JP2012015111A - バックライトユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】液晶表示装置の厚さの減少とローカルディミングを可能にし消費電力の減少を可能にするバックライトユニットを提供する。
【解決手段】バックライトユニットであって、M個(ここで、Mは2以上の自然数)の層で互いに所定の間隔で離隔するように配置された複数の導光板と、前記各導光板の少なくとも一側面に配置され、個別に明るさを調節することができるN個(ここで、Nは2以上の自然数)の光源ブロックを有する光源部とを有し、前記各導光板は、前記光源部との距離に基づき複数の領域に区分され、前記複数の領域の内の一部の領域に出光パターンを形成することによって定義される複数の出光領域を含み、前記複数の出光領域は、前記導光板の積層方向において互いに重なることなく、前記導光板の全面(whole surface)に対応するように配置される。
【選択図】 図3

Description

本発明は、液晶表示装置のバックライトユニットに関するものであって、より詳細にはローカルディミングが可能なエッジ型のバックライトユニットに関するものである。
液晶表示装置(Liquid Crystal Display)は現在最も広く使用されているフラットパネル表示装置(Flat Panel Display)のうち一つであって、電極が形成されている2枚の基板とその間に介在している液晶層から成る表示パネルを含み、画像を表示する装置である。
しかし、表示パネルはそれ自体が発光できない非発光性素子であるため、このような表示パネルに光を供給するバックライトユニット(Backlight Unit)が必要である。
バックライトユニットは、光源ブロックの位置によってエッジ型バックライトユニットと直下型バックライトユニットに区分される。
エッジ型バックライトユニットでは光源ブロックが表示パネルの後方の一側に具備されることに対し、直下型バックライトユニットでは光源ブロックが表示パネルの後方に具備される。
近年、液晶表示装置のスリム化の傾向に伴い、厚さの減少に限界がある直下型バックライトユニットよりエッジ型バックライトユニットを使用する傾向にある。
一方、液晶表示装置の消費電力を減少させるために複数個の領域のうち必要な領域の明るさのみを変化させるローカルディミング(local dimming)技術が多様な側面から開発されている。
しかし、上述したエッジ型バックライトユニットでは光源ブロックが表示パネルの後方に位置するのではなく、表示パネルの後方に位置する導光板の側面に位置し、光源ブロックから放射される光が導光板の全面に拡散されるため、領域別に明るさを調節するローカルディミングを実現することが難しいという問題があった。
そこで、本発明は上記従来のバックライトユニットにおける問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、液晶表示装置の厚さの減少とローカルディミングを可能にし消費電力の減少を可能にするバックライトユニットを提供することにある。
上記目的を達成するためになされた本発明によるバックライトユニットは、バックライトユニットであって、M個(ここで、Mは2以上の自然数)の層で互いに所定の間隔で離隔するように配置された複数の導光板と、前記各導光板の少なくとも一側面に配置され、個別に明るさを調節することができるN個(ここで、Nは2以上の自然数)の光源ブロックを有する光源部とを有し、前記各導光板は、前記光源部との距離に基づき複数の領域に区分され、前記複数の領域の内の一部の領域に出光パターンを形成することによって定義される複数の出光領域を含み、前記複数の出光領域は、前記導光板の積層方向において互いに重なることなく、前記導光板の全面(whole surface)に対応するように配置されることを特徴とする。
また、上記目的を達成するためになされた本発明によるバックライトユニットは、バックライトユニットであって、M個(ここで、Mは2以上の自然数)の層で互いに所定の間隔で離隔するように配置された複数の導光板と、前記各導光板の互いに対向する側面に配置され、個別に明るさを調節することができるN個(ここで、Nは2以上の自然数)の光源ブロックを有する第1光源部及び第2光源部とを有し、前記各導光板は、前記第1光源部に近い第1領域と前記第2光源部に近い第2領域とに区分され、さらに、前記第1領域及び第2領域は各々前記光源部との距離に基づき複数の小領域に区分され、前記複数の小領域の内の一部の領域に出光パターンを形成することによって定義される複数の出光領域を含み、前記複数の出光領域は、前記導光板の積層方向において互いに重なることなく、前記導光板の全面(whole surface)に対応するように配置されることを特徴とする。
また、上記目的を達成するためになされた本発明によるバックライトユニットは、バックライトユニットであって、M個(ここで、Mは2以上の自然数)の層で互いに所定の間隔で離隔するように配置された複数の導光板と、前記各導光板の少なくとも一側面に配置され個別に明るさを調節することができるN個(ここで、Nは2以上の自然数)の光源ブロックを有する光源部とを有し、前記各導光板は、前記光源部から入射された光が前記一側面と垂直な方向に進行するようガイドするよう形成される光ガイドパターンと、前記各導光板を前記光源部との距離に基づいて複数の領域に区分して前記複数の領域の内の一部領域に出光パターンを形成することによって定義される複数の出光領域とを含み、前記複数の出光領域は、前記導光板の積層方向において互いに重なることなく、前記導光板の全面(whole surface)に対応するように配置されることを特徴とする。
本発明に係るバックライトユニットによれば、エッジ型のバックライトユニットでもローカルディミングを可能にし、液晶表示装置の薄型化、及び消費電力の減少を可能にするという効果がある。
本発明の一実施形態による液晶表示装置の分解斜視図である。 本発明の第1の実施形態によるバックライトユニットを示す斜視図である。 本発明の第1の実施形態によるバックライトユニットを示す側面図である。 本発明の第1の実施形態によるバックライトユニットを示す平面図である。 本発明の第1の実施形態によるバックライトユニットにおいて光の進行経路を示す図である。 本発明の第1の実施形態によるバックライトユニットにおいて光の進行経路を示す図である。 本発明の第1の実施形態の変形例によるバックライトユニットを示す平面図である。 本発明の第1の実施形態の他の変形例によるバックライトユニットを示す側面図である。 本発明の第1の実施形態の他の変形例によるバックライトユニットを示す平面図である。 本発明の第2の実施形態によるバックライトユニットを示す平面図である。 本発明の第2の実施形態の変形例によるバックライトユニットを示す平面図である。 導光板の対向面に形成された出光パターンを拡大して示す斜視図である。 導光板の対向面に形成された出光パターンを拡大して示す側面図である。 導光板の対向面に形成された出光パターンを拡大して示す平面図である。 出光パターンの変形例を示す側面図である。 出光パターンの変形例を示す平面図である。 出光パターンの変形例を示す平面図である。 本発明の一実施形態によるバックライトユニットに形成される光ガイドパターンの一例を説明するための斜視図である。 図18に示す斜視図のA−A’線に沿って切断した断面図である。 図18に示す斜視図のB−B’線に沿って切断した断面図である。 本発明の一実施形態によるバックライトユニットに形成される光ガイドパターンの他の一例を説明するための斜視図である。 導光板に光ガイドパターンが形成されていない場合の斜視図である。 図22のB−B’線に沿って切断した断面の実際の光分布を測定した写真である。 導光板に光ガイドパターンが形成されている場合の斜視図である。 図24のD−D’線に沿って切断した断面の実際の光分布を測定した写真である。 出光パターンと光ガイドパターンが配置される例を示すための平面図である。 出光パターンと光ガイドパターンが配置される例を示すための平面図である。 本発明の一実施形態によるバックライトユニットに形成されるレンチキュラ型光ガイドパターンの一例を説明するための斜視図である。 本発明の一実施形態によるバックライトユニットでローカルディミングが具現されることを示す実験例を説明するための導光板を上部から見たときの実際の光分布を測定した写真である。 本発明の一実施形態によるバックライトユニットでローカルディミングが具現されることを示す実験例を説明するための導光板を上部から見たときの実際の光分布を測定した写真である。 本発明の一実施形態によるバックライトユニットでローカルディミングが具現されることを示す実験例を説明するための導光板を上部から見たときの実際の光分布を測定した写真である。 本発明の一実施形態によるバックライトユニットでローカルディミングが具現されることを示す実験例を説明するための導光板を上部から見たときの実際の光分布を測定した写真である。 本発明の第1の実施形態のまた他の変形例によるバックライトユニットを示す平面図である。 本発明の第2の実施形態のまた他の変形例によるバックライトユニットを示す平面図である。 本発明の一実施形態によるバックライトユニットに形成されるプリズム型光ガイドパターンの一例を説明するための斜視図である。
次に、本発明に係るバックライトユニットを実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
本発明の目的は、以下に開示される実施形態に限定されず、相異なる多様な形態によっても達成可能である。したがって、以下の実施形態は単に、本発明の開示を完全になるようにし、当業者に本発明の範囲を認識させるために提供するものである。すなわち、本発明の範囲はあくまで、請求項に記載された発明によってのみ規定される。なお、いくつかの実施形態において、公知の工程、段層、構造及び技術は、本発明が不明瞭に解釈されるのを避けるために、説明を省略する。明細書全体において同一参照符号は同一構成要素を指称する。
空間的に相対的な用語である「下(below)」、「下(beneath)」、「下部(lower)」、「上(above)」、「上部(upper)」などは、図面に示すように、一つの素子または構成要素と異なる素子または構成要素との相関関係を容易に記述するために使用されてもよい。空間的に相対的な用語は、図面に示す方向に加え、使用時または動作時における素子の互いに異なる方向を含む用語として理解されなければならない。例えば、図面に示している素子を裏返す場合に、他の素子の「下(below)」または「下(beneath)」と記述した素子は、他の素子の「上(above)」に置かれ得る。したがって、例示的な用語である「下」は、下と上の方向をすべて含み得る。素子が他の方向に配向された場合も、これにより空間的に相対的な用語は配向に応じて解釈することができる。
本明細書で使用される用語は実施形態を説明するためのものであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書で、単数形は文言に特別に言及しない限り複数形も含む。本明細書において「含む(comprises)」または「含む(comprising)」を使用した場合は、言及された構成要素、段層、動作および素子は、一つ以上の他の構成要素、段層、動作および/または素子の存在または追加を排除するものではない。
特に定義していない場合には、本明細書で使用されるすべての用語(技術および科学的用語を含む)は本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に共通に理解できる意味で使用され得るものである。また一般的に使用される辞典に定義されている用語は、明白に特に定義されていない限り理想的にまたは過度に解釈されない。
図1は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の分解斜視図である。
図1を参照すると、液晶表示装置100は大きく画像を表示する表示パネル部120と、表示パネル部120に光を提供するバックライトユニット150を含み、これらを固定または収納するための構成要素(図面符号110、130、170を参照)と要求される光学シート(図面符号140、160を参照)をさらに含む。
具体的には、表示パネル部120は薄膜トランジスタと画素電極などが形成された下部基板121と、下部基板121に対向してカラーフィルタと共通電極などが形成された上部基板122と、下部基板121と上部基板122との間に介在する液晶層(図示せず)を含み形成される。この液晶層を駆動させることによって表示パネル部120を介して画像を表示することができる。このような表示パネル部120の外周にはモールドフレーム130が具備されて表示パネル部120を支持する役割を果たす。
バックライトユニット150は、表示パネル部120の下部に位置し、光源ブロックから生成された光を表示パネル部120に伝達する導光板151、及び導光板151の側面に配置されて光を生成する複数個の光源ブロックを有する光源部153を含む。
本実施形態のバックライトユニット150の導光板151は少なくとも2層(枚)以上で配列され、光源部153はこのような導光板151の一側面または両側面に配置される。また、導光板151には光の出光領域を調節するための出光パターン(図示せず)が形成され、これに加え、光の進行方向をガイドするためのガイドパターン(図示せず)が形成されてもよい。これについては後述する。
再び図1を参照すると、バックライトユニット150と表示パネル部120との間には導光板151から出射された光を制御するための光学シート部140が配置される。
光学シート部140は導光板151から出射された光を拡散する拡散シート145と、拡散シート145によって拡散された光を表示パネル部120方向に集光、集束させるプリズムシート143と、プリズムシート143を保護するための保護シート141を含む。
しかし、光学シート部140に含まれる光学シートの枚数や配列は本実施形態に限定されず、必要に応じて光学シートのうち一部を省略するか、または複数枚重ねてもよく、順序が変わってもよい。
バックライトユニット150の下部には、表示パネル部120に進行しない光を反射させて表示パネル部120の方向に光の経路を変更させるための反射シート160が配置される。
反射シート160の下部には、上述した表示パネル部120、光学シート部140、バックライトユニット150、反射シート160などを収納するためのボトムシャーシ170が配置される。また、表示パネル部120の上部には画像の表示領域を露出させる開口を有しボトムシャーシ170と結合するトップシャーシ110が配置される。
以下では本発明の実施形態によるバックライトユニットについて説明するため、液晶表示装置のうち、導光板及び光源ブロックのみを別途に示す図面を参照する。
図面を説明する前に、本発明の第1の実施形態によるバックライトユニットについて簡略に説明すると、複数の導光板が互いに異なる層状に配置され、各層の導光板ごとに少なくとも一側面に1個以上の光源ブロックを含む光源部が配置される。
ここで、一つの光源部に含まれる光源ブロックの個数がN個であり、導光板の層数(枚数)がM個であるとするとき、以下で説明するように導光板の領域が区分され、区分された領域の一部に出光パターンが形成される。
光源部が導光板の一側に配置される場合、各層の導光板は光源部からの距離に基づいてM個の領域に区分される。
または、光源部が導光板の両側に配置される場合、各層の導光板は光源部間の中心線を基準にして二つの領域すなわち、導光板の一側面に配置される光源部に近い第1領域と、導光板の他側面に配置される光源部に近い第2領域とに区分され、第1領域及び第2領域は、各々光源部からの距離に基づいてM個の領域にさらに区分され、結局、総数2M個の領域に区分される。
このM個の領域には次のような条件によって出光パターンが形成される。
すなわち、一つの層の導光板にはM個の領域のうち選択された一つの領域(光源部が導光板の両側に配置される場合には第1領域に属するM個の領域のうち選択された一つの領域と、第2領域に属するM個の領域のうち選択された一つの領域を意味する)に複数個の出光パターンが形成されるが、導光板の厚さ方向又は積層方向において、一つの層の導光板の出光パターンが形成された領域は、他の層の導光板の出光パターンが形成された領域とは重畳せず、導光板の上部すなわち、表示パネル側から導光板を見るとき、表示パネルに対応する導光板の全面(whole surface)に出光パターンが配置されたように、すなわち、各導光板の出光パターンが形成された領域の面積の和が表示パネルに対応する導光板の全体面積と一致するように形成される。
上記のような構造を有するバックライトユニットは、光源部が導光板の一側面に配置される場合には(N×M)個の発光ブロックで駆動させることができ、光源部が導光板の両側面に配置される場合には(N×2M)個の発光ブロックで駆動させることができる。
これは表示パネル側から導光板を見たとき、導光板が対応する表示ブロックに光を提供するN行M列またはN行2M列の発光ブロックに分けられ、この発光ブロックは各々別個に明るさが調節できることを意味する。すなわち、2次元ローカルディミングが可能である。
このような構造のバックライトユニットの例と、これらのバックライトユニットでのローカルディミング方法について、図2〜図9を参照してより詳細に説明する。
以下の図面では光源部が導光板の両側に配置された場合を示しているが、本発明はこれに限定されず、光源部が導光板の一側に配置される場合にも同様に適用することができる。
図2〜図4は、各々本発明の第1の実施形態によるバックライトユニットを示す斜視図、側面図、及び平面図である。
特に、図4の平面図は、実際は互いに異なる層に配置される導光板及び光源ブロックを便宜上同一の平面に並列して示すものである。本発明の第1の実施形態によるバックライトユニットは(4×4)個の発光ブロックで駆動されるバックライトユニットを示している。
図2〜図4を参照すると、本発明の第1の実施形態によるバックライトユニット200は2層に配列された導光板すなわち、上層導光板210及び下層導光板240と、上層導光板210の両側面に配置された第1上層光源部220a及び第2上層光源部220bと、下層導光板240の両側面に配置された第1下層光源部250a及び第2下層光源部250bを含む。
このような上層導光板210及び下層導光板240は導光板の上方すなわち、表示パネル(図示せず)側から見たとき、一つの導光板のみが存在するように互いに重なっており、導光板の厚さ方向(第2方向、図2参照)に対し所定の間隔で離隔され、その間にはエアーギャップ(air gap)が存在する。
前述したように導光板の層数(M)と発光ブロックの列の個数(2M)は互いに関連するため、本実施形態において導光板は2層で配列されることを示す。
また、前述したように一つの光源部に含まれる光源ブロックの個数(N)と発光ブロックの行の数(N)は互いに関連するため、本実施形態において各光源部は各々4個の光源ブロックを含む。
すなわち、第1上層光源部220aは上層導光板210の左側面に沿って配列される4個の光源ブロックすなわち、第1光源ブロック〜第4光源ブロック(221a〜224a)を含み、第2上層光源部220bは上層導光板210の右側面に沿って配列される第1光源ブロック〜第4光源ブロック(221b〜224b)を含み、第1下層光源部250aは下層導光板240の左側面に沿って配列される第1光源ブロック〜第4光源ブロック(251a〜254a)を含み、第2下層光源部250bは下層導光板240の右側面に沿って配列される第1光源ブロック〜第4光源ブロック(251b〜254b)を含む。
以下では説明の便宜のため、光源ブロック(221a〜224aなど)が配列される方向を図面に示した第1方向として示す。
ここで、光源ブロックは、独立的に駆動されるかどうかによって区分される。すなわち、実際に一つの光源が一つの光源ブロックを構成することもでき、または複数個のランプ又は発光素子が一つの光源ブロックを構成することもできる。
上層導光板210は、第1上層光源部220a及び第2上層光源部220bから入射した光をバックライトユニット200の上方に配置された表示パネル部(図示せず)にガイドする役割を果たし、四角形の板形状からなる。このような上層導光板210は第1上層光源部220a及び第2上層光源部220bと隣接して光が入射する面である第1入光面210a及び第2入光面210bと、その両端部が第1入光面210a及び第2入光面210bと連結され入射された光を出射する面である出光面210cと、この出光面210cに対向してその両端部が第1入光面210a及び第2入光面210bと連結される対向面210dを含む。このうち、出光面210cと対向面210dが最も広く形成されて上層導光板210の前面と後面になり、それによって出光面210cと対向面210dとの間の距離は上層導光板210の厚さ(t1)となる。この厚さ(t1)は1.5mm以下であるのが好ましい。
下層導光板240は、第1下層光源部250a及び第2下層光源部250bから入射した光を表示パネル部にガイドする役割を果たすものであって、上層導光板210と実質的に同一な形状を有する。すなわち、下層導光板240は第1入光面240a及び第2入光面240bと、出光面240c及び対向面240dを含み、その厚さは図面符号“t2”で示す。この厚さ(t2)は1.5mm以下であるのが好ましい。
以下では説明の便宜のため、導光板の厚さ方向あるいは積層方向を第2方向と称し、入光面に垂直な方向を第3方向と称す。参考までに、入光面(210a、210bなど)に平行な方向は前述した第1方向と同じである。
ここで、導光板(210、240)は、第3方向において二つの領域に区分され、この二つの領域のうち導光板(210、240)の左側に位置する領域を第1領域(A1)と称し、右側に位置する領域を第2領域(A2)と称する。
上述したように第1領域(A1)及び第2領域(A2)は、各々第3方向において導光板の層数(枚数)(M)と同一のM個の領域に区分される。したがって、本実施形態において第1領域(A1)及び第2領域(A2)は各々第3方向において2個の小領域にさらに区分される。
従って図2〜4には、第1領域(A1)に属する2個の小領域を図面符号(A1−1)、(A1−2)で示し、第2領域(A2)に属する2個の小領域を図面符号(A2−1)、(A2−2)で示す。
また、このような領域区分は出光パターンの形成のためのものである。
出光パターンとは、導光板の主に対向面に形成され、導光板内で進行する光を反射させることによって出光パターンが形成された領域に対応する出光面に光を出射するようにするパターンをいう(これについての詳細な説明は、後述の図12〜17での説明を参照。)。出光パターンが形成された領域を以下、出光領域と称する。ただし、本発明はこれに限定されず、出光パターンは出光面に形成されてもよい。
上述したように出光パターンは次のような条件を満たし、導光板を区分する小領域のうち選択された領域に形成される。
すなわち、一層の導光板では第1領域(A1)に属する小領域(A1−1、A1−2)のうち選択された一つの領域と、第2領域(A2)に属する小領域(A2−1、A2−2)のうち選択された一つの領域に複数個の出光パターンが形成されるが、いずれか一つの層の導光板に出光パターンが形成された領域は、他の層の導光板に出光パターンが形成された領域と重畳しない。
出光パターンの形成条件によって、本実施形態において上層導光板210では小領域(A1−1)に第1上層出光パターン230aが複数個形成され、小領域(A2−2)に第2上層出光パターン230bが複数個形成される。下層導光板240では小領域(A1−2)に第1下層出光パターン260aが複数個形成され、小領域(A2−1)に第2下層出光パターン260bが複数個形成される場合を示す。さらに、このような出光パターン(230a、230b、260a、260b)が導光板(210、240)の対向面(210d、240d)に形成されている場合を示す。
本実施形態によれば、第2方向において上層導光板210の出光領域である小領域(A1−1、A2−2)と下層導光板240の出光領域である小領域(A1−2、A2−1)は互いに重ならず、導光板の全面に出光パターンが配置されたように見れることが分かる。
しかし、本発明は本実施形態に限定されず、上記出光パターン形成条件を満たせば、出光パターンが形成される領域はいくらでも変更することができる。
上記構造を有するバックライトユニット200が(4×4)個の発光ブロック(M=2、N=4)で駆動する方法を以下の図5及び図6を参照して詳細に説明する。
図5及び図6は、本発明の第1の実施形態によるバックライトユニットで光の進行経路を示す図である。
図5及び図6を参照すると、バックライトユニット200に含まれたすべての光源ブロック(221a〜224a、221b〜224b、251a〜254a、251b〜254b)をオン(ON)状態にすると、光源ブロック(221a〜224a、221b〜224b、251a〜254a、251b〜254b)各々から出射された光は矢印のような進行経路を有する。
より詳細には、導光板(210、240)の内部に入射した光は主に入光面(210a、210b、240a、240b)と垂直な第3方向に導光板(210、240)の内部を進行中に出光パターン(230a、230b、260a、260b)に接すると、反射されて光の経路が出光面(210c、240c)の方向に変わる。それによって、導光板(210、240)の内部を進行していた光の大部分は出光パターン(230a、230b、260a、260b)が形成された領域から表示パネルが位置する上方に進行方向を変えて対応する出光面(210c、240c)から出射する。出光面(210c、240c)から出射された光は、前述した光学シート(図示せず)を介して表示パネル方向に集光、集束させる(図5の点線矢印を参照)。
特に、導光板(210、240)の内部を進行していた光の大部分は最初に接する出光パターンから上方に進行方向を変える。言い換えれば、導光板(210、240)の左側面に配置された光源部(220a、250a)から各々入射された光の大部分は光源部(220a、250a)から近い出光パターン(230a、260a)で各々反射され、対応する出光面(210c、240c)から出射され、導光板(210、240)の右側面に配置された光源部(220b、250b)から各々入射された光の大部分は光源部(220b、250b)から近い出光パターン(230b、260b)で各々反射され、対応する出光面(210c、240c)から出射される。
つまり、導光板(210、240)の左側面に配置される光源部(220a、250a)は前述した第1領域(A1)を担当し、導光板(210、240)の右側面に配置される光源部(220b、250b)は前述した第2領域(A2)を担当しているといえる。
このような光進行経路であるため、バックライトユニット200は(4×4)個の発光ブロックで駆動することができる。すなわち、表示パネル(図示せず)側から導光板(210、240)を見たとき、導光板(210、240)は4行4列の発光ブロックに分けられて、この発光ブロックは各々別個に明るさが調節され得る。
例えば、第2上層光源部220bの第2光源ブロック222bをオンさせ、他の光源ブロックをすべてオフさせると仮定する。このような場合、第2光源ブロック222bから上層導光板210に入射された光は第3方向に進行中に、第2上層出光パターン230bで大部分反射され、対応する出光面210cを介して出射される(図6の矢印(1)を参照)。したがって、導光板の上方から見たとき、2行3列目に該当する領域のみが他の領域に比べて明るく見える。
他に例をあげれば、第1下層光源部250aの第4光源ブロック254a及び第2上層光源部220bの第1光源ブロック221bをオンさせ、他の光源ブロックをすべてオフさせると仮定する。このような場合、第4光源ブロック254aから下層導光板240に入射された光は第3方向に進行中に第1下層出光パターン260aで大部分反射され、対応する出光面240cを介して出射され(図6の矢印(2)を参照)、第1光源ブロック221bから上層導光板210に入射された光は第3方向に進行中に第2上層出光パターン230bで大部分反射され、対応する出光面210cを介して出射される(図6の矢印(3)を参照)。したがって、導光板の上方から見たとき、4行2列目及び1行3列目に該当する領域のみが明るく見える。
結果的に、一つの光源部、例えば、第1上層光源部220aに含まれる光源ブロック(221a〜224a)各々が発光ブロックの行を区分する役割をし、上層導光板210に配置された出光領域である小領域(A1−1、A2−2)および下層導光板240に配置された出光領域である小領域(A1−2、A2−1)が発光ブロックの列を区分する役割を果たす。それによって、バックライトユニット200に含まれる16個の光源ブロック(221a〜224a、221b〜224b、251a〜254a、251b〜254b)は各々(4×4)個の発光ブロックと一対一でマッチングされ、オンまたはオフする光源ブロックの状態に応じてその光源ブロックが担当する発光ブロックが明るくなったり暗くなったりする。
本実施形態で第1上層光源部220aに属する第1光源ブロック〜第4光源ブロック(221a〜224a)は各々1行1列目、2行1列目、3行1列目、4行1列目の発光ブロックを順次に担当し、第2上層光源部220bに属する第1光源ブロック〜第4光源ブロック(221b〜224b)は各々1行3列目、2行3列目、3行3列目、4行3列目の発光ブロックを順次に担当し、第1下層光源部250aに属する第1光源ブロック〜第4光源ブロック(251a〜254a)は各々1行2列目、2行2列目、3行2列目、4行2列目の発光ブロックを順次に担当し、第2下層光源部250bに属する第1光源ブロック〜第4光源ブロック(251b〜254b)は各々1行4列目、2行4列目、3行4列目、4行4列目の発光ブロックを順次に担当する。
図2〜図6では光源部が導光板の両側に配置される場合について説明した。
しかし、前述したように光源部が導光板の一側にのみ配置されてもよく、この場合、導光板が第3方向において第1領域及び第2領域に区分されず、M個(本実施形態では、2個)の領域にのみ区分され、それによって(4×2)個の発光ブロックで駆動されることを除いては、光源部が導光板の両側に配置される場合と出光パターン形成条件や駆動方法などは実質的に同一であるため、これに対する詳細な説明は省略する。
言い換えれば、図2〜図6のバックライトユニット200で光源部が導光板の一側に配置される場合、すなわち、第1上層光源部220a及び第2上層光源部220bの内のいずれか一つのみが存在し、第1下層光源部250a及び第2下層光源部250bの内のいずれか一つのみが存在する場合には、図2〜図6のバックライトユニット200で導光板(210、240)がA1領域及びA2領域の内のいずれか一つの領域のみに区分され、それによって第1上層出光パターン230aと第1下層出光パターン260a、及び第2上層出光パターン230b及び第2下層出光パターン260bの内のいずれか一つのみを有することができる。これについては、図33にて例示的に示す。
図7は、本発明の第1の実施形態の変形例によるバックライトユニットを示す平面図であって、本平面図は互いに異なる層に配置される導光板及び光源ブロックを便宜上、同一の平面に並列して示したものである。
本発明の第1の実施形態の変形例は(8×4)個の発光ブロックで駆動できるバックライトユニットの構造を示すものであって、上述した第1の実施形態と同一の部分に対しては同一の図面符号使用し、それに対する詳細な説明は省略する。
図7を参照すると、第1の実施形態の変形例によるバックライトユニット400は、一つの光源部に含まれる光源ブロックの個数(N)を4から8に変えたことを除いては上述した第1の実施形態のバックライトユニット200と同一である。これは第1の実施形態に比べ、第1の実施形態の変形例では発光ブロックの行の個数(N)のみが変化したものである。
すなわち、2層で配列される導光板(210、240)と、導光板(210、240)各々に出光パターン(230a、230b、260a、260b)が形成される領域は第1の実施形態で説明したとおりである。
本実施形態では、導光板(210、240)各々の両側に配置される光源部(420a、420b、450a、450b)は各々8個の光源ブロックを含む。すなわち、第1上層光源部420aは上層導光板210の左側面に沿って配列される第1〜第8光源ブロック(421a〜428a)を含み、第2上層光源部420bは上層導光板210の右側面に沿って配列される第1〜第8光源ブロック(421b〜428b)を含み、第1下層光源部450aは下層導光板240の左側面に沿って配列される第1〜第8光源ブロック(451a〜458a)を含み、第2下層光源部450bは下層導光板240の右側面に沿って配列される第1〜第8光源ブロック(451b〜458b)を含む。
上述したように一つの光源部、例えば、第1上層光源部420aに含まれる8個の光源ブロック(421a〜428a)各々が発光ブロックの行を区分する役割を果たすため、本実施形態ではバックライトユニット800は(8×4)個の発光ブロックで駆動させることができる。
図8及び図9は、本発明の第1の実施形態の他の変形例によるバックライトユニットを示す側面図及び平面図であって、図9の平面図は、互いに異なる層に配置される導光板及び光源ブロックを便宜上、同一平面に並列して示すものである。
本発明の第1の実施形態の他の変形例は(4×6)個の発光ブロックを駆動させることができるバックライトユニットの構造を示すものであって、前述した第1の実施形態と実質的に同一の部分に対しては詳細な説明は省略する。
図8及び図9を参照すると、第1の実施形態の他の変形例によるバックライトユニット500で一つの光源部に含まれる光源ブロックの個数は4個であって、第1の実施形態のバックライトユニット200と同一であるが、導光板の層の枚数や出光パターン形成のための領域の区分は第1の実施形態と異なる。これは第1の実施形態に比べ、第1の実施形態の他の変形例では発光ブロックの列の個数(2M)のみが変わったからである。
本実施形態のバックライトユニット500は、3層に配列された導光板、すなわち、上層導光板510、中層導光板540、及び下層導光板570と、導光板(510、540、570)各々の両側面に配置された第1上層光源部520a及び第2上層光源部520b、第1中層光源部550a及び第2中層光源部550b、及び第1下層光源部580a及び第2下層光源部580bを含む。
光源部(520a、520b、550a、550b、580a、580b)の各々は、第1の実施形態と同様に4個の光源ブロックを含む。すなわち、第1上層光源部520aは第1光源ブロック〜第4光源ブロック(521a〜524a)を含み、第2上層光源部520bは第1光源ブロック〜第4光源ブロック(521b〜524b)を含み、第1中層光源部550aは第1光源ブロック〜第4光源ブロック(551a〜554a)を含み、第2中層光源部550bは第1光源ブロック〜第4光源ブロック(551b〜554b)を含み、第1下層光源部580aは第1光源ブロック〜第4光源ブロック581a〜584aを含み、第2下層光源部580bは第1光源ブロック〜第4光源ブロック(581b〜584b)を含む。
本実施形態では、導光板(510、540、570)は3層で配列されるため、発光ブロックの列の数(2M)が6である。また、導光板(510、540、570)の各々は第3方向において導光板(510、540、570)の左側に位置する第1領域(A1)と導光板(510、540、570)の右側に位置する第2領域(A2)に区分される。
ここで、第1領域(A1)及び第2領域(A2)は各々第3方向において導光板の層数と同一に3個の領域に区分される。従って、図面において第1領域(A1)に属する3個の小領域を図面符号(A1−1)、(A1−2)、(A1−3)で示し、第2領域(A2)に属する3個の小領域を図面符号(A2−1)、(A2−2)、(A2−3)で示す。
この小領域の内から選択された領域には前述した出光パターン形成条件によって複数個の出光パターンが形成される。
すなわち、本実施形態では上層導光板510の小領域(A1−1)と小領域(A2−3)に各々第1上層出光パターン530aと第2上層出光パターン530bが複数個形成され、中層導光板540の小領域(A1−2)と小領域(A2−2)に各々第1中層出光パターン560aと第2中層出光パターン560bが複数個形成され、下層導光板570の小領域(A1−3)と小領域(A2−1)に各々第1下層出光パターン590aと第2下層出光パターン590bが複数個形成される場合を示す。さらに、このような出光パターン(530a、530b、560a、560b、590a、590b)が導光板(510、540、570)の対向面(510d、540d、570d)に形成されている場合を示す。
本実施形態によれば、第2方向において上層導光板510の出光領域である小領域(A1−1、A2−3)と中層導光板540の出光領域である小領域(A1−2、A2−2)と下層導光板570の出光領域である小領域(A1−3、A2−1)は互いに重なることなく、導光板の全面にこれら出光領域が配置されているように見える。しかし、本発明は本実施形態に限定されず、出光パターン形成条件を満たせば、出光パターンが形成される領域は変更することもできる。
このような出光パターン(530a、530b、560a、560b、590a、590b)の形成によって導光板(510、540、570)の内部に入射された光は、図8の矢印のような進行経路を有する。これは前述したように導光板に配置された出光パターン(530a、530b、560a、560b、590a、590b)の形成領域が発光ブロックの6個列を区分する役割を果たすことができることを意味する。したがって、本実施形態ではバックライトユニット500は(4×6)個の発光ブロックで駆動することができる。
本実施形態において、仮に、光源部が導光板の一側にのみ配置される場合すなわち、図8、9に示す第1上層光源部520a及び第2上層光源部520bの内のいずれか一つのみが存在し、第1中層光源部550a及び第2中層光源部550bの内のいずれか一つのみが存在し、第1下層光源部580a及び第2下層光源部580bの内のいずれか一つのみが存在する場合には、導光板(510、540、570)がA1領域及びA2領域の内のいずれか一つの領域のみに区分され、それによって第1上層出光パターン530aと中層出光パターン560aと下層出光パターン590a、及び第2上層出光パターン530bと中層出光パターン560bと下層出光パターン590bの内のいずれか一つのみを有することができ、結果的に(4×3)個の発光ブロック(M=3、N=4)で駆動できることは上記の説明を参照すると自明な事項であるので、図面およびそれに対する詳細な説明は省略する。
一方、上述した図2〜図9のような本発明の第1の実施形態によるバックライトユニットに替わり、以下のような構造のバックライトユニットが使用されてもよい。
すなわち、本発明の第2の実施形態によるバックライトユニットは、複数個の導光板が互いに異なるM個の層に配置され、各層の導光板ごとにその一側面または両側面にN個の光源ブロックを含む光源部が配置される。ここで、光源部が導光板の一側に配置される場合、各層の導光板は光源部からの距離に基づいてM個の領域に区分される。または、光源部が導光板の両側に配置される場合、各層の導光板は光源部の間の中心線を基準にして導光板の一側面に配置される光源部に近い第1領域と導光板の他側面に配置される光源部に近い第2領域に区分され、第1領域及び第2領域は各々光源部からの距離によってM個の領域にさらに区分される。ここまでは上述した本発明の第1の実施形態によるバックライトユニットと同様である。
これに加え、各層の導光板は、光源部配置方向に平行方向すなわち、第1方向において一つの光源部に含まれる光源ブロックに各々対応するN個の領域にさらに区分される。このようなN個の領域を各々第1〜第N光源ブロック対応領域という。結果的に、導光板は光源部が導光板一側に配置された場合にはN行M列の碁盤目形状の領域に区分され、光源部が導光板の両側に配置された場合にはN行2M列の碁盤目形状の領域に区分される。
このような碁盤目形状の領域には次のような条件によって出光パターンが形成される。
すなわち、一層の導光板ではM個の領域のうち選択された一つの領域(光源部が導光板両側に配置される場合には第1領域に属するM個の領域のうち選択された一つの領域と、第2領域に属するM個の領域のうち選択された一つの領域を意味する)、及び第t光源ブロックの対応領域の共通領域に複数個の出光パターンが形成される。ここで、前記t値は1〜Nまでの値を有する。
このような出光パターンは、ある一層の導光板に配置された出光領域が他の層の導光板に配置された出光領域と重畳することなく、導光板の上部すなわち、表示パネル側から導光板を見るとき、表示パネルに対応する導光板の全面に出光パターンが配置されたように見えるように形成されることは上述したとおりである。
上記のような構造を有するバックライトユニットは、光源部が導光板の一側面に配置される場合には(N×M)個の発光ブロックで駆動させることができ、光源部が導光板の両側面に配置される場合には(N×2M)個の発光ブロックで駆動させることができる。
このような構造のバックライトユニットの例と、これらバックライトユニットでのローカルディミング方法について、以下の図10及び図11を参照してより詳細に説明する。
以下の図面では光源部が導光板の両側に配置された場合を示しているが、本発明はこれに限定されず、光源部が導光板の一側に配置される場合にも同様に適用することができる。
図10は、本発明の第2の実施形態によるバックライトユニットを示す平面図であって、本平面図は互いに異なる層に配置される導光板及び光源ブロックを便宜上並列にして示すものである。本発明の第2の実施形態は第1の実施形態と同様に(4×4)個の発光ブロックで駆動できるバックライトユニットの構造を示すものであって、上述した第1の実施形態と同一の部分に対しては同一の図面符号を使用し、それに対する詳細な説明は省略する。
図10を参照すると、第2の実施形態のバックライトユニット600は、導光板を碁盤目形状の領域に区分し、このような碁盤目形状の領域に出光パターンを配置する点以外は、第1の実施形態のバックライトユニット200と同一の構造を有する。
すなわち、2層で配列される導光板(210、240)と、導光板(210、240)の各々の両側に配置される光源部(220a、220b、250a、250b)が各々4個の光源ブロックを含むことは第1の実施形態と同様である。
また、導光板(210、240)が第3方向において二つの領域すなわち、左側に位置する第1領域(A1)及び右側に位置する第2領域(A2)に区分され、このような第1領域(A1)及び第2領域(A2)がさらに第3方向において各々導光板(210、240)の層数と同一の個数、すなわち、2つの小領域(A1−1)、小領域(A1−2)、及び小領域(A2−1)、小領域(A2−2)に区分されることも第1の実施形態と同様である。
これに加え、導光板(210、240)は各々第1方向において一つの光源部に含まれる光源ブロックに各々対応する4個の領域(B1〜B4)に区分される。すなわち、上層導光板210は、例えば、第1上層光源部220aに含まれる第1光源ブロック〜第4光源ブロック(221a〜224a)に各々対応する第1光源ブロック〜第4光源ブロックの対応領域(B1〜B4)に区分され、下層導光板240は例えば、第1下層光源部250aに含まれる第1光源ブロック〜第4光源ブロック(251a〜254a)に各々対応する第1光源ブロック〜第4光源ブロック対応領域(B1〜B4)に区分される。
従って、導光板(210、240)は4行4列の碁盤目形状の領域に区分される。
このような導光板(210、240)には前述した出光パターン形成条件によって出光パターンが形成される。
すなわち本実施形態では、上層導光板210の第1領域(A1)に属する二つの小領域(A1−1、A1−2)の内の選択された一つの小領域(例えば、A1−1)と第1光源ブロックの対応領域(B1)との共通領域に出光パターン231aが、第2領域(A2)に属する二つの小領域(A2−1、A2−2)の内の選択された一つの小領域(例えば、A2−2)と第1光源ブロック対応領域(B1)との共通領域に出光パターン231bが形成される。
同様に、上層導光板210の第1領域(A1)に属する二つの小領域の内の選択された一つの小領域(例えば、A1−2)と第2光源ブロックの対応領域(B2)との共通領域に出光パターン232aが、第2領域(A2)に属する二つの小領域の内の選択された一つの小領域(例えば、A2−1)と第2光源ブロックの対応領域(B2)との共通領域に出光パターン232bが形成され、第1領域(A1)に属する二つの小領域の内の選択された一つの小領域(例えば、A1−1)と第3光源ブロック対応領域(B3)との共通領域に出光パターン233aが、第2領域(A2)に属する二つの小領域の内の選択された一つの小領域(例えば、A2−2)と第3光源ブロックの対応領域(B3)との共通領域に出光パターン233bが形成され、第1領域(A1)に属する二つの小領域の内の選択された一つの小領域(例えば、A1−2)と第4光源ブロックの対応領域(B4)との共通領域に出光パターン234aが、第2領域(A2)に属する二つの小領域の内の選択された一つの小領域(例えば、A2−1)と第4光源ブロックの対応領域(B4)との共通領域に出光パターン234bが形成される。
同様の方式で、下層導光板240に出光パターン(261a〜264a、261b〜264b)が形成される。
ここで、出光パターンが配置された出光領域は、ある一層の導光板に配置された出光領域は他の層の導光板に配置された出光領域と重畳することなく、表示パネル側から見るとき、導光板の全面に出光パターンが配置されているように見えるように形成されることは第1の実施形態で説明したものと同様である。
これによって、図10では一例として上層導光板210では出光パターン(231a〜234a、231b〜234b)が互いに交互するよう(市松模様状)に配置され、下層導光板240では出光パターン(261a〜264a、261b〜264b)が互いに交互するよう(市松模様状)に配置され、上層導光板210の出光パターン(231a〜234a、231b〜234b)と下層導光板240の出光パターン(261a〜264a、261b〜264b)とは重ならないように配置される場合を示す。しかし、本発明は本図面及び実施形態に限定されず、出光パターン形成条件を満たせば、出光パターンが形成される領域は変更することができる。
本実施形態のように導光板(210、240)の領域を区分して出光パターンを配置する場合、導光板(210、240)内で進行する光の経路は図10の矢印で示すとおりである。したがって、光源ブロック(221a〜224a、221b〜224b、251a〜254a、251b〜254b)の各々が(4×4)個の発光ブロックに一対一に対応し、それによって本実施形態のバックライトユニット600が(4×4)個の発光ブロックで駆動させることができることは第1の実施形態で説明したとおりである。
本実施形態において、仮に光源部が導光板の一側にのみ配置される場合、すなわち、図10の第1上層光源部220a及び第2上層光源部220bの内のいずれか一つのみが存在し、第1下層光源部250a及び第2下層光源部250bの内のいずれか一つのみが存在する場合には、導光板(210、240)が第3方向において第1領域(A1)及び第1領域(A2)の内のいずれか一つの領域のみに区分され、それによって出光パターン(231a〜234a、261a〜264a)及び出光パターン(231b〜234b、261b〜264b)の内のいずれか一つのみを有することができ、結果的に(4×2)個の発光ブロック(M=2、N=4)で駆動させることができることは前述の説明を参照すれば自明な事項である。このような構造については、図34に例示的に示す。
図11は、本発明の第2の実施形態の変形例によるバックライトユニットを示す平面図であって、本平面図は互いに異なる層に配置される導光板及び光源ブロックを便宜上並列して示すものである。
本発明の第2の実施形態の変形例は、第1の実施形態の他の変形例と同様に(4×6)個の発光ブロックで駆動させることができるバックライトユニットの構造を示すものであって、前述した第1の実施形態の他の変形例と同一の部分に対しては同一の図面符号を使用し、それに対する詳細な説明は省略する。
図11を参照すると、第2の実施形態の変形例によるバックライトユニット700は、導光板を碁盤目形状の領域に区分し、このような領域に出光パターンを配置する点の他は、第1の実施形態の他の変形例によるバックライトユニット500と同一の構造を有する。
すなわち、3層で配列される導光板(510、540、570)と、導光板(510、540、570)各々の両側に配置される光源部(520a、520b、550a、550b、580a、580b)が各々4個の光源ブロックを含むことは第1の実施形態の他の変形例と同様である。
また、導光板(510、540、570)が第3方向において二つの領域すなわち、左側に位置する第1領域(A1)及び右側に位置する第2領域(A2)に区分され、このような第1領域(A1)及び第2領域(A2)がさらに第3方向において各々3個の小領域(A1−1、A1−2、A1−3、A2−1、A2−2、A2−3)に区分されることも第1の実施形態の他の変形例と同様である。
これに加え、前述した第2の実施形態のように導光板(510、540、570)は各々第1方向において一つの光源部に含まれる光源ブロックに各々対応する第1光源ブロック〜第4光源ブロックの対応領域(B1〜B4)に区分される。
従って、導光板(510、540、570)は4行6列の碁盤目形状の領域に区分される。
このような導光板(510、540、570)に出光パターンが形成される条件は、第2の実施形態で説明したものと同様である。
図11では一例として、上層導光板510の出光パターン(531a〜534a、531b〜534b)が順次横にずれるように配置され、中層導光板540の出光パターン(561a〜564a、561b〜564b)が順次横にずれるように配置され、下層導光板570の出光パターン(591a〜594a、591b〜594b)が順次横にずれるように配置され、上層導光板510の出光パターン(531a〜534a、531b〜534b)、中層導光板540の出光パターン(561a〜564a、561b〜564b)及び、下層導光板570の出光パターン(591a〜594a、591b〜594b)が互い重ならないように配置される場合を示す。
しかし、本発明は本実施形態に限定されず、出光パターン形成条件を満たせば、出光パターンが形成される領域は変更することは可能である。
本実施形態のように導光板(510、540、570)の領域を区分して出光パターンを配置する場合、導光板(510、540、570)内で進行する光の経路は図11の矢印で示すとおりである。したがって、光源ブロック(521a〜524a、521b〜524b、551a〜554a、551b〜554b、581a〜584a、581b〜584b)各々が(4×6)個の発光ブロックに一対一対応し、それによって本実施形態のバックライトユニット700が(4×6)個の発光ブロックで駆動させることができる。
次に、上述した出光パターンについて、図12〜図17を参照してより詳細に説明する。
図12〜図14は、導光板の対向面に形成された出光パターンを拡大して示す斜視図、側面図、及び平面図であり、図15〜図17は、このような出光パターンの変形例を示す側面図及び平面図である。
説明の便宜のため、図12〜図17は、第1の実施形態の上層導光板210の小領域(A1−1)に形成された複数個の出光パターン230aの内の一部を拡大して示すものであるが、本発明はこれに限定されず、図12〜図17に示す出光パターン230aが本発明の他の実施形態にも適用できることは当業者において自明である。
まず、図12〜図14を参照すると、出光パターン230aは導光板210の対向面210dに形成され、入光面210aと対向する反射面を有するパターンである。このような出光パターン230aは出光面210c方向に凹形に形成されたパターンであることが好ましいが、これとは異なり、出光面210cと逆方向に凸形に形成されたパターンであってもよい。ただし、前述したように出光パターンは出光面210cにも形成することもでき、このような場合の出光パターンは対向面210d方向に凹形のパターンであるか、または対向面210d逆方向に凹形に形成されたパターンであってもよい。
導光板210は、その表面が鏡面である場合、光の全反射現象が発生するが、このように導光板210の所定領域、例えば、小領域(A1−1)の対向面210dに出光パターン230aを形成すると、出光パターン230aの反射面から光が反射し、光の経路が出光面210c方向に変わる。したがって、前述したように光は出光パターン230aが形成された領域から集中的に出射される。
このような出光パターン230aは、印刷技術やレーザ加工などによって簡単に形成することができる。
図12〜図14では、出光パターン230aが半球型であり、マトリックス形状で配列した場合を示すが、本発明はこれに限定されず、出光パターン230aの形状、個数、サイズ、配列方法、密度などは多様に変更してもよい。
例えば、本実施形態では出光パターン230aが半球型であるが、これに限定されず、ピラミッド形状、多角柱形状、プリズム形状など多様な立体図形の形状を有することができ、それによって出光パターン230aの断面形状や平面形状は、四角形、三角形など多様な形状を有することができる。また、出光パターン230aはマトリックス形状で配列する代わりにジグザグに配列するか、またはランダムに配列してもよい。
ここで、輝度の均一性を高めるため、一つの出光領域内で出光パターン230aの幅、高さ、密度を次のように調節することが好ましい。
一般的に入光面210aから遠くなるほど輝度が落ちるため、入光面210aから遠方の輝度を高めるために入光面210aに垂直な方向、すなわち、前述した第3方向において入光面210aから遠くなるほど一つの出光領域内に形成される出光パターン230aの幅(w1)、高さ(h1)及び密度(単位面積当たり形成される出光パターン230aの個数)の内の少なくとも一つが増加することが好ましい。
すなわち、図15を参照すると、出光パターン230aは入光面210aから遠くなるほど高さ(h1)が増加する。
また、図16を参照すると、出光パターン230aは入光面210aから遠くなるほど入光面210a方向の幅(w1)が増加する。
また、図17を参照すると、出光パターン230aは入光面210aから遠くなるほど密度が増加する。
このような場合、入光面210aから遠くなっても出光パターン230aでの反射確率が増加して光効率が増加するため、導光板210の全面において全体的に輝度を均一に維持することができる。
一方、前述した本発明の第1の実施形態及びその変形例や第2の実施形態及びその変形例においては、光源ブロックから導光板に入射された光が入光面に垂直方向すなわち、第3方向に直進するもの(前述した平面図に示す矢印を参照)と仮定し、それに従い説明した。
しかし、実質的に光源ブロックから導光板に入射された光は入光面に垂直方向に直進しながら両側面にある程度拡散される。
前述したように光源ブロックは、発光ブロックの行を区分する役割を果たすが、このように光源ブロックから入射された光の側面拡散が発生する場合、発光ブロックの行が明確に区分されにくい。したがって、以下で説明するように本発明の第1の実施形態及びその変形例や第2の実施形態及びその変形例の導光板に光源ブロックから入射された光が直進するように所定のパターン(以下、光ガイドパターンと称す)を追加して形成することがより好ましい。
以下、図18〜図28を参照して本発明のバックライトユニットに形成される光ガイドパターンの例について説明する。
図18〜図20は、本発明の一実施形態によるバックライトユニットに形成される光ガイドパターンの一例を説明するための斜視図、斜視図のA−A’線に沿って切断した断面図、及び斜視図のB−B’線に沿って切断した断面図である。
図18〜図20は、第1の実施形態のバックライトユニット200に含まれた上層導光板210に形成された光ガイドパターンを示すものであるが、本発明はこれに限定されず、図18〜図20に示す光ガイドパターンが本発明の他の実施形態にも適用できることは当業者にとって自明である。
図18〜図20を参照すると、光ガイドパターン280は、導光板210に入射された光が側面に拡散することを防止するために光を反射させるパターンである。
本実施形態では光ガイドパターン280が出光面210cから対向面210dの方向に形成された場合を示すが、これとは異なり、対向面210dから出光面210cの方向に形成されてもよく、この場合には出光面210cから対向面210dの方向に形成された場合と同一の形状を有するものの対向面と出光面の位置のみが変わる場合に該当する。
光ガイドパターン280は、入光面210aに垂直方向すなわち、第3方向に相対的に長く、入光面210aに平行方向すなわち、第1方向には相対的に細い幅を有するように形成される。
光ガイドパターン280の第3方向の幅は、符号(w3)で示し、第1方向の幅は、符号(w2)で示す。また、光ガイドパターン280は、第2方向に導光板210の厚さ(t1)より小さい値の深さ(d1)を有するように形成される。
このように光ガイドパターン280の第3方向の幅(w3)が第1方向の幅(w2)より大きくすることは、光が第3方向に直進するようにするためである。また、光ガイドパターン280の深さ(d1)を導光板210の厚さ(t1)より小さい値に限定することは光ガイドパターン280によって輝線が増加することを防止するためである。
このような光ガイドパターン280は、導光板210の全領域にかけて複数個が形成されるが、光ガイドパターン280同士が連結しないように形成され、特に互いに平行するように形成される。
本実施形態では、光ガイドパターン280がマトリックス形態で配列された場合、すなわち、第3方向において一列で配列され、第1方向において同一の間隔で平行するように配列された場合を示すが、本発明はこれに限定されず、光ガイドパターン280の配列は変更してもよい。例えば、光ガイドパターン280は、互いに連結されず、互いに平行するように形成される条件を満たし、ランダムに配列してもよい(図21参照)。このように光ガイドパターン280をランダムに配列すると光ガイドパターン280によって輝線が増加することを防止することができる。
本実施形態ではA−A’線及びB−B’線で切断した断面において光ガイドパターン280の形状が四角形である場合を示すが、本発明はこれに限定されず、光ガイドパターン280の断面形状は変形してもよい。すなわち、光ガイドパターン280の断面形状は流線型、菱形、楕円などであってもよく、光ガイドパターン280の第3方向の幅(w3)が第1方向の幅(w2)より大きければ、その形状に特に制限があるものではない。このような光ガイドパターン280は、印刷技術やレーザ加工などによって簡単に形成することができる。
上記のように導光板に光ガイドパターンを形成すると、光ガイドパターンを形成しない場合に比べ、光源ブロックから出射された光の直進性が保障される。これは図22及び図23に示す比較例と図24及び図25に示す本実施形態例との比較で良く示すことができる。
図22は、光ガイドパターンが形成されていない導光板(LGP1)である一つの光源ブロック(矢印を参照)をオン状態になるようにしたときに予想される光分布を示す斜視図であり、図23は、このような場合、図22に示すC−C’断面から実際の光分布を測定した写真である。
図24は、図18〜20に示すような光ガイドパターン(GP)が形成された導光板(LGP2)である一つの光源ブロック(矢印を参照)をオン状態になるようにしたときに予想される光分布を示す斜視図であり、図25は、このような場合、図24に示すD−D’断面から実際の光分布を測定した写真である。
図22及び図23に示す比較例に比べ、図24及び図25に示す本実施形態例では光分布がより細いことが確認され、これは光が側面方向に拡散する代わりに直進したことを示す。
また、上述した図18〜図20には示していないが、上層導光板210の対向面210dには出光パターン230a、230bがすでに形成されている(図2〜図4を参照)。
したがって、このような光ガイドパターン280は第2方向において出光パターンと互いに重ならないように形成することが好ましく、特に、光ガイドパターン280が出光パターンと同一の面、例えば、対向面210dに形成される場合、光ガイドパターン280は出光パターンと接しないように出光パターンの間に形成することが好ましい。
図26及び図27は、このような出光パターン230aと光ガイドパターン280が配置される例を平面的に示すための平面図であって、上層導光板210の小領域(A1−1)に形成された出光パターン230aと光ガイドパターン280を拡大して示すものである。上述したように、光ガイドパターン280は対向面に、出光パターン230aは出光面に配置される。ただし、これとは逆の配置も可能であり、二つのうちいずれか一つの面に光ガイドパターン280と出光パターン230aがすべて配置することも可能である。
図26及び図27を参照すると、光ガイドパターン280と出光パターン230aは互いに接しないように交互に配置されていることが分かる。
一方、上述した形態の光ガイドパターンを利用することの他にも光源ブロックが発光ブロックの行を区分する役割を果たすのに役立つ様々な形態の光ガイドパターンが提供されてもよく、これについては以下の図28を参照して説明する。
図28は、本発明の一実施形態によるバックライトユニットに形成されるレンチキュラ型(lenticular type)の光ガイドパターンの一例を説明するための斜視図である。
図28は、第1の実施形態のバックライトユニット200に含まれた導光板210上に形成されたレンチキュラ型光ガイドパターンを適用した例を示すものであるが、本発明はこれに限定されず、本図に示したレンチキュラ型光ガイドパターンが本発明の他の実施形態にも適用できることは当業者にとって自明である。
図28を参照すると、導光板210全面上には第1方向に、一つの光源部に含まれる光源ブロックに各々対応するN個のレンチキュラ型光ガイドパターンが形成される。
例えば、本実施形態では、導光板210の全面上に光源部220aに含まれる光源ブロック(221a〜224a)に各々対応する4個のレンチキュラ型光ガイドパターン(291a〜294a)が形成される。
レンチキュラ型光ガイドパターン(291a〜294a)は、各々第1方向では両端(光ガイドパターンが隣接する部位)が凹み、真ん中が凸の凸レンズ形状を有し、第3方向に延長される。このようなレンチキュラ型光ガイドパターン(291a〜294a)は導光板210を成す物質と同一の物質で形成することが好ましい。
このようなレンチキュラ型光ガイドパターン(291a〜294a)を形成すると、導光板210に入射された光が主にレンチキュラ型光ガイドパターン(291a〜294a)の凸の部分から出射され、両端の凹の部分からは出射されない。
結果的に、レンチキュラ型光ガイドパターン(291a〜294a)を形成すると、前述した形態の光ガイドパターンを形成した場合と同様な光源ブロックが発光ブロックの行をより明確に区分することができる。
図28に示したレンチキュラ型の光ガイドパターン以外にもプリズム型パターン(prism−type pattern)などのマイクロパターンなどが光ガイドパターンとして採用されてもよく、これについては図35に例示的に示す。
図35は、三角柱形状のプリズム型パターン(291a’〜294a’)が光ガイドパターンとして採用された場合を示し、このような場合、光がプリズム型パターン(291a’〜294a’)の稜線部よりは主に面の部分から出射されるため、レンチキュラ型光ガイドパターンと同様な光の直進性を保障する。
図29〜図32は、本発明の一実施形態によるバックライトユニットでローカルディミングが具現されることを示す実験例を説明するための導光板を上部から見たときの実際の光分布を測定した写真である。
本実験例では、0.8mm厚さの導光板を2層で配列し、各層の導光板の両側面に8個ずつの光源ブロックを配置した。そして、各層の導光板には前述した図7で説明したように導光板の対向面に出光パターンを形成し、これに加え、前述した図18〜図27で説明したような光ガイドパターンを導光板の対向面に出光パターンと接しないように配置した。
図29〜図32は、本実験例により形成された導光板の上部から導光板を見たときの実際の光分布を測定した写真を示すが、説明の便宜のため、光源ブロックを共に示し、2層の光源ブロックを同一の平面に示した。
ここで、導光板の両側面の光源ブロックのうち内側に配置された光源ブロックが上層導光板の両側面の光源ブロックであり、外側に配置された光源ブロックが下層導光板の両側面の光源ブロックである。図29を参照すると、全体光源ブロックをオン状態になるようにした場合、導光板の全領域が明るいことが分かる。
図30〜図32を参照すると、上層導光板の両側面の光源ブロックの内の一部と下層導光板の両側面の光源ブロックの内の一部をオン状態になるようにした場合、該当光源ブロックが担当する領域のみが明るくなることが分かる。
結果的として、本実験例でバックライトユニットは(8×4)個の発光ブロックで駆動させることができることが分かる。
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
100 液晶表示装置
110 トップシャーシ
120 表示パネル部
130 モールドフレーム
140 光学シート部
150 バックライトユニット
160 反射シート
170 ボトムシャーシ
200、400、500、800 バックライトユニット
210、510 上層導光板
220a、220b、420a、420b (第1、第2)上層光源部
221a〜224a、221b〜224b 第1光源ブロック〜第4光源ブロック
230a、230b 上層出光パターン
240、570 下層導光板
250、250a、250b、450a、450b (第1、第2)下層光源部
251a〜254a、251b〜254b 第1光源ブロック〜第4光源ブロック
260a、260b 下層出光パターン

Claims (25)

  1. バックライトユニットであって、
    M個(ここで、Mは2以上の自然数)の層で互いに所定の間隔で離隔するように配置された複数の導光板と、
    前記各導光板の少なくとも一側面に配置され、個別に明るさを調節することができるN個(ここで、Nは2以上の自然数)の光源ブロックを有する光源部とを有し、
    前記各導光板は、前記光源部との距離に基づき複数の領域に区分され、前記複数の領域の内の一部の領域に出光パターンを形成することによって定義される複数の出光領域を含み、
    前記複数の出光領域は、前記導光板の積層方向において互いに重なることなく、前記導光板の全面(whole surface)に対応するように配置されることを特徴とするバックライトユニット。
  2. 前記光源部は、前記各導光板の一側面に配置され、
    前記各導光板は、前記光源部との距離に基づきM個の領域に区分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ユニット。
  3. 前記バックライトユニットは、(N×M)個の発光ブロックで駆動されることを特徴とする請求項2に記載のバックライトユニット。
  4. 前記出光領域は、前記各導光板を前記光源ブロックに各々対応するN個の領域にさらに区分することによって前記各導光板を碁盤目形状の領域に区分され、前記碁盤目形状の領域の内の一部領域に前記出光パターンを形成することによって定義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ユニット。
  5. 前記各導光板は、前記光源部と隣接して光が入射する面である入光面と、その一端部が前記入光面と連結され光が出射される面である出光面と、その一端部が前記入光面と連結されると共に前記出光面と対向する対向面とを含み、
    前記出光パターンは、前記各導光板の前記出光面又は前記対向面に複数個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ユニット。
  6. 前記出光パターンの各々は、前記対向面に対向面から出光面の方向又はその逆方向に形成された立体形状を有するか、または、前記出光面に出光面から対向面の方向又はその逆方向に形成された立体形状を有してなることを特徴とする請求項5に記載のバックライトユニット。
  7. 前記出光パターンは、前記入光面から遠くなるほどその高さ、幅、及び密度の内の少なくとも一つが増加することを特徴とする請求項6に記載のバックライトユニット。
  8. 前記各導光板は、前記光源部から入射された光が前記一側面と垂直な方向に進行するようにガイドする光ガイドパターンをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のバックライトユニット。
  9. 前記各導光板は、前記光源部と隣接して光が入射する面である入光面と、その一端部が前記入光面と連結され光が出射される面である出光面と、その一端部が前記入光面と連結されると共に前記出光面と対向する対向面とを含み、
    前記光ガイドパターンは、前記各導光板内に複数個が形成され、
    前記光ガイドパターン各々は、前記出光面に出光面から対向面の方向に形成されるか、または、前記対向面に対向面から出光面の方向に形成されて光を反射し、前記光ガイドパターンの前記入光面と垂直方向の幅が前記入光面と平行方向の幅より大きいと共に前記導光板の厚さ方向の幅が前記導光板の厚さより小さいことを特徴とする請求項8に記載のバックライトユニット。
  10. 前記出光パターンは、前記各導光板の前記出光面又は前記対向面に複数個が形成され、
    前記光ガイドパターンと前記出光パターンとは互いに接しないように配置されることを特徴とする請求項9に記載のバックライトユニット。
  11. 前記各導光板は、前記光源部と隣接して光が入射する面である入光面と、その一端部が前記入光面と連結され光が出射される面である出光面と、その一端部が前記入光面と連結されると共に前記出光面と対向する対向面とを含み、
    前記光ガイドパターンは、前記各導光板の出光面上に形成されると共に前記N個の光源ブロックに各々対応するN個のプリズム形状パターン又はN個のレンズ形状(lenticular)パターンを含み、
    前記プリズム形状パターン又は前記レンズ形状パターンは、前記入光面と平行方向の断面形状は中央が凸形状であると共に前記入光面に垂直な方向に延長され、前記プリズム形状パターン又は前記レンズ形状パターンが隣接する部位は凹形状を有することを特徴とする請求項8に記載のバックライトユニット。
  12. バックライトユニットであって、
    M個(ここで、Mは2以上の自然数)の層で互いに所定の間隔で離隔するように配置された複数の導光板と、
    前記各導光板の互いに対向する側面に配置され、個別に明るさを調節することができるN個(ここで、Nは2以上の自然数)の光源ブロックを有する第1光源部及び第2光源部とを有し、
    前記各導光板は、前記第1光源部に近い第1領域と前記第2光源部に近い第2領域とに区分され、さらに、前記第1領域及び第2領域は各々前記光源部との距離に基づき複数の小領域に区分され、前記複数の小領域の内の一部の領域に出光パターンを形成することによって定義される複数の出光領域を含み、
    前記複数の出光領域は、前記導光板の積層方向において互いに重なることなく、前記導光板の全面(whole surface)に対応するように配置されることを特徴とするバックライトユニット。
  13. 前記第1領域及び第2領域は、各々前記光源部との距離に基づきM個の小領域に区分されることを特徴とする請求項12に記載のバックライトユニット。
  14. 前記バックライトユニットは、(N×2M)個の発光ブロックで駆動されることを特徴とする請求項13に記載のバックライトユニット。
  15. 前記出光領域は、前記各導光板を前記光源ブロックに各々対応するN個の領域にさらに区分することによって前記各導光板を碁盤目形状の領域に区分され、前記碁盤目形状の領域の内の一部領域に前記出光パターンを形成することによって定義されることを特徴とする請求項12に記載のバックライトユニット。
  16. 前記各導光板は、前記第1光源部及び第2光源部と各々隣接して光が入射する面である第1入光面及び第2入光面と、その両端部が前記第1入光面及び第2入光面と連結され光が出射される面である出光面と、その両端部が前記第1入光面及び第2入光面と連結されると共に前記出光面と対向する対向面とを含み、
    前記出光パターンは、前記各導光板の前記出光面又は前記対向面に複数個が形成されることを特徴とする請求項12に記載のバックライトユニット。
  17. 前記出光パターンの各々は、前記対向面に対向面から出光面の方向又はその逆方向に形成された立体形状を有するか、または、前記出光面に出光面から対向面の方向又はその逆方向に形成された立体形状を有してなることを特徴とする請求項16に記載のバックライトユニット。
  18. 前記第1領域に属する前記出光パターンは、前記第1入光面から遠くなるほどその高さ、幅、及び密度の内の少なくとも一つが増加し、前記第2領域に属する前記出光パターンは前記第2入光面から遠くなるほどその高さ、幅、及び密度の内の少なくとも一つが増加することを特徴とする請求項17に記載のバックライトユニット。
  19. 前記第1光源部及び第2光源部から入射された光が前記側面と垂直な方向に進行するようにガイドする光ガイドパターンをさらに含むことを特徴とする請求項12に記載のバックライトユニット。
  20. 前記各導光板は、前記第1光源部及び第2光源部と各々隣接して光が入射する面である第1入光面及び第2入光面と、その両端部が前記第1入光面及び第2入光面と連結され光が出射される面である出光面と、その両端部が前記第1入光面及び第2入光面と連結されると共に前記出光面と対向する対向面とを含み、
    前記光ガイドパターンは、前記各導光板内に複数個が形成され、
    前記光ガイドパターン各々は、前記出光面に出光面から対向面の方向に形成されるか、または、前記対向面に対向面から出光面の方向に形成されて光を反射し、前記光ガイドパターンの前記入光面と垂直方向の幅が前記入光面と平行方向の幅より大きいと共に前記導光板の厚さ方向の幅が前記導光板の厚さより小さいことを特徴とする請求項19に記載のバックライトユニット。
  21. 前記出光パターンは、前記各導光板の前記出光面又は前記対向面に複数個が形成され、
    前記光ガイドパターンと前記出光パターンとは互いに接しないように配置されることを特徴とする請求項20に記載のバックライトユニット。
  22. 前記各導光板は、前記第1光源部及び第2光源部と各々隣接して光が入射する面である第1入光面及び第2入光面と、その両端部が前記第1入光面及び第2入光面と連結され、光が出射される面である出光面と、その両端部が前記第1入光面及び第2入光面と連結されると共に前記出光面と対向する対向面とを含み、
    前記光ガイドパターンは、前記各導光板の出光面上に形成されると共に前記N個の光源ブロックに各々対応するN個のプリズム形状パターン又はN個のレンズ形状(lenticular)パターンを含み、
    前記プリズム形状パターン又は前記レンズ形状パターンは、前記入光面と平行方向の断面形状は中央が凸形状であると共に前記入光面に垂直な方向に延長され、前記プリズム形状パターン又は前記レンズ形状パターンが隣接する部位は凹形状を有することを特徴とする請求項19に記載のバックライトユニット。
  23. バックライトユニットであって、
    M個(ここで、Mは2以上の自然数)の層で互いに所定の間隔で離隔するように配置された複数の導光板と、
    前記各導光板の少なくとも一側面に配置され個別に明るさを調節することができるN個(ここで、Nは2以上の自然数)の光源ブロックを有する光源部とを有し、
    前記各導光板は、前記光源部から入射された光が前記一側面と垂直な方向に進行するようガイドするよう形成される光ガイドパターンと、前記各導光板を前記光源部との距離に基づいて複数の領域に区分して前記複数の領域の内の一部領域に出光パターンを形成することによって定義される複数の出光領域とを含み、
    前記複数の出光領域は、前記導光板の積層方向において互いに重なることなく、前記導光板の全面(whole surface)に対応するように配置されることを特徴とするバックライトユニット。
  24. 前記光源部は、前記各導光板の互いに対向する両側面に配置される第1光源部及び第2光源部を含み、
    前記各導光板は、前記第1光源部に近い第1領域と前記第2光源部に近い第2領域とに区分され、さらに、前記第1領域及び第2領域は、各々前記光源部との距離に基づきM個の領域に区分されることを特徴とする請求項23に記載のバックライトユニット。
  25. 前記バックライトユニットは、(N×2M)個の発光ブロックで駆動されることを特徴とする請求項24に記載のバックライトユニット。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018056247A1 (ja) * 2016-09-20 2018-03-29 シャープ株式会社 面光源装置および液晶表示装置
WO2018056248A1 (ja) * 2016-09-20 2018-03-29 シャープ株式会社 面光源装置および液晶表示装置
JP2018137063A (ja) * 2017-02-20 2018-08-30 スタンレー電気株式会社 面光源装置
JP2018198158A (ja) * 2017-05-24 2018-12-13 スタンレー電気株式会社 面光源装置
WO2023112627A1 (ja) * 2021-12-15 2023-06-22 株式会社ジャパンディスプレイ 照明装置

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201303223A (zh) * 2011-06-09 2013-01-16 Rambus Inc 照明組件
KR101948169B1 (ko) * 2011-12-23 2019-02-14 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정표시장치
KR20140020493A (ko) * 2012-08-08 2014-02-19 삼성디스플레이 주식회사 도광판 및 그 제조 방법
KR20140046525A (ko) * 2012-10-04 2014-04-21 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 유닛과 이를 포함하는 표시 장치
EP2921321B1 (en) * 2012-12-04 2017-09-20 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Pneumatic tire
KR102092546B1 (ko) * 2013-10-16 2020-03-24 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치
JP6289112B2 (ja) 2014-01-17 2018-03-07 東洋エンジニアリング株式会社 蒸留塔
TW201531777A (zh) * 2014-02-07 2015-08-16 Chunghwa Picture Tubes Ltd 透明顯示裝置
FR3021391B1 (fr) * 2014-05-20 2016-06-24 Novaday Int Module d'eclairage a fenetre d'eclairage etendue et ensemble de tels modules d'eclairage alignes
CN104460115B (zh) 2014-12-31 2017-09-01 苏州大学 一种多视角像素指向型背光模组及裸眼3d显示装置
KR20160103601A (ko) * 2015-02-24 2016-09-02 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN107533256B (zh) * 2015-04-06 2022-02-11 索尼公司 照明装置与显示装置
KR102324866B1 (ko) * 2015-05-26 2021-11-12 엘지디스플레이 주식회사 백라이트유닛과 액정표시장치 및 이의 구동방법
KR102088671B1 (ko) * 2015-06-05 2020-03-13 삼성전자주식회사 백라이트 유닛
KR20160144730A (ko) * 2015-06-09 2016-12-19 삼성전자주식회사 디스플레이패널 및 디스플레이장치
CN105223641A (zh) * 2015-09-25 2016-01-06 苏州苏大维格光电科技股份有限公司 一种量子点激光器指向型背光模组及裸眼3d显示装置
KR102508368B1 (ko) 2015-12-29 2023-03-08 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛과 그를 포함하는 무안경 3d 표시장치
KR102519883B1 (ko) * 2015-12-31 2023-04-07 엘지디스플레이 주식회사 광원 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치
CN105467604B (zh) * 2016-02-16 2018-01-12 京东方科技集团股份有限公司 一种3d显示装置及其驱动方法
WO2017181165A1 (en) * 2016-04-15 2017-10-19 Rambus Delaware Llc Lighting assembly with differing light output distribution and/or spectrum output
US20190243057A1 (en) * 2016-10-26 2019-08-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Display panel illumination
KR20180086043A (ko) 2017-01-20 2018-07-30 삼성전자주식회사 입력 커플러, 이를 포함하는 백라이트 장치 및 입체 영상 표시 장치
CN107092139B (zh) 2017-07-04 2020-06-02 京东方科技集团股份有限公司 背光模组、显示模组及其控制方法、存储介质
KR102540857B1 (ko) * 2018-06-12 2023-06-08 희성전자 주식회사 로컬 디밍이 가능한 도광판 모듈 및 이를 구비하는 디스플레이 장치
DE102020201648A1 (de) 2020-02-11 2021-08-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
JP2023009956A (ja) * 2021-07-08 2023-01-20 株式会社ジャパンディスプレイ 照明装置
CN114527598B (zh) * 2022-02-25 2023-11-28 武汉华星光电技术有限公司 显示模组及其制作方法、移动终端

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3147347U (ja) * 2008-10-10 2008-12-25 揚▲しん▼精密股▲ふん▼有限公司 導光板及び面光源装置
US20090002602A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-01 Innolux Display Corp. Liquid crystal display with micro-structures and liquid crystal display driving method
JP2009009080A (ja) * 2007-05-31 2009-01-15 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置
JP2009193884A (ja) * 2008-02-15 2009-08-27 Seiko Instruments Inc 照明装置及びこれを用いた表示装置
JP2010008682A (ja) * 2008-06-26 2010-01-14 Hitachi Ltd 照明装置を用いた液晶表示装置
US20100157197A1 (en) * 2008-12-24 2010-06-24 Lee Sang-Hyun Backlight unit and liquid crystal display device including the same

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0544332B1 (en) * 1991-11-28 1997-01-29 Enplas Corporation Surface light source device
US7108414B2 (en) * 1995-06-27 2006-09-19 Solid State Opto Limited Light emitting panel assemblies
JP2004286803A (ja) 2003-03-19 2004-10-14 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置
KR100599967B1 (ko) 2003-08-29 2006-07-12 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 엘이디 백라이트 구조
CN101097054B (zh) * 2006-06-30 2010-06-02 株式会社东芝 照明装置和液晶显示器
KR100793536B1 (ko) * 2006-07-04 2008-01-14 삼성에스디아이 주식회사 액정 표시 장치의 백라이트 유니트 및 백라이트 유니트의도광판 제조 방법
JP4909090B2 (ja) * 2007-01-09 2012-04-04 株式会社 日立ディスプレイズ 照明装置及びこれを備えた表示装置
WO2008126011A1 (en) * 2007-04-12 2008-10-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Improved light guide and light-output device
US7872705B2 (en) * 2007-07-29 2011-01-18 Cree, Inc. LED backlight system for LCD displays
JP5951928B2 (ja) * 2007-09-06 2016-07-13 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 光出力の領域制御を提供する光抽出構造体を有する光ガイド
US8104945B2 (en) 2007-12-27 2012-01-31 Samsung Led Co., Ltd. Backlight unit implementing local dimming for liquid crystal display device
CN101609230B (zh) * 2008-06-18 2011-12-14 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 背光模组
WO2009157355A1 (ja) * 2008-06-26 2009-12-30 株式会社日立製作所 照明装置およびこれを用いた液晶表示装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009009080A (ja) * 2007-05-31 2009-01-15 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置
US20090002602A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-01 Innolux Display Corp. Liquid crystal display with micro-structures and liquid crystal display driving method
JP2009193884A (ja) * 2008-02-15 2009-08-27 Seiko Instruments Inc 照明装置及びこれを用いた表示装置
JP2010008682A (ja) * 2008-06-26 2010-01-14 Hitachi Ltd 照明装置を用いた液晶表示装置
JP3147347U (ja) * 2008-10-10 2008-12-25 揚▲しん▼精密股▲ふん▼有限公司 導光板及び面光源装置
US20100157197A1 (en) * 2008-12-24 2010-06-24 Lee Sang-Hyun Backlight unit and liquid crystal display device including the same

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018056247A1 (ja) * 2016-09-20 2018-03-29 シャープ株式会社 面光源装置および液晶表示装置
WO2018056248A1 (ja) * 2016-09-20 2018-03-29 シャープ株式会社 面光源装置および液晶表示装置
US11067739B2 (en) 2016-09-20 2021-07-20 Sharp Kabushiki Kaisha Surface light source device and liquid crystal display device
JP2018137063A (ja) * 2017-02-20 2018-08-30 スタンレー電気株式会社 面光源装置
JP2018198158A (ja) * 2017-05-24 2018-12-13 スタンレー電気株式会社 面光源装置
WO2023112627A1 (ja) * 2021-12-15 2023-06-22 株式会社ジャパンディスプレイ 照明装置

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