(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状の光を出射する線光源、
前記線光源からの出射光を一方側面から入射して上面及び下面に出射する導光板、
前記導光板の前記上面を覆うように配置されたかつ前記線光源側に形成される第１透光率の第１領域と前記第１透光率よりも高い第２透光率の第２領域とを有する透光部材、
前記導光板と前記透光部材の前記第１領域との間に挿入されたかつ前記導光板の前記上面から出射された光の一部を遮断する遮光部材、および
前記第２領域と対向するように前記導光板の下面に配置された反射型の液晶パネルを備え、
前記導光板は、前記第１領域では光を上面に出射し、前記第２領域では光を下面に出射し、
前記透光部材の第１領域は、ネガティブ画像をプリントすることによって前記第１透光率を有し、
前記遮光部材の遮光性を前記一方側面から離れるにつれて減少させるようにした、面光源装置。
【請求項２】
前記導光板は、フロントライト表示のために前記第２領域と対向する上面の一部にプリズムが形成され、バックライト表示のために前記第１領域と対向する下面の一部に溝が形成される、請求項１記載の面光源装置。
【請求項３】
前記液晶パネルはカラー液晶パネルである、請求項１または２記載の面光源装置。
【請求項４】
前記透光部材と前記遮光部材との間および前記導光板と遮光部材との間の一方に設けられるかつ光を拡散させる光拡散部材をさらに備える、請求項１ないし３のいずれかに記載の面光源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は面光源装置に関し、特にたとえばＰＤＡ(Personal Digital Assistants) のような携帯端末に適用される、面光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の面光源装置の一例が、平成１０年６月９日付で出願公開された特開平１０−１５３７７８号［Ｇ０２Ｆ  １／１３３５，Ｆ２１Ｖ  ８／００，Ｇ０２Ｂ  ６／００］公報に開示されている。図８に示すように、このサイドライト型面光源装置１は、フレーム２によって装置全体が保持される。このフレーム２は、出射面３ａ側の縁が光散乱導光板３の入射面３ｂ側より所定の長さＬだけ飛び出すように形成され、これによりランプ光源４から発せられた光が光散乱導光板３における入射面３ｂ側の下側エッジ３ｃより入射して直接出射面３ａより出射する照明光を遮光していた。このようにして、出射面３ａのランプ光源４近傍に輝線が発生するのを防止していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来技術では、出射面３ａ側の縁が光散乱導光板３の入射面３ｂ側より所定の長さＬだけ飛び出すように、フレーム２が形成され、照明光を遮るようにしているため、出射面３ａが狭くなってしまっていた。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、輝線の発生を防止しつつ出射面を最大限に確保することができる、面光源装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、線状の光を出射する線光源、前記線光源からの出射光を一方側面から入射して上面及び下面に出射する導光板、前記導光板の前記上面を覆うように配置されたかつ前記線光源側に形成される第１透光率の第１領域と前記第１透光率よりも高い第２透光率の第２領域とを有する透光部材、前記導光板と前記透光部材の前記第１領域との間に挿入されたかつ前記導光板の前記上面から出射された光の一部を遮断する遮光部材、および前記第２領域と対向するように前記導光板の下面に配置された反射型の液晶パネルを備え、前記導光板は、前記第１領域では光を上面に出射し、前記第２領域では光を下面に出射し、前記透光部材の第１領域は、ネガティブ画像をプリントすることによって前記第１透光率を有し、前記遮光部材の遮光性を前記一方側面から離れるにつれて減少させるようにした、面光源装置である。
【０００６】
【作用】
この発明の面光源装置では、線状の線光源から出射された光が導光板の一方側面に入射される。そして、導光板の上面から光が出射される。このような導光板を覆うように、透光部材が設けられており、透光部材は第１透光率の第１領域と第１透光率より高い第２透光率の第２領域を有している。また、導光板と透光部材との間には、導光板から出射された光を遮断（遮光）する遮光部材が設けられる。第１領域は、第２領域よりも導光板の一方側面側すなわち線光源側に配置され、遮光部材の遮光性は第１領域から第２領域に向かうにつれて減少させる。したがって、導光板から出射され第１領域を照射する光が遮光部材でほとんど遮られるため、線光源の近傍で輝度が急激に高くなるのを抑制することができる。つまり、第２領域から出射される光をほぼ均一にすることができる。
【０００７】
たとえば、導光板は、フロントライト表示のために前記第２領域と対向する上面の一部にプリズムが形成され、バックライト表示のために前記第１領域と対向する下面の一部に溝が形成されるので、フロントライトとバックライトの表示ができる面光源装置を提供することができる。
【０００８】
また、液晶パネルはカラー液晶パネルであるので、第２領域にはカラー画像を表示することができる。
【０００９】
さらに、透光部材と遮光部材との間に光を拡散する拡散部材を設ければ、第２領域から出射される光をより均一にすることができる。ただし、拡散部材は、導光板と遮光部材との間に設けるようにしても同様の効果が得られる。
【００１０】
【発明の効果】
この発明によれば、遮光性が連続的に変化する遮光部材を設けて線光源近傍で輝度が高くなるのを抑制するので、第２領域に輝線が発生することはない。また、第１領域のような線光源近傍にも光を出射することができるので、出射面を最大限に確保することができる。
【００１１】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１２】
【実施例】
図１を参照して、この実施例の面光源装置１０は線光源１２を含み、線光源１２はリフレクタ１４に保持される。線光源１２は、たとえばアクリル樹脂で形成されたスティック導光体を点光源（ＬＥＤのような半導体発光装置）で発光させるものである。
【００１３】
なお、線光源１２は、熱陰極管、熱陰極管等の蛍光灯またはＬＥＤを線状に並べて形成したものであってもよい。
【００１４】
リフレクタ１４は、アルミのような金属で形成され、その断面がコの字状であり、棒（スティック）状に形成される。
【００１５】
なお、リフレクタ１４は、樹脂にアルミのような反射率の高い材料を蒸着あるいはメッキしたものであってもよい。
【００１６】
面光源装置１０はまた、導光板１６を含み、導光板１６はその一端１６ｃがリフレクタ１４に保持される。このとき、導光板１６の入射面は、線光源１２の長さ方向と平行とされる。導光板１６は、たとえばアクリル樹脂を材料として板状に形成される。つまり、導光板１６の上面１６ａおよび下面１６ｂが矩形状に形成される。導光板１６は、図１に示すように、その厚みが一方側面１６ｃ側（リフレクタ１４側）からその反対（他方）側面（図示せず）側に向かうに従って薄くなるように形成される。あるいは、平行平板状に形成されてもよい。さらに、導光板１６の上面１６ａの一部には、後述する表示パネル２２の表示領域Ｅ１に対応して複数のプリズムＰが形成される。また、導光板１６の下面１６ｂの一部には、表示パネル２２の表示領域Ｅ２に対応して複数の溝Ｌが形成される。あるいは、溝Ｌに換えてシボなどの粗面加工を施すようにしてもよい。
【００１７】
面光源装置１０はさらに、反射シート１８およびＬＣＤ(Liquid Crystal Display)パネル２０を含む。反射シート１８は、複数の溝Ｌに対向するように導光板１６の下側に配置される。この反射シート１８は、たとえば透明な樹脂シートの内部に数μｍ〜数１０μｍ程度の気泡を密に分散させて形成される。
【００１８】
なお、反射シート１８は、樹脂シートや金属板等に銀やアルミのような反射率の高い材料を蒸着して形成するようにしてもよい。
【００１９】
ＬＣＤパネル２０は、複数のプリズムＰに対向するように導光板１６の下側に配置される。つまり、この実施例のＬＣＤパネル２０は、反射型カラー液晶である。
【００２０】
さらにまた、面光源装置１０は、導光板１６の上方に配置された表示パネル２２を含む。表示パネル２２は、導光板１６の全面を覆うタッチパネル２４と導光板１６の一部を覆う拡散シート２６とによって構成される。また、図２に示すように、表示パネル２２は、ＬＣＤパネル２０によって表示されるカラー画像の表示領域Ｅ１およびプリント画像の表示領域Ｅ２を有し、拡散シート２６はタッチパネル２４の下面２４ｂの表示領域Ｅ２に対応する位置に配置される。
【００２１】
タッチパネル２４はたとえば板状の透明ガラスで形成され、上面２４ａが一対の透明電極（図示せず）で構成される。たとえば、スタイラスペン（図示せず）やユーザの指による入力を受けて、位置情報や文字情報をコントローラ（図示せず）に出力する。拡散シート２６は、シート状の透明樹脂内に屈折率の異なる材料を分散させて形成される。この拡散シート２６の上面２６ａには、図２に示すようなネガティブ画像（この実施例では、モノクロのプリント画像）が印刷される。
【００２２】
なお、タッチパネル２４および拡散シート２６はリフレクタ１４の上面も覆い、両者の線光源１２側端部はリフレクタ１４の背面と接する。
【００２３】
また、この実施例では、拡散シート２６の上面２６ａにプリント画像を印刷するようにしてあるが、タッチパネル２４の下面２４ｂの表示領域Ｅ２に対応する位置に印刷するようにしてもよい。
【００２４】
拡散シート２６の下側には、遮光シート２８が配置される。遮光シート２８は、リフレクタ１４に両面テープなどで貼りつけられ、図３に示すように、シート状の透明樹脂に黒（ブラック）あるいはニュートラルグレーのパターン３０が印刷される。また、遮光シート２８は、図１および図２に示すように、下端２８ｂがリフレクタ１４側に向くように、リフレクタ１４に接着される。パターン３０は、遮光シート２８の下端２８ｂから上端２８ａに向かうに従って遮光性が次第に低くなるように形成される。
【００２５】
なお、分かり易く説明するために、図１では、遮光シート２８に厚みを設けているが、実際には薄型のシート状に形成される。以下に示す図４〜図６についても同様である。
【００２６】
この面光源装置１０では、図４に示すように、線光源１２から出射された光の一部は、光路Ｌ１を通って表示パネル２２の表示領域Ｅ１から出射される。このとき、線光源１２から出射された光は、導光板１６にその一方側面１６ｃから入射され、プリズムＰで屈折され、ＬＣＤパネル２０に照射（入射）される。そして、ＬＣＤパネル２０で反射され、タッチパネル２４を介して出射される。したがって、カラー画像を表示することができる。
【００２７】
また、線光源１２から出射された光の他の一部は、たとえば光路Ｌ２を通って表示パネル２２の表示領域Ｅ２から出射される。このとき、線光源１２からの光は、導光板１６にその一方側面１６ｃ入射され、溝Ｌまたは反射シート１８で反射され、遮光シート２８を介して拡散シート２６に入射される。この拡散シート２６で光が拡散され、タッチパネル２４を介して出射される。これによって、拡散シート２６の上面２６ａに印刷されたプリント画像が照明される。
【００２８】
このように、面照射装置１０では、線光源１２から出射された光によって、カラー画像をいわゆるフロントライト方式で表示し、プリント画像をいわゆるバックライト方式で照明している。
【００２９】
また、自然光は、たとえば光路Ｌ３で示すように、タッチパネル２４、導光板１６を介してＬＣＤパネル２４に入射され、ＬＣＤパネル２４で反射される。反射光は、導光板１６およびタッチパネル２４を介して出射される。このようにして、カラー画像を表示することもできる。また、自然光は、たとえば光路Ｌ４で示すように、タッチパネル２４を介して拡散シート２６に入射される。拡散シート２６では、自然光が拡散および反射され、タッチパネル２４を介して出射される。このようにして、プリント画像を照明することもできる。このように、自然光を利用する場合には、線光源１２を点灯する必要がないので、面光源装置１０の消費電力を少なくすることができる。
【００３０】
さらに、線光源１２から導光板１６に入射された光の一部は、直接遮光シート２８に照射される。このような光は、導光板１６、溝Ｌまたは反射シート１８で反射されて遮光シート２８に照射される光よりも強度が強い。しかし、遮光シート２８には、下端２８ｂから上端２８ａに向かうにつれて（線光源１２から離れるにつれて）遮光性が連続的に低下するパターン３０が形成されており、タッチパネル２４（表示パネル２２）を透過する透過光の光量がこのパターン３０によって調整される。これによって、光強度のむらが抑制され、表示パネル２２の表示エリアＥ２から出射される光の輝度レベルがほぼ均一になる。この結果、表示エリアＥ２に輝線が発生することはない。
【００３１】
具体的には、タッチパネル２４および拡散シート２６によって構成される表示パネル２２の透光率は、図５（Ａ）のように示される。具体的には、カラー画像の表示領域Ｅ１の透光率を１００％とした場合に、プリント画像の表示領域Ｅ２の透光率は１０％である。
【００３２】
また、このような表示パネル２２と遮光シート２８とに入力（入射）される光すなわち導光板１６から出射される光の輝度分布は、図５（Ｂ）のように示される。つまり、線光源１２近傍では、上述したように、線光源１２から導光板１６を介して出射される光によって、急激に輝度が高くなってしまう。
【００３３】
このような高輝度の出射光は遮光シート２８に照射され、照射された光の一部はパターン３０によって遮断される。このため、遮光シート２８から出射される段階では、輝度は図５（Ｂ）に点線で示すレベルまで低下する。さらに、遮光シート２８の上面には光拡散シート２６が積層されており、遮光シート２８からの出射光は、この光拡散シート２６によって拡散される。このため、光拡散シート２６から出射される段階では、輝度は図５（Ｂ）に一点鎖線で示すレベルまで低下する。
【００３４】
上述のように、表示領域Ｅ２の透光率は、表示領域Ｅ１の透光率の１／１０である。この結果、表示パネル２２から出射される光の輝度は、図５（Ｃ）に示すように変化する。図５（Ｃ）によれば、表示領域Ｅ２において輝度変化が生じるものの、遮光シート２８および光拡散シート２６によって輝度が低減されたことによって、この輝度変化は数％に過ぎない。つまり、表示領域Ｅ２における輝度変化は、人間の見た目には無視できるほど小さなものとなる。
【００３５】
このような面光源装置１０は、たとえば図６に示すような、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants) １００に適用される。このＰＤＡ１００は、ケース１０２を含み、ケース１０２の上面１０２ａに設けられた窓１０４に表示パネル２２が配置されるように、面光源装置１０がケース１０２に内部に取り付けられる。また、ＰＤＡ１００の上面１０２ａには、操作パネル１０６が設けられ、操作パネル１０６には十字キー１０６ａや他の入力キー１０６ｂが設けられる。
【００３６】
このＰＤＡ１００では、表示領域Ｅ１にユーザがインストールしてあるプログラムを起動するための（ショートカット）アイコンが表示される。また、表示領域Ｅ２は、ユーザがスタイラスペンで文字等を入力できる領域１０８ａとスタイラスペンで入力可能な検索ボタンやメニューボタンなどの各種ボタンを表示する領域１０８ｂとを含む。
【００３７】
したがって、ユーザはＰＤＡ１００の操作パネル１０６を操作したり、スタイラスペンで文字等を入力したり、アイコンを指定したりすることにより、個人情報などを確認、入力、訂正および消去などをすることができる。
【００３８】
この実施例によれば、遮光シートによって輝度むらを吸収するので、表示パネルに設けられたプリント画像の表示領域に入力される光の輝度を比較的小さくすることができる。このため、輝線が発生するのを防止することができる。また、プリント画像の表示領域のような線光源の近傍にも光を出射することができるので、出射面を最大限に確保することができる。
【００３９】
図７に示す他の実施例の面光源装置１０は、表示パネル２２および遮光シート２８をリフレクタ１４で保持するようにした以外は、図１実施例と同じであるため、重複した説明は省略する。
【００４０】
この他の実施例の面光源装置１０では、リフレクタ１４の開口部がタッチパネル２４、拡散シート２６および遮光シート２８の厚みの分だけ図１実施例よりも大きく形成され、開口部には導光板１６以外に表示パネル２２および遮光シート２８も収納される。このため、図１実施例に比べて導光板１６の保持力を大きくすることができる。したがって、ＰＤＡなどの携帯端末に適応した場合に、携帯端末に衝撃や振動を与えても、導光板がずれてしまったり、導光板がリフレクタから外れてしまったりすることがほとんどない。
【００４１】
なお、これらの実施例では、モノクロのプリント画像のようなネガティブ画像を拡散シートに印刷するようにしたが、他の単色あるいは複数の色を使用したネガティブ画像を印刷するようにしてもよい。
【００４２】
また、これらの実施例では、導光板の上面に遮光シートを配置し、遮光シートの上面に光拡散シートを積層するようにしたが、遮光シートおよび光拡散シートの積層順序は逆にしてもよい。つまり、光拡散シートの上面に遮光シートを積層するようにしてもよい。ただし、この場合は、遮光シートのパターンが表示パネルを通して人間の目に触れてしまうため、外観をよくするためには、遮光シートのパターンをよりきめの細かいものとする必要がある。また、この場合には、自然光が遮光シートで光を遮られるため、モノクロ画像は上述の実施例で示した場合よりも暗く照明される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図２】図１実施例に示す表示パネルを示す図解図である。
【図３】図１実施例に示す遮光シートを示す図解図である。
【図４】図１実施例に示す面光源装置の線光源から出射された光の光路の例を示す図解図である。
【図５】（Ａ）は図１実施例に示す面光源装置の透光率の分布を示すグラフであり、（Ｂ）は図１実施例に示す導光板から出射される光の輝度分布、遮光シートを介して表示パネルに入射される光の輝度分布および拡散シートを介してタッチパネルに入射される光の輝度分布を示すグラフであり、（Ｃ）は図１実施例に示すタッチパネルから出射される光の輝度分布を示すグラフである。
【図６】図１実施例に示す面光源装置を適用したＰＤＡの一例を示す図解図である。
【図７】この発明の他の実施例を示す図解図である。
【図８】従来の面光源装置の一例を示す図解図である。
【符号の説明】
１０  …面光源装置
１２  …線光源
１４  …リフレクタ
１６  …導光板
１８  …反射シート
２０  …ＬＣＤパネル
２２  …表示パネル
２４  …タッチパネル
２６  …拡散シート
２８  …遮光シート
１００  …ＰＤＡ
１０２  …表示画面
１０４  …操作パネル
【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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