JP2001318235A - 液晶照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐久性が良好で均一に発光させることが容易
であり、光のロスが少なく、製造コストも安い液晶照明
装置を提供する。 【解決手段】 この液晶照明装置は、液晶表示面１０の
辺縁に沿って配置された光伝送チューブ１（１ａ〜１
ｃ）を有する。光伝送チューブ１ａの一端面に光源ユニ
ット１１が設けられ、この光伝送チューブ１ａの他端面
から出た光を反射器５ａで反射させて光伝送チューブ１
ｂの一端面に入射させ、この光伝送チューブ１ｂの他端
面から出た光を反射器５ｂで反射させて光伝送チューブ
１ｃの一端面に入射させている。この光伝送チューブ１
ｃの他端面には反射体層７が設けられている。各光伝送
チューブ１ａ，１ｂ，１ｃの一端面から入射された光
は、光伝送チューブ１ａ，１ｂ，１ｃの側周面から放射
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置の表
示面の前面に光を照射するフロントライト型の液晶照明
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、軽量、薄型の表示装置
として携帯端末として広く使用されている。液晶表示体
は自発光機能がないので、液晶の背面に平面状の発光体
（バックライト）を設けるか、又は液晶表示面の前面に
光を照射する照明装置（フロントライト）が用いられ
る。本発明は、このフロントライトと称される液晶照明
装置に関するものである。

【０００３】特開２０００−１９５１４には、光源とし
て冷陰極管を用い、この冷陰極管の背後に略半円筒形の
反射板（リフレクタ）を配置し、冷陰極管からの光を平
面反射板と円弧形に凹曲した反射板とを用いて液晶表示
面に照射するフロントライト型液晶照明装置が記載され
ている。

【０００４】ところで、側周面から光を放射させるよう
にした線状発光体として、管状クラッドと、該管状クラ
ッドの構成材料よりも高屈折率の材料で構成されるコア
とを備える光伝送チューブにおいて、該管状クラッドと
コアとの間に該管状クラッドの長さ方向に沿って帯状の
反射層を形成し、前記コアを通る光を該反射層で反射・
散乱させて該反射層形成側と反対側の管状クラッド側周
面から放出させるようにした光伝送チューブよりなるも
のが近年注目されている。この線状発光体の側周面から
の発光量を長手方向で均一にするために、該帯状の反射
層の幅をその長さ方向で変化させることも知られている
（特開２０００−３９５１９号）。

【０００５】この光伝送チューブでは、反射層を管状ク
ラッドとコアとの間にチューブの長さ方向に沿って帯状
に形成してあり、光量の最も多いコア内部を通る強い光
がこの帯状の反射層で反射され、該反射層と反対側のチ
ューブ側周面から指向性の高い強い光として放出され
る。この結果、著しく輝度が高くなり、非常に明るいも
のとなる。帯状の反射層を、該光伝送チューブの光の入
射部となる一端側から他端側へ向って次第に幅が大きく
なるように形成することにより、光伝送チューブから、
長さ方向においてほぼ均等な光量の光が放出されるよう
にすることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】冷陰極管を光源として
用いた液晶照明装置にあっては、次のような短所があっ
た。 冷陰極管を駆動するためのインバータが必要であ
る。 冷陰極管は、その両端に電極があるため、両端部か
らは発光されない。このため、液晶照明装置の両端の近
傍が暗くなる。 冷陰極管は光の放射方向に指向性がなく、反射板
（リフレクタ）が必要になり、リフレクタの取付に手間
がかかることも相俟ってコスト高であり、しかもリフレ
クタでの反射損失もかなり大きい。 冷陰極管の取付に手間がかかると共に、取付部材も
必要であり、コスト高である。 冷陰極管の耐久性が良くない。 冷陰極管は、点灯、消灯速度が遅い。

【０００７】本発明は、このような種々の問題点を解決
し、動作特性に優れ、安価で耐久性が良く、しかも全体
にわたって均一に光を発する液晶照明装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶照明装置
は、液晶表示面の前面に光を照射する液晶照明装置にお
いて、該液晶表示面の辺縁に沿って延在する光伝送チュ
ーブを設けてなり、該光伝送チューブは、一端から光が
入射され、側周面から光を放射するものであることを特
徴とするものである。

【０００９】かかる液晶照明装置であれば、例えば光伝
送チューブの光源として発光ダイオードなどを用いるこ
とにより、インバータが不要になると共に、点灯、消灯
速度を大きなものとすることができる。また、この光伝
送チューブは耐久性がきわめて良好である。

【００１０】本発明では、光伝送チューブは液晶表示面
の複数辺に配置されることが好ましい。この場合、隣接
する辺にわたって一つづきの光伝送チューブを配設して
もよく、別々に光伝送チューブを配設してもよい。光伝
送チューブを隣接辺に別々に配設する場合、各光伝送チ
ューブ毎に光源を併設してもよく、１本の光伝送チュー
ブの一端面に光源を設け、この光伝送チューブの他端か
ら出た光を反射器によって隣接する光伝送チューブの一
端面に入射させてもよい。光伝送チューブを３本以上直
列に配設すると共に各光伝送チューブ間に反射器を配設
し、各光伝送チューブに順次に光を通すようにしてもよ
い。

【００１１】本発明に用いられている光伝送チューブ
は、コアと管状クラッドとからなるものであってもよ
い。また、光入射部から光伝送チューブの端部にまで帯
状の反射層が設けられてもよい。

【００１２】本発明に用いられている光伝送チューブ
は、コアと管状クラッドとを有するものにおいて、該管
状クラッドとコアとの間に該管状クラッドの長さ方向に
沿って帯状の反射層を形成し、前記コアを通る光を該反
射層で反射・散乱させて該反射層形成側と反対側の管状
クラッド側周面から放出させるようにしたものが好まし
い。

【００１３】このように反射層を設ければ、リフレクタ
が不要となる。また、クラッドのレンズ効果により、光
の漏れが著しく少なくなる。

【００１４】この光伝送チューブは発光部が実質的に全
長にわたるため、導光板の全体から均等に光を放射させ
ることが容易となる。この光伝送チューブを導光板に固
着するには、透明接着剤を用いるのが好ましい。

【００１５】なお、複数の辺にわたって１本の光伝送チ
ューブを連続して配設する場合、液晶表示面のコーナー
において光伝送チューブに生じる屈曲部については、全
周にわたって反射材層を設けてもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は実施の形態に係る液晶照明
装置に用いられる光伝送チューブの斜視図、図２は図１
のII−II線に沿う断面図、図３は図２のIII−III線に沿
う断面図、図４は実施の形態に係る液晶照明装置に用い
られる照明装置の斜視図、図５は図４のＶ−Ｖ線に沿う
断面図である。図６は実施の形態に係る液晶照明装置の
平面図、図７は図６のVII−VII線に沿う断面図である。

【００１７】この液晶照明装置は、液晶表示面１０の辺
縁に沿って配置された光伝送チューブ１（１ａ〜１ｃ）
を有する。

【００１８】この実施の形態にあっては、光伝送チュー
ブ１ａの一端面に光源ユニット１１が設けられ、この光
伝送チューブ１ａの他端面から出た光を反射器５ａで反
射させて光伝送チューブ１ｂの一端面に入射させ、この
光伝送チューブ１ｂの他端面から出た光を反射器５ｂで
反射させて光伝送チューブ１ｃの一端面に入射させてい
る。この光伝送チューブ１ｃの他端面には反射体層７が
設けられている。

【００１９】各光伝送チューブ１ａ，１ｂ，１ｃの一端
面から入射された光は、光伝送チューブ１ａ，１ｂ，１
ｃの側周面から放射される。

【００２０】光伝送チューブ１ｃの他端面に達した光
は、反射体層７によって反射され、光伝送チューブ１ｃ
内に戻されるので、光のロスとならない。

【００２１】光源ユニット１１内には発光ダイオードが
配置されている。この発光ダイオードは１個又は１種類
であっても良いが、この実施の形態では、赤、青、黄の
３個の発光ダイオード１２，１３，１４が光伝送チュー
ブ１の端面に対面するように設けられている。

【００２２】この光伝送チューブ１は、コア２とこれを
覆う管状クラッド３との間に、チューブの長手方向に延
在する帯状の反射層４を形成したものである。なお、反
射層４はコア３の表面から若干コア３の内部に侵入した
状態で形成されていても良い。

【００２３】反射層４は、光伝送チューブ１のうち光を
放射すべきサイドと反対側のサイドに配置されている。
この実施の形態では反射層４は、光伝送チューブ１のコ
ア２を約半周する幅を有しており、光が反射層４側から
は殆ど漏光しない構成となっている。

【００２４】コア２を構成する材料（コア材）には、管
状クラッド３を構成する材料（クラッド材）よりも屈折
率が高い透明材料が用いられ、一般的には、プラスチッ
ク、エラストマー等の中から目的に応じて適宜選択使用
される。

【００２５】コア材の具体例としては、ポリスチレン、
スチレン・メチルメタクリレート共重合体、（メタ）ア
クリル樹脂、ポリメチルペンテン、アリルグリコールカ
ーボネート樹脂、スピラン樹脂、アモルファスポリオレ
フィン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアリレー
ト、ポリサルホン、ポリアリルサルホン、ポリエーテル
サルホン、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ジアリル
フタレート、フッ素樹脂、ポリエステルカーボネート、
ノルボルネン系樹脂（ＡＲＴＯＮ）、脂環式アクリル樹
脂（オプトレッツ）、シリコン樹脂、アクリルゴム、シ
リコンゴム等の透明材料が挙げられる（なお、「（メ
タ）アクリル」とは「アクリル及びメタクリル」を示
す。）。

【００２６】一方、クラッド材としては、屈折率の低い
透明材料の中から選定することができ、プラスチックや
エラストマー等の有機材料が挙げられる。

【００２７】クラッド材の具体例としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、フッ
化ポリメチルメタアクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ
塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン−酢酸
ビニル共重合体、ポリビニルアルコール、ポリエチレン
−ポリビニルアルコール共重合体、フッ素樹脂、シリコ
ン樹脂、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエ
ンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体、ブチルゴム、
ハロゲン化ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴ
ム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤ
Ｍ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、フッ素
ゴム、シリコンゴム等が挙げられる。

【００２８】上記のコア材、クラッド材のうち、透明性
や屈折率等の光学特性及び同時押し出し加工性の面か
ら、コア材としては、ポリスチレン、ポリカーボネー
ト、スチレン−（メタ）アクリル共重合体（ＭＳポリマ
ー）等が好ましく、また、クラッド材としては（メタ）
アクリル系ポリマー等が好ましい。

【００２９】反射層は白色顔料や散乱材を含む（メタ）
アクリル系ポリマーで形成することが好ましい。

【００３０】ここで白色顔料や散乱材としては、シリコ
ーン樹脂粒子やポリスチレン樹脂粒子等の有機ポリマー
粒子、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２等の金属酸化物
粒子、ＢａＳＯ_４等の硫酸塩粒子、ＣａＣＯ_３等の炭酸
塩粒子等が挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以
上を併用して使用することができる。

【００３１】反射効率や同時押し出し加工性等を考慮し
た場合、これら白色顔料や散乱材の粒子の平均粒径は
０．１〜２００μｍ程度特に０．５〜５０μｍ程度であ
ることが好ましく、また、反射層構成材料（反射材）中
の含有量は０．５〜２０重量％程度特に１〜１０重量％
程度であることが好ましい。

【００３２】反射層４の厚さは特に制限されないが、１
０〜２００μｍ特に５０〜１００μｍとすることが好適
である。この厚さが薄すぎると反射される光が少なくな
るため輝度が低くなり、厚すぎると反射される光が多く
なり輝度が高くなるが、これは光源から近距離の場合
で、更に光源から離れた所では逆に輝度が低くなる不利
を伴う場合がある。

【００３３】なお、コア２の直径は特に制限されない
が、通常２〜３０ｍｍ特に５〜１５ｍｍ程度とされる。
また、管状クラッド３の肉厚は通常０．０５〜４ｍｍ特
に０．２〜２ｍｍ程度とされる。

【００３４】この光伝送チューブでは、光を放射しない
周面（反射層４側の周面）を覆うように、管状クラッド
３の外表面に反射性保護層を形成しても良い。このよう
な反射性保護層を形成した光伝送チューブであれば、反
射層４にピンホール等の欠陥がある場合、この欠陥部分
を通って反射層４の裏側に漏洩する光や反射層４の側部
から漏洩する光をこの反射性保護層で反射することによ
り光の損失を低減し、反射層４の反対側の輝度をより一
層高めることができる。

【００３５】この反射性保護層の構成材料としては、反
射層４から漏れた光を外部に透過させず、また、この光
を吸収せず、効率的に反射させるものが好ましく、具体
的には、銀、アルミニウム等の金属箔や金属シート、或
いは光を散乱する上記したような散乱性粒子を分散した
塗膜等を用いることができる。

【００３６】この光伝送チューブを製造するには、例え
ば３個のスクリュー部を有する３色押出機を用い、コア
材、クラッド材、及び白色顔料又は散乱材を含む反射材
を押出機に導入し、コア材を円柱状に、反射材をこの円
柱状コア材の外周面上に複数の帯状に、かつクラッド材
を上記コア材及び反射材を覆うチューブ状に同時に押し
出せば良い。

【００３７】この方法によれば、屈折率や物性の異なる
３種の材料を同時に押し出し、３種の機能を持った積層
構造体を一度に成形することができ、成形速度が速く、
しかも各材料が軟化状態で積層されるため、各層間の密
着性にも優れた光伝送チューブを効率的に製造すること
ができる。

【００３８】反射性保護層を形成する場合には、上記押
し出し成形後に金属箔や金属シートを貼着したり、散乱
性粒子を分散させた塗料を塗布したりすれば良いが、同
時押し出しにより反射性保護層を形成することも可能で
ある。

【００３９】なお、この光伝送チューブは上記以外の方
法で製造されても良い。

【００４０】上記の発光ダイオード１２，１３，１４の
１，２又は３個を点灯することにより光伝送チューブ１
から各種の色の光を放射させることができる。光源ユニ
ット１１の発光ダイオード１２，１３，１４を１個だけ
点灯させた場合には、そのダイオードの色の光が放射さ
れ、２個のダイオードを点灯させると、それらが混ざり
合った中間の色の光が放射され、３個のダイオードを点
灯させることにより白色の光が放射される。

【００４１】もちろん、前記の通り、１個又は１種類の
発光ダイオードのみを設置しても良い。

【００４２】図６では、液晶表示面１０の３辺にのみ光
伝送チューブを配設しているが、４辺に光伝送チューブ
を配設してもよい。

【００４３】本発明では、図８のように、液晶表示面１
０の各辺に独立してそれぞれ一端面に光源ユニット１１
を有した光伝送チューブ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを配置
してもよい。各光伝送チューブ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
の他端面には反射体層７を設けている。光伝送チューブ
１ｄの構成は光伝送チューブ１ａ〜１ｃと同一である。
なお、図６と同様に液晶表示面の３辺にのみ光伝送チュ
ーブを配設してもよい。

【００４４】本発明では、図９のように、液晶表示面を
周回するように一続きの長い光伝送チューブ１ｅを配設
してもよい。この光伝送チューブ１ｅの一端面に光源ユ
ニット１１が設けられ、他端面に反射体層７が設けられ
ている。なお、この光伝送チューブ１ｅが液晶表示面１
０のコーナー部において屈曲している箇所にあっては、
図１０のように光伝送チューブ１ｅの全周を反射材層８
で覆っており、液晶表示面１０のコーナー部が過度に明
るく照明されたり、あるいは光伝送チューブの屈曲に伴
う光漏洩発生を防止している。この反射材層８は、例え
ばアルミニウム等の金属箔を貼着したり、アルミニウム
等の金属粉末入りのペーストの塗着などにより形成され
る。

【００４５】

【発明の効果】本発明の液晶照明装置は、光源からの光
を放射させるために光伝送チューブを用いたものであ
り、液晶表示面の全面に容易に均一に光を放射させるこ
とができると共に、光のロスを少なくすることもでき
る。また、発光ダイオードを用いることにより、点灯、
消灯速度を大きくしたり、発熱量を小さくすることもで
きる。なお、光伝送チューブは耐久性が良好であると共
に、万一切断しても漏電のおそれが全く無く、安全性に
優れる。本発明の液晶照明装置は、製造も容易であり、
安価なものとしうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に用いられる光伝送チューブの斜視
図である。

【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。

【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。

【図４】本発明の実施の形態に係る液晶照明装置を示す
斜視図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。

【図６】実施の形態に係る液晶照明装置の平面図であ
る。

【図７】図６のVII−VII線に沿う断面図である。

【図８】別の実施の形態に係る液晶照明装置の平面図で
ある。

【図９】更に別の実施の形態に係る液晶照明装置の平面
図である。

【図１０】図９の光伝送チューブ１ｅのコーナー部の断
面図である。

【符号の説明】

１，１ａ〜１ｅ 光伝送チューブ ２ コア ３ 管状クラッド ４ 反射層 ５ａ，５ｂ 反射器 ７ 反射体層 ８ 反射材層 １０ 液晶表示面 １１ 光源ユニット

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶表示面の前面に光を照射する液晶照
   明装置において、該液晶表示面の辺縁に沿って延在する
   光伝送チューブを設けてなり、 該光伝送チューブは、一端から光が入射され、側周面か
   ら光を放射するものであることを特徴とする液晶照明装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、該光伝送チューブは
   該液晶表示面の複数辺に配置されていることを特徴とす
   る液晶照明装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、該液晶表示面の隣接
   する辺に連続して１本の光伝送チューブが配置されてい
   ることを特徴とする液晶照明装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、該液晶表示面のコー
   ナー部にあっては、光伝送チューブの全周に反射材層が
   設けられていることを特徴とする液晶照明装置。
5. 【請求項５】 請求項２において、隣接する辺にそれぞ
   れ別体の光伝送チューブが配置されていることを特徴と
   する液晶照明装置。
6. 【請求項６】 請求項５において、各光伝送チューブの
   一端に光源が設けられ、他端面に反射体層が設けられて
   いることを特徴とする液晶照明装置。
7. 【請求項７】 請求項５において、１本の第１の光伝送
   チューブの一端に光源が設けられ、この第１の光伝送チ
   ューブの他端から出射した光を反射させて隣接する第２
   の光伝送チューブの一端面に入射させる反射器が設けら
   れていることを特徴とする液晶照明装置。
8. 【請求項８】 請求項７において、該第２の光伝送チュ
   ーブの他端面から出射した光を第３の光伝送チューブの
   一端面に入射させる反射器を備えたことを特徴とする液
   晶照明装置。
9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれか１項におい
   て、光伝送チューブの一端部から他端部にかけて、帯状
   の反射層が設けられていることを特徴とする液晶照明装
   置。
10. 【請求項１０】 請求項９において、該光伝送チューブ
    は、コアと、該コアの外周を被包する管状クラッドとを
    有し、前記帯状反射層は該コアと管状クラッドとの間に
    設けられていることを特徴とする液晶照明装置。