WO2011126116A1 - 光源モジュールおよびそれを備えた電子機器 - Google Patents

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WO2011126116A1
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light guide
light
guide plate
light source
protrusion
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宏祐 酒井
武史 高山
澄人 西岡
和也 生田
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シャープ株式会社
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0075Arrangements of multiple light guides
    • G02B6/0078Side-by-side arrangements, e.g. for large area displays
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0086Positioning aspects
    • G02B6/0091Positioning aspects of the light source relative to the light guide
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices

Definitions

  • the present invention relates to a light source module used in a backlight including a side edge (also referred to as a sidelight) type light guide plate that emits light from a light source in a planar shape by a light guide plate in order to reduce the thickness of the liquid crystal display device, for example. And an electronic apparatus including the same.
  • a backlight having a side edge (also referred to as a sidelight) type light guide plate that emits light from a light source in a planar shape by a light guide plate is frequently used.
  • Patent Documents 1 and 2 describe a liquid crystal display device including such a side edge type light guide plate.
  • the liquid crystal display devices described in Patent Documents 1 and 2 include a reflector (light guide) in order to efficiently guide light emitted from a light source (light emitting element such as an LED) to a light guide plate.
  • a reflector light guide
  • a light source light emitting element such as an LED
  • the light guide plate provided in the liquid crystal display device of Patent Document 1 is usually formed from an acrylic resin such as PMMA (polymethyl methacrylate), or a transparent synthetic resin such as PC (polycarbonate) resin. ing. For this reason, when the backlight is used under high temperature conditions, the light guide plate expands (heat expands) due to heat. When the light guide plate is thermally expanded, the light guide plate approaches the light source excessively, and the distance from the light guide to the reflector also approaches. As a result, the light guide plate excessively approaches the light source, and the amount of light (luminance) irradiated to the light guide plate changes abruptly.
  • an acrylic resin such as PMMA (polymethyl methacrylate)
  • PC polycarbonate
  • the liquid crystal display device of Patent Document 2 has a configuration in which the light guide plate and the reflector are very close to each other or in contact with each other. For this reason, similarly to the liquid crystal display device of Patent Document 1, when the light guide plate expands due to thermal expansion, the light guide plate approaches the light source excessively, and the amount of light (luminance) applied to the light guide plate changes abruptly. Furthermore, the end of the light guide plate may press the light source and even destroy the light source.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to suppress an abrupt change in the amount of light (luminance) applied to the light guide plate due to thermal expansion of the light guide plate.
  • An object of the present invention is to provide a light source module that can be used and an electronic device including the same.
  • a light source module includes a light guide plate, a light source that causes light to enter at least one end face in the longitudinal direction of the light guide plate, and a coupling portion between the light guide plate and the light source.
  • the reflection member has an opening in which the light source is disposed, and a protrusion having a surface facing the end surface of the light guide plate is provided. The surface of the protrusion that faces the end surface of the light guide plate is provided on the end surface side of the light guide plate with respect to the opening.
  • the surface facing the end surface of the light guide plate formed on the protrusion is disposed closer to the end surface of the light guide plate than the opening formed in the reflecting member.
  • An electronic apparatus is characterized by including any one of the above light source modules in order to solve the above-described problems. Therefore, it is possible to provide an electronic device that can suppress a sudden change in the amount of light (luminance) applied to the light guide plate.
  • the light source module according to the present invention has a configuration in which the surface of the protrusion that faces the end surface of the light guide plate is provided on the end surface side of the light guide plate with respect to the opening. Therefore, there is an effect that it is possible to provide a light source module and an electronic device that can suppress a sudden change in the amount of light (luminance) applied to the light guide plate.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the reflector provided in the light source module which concerns on one Embodiment of this invention, (a) in a figure is a top view of a reflector, (b) in a figure is a perspective view of a reflector. It is a disassembled perspective view which shows the structure of the liquid crystal display device provided with the said light source module. It is sectional drawing which shows a part of structure in a liquid crystal display device provided with the said light source module. It is a top view which shows the structure of the light-guide plate in the said light source module.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device (electronic device) including the light source module of the present embodiment.
  • the liquid crystal display device 1 as an electronic device including the light source module 10 of the present embodiment has the liquid crystal panel 3 side up, from the bottom (in the Z-axis direction in FIG. 2). Further, the chassis 2, the light source module 10, the liquid crystal panel 3, and the bezel 4 are configured.
  • the light source module 10 includes, in the same order, a reflection sheet 11 as a reflection plate, an LED (Light Emitting Diode) 12 and LED substrate 13 as a light source, a reflector (reflection member) 14, a light guide plate 20, a diffusion plate 15, and
  • the optical sheet group 16 is configured. Note that the optical sheet group 16 may not exist in the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of the configuration of the liquid crystal display device 1 including the light source module 10.
  • the LED 12, the LED substrate 13, and the reflector 14 are provided at the end portion of the light guide plate 20, whereby light from the LED 12 is incident on one end surface 21 a of the light guide plate 20,
  • the liquid crystal panel 3 is irradiated with light from the 20 exit surface 21 d through the diffusion plate 15 and the optical sheet group 16. Therefore, the light source module 10 of the present embodiment employs a side edge (also referred to as side light) method.
  • the reflection sheet 11 is disposed on a surface other than the exit surface 21d of the light guide plate 20 and the surface on which the LEDs 12 are disposed. Since the light enters the optical plate 20, most of the light is emitted from the exit surface 21d.
  • the LED board 13 is fixed to the frame 23 as shown in FIG. Further, the end portion of the light guide plate 20 is fixed in the vertical direction by a presser 24 provided on the upper portion of the frame 23.
  • a chassis (P chassis) 25 is provided between the liquid crystal panel 3 and the optical sheet group 16. The end portions of the liquid crystal panel 3 and the optical sheet group 16 are fixed by the bezel 4 and the chassis 25.
  • the liquid crystal display device 1 has a problem of blurring of moving images as compared with a CRT (Cathode-Ray Tube) display device. That is, in the CRT display device, since there is a non-light emission period in which this pixel does not emit light between the light emission period of the pixel in a certain frame and the light emission period of this pixel in the next frame, there is little afterimage feeling. On the other hand, since the display method of the liquid crystal display device 1 is a “hold type” that does not have such a non-light emitting period, an afterimage feeling is generated, and this afterimage feeling is recognized by the user as blurring of a moving image.
  • a CRT Cathode-Ray Tube
  • the light source module 10 that is a backlight is divided and sequentially turned off in synchronization with the timing of applying the video signal to the liquid crystal panel 3.
  • Backlight blinking which is a technique for inserting a black display between them, has been proposed. Thereby, pseudo-impulse type display can be realized, the afterimage feeling can be suppressed, and the power consumption can be reduced.
  • FIG. 4 is a plan view showing the configuration of the light guide plate 20 in the light source module 10.
  • the light source module 10 is configured by dividing the light guide plate 20 by a plurality of light guides 21 as shown in FIG.
  • the bodies 21 are arranged with gaps 22 in parallel with each other in the longitudinal direction. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the LED 12 is configured to make light incident from one end face 21 a in the longitudinal direction of each light guide 21.
  • it is not necessarily limited to one end surface 21a, but may be incident from the other end surface in the longitudinal direction, and light may be incident from both one end surface 21a and the other end surface. That is, in the present invention, it is sufficient that light is incident from at least one end face 21a.
  • the light guide 21 (light guide plate 20) expands (thermally expands) due to heat.
  • the light guide 21 approaches the LED 12 excessively, and the distance from the end surface of the light guide 21 to the opening 14a of the reflector 14 also approaches.
  • the amount of light (luminance value) irradiated to the light guide 21 changes abruptly.
  • the light guide 21 may even press the LED 12 and destroy the LED 12.
  • luminance unevenness occurs. For this reason, in order to obtain sufficient luminance in a normal use state (normal temperature), the end surfaces of the LED 12 and the light guide 21 cannot be separated too much by a predetermined value or more (several millimeters or more).
  • the luminance value is generally a value representing the brightness of a display unit such as a display. Specifically, the luminance value (luminance) indicates the luminous intensity (light quantity) per unit area of the light emitted from the LED 12, and the unit is cd / m 2 . The luminance value can be measured using a luminance meter.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a reflector 14 provided in the light source module 10, (a) is a plan view of the reflector 14, and (b) is a perspective view of the reflector 14.
  • the reflector 14 is provided at a coupling portion between the light guide plate 20 (light guide 21) and the LED 12 (at least between the end face of the light guide plate 20 and the LED 12). Is provided.
  • the reflector 14 has an opening 14a penetrating in the optical axis direction, and the LED 12 is disposed in the opening 14a.
  • a protrusion 14b is formed on the end surface 21a side of the light guide plate 20 with respect to the opening 14a.
  • the bottom part 14c of the reflector 14 is extended to the edge part of the light-guide plate 20, and the light-guide plate 20 is mounted in the bottom part 14c.
  • the reflector 14 has an opening 14a corresponding to each LED group.
  • the protruding portion 14b has a surface facing the end surface of the light guide 21 (shaded portion in FIG. 1A).
  • the opposing surface with the end surface of the light guide 21 in the protrusion part 14b is provided in the end surface side of the light guide 21 rather than the opening part 14a.
  • the bottom portion 14 c of the reflector 14 extends in the direction of the end face of the light guide 21 from the opening portion 14 a beyond the projection portion 14 b.
  • the reflector 14 is formed with a screw hole 14 a for fixing the reflector 14 to the LED substrate 13.
  • the light source module 10 is provided with the protruding portion 14 b having a surface facing the end surface of the light guide 21.
  • a surface facing the end surface of the light guide 21 formed on the protrusion 14 b is disposed closer to the end surface of the light guide 21 than the opening 14 a formed on the reflector 14.
  • the light guide 21 (light guide plate 20) thermally expands, the end face of the light guide 21 and the LED 12 (end face of the light guide 21 and the reflector 14) do not approach too much. Therefore, it is possible to suppress a sudden change in the amount of light (luminance) applied to the light guide 21. Further, the extension of the light guide 21 due to thermal expansion is absorbed by the protrusions 14 b, and the light guide 21 does not contact the LED 12. Therefore, the LED 12 is not destroyed by the light guide 21.
  • the light emitted from the LED 12 is irradiated onto the end surface of the light guide 21 (the end surface 21a of the light guide plate 20) through the opening 14a by the reflector 14 as described above. Further, the reflector 14 reflects the light emitted from the LED 12 toward the end face of the light guide 21. That is, the light directly emitted from the LED 12 and the light reflected by the reflector 14 enter the end face of the light guide 21. Thereby, the light of LED12 can be utilized efficiently.
  • the LED 12 and the end face of the light guide 21 are manufactured in a shifted state, that is, the LED 12 and the end face of the light guide 21 are separated from each other by a predetermined distance (tolerance is Even if it becomes large), the light from the LED 12 can be sufficiently incident on the end face of the light guide 21. Therefore, the coupling efficiency can be maintained in a good state.
  • the protrusion 14b has a surface facing the end surface of the light guide 21 and is particularly limited as long as the facing surface is provided closer to the end surface of the light guide 21 than the opening 14a. Is not to be done. In other words, the protrusion 14b is particularly limited as long as it has a block structure that receives the extension of the light guide 21 in front of the opening 14a with respect to the extension of the light guide 21 due to thermal expansion. is not.
  • the height of the protrusion 14b (the thickness in the direction perpendicular to the optical axis direction) is substantially the same as the thickness of the light guide 21.
  • the height of the protrusion 14b is not particularly limited as long as it has the function described above.
  • the protrusion 14b may be formed of any material as long as it has the above-described function. That is, the protrusion 14b may be a member independent of the reflector 14, or may be configured to be integrated with the reflector 14 (part of the reflector 14). However, it is preferable that the protrusion 14b is made of the same material as the reflector 14. That is, it is preferable that the protrusion 14b is provided on the reflector 14 (the protrusion 14b is configured as a part of the reflector 14). Thereby, the reflector 14 and the projection part 14b are integrated. Therefore, the reflector 14 and the protrusion 14b can be manufactured at low cost.
  • the protrusion 14b may be formed on a straight line (that is, on the optical path) connecting the LED 12 and the end surface 21a of the light guide plate 20, but is preferably formed so as to avoid the optical path. That is, the protrusion 14b is preferably formed so as to avoid the opening 14a.
  • the protrusion 14b when the protrusion 14b is formed avoiding the opening 14a, the protrusion 14b does not exist in the space (on the optical path) between the end surface of the light guide 21 and the opening 14a. Thereby, the light emitted from the LED 12 is not absorbed or blocked by the protrusion 14b. That is, the protrusion 14 b does not prevent light from entering the end face of the light guide 21. Moreover, even if the light guide 21 is thermally expanded, the light guide 21 and the opening 14a of the reflector 14 do not approach too much. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the utilization efficiency of the light emitted from the LED 12 while suppressing a sudden change in the amount of light (luminance) applied to the light guide 21.
  • the protrusion 14b is not formed along the entire circumference of the opening 14a, but is partially formed around the opening 14a. It can be said that it is formed.
  • a part of the light that is not directly incident on the end face of the light guide 21 from the LED 12 is irradiated to the presser 24, and therefore only a part of the light that is not directly incident on the end face of the light guide 21 from the LED 12. Is incident on the end face of the light guide 21. Therefore, even if the LED 12 and the end face of the light guide 21 are separated from each other by a predetermined distance (even if the tolerance increases), the change in the amount of light (luminance) irradiated to the light guide 21 is small.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view, it seems that the protrusion 14b is provided on a straight line connecting the LED 12 and the end face 21a of the light guide plate 20 (that is, on the optical path). However, as shown in FIG. 1A, the protrusion 14b is not provided on the optical path.
  • the area of the surface facing the end face of the light guide 21 in the protrusion 14b (the area of the shaded portion in FIG. 1A), that is, the area of the receiving surface of the light guide 21 in the protrusion 14b is particularly limited. Is not to be done. However, if the area of the shaded portion is too narrow, the end face of the light guide 21 may be deformed.
  • the lower limit value of the area of the protruding portion 14b facing the end face of the light guide 21 is preferably 1/13 or more and more preferably 1/12 or more with respect to the area of the end face of the light guide 21. It is more preferable.
  • the receiving area of the end surface of the light guide 21 in the protrusion 14b is 1/13 or more of the area of the end surface of the light guide 21. Therefore, the end surface of the light guide 21 can be prevented from being deformed by thermal expansion.
  • the distance from the surface facing the end surface of the light guide 21 in the protrusion 14b to the opening 14a is not particularly limited. However, in order to suppress a sudden change in the amount of light (luminance) applied to the light guide 21, the opening from the end surface of the light guide 21 when the light guide 21 is most elongated due to thermal expansion.
  • the distance to 14a is preferably 1 mm to 2 mm.
  • the distance (see L in FIG. 3) from the surface of the protrusion 14b facing the end face of the light guide 21 to the opening 14a is 1 mm to 2 mm.
  • the distance from the end surface of the light guide 21 to the opening 14a of the reflector 14 is 1 mm to 2 mm. Therefore, the change in the amount of light (luminance) applied to the light guide 21 can be minimized.
  • the width (thickness in the optical axis direction) of the protrusion 14b is not particularly limited. That is, the width of the protrusion 14b is not limited to 1 mm to 2 mm.
  • the extension of the light guide 21 (light guide plate 20) due to thermal expansion is absorbed by the protrusions 14b.
  • the light guide 21 (light guide plate 20) does not approach the reflector 14 and the LED 12 excessively. Therefore, it is possible to suppress an abrupt change in the amount of light applied to the light guide 21 (the luminance input to the light guide plate 20).
  • the liquid crystal display device 1 has been described as an example of the electronic apparatus of the present invention.
  • the present invention can also be applied to various electronic devices such as a lighting device and a backlight.
  • the configuration in which the light guide plate 20 is configured from the plurality of light guides 21 has been described. However, the same effect can be obtained even with a single (one) light guide plate.
  • a light source module includes a light guide plate, a light source that causes light to be incident on at least one end surface in a longitudinal direction of the light guide plate, and a reflection member that is provided at a coupling portion between the light guide plate and the light source.
  • the reflection member has an opening in which the light source is disposed, and a protrusion having a surface facing the end surface of the light guide plate is provided. The opposite surface to the end surface is provided on the end surface side of the light guide plate with respect to the opening.
  • the surface facing the end surface of the light guide plate formed on the protrusion is disposed closer to the end surface of the light guide plate than the opening formed in the reflecting member.
  • the protrusion may be provided on the reflecting member.
  • the protrusion is configured as a part of the reflecting member. That is, the reflecting member and the protrusion are integrated. Therefore, the reflecting member and the protrusion can be manufactured at a low cost.
  • the protrusion is formed avoiding the opening.
  • the protrusion is formed so as to avoid the opening, there is no protrusion in the space (on the optical path) between the end surface of the light guide plate and the opening. Thereby, the light emitted from the light source is not absorbed or blocked by the protrusions. Even if the light guide plate thermally expands, the light guide plate and the opening of the reflecting member do not approach too much. Therefore, it is possible to suppress a decrease in utilization efficiency of light emitted from the light source while suppressing a sudden change in the amount of light (luminance) irradiated to the light guide plate.
  • an area of a surface facing the end face of the light guide plate in the protrusion is 1/13 or more of an area of the end face of the light guide plate.
  • the receiving area of the end face of the light guide plate in the protrusion is 1/13 or more of the area of the end face of the light guide plate. Therefore, it is possible to prevent the end face of the light guide plate from being deformed by thermal expansion.
  • a distance from a surface facing the end surface of the light guide plate in the protrusion to the opening is 1 mm to 2 mm.
  • the distance from the end surface of the light guide plate to the opening of the reflecting member is 1 mm to 2 mm. Therefore, a change in the amount of light (luminance) irradiated to the light guide plate can be minimized.
  • An electronic apparatus is characterized by including any one of the above light source modules in order to solve the above-described problems. Therefore, it is possible to provide an electronic device that can suppress a sudden change in the amount of light (luminance) applied to the light guide plate.
  • the present invention relates to a light source module including a side edge (also referred to as sidelight) type light guide plate that emits light from a light source in a planar shape by a light guide plate, and an electronic device including the same, for example, a backlight. It can be applied to electronic devices such as light source modules and liquid crystal display devices.
  • Liquid crystal display device (electronic equipment) 10
  • Light source module 12
  • LED light source
  • Reflector reflective member
  • Opening part 14b
  • Protrusion part 20
  • Light guide plate 21 Light guide 21a End surface

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Abstract

 本発明に係る光源モジュールは、導光体(21)と、導光体(21)の端面に光を入射させるLED(12)と、導光体(21)とLED(12)との結合部分に設けられ、LED(12)が配置される開口部(14a)を有するリフレクタ(14)とを備え、開口部(14a)よりも導光体(21)の端面側に、導光体(21)の端面との対向面を有する突起部(14b)が設けられている。これにより、導光板の熱膨張によって、導光板に照射される光量(輝度)が急激に変化するのを抑制することのできる光源モジュールおよびそれを備えた電子機器を提供することができる。

Description

光源モジュールおよびそれを備えた電子機器
 本発明は、例えば液晶表示装置において薄型化を図るために、光源からの光を導光板によって面状に出射させるサイドエッジ(サイドライトともいう)型導光板を備えたバックライトに用いられる光源モジュール、およびそれを備えた電子機器に関するものである。
 近年、液晶表示装置においては、薄型化を図るために、光源からの光を導光板によって面状に出射させるサイドエッジ(サイドライトともいう)型導光板を備えたバックライトが多用されている。
 特許文献1および2には、このようなサイドエッジ型導光板を備えた液晶表示装置が記載されている。特許文献1および2に記載の液晶表示装置は、光源(LED等の発光素子)から出射される光を効率的に導光板に導くために、リフレクタ(ライトガイド)を備えている。
日本国公開特許公報「特開2008-134657号公報(2008年6月12日公開)」 日本国公開特許公報「特開2002-197917号公報(2002年7月12日公開)」
 しかしながら、特許文献1および2に記載の液晶表示装置は、導光板が熱によって膨張すると、導光体に照射される光量(輝度)が急激に変化するという問題を有している。
 具体的には、特許文献1の液晶表示装置に設けられた導光板は、通常、PMMA(ポリメタクリル酸メチル)等のアクリル樹脂、また、PC(ポリカーボネート)樹脂などの、透明合成樹脂から形成されている。このため、バックライトが高温条件下で使用されると、導光板が熱により伸長(熱膨張)する。導光板が熱膨張すると、導光板が光源に過剰に接近すると共に、導光体からリフレクタまでの距離も接近する。その結果、導光板が光源に過剰に接近し、導光板に照射される光量(輝度)が急激に変化してしまう。
 一方、特許文献2の液晶表示装置は、導光板とリフレクタとが極めて接近しているか、接した構成である。このため、特許文献1の液晶表示装置と同様に、熱膨張による導光板が伸長すると、導光板が光源に過剰に接近し、導光板に照射される光量(輝度)が急激に変化する。さらに、導光板の端部が光源を押圧し、光源を破壊する可能性さえある。
 本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、導光板の熱膨張によって、導光板に照射される光量(輝度)が急激に変化するのを抑制することのできる光源モジュールおよびそれを備えた電子機器を提供することにある。
 本発明に係る光源モジュールは、上記の課題を解決するために、導光板と、上記導光板における長手方向の少なくとも一方の端面に光を入射させる光源と、上記導光板と光源との結合部分に設けられた反射部材とを備えた光源モジュールにおいて、上記反射部材は、上記光源が配置される開口部を有しており、上記導光板の端面との対向面を有する突起部が設けられており、上記突起部における上記導光板の端面との対向面は、上記開口部よりも導光板の端面側に設けられていることを特徴としている。
 上記の構成によれば、突起部に形成された導光板の端面との対向面が、反射部材に形成された開口部よりも、導光板の端面側に配置されている。これにより、熱膨張による導光板の伸長は、突起部で遮断(ブロック)される。つまり、熱膨張による導光板の伸長は、導光板の端面が突起部に当接した位置(すなわち開口部よりも導光板側)で阻止される。このため、導光板が熱膨張したとしても、導光板と光源(導光板と反射部材)とが、過剰に接近しない。従って、導光板に照射される光量(輝度)が急激に変化するのを抑制することができる。さらに、熱膨張による導光板の伸長は、突起部によって吸収されるので、導光板が光源に接することはない。従って、導光板によって、光源が破壊されることもない。
 本発明に係る電子機器は、上記の課題を解決するために、前記いずれかの光源モジュールを備えることを特徴としている。従って、導光板に照射される光量(輝度)が急激に変化するのを抑制することができる電子機器を提供することができる。
 本発明の他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分分かるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。
 以上のように、本発明に係る光源モジュールは、上記突起部における上記導光板の端面との対向面は、上記開口部よりも導光板の端面側に設けられている構成である。それゆえ、導光板に照射される光量(輝度)が急激に変化するのを抑制することができる光源モジュールおよび電子機器を提供することができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る光源モジュールに設けられたリフレクタを示す図であり、図中の(a)はリフレクタの平面図であり、図中の(b)はリフレクタの斜視図である。 上記光源モジュールを備えた液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。 上記光源モジュールを備えた液晶表示装置における構成の一部を示す断面図である。 上記光源モジュールにおける導光板の構成を示す平面図である。
 〔実施の形態1〕
 本発明の一実施形態について図1~図4に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図2は、本実施の形態の光源モジュールを備えた液晶表示装置(電子機器)の分解斜視図である。
 図2に示すように、本実施の形態の光源モジュール10を備えた電子機器としての例えば液晶表示装置1は、液晶パネル3側を上にした場合、下から順(図2ではZ軸方向)に、シャーシ2、光源モジュール10、液晶パネル3、およびベゼル4にて構成されている。光源モジュール10は、同順に、反射板としての反射シート11、光源としてのLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)12およびLED基板13、リフレクタ(反射部材)14、導光板20、拡散板15、並びに光学シート群16から構成されている。尚、光学シート群16は、本発明においては存在しなくてもよい。
 図3は、光源モジュール10を備えた液晶表示装置1における一部の構成を示す断面図である。図3に示すように、LED12およびLED基板13、並びにリフレクタ14は、導光板20の端部に設けられ、これによって、LED12からの光を導光板20における一方の端面21aに入射し、導光板20の出射面21dから拡散板15および光学シート群16を通して、液晶パネル3に光を照射するようになっている。従って、本実施の形態の光源モジュール10は、サイドエッジ(サイドライトともいう)方式を採用している。なお、導光板20からは出射面21d以外からの面からも光は出射するが、導光板20の出射面21d、LED12が配置される面以外の面には反射シート11が配置され、再度導光板20に入射するようになっているため、ほとんどの光は出射面21dから出射される。
 また、図2には示されていないが、図3のように、LED基板13は、フレーム23に固定されている。また、導光板20の端部は、フレーム23の上部に設けられた押さえ24によって、上下方向に固定されている。また、液晶パネル3および光学シート群16の間には、シャーシ(Pシャーシ)25が設けられている。そして、ベゼル4およびシャーシ25によって、液晶パネル3および光学シート群16の端部が固定されている。
 ところで、液晶表示装置1においては、CRT(Cathode-Ray Tube:陰極線管)表示装置と比較して、動画のボヤケという問題点がある。すなわち、CRT表示装置においては、あるフレームにおける画素の発光期間と、次のフレームにおけるこの画素の発光期間との間に、この画素が発光しない非発光期間があるため、残像感が少ない。これに対して、液晶表示装置1の表示方式はこのような非発光期間がない「ホールド型」であるため、残像感が生じ、この残像感が使用者に動画のボヤケとして認識される。
 そこで、バックライト型の液晶表示装置1においては、バックライトである光源モジュール10を分割し、液晶パネル3に映像信号を印加するタイミングに同期して順次消灯することにより、画像表示と画像表示との間に黒表示を挿入する技術であるバックライトブリンキングが提案されている。これにより、疑似インパルス型の表示を実現し、残像感を抑え、消費電力を低減することができる。
 図4は、光源モジュール10における導光板20の構成を示す平面図である。本実施の形態の光源モジュール10は、このバックライトブリンキングを行うために、図4に示すように、導光板20を複数の導光体21…にて分割して構成し、これら複数の導光体21…を、長手方向に対して並列にそれぞれ隙間22を有して配設している。したがって、本実施の形態では、図3に示すように、LED12は、各導光体21における長手方向の一方の端面21aから光をそれぞれ入射させるようになっている。尚、必ずしも一方の端面21aに限らず、長手方向の他方の端面から入射させてもよく、さらに、一方の端面21aおよび他方の端面の両方から光を入射させてもよい。すなわち、本発明では、少なくとも一方の端面21aから光を入射させれば足りる。
 ところで、バックライト型の液晶表示装置1においては、バックライトが高温条件下で使用されると、導光体21(導光板20)が、熱により伸長(熱膨張)する。このため、導光体21がLED12に過剰に接近し、導光体21の端面からリフレクタ14の開口部14aまでの距離も接近する。その結果、導光体21に照射される光量(輝度値)が急激に変化する。また、導光体21が、LED12を押圧し、LED12を破壊する可能性さえある。さらに、導光体21の熱膨張を考慮して、LED12と導光体21とを離しすぎると、輝度ムラが発生してしまう。このため、通常使用状態(常温)で十分な輝度を得るためには、LED12と導光体21との端面を、所定値以上に離しすぎること(数ミリ以上離すこと)はできない。
 なお、輝度値(輝度)とは、一般にはディスプレイ等の表示部の明るさを表す値のことである。具体的には、輝度値(輝度)とは、LED12から出射される光の単位面積当たりの光度(光量)を示し、単位はcd/m2 である。輝度値は、輝度計を用いて測定することができる。
 そこで、液晶表示装置1は、このような導光体21の熱膨張の影響に対する対策が施されていることを最大の特徴としている。この特徴点について、図1および図3に基づいて説明する。図1は、光源モジュール10に設けられたリフレクタ14を示す図であり、(a)はリフレクタ14の平面図であり、(b)はリフレクタ14の斜視図である。
 図3に示すように、本実施形態の光源モジュール10は、導光板20(導光体21)とLED12との結合部分(少なくとも導光晩20の端面とLED12との間)に、リフレクタ14が設けられている。リフレクタ14は、光軸方向に貫通した開口部14aを有しており、この開口部14a内に、LED12が配置されている。また、開口部14aよりも導光板20の端面21a側には、突起部14bが形成されている。さらに、リフレクタ14の底部14cは、導光板20の端部まで延設されており、底部14cに導光板20が載置されている。
 より具体的には、図1の(a)および(b)に示すように、本実施形態の光源モジュール10では、1つの導光体21に対して、6つのLED12からなるLED群が2つ設けられている。そして、リフレクタ14には、各LED群に対応する開口部14aが形成されている。また、突起部14bは、導光体21の端面との対向面(図1の(a)中の斜線部)を有している。そして、突起部14bにおける導光体21の端面との対向面は、開口部14aよりも、導光体21の端面側に設けられている。さらに、リフレクタ14の底部14cは、開口部14aから突起部14bを越えて、導光体21の端面方向に延設されている。また、リフレクタ14には、リフレクタ14をLED基板13に固定するためのねじ穴14aが形成されている。
 このように、光源モジュール10には、導光体21の端面との対向面を有する突起部14bが設けられている。そして、突起部14bに形成された導光体21の端面との対向面が、リフレクタ14に形成された開口部14aよりも、導光体21の端面側に配置されている。これにより、熱膨張による導光体21の伸長は、突起部14bで遮断(ブロック)される。つまり、熱膨張による導光体21の伸長は、導光体21の端面が突起部14bに当接した位置(すなわち開口部14aよりも導光体21側)で阻止される。このため、導光体21(導光板20)が熱膨張したとしても、導光体21の端面とLED12(導光体21の端面とリフレクタ14)とが、過剰に接近しない。従って、導光体21に照射される光量(輝度)が急激に変化するのを抑制することができる。さらに、熱膨張による導光体21の伸長は、突起部14bによって吸収され、導光体21がLED12に接することはない。従って、導光体21によって、LED12が破壊されることもない。
 また、このようなリフレクタ14によって、LED12から出射された光が、開口部14aを介して、導光体21の端面(導光板20の端面21a)に照射される。また、リフレクタ14は、LED12から出射された光を、導光体21の端面の方向に向かって反射する。つまり、導光体21の端面には、LED12から直接出射された光と、リフレクタ14によって反射された光とが、入射する。これにより、LED12の光を効率よく利用することができる。さらに、LED12と導光体21の端面との位置関係がずれた状態で製造されていても、つまり、LED12と導光体21の端面との間が所定の距離よりも離れても(公差が大きくなっても)、LED12からの光を導光体21の端面に充分に入射させることができる。従って、結合効率を良好な状態に維持することもできる。
 ここで、突起部14bは、導光体21の端面との対向面を有しており、その対向面が、開口部14aよりも導光体21の端面側に設けられていれば、特に限定されるものではない。言い換えれば、突起部14bは、熱膨張による導光体21の伸長に対し、開口部14aよりも前面で、導光体21の伸長を受け止めるブロック構造を有していれば、特に限定されるものではない。
 また、図1および図3では、突起部14bの高さ(光軸方向に対して垂直方向の厚さ)が、導光体21の厚さと略同程度となっている。しかし、突起部14bの高さは、上述のような機能を有していれば、特に限定されるものではない。
 また、突起部14bは、上述のような機能を有していれば、どのような材料から形成されていてもよい。つまり、突起部14bは、リフレクタ14とは独立した部材であってもよいし、リフレクタ14と一体化された構成(リフレクタ14の一部)であってもよい。ただし、突起部14bは、リフレクタ14と同一材料から形成されていることが好ましい。つまり、突起部14bは、リフレクタ14に設けられている(突起部14bがリフレクタ14の一部として構成されている)ことが好ましい。これにより、リフレクタ14と突起部14bとが一体化される。従って、リフレクタ14および突起部14bを、安価に製造することができる。
 また、突起部14bは、LED12と導光板20の端面21aとを結ぶ直線上(つまり光路上)に形成されていてもよいが、光路上を避けて形成されていることが好ましい。すなわち、突起部14bは、開口部14aを避けて形成されていることが好ましい。
 このように、突起部14bが開口部14aを避けて形成されていると、導光体21の端面と、開口部14aとの間の空間(光路上)には、突起部14bが存在しない。これにより、LED12から出射された光は、突起部14bによって吸収されたり、遮断されたりしない。つまり、突起部14bが、導光体21の端面への光の入射を妨げない。また、導光体21が熱膨張したとしても、導光体21とリフレクタ14の開口部14aとが、過剰に接近しない。従って、導光体21に照射される光量(輝度)が急激に変化するのを抑制しつつ、LED12から出射される光の利用効率の低下も抑制することができる。
 なお、突起部14bが開口部14aを避けて形成されている構成は、突起部14bが、開口部14aの全周に沿って形成されているのではなく、開口部14aの周囲に部分的に形成されているともいえる。これにより、LED12から導光体21の端面に直接入射されない光の一部は押さえ24に照射されるようになるため、LED12から導光体21の端面に直接入射されない光のうちの一部のみが導光体21の端面に入射することになる。そのため、LED12と導光体21の端面との間が所定の距離よりも離れても(公差が大きくなっても)、導光体21に照射される光量(輝度)の変化は小さくなる。
 また、図3は断面図であるため、LED12と導光板20の端面21aとを結ぶ直線上(つまり光路上)に、突起部14bが設けられているようにみえる。しかし、図1の(a)のように、光路上には、突起部14bは設けられていない。
 また、突起部14bにおける導光体21の端面との対向面の面積(図1(a)の斜線部の面積)、つまり、突起部14bにおける導光体21の受け面の面積は、特に限定されるものではない。ただし、この斜線部の面積が狭すぎると、導光体21の端面が変形する可能性がある。
 そこで、突起部14bにおける導光体21の端面との対向面の面積の下限値は、導光体21の端面の面積に対して1/13以上であることが好ましく、1/12以上であることがより好ましい。これにより、導光体21が熱膨張して突起部14bに当接したとき、導光体21の端面の1/13以上が、突起部14bに当接する。つまり、突起部14bにおける導光体21の端面の受け面積が、導光体21の端面の面積の1/13以上である。従って、導光体21の端面が熱膨張によって変形するのを防止することができる。
 また、突起部14bにおける導光体21の端面との対向面から、開口部14aまでの距離は、特に限定されるものではない。ただし、導光体21に照射される光量(輝度)が急激に変化するのを抑制するためには、熱膨張により導光体21が最も伸長したときに、導光体21の端面から開口部14aまでの距離が、1mm~2mmであることが好ましい。
 そこで、突起部14bにおける導光体21の端面との対向面から、開口部14aまでの距離(図3のL参照)が、1mm~2mmとなっていることが好ましい。これにより、熱膨張により導光体21が突起部14bに接したとしても、導光体21の端面から、リフレクタ14の開口部14aまでの距離は、1mm~2mmとなる。従って、導光体21に照射される光量(輝度)の変化を、最小限に留めることができる。なお、この場合、上記距離Lが1mm~2mmにあれば、突起部14bの幅(光軸方向の厚さ)は、特に限定されるものではない。つまり、突起部14bの幅が、1mm~2mmに限定されるわけではない。
 以上のように、本実施形態によれば、熱膨張による導光体21(導光板20)の伸長が、突起部14bによって吸収される。このため、導光体21(導光板20)が、リフレクタ14にも、LED12にも、過剰に接近しない。従って、導光体21に照射される光量(導光板20に投入される輝度)が急激に変化するのを抑制することができる。
 なお、本実施形態では、本発明の電子機器の一例として液晶表示装置1について説明した。しかし、液晶表示装置1の他にも、例えば、照明装置やバックライトなど、種々の電子機器にも適用することができる。
 また、本実施形態では、複数の導光体21から導光板20が構成されている構成について説明した。しかし、単一(1枚)の平板状の導光板であっても、同様の効果を奏する。
 すなわち、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。当業者は、請求項に示した範囲内において、本発明をいろいろと変更できる。すなわち、請求項に示した範囲内において、適宜変更された技術的手段を組み合わせれば、新たな実施形態が得られる。すなわち、発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施形態は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。
 (本発明の総括)
 本発明に係る光源モジュールは、導光板と、上記導光板における長手方向の少なくとも一方の端面に光を入射させる光源と、上記導光板と光源との結合部分に設けられた反射部材とを備えた光源モジュールにおいて、上記反射部材は、上記光源が配置される開口部を有しており、上記導光板の端面との対向面を有する突起部が設けられており、上記突起部における上記導光板の端面との対向面は、上記開口部よりも導光板の端面側に設けられていることを特徴としている。
 上記の構成によれば、突起部に形成された導光板の端面との対向面が、反射部材に形成された開口部よりも、導光板の端面側に配置されている。これにより、熱膨張による導光板の伸長は、突起部で遮断(ブロック)される。つまり、熱膨張による導光板の伸長は、導光板の端面が突起部に当接した位置(すなわち開口部よりも導光板側)で阻止される。このため、導光板が熱膨張したとしても、導光板と光源(導光板と反射部材)とが、過剰に接近しない。従って、導光板に照射される光量(輝度)が急激に変化するのを抑制することができる。さらに、熱膨張による導光板の伸長は、突起部によって吸収されるので、導光板が光源に接することはない。従って、導光板によって、光源が破壊されることもない。
 本発明に係る光源モジュールにおいて、上記突起部は、上記反射部材に設けられていてもよい。
 上記の構成によれば、突起部が、反射部材の一部として構成されている。つまり、反射部材と突起部とが一体化されている。従って、反射部材および突起部を、安価に製造することができる。
 本発明に係る光源モジュールにおいて、上記突起部は、上記開口部を避けて形成されていることが好ましい。
 上記の構成によれば、突起部が開口部を避けて形成されているため、導光板の端面と、開口部との間の空間(光路上)には、突起部が存在しない。これにより、光源から出射された光は、突起部によって吸収されたり、遮断されたりしない。また、導光板が熱膨張したとしても、導光板と反射部材の開口部とが、過剰に接近しない。従って、導光板に照射される光量(輝度)が急激に変化するのを抑制しつつ、光源から出射される光の利用効率の低下も抑制することができる。
 本発明に係る光源モジュールにおいて、上記突起部における上記導光板の端面との対向面の面積は、上記導光板の端面の面積の1/13以上であることが好ましい。
 上記の構成によれば、導光板が熱膨張して突起部に当接したとき、導光板の端面の1/13以上が、突起部に当接する。つまり、突起部における導光板の端面の受け面積が、導光板の端面の面積の1/13以上である。従って、導光板の端面が熱膨張によって変形するのを防止することができる。
 本発明に係る光源モジュールにおいて、上記突起部における上記導光板の端面との対向面から、上記開口部までの距離が、1mm~2mm以下となっていることが好ましい。
 上記の構成によれば、熱膨張により導光板が突起部に接したとしても、導光板の端面から、反射部材の開口部までの距離は、1mm~2mmとなる。従って、導光板に照射される光量(輝度)の変化を、最小限に留めることができる。
 本発明に係る電子機器は、上記の課題を解決するために、前記いずれかの光源モジュールを備えることを特徴としている。従って、導光板に照射される光量(輝度)が急激に変化するのを抑制することができる電子機器を提供することができる。
 本発明は、光源からの光を導光板によって面状に出射させるサイドエッジ(サイドライトともいう)型導光板を備えた光源モジュール、およびそれを備えた電子機器に関するものであり、例えば、バックライト等の光源モジュールおよび液晶表示装置等の電子機器に適用可能である。
 1  液晶表示装置(電子機器)
10  光源モジュール
12  LED(光源)
14  リフレクタ(反射部材)
14a 開口部
14b 突起部
20  導光板
21  導光体
21a 端面

Claims (6)

  1.  導光板と、上記導光板における長手方向の少なくとも一方の端面に光を入射させる光源と、上記導光板と光源との結合部分に設けられた反射部材とを備えた光源モジュールにおいて、
     上記反射部材は、上記光源が配置される開口部を有し、
     上記導光板の端面との対向面を有する突起部が設けられており、
     上記突起部における上記導光板の端面との対向面は、上記開口部よりも導光板の端面側に設けられていることを特徴とする光源モジュール。
  2.  上記突起部は、上記反射部材に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の光源モジュール。
  3.  上記突起部は、上記開口部を避けて形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の光源モジュール。
  4.  上記突起部における上記導光板の端面との対向面の面積は、上記導光板の端面の面積の1/13以上であることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の光源モジュール。
  5.  上記突起部における上記導光板の端面との対向面から、上記開口部までの距離が、1mm~2mmとなっていることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の光源モジュール。
  6.  請求項1~5のいずれか1項に記載の光源モジュールを備えた電子機器。
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