材の側方から光を取り込む構造であるため、受光効率があまり良好ではない。このような問題を改善するために、光源自体の発光強度を高めるか、光源を導光板に近接して配置するといった方法がとられる。また、特許文献1に示すように、光源と導光板の側面との間に集光レンズを配置し、光源から発せられる光を効率よく導光板内に導かせるような提案もなされている。
【0003】
【特許文献1】
特開平7−114024号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献1に示されるようなバックライト構造にあっては、集光用のレンズを別途配置しなければならないため、部品点数の増加によってコストが嵩むと共に、レンズの形状や配置の調整による製造工数も増加するといった問題があった。このようなことから、導光板及びバックライト装置全体の薄型化が制限されていた。また、導光板の側方から光を入射した場合に、光源に近い箇所は輝度が高く、遠くなるほど輝度が低下するため輝度ムラが発生するといった問題もあった。
【0005】
また、従来の導光板は、アクリル板を使用した硬質部材で形成されているため、平板形状が一般的であるが、これでは曲面部を有する表示装置に対して均一に照射できないといった問題がある。
【0006】
そこで、本発明の目的は、曲面部を有する液晶等の表示体に面して自由に変形して配設することができると共に、薄型化した場合にも受光及び発光効率を高めることができる導光板を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に係る導光板は、光源から発する光を側面に受けて面状発光させ、この発光によって表示体を照明する導光板において、前記導光板が前記表示体に沿って曲面状に形成された薄い可撓性部材からなる導光本体部と、この導光本体部の一側面に設けられ前記光源に向かって漸次厚みを持たせて形成された受光部とを備え、この受光部が前記光源から発せられる光を受ける導光本体部の側面の一部を厚くした受光面と、この受光面から前記導光本体部に向けて断面の厚みが次第に減少すると共に、導光本体部の表面及び裏面に向けて前記受光面から円錐状に絞り込まれた導光部とで一体に形成されていることを特徴とする。
【0008】
この発明によれば、導光本体部が曲面形成されている表示体に合わせて薄い可撓性部材で曲面状に形成される一方、導光本体部の側面の一部に厚肉状の受光部を設けているので、光源から放射される光を漏れなく取り込むと共に、効率よく導光本体部に導くことができる。したがって、前記導光本体部を薄く形成した場合にも受光量を低下させることがない。また、前記受光部においては、光源から発せられる光を漏れなく受光可能な受光面と、この受光面から導光本体部内に向けて厚みが次第に減少するように傾斜した導光部を備えた構造になっているので、前記受光部で受けた光を導光部によって滑らかに導光本体部内に拡散させることができる。
【0009】
また、請求項2に係る導光板は、光源から発する光を側面に受けて面状発光させ、この発光によって表示体を照明する導光板において、前記導光板が前記表示体に沿って曲面状に形成された薄い可撓性部材からなる導光本体部と、この導光本体部の一側面に設けられ前記光源に向かって漸次厚みを持たせて形成された受光部とを備え、この受光部が前記光源から発せられる光を受ける導光本体部の側面の一部を厚くした受光面と、この受光面から前記導光本体部に向けて断面の厚みが次第に減少すると共に、導光本体部の表面及び裏面に向けて前記受光面から放射状に広がるように形成された導光部とで一体に形成されていることを特徴とする。
【0010】
この発明によれば、導光部全体の厚み及び表面積を大きくとることができる。このため、受光面から入射させた光を導光本体部に向けて広く拡散させることができる。また、導光部の底部が受光面と平行になっているので、前記受光面に入射した光を幅広く導光本体部に向けて伝播させることができる。
【0012】
前記受光面に切り込み部を設けることで、光源から発せられた光を様々な方向や角度に反射又は屈折させながら導光本体部内に入射させることができる。また、前記受光部近傍での光反射や屈折効果は、導光部に開設する貫通孔によっても可能である。このような切り込み部や貫通孔を設けることで、導光板全体の輝度アップが図られる。
【0013】
また、曲面部を有する表示体に沿って配設される導光本体部の表面に光散乱部を設けたことで、光量が足りない箇所や特に明るく発光させたい箇所を光の屈折や反射によって部分的に強調させることができる。また、前記光散乱部を導光本体部上の光源から遠ざかるにしたがって漸次その配設密度を高めるようにすることで、光源からの距離による輝度バラツキを均一化することができる。
【0014】
また、前記光散乱部の形状が凸面、凹面あるいは貫通孔等から選択することができ、液晶等の表示体の種類や形状に応じた光の反射あるいは屈折効果を得ることができる。さらに、前記光散乱部のサイズや形成位置、配置密度を適宜設定することで、液晶等の表示体に合わせた照明効果が得られる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明に係る導光板の実施形態を詳細に説明する。
【0019】
図1は、本発明の第1実施形態に係る導光板22を備えた表示装置21の構成を示したものである。この表示装置21は、表示体である液晶パネル23と、この液晶パネル23の背面に配置される導光板22と、この導光板22の一側面に近接して配置される光源(LED24)とを備えている。
【0020】
前記液晶パネル23は、搭載する電子機器の形状に合わせて曲面形成されており、それに合わせて導光板22も曲面状に形成されている。この導光板22は、厚みが0.1mm程度の透明若しくは半透明のポリエチレンテレフタレート(PET)、シリコーン又はポリイミドのような可撓性を備えたシート部材で形成されており、自由な形状に折曲げが可能となっている。また、導光板22の表面には、液晶パネル23に向けて光を散乱させるための光散乱部30が複数形成されている。
【0021】
このような構成からなる表示装置21にあっては、点状光源であるLED24の発光面29から照射される光を導光板22の一側面に備える受光部26で受けて、導光板22全体を面状に発光させて液晶パネル23を照明する。その際、前記導光板22が変形可能となっているので、液晶パネル23の裏面に密着させて配設することができる。さらに、前記導光板22の表面に光散乱部30が形成されているので、前記LED24の光量不足、受光漏れあるいはLED24からの距離による減衰を補強して輝度アップを図ることができ、これによって、液晶パネル23を明るく照明させることができる。また、導光板22の受光面26を除いた側面及び裏面に白色塗料やメッキ等による光反射部材を設けることで、液晶パネル23への照射効率を高めて全体的な輝度アップを図ることができる。
【0022】
前記光散乱部30は、図2に示すように、前記導光板22の表面に直接加工を施した凹部30a(a),凸部30b(b),微細な溝部30c(c)や、(d)に示すように、導光板22の表面に光拡散剤が混入された光拡散シート30dを貼着して形成される。また、(e)に示すように導光板22に貫通孔30eを設け、この貫通孔30eでの光の屈折あるいは反射を利用して部分的に輝度を高めるといったことが可能である。前記図1では一つの光散乱部30を円形パターンで形成したが、図3(a)に示すように、LED24に対向した直線パターンや図3(b)に示すようなチェックパターンで形成してもよい。また、前記光散乱部30の大きさ及び配置は、LED24から遠ざかるにしたがって大きく、また、配置間隔を詰めることで、液晶パネル23に対する輝度の均一化を図ることができる。
【0023】
図4及び図5は本発明の第2実施形態に係る導光板32を備えた表示装置31の構成を示したものである。この実施形態の導光板32は、一枚の薄い導光本体部25の一側面にLED24からの光を受ける肉厚の受光部26が一体形成されたものである。
【0024】
前記受光部26は、LED24からの光を受ける受光面27と、この受光面27から前記導光本体部25の表面及び裏面の中心に向けてテーパ状に絞り込まれた導光部28とで一体形成されている。なお、前記受光面27の厚みは、LED24の大きさによって適宜設定されるが、前記導光本体部25の厚みが0.1mmの場合は、受光面27の厚みを0.3mm以上に設定するのが好ましい。
【0025】
図5に示したように、前記導光板32は、受光面27の中心がLED24の発光面29の中心と略一致するように設置される。そして、前記LED24の発光面29から放射された光は、受光面27に照射され、円錐状に絞り込まれた導光部28を経て導光本体部25内に拡散される。このように、導光本体部25の側面にLED24の発光面29と略同じ面積を有する受光面27を備えたことによって、LED24で発光した光を漏れなく入射させることができる。したがって、導光本体部25を薄く形成した場合でも、光量を低下させることなくその表面を均一且つ明るく発光させることが可能となった。
【0026】
前記導光板32は、単一のLED24を使用する場合の構成例であるが、バックライト用の光源の種類や形状あるいは使用形態に応じて様々な形態を取り得る。以下、図6乃至図8に他の実施形態における導光板について説明する。図6は第3実施形態の導光板42を示したものである。図に示されるように、この導光板42の受光部46は、受光面47の形状が前記導光板32の受光面37と同一の円形であり、導光部48を前記受光面47から放射状に広がるように導光本体部45に向けて形成してある。受光部46がこのような形状をとることで、前記導光板32の受光部36に比べて導光部48の厚み及び表面積を大きくとることができる。このため、前記受光面47から入射させた光を導光本体部45に向けて広く拡散させることができる。また、導光部48の底部が受光面47と平行になっているので、前記受光面47に入射した光を幅広く導光本体部45に向けて伝播させることができる。
【0027】
また、図7に示した第4実施形態の導光板52の受光部56は、受光面57を横方向に長く形成した楕円形状をしており、導光部58を前記受光面57から放射状に広がるように導光本体部55に向けてテーパ状に形成されている。この導光板52によれば、受光面57が横方向に広くなっているので、比較的サイズの大きなLEDを配設した場合でも光を漏らさず有効に導光本体部55に拡散させることができる。
【0028】
また、図8に示した第5実施形態の導光板62の受光部66は、受光面67が導光本体部65の側面全体を均等に厚くした長方形状となっており、また、導光部68が前記受光面67から導光本体部65の厚みに絞り込まれるようになだらかに傾斜している。このように前記受光面67が導光本体部65の側面全体に亘って形成されているので、LEDを前記受光面67に沿って複数配設したり、LEDの代わりに棒状の蛍光管を配設するといった使用方法が可能であり、光量を多く取り入れる場合に適している。前記複数のLEDや棒状の蛍光管等を使用して均等且つ平行に受光面67に入光した場合は、そのまま導光部68を通過して導光本体部65に拡散される。このため、導光本体部65をムラなく均等に照明することができる。
【0029】
次に、前記第2実施形態乃至第5実施形態に示したような肉厚の受光部を備えた導光板において、さらに受光部における光拡散効果を図った導光板の実施形態を図9及び図10に示す。図9は第6実施形態の導光板72を示したものであり、LED24からの光を受ける受光部76をV字状に切削して形成したものである。このように切削することで、受光面77が広がると共に、LED24からの入射角を変化させることができるので、導光本体部75の光拡散効果も高めることができる。図10は第7実施形態の導光板82を示したものである。この導光板82は、受光部86を構成する導光部88に貫通孔89を設けたものである。このような貫通孔89を設けたことによって、受光面87で受けた光が前記貫通孔89の内壁面で反射あるいは屈折して導光本体部85に拡散させることができる。
【0030】
なお、前記第2実施形態乃至第7実施形態に示した導光板に第1実施形態で示した導光板22のように光拡散部30を形成することで、部分的に発光強度を高めたり、弱めたりすることができる。
【0031】
次に、前述した各実施形態における導光板と、この導光板をパッケージ内に支持するための支持部材とを備えた導光板支持ユニットについて説明する。図11は前記第1実施形態の導光板22と、この導光板22を支持する支持部材91からなる導光板支持ユニットの組み合わせ例を示したものである。支持部材91は、LED24を実装する基板92と、この基板92上に突出して設けられ、導光板22を挟持する挟持部93とで構成されている。前記基板92はガラスエポキシ樹脂からなり、LED24を実装するための一対の電極パターン(図示せず)が正面から左右側面及び背面の一部にかけて形成されている。一方、挟持部93は透明な樹脂材でコ字状に形成され、前記基板92上に一体形成される。前記挟持部93は、基板92に実装されたLED24の発光方向に延びる一対の挟持板94a,94bを備え、前記導光板22が差し込み可能な間隔に設定されている。また、図11(b)に示したように、前記挟持部93の上面及び下面に光の拡散を抑える遮光部材96を配設することによって、LED24から発せられる光を導光板22の側面に対して集中的に照射させることができる。
【0032】
前記構成からなる支持部材91にあっては、LED24を中心に一対の挟持板94a,94bが固定されているため、この挟持板94a,94b間に導光板22を差し込むだけでLED24の発光中心を導光板22の側面の受光面に合わせることができる。図12は側面に光拡散用のV字状の切り欠き部95が形成された導光板102を前記支持部材91に装着したものである。このように前記支持部材91を用いることで、光拡散用の加工を施した受光面とLED24とを簡易且つ正確に位置合わせを行うことができる。また、前記支持部材91では、導光板全体を片持ち支持する構造であると共に、その支持部分が発光するため、導光面を広くとることができる。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る導光板によれば、この導光板が可撓性を備えた薄いシート部材で形成されているので、面状に発光させる導光本体部を液晶パネルなどの表示体の形状に合わせて湾曲させたり、折曲げたりすることが可能である。このため、前記表示体に密着させて均一に照明することができる。また、前記導光板の側面に厚みのある受光部を設けることによって、前記導光本体部を薄型化した場合にも受光効率の低下を抑えることができる。
【0034】
また、前記表示体に面して配設される導光本体部の表面に凹凸部や光拡散部材を部分的に設けることで、光源からの距離による光量の低下を補完して導光板全体の輝度を均一化させることができる。
【0035】
また、前記導光板の一端を片持ち支持する挟持部及び光源とが一体形成された支持部材を備えたことで、薄型の導光板を安定して支持することができると共に、光源との位置決め作業が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施形態の導光板を備えた表示装置の分解斜視図である。
【図2】上記導光板に設ける光散乱部の各種形態を示す断面図である。
【図3】上記光散乱部の配置例を示す平面図である。
【図4】本発明に係る第2実施形態の導光板を備えた表示装置の分解斜視図である。
【図5】上記図4の表示装置の断面図である。
【図6】本発明に係る第3実施形態の導光板の斜視図である。
【図7】本発明に係る第4実施形態の導光板の斜視図である。
【図8】本発明に係る第5実施形態の導光板の斜視図である。
【図9】本発明に係る第6実施形態の導光板の斜視図である。
【図10】本発明に係る第7実施形態の導光板の斜視図である。
【図11】導光板及び支持部材からなる導光板支持ユニットの斜視図及び断面図である。
【図12】受光面に切り欠き部が形成された導光板と支持部材からなる導光板支持ユニットの斜視図である。
【符号の説明】
21,31 表示装置
22,32,42,52,62,72,82 導光板
23 液晶パネル(表示体)
24 LED(光源)
25,35,45,55,65,75,85 導光本体部
26,36,46,56,66,76,86 受光部
28,38,48,58,68,78,88 導光部
30 光散乱部
Claims (7)
- 光源から発する光を側面に受けて面状発光させ、この発光によって表示体を照明する導光板において、
前記導光板が前記表示体に沿って曲面状に形成された薄い可撓性部材からなる導光本体部と、
この導光本体部の一側面に設けられ前記光源に向かって漸次厚みを持たせて形成された受光部とを備え、
この受光部が前記光源から発せられる光を受ける導光本体部の側面の一部を厚くした受光面と、この受光面から前記導光本体部に向けて断面の厚みが次第に減少すると共に、導光本体部の表面及び裏面に向けて前記受光面から円錐状に絞り込まれた導光部とで一体に形成されていることを特徴とする導光板。 - 光源から発する光を側面に受けて面状発光させ、この発光によって表示体を照明する導光板において、
前記導光板が前記表示体に沿って曲面状に形成された薄い可撓性部材からなる導光本体部と、
この導光本体部の一側面に設けられ前記光源に向かって漸次厚みを持たせて形成された受光部とを備え、
この受光部が前記光源から発せられる光を受ける導光本体部の側面の一部を厚くした受光面と、この受光面から前記導光本体部に向けて断面の厚みが次第に減少すると共に、導光本体部の表面及び裏面に向けて前記受光面から放射状に広がるように形成された導光部とで一体に形成されていることを特徴とする導光板。 - 前記導光本体部の表面に前記光源から発せられる光の進行方向に沿って光散乱部が複数設けられる請求項1又は2記載の導光板。
- 前記受光面に光源から発せられる光を反射若しくは屈折させるV字状の切り込み部を設けた請求項1記載の導光板。
- 前記導光部に受光面から入射した光を反射若しくは屈折させる貫通孔を開設した請求項1記載の導光板。
- 前記導光本体部がポリエチレンテレフタレート、シリコーン又はポリイミドを薄く加工した透明若しくは半透明のシート部材である請求項1又は2記載の導光板。
- 前記光散乱部は、導光本体部に導光した光を部分的に屈折又は反射する複数の凹凸面若しくは貫通孔からなり、光源から遠ざかるにしたがって配設密度を高めた請求項1又は2記載の導光板。
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