JPH10319396A - 面発光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 携帯機器の液晶パネル面に白色光を均一に照
射して表示のコントラストを向上させる。 【解決手段】 青色光を出射する青色光源１は、棒板状
に形成された第１導光板２の短辺側に設けられる。青色
光源１からの青色光は、第１導光板２の光導入面２ａに
入射され、長辺側の光出射面２ｂより出射される。色変
換部材３は、第１導光板２の光出射面２ｂ側に設けら
れ、第１導光板２からの青色光を白色光に変換して出射
する。矩形板状の第２導光板４は、色変換部材３の光出
射面側に設けられ、色変換部材３からの白色光を受けて
矩形の光出射面４ｂが面発光して液晶パネル面を均一に
照射する。導光板２，４の各々の光入射面２ａ，４ａと
光出射面２ｂ，４ｂを除く部位には、これらの面を覆う
ように反射部材５が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば携帯電話
機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants ），ハンド
ヘルドＧＰＳ（Global Positioning System ）等の携帯
機器の反射型カラー液晶パネル照明用の光源として用い
られる面発光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば携帯電話機、ＰＤＡ，ハンドヘル
ドＧＰＳ等の携帯機器は、表示部である液晶パネル面を
裏面側から照射する面発光装置を装備しているのが一般
的である。

【０００３】ところで、携帯機器に用いられる反射型液
晶パネルとしては、多種多様の情報を表示するため、従
来のモノクロタイプからカラー化が進んでおり、これに
対して、従来の面発光装置は、黄緑色の光を出射するも
のが主流をなしていた。

【０００４】そして、黄緑色の光を出射する面発光装置
をカラー液晶パネルの光源として用いた場合には、暗所
での表示のコントラストが充分でなく、表示が見ずらい
ことがあった。そこで、近年では、暗所における表示の
視認性を向上させて充分なコントラストを得るべく、白
色光を出射する面発光装置が液晶パネルの光源として用
いられている。

【０００５】図１０は白色光を出射する従来の面発光装
置の一例を示す平面図、図１１は図１０の一部を省略し
た断面図である。

【０００６】この面発光装置は、青色光源２１、導光板
２２、反射フィルム２３、波長変換フィルム２４を備え
て構成される。

【０００７】青色光源２１は、例えば白色の反射ケース
２５内に複数個の青色発光ダイオード（以下、青色ＬＥ
Ｄという）２６が並設されている。この青色光源２１
は、長方形状の板材からなる導光板２２の側面（図１０
の例では短辺側の側面）に配設される。そして、各青色
ＬＥＤ２６から出射された青色光は、導光板２２の側面
２２ａに入射される。

【０００８】導光板２２は、矩形板状に形成され、側面
より入射される各青色ＬＥＤ２６からの青色光を、光出
射面２２ｂである上面より出射している。

【０００９】反射フィルム２３は、導光板２２の光出射
面２２ｂと対面する下面に配設され、導光板２２の下面
側に透過する青色光を導光板２２の光出射面２２ｂ側に
反射させている。

【００１０】波長変換フィルム２４は、導光板２２の光
出射面２２ｂ上に敷設されており、導光板２２から出射
される青色光を白色光に変換している。そして、この変
換された白色光は、不図示の液晶パネル面に照射され
る。なお、図示はしないが、導光板２２の光導入面を除
く他の側面が反射部材で覆われており、入射された青色
光を導光板２２の光出射面２２ｂ側に反射させている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
従来の面発光装置では、光出射面２２ｂである導光板２
２の上面に波長変換フィルム２４が敷設され、図１０に
示すように、導光板２２の光導入面である側面２２ａに
沿って複数の青色ＬＥＤ２６が配置され、各青色ＬＥＤ
２６からの青色光が導光板２２の側面２２ａに入射され
る。

【００１２】したがって、導光板２２の全域にわたって
光を入射させるためには、高価な青色ＬＥＤ２６を複数
必要としていた。そして、複数の青色ＬＥＤ２６を備え
た構成なので、各青色ＬＥＤ２６間の輝度が各青色ＬＥ
Ｄ２６の光軸上の輝度に比べて低くなり、導光板２２の
出射面より出射される光に発光ムラが生じる。このた
め、液晶パネル面に対して均一に光を照射することがで
きなかった。

【００１３】そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてな
されたものであり、携帯機器の液晶パネル面に白色光を
均一に照射して表示のコントラストを向上させることが
できる面発光装置を提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、携帯機器の液晶パネル面１８ａ
を照射する面発光装置において、青色光を出射する青色
光源１と、棒板状に形成され、短辺側の光導入面２ａに
前記青色光源からの青色光が入射され、この入射された
青色光を長辺側の光出射面２ｂより出射する第１導光板
２と、前記第１導光板の光出射面側に設けられ、該第１
導光板からの青色光を白色光に変換して出射する色変換
部材３と、矩形板状に形成されて前記色変換部材の光出
射面側に設けられ、該色変換部材からの白色光を受けて
矩形の光出射面４ｂが面発光して前記液晶パネル面を照
射する第２導光板４と、前記第１導光板及び第２導光板
の各々の光入射面と光出射面を除く部位を覆うように設
けられた反射部材５とを備えたことを特徴とする。

【００１５】請求項２の発明は、請求項１の面発光装置
において、前記第２導光板４の光出射面４ｂ上には、該
光出射面から出射される光を拡散する拡散部材６が設け
られ、該拡散部材で拡散された白色光を前記液晶パネル
面１８ａに照射することを特徴とする。

【００１６】本発明の面発光装置では、青色光源１から
の青色光は、棒板状の第１導光板２の短辺側の光導入面
２ａに入射され、長辺側の光出射面２ｂから出射され
る。第１導光板２から出射された青色光は、色変換部材
３に入射される。色変換部材３では、入射された青色光
を白色光に変換して第２導光板４の光入射面４ａに入射
する。第２導光板４では、光入射面４ａから白色光が入
射されると、矩形の光出射面４ｂが面発光して液晶パネ
ル面１８ａを均一に照射する。

【００１７】また、第２導光板４の光出射面４ｂ上に拡
散部材６を設けた構成では、第２導光板４の光出射面４
ｂが面発光して出射される光を拡散し、この拡散された
白色光を液晶パネル面１８ａに照射する。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明による面発光装置の
一実施の形態を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線拡大
断面図、図３は図１の一部を省略したＢ−Ｂ線拡大断面
図、図４は図１の面発光装置の青色光源の一構成例を示
す図である。

【００１９】面発光装置は、青色光源１、棒板状の第１
導光板２、色変換部材３、矩形板状の第２導光板４、反
射部材５、拡散部材６を備えて構成される。

【００２０】図２及び図４に示すように、青色光源１
は、外殻をなす矩形状の反射ケース７と、反射ケース７
内の電極板８上に設けられた一個の青色発光ダイオード
（以下、青色ＬＥＤという）９と、電極板８より導出さ
れて青色ＬＥＤ９を発光駆動させるための駆動電圧が印
加される外部リード１０とを備えて構成される。

【００２１】反射ケース７は、例えば白色でガラス成分
を含有する反射率の高いＰＢＴ樹脂等によって形成され
ている。反射ケース７の方形の前面側には、電極板８が
表出するように凹部１１が形成されている。

【００２２】図２に示すように、凹部１１の側内壁面１
１ａは、内底面１１ｂから外方に向けて所定角度傾斜し
ている。これにより、発光された光が平均的に拡散され
る。凹部１１内には、青色ＬＥＤ９を被覆するようにラ
イトガイド部１２が形成されている。ライトガイド部１
２は、例えばエポシキ樹脂等の透明または半透明のモー
ルド材によって形成され、前面に発光面１２ａを形成し
ている。これにより、青色ＬＥＤ９から発光された青色
光がライトガイド部１２を透過して発光面１２ａから出
射される。

【００２３】図４に示すように、電極板８としての端子
面の一方の面には、青色ＬＥＤ９が接着剤１３により固
着されている。青色ＬＥＤ９の各頭部電極面９ａは、各
々の電極板８としての端子面との間に金属細線１４が張
られて電気的接続がなされる。

【００２４】外部リード１０は、各々の電極板８として
の端子面から反射ケース７の底面より導出されて不図示
の電源に接続されている。そして、外部リード１０に駆
動電圧が印加されると、青色ＬＥＤ９が発光駆動され、
発光面１２ａから青色光が出射される。なお、外部リー
ド１０は、携帯機器に面実装する場合には、図２に示す
ように、反射部材５と面一となるように９０°折曲され
る。

【００２５】このように構成される青色光源１は、発光
面１２ａが第１導光板２の短辺側の側面に密着した状態
で、側方に延出した取付片１５を第２導光板４の側面に
固定して取り付けられる。この取付片１５の固定は、接
着剤を用いる他、取付穴１５ａを介して熱圧着、ネジ等
の固定手段を用いて行われる。

【００２６】第１導光板２は、例えばメタクリル樹脂、
ポリカーボネイト樹脂等の透明材料により所定厚さの棒
板状に形成されている。第１導光板２は、青色光源１の
発光面１２ａが位置する短辺側の側面を光導入面２ａと
し、長辺側の一側面を光出射面２ｂとしている。第１導
光板２の光出射面２ｂと対向する長辺側の他側面には、
光出射面２ｂから均一な光を出射させるための処理が施
されている。具体的には、エッチング、サンドブラス
ト、放電加工等の処理により表面を粗面化するか、白色
印刷を施して図５に示すような光拡散面２ｃを形成す
る。この光拡散面２ｃは、青色光源１に近い位置から遠
くなるにしたがって面積又は密度を変化させ、青色光源
１に近い位置での光散乱が小さく、遠くなるにしたがっ
て光散乱が大きくなるような分布で形成される。

【００２７】色変換部材３は、第１導光板２の光出射面
２ｂ側に配設される。色変換部材３は、透明なプラスチ
ック（例えば、メタクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂
等）に対し、蛍光染料等の蛍光体及び光拡散材を適量、
混入させてシート状に形成される。

【００２８】蛍光体としては、青色を吸収、励起して黄
色の蛍光を発散、発光するものが選択される。そして、
蛍光体の混合比率をある値に決定し、色変換部材３の中
で透過された青色光と蛍光体により変換された黄色の蛍
光とを光拡散材により混色させることで、第１導光板２
の光出射面２ｂから入射される青色光を白色光にする。
こうして得られる白色光は、第２導光板４に入射され
る。

【００２９】この実施の形態では、青色光源１としてド
ミナント波長λｄ＝４７０ｎｍの青色光を発光する青色
ＬＥＤが用いられ、色変換部材３としてドミナント波長
λｄ＝５７５ｎｍの蛍光が混色されたものが用いられ
る。その場合の励起光の青色と混色光の白色の色度を図
７に示す。また、それぞれの発光スペクトルを図８及び
図９に示す。なお、図８の相対発光強度と図９の相対発
光強度とは、個々の図における相対的な強度であって、
異なる強度である。

【００３０】第２導光板４は、例えばメタクリル樹脂、
ポリカーボネイト樹脂等の透明材料により、第１導光板
２と同一厚さの矩形板状（図１では長方形）に形成され
る。第２導光板４は、色変換部材３を介して対面する長
辺側の一側面を光導入面４ａとし、光導入面４ａと直交
する前面を光出射面４ｂとしている。

【００３１】第２導光板４の光出射面４ｂと対向する下
面には、光出射面４ｂから均一な光を出射させるための
処理が施されている。具体的には、エッチング、サンド
ブラスト、放電加工等の処理により表面を粗面化する
か、白色印刷を施して図６に示すような光拡散面４ｃを
形成する。この光拡散面４ｃは、光導入面４ａに近い位
置から遠くなるにしたがって面積又は密度を変化させ、
光導入面４ａに近い位置での光散乱が小さく、遠くなる
にしたがって光散乱が大きくなるような分布で形成され
る。

【００３２】反射部材５は、例えば光反射率の良いフィ
ルムや成形品からなる白色のケース等で構成される。こ
の反射部材５は、各導光板２，４の光導入面２ａ，４
ａ、光出射面２ｂ，４ｂ以外の面を覆うように配設され
る。

【００３３】拡散部材６は、例えばポリエステル等の材
料によってフィルム状に形成され、第２導光板４の光出
射面４ｂ上に敷設される。この拡散部材６は、その表面
が長方形状の発光面６ａを形成しており、第２導光板４
から導かれる白色光を均一に拡散させて明るさの向上を
図り、発光面６ａより一定輝度状態で外部に照射してい
る。

【００３４】上記のように構成された面発光装置は、拡
散部材６の発光面６ａ上に発光対象である液晶パネル１
８が位置して携帯機器に組み込まれる。そして、例えば
夜間等の暗所において面発光装置が駆動されると、青色
光源１における青色ＬＥＤ９が発光する。この発光によ
る青色光は、第１導光板２の光導入面２ａに入射され
る。第１導光板２に入射された青色光は、光出射面２ｂ
を介して色変換部材３に入射される。色変換部材３で
は、入射される青色光を白色光に変換する。この変換さ
れた白色光は、第２導光板４の光導入面４ａに入射され
る。第２導光板４に入射された白色光は、光出射面４ｂ
を介して拡散部材６に入射される。拡散部材６では、第
２導光板４から入射された白色光を均一に拡散させる。
そして、拡散部材６の長方形状の発光面６ａが白色光に
より面発光し、発光対象である液晶パネル１８の液晶パ
ネル面１８ａを裏面側から照射する。

【００３５】したがって、上記実施の形態によれば、発
光対象である携帯電話機や携帯機器の液晶パネル１８の
下面には、従来のような橙色の波長変換フィルムではな
く、拡散部材６を介して第２導光板４が配設され、第２
導光板４の下面には反射部材５が敷設されているので、
従来よりも非発光時の反射率が良くなり、液晶パネル１
８の表示のコントラストを向上させることができる。

【００３６】また、導光板は、色変換部材３を境にして
第１導光板２と第２導光板４の２つに分けられ、青色Ｌ
ＥＤ９の出射光を第１導光板２及び色変換部材３を介し
て均一性のある白色光へ変換し、その上で白色光を第２
導光板４に入射させているので、従来よりも少ない数の
ＬＥＤで均一な発光が得られる面発光装置を構成するこ
とができる。

【００３７】ところで、上記実施の形態では、第２導光
板４の光出射面４ｂ上に拡散部材６を敷設した構成につ
いて説明したが、この拡散部材６を除去して第２導光板
４の光出射面４ｂ上に発光対象である液晶パネル１８が
位置するように構成してもよい。

【００３８】また、上記実施の形態では、第２導光板４
の光出射面４ｂを長方形状としたが、正方形やその他の
形状としてもよい。その際、少なくとも光が入射される
一側面、すなわち、色変換部材３に面する光導入面４ａ
が平滑な面で形成される。そして、第２導光板４の光出
射面４ｂが液晶パネル面１８ａを照射する発光面とな
る。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、青色ＬＥＤから出射される青色光を、第１導光
板及び色変換部材を介して均一性のある白色光に変換
し、既に白色に変換された光が第２導光板に入射して面
発光する。そして、発光対象である携帯機器の液晶パネ
ルの下面には、従来のような橙色の波長変換フィルムで
はなく、拡散部材を介して第２導光板が配設され、第２
導光板の下面には反射部材が敷設されているので、従来
よりも非発光時の反射率が良くなり、液晶パネルの表示
のコントラストを向上させることができる。しかも、従
来に比べてＬＥＤの数を減少でき、コストを低減して均
一な発光が得られる面発光装置を構成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による面発光装置の一実施の形態を示す
平面図

【図２】図１のＡ−Ａ線拡大断面図

【図３】図１の一部を省略したＢ−Ｂ線拡大断面図

【図４】本発明による面発光装置の青色光源の一構成例
を示す図

【図５】本発明による面発光装置の第１導光板の部分拡
大図

【図６】本発明による面発光装置の第２導光板の部分拡
大図

【図７】本発明の面発光装置における青色光源の出射光
の色度と色変換部材の出射光の色度を示す色度図

【図８】本発明の面発光装置における青色光源の出射光
の発光スペクトルを示す図

【図９】本発明の面発光装置における色変換部材の出射
光の発光スペクトルを示す図

【図１０】従来の面発光装置の一例を示す図

【図１１】図１０の一部を省略した断面図

【符号の説明】

１…青色光源、２…第１導光板、３…色変換部材、４…
第２導光板、５…反射部材、６…拡散部材、９…青色Ｌ
ＥＤ、１８…液晶パネル、１８ａ…液晶パネル面。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 携帯機器の液晶パネル面（１８ａ）を照
   射する面発光装置において、 青色光を出射する青色光源（１）と、 棒板状に形成され、短辺側の光導入面（２ａ）に前記青
   色光源からの青色光が入射され、この入射された青色光
   を長辺側の光出射面（２ｂ）より出射する第１導光板
   （２）と、 前記第１導光板の光出射面側に設けられ、該第１導光板
   からの青色光を白色光に変換して出射する色変換部材
   （３）と、 矩形板状に形成されて前記色変換部材の光出射面側に設
   けられ、該色変換部材からの白色光を受けて矩形の光出
   射面（４ｂ）が面発光して前記液晶パネル面を照射する
   第２導光板（４）と、 前記第１導光板及び第２導光板の各々の光入射面と光出
   射面を除く部位を覆うように設けられた反射部材（５）
   とを備えたことを特徴とする面発光装置。
2. 【請求項２】 前記第２導光板（４）の光出射面（４
   ｂ）上には、該光出射面から出射される光を拡散する拡
   散部材（６）が設けられ、該拡散部材で拡散された白色
   光を前記液晶パネル面（１８ａ）に照射する請求項１記
   載の面発光装置。