JPH06130381A - 照光モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導光板に入射された発光素子の照明光が、導
光板の照光面においてばらつくことなく、均一な照明光
により表示素子を照光することができる照光モジュール
を提供する。 【構成】 光源として一対の発光素子１が対向して配置
され、一対の発光素子１の間には光透過性樹脂からなる
導光板６が配置され、導光板６の側面６ｂから入射した
発光素子１の光が、発光素子１の光軸方向と平行に形成
された導光板６の照光面６ａから表示素子を照光するよ
うにした照光モジュールにおいて、導光板６の照光面６
ａと反対側の面６ｃには、面６ｃの略中央部に曲面形状
の凹部７が形成されるとともに、少なくとも凹部７の表
面７ａに光反射率の高い塗料が塗布されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光透過性の表示装置、
特に光透過性液晶表示装置の照光に使用して好適な照光
モジュールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光透過性を有する液晶表示素子
を用いた各種の表示装置は、周囲がある程度よりも明る
い環境のもとでは、通常の反射型液晶表示装置と同様に
反射光により表示内容を認識し得るように機能し、夜間
など周囲がある程度よりも暗い場合には、液晶表示素子
の背後に設置された照光光源である照光モジュールの照
明光により表示内容を認識し得るように機能する構成と
なっている。

【０００３】前記の照光モジュールには、発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）素子を発光素子として使用するＬＥＤタイ
プと、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を発光素
子として使用するＥＬタイプ等が知られている。ＬＥＤ
タイプには、ＬＥＤ素子を表示素子の背後に配置して表
示素子を直接照光するバックライト型の照光モジュール
と、表示素子の背後に導光板を配置するとともにＬＥＤ
素子を導光板の両側方に配置して、導光板に入射したＬ
ＥＤ素子の光により間接的に表示素子を照光するサイド
ライト型の照光モジュールとがある。このうち、サイド
ライト型の照光モジュールは製品の薄型化を図るために
有用であり、近年よく利用される照光モジュールであ
る。

【０００４】以下に、従来のサイドライト型の照光モジ
ュールについて説明する。図３、図４はサイドライト型
の照光モジュールを示す図である。この照光モジュール
は、図４に示すように、それぞれ２個のＬＥＤ素子１を
実装した１対のプリント配線板２が、該ＬＥＤ素子１を
実装した面を対向させて配置され、この一対のプリント
配線板２の間にベースプリント配線板３が配置されてい
る。図３に示すように、ベースプリント配線板３の両側
方にはそれぞれ２箇所に孔４が形成され、この孔４内に
各プリント配線板２の結合用脚部２ａが挿入され、これ
らプリント配線板２とベースプリント配線板３とは孔４
周囲部の半田５により固定されている。そして、これら
プリント配線板２とベースプリント配線板３との組み合
せによりコ字型のアングル部材が構成され、ベースプリ
ント配線板３上に光透過性樹脂からなる導光板６が装着
支持されている。

【０００５】表示素子は、前記の照光モジュールの導光
板６の前面に配置され、以下のようにＬＥＤ素子１の光
により間接的に照光される。即ち、ＬＥＤ素子１の光が
導光板６の側面６ｂから入射し、この入射光がＬＥＤ素
子１の光軸方向と平行に形成された導光板６の照光面６
ａからの照明光として表示素子を照光するようになって
いる。一般に、ＬＥＤ素子１は、チップ形状のパッケー
ジ素子からなるものが使用され、図３に示すように、Ｌ
ＥＤ素子１はそのパッケージの上面１ａにおいてその光
量分布が最も高くなるため、ＬＥＤ素子１の上面１ａか
ら導光板６の側面６ｂに光を導入するように配置され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記のように照光モジ
ュールにより表示素子を照光した場合、導光板６に入射
したＬＥＤ素子１の照明光の明るさは、導光板６上の位
置によりばらつきが生じる。即ち、図４において、導光
板６のＬＥＤ素子１に近い領域ＢとＬＥＤ素子１から遠
い領域Ｃとでは、明るさにおいて必然的に大きな差が生
じるという問題がある。この問題は、導光板６の厚さＴ
が薄い場合、特に厚さＴが１．５ｍｍ以下の場合におい
て著しいが、近年においては製品の小型化や薄型化が要
求されるため、効果的な解決が望まれている。

【０００７】このような問題を回避するために、導光板
６に入射したＬＥＤ素子１の照明光が拡散されるように
種々の工夫がなされている。即ち、ベースプリント配線
板３上の導光板６が配置される部分３ａに、蛍光性塗料
や白色塗料すなわち光反射率の高い塗料を塗布する方
法、導光板６の底面部６ｃにヘアライン処理により細か
い傷を設けて乱反射させる方法、または導光板６の底面
部６ｃにマット処理により拡散面を形成する方法等がな
されている。しかしながら、これらの方法によっても、
照明光が図４の領域Ｃへ充分に入射・拡散されず、領域
Ｂと領域Ｃとの明るさのばらつきは依然として残存する
ため、文字識別性の低下や目の疲れの原因にもなるとい
う不都合がある。本発明は、このような事情に鑑みてな
されたもので、導光板に入射された発光素子の照明光
が、導光板の照光面においてばらつくことなく、均一な
照明光により表示素子を照光することができる照光モジ
ュールを提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの請求項１記載の照光モジュールは、光源として一対
の発光素子が対向して配置され、該一対の発光素子の間
には光透過性樹脂からなる導光板が配置され、該導光板
の側面から入射した前記発光素子の光が、前記発光素子
の光軸方向と平行に形成された導光板の照光面から表示
素子を照光するようにした照光モジュールにおいて、前
記導光板の照光面と反対側の面には、該面の略中央部に
曲面形状の凹部が形成されるとともに、少なくとも該凹
部の表面に光反射率の高い塗料が塗布されている。請求
項２記載の照光モジュールは、請求項１記載の照光モジ
ュールにおいて、前記導光板に形成される凹部の深さが
前記導光板の厚さの５％〜２０％の範囲内である。請求
項３記載の照光モジュールは、請求項１または２記載の
照光モジュールにおいて、前記発光素子の光軸が、前記
導光板の厚さの中心線と、前記凹部の最深部における導
光板の厚さの中心線との間に位置する。

【０００９】

【作用】請求項１記載の照光モジュールでは、一対の発
光素子の間に導光板が配置されて、発光素子の光が導光
板の側面から入射する。導光板に入射した一部の光は、
照光面と反対側の面の略中央部に形成された凹部の曲面
で反射され、この反射光が照光面の中央部から出射す
る。また、少なくとも凹部の表面に光反射率の高い塗料
が塗布されているため、凹部の曲面において光の反射率
が高くなる。請求項２記載の照光モジュールは、導光板
に形成される凹部の深さが導光板の厚さの５％〜２０％
の範囲内である。凹部の深さが導光板の厚さの５％以下
の場合は、凹部の曲面で反射される光が殆どない。ま
た、凹部の深さが導光板の厚さの２０％以上の場合は、
凹部が深いため反射光が照光面の中央部に集中せずに照
光面全面に散らばる。請求項３記載の照光モジュール
は、発光素子の光軸が導光板の厚さの中心線と凹部の最
深部における導光板の厚さの中心線との間に位置する。
発光素子の光軸が前記の範囲にあれば凹部の曲面で反射
する光が適度に得られるが、前記の範囲外であれば凹部
の曲面で得られる反射光が少ない。

【００１０】

【実施例】以下、本発明による照光モジュールの実施例
を図面により説明する。なお、前記の図面と同じ構成要
素については同一符号で示す。図１、図２は、本発明の
一実施例を示す図である。この照光モジュールは、図２
に示すように、光源であるＬＥＤ素子（発光素子）１が
それぞれ２個ずつ実装された一対のプリント配線板２
が、ＬＥＤ素子１が実装された面を対向させて配置され
ている。この一対のプリント配線板２の間にはベースプ
リント配線板３が配置され、このベースプリント配線板
３の両側方にはそれぞれ２箇所に孔４が形成されてい
る。図１に示すように、これらの孔４内にプリント配線
板２の結合用脚部２ａがそれぞれ挿入されるとともに、
孔４周囲部の半田５によりベースプリント配線板３と一
対のプリント配線板２とが固定されている。これら一対
のプリント配線板２とベースプリント配線板３との組み
合せによりコ字型のアングル部材が構成され、ベースプ
リント配線板３上に光透過性樹脂からなる導光板６が装
着支持されている。なお、ベースプリント配線板３につ
いては、種々の形状をとり得るので、その形状は明示し
ていない。

【００１１】前記導光板６は、厚さＴが０．５ｍｍ〜
１．５ｍｍ程度であり、図１に示すように、その側面６
ｂがＬＥＤ素子１に対向するとともに、表示素子を照光
するための照光面６ａがＬＥＤ素子１の光軸方向と平行
に形成されている。この照光面６ａと反対側の面６ｃに
は、該面６ｃの略中央部に曲面形状の凹部７が形成され
ているが、この凹部７の深さは導光板６の厚さＴの５％
〜２０％の範囲内であることが好ましい。また、この凹
部７の形成面積が導光板６の面６ｃの面積の２０％〜８
０％の範囲内であることが好ましい。そして、凹部７の
表面７ａを含む面６ｃ全体には、白色の塗料（光反射率
の高い塗料）が塗布されている。また、プリント配線板
２上のＬＥＤ素子１の光軸は、導光板６の厚さＴの中心
線と、凹部７の最深部における導光板６の厚さｔの中心
線との間に位置するように配置されている。

【００１２】上記の照光モジュールを使用して光透過性
液晶表示装置を照光する場合、図１に示すように、ＬＥ
Ｄ素子１の光が導光板６の側面６ｂから入射し、導光板
６に入射した光が照明光となり、照光面６ａの前面に配
置された光透過性液晶表示装置（図示略）を照光する。
このとき、導光板６に入射された光の一部が凹部７によ
り反射され、矢印方向に進んで照光面６ａから出射され
る。従って、図２に示す領域Ｃの部分にこの反射光が拡
散され、領域Ｂと領域Ｃとは明るさの差が少なくなるた
め、導光板６の照光面６ａにおける照明光のばらつきが
なくなる。また、導光板において凹部７の表面７ａを含
む面６ｃに塗布された白色の塗料により、ＬＥＤ素子１
の光の反射率が高くなるため、導光板６の照光面６ａに
おける照明光のばらつきがさらに改善される。

【００１３】以下に、前記の構成の照光モジュールを製
作し、その導光板６の照光面６ａにおける照明光を測定
した実験例を記す。 実験例 導光板６は、横Ｗが４０ｍｍ、縦Ｄが３０ｍｍ、厚さＴ
が１．５ｍｍに形成した。導光板６の面６ｃの凹部７
は、深さが０．３ｍｍ（導光板６の厚さ１．５ｍｍの２
０％）、直径が３０ｍｍ（面６ｃの面積の５９％）に形
成した。そして、この導光板の面６ｃの全面には、白色
の塗料を塗布した。また、各プリント配線板２上の２つ
のＬＥＤ素子１の間隔Ｘが１０ｍｍ、二つのプリント配
線板２間の距離Ｙが４４ｍｍになるように形成した。Ｌ
ＥＤ素子１としては、高輝度タイプ色調のイエローグリ
ーンのＬＥＤ素子でチップ形状のパッケージ素子を使用
した。 ＬＥＤ素子１は１０ｍＡの電流を流して通電状
態とした。

【００１４】基準とする照光モジュールは、導光板６の
厚さＴが３．０ｍｍであり、面６ｃに凹部７が形成され
ていない他は前記と同じ条件として製作した照光モジュ
ールであり、この場合の照光面６ａ全体をターゲットと
した測光数値（カンデラ値）を１．０とする。そして、
前記の実験例の照光モジュールで導光板６の照光面６ａ
のカンデラ値を測定すると、図２の領域Ｂが１．３５で
あり、領域Ｃが０．７０であった。なお、比較実験とし
て、導光板６の厚さＴが３．０ｍｍ、および１．５ｍｍ
であり、導光板６の面６ｃに凹部７を形成しない以外は
実験例と同じ条件の照光モジュールについて、照光面６
ａのカンデラ値をそれぞれ測定した。導光板６の厚さＴ
が３．０ｍｍの場合、図２の領域Ｂが１．３５であり、
領域Ｃが０．８５であった。導光板６の厚さＴが１．５
ｍｍの場合、図２の領域Ｂが１．３０であり、領域Ｃが
０．４２であった。上記の実験例より、本実施例の照光
モジュールは、導光板６の厚さＴを薄くした場合でも、
その照光面６ａにおけるカンデラ値が、導光板６の厚さ
Ｔが厚い場合と同じ程度に得られることがわかり、照明
光のばらつきが少ない照光モジュールである。

【００１５】なお、照光モジュールの構造としては、図
１および図２に示した構成の他に、ベースプリント配線
板３と、ＬＥＤ素子１が実装されるプリント配線板２と
を、フレキシブルプリント配線板で一体に結合し、フレ
キシブルプリント配線板部分で折り曲げて図１のような
状態として固定することにより、コ字型のアングル部材
を構成してもよい。

【００１６】

【発明の効果】請求項１記載の照光モジュールは、一対
の対向して配置された発光素子の間に光透過性樹脂から
なる導光板が配置され、導光板の側面から入射した発光
素子の光が、発光素子の光軸方向と平行に形成された導
光板の照光面から表示素子を照光するようにした照光モ
ジュールにおいて、導光板の照光面と反対側の面の略中
央部に曲面形状の凹部が形成されるとともに、少なくと
も凹部の表面に光反射率の高い塗料が塗布されている。
従って、導光板の側面から入射した発光素子の光の一部
が凹部の曲面で反射されるとともに、凹部の表面に塗布
された光反射率の高い塗料により反射されて照光面の中
央部から出射するため、照光面全体において明るさがば
らつくことなく、均一な照明光が得られる。そして、表
示素子が均一な照明光で照光されるため、表示装置にお
いては文字識別性が良好であり、目の疲れも生じない。
請求項２記載の照光モジュールは、請求項１記載の照光
モジュールにおいて、凹部の深さが導光板の厚さの５％
〜２０％の範囲内である。そのため、凹部で反射される
光が適度に得られるとともに、照光面の中央部に反射光
が集中することにより、発光素子から遠い照光面の中央
部が明るくなり、照光面全体が均一な明るさになる。請
求項３記載の照光モジュールは、請求項１記載の照光モ
ジュールにおいて、発光素子の光軸が、導光板の厚さの
中心線と凹部の最深部における導光板の厚さの中心線と
の間に位置するので、凹部において光が適度に反射す
る。そのため、照光面の中央部が反射光により明るさが
増し、照光面の明るさにばらつきがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例として示した照光モジュー
ルの、図２のＡＢ線における断面図である。

【図２】 同照光モジュールの平面図である。

【図３】 従来の照光モジュールの、図４のＡＢ線にお
ける断面図である。

【図４】 同照光モジュールの平面図である。

【符号の説明】

１…ＬＥＤ素子、６…導光板、６ａ…照光面、６ｃ…塗
料が塗布された面、７…凹部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源として一対の発光素子（１）が対向
   して配置され、該一対の発光素子（１）の間には光透過
   性樹脂からなる導光板（６）が配置され、該導光板
   （６）の側面（６ｂ）から入射した前記発光素子（１）
   の光が、前記発光素子（１）の光軸方向と平行に形成さ
   れた導光板（６）の照光面（６ａ）から表示素子を照光
   するようにした照光モジュールにおいて、 前記導光板（６）の照光面（６ａ）と反対側の面（６
   ｃ）には、該面（６ｃ）の略中央部に曲面形状の凹部
   （７）が形成されるとともに、少なくとも該凹部（７）
   の表面（７ａ）に光反射率の高い塗料が塗布されている
   ことを特徴とする照光モジュール。
2. 【請求項２】 請求項１記載の照光モジュールにおい
   て、前記導光板（６）に形成される凹部（７）の深さが
   前記導光板（６）の厚さの５％〜２０％の範囲内である
   ことを特徴とする照光モジュール。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の照光モジュール
   において、前記発光素子（１）の光軸が、前記導光板
   （６）の厚さの中心線と、前記凹部（７）の最深部にお
   ける導光板（６）の厚さの中心線との間に位置すること
   を特徴とする照光モジュール。