JP2006318899A - バックライトモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、バックライトモジュールに関し、特に側光式のバックライトモジュールに関する。
【解決手段】本発明に係るバックライトモジュールは、入射面と、該入射面に隣接する出射面と、該出射面に対向する反射面と、前記入射面に隣接する両側面と、を含む導光板と、前記入射面と前記両側面の少なくとも一方との間に形成された角部の近傍に設置され前記発光面を含む少なくとも一つの光源と、少なくとも前記入射面の一部を囲むように前記光源の近傍に設置される少なくとも一つの反射カバーと、を含む。
【選択図】図７

Description

本発明は、バックライトモジュールに関し、特に側光式のバックライトモジュールに関する。

液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ， ＬＣＤ）は、例えば、携帯電話、表示装置、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、テレビなどに広く適用できるように、バックライト技術に対して、高輝度、低コスト、低消費電力、薄型・軽量化という要求がされている。現在、側光式のバックライトが多く使われている。側光式のバックライトは、光源を導光板の側面に設置して光を入射して該導光板の中に導くというバックライトである。一般に、該導光板に複数の凹部が設けられるので、入射光の全反射条件が破られ、該導光板が均一に発光し、液晶パネルの輝度が高くなる。

従来技術として、図１に示すように、バックライトモジュール１０は、光源１１と、反射シート１２と、導光板１３と、拡散シート１４と、プリズムシート１５と、を含む。前記導光板１３は、例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）又はポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）からなる。前記反射シート１２は光を前記導光板１３に導入するように作用する。前記拡散シート１４は光を均一に拡散し、前記凹部によるスポットを除去するために利用される。前記プリズムシート１５は光を集め、輝度を高めるように利用される。

前記バックライトモジュール１０には、冷陰極蛍光灯（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ、ＣＣＦＬ）又は発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）が光源１１として利用される。光源としては、小型バックライトモジュールに発光ダイオードが利用され、大型バックライトモジュールに冷陰極蛍光灯が利用される。冷陰極蛍光灯を光源として利用する場合、導光板は線光源（冷陰極蛍光灯が線光源と見られる）を面光源に変換するために利用されるが、発光ダイオードを光源として利用する場合、導光板は面光源（発光ダイオードは面光源と見られる）を線光源に変換するために利用される。発光ダイオードは冷陰極蛍光灯と比べて、使用時間が長い、信頼性が高いという優れた点がある。また、環境保護の面で、冷陰極蛍光灯は水銀を使用するという欠点がある。従って、発光ダイオードを光源としてバックライトモジュールに利用する研究が注目されている。

図２を参照すると、従来技術である発光ダイオードを光源として利用するバックライトは、導光板の光源に近い一側に光柱現象が生じ、光の均一度が低下するという欠点がある。光柱現象とは、例えば、導光板の発光ダイオードに近い領域に柱状の光スポット２２が形成され、その近接領域に陰領域２４が形成されるものである。

図３及び図４を参照すると、従来技術として、光の均一度を高めるために、導光板の入射面３２にのこぎり状の構成３４が設けられる提案、及び、入射面４２にテーパー形状の溝４４が設けられる提案がされている。前記構成によって、入射光は反射して拡散されるので、光柱現象をある程度除去することができるが、入射光の一部は前記構成によって反射されて導光板に入射されないので、輝度が低くなる課題がある。

図５は、入射光が前記のこぎり状の構成によって反射して拡散されることを示す図である。フレネル反射式（Ｆｒｅｓｎｅｌ ｆｏｒｍｕｌａ ｏｆ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）により、光が入射して形成されるフリップ角βは式１のようになる。

ここで、ｎは導光板の屈折率である。前記式１から分かるように、フリップ角βには制限がある（ＰＭＭＡからなる導光板のフリップ角の最大値は５０度以下である）ので、前記構成によっては従来技術による陰領域を全て除去することができない。

図６を参照すると、光柱現象を除去するために、従来技術としてバックライトモジュール６０も提案されている。前記バックライトモジュール６０はそれぞれ各発光ダイオード６４を囲む複数の円弧形状の反射カバー６６を含む。前記発光ダイオード６４は発光面が前記反射カバー６６に対向して、導光板６２の入射面６２２に対して反対になるように設置される。前記バックライトモジュール６０によれば、光柱現象をある程度減少させることができるが、前記発光ダイオード６４は前記反射カバー６６で反射された光の一部を遮り、前記導光板６２に陰領域が形成されるので、光の均一性及び光エネルギーの利用率に影響するという課題がある。

前記課題を解決するために、本発明は、従来の光柱現象を除去し、光の均一性及び光エネルギーの利用率を高めるバックライトモジュールを提供することを目的とする。

本発明に係るバックライトモジュールは、入射面と、該入射面に隣接する出射面と、該出射面に対向する反射面と、前記入射面に隣接する両側面と、を含む導光板と、前記入射面と前記両側面の少なくとも一方と形成された角部の近傍に設置され前記発光面を含む少なくとも一つの光源と、少なくとも前記入射面の一部を囲むように前記光源の近傍に設置される少なくとも一つの反射カバーと、を含む。

前記反射カバーは、前記光源の前記入射面から遠い側から、延伸してアーク形状をなし、少なくとも前記入射面の一部を囲むように形成される。

前記反射カバーの反射面に複数の凸部又は溝が形成されることが好ましい。

従来技術と比べて、本発明において、光源を入射面と両側面の一方との間に形成された角部に設置し、反射カバーを光源の近傍に設置することにより、従来技術による光柱現象、及び光源が原因で反射光を遮って陰領域が形成される課題を解決することができる。従って、光の均一性及び光エネルギーの利用率を高めることができる。

次に、図面を参照して本発明に係る実施例について説明する。

（実施例１）
図７に示すように、本実施例に係るバックライトモジュール７０は、入射面７２２と、該入射面７２２に隣接する射出面７２４と、該射出面７２４に対向する反射面（図示せず）と、該入射面７２２に近接する両側面７２６、７２８とを含む導光板７２と、前記側面７２６と前記入射面７２２との間に形成された角部の近傍に設置され発光面７４４を有する光源７４と、前記光源７４の近傍に設置される反射カバー７６と、を含む。

さらに、前記発光面７４４は前記入射面７２２との間に角度θを形成する。本実施例において、該角度θは９０度とされる。前記反射カバー７６は、前記光源の前記入射面から遠い側から、延伸してアーク形状をなし、前記入射面７２２を囲むように形成される。前記反射カバー７６は、光を反射して均一に前記入射面７２２に入射させ、かつ光エネルギーを調整するための反射面（図示せず）を含む。該反射面は滑らかな曲面に形成され、例えば、銀又はアルミニウムを塗布される。この構成により、前記光源７４の本体が前記反射カバー７６で反射される光を遮ることを防止することができる。

（実施例２）
図８に示すように、本実施例に係るバックライトモジュール８０は、入射面８２２を含む導光板８２と、前記入射面８２２の近傍に設置される光源８４と、反射カバー８６と、を含む。実施例１と異なる点は、前記発光面８４４と前記入射面８２２との間に形成される角度θが１８０度とされる点である。

（実施例３）
図９に示すように、本実施例に係るバックライトモジュール９０が実施例１と異なる点は、光源９４の発光面９４４と導光板９２の入射面９２２との間に形成される角度θが６０度とされる点である。

（実施例４）
図１０に示すように、本実施例に係るバックライトモジュール１００が実施例１と異なる点は、光源１０４の発光面１０５と導光板１０２の入射面１２２との間に形成される角度θが１２０度とされる点である。

勿論、前記角度θは０度〜１８０度の範囲に設定されれば、光源の本体が反射カバーで反射される光を遮ることを防止することができる。

（実施例５）
さらに光の均一性を高めるために、反射カバーの反射面に改善がされる。図１１に示すように、本実施例に係るバックライトモジュール１１０は、導光板１１２と、光源１１４と、反射カバー１１６と、を含む。本実施例が実施例１と異なる点は、前記反射カバー１１６の反射面（図示せず）に複数のＶ字形の凸部１１７が形成される点である。前記複数の凸部１１７の寸法及びその分布密度を調整することにより、光源１１４からの光の入射を制御して、前記導光板１１２の輝度を調整することができる。前記反射カバー１１６に形成されるのは、凸の形状に限らず、溝の形状又はネットの形状であってもよい。

（実施例６）
図１２に示すように、本実施例に係るバックライトモジュール１２０は、入射面１２３と、該入射面１２３に隣接する射出面１２５と、該射出面１２５に対向する反射面（図示せず）と、該入射面１２３に隣接する両側面１２６、１２８とを含む導光板１２２と、前記側面１２６、１２８と前記入射面１２３との間に形成される角部の近傍にそれぞれ設置され発光面１４４を含む二つの光源１２４と、前記二つの光源１２４の近傍に設置される二つの反射カバー１２９と、を含む。

さらに、前記発光面１４４は前記入射面１２３との間に角度θを形成する。本実施例では、該角度θは９０度とされる。前記二つの反射カバー１２９は、それぞれ前記光源１４４の前記入射面１２３から遠い側から、延伸してアーク形状をなし、前記入射面１２３をそれぞれ囲むように形成される。前記二つの反射カバー１２９は対称又は非対称に設置されることができる。前記反射カバー１２９は、光を反射して均一に前記入射面１２３に入射させ、かつ光エネルギーを調整するための反射面（図示せず）を含む。勿論、本実施例に実施例５に係る凸部を設けることもできる。

（実施例７）
図１３に示すように、本実施例に係るバックライトモジュール１３０は、導光板１３２と、二つの光源１３４と、二つの反射カバー１３９と、を含む。本実施例が実施例６と異なる点は、前記光源１３４の発光面１５４と前記導光板１３２の入射面１３３との間に形成される角度θが１８０度とされる点である。勿論、本実施例に実施例５に係る凸部を設けることもできる。

前記角度θは０度〜１８０度の範囲に設定されれば、光源の本体が反射カバーで反射される光を遮ることを防止することができる。二つの光源が設置される場合には、少なくとも一つの反射カバーを設置しなければならない。二つの反射カバーを設置する場合には、前記二つの反射カバーは、光源からの光を均一に導光板の入射面に向けて反射させるように、相互に対称又は非対称に設置される。

なお、光の射出方向を制御するために、本発明に係るバックライトモジュールにおける導光板の反射面及び／又は出射面に、第一凸部を設置することができる。前記第一凸部は断面が三角形や半円形の溝、又はネットの形状に形成される。光の入射の均一性を高めるために、導光板の入射面に第二凸部を設置することができる。前記第二凸部は、プリズムの形状又はテーパーの形状の溝が形成される。本実施例に係るバックライトモジュールは、光の射出率を高めるために前記反射面の下側に反射シートが設置され、光の均一性を高めるために射出面の上側に拡散シートが形成される。本実施例に係るバックライトモジュールの導光板は平板状又は楔状に形成される。前記導光板は、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ，ＰＣ）又はポリメタクリル酸メチル（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ，ＰＭＭＡ）などからなる。

本発明は、光源を入射面と両側面の一方との間に形成された角部に設置し、反射カバーを光源の近傍に設置することにより、従来技術による光柱現象、及び光源が原因で反射光を遮って陰領域が形成される課題を解決することができる。従って、光の均一性及び光エネルギーの利用率を高めることができる。

従来のバックライトモジュールの分解斜面図である。 従来のバックライトによる光柱現象を示す図である。 従来技術のバックライトモジュールの導光板の入射面を示す図である。 従来技術のバックライトモジュールの導光板の入射面を示す図である。 従来技術で光を入射面に入射する状態を示す図である。 従来技術のバックライトモジュールの導光板の入射面を示す図である。 実施例１に係るバックライトモジュールを示す図である。 実施例２に係るバックライトモジュールを示す図である。 実施例３に係るバックライトモジュールを示す図である。 実施例４に係るバックライトモジュールを示す図である。 実施例５に係るバックライトモジュールを示す図である。 実施例６に係るバックライトモジュールを示す図である。 実施例７に係るバックライトモジュールを示す図である。

符号の説明

１０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０，１３０ バックライトモジュール
１１、６４、７４、８４、９４、１０４、１１４、１２４、１３４ 光源
１２ 反射シート
１３、６２、７２、８２、９２、１０２、１１２、１２２、１３２ 導光板
１４ 拡散シート
１５ プリズムシート
２２ スポット
２４ 陰領域
３２、４２、６２２、７２２、８２２、９２２、１２２、１１３、１２３、１３３ 入射面
３４ のこぎり状の構成
４４ 溝
６４２、７４４、８４４、１４４、１５４ 発光面
６６、７６、８６、１１６、１２９、１３９ 反射カバー
７２４、１２５ 出射面
７２６，７２８、１２６、１２８ 側面
１１７ 凸部

Claims (3)

1. 入射面と、該入射面に隣接する出射面と、該出射面に対向する反射面と、前記入射面に隣接する両側面と、を含む導光板と、
   前記入射面と前記両側面の少なくとも一方との間に形成された角部の近傍に設置され前記発光面を含む少なくとも一つの光源と、
   少なくとも前記入射面の一部を囲むように前記光源の近傍に設置される少なくとも一つの反射カバーと、
   を含むことを特徴とするバックライトモジュール。
2. 前記反射カバーは、前記光源の前記入射面から遠い側から、延伸してアーク形状をなし、少なくとも前記入射面の一部を囲むように形成されることを特徴とする、請求項１に記載のバックライトモジュール。
3. 前記反射カバーの反射面に複数の凸部又は溝が形成されることを特徴とする、請求項１に記載のバックライトモジュール。
   

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