JP2011222331A - 光源モジュール、及びそれを備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】導光板の膨張による反りや割れを低減し得る光源モジュール、及びそれを備えた電子機器を提供する。
【解決手段】本発明の光源モジュールは、導光板を構成する導光体２１の長手方向における一方の端部に、ＬＥＤ光源１２と導光体２１とを位置決めするための位置決めピン２４が嵌合する貫通孔２３が形成されている。さらに、導光体２１の他方の端部に、導光体２１を短手方向に拘束し、長手方向に拘束しないガイド９が設けられている。
【選択図】図１

Description

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、及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。

このようなサイドエッジ型導光板として、例えば特許文献１に開示された照明装置がある。図１１は、特許文献１の照明装置を示す平面図である。図１１に示すように、特許文献１に開示された照明装置１００は、一列に配列された複数の導光体１１１からなる導光板１１０と、導光板１１０の導光体１１１毎に設けられかつ導光体１１１に対して光を照射する複数の光源１０１とを有している。また、導光板１１０の下側には、反射シート（図示せず）が設けられている。そして、隣り合う導光体１１１間に０．１μｍ以上の空気層からなる隙間１０３が形成されている。この構成により、疑似インパルス型の表示を行うことができるものとなっている。

このようなサイドエッジ型導光板を用いた場合、サイドエッジ型導光板を固定することが困難である。

そこで、特許文献２には、サイドエッジ型導光板の固定方法として、導光板の取付構造が開示されている。図１２は、特許文献２の照明装置２００における導光板２１０の取付構造を示す平面図である。図１２に示すように、特許文献２に開示された導光板２１０の取付構造は、光源２０１から１枚の導光板２１０へ光を入射させる照明装置２００において、導光板２１０の光導入縁２０２に形成された位置決め用小孔２０６と、導光板２１０を取付ける取付け基体（図示せず）に形成されたボス２０７とを嵌合させる構成となっている。この構成により、導光板２１０の光導入縁２０２側が光源２０１に対して位置決めされることとなり、輝度ムラを低減することが出来る。さらに、ボス２０７を光導入縁２０２の垂直二等分線状に設けることにより、左右斜め方向から進行する光により輝度ムラ領域は打ち消され、導光板２１０の広い範囲を発光エリア２１１として有効に使用することが可能となる。

特開２００８−３４３７２号公報（２００８年２月１４日公開） 特開平７−３６０３４号公報（１９９５年２月７日公開）

しかしながら、特許文献２に記載された導光板２１０の固定方法を適用すると、導光板に反りまたは割れが生じるという問題がある。

具体的には、特許文献２では、導光板２１０の位置決め用小孔２０６にボス２０７を嵌合させた状態で、導光板２１０の光導入縁２０２が光源２０１に密着するように位置決めされる。しかも、この状態で、光導入縁２０２に対向する側の隅部が位置決めリブ２０８によって位置決めされる。このように、特許文献２では、導光板２１０の長手方向における両端部の移動を拘束することによって、導光板２１０が所定位置に保持される。従って、特許文献２では、導光板２１０を所定位置に固定するために、位置決め用小孔２０６，ボス２０７，位置決めリブ２０８が必須となる。

このようにして導光板２１０を固定した場合、光源２０１と導光板２１０との距離を一定にすることは可能である。しかし、この場合、導光板２１０の一方の端部（光導入縁２０２）は光源２０１に密着し、他方の端部の隅部は、位置決めリブ２０８に密着することになる。このため、温度変化や吸湿により導光板２１０が膨張した場合、導光板２１０に反りや割れが生じてしまう。

一方、特許文献１では、導光板１１０が複数の導光体１１１から構成されている。このため、導光体１１１の短手方向の幅は、特許文献２に記載された単一の導光板２１０における短手方向の幅よりもかなり狭い。このため、導光板１１０を固定すること、つまり各導光体１１１を固定することは困難である。

特許文献１には、導光体１１１の長手方向両側に、中空ライトガイド（図示せず）を設けることが開示されている。しかし、この中空ライトガイドは、光源１０１から出射された光を、その光源１０１に対応する導光体１１１に案内するものにすぎない。つまり、この中空ライトガイドは、導光体１１１を固定するものではない。このように、特許文献１には、導光体を固定する方法は一切開示されていない。

そこで、特許文献１の導光体１１１を固定するために、特許文献２の導光板２１０の固定方法を適用するとする。しかし、特許文献２の方法と適用すると、上述のように、温度変化や吸湿により導光体１１１膨張した場合、導光体１１１に反りや割れが生じてしまう。

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、導光板の膨張による反りや割れを低減し得る光源モジュール、及びそれを備えた電子機器を提供することにある。

本発明の光源モジュールは、上記の課題を解決するために、光源を有する光源部と、上記光源からの光線を端面から入射して導光する導光板とを備えた光源モジュールにおいて、上記導光板に、上記光源と導光板とを位置決めする位置決め部が形成されており、上記導光板を短手方向にのみ拘束する拘束部を備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、導光板に位置決め部が形成されているため、位置決め部によって導光板が固定される。このため、光源と導光板との距離を一定に保つことができる。これにより、光源の導光板に対する光結合効率を向上させることができる。さらに、拘束部が、導光板の短手方向の移動のみを拘束する一方、導光板の長手方向の移動を拘束しない。これにより、たとえ導光板が、温度変化や吸湿によって膨張したとしても、膨張による影響を抑制することができる。従って、導光板の膨張による反りや割れを低減し得る光源モジュールを提供することができる。

本発明の光源モジュールにおいて、上記位置決め部は、上記導光板の長手方向における一方の端部に形成されていることが好ましい。

上記の構成によれば、導光板に形成された位置決め部が、導光板の長手方向の端部に形成されている。これにより、導光板は、位置決め部が形成された端部で固定される。このため、その端部では、光源から導光板の端面までの距離が一定となる。その結果、光源の導光板に対する光結合効率の低下を防止することができる。従って、輝度ムラの発生を低減することができる。

本発明の光源モジュールにおいて、上記拘束部は、上記導光板の長手方向における他方の端部に形成されていることが好ましい。

上記の構成によれば、導光板の長手方向における一方の端部に位置決め部が形成されており、他方の端部に拘束部が形成されている。これにより、位置決め部が形成された導光板の端部では、光源から導光板の端面までの距離が一定となる。一方、拘束部が形成された導光板の端部において、導光板の膨張が十分に吸収される。従って、良好な光結合効率を維持し、光結合効率のバラツキを抑制することができる。

本発明の光源モジュールにおいて、上記導光板および光源を収容する筺体を備え、上記筺体に、上記導光板の位置決め部および光源部のいずれにも嵌合する突起部が設けられていることが好ましい。

上記の構成によれば、筺体に形成された突起部が、導光板の位置決め部および光源部のいずれにも嵌合する。従って、筺体に光源と導光板とを固定すると同時に、光源と導光板とを位置決めすることも可能となる。すなわち、筺体に対して、光源と導光板とをそれぞれ固定するよりも、精度よく位置決めすることができる。従って、光源の導光板に対する光結合効率のばらつきを低減することが可能となる。それゆえ、輝度ムラの発生を抑制することができる。

本発明の光源モジュールにおいて、上記光源は、上記導光板に形成された位置決め部を導光板の長手方向に延長した延長線上を避けて設けられていることが好ましい。

上記の構成によれば、導光板に形成された位置決め部を導光板の長手方向に延長した延長線上に、光源が配置されていない。これにより、光源からの光線が、位置決め部で散乱するのを抑制することができる。従って、輝度ムラの発生を低減することができる。

本発明の電子機器は、上記課題を解決するために、前記いずれかにの光源モジュールを備えていることを特徴としている。

上記の発明によれば、導光板の膨張による反りや割れを低減し得る光源モジュールを備えた電子機器を提供することができる。

本発明の光源モジュールは、以上のように、上記導光板に、上記光源と導光板とを位置決めする位置決め部が形成されており、上記導光板の長手方向における一方の端部に、上記導光板の短手方向の移動のみを拘束する拘束部を備える構成である。また、本発明の電子機器は、以上のように、上記光源モジュールを備えている。それゆえ、導光板の膨張による反りや割れを低減し得る光源モジュール、及びそれを備えた電子機器を提供することができるという効果を奏する。

本発明の光源モジュールにおける導光体の端部付近を示す平面図である。 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の一部の構成を示す断面図である。 上記光源モジュールの構成を示す平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、上記光源モジュールにおける導光体の端部および光源を示す平面図である。 上記光源モジュールに設けられた光源部の出射面を示す平面図である。 （ａ）は上記光源モジュールの一部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の導光体の中心輝度低下率と貫通孔の孔径との関係を示すグラフである。 （ａ）は上記光源モジュールの一部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の導光体の中心輝度低下率と貫通孔の孔径との関係を示すグラフである。 （ａ）は上記光源モジュールの一部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の導光体の位置決めピンを設けていない側の導光体端面とＬＥＤ光源との関係を示すグラフである。 （ａ）上記光源モジュールの一部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の導光体の長手方向の中心輝度低下率と、ＬＥＤ光源および導光体間の距離との関係を示すグラフである。 特許文献１に記載の光源モジュールを備えた照明装置を示す平面図である。 特許文献２に記載の光源モジュールを備えた照明装置における導光体の取付け構造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１０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）１の分解斜視図である。

図２に示すように、液晶表示装置１は、下側から順に、シャーシ（筺体）２、光源モジュール１０、液晶パネル３、ベゼル４にて構成されている。光源モジュール１０は、反射板としての反射シート１１、光源としての複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）からなるＬＥＤ光源１２及び回路基板１３、リフレクタ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。

なお、ＬＥＤ光源１２は、ＲＧＢの三原色のＬＥＤを配列した構成としても良いし、或いは白色のＬＥＤを複数配列した構成であってもよい。また、ＬＥＤ光源１２の配置は、導光板２０の端面の幅方向（短手方向）に対して配列した構成となっている。光源として必要な光量確保することができれば、ＬＥＤ光源１２を構成するＬＥＤの個数は特に限定されるものではない。

導光板２０は、ＬＥＤ光源１２の光線を、長手方向の少なくとも一方の端面から入射し、光取出し面から出射する光路変換構造を有している。つまり、導光板２０は、ＬＥＤ光源１２からの光線を端面から入射して導光する。

リフレクタ１４は、ＬＥＤ光源１２の周囲に形成されており、ＬＥＤ光源１２の光の導光板２０への光結合効率を向上させる。

また、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を搭載した液晶表示装置１の一部の構成を示す断面図である。図３に示すように、ＬＥＤ光源１２及び回路基板１３、並びにリフレクタ１４は、導光板２０の端部に設けられている。これによって、ＬＥＤ光源１２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（光取出し面）２１ｄから拡散板１５及び光学シート群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。したがって、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、ＬＥＤ光源１２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、導光板２０の端部には貫通孔２３が形成されており、シャーシ２にはこの貫通孔２３に嵌合する位置決めピン（突起部）２４が設けられている。これにより、導光板２０がシャーシ２に固定される。つまり、ＬＥＤ光源１２と導光板２０との位置合わせが可能となる。なお、位置決めピン２４は、光吸収体から形成されている。

さらに、本実施形態では、シャーシ２に設けられた位置決めピン２４が、導光板２０の貫通孔２３と嵌合するだけではなく、ＬＥＤ光源１２にリフレクタ１４が固定され、リフレクタ１４に形成された貫通孔（溝）２５に、位置決めピン２４の底部が嵌合している。これにより、ＬＥＤ光源１２と導光板２０との位置合わせを容易に実現することができる。

なお、ＬＥＤ光源１２は、導光板２０の端面２１ａに対向して配置されている。また、ＬＥＤ光源１２とＬＥＤ光源１２を搭載する回路基板１３とリフレクタ１４とは、光源ブロック６に固定されている。つまり、ＬＥＤ光源１２、回路基板１３、リフレクタ１４、および光源ブロック６が一体となった光源部が構成される。これにより、ＬＥＤの放熱特性を向上し、ＬＥＤ光源１２，回路基板１３，リフレクタ１４を、シャーシ２に固定することが可能となる。

ここで、図６に基づいて、光源モジュール１０における光源部の一例について説明する。図６は、光源モジュール１０における光源部の出射面を示す平面図である。ＬＥＤ光源１２は、複数のＬＥＤ１２ａ…から構成されている。ＬＥＤ光源１２は、シャーシ２にＬＥＤ光源１２を固定するため光源ブロック６に対し、ＬＥＤ１２ａ…を搭載した回路基板１３と、ＬＥＤ光源１２の周囲を囲い導光体２１との結合効率を高めるために設けられたリフレクタ１４とを固定する。このとき、回路基板１３と、リフレクタ１４とは、リフレクタ１４、回路基板１３、光源ブロック６の順番にリフレクタ１４側から光源ブロック６へ留め具２６にて固定することができる。また、本実施形態では、１つの光源ブロック６に対し、互いに離間した２つのＬＥＤ光源１２が設けられている。つまり、光源部は、２つの光源群に分割されている。そして、ＬＥＤ光源１２間に留め具２６で固定するために必要とする孔を設けることにより、ＬＥＤ光源１２や導光体２１へ影響することなく、ＬＥＤ光源１２を光源ブロック６へ固定することができる。ＬＥＤ１２ａ…を搭載した回路基板１３と光源ブロック６を固定する箇所が多いほど熱伝達がよくなる。しかも、図６の構成では、導光体２１の間だけでなく、分割して設けられたＬＥＤ光源１２間も留め具２６で固定されている。これにより、ＬＥＤ１２ａから発生する熱を効率よく光源ブロック６へ、さらにはシャーシ２へ伝達することができる。従って、ＬＥＤ１２ａの光変換効率が向上するという効果がある。

光源ブロック６をシャーシ２に固定する際には、リフレクタ１４に設けた貫通孔２５を、シャーシ２に設けた位置決めピン２４に嵌合した後、光源ブロック６をシャーシ２に固定する。その結果、リフレクタ１４に設けた貫通孔２５とシャーシ２に設けた位置決めピン２４との嵌合により、ＬＥＤ光源１２と、位置決めピン２４との位置合わせをすることができる。次に、位置決めピン２４を導光板２０に設けた貫通孔２３に嵌合させれば、ＬＥＤ光源１２と導光板２０との位置合わせをすることができる。

なお、例えば、ＬＥＤ光源１２をシャーシ２に固定するために、シャーシ２にフレーム（図示せず）を設け、フレームと位置決めピン２４との位置合わせをしてもよい。この場合も、同様に、ＬＥＤ光源１２と導光板２０との位置決めをすることができる。また、導光板２０の上面に拡散板１５および光学シート群１６を配置する必要があるため、位置決めピン２４は、導光板２０の表面から突起しないような構成にしておくことで、上面での自由度が増す。

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。各導光体２１…は、等間隔に配置され、各導光体２１の両端面に対向する位置に、光源ブロック６に設けられたＬＥＤ光源１２が配置されている。導光板２０，光源ブロック６，ＬＥＤ光源１２は、シャーシ２に収容されている。

本実施の形態では、図４に示すように、ＬＥＤ光源１２は、各導光体２１における長手方向の両方の端面２１ａから、光をそれぞれ入射させるようになっている。これにより、一方の端面２１ａのみからＬＥＤ光源１２の光を入射させるよりも高輝度な光源モジュール１０を提供することができる。なお、必ずしも長手方向の両方の端面２１ａから光を入射させることに限らず、長手方向の一方の端面２１ａ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。

なお、導光板２０は、シャーシ２のサイズ、つまり画面のサイズに対応して、シャーシ２の全体に複数の導光体２１を設けた構成となっている。導光体２１は、アクリル等の材料により構成されている。また、導光体２１の断面が矩形からなる棒状のものであっても断面がＴ型からなる棒状のものであっても構わない。

ここで、光源モジュール１０を搭載した液晶表示装置１等の電子機器は、様々な場所での使用が想定される。このため、温度変化や吸湿等の外部環境の変化により導光体２１が膨張する場合がある。特に、光源モジュール１０では、各導光体２１における長手方向の両方の端面２１ａから、光をそれぞれ入射させるようになっている。このため、導光体２１の長手方向の長さが、短手方向の長さよりも大きく変化しやすい。例えば、６０型の大型ＴＶでは温度が２０℃変化すると、導光体２１の長手方向の長さは約２ｍｍ変化する。その結果、導光体２１に反りや割れが生じてしまう。

そこで、本実施の形態では、導光板２０（導光体２１）の反りや割れに対する対策が施されている。以下、図１に基づいて、この対策について説明する。図１は、光源モジュール１０における導光体２１の端部付近を示す平面図である。

本実施形態では、図１のように、導光体２１の長手方向における一方の端部には、貫通孔２３が形成されており、導光体２１の他方の端部には、長手方向に沿ってガイド（拘束部）９が設けられている。

上述のように、導光体２１の一方の端部に形成された貫通孔２３には、シャーシ２に形成された位置決めピン２４が嵌合している。これにより、導光体２１がシャーシ２に固定される。つまり、ＬＥＤ光源１２と導光板２０との位置合わせが可能となる。さらに、位置決めピン２４が貫通孔２３に嵌合しているため、外部環境の変化（特に温度変化）があっても、ＬＥＤ光源１２と導光体２１の距離はほとんど変化しない。このため、ＬＥＤ光源１２と導光体２１との距離を一定に保つことができる。これにより、ＬＥＤ光源１２の導光体２１に対する光結合効率のバラツキを低減することができる。

一方、導光体２１の他方の端部に形成されたガイド９は、導光体２１の短手方向の側面を保持する。また、ガイド９は、導光体２１からＬＥＤ光源１２側にはみ出すように形成されている。ガイド９は、導光体２１を短手方向にのみ拘束している。また、導光体２１とＬＥＤ光源１２とは互いに離間して設けられている。これにより、外部環境の変化により導光体２１が膨張したとしても、導光体２１の膨張を十分に吸収（許容）することができる。特に、大型ＴＶで問題となる導光体２１の熱膨張への対応が可能となる。従って、熱膨張等によって、導光体２１が破損するのを防止することができる。つまり、温度上昇等の外部環境の変化による信頼性を向上することができる。

なお、光源モジュール１０における導光板２０は、短冊状に分割された複数の導光体２１から構成されている。しかし、導光板２０は、１枚の平板から構成されていてもよい。ただし、導光体２０が、複数の導光体２１から構成されている場合、１枚の平板から構成されている場合に比べて、導光板２０の短手方向における熱膨張の影響を小さくできる。従って、短手方向の拘束は容易に可能となる。

このように、光源モジュール１０では、導光体２１に形成された貫通孔２３に位置決めピン２４が嵌合することによって導光体２１が固定される。このため、ＬＥＤ光源１２と導光体２１との距離を一定に保つことができる。これにより、ＬＥＤ光源１２の導光体２１に対する光結合効率を向上させることができる。さらに、ガイド９が、導光体２１の短手方向の移動のみを拘束する一方、導光体２１の長手方向の移動を拘束しない。これにより、たとえ導光体２１が、温度変化や吸湿によって膨張したとしても、膨張による影響を抑制することができる。従って、導光体２１の膨張による反りや割れを低減し得る光源モジュール１０を提供することができる。それゆえ、信頼性と高い光利用効率を兼ね備えた光源モジュール１０を提供することができる。

なお、光源モジュール１０では、導光体２１の一方の端部に、貫通孔２３が形成されている。しかし、貫通孔２３は、導光体２１に形成されていれば導光体２１を固定できるため、貫通孔２３の形成部位は特に限定されるものではない。ただし、外部環境の変化、特に温度変化により、導光体２１の熱膨張が生じるような環境下においては、貫通孔２３は、導光体２１の一方の端部に形成されていることが好ましく、ガイド９が設けられた端部と逆の端部に形成されていることがより好ましい。つまり、図１のように、貫通孔２３と位置決めピン２４との嵌合により導光体２１を固定する端部と、ガイド９を設け導光体２１の短手方向を拘束する端部とは、異なることがより好ましい。これにより、信頼性と高い光利用効率を兼ね備えた光源モジュール１０を提供することができる。

また、ガイド９の構造や設置部位は、導光体２１を短手方向に拘束し、位置ズレを生じないように保持しつつ、長手方向に拘束しなければ、特に限定されるものではない。ガイド９は、例えば、シャーシ２、あるいは、導光体２１の他方の端部に対応したＬＥＤ光源１２を固定する光源ブロック６またはリフレクタ１４に設けることができる。例えば、図１では、ガイド９は、線状のリブで示されているが、ピンのような円柱状の構造であってもかまわない。

また、ガイド９は、導光体２１の長手方向における両端部のうち、貫通孔２３が形成された端部とは異なる端部（他方の端部）に設けられていればよい。これにより、一方の端部は貫通孔２３と位置決めピン２４とにより規制（固定）されると共に、他方の端部はガイド９によって導光体２１の長手方向の膨張による影響を抑制する。従って、良好な光結合効率を維持し、光結合効率のバラツキを抑制することができる。

さらに、ガイド９は導光体２１の端部でなく、出射面（光取出し面）２１ｄの領域にあってもかまわない。この場合、出射面２１ｄにおいて、ガイド９の構造により輝度ムラが発生しないよう注意する必要がある。また、ガイド９は、光源モジュール１０の光取出し方向の変位を抑える構造であってもかまわない。この場合、導光体２１が光取出し方向に固定されるため、光取出し方向と短手方向の変位が拘束される。これにより、導光体２１のガタつきや撓み、反りをより抑制することができる。また、ガイド９は導光体２１の長手方向に複数あってもかまわない。この場合、ガイド９が単数のときよりも、導光体２１を短手方向に支える箇所が増加するため、導光体２１の撓みや反りをより低減することができる。

ところで、図１では、導光体２１の一方の端部に、貫通孔２３が形成されており、他方の端部にガイド９が設けられている。そして、導光体２１の長手方向の膨張は、ガイド９が設けられた側で吸収される。このため、導光体２１の両端（左右）で、導光体２１の端部からＬＥＤ光源１２までの距離が異なる可能性がある。この場合、両端部での光結合効率に差が生じる。そこで、図１において、導光体２１を長手方向に対して２等分したとき、位置決めピン２４と貫通孔２３を設けた導光体２１の一方の端部側（右半分）よりも、他方の端部（左半分）側の光路変換構造の密度を高くすることが好ましい（後述の実施例２参照）。これにより、出射面（光取出し面）２１ｄでの輝度分布を左右対称にすることができる。ここで光路変換構造は、例えば、拡散材のシルクスクリーン印刷やインクジェット印刷、レーザー加工、成形によるプリズム等による光取出しパターンが挙げられる。

また、ＬＥＤ光源１２と導光体２１との距離が左右で異なることによる光結合効率の差は、ＬＥＤ光源１２からの光束数を調整することで、それぞれの端面に結合する光束数を一定にすることも可能である。この場合、光路変換構造が導光体２１の長手方向に対して左右対称であっても、光取出し面（出射面）での輝度分布を左右対称にすることができる。従って、光路変換構造（光取出しパターン）の設計が容易となるメリットがある。

ところで、光源モジュール１０のように、導光板２０を複数の導光体２１に分割して長手方向に対して並列に配列する場合、各ＬＥＤ光源１２と、導光体２１との位置合わせが重要となってくる。例えば、導光体２１の端面２１ａに対向して設けられたＬＥＤ光源１２の位置が、導光体２１に対してずれると、ＬＥＤ光源１２の導光体２１に対する光結合効率が低下する。その結果、導光体２１の出射面２１ｄから出射する光量が変化してしまい、光源モジュール１０全体として輝度ムラが発生するという問題点を有している。

また、導光体２１の熱膨張及び製造公差を考慮すると、隣接する導光体２１間に隙間２２を設ける必要がある。さらに、導光体２１の長手方向への熱膨張により、ＬＥＤ光源１２と、導光体２１との間隔が変化する。その結果、ＬＥＤ光源１２からの光線が導光体２１に入射する光結合効率が大きく変化してしまい、光源モジュール１０の出射面２１ｄにおける輝度ムラが発生するという問題点を有している。

さらに、このような輝度ムラは、特許文献１および２に記載された導光板１１０，２１０にも発生する。

具体的には、図１１に示すように、特許文献１に記載の照明装置１００では、導光板１１０が複数の導光体１１１から構成されている。しかし、それぞれの導光体１１１を固定することは困難である。そこで、特許文献１では、各導光体１１１は、各導光体１１１の両端を保持する保持部材である中空ライトガイド（図示せず）により固定されている。この場合、光源１０１と導光板１１０との間隔を制御することができない。このため、光源１０１と導光板１１０との間隔のずれに起因して、光結合効率が大きく変化してしまう。このような光結合効率の変化は、各導光体１１１に生じる。その結果、複数の導光体１１１からなる平面状の導光板１１０には、導光体１１１間で大きな輝度ムラが発生するという問題が生じる。

一方、図１２に示すように、特許文献２に記載の照明装置では、導光板２１０が、単一（１枚）の平板から構成されている。このため、導光板２１０の面積が大きくなるにしたがって、導光板２１０を固定するために設けられた位置決め用小孔２０６およびボス２０７も大きくなる。その結果、光源２０１からの光線が位置決め用小孔２０６で散乱されることとなり、位置決め用小孔２０６で輝点となったり、それ以降の導光板２１０の領域に光線が伝搬しなくなる。これにより、導光板２１０には大きな輝度ムラが発生するという問題がある。

さらに、特許文献１に記載の各導光体１１１に対して、特許文献２に記載されたようなボス２０７が嵌合する位置決め用小孔２０６を設けることも考えられる。しかし、この場合、導光体１１１の短手方向の幅は、導光板２１０の短手方向の幅よりも、かなり狭くなる。このため、位置決め用小孔２０６に起因する輝度ムラや輝点の問題だけでなく、位置決め用小孔２０６により光が散乱され、導光板１１０の発光エリア２１１からの光量が低下するという問題も発生する。

このように、特許文献１，２の導光板１１０、２１０では、光源１０１と導光板１１０（導光体１１１）との間隔のばらつきにより輝度ムラが生じたり、導光板２１０に設けた位置決め用小孔２０６により輝度ムラや輝点が生じたり、導光板１１０、２１０の光量不足が生じたりするという問題点がある。

そこで、本実施の形態では、導光体２１に、輝度ムラの発生を防止するための対策も施されている。以下、図５に基づいて、この対策について説明する。図５の（ａ）〜（ｃ）は、光源モジュール１０における導光体２１の端部およびＬＥＤ光源１２を示す平面図である。

上述のように、光源モジュール１０では、導光体２１は、シャーシ２に対して固定されている。具体的には、図５の（ａ）のように、導光体２１に形成された貫通孔２３に、シャーシ２に形成された位置決めピン２４を嵌合させることによって、導光体２１がシャーシ２に固定されている。これにより、ＬＥＤ光源１２と導光体２１との位置決めが可能となり、ＬＥＤ光源１２が導光体２１の端面２１ａからある間隔で配置される。

さらに、本実施形態では、ＬＥＤ光源１２に固定されたリフレクタ１４の貫通孔（溝）２５に、位置決めピン２４の底部が嵌合している。つまり、リフレクタ１４が位置決めピン２４により位置決めされる構造となっている。このため、ＬＥＤ光源１２が、シャーシ２に設けられた位置決めピン２４に対する位置決めを可能とする構成となっている。従って、シャーシ２にＬＥＤ光源１２と導光体２１とを固定すると同時に、ＬＥＤ光源１２と導光体２１とを位置決めすることも可能となる。すなわち、シャーシ２に対して、ＬＥＤ光源１２と導光体２１とをそれぞれ固定するよりも、精度よく位置決めすることができる。従って、ＬＥＤ光源１２の導光体２１に対する光結合効率のばらつきを低減することが可能となる。それゆえ、輝度ムラの発生を抑制することができる。

一方、図５の（ａ）では、導光体２１の端面に対向して、１つのＬＥＤ光源１２が設けられている。この構成では、図中の破線部で示すように、主に、導光体２１に形成された貫通孔２３を、導光体２１の長手方向に延長した延長線上に、ＬＥＤ光源１２が配置されている。しかし、この場合、ＬＥＤ光源１２の破線部からの光線は、図中の矢印で示すように、貫通孔２３による散乱、および、位置決めピン２４による吸収の影響を受けやすい。このため、導光体２１へ伝搬する特定の光線が散乱される（けられる）こととなる。その結果、導光体２１の光取出し面である出射面からの出射光に輝度ムラが生じる。また、ＬＥＤ光源１２の光線が貫通孔２３で散乱するため、貫通孔２３の近傍で輝点が生じる。さらに、位置決めピン２４による吸収と重なって、出射面での光利用効率の低下につながる。

そこで、図５の（ｂ）では、貫通孔２３を、導光体２１の長手方向に延長した延長線上を避けてＬＥＤ光源１２が設けられている。つまり、この延長線上にＬＥＤ光源１２が配置されないように（この延長線上で分割されるように）、２つのＬＥＤ光源１２が設けられている。言い換えれば、導光体２１の端面に対して、２つのＬＥＤ光源１２が配置されている。これにより、図５の（ａ）の破線部からの光線、すなわち輝度ムラの発生および輝点の発生の原因となる光線が低減される。つまり、図５の（ｂ）の構成では、貫通孔２３による散乱、および、位置決めピン２４による吸収の影響を受けにくくなる。このため、貫通孔２３（或いは位置決めピン２４）によりＬＥＤ光源１２の光線が散乱されるのが抑制される。さらに、導光体２１へ伝搬する特定の光線が貫通孔２３の影響で散乱されることなく、出射面から光を出射させることができる。すなわち、光利用効率の低下を抑制することができる。従って、輝度ムラの発生を低減することができる。

なお、２つのＬＥＤ光源１２の間隔は、貫通孔２３の径よりも大きく設定することが好ましい。これにより、たとえＬＥＤ光源１２が分割されることによって、図５の（ａ）の場合よりも光量が減ったとしても、貫通孔２３が小さければ、散乱される光線も少なくなり、光利用効率は高くなる。したがって、貫通孔２３は、導光体２１を支持して位置決め機能を果たす強度を有する最小の大きさが好ましい。

一方、図５の（ａ）および（ｂ）では、導光体２１に位置決めピン２４が嵌合する貫通孔２３が形成されている。しかし、導光体２１には位置決めピン２４と嵌合する部分が形成されていればよい。例えば、図５の（ｃ）に示すように、導光体２１に、長孔２３ａが形成されていてもよい。長孔２３ａは、上述の貫通孔２３を端面方向に延ばした形状であり、長孔２３ａの端（奥）で位置決めピン２４が嵌合する。このような長孔２３ａであっても、貫通孔２３と同様に、導光体２１を短手方向に保持し（拘束し）、かつ、長手方向に拘束しないことが可能である。また、図５の（ｃ）では、長孔２３ａが導光体２１の長手方向の端面まで達しているが、導光体２１の膨張に対応できる長孔２３ａであれば、導光体２１の長手方向の端面に達していなくてもよい。

なお、その他にも、貫通孔２３の代わりに、導光体２１の上面まで貫通していない円筒形状の溝やそれに類する形状の位置決め構造を設けてもよい。貫通していない円筒形状の溝であれば、導光体２１の上面は解放されない。このため、貫通孔２３に比べて、位置決めピン２４周辺で導光する領域が増える。従って、位置決めピン２４周辺の輝度ムラの抑制や光利用効率の向上につながる。

このように、図５の（ｂ）および（ｃ）では、導光体２１の長手方向に延長した延長線上に、ＬＥＤ光源１２が設けられていない。これにより、ＬＥＤ光源１２から導光体２１への光結合効率の低下や、また輝点となることを防ぐことができると共に、導光体２１の貫通孔２３による輝度ムラの影響を抑制することが可能である。

なお、図１２のように、特許文献２の照明装置２００では、ＣＣＦＬ（冷却極蛍光ランプ）等の蛍光管を光源として用いており、光源は分割されていない。また、特許文献２の明細書中に、光源を分割することは記載されていない。つまり、特許文献２の構成は、位置決め用小孔２０６の延長線上に光源が配置される構成に該当しない。従って、特許文献２の照明装置２００は、本実施形態の光源モジュール１０よりも光利用効率が大幅に低くなる。

次に、導光体２１に形成された貫通孔２３（またはシャーシ２に設けた位置決めピン２４）による輝度ムラの影響について図７及び図８を用いて説明する。図７および図８において、（ａ）は光源モジュール１０の一部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の導光体２１の中心輝度低下率と貫通孔２３の孔径（位置決め孔径）との関係を示すグラフである。

図７の（ａ）のように、導光体２１の一方の端面から５ｍｍ離れた位置に貫通孔２３を形成した。なお、導光体２１の長手方向の長さは１０５０ｍｍ、短手方向の長さは９５ｍｍであり、ＬＥＤ光源１２は、導光体２１の両端部（両側の短辺端部）に配置されている。ＬＥＤ光源１２は、貫通孔２３を導光体２１の長手方向に延長した位置にＬＥＤ光源１２が存在する。言い換えれば、ＬＥＤ光源１２は、貫通孔２３を導光体２１の長手方向に延長した延長線上で分割されていない。また、位置決めピン２４は吸収体から形成されている。このような条件下における、導光体２１の中央領域５０での輝度低下率を光線追跡法でシミュレーションした。図７の（ｂ）は、その結果を示すグラフであり、貫通孔２３の孔径（直径；ｍｍ）と導光体２１の中央領域５０における中心輝度低下率（％）を示すグラフである。

図７の（ｂ）のように、貫通孔２３の孔径が２ｍｍを基準として見ると、孔径が１．５倍（３ｍｍ）になると、中央領域５０の輝度低下率は、約１．３倍以上となり、孔径が２．５倍（５ｍｍ）となると輝度低下率は、約２倍となる。つまり、導光体２１に形成された貫通孔２３は、孔径が大きくなるほど、貫通孔２３で散乱するＬＥＤ光源１２の光線が増大し、導光体２１の出射面２１ｄにおける輝度ムラが発生しやすくなる。

しかし、位置決めピン２４の強度を考慮すると、その径は最低２ｍｍ必要である。従って、貫通孔２３の孔径も２ｍｍであることが望ましい。

一方、図８の（ａ）は、図７の（ａ）とＬＥＤ光源１２の配置が異なるが、導光体２１は同一である。すなわち、図８の（ａ）では、貫通孔２３を導光体２１の長手方向に延長した位置にＬＥＤ光源１２が存在しない。言い換えれば、ＬＥＤ光源１２は、貫通孔２３を導光体２１の長手方向に延長した延長線上で分割されている。この場合、図８の（ｂ）に示すように、貫通孔２３で散乱するＬＥＤ光源１２の光線を低減することができる。すなわち、図７の（ｂ）と図８の（ｂ）とを比較すると、図８の（ｂ）では、貫通孔２３が大きくなっても中央領域５０での輝度低下は緩やかである。さらに、貫通孔２３での散乱も低減されている。すなわち、貫通孔２３による散乱を抑制することにより、輝度ムラを抑制する光源モジュール１０を得ることができる。

次に、導光体２１の両端部でＬＥＤ光源１２との距離が異なるため両端部での光結合効率が異なる場合の輝度ムラの影響について図９及び図１０を用いて説明する。図９の（ａ）は光源モジュール１０の一部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の導光体２１の位置決めピン２４を設けていない側の導光体２１端面とＬＥＤ光源１２との関係を示すグラフである。図１０の（ａ）は光源モジュール１０の一部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の導光体２１の長手方向の中心輝度低下率と、ＬＥＤ光源１２および導光体２１間の距離との関係を示すグラフである。

図９の（ａ）のように、貫通孔２３と位置決めピン２４に近いＬＥＤ光源１２（図中右側）と、導光体２１の端面との距離Ｄ１を１．５ｍｍに固定し、他方のＬＥＤ光源１２と導光体２１の他方の端面との距離Ｄ２を、１．５ｍｍから７ｍｍまで可動させた。なお、導光体２１の長手方向の長さは１０５０ｍｍ、短手方向の長さは９５ｍｍであり、ＬＥＤ光源１２は、導光体２１の両端部（両側の短辺端部）に配置されている。また、貫通孔２３を導光体２１の長手方向に延長した位置にＬＥＤ光源１２が存在しない。言い換えれば、ＬＥＤ光源１２は、貫通孔２３を導光体２１の長手方向に延長した延長線上で分割されている。また、出射面（光取出し面）２１ｄから光線を出射するための光路変換構造は、拡散材をシルクスクリーン印刷して形成し、導光体２１の長手方向に対して左右対称に設けられている。このような条件下における、導光体２１の中央領域５０での輝度低下率を二次元輝度計（ＣＡ−２０００：コニカミノルタ製）で測定した。図９の（ｂ）は、その測定結果を示すグラフであり、距離Ｄ２と導光体２１の中央領域５０における中心輝度低下率（％）を示すグラフである。

図９の（ｂ）のように、距離Ｄ２が可動する側のＬＥＤ光源１２と導光体２１の端面との距離Ｄ２を１．５ｍｍとしたときを基準とすると、中央領域５０での輝度は距離に比例して低下し、距離Ｄ２が２倍（３ｍｍ）になると、輝度低下率は約３％、距離Ｄ２が４倍（６ｍｍ）になると輝度低下率は約８％となる。

一方、図１０の（ａ）に示すように、前述の図９の（ａ）の条件下における、導光体２１の長手方向５１の輝度分布を測定した。図１０の（ｂ）は、その測定結果を示すグラフであり、導光体２１の長手方向の中心を「０ｍｍ」とした場合における導光体２１の左右の相対輝度を示すグラフである。なお、図１０の（ｂ）では、ＬＥＤ光源１２と導光体２１の端面との距離Ｄ２が１．５ｍｍであるときの中心輝度を１００％として規格化している。

図１０の（ｂ）のように、距離Ｄ２が２倍（３ｍｍ）になると、導光体２１の長手方向に対して左右対称に光路変換構造を設けて輝度分布を均一にしているものの、その輝度分布の左右対称性が崩れ始める。さらに距離Ｄ２が離れるに従い、輝度分布の左右非対称性が大きく崩れることがわかる。

すなわち、ＬＥＤ光源１２と導光体２１の端面との距離Ｄ２に応じた輝度低下率分だけ、光路変換構造の密度を高くすることで、出射面（光取出し面）２１ｄでの輝度分布を出射面（光取出し面）２１ｄ上で左右対称にすることができる。例えば、光路変換構造が、拡散材のシルクスクリーン印刷やインクジェット印刷、レーザー加工、成形によるプリズム等による光取出しパターンであれば、細かな輝度分布の調節が可能である。

また、ＬＥＤ光源１２と導光体２１の端面との距離Ｄ２に応じた輝度低下率分だけ、ＬＥＤ光源１２からの光束を増やせば、導光体２１に結合する光束を左右等しくすることが可能である。従って、光路変換構造が導光体２１の長手方向に対して左右対称であっても、出射面（光取出し面）２１ｄでの輝度分布を左右対称に維持することができる。

なお、本発明は、以下のように表現することも可能である。
〔１〕光源と、光源の光線を短辺端部から入射し、光取出し面から光線を出射する光路変換構造を有する導光体とからなり、光源と導光体とを複数個備えて筐体に収容した光源モジュールであって、筐体と導光体の一方の短辺端部近傍に、導光体と光源との位置決めを行い、かつ、導光体を短手方向と長手方向に拘束するための位置決め構造を設け、他方の短辺端部付近には導光体の短手方向にのみ拘束されていることを特徴する光源モジュール。
〔２〕導光体の短辺端部近傍に設けた貫通孔と、筐体に設けた突起部が嵌合する位置決め構造を有することを特徴とする〔１〕に記載の光源モジュール。
〔３〕筐体に設けた突起部は、光源の周囲に設けたリフレクタに形成された貫通孔と嵌合し、光源と導光体との位置決めを行う〔２〕に記載の光源モジュール。
〔４〕前記光源が、前記導光体の貫通孔の導光体長手方向の延長線上で分割されていることを特徴とすることを特徴とする〔２〕に記載の光源モジュール。
〔５〕光源を搭載した基板が、前記導光体の貫通孔の長手方向の延長線上で筐体の一部に固定されていることを特徴とする〔４〕に記載の光源モジュール。
〔６〕導光体の両方の短辺端部から光源の光線を入射することを特徴とする〔１〕〜〔５〕のいずれか１つに記載の光源モジュール。
〔７〕前記導光体において、位置決め構造を有する一方の短辺端部端面から、その近傍の光源までの距離より、他方の短辺端部端面から他方の光源までの距離が長いことを特徴とする〔６〕に記載の光源モジュール。
〔８〕前記導光体を長手方向に対して２等分したとき、短辺端部端面から光源までの距離が長い方では、もう一方よりも前記光路変換構造の密度が高いことを特徴とする〔７〕に記載の光源モジュール。
〔９〕短辺端部端面から光源までの距離が長い方の光源からの光束を、もう一方の光源からの光束よりも多くすることを特徴とする〔７〕に記載の光源モジュール。
〔１０〕〔１〕〜〔９〕のいずれか１つに記載の光源モジュールを備えていることを特徴とする電子機器。

また、本発明の光源モジュールは、導光板と、上記導光板に光を入射させる光源を有する光源部とを備えた光源モジュールにおいて、上記導光板は、上記光源の光線を、長手方向の少なくとも一方の端面から入射し、光取出し面から出射する光路変換構造を有し、上記導光板に、上記光源と導光板とを位置決めする位置決め部が形成されており、上記導光板の長手方向における一方の端部に、上記導光板を短手方向にのみ拘束する拘束部を備えることを特徴としているともいえる。

また、本発明の光源モジュールは、光源と、光導入縁近傍に位置決めするための位置決め孔（貫通孔）を有する導光体とを備え、該導光体は該位置決め孔と位置決め部材とにより少なくとも光導入方向に対して平行方向に位置決めされ、かつ、位置決め孔から光導入縁への垂線上で光源が分割されていることを特徴としているともいえる。

本発明の光源モジュールでは、温度変化や吸湿による導光体の膨張を許容するため、光源から導光体の光導入縁に、クリアランスを設ける必要がある。このとき、導光体が位置決めされていなければガタツキが生じ、輝度分布や光結合効率が変化して光源モジュールの光学特性にバラつきが生じる。このため、光源と導光体とを位置決めするために、導光体をピン支持する必要がある。しかし、位置決め孔及びピンで光吸収・散乱が生じ、光利用効率の低下や位置決め構造（位置決め孔およびピン）周辺で輝度ムラが発生する。

そこで、上記の構成によれば、導光体の端部（例えば、一端から数ｍｍの位置）に位置決め孔を設け、位置決めピンにより導光体を固定する。これにより、光源から導光体の光導入縁までの距離を一定に保ち、光源モジュールの光学特性バラつきを抑制することができる。さらに、光源を分割し、位置決め用孔及びピンの背後に光源が設けられていない。これにより、位置決め用孔およびピンによって、光源からの光線が散乱されるのを抑制することができる。従って、光利用効率の低下を防ぐことができる。

このように、キリ孔の位置決め孔と、位置決め孔に嵌合されるピンとからなる位置決め構造を設け、光源を分割することによって、ピンによる輝度ムラを生じることなく、導光体の位置決めが可能である。それゆえ、位置決め構造が輝度分布に与える影響を最小限にすることができる。

なお、位置決め孔の直径が小さければ小さいほど、導光体の中心輝度低下率は小さい。しかし、位置決めピンの強度も確保する必要があるため、位置決め孔の直径は２ｍｍを採用している。シミュレーションでは直径は２ｍｍの場合、中心輝度低下率が２％以下であり、輝度分布に大きな影響を与えるレベルではない。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

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型導光板を備えた光源モジュール、及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及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）
２ シャーシ（筺体）
９ ガイド（拘束部）
１０ 光源モジュール
１２ ＬＥＤ光源（光源）
１２ａ ＬＥＤ（光源）
２０ 導光板
２１ 導光体
２１ａ 端面
２１ｄ 出射面（光取出し面）
２３ 貫通孔（位置決め部）
２４ 位置決めピン（突起部）

Claims (6)

1. 光源を有する光源部と、上記光源からの光線を端面から入射して導光する導光板とを備えた光源モジュールにおいて、
   上記導光板に、上記光源と導光板とを位置決めする位置決め部が形成されており、
   上記導光板を短手方向にのみ拘束する拘束部を備えることを特徴とする光源モジュール。
2. 上記位置決め部は、上記導光板の長手方向における一方の端部に形成さ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. 上記拘束部は、上記導光板の長手方向における他方の端部に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光源モジュール。
4. 上記導光板および光源を収容する筺体を備え、
   上記筺体に、上記導光板の位置決め部および光源部のいずれにも嵌合する突起部が設けられてい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. 上記光源は、上記導光板に形成された位置決め部を導光板の長手方向に延長した延長線上を避けて設けられ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ていることを特徴とする電子機器。
   

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