面発光装置

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【発明の名称】	面発光装置
【発明者】	【氏名】松田伸之
【要約】	【課題】点光源を配置することに因る輝度ムラを抑えた面発光装置を提供する。【解決手段】透明な導光板の少なくとも一側面に点光源が配置され、導光板の点光源を配置した側面に粗面が形成されている。

【特許請求の範囲】
【請求項１】透明な導光板の少なくとも一側面に点光源が配置され、導光板の点光源を配置した側面に粗面が形成されていることを特徴とする面発光装置。
【請求項２】上記点光源がＬＥＤ（発光ダイオード）である請求項１記載の面発光装置。
【請求項３】上記点光源が上記粗面を有する側面に沿って複数個配置されている請求項１または請求項２のいずれかに記載の面発光装置。
【請求項４】上記粗面が表面粗さ０．１μｍ～３０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の面発光装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術の分野】本発明は、携帯電話等の液晶表示部を照明する面発光装置に関し、とくに輝度ムラの少ない面発光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、携帯電話の液晶表示部等をその前面又は背面から照明する面発光装置としては、透明な導光板１の少なくとも一側面にＬＥＤなどの点光源２が配置され、導光板１の片面に出光調整面が形成され、該出光調整面又は出光調整面と反対側の面が発光面３となるものがある（図６参照）。
【０００３】このような面発光装置では、側面より導光板１内へ入射した点光源２からの光が全反射を繰り返しながら奥方に導かれ、その過程で導光板１の片面に形成された出光調整面にて光の進行方向を調整して、最終的に発光面３全面より出光する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記面発光装置では、導光板１の細長い側面に対して点光源２が点で配置されているため、導光板１内に入射した光が入光側面に平行な方向で均一にならず、結果として発光面で輝度ムラが発生するという問題があった。
【０００５】したがって、本発明の目的は、上記の問題を解決し、点光源を配置することに因る輝度ムラを抑えた面発光装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は、透明な導光板の少なくとも一側面に点光源が配置され、導光板の点光源を配置した側面に粗面が形成されているように構成した。
【０００７】また、上記点光源がＬＥＤ（発光ダイオード）であるように構成した。
【０００８】また、上記点光源が上記粗面を有する側面に沿って複数個配置されているように構成した。
【０００９】また、上記粗面が表面粗さ０．１μｍ～３０μｍの範囲であるように構成した。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら本発明について詳細に説明する。図１は本発明に係る面発光装置の一実施例を示す斜視図、図２および図３は本発明に係る面発光装置の他の実施例を示す斜視図、図４は実施例１に係る面発光装置の輝度分布を示すグラフ、図５は比較例１に係る面発光装置の輝度分布を示すグラフである。図中、１は導光板、２は点光源、３は発光面、４は入光側面、５は裏面反射板、６は側面反射板、７は拡散板、８は切欠き部をそれぞれ示す。
【００１１】図１に示される面発光装置の一実施例は、透明な導光板１の一側面に、その長手方向に沿って複数の点光源２が並べてられており、この導光板１の点光源２を配置した側面（入光側面４）の全面に粗面が形成されている。導光板１の片面に出光調整面（図示せず）が形成され、該出光調整面と反対側の面が発光面３となっている。
【００１２】導光板１は、透明で、縦横５ｍｍ～４００ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ～１０ｍｍ程度の矩形板材である。なお、導光板１は、点光源２を配置する部分が切り欠かれていてもよい〔図２参照）。導光板１の材料としては、光を効率よく通過させる物質であればとくに限定されず、たとえば、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリルスチレン、ポリ塩化ビニルなどの樹脂、あるいはガラスなどを使用することができる。
【００１３】本発明においては、導光板１の点光源２を配置した側面に粗面が形成されていることにより、点光源２からの光を拡散させ、導光板１内に入射した光を入光側面に平行な方向で均一にする（図４参照）。この場合、入光側面４における粗面は、表面粗さ０．０５μｍ～１００μｍの範囲である。表面粗さが０．０５μｍ未満だと十分に拡散しない問題があり、表面粗さが１００μｍを超えると加工が難しく、また反対側まで光が導光しないという問題があるからである。より好ましくは表面粗さ０．１μｍ～３０μｍの範囲である。なお、粗面は、必ずしも入光側面４全面に形成されるものではなく、光の均一化が充分図れるなら入光側面４のうち点光源２を配置した付近のみ、例えば切欠き部８のみに形成するだけでもよい。
【００１４】粗面化手段としては、次の方法が考えられる。点光源２を配置する側面に対応する面をエッチング加工や電鋳加工にて粗面とした金型内で射出成形して、導光板１の成形と同時に点光源２を配置する側面に粗面を形成することができる。また、導光板１の点光源２を配置する側面に印刷等により別の物質を付加することによって、粗面を形成することもできる。
【００１５】点光源２としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）等を用いる。点光源２は図１のように一側面にのみ配置してもよいし、他の側面にも配置してもよい。また、点光源２は、側面に一つのみ配置してもよいし、複数を側面に沿って並べてもよい。
【００１６】図１に示す出光調整面としては、例えばインキ膜や微細凹凸を導光板１に形成し、点光源２より導光板１内に導かれた光をインキ膜や微細凹凸で散乱反射させることにより出光調整面と反対側の面に向かわせて出光させるものがある。また、出光調整面としては、点光源２を配置する側面に対して９０度未満の角度を持ち且つ点光源２を配置する側面と垂直な方向に並列する多数の傾斜面、又は点光源２から離れるに従って導光板１の厚みが薄くなるような傾斜面を導光板１に形成し、点光源２より導光板１内に導かれた光を傾斜面で全反射させることにより出光調整面と反対側の面に向かわせて出光させることもできる。
【００１７】また、出光調整面が発光面３となってもよい。その場合の出光調整面としては、例えばインキ膜や微細凹凸を導光板１に形成し、点光源２より導光板１内に導かれた光をインキ膜や微細凹凸で散乱透過させることにより出光調整面から出光させるものがある。また、出光調整面としては、点光源２を配置する側面に対して９０度未満の角度を持ち且つ点光源２を配置する側面と垂直な方向に多数並列する傾斜面、又は点光源２から離れるに従って導光板１の厚みが薄くなるような傾斜面を導光板１に形成し、点光源２より導光板１内に導かれた光を傾斜面で屈折させることにより出光調整面から出光させることもできる。
【００１８】また、上記出光調整面は、上記インキ膜、上記微細凹凸、上記並列する傾斜面等の形成について、その面積率を点光源２近傍よりも点光源２から離れた箇所で大となるように変化させるのが好ましい。上記変化を付けることにより点光源２からの距離に関係なく均一な明るさの発光面３を得ることができる。ただし、導光板１の寸法が小さい場合には、面積率を変化させなくても均一な明るさの発光面３を得ることは可能である。
【００１９】なお、本発明は上記実施例の構成に限定されるものではなく、面発光装置において既知の構成を応用することができる。例えば携帯電話の液晶表示部等を背面から照明する面発光装置においては、光漏れを抑え光を効率よく利用できるようにするために、導光板１の発光面３と反対の面、すなわち裏面に裏面反射板５を配置してもよい（図２参照）。裏面反射板５の材料としては、たとえば、次のようなものが好ましい。（１）発泡フィルムまたは板。（２）白色塗装あるいは白色印刷したアルミニウム板。（３）鏡面を呈した金属板やアルミニウムなどの金属箔、あるいはアルミニウムや銀などの金属蒸着を施したフィルムや板。また、導光板１および点光源２を収納するケースの内面を白色に塗装または印刷して裏面反射板５としてもよい。
【００２０】また、本発明の面発光装置は、光漏れを抑え光を効率よく利用できるようにするために、導光板１の点光源２が配置されていない側面に側面反射板６を配置してもよい（図３参照）。側面反射板６の材料としては、裏面反射板と同様のものを用いるとよい。また、導光板１の側面に白色の反射層をホットスタンプ法により形成して側面反射板６としてもよい。
【００２１】また、本発明の面発光装置は、発光面３に拡散板７を配置してもよい。拡散板７は、導光板１の表面より出光した光を拡散させ、輝度分布をなめらかにするためのものである。この拡散板７の材料としては、たとえば、次のようなものが好ましい。（１）光拡散物質がコーティングされたフィルムまたは板。（２）自ら光拡散性を有するフィルムまたは板。（３）乳白色の樹脂フィルムまたは板。また、拡散板７を複数層形成してもよい。また、その発光面３に対応する金型面をエッチング加工や電鋳加工にて粗面とすることにより、導光板１の成形と同時に発光面に粗面を形成し、拡散板の代わりとすることもできる。
【００２２】さらに、本発明の面発光装置は、点光源２の導光板１と反対側の面を覆うように光源反射板を配置してもよい（図示せず）。光源反射板は、点光源２の導光板１と反対側の面からの光を導光板１側に反射させ、光を効率よく利用できるようにするものである。光源反射板の材料としては、裏面反射板と同様のものを用いるとよい。また、一つの側面に対して点光源２が複数配置される場合、これら点光源群全体を覆うように光源反射板を配置してもよいし、各点光源２に対応させて複数の光源反射板を並べてもよい。
【００２３】
【実施例】（実施例１）縦３８mm、横４５mm、厚み１．５mmで一側面に２個の切欠き部を有する透明アクリル樹脂板を導光板として使用する。なお、切欠き部に対応する金型面をエッチング加工にて粗面とすることにより、導光板１の成形と同時に導光板の一側面の切欠き部に表面粗さ３μｍの粗面が形成されている。また、上記粗面化された切欠き部に、点光源として白色ＬＥＤ（発光ダイオード）を１個づつ配置した。導光板の裏面には、アクリル樹脂中にシリカを含むマットインキを用いて多数の円形ドットをスクリーン印刷することにより、点光源側より点光源から離れた箇所で面積率の大きいグラデーションパターンを有するインキ膜を設け、出光調整面を形成した。さらに、導光板の出光調整面には、発泡ポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ社製Ｅ６０Ｌ）を裏面反射板として配置した。また、導光板の点光源を配置しない三側面には発泡ポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ社製Ｅ６０Ｌ）を側面反射板として配置した。最後に、導光板の表面には、光拡散物質の塗布された厚み０．１３mmの樹脂フィルム（恵和商工社製ＰＣＥＳ）を拡散板として配置して面発光装置とした。
【００２４】（比較例１）導光板の点光源を配置する側面を鏡面仕上げしたままとし、粗面を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にした。
【００２５】上記実施例および比較例の面発光装置について輝度ムラを調べたところ、導光板の点光源を配置する側面に粗面を形成した実施例（図４参照）は有効発光領域において入光側面に平行な方向で輝度ムラがほとんどなかった。これに対して導光板の点光源を配置した側面を粗面に形成しなかった比較例（図５参照）は、実施例１の均一な輝度を１００％とした場合、１０５％～１３０％の間で輝度ムラが生じていた。
【００２６】
【発明の効果】本発明の面発光装置は、以上のような構成および作用からなるので、次のような効果を奏する。
【００２７】すなわち、導光板の点光源を配置する側面に形成された粗面において点光源２からの光を拡散させ、導光板１内に入射した光を入光側面に平行な方向で均一にするので、輝度ムラの少ないものとなる。

【出願人】	【識別番号】０００２３１３６１【氏名又は名称】日本写真印刷株式会社
【出願日】	平成１２年２月２９日（２０００．２．２９）
【代理人】
【公開番号】	特開２００１－２４３８２５（Ｐ２００１－２４３８２５Ａ）
【公開日】	平成１３年９月７日（２００１．９．７）
【出願番号】	特願２０００－５２９９１（Ｐ２０００－５２９９１）