(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも光出射面を有する第１の部材と、少なくとも光入射面を有する第２の部材とを、前記光出射面と前記光入射面とが接するように配置することにより、光が前記第１の部材から前記第２の部材へと導かれるように構成された導光構造であって、
前記第１，第２の部材は、少なくとも一方が光透過性エラストマー材料によって形成されており、
前記光出射面および前記光入射面は、いずれか一方が凸曲面とされるとともに、他方が前記凸曲面よりも曲率の小さい凹曲面とされ、互いに圧接する状態にされることにより、いずれか一方または両方が弾性変形して互いに密着する状態になっている
ことを特徴とする導光構造。
【請求項２】
前記第１の部材が、光透過性エラストマー材料によって形成されていて、光源となる発光部材と前記第２の部材との間に挟み込まれることにより、前記光出射面および前記光入射面が互いに圧接する状態にされている
ことを特徴とする請求項１に記載の導光構造。
【請求項３】
前記発光部材が、プリント配線板上に突設されていて、前記第１の部材に形成された穴または凹部に嵌り込んでいる
ことを特徴とする請求項２に記載の導光構造。
【請求項４】
前記第２の部材が導光板であり、前記光入射面が前記凹曲面とされている
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の導光構造。
【請求項５】
前記第２の部材が導光板であり、前記光入射面が前記凸曲面とされている
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の導光構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１の部材が有する光出射面と第２の部材が有する光入射面とを密着させることにより、光が効率よく第１の部材から第２の部材へと導かれるように構成された導光構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、携帯電話機やポータブルコンピューターなどの電子機器には、液晶ディスプレイが採用されている。この種の液晶ディスプレイの多くは、液晶パネルの背面にバックライトユニットを設けた構造になっており、バックライトユニットとしては、液晶パネルの背面に導光板を配置するとともに、その導光板の一端面に光源を配置した構造のものが知られている。
【０００３】
ところで、バックライトユニットの導光板として、透明なゴム弾性体からなる導光板が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。そして、このような導光板であれば、硬質な材料からなる導光板に比べ、他の部材との密着性が高くなるので、光路中に空気層が介在せず、反射による光の損失を低減することができるとされていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２４８２２８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような透明なゴム弾性体からなる導光板を利用しても、導光板と他の部材とを接触させる際に、導光板と他の部材との間に気泡が挟み込まれてしまうことがあった。そのため、このような気泡ができると、この気泡部分において反射が発生するため、反射による光の損失を必ずしも低減できない、という問題があった。
【０００６】
特に、上記特許文献１には、導光板の光源収容凹部に光源をきつく嵌合することにより、導光板と光源とを密着させる構造が示されているが、光源をきつく嵌合する都合上、光源収容凹部の内径は光源の外径よりも僅かに小さく設計される。すなわち、光源収容凹部の内径が光源の外径よりも大きいと、光源と光源収容凹部との間に遊びができてしまい、導光板の光源収容凹部に光源をきつく嵌合することができないから、光源収容凹部の内径は光源の外径よりも僅かに小さく設計されるのである。
【０００７】
しかし、光源収容凹部の内径が光源の外径よりも僅かに小さい場合、光源収容凹部の凹曲面の曲率が光源外周の凸曲面の曲率よりも大きくなるので、このような曲率の二曲面を圧接させようとすると、両曲面の中央部付近同士が接触する前に、その中央部の周囲で両曲面が接触してしまう。そのため、両曲面の中央部付近にできる隙間に存在する空気が逃げ場を失って、気泡として両曲面間に挟み込まれてしまうことがあり、この場合、気泡の存在する部分において、上述のような反射による光の損失を招くことになる。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決しようとするものであり、その目的は、少なくとも一方が光透過性エラストマー材料によって形成されている二部材を密着させて構成される導光構造において、二部材間に気泡が挟み込まれにくくすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段、および発明の効果】
以下、上記目的を達成するためになされた本発明の特徴について詳述する。
上記請求項１に記載の導光構造は、
少なくとも光出射面を有する第１の部材と、少なくとも光入射面を有する第２の部材とを、前記光出射面と前記光入射面とが接するように配置することにより、光が前記第１の部材から前記第２の部材へと導かれるように構成された導光構造であって、
前記第１，第２の部材は、少なくとも一方が光透過性エラストマー材料によって形成されており、
前記光出射面および前記光入射面は、いずれか一方が凸曲面とされるとともに、他方が前記凸曲面よりも曲率の小さい凹曲面とされ、互いに圧接する状態にされることにより、いずれか一方または両方が弾性変形して互いに密着する状態になっている
ことを特徴とする。
【００１０】
この導光構造において、光透過性エラストマー材料は、エラストマーとしての特性を有し、且つ、利用目的に応じた所期の光透過性を有する材料であれば、任意に用いることができるが、特に熱可塑性エラストマーは、成形性に優れ、リサイクルも容易であり、永久歪みが少ないので好適である。熱可塑性エラストマーとしては、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーなどが利用可能であり、例えば、スチレンエチレンブチレンスチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、またはスチレンエチレンプロピレンスチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）などのポリマーに、軟化剤として鉱物油を添加して、硬度を調整したものなどを利用できる。なお、上記の他にも、シリコーンゴム、その他の合成ゴム系のものなども、光透過性エラストマー材料として利用可能である。但し、シリコーンゴムは、シロキサンの揮発に伴って接点障害を招くことがあるので、この点が問題視される場合は、上述の熱可塑性エラストマーが好適である。また、リサイクル等を考慮すれば、再成形可能な熱可塑性のものが好ましい。これらの光透過性エラストマー材料は、１種を単独で利用しても、２種以上のものを混合して利用してもよく、さらに光透過性を過剰に阻害しない範囲内であれば各種添加剤を加えてもよい。
【００１１】
第１，第２の部材は、少なくとも一方が、上記光透過性エラストマー材料で形成される。すなわち、一方が光透過性エラストマー材料で形成されて、他方が別の材料で形成されるか、両方が光透過性エラストマー材料で形成される。他方が別の材料で形成される場合、当該他方については、少なくとも導光構造を構成できるような光透過性のある材料で形成されるか、自らが光源となる発光部材によって構成されるが、いずれにしてもエラストマーとしての特性は備えていないものでよい。
【００１２】
この導光構造によれば、光出射面および光入射面は、いずれか一方が凸曲面とされるとともに、他方が前記凸曲面よりも曲率の小さい凹曲面とされている。そのため、光出射面と光入射面とを圧接させると、まず、両曲面の中央部付近同士が接触し、その後は、光透過性エラストマー材料によって形成されている面が弾性変形しつつ、光出射面と光入射面との接触範囲が外側に向かって徐々に拡大し、最終的に、光出射面および光入射面の全面が、互いに密着する状態になる。このようにして両曲面を圧接させれば、光出射面と光入射面との接触範囲の内側に気泡が残留することはなく、気泡部分での反射による光の損失を招かないようにすることができる。
【００１３】
次に、請求項２に記載の導光構造は、請求項１に記載の導光構造において、
前記第１の部材が、光透過性エラストマー材料によって形成されていて、光源となる発光部材と前記第２の部材との間に挟み込まれることにより、前記光出射面および前記光入射面が互いに圧接する状態にされている
ことを特徴とする。
【００１４】
この導光構造によれば、第１の部材が、発光部材と第２の部材との間に挟み込まれることにより、光出射面および光入射面が互いに圧接する状態にされているので、第１の部材を特定の位置に固定するための手段を特に設けなくても、発光部材と第２の部材とで第１の部材を固定して、第１，第２の部材を互いに圧接させることができる。したがって、専用の固定具を利用して第１の部材を特定の位置に固定した場合に比べ、導光構造をコンパクトな構造にすることができる。
【００１５】
次に、請求項３に記載の導光構造は、請求項２に記載の導光構造において、
前記発光部材が、プリント配線板上に突設されていて、前記第１の部材に形成された穴または凹部に嵌り込んでいる
ことを特徴とする。
【００１６】
この導光構造によれば、プリント配線板上に第１の部材を配設する際に、第１の部材を簡単に位置決めすることができるので、目視等に頼って発光部材と第１の部材との位置決めを行うような構造に比べ、導光構造の組み立て効率が高くなる。
【００１７】
次に、請求項４に記載の導光構造は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の導光構造において、
前記第２の部材が導光板であり、前記光入射面が前記凹曲面とされている
ことを特徴とする。
【００１８】
この導光構造によれば、光入射面が凹曲面とされているので、光入射面に入射した光を、より拡散させて導光板の内部へと導くことができる。したがって、液晶ディスプレイの背面に配設される導光板等、導光板全体を均一に発光させたい場合に好適である。
【００１９】
次に、請求項５に記載の導光構造は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の導光構造において、
前記第２の部材が導光板であり、前記光入射面が前記凸曲面とされている
ことを特徴とする。
【００２０】
この導光構造によれば、光入射面が凸曲面とされているので、光入射面に入射した光を、より収束させて導光板の内部へと導くことができる。したがって、導光板の内部において、光入射面から離れた位置により多くの光を導きたい場合に好適である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について説明する。
以下に説明する導光構造は、携帯電話機に設けられた液晶ディスプレイのバックライトユニット部分の導光構造である。図１は、バックライトユニット部分の概略構造を示す分解斜視図である。
【００２２】
この導光構造は、図１に示すように、プリント配線板１に表面実装された発光ダイオード３（以下、ＬＥＤ３ともいう。本発明でいう発光部材に相当。）と、透明エラストマー材料で形成された導光パッキン５（本発明でいう第１の部材に相当。）と、透明硬質プラスチック材料で形成された導光板７（本発明でいう第２の部材に相当。）とで構成される。
【００２３】
導光パッキン５は、無色透明のスチレン系熱可塑性エラストマー（本実施形態においては、スチレンエチレンブチレンスチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ、平均分子量約２０万）に、軟化剤として無色透明（セイボルト値：＋２８以上）の鉱物油を添加したもの）によって形成されている。この導光パッキン５は、中央部に貫通孔を有する形状で、この貫通孔にＬＥＤ３を嵌め込むようにしてプリント配線板１上に装着されている。また、導光パッキン５は、図２（ａ）に示すように、凸曲面をなす光出射面５ａを有し、ＬＥＤ３から放射される光は、導光パッキン５の内部を通って光出射面５ａから導光パッキン５の外部へと放射される。
【００２４】
導光板７は、無色透明のポリカーボネート製のものである。この導光板７は、その端部に凹曲面をなす光入射面７ａを有している。導光構造を組み立てた状態においては、この光入射面７ａに上記導光パッキン５の光出射面５ａが圧接する状態となり、これにより、導光パッキン５が弾性変形して、光出射面５ａと光入射面７ａが互いに密着する状態になる。導光パッキン５から放射される光は、導光板７の光入射面７ａに入射する。このとき、光入射面７ａが凹曲面となっているので、光入射面７ａに入射した光は導光板７の内部において拡散する方向へと屈折する。光入射面７ａから拡散した光は、導光板７の内部において乱反射し、導光板７全体から液晶パネル９の背面に向かって光が放射されることになる。
【００２５】
ところで、上記導光構造においては、光入射面７ａが光出射面５ａよりも曲率の小さい凹曲面とされている。そのため、光出射面５ａと光入射面７ａとを圧接させると、図２（ｂ）に示すように、まず、両曲面の中央部付近同士が接触し、その後は、光透過性エラストマー材料によって形成されている光出射面５ａが弾性変形しつつ、光出射面５ａと光入射面７ａとの接触範囲が外側に向かって徐々に拡大し、最終的に、図２（ｃ）に示すように、光出射面５ａおよび光入射面７ａの全面が、互いに密着する状態になる。
【００２６】
このような導光構造であれば、光出射面５ａおよび光入射面７ａを圧接させる際に、光出射面５ａと光入射面７ａとの接触範囲の内側に気泡が残留することはないので、気泡部分での反射による光の損失を招かないようにすることができる。
【００２７】
なお、上記導光構造においては、導光パッキン５が、ＬＥＤ３と導光板７との間に挟み込まれることにより、光出射面５ａおよび光入射面７ａが互いに圧接する状態にされているので、導光パッキン５を特定の位置に固定するための手段を特に設けなくても、ＬＥＤ３と導光板７とで導光パッキン５を固定して、導光パッキン５と導光板７を互いに圧接させることができる。したがって、専用の固定具を利用して導光パッキン５を特定の位置に固定するものに比べ、導光構造をコンパクトな構造にすることができる。また特に、導光パッキン５は、中央の貫通孔にＬＥＤ３を嵌め込むようにしてプリント配線板１上に装着するだけで位置決めができるので、目視等に頼ってＬＥＤ３と導光パッキン５との位置決めを行うような構造に比べ、導光構造の組み立て効率が高くなる。
【００２８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の具体的な一実施形態に限定されず、この他にも種々の形態で実施することができる。
例えば、上記実施形態においては、導光パッキン５が透明エラストマー材料で形成され、導光板７は透明硬質プラスチック材料で形成されていたが、密着させる二部材のうち、少なくとも一方が、光透過性エラストマー材料で形成されていれば、本発明の導光構造を構成することができる。
【００２９】
また、上記実施形態においては、導光板７の光入射面７ａが凹曲面とされていたが、導光板の内部において光を収束させたい場合には、導光板の光入射面が凸曲面とされていてもよい。この場合、この光入射面に密着させる光出射面は凹曲面とされ、この光出射面（凹曲面）の曲率を光入射面（凸曲面）の曲率よりも小さくすることにより、両曲面を密着させる際に空気を挟み込まないようにすることができる。
【００３０】
さらに、上記実施形態においては、複数（上記実施形態では３つ）のＬＥＤ３それぞれに対して、個別に導光パッキン５を設ける例を示したが、図３に示すように、複数のＬＥＤ３に対して単一の導光パッキン１１を設ける構造にしてもよい。このような導光パッキン１１であれば、先に説明した導光パッキン５よりも大きい部品になるので、組立作業時に取り扱いやすくなる。
【００３１】
加えて、上記実施形態においては、携帯電話機の液晶ディスプレイのバックライトユニットにおいて本発明の導光構造を採用する例を示したが、他の電子・電気機器の液晶ディスプレイのバックライトユニットにおいて本発明の導光構造を採用してもよく、さらに、他の照明部品、光通信部品などにおいても、本発明の導光構造を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】導光構造の具体例として例示したバックライトユニット部分の概略構造を示す分解斜視図である。
【図２】導光パッキンと導光板の接触状態を示す説明図である。
【図３】導光構造の別の具体例として例示したバックライトユニット部分の概略構造を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１・・・プリント配線板、３・・・発光ダイオード（ＬＥＤ）、５，１１・・・導光パッキン、５ａ・・・光出射面、７・・・導光板、７ａ・・・光入射面、９・・・液晶パネル。
【図１】
0003634831.tif 000002
【図２】
0003634831.tif 000003
【図３】
0003634831.tif 000004