JP2023500553A - 光源構造、バックライトモジュール及び表示装置 - Google Patents

Abstract

本願は、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。当該光源構造は、基板及び複数の光源群を含む。光源群は、基板上に配列されている。各光源群は、複数の発光ユニットを含む。各光源群における任意の２つの隣接する発光ユニットの間に第１の距離がある。任意の２つの隣接する光源群における最も近い発光ユニットの間に第２の距離がある。第２の距離は、第１の距離より小さい。【選択図】図３

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。

図１を参照すると、それは従来の光源構造を示す模式図である。直下型バックライトモジュールに一般的に用いられる光源構造１００は、主に、基板１１０と、基板１１０上に等間隔に配列された複数の発光ダイオード１２０と、を含み、発光ダイオード１２０から発生された光線は、さらに光学フィルムシートによって混合されて面光源を形成することができる。

しかしながら、図２を参照すると、図２は、従来の光源構造を用いた輝度シミュレーション図である。図２から分かるように、発光ダイオード１２０が等間隔に配列されているため、隣接する発光ダイオードの間にＷ１の幅を有する暗帯（濃色領域）及びＷ２の幅を有する暗帯（濃色領域）が形成されやすく、これにより、バックライトモジュールの外観からみると、明暗帯のコントラストが顕著になり、輝度が不均一になる。

本発明は、均一な輝度の光線を発生させて、バックライトモジュール及び表示装置の光学的外観を向上できる光源構造、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する。

本発明の上記の目的により、光源構造を提出している。当該光源構造は、基板及び複数の光源群を含む。光源群は、基板上に配列されている。各光源群は、複数の発光ユニットを含む。各光源群における任意の２つの隣接する発光ユニットの間に第１の距離を有し、任意の２つの隣接する光源群における最も近い発光ユニットの間に第２の距離を有する。ここで、第２の距離は、第１の距離より小さい。

本発明の一実施例において、上記の光源群は、等間隔に配列され、第１の距離は、隣接する光源群間の間隔の半分より小さい。

本発明の一実施例において、上記の各光源群における発光ユニットは、正方形に配列されている。

本発明の一実施例において、上記の各光源群における発光ユニットは、円形軌跡に沿って正多角形に配列されている。

本発明の一実施例において、上記の円形軌跡の半径と隣接する光源群間の間隔との関係式は、３．５Ａ３≧Ｓ１＞２Ａ３であり、ここで、Ａ３は半径であり、Ｓ１は間隔である。

本発明の一実施例において、上記の基板は、第１の方向に沿って延伸する第１の側辺と、第２の方向に沿って延伸する第２の側辺と、を有し、第１の側辺は、第２の側辺に垂直である。光源群は、第１の方向と第２の方向に沿って配列されている。

本発明の一実施例において、上記の各光源群における任意の２つの隣接する発光ユニット間の接続線は、第１の側辺又は第２の側辺に平行していない。

本発明の一実施例において、上記の各光源群における発光ユニットは、円形軌跡に沿って正多角形に配列され、正多角形は、辺の数を有し、円形軌跡は、円心を有する。任意の２つの隣接する円形軌跡の円心間に第１の接続線を有し、各光源群における発光ユニットのいずれかと対応する円形軌跡の円心との間に第２の接続線を有し、ここで、第１の接続線と第２の接続線との夾角は、１８０度を辺の数で割ったものに等しくない。

本発明の上記の目的により、バックライトモジュールを提出している。当該バックライトモジュールは、上記の光源構造及び少なくとも１つの光学フィルムシートを含む。光学フィルムシートは、光源構造の上方に設置されている。
本発明の上記の目的により、表示装置を提出している。当該表示装置は、上記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置されている。

上記から明らかになるように、本発明は、光源構造の従来の設計ルールを変更したものであり、複数の発光ユニットにより１つの光源群を構成した後、これらの光源群を基板上に配列するとともに、隣接する光源群間の最も近い２つの発光ユニット間の距離を、光源群における隣接する発光ユニット間の距離より小さくすることで、光源構造全体の発光面の暗帯の幅を小さくすることができ、バックライトモジュールの均一性を向上させることができる。

実施例及びその利点をより完全に理解するために、図面を参照して、下記のように説明する。
図１は、従来の光源構造を示す模式図である。 図２は、従来の光源構造を用いた輝度シミュレーション図である。 図３は、本発明の第１の実施形態に係る光源構造を示す装置模式図である。 図４は、本発明の第１の実施形態に係る光源構造を用いた輝度シミュレーション図である。 図５は、本発明の第２の実施形態に係る光源構造を示す装置模式図である 図６は、本発明の実施形態に係る表示装置を示す装置模式図である。

図３を参照すると、それは、本発明の第１の実施形態に係る光源構造を示す装置模式図である。本実施例において、光源構造２００は、主に、基板２１０及び複数の光源群２２０を含む。基板２１０は、第１の側辺２１１と、第１の側辺２１１に垂直な第２の側辺２１２と、を有する。ここで、第１の側辺２１１は、第１の方向Ｄ１に沿って延伸し、第２の側辺２１２は、第２の方向Ｄ２に沿って延伸し、第１の方向Ｄ１は、第２の方向Ｄ２に垂直である。図３に示すように、本実施例において、光源群２２０は、第１の方向Ｄ１と第２の方向Ｄ２に沿って配列されている。一実施例において、光源群２２０は、基板２１０上に等間隔に配列され、任意の２つの隣接する光源群２２０の間に間隔Ｓ１を有する。

再び、図３を参照すると、本実施例において、各光源群２２０は、複数の発光ユニット２２１を含み、各光源群２２０における発光ユニット２２１は、円形軌跡に沿って正多角形に配列されている。ここで、各光源群２２０における任意の２つの隣接する発光ダイオード２２１間の接続線は、第１の側辺２１１又は第２の側辺２１２に平行しない。図３の実施例において、各光源群２２０における発光ユニット２２１は、正方形に配列され、正方形の辺はいずれも第１の側辺２１１又は第２の側辺２１２に平行していない。より詳しくは、複数の発光ユニット２２１は、ディスプレイの辺縁（即ち、上記基板２１０の第１の側辺２１１又は第２の側辺２１２）にできるだけ平行しないように配列されている。このように、ユーザは、視覚的効果上、光源の配列が規則的である明帯を比較的容易に見つけることができない。一実施例において、各光源群２２０において、円形軌跡に沿った任意の２つの隣接する発光ユニット２２１の間に第１の距離Ａ１がある。各光源群２２０の全ての発光ユニット２２１の中心（即ち、各光源群２２０が属する円形軌跡の円心の位置）と隣接する光源群２２０の全ての発光ユニット２２１の中心との間の距離を、間隔Ｓ１とする。ここで、光源群２２０の任意の発光ユニット２２１と隣接する光源群２２０における上記の任意の発光ユニット２２１に最も近い発光ユニット２２１との間の距離を、第２の距離Ａ２とする。言い換えると、任意の２つの隣接する光源群２２０における最も近い発光ユニット２２１間の距離が第２の距離Ａ２である。本実施例において、第２の距離Ａ２は、第１の距離Ａ１より小さい。この設計により、光源構造２００は、比較的良好な光均一化効果をもたらすことができる。いくつかの実施例において、第１の距離Ａ１の長さは、任意の２つの隣接する光源群２２０間の間隔Ｓ１の半分より小さい。

図４を併せて参照すると、図４は、本発明の第１の実施形態に係る光源構造を用いた輝度シミュレーション図である。図４から分かるように、図１の従来の光源構造１００に比べて、発光ユニット２２１が円形軌跡に沿って配列されて形成された正多角形を一定の角度回転させることにより、任意の２つの隣接する光源群２２０における最も近い発光ユニット２２１間の距離（例えば、第２の距離Ａ２）を第１方向Ｄ１及び／又は第２方向Ｄ２上で短縮でき、これによって、各光源群２２０における任意の２つの隣接する発光ユニット２２１間の第１の距離Ａ１より小さく設計でき、さらに、図３の光源構造２００の暗帯の幅Ｗ３と幅Ｗ４を縮小できる。即ち、図４の濃色領域の面積は、図２の濃色領域の面積より明らかに小さくなり、図４の濃淡の明暗コントラストは、図２に示す濃淡の明暗コントラストより小さくなり、これは、図４の発光が比較的均一であることを示している。よって、本実施形態の光源構造２００をバックライトモジュールに適用し、光学フィルムシートを組み合わせて使用した場合、全体として均一な外観を得ることができる。

なお、各光源群２２０において、発光ユニット２２１は、円形軌跡に沿って正多角形に配列されているが、当該正多角形の側辺はいずれも基板２１０の第１の側辺２１１又は第２の側辺２１２に平行していない。一実施例において、図３に示すように、任意の２つの隣接する円形軌跡の円心の間には、第１の接続線Ｂ１があり、各光源群２２０における任意の発光ユニット２２１と対応する円形軌跡の円心との間には、第２の接続線Ｂ２が形成されている。ここで、第１の接続線Ｂ１と第２の接続線Ｂ２との間の夾角θ１は、１８０度を正多角形の辺の数で割ったものに等しくない。図３を例とすると、発光ユニット２２１が円形軌跡に沿って正方形に配列されているため、夾角θ１は、１８０度を４で割ったもの（即ち、４５度）に等しくなく、これは、回転された光源群における発光ユニット２２１が、従来の矩形アレイの配列を生じることを排除するためである。よって、各光源群２２０において、発光ユニット２２１が円形軌跡に沿って配列されて形成された正多角形の辺の数を決定する場合、夾角θ１は、ユーザの要求に応じて決定でき、さらに、発光ユニット２２１の円形軌跡に沿って配列された正多角形の回転角度を決定する。

なお、四辺形に配列された光源群２２０を例とすると、各光源群２２０における任意の発光ユニット２２１とそれに対応する円形軌跡の円心との間には、第３の距離Ａ３（即ち、円形軌跡の半径）があり、発光ユニット２２１が回転した後に重ならないようにするためには、任意の２つの隣接する光源群２２０間の間隔Ｓ１が、第３の距離Ａ３の長さの２倍を超える必要がある。一方、隣接する光源群２２０間に大きな暗帯が発生しないようにするためには、任意の２つの隣接する光源群２２０間の間隔Ｓ１は、第３の距離Ａ３の長さの３．５倍を超えてはならない。即ち、各光源群２２０において、円形軌跡の半径（第３の距離Ａ３）と隣接する光源群２２０間の間隔Ｓ１との関係は、３．５Ａ３≧Ｓ１＞２Ａ３の関係式で表すことができる。このように、本実施形態の光源構造２００がバックライトモジュールに適用され且つ光学フィルムシートと組み合わせて使用される場合、バックライトモジュール全体が比較的均一な外観を生成するよう確保できる。

なお、図３の実施例における光源群２２０の発光ユニット２２１が円形軌跡に沿って正方形に配列されていることは、例示のためにのみ説明されている。他の実施例において、各光源群における発光ユニットは、異なる形状に配列されてもよい。図５を参照すると、それは、本発明の第２の実施形態に係る光源構造を示す装置模式図である。図５に示す光源構造３００は、同じく、基板３１０及び複数の光源群３２０を含む。基板３１０は、第１の側辺３１１及び第２の側辺３１２を有する。ここで、第１の側辺３１１は、第１の方向Ｄ１に沿って延伸し、第２の側辺３１２は、第２の方向Ｄ２に沿って延伸し、第１の方向Ｄ１は、第２の方向Ｄ２に垂直である。本実施例において、光源群３２０は、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２に沿って配列されている。一実施例において、光源群３２０は、基板３１０上に等間隔に配列され、任意の２つの隣接する光源群３２０の間に間隔Ｓ２を有する。

再び、図５を参照すると、本実施例において、各光源群３２０は、複数の発光ユニット３２１を含む。図５の実施例において、各光源群３２０における発光ユニット３２１は、円形軌跡に沿って正三角形に配列されている。一実施例において、各光源群３２０において、円形軌跡に沿った任意の２つの隣接する発光ユニット３２１の間に第１の距離Ａ４を有する。また、任意の２つの隣接する光源群３２０における最も近い発光ユニット３２１の間に第２の距離Ａ５を有する。本実施例において、第２の距離Ａ５は、第１の距離Ａ４より小さい。この設計により、光源構造３００は、同じく、光源群３２０間の暗帯を縮小し、良好な光均一化効果をもたらすことができる。

同じく、各光源群３２０において、発光ユニット３２１は、円形軌跡に沿って正三角形状に配列されているが、当該正三角形の側辺はいずれも、基板３１０の第１の側辺３１１又は第２の側辺３１２に平行していない。図５に示す実施例において、任意の２つの隣接する円形軌跡の円心の間には第１の接続線Ｂ３があり、各光源群３２０における任意の発光ユニット３２１とそれに対応する円形軌跡の円心との間には第２の接続線Ｂ４がある。ここで、第１の接続線Ｂ３と第２の接続線Ｂ４との間の夾角θ２は、１８０度を正三角形の辺の数で割ったもの（即ち、６０度）に等しくない。よって、各光源群３２０において、発光ユニット３２１が円形軌跡に沿って配列された正多角形の辺の数を決定する場合、ユーザは、夾角θ２を変化させることにより、発光ユニット３２１が円形軌跡に沿って配列された正多角形の回転角度を決定できる。

なお、上記の実施例は、発光ユニットが正方形及び正三角形にそれぞれ配列されている場合を例として説明したが、これは本発明を限定するものではない。即ち、他の実施例において、発光ユニットは、例えば、正五角形、正六角形、正七角形等のような他の正多角形に配列されてもよい。

図６を参照すると、それは、本発明の実施形態に係る表示装置を示す装置模式図である。本実施形態の表示装置４００は、バックライトモジュール４１０及び表示パネル４２０を含む。バックライトモジュール４１０は、図３に示す光源構造２００と、光源構造２００の上方に設置された少なくとも１つの光学フィルム４１１と、を含む。図６に示すように、表示パネル４２０がバックライトモジュール４１０の前方に設けられているため、光源構造２００で発生された光線は、光学フィルム４１１を通過した後、表示パネル４２０へ入射し、表示パネル４２０から出射することができる。なお、本実施例は、図３に示す光源構造２００を表示装置に適用した例であるが、これは本発明を限定するものではない。例えば図５に示す光源構造３００のような前述した他の実施例の光源構造も表示装置に適用可能であり、同様の効果を奏することができる。

上記の本発明の実施形態から分かるように、本発明は、光源構造の従来の設計ルールを変更したものであり、複数の発光ユニットにより１つの光源群を構成した後、これらの光源群を基板上に配列するとともに、隣接する光源群間の最も近い２つの発光ユニット間の距離を、光源群における円形軌跡に沿った隣接する発光ユニット間の距離より小さくすることで、光源構造全体の発光面の暗帯の幅を小さくすることができ、バックライトモジュールの均一性を向上させることができる。

本発明の実施例は、上記のように説明されているが、これは本発明を限定するものではない。当業者であれば、本発明の要旨及び範囲から逸脱することなく、幾つかの変更及び修飾を行うことが可能である。よって、本発明の保護範囲は、添付した特許請求の範囲によって限定される範囲を基準とする。

１００…光源構造
１１０…基板
１２０…発光ダイオード
２００…光源構造
２１０…基板
２１１…第１の側辺
２１２…第２の側辺
２２０…光源群
２２１…発光ユニット
３００…光源構造
３１０…基板
３１１…第１の側辺
３１２…第２の側辺
３２０…光源群
４００…表示装置
４１０…バックライトモジュール
４１１…光学フィルム
４２０…表示パネル
３２１…発光ユニット
Ａ１…第１の距離
Ａ２…第２の距離
Ａ３…第３の距離
Ａ４…第１の距離
Ａ５…第２の距離
Ｂ１…第１の接続
Ｂ２…第２の接続
Ｂ３…第１の接続
Ｂ４…第２の接続
Ｄ１…第１の方向
Ｄ２…第２の方向
Ｓ１…間隔
Ｗ１…幅
Ｗ２…幅
Ｗ３…幅
Ｗ４…幅
θ１…夾角
θ２…夾角

Claims (10)

1. 基板と、
   前記基板上に配列された複数の光源群と、
   を含み、
   各前記光源群は、複数の発光ユニットを含み、各前記光源群における任意の２つの隣接する発光ユニットの間に第１の距離を有し、任意の２つの隣接する前記光源群における最も近い前記発光ユニットの間に第２の距離を有し、
   前記第２の距離は、前記第１の距離より小さい、
   ことを特徴とする、光源構造。
2. 前記光源群は、等間隔に配列され、且つ、第１の距離は、隣接する前記光源群間の間隔の半分より小さい、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の光源構造。
3. 各前記光源群における前記発光ユニットは、正方形に配列されている、
   ことを特徴とする、請求項２に記載の光源構造。
4. 各前記光源群における前記発光ユニットは、円形軌跡に沿って正多角形に配列されている、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の光源構造。
5. 前記円形軌跡の半径と隣接する前記光源群間の間隔との関係式は、３．５Ａ３≧Ｓ１＞２Ａ３であり、ここで、Ａ３は前記半径であり、Ｓ１は前記間隔である、
   ことを特徴とする、請求項４に記載の光源構造。
6. 前記基板は、第１の方向に沿って延伸する第１の側辺と、第２の方向に沿って延伸する第２の側辺と、を有し、前記第１の側辺は、前記第２の側辺に垂直であり、
   前記光源群は、前記第１の方向と前記第２の方向に沿って配列されている、
   ことを特徴とする、請求項４に記載の光源構造。
7. 各前記光源群における任意の２つの隣接する発光ユニット間の接続線は、第１の側辺又は第２の側辺に平行していない、
   ことを特徴とする、請求項６に記載の光源構造。
8. 各前記光源群における前記発光ユニットは、円形軌跡に沿って正多角形に配列され、前記正多角形は、辺の数を有し、円形軌跡は、円心を有し、
   任意の２つの隣接する前記円形軌跡の前記円心間に第１の接続線を有し、各前記光源群における前記発光ユニットのいずれかと対応する前記円形軌跡の前記円心との間に第２の接続線を有し、ここで、前記第１の接続線と前記第２の接続線との夾角は、１８０度を前記辺の数で割ったものに等しくない、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の光源構造。
9. 請求項１から８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置された少なくとも１つの光学フィルムシートと、
   を含むことを特徴とする、バックライトモジュール。
10. 請求項９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置された表示パネルと、
    を含むことを特徴とする、表示装置。

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