JP2007115695A - バックライト構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】連続結合方式により接続されることで大サイズのバックライト構造が形成されるバックライト構造を提供する。
【解決手段】複数のバックライト装置が連続結合方式により接続され大サイズのバックライト面積が形成されるバックライト構造において、前記バックライト装置が少なくとも発射部と導光部とにより構成され、発射部により発光ダイオードからの光が供給され、発光ダイオードからの光が混合されて導光部に導入され、導光部を介して混合された光が導出され、発射部と導光部とが接続され段差構造として形成されているため、段差構造により他の導光部に接続され、すなわち、段差構造を介して導光部が連続結合方式により接続され大サイズのバックライト構造が形成され、サイズによる制限がなくなる。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、バックライト構造に関し、より詳しくは、連続結合方式のバックライト構造に関する。
発光ダイオード技術の発展に伴って、発光ダイオードの発光効率が大幅に改善され、発光ダイオードのバックライトモジュールへの応用に対する需要も高まって来ており、現在、発光ダイオードバックライトモジュールは、既に携帯電話、自動車、ディスプレー、テレビ等の関連産業において広く応用されている。
発光ダイオードバックライトモジュールは、「高精細度、高輝度」、「無水銀」、「高色再現性」等の特徴を有している。従って、発光ダイオードバックライトモジュールは、現在の冷陰極管バックライトモジュールとは、外観、光学性質、発光強度および設計のいずれの点においても大きく異なるものとなっている。また、この発光ダイオードバックライトモジュールは、発光ダイオードのパッケージ形態の相違によって、直下型およびサイドライト型に分けられる。直下型発光ダイオードバックライトモジュールは、複数の発光ダイオード光源をモジュールとして組み合わせて直接ＬＣＤ関連部品（例えばＬＣＤパネル、光学薄膜）の下方に搭載する。この直下型発光ダイオードバックライトモジュールでは、発光ダイオードの利用効率は比較的高いが、発光ダイオード光源モジュールにおける各発光ダイオードのそれぞれがＬＣＤパネルに投射することによる光の強度の不均一および光のムラ等の問題を解決するために、光の混合に要する距離が長くなり且つ複雑な光学設計を必要としている。そのため、現在、平面テレビの薄型化および軽量化を背景としたサイドライト型の発光ダイオードバックライトモジュールが発光ダイオードバックライトモジュールにおいて主流となる発展傾向にある。
従来のサイドライト型発光ダイオードバックライトモジュールを模式的に図３に示す。図３に示すように、サイドライト型発光ダイオードバックライトモジュール３０は、発光ダイオード発光体３１、第１の反射装置３２、光混合装置３３、第２の反射装置３４および導光板３５により構成され、発光ダイオード発光体３１は重複配列された発光ダイオードにより構成され、発光ダイオード発光体３１からの光が第１の反射装置３２を通ったのち、光混合装置３３を介して均一的に導出され、第２の反射装置３４により１８０度反射して光混合装置３３により均一的に混合された光を導光板３５に導入する。サイドライト型発光ダイオードバックライトモジュール３０では、光混合装置３３により長い距離での光の混合が行われているため、好ましい光混合効果を得ることができるとともに、直下型バックライトモジュールと比べモジュールの厚さが薄くなるが、サイドライト型発光ダイオードバックライトモジュール３０の構造サイズが大きくなる場合、導光板３５に導入された光の強度が次第に減少していくため、導光板３５よりＬＣＤパネルへ導出されたバックライトの輝度が不足するようになる。この点に対して、発光ダイオードの数量の増加または発光ダイオードの作動効率により光源の強度を向上することが可能であるが、依然として光の強度が導光板３５において減少することによる光の強度の不足または好ましい均一性が得られないという問題を解決することができないため、サイドライト型発光ダイオードバックライトモジュール３０を大サイズのバックライトモジュールに応用することが難しいという問題があった。
そこで、以上のとおりの事情に鑑み、本発明は、光源の不均一および光混合効果の不具合を改善するためのバックライト構造を提供することを課題とする。
また、本発明は、光混合構造と反射構造を一体に形成することにより、関連構造が組み立てられる場合に生じる取り付け誤差を低減できるバックライト構造を提供することを課題とする。
また、本発明は、連続結合方式により接続されることで大サイズのバックライト構造が形成されるバックライト構造を提供することを課題とする。
また、本発明は、大サイズの場合における光の強度分布の不均一を回避できるバックライト構造を提供することを課題とする。
上記の課題を解決するために、本発明に係るバックライト構造は、複数のバックライト装置を有し、バックライト装置が少なくとも発射部と導光部とにより構成され、前記導光部が、第１の端面、第１の端面に対向する第２の端面を有しており、前記発射部により発光ダイオードを光源とする光が供給され、当該発光ダイオードからの光が混合されて、前記導光部を介して均一的に導出されており、前記発射部と前記第２の端面との接続によって段差構造が形成されているため、この段差構造を介して他のバックライト装置の第１の端面に接続されることが可能であり、すなわち、前記段差構造によって前記発射部と前記導光部との連接箇所が連続結合方式の接続に用いられることにより、大サイズのバックライト構造が形成される。
また、本発明に係る他のバックライト構造は、その構造が上記のバックライト構造と比べ、主に、バックライト装置が少なくとも発射部、反射部および導光部から構成される点において異なっており、前記発射部により光源からの光が供給され、前記反射部の延出部により前記光源からの光の混合が行われ、前記反射部により前記導光部に反射され均一に導出される。上記の反射部と導光部とは一体成形によって構成することができるため、その材料は導光部と同一の光透過性を有し、且つ発射部より発射されて導光部に導入される光を増加させるために、前記反射部の反射面に反射を層めっき加工することにより反射の効果を向上させることができ、前記反射部と前記導光部の第２の端面とによって段差構造が形成されているため、この段差構造を介して他のバックライト装置の導光部の第１の端面に接続することが可能であり、すなわち、前記段差構造によって前記発射部と前記導光部との連接箇所が連続結合方式の接続に用いられることにより、大サイズのバックライト構造が形成される。
また、本発明によってバックライト構造アセンブリーが提供され、２つの上記のバックライト装置が第１の端面と第１の端面とで接合されることにより大サイズのバックライト面積が形成される。前記第１の端面はいずれのバックライト装置の第２の端面にも接続されていない端面であり、すなわち、導光部における斜面形状を有する薄い端面である第１の端面が、他の導光部における斜面形状を有する薄い端面である第１の端面に接続されることによって、連続結合方式により大サイズのバックライト面積が形成されるため、サイズによる制限がなくなる。
本発明に係るバックライト構造はサイドライト型バックライト構造であるため、バックライト構造が連続結合方式により大サイズのバックライト構造として形成されている場合、光が発射部を介して混合され、導光部を介して均一的に導出され、その混合光の均一性が向上するとともに、このバックライト構造では、バックライト装置の導光部の第２の端面と他のバックライト装置の導光部の第１の端面との接合箇所を除去することで通路を形成することにより、バックライト装置の光と他のバックライト装置の光とが相互に透過するため、より好ましい光の均一性を得ることができる。
さらに、バックライト構造には段差構造があるため、段差構造により他のバックライト装置の導光部に接続することが可能であり、すなわち、段差構造によって導光部とその他の導光部とが連続結合方式で接続されることにより、大サイズのバックライト構造が形成されるため、サイズによる制限がなくなる。すなわち、連続結合方式によって各種の大サイズのバックライト光源として組み合わされることにより、サイズによる制限の問題を改善することができ、バックライト構造がサイドライト型バックライト構造であるため、大サイズである場合に光の強度分布が不均一になるという問題を回避することができ、大サイズのテレビまたは発光ダイオード関連産業に応用することが可能となる。
以下は、特定の実施例に基づいて本発明に係るバックライト構造の実施方式を説明するものであり、この技術分野に精通した者は本発明のその他の利点や効果を本明細書に記載の内容から容易に理解することができる。本発明は、その他の異なる実施例によって実施や応用を行ったり、本明細書に記載の内容も異なる観点や応用に基づき、本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々な修正や変更が可能であり、そうした修正や変更は本発明の請求範囲に入るものである。
本発明に係るバックライト構造およびそのバックライト構造アセンブリーの第１の実施形態を模式的に図１Ａから図１Ｄに示す。
図１Ａに示すように、本発明に係るバックライト構造は、複数のバックライト装置１０が連続結合方式で接続されて形成され、各バックライト装置１０は少なくとも発射部１１と導光部１３とにより構成され、発射部１１は発光ダイオードとすることができ、発光ダイオードからの光を供給し、導光部１３は斜面形状を有する導光材料とすることができ且つ発射部１１に連接された導光面１３１、第１の端面１３２、第１の端面１３２に対向する第２の端面１３３および導光面１３１に対向する出光面１３４を有しており、導光面１３１は例えば、粗化処理により光散乱構造として形成することができ、発射部１１によって混合された光が均一に導出される。
導光部１３と発射部１１とが例えば、階段状の段差構造として形成されているため、この階段状の段差構造により他のバックライト装置１０の導光部１３と接続することが可能である。すなわち、階段状の段差構造により他の導光部１３の第１の端面１３２に接続されることが可能である。このように、発射部１１と導光部１３との連接箇所を連続結合方式の接続に用いることにより、大サイズのバックライト構造が形成され、しかも、このバックライト構造はサイドライトバックライト構造であるため、バックライト構造が連続結合方式により大サイズのバックライト構造として形成されている場合、発射部１１を介して発光ダイオードからの光が混合され、その混合の効果が向上して導光部１３に導入され、導光部１３を介して均一に出光面１３４に向かって光出射方向１３５へ導出される。
図１Ｂに示すバックライト構造では、バックライト装置の導光部１３の第２の端面１３３と他のバックライト装置の導光部１３の第１の端面１３２との接合箇所を除去することで通路を形成することにより、バックライト装置の光と他のバックライト装置の光とが相互に透過して、より好ましい光の均一性を得ることができる。
図１Ｃに示すように、本発明に係るバックライト構造アセンブリーでは、２つのバックライト構造の第１の端面１３２同士を接合することにより大サイズのバックライト面積が形成される。この第１の端面１３２はいずれのバックライト装置１０の第２の端面１３３にも接続されていない端面である。すなわち、導光部１３における斜面形状を有する薄い端面である第１の端面１３２が、他の導光部１３における斜面形状を有する薄い端面である第１の端面１３２に接続されことによって、連続結合方式により大サイズのバックライト面積が形成される。
本発明に係るバックライト構造の第２の実施形態を模式的に図２Ａから図２Ｄに示す。
本実施形態に係るバックライト構造は第１の実施形態とほぼ同様であるが、その主要な差異は、バックライト装置２０が少なくとも発射部２１、反射部２２および導光部２３から構成される点にあり、反射部２２と発射部２１とが例えば、階段状の段差構造に形成されているため、階段状の段差構造により他のバックライト装置２０の導光部２３に接続することが可能であり、これにより、大サイズのバックライト構造が形成される。
また、図２Ａに示すように、本発明に係るバックライト構造は、複数のバックライト装置２０が連続結合方式で接続されて形成され、バックライト装置２０は少なくとも発射部２１、反射部２２および導光部２３から構成され、反射部２２は導光部２３に接続され、反射部２２には発射部２１からの光を混合するための延出部２２２と、反射効果を有する反射面２２１とを有し、反射面２２１により、混合された光が反射され（例えば１８０度で反射され）ることで導光部２３に導入され、出光面２３４より均一に導出される。
反射部２２と導光部２３の第２の端面２３３とが例えば、階段状の段差構造に接続形成されているため、階段状の段差構造により他の導光部２３の第１の端面２３２と接続することが可能である。すなわち、段差構造によって反射部２２と導光部２３との連接箇所が連続結合方式の接続に用いられることにより、大サイズのバックライト構造が形成され、しかも、バックライト構造がサイドライト型バックライト構造であるため、バックライト構造が連続結合方式により大サイズのバックライト構造として接続形成されている場合、光が反射部２２の延出部２２２を通って混合されることで光を混合する効果が向上する。そして、導光部２３を介して出光面２３４に向かって光出射方向２３５へ導出される。
図２Ｂに示すように、このバックライト構造では、バックライト装置の導光部２３の第２の端面２３３と他のバックライト装置の導光部２３の第１の端面２３２との接合箇所を除去することで通路を形成することにより、バックライト装置の光と他のバックライト装置の光とが相互に透過して、より好ましい光の均一性を得ることができる。
図２Ｃに示すように、本発明に係るバックライト構造アセンブリーでは、２つのバックライト構造の第１の端面２３２同士を接合することにより大サイズのバックライト面積が形成され、且つ第１の端面２３２はいずれのバックライト装置２０の第２の端面２３３にも接続されていない端面である。すなわち、導光部２３における斜面形状を有する薄い端面である第１の端面２３２が、他の導光部２３における斜面形状を有する薄い端面である第１の端面２３２に接続されることによって、連続結合方式により大サイズのバックライト面積が形成される。
本発明に係るバックライト構造アセンブリーの上面図を模式的に図２Ｄに示す。このバックライト構造は、複数の列状に配置されたバックライト装置２０により構成され、バックライト装置２０は少なくとも発射部２１、反射部２２および導光部２３を含み、連続結合方式により各種の大サイズのバックライト構造として組み合わされるため、サイズによる制限がなくなる。
上記のように、本発明に係るバックライト構造では、複数のバックライト装置が連続結合方式で接続されて大サイズのバックライト面積が形成され、バックライト装置は少なくとも発射部および導光部から構成され、発射部により発光ダイオードの光源が供給され光の混合が行われて、混合された光が導光部に導入され、導光部における例えば、粗化処理によって形成された光散乱構造の導光面により光が導光部の出光面（例えばＬＣＤパネル）へ均一的に導出され、光源の不均一による問題を改善でき、しかも、バックライト構造がサイドライトバックライト構造であるため、光が発射部により混合された後、混合光の均一性が向上する。
また、発射部と導光部とが接続され段差構造（例えば階段状の段差構造）が形成されているため、段差構造を介して他のバックライト装置の導光部に接続することが可能であり、すなわち、段差構造によって導光部が連続結合方式で接続されることで、サイズによる制限がなくなり、しかも、バックライト装置の導光部と他のバックライト装置の導光部との間に、バックライト装置の第２の端面と他のバックライト装置の第１の端面との接合箇所を除去することにより通路を形成し、バックライト装置の光と他のバックライト装置の光とが相互に透過して、より好ましい光の均一性を得ることができる。
さらに、本発明に係るバックライト構造は、連続結合方式によって各種の大サイズのバックライト光源として組み合わせることによりサイズによる制限の問題を改善でき、しかもバックライト構造がサイドライト型バックライト構造であるため、大サイズである場合に光の強度分布が不均一になるという問題を回避することができる。したがって、大サイズのテレビまたは発光ダイオード関連産業において広く応用することが可能となる。
上記のように、これらの実施の形態は本発明を例示的に本発明の効果と原理を説明するに過ぎず、本発明は、これらによって何ら限定されるものではない。本発明に係る実質的な技術内容は、本明細書の特許請求の範囲に定義される。本発明はこの技術分野に精通したものが特許請求の範囲を脱しない範囲で種々の修正や変更が可能であり、そうした修正や変更は本発明の請求範囲に入るものである。
本発明に係るバックライト構造の第１の実施形態を模式的に示す図である。 本発明に係るバックライト構造の第１の実施形態を模式的に示す図である。 本発明に係るバックライト構造アセンブリーの第１の実施形態を模式的に示す図である。 本発明に係るバックライト構造の第２の実施形態を模式的に示す図である。 本発明に係るバックライト構造の第２の実施形態を模式的に示す図である。 本発明に係るバックライト構造アセンブリーの第２の実施形態を模式的に示す図である。 本発明に係るバックライト構造アセンブリーの第２の実施形態を模式的に示す図である。 従来のサイドライト型発光ダイオードのバックライトモジュールを模式的に示す図である。
符号の説明
１０、２０ バックライト装置
１１、２１ 発射部
１３、２３ 導光部
１３１、２３１ 導光面
１３２、２３２ 第１の端面
１３３、２３３ 第２の端面
１３４、２３４ 出光面
１３５、２３５ 出射方向
２２ 反射部
２２１ 反射面
２２２ 延出部
３０ サイドライト型発光ダイオードバックライトモジュール
３１ 発光ダイオード発光体
３２ 第１の反射装置
３３ 光混合装置
３４ 第２の反射装置
３５ 導光板

Claims (20)

  1. 複数のバックライト装置を含み、前記バックライト装置は少なくとも、
    発光ダイオードを光源とする光を供給するとともに、前記光を混合するための発射部と、
    第１の端面および前記第１の端面に対向する第２の端面を有し、前記発射部によって混合された光を導出するための導光部とを備え、
    前記導光部の第２の端面と前記発射部が段差構造を形成していることを特徴とするバックライト構造。
  2. 少なくとも１つのバックライト装置の第２の端面と発射部とからなる段差構造は、他のバックライト装置の第１の端面に接合されていることを特徴とする請求項１に記載のバックライト構造。
  3. 前記導光部は、斜面形状を有する導光材料からなることを特徴とする請求項２に記載のバックライト構造。
  4. 前記斜面形状の厚さは、前記光源の入射面の距離の増加に応じて減少することを特徴とする請求項３に記載のバックライト構造。
  5. 前記段差構造は、階段式の段差構造であることを特徴とする請求項２に記載のバックライト構造。
  6. 前記導光部は、前記発射部に連接された導光面と前記導光面に対向する出光面とを有していることを特徴とする請求項２に記載のバックライト構造。
  7. 前記導光面には、粗化処理および印刷処理により光散乱構造が形成されていることを特徴とする請求項６に記載のバックライト構造。
  8. 前記バックライト装置の第２の端面と他のバックライト装置の第１の端面との接合箇所を除去することで通路を形成することにより、前記バックライト装置の光と前記他のバックライト装置の光とが前記通路を通じて相互に透過することを特徴とする請求項２に記載のバックライト構造。
  9. 請求項２ないし請求項８のいずれかに記載のバックライト装置を複数備え、
    ２つの前記バックライト装置が第１の端面と第１の端面とで接合されることにより大サイズのバックライト面積が形成されており、前記第１の端面が、他のバックライト装置の第２の端面と発射部との接続によって形成された段差構造に接合されていない端面であることを特徴とするバックライト構造アセンブリー。
  10. 複数のバックライト装置を含み、前記バックライト装置は少なくとも、
    発光ダイオードを光源とする光を供給するための発射部と、
    延出部および反射面を有し、前記延出部によって前記発射部からの光を混合し、前記反射面によって前記延出部により均一に光混合された光を反射させる反射部と、
    第１の端面および前記第１の端面に対向する第２の端面を有し、前記反射部によって混合された光を均一に導出するための導光部とを備え、
    前記導光部の第２の端面と前記反射部との接続によって段差構造を形成していることを特徴とするバックライト構造。
  11. 少なくとも１つのバックライト装置の第２の端面と反射部との接続によって形成された段差構造は、他のバックライト装置の第１の端面に接合されていることを特徴とする請求項１０に記載のバックライト構造。
  12. 前記反射部は、混合された光を１８０度で前記導光部に反射させることを特徴とする請求項１１に記載のバックライト構造。
  13. 前記導光部は、斜面形状を有する導光材料からなることを特徴とする請求項１１に記載のバックライト構造。
  14. 前記斜面形状の厚さは、前記光源の入射面の距離の増加に応じて減少することを特徴とする請求項１３に記載のバックライト構造。
  15. 前記導光部は、前記反射部と一体に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のバックライト構造。
  16. 前記バックライト装置の第２の端面と他のバックライト装置の第１の端面との接合箇所を除去することで通路を形成することにより、前記バックライト装置の光と前記他のバックライト装置の光とが前記通路を通じて相互に透過することを特徴とする請求項１１に記載のバックライト構造。
  17. 前記段差構造は、階段式の段差構造であることを特徴とする請求項１１に記載のバックライト構造。
  18. 前記導光部は、前記反射部に連接された導光面と前記導光面に対向する出光面とを有していることを特徴とする請求項１１に記載のバックライト構造。
  19. 前記導光面には、粗化処理および印刷処理により光散乱構造が形成されていることを特徴とする請求項１８に記載のバックライト構造。
  20. 請求項１１ないし請求項１９のいずれかに記載のバックライト装置を複数備え、
    ２つの前記バックライト装置が第１の端面と第１の端面とで接合されることにより大サイズのバックライト面積が形成されており、前記第１の端面が、他のバックライト装置の第２の端面と反射部との接続によって形成された段差構造に接合されていない端面であることを特徴とするバックライト構造アセンブリー。
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