JP2022533058A - 光源構造、バックライトモジュール及び表示装置 - Google Patents

光源構造、バックライトモジュール及び表示装置 Download PDF

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Abstract

本願は、光源構造（３００）、バックライトモジュール（４００）及び表示装置（５００）に関する。この光源構造（３００）は、基板（３１０）、複数の発光ユニット（３２０）及び複数の封止構造（３３０）を含む。発光ユニット（３２０）は、基板（３１０）にアレイ状に配列され、且つ、各発光ユニット（３２０）は、基板（３１０）に垂直な中心光軸を有する。封止構造（３３０）は、それぞれ対応する発光ユニット（３２０）を覆っている。各封止構造（３３０）は、基板（３１０）に垂直な中心線を有する。発光ユニット（３２０）の中心光軸は、同一方向に沿って、封止構造（３３０）の中心線に対してずれている。【選択図】図５

Description

本発明は、光源素子に関し、特に、光源構造、バックライトモジュール及び表示装置に関する。
一般的な直下型バックライトモジュールは、主にバックプレート、複数の発光ダイオード及び光学フィルムを含む。発光ダイオードは、アレイ形態でバックプレートに配列され、光学フィルムは、発光ダイオードの上方に設けられて、発光ダイオードにより生成された光線を混合する。
図１乃至図３を参照すると、図１は従来の発光ダイオード構造を示し、図２は従来の発光ダイオード構造を用いてシミュレーションされた光線追跡図であり、図３は従来の発光ダイオードを用いて生成された光混合効果シミュレーション図である。従来の発光ダイオード構造１００において、発光チップ１１０は封止体１２０の真ん中に封止されて発光体１１０ａを形成し、且つ、これらの発光体１１０ａは回路基板１３０に配置されている。したがって、発光チップ１１０により生成された光線は主に封止体１２０の頂部から発光されて、封止体の直上の出射光の強度が比較的高く且つ封止体の両側の出射光の強度が比較的弱くなるため、隣接する発光体１１０ａの間に暗い領域を形成し、ここで、斜め方向に隣接する発光体１１０ａの間に形成された暗い領域が最も顕著であり（図３に示す暗い領域Ｒ１）、これにより、バックライトモジュールの外観は明暗コントラストが明らかに見え、且つ光の混合が不均一である。
したがって、本発明は、光源構造、バックライトモジュール及び表示装置を提供することを目的とし、当該光源モジュールは、均一に混合された光線を生成して、バックライトモジュール及び表示装置の光学外観を向上させることができる。
本発明は、上記目的に鑑みて、光源構造を提供する。当該光源構造は、基板、複数の発光ユニット及び複数の封止構造を含む。発光ユニットは、基板にアレイ状に配列され、且つ、各発光ユニットは、基板に垂直な中心光軸を有する。封止構造は、それぞれ対応しする発光ユニットを覆っている。各封止構造は、基板に垂直な中心線を有する。ここで、発光ユニットの中心光軸は、同一方向に沿って、封止構造の中心線に対してずれている。
本発明の一実施例によれば、上記発光ユニットは、第１方向及び第２方向に沿って、アレイ状に配列されている。各発光ユニットの中心光軸とその対応する封止構造の中心線との連結線は、第１方向又は第２方向と夾角を有する。
本発明の実施例によれば、上記夾角は、４５度である。
本発明の一実施例によれば、上記任意の二つの隣接する発光ユニットの中心光軸の間には、第１距離を有する。任意の二つの隣接する封止構造の中心線の間には、第２距離を有する。ここで、第１距離は、第２距離と等しい。
本発明の一実施例によれば、各発光ユニットの中心光軸とその対応する封止構造の中心線との間には、偏移距離を有し、且つ、これらの偏移距離は、同じである。
本発明は、上記目的に鑑みて、バックライトモジュールを提供する。当該バックライトモジュールは、前述の光源構造及び少なくとも一つの光学フィルムを含む。光学フィルムは、光源構造体の上方に配置されている。光学フィルムは、本体及び複数の光学構造を含む。光学構造は、本体に設けられ、且つ、各光学構造は、錐状構造である。
本発明の一実施例によれば、上記各光学構造は、光源構造に向けられている。
本発明の一実施例によれば、本体は、対向する第１光学面及び第２光学面を有する。光学構造は、頂点及び中央線を有する。中央線は、本体の第１光学面又は第２光学面に垂直であり、且つ、頂点は、本体の中央線に位置する。
本発明の実施例によれば、各光学構造は、複数の側面を有し、各側面は、単一平面である。ここで、各側面は、法線を有し、且つ、法線の延在方向は、互いに異なる。各法線と中央線との夾角は、同じである。
本発明の一実施例によれば、上記各光学構造は、複数の側面を有し、ここで、各側面は、二つ以上の面ユニットが中央線の延在方向に沿って接合されて形成される複合表面である。
本発明の一実施例によれば、上記各光学構造は、中央線を取り囲む複数の側面を有し、ここで、各側面は、二層以上の面ユニットが中央線の延在方向に沿って接合されて形成される複合表面である。各面ユニットは、法線を有する。ここで、中央線を取り囲む同じ層の面ユニットの法線と中央線との間の夾角は、同じである。中央線に沿った異なる層の面ユニットの法線と中央線との間の夾角は、異なる。
本発明の一実施例によれば、上記頂点に近接した面ユニットの法線と中央線との間の夾角は、頂点から離れた面ユニットの法線と中央線との間の夾角より小さい。
本発明の一実施例によれば、上記面ユニットの法線と中央線との間の夾角は、第１光学面との間の距離の増加に伴って小さくなる。
本発明の一実施例によれば、上記本体は、対向する第１光学面及び第２光学面を有する。各光学構造は、第１光学面及び／又は第２光学面から突出した構造である。
本発明の一実施例によれば、上記本体は、対向する第１光学面及び第２光学面を有する。各光学構造は、第１光学面及び／又は第２光学面から凹んだ構造である。
本発明は、上記目的に鑑みて、表示装置を提供する。当該表示装置は、前述のバックライトモジュール及び表示パネルを含む。ここで、表示パネルは、バックライトモジュールの前方に設けられている。
上記から分かるように、発光ユニットを、その対応する封止構造に対してずらして設計することにより、光線が封止構造の側面から出射される出射量を向上させることができるため、隣接する封止構造の間の暗い領域の輝度を増加させることができ、さらに、光源構造の明るい領域と暗い領域とのコントラストを低下させることにより、良好な光混合効果を得ることができる。一方で、本発明の光源構造は、特別に設計された光学構造を有する光学フィルムと組み合わせることができ、光線が光学構造を通過する時に異なる進行方向を生成して、光線を均一化させて出射光の輝度を向上させるという目的に達することができる。
実施例及びその利点をより完全に理解するために、現在、図面を参照して以下の説明を行う。
従来の発光ダイオード構造を示す。 従来の発光ダイオード構造を用いてシミュレーションされた光線追跡図である。 従来の発光ダイオードを使用して生成された光混合効果のシミュレーション図である。 本発明の一実施形態に係る光源構造を示す装置概略図である。 本発明の一実施形態に係る光源構造を示す装置の部分側面図である。 本発明の一実施形態の光源構造を使用する光線追跡図である。 本発明の一実施形態に係る光源構造を示す装置概略図である。 本発明の一実施形態の光源構造による光混合効果のシミュレーション図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置を示す装置概略図である。 本発明の一実施形態に係る光学構造を示す構造概略図である。 本発明の他の実施形態に係る光学構造を示す構造概略図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る光学構造を示す構造概略図である。 本発明の他の実施形態に係る光学フィルムの構造概略図である。 図１０の光学構造を利用して生成された光混合効果のシミュレーション図である。 図９の光学構造を利用して生成された光混合効果のシミュレーション図である。
図４及び図５を同時に参照すると、図４は本発明の一実施形態に係る光源構造を示す装置概略図であり、図５は本発明の一実施形態に係る光源構造を示す装置の部分側面図である。本実施形態の光源構造３００は、主に、基板３１０、複数の発光ユニット３２０及び複数の封止構造３３０を含む。ここで、発光ユニット３２０は、基板３１０にアレイ状に配列され、且つ、各発光ユニット３２０は、基板３１０に垂直な中心光軸Ｓ１を有する。本実施例において、中心光軸Ｓ１は、発光ユニット３２０の光出射面の中心を通る法線である。図４に示すように、実施例において、発光ユニット３２０は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に沿ってアレイ状に配列されてもよい。ここで、本実施形態の発光ユニット３２０は矩形状に配列されているが、これに限定されない。他の実施例において、発光ユニット３２０は、等しいリング状、同心円又は他の配列方式を呈してもよい。
図４及び図５を参照し続けると、封止構造３３０は、それぞれ対応する発光ユニット３２０を覆っている。ここで、各封止構造３３０は、基板３１０に垂直な中心線Ｓ２を有する。本実施例において、封止構造３３０は、弧状構造であり、本実施例における中心線Ｓ２は、弧状構造の最も高い点を通過する。図４に示すように、発光ユニット３２０は、対応する封止構造３３０に対してずれている。即ち、発光ユニット３２０は、封止構造３３０内に位置し、且つ、封止構造３３０の縁部に近接した位置に位置する。これにより、発光ユニット３２０の中心光軸Ｓ１は、封止構造３３０の中心線Ｓ２に対して、距離Ｆ１をずれている。本実施例において、各発光ユニット３２０の中心光軸Ｓ１は、同一方向に沿って、封止構造３３０の中心線Ｓ２に対して同じ距離Ｆ１をずれている。
図４及び図５に示すように、一実施例において、各発光ユニット３２０の中心光軸Ｓ１とその対応する封止構造３３０の中心線Ｓ２との連結線は、第１方向Ｄ１と夾角θ１を有し、ここで、夾角θ１は、４５度である。図４に示すように、一実施例において、第１方向Ｄ１における任意の二つの隣接する発光ユニット３２０の中心光軸Ｓ１の間に、第１距離Ａ１を有し、当該二つの隣接する発光ユニット３２０に対応して被覆された封止構造３３０の中心線Ｓ２の間に、第２距離Ａ２を有する。ここで、第１距離Ａ１は、第２距離Ａ２と等しい。即ち、発光ユニット３２０と封止構造３３０は、いずれも等間隔に配列されている。これにより、従来の発光ダイオードの製造及び接着剤の塗布方式を変更する必要がない。
特に説明すべきことは、本発明の発光ユニット３２０と封止構造３３０とを相対的にずれて配置させることにより、発光ユニット３２０の最も明るい位置（即ち、発光ユニット３２０における中心光軸Ｓ１に位置する部分）と封止構造３３０における中心線Ｓ２を通過する弧状構造の最も高い点の位置とをずらすことができることである。即ち、発光ユニット３２０の中心光軸Ｓ１から発した光線は、封止構造の中心線Ｓ２を通過しない。これにより、図６を参照すると、それは、本発明の一実施形態の光源構造を使用する光線追跡図である。発光ユニット３２０がその対応する封止構造３３０に対してずれている場合、発光ユニット３２０により生成された光線が封止構造３３０の側面から出射された出射光量を増加させることができるため、隣接する封止構造３３０の間の暗い領域の輝度を向上させることができる。
また、図７Ａを参照すると、それは、本発明の一実施形態に係る光源構造を示す装置概略図である。説明すべきことは、図７Ａの光源構造３００は、図４の光源構造３００と実質的に同じであるが、本願の光学原理を明確に説明する目的のために、図７Ａにおいて異なる素子符号で実質的に同じ素子（例えば、発光体３２０ａ、３２０ｘ、３２０ｙ及び３２０ｚ）を示す。図７Ａに示すように、光源構造３００は、基板３１０に配列された複数の発光体（例えば、発光体３２０ａ、発光体３２０ｘ、発光体３２０ｙ及び発光体３２０ｚ）を含む。発光体３２０ａは、発光ユニット３２０及び封止構造３３０から構成され、且つ、発光体３２０ｘ、発光体３２０ｙ及び発光体３２０ｚの構造は、発光体３２０ａと実質的に同じである。図７Ａに示すように、これらの発光体は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に沿って、アレイ状に配列されている。発光体３２０ａを基準として、発光体３２０ｘは、発光体３２０ａにおける第１方向Ｄ１に沿った対向する両側（例えば、図に示す左、右側）に位置し、発光体３２０ｙは、発光体３２０ａにおける第２方向Ｄ２に沿った対向する両側（例えば、図に示す上、下側）に位置し、発光体３２０ｚは、発光体３２０ａの右上、右下、左上及び左下側に位置する。ここで、発光体が第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に沿って等間隔に配列される条件下で、発光体３２０ａの斜め方向に位置する発光体３２０ｚと発光体３２０ａとの間の距離が発光体３２０ａと発光体３２０ｘ（又は発光体３２０ｙ）との間の距離よりも離れているため、相対的暗い領域を形成しやすい。発光ユニット３２０が中心光軸Ｓ１から出射した光線を暗い領域に補償するために、本実施形態は、全ての発光ユニット３２０を封止構造３３０に対して同じ斜め方向に一定の距離を移動させる。これにより、光源構造３００の明るい領域と暗い領域とのコントラストを低下させ、良好な光混合結果を取得することができる。
発光ユニットを水平方向又は垂直方向に沿って封止構造に対して移動させるだけであれば、斜め方向に隣接する発光体の間の暗い領域は、形状及び面積の変化量が小さい。四周に位置する発光体の発光ユニットを真ん中の発光体に対して放射方向に移動させると、四周に位置する発光体の明るい領域と真ん中の発光体の明るい領域との距離が遠すぎて、真ん中の発光体を取り囲む暗い領域の範囲が大きくなり、これも表示装置の外観品位に不利である。したがって、本実施形態は、全ての発光体における発光ユニットを同じ斜め方向に沿って移動させることにより、斜め方向に隣接する発光体の間の暗い領域の面積を縮小することができ、また、暗い領域の面積の縮小により節約された光線エネルギーを他の領域に転移して全体的な輝度を増加させることができる。
この光学的効果を検証するために、図３、図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、図７Ｂは本発明の一実施形態の光源構造による光混合効果のシミュレーション図である。従来の発光ダイオードによる光混合効果に比べて、本実施形態の光源構造３００の明るい領域と暗い領域との間のコントラストが低く、光混合効果が優れている。より詳細に説明すると、図３に示すように、従来の発光ダイオードによる光混合効果シミュレーション図において、各発光体１１０ａの中心の濃色ドットは、発光チップ１１０における発光輝度が最も高い領域を代表し、中心の濃色ドットを取り囲む周囲の薄い灰色領域は、サブブライト領域であることがわかる。隣接する発光体１１０ａの間に介在する濃い灰色部分は本発明に記載の暗い領域Ｒ１である。図３から分かるように、発光体１１０ａを取り囲む暗い領域の面積が大きい。図３に比べて、図７Ｂを参照すると、図７Ｂに示す本発明の光源構造３００による光混合効果シミュレーション図から分かるように、図７Ｂに示す発光ユニット３２０が位置する領域の輝度が最も高く、この部分の輝度は図３に比べてわずかに低下するが、バックライトモジュールの発光効果には影響を与えない。発光ユニット３２０の周囲に位置するサブブライト領域の面積には大きな変化が生じない。一方で、図７Ｂに示す濃い灰色部分は、図３における隣接する発光体１１０ａの間の濃い灰色の階調より薄くなっており、これは、図７Ｂの全体的な光混合効果が良好であることを示す。その原因とは、本発明の光源構造３００は、発光ユニット３２０により中心光軸Ｓ１に沿って射出された光線又は基板３１０の法線に沿って射出された光線を、中心光軸Ｓ１からずらすことができ、これにより、明るい領域の一部の光線を暗い領域に導き、さらに中心光軸Ｓ１領域の輝度が高すぎ且つ暗い領域の輝度が低すぎることによる明るい領域と暗い領域とのコントラスト問題を改善するため、バックライトモジュールの光学的品質全体を向上させることができるからである。これから分かるように、本発明は、発光ユニット３２０をその対応する封止構造３３０に対してずらして設計することにより、光源構造３００に良好な光混合効果を生成させることができる。
また、図８を参照すると、それは、本発明の一実施形態に係る表示装置を示す装置概略図である。本実施形態の表示装置５００は、主に、バックライトモジュール４００及び表示パネル５１０を含む。表示パネル５１０は、バックライトモジュール４００の前方に設けられている。ここで、バックライトモジュール４００は、前述の光源構造３００と、光源構造３００の上方に配置された少なくとも一つの光学フィルム４１０と、を含む。光学フィルム４１０は、主に、光源構造３００の発光ユニット３２０により生成された光線をさらに混合し、且つ、バックライトモジュール４００全体の出射光の輝度を向上させるのに用いられる。本実施例において、光学フィルム４１０は、本体４１１と、本体４１１に配置された複数の光学構造４１２と、を含む。より詳しく言うと、本体４１１は、対向する第１光学面４１１ａ及び第２光学面４１１ｂを有する。本実施例において、第１光学面４１１ａは、光源構造３００に向けられており、光学構造４１２は、第１光学面４１１ａに配置され、且つ、光学構造４１２は、光源構造３００に向けられている。光学構造体４１２は、光線を反射し屈折させるのに用いられることができる。本発明の光源構造３００は、発光ユニット３２０が中央から発した一部の光線を斜めに導出することができ、これは、光源構造３００の明るい領域と暗い領域とのコントラストを低減させるのに役に立つ。また、図２における従来の発光ダイオードと図６における本発明の光源構造との光線追跡状況を比較すると、図６に示す発光体３２０ａの中央から出射された光線密度が図２に示す発光体１１０ａの中央から出射された光線密度より明らかに低く、且つ図６に示す発光体３２０ａから斜めに出射された光線密度が増加されることが分かる。具体的には、発光体３２０ａから斜めに出射された一部の光線は、光学構造４１２に反射されて基板３１０に戻り、基板３１０はさらに光線を光学構造４１２に反射して、出射されていない光線を効率的に回収して再利用することができる。これは、光線損失の状況を低減することができるだけでなく、光線が光学フィルム４１０を通過して出射する際に均一に光線を混合することができる。
図８及び図９を同時に参照すると、図９は、本発明の一実施形態に係る光学構造を示す構造概略図である。一実施例において、各光学構造４１２は、錐状構造であり、それは複数の側面４１２ａを有し、当該複数の側面４１２ａは、互いに接合されて一つの頂点４１３を形成し、各光学構造４１２は、光学フィルム４１０の本体４１１に垂直な中央線Ｌ１を有する。頂点４１３は、中央線Ｌ１上にあり、中央線Ｌ１は、本体４１１の第１光学面４１１ａ又は第２光学面４１１ｂに垂直である。さらに、図９に示すように、各側面４１２ａは、二つ以上の面ユニットで接合されて形成される複合表面である。本実施例において、光学構造４１２は、四角錐状構造であり、それは四つの側面４１２ａを有し、各側面４１２ａは、第１層の面ユニット４１２ｂ及び第２層の面ユニット４１２ｃにより中央線Ｌ１に沿って接合されて形成される複合表面である。本実施例において、各第１層の面ユニット４１２ｂは法線Ｎ１を有し、且つ、各第２層の面ユニット４１２ｃは法線Ｎ２を有する。説明すべきことは、ここでいう「法線」とは、第１層の面ユニット４１２ｂ及び第２層の面ユニット４１２ｃにそれぞれ垂直な直線を指す。ここで、法線Ｎ１と法線Ｎ２とは、延在方向が異なり、各第１層の面ユニット４１２ｂの法線Ｎ１と中央線Ｌ１とは夾角θ２を有し、各第２層の面ユニット４１２ｃの法線Ｎ２と中央線Ｌ１とは夾角θ３を有する。各第１層の面ユニット４１２ｂの法線Ｎ１と中央線Ｌ１との間の夾角θ２はいずれも同じであり、各第２層の面ユニット４１２ｃの法線Ｎ２と中央線Ｌ１との間の夾角θ３はいずれも同じである。ここで、夾角θ２は、夾角θ３と異なる。即ち、面ユニット４１２ｂと面ユニット４１２ｃとは異なる傾斜程度を有する斜面である。いくつかの実施例において、頂点４１３に近接した第１層の面ユニット４１２ｂと中央線Ｌ１との間の夾角θ２は、頂点４１３から離れた第２層の面ユニットと中央線Ｌ１との間の夾角θ３より大きいか又は小さくなるように選択して、異なる傾斜程度の斜面を形成することができる。これにより、異なる傾斜程度を有する斜面により光線をそれぞれ屈折し反射させることにより、各発光ユニット３２０により生成された光線を可能な限り四周に向けて分散させ、光線が特定の角度に集中するか又は真上に集中するという光出射状況を低減させ、光線が出射時に異なる進行方向を有するようにして、光線を均一化し且つ出射光の輝度を向上させるという目的に達することができる。また、本実施例の光学構造４１２における頂点４１３に近接した第１層の面ユニット４１２ｂと中央線Ｌ１との間の夾角θ２は、頂点４１３から離れた第２層の面ユニット４１２ｃと中央線Ｌ１との間の夾角θ３より小さい。即ち、これらの面ユニットの法線と中央線との間の夾角は、第１光学面との間の距離の増加に伴って小さくなる。これにより、製造加工でのプロセスが簡単で、且つ良品率が高い。
説明すべきことは、図８の実施例において、光学構造４１２が本体４１１の第１光学面４１１ａに配置されることは本発明を限定するものではない。他の実施例において、光学構造は本体の第２光学面に配置されてもよく、或いは、光学構造は第１光学面及び第２光学面に同時に配置されてもよく、これにより同じ光混合効果に達することができる。
他の実施例において、光学構造は異なる構造設計を有してもよく、例えば、図１０に示すように、それは、本発明の他の実施形態に係る光学構造を示す構造概略図である。図１０に示す実施例において、光学構造６１０は、四つの側面６１２を有し、且つ、各側面６１２は単一平面である。また、図１１を参照すると、それは、本発明のさらに他の実施形態に係る光学構造を示す構造概略図である。図１１の実施例において、光学構造６２０は同じく四つの側面６１２ａを有し、且つ、各側面６１２ａは、三つの面ユニット６１２ｂ、６１２ｃ、６１２ｄが互いに接合されて形成されている。本発明において、各光学構造の形状は四角錐状に限定されない。他の実施例において、光学構造は、三角錐状、五角錐状、円錐状、又は光線を屈折し反射して光混合の目的に達することができる他の構造であってもよい。
説明すべきものとして、前述の実施形態の光学構造が突出構造であることは本発明を限定するものではない。他の実施例において、光学構造は凹み設計であってもよい。図１２を参照すると、図１２は、本発明の他の実施形態に係る光学フィルムの構造概略図である。本実施形態の光学フィルム７００は、本体７１０及び複数の光学構造７２０を含む。本体７１０は、対向する第１光学面７１１及び第２光学面７１２を有し、光学構造７２０は、それぞれ、第１光学面７１１と第２光学面７１２に配置されている。本実施例において、光学構造７２０は、凹み構造である。光学構造７２０は同じく錐状構造であってもよく、それは頂点及び複数の側面を有する。これにより、光線が光学フィルム７００を通過する時、光線はこれらの錐状構造の側面により屈折されて異なる進行方向を生成して、光線を均一化し且つ出射光の輝度を向上させるという目的に達することができる。説明すべきことは、光学構造７２０の構造設計は、前述の光学構造４１２、６１０又は６２０と同じであってもよく、光学構造７２０は、前述のバックライトモジュール及び表示パネルに適応されてもよく、その適応原理は前述と同じであるため、ここでは説明を省略する。
特に説明する必要があることは、本発明は、複数の側面で形成された光学構造により、光源構造から射出された多方向光線を屈折させ、さらに光線の進行方向を変更させて、封止構造の直上から射出される光線の強度が高く且つ封止構造の両側から射出される光線の強度が弱いという問題を回避する。換言すれば、本発明の光学構造は、光源構造の光出射面に平行な面を有さない。例えば、図９乃至図１２に示すように、光学構造の複数の側面は互いに接合されて頂点を形成する。これにより、光線が光源構造から射出された後、大部分の光線は光学構造の側面により進行方向を変更することができる。したがって、本発明は、明るい領域と暗い領域とのコントラストを低下させて良好な光混合効果及び好ましい光学品位を得るという目的に達することができるだけでなく、出射光の均一化及び輝度の向上の効果も実現することができる。
さらに、図１０に示すように、光学構造６１０は四つの側面６１２を有し、且つ、各側面６１２は単一平面である。したがって、光源構造により生成された大部分の光線は、光学構造６１０の側面６１２により四つの方向に向かって進行し、封止構造の直上に集中しないため、出射光の均一性を向上させることができる。光学構造の側面の数が多いほど、光線はより多くの方向に向かって進行することができる。しかしながら、方向の数が多くなる一方、全体の光線エネルギーが変化しないと、各方向の光線エネルギーを低下させる可能性がある。したがって、本発明は、側面をさらに二層以上の面ユニットに設計することにより一部の光線の屈折及び反射の方向を変更する実施例を提供する。
例えば、図１０及び図１３を同時に参照すると、図１３は、図１０の光学構造を利用して生成された光混合効果シミュレーション図である。図１０に示す実施例において、光学構造６１０の四つの側面６１２の設計は、光線を四つの主方向に向かって折り曲げることができる。図９及び図１４を同時に参照すると、図１４は、図９における光学構造を利用して生成された光混合効果シミュレーション図である。図９に示す実施例において、光学構造４１２の四つの側面４１２ａは同じく光線を四つの主方向に向けて折り曲げることができ、且つ、図９における各側面４１２ａは第１層の面ユニット４１２ｂ及び第２層の面ユニット４１２ｃを有するため、光線が第１層の面ユニット４１２ｂ及び第２層の面ユニット４１２ｃに出射される際に異なる屈折及び反射の方向を生成することができる。したがって、第１層の面ユニット４１２ｂ及び第２層の面ユニット４１２ｃの設計を利用して、一部の本来四つの主方向に向かって進行しようとする光線の進行方向を、四つの主方向に対して僅かにずれた他の四つの副方向に変更して進行させることができる。図１４の光線シミュレーション図に示すように、四つの主方向での光線強度はわずかに低下するが、全体的な出射光は均一になる。即ち、図９に示すような第１層の面ユニット４１２ｂ及び第２層の面ユニット４１２ｃの設計を利用して、四つの主方向の光線エネルギーに大きな影響を与えない前提で、同時に、四つの主方向に対してわずかにずれた他の四つの副方向の光線エネルギーを増加させることができ、これにより、出射光の均一性を向上させ且つ主方向の光線エネルギーを保持することができる。
本発明の上記実施形態から分かるように、発光ユニットを、その対応する封止構造に対してずらして設計することにより、光線が封止構造の側面から出射された出射量を向上させることができるため、隣接する封止構造の間の暗い領域の輝度を増加させることができ、さらに光源構造の明るい領域と暗い領域とのコントラストを低下させて、良好な光混合効果を得ることができる。一方で、本発明の光源構造は、特別に設計された光学構造を有する光学フィルムと組み合わせることができ、光線が光学構造を通過する時に異なる進行方向を生成して、光線を均一化させて出射光の輝度を向上させるという目的に達することができる。
本発明は、実施例により上記のように説明したが、上記の説明は本発明を限定するものではない。任意の当業者は、本発明の要旨及び範囲から逸脱することなく、いくつかの変更及び修正を行うことができる。したがって、本発明の保護範囲は、添付の請求の範囲により定義された範囲を基準とすべきである。
１００ 発光ダイオード構造
１１０ 発光チップ
１２０ 封止体
１３０ 回路基板
３００ 光源構造
３１０ 基板
３２０、３２０ａ、３２０ｘ、３２０ｙ、３２０ｚ 発光ユニット
３３０ 封止構造
４００ バックライトモジュール
４１０ 光学フィルム
４１１ 本体
４１１ａ 第１光学面
４１１ｂ 第２光学面
４１２ 光学構造
４１２ａ 側面
４１２ｂ 第１層の面ユニット
４１２ｃ 第２層の面ユニット
４１３ 頂点
５００ 表示装置
５１０ 表示パネル
６１０ 光学構造
６１２ａ 側面
６１２ｂ 面ユニット
６１２ｃ 面ユニット
６１２ｄ 面ユニット
６１３ 頂点
６２０ 光学構造
６２２ 側面
６２３ 頂点
７００ 光学フィルム
７１０ 本体
７１１ 第１光学面
７１２ 第２光学面
７２０ 光学構造
Ａ１ 第１距離
Ａ２ 第２距離
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
Ｄ３ 斜め方向
Ｆ１ 距離
Ｌ１ 中央線
Ｎ１ 法線
Ｎ２ 法線
Ｓ１ 中心光軸
Ｓ２ 中心線
θ１ 夾角
θ２ 夾角
θ３ 夾角。

Claims (16)

  1. 基板と、
    前記基板にアレイ状に配列され、且つ、それぞれが前記基板に垂直な中心光軸を有する複数の発光ユニットと、
    それぞれが対応する前記発光ユニットを覆い、且つ、それぞれが前記基板に垂直な中心線を有する複数の封止構造と、
    を含み、
    前記発光ユニットの前記中心光軸は、同一方向に沿って、前記封止構造の前記中心線に対してずれている、
    ことを特徴とする光源構造。
  2. 前記発光ユニットは、第１方向及び第２方向に沿って、アレイ状に配列されており、
    各前記発光ユニットの前記中心光軸とその対応する前記封止構造の前記中心線との連結線は、前記第１方向又は前記第２方向と夾角を有する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の光源構造。
  3. 前記夾角は、４５度である、
    ことを特徴とする請求項２に記載の光源構造。
  4. 任意の二つの隣接する前記発光ユニットの前記中心光軸の間には、第１距離を有し、
    任意の二つの隣接する前記封止構造の前記中心線の間には、第２距離を有し、
    前記第１距離は、前記第２距離と等しい、
    ことを特徴とする請求項１に記載の光源構造。
  5. 各前記発光ユニットの前記中心光軸とその対応する前記封止構造の前記中心線との間には、偏移距離を有し、且つ、前記偏移距離は、同じである、
    ことを特徴とする請求項１に記載の光源構造。
  6. バックライトモジュールであって、
    請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光源構造と、
    前記光源構造の上方に設けられている少なくとも一つの光学フィルムと、
    を含み、
    前記光学フィルムは、
    本体と、
    前記本体に設けられ、且つ、それぞれが錐状構造である複数の光学構造と、
    を含むことを特徴とするバックライトモジュール。
  7. 各前記光学構造は、前記光源構造に向けられている、
    ことを特徴とする請求項６に記載のバックライトモジュール。
  8. 前記本体は、対向する第１光学面及び第２光学面を有し、
    前記光学構造は、頂点及び中央線を有し、前記中央線は、前記本体の前記第１光学面又は前記第２光学面に垂直であり、且つ、前記頂点は、前記本体の前記中央線に位置する、
    ことを特徴とする請求項６に記載のバックライトモジュール。
  9. 各前記光学構造は、複数の側面を有し、各前記側面は、単一平面であり、
    各前記側面は、法線を有し、前記法線の延在方向は、互いに異なり、且つ、各前記法線と前記中央線との夾角は、同じである、
    ことを特徴とする請求項８に記載のバックライトモジュール。
  10. 各前記光学構造は、複数の側面を有し、
    各前記側面は、二つ以上の面ユニットが前記中央線の延伸方向に沿って接合されて形成される複合表面である、
    ことを特徴とする請求項８に記載のバックライトモジュール。
  11. 各前記光学構造は、前記中央線を取り囲む複数の側面を有し、
    各前記側面は、二層以上の面ユニットが前記中央線の延在方向に沿って接合されて形成される複合表面であり、
    各前記面ユニットは、法線を有し、
    前記中央線を取り囲む同一層の前記面ユニットの前記法線と前記中央線との間の夾角は、同じであり、
    前記中央線に沿った異なる層の前記面ユニットの前記法線と前記中央線との間の夾角は、異なる、
    ことを特徴とする請求項８に記載のバックライトモジュール。
  12. 前記頂点に近接した前記面ユニットの前記法線と前記中央線との間の夾角は、前記頂点から離れた前記面ユニットの前記法線と前記中央線との間の夾角より小さい、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のバックライトモジュール。
  13. 前記面ユニットの前記法線と前記中央線との間の夾角は、前記第１光学面との間の距離の増加に伴って小さくなる、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のバックライトモジュール。
  14. 前記本体は、対向する第１光学面及び第２光学面を有し、
    各前記光学構造は、前記第１光学面及び／又は前記第２光学面から突出した構造である、
    ことを特徴とする請求項６に記載のバックライトモジュール。
  15. 前記本体は、対向する第１光学面及び第２光学面を有し、
    各前記光学構造は、前記第１光学面及び／又は前記第２光学面から凹んだ構造である、
    ことを特徴とする請求項６に記載のバックライトモジュール。
  16. 請求項６乃至１５のいずれか一項に記載のバックライトモジュールと、
    前記バックライトモジュールの前方に設けられている表示パネルと、
    を含むことを特徴とする表示装置。
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