照明裝置、顯示裝置及便攜用電子設備的制造方法
【專利摘要】本發明涉及照明裝置、顯示裝置及便攜用電子設備。照明裝置具有包括發光二極管的發光元件和在側面具備有與發光元件對置的光入射部的導光板，導光板從第1面出射照明光。在光入射部，在與軸線方向正交的方向設置有多個包括使軸線方向朝向導光板的厚度方向的凹曲面的圓柱形透鏡面。圓柱形透鏡面包括曲率半徑為0.5mm以下、優選曲率半徑為0.2mm以下的圓弧面。
【專利說明】
照明裝置、顯示裝置及便攜用電子設備
技術領域
[0001]本發明涉及具備有導光板及發光元件的照明裝置、顯示裝置及便攜用電子設備。
【背景技術】
[0002]在具備有反射型的顯示面板的顯示裝置中，因為無法利用透射光，所以采用稱為所謂的前光源的照明裝置。在如此的照明裝置中，使光從導光板的側面入射，使照明光從導光板的厚度方向的一方的面出射。在此，在用于便攜用電子設備的顯示裝置中，作為光源采用發光二極管等的發光元件。此時，從省電等的觀點出發，需要以數量少的發光元件對顯示面板均勻地進行照明。
[0003]可是，如示于圖7(a)地，在導光板50的光入射部55包括平坦面的情況下，即使從發光元件40出射發散光，也會在入射于導光板50時折射，使得發散角變小。其結果是，在圖5(e)中，如以斜線區域表示從導光板50出射的照明光中強度相對地較低的區域P5地，在從光入射部55離開的區域強度相對地較低的區域P5較寬地擴展，并且在位于光入射部55的兩側的區域P6中，照明光的強度相比于其他的區域顯著變低。還有，即使在導光板50的光入射部55為平坦面的情況下，如果使光入射部55從圖像顯示區域Ia充分地離開，就能夠改善在位于光入射部55的兩側的區域P6中的強度下降，但是該情況下，照明裝置會大型化。
[0004]另一方面，關于導光板50的光入射部55，如示于圖7(b)地，提出如下構成:在與軸線方向L558正交的方向設置多個包括使軸線方向L558朝向導光板50的厚度方向的凸曲面558的圓柱形透鏡面559(參照專利文獻I)。
[0005]專利文獻I:日本特開2003—271067號公報
【發明內容】
[0006]可是，在專利文獻I記載的構成中，即使從發光元件出射發散光，發散角也會比光入射部為平坦面的情況變小。因此，難以消除如示于圖5(e)的強度分布的不均勻。尤其是，如示于圖5(e)地，在相對于發光元件與光入射部對置的方向正交的寬度方向，在導光板的最大寬度尺寸比設置光入射部的范圍的寬度尺寸極度地大的情況下，難以消除如示于圖5(e)的強度的不均勻。
[0007]鑒于以上的問題點，本發明的目的在于提供:即使在發光元件的個數少的情況下也能夠緩解從導光板出射的照明光的強度不均勻的照明裝置、具備有如此的照明裝置的顯示裝置及具備有如此的顯示裝置的便攜用電子設備。
[0008]為了解決所述問題，本發明涉及的照明裝置的一個方式特征為:具有發光元件和導光板，所述導光板在側面具備與所述發光元件對置的光入射部，并從厚度方向的一方的面出射照明光;在所述光入射部，在與軸線方向正交的方向設置有多個包括使所述軸線方向朝向所述導光板的厚度方向的凹曲面的圓柱形透鏡面。
[0009]在本發明中，因為在設置于導光板的光入射部，在與軸線方向正交的方向設置有多個包括使軸線方向朝向導光板的厚度方向的凹曲面的圓柱形透鏡面，所以從發光元件出射的發散光通過圓柱形透鏡面而使得發散角進一步擴大。因此，在導光板之中的即使位于光入射部的兩側的區域，從發光元件出射的光也會充分地到達。從而，從導光板的一方的面因為即使從位于光入射部的兩側的區域也可具有充分的強度地出射照明光，所以能夠緩解照明光的強度的不均勻。并且，因為在設置于導光板的光入射部中，形成多個圓柱形透鏡面，所以即便使光入射部與發光元件接近，也能夠緩解照明光的強度不均勻。因此，能夠謀求照明裝置的小型化。
[0010]本發明在如下的情況下應用則有效:在相對于所述發光元件與所述光入射部對置的方向正交的寬度方向，所述導光板的最大寬度尺寸比設置所述光入射部的范圍的寬度尺寸大。
[0011]在本發明中，優選:所述圓柱形透鏡面是曲率半徑為0.5mm以下的圓弧面，進一步優選為曲率半徑為0.2mm以下的圓弧面。
[0012]在本發明中，能夠采用:在與所述軸線方向正交的方向相鄰的所述圓柱形透鏡面彼此相連的方式。
[0013]在本發明中，也可以采用如下方式:在與所述軸線方向正交的方向相鄰的所述圓柱形透鏡面之間，設置有與所述發光元件的發光面平行的面。
[0014]在本發明中優選，所述發光元件為發光二極管。
[0015]具備有應用本發明的照明裝置的顯示裝置的特征為:具有與所述導光板的所述一方的面對置的顯示面板。
[0016]該情況下，能夠采用所述顯示面板為反射型的顯示面板的方式。
[0017]應用本發明的顯示裝置能夠用于便攜用電子設備等各種電子設備。
【附圖說明】
[0018]圖1是表示應用本發明的顯示裝置的一個方式的說明圖。
[0019]圖2是表示用于應用本發明的照明裝置及顯示裝置的發光元件之一例的說明圖。
[0020]圖3是表示用于應用本發明的照明裝置及顯示裝置的導光板的光入射部之一例的說明圖。
[0021 ]圖4是表示入射于導光板的光的光線分析結果的說明圖。
[0022]圖5是表示從用于應用本發明的照明裝置及顯示裝置的導光板出射的照明光的強度分布的說明圖。
[0023]圖6是具備有應用本發明的顯示裝置的便攜用電子設備的說明圖。
[0024]圖7是表示本發明的參考例涉及的導光板的光入射部的說明圖。
[0025]符號的說明
[0026]I.?顯示裝置，la.?圖像顯示區域，10.?顯示面板，11.?第I基板，12..第2基板，13.?電光層，20.?粘接劑層，30.?照明裝置，40.?發光元件，41.?發光二極管，45.?發光面，50.?導光板，51.?第I面，52.?第2面，53.?突出部，54..側面，55.?光入射部，59.?光散射部，100.?便攜用電子設備，120.?主體部，130.?帶狀部，140.?顯示部，550.?圓柱形透鏡面，551.?凹曲面，552.?面，L551..軸線方向
【具體實施方式】
[0027]參照附圖，對本發明的實施方式進行說明。還有，在以下的說明所參照的附圖中，用于使各層和/或各構件在圖面上成為可以識別的程度的大小，按每個層和/或每個構件使比例尺不同。
[0028](顯示裝置的構成)
[0029]圖1是應用本發明的顯示裝置的一個方式的說明圖，圖1(a)、(b)分別是顯示裝置的俯視圖及顯示裝置的H—H’剖面圖。
[0030]示于圖1的顯示裝置I具有顯示面板10和具備有與顯示面板10對置配置的導光板50的照明裝置30。
[0031]在本方式中，顯示面板10為電泳面板、反射型液晶面板、MEMS元件、光干涉元件等的反射型的顯示面板，具有第I基板11、與第I基板11對置配置的透光性的第2基板12和設置于第I基板11與第2基板12之間的顯示層13。在第I基板11中與第2基板12對置的面及在第2基板12中與第I基板11對置的面，形成對顯示層13進行驅動的電極(未圖示)。在本方式中，顯示面板10為電泳面板。
[0032]在如此的反射型的顯示面板10中，如以箭頭P示于圖1(b)地，從第2基板12側入射的照明光在以顯示層13和/或第I基板11側反射而從第2基板12側出射的期間通過顯示層13被進行光調制，對圖像進行顯示。
[0033](照明裝置30的構成)
[0034]照明裝置30作為所謂的前光源而構成，具有發光元件40和在側面54具備有與發光元件40對置的光入射部55的透光性的導光板50。在本方式中，導光板50通過透光性的粘接劑層20粘接于顯示面板10的第2基板12。導光板50例如包含折射率為1.5?1.6的透光性的樹脂，在本方式中，導光板50例如包括聚碳酸酯(折射率= 1.59)。
[0035]在如此的照明裝置30中，從發光元件40出射的光在從導光板50的光入射部55入射于導光板50的內部之后，一邊在沿導光板50的厚度方向相對置的第I面51及第2面52之間反復反射一邊在導光板50內行進，并從第I面51及第2面52之中的位于顯示面板10側的第I面51(厚度方向的一方的面)將照明光出射于顯示面板10。然后，照明光在通過顯示面板10被進行光調制之后，從導光板50的第I面51入射于導光板50內，并從第2面52出射而對圖像進行顯示。在本方式中，在導光板50的第I面51及第2面52的至少一方，具有預定的分布而形成包括凸部和/或凹部的光散射部59。在本方式中，光散射部59例如包括間距為0.2mm、半徑為60μηι、高度為ΙΟμπι的半球狀的凸部，設置于導光板50的第2面52。
[0036]在本方式中，導光板50具有基本圓形的平面形狀，圓周方向的一部分成為突出于徑向方向的外側的突出部53。在本方式中，突出部53的前端部530為直線狀，在導光板50的側面54之中，在突出部53的前端部530設置光入射部55。在本方式中，光入射部55設置于突出部53的前端部530之中的前端部530的延伸方向的中央的一處。因此，在本方式的照明裝置30中，作為光源，設置I個發光元件40。并且，在相對于發光元件40與光入射部55相對置的方向正交的寬度方向，導光板50的最大寬度尺寸Wa與設置光入射部55的范圍的寬度尺寸Wb相比，相當地大。
[0037]在本方式中，顯示面板10與導光板50同樣，具有基本圓形的平面形狀，具有與導光板50的突出部53重疊的突出部15。但是，顯示面板10關于平面形狀，并不限于基本圓形，也可以為矩形。不管在哪種情況下，顯示面板10與導光板50相重疊的區域的一部分都用作圖像顯示區域la。在本方式中，圖像顯示區域Ia構成為，外徑比導光板50稍小的圓形區域。
[0038](發光元件40的構成)
[0039]圖2是表示用于應用本發明的照明裝置30及顯示裝置I的發光元件40之一例的說明圖，圖2(a)、(b)、(C)為表示從發光元件40出射的光源光的強度分布的說明圖、表示光源光的X軸方向的強度分布的曲線圖及表示光源光的Y軸方向的強度分布的曲線圖。
[0040]參照圖1進行了說明的發光元件40為出射白色光的發光二極管41，在如此的發光二極管41中，以藍色光激勵黃色的熒光體而生成白色光。因此，發光元件40實質上作為使長軸朝向X軸方向且使短軸朝向Y軸方向的基本橢圓的面光源而起作用。從而，在本方式中，如示于圖1地，發光元件40配置為，使短軸(Y軸方向)朝向導光板50的厚度方向且使長軸(X軸方向)在導光板50朝向側面54(光入射部55)的延伸方向。
[0041 ](光入射部55的詳細構成)
[0042]圖3是表示用于應用本發明的照明裝置30及顯示裝置I的導光板50的光入射部55之一例的說明圖，圖3(a)、(b)、(c)為光入射部55的立體圖、光入射部55的俯視圖及表示光入射部55的變形例的說明圖。圖4是表示入射于導光板50的光的光線分析結果的說明圖，圖4(a)、(b)為采用應用本發明的導光板50的情況下的說明圖及采用示于圖7(a)的參考例涉及的導光板50的情況下的說明圖。圖5是表示從用于應用本發明的照明裝置30及顯示裝置I的導光板50出射的照明光的強度分布的說明圖，在圖5，基于強度的模擬結果，將強度相對地低的區域作為附加斜線的區域示意地表示。還有，圖5(a)、(b)、(c)、(d)為在用于應用本發明的照明裝置30及顯示裝置I的導光板50中，使圓柱形透鏡面550成為曲率半徑為0.02mm的圓弧面、曲率半徑為0.05mm的圓弧面、曲率半徑為0.1mm的圓弧面及曲率半徑為0.2mm的圓弧面時的結果。還有，在圖5(e)，表示采用示于圖7(a)的光入射部55的參考例中的強度分布。
[0043]如示于圖3(a)、(b)地，在用于本方式的照明裝置30及顯示裝置I的導光板50中，在光入射部55，在與軸線方向L551正交的方向(側面54的延伸方向)設置多個包括使軸線方向L551朝向導光板50的厚度方向的凹曲面551的圓柱形透鏡面550。多個圓柱形透鏡面550的軸線方向L551相互平行。如此一來，本方式的光入射部55成為雙凸結構。
[0044]在本方式中，發光元件40(發光二極管41)的發光面45的X軸方向的外徑例如為20mm。對應于如此的尺寸，圓柱形透鏡面550為曲率半徑為0.5mm以下的圓弧面，進一步優選為曲率半徑為0.2mm以下的圓弧面。并且，圓柱形透鏡面550以0.02mm?0.4mm的間距形成，沿著與軸線方向L551正交的方向相鄰的圓柱形透鏡面550相連。
[0045]在如此地構成的光入射部55中，各圓柱形透鏡面550作為具有負的光焦度的凹透鏡而起作用。因此，如在圖4(a)表示光線L的分析結果地，從發光元件40出射的光，作為發散光入射于光入射部55，并在入射于光入射部55時，發散角通過多個圓柱形透鏡面550進一步擴大。因此，如示于圖1(a)地，導光板50之中，即使是位于光入射部55的兩側的區域，從發光元件40出射的光也充分地到達。從而，從導光板50的第I面51 (—方的面)，因為從位于光入射部55的兩側的區域也具有充分的強度而出射照明光，所以能夠緩解照明光的強度不均勻。相對于此，在采用示于圖7(a)的參考例涉及的導光板50的情況下，如在圖4(b)表示光線L的分析結果地，從發光元件40出射的光雖然作為發散光入射于光入射部55，但是受入射于光入射部55時的折射的影響，發散角變窄。因此，導光板50之中，在位于光入射部55的兩側的區域，從發光元件40出射的光不會充分地到達。
[0046]例如，在用于應用本發明的照明裝置30及顯示裝置I的導光板50中，在使圓柱形透鏡面550成為曲率半徑為0.02mm的圓弧面的情況下，如在圖5(a)不意地表不強度分布地，強度相對地低的區域Pl (附加有斜線的區域)在離開光入射部55的區域擴展。即使在該情況下，區域Pl的強度也比在示于圖5(e)的參考例中強度相對地低的區域P5的強度高，而且，也不會產生在位于光入射部55的兩側的區域P6(參照圖5(e))中照明光的強度相比于其他的區域顯著變低的事態。
[0047]并且，在用于應用本發明的照明裝置30及顯示裝置I的導光板50中，在使圓柱形透鏡面550成為曲率半徑為0.05mm的圓弧面的情況下，如在圖5(b)不意地表不強度分布地，強度相對地低的區域Pl (附加有斜線的區域)在離開光入射部55的區域擴展。即使在該情況下，區域Pl的強度也比在示于圖5(e)的參考例中強度相對地低的區域P5的強度高，而且，也不會產生在位于光入射部55的兩側的區域P6(參照圖5(e))中照明光的強度相比于其他的區域顯著變低的事態。
[0048]并且，在用于應用本發明的照明裝置30及顯示裝置I的導光板50中，在使圓柱形透鏡面550成為曲率半徑為0.1mm的圓弧面的情況下，如在圖5(c)不意地表不強度分布地，強度相對地低的區域Pl (附加有斜線的區域)在離開光入射部55的區域擴展。即使在該情況下，區域Pl的強度也比在示于圖5(e)的參考例中強度相對地低的區域P5的強度高，而且，也不會產生在位于光入射部55的兩側的區域P6(參照圖5(e))中照明光的強度相比于其他的區域顯著變低的事態。
[0049]并且，在用于應用本發明的照明裝置30及顯示裝置I的導光板50中，在使圓柱形透鏡面550成為曲率半徑為0.2mm的圓弧面的情況下，如在圖5(d)不意地表不強度分布地，強度相對地低的區域Pl (附加有斜線的區域)在離開光入射部55的區域擴展。即使在該情況下，區域Pl的強度也比在示于圖5(e)的參考例中強度相對地低的區域P5的強度高，而且，也不會產生在位于光入射部55的兩側的區域P6(參照圖5(e))中照明光的強度相比于其他的區域顯著變低的事態。還有，在使圓柱形透鏡面550成為曲率半徑為0.2mm的圓弧面的情況下，在區域Pl內，雖然產生強度更低的區域P2，但是即使在該情況下，區域P2的強度也比在示于圖5(e)的參考例中強度相對地低的區域P5的強度要高。
[0050]還有，雖然將圖示進行省略，但是即使在使圓柱形透鏡面550成為曲率半徑為
0.5mm的圓弧面的情況下，強度相對地低的區域Pl的強度也比在示于圖5(e)的參考例中強度相對地低的區域P5的強度高，而且，也不會產生在位于光入射部55的兩側的區域P6(參照圖5(e))中照明光的強度相比于其他的區域顯著變低的事態。該情況下，在使圓柱形透鏡面550成為曲率半徑為0.5_的圓弧面的情況下，在區域Pl內，容易產生強度更低的區域P2(參照圖5(d))。
[0051]并且，若構成圓柱形透鏡面550的圓弧面的曲率半徑變大，則發光元件40與圓柱形透鏡面550的距離會變長，存在強度下降的趨勢。
[0052]從而，圓柱形透鏡面550優選成為曲率半徑為0.5mm以下的圓弧面，進一步優選成為曲率半徑為0.2mm以下的圓弧面。圓柱形透鏡面550尤其優選成為曲率半徑為0.1mm以下的圓弧面。并且，圓柱形透鏡面550優選成為曲率半徑為0.02mm以上的圓弧面，在成為曲率半徑不足0.02mm的圓弧面的情況下，光有可能過于漫射。因此，圓柱形透鏡面550優選成為曲率半徑為0.02mm以上且0.5mm以下的圓弧面，尤其優選成為曲率半徑為0.02mm以上且
0.2mm以下的圓弧面。
[0053](光入射部55的另外的構成例)
[0054]在用于應用本發明的照明裝置30及顯示裝置I的導光板50中，在參照圖3(a)、(b)進行了說明的方式中，在與軸線方向L551正交的方向相鄰的圓柱形透鏡面550相連。但是，如示于圖3(c)地，也可以采用如下構成:在沿著與軸線方向L551正交的方向相鄰的圓柱形透鏡面550之間，設置與發光元件40的發光面45平行的面552。
[0055](本方式的主要的效果)
[0056]如以上說明地，在用于本方式的照明裝置30及顯示裝置I的導光板50中，在光入射部55，在與軸線方向L551正交的方向(側面54的延伸方向)設置多個包括使軸線方向L551朝向導光板50的厚度方向的凹曲面551的圓柱形透鏡面550。因此，如在圖1(a)及圖4(a)表示光線L地，從發光元件40出射的光作為發散光入射于光入射部55，并在入射于光入射部55時，發散角通過多個圓柱形透鏡面550進一步擴大。因此，導光板50之中，即使是位于光入射部55的兩側的區域，從發光兀件40出射的光也充分地到達。從而，從導光板50的第I面51 (—方的面)因為從位于光入射部55的兩側的區域，照明光也具有充分的強度而出射，所以能夠緩解照明光的強度不均勻。
[0057]并且，因為在光入射部55中，形成多個圓柱形透鏡面550，所以即便使光入射部55與發光元件40靠近，也能夠緩解照明光的強度不均勻。因此，能夠謀求照明裝置30的小型化。即，雖然在使光入射部55整體成為I個大的凹曲面(圓柱形透鏡面)的情況下，必需在從光入射部55離開的位置配置發光元件40，照明裝置30會大型化，但是根據本方式，如此的大型化卻不會發生。
[0058](其他的實施方式)
[0059]雖然在所述實施方式中，光入射部55在一處具有I個發光元件40，但是也可以在突出部53的前端部530等設置多個光入射部55，在多個光入射部55的各自設置發光元件40。該情況下，所謂設置光入射部55的范圍的寬度尺寸是指，設置多個光入射部55的區域的兩端的距離相當于設置光入射部55的范圍的寬度尺寸Wb。并且，雖然在本方式中，導光板50為基本圓形的平面形狀，但是在采用矩形的平面形狀等基本圓形以外的平面形狀的導光板50的情況下也可以應用本發明。并且，雖然在本方式中，因為顯示面板10為反射型的顯示面板，所以將照明裝置30用作前光源，但是也可以作為顯示面板10而采用透射型的顯示面板，將照明裝置30用作背光源。而且，本發明的照明裝置30也可以用于收置照片等進行展示的相框、對廣告等進行顯示的廣告牌、用于汽車等的度量儀表等。
[0060](便攜用電子設備的構成例)
[0061]圖6是具備有應用本發明的顯示裝置I的便攜用電子設備100的說明圖。示于圖6的便攜用電子設備100為腕戴型的電子設備，具備主體部120和帶狀部130，在主體部120，除了鐘表功能之外，還內置作為衛星測位系統之一種的GPS(Global Posit1ning System，全球定位系統)功能等。在主體部120的中央，構成顯示部140，在如此的顯示部140，采用參照圖1等進行了說明的顯示裝置I，顯示當前的日期時間和/或位置信息等。
[0062]還有，應用本發明的顯示裝置I除了示于圖6的便攜用電子設備100之外，也可以用作便攜電話機、信息便攜終端(PDA:Personal Digital Assistants，個人數字助理)、相機的取景器、電子紙等的顯示裝置。
【主權項】
1.一種照明裝置，其特征在于，具有: 發光元件;和 導光板，其在側面具備與所述發光元件對置的光入射部，從厚度方向的一方的面出射照明光， 在所述光入射部，在與軸線方向正交的方向設置有多個圓柱形透鏡面，所述圓柱形透鏡面包括使所述軸線方向朝向所述導光板的厚度方向的凹曲面。2.根據權利要求1所述的照明裝置，其特征在于: 在相對于所述發光元件與所述光入射部對置的方向正交的寬度方向， 所述導光板的最大寬度尺寸比設置所述光入射部的范圍的寬度尺寸大。3.根據權利要求1或2所述的照明裝置，其特征在于: 所述圓柱形透鏡面是曲率半徑為0.5_以下的圓弧面。4.根據權利要求3所述的照明裝置，其特征在于: 所述圓柱形透鏡面是曲率半徑為0.2_以下的圓弧面。5.根據權利要求1?4的任一項所述的照明裝置，其特征在于: 沿與所述軸線方向正交的方向相鄰的所述圓柱形透鏡面彼此相連。6.根據權利要求1?4的任一項所述的照明裝置，其特征在于: 在沿與所述軸線方向正交的方向相鄰的所述圓柱形透鏡面之間，設置有與所述發光元件的發光面平行的面。7.根據權利要求1?6的任一項所述的照明裝置，其特征在于: 所述發光元件為發光二極管。8.—種顯示裝置，其特征在于: 具備權利要求1?7的任一項所述的照明裝置， 并且具有與所述導光板的所述一方的面對置的顯示面板。9.根據權利要求8所述的顯示裝置，其特征在于: 所述顯示面板為反射型的顯示面板。10.一種便攜用電子設備，其特征在于: 具備權利要求8或9所述的顯示裝置。
【文檔編號】F21V8/00GK105938218SQ201610124984
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月4日
【發明人】小林英和
【申請人】精工愛普生株式會社