照光装置

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【発明の名称】	照光装置
【発明者】	【氏名】山本孝一【氏名】田端太一【氏名】早川孝【氏名】北島浩一【氏名】上畠弘志
【要約】	【課題】照明光の輝度ムラや輝度バラツキ、多色光源を用いた場合の色ムラを無くす。【解決手段】基板１１上のホルダ１２に収納固定された透明の略四角形板状の導光板１３と、この導光板１３の一端部１３ａの中央部近傍に配設された一つの多色のＬＥＤ１５とを備え、液晶表示パネル１４を照明する。導光板１３の一端部１３ａの側端面に形成された凹部１６における受光面の近傍には、円弧状のスリット１７が設けられ、このスリット１７におけるＬＥＤ１５や受光面から遠い方の面には、シボ加工などによって粗面１８が形成されている。また、導光板１３の一端部１３ａは、端面付近の肉厚が厚く他端に向かって所定の板厚まで徐々に薄くなった断面がテーパ状の厚肉テーパ部１３ｂが形成されている。これらにより、構成の薄型化及び小型化を図りつつ導光板をムラなく均一に十分な光量で照明可能となる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】略平板状の透光部材からなる導光板を備えた照光装置であって、前記導光板は、側端面にあり光源からの光を受光する受光面と、この受光面のある前記側端面と隣り合う面にあり光を反射する反射面と、前記反射面と対向する面にあり光が出射する投光面と、前記受光面の近傍にこの受光面とほぼ対向して設けられ、前記受光面から遠い方の面に粗面が形成されたスリットとを有することを特徴とする照光装置。
【請求項２】略平板状の透光部材からなる導光板と、この導光板の一側端面の中央部近傍に該側端面に向けて配設された光源とを備えた照光装置であって、前記導光板は、前記側端面にあり前記光源からの光を受光する受光面と、この受光面のある前記側端面と隣り合う面にあり光を反射する反射面と、前記反射面と対向する面にあり光が出射する投光面と、前記受光面の近傍にこの受光面とほぼ対向して設けられ、前記受光面から遠い方の面に粗面が形成されたスリットとを有することを特徴とする照光装置。
【請求項３】略平板状の透光部材からなる導光板を備えた照光装置であって、前記導光板は、側端面にあり光源からの光を受光する受光面と、前記導光板の下面にあり光を反射する反射面と、前記反射面と対向する面にあり光が出射する投光面と、前記受光面の近傍にこの受光面とほぼ対向して設けられ、前記受光面から遠い方の面に粗面が形成されたスリットとを有することを特徴とする照光装置。
【請求項４】前記導光板の受光面側の端部は、端面付近の肉厚が厚く他端に向かって所定の板厚まで徐々に薄くなった断面がテーパ状の厚肉テーパ部が形成されたことを特徴とする請求項１ないし３に記載の照光装置。
【請求項５】前記スリットが、前記受光面に向かって円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし３に記載の照光装置。
【請求項６】前記スリットが、前記受光面に向かって直線状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし３に記載の照光装置。
【請求項７】前記スリットが、前記受光面に向かう方向に重なって複数設けられていることを特徴とする請求項１ないし３に記載の照光装置。
【請求項８】前記光源として、異なる色の発光源を複数備えてなる多色の発光素子を一つ設けたことを特徴とする請求項２又は３記載の照光装置。
【請求項９】前記光源として、単色の発光素子を一つ設けたことを特徴とする請求項２又は３記載の照光装置。
【請求項１０】請求項１～９のいずれかに記載の照光装置を表示部に備えてなる携帯電子機器。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば携帯電子機器に搭載する液晶表示装置などに用いられ、光源からの光を導いて対象部位を照明する導光板を備えた照光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば無線機器や携帯電話機等に代表される携帯電子機器などに用いられる半透過型の液晶表示装置では、裏面部にいわゆるバックライトと呼ばれる照光装置を設けて液晶表示部を裏側から照明し、視認性を向上させるようにした構成が一般的である。図５に従来の携帯電子機器に用いられる照光装置の構成の一例を示す。図５は従来例の照光装置の構成を示す図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＺ部分を拡大して示した拡大断面図である。
【０００３】基板１０１上にはホルダ１０２が取り付けられ、このホルダ１０２内に透明部材からなる導光板１０３が収納されて固定されている。そして、この導光板１０３の上部に液晶表示パネル１０４が配設されている。また、基板１０１上には液晶表示パネル１０４の一端にほぼ沿うように２つのＬＥＤ１０５が実装されて配置されている。導光板１０３の一方の端部１０３ａは、その端面の受光面がＬＥＤ１０５に対向するように湾曲して形成されている。
【０００４】このような構成の照光装置において、ＬＥＤ１０５から出射した光は導光板１０３の端部１０３ａの受光面に入射し、導光板１０３内を通過して他端までほぼ全体にわたって伝達され、照明光として液晶表示パネル１０４へ出射される。この照明光は液晶表示パネル１０４を透過して装置外部へと出射し、使用者は照明された液晶表示パネル１０４の表示内容を良好に観察することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来例の照光装置では、光源であるＬＥＤ１０５の近傍が他の箇所に比べて明るい状態となり、２つのＬＥＤ１０５の中間付近が暗くなってしまうなど、照明の輝度が均一とならずに輝度ムラが生じたり、２つのＬＥＤ間で輝度のバラツキが生じるという問題点があった。
【０００６】また、光源として赤、緑、青（ＲＧＢ）などの複数の単色ＬＥＤを内蔵した多色のＬＥＤを用いた場合は、複数色を発光させて混合色の照明光を出射する際に２つのＬＥＤ間で各色の輝度（色味）にバラツキがあるため、場所によって色ムラが生じる問題点がある。この色ムラを回避するために光源のＬＥＤを一つのみ設ける構成とした場合、前述した光源近傍のみが局所的に明るくなる輝度ムラが生じる他、十分な照明輝度が照明対象領域全体にわたって得られないという問題点がある。
【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、照明光の輝度ムラや輝度バラツキ、多色光源を用いた場合の色ムラを無くすことができ、対象領域を十分な照明輝度で均一に照明することが可能な照光装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１に、略平板状の透光部材からなる導光板を備えた照光装置であって、前記導光板は、側端面にあり光源からの光を受光する受光面と、この受光面のある前記側端面と隣り合う面にあり光を反射する反射面と、前記反射面と対向する面にあり光が出射する投光面と、前記受光面の近傍にこの受光面とほぼ対向して設けられ、前記受光面から遠い方の面に粗面が形成されたスリットとを有することを特徴とする。
【０００９】また、第２に、略平板状の透光部材からなる導光板と、この導光板の一側端面の中央部近傍に該側端面に向けて配設された光源とを備えた照光装置であって、前記導光板は、前記側端面にあり前記光源からの光を受光する受光面と、この受光面のある前記側端面と隣り合う面にあり光を反射する反射面と、前記反射面と対向する面にあり光が出射する投光面と、前記受光面の近傍にこの受光面とほぼ対向して設けられ、前記受光面から遠い方の面に粗面が形成されたスリットとを有することを特徴とする。
【００１０】また、第３に、略平板状の透光部材からなる導光板を備えた照光装置であって、前記導光板は、側端面にあり光源からの光を受光する受光面と、前記導光板の下面にあり光を反射する反射面と、前記反射面と対向する面にあり光が出射する投光面と、前記受光面の近傍にこの受光面とほぼ対向して設けられ、前記受光面から遠い方の面に粗面が形成されたスリットとを有することを特徴とする。
【００１１】第４に、前記導光板の受光面側の端部は、端面付近の肉厚が厚く他端に向かって所定の板厚まで徐々に薄くなった断面がテーパ状の厚肉テーパ部が形成されたものとする。
【００１２】第５に、前記スリットが、前記受光面に向かって円弧状に形成されているものとする。または、第６に、前記スリットが、前記受光面に向かって直線状に形成されているものとする。あるいは、第７に、前記スリットが、前記受光面に向かう方向に重なって複数設けられているものとする。第８に、前記光源として、異なる色の発光源を複数備えてなる多色の発光素子を一つ設けたものとする。または、第９に、前記光源として、単色の発光素子を一つ設けたものとする。
【００１３】また本発明は、第１０に、上記第１～第９のいずれかに記載の照光装置を表示部に備えてなる携帯電子機器を提供する。
【００１４】上記構成において、導光板に、側端面の受光面とほぼ対向してスリットを設け、このスリットの受光面から遠い方の面に粗面を形成することにより、光源からの光を導光板の広範囲にわたって均一に拡散することができ、輝度ムラや光源近傍のみが明るくなるなどの不具合等を無くして均一に導光板を発光させることが可能となる。また、導光板の受光面側の端部を、肉厚を厚くして断面がテーパ状に形成された厚肉テーパ部とすることにより、導光板の受光面を十分大きく確保でき、薄く小型に構成したものであっても光源からの光を効率よく導光板に入射して均一に拡散することが可能となる。スリットは、光源と導光板等の配置バランスに応じて、その形状や数などを設定した配置構成をとることにより、拡散効果が十分に得られる。
【００１５】また、本発明の構成では一つの光源で導光板を均一に十分な照明光量で発光させることができるため、単一光源で照明特性の良好な照光装置を実現可能であり、複数の光源を設けた場合の輝度バラツキや輝度ムラ、多色光源を複数設けた場合の色ムラなどの不具合も生じない。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ここでは照光装置の実施の形態として、携帯電話機などの携帯電子機器に搭載する液晶表示装置のバックライトとして用いられる照光装置の構成例を示す。なお本発明は、液晶表示装置のバックライトに限らず、液晶表示装置のフロントライト、広告や案内表示の照光装置など、面状の表示手段等の照明を行う種々の装置に適用可能である。
【００１７】［第１実施形態］図１は本発明の第１実施形態に係る照光装置の構成を示す図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＸ部分を拡大して示した拡大断面図である。
【００１８】携帯電子機器の筐体内に設けられ電子部品や回路配線パターン等を備えてなる基板１１上には、表示部搭載用のホルダ１２が取り付けられ、このホルダ１２内に透明のプラスチック等の樹脂やガラスなどの透光材料からなる略四角形板状の導光板１３が収納されて固定されている。この導光板１３の上部には液晶表示パネル１４が配設されてホルダ１２により保持固定されている。また、導光板１３の一端部１３ａの中央部近傍には、発光素子である一つのＬＥＤ１５が光源として基板１１上に実装されている。このＬＥＤ１５は、導光板１３の一端部１３ａ側面の受光面に対向するように出射部が側方に向かって配置されている。
【００１９】前記導光板１３の一端部１３ａには、側部から曲線で切り欠かれた凹部１６が形成され、この凹部１６の側面が受光面となっている。そして、凹部１６に合わせてＬＥＤ１５が設けられている。ＬＥＤ１５は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光をそれぞれ発光する単色の発光部１５ａ，１５ｂ，１５ｃを複数備えて単体で複数色の発光が可能な多色ＬＥＤが用いられる。なお、ＬＥＤ１５は単色のＬＥＤを用いてもよいし、光源としてはランプなど他の発光素子を設けてもよい。
【００２０】導光板１３の受光面の近傍（すなわちＬＥＤ１５の近傍）には、円弧状のスリット１７が設けられ、このスリット１７におけるＬＥＤ１５や受光面から離れた方の面、すなわち導光板１３の中央側の面には、シボ加工などによって粗面１８が形成されている。スリット１７は、その円弧の垂線がＬＥＤ１５側へ収束する向きに、ＬＥＤ１５からの出射光の光路と交差するように受光面にほぼ対向して配設されている。また、導光板１３の一端部１３ａは、側部の受光面の面積ができるだけ広くとれるよう端面付近の肉厚が厚く形成され、他端に向かうにしたがって所定の板厚まで徐々に薄くなった形状となっており、断面がテーパ状に形成された厚肉テーパ部１３ｂが設けられる。
【００２１】導光板１３のホルダ１２側の面（下面）には、ホルダ１２に形成された孔部への光の漏れを防ぐと共に、光を反射して液晶表示パネル１４側へ出射するための反射シート１９が設けられている。また、導光板１３の液晶表示パネル１４側の面（上面であり投光面となる）には、導光板１３を通過した光をさらに拡散して均一に照光するための拡散シート２０が設けられている。これらの反射シート１９及び拡散シート２０は、導光板１３の表面に対して密着させて設けることが好ましい。
【００２２】また、導光板１３の一端部１３ａのＬＥＤ１５近傍には、外部へ漏れる光を遮光するための遮光テープ２１が設けられている。この遮光テープ２１の配置の詳細を図２に示す。図２は導光板の構成を示す平面図であって、（Ａ）は上面側（液晶表示パネル側）から見た図、（Ｂ）は下面側（基板側）から見た図である。図中斜線で示すように、凹部１６の受光面付近のスリット１７を含む領域に黒色等の遮光テープ２１を設けることにより、ＬＥＤ１５からの光を遮光して光源近傍の輝度の明るい部分を抑えることができる。なお、図１及び図２において、導光板１３上の長方形の二点鎖線の部分は液晶表示パネル１４の表示領域２２を示している。
【００２３】上記構成において、ＬＥＤ１５で横方向に発せられた光は、導光板１３の側面の受光面に入射する。このとき、導光板１３の一端部１３ａは、端面近傍の肉厚が厚くて他端へ向かって徐々に薄くなった厚肉テーパ部１３ｂが形成されているため、受光面は十分な面積が確保され、ＬＥＤ１５からの出射光が大きなロス無く導光板１３に導かれる。そして、導光板１３内に入射した光はスリット１７及び粗面１８を通って拡散される。なお、スリット１７のみを設けても拡散効果が得られるが、粗面１８を設けることでより大きな効果が得られ、好ましい。また、粗面１８はスリット１７の受光面に近い側に設けてもよいが、受光面から遠い導光板中央側の面に設けた方が、粗面１８で拡散した後にさらに境界面で反射したりすることがないため、より光が均一に拡散するので好ましい。
【００２４】拡散された光は、反射シート１９により上方（液晶表示パネル１４の方向）へ反射され、また遮光テープ２１と拡散シート２０によってさらに均一に拡散されて、拡散シート２０が設けられた投光面から照明光として出射する。このように導光板１３で拡散された照明光によって、液晶表示パネル１４の表示領域全体が均一に裏側から照明される。
【００２５】このように本実施形態では、導光板のＬＥＤ近傍に円弧状のスリットを設け、そのスリットにはＬＥＤより離れた面にシボ加工によって粗面を形成したことにより、ＬＥＤからの光を導光板の広範囲にわたって均一に拡散することができる。また、導光板のＬＥＤ側の端部を厚くし、他端へ向かって徐々に薄くテーパ状に形成することにより、照光装置全体の厚さを増加させることなく、導光板の受光面を十分大きく確保でき、小型のものであってもＬＥＤからの光を効率よく導光板に入射することができる。また、本実施形態の構成では一つのＬＥＤで均一に十分な照明光量を得ることができるため、単一光源で照明特性の良好な照光装置を実現可能である。これらにより、光源近傍だけが局所的に明るくなったりなどの輝度ムラ、輝度バラツキ、多色光源を用いた場合の色ムラを無くすことができ、十分な光量と均一性を有する照明光を得ることが可能であり、液晶表示パネルの対象領域を視認性良く均一に照明することができる。
【００２６】［第２実施形態］図３は本発明の第２実施形態に係る照光装置の構成を示す上面図である。
【００２７】第２実施形態は、第１実施形態の変形例であり、導光板に設けるスリットの形状を変更した例である。この第２実施形態の照光装置における導光板３１は、一端部３１ａの側面の受光面の近傍（すなわちＬＥＤ１５の近傍）に、直線状に形成されたスリット３２が設けられ、このスリット３２におけるＬＥＤ１５や受光面から遠い方の面、すなわち導光板３１の中央側の面には、シボ加工などによって粗面３３が形成されている。スリット３２は、ＬＥＤ１５からの出射光の光路と交差するように受光面にほぼ対向して配設されている。その他の構成は第１実施形態と同様であり、説明を省略する。
【００２８】このように直線状のスリットを設けた場合においても、前述の第１実施形態と同様に、一つのＬＥＤからの照明光を均一に拡散することができ、照明光の輝度ムラや輝度バラツキ、多色光源を用いた場合の色ムラを無くすことが可能である。
【００２９】［第３実施形態］図４は本発明の第３実施形態に係る照光装置の構成を示す図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は拡大断面図である。
【００３０】第３実施形態は、第１実施形態の他の変形例であり、導光板に設けるスリットの数を変更した例である。この第３実施形態の照光装置における導光板４１は、一端部４１ａの側面の受光面の近傍（すなわちＬＥＤ１５の近傍）に、円弧状に形成された２つのスリット４２ａ，４２ｂが略平行に設けられている。スリット４２ａ，４２ｂは、ＬＥＤ１５からの出射光の光路と交差するように受光面にほぼ対向して配設されている。これらのスリット４２ａ，４２ｂにおけるＬＥＤ１５や受光面から遠い方の面、すなわち導光板４１の中央側の面には、それぞれシボ加工などによって粗面４３が形成されている。その他の構成は第１実施形態と同様であり、説明を省略する。
【００３１】このようにスリットを複数箇所（この例では２箇所）に設けた場合においても、前述の第１実施形態と同様に、一つのＬＥＤからの照明光を均一に拡散することができ、照明光の輝度ムラや輝度バラツキ、多色光源を用いた場合の色ムラを無くすことが可能である。
【００３２】上記第１～第３実施形態において示したスリットの配置構成は、ＬＥＤと導光板等の配置バランスに応じて、拡散効果が十分に得られるよう設計時に適宜設定すればよく、図示した例のみに限定されるものではない。基本的には、光源となるＬＥＤの出射指向性がある範囲にほぼ対応させてスリット及び粗面を設けると効果的である。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、照明光の輝度ムラや輝度バラツキ、多色光源を用いた場合の色ムラを無くすことができ、対象領域を十分な照明輝度で均一に照明することが可能な照光装置を提供できるという効果がある。

【出願人】	【識別番号】０００００５８２１【氏名又は名称】松下電器産業株式会社【識別番号】０００１３５５０８【氏名又は名称】株式会社ハイベック
【出願日】	平成１２年７月１１日（２０００．７．１１）
【代理人】	【識別番号】１００１０５６４７【弁理士】【氏名又は名称】小栗昌平（外４名）
【公開番号】	特開２００２－２５３２５（Ｐ２００２－２５３２５Ａ）
【公開日】	平成１４年１月２５日（２００２．１．２５）
【出願番号】	特願２０００－２１００４５（Ｐ２０００－２１００４５）