JP4767427B2 - Illumination device, liquid crystal display device and apparatus incorporating the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話、携帯情報端末であるポケットPC等の機器の液晶表示装置に使用される照明装置、その照明装置を使用した液晶表示装置及びこれを組込んでなる機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置はワープロ、パソコン等の大型機器から最近開発が著しい各種情報機器である例えば携帯電話、携帯情報端末等の小型機器にまで幅広く使用されている。図9は携帯電話の機器に組込まれ液晶表示素子を背面から照明する照明装置における導光体と光源との配置を示した概略斜視図、図10は図9の導光体と光源を使用してなる照明装置及びこれを使用してなる液晶表示装置の概略を示した断面図を示す。
【0003】
図において25は透光性の樹脂材料でなる導光体、26は液晶表示素子32を背面から照明するための導光体における主光放出部、27はこの主光放出部26に一体的に連設された導光体における副光放出部、4、5は部品である例えば電話番号の呼出スイッチや着信履歴スイッチ等が配置されるスイッチボタンが突出する穴、6はメニュボタンのスイッチ及び電気回路部がこの個所に設けられる穴、8、9、10は導光体の一方の側面に近接して配置されるLEDや小型の白熱電球等の光源、28は主光放出部26の光放出上面において有効利用される主光放出面、29は主光放出部26の上面に配置され光の方向を規制するための光制御部材、30は導光体25の下面側に配置され導光体の主光放出部26と副光放出部27の下面を通過した光を主光放出部26及び副光放出部27に再度光入射するための光反射板、31は光源や他の必要な回路部品が取付けられる実装基板である。
【0004】
この導光体25の主光放出部26の下面には導光体に入射された光源からの光をできるだけ導光体全体に均一の輝度で光放出させるために公知のドットパターン印刷や突起が下面全体に施されている。また光制御部材29は光拡散板だけでもよいし、光拡散板とプリズムシートを重ね合わせて構成して配置したものでもよい。さらに、かかる光制御部材29の上面には公知の液晶表示素子32を配置することによって液晶表示装置が構成される。なお、装置は実際の機器への組込みに際しては、光源8、9、10の光を導光体25に有効的に光入射させるために光源を取り囲むように光反射傘又は光反射体が光源の周囲に配置されて設けられる。
【0005】
かかる構成よりなる、照明装置の光源8、9、10を点灯させると、その光は導光体25の一方の側面より光入射され導光体中を他方側面に向って導光されてゆき、また導光体下面を通過した光が再度導光体に光入射されたりしながら導光体25の主光放出部26の上面28より比較的高輝度の光が放出され、その放出光は光制御部材29によって光の方向が制御されて光制御部材29の上面より光放出される。この光は、液晶表示素子32を背面より照明して液晶表示素子による画像、情報を認識するために使用される。
【0006】
また、導光体25を導光された光は副光放出部27にも導光され、この導光による副光放出部27からの放出光は主光放出部26の輝度に比べると十分でないが実用上問題なく、穴4、5、6を突出した部品である例えばスイッチ及びその近辺をも照明する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
液晶表示素子を背面から照明するための主光放出部26の上面28からの光は輝度が十分でなくては液晶表示素子の再生画像、情報を鮮明に認識することが難しいために導光体の下面にドットパターン印刷や突起を施して出来る限り均一で明るい輝度を得るようになされているが、どうしても光源8、9、10が配置されている導光体の側面近辺より遠ざかるにつれて輝度が低く、特に光源から離間した主光放出部26における最遠のX部分は、実用上問題ないものの光源の近傍部に比して少し輝度が低い。
【0008】
したがって本発明は、かかる問題点を解決し主光放出部の上面からの光放出輝度を高くした照明装置、これを使用した液晶表示装置及び機器を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に記載の照明装置は、主光放出部とこれに連設された副光放出部とからなる導光体と、この導光体の上方に配置され光方向を制御する光制御部材と、前記導光体下方に配置される光反射板と、前記導光体の主光放出部の側面に近接配置される少なくとも1個の光源とを備えてなる照明装置において、前記主光放出部方向に光を反射するための光反射溝と前記副光放出部に光を入射するための光通過部を設けたことを特徴とするもので、光反射溝の光反射によって光源より離間した主光放出部の最遠部分の輝度を高めることができる。
【0010】
本発明の請求項2に記載の照明装置は、光源にLEDを使用したもので、LEDでも十分に照明装置の光源として使用できる。
【0011】
本発明の請求項3に記載の照明装置は、光反射溝を主光放出部と副光放出部との境界部分に設けてなるもので、光反射溝はこの境界部分の配置が適しており光反射溝の光反射によって光源より離間した主光放出部の最遠部分の輝度を高めることができる。
【0012】
本発明の請求項4に記載の照明装置は、光反射溝に嵌合する嵌合部を有し、主光放出部に対向した面に光反射層を有してなる光反射部材を備えてなるもので、より一層光源より離間した主光放出部の最遠部分の輝度を高めることができる。
【0013】
本発明の請求項5に記載の照明装置は、光反射効率の良い材料で形成され、光反射溝に嵌合する嵌合部を有してなる光反射部材を備えてなるもので、この光反射部材を使用することにより、光反射層を施さなくとも光源より離間した主光放出部の最遠部分の輝度を一層高めることができる。
【0014】
本発明の請求項6に記載の照明装置は、光源と相対向した導光体の主光放出部の側面に前記光源の発光を光入射させる光入射部を備えてなり、前記光入射部は、前記導光体の側面の厚み方向の長さより短い高さ寸法で、前記側面から光反射溝方向に設けられる窪みと、この窪みに連接した底面部からなるもので、この光入射部を併設して光源近傍の陰影を取除くことにより、輝度ムラがなく且つ光源より離間した主光放出部の遠方部分の輝度を高めることができる。
【0015】
本発明の請求項7に記載の発明は、請求項1〜請求項6記載のいずれかの照明装置の光制御部材の上面に液晶表示素子を配置してなるもので、液晶表示素子による画像の認識を鮮明に確認することができる液晶表示装置を提供することができる。
【0016】
本発明の請求項8に記載の発明は、請求項7記載の液晶表示装置を組込んでなるもので、機器における画像表示を鮮明に再生しうる利便性の高い機器を提供することができる。
【0017】
本発明の請求項9に記載の発明は、機器が携帯電話であり、画像の認識に優れた小型の携帯電話を提供できる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面とともに説明する。図1は本発明の照明装置における導光体と光源との配置を示した斜視図、図2はその相対配置関係を示した平面図、図3は図1におけるA−A線の縦断面図であり、1は導光体、2は導光体の主光放出部、3は主光放出部2に連接して一体的に設けられた副光放出部、4、5、6は前述した部品である例えばスイッチ等が突出して配置される穴、7は主光放出部2と副光放出部3の境界部分に設けられる光反射溝、8、9、10は前述したLEDや小型の白熱電球等の光源、11は主光放出部2の放出光が有効に活用される主光放出部の上面である。
【0019】
以上の導光体と光源とを図10に示す光制御部材29、光反射板30とを組合せることにより照明装置が構成され、更に光制御部材の上面に液晶表示素子32を配置することによって液晶表示装置を構成することができる。
【0020】
さて、かかる照明装置を構成する光源8、9、10を点灯させると、前述したようにその発光が導光体1の一方の側面より光入射され、導光体1内部を導光されてゆくとともに、導光体の下面を通過した光が図10に示した光反射板30で反射され、主光放出部2の上面11より十分な輝度の高い光が放出されるとともに、主光放出部2を通過した光は副光放出部3にも導光されて穴4、5、6に配置されている図示しないスイッチの近辺を照明する。その主光放出部2を通過して副光放出部3に入射される光の少なくとも一部が、光反射溝7によって光反射され主光放出部2に再入射され主光放出部2の上面より光放出され、上面11のX部分の放出光の輝度が明るくなる。
【0021】
また、光反射溝7を通過した光及び光反射溝7に遮られれずに副光放出部3に光入射された光は、副光放出部3に設けられた穴4、5、6の近辺上方へも光放出され、スイッチや他のボタン等の部品の配置位置や情報等の表示を照明することが出来る。
【0022】
以上のように、主光放出部2の上面11の光源配置部分より離間した遠方にあるX部分の放出光の輝度を高くすることが出来るので、図10に示すように照明装置の上面に液晶表示素子32を配置することによって液晶表示素子32による再生画像を明るく鮮明に視認することが出来る。なお、光反射溝7は、副光放出部3へ入射される光が穴4、5への入射光を遮らない寸法幅であることが好ましい。
【0023】
図4は、本発明の第2の実施形態である照明装置を第1の実施形態と異なるところのみを部分的に示した斜視図であり、この実施形態は光反射溝7に嵌合しうる透光性材料で作られる光反射部材12を取付けたものであり、光反射部材12は、図5の拡大斜視図で示すように、T字形状で光反射溝7に嵌合する嵌合部13と上方の蓋部14からなり、主光放出部に対向した嵌合部13の面15には光反射効率を上げるために乳白色の光反射材が塗付された光反射層が形成されており、前実施形態よりも一層多くの光を主光放出部3に光反射させることができ、主光放出部3の上面11のX部分の輝度をさらに高くすることが出来る。また、この光反射部材12は、乳白色系の比較的光反射効率の良い樹脂材料を用いることにより、面15に光反射層を施す必要がない。
【0024】
図6は、本発明の照明装置の第3の実施形態を前実施形態と異なる部分だけを示してなる導光体の斜視図であり、本実施形態では、光源8、9、10に相対向した導光体1の側面部の位置に、導光体の上面位置から下面方向に向う側面高さの途中までの範囲に円弧の窪みである光入射部16、17、18を設けたものである。このような光入射部を設けることによって、図9に示す従来のものにおいては導光体の側面近傍の各光源間及び光源8、10の端部側に図示のような陰影が発生し、主光放出部26の光源近傍における輝度ムラを発生するが、光入射部16、17、18を設けることによってこの陰影の問題を主光放出部からの光放出輝度を低下させることなく改善することができる。すなわち、この光源近傍の陰影を改善するために図11に示すように、導光体36の光源に対向した側面位置に、側面上面から下面に亘って円弧状の窪み33、34、35を設けたものが提案されているが、光源近傍の上記した陰影発生を改善出来るものの導光体の主光放出部からの放出光の輝度が低下するという問題を有している。かかる問題を解決するために、本実施形態のような光入射部を設けることによって、主光放出部からの輝度を低下させることなく、且つ光源近傍の陰影発生を抑制することができる。
【0025】
図7及び図8は、図6の実施形態で示した円弧状の窪みの光入射部でなく、窪みを三角形状19、20、21や台形形状22、23、24の光入射部にしたものであり、このような形状のものでも円弧形状のものと同様に主光放出部からの輝度を低下させることなく、光源間及び光源の端部側の陰影発生を除去することが出来る。
【0026】
以上の導光体と光源の配置構成を第10図に示すように、光反射板、光制御部材などと構成することによって照明装置が完成され、更に光制御部材の上面に液晶表示素子を配置することにより液晶表示装置を構成することができ、十分な輝度の照明のもとで鮮明な画像認識ができる液晶表示装置を提供でき、さらにこの液晶表示装置を組込んだ携帯電話や情報端末等の機器の再生画像や情報の視認性を良好なものにするとともに、副光放出部からの放出光によって機器の操作を助けて簡便なものにすることができる。
【0027】
さらに、上述した実施形態では、光反射溝は、導光体を貫通したものであるが、導光体の上面から下面に至る厚みの途中までの範囲に施しても良い。
【0028】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の照明装置は、導光体の主光放出部の通過光が副光放出部に入射される光の少なくとも一部を主光放出部方向に反射する光反射溝を設けたので、主光放出部の光源から離間した遠方位置にある光放出部分の放出光の輝度を高くすることができる。また、その光反射溝に嵌合する光反射部材を設けた場合には、より一層主光放出部の光源から遠い位置にある光放出部分の放出光の輝度を高くすることができる。
【0029】
さらに、光源と対向した導光体の側面部に、主光放出部の輝度を低下させることなく且つ光源間及び光源端部側に発生する陰影を除去しうる光入射部を設けたので、この照明装置を使用することによって液晶表示装置における再生画像が何らの影もなくまた充分な輝度のもとに鮮明に認識することが出来る。また、当然この液晶表示装置を組込んだ機器である例えば携帯電話や情報端末等では、より利便性の富んだものにすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態である照明装置における導光体と光源との配置を示した概略斜視図
【図2】図1にかかる導光体と光源の相対配置関係を示した平面図
【図3】図1における斜視図のA−A線の縦断面図
【図4】本発明の第2の実施形態である照明装置における導光体の部分斜視図
【図5】図4にかかる実施形態の光反射部材の拡大斜視図
【図6】本発明の第3の実施形態である照明装置における導光体の部分斜視図
【図7】本発明の第4の実施形態である照明装置における導光体を部分的に示した平面図
【図8】本発明の第5の実施形態である照明装置における導光体を部分的に示した平面図
【図9】従来の照明装置における導光体と光源の配置を示した概略斜視図
【図10】照明装置及びこれを使用した液晶表示装置の概略断面図
【図11】従来の照明装置の導光体の部分的斜視図
【符号の説明】
1 導光体
2 主光放出部
3 副光放出部
4、5、6 穴
7 光反射溝
8、9、10 光源
11 上面
12 光反射部材
13 嵌合部
16、17、18、19、20、21、22、23、24 光入射部
29 光制御部材
30 光反射板
31 実装基板
32 液晶表示素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lighting device used for a liquid crystal display device of a device such as a mobile phone or a portable information terminal such as a pocket PC, a liquid crystal display device using the lighting device, and a device incorporating the same.
[0002]
[Prior art]
Liquid crystal display devices are widely used from large devices such as word processors and personal computers to small devices such as mobile phones and portable information terminals, which are various information devices that have recently been remarkably developed. FIG. 9 is a schematic perspective view showing the arrangement of a light guide and a light source in an illuminating device that is incorporated in a mobile phone device and illuminates a liquid crystal display element from the back, and FIG. 10 uses the light guide and the light source of FIG. Sectional drawing which showed the outline of the illuminating device and the liquid crystal display device which uses this is shown.
[0003]
In the figure, 25 is a light guide made of a translucent resin material, 26 is a main light emitting portion in the light guide for illuminating the liquid
[0004]
A known dot pattern printing or projection is provided on the lower surface of the main
[0005]
When the
[0006]
Further, the light guided through the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The light from the
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an illuminating device that solves such problems and has increased light emission luminance from the upper surface of the main light emitting portion, and a liquid crystal display device and equipment using the same.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided an illuminating device comprising: a light guide composed of a main light emitting portion and a sub-light emitting portion connected to the main light emitting portion; a light control member, and the light reflecting plate disposed on the light guide downwardly, in the lighting device including at least one light source is arranged close to the side of the main light emitting portion of the light guide, the A light reflecting groove for reflecting light in the direction of the main light emitting part and a light passing part for making light incident on the auxiliary light emitting part are provided. The brightness of the farthest portion of the main light emitting portion that is further apart can be increased.
[0010]
The illumination device according to claim 2 of the present invention uses an LED as a light source, and the LED can be used sufficiently as a light source of the illumination device.
[0011]
In the illumination device according to
[0012]
The illumination device according to claim 4 of the present invention includes a light reflecting member having a fitting portion that fits into the light reflecting groove and having a light reflecting layer on a surface facing the main light emitting portion. Thus, the luminance of the farthest portion of the main light emitting portion that is further away from the light source can be further increased.
[0013]
The illumination device according to claim 5 of the present invention includes a light reflecting member that is formed of a material having good light reflection efficiency and has a fitting portion that fits into the light reflecting groove. By using the reflecting member, it is possible to further increase the luminance of the farthest portion of the main light emitting portion that is separated from the light source without providing a light reflecting layer.
[0014]
The illumination device according to
[0015]
According to a seventh aspect of the present invention, a liquid crystal display element is arranged on the upper surface of the light control member of the lighting device according to any one of the first to sixth aspects. A liquid crystal display device capable of clearly confirming recognition can be provided.
[0016]
According to the eighth aspect of the present invention, the liquid crystal display device according to the seventh aspect is incorporated, and it is possible to provide a highly convenient device capable of clearly reproducing the image display on the device.
[0017]
According to the ninth aspect of the present invention, the device is a mobile phone, and a small mobile phone excellent in image recognition can be provided.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a perspective view showing the arrangement of a light guide and a light source in the illumination device of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing the relative arrangement relationship thereof, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along line AA in FIG. 1 is a light guide, 2 is a main light emitting part of the light guide, 3 is a sub-light emitting part integrally connected to the main
[0019]
The light guide and the light source are combined with a light control member 29 and a
[0020]
Now, when the
[0021]
Further, the light that has passed through the
[0022]
As described above, since the luminance of the emitted light of the X portion located far from the light source arrangement portion of the
[0023]
FIG. 4 is a perspective view partially showing only the part different from the first embodiment of the lighting device according to the second embodiment of the present invention, and this embodiment can be fitted into the
[0024]
FIG. 6 is a perspective view of a light guide body in which only a portion different from the previous embodiment is shown in the third embodiment of the illumination device of the present invention. In this embodiment, the
[0025]
7 and 8 are not the light incident portions of the arc-shaped depressions shown in the embodiment of FIG. 6, but the depressions are made into light incident portions of
[0026]
As shown in FIG. 10, the light guide and the light source are arranged as a light reflector, a light control member, etc. to complete the lighting device, and a liquid crystal display element is placed on the upper surface of the light control member. By doing so, a liquid crystal display device can be configured, and a liquid crystal display device capable of recognizing a clear image under illumination with sufficient luminance can be provided. Further, a cellular phone, an information terminal, etc. incorporating this liquid crystal display device can be provided. This makes it possible to improve the visibility of the reproduced image and information of the device, and to facilitate the operation of the device by the emitted light from the sub-light emitting portion, thereby simplifying the operation.
[0027]
Furthermore, in the above-described embodiment, the light reflection groove penetrates the light guide, but may be provided in a range from the upper surface to the lower surface of the light guide.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, the illuminating device of the present invention has a light reflection groove for reflecting at least a part of the light incident on the sub-light emitting part in the direction of the main light emitting part. Since it is provided, it is possible to increase the luminance of the emitted light from the light emitting portion at a distant position away from the light source of the main light emitting portion. Further, when a light reflecting member that fits into the light reflecting groove is provided, the luminance of the emitted light of the light emitting portion located farther from the light source of the main light emitting portion can be further increased.
[0029]
Furthermore, since the light incident part that can remove the shadow generated between the light sources and the light source end side without reducing the luminance of the main light emitting part is provided on the side part of the light guide facing the light source. By using the illumination device, the reproduced image on the liquid crystal display device can be clearly recognized without any shadow and with sufficient luminance. Naturally, a device incorporating this liquid crystal display device, such as a mobile phone or an information terminal, can be made more convenient.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an arrangement of a light guide and a light source in the lighting device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a relative arrangement relationship between the light guide and the light source according to FIG. FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along line AA of the perspective view of FIG. 1. FIG. 4 is a partial perspective view of a light guide in an illumination device according to a second embodiment of the present invention. Fig. 6 is an enlarged perspective view of a light reflecting member of an embodiment according to Fig. 4. Fig. 6 is a partial perspective view of a light guide in an illuminating device according to a third embodiment of the invention. Fig. 7 is a fourth embodiment of the invention. FIG. 8 is a plan view partially showing a light guide in a lighting device. FIG. 8 is a plan view partially showing a light guide in a lighting device according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 10 is a schematic perspective view showing the arrangement of light guides and light sources in the device. FIG. 10 is a schematic view of an illumination device and a liquid crystal display device using the illumination device.
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