JP4596850B2

JP4596850B2 - 両面発光照明ユニット

Info

Publication number: JP4596850B2
Application number: JP2004230050A
Authority: JP
Inventors: 崇志村
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2004-08-06
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2024-08-06
Also published as: JP2005092192A

Description

本発明は、電子機器の両面に背中合わせに配設した二つの液晶表示デバイスの中間に配設し、両液晶表示デバイスをそれぞれ背面から照射する両面発光照明ユニットに関する。

近年、各種パソコン、ワープロ、ゲーム機器、携帯電話などの各種電子機器の表示装置として、薄型で見易いバックライト機構を備えた液晶表示デバイスが広く用いられている。その中には、電子機器のケース両面に互いに背中合わせに液晶表示デバイスの表示パネルを配設したものがある。従来のこのような表示パネルのバックライトとしては、薄型であるとともに均一な面光源を得るための様々な工夫が成されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照。）。また、表示パネルと面光源との間に配置することによって使用者の視覚内にバックライトを集光させる作用を有するマイクロプリズムを多数表面に有する輝度上昇フィルムが知られている（例えば非特許文献１）。
特許第２７３９７３０号公報特許第２７４７２４１号公報特開２００４−７８０４７号公報特願２００４−８７４０９号公報住友スリーエム株式会社のカタログ、輝度上昇フィルム（ＢＥＦシリーズ、ＲＢＥＦシリーズ）

しかしながら、両方の液晶表示パネルを照射するのに、２組の照明ユニットを使用したのでは部品点数が多く、照明ユニットの厚みも大きくなり、また、組立工数も多く掛かることになって、照明ユニットのコスト高を招いてしまう。また、重くなり、かつ厚みが増加し、最終製品の携帯性が悪くなる。更に、両表示パネル用としてそれぞれ専用の光源を使用しているために消費電力も大きい。他方、両面に出光する１枚の導光板の両側に配置した表示面積の異なる二つの液晶表示パネルを照射する技術において、導光板に対向する面の光反射特性が、表示面積の小さい表示パネル側では表示パネル部分とその周辺とで異なるために、その反射光の影響を受けて表示面積の大きい表示パネルを照射する光出力が不均一になるという問題がある。これを避けるためには照明ユニットの外側に拡散シートを追加設置する必要があり、そうすると光出力が低下するという問題があった。

上記発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、電子機器のケースに背中合わせに配設された表示面積の異なる二つの液晶表示パネルの表示面を均一に照射するのに好適な両面発光照明ユニットを提供することである。

前記課題を解決するための本発明の手段は、光源と、この光源が側面に近接配置され且つ対向する両面に出光面を有する導光板とから成り、互いの少なくとも一部が厚み方向に重なる第一の液晶表示パネルとこの第一の液晶表示パネルと背中合わせに配設された第一の液晶表示パネルより小さな表示面を有する第二の液晶表示パネルとの間に配設された両面発光照明ユニットであって、前記導光板の少なくとも片面側に複数のマイクロプリズムから成る輝度上昇フィルムを配設するとともに、前記第二の液晶表示パネルの表示面に対応する部分を除いて前記第二の液晶表示パネル側に光吸収部材を配設した両面発光照明ユニットにおいて、前記輝度上昇フィルムはプリズムの凸部が光出射方向を向いている上向きプリズムシートであって、前記光吸収部材は灰色シートであることを特徴とする。

また、第一の液晶表示パネルを保持するケースが前記灰色シートを兼ねていることを特徴とする。

また、プリズム方向が互いに直交する前記上向きプリズムシートが２枚重ねに配設されていることを特徴とする。

また、前記導光板と前記第一の液晶表示パネルとの間に半透過反射シートを配設したことを特徴とする。

また、前記半透過反射シートはハーフミラーシートであることを特徴とする。

また、前記半透過反射シートは半透過型白拡散シートであることを特徴とする。

また、光源と、この光源が側面に近接配置され且つ対向する両面に出光面を有する導光板とから成り、互いの少なくとも一部が厚み方向に重なる第一の液晶表示パネルとこの第一の液晶表示パネルと背中合わせに配設された第一の液晶表示パネルより小さな表示面を有する第二の液晶表示パネルとの間に配設された両面発光照明ユニットであって、前記導光板の少なくとも片面側に複数のマイクロプリズムから成る輝度上昇フィルムを配設するとともに、前記第二の液晶表示パネルの表示面に対応する部分を除いて前記第二の液晶表示パネル側に光吸収部材を配設した両面発光照明ユニットにおいて、前記導光板と前記第一の液晶表示パネルとの間にハーフミラーシートである半透過反射シートを配設したことを特徴とする。

また、前記輝度上昇フィルムはプリズムの凸部が前記導光板方向を向いた下向きプリズムシートであって、前記光吸収部材は黒色シートであることを特徴とする。

また、前記第一の液晶表示パネルを保持するケースが前記黒色シートを兼ねていることを特徴とする。

また、前記導光板の少なくとも上下の一方の面に複数の凹凸部から成る反射部が形成されていることを特徴とする。

また、前記凹凸部はマイクロプリズムにより形成されていることを特徴とする。

また、前記マイクロプリズムは不等辺プリズムであることを特徴とする。

また、前記第二の表示パネル側に前記導光板に対応した大きさの前記輝度上昇フィルムが配設されていることを特徴とする。

本発明によれば、光源と、この光源が側面に近接配置され且つ対向する両面に出光面を有する導光板とから成り、互いの少なくとも一部が厚み方向に重なる第一の液晶表示パネルとこの第一の液晶表示パネルと背中合わせに配設された第一の液晶表示パネルより小さな表示面を有する第二の液晶表示パネルとの間に配設された両面発光照明ユニットにおいて、前記導光板の少なくとも片面側に複数のマイクロプリズムから成る輝度上昇フィルムを配設するとともに、前記第二の液晶表示パネルの表示面に対応する部分を除いて前記第二の液晶表示パネル側に光吸収シートを配設したので、使用者の視野内に集光されてバックライトの効率が向上し、液晶表示パネル表示面の光出力を均一にすることができる。

また、前記導光板と前記第一の液晶表示パネルとの間に半透過反射シートを配設したので、両液晶表示パネルの照射光の出力を極端に変更することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の第一の実施の形態である両面発光照明ユニットを組み込んだ電子機器の要部断面を示す模式図である。図２は図１のＡ部を示す部分拡大断面図である。

まず、本発明の第一の実施の形態である両面発光照明ユニットを組み込んだ電子機器の構成を説明する。図１において、１は携帯電話などの電子機器のケースである。２はケース１の一方の面に配設された第一の液晶表示パネルである大パネルであり、３はケース１の他方の面に背中合わせに配設された第二の液晶表示パネルである小パネルである。大パネル２と小パネル３とは厚み方向に少なくとも一部が重なっており、小パネル３の表示面積は大パネル２の表示面積より小さい。

４は透光性部材から成り、側面から入射する光源の光を上下の出光面から出射する導光板であり、導光板４の少なくとも上下一方の面に凹凸部などから成る反射部４ａが形成されている。導光板４の平面は大パネル２の表示面と略同形状であり、断面は長方形又はくさび形である。反射部４ａは、図２（ａ）に示すように、光の入射側面に平行な複数のマイクロプリズムが連続形成されている。なお、プリズムの形状は光源側の斜辺が長い不等辺プリズムであることが望ましい。また、反射部４ａは、図２（ｂ）に示すような複数の蒲鉾状溝などによって形成される凹凸部などであってもよい。

５は導光板４の一側面に沿って離散的に配設された複数の発光ダイオード、或いは蛍光管などの線状の光源である。６は導光板４と小パネル３との間に配設され、導光板４に対向する小パネル３側のケース１内面の、部分的に異なる光反射特性を均一に調整するための光吸収シートとしての光沢のないフィルム状の黒色シートであり、入射する光を殆ど吸収する機能を有するものである。図１に示すように、黒色シート６は平面形状が大パネル２と略同一であり、小パネル３の表示面に対応するところに貫通穴６ａを有する。

９はシートの片面に複数のマイクロプリズムがシートの一辺に平行に形成されている輝度上昇フィルムとしてのプリズムシートである。プリズムシート９は導光板４の出向面に対応した大きさでプリズムの凸部が導光板４側を向く（以下、「下向き」という）ように配設されている。１９はプリズムシート９と同材料で同様に配設されたプリズムシートであるが、大きさだけが小パネル３に対応した大きさとなっている。光源５、導光板４、黒色シート６及び下向きプリズムシート９及び１９で両面発光照明ユニットを構成している。

次に、本発明の第一の実施の形態の作用・効果について説明する。光源５から出射した光は導光板４の側面から入射して内部を伝搬し、反射部４ａに反射して導光板４の上下面から外側へ均一に出射する。このとき、反射部４ａが不等辺マイクロプリズムであると、上下面の出射光量をほぼ均等にする効果がある。導光板４から出射した光は、一部は下向きプリズムシート９の表面で反射するが、大部分は透過して大パネル２及び小パネル３を裏側から照射して使用者の目に届く。導光板４から斜めに出射した光は下向きプリズムシート９又は１９を透過するときにプリズム面により全反射して、要求視野である正面方向に出射することにより輝度が向上する。

導光板４から小パネル３側へ出た光は、光吸収率の高い黒色シート６において殆どが吸収され、小パネル３面及び下向きプリズムシート１９面での僅かな反射光と同程度にしか反射しない。したがって、小パネル３側からの反射光はほぼ均一になり、大パネル２の表示面の光出力に影響してもそこに輝度ムラを生じさせるほどではない。

次に、本発明の第二の実施の形態である両面発光照明ユニットを組み込んだ電子機器の構成を説明する。図３は本発明の第二の実施の形態である両面発光照明ユニットを組み込んだ電子機器の要部断面を示す模式図である。図３において、８は導光板４と大パネル２との間に配設した半透過反射シートとしてのハーフミラーシートである。ハーフミラーシート８は入射光の一部を反射し、他部を透過させて光の進行方向を２分する機能を有しており、これにより透過する光出力を減じるものである。その他の構成は第一の実施の形態と同様であるから、同じ構成要素には同じ符号と名称とを用いて詳細な説明は省略する。光源５、導光板４、黒色シート６、ハーフミラーシート８及び下向きプリズムシート９及び１９で両面発光照明ユニットを構成している。

次に、本発明の第二の実施の形態の作用・効果について説明する。第一の実施の形態の効果と同様に大パネル２の表示面の輝度は均一である。また、導光板４から下向きプリズムシート９を通過して大パネル２側に出射した光は、一部がハーフミラーシート８によって反射するので光出力は一部減じられる。一方、導光板４から小パネル３側に出射した光には、ハーフミラーシート８の反射光ｆが加わるので光出力をやや増加させる。したがって、両表示パネルの光出力を極端に変化させることができる。例えば電子機器が携帯電話であって裏面への出力を多くしたい場合に好都合である。

次に、本発明の第三の実施の形態である両面発光照明ユニットを組み込んだ電子機器の構成を説明する。図４は本発明の第三の実施の形態である両面発光照明ユニットを組み込んだ電子機器の要部断面を示す模式図である。図４において、７は導光板４に対向して小パネル３側のケース１面に配設された光吸収シートとしての灰色シートである。灰色シート７は一部の光を反射し、他部の光を吸収する機能を有するものであり、部分的に異なる光反射特性を有する面の反射特性を均一に調整するためのものである。灰色シート７は平面形状が導光板４と略同一であり、小パネル３の表示面に対応するところに貫通穴７ａを有する。

ここでは、プリズムシート９及び１９のプリズムの凸部が光出射方向を向く（以下、「上向き」という）ように配設されている。しかも、上向きプリズムシート９はプリズム方向が互いに垂直となるようにして２枚重ねに配設されている。その他の構成は第一の実施の形態と同じであるから、同じ構成要素には同じ符号と名称とを用いて詳細な説明を省略する。光源５、導光板４、半反射吸収シート７及び上向きプリズムシート９及び１９で両面発光照明ユニットを構成している。

次に、本発明の第三の実施の形態の作用・効果について説明する。上向きプリズムシート９又は１９のプリズム面に全反射角以上で入射した光は、図４に示すように、屈折せずに導光板４側へ戻るリサイクル光ｒとなる。一方灰色シート７からの反射光ｆが導光板４側へ戻る。したがって、反射光ｆの強さが小パネル３側のリサイクル光ｒの強さと釣り合いがとれるような光吸収率に設定した灰色シート７を用いることにより、大パネル２の表示面からの光出力を均一にすることができる。なお、第一及び第三の実施の形態において、灰色シート７の光吸収率の調整を十分に行って小パネル３側の輝度が満足できるものであれば、プリズムシート１９又は９を省略することもできる。

そして上向きプリズムシート９又は１９のプリズム作用により光の出射角が狭められて、使用者の視野角内に集光されて上向きプリズムシート９及び１９を配設した表示パネルに対するバックライト効率が向上する。プリズム方向が互いに垂直な上向きプリズムシート９又は１９をそれぞれ２枚重ねて配設することにより、縦横の範囲の光が集光してバックライト効率は一層向上する。

次に、本発明の第四の実施の形態である両面発光照明ユニットを組み込んだ電子機器の構成を説明する。図５は本発明の第四の実施の形態である両面発光照明ユニットを組み込んだ電子機器の要部断面を示す模式図である。図５に示すように、本実施の形態が第三の実施の形態と異なるところは、大パネル２と上向きプリズムシート９との間にハーフミラーシート８を配設してあるところである。その他の構成は第三の実施の形態と同じなので、同じ構成要素には同じ符号と名称とを用いて詳細な説明を省略する。光源５、導光板４、灰色シート７、ハーフミラーシート８、上向きプリズムシート９及び１９で両面発光照明ユニットを構成している。

次に、本発明の第四の実施の形態の作用・効果について説明する。第三の実施の形態の効果と同様に、大パネル２の表示面の光出力は均一になる。また、各々の表示パネルに対するバックライトの効率が向上する。更に、ハーフミラーシート８を追加したことにより、大パネル２の表示面の輝度が減じ、その代わりにハーフミラーシート８の反射効果により小パネル３側の輝度が増す。したがって、両表示面の光出力を極端に変更することができる。

次に、本発明の第五、第六、第七及び第八の実施の形態である両面発光照明ユニットを組み込んだ電子機器の構成を説明する。図６、図７、図８及び図９は本発明の第五、第六、第七及び第八の実施の形態である両面発光照明ユニットを組み込んだ電子機器の要部断面を示す模式図である。本発明の第五、第六、第七及び第八の実施の形態が第一、第二、第三及び第四の実施の形態と異なるところは、いずれもプリズムシートの大きさだけであり、小パネル３側のプリズムシートが導光板４に対応した大きさのプリズムシート９となっているところである。その他の構成は第一、第二、第三及び第四の実施の形態と同じであるから同じ構成要素には同じ符号と名称とを付して詳細な説明を省略する。

次に、本発明の第五、第六、第七及び第八の実施の形態の作用・効果について説明する。導光板４から小パネル３側へ出た光は、導光板４の外側の面に一部は吸収され、又一部は反射される。第一、第二、第三及び第四の実施の形態において、大パネル２から見た場合に、小パネル３側のプリズムシート１９が小さいので、その反射特性と周辺の面の反射特性とが調和している必要があった。この場合にはプリズムシート９が大きな面であるから、反射光及び透過光はプリズムシート９全面で同一になって大パネル２の表示面の光出力に影響しない。

なお、以上説明した第二及び第四並びに第六及び第八の実施の形態において、半透過反射シートであるハーフミラーシート８の代わりに、半透過型白拡散シートを使用してもよく、その場合にもハーフミラーシート８と同等の効果を有する。また、本発明の全ての実施の形態において、光吸収シートを配設する代わりに、小パネル３を保持するケース１が光吸収シートと同じ機能を有するようにして、光吸収シートを兼ねるようにしてもよい。

携帯電話等の電子機器であって、ケース両面に背中合わせに配設した液晶表示パネルを有するものに適用できる。

本発明の第一の実施の形態である両面発光照明ユニットを組み込んだ電子機器の断面を示す模式図である。図１のＡ部を示す部分拡大断面図である。本発明の第二の実施の形態である両面発光照明ユニットを組み込んだ電子機器の断面を示す模式図である。本発明の第三の実施の形態である両面発光照明ユニットを組み込んだ電子機器の断面を示す模式図である。本発明の第四の実施の形態である両面発光照明ユニットを組み込んだ電子機器の断面を示す模式図である。本発明の第五の実施の形態である両面発光照明ユニットを組み込んだ電子機器の断面を示す模式図である。本発明の第六の実施の形態である両面発光照明ユニットを組み込んだ電子機器の断面を示す模式図である。本発明の第七の実施の形態である両面発光照明ユニットを組み込んだ電子機器の断面を示す模式図である。本発明の第八の実施の形態である両面発光照明ユニットを組み込んだ電子機器の断面を示す模式図である。

符号の説明

２大パネル
３小パネル
４導光板
４ａ反射部
５光源
６黒色シート
７灰色シート
８ハーフミラーシート
９、１９プリズムシート

Claims

光源と、この光源が側面に近接配置され且つ対向する両面に出光面を有する導光板とから成り、互いの少なくとも一部が厚み方向に重なる第一の液晶表示パネルとこの第一の液晶表示パネルと背中合わせに配設された第一の液晶表示パネルより小さな表示面を有する第二の液晶表示パネルとの間に配設された両面発光照明ユニットであって、前記導光板の少なくとも片面側に複数のマイクロプリズムから成る輝度上昇フィルムを配設するとともに、前記第二の液晶表示パネルの表示面に対応する部分を除いて前記第二の液晶表示パネル側に光吸収部材を配設した両面発光照明ユニットにおいて、前記輝度上昇フィルムはプリズムの凸部が光出射方向を向いている上向きプリズムシートであって、前記光吸収部材は灰色シートであることを特徴とする両面発光照明ユニット。
第一の液晶表示パネルを保持するケースが前記灰色シートを兼ねていることを特徴とする請求項１記載の両面発光照明ユニット。
プリズム方向が互いに直交する前記上向きプリズムシートが２枚重ねに配設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の両面発光照明ユニット。
前記導光板と前記第一の液晶表示パネルとの間に半透過反射シートを配設したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の両面発光照明ユニット。
前記半透過反射シートはハーフミラーシートであることを特徴とする請求項４記載の両面発光照明ユニット。
前記半透過反射シートは半透過型白拡散シートであることを特徴とする請求項４記載の両面発光照明ユニット。
光源と、この光源が側面に近接配置され且つ対向する両面に出光面を有する導光板とから成り、互いの少なくとも一部が厚み方向に重なる第一の液晶表示パネルとこの第一の液晶表示パネルと背中合わせに配設された第一の液晶表示パネルより小さな表示面を有する第二の液晶表示パネルとの間に配設された両面発光照明ユニットであって、前記導光板の少なくとも片面側に複数のマイクロプリズムから成る輝度上昇フィルムを配設するとともに、前記第二の液晶表示パネルの表示面に対応する部分を除いて前記第二の液晶表示パネル側に光吸収部材を配設した両面発光照明ユニットにおいて、前記導光板と前記第一の液晶表示パネルとの間にハーフミラーシートである半透過反射シートを配設したことを特徴とする両面発光照明ユニット。
前記輝度上昇フィルムはプリズムの凸部が前記導光板方向を向いた下向きプリズムシートであって、前記光吸収部材は黒色シートであることを特徴とする請求項７記載の両面発光照明ユニット。
前記第一の液晶表示パネルを保持するケースが前記黒色シートを兼ねていることを特徴とする請求項８記載の両面発光照明ユニット。
前記導光板の少なくとも上下の一方の面に複数の凹凸部から成る反射部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の両面発光照明ユニット。
前記凹凸部はマイクロプリズムにより形成されていることを特徴とする請求項１０記載の両面発光照明ユニット。
前記マイクロプリズムは不等辺プリズムであることを特徴とする請求項１１記載の両面発光照明ユニット。
前記第二の表示パネル側に前記導光板に対応した大きさの前記輝度上昇フィルムが配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の両面発光照明ユニット。