(57)【要約】【課題】光源からの光を高い効率でライトガイドに導くことができ、かつ製造コストが低く、しかも耐久性に優れた面状発光装置の提供。【解決手段】一方の面１ａがフレキシブルプリント基板４に実装された光源１と、光源１からの光が端面２ｃに導入されるシート状のライトガイド２と、光源１の他方の面１ｂからライトガイド２の一方の面２ａに向けて延出する反射フィルム５と、を備えた面状発光装置１０。光源１は、ライトガイド２の端面２ｃから離間して配置されている。反射フィルム５は、光源１とライトガイド２との間の空間７に反射面５ａを向けて、ライトガイド２に達するように形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面（１ａ）がフレキシブルプリント基板（４）に実装された光源（１）と、
前記光源からの光が端面（２ｃ）に導入されるシート状のライトガイド（２）と、
前記光源の他方の面（１ｂ）から前記ライトガイドの一方の面（２ａ）に向けて延出する反射フィルム（５）と、を備え、
前記光源が、前記ライトガイドの端面から離間して配置され、
前記反射フィルムは、前記光源と前記ライトガイドとの間の空間（７）に反射面（５ａ）を向けて、前記ライトガイドに達するように形成されていることを特徴とする面状発光装置（１０）。
【請求項２】
前記反射フィルムは、前記ライトガイドの一方の面の一部に重なるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の面状発光装置。
【請求項３】
前記反射フィルムは、前記ライトガイドとの重なり幅（α）が１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の面状発光装置。
【請求項４】
前記反射フィルムの反射面には、銀蒸着膜からなる反射膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の面状発光装置。
【請求項５】
前記反射フィルムは、白色材料からなることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の面状発光装置。
【請求項６】
前記反射フィルムは、粘着剤（６）によって前記光源に固定されていることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の面状発光装置。
【請求項７】
前記ライトガイドの他方の面（２ｂ）に、反射シート（３）が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の面状発光装置。
【請求項８】
前記フレキシブルプリント基板には、前記光源と前記ライトガイドとの間の空間に面する反射フィルム（１５）が形成されていることを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の面状発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、ＰＤＡ（携帯情報端末）、パソコン等に用いられる面状発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話等の液晶表示装置などには、表示部を照明するための面状発光装置が使用されている。
面状発光装置としては、表示部である液晶パネルの背面に配置されたライトガイドと、このライトガイド端面に配置されている光源とを備えたものが広く用いられている。
上記構成の面状発光装置は、ライトガイドの厚み方向に光源を配置しなくてもよいため、装置全体を薄型化することができるというメリットがある。
【０００３】
ライトガイドは薄型化される傾向にあるが、薄いライトガイドへの導光は難しく、十分な受光効率（輝度）が得られなくなるおそれがある。
このため、光源からの光を効率よくライトガイドに導くための構造が提案されている（例えば、特許文献１〜４を参照）。
【特許文献１】特開２００６−２８６３４８号公報
【特許文献２】特開２００４−２０００９３号公報
【特許文献３】特開２００３−２７０６３４号公報
【特許文献４】特開２００６−３１０２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、２ｐ法や加熱プレス法などにより形成した微細プリズムを利用することが記載されている。この構造によれば、光源からの光を高い効率でライトガイドに導くことができるが、微細プリズムの形成のため、製造コストが高くなるという問題がある。
特許文献２には、ライトガイドの端部の一部を光源に向かって漸次厚くなるテーパ状に形成した構造、およびライトガイドにＶ字状の切り欠き部を形成した構造が提案されている。これらの構造によれば、高効率の導光が可能となるが、上記テーパ状構造や切り欠き部の形成のため製造コストがかさむ。切り欠き部を形成した構造では、破損しやすくなるという問題もある。
特許文献３には、導光板上に反射部を形成した構造が開示されているが、この構造では、温度変化による膨張によりライトガイド（導光板）が光源を汚したり傷つけたりするおそれがある。
特許文献４に記載の構造では、鏡面反射シートを貼り付けた金属板によって、光源からの光をライトガイドに導くことができる。しかし、金属板の加工や鏡面反射シートの貼りつけなどが必要となるため、製造コストがかさむという問題があった。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、光源からの光を高い効率でライトガイドに導くことができ、かつ製造コストが低く、しかも耐久性に優れた面状発光装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る面状発光装置は、一方の面がフレキシブルプリント基板に実装された光源と、前記光源からの光が端面に導入されるシート状のライトガイドと、前記光源の他方の面から前記ライトガイドの一方の面に向けて延出する反射フィルムと、を備え、前記光源が、前記ライトガイドの端面から離間して配置され、前記反射フィルムが、前記光源と前記ライトガイドとの間の空間に反射面を向けて、前記ライトガイドに達するように形成されていることを特徴とする。
本発明の請求項２に係る面状発光装置は、請求項１において、前記反射フィルムが、前記ライトガイドの一方の面の一部に重なるように設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項３に係る面状発光装置は、請求項２において、前記反射フィルムが、前記ライトガイドとの重なり幅が１ｍｍ以下であることを特徴とする。
本発明の請求項４に係る面状発光装置は、請求項１〜３のうちいずれか１項において、前記反射フィルムの反射面に、銀蒸着膜からなる反射膜が形成されていることを特徴とする。
本発明の請求項５に係る面状発光装置は、請求項１〜３のうちいずれか１項において、前記反射フィルムが、白色材料からなることを特徴とする。
本発明の請求項６に係る面状発光装置は、請求項１〜５のうちいずれか１項において、前記反射フィルムが、粘着剤によって前記光源に固定されていることを特徴とする。
本発明の請求項７に係る面状発光装置は、請求項１〜６のうちいずれか１項において、  前記ライトガイドの他方の面に、反射シートが設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項８に係る面状発光装置は、請求項１〜７のうちいずれか１項において、前記フレキシブルプリント基板に、前記光源と前記ライトガイドとの間の空間に面する反射フィルムが形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、光源からライトガイドに達して形成された反射フィルムを備えているので、光源からの光が外部に放出されるのを防止できるため、光源がライトガイドから離間して配置されているにもかかわらず、光を高い効率でライトガイドに導くことができる。
また、光源とライトガイドとが離間配置されているので、実装の際の設置位置のずれや、温度変化による構成部品の膨張を許容でき、耐久性の点で優れている。
さらに、構造が簡単で安価であり、設置も容易な反射フィルムを使用するため、製造コストを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１および図２は、本発明の面状発光装置の一実施形態を示す図であり、図１は断面図であり、図２は平面図である。
本実施形態の面状発光装置１０は、一方の面１ａがフレキシブルプリント基板４上に実装された光源１と、光源１からの光が導入されるシート状のライトガイド２と、光源１の他方の面１ｂからライトガイド２の一方の面２ａに向けて延出する反射フィルム５と、ライトガイド２の他方の面２ｂに設けられた反射シート３と、を備えている。
【０００８】
ライトガイド２は、光源１からの光を導く導光板である。
ライトガイド２の材料は、ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂からなる群から選択される１以上が好ましい。ポリウレタン系樹脂は安価に提供でき、ポリカーボネート系樹脂やアクリル系樹脂は成型性に優れており、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリスチレン系樹脂は長期信頼性に優れている。
ライトガイド２の厚さは、例えば１ｍｍ以下、好ましくは０．２ｍｍ以下とすることができる。
【０００９】
光源１としては、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）、冷陰極管等などの発光素子が使用できるが、薄型で指向性が高いことからＬＥＤが好ましい。
光源１は、ライトガイド２の端面２ｃに面して、端面２ｃから離間して設けられている。端面２ｃからの離間距離は、例えば１００〜１０００μｍとすることができる。光源１とライトガイド２との間の空間を離間空間７という。
光源１をライトガイド２から離間して配置することによって、実装の際に設置位置に多少のずれが生じても、光源１とライトガイド２とが干渉することがなくなる。
光源１は、一方の面１ａを半田付けなどによりフレキシブルプリント基板４の一方の面４ａに固定することができる。
【００１０】
反射シート３は、ライトガイド２側の面３ａが反射面であり、この反射面３ａは銀蒸着膜などの反射膜により高反射率となっている。
反射シート３は、ライトガイド２の他方の面２ｂの一部領域にのみ設けてもよいが、全面に設けるのが好ましい。反射シート３は、少なくともライトガイド２の光源１側の端縁を含む領域に形成するのが好ましい。
【００１１】
フレキシブルプリント基板４は、光源１に応じた回路（図示略）が形成されており、光源１の一方の面１ａから反射シート３にかけて設けられている。
図示例では、フレキシブルプリント基板４は、光源１の一方の面１ａから、反射シート３の光源１側の端縁３ｂを含む領域３ｃにかけて設けられている。
【００１２】
反射フィルム５は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと記す）、ポリオレフィン系樹脂等からなる樹脂フィルムが使用できる。
反射フィルム５の光源１側の面５ａは反射面であり、この反射面５ａは銀やアルミニウムなどからなる金属蒸着膜などの反射膜により高反射率となっている。
反射フィルム５としては、汎用の粘着剤つき反射フィルムを使用できる。
【００１３】
反射フィルム５は、光源１の他方の面１ｂからライトガイド２に達するように延出して形成されている。
図示例では、反射フィルム５は、ライトガイド２の一方の面２ａの一部領域に重なるように形成されている。具体的には、ライトガイド２の一方の面２ａの端縁２ｄを含む領域２ｅを覆っている。領域２ｅの幅をオーバーラップ長α（図１および図２を参照）という。
【００１４】
反射フィルム５は、先端がライトガイド２に達する長さ（α＝０ｍｍ）であってもよいし、ライトガイド２の一方の面２ａに重なる長さ（α＞０ｍｍ）であってもよい。
すなわち、オーバーラップ長αは０ｍｍ以上とされる。オーバーラップ長αは、０．２ｍｍ以上が好ましく、実装の際の位置ずれを考慮すると０．５ｍｍ以上がさらに好ましい。
反射フィルム５は、反射面５ａを離間空間７に向けて設けられており、粘着剤６によって光源１およびライトガイド２に固定することができる。
反射フィルム５は、安価な汎用品を使用できる。
【００１５】
図３は、反射面５ａに銀蒸着膜を有する市販の反射フィルム５を用いた面状発光装置１０において、反射フィルム５の長さが結合効率に及ぼす影響を調べた試験の結果を示すグラフである。
試験に用いたライトガイド２の屈折率は１．４であり、光源１とライトガイド２の離間距離は３００μｍである。
この図より、結合効率は、オーバーラップ長αが０ｍｍ以上で大きくなり、０．２ｍｍ以上の範囲では、ほぼ一定の値となったことがわかる。
このことから、反射フィルム５を、ライトガイド２に達するように形成することによって、結合効率を高めることができることがわかる。
なお、図中「無し」は、反射フィルム５を設けない場合の試験結果である。また、結合効率とは、光源１の全光束値（単位：ルーメン）に対する、ライトガイド２を通過した全光束値の比である。
【００１６】
以下、図４を参照して、この結果を考察する。
上記試験条件では、ライトガイド２の屈折率は１．４であるため、光源１からライトガイド２に入射可能な光の角度は最大８３．７度となり、ライトガイド２内を全反射できる入射角の最小値（臨界角）は４４．８度となる。
すなわち、ライトガイド２の端面２ｃに到達した光のうち入射角が８３．７度以下であるものがライトガイド２に入射することになる。
図４（ａ）に示すように、反射フィルム５がない場合には、光源１の他方の面１ｂや離間空間７から光が外部に放出されるが、図４（ｂ）に示すように、反射フィルム５を設けることによって、光が外部に放出されるのを防ぎ、結合効率を高めることができると考えられる。
このように、反射フィルム５によって光の放出を防ぐことができるため、高い結合効率が得られたと考えられる。
【００１７】
図３に示すように、オーバーラップ長αが一定値以上の範囲で結合効率がほぼ一定となったのは、入射角が８３．７度を越える光はライトガイド２に入射できないため、結合効率の値が一定値以上にはならないためであると考えられる。
また、オーバーラップ長αが小さい範囲で結合効率が低いのは、オーバーラップ長αが短いと、反射フィルム５表面の粘着剤層を通して漏光が起きやすくなるためであると考えられる。この漏光は、オーバーラップ長αがある程度確保されていれば防止できる。
【００１８】
図５は、ホットスポットの一例を示す。この例では、光源１とライトガイド２との間隔はほぼゼロとした。図５において（ａ）が模式図、（ｂ）が輝度分布の測定結果である。図５（ａ）中の符号Ａ１〜Ａ４は輝度の強弱を表し、Ａ１側が高輝度、Ａ４側が低輝度である。
本試験で使用した光源１の光度は２００ｍｃｄであり、Ａ１領域とＡ２領域とが輝度５０ｃｄ／ｍ２以上のホットスポットである。この図から、光源１に近い部分のみにおいて、輝度が非常に高いことが分かる。
【００１９】
図６は、オーバーラップ長αがホットスポット長に及ぼす影響を示す試験結果である。
この図より、オーバーラップ長αが長いと、ホットスポットが長くなることがわかる。
この結果から、ホットスポットを短くするには、オーバーラップ長αを短くするのが有効であることがわかる。具体的には、オーバーラップ長αを１ｍｍ以下とすると、ホットスポット長を十分に短くし、輝度ムラを抑えることができる。
これらの試験結果より、オーバーラップ長αは、結合効率とホットスポット長を考慮して、０〜１ｍｍが好ましいということができる。
【００２０】
反射フィルム５は、反射面５ａに銀蒸着膜からなる反射膜が形成されていないものも使用できる。例えば、ＰＥＴ等の白色材料からなるフィルムを使用することができる。
図７は、ＰＥＴからなる白色フィルムを反射フィルム５として用いた面状発光装置１０において、反射フィルム５の長さが結合効率に及ぼす影響を調べた試験の結果を示すグラフである。その他の試験条件は上述の試験（図３参照）と同様とした。
本試験の結果を図７に「白色フィルム」として示した。比較のため、図３に結果を示した試験で使用した銀蒸着膜を有する反射フィルム５を用いた場合の試験結果を「銀蒸着フィルム」として示した。
この図より、白色フィルムを用いた場合は、銀蒸着フィルムを用いた場合よりは低いものの、結合効率を最大約１０％高めることができたことがわかる。
【００２１】
面状発光装置１０では、光源１の他方の面１ｂからライトガイド２に達するように形成された反射フィルム５を備えているので、光源１がライトガイド２から離間して配置されているにもかかわらず、光源１からの光が外部に放出されるのを防止でき、光を高い効率でライトガイド２に導くことができる。
また、光源１とライトガイド２とが離間配置されているので、実装の際に設置位置に多少のずれが生じても不具合が起きることはない。また、温度変化によりライトガイド２が膨張した場合でも破損等が生じることがない。よって、耐久性の点で優れている。
さらに、構造が簡単で安価な反射フィルム５を使用するため、製造コストを抑えることができる。
反射フィルム５は、粘着剤６付きの汎用品を光源１に貼り付けることにより設置できるため、設置も容易である。
【００２２】
図８は、本発明の面状発光装置の他の実施形態を示すもので、この面状発光装置２０は、光源１とライトガイド２との間の離間空間７に面するフレキシブルプリント基板４の上面４ａに、反射フィルム１５が設けられている点で、図１および図２に示す面状発光装置１０と異なる。
反射フィルム１５は、離間空間７側の面１５ａが、銀蒸着膜などの反射膜が形成された反射面となっている。
反射フィルム１５としては、光源１からの光を妨げることがないように、できるだけ薄いものが好ましい。
反射フィルム１５を設けることによって、結合効率をさらに高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、携帯電話、ＰＤＡ（携帯情報端末）、パソコン等の液晶表示装置やキーボードに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の面状発光装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す面状発光装置を示す平面図である。
【図３】試験結果を示すグラフである。
【図４】反射フィルムの作用を示す説明図である。
【図５】ホットスポットの出現を実証した試験結果を示し、（ａ）は輝度分布の模式図、（ｂ）は輝度分布測定結果である。
【図６】試験結果を示すグラフである。
【図７】試験結果を示すグラフである。
【図８】本発明の面状発光装置の他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１・・・光源、１ａ・・・光源の一方の面、１ｂ・・・光源の他方の面、２・・・ライトガイド、２ａ・・・ライトガイドの一方の面、２ｂ・・・ライトガイドの他方の面、３・・・反射シート、４・・・フレキシブルプリント基板、５、１５・・・反射フィルム、５ａ、１５ａ・・・反射面、６・・・粘着剤、７・・・離間空間、１０、２０・・・面状発光装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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