JP2007157699A - エッジライト型バックライトモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】エッジライト型バックライトモジュールを提供する。
【解決手段】本発明によるエッジライト型バックライトモジュールは光源及び導光板を含む。導光板は、光源の側面に設置され、光源から該導光板に入射した光線を導出するための第一及び第二のプリズム構造を有する。第一のプリズム構造は第一の出光面及び該第一の出光面と第一の角度をなす第二の出光面を有し、第二のプリズム構造は第三の出光面及び該第三の出光面と第二の角度をなす第四の出光面を有する。第一の角度は第二の角度と異なる。
【選択図】図６

Description

本発明は、バックライトモジュールに関し、特に、エッジライト型バックライトモジュールに関する。

液晶自体が発光しないため、バックライトモジュールが液晶ディスプレー（Liquid Crystal Display：LCD）パネルの重要な構成要素である。バックライトモジュールの主な機能は、輝度が十分高く且つ分布均一である光源を提供し、LCDパネルに画像を正常に表示させることが可能にすることである。また、LCDパネルが様々な電子製品、例えば、モニター、ノートパソコン、デジタルカメラ、プロジェクタ等に応用されるにつれて、バックライトモジュール及びそれに関連する部品への需要が増えている。

一般的に言えば、バックライトモジュールは、光源の設置位置によって直下型（Direct-Type）バックライトモジュールとエッジライト型（Edge-Type）バックライトモジュールの二種類に分けられる。直下型バックライトモジュールには光源が表示パネルの直下に位置し、エッジライト型バックライトモジュールには光源が表示パネルのエッジ付近に位置する。そのうち、エッジライト型バックライトモジュールは、その光源が表示パネルのエッジ付近に設置されるので、LCDの体積及び製造コストを削減することができ、小型電子製品に応用されることが可能である。

図１を参照する。図１に示される従来のエッジライト型バックライトモジュール１０が表示パネル１２の下方に設置される。エッジライト型バックライトモジュール１０は、表示パネル１２の下方に設置される導光板（Light Guide Plate：LGP）１４と、導光板１４の一方側に設置される複数の発光ダイオード（Light Emitting Diode：LED）１６と、複数のLED１６の外側に設置されるライトマスク１８と、導光板１４の下方に設置されて導光板１４から射出した光線を導光板１４に反射する反射板（Reflecting Sheet）２０と、導光板１４と表示パネル１２との間に設置される光学材料層２２とを含む。そのうち、LED１６は表示パネル１２に光を発し、ライトマスク１８と反射板２０はLED１６からの光線を導光板１４に反射し光の利用効率を向上することによって、輝度の高い出力光を提供する。導光板１４の下方における微小散乱スポット（図示せず）は、光線の導光板１４における全反射を破壊し、光線を屈折させて導光板１４から射出させ光学材料層２２に進入させる。光学材料層２２は、導光板１４から射出した光線をさらに均一化及び集光し、表示パネル１２に均一且つ正面視角輝度の高い光源を提供する。

前述によれば、導光板１４はエッジライト型バックライトモジュール１０の主なパッツであり、導光板１４の機能は、光を所定の散乱方向に導き、表示パネル１２の輝度を向上し、パネル１２の輝度の均一性を確保することであるので、導光板１４の設計と製造は、バックライトモジュールの光学設計及び輝度と均一度の制御に強く関わり、当業者にとって主な技術及びコスト源である。図２と図３を参照する。一般的に発光ダイオードを光源として使用するバックライトモジュールは、通常、V字形のプリズム（V-Groove Prism）の導光板を採用し、即ち、導光板１４の出光面２４が並列に設置される複数の線状プリズム構造２６からなり、各プリズム構造２６のプリズム角度が皆同じであり、言い換えれば、各V字形の溝の角度が固定され、図３に示すように、角度Ai＝Bi＝Aj＝Bjであり、角度Ci=Di＝Cj=Djである。光が導光板１４に進入した後、導光板１４の底面２８により散乱され、そして、プリズム構造２６により屈折或いは反射されることにより、光線角度を正面（即ち、視角範囲）に集中させ、正面視角輝度を向上する。

光が導光板１４のプリズム構造２６により発光ダイオード１６から導光板１４内部に入射した後、導光板１４の内部に進行する際に以下のような効果がある。その一は、光が縦方向（X方向）に拡散されると同時に、ますます多くの光線が出光面２４から射出し、導光板１４に光を発させる。その二は、光が導光板１４の横方向（Y方向）に拡散されると同時に、ますます多くの光線が出光面２４から射出する。しかし、これによって、光源から離れる位置が遠ければ遠いほどその位置は暗くなり、即ち、点光源を使用する発光ダイオード１６をエッジライト型バックライト１０の光源として採用するときに、表示パネル１２において発光ダイオード１６に接近する領域には集光及び光ストライプが生じる。一般的に言えば、以下のような方法を使用することにより、前述の問題を解決することができる。その一は、ブラスト或いはエッチングによって導光板１４のプリズム面に対向する面に凹凸パターンまたはドット状パターンを形成し、このパターンの疎密分布を調整することによって光の均一度を補正する。しかし、この方法による効果が十分ではなく、一般的に、光ストライプが依然として見られる。その二は、導光板１４の縦方向の長さを増やすことにより、発光ダイオード１６付近における光集中度の最も高い光スポット領域を遮蔽する。しかし、これにより、エッジライト型バックライトモジュール１０の面積が増える。

故に、如何に前述のような集光及び光ストライプが生じる問題を解決するのは、当業者にとって重要な技術課題である。

本発明の目的は、光源に接近するプリズム構造のプリズム角度が光源から離れるプリズム構造のプリズム角度より小さい導光板を有するエッジライト型バックライトモジュールを提供することにある。

前述の目的を達成するために、本発明によるエッジライト型バックライトモジュールは、光源と該光源の側面に設けられる導光板を含む。導光板は、光源から該導光板に入射した光線を導出するための第一のプリズム構造と、光源から該導光板に入射した光線を導出するための第二のプリズム構造とを含む。第一のプリズム構造は、第一の出光面と、該第一の出光面と第一の角度をなす第二の出光面とを有する。第二のプリズム構造は、第三の出光面と、該第三の出光面と第二の角度をなす第四の出光面とを有する。そのうち、第一の角度は第二の角度と異なる。

本発明による導光板の特徴は、光源との距離が異なる位置に位置するプリズム構造が異なるプリズム角度を有し、即ち、光源に接近するプリズム構造のプリズム角度が光源から離れるプリズム構造のプリズム角度より小さいとの設計を採用することにある。これにより、光源より発された直後の光は導光板の横方向へ有効的に伝播することができ、集光及び光ストライプが生じることができない。

本発明は、光源に接近するプリズム構造のプリズム角度が光源から離れるプリズム構造のプリズム角度より小さい導光板を有するエッジライト型バックライトモジュールを提供する。

次に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。

図４を参照する。図４に示すように、本発明のエッジライト型バックライトモジュール５０が表示パネル５２の下方に設けられる。エッジライト型バックライトモジュール５０は、表示パネル５２の下方に設けられる導光板５４と、導光板５４の一方側に設けられる複数の点光源と、複数の点光源の外側に設けられるライトマスク５８と、導光板５４の下方に設けられて導光板５４を通過した光線を導光板５４へ反射する反射板６０と、導光板５４と表示パネル５２との間に設けられる光学材料層６２とを含み、そのうち、導光板５４がアクリル板であり、複数の点光源が発光ダイオード５６である。発光ダイオード５６は表示パネル５２に光を提供し、ライトマスク５８と反射板６０は発光ダイオードからの光線を導光板５４に反射し光の利用効率を向上することによって輝度の高い出力光を提供する。導光板５４の下方における微小散乱スポット（図示せず）は、光線の導光板５４における全反射を破壊し、光線を屈折させて導光板１４から射出させ光学材料層６２に進入させる。光学材料層６２は、導光板５４から射出した光線をさらに均一化及び集光し、表示パネル５２に均一且つ正面視角輝度の高い光源を提供する。

図５と図６を参照する。導光板５４の出光面が並列に設置される複数の線状のプリズム構造からなり、光線が導光板５４に入射した後に導光板５４の底面により散乱され、それから、プリズム構造により屈折または反射されることにより、光線角度を正面（即ち、視角範囲）に集中させ、正面視角輝度を向上する。導光板５４の各プリズム構造のプリズム角度が皆同じでなく、図６に示すように、導光板５４の出光面は、発光ダイオード５６から導光板５４に入射した光線を導出するための第一のプリズム構造６４aと第二のプリズム構造６４ｂを含む。第一のプリズム構造６４aは、第一の出光面６６aと第二の出光面６６ｂを含み、第二のプリズム構造６４ｂは、第三の出光面６６ｃと第四の出光面６６ｄを含む。第一のプリズム構造６４aと第二のプリズム構造６４ｂとの間にはV字形の溝（V-groove）６８が形成され、且つ、第一のプリズム構造６４aと第二のプリズム構造６４ｂの角度Aｊ＝Bj＜Ai＝Biであり、角度Cj＝Di＜Ci＝Djであり、そのうち、角度Ajと角度Diが錯角であり、角度Bjと角度Cjが錯角であり、角度Biと角度Ciが錯角である。発光ダイオード５６に接近する導光板５４の第一のプリズム構造６４aのプリズム角度（第一の出光面６６aと第二の出光面６６ｂとの角度、即ち、Aj＋Bj）が発光ダイオード５６から離れる第二のプリズム構造６４ｂのプリズム角度（第三の出光面６６ｃと第四の出光面６６ｄとの角度、即ち、Ai＋Bi）より小さい。何故ならば、プリズム角度が小さければ小さいほど光線の横方向（Y方向）へ拡散しやすい。図７を参考する。図７は異なるプリズム角度による光の進行経路を示すものである。図７によれば、プリズム角度が小さければ小さいほど光線の横方向への偏向角度が大きく、プリズム角度が大きければ大きいほど光線の横方向への偏向角度が小さい。

図８を参照する。図８に示すように、発光ダイオード５６に接近するプリズム構造のプリズム角度が小さいので、光線の横方向（Y方向）への拡散効果が明確であるが、発光ダイオード５６から離れるプリズムのプリズム角度が大きいので、光線の横方向（Y方向）への拡散効果が明確でない。よって、このような構造設計により発光ダイオード５６から発した直後の光は横方向（Y方向）に有効的に伝播することができ、集光及び光ストライプが生じない。また、導光板の両側に接近するプリズム構造のプリズム角度を大きく設定することにより、光線が導光板の横方向へさらに拡散することを避けることもできる。

従来のエッジライト型バックライトモジュールに比べると、本発明のエッジライト型バックライトは、光源との距離が異なる位置にあるプリズム構造が異なるプリズム角度を有し、即ち、光源に接近するプリズム構造のプリズム角度が光源から離れるプリズム構造のプリズム角度より小さいように設計され、これにより、光源から発した直後の光が導光板の横方向へ有効的に伝播することができ、集光及び集光された光ストライプが生じることはない。また、導光板の両側に接近するプリズム構造のプリズム角度を大きく設定するので、光線が導光板の横方向へさらに拡散することが避けられる。

ゆえに、本発明は、エッジライト型バックライトモジュール全体の発光輝度及び画像輝度の均一性を向上することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の範囲に属する。

従来のエッジライト型バックライトモジュールを示す斜視図である。 従来の導光板の外観を示す斜視図である。 従来の導光板構造の側面図である。 本発明に係るエッジライト型バックライトモジュールを示す斜視図である。 本発明に係る導光板の外観を示す斜視図である。 本発明に係る導光板構造の側面図である。 異なるプリズム角度による光の進行経路を示す図である。 本発明に係る光が導光板の横方向（Y方向）へ拡散する様子を示す図である。

符号の説明

１０、５０ エッジライト型バックライトモジュール
１２、５２ 表示パネル
１４、５４ 導光板
１６ 発光ダイオード
１８、５８ ライトマスク
２０、６０ 反射板
２２、６２ 光学材料層
２４ 出光面
２６ プリズム構造
２８ 底面
５６ 点光源
６４a 第一のプリズム構造
６４ｂ 第二のプリズム構造
６６a 第一の出光面
６６ｂ 第二の出光面
６６ｃ 第三の出光面
６６ｄ 第四の出光面
６８ V字形の溝

Claims (7)

1. 点光源と、
   側面を有し、前記点光源が該側面に設けられる導光板と、
   を含み、
   前記導光板は、
   第一の出光面と、該第一の出光面と第一の角度をなす第二の出光面とを有し、前記点光源から前記導光板に入射した光を導出する第一のプリズム構造と、
   前記点光源から前記導光板に入射した光を導出し、第三の出光面と、該第三の出光面と第二の角度をなす第四の出光面とを有する第二のプリズム構造と、
   を含み、
   前記第一の角度は、前記第二の角度と異なる、
   エッジライト型バックライトモジュール。
2. 前記第一のプリズム構造及び前記第二のプリズム構造は、それぞれ線状のプリズム構造である、
   請求項１に記載のエッジライト型バックライトモジュール。
3. 前記第一のプリズム構造と前記第二のプリズム構造との間には、V字形の溝（V-groove）が形成される、
   請求項２に記載のエッジライト型バックライトモジュール。
4. 前記第一のプリズム構造が前記第二のプリズム構造より前記点光源に接近し、前記第一の角度が前記第二の角度より小さい、
   請求項１に記載のエッジライト型バックライトモジュール。
5. 前記点光源は、発光ダイオード（Light Emitting Diode：LED）である、
   請求項１に記載のエッジライト型バックライトモジュール。
6. 前記導光板は、アクリル板である、
   請求項１に記載のエッジライト型バックライトモジュール。
7. 前記導光板の上方に設けられる光学材料層をさらに含み、
   前記光学材料層は、前記第一のプリズム構造及び前記第二のプリズム構造により屈折されて射出した光をさらに均一化及び集光する、
   請求項１に記載のエッジライト型バックライトモジュール。

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