JP2012022894A - 光源モジュール及びそれを備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】光源と導光体の光入射面との間が所定の距離よりも離れても、光源からの光を導光体の光入射面に充分に入射させることができ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】光源モジュール１０は、出射面２１ｄ及び入射面２１ａを有する導光体２１とＬＥＤ１２とを備える。ＬＥＤ１２は、導光体２１における出射面２１ｄの延長面と該出射面２１ｄに対向する対向面２１ｅの延長面との間隔内に設けられる。導光体２１の入射面２１ａは、出射面２１ｄから対向面２１ｅに向かって傾斜して垂下している。出射面２１ｄの延長面及び対向面２１ｅの延長面の少なくとも一方には、ＬＥＤ１２から出射された光を全反射して入射面２１ａに導く正反射部材３０が、ＬＥＤ１２と導光体２１との間の空間を覆うように設けられている。
【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及び特許文献２には、図１１に示すように、一列に配列された複数の導光体１０１…からなる導光板と、導光体１０１毎に設けられ、かつ導光体１０１の端面に対して光を照射する光源１０２・１０２を有しているバックライトユニット１００が開示されている。該バックライトユニット１００においては、導光体１０１の表裏面に沿うようにして反射シート１０３・１０３が設けられており、導光体１０１の光入射面近傍における導光体表裏面から漏洩する光を反射できるものとなっている。

尚、導光体１０１の端部に設けられた低屈折率部材１０４・１０４は、光源１０２・１０２からの光を平行光にするものである。

特開２００３−２７０６３４号公報（２００３年９月２５日公開） 特開２００９−０７０８２６号公報（２００９年４月２日公開） 特開２００９−１１０８３６号公報（２００９年５月２１日公開）

しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に記載のバックライトユニット１００の構造では、光源１０２・１０２の大きさが導光体１０１の厚さに比べて大きいので、光源１０２・１０２を取り囲むように遮光部材（リフレクタ）を設けることができない。それゆえ、光源１０２・１０２の周囲には光源１０２・１０２を固定する筐体である樹脂部材や反射シート１０３・１０３がむき出しの状態で存在しているので、導光体１０１への入射効率に劣るという問題を有している。

また、反射シート１０３・１０３は、光を拡散反射する部材であり、導光体１０１の端面方向に向かって光を反射するだけでなく、あらゆる方向に向かって光を反射してしまう。したがって、上記特許文献１及び特許文献２に記載のバックライトユニット１００の構造では、光源１０２・１０２から出射された光は、筐体である樹脂部材や反射シート１０３・１０３によっては光が所望の方向に反射されないため、導光体１０１の端面に充分に入射されないことになり、充分な入射光結合効率を確保することができないという問題点を有している。

さらに、照明装置や液晶表示装置等の電子機器の製造時においては、一般に、光源と導光体の端面との位置関係がずれた状態（位置ずれ）になる不都合を確実に回避することはできない。このため、上記特許文献１及び特許文献２に記載のバックライトユニット１００の構造において、光源１０２・１０２と導光体１０１の端面との位置関係がずれた状態で製造されると、つまり、光源１０２・１０２と導光体１０１との間が所定の距離よりも離れる（公差が大きくなる）と、光源１０２・１０２からの光を導光体１０１の端面に充分に入射させることができない。この結果、入射光結合効率を良好な状態に維持することができない。すなわち、光源１０２・１０２と導光体１０１の端面とが所望の位置関係から変動すると、入射光結合効率が大きく変動するという問題点を有している。

一方、上述した光源と導光体の端面との結合部近傍での入射光結合効率を高めるものとして、例えば、特許文献３には、図１２に示すように、光源２０１と、全体視が略平板状であり基端面２０２ａ側から入射した光を裏面２０２ｂ及び遠端面２０２ｃで反射して出光面２０２ｄから出射する導光板２０２とからなる面光源２００が開示されている。この面光源２００には、基端面２０２ａの近傍に鏡面構造２０３が設けられていると共に、出光面２０２ｄの基端面側の端縁近傍には集光機能を有する集光構造２０４が設けられている。そして、上記導光板２０２の出光面２０２ｄと基端面２０２ａとのなす角度が鋭角であり、光源２０１は基端面２０２ａの上方に配置されている。

これによって、液晶表示装置等に用いる面光源２００において、装置を小型化しても漏れ光や、局部的に明るい部分が生じず、画面の明るさが不均一にならない面光源２００を提供するとしている。

しかしながら、特許文献３においては、光源２０１を基端面２０２ａの上方に配置しているので、液晶表示装置の薄型化においては不十分である。また、光源２０１と導光板２０２との間に遮蔽部材や反射シートが設けられていないので、光源２０１と導光板２０２との入射光結合効率において不十分である。

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、光源と導光体の光入射面との間が所定の距離よりも離れても、光源からの光を導光体の光入射面に充分に入射させることができ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、上記課題を解決するために、光出射面と少なくとも１つの光入射面とを有する導光体と、上記導光体の光入射面に光を入射させる光源とを備えた光源モジュールにおいて、上記光源は、上記導光体における光出射面の延長面と該光出射面に対向する対向面の延長面との間隔内に設けられ、上記導光体の光入射面は、上記光出射面から対向面に向かって傾斜して垂下していると共に、上記導光体における光出射面の延長面、及び該光出射面に対向する対向面の延長面の少なくとも一方には、上記光源から出射された光を全反射して光入射面に導く正反射部材が、上記光源と導光体との間の空間を覆うように設けられていることを特徴としている。

上記の発明によれば、光源は、導光体における光出射面の延長面と該光出射面に対向する対向面の延長面との間隔内に設けられている。このため、光源から出射された光が導光体の上下の少なくとも一方で漏れることなく、導光体の光入射面に入射される。また、導光体における光出射面の延長面、及び該光出射面に対向する対向面の延長面に正反射部材を設ける場合に、平面板にて容易に設けることが可能となる。

さらに、本発明では、導光体の光入射面は、光出射面から対向面に向かって傾斜して垂下している。したがって、光入射面が垂直である場合に比べて、光源から見た光入射面の面積が見かけ上大きくなっているので、導光体への入射光結合効率を高くすることが可能である。

また、本発明では、上記導光体における光出射面の延長面、及び該光出射面に対向する対向面の延長面の少なくとも一方には、上記光源から出射された光を全反射して光入射面に導く正反射部材が、上記光源と導光体との間の空間を覆うように設けられている。

このため、光源から出射された光のうち、導光体に入射される前に上下方向の少なくとも一方に照射された光は全て正反射部材にて反射され、導光体の光入射面方向に向かう。この結果、光源と導光体の光入射面との位置関係がずれた状態で製造されても、つまり、光源と導光体の光入射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）、光源からの光を導光体の光入射面に充分に入射させることができる。この結果、入射光結合効率を良好な状態に維持することができる。すなわち、入射光結合効率を良好な状態に高めることができるので、光源と導光体の光入射面とが所望の位置関係から変動しても、入射光結合効率が大きく変動することはない。また、導光体からの出射光の強度を向上させることができる。

したがって、光源と導光体の光入射面との間が所定の距離よりも離れても、光源からの光を導光体の光入射面に充分に入射させることができ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では、前記導光体の対向面と光入射面とのなす角度は、鋭角であることが好ましい。

これにより、光源から導光体の光入射面に入射した光は、最初に、導光体の対向面に向かう。この結果、結合部近傍において、光源から導光体の光入射面に入射した光が最初に導光体の光出射面に向かうのを防止することができる。すなわち、光源の近傍における光量の大きい入射光が先に光出射面から出射されてしまうと、導光体の奥方へ向かう光が少なくなり、光出射面での光出射の均一分布が害される。この点、本発明では、これを防止することができる。

また、本発明の光源モジュールでは、前記導光体における光出射面の延長面に、前記正反射部材が設けられているとすることが可能である。

これにより、光源から出射された光のうち、導光体に入射される前に光出射面の延長面に照射された光は全て正反射部材にて反射され、導光体の光入射面方向に向かう。この結果、光源と導光体の光入射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）、光源からの光を導光体の光入射面に充分に入射させることができる。

また、本発明では、導光体の光入射面に入射した光は、そのまま、導光体の光出射面に対向する対向面に向かう。この結果、光源の近傍における光量の大きい入射光が先に光出射面から出射されて、導光体の奥方へ向かう光が少なくなり、光出射面での光出射の均一分布が害されるのを防止することができる。

また、本発明の光源モジュールでは、前記導光体における光出射面の延長面、及び該光出射面に対向する対向面の延長面の両方に、前記正反射部材が設けられていることが好ましい。

これにより、光源から出射された光のうち、導光体に入射される前に光出射面の延長面及び対向面の延長面に照射された光は全て正反射部材にて反射され、導光体の光入射面方向に向かう。この結果、さらに、光源と導光体の光入射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）、光源からの光を導光体の光入射面に充分に入射させることができる。

本発明の電子機器は、上記課題を解決するために、上記記載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、光源と導光体の光入射面との間が所定の距離よりも離れても、光源からの光を導光体の光入射面に充分に入射させることができ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、光源は、導光体における光出射面の延長面と該光出射面に対向する対向面の延長面との間隔内に設けられ、上記導光体の光入射面は、上記光出射面から対向面に向かって傾斜して垂下していると共に、上記導光体における光出射面の延長面、及び該光出射面に対向する対向面の延長面の少なくとも一方には、上記光源から出射された光を全反射して光入射面に導く正反射部材が、上記光源と導光体との間の空間を覆うように設けられているものである。

本発明の電子機器は、以上のように、上記記載の光源モジュールを備えているものである。

それゆえ、光源と導光体の光入射面との間が所定の距離よりも離れても、光源からの光を導光体の光入射面に充分に入射させることができ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という効果を奏する。

（ａ），（ｂ）共に、本発明における光源モジュールの実施の一形態を示すものであって、光源モジュールの要部の構成を示す断面図である。 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及び導光体の構成を示す平面図である。 （ａ）は上記光源モジュールに設けられた正反射部材が備えている特性を説明するものであり、拡散反射部材に対して可視光を角度４５°で入射したときの反射光の状態を示す正面図であり、（ｂ）は正反射部材に対して可視光を角度４５°で入射したときの反射光の状態を示す正面図である。 上記正反射部材を設けることによって奏する効果を説明するものであり、距離ｄと出射光の輝度値との関係を示すグラフである。 上記光源モジュールにおける導光体の入射面の傾斜角度と相対強度との関係を、ＬＥＤの配向特性が狭い場合と広い場合との比較において示すグラフである。 （ａ），（ｂ）共に、本発明における光源モジュールの他の実施の形態を示すものであって、光源モジュールの要部の構成を示す断面図である。 本発明における光源モジュールの他の実施の形態を示すものであって、光源モジュールの要部の構成を示す断面図である。 反射シート及び遮光部材が正反射部材としての機能を備えることによって奏する効果を説明するものであり、距離ｄと入射光結合効率との関係を示すグラフである。 従来の光源モジュールの構成を示す断面図である。 従来の他の光源モジュールの構成を示す断面図である。

〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について、図１〜図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。

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、及びベゼル４にて構成されている。光源モジュール１０は、同順に、反射シート１１、光源としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）１２及びＬＥＤ基板１３、遮光部材１４、導光板２０、拡散板１５、並びに光学シート群１６にて構成されている。尚、光学シート群１６は、必要に応じて設ければよく、本発明においては存在しなくてもよい。また、遮光部材１４は、導光板２０の長手方向（図２ではＸ軸方向）の側面部にも設けられている（図１（ｂ）を参照）。

上記ＬＥＤ１２及びＬＥＤ基板１３、並びに遮光部材１４は、図３に示すように、導光板２０における導光体２１の端部に設けられており、これによって、ＬＥＤ１２からの光を導光板２０の導光体２１における一方の端面に形成された光入射面としての入射面２１ａに入射し、導光体２１の光出射面としての出射面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。

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、或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。

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が複数の導光体２１…にて分割された構成となっており、これら複数の導光体２１…は長手方向に対して並列に、それぞれ１〜２ｍｍ程度の隙間２２を有して配設されている。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入射面２１ａから光を入射させるようになっている。尚、必ずしも一方の入射面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、一方の端面における入射面２１ａ及び他方の端面における入射面２１ａの両方から光を入射させてもよい。すなわち、本発明では、少なくとも一方の入射面２１ａから光を入射させれば足りるようになっている。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、本実施の形態の光源モジュール１０は、ＬＥＤ１２が、導光体２１における出射面２１ｄの延長面と該出射面２１ｄに対向する対向面２１ｅの延長面との間隔内に設けられている。そして、ＬＥＤ１２と導光体２１との結合部分には、フィルム状の正反射部材３０が設けられている。上記正反射部材３０は、上記結合部分における導光体２１から光が出射される側（図１（ａ），（ｂ）では上側、図２では液晶パネル側）に設けられていてもよく、上記結合部分における導光体２１から光が出射される側の反対側（図１では下側、図２ではシャーシ側）に設けられていてもよく、図１（ａ），（ｂ）に示すように両側に設けられていてもよい。より具体的には、上記結合部分における導光体２１の出射面２１ｄの延長面に正反射部材３０が設けられている場合には、当該正反射部材３０は遮光部材１４の表面に貼着されている。導光体２１の出射面２１ｄの反対側に正反射部材３０が設けられている場合には、当該正反射部材３０は反射シート１１の表面に貼着されている。尚、正反射部材３０は、ＬＥＤ１２と導光体２１との結合部分以外の箇所に延設されていても構わない。

本実施の形態における正反射部材３０とは、光を主として正反射する反射特性（いわゆる鏡面としての機能）を有する部材を指し、より詳細には、可視光の反射率が９５％以上であり、反射成分が略正反射となる（実質的に正反射だけを行う）部材を指す。これに対して、拡散反射部材とは、光を拡散反射する反射特性を有する部材を指し、より詳細には、可視光の反射率が９５％以上であり、反射成分が略拡散反射となる（実質的に拡散反射だけを行う）部材を指す。上記正反射部材及び拡散反射部材に対して可視光（入射光）を角度（入射角）４５°で入射したときにおける反射光の状態、すなわち、拡散反射部材及び正反射部材３０の反射特性を、図５（ａ），（ｂ）に示す。図５（ａ），（ｂ）から明らかなように、正反射部材３０においては、角度（反射角）４５°に正反射成分（図ではアミ掛けで表す）が集中しており、反射成分が略正反射となっているのに対して、拡散反射部材においては、角度０°（拡散反射部材の表面に対して垂直方向）を中心として広角度に拡散成分（図ではアミ掛けで表す）が認められ、反射成分が略拡散反射となっていることが判る。すなわち、正反射部材３０は、可視光の反射率が９５％以上であり、反射成分が略正反射となる（実質的に正反射だけを行う）特性を備えていることが判る。

上記正反射部材３０の材質は、上述した特性を備えている限り、特に限定されるものではない。また、正反射部材３０の大きさは、光源モジュール１０の大きさに応じて適宜設定すればよい。さらに、正反射部材３０の厚さは、上記特性を損なわない限り、より薄い方が好ましく、例えば０．１ｍｍ以下のフィルム状にすることができる。

ＬＥＤ１２と導光体２１との結合部分に正反射部材３０を設けることによって奏する効果について、図６を参照しながら以下に説明する。図６は、図１（ａ），（ｂ）に示した光源モジュール１０における、光源であるＬＥＤ１２の頂部から導光板２０の入射面２１ａまでの距離ｄと出射光の輝度値との関係を実測して示すグラフである。尚、図６は入射面２１ａが出射面２１ｄから垂直に垂下している場合についての実測値である。

上記輝度値とは、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り、具体的には、光源から出射される光の単位面積当たりの光度を示し、単位はｃｄ／ｍ^２ である。輝度値は、輝度計を用いて測定することができる。図６に示す輝度値は、コニカミノルタ製の２次元輝度計「ＣＡ−２０００」を用いて測定している。本実施の形態における輝度値は、導光板２０の端面（入射面）から２００ｍｍ離れた出射面２１ｄから出射された光（出射光）の垂直輝度値を、導光板２０の真上（発光面に対して垂直方向）から上記２次元輝度計を用いて測定した値である。

ＬＥＤ１２と導光体２１との結合部分に正反射部材３０を設けない場合（従来技術、グラフでは菱形で表す）には、距離ｄが大きくなるに伴って、出射光の輝度値は著しく低下する。これに対して、上記結合部分における導光体２１の対向面２１ｅの延長面（グラフでは「下」と記載）に正反射部材３０を設けた場合（グラフでは三角で表す）には、ＬＥＤ１２から出射された光を導光体２１の端面方向に向かって反射することができる。このため、距離ｄが大きくなるに伴って低下する出射光の輝度値の割合を小さくすることができる。また、上記結合部分における導光体２１の出射面２１ｄの延長面（グラフでは「上」と記載）に正反射部材３０を設けた場合（グラフでは四角で表す）には、距離ｄが大きくなるに伴って低下する出射光の輝度値の割合をさらに小さくすることができる。そして、上記結合部分における両側に正反射部材３０を設けた場合（グラフではバツで表す）には、距離ｄが大きくなるに伴って低下する出射光の輝度値の割合を最も小さくすることができる。

より具体的には、結合部分に正反射部材３０を設けない場合には、距離ｄが０．５ｍｍから２．０ｍｍに広がると、出射光の輝度値、すなわち、入射光結合効率は０．７９倍に著しく減少する（２１％も減少する）。つまり、入射光結合効率は大きく変動する。これに対して、上記結合部分における両側に正反射部材３０を設けた場合には、距離ｄが０．５ｍｍから２．０ｍｍに広がっても、出射光の輝度値、すなわち、入射光結合効率の減少は０．９３倍に留まる（７％の減少に留まる）。つまり、入射光結合効率は大きく変動しない。したがって、導光板２０が基準の位置にある場合である距離ｄが０．５ｍｍのときには、上記結合部分における両側に正反射部材３０を設けることにより、正反射部材３０を設けない場合と比較して、出射光の輝度値、すなわち、入射光結合効率が１．１４倍に増加している（１４％も増加する）ことが判る。また、距離ｄが２．０ｍｍのときには、上記結合部分における両側に正反射部材３０を設けることにより、結合部分に正反射部材３０を設けない場合と比較して、出射光の輝度値、すなわち、入射光結合効率が１．３４倍に大きく増加している（３４％も増加する）ことが判る。それゆえ、距離ｄが大きくなるに伴って、入射光結合効率の向上がより顕著に認められ、正反射部材３０を設ける効果がより大きくなることが判る。つまり、入射光結合効率は大きく変動しないので、光源モジュール１０の光学特性のばらつきを抑制することができる。

尚、導光体２１から光が出射される側に正反射部材３０を設けた場合に、導光体２１から光が出射される側の反対側に正反射部材３０を設けた場合と比較して、上記輝度値の低下の割合がより小さくなるのは、正反射部材３０が設けられていない側が反射シート１１であるか遮光部材１４であるかの違いによる。

一方、本実施の形態では、図１（ａ）に示すように、導光体２１の入射面２１ａは、出射面２１ｄから対向面２１ｅに向かって傾斜して垂下している。そして、導光体２１の対向面２１ｅと入射面２１ａとのなす角度θは、鋭角になっている。

上記構成の作用効果について、以下に説明する。

まず、表１に、導光体２１の長さを１３００ｍｍとし、ＬＥＤ１２の発光光束を１００ｌｍとした場合において、導光体２１の対向面２１ｅと出射面２１ｄとのなす角度θを変化させたときの光量変化の結果を示す。具体的には、表１は、角度θと、ＬＥＤ１２からの出射光量に対する入射面２１ａからの入射光Ａにおける入射光量の割合（表１において、「結合成分Ａ」と表示）、ＬＥＤ１２からの出射光量に対する出射面２１ｄからの出射光Ｂにおける出射光量の割合（表１において、「出射成分Ｂ」と表示）、ＬＥＤ１２からの出射光量に対する反対側端面からの対面抜け光Ｃにおける出射光量の割合（表１において、「対面抜け光成分Ｃ」と表示）との関係を示している。尚、ＬＥＤ１２は、配向特性が狭いものを用いた。また、導光体２１の厚みは、５ｍｍのものを使用した。

その結果、表１に示すように、導光体２１の対向面２１ｅと入射面２１ａとのなす角度θが９０°（つまり、従来技術である垂直）の場合には、結合成分Ａが８５．４％、出射成分Ｂが６７．７％、対面抜け光成分Ｃが１０．９％であった。

これに対して、導光体２１の対向面２１ｅと入射面２１ａとのなす角度θを７５°の鋭角にした場合には、結合成分Ａが８６．１％、出射成分Ｂが６７．９％、対面抜け光成分Ｃが１０．４％であり、結合成分Ａ及び出射成分Ｂに若干の増加がみられ、対面抜け光成分Ｃに若干の減少がみられた。

さらに、導光体２１の対向面２１ｅと入射面２１ａとのなす角度θを６０°，５５°，５０°，４５°の鋭角にした場合には、結合成分Ａにおいて、８８．６％，８９．６％，９０．４％，９１．４％と順次増加することが判った。また、これに伴い、角度θを同様に６０°，５５°，５０°，４５°の鋭角にした場合には、出射成分Ｂにおいて、６９．０％，７１．６％，７３．９％，７４．９％と順次増加し、対面抜け光成分Ｃは８．６％，６．０％，３．４％，２．４％と順次減少することが判った。

すなわち、ＬＥＤ１２の配光特性が狭い場合、入射面２１ａが出射面２１ｄに対して直角に垂下している場合には、導光体２１の長さが１．３ｍ（６０インチ対応品）の場合においてもＬＥＤ１２の光束１００ｌｍに対して１１ｌｍの光束が入射面２１ａの対面から抜け出てしまうことになる。

これに対して、本実施の形態のように、対向面２１ｅと入射面２１ａとのなす角度θを例えば４５°の鋭角にすると、対面抜け光Ｃの光束は２．４ｌｍまで抑えることが可能になる。

この理由は、入射面２１ａの傾きによりＬＥＤ１２からの垂直光が曲がって導光体２１に入射され、導光体２１内での反射回数が多くなるためと考えられる。

また、入射光結合効率（導光体２１内での有効導光成分）としては、上記角度θが鋭角になっている程、高い。この理由は、ＬＥＤ１２から見た入射面２１ａの面積が見かけ上大きくなっているためであると考えられる。

次に、導光体２１の長さの違いについての検討を行い、表２の結果を得た。ここで、表２は、ＬＥＤ１２の配向特性が狭い場合において、導光体２１の長さを１０００ｍｍとし、ＬＥＤ１２の発光光束を１００ｌｍとした場合において、導光体２１の対向面２１ｅと入射面２１ａとのなす角度θを変化させたときの光量変化の結果を示すものである。具体的には、表２は、角度θと、ＬＥＤ１２からの出射光量に対する入射面２１ａからの入射光Ａにおける入射光量の割合（表２において、「結合成分Ａ」と表示）、ＬＥＤ１２からの出射光量に対する出射面２１ｄからの出射光Ｂにおける出射光量の割合（表２において、「出射成分Ｂ」と表示）、ＬＥＤ１２からの出射光量に対する反対側端面からの対面抜け光Ｃにおける出射光量の割合（表２において、「対面抜け光成分Ｃ」と表示）との関係を示している。

その結果、表２に示すように、導光体２１の対向面２１ｅと入射面２１ａとのなす角度θが９０°（つまり、従来技術である垂直）の場合には、結合成分Ａが８５．６％、出射成分Ｂが６４．３％、対面抜け光成分Ｃが１４．９％であった。

これに対して、導光体２１の対向面２１ｅと入射面２１ａとのなす角度θを７５°の鋭角にした場合には、結合成分Ａが８６．５％、出射成分Ｂが６４．１％、対面抜け光成分Ｃが１４．７％であり、結合成分Ａに若干の増加がみられ、出射成分Ｂ及び対面抜け光成分Ｃは略同じであった。

また、導光体２１の対向面２１ｅと入射面２１ａとのなす角度θを６０°，５５°，５０°，４５°の鋭角にした場合には、結合成分Ａにおいて、８９．３％，８９．７％，９０．６％，９１．３％と順次増加することが判った。また、これに伴い、角度θを同様に６０°，５５°，５０°，４５°の鋭角にした場合には、出射成分Ｂにおいて、６６．４％，６８．８％，７１．９％，７３．３％と順次増加し、対面抜け光成分Ｃは１１．７％，９．０％，５．７％，４．２％と順次減少することが判った。

すなわち、導光体２１の長さが１０００ｍｍの場合には、導光体２１の長さが短くなる分、対面の抜け光は表１に示す導光体２１の長さが１３００ｍｍの場合に比較して大きくなることが判る。結合成分Ａの大きさは，導光体２１の長さが１３００ｍｍと同様である。尚、出射成分Ｂについては、出射面２１ｄの拡散パターンに依存するためパターン次第で向上させることは可能である。

次に、ＬＥＤ１２の配向特性が狭いものと広いものとの違いについての検討を行い、表３の結果を得た。ここで、表３は、ＬＥＤ１２の配向特性が広い場合において、導光体２１の長さを１０００ｍｍとし、ＬＥＤ１２の発光光束を１００ｌｍとした場合に、導光体２１の対向面２１ｅと入射面２１ａとのなす角度θを変化させたときの光量変化の結果を示すものである。具体的には、表３は、角度θと、ＬＥＤ１２からの出射光量に対する入射面２１ａからの入射光Ａにおける入射光量の割合（表３において、「結合成分Ａ」と表示）、ＬＥＤ１２からの出射光量に対する出射面２１ｄからの出射光Ｂにおける出射光量の割合（表３において、「出射成分Ｂ」と表示）、ＬＥＤ１２からの出射光量に対する反対側端面からの対面抜け光Ｃにおける出射光量の割合（表３において、「対面抜け光成分Ｃ」と表示）との関係を示している。

その結果、表３に示すように、導光体２１の対向面２１ｅと入射面２１ａとのなす角度θが９０°（つまり、従来技術である垂直）の場合には、結合成分Ａが７８．０％、出射成分Ｂが６１．３％、対面抜け光成分Ｃが１０．０％であった。

これに対して、導光体２１の対向面２１ｅと入射面２１ａとのなす角度θを７５°の鋭角にした場合には、結合成分Ａが７９．５％、出射成分Ｂが６１．４％、対面抜け光成分Ｃが９．９％であり、結合成分Ａに若干の増加がみられ、出射成分Ｂ及び対面抜け光成分Ｃは略同じであった。

また、導光体２１の対向面２１ｅと入射面２１ａとのなす角度θを６０°，４５°の鋭角にした場合には、結合成分Ａは８４．３％，８７．３％と順次増加することが判った。また、これに伴い、角度θを同様に６０°，４５°の鋭角にした場合には、出射成分Ｂは６２．７％，６７．９％と順次増加し、対面抜け光成分Ｃは８．２％，３．６％と順次減少することが判った。

その結果、ＬＥＤ１２の配光特性が広い場合においても入射合効率の向上は見込めることが判った。また、出射光Ｂについては、ＬＥＤ１２の出射光の角度範囲が広いために、導光体２１内の反射回数は多くなるため、角度θを鋭角にした効果は小さくなると考えられる。

尚、表２及び表３にて得られた結果を図示すると、図７を得る。図７においては、導光体２１の対向面２１ｅと入射面２１ａとのなす角度θが６０度以下になっていることが、入射光結合効率の観点から好ましいことが判る。

このように、本実施の形態の光源モジュール１０は、出射面２１ｄと少なくとも１つの入射面２１ａとを有する導光体２１と、導光体２１の入射面２１ａに光を入射させるＬＥＤ１２とを備えている。ＬＥＤ１２は、導光体２１における出射面２１ｄの延長面と該出射面２１ｄに対向する対向面２１ｅの延長面との間隔内に設けられ、導光体２１の入射面２１ａは、出射面２１ｄから対向面２１ｅに向かって傾斜して垂下している。導光体２１における出射面２１ｄの延長面、及び該出射面２１ｄに対向する対向面２１ｅの延長面の少なくとも一方には、ＬＥＤ１２から出射された光を全反射して入射面２１ａに導く正反射部材３０が、ＬＥＤ１２と導光体２１との間の空間を覆うように設けられている。

上記の構成によれば、ＬＥＤ１２は、導光体２１における出射面２１ｄの延長面と対向面２１ｅの延長面との間隔内に設けられている。このため、ＬＥＤ１２から出射された光が導光体２１の上下の少なくとも一方で漏れることなく、導光体２１の入射面２１ａに入射される。また、導光体２１における出射面２１ｄの延長面、及び対向面２１ｅの延長面に正反射部材３０を設ける場合に、平面板にて容易に設けることが可能となる。

さらに、本実施の形態では、導光体２１の入射面２１ａは、出射面２１ｄから対向面２１ｅに向かって傾斜して垂下している。したがって、入射面２１ａが垂直である場合に比べて、ＬＥＤ１２から見た入射面２１ａの面積が見かけ上大きくなっているので、導光体２１への入射光結合効率を高くすることが可能である。或いは、同じ入射光結合効率を得るために、導光体２１の厚さを薄くすることが可能である。

また、本実施の形態では、導光体２１における出射面２１ｄの延長面、及び対向面２１ｅの延長面の少なくとも一方には、ＬＥＤ１２から出射された光を全反射して入射面２１ａに導く正反射部材３０が、ＬＥＤ１２と導光体２１との間の空間を覆うように設けられている。

このため、ＬＥＤ１２から出射された光のうち、導光体２１に入射される前に上下方向の少なくとも一方に照射された光は全て正反射部材３０にて反射され、導光体２１の光入射面方向に向かう。この結果、ＬＥＤ１２と導光体２１の入射面２１ａとの位置関係がずれた状態で製造されても、つまり、ＬＥＤ１２と導光体２１の入射面２１ａ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の入射面２１ａに充分に入射させることができる。この結果、入射光結合効率を良好な状態に維持することができる。すなわち、入射光結合効率を良好な状態に高めることができるので、ＬＥＤ１２と導光体２１の入射面２１ａとが所望の位置関係から変動しても、入射光結合効率が大きく変動することはない。また、導光体２１からの出射光の強度を向上させることができる。

したがって、ＬＥＤ１２と導光体２１の入射面２１ａとの間が所定の距離よりも離れても、ＬＥＤ１２からの光を導光体２１の入射面２１ａに充分に入射させることができる光源モジュール１０を提供することができる。

また、本実施の形態の光源モジュール１０では、導光体２１の対向面２１ｅと入射面２１ａとのなす角度θは、鋭角である。これにより、ＬＥＤ１２から導光体２１の入射面２１ａに入射した光は、最初に、導光体２１の対向面２１ｅに向かう。この結果、結合部近傍において、ＬＥＤ１２から導光体２１の入射面２１ａに入射した光が最初に導光体２１の出射面２１ｄに向かうのを防止することができる。すなわち、ＬＥＤ１２の近傍における光量の大きい入射光が先に出射面２１ｄから出射されてしまうと、導光体２１の奥方へ向かう光が少なくなり、出射面２１ｄでの光出射の均一分布が害される。この点、本実施の形態では、これを防止することができる。

また、本実施の形態の光源モジュール１０では、導光体２１における出射面２１ｄの延長面に、正反射部材３０が設けられているとすることが可能である。これにより、ＬＥＤ１２から出射された光のうち、導光体２１に入射される前に出射面２１ｄの延長面に照射された光は全て正反射部材３０にて反射され、導光体２１の入射面２１ａ方向に向かう。この結果、ＬＥＤ１２と導光体２１の入射面２１ａ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の入射面２１ａに充分に入射させることができる。

また、本実施の形態では、導光体２１の入射面２１ａに入射した光は、そのまま、導光体２１の出射面２１ｄに対向する対向面２１ｅに向かう。この結果、ＬＥＤ１２の近傍における光量の大きい入射光が先に出射面２１ｄから出射されて、導光体２１の奥方へ向かう光が少なくなり、出射面２１ｄでの光出射の均一分布が害されるのを防止することができる。

また、本実施の形態の光源モジュール１０では、導光体２１における出射面２１ｄの延長面、及び該出射面２１ｄに対向する対向面２１ｅの延長面の両方に、正反射部材３０が設けられていることが好ましい。

これにより、ＬＥＤ１２から出射された光のうち、導光体２１に入射される前に出射面２１ｄの延長面及び対向面２１ｅの延長面に照射された光は全て正反射部材３０・３０にて反射され、導光体２１の入射面２１ａ方向に向かう。この結果、さらに、ＬＥＤ１２と導光体２１の入射面２１ａ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の光入射面に充分に入射させることができる。

また、本実施の形態の液晶表示装置１は、上記記載の光源モジュール１０を備えている。したがって、ＬＥＤ１２と導光体２１の入射面２１ａとの間が所定の距離よりも離れても、ＬＥＤ１２からの光を導光体２１の入射面２１ａに充分に入射させることができる光源モジュール１０を備えた液晶表示装置１を提供することができる。

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について、図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、説明の便宜上、前記実施の形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

正反射部材３０を遮光部材１４の表面、或いは反射シート１１の表面に貼着する代りに、図８（ａ），（ｂ）に示すように、本実施の形態の光源モジュール１０は、ＬＥＤ１２と導光板２０における導光体２１との結合部分におけるアパーチャ（導光板保持部材）３１の表面に、正反射部材３０が設けられた構成となっている。より具体的には、光源モジュール１０の正反射部材３０は、導光体２１を保持するアパーチャ３１におけるＬＥＤ１２に近い箇所の表面、すなわち、アパーチャ３１におけるＬＥＤ１２と導光体２１との結合部分に位置する箇所の表面に貼着されている。

本実施の形態において、正反射部材３０は、アパーチャ３１における導光体２１から光が出射される側に設けられていてもよく、導光体２１から光が出射される側の反対側に設けられていてもよく、両側に設けられていてもよい。さらには、正反射部材３０は、導光体２１を囲むように、アパーチャ３１におけるＬＥＤ１２と導光体２１との結合部分に位置する箇所の表面の全域に貼着されていてもよい。

上記の構成においても、前記実施の形態１と同様に、ＬＥＤ１２と導光体２１の入射面２１ａとの位置関係がずれた状態で製造されても、つまり、ＬＥＤ１２と導光体２１の入射面２１ａ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の入射面２１ａに充分に入射させることができるので、入射光結合効率を良好な状態に維持することができる。すなわち、入射光結合効率を良好な状態に高めることができるので、ＬＥＤ１２と導光体２１の入射面２１ａとが所望の位置関係から変動しても、入射光結合効率が大きく変動することはない。また、導光体２１からの出射光の強度を向上させることができるという種々の効果を奏することができる。つまり、上記種々の効果を奏することができる光源モジュール１０を提供することができる。

また、上記の構成によれば、上記種々の効果を奏することができる例えば液晶表示装置１等の電子機器を提供することができる。

尚、上記実施の形態１及び実施の形態２の光源モジュール１０においては、正反射部材３０を遮光部材１４の表面、反射シート１１の表面、或いはアパーチャ３１の表面に貼着する構成となっている。しかしながら、正反射部材３０を貼着する代りに、遮光部材１４や反射シート１１、アパーチャ３１等の周辺部材（ＬＥＤ１２の周辺にある部材）に、可視光の反射率が９５％以上であり、反射成分がほぼ正反射となる（実質的に正反射だけを行う）特性を備えている物質を蒸着等によって付着させることにより、当該周辺部材に正反射部材としての機能を付与することもできる。

〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施形態について、図９及び図１０に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、説明の便宜上、前記実施の形態１及び実施の形態２にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

正反射部材３０を遮光部材１４の表面、反射シート１１の表面、或いはアパーチャ３１の表面に貼着する代りに、本実施の形態の光源モジュールは、反射シート及び遮光部材を構成する物質を、正反射部材を構成する物質に置き換えた構成となっている。より具体的には、図９に示すように、本実施の形態の光源モジュール１０ａの反射シート１１ａ及び遮光部材１４ａは、可視光の反射率が９５％以上であり、反射成分が略正反射となる（実質的に正反射だけを行う）特性を備えている物質で構成されており、上述した正反射部材としての機能を備えている。

反射シート１１ａ及び遮光部材１４ａが正反射部材としての機能を備えることによって奏する効果について、図１０を参照しながら以下に説明する。図１０は、ＬＥＤ１２の頂部から導光板２０の端面までの距離ｄ（図１（ａ）を参照）と、入射光結合効率との関係を実測して示すグラフである。尚、同図においては、導光板２０の端面が前記出射面２１ｄに対して直角となっている場合について示している。

反射シート及び遮光部材が正反射部材としての機能を備えていない場合、つまり、反射シート及び遮光部材が光を拡散反射（反射率９０％）する反射特性を有する物質で構成されている場合（従来技術、グラフでは菱形で表す）には、距離ｄが大きくなるに伴って、入射光結合効率は著しく低下する。これに対して、反射シート及び遮光部材が光を正反射（反射率９０％）する反射特性を有する物質で構成されている場合、つまり、反射シート１１ａ及び遮光部材１４ａが正反射部材としての機能を備えている場合（グラフでは四角で表す）には、ＬＥＤ１２から出射された光を導光板２０の端面方向に向かって反射することができるので、距離ｄが大きくなるに伴って低下する入射光結合効率の割合を小さくすることができる。

それゆえ、上記の構成においても、前記実施の形態１及び実施の形態２と同様に、ＬＥＤ１２と導光板２０における導光体２１の入射面２１ａとの位置関係がずれた状態で製造されても、つまり、ＬＥＤ１２と導光体２１の入射面２１ａ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の入射面２１ａに充分に入射させることができる。このため、入射光結合効率を良好な状態に維持することができる。すなわち、入射光結合効率を良好な状態に高めることができるので、ＬＥＤ１２と導光体２１の入射面２１ａとが所望の位置関係から変動しても、入射光結合効率が大きく変動することはない。また、導光体２１からの出射光の強度を向上させることができるという種々の効果を奏することができる。つまり、上記種々の効果を奏することができる光源モジュール１０ａを提供することができる。

また、上記の構成によれば、上記種々の効果を奏することができる液晶表示装置１等の電子機器を提供することができる。

本発明は上述した各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り、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜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、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好適に利用することができる。

１ 液晶表示装置（電子機器）
３ 液晶パネル
１０ 光源モジュール
１０ａ 光源モジュール
１１ 反射シート
１１ａ 反射シート
１２ ＬＥＤ（光源）
１４ 遮光部材
１４ａ 遮光部材
１５ 拡散板
２０ 導光板
２１ 導光体
２１ａ 入射面（光入射面）
２１ｄ 出射面（光出射面）
２１ｅ 対向面
３０ 正反射部材
３１ アパーチャ
θ 角度

Claims (5)

1. 光出射面と少なくとも１つの光入射面とを有する導光体と、上記導光体の光入射面に光を入射させる光源とを備えた光源モジュールにおいて、
   上記光源は、上記導光体における光出射面の延長面と該光出射面に対向する対向面の延長面との間隔内に設けられ、
   上記導光体の光入射面は、上記光出射面から対向面に向かって傾斜して垂下していると共に、
   上記導光体における光出射面の延長面、及び該光出射面に対向する対向面の延長面の少なくとも一方には、上記光源から出射された光を全反射して光入射面に導く正反射部材が、上記光源と導光体との間の空間を覆うように設けられていることを特徴とする光源モジュール。
2. 前記導光体の対向面と光入射面とのなす角度は、鋭角であることを特徴とする請求項１記載の光源モジュール。
3. 前記導光体における光出射面の延長面に、前記正反射部材が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の光源モジュール。
4. 前記導光体における光出射面の延長面、及び該光出射面に対向する対向面の延長面の両方に、前記正反射部材が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の光源モジュール。
5. 請求項１〜４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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