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JP6102919B2 - 導光板、光源装置及び電子機器 - Google Patents

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JP6102919B2 JP2014512684A JP2014512684A JP6102919B2 JP 6102919 B2 JP6102919 B2 JP 6102919B2 JP 2014512684 A JP2014512684 A JP 2014512684A JP 2014512684 A JP2014512684 A JP 2014512684A JP 6102919 B2 JP6102919 B2 JP 6102919B2
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Description

本発明は、導光板、光源装置及び電子機器に関する。
本願は、2012年4月27日に出願された特願2012−102857号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
携帯電話や、PDA(Personal Digital Assistant)、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯ゲーム機、携帯ミュージックプレーヤーなどのモバイルタイプの電子機器では、各種情報や画像を表示する液晶表示装置が広く採用されており、液晶表示パネルの裏面側からバックライト(光源装置)を用いて表示領域を照明している。このバックライトは、光源からの光を導光板の側面から入射させ、導光板の出射面(例えば上面)から面状の光を出射させて液晶表示パネルを広く照明する(例えば、特許文献1参照)。
特開2011−44324号公報
携帯電話等のモバイルタイプの電子機器では、機器自体を大型化せずに各種情報や画像を表示する領域を拡大する必要がある。そのため、表示領域の周囲である、いわゆる額縁部分を狭くすることにより表示領域を拡大している。また、電子機器のデザイン性向上からも額縁部分を狭くすることが求められている。このような狭額縁の形態では、額縁部分に光源が配置されるので光源と表示領域とが接近することとなり、表示領域の一部、特に光源に近い領域で光量が過多となって輝度ムラが形成されるといった、表示性能の劣化を生じさせる。
本発明の態様は、出射される光の光量を出射面内で均一化することにより表示領域内での輝度ムラの発生を抑え、表示領域の拡大を図りつつも表示性能を向上させる技術を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、入射面から入射された光を導いて出射面から出射させる導光板であって、出射面の光量過多領域から出射される光の光量を調整する光量調整部を備え、光量調整部は、入射面、又は出射面のうちの一方に、光量過多領域に対応させて設けられている。
本発明の他の態様は、光源と、光源からの光を入射面から入射させて光を出射面から出射させる導光板とを有する光源装置であって、導光板は、上記に記載の導光板である。
また、本発明の他の態様は、光源と、光源からの光を入射面から入射させて光を出射面から出射させる導光板と、出射面の光量過多領域から出射される光の光量を調整する光量調整部とを備え、光量調整部は、光源、および光源と導光板との間、のうち少なくとも一方に、光量過多領域に対応させて設けられている光源装置である。
また、本発明の他の態様は、上記に記載の光源装置を備える電子機器である。
本発明の態様によれば、光量を出射面内で均一化して輝度ムラを抑制もしくは防止することができる。また、表示性能を向上することができる。
本発明の実施形態に係る導光板及び光源装置を示す斜視図である。 導光板及び光源装置の使用状態を説明する断面図である。 本発明の実施形態に係る電子機器を示す断面図である。 導光板の他の実施形態を示す斜視図である。 導光板及び光源装置の他の実施形態を示す平面図である。 導光板及び光源装置の他の実施形態を示す平面図である。 導光板及び光源装置の他の実施形態を示す平面図である。 導光板及び光源装置の他の実施形態を示す平面図である。 導光板の他の実施形態を示す斜視図である。 導光板及び光源装置の使用状態を説明する断面図である。 本発明の他の実施形態に係る光源装置を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る光源装置を示す断面図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材や各部分を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
図1及び図2は、本発明の実施形態に係る導光板1及び光源装置3を説明する斜視図である。図1に示すように、導光板1は、アクリル樹脂やポリカーボネート、その他に各種ガラスなど、可視光域の光を十分透過する材質により形成された板状体11が用いられる。なお、板状体11の厚さは、例えば30μm〜500μmである。この数値は一例であって本発明はこれに限定されない。
板状体11の表面側(図1での上面側)は、面状の光を出射する出射面11aであり、平滑面に形成される。なお、この出射面11aは、光を拡散するために表面処理されてもよい。また、図示しないが、出射面11a全体に拡散シートや微少プリズムを形成した光学シートを貼付してもよい。
このような表面処理または拡散シートの貼付は、出射面11aから出射する光の向きや拡がりを調整する目的だけでなく、出射面11a側から板状体11を見たときに、裏面11bの構造部12の形状(構造部12については後述する)を見えなくする目的で用いられる。
板状体11の裏面11bには、複数の反射面を持つ鋸状の構造部12が形成される。構造部12は、板状体11の入射面11c(側面)から導入された光を出射面11a側に導く。構造部12は、出射面11aから出射する面状の光が均一となるように、入射面11cから離れるにしたがい各反射面の角度や大きさを変えて形成される。
構造部12は、図1に示す構成に限定されない。例えば、構造体12として反射させるもの以外に散乱や回折により光を出射面11aに導くものでもよい。また、鋸状の構造部12に代えて、凸状や凹状のドットを裏面11bに形成してもよい。ドットを用いた構造体は、入射面11cから離れるにしたがいドットの面積を大きくして出射面11aから出射する面状の光が均一となるように構成される。
導光板1の入射面11c側には光源2として複数の発光体21〜24が実質的に等間隔で配置される。これら発光体21〜24から出射される光により、出射面11aのうち入射面11cに近い部分にそれぞれ光量過多領域P1〜P4が生じる。この光量過多領域P1〜P4は、人間の目で見たときに輝度が高いと認識できる領域である。出射面11aには、これら光量過多領域P1〜P4をそれぞれ含むように、減光部(光量調整部)41〜44が形成される。
減光部41〜44は、図2に示すように、板状体11の内側から出射面11aに向かう光の一部を透過するとともに残りを反射することから、反射部として機能する。これにより、光量過多領域P1〜P4から出射される光量が減少し、出射面11aから出射される面状の光において輝度ムラが抑制される。
なお、減光部41〜44が反射部としての機能を含むことに限定されず、光を一部透過するとともに残りを吸収するような減光部であってもよい。また、図1に示す減光部41〜44は、光量過多領域P1〜P4よりもやや広い領域に形成されているが、光量過多領域P1〜P4に一致させた状態で形成してもよい。
光源2では、発光体21〜24としてLED(Light Emitting Diode)が用いられる。LEDとして、白色LEDや、単波長の青色LEDで黄色の蛍光体を励起して白色とする擬似白色LEDが用いられる。ただし、光源2としてLEDに限定するものではなく、冷陰極管など各種発光体を用いてもよい。また、図1に示すような発光体21〜24の個数や間隔に限定されず、任意に設定できる。
この光源2と導光板1により光源装置3が形成される。なお、光源2と導光板1との間は、図1及び図2に示すように空間を形成して配置する他に、両者間に透明樹脂等を充填してもよい。導光板1と光源2との間に透明樹脂等を充填することにより、この透明樹脂等が接着剤として機能し、両者は一体化される。この透明樹脂と、導光板1の板状体11との屈折率を合わせてもよい。
また、図1に示す光源装置3では、導光板1の一側面を入射面11cとしているが、これに限定されず、板状体11の2以上の側面を入射面とし、それぞれに光源2を配置してもよい。
図3は、電子機器5の実施形態を説明する断面図である。この電子機器5は携帯型の液晶表示装置である。電子機器5は、筐体51を有する。筐体51は、幅Wの額縁部51bに囲まれた幅Lの開口部51aを備え、内部に光源装置3と液晶パネル52とを収納する。
液晶パネル52は、個別電極を備える表面側のガラス基板52aと、共通電極を備える裏面側のガラス基板52bと、これらに挟まれた液晶層52cとで概略構成される。また、液晶パネル52は、その周囲が額縁部51bとリブ51cとで挟まれた状態で筐体51に保持される。これにより、開口部51aの幅Lのエリアが液晶パネル52の表示領域として用いられる。
液晶パネル52は、図示しないが、ガラス基板52a、52bを挟んで配置される偏光フィルムや、液晶駆動用のドライバなどを含んでいる。なお、液晶パネル52は、図示のもの以外に各種公知の液晶パネルが用いられる。
光源装置3は、筐体51内の液晶パネル52のガラス基板52b側に、導光板1の出射面11aを液晶パネル52に対向させて配置される。この際、図3に示すように、光源2は額縁部51bの裏側で幅Wの範囲に配置される。導光板1は、その一部が幅Lと幅Wの境界Y上に位置するように、端部を額縁部51bの裏側に入り込ませた状態で配置される。これにより、出射面11a上の減光部41は、境界Yと交わった位置に配置された状態となる。
以上の電子機器5では、光源2を点灯した際、入射面11cから導光板1内に導入された光が、裏面の構造部12によって出射面11aに導かれ、出射面11aから面状の光となって液晶パネル52を裏面側から照明する。このとき、導光板1の光量過多領域P1を通る光は、減光部41によって一部の光が出射面11aから出射されるとともに、残りの光が板状体11内に反射される。これにより、光量過多領域P1から出射する光の光量が減少し、出射面11aでの輝度ムラが抑制された状態で液晶パネル52が照明される。
なお、図3では光量過多領域P1について説明したが、他の光量過多領域P2〜P4においても減光部42〜44によって同様に光量が調整される。
図4は、他の実施形態に係る導光板100を説明する斜視図である。
出射面11aにおいて、光量過多領域Pでの輝度は一様ではなく、光源2から離れるにしたがい低下する。従って、図1に示すような一様な減光部41〜44では、光量が多く透過する部分や透過を必要以上に抑えた部分が生じるなど、光量過多領域P内で輝度ムラが残る場合がある。特に、光量過多領域Pが広い場合に生じやすい。
一方、図4に示す導光板100では、光量過多領域Pを入射面11cに近い(光源に近い)領域から順に高輝度部P11、中輝度部P12、低輝度部P13と分割し、これらに対応するように高減光部60a、中減光部60b、低減光部60cに分けて減光部(光量調整部)60が形成される。これにより、高減光部60aを透過する光量は大きく制限され、順に中減光部60b、低減光部60cと透過する光量が増加し、光量過多領域P内での透過光量が段階的に変化する。
このように減光部60を分けて光量を細かく調整することにより、光量過多領域P内での輝度ムラが抑制され、ひいては出射面11a全体の輝度ムラが抑制される。特に、光量過多領域Pが広い場合での輝度ムラ抑制に効果がある。
高減光部60a、中減光部60b、低減光部60cとしては、図1及び図2に示すような、光の一部を透過し、かつ残りを反射するタイプが用いられる。代替的に、及び/又は付加的に、光の一部を透過するとともに、残りを吸収するタイプを用いてもよい。
また、図4に示す減光部60は、3つの領域に分けて形成されているが、これに限定されず、2つもしくは4つ以上の領域に分けて形成してもよい。さらに、減光部60として、透過する光量を滑らかに変化させる減光部を用いてもよい。
なお、図4に示す導光板100は、図1及び図2に示す導光板1と同様に板状体11の裏面側に構造部を有している。また、図4に示す導光板100と、その入射面11c側に配置される各種光源とを組み合わせて光源装置としてもよい。さらに、この光源装置を図3に示す光源装置3に代えて用いることにより電子機器としてもよい。
図5は、他の実施形態に係る導光板101及び光源装置30を説明する平面図である。
なお、図5中の光源2及び板状体11は、図1に示すものと同様であり説明を省略する。導光板101は、板状体11の出射面11aにおいて各光量過多領域P1〜P4に対応して遮光部(光量調整部)71〜74が形成されている。これら遮光部71〜74のそれぞれは、クロム等の金属膜であるドット部71a〜74aを各光量過多領域P1〜P4内に点在させて形成されている。
遮光部71では、板状体11内から光量過多領域P1に達した光のうち、ドット71aに当たった光は反射されて板状体11内に戻り、ドット71a間の隙間を通過した光はそのまま出射面11aから出射される。このようにドット71aにより光の透過を遮ることにより、光量過多領域P1を通過する光量が抑制される。
同様に、他の光量過多領域P2〜P4でも遮光部72〜74により通過する光量が抑制される。これにより出射面11aから出射される面状の光において輝度ムラが抑制される。
図5に示す遮光部71〜74は、ドット部71a〜74aが反射部としての機能を有しているが、これに限定されず、光を吸収するような金属や樹脂により形成されたドット部を用いてもよい。
また、各ドット部71a〜74aの大きさや形状は任意であるが、小さいドット部とすることで、出射面11a側から見たときに、遮光部71〜74を見えにくくすることができる。遮光部71〜74を透過する光は、ドット部71a〜74aの大きさや、単位面積あたりの密度により調整される。
また、ドット部71a〜74aの配置は光量過多領域P内で一様であることに限定されず、光量過多領域P内で変化させてもよい。
例えば、入射面11c側ではドット部71aの密度を高く、または大きなドット部71aを用いて、遮る光の量を多くするとともに、入射面11cから離れるにしたがいドット部71aの密度を低く、またはドット部71aを小さくして、遮る光の量を少なくすることで、光量過多領域P内での透過光量を均一化し、出射面11a全体の輝度ムラを抑制することができる。
光源装置30は、導光板101と光源2とを備える。光源2として、各種光源が用いることができる点は図1に示す光源装置3と同様である。また、この光源装置30を図3に示す光源装置3に代えて用いることにより電子機器としてもよい。
図6A〜6Cは、他の実施形態に係る導光板102、103、104及び光源装置31、32、33を説明する平面図である。なお、図6A〜6C中の板状体11は、図1に示すものと同様であり説明を省略する。図6A〜6Cにおいて、光源200として、冷陰極管が用いられる。
図6Aの導光板102では、光量過多領域P21が出射面11a上に帯状に形成される場合に、この光量過多領域P21に対応した帯状の減光部(光量調整部)81が形成される。
図6Bの導光板103は、光量過多領域P22が出射面11a上に湾曲した境界を有する形状(円形や楕円形の一部)に形成される場合に、この光量過多領域P22に対応した形状の減光部(光量調整部)82が形成される。
図6Cの導光板104は、光量過多領域P23が出射面11a上に実質的に三角形状に形成される場合に、この光量過多領域P23に対応した実質的に三角形状の減光部(光量調整部)83が形成される。
図6Aでは、導光板102と光源200とで光源装置31が形成される。図6Bでは、導光板103と光源200とで光源装置32が形成される。図6Cでは、導光板104と光源200とで光源装置33が形成される。これら光源装置31、32、33は、図3に示す電子機器5の光源装置3に代えて用いられる。
なお、図6A〜6Cでは、光源200が冷陰極管の場合について説明したが、図1に示すような発光体21〜24を、例えば狭い間隔で配置したときなどに、図6A〜6Cに示すような光量過多領域P21〜P23が生じる場合がある。このような場合も、それぞれ減光部81〜83を形成することができる。
なお、図6A〜6Cでは光量調整部として減光部81〜83を用いる場合について説明したが、図4に示す減光部60のように光の透過率を変化させてもよい。また、減光部81〜83として、図5に示すドット部71a〜74aによる遮光部71〜74のように、ドット部による遮光部を用いてもよい。
図7及び図8は、他の実施形態に係る導光板105及び光源装置34を示す説明図である。なお、図7及び図8中の板状体11は、図1に示すものと同様であり説明を省略する。
図7の導光板105は、減光部(光量調整部)90が板状体11の入射面11cに設けられている。この減光部90は、入射面11cの、光源2に対向する部分に、裏面11b側から半円形状に設けられている。
減光部90の形状および位置は、光源2との関係で決定される。すなわち、光量過多領域P1から出射される光が減少するように、光源2から出射される光の形状や向き、さらには光源2と導光板105との距離に応じて減光部90の形状や位置が決められる。従って、用いる光源によっては、図7に示す減光部90に代えて、入射面11cの出射面11aに近い部分や入射面11cの中央部分に減光部を形成する場合がある。また、減光部の形状として四角形状などが用いられる場合がある。
なお、図7では光量調整部として減光部90を用いている場合について説明したが、図4に示す減光部60のように光の透過率を変化させてもよい。また、減光部90として、図5に示すドット部71a〜74aによる遮光部71〜74のように、ドット部による遮光部を用いてもよい。
この導光板105では、減光部90を通過する光量が調整(減光)される。その結果として光量過多領域P1から出射される光が減少し、出射面11aの輝度ムラが抑制される。
また、図8に示すように、光源装置34は、導光板105と光源2とを備える。光源2として、各種光源が用いられる点は図1に示す光源装置3と同様である。また、この光源装置34を図3に示す光源装置3に代えて用いることにより電子機器としてもよい。
図9は、他の実施形態に係る光源装置35を示す断面図である。この光源装置35は、光源2と導光板106とを有し、両者間の空間Xに光量調整部として減光部300が配置されている。なお、図9中の光源2及び板状体11は、図1に示すものと同様であり説明を省略する。導光板106は、上述した導光板1等と異なり、出射面11aや入射面11cに光量調整部を有していない。
減光部300は、透過光量を減少させる材質で形成された板状の部材が用いられ、入射面11cとほぼ平行に配置される。減光部300は、他の部材によって空間X内の所定位置に保持される。代替的に、及び/又は付加的に、減光部300は、空間Xを透明樹脂等で埋めることにより保持される。
減光部300は、光源2から導光板106に入射される光のうち、光量過多領域P1から出射される光の量を減少させるような位置に配置されている。従って、光源2の種類、出射される光の向きや形状、空間Xの大きさなど、各種状況によって減光部300の位置が決定され、図9に示すような配置に限定されない。例えば、空間X内のうち出射面11a側の位置や中央位置、さらに光源2に近い位置や導光板106に近い位置など、減光部300の位置は適宜決定される。また、減光部300の向きも入射面11cに平行であることに限定されず、減光部300aのように、光源2からの光の出射方向と平行に配置してもよい。
また、図9では、光量調整部として減光部300が用いられる場合について説明したが、図4に示す減光部60のように光の透過率を変化させてもよい。また、減光部300として、図5に示すドット部71a〜74aによる遮光部71〜74のように、ドット部による遮光部を用いてもよい。
この光源装置35では、光源2から出射された光が導光板106に入射される前に、減光部300(300a)によって光量過多領域P1から出射される光量を減少させるので、出射面11aから出射される面状の光において輝度ムラが抑制される。なお、光源2として、各種光源が用いられる点は図1に示す光源装置3と同様である。また、この光源装置35を図3に示す光源装置3に代えて用いることにより電子機器としてもよい。
図10は、他の実施形態に係る光源装置36を示す断面図である。この光源装置36は、光源201に光量調整部として減光部400を備えている。なお、図10中の導光板106は、図9に示すものと同様であり説明を省略する。
減光部400は、光源2の発光体211の出射面211aに設けられる。光源201の発光体211にはLEDが用いられるが、これに限定されず、冷陰極管など各種発光体が用いられる。
減光部400は、光源2から出射される光のうち、光量過多領域P1から出射される光の量を減少させるような位置に設けられる。従って、光源2の種類、出射される光の向きや形状によって減光部400の位置が決定され、図10に示すような位置に限定されない。例えば、減光部400は、出射面211aの上側(導光板106の出射面11a側)に寄せた部分や、出射面211aの中央部分に設けられてもよい。
また、図10では、光量調整部として減光部400が用いられる場合について説明したが、図4に示す減光部60のように光の透過率を変化させてもよい。また、減光部400として、図5に示すドット部71a〜74aによる遮光部71〜74のように、ドット部による遮光部を用いてもよい。
この光源装置36では、光源201から出射される光は、減光部400によって一部の光量が減少した状態で導光板106に入射される。これにより、光量過多領域P1から出射される光量を減少させるので、出射面11aから出射される面状の光において輝度ムラが抑制される。なお、この光源装置36を図3に示す光源装置3に代えて用いることにより電子機器としてもよい。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、上述した実施形態を組み合わせてもよく、図1の減光部41、図5の遮光部71、図7の減光部90、などを適宜組み合わせて、一つの導光板に複数種類の光量調整部が設けられてもよい。また、光源装置としては、図9や図10の光源装置35、36の導光板106に代えて、図1〜図8に示す導光板1、100〜105が用いられてもよい。
一実施形態は、側面11cから入射された光を導いて出射面11aから出射させる導光板1、105であって、出射面11a又は側面11cに形成され、出射面11aのうち光量過多領域P1〜P4から出射される光の光量を調整する光量調整部を備える。
上記実施形態において、光量調整部は、遮光部または減光部41〜44、90、またはこれらの組み合わせとすることができる。
また、光量調整部は、光量調整部に達した光の一部又は全部を反射する反射部を備えることができる。
一実施形態は、側面11cから入射された光を導いて出射面11aから出射させる導光板100であって、出射面11aに形成され、出射面11aのうち光量過多領域Pから出射される光の光量を調整し、光量過多領域P内での透過率が段階的に変化する減光部60からなる光量調整部を備える。
また、一実施形態は、側面11cから入射された光を導いて出射面11aから出射させる導光板101であって、出射面11aに形成され、出射面11aのうち光量過多領域P1〜P4から出射される光の光量を調整する、金属膜のドット部71a〜74aが点在した遮光部71〜74からなる光量調整部を備える。
1…導光板 2…光源 3…光源装置 5…電子機器 11…板状体 11a…出射面 11c…入射面(側面) 41,42,43,44…減光部(反射部、光量調整部) 71,72,73,74…遮光部(反射部、光量調整部) P1,P2,P3,P4…光量過多領域 X…空間。

Claims (7)

  1. 入射面から入射された光を導いて出射面から出射させる導光板であって、
    前記出射面の光量過多領域から出射される光の光量を減光する減光部を備え、
    前記減光部は、前記入射面、又は前記出射面のうちの一方に、前記光量過多領域に対応させて設けられ
    前記減光部は、前記減光部に達した光の一部を透過するとともに残りを反射する
    ことを特徴とする導光板。
  2. 入射面から入射された光を導いて出射面から出射させる導光板であって、
    前記出射面の光量過多領域から出射される光の光量を減光する減光部を備え、
    前記減光部は、前記入射面、又は前記出射面のうちの一方に、前記光量過多領域に対応させて設けられ、
    前記減光部は、前記減光部に達した光の一部を透過するとともに残りを吸収する
    ことを特徴とする導光板。
  3. 入射面から入射された光を導いて出射面から出射させる導光板であって、
    前記出射面の光量過多領域から出射される光の光量を減光する減光部を備え、
    前記減光部は、前記入射面、又は前記出射面のうちの一方に、前記光量過多領域に対応させて設けられ、
    前記減光部は、ドット部が点在した遮光部を備える
    ことを特徴とする導光板。
  4. 請求項又は請求項に記載の導光板において、
    前記減光部は、前記光に対する透過率が段階的に変化している
    ことを特徴とする導光板。
  5. 請求項に記載の導光板において、
    前記ドット部は金属膜により形成されている
    ことを特徴とする導光板。
  6. 光源と、
    前記光源からの光を入射面から入射させて前記光を出射面から出射させる導光板と
    を有する光源装置であって、
    前記導光板は、請求項1からの何れか1項に記載の導光板である
    ことを特徴とする光源装置。
  7. 請求項に記載の光源装置を備えることを特徴とする電子機器。
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