JP2013114617A - Lighting module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明機能を有する照明モジュールに関する。 The present invention relates to a lighting module having a lighting function.
従来、携帯電話などの電子機器では、照明機能を有するモジュールが用いられている(例えば特許文献1を参照)。
図8は、モジュールの一例を示すもので、このモジュール50は、面状発光装置51と、面状発光装置51の上面側に設けられたタッチパッド52と、面状発光装置51の下面側に設けられた反射シート53とを備えている。
面状発光装置51は、LEDなどの光源2と、シート状の導光体3とを有する。光源2は、光を端面から導光体3に入射させることができる。入射した光は導光体3内を面方向に伝搬し、その一部は光取出部4での散乱により導光体3の上面側に出射し、矢印で示すように、タッチパッド52を透過して利用者に視認される。
面状発光装置51からの光を透過させるため、タッチパッド52としては透明導電膜を用いた透明タイプのものが使用される。
Conventionally, in an electronic device such as a mobile phone, a module having an illumination function is used (see, for example, Patent Document 1).
FIG. 8 shows an example of a module. The
The planar light emitting device 51 includes a
In order to transmit light from the planar light emitting device 51, a transparent type using a transparent conductive film is used as the
図8に示すモジュール50は、導光体3からの光はタッチパッド52を透過して利用者に視認されるため、輝度および照度は低くなりやすい。また、タッチパッド52には透明性が求められるため、コスト面では不利になる。
In the
モジュールとしては、図9に示す構造も考えられる。
図9に示すモジュール60は、面状発光装置61と、面状発光装置61の下面側に設けられたタッチパッド62とを備えている。
タッチパッド62は、静電容量式の入力センサ63を有するセンサ本体64と、センサ本体64の上面側に設けられた反射シート65とを備えている。
入力センサ63は、基板66の上面に配線層67が設けられた構成である。
面状発光装置61の導光体3は、周縁部に形成された粘着層68によって反射シート65に接着されている。導光体3は、反射シート65に対して厚さ方向に間隔をおいて設けられている。導光体3は下面側に空気層があるため、下面側での全反射が起こりやすくなる。
モジュール60は、表面側に面状発光装置61があるため、図8のモジュール50に比べて輝度および照度が向上する。また、タッチパッド62には透明であることが要求されないため、安価な非透明タイプを使用でき、低コスト化が可能になる。
しかしながら、モジュール60では、タッチパッド62の検出感度が不十分になるおそれがある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、十分な輝度および照度が得られ、かつ検出感度を高めることができ、しかもコスト低減が可能な照明モジュールを提供することを目的とする。
As the module, the structure shown in FIG. 9 is also conceivable.
A
The
The
The
Since the
However, in the
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an illumination module that can obtain sufficient luminance and illuminance, can increase detection sensitivity, and can reduce costs. .
本発明は、光源と、前記光源からの光が導入されて面方向に導かれるシート状の導光体と、前記導光体の一方の面側に設けられた静電容量式の検知センサと、を備え、前記導光体には、前記光源からの導入光を散乱させて他方の面側から出射させる光取出部が形成され、前記導光体は、前記検知センサに対して厚さ方向に間隔をおいて設けられ、前記検知センサの前記導光体と対向する面であって、平面視において前記検知センサの電極の少なくとも一部と重なる位置に、比誘電率が1より大きい介在層が設けられ、前記介在層と前記導光体との間に空気層からなる隙間を有する照明モジュールを提供する。
本発明は、前記検知センサの前記導光体と対向する面であって、前記介在層が形成されていない領域のうち、平面視において前記電極に重ならない領域の少なくとも一部に、前記導光体との間に空気層が形成されている構成としてよい。
前記介在層は、前記検知センサの前記導光体と対向する面の略全域に形成されていてもよい。
前記検知センサは、被検出体と前記電極との間の静電容量の変化を検出するセンサ本体と、前記導光体に対面して前記導光体からの漏光を反射するシート状の反射体とを備えた構成とすることができる。
The present invention includes a light source, a sheet-like light guide that is guided in a surface direction by introducing light from the light source, and a capacitance type detection sensor provided on one surface side of the light guide. The light guide is formed with a light extraction portion that scatters the introduced light from the light source and emits the light from the other surface side, and the light guide has a thickness direction with respect to the detection sensor. The intervening layer having a relative dielectric constant larger than 1 at a position facing the light guide of the detection sensor and overlapping at least a part of the electrodes of the detection sensor in plan view Is provided, and an illumination module having a gap made of an air layer between the intervening layer and the light guide is provided.
The present invention provides the light guide to at least a part of a region of the detection sensor that faces the light guide and that does not overlap with the electrode in plan view, in a region where the intervening layer is not formed. An air layer may be formed between the body and the body.
The intervening layer may be formed over substantially the entire surface of the detection sensor facing the light guide.
The detection sensor includes a sensor main body that detects a change in capacitance between the detection target and the electrode, and a sheet-like reflector that faces the light guide and reflects light leakage from the light guide. It can be set as the structure provided with.
本発明によれば、導光体と検知センサとの間に、比誘電率が1より大きい介在層が設けられているので、被検出体と電極との間の静電容量を大きくでき、検知センサの検出感度を高めることができる。
また、面状発光装置が上面側(表面側)にあるため、導光体からの光が検知センサによって遮られることがなく、十分な輝度、照度を確保できる。
また、検知センサが面状発光装置の下面側(裏面側)に設置されるため、高価な透明タイプのタッチパッドを使用する必要がないことから、低コスト化を図ることができる。
According to the present invention, since the intervening layer having a relative dielectric constant larger than 1 is provided between the light guide and the detection sensor, the capacitance between the detected body and the electrode can be increased, and the detection is performed. The detection sensitivity of the sensor can be increased.
Moreover, since the planar light emitting device is on the upper surface side (front surface side), light from the light guide is not blocked by the detection sensor, and sufficient luminance and illuminance can be ensured.
Further, since the detection sensor is installed on the lower surface side (rear surface side) of the planar light emitting device, it is not necessary to use an expensive transparent touch pad, so that the cost can be reduced.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態である照明モジュール10Aの概略構成を示す図である。以下の説明において、上方および下方とは、図1における上方および下方をいう。照明モジュール10Aは、面状発光装置1と、面状発光装置1の下面側に設けられたタッチパッドユニット30(検知センサ)とを備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an
面状発光装置1は、光源2と、シート状(または板状)の導光体3とを備えている。
光源2としては、発光ダイオード(以下、LEDという)(発光素子)を使用できる。なお、光源2として使用される発光素子は、LEDに限らず、冷陰極管などでもよい。
The planar
As the
導光体3は、透明な光透過性樹脂からなり、可撓性を有することが好ましい。
光透過性樹脂としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート(PMMA)のエラストマー、ウレタンアクリレート等を用いることができる。
The
As the light transmissive resin, urethane resin, acrylic resin, polycarbonate resin, silicone resin, polystyrene resin, polyimide resin, polymethyl methacrylate (PMMA) elastomer, urethane acrylate, or the like can be used.
導光体3の下面3a(一方の面、裏面)には、入射光を散乱させて導光体3の上面3b(他方の面、表面)側に取り出す(出射させる)光取出部4を形成することができる。光取出部4によって、目的とする部分(例えばタッチパッド20の操作キー部)を明るく表示することが可能となる。
光取出部4は、例えば印刷により形成された複数の微小ドット状のインク層(以下、単に微小ドットという)とすることができる。微小ドットはスクリーン印刷法、グラビア印刷法、パッド印刷法、インクジェット印刷法などの印刷法により形成することができる。
微小ドットを構成するインクとしては、例えば顔料として酸化チタンを用いた白色インクが好適である。
なお、光取出部4は、導光体表面に形成された切り欠き、サンドブラスト等によって形成した粗面部などであってもよい。また、光取出部は導光体の上面に設けることもできる。
On the
The
As the ink constituting the fine dots, for example, white ink using titanium oxide as a pigment is suitable.
In addition, the
光源2からの光は、一端部3cの端面3eから導光体3に導入され、上面3b、下面3a等に反射しつつ他端部3dに向かって伝搬する。光の一部は、光取出部4で散乱して上面3b側に取り出される。以下、一端部3cから他端部3dに向かう方向(図1の右方)を、導光方向(面方向)ということがある。
Light from the
タッチパッドユニット30は、タッチパッド20(センサ本体)と、導光体3に対面して導光体3からの漏光を反射する反射シート26(反射体)とを備えている。
タッチパッド20(センサ本体)は、入力センサ21と、その上に形成されたレジスト層22(被覆樹脂層)とを備えている。
入力センサ21は、人間の手指等の被検出体25の近接または接触を検出するセンサである。ここでは、入力センサ21は静電容量式の入力センサであって、基板23の上面23bに配線層24が設けられた構成である。
基板23は、例えばPETなどの樹脂で形成された板材である。基板23は、PEN(ポリエチレンナフタレート)、ポリイミド等からなるフレキシブル基板や、ガラスエポキシ樹脂等からなるリジッド基板であってもよい。
The
The touch pad 20 (sensor body) includes an
The
The
配線層24は、例えば複数の電極24aを有する。人間の手指等の被検出体25が近づくと、被検出体25と電極24aとの間には静電容量が形成され、この静電容量は被検出体25と電極24aとの間の対向面積や離間距離によって変化する。このため、被検出体25と電極24aは可変容量部を形成する。
可変容量部の静電容量の変化は検出手段(図示略)で検出され、その検出値に基づいて制御部(図示略)で被検出体25による入力操作、その位置等が把握される。
The
A change in the capacitance of the variable capacitance unit is detected by a detecting means (not shown), and an input operation by the detected
配線層24は、例えば、銀粒子を含む銀ペーストを基板23上にスクリーン印刷した後に加熱することで形成することができる。配線層24は、基板23に積層した銅箔をエッチングすることにより形成してもよい。
レジスト層22は、配線層24間の電気絶縁性を確保するとともに酸化を防止するもので、入力センサ21の上面(導光体3側の表面)側に、基板23の上面23bおよび配線層24を覆って形成される。レジスト層22としては、例えば汎用のソルダレジストを使用できる。
The
The resist
入力センサ21には、電極ごとの静電容量の変化量に基づいて検出を行う、いわゆる自己容量方式を採用してもよいし、電極の交差点ごとの静電容量の変化に伴う充放電電流の変化量に基づいて検出を行う、いわゆる相互容量方式を採用してもよい。
図6は、自己容量方式の入力センサ21の一例を模式的に示す平面図であって、この入力センサ21(21A)では、基板23上に複数の電極24aが、一方向(図6の左右方向)に沿って一列に並んで形成されている。電極24aは、左右に間隔をおいて設けられている。
この入力センサ21(21A)では、被検出体25と、これに最も近い電極24aとの間に発生する静電容量の変化量に基づいて検出を行う。
The
FIG. 6 is a plan view schematically showing an example of the self-capacitance
The input sensor 21 (21A) performs detection based on the amount of change in capacitance generated between the
図7は、相互容量方式の入力センサ21の一例を模式的に示す平面図であって、この入力センサ21(21B)では、基板23上に、一方向(図7の左右方向)に延在する複数の第1電極X1〜X8(電極24a)と、これに交差する方向(図7の上下方向)に延在する複数の第2電極Y1〜Y8(電極24a)が形成されている。
この入力センサ21(21B)では、第1電極X1〜X8と第2電極Y1〜Y8の交差点との静電容量の変化に伴う充放電電流の変化量に基づいて検出を行う。
FIG. 7 is a plan view schematically showing an example of the mutual capacitance
In this input sensor 21 (21B), detection is performed based on the amount of change in charge / discharge current accompanying the change in capacitance between the intersections of the first electrodes X1 to X8 and the second electrodes Y1 to Y8.
図1に示すように、反射シート26は、導光体3から下方に漏れた光を上面26bで反射させ、導光体3に戻すためのものであって、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)などの樹脂からなるシート材である。反射シート26は反射性の点から白色であることが望ましい。
反射シート26は、タッチパッド20の上面側に設けられ、上面26bは導光体3の下面3aに対向している。
反射シート26の上面26bのうち、粘着層5が形成された周縁部を除く領域は、導光体3の下面3aに対面する対面領域7である。
As shown in FIG. 1, the
The
Of the
導光体3と反射シート26(詳しくは上面26b)とは、導光体3の下面3aの周縁部に形成された粘着層5によって互いに接着されている。
反射シート26とタッチパッド20(詳しくはレジスト層22)とは、反射シート26の下面26aの全領域に形成された粘着層6によって互いに接着されている。
粘着層5、6は、例えば、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、天然ゴム系粘着材、合成ゴム系粘着材などの粘着材を用いることができる。粘着層5、6としては、シート状基材の両面に、粘着材料を塗布した粘着材層が形成された、いわゆる両面テープ状とされたものも使用可能である。
The
The
For the
導光体3は、周縁部にて粘着層5を介して反射シート26に接着されているため、反射シート26に対し厚さ方向に一定の間隔をおいて設けられている。導光体3と反射シート26の間隔は、例えば10〜50μmである。
Since the
対面領域7の少なくとも一部と導光体3との間には、介在層8(介在物)が設けられている。
介在層8は、比誘電率が1より大きい材料からなる。介在層8を構成する材料としては、例えば導光体3に使用可能な材料、具体的にはウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート(PMMA)のエラストマー、ウレタンアクリレート等を用いることができる。
An intervening layer 8 (inclusion) is provided between at least a part of the facing
The intervening
介在層8は、導光体3と同じ屈折率を有する材料で構成することができる。
介在層8の構成材料は、透明な材料でもよいし、不透明な材料であってもよい。
The intervening
The constituent material of the intervening
介在層8は、反射シート26の上面26bに、平面視で電極24aの少なくとも一部に重なる位置に形成されている。介在層8は、電極24aの全域に重なる位置に形成されていてもよいし、電極24aの一部領域のみに重なる位置に形成されていてもよい。
The intervening
図1に示す介在層8は、対面領域7の全域ではなく一部領域に形成されている。介在層8は、平面視において電極24aに重なる領域にのみ形成してもよいし、電極24aに重なる領域より広い領域に形成してもよい。
The intervening
介在層8がない領域のうち、電極24aに重ならない領域の少なくとも一部には、導光体3との間に空気層9が形成されている。図1では、電極24aに重ならない領域の略全域が空気層9となっている。
この例では、電極24aに重ならない領域が空気層9となっているため、この領域の比誘電率は、介在層8が形成された領域の比誘電率より低くなる。
このため、自己容量方式の入力センサ21(21A)(図6参照)を採用する場合には、被検出体25が電極24aに近接した位置にあるときと、それ以外の位置にあるときの静電容量の差が大きくなる。よって、検出感度を高めることができる。
An
In this example, since the region that does not overlap the
For this reason, when the self-capacitance type input sensor 21 (21A) (see FIG. 6) is employed, the static electricity is detected when the
介在層8と導光体3との間には、空気層からなる隙間(図示せず)が形成されている。このため、導光体3から介在層8への光の吸収は小さくなる。前記隙間は、介在層8上面の全域にわたって形成されていることが好ましいが、介在層8上面の一部のみに形成されていてもよい。
なお、導光体3からの光の吸収が小さければ、介在層8は、少なくとも一部が導光体3に接していてもよい。
A gap (not shown) made of an air layer is formed between the intervening
If the light absorption from the
介在層8の厚みは、例えば10〜50μmである。介在層8は、粘着層5の厚みよりやや小さい、または粘着層5の厚みとほぼ等しい厚みとすることができる。
介在層8は、反射シート26と導光体3との間隔に近い厚みとすると、介在層8によって導光体3の厚さ方向の変形を防ぐことができる。
なお、「介在層」は、タッチパッドユニット30の構成要素と考えることもできる。
The thickness of the intervening
If the
The “intervening layer” can also be considered as a constituent element of the
照明モジュール10Aは、導光体3とタッチパッドユニット30との間に、比誘電率が1より大きい介在層8が設けられているので、介在層8が形成された領域における、被検出体25と電極24aとの間の静電容量を大きくでき、タッチパッド20の入力センサ21の検出感度を高めることができる。
また、照明モジュール10Aは、面状発光装置1が上面側(表面側)にあるため、導光体3からの光がタッチパッドユニット30によって遮られることがなく、十分な輝度、照度を確保できる。
また、タッチパッドユニット30が面状発光装置1の下面側(裏面側)に設置されるため、高価な透明タイプのタッチパッドを使用する必要がないことから、低コスト化を図ることができる。
In the
Further, in the
Further, since the
(第2実施形態)
図2は、本発明の第2実施形態である照明モジュール10Bの概略構成を示す図である。以下の説明において、第1実施形態の照明モジュール10Aとの共通部分については同一符号を付してその説明を省略する場合がある。
照明モジュール10Bは、対面領域7の略全域にわたって介在層18が形成されている点で、図1の照明モジュール10Aと異なる。
介在層18と導光体3との間には、空気層からなる隙間(図示せず)が形成されているため、導光体3から介在層18への光の吸収は小さくなる。前記隙間は、介在層18上面の全域にわたって形成されていることが好ましいが、介在層18上面の一部のみに形成されていてもよい。
介在層18は、上面26bの大部分の領域(対面領域7)の略全域に形成されているため、上面26bの略全域に形成されているといえる。
介在層18の構成材料は、照明モジュール10Aにおける介在層8の構成材料と同様のものを使用できる。
照明モジュール10Bは、対面領域7の広い範囲で静電容量を大きくできるため、相互容量方式の入力センサ21(21B)(図7参照)を採用する場合に好適である。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an
The
Since a gap (not shown) made of an air layer is formed between the intervening
Since the intervening
The constituent material of the intervening
Since the
照明モジュール10Bでは、対面領域7の略全域にわたって被検出体25と電極24aとの間の静電容量を大きくできる。従って、タッチパッド20の入力センサ21の検出感度を高めることができる。
In the illumination module 10 </ b> B, the capacitance between the
(第3実施形態)
図3は、本発明の第3実施形態である照明モジュール10Cの概略構成を示す図である。
照明モジュール10Cは、反射シート26および粘着層6が形成されていない点で、図1の照明モジュール10Aと異なる。
介在層8は、タッチパッド20(検知センサ)のレジスト層22の上面(導光体3と対向する面)に、平面視において電極24aの少なくとも一部と重なるように設けられている。
介在層8と導光体3との間には、空気層からなる隙間(図示せず)が形成されているため、導光体3から介在層8への光の吸収は小さくなる。
レジスト層22は、反射体として機能させることができる。レジスト層22は白色材料で構成することが好ましい。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of an illumination module 10C according to the third embodiment of the present invention.
The illumination module 10C is different from the
The intervening
Since a gap (not shown) made of an air layer is formed between the intervening
The resist
この照明モジュール10Cは、反射シート26および粘着層6が形成されていないため、薄型化を図ることができる。
また、反射シート26がないため、入力センサ21に近接した位置での入力が可能となることから、入力センサ21の検出感度を高めることができる。
また、構造が簡略であるため、部品点数が少なく、コストおよび製造作業性の点で有利である。
The lighting module 10C can be thinned because the
Further, since there is no
Further, since the structure is simple, the number of parts is small, which is advantageous in terms of cost and manufacturing workability.
(第4実施形態)
図4は、本発明の第4実施形態である照明モジュール10Dの概略構成を示す図である。
この照明モジュール10Dは、導光体3の上面3b側に、化粧板40(カバー板)が設けられている点で、図1の照明モジュール10Aと異なる。
化粧板40は、平面視において導光体3の略全体を覆うことができる大きさとされ、周縁部に設けられた粘着層41を介して導光体3の上面3bに接着されている。
化粧板40は、PETなどの樹脂材料からなる。化粧板40には、導光体3から出射した光が外部から視認可能となるように、透明材料を使用するのが好ましい。
化粧板40を設けることによって、導光体3に傷がついたり汚れが付着するのを防止し、照明モジュール10Dの耐久性を高めることができる。
介在層8と導光体3との間には、空気層からなる隙間(図示せず)が形成されているため、導光体3から介在層8への光の吸収は小さくなる。
なお、図示例では、粘着層6は反射シート26の下面全域に形成されているが、粘着層6は、反射シート26の下面の一部のみ(例えば周縁部のみ)に形成されていてもよい。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of an
This
The
The
By providing the
Since a gap (not shown) made of an air layer is formed between the intervening
In the illustrated example, the
図5(A)および図5(B)に示すように、照明モジュール10Dでは、化粧板40を不透明材料で構成するとともに、化粧板40に、導光体3からの光を外部から視認可能な開口部42を形成することもできる。
開口部42を、数字、文字、記号、図形、模様などを表す形状とすると、その形状に即した発光が得られる。図5(B)に示す例では、開口部42は、数字の「1」を示す表示として機能する。
As shown in FIGS. 5A and 5B, in the
If the
1・・・面状発光装置、2・・・光源、3・・・導光体、3a・・・下面(一方の面)、3b・・・上面(他方の面)、4・・・光取出部、8・・・介在層、9・・・空気層、10A〜10D・・・照明モジュール、20・・・タッチパッド、24a・・・電極、30・・・タッチパッドユニット(検知センサ)。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記光源からの光が導入されて面方向に導かれるシート状の導光体と、
前記導光体の一方の面側に設けられた静電容量式の検知センサと、を備え、
前記導光体には、前記光源からの導入光を散乱させて他方の面側から出射させる光取出部が形成され、
前記導光体は、前記検知センサに対して厚さ方向に間隔をおいて設けられ、
前記検知センサの前記導光体と対向する面であって、平面視において前記検知センサの電極の少なくとも一部と重なる位置に、比誘電率が1より大きい介在層が設けられ、
前記介在層と前記導光体との間に空気層からなる隙間を有することを特徴とする照明モジュール。 A light source;
A sheet-like light guide body in which light from the light source is introduced and guided in a plane direction;
A capacitance type detection sensor provided on one surface side of the light guide,
The light guide is formed with a light extraction portion that scatters the introduction light from the light source and emits the light from the other surface side,
The light guide is provided at an interval in the thickness direction with respect to the detection sensor,
An intervening layer having a relative dielectric constant greater than 1 is provided at a position facing the light guide of the detection sensor and overlapping at least a part of the electrodes of the detection sensor in plan view,
An illumination module comprising a gap made of an air layer between the intervening layer and the light guide.
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