トップ :: F 機械工学 照明 加熱 武器 爆破 :: F21 照明




【発明の名称】 照明装置、電気光学ユニットおよび電子機器
【発明者】 【氏名】合野 英樹

【要約】 【課題】導光板の光出射面から均一な光量分布で光を出射可能な照明装置、この照明装置を用いた電気光学ユニット、および電子機器を提供すること。

【解決手段】電気光学ユニット100の照明装置10において、導光板11の裏面側112と反射材12との間のうち、光源部14の近傍領域140には、光拡散性を備えた低透光性層16(低透光性シート161)が配置されているので、光源部14の近傍領域140において導光板11の裏面側112から出射された強い光は、低透光性層16で弱められた後、反射材12で反射し、再び低透光性層16で弱められてから導光板11内にその裏面側112から入射する。従って、光源部14の近傍領域140であっても、他の領域と比較して強い光が出射されることがないので、輝度むらのない、均一な光が出射される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 表面側が光出射面とされる導光板と、該導光板の側端面のうちの少なくとも一面に向けて光を出射する光源部と、前記導光板の裏面側に重ねて配置された反射材とを有する照明装置において、前記導光板の裏面側と前記反射材との間には、前記光源部の近傍領域に低透光性層が選択的に配置されていることを特徴とする照明装置。
【請求項2】 請求項1において、前記導光板の裏面側と前記反射材との間には、前記光源部の近傍領域に相当する大きさの低透光性シートが配置されていることにより、前記低透光性層が構成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項3】 請求項1において、前記導光板の裏面側と前記反射材との間には、前記導光板と略同サイズのシートが配置され、該シートのうち、前記光源部の近傍領域に相当する部分に対して選択的に形成された低透光性領域によって前記低透光性層が構成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかに規定する照明装置を用いた電気光学ユニットであって、前記導光板の光出射面側には、当該光出射面から出射された光を電気光学物質によって光変調することにより画像を表示可能な電気光学パネルが配置されていることを特徴とする電気光学ユニット。
【請求項5】 請求項4において、前記電気光学パネルは、前記電気光学物質として用いた液晶によって光を変調する液晶パネルであることを特徴とする電気光学ユニット。
【請求項6】 請求項4または5に規定する電気光学ユニットを表示部に備えていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置、この照明装置によって電気光学パネルが照明される電気光学ユニット、およびこの電気光学ユニットを備えた電子機器に関するものである。さらに詳しくは、照明装置から出射される光の輝度分布を均一化する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】携帯電話機などといった電子機器においては、液晶パネルなどの電気光学パネルを用いた電気光学ユニットによって表示部が構成されていることが多い。
【0003】このような電気光学ユニットは、例えば、図8(A)に示すように、液晶パネル400と、この液晶パネル400を裏面側から照明可能な照明装置10とから構成されている。この電気光学ユニットにおいて、照明装置10は、平面形状が矩形の透明な導光板11と、導光板11の4つの側端面のうち、側端面116に対して光を出射する光源部14と、導光板11の裏面側に重ねて配置された反射材12とから構成されている。光源部14は、導光板11の側端面116に対向するように配置された蛍光管141と、この蛍光管141の背面側を覆うリフレクタ142とから構成されている。
【0004】また、図8(B)に示す電気光学ユニットも、液晶パネル400と、この液晶パネル400を裏面側から照明可能な照明装置10とから構成され、照明装置10は、平面形状が矩形の透明な導光板11と、導光板11の4つの側端面のうち、側端面116に対して光を出射する光源部14と、導光板11の裏面側に重ねて配置された反射材12とから構成されている。ここに示す電気光学ユニットにおいて、光源部14は、導光板11の側端面116に対向するように配置されたライトパイプ143と、このライトパイプ143の両端面に向けて光を出射させる一対のLED144A、144Bとから構成されている。
【0005】さらに、図8(C)に示す電気光学ユニットも、液晶パネル400と、この液晶パネル400を裏面側から照明可能な照明装置10とから構成され、照明装置10は、平面形状が矩形の透明な導光板11と、導光板11の4つの側端面のうち、側端面116に対して光を出射する光源部14と、導光板11の裏面側に重ねて配置された反射材12とから構成されている。ここに示す電気光学ユニットにおいて、光源部14は、導光板11の側端面116に対向するように配置された一対のLED144A、144Bから構成されている。
【0006】このように構成した照明装置10のいずれにおいても、図9(A)に示すように、光源部14から出射された光は、導光板11内にその側端面116から入射し、矢印L1で示すように、導光板11内を進行してその表面側111(光出射面から出射されて、液晶パネル400を照明する。また、導光板11の裏面側112から出射した光は、矢印L2で示すように、反射材12で反射して再び、導光板12内にその裏面側112から入射し、表面側111から出射される。
【0007】ここで、液晶パネル400は、裏面側から入射した光が表面側に透過していく過程でこの光を変調可能である。従って、液晶パネル400に構成されている各画素を点灯あるいは消灯させることにより、液晶パネル400に画像を表示することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このように構成した電気光学ユニットにおいて、照明装置10の表面側111から出射される光の分布は均一である方が液晶パネル400で表示される画像に輝度むらが発生しないので好ましい。しかしながら、電気光学ユニットでは、図9(B)において斜線を付した領域、すなわち、光源部14の近傍領域140から出射される光量が他の領域に比較して強いため、液晶パネル400で表示される画像に輝度むらが発生するという問題点がある。
【0009】以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、導光板の光出射面から均一な光量分布で光を出射可能な照明装置、この照明装置を用いた電気光学ユニット、および電子機器を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため、本発明では、表面側が光出射面とされる導光板と、該導光板の側端面のうちの少なくとも一面に向けて光を出射する光源部と、前記導光板の裏面側に重ねて配置された反射材とを有する照明装置において、前記導光板の裏面側と前記反射材との間には、前記光源部の近傍領域に低透光性層が配置されていることを特徴とする。
【0011】本発明において、光源部から出射された光は、導光板内に入射した後、導光板内を光源部から遠ざかるように進行してその表面側(光出射面)から出射される。また、導光板に入射した光のうち、導光板の裏面側から出射した光は、反射材で反射して再び、導光板内にその裏面側から入射し、導光板の表面側から出射される。この際、光源部の近傍領域では、他の領域と比較して導光板の裏面側から強い光が出射され、この強い光は反射材で反射した後、再び、導光板内にその裏面側から入射しようとする。ここに本発明では、導光板の裏面側と反射材との間のうち、光源部の近傍領域に、光拡散性あるいは光反射性を備えた低透光性層が形成されているので、光源部の近傍領域において導光板の裏面側から出射された強い光は、低透光性層で弱められた後、反射材で反射し、再び低透光性層で弱められてから導光板内にその裏面側に入射することになる。これに対して、光源部から離れた領域では、低透光性層が形成されていないので、導光板の裏面側から出射された光が弱くても、低透光性層を通らずに反射材で反射し、再び導光板内にその裏面側から入射する際も低透光性層を通らない。従って、導光板の表面側からは、光源部の近傍領域であっても、他の領域と比較して強い光が出射されることがないので、輝度むらのない、均一な光が出射されることになる。
【0012】本発明において、前記低透光性層を構成するにあたっては、例えば、前記導光板の裏面側と前記反射材との間に、前記光源部の近傍領域に相当する大きさの低透光性シートを配置し、この低透光性シートにより前記低透光性層を構成する。
【0013】本発明において、前記低透光性層を構成するにあたっては、前記導光板の裏面側と前記反射材との間に前記導光板と略同サイズのシートを配置し、このシートのうち、前記光源部の近傍領域に相当する部分に対して選択的に形成した低透光性領域によって前記低透光性層を構成してもよい。このように構成すると、導光板の裏面側と反射材との間において低透光性層を設けた領域の境界部分に、シートの有無に起因する段差が発生しない。このため、導光板から出射されてくる光には、低透光性層を設けた領域の境界部分に薄いスジが影となって見えることを防止することができる。
【0014】本発明に係る照明装置を用いて電気光学ユニットを構成する場合には、前記導光板の光出射面側に、当該光出射面から出射された光を電気光学物質によって光変調することにより画像を表示可能な電気光学パネルが配置する。前記電気光学物質としては液晶を用いれば、前記電気光学パネルは、液晶によって光を変調する液晶パネルとして構成される。
【0015】このような電気光学ユニットでは、均一な光が電気光学パネルに入射するので、この電気光学ユニットを電子機器の表示部として用いれば、輝度むらのない、品位の高い画像を表示できる。
【0016】
【発明の実施の形態】添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【0017】[実施の形態1](電子機器の全体構成)図1は、本発明が適用された電子機器の一例である携帯電話機の外観を示す斜視図である。図2(A)、(B)はそれぞれ、この携帯電話機に用いられた電気光学ユニットの断面図、およびこの電気光学ユニットに用いた照明装置の平面図である。
【0018】図1において、本形態の携帯電話機1(電子機器)には、その上半部分に、電気光学パネルとしての液晶パネル400を用いた表示部2が構成され、下半部には、複数のキーボタン301が配置された操作部3が構成されている。表示部2の上方位置にはスピーカ穴4が形成され、操作部3の下方位置にはマイク穴5が形成されている。
【0019】この携帯電話機1において表示部2を構成するにあたっては、図2(A)、(B)に示す照明装置10を備えた電気光学ユニット100が用いられ、この電気光学ユニット100は、液晶パネル400と、この液晶パネル400の裏面側に光を出射可能な照明装置10とから構成されている。
【0020】(液晶パネル400の構成)図3および図4はそれぞれ、液晶パネル400を斜め下方からみたときの斜視図および分解斜視図である。図5は、この液晶パネル400の断面図である。
【0021】図3、図4および図5において、液晶パネル400は、パッシブマトリクス型のカラー液晶パネルであり、所定の間隙を介してシール材430によって貼り合わされた矩形のガラスなどからなる一対の透明基板間にシール材430によって液晶封入領域435が区画されているとともに、この液晶封入領域435内に液晶が封入されている。ここでは、前記一対の透明基板のうち、液晶封入領域435内で縦方向に延びる複数列の第1の電極パターン440が形成されている方の基板を第1の透明基板410とし、液晶封入領域435内で横方向に延びる複数列の第2の電極パターン450が形成されている方の基板を第2の透明基板420とする。
【0022】第2の透明基板420には、図5に示すように、第1の電極パターン440と第2の電極パターン450との交点に相当する領域に、赤(R)、緑(G)、青(B)のカラーフィルタ407R、407G、407Bが形成され、これらのカラーフィルタ407R、407G、407Bの表面側に絶縁性の平坦化膜426、第2の電極パターン450、および配向膜422がこの順に形成されている。これに対して、第1の透明基板410には、第1の電極パターン440および配向膜412がこの順に形成されている。
【0023】この液晶装置400において、第2の電極パターン450はITO膜(Indium Tin Oxide/透明導電膜)によって形成されている。これに対して、第1の電極パターン440は薄いアルミニウム膜によって構成され、この薄いアルミニウム膜からなる第1の電極パターン440に届いた光は、一部が第1の電極パターン440を透過し、一部は第1の電極パターン440で反射する。従って、液晶パネル400は、透過型の液晶パネルとしての機能と、反射型の液晶パネルとしての機能とを併せもつ半透過・半反射型の液晶パネルである。なお、第2の透明基板420の外側表面には偏光板461が貼られ、第1の透明基板410の外側表面には偏光板462が貼られている。
【0024】このような半透過・半反射型の液晶パネル400を構成するにあたっては、光を完全反射するような膜厚のアルミニウム膜などによって第1の電極パターン440を形成し、第1の電極パターン440のうち、第2の電極パターン450と交差する部分に小さな光透過孔を形成してもよい。
【0025】また、第1の電極パターン440もITO膜から構成すれば、液晶装置400を透過型として構成することができる。
【0026】再び図3および図4において、液晶パネル400では、外部との間での信号の入出力および基板間の導通のいずれを行うにも、第1の透明基板410および第2の透明基板420の同一方向に位置する各基板辺418、428付近において第1の透明基板410および第2の透明基板420のそれぞれに形成されている第1の端子形成領域411および第2の端子形成領域421が用いられる。ここで、第2の透明基板420としては、第1の透明基板410よりも大きな基板が用いられ、第1の透明基板410と第2の透明基板420とを貼り合わせたときに第1の透明基板410の基板辺418から第2の透明基板420が張り出す部分425に駆動用IC490がCOG実装されている。また、第2の透明基板420の第2の端子形成領域421は、駆動用IC490より基板辺421の側に位置する部分に入出力端子481が形成され、これらの入出力端子481に対してフレキシブル基板70が接続されている。
【0027】第2の端子形成領域421において、駆動用IC490より液晶封入領域435の側に位置する部分は、第1の透明基板410の側との基板間導通用に用いられるので、第1の透明基板410との重なり部分に形成されている。また、第1の透明基板410において、第1の端子形成領域411は、第2の透明基板420の側との基板間導通に用いられるので、第2の透明基板420との重なり部分に形成されている。
【0028】従って、第1の透明基板410と第2の透明基板420とを基板間導通剤を含有するシール材430で貼り合わせて基板間で基板間導通用端子同士を導通させて、第2の透明基板420の入出力端子481から駆動用IC490に信号入力すれば、駆動用IC490から出力された信号は、第1の電極パターン440および第2の電極パターン450に供給されるので、第1の電極パターン440と第2の電極パターン450との交点に相当する画素を各々駆動することができる。
【0029】(照明装置10の構成)再び図2(A)、(B)において、照明装置10は、透明なプラスチック成形品からなる断面楔形状の導光板11と、矩形の導光板11の4つの側端面のうち、側端面116に対して光を出射する光源部14と、導光板11の裏面側に重ねて配置された反射材12と、液晶パネル400と導光板11の表面側111との間に重ねて配置されたプリズムシートなどの光学シート15とを有している。照明装置10において、導光板11の4つの側端面のうち、側端面116を除く3つの端面117、118、119にも反射材17が配置されている。
【0030】また、図示を省略するが、導光板11の裏面側112の全面には白インクをドット状に印刷してなる乱反射層が所定の密度で形成されている。
【0031】ここで、光源部14としては、図8(A)、(B)、(C)を参照して説明した各構成を採用できるが、ここでは、図8(A)に示すように、蛍光管141と、この蛍光管141の背面側を覆うリフレクタ142とを備えたものを図示してある。
【0032】このように構成した照明装置10において、本形態では、導光板11の裏面側112と反射材12との間には、光源部14の近傍領域140に低透光性層16が選択的に配置されている。この低透光性層16を構成するにあたって、本形態では、導光板11の裏面側112と反射材12との間に、光源部14の近傍領域140に相当する大きさの低透光性シート161が配置されている。この低透光性シート161は、薄い透明シートに微細な凹凸が形成されたものであり、その光拡散作用によって、入射した光を弱めて出射する性質を有している。
【0033】(本形態の作用・効果)このように構成した電気光学ユニット100において、液晶パネル400は、半透過・半反射型に構成されているため、表面側から入射した外光を反射して表面側から出射していく過程でこの光を変調することが可能であるとともに(反射モード)、裏面側から入射した光が表面側に透過していく過程でこの光を変調することも可能である(透過モード)。
【0034】すなわち、電気光学ユニット100において、液晶パネル400の表面側に入射した外光は、第1の電極パターン440で反射した後、液晶パネル400の表面側から出射される間に、各画素毎において液晶404によって変調されるので、液晶パネル400には画像が表示される(反射モード)。
【0035】また、電気光学ユニット100において、照明装置10から出射された光は、液晶パネル400の裏面側から入射した後、表面側から出射していく過程で各画素毎において液晶404によって変調されるので、液晶パネル400には画像が表示される(透過モード)。
【0036】このような透過モードでの表示を行う際、照明装置10では、光源部14から出射された光は、導光板11内にその側端面116から入射した後、導光板11内を光源部14から遠ざかるように進行してその表面側111(光出射面)から出射される。
【0037】また、導光板11に入射した光のうち、導光板11の裏面側112から出射した光は、反射材12で反射して再び、導光板11にその裏面側112から入射し、導光板11の表面側112から出射される。この際、光源部14の近傍領域140では、矢印L11で示すように、他の領域と比較して導光板11の裏面側112から強い光が出射され、この強い光は反射材12で反射した後、再び、導光板11内にその裏面側112から入射しようとする。ここに本形態では、導光板11の裏面側112と反射材12との間のうち、光源部14の近傍領域140に、光拡散性を備えた低透光性層16(低透光性シート161)が選択的に配置されている。このため、光源部14の近傍領域140において導光板11の裏面側112から出射された強い光は、低透光性層16で弱められた後、反射材12で反射し、再び低透光性層16で弱められてから導光板11内にその裏面側112から入射することになる。これに対して、光源部14から離れた領域では、低透光性層16が形成されていないので、矢印L12で示すように、導光板11の裏面側112から出射された光が弱くても、低透光性層16を通らずに反射材12で反射し、再び導光板12内にその裏面側112から入射する際も低透光性層16を通らない。
【0038】従って、導光板11の表面側111からは、光源部14の近傍領域140であっても、他の領域と比較して強い光が出射されることがないので、輝度むらのない、均一な光が出射されることになる。それ故、液晶パネル400を透過モードで画像を表示した場合、輝度むらのない、品位の高い表示を行うことができる。
【0039】[実施の形態2]図6(A)、(B)はそれぞれ、本形態の電気光学ユニット電気光学ユニットの断面図、およびこの電気光学ユニットに用いた照明装置の平面図である。なお、ここに示す電気光学ユニットも、実施の形態1の電気光学ユニットと同様、携帯電話機などの電子機器において表示部を構成を構成するものであり、基本的な構成が共通している。従って、携帯電話機としての構成や液晶パネルの構成についての説明を省略するとともに、共通する機能を有する部分には同一の符号を付して説明する。
【0040】図6(A)、(B)に示すように、本形態の電気光学ユニット100も、液晶パネル400(電気光学パネル/照明対象)と、この液晶パネル400の裏面側に光を出射可能な照明装置10とから構成されている。
【0041】照明装置10は、実施の形態1と同様、透明なプラスチック成形品からなる断面楔形状の導光板11と、矩形の導光板11の4つの側端面のうち、側端面116に対して光を出射する光源部14と、導光板11の裏面側に重ねて配置された反射材12と、液晶パネル400と導光板11の表面側111との間に重ねて配置されたプリズムシートなどの光学シート15とを有している。また、照明装置10において、導光板11の4つの側端面のうち、側端面116を除く3つの端面117、118、119にも反射材17が配置されている。さらに、図示を省略するが、導光板11の裏面側112の全面には、白インクをドット状に印刷してなる乱反射層が所定の密度で形成されている。
【0042】このように構成した照明装置10において、本形態では、導光板11の裏面側112と反射材12との間には、光源部14の近傍領域140に低透光性層16が選択的に配置されている。この低透光性層16を構成するにあたって、本形態では、導光板11の裏面側112と反射材12との間に、導光板11と略同サイズのシート162が重ねて配置され、このシート162のうち、光源部140の近傍領域140に相当する部分に対して選択的に形成した低透光性領域163によって低透光性層16が構成されている。すなわち、シート162は、薄い透明シートに対して、光源部140の近傍領域140に位置する領域に対して微細な凹凸が選択的に形成されることにより低透光性領域163が形成され、この低透光性領域163は、その光拡散作用によって、入射した光を弱めて出射する性質を有している。これに対して、シート162のうち、低透光性領域163以外の領域164には微細な凹凸が形成されておらず、光拡散作用を有していない。
【0043】このように構成した電気光学ユニット100においても、導光板11の裏面側112と反射材12との間のうち、光源部14の近傍領域140には、光拡散性を備えた低透光性層16(シート162の低透光性領域163)が配置されているので、光源部14の近傍領域140において導光板11の裏面側112から出射された強い光は、低透光性層16で弱められた後、反射材12で反射し、再び低透光性層16で弱められてから導光板11内にその裏面側112から入射することになる。これに対して、光源部14から離れた領域では、低透光性層16が形成されていないので、矢印L12で示すように、導光板11の裏面側112から出射された光が弱くても、低透光性層16を通らずに反射材12で反射し、再び導光板12内にその裏面側112から入射する際も低透光性層16を通らない。
【0044】従って、導光板11の表面側111からは、光源部14の近傍領域140であっても、他の領域と比較して強い光が出射されることがないので、輝度むらのない、均一な光が出射されることになる。それ故、液晶パネル400を透過モードで画像を表示した場合、輝度むらのない、品位の高い表示を行うことができる。
【0045】また、本形態では、導光板11の裏面側112と反射材12との間において低透光性層16を設けた領域の境界部分に、シート162の有無に起因する段差が発生しない。このため、導光板11から出射されてくる光には、低透光性層16を設けた領域の境界部分に薄いスジが影となって見えることがない。
【0046】[その他の実施の形態]実施の形態1、2では、光源部14としては、図8(A)、(B)、(C)を参照して説明した構成のうち、蛍光管141とリフレクタ142とを備えているものを用いた例で説明したが、図7(A)、(B)に示すように、導光板11の側端面116に対向するように一対のLED144A、144Bが配置された光源部14に(図8(C)を参照)に対して低透光性層16を設けた構成でもよい。また、図示を省略するが、ライトパイプ143と、このライトパイプ143の両端面に向けて光を出射させる一対のLED144A、144Bとから構成された光源部14(図8(B)を参照)に対して低透光性層16を設けた構成でもよい。
【0047】また、低透光性層16については、シート状のもので構成する以外に、例えば、反射材12の表面のうち、光源部14の近傍領域140に相当する領域に対して、光拡散性を備えた塗料を選択的に塗布し、それを低透光性層16として利用してもよい。
【0048】さらに、導光板11の裏面側112において、反射材12を粘着材などで貼着する場合には、光拡散性を備えた粘着材を光源部14の近傍領域140に相当する領域に選択的に塗布して導光板11の裏面側112に反射材12を貼着するとともに、この粘着材を低透光性層16として利用してもよい。
【0049】さらにまた、実施の形態1、2では、パッシブマトリクス型の液晶パネル400に対する照明装置10に本発明を適用した例を説明したが、アクティブマトリクス型の液晶パネルなど、その他の電気光学パネルに対する照明装置に本発明を適用してもよい。
【0050】なお、実施の形態1、2では、携帯電話機1の電気光学ユニット100に用いた照明装置10に本発明を適用した例を説明したが、その他の照明装置に本発明を適用してもよい。
【0051】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、導光板の裏面側と反射材との間のうち、光源部の近傍領域に低透光性層が選択的に配置されているので、光源部の近傍領域において導光板の裏面側から出射された強い光は、低透光性層で弱められた後、反射材で反射し、再び低透光性層で弱められてから導光板内にその裏面側に入射することになる。これに対して、光源部から離れた領域では、低透光性層が形成されていないので、導光板の裏面側から出射された光が弱くても、低透光性層を通らずに反射材で反射し、再び導光板内にその裏面側から入射する際も低透光性層を通らない。従って、本発明によれば、導光板の表面側からは、光源部の近傍領域であっても、他の領域と比較して強い光が出射されることがないので、輝度むらのない、均一な光が出射される。
【出願人】 【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
【出願日】 平成13年3月28日(2001.3.28)
【代理人】 【識別番号】100095728
【弁理士】
【氏名又は名称】上柳 雅誉 (外1名)
【公開番号】 特開2002−298626(P2002−298626A)
【公開日】 平成14年10月11日(2002.10.11)
【出願番号】 特願2001−94084(P2001−94084)