TWI436111B - 光連接組件以及顯示裝置 - Google Patents

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Description

光連接組件以及顯示裝置
本發明是有關於一種連接兩個照明區域的光連接組件(Optic connecting component)以及使用此光連接組件的顯示裝置(Display device)。
先前，在行動電話裝置、攜帶式資訊終端(個人數位助理(Personal Digital Assistant,PDA))、以及筆記型個人電腦等資訊處理裝置中，當然有對顯示圖像及文字的液晶顯示部進行照明的光源，而對按鍵(key)操作部進行照明的光源亦得到廣泛應用。
例如，在行動電話裝置中，如下述專利文獻1、2所記載，分別使用專用的光源來對液晶顯示部與按鍵操作部進行照明。上述行動電話裝置形成為如下的構成：藉由使用了導光板的背光模組來對液晶顯示部進行照明，並藉由安裝在基板上的發光二極體(Light emitting diode,LED)等來對按鍵操作部進行照明。
專利文獻1：日本專利特開2004－295187號公報
專利文獻2：日本專利特表2004－508599號公報
然而，在上述專利文獻1所記載的附帶照明功能的行動電話裝置中，由於分別將專用的光源用於液晶顯示部與按鍵操作部中，故而存在電力消耗量增加，電池的電力消耗加快的憂慮。另外，通常在按鍵操作部中設置著多個按鍵，故而對應於各按鍵來設置光源將會妨礙削減成本。
本發明是鑒於上述現狀研究而成的，本發明的目的在於提供一種可以抑制附帶照明功能的資訊處理裝置的電力消耗，且可以削減成本的光連接組件以及顯示裝置。
為了解決上述問題，本發明的光連接組件的特徵在於：此光連接組件位於具備光源及導光板的第1照明區域、與第2照明區域之間，將自上述導光板的端面射出的光引導至上述第2照明區域。由於光連接組件將第1照明區域的光源的光經由導光板而引導至第2照明區域，故而在第2照明區域內無需固有的光源。
對於上述光連接組件而言，較好的是，與對第2照明區域進行照明的顏色相對應的波長區域的光的透射率大於等於85%。尤其當對第2照明區域照射白色光時，上述光連接組件較好的是相對於波長為420 nm至780 nm的光的透射率大於等於85%的透明材料。因此，若光的波長為420 nm至780 nm，則在第2照明區域中，可使用以大於等於85%的透射率自第1照明區域的光源透射來的光。
另外，對於上述光連接組件而言，較好的是，於曲率半徑為2 mm的360∘彎曲試驗中，損耗的增加量小於等於1 dB。即，即便在曲率半徑為2 mm的360∘彎曲狀態這種嚴酷的使用條件下，上述光連接組件仍可以將損耗抑制於最低限度。
另外，對於上述光連接組件而言，較好的是，在實施10萬次曲率半徑為5 mm的重複彎折試驗之後，插入損耗 的增加量小於等於1 dB。按照每天重複100次曲率半徑為5 mm的彎折，然後進行3年上述彎折來計算，則彎折次數為10萬次。即便於此使用條件下，插入損耗的增加量仍小於等於1 dB。
另外，對於上述光連接組件而言，較好的是，在實施10萬次曲率半徑為2 mm的重複彎折試驗之後，不會在芯部產生機械性斷裂(龜裂)。可以在放大鏡下、顯微鏡下、或藉由目視觀察來確認上述機械性斷裂。
另外，對於上述光連接組件而言，較好的是，在薄膜拉伸試驗中的彈性模數為0.05 GPa~6 GPa。
另外，上述光連接組件較好的是具有芯部、以及折射率小於此芯部的披覆(clad)部。因此，光在高折射率的芯部內行進。
另外，較好的是，上述光連接組件的芯部與披覆部的相對折射率差為1%~50%。此包含僅由芯部來構成光連接組件，且披覆部為空氣的情形。
另外，較好的是，上述光連接組件的與上述第1照明區域的導光板相對向的端面的厚度為0.01 mm~2 mm。
並且，上述光連接組件可以於上述披覆部的外側具有支持膜。
而且，上述光連接組件可以使用具有芯部與披覆部的可撓性光波導(Flexible optical waveguide)。
另外，上述光連接組件可以使用並列地配置玻璃纖維(glass fiber)、塑膠纖維(plastic fiber)或樹脂管而形成 的光連接組件。
另外，上述光連接組件可以使用將玻璃纖維、塑膠纖維或樹脂管埋入至樹脂中而形成的光連接組件。
為了解決上述問題，本發明的顯示裝置具備上述任一段落中所記載的光連接組件、以及第1照明區域及第2照明區域，並且，上述第1照明區域具備光源以及導光板，上述光連接組件將自上述導光板的端面射出的光引導至上述第2照明區域。由於顯示裝置的光連接組件經由導光板而將第1照明區域的光源的光引導至第2照明區域，故而對於顯示裝置而言，在第2照明區域內無需固有的光源。
於上述顯示裝置中，可以使用包含樹脂的接著劑來連接上述第1照明區域與上述光連接組件、及上述光連接組件與上述第2照明區域。
另外，可以使用膜狀黏著片、或黏著性膠帶來連接上述第1照明區域與上述光連接組件、及上述光連接組件與上述第2照明區域。
另外，可以使用膜狀黏著片、或黏著性膠帶來連接上述第1照明區域與上述光連接組件、及上述光連接組件與上述第2照明區域，並可以進一步使用包含樹脂的接著劑來進行連接。
另外，上述顯示裝置中，上述光連接組件具有芯部與披覆部，亦可利用以覆蓋於上述光連接組件的芯部上下的方式而形成的披覆層，來積層地連接上述第1照明區域與上述光連接組件、及上述光連接組件與上述第2照明區域。
另外，亦可以使用連接組件，來機械性地嵌合上述第1照明區域與上述光連接組件、及上述光連接組件與上述第2照明區域。
另外，上述第2照明區域具有導光板，可以使用具有柔軟性的相同樹脂材料來一體地形成上述第1照明區域的導光板、上述光連接組件、以及上述第2照明區域的導光板。
另外，較好的是將上述第1照明區域設置於蓋體部，將上述第2照明區域設置於本體部，將上述光連接組件設置於鉸鏈(hinge)部，此鉸鏈部以可以使上述蓋體部與上述本體部轉動的方式來連接上述蓋體部與上述本體部。此處，所謂「以可轉動的方式來進行連接」，是指在可以進行摺疊、或能夠以某一點為基點而進行扭轉旋轉的狀態下，連接上述蓋體部與上述本體部。只要可以進行摺疊動作與扭轉動作中的至少一個動作，便可以稱為可以轉動。
另外，較好的是，將上述第1照明區域設置於蓋體部，將上述第2照明區域設置於本體部，將上述光連接組件設置於上述蓋體部與上述本體部的滑動構造中的可動部。
本發明的顯示裝置例如可以列舉：摺疊式行動電話、雙畫面行動電話等行動電話裝置，個人電腦，雙畫面便攜式遊戲機，附帶手寫輸入畫面的電子字典等。
即，顯示裝置可謂是附帶照明功能的資訊處理裝置，包括：上述第1照明區域，包括具有光源與導光板的面光源部、以及由此面光源部照明的液晶顯示部，使來自上述 光源的光反射或透射後，上述光自與液晶顯示部相對向的第1出射面射出，以對上述液晶顯示部進行照明，並且，使光自與上述光連接組件相對向的第2端面射出；上述光連接組件，位於上述第1照明區域與上述第2照明區域之間，將上述兩者可撓性地連接，將自上述第1照明區域的第2出射面射出的上述光引導至上述第2照明區域；以及具有按鍵操作部的第2照明區域，經由上述連接組件而以可開閉的方式與上述第1照明區域相連接；並且，上述顯示裝置根據上述按鍵操作部的操作來在上述液晶顯示部中顯示圖像資訊及文字資訊。
並且，上述光連接組件較好的是由樹脂材料所形成。樹脂材料較好的是例如包含苯氧樹脂、環氧樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、聚芳酯、聚醚醯胺、聚醚醯亞胺、聚醚碸等、或者這些的衍生物中的至少任一種。
這些材料中，就高耐熱性的觀點而言，較好的是在主鏈上具有芳香環的材料，尤其好的是苯氧樹脂。另外，就可以三維交聯而提高耐熱性的觀點而言，較好的是環氧樹脂，尤其好的是在室溫(25℃)下為固體的環氧樹脂。就透明性的觀點而言，較好的是苯氧樹脂、以及(甲基)丙烯酸樹脂。而且，此處，所謂(甲基)丙烯酸樹脂，是指丙烯酸樹脂以及甲基丙烯酸樹脂。
就柔軟性、強韌性、透明性的觀點而言，可以列舉：聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate、PET)、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯；聚乙烯、 聚丙烯等聚烯烴；ARTON(JSR股份有限公司的註冊商標)等脂環聚烯烴；聚碳酸酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚醚硫醚、聚醚碸(polyether sulfone)、聚芳酯、液晶聚合物、聚碸(polysulphone)、聚矽氧樹脂(silicone resin)等。
另外，上述光連接組件可以是包含(A)黏合劑聚合物(binder polymer)、(B)光聚合性化合物、以及(C)光聚合起始劑中的至少任一種的樹脂組成物。
較好的是，上述光連接組件由如下的樹脂材料、樹脂組成物所形成，在此樹脂材料、樹脂組成物中，與對第2照明區域進行照明的顏色相對應的波長區域的光的透射率大於等於85%。尤其當對第2照明區域照射白色光時，較好的是相對於波長為420 nm至780 nm的光的透射率大於等於85%的透明材料。
並且，上述光連接組件可以含有至少任一種抗氧化劑、抗黃變劑、紫外線吸收劑、可見光吸收劑、著色劑、塑化劑、穩定劑以及填充劑等添加劑。
可以於上述光連接組件中添加透射光譜控制劑，例如添加顏料或螢光體等，用以配合對第2照明區域進行照明的顏色來控制透射光譜。
另外，本發明的光連接組件不僅可以將自第1照明區域的導光板的端面射出的光作為照明用的光，而引導至按鍵操作部等第2照明區域，而且可以具有傳輸光或電的數位信號及類比信號等的功能，或使電源線及接地線(ground wire)一體化。
例如，可以在具有使照明用的光通過的功能的光連接組件的表面，形成傳輸電信號的信號線或電源線及接地線等電氣配線，上述電氣配線的製造方法例如可以列舉：用接著劑來將可撓性印刷配線板貼合於照明用的光連接組件表面的方法；將電氣配線直接布置於照明用的光連接組件表面的方法；於可撓性印刷配線板上依序積層下部披覆層、芯層，並於形成芯圖案之後，形成上部披覆層，藉此，以增層法(build up method)來在可撓性印刷配線板上形成作為照明用的光連接組件的光波導的方法；以及在附有金屬箔的薄膜上形成光波導等照明用的光連接組件之後，使金屬圖案化而形成電氣配線的方法等。
另外，可以於照明用的光連接組件中形成用於傳輸光信號的區域，使得照明用的光連接組件可以在引導照明用的光的同時，利用光來傳輸數位信號及類比信號，例如，亦可以在照明用的光連接組件的表面形成可撓性光波導，或在照明用的光連接組件的內部，並列地形成對照明用的光進行引導的區域、以及用於傳輸信號的光配線。另外，亦可以在照明用的光連接組件中形成傳輸電信號的傳輸路徑、以及傳輸光信號的傳輸路徑這兩種路徑。
使用圖1(a)來說明一個示例。圖1(a)是在具有使照明用的光通過的功能的光連接組件100的表面形成著電氣配線的剖面圖，此電氣配線是指用於傳輸電信號的信號線、電源線或接地線等。用於傳輸照明用的光的部分具有 光波導101的構造，此光波導101由供光通過的芯部101a、以及覆蓋此芯部101a的披覆部101b所構成。圖1(a)中，電氣配線部的構造如下：使用接著劑103，來將可撓性印刷配線板102貼合於供照明用的光通過的光波導101的表面。
圖1(b)表示在具有使照明用的光通過的功能的光連接組件100的表面貼合用以傳輸光信號的光波導104而成的構造。用以傳輸光信號的光波導104由供光通過的芯部104a、以及覆蓋此芯部104a的披覆部104b所構成。
圖1(c)表示在具有使照明用的光通過的功能的光連接組件100的表面貼合光電複合基板而成的構造，此光電複合基板具備用以傳輸光信號的光波導104、以及像具有用以傳輸電信號的信號線或電源線、接地線的可撓性印刷配線板這樣的電氣配線102這兩者。
可以不使用接著劑來在照明用的光連接組件的表面貼合光波導，而是在照明用的光連接組件的表面依序積層下部披覆層、芯層，並於形成芯圖案之後，形成上部披覆層，藉此，以增層法來在照明用的光連接組件上形成用於傳輸光信號的光波導，且使用接著劑來將可撓性印刷配線板貼合於上述光波導。另外，亦可以藉由增層法來在附有金屬箔的薄膜上依序形成用於傳輸光的光波導及用於照明的光波導之後，使金屬圖案化，從而形成電氣配線。
圖1(d)的一個示例表示，在照明用的光連接組件100的內部並列地形成引導照明用的光的區域及信號傳輸用的 光配線，並於此照明用的光連接組件100上貼合可撓性印刷配線板102，其中共用披覆部101b，將用於傳輸光信號的光波導芯部101c形成為與照明用光波導芯部101a並列的形態。
此處，照明用的光連接用芯部101a的寬度與用於傳輸光信號的芯部101c的寬度既可以相同，亦可以不同，而且兩者的高度亦既可以相同，亦可以不同。較好的是配合各自的功能來改變芯部的尺寸。
使用了本發明的光連接組件的顯示裝置，可以抑制電力消耗，並可以削減成本。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
以下，參照圖式來說明本發明的最佳實施形態。
圖2是應用了本發明的行動電話裝置1的外觀立體圖。此行動電話裝置1為摺疊型的行動電話裝置，具備：本體部4，於表面3上具有第2照明區域即按鍵操作部2；以及蓋體部6，以可相對於上述本體部4開閉的方式，經由鉸鏈部5而連接於上述本體部4。即，本體部4與蓋體部6經由鉸鏈部5而相互連結成可以旋轉的狀態。可旋轉角度可以為0∘~180∘的範圍，亦可以為0∘~360∘的範圍。於作為與上述按鍵操作部2相向的面的蓋體部6的表面7上，具備第1照明區域即顯示部8。顯示部8根據對本體 部4的按鍵操作部2進行的操作來顯示圖像資訊及文字資訊。例如，可以顯示電話號碼，或預先顯示取得的圖像。
於本體部4的表面3上形成著由多個鍵鈕(key button)構成的按鍵操作部2、以及麥克風9(microphone)。另外，於本體部4的內部，內置有電子可抹除可程式化唯讀記憶體(Electrically－Erasable Programmable Read－Only Memory,EEPROM)等記憶體，中央處理單元(Central Processing Unit,CPU)等控制部，以及具備無線功能、通信功能等的信號處理部。尤其是，本體部4的特徵在於具備：按鍵操作部側的導光板，此導光板引導自蓋體部6的下述面光源部射出的光，以對按鍵操作部2進行照明。此按鍵操作部側的導光板可為聚矽氧樹脂片(Silicone resin sheet)等單純的光反射組件。
在蓋體部6的表面7側，除了具備顯示部8以外，還具備揚聲器10(speaker)。顯示部8由面光源部以及由此面光源部照明的液晶顯示部所構成。液晶顯示部在蓋體部的內部具有面光源部。面光源部包括：如白色LED等光源以及顯示部側的導光板，當來自光源的光射入至此顯示部側的導光板時，此顯示部側的導光板反射此入射光或使此入射光透射，從而對液晶顯示部進行照明。以下，就面光源部及液晶顯示部進行詳細說明。
另外，在本體部4與蓋體部6之間設置著作為光連接組件的可撓性光波導(Flexible optical waveguide)，此可撓性光波導可撓性地連接顯示部側的導光板與按鍵操作部側 的導光板，以將自光源射出的光引導至上述按鍵操作部側的導光板。可撓性光波導的一部分於鉸鏈部5中通過，此鉸鏈部5以可使本體部4與蓋體部6轉動的方式來連結此本體部4與蓋體部6。
圖3是第1照明區域即顯示部8的側視圖。第1照明區域具有光源與導光板，例如，如上所述，顯示部8包括具有光源與導光板的面光源部11、以及由此面光源部11照明的液晶顯示部12。面光源部11具有白色LED13、顯示部側的導光板14、反射板15以及聚光片16，上述白色LED13射出例如波長為420 nm~750 nm的光，來自上述白色LED13的白色光自端面部14a射入顯示部側的導光板14。這些顯示部側的導光板14、反射板15以及聚光片16經積層而構成面光源部11。可以在導光板14與聚光片16之間設置擴散膜。並且，可以將兩片聚光片16重疊使用，而非使用一片聚光片16。列舉了白色LED作為光源13的一例，此光源13亦可以是射出波長為380 nm~780 nm的可見光的光源。
顯示部側的導光板14包括：使來自光源的光射入的端面部即入射面14a；反射自此入射面14a射入的入射光或使此入射光透射的反射面14b；使自入射面14a射入的光朝液晶顯示部12側射出的第1出射面14c；以及使上述入射光射出至光連接組件17的第2出射面14d。第2出射面14d設置於入射面14a的對向側。
反射板15配置於顯示部側的導光板14的反射面14b 側，且對透射過此反射面14b的光進行反射，以使此光返回至顯示部側的導光板。藉由蒸鍍法或濺鍍(sputtering)法等來在塑膠薄膜等的表面上形成銀或鋁等光澤金屬的薄膜，從而獲得上述反射板15。
聚光片16是具有微稜鏡(microprism)、微透鏡(microlens)、繞射光柵、全息圖(hologram)等的薄膜，且具有使自顯示部側的導光板14射出的光聚集至液晶單元19的方向的功能。
液晶顯示部12由偏光板18與液晶單元19構成，此偏光板18上入射有經過聚光片16的光，此液晶單元19上入射有經過上述偏光板18的光。在兩片透明基板之間封入液晶而構成液晶單元19。亦可以在聚光片16與偏光板18之間設置擴散膜。
圖4是顯示部側的導光板14的平面圖。顯示部側的導光板14大致呈板狀，且具備大致呈矩形的第1出射面14c、以及與此出射面14c相對向的反射面14b。另外，上述顯示部側的導光板14亦具有與入射面14a相對向的第2出射面14d。可以利用具有固定折射率的透明材料，來作為形成上述顯示部側的導光板14的材料，例如，可以列舉聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate)、聚烯烴(Polyolefine)、或聚碳酸酯(Polycarbonate)等。而且，形成上述顯示部側的導光板14的材料並不限定於這些已例示的材料，亦可以使用熱塑性樹脂、熱硬化樹脂、光硬化樹脂中的任一種樹脂。
此顯示部側的導光板14的入射面14a與第1出射面14c及反射面14b大致正交。多個白色LED(光源)13與入射面14a相向地，以大致相等的間隔配置成直線狀，自這些白色LED13射出的光經由入射面14a而射入至顯示部側的導光板14。第1出射面14c形成為平面狀。
反射面14b與顯示部側的導光板14的出射面14c大致平行，並具有多個反射槽20。反射槽20形成在相對於入射面14a呈圓弧狀或與此入射面14a大致平行的方向上，且自入射面14a連續地形成至入射面14a的相反側的端面部附近。這些反射槽20的剖面形狀為非對稱的形狀，且朝入射面14a側傾斜的面的寬度，寬於朝入射面的相反側傾斜的面的寬度。亦可以在反射面14b上形成點圖案(dot pattern)而非形成反射槽20。可以在點圖案上印刷反射材，亦可以使點圖案形成凹凸形狀。可以適當確定點圖案的大小、配置、及凹凸形狀，以使光均勻地自出射面14c射出。
其次，對按鍵操作部側的導光板加以說明。按鍵操作部側的導光板對自顯示部側的導光板14的第2出射面14d射出的光進行引導，以使此光照射按鍵操作部2。與上述顯示部側的導光板14相同，按鍵操作部側的導光板的材料使用了具有固定折射率的透明材料。例如，可以列舉：聚甲基丙烯酸酯、聚烯烴、或聚碳酸酯等。而且，形成此按鍵操作部側的導光板的材料並不限定於這些已例示的材料。
圖5是表示使用光連接組件17來連結第1照明區域的 顯示部側的導光板14與第2照明區域的按鍵操作部側的導光板21的狀態的側視圖。光連接組件17是可撓性地連接顯示部側的導光板14的第2出射面14d與按鍵操作部側的導光板21，以將自白色LED13經由第2出射面14d射出的光引導至按鍵操作部側的導光板21的連接組件。此光連接組件17具有高彎曲性、耐熱性、及透明性。而且，來自白色LED13的波長可當然為420 nm~750 nm的光，亦可以使波長為380 nm~780 nm的可見光通過上述光連接組件17。尤其，光連接組件17由一種透明材料形成，此透明材料的相對於自顯示部側的導光板14射入的波長為420 nm至780 nm的光的透射率大於等於85%。因此，若第1照明區域中的光的波長為420 nm至780 nm，則第2照明區域可以使用以大於等於85%的透射率自第1照明區域的光源透射來的光。
將玻璃纖維(Glass fiber)、塑膠纖維(Plastic fiber)或樹脂管(Resin tube)並列配置，或將玻璃纖維、塑膠纖維或樹脂管埋入至樹脂中，藉此可以構成上述光連接組件17。於下文中描述上述光連接組件17的具體構成。
光連接組件17較好的是由如下的樹脂材料、樹脂組成物所形成，在此樹脂材料、樹脂組成物中，與對第2照明區域進行照明的顏色相對應的波長區域的光的透射率大於等於85%。當對第2照明區域照射白色光時，採用相對於波長為420 nm至780 nm的光的透射率大於等於85%的透明材料較佳。
光連接組件17較好的是由樹脂材料所形成。例如，光連接組件17可以使用苯氧樹脂(Phenoxy resins)、環氧樹脂(Epoxy resin)、(甲基)丙烯酸樹脂((Meth)acrylic resin)、聚碳酸酯(Polycarbonate)、聚芳酯(Polyarylate)、聚醚醯胺(Polyether amide)、聚醚醯亞胺(Polyetherimide)、聚醚碸(Polyether sulfone,PES)等、或者這些的衍生物等作為材料而形成。
這些材料中，就高耐熱性的觀點而言，較好的是在主鏈上具有芳香環的材料，尤其好的是苯氧樹脂。另外，就可以三維交聯而提高耐熱性的觀點而言，較好的是環氧樹脂，尤其好的是於室溫(25℃)下為固體的環氧樹脂。就透明性的觀點而言，較好的是苯氧樹脂、以及(甲基)丙烯酸樹脂。而且，此處所謂(甲基)丙烯酸樹脂，是指丙烯酸樹脂以及甲基丙烯酸樹脂。
就柔軟性、強韌性、透明性的觀點而言，可以列舉：聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate,PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(Polybutylene terephthalate,PBT)、聚萘二甲酸乙二酯(Polyethylene naphthalate)等聚酯；聚乙烯(Polyethylene)、聚丙烯(Polypropylene)等聚烯烴；ARTON(JSR股份有限公司的註冊商標)等脂環聚烯烴；聚碳酸酯、聚醯胺(Polyamide)、聚醯亞胺(Polyimide)、聚醯胺醯亞胺(Poly(amide－imide))、聚醚醯亞胺、聚醚硫醚(Polyether sulfide)、聚醚碸、聚芳酯、液晶聚合物(Liquid crystal polymer)、聚碸(polysulfone)、聚矽氧樹脂等。
另外，光連接組件17亦可以是包含(A)黏合劑聚合物(Binder polyer)、(B)光聚合性化合物、以及(C)光聚合起始劑的樹脂組成物。除此以外，亦可以視需要而添加抗氧化劑、抗黃變劑、紫外線吸收劑、可見光吸收劑、著色劑、塑化劑、穩定劑、填充劑、透射光譜控制劑等所謂的添加劑。
另外，圖5表示用包含樹脂之接著劑22來連接第1照明區域的顯示部側的導光板14與光連接組件17、及光連接組件17與第2照明區域的按鍵操作部側的導光板21的構成。來自光源13的光射入至顯示部側的導光板14，自第1出射面14c射出後對液晶顯示部12進行照明，並且自第2出射面14d射出至光連接組件17。光連接組件17將自入射面17a射入的光引導至按鍵操作部2。
因此，行動電話1可以在使用來自光源13的光來對液晶顯示部12進行照明的同時，使用同樣來自光源13的光來對按鍵操作部2進行照明。
即，行動電話1中，光連接組件17將第1照明區域的光源的光經由導光板而引導至第2照明區域，因此在第2照明區域內無需固有的光源。藉此，行動電話1可以抑制電力消耗，且可以削減成本。
圖6是光連接組件17的剖面圖。此光連接組件17是由芯部23(core part)與披覆層24(clad layer)構成的可撓性光波導，此芯部23由高折射率的用於形成芯層的樹脂所形成，此披覆層24由低折射率的用於形成披覆層的樹脂 所形成。另外，披覆層受到覆蓋膜25的保護。
芯部23中，經過負光罩圖案(Negative mask pattern)，按照圖像形狀來對芯層形成樹脂所形成的芯層照射活性光線，然後經顯影步驟而形成圖案形狀。可以將覆蓋膜25配置於披覆層24的任一側。可以藉由配置覆蓋膜25，來將覆蓋膜25的柔軟性及強韌性賦予光波導17。並且，由於光波導不會受到污染或損壞，故而可以提高易操作性。
圖7(a)~圖7(e)是表示可撓性光波導之製作製程的圖。此處，由下部披覆層24d及上部披覆層24u來形成披覆層。首先，於圖7(a)中，藉由膜層積層、硬化(曝光及加熱)處理來形成基材25上的下部披覆層24d。其次，於圖7(b)中，對芯膜(core film)進行積層而形成芯層23。於圖7(c)中，經由具有芯圖案的光罩27來對芯層曝光。於圖7(d)中，進行顯影後形成芯部23。接著，於圖7(e)中，使上部披覆層24u藉由膜積層來覆蓋芯部23以及使其硬化，從而完成光連接組件17。
作為披覆層，使披覆層的折射性低於芯層的折射性，且可以使用會因光或熱而硬化的熱硬化性樹脂組成物或感光性樹脂組成物。
作為芯層，使芯層的折射率高於披覆層的折射率，且可以較好地使用能夠藉由紫外線等活性光源的照射而形成芯圖案的感光性樹脂組成物。
圖8表示使用膜狀黏著片28或黏著性膠帶28來連接第1照明區域的顯示部側的導光板14與光連接組件17、 及光連接組件17與第2照明區域的按鍵操作部側的導光板21而成的構成。
圖9表示使用包含樹脂的接著劑22、膜狀黏著片28、或黏著性膠帶28，來連接第1照明區域的顯示部側的導光板14與由芯部23及披覆層24構成的光連接組件、及由芯部23及披覆層24構成的光連接組件與第2照明區域的按鍵操作部側的導光板21而成的構成。
圖10表示利用以上下覆蓋光連接組件的芯部23的方式而形成的披覆層24，來積層地接著第1照明區域的顯示部側的導光板14與光連接組件17、及光連接組件17與第2照明區域的按鍵操作部側的導光板21而成的構成。
圖11表示利用上述導光板中所使用的具有固定折射率的透明材料，來一體地形成第1照明區域的顯示部側的導光板14與光連接組件17、及光連接組件17與第2照明區域的按鍵操作部側的導光板21而成的構成。即，利用具有柔軟性的相同樹脂材料，來一體地形成顯示部側的導光板14、按鍵操作部側的導光板21、以及光連接組件17。
而且，亦可以使用連接件，來機械性地嵌合第1照明區域的顯示部側的導光板14與光連接組件17、及光連接組件17與第2照明區域的按鍵操作部側的導光板21。
另外，如圖12(a)~圖12(d)所示，亦能夠以重疊方式來分別連接第1照明區域(顯示部8)的顯示部側的導光板14與光連接組件17、及光連接組件17與第2照明區域(按鍵操作部2)的按鍵操作部側的導光板21。圖12 (a)是以重疊的方式來將光連接組件17的其中一個端部的上表面的一部分17a連接至顯示部側的導光板14的反射面14b的延長部14e的具體例。光連接組件17的另一個端部17c連接於按鍵操作部側的導光板21的其中一個端部21a。
圖12(b)是以重疊的方式來將光連接組件17的其中一個端部的下表面的一部分17b連接至顯示部側的導光板14的出射面14c的延長部14f的具體例。光連接組件17的另一個端部17c連接於按鍵操作部側的導光板21的其中一個端部21a。
圖12(c)是使用接著劑22，以重疊的方式來將光連接組件17的其中一個端部的上表面的一部分17a連接至顯示部側的導光板14的反射面14b的延長部14e的具體例。光連接組件17的另一個端部17c連接於按鍵操作部側的導光板21的其中一個端部21a。另外，圖12(c)中，光連接組件17連接於顯示部側的導光板14的反射面14b側，但光連接組件17亦可以連接於顯示部側的導光板14的出射面14c側。
圖12(d)中，以重疊的方式來將光連接組件17的其中一個端部的上表面的一部分17a連接至顯示部側的導光板14的反射面14b的延長部14e，且將光連接組件17的另一個端部的上表面的一部分17d連接至按鍵操作部側的導光板21的其中一個端部的上表面21b。而且，圖12(d)中，光連接組件17連接於顯示部側的導光板14的反射面 14b側，但光連接組件17亦可以連接於顯示部側的導光板14的出射面14c側，另外，亦可以使用接著劑來進行連接。而且，圖12(d)中，光連接組件17連接於按鍵操作部側的導光板21的下表面21b，但光連接組件17亦可以連接於按鍵操作部側的導光板21的上表面，另外，亦可以使用接著劑來進行連接。
這些具體例中，光自折射率低的區域朝折射率高的區域傳輸，故而材料的選擇、及重疊角度較為重要。另外，對於各導光板與光連接組件的接著方法而言，在圖12(c)中是使用接著劑來使各導光板與光連接組件接著，但亦可以採用圖5~圖11中說明的接著方法。
上述光連接組件17不但具有柔軟性，還具有耐彎折性或耐彎曲性，例如在曲率半徑為2 mm的360∘彎曲試驗中，插入損耗的增加量小於等於1 dB，在實施10萬次曲率半徑為5 mm的重複彎折試驗之後，插入損耗的增加量小於等於1 dB，在實施10萬次曲率半徑為2 mm的重複彎折試驗之後，不會在芯部產生機械性斷裂。此處，所謂機械性斷裂(龜裂)，是指可以於放大鏡、顯微鏡下、或藉由目視觀察來確認的斷裂(龜裂)。並且，可撓性光波導17在薄膜拉伸試驗中的彈性模數為0.05 GPa~6 GPa。
而且，10萬次這一數值，是按照每天重複進行100次彎折，並且進行3年上述彎折來進行計算而得到的約10萬次。當然，上述情形與每天重複進行30次彎折並持續約10年的情形相同。
另外，光連接組件17在450 nm~750 nm的波長區域中的光傳輸損耗小於等於3 dB/cm。
並且，光連接組件17具有芯部與折射率小於芯部的披覆部，且芯部與披覆部的相對折射率差為1%~50%。規定此值時，包括僅由芯部來構成光連接組件且披覆部為空氣的情形。另外，於上述光連接組件的與第1照明區域相對向之端面處，芯部的厚度為0.01 mm~2 mm。
並且，於任一個具體例中，除了光連接組件17以外，還可以使用同樣具有可撓性且用於其他用途的組件。例如，可以將使用光來作為電信號的傳輸介質的電路基板接著或壓接至光連接組件17，使此電路基板與光連接組件17形成為一體。
並且，第2照明區域利用導光板來對按鍵操作部的各按鍵進行照明。
圖13(a)~(c)是按鍵操作部2的按鍵2a附近的剖面圖。當如箭頭D所示來按壓按鍵操作部2的按鍵2a時，可接通對按鍵開關(Key switch)所賦予的功能。使來自按鍵操作部側的導光板21的光經由按鍵2a側而對各按鍵進行照明。
圖13(a)是按鍵操作部2的按鍵2a的位置處的剖面圖的一例，如圖所示，於配置在基板67上的開關元件68的上方，隔著導光板21而配置著按鍵2a。於此按鍵2a的下表面設置著凸部2b，藉由按壓按鍵2a，凸部2b隔著可撓性導光板21來按壓基板67上的開關元件68，從而進行 開關動作。而且，於按鍵操作部側的導光板21上，反射元件21a形成於大致與按鍵2a相對的區域，此反射元件21a用來使經由光連接組件17而射入至導光板21的光折射大致90度後，投射至按鍵2a的下表面。反射元件21a可以使用在公知的導光板中所使用的反射元件，此公知的導光板呈微細的稜鏡形狀或點形狀等，且用在普通液晶顯示裝置的背光中。並且，於圖13(a)中，反射元件21a形成於導光板21的與按鍵2a相接觸的一側，但亦可以形成在相反的開關元件68側。
圖13(b)是按鍵操作部2的按鍵2a的位置處的剖面圖的另一例。此時，呈現如圖13(c)所示的構造：在導光板21的與按鍵2a相對的位置處開有孔21b，按鍵2a的下表面的凸部2b直接按壓開關元件68。經由光連接組件17而射入至導光板21的光被孔21b的側面反射而投射至按鍵2a的下表面。孔21b的側面可以形成為錐形(taper)(傾斜)，以使上述光容易地投射至按鍵2a的下表面。
圖13(a)、圖13(b)中，均可以用可撓性薄片來覆蓋基板67及開關元件68。此時，為了使上述光更明亮地投射至按鍵2a的下表面，較好的是使用白色薄片。
並且，就節約電力的觀點而言，較好的是以如下的方式進行設定：當在固定時間內不進行任何操作時，不對第1照明區域、第2照明區域進行照明，而當按鍵開關受到按壓等任意的動作時，再次對上述第1照明區域、第2照明區域進行照明。本發明中，當第1照明區域的照明接通 時，第2照明區域的照明亦會接通。
並且，本發明不僅可以應用於圖2所示的行動電話1，亦可以應用於攜帶式資訊終端或個人電腦。圖14是可以應用本發明的個人電腦31的外觀立體圖。此個人電腦31為摺疊型個人電腦，包括本體部34以及蓋體部36，此本體部34於表面33上具有按鍵操作部32，此蓋體部36以可經由鉸鏈部35而開閉的方式連接於此本體部34。即，本體部34與蓋體部36經由鉸鏈部35而連結成可以轉動的狀態。於蓋體部36的與上述按鍵操作部32相向的面即表面37上具備顯示部38。顯示部38根據本體部34的按鍵操作部32的操作來顯示圖像資訊及文字資訊。
本體部34於表面33上形成著由多個鍵鈕構成的按鍵操作部32。另外，本體部34於內部內置著EEPROM等記憶體，CPU等控制部，以及具有無線功能、通信功能等的信號處理部。尤其是，本體部34的特徵在於具備按鍵操作部側的導光板，將自蓋體部36的面光源部射出的光引導至此按鍵操作部32，以對按鍵操作部32進行照明。
蓋體部36於表面37側具備顯示部38。顯示部38由面光源部以及由此面光源部照明的液晶顯示部構成。液晶顯示部於蓋體部的內部具備面光源部。面光源部具有例如白色LED等光源以及顯示部側的導光板，當來自光源的光射入至此顯示部側的導光板時，此顯示部側的導光板反射此入射光或使此入射光透射，從而對液晶顯示部進行照明。
另外，在本體部34與蓋體部36之間設置著作為連接 組件的光連接組件，此光連接組件可撓性地連接顯示部側的導光板與按鍵操作部側的導光板，以將自光源射出的光引導至上述按鍵操作部側的導光板。光連接組件的一部分於鉸鏈部35中通過，此鉸鏈部35以可使本體部34與蓋體部36轉動的方式來連結此本體部34與蓋體部36。
關於顯示部側的導光板、按鍵操作部側的導光板及光連接組件，如圖3~圖13的說明所述。因此，個人電腦31可以在使用來自光源13的光來對液晶顯示部38進行照明的同時，使用同樣來自光源13的光來對按鍵操作部32進行照明。藉此，個人電腦31亦可以抑制電力消耗，並可以削減成本。
另外，本發明的顯示裝置例如可以列舉：摺疊式行動電話、雙畫面行動電話等行動電話裝置，個人電腦，雙畫面便攜式遊戲機，及附帶手寫輸入畫面的電子字典等。
圖15是具備雙畫面的摺疊式行動電話41的外觀立體圖。可以將設置於本體部42的第1顯示部(液晶顯示部)43作為上述第2照明區域，將設置於蓋體部44的第2顯示部(液晶顯示部)45作為上述第1照明區域。於本體部42中設置著麥克風等46。尤其，第1顯示部43為觸摸面板(touch panel)。觸摸面板可以在畫面內顯示多種圖符(icon)。另外，上述觸摸面板亦可以顯示數字小鍵盤(ten key)。
圖16是雙畫面便攜式遊戲機51的外觀立體圖。可以將設置於本體部52的第1顯示部(液晶顯示部)53作為 上述第2照明區域，將設置於蓋體部54的第2顯示部(液晶顯示部)55作為上述第1照明區域。於本體部52中設置著操作按鍵群56。尤其，第1顯示部53為觸摸面板。觸摸面板可以使操作者藉由直接觸摸畫面來進行操作。
圖17是附帶手寫輸入畫面的電子字典61的外觀立體圖。於本體部62中設置著手寫輸入畫面(觸摸面板)63及按鍵操作部64。這些手寫輸入畫面63及按鍵操作部64相當於上述第2照明區域。於蓋體部65設置著用於顯示字典的主要資訊即文字資訊等的顯示部(液晶顯示部)66。此顯示部66相當於上述第1照明區域。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1、41‧‧‧行動電話
2、32、64‧‧‧按鍵操作部
2a‧‧‧按鍵
2b‧‧‧凸部
3、7、33、37‧‧‧表面
4、34、42、52、62‧‧‧本體部
5、35‧‧‧鉸鏈部
6、36、44、54、65‧‧‧蓋體部
8、38、66‧‧‧顯示部
9、46‧‧‧麥克風
10‧‧‧揚聲器
11‧‧‧面光源部
12‧‧‧液晶顯示部
13‧‧‧光源
14‧‧‧顯示部側的導光板
14a、17a‧‧‧入射面
14b‧‧‧反射面
14c‧‧‧第1出射面
14d‧‧‧第2出射面
14e、14f‧‧‧延長部
15‧‧‧反射板
16‧‧‧聚光片
17、100‧‧‧光連接組件
17b、17d‧‧‧部分
17c‧‧‧另一個端部
18‧‧‧偏光板
19‧‧‧液晶單元
20‧‧‧反射槽
21‧‧‧按鍵操作部側的導光板
21a‧‧‧端部
21a‧‧‧反射元件
21b‧‧‧孔
22‧‧‧接著劑
23、101a、101c、104a‧‧‧芯部
24、101b、104b‧‧‧披覆部
24d‧‧‧下部披覆層
24u‧‧‧上部披覆層
25‧‧‧覆蓋膜
25‧‧‧基材
28‧‧‧黏著片或黏著性膠帶
31‧‧‧個人電腦
43、53‧‧‧第1顯示部
45、55‧‧‧第2顯示部
51‧‧‧雙畫面便攜式遊戲機
56‧‧‧操作按鍵群
61‧‧‧附帶手寫輸入畫面的電子字典
63‧‧‧手寫輸入畫面(觸摸面板)
67‧‧‧基板
68‧‧‧開關元件
101、104‧‧‧光波導
102‧‧‧可撓性印刷配線板
圖1(a)~圖1(d)是光連接組件的剖面圖。
圖2是應用了本發明的行動電話的外觀立體圖。
圖3是顯示部的側視圖。
圖4是顯示部側的導光板的平面圖。
圖5是表示用光連接組件來連結顯示部側的導光板與按鍵操作部側的導光板的狀態的側視圖。
圖6是可撓性光波導的剖面圖。
圖7(a)~圖7(e)是表示可撓性光波導的製作製程的圖。
圖8是用光連接組件來連接第1照明區域與第2照明區域的第1具體例的圖。
圖9是用光連接組件來連接第1照明區域與第2照明區域的第2具體例的圖。
圖10是用光連接組件來連接第1照明區域與第2照明區域的第3具體例的圖。
圖11是用光連接組件來連接第1照明區域與第2照明區域的第4具體例的圖。
圖12(a)~圖12(d)是用光連接組件來連接第1照明區域與第2照明區域的第5具體例的圖。
圖13(a)及圖13(b)是按鍵操作部的按鍵附近的剖面圖，圖13(c)是表示圖13(b)的情況下的導光板的圖。
圖14是可以應用本發明的個人電腦的外觀立體圖。
圖15是可以應用本發明的雙畫面行動電話的外觀立體圖。
圖16是可以應用本發明的雙畫面便攜式遊戲機的外觀立體圖。
圖17是可以應用本發明的帶手寫輸入畫面的電子字典的外觀立體圖。
100、104‧‧‧光連接組件
101‧‧‧光波導
101a、101c、104a‧‧‧芯部
101b、104b‧‧‧披覆部
102‧‧‧可撓性印刷配線板

Claims (24)

  1. 一種光連接組件，其特徵在於：該光連接組件位於具備光源及導光板的第1照明區域與第2照明區域之間，其中，來自上述光源的光入射到上述導光板的端面且從上述導光板的主面出射，使得上述光源與上述導光板經配置以作為面光源，且該光連接組件將自上述導光板的與上述端面相對向的另一端面射出的光引導至上述第2照明區域。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光連接組件，其中，與對上述第2照明區域進行照明的顏色相對應的波長區域的光的透射率大於等於85%。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光連接組件，其中，於曲率半徑為2mm的360°彎曲試驗中，損耗的增加量小於等於1dB。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光連接組件，其中，在實施10萬次曲率半徑為5mm的重複彎折試驗之後，插入損耗的增加量小於等於1dB。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光連接組件，其中，在實施10萬次曲率半徑為2mm的重複彎折試驗之後，不會在芯部產生機械性斷裂。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之光連接組件，其中，薄膜拉伸試驗中的彈性模數為0.05GPa~6GPa。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之光連接組件，其中， 與上述導光板相對向的端面的厚度為0.01mm~2mm。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之光連接組件，其中，上述光連接組件包括芯部與披覆部。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之光連接組件，其中，上述芯部與上述披覆部的相對折射率差為1%~50%。
  10. 如申請專利範圍第8項或第9項所述之光連接組件，其中，於上述披覆部的外側具有支持膜。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之光連接組件，其中，上述光連接組件是包括芯部與披覆部的可撓性光波導。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之光連接組件，其是並列地配置玻璃纖維、塑膠纖維或樹脂管而形成的。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之光連接組件，其是將玻璃纖維、塑膠纖維或樹脂管埋入至樹脂中而形成的。
  14. 一種顯示裝置，包括：如申請專利範圍第1項至第13項任一項所述的光連接組件；以及第1照明區域與第2照明區域，上述第1照明區域具有光源及導光板；上述光連接組件將自上述導光板的另一端面射出的光引導至上述第2照明區域。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之顯示裝置，其中，使用包含樹脂的接著劑來連接上述第1照明區域與上述光連接組件、及上述光連接組件與上述第2照明區域。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之顯示裝置，其中， 使用膜狀黏著片、或黏著性膠帶來連接上述第1照明區域與上述光連接組件、及上述光連接組件與上述第2照明區域。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之顯示裝置，其中，使用膜狀黏著片、或黏著性膠帶來連接上述第1照明區域與上述光連接組件、及上述光連接組件與上述第2照明區域連接，並進一步使用包含樹脂的接著劑來進行連接。
  18. 如申請專利範圍第14項所述之顯示裝置，其中，上述光連接組件包括芯部與披覆部，且利用以覆蓋於上述光連接組件的芯部上下的方式而形成的披覆層，來積層地連接上述第1照明區域與上述光連接組件、及上述光連接組件與上述第2照明區域。
  19. 如申請專利範圍第14項所述之顯示裝置，其中，使用連接組件來機械性地嵌合上述第1照明區域與上述光連接組件、及上述光連接組件與上述第2照明區域。
  20. 如申請專利範圍第14項所述之顯示裝置，其中上述第2照明區域具有導光板，且使用具有柔軟性的相同樹脂材料來一體地形成上述第1照明區域的導光板、上述光連接組件及上述第2照明區域的導光板。
  21. 如申請專利範圍第14項所述之顯示裝置，其中，將上述第1照明區域設置於蓋體部，將上述第2照明區域設置於本體部，將上述光連接組件設置於鉸鏈部，上述鉸鏈部以可使上述蓋體部與上述本體部轉動的方式來連接上述蓋體部與上述本體部。
  22. 一種顯示裝置，包括如申請專利範圍第1項所述之光連接組件，上述顯示裝置包括：上述第1照明區域，包括：具有光源與導光板的面光源部、以及由上述面光源部照明的液晶顯示部，其中，上述第1照明區域使來自上述光源的光反射或透射後，上述光自與上述液晶顯示部相對向的第1出射面射出以對上述液晶顯示部進行照明，並且使上述光自與上述光連接組件相對向的第2出射面射出；具有按鍵操作部之第2照明區域，經由上述光連接組件而以可開閉的方式與上述第1照明區域相連接；且上述光連接組件，位於上述第1照明區域與上述第2照明區域之間，將兩者可撓性地連接，上述光連接組件將自上述第1照明區域的第2出射面射出的上述光引導至上述第2照明區域；上述顯示裝置作為附帶照明功能的資訊處理裝置而發揮功能，上述資訊處理裝置根據上述按鍵操作部的操作來在上述液晶顯示部中顯示圖像資訊以及文字資訊。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之顯示裝置，其中，附帶照明功能的資訊處理裝置為行動電話裝置。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之顯示裝置，其中，附帶照明功能的資訊處理裝置為個人電腦。
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