JP3129980U

JP3129980U - バックライトモジュールの光源構造

Info

Publication number: JP3129980U
Application number: JP2006010509U
Authority: JP
Inventors: 派酋王
Original assignee: 奧古斯丁科技股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2006-12-26
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2016-12-26

Abstract

【課題】少ないＬＥＤで規範値の輝度に到達させることができる光源構造を提供する。
【解決手段】ケーシング１、放熱器２、光発生器３、第１の反射部材４および第２の反射部材５を備える。光源構造１０の発光素子３１が点灯されたとき、発光素子３１の点状光源３６が反射カバー３３によって反射された後、導光管３４内部の光学レンズ３５を通じて点状光源３６が線状光源３７に転化され、さらに第１の反射部材４の斜面４１上に照射され、斜面４１によって線状光源３７が面状光源３８に転化され、開口１２を経由して第２の反射部材５の斜面５１上に照射され、斜面５１から面状光源５４として導光板２０内部に導入され、光線が導光板２０内部で均一に拡散され導光板２０上で必要な輝度が表示される。
【選択図】図８

Description

本考案はバックライトモジュールに関し、特に複数回の反射を利用して光源を導光板上に反射させるバックライトモジュールに関する。

ＬＣＤは自ら発光するディスプレイではなく、外部光源によって表示効果を達成する必要があり、一般のＬＣＤには殆どバックライトモジュールが採用されており、バックライトモジュールは主に液晶パネルに均一で高輝度の光線を提供するものであり、基本原理は常用される点状または線状光源を簡単で有効的な方法によって高輝度で均一な面状光源に転化するものである。

一般に、バックライトモジュールはフロントライト式およびバックライト式に分けられ、バックライト式は灯管の位置によって分類され、下記の構造に分類される。

１エッジライト構造：図１に示すように、冷陰極管１ａが導光板２ａの側辺に設置され、導光板２ａには射出成形の非プリント式のものが採用され、一般に１８インチ以下の中、小サイズのバックライトモジュールに採用され、側辺から光線が入射される設計であり、軽量、薄型、スリムフレームおよび低消費電力などの特徴を備え、携帯電話、ＰＤＡまたはノートパソコンなどの光源となっている。

２直下型構造：図２に示すように、冷陰極管１ａが導光板２ａの背面に配置される。超大型のバックライトモジュールにおいてはエッジライト式の構造では重量、消費電力および輝度において優れないので、冷陰極管１ａが導光板２ａの背面に配置された直下型の構造が案出された。直下型構造は携帯性および空間要求に拘らない液晶モニタおよび液晶テレビに適用する。

近年、体積が小さく、消費電力が少なく、寿命が長いことからＬＥＤが従来の電球に代わって信号機、自動車の方向指示灯、懐中電灯、携帯電話、灯具および大型の看板などに採用されている。図３、４に示すように、現在のバックライトモジュールの光源にも一部にＬＥＤが採用されており、ＬＥＤ３ａが導光板２ａの側辺または背面に採用されている。

実際にＬＥＤ３ａに通電したとき、発生する熱がＬＥＤの発光効率に影響を与え、仮に放熱不足の場合、ＬＥＤ３ａの輝度は規範値に到達しない。現在のこの問題を解決する方法として、入力電流を規範値の６０％に減少（下降）させ、各ＬＥＤ３ａの発光輝度を規範値の６０％以下にし、その代わりＬＥＤの数量を増加させることによって必要な輝度を達成する方法が存在する。しかし、この方法では製作上の複雑性およびコストが上昇する。

本考案の目的は、光源を複数回の反射によって導光板上に反射させる構造によって、少ないＬＥＤでＬＥＤの発光を規範値に到達させることができる光源構造を提供することにある。

上述の目的を達成させるために、本考案のバックライトモジュールの光源構造は、
複数の光発生器および反射部材を収容できる収容空間を備え、一側には開口および接続口を備え、開口および接続口は収容空間と連通しているケーシングと、
熱伝導部材および放熱フィンから構成され、熱伝導部材は接続口上に配置される放熱器と、
熱伝導部材上に配置され、発光素子が基板上に配置され、基板が熱伝導部材上に配置され、熱伝導部材上には反射カバーが配置され、反射カバーおよび基板の一端には導光管が接続され、導光管内には複数の対応した光学レンズが配置され、この光学レンズが発光素子の点状光源を線状光源に屈折させて出力する複数の光発生器と、
収容空間内に配置され、複数の光発生器と垂直に対応するように配置される斜面を備え、底面と斜面との間の厚さが薄い一側が開口部分に近い位置に配置され、斜面と開口とが対応するように配置され、斜面が導光管からの線状光源を反射して面状光源にしてケーシング外部に照射する第１の反射部材と、
導光板の一側に対応するように配置された斜面を備え、斜面上には連続して光源を屈折させる突出部を備え、第１の反射部材から反射された光源を均一に導光板上に照射する第２の反射部材とを備える。

光源構造の発光素子が点灯されたとき、発光素子の点状光源が反射カバーによって反射された後、導光管内部の光学レンズを通じて点状光源が線状光源に転化され、さらに第１の反射部材の斜面上に照射され、斜面によって線状光源が面状光源に転化され、開口を経由して第２の反射部材の斜面上に照射され、斜面から面状光源として導光板内部に導入され、光線が導光板内部で均一に拡散される。発光素子が点灯されたときに発生する熱は放熱器の熱伝導部材によって吸収された後、放熱フィン上に伝達され、放熱フィンによって吸収された熱が放熱される。発光素子の有効的な放熱を行うことにより、発光素子の発光効率を規範値にすることができ、同時に使用寿命を長くさせることができる。

本考案の目的、特徴および効果を示す実施例を図に沿って詳細に説明する。

図５は本考案の光源構造の上面図である。図６は図５の線６‐６断面図である。図に示すように、本考案のバックライトモジュールの光源構造１０は、ケーシング１、放熱器２、複数の光発生器３および第１の反射部材４を備える。前述の構造により、放熱効果を備え、点状光源を線状光源へと転化し、線状光源を面状光源へと転化させてケーシング１外部へ照射する光源構造が構成される。

ケーシング１は、複数の光発生器２および反射部材３を収容できる収容空間１１を備え、ケーシング１の一側には開口１２および接続口１３を備え、開口１２および接続口１３は収容空間１１と連通している。放熱器２は、熱伝導部材２１および熱伝導部材２１の表面上に貼合される放熱フィン２２から構成され、熱伝導部材２１は接続口１３上に配置される。図中の熱伝導部材２１は均熱板または熱伝導ブロックのどちらかである。複数の光発生器３は、熱伝導部材２１上に配置され、光発生器３は発光素子３１が基板３２上に配置され、基板３２が熱伝導部材２１上に配置され、熱伝導部材２１上には発光素子３１を被覆する反射カバー３３が配置され、反射カバー３３と基板３２の一端には導光管３４が接続される。導光管３４と反射カバー３３とは連通しており、導光管３４内には複数の対応した光学レンズ３５が配置されて構成され、この光学レンズ３５が発光素子３１の点状光源を線状光源に屈折させて出力する。図中の発光素子３１はＬＥＤであり、発光素子３１が生成する光源は第１の反射部材４から第２の反射部材５（図８を参照）を経由し、導光板（図示せず）への距離が短いほどワット数の低い（発光輝度が低い）ＬＥＤを使用でき、距離が長いほどワット数の高い（発光輝度が高い）ＬＥＤを使用できる。また、光学レンズ３５は凸レンズである。

第１の反射部材４は、収容空間１１内に配置され、第１の反射部材４は複数の光発生器３と垂直に対応するように配置される斜面４１を備え、第１の反射部材４の底面４２と斜面４１との間の厚さが薄い一側が開口１２部分に近い位置に配置され、斜面４１と開口１２とが対応するように配置され、斜面４１が導光管３４からの線状光源を反射して面状光源にしてケーシング１外部に照射する。図中の第１の反射部材４は直角三角形体である。

図７は、本考案の光源構造の光の経路を示す図である。図に示すように、光源構造１０の発光素子３１が点灯されたとき、発光素子３１の点状光源３６が反射カバー３３によって反射された後、導光管３４内部の光学レンズ３５を通じて点状光源３６が線状光源３７に転化され、さらに第１の反射部材４の斜面４１上に照射され、斜面４１によって線状光源３７が面状光源３８に転化されて開口１２からケーシング１外部に照射される。

発光素子３１が点灯されたときに発生する熱は放熱器２の熱伝導部材２１によって吸収された後、放熱フィン２２上に伝達され、放熱フィン２２によって吸収された熱が放熱される。発光素子３１の有効的な放熱を行うことにより、発光素子３１の発光効率を規範値にすることができ、同時に使用寿命を長くさせることができる。

図８は本考案の第１の実施形態を示す図である。図に示すように、図中には小さいサイズのバックライトモジュールが開示されており、バックライトモジュールは、導光板２０および導光板２０の一側に配置される光源構造１０を備える。光源構造１０は導光板２０の一側に配置される第２の反射部材５を備え、第２の反射部材５上には導光板２０の一側に対応して配置される斜面５１が設けられる。斜面５１には連続して光源を屈折させる突出部５２が設けられ、光源の照射を均一にする。第２の反射部材５の底面５３と斜面５１との間の厚さが薄い一側が開口１２部分に近い位置に配置され、斜面５１と開口１２とは対応して配置される。図中、第２の反射部材５は直角三角形体である。

光源構造１０の発光素子３１が点灯されたとき、発光素子３１の点状光源３６が反射カバー３３によって反射された後、導光管３４内部の光学レンズ３５を通じて点状光源３６が線状光源３７に転化され、さらに第１の反射部材４の斜面４１上に照射され、斜面４１によって線状光源３７が面状光源３８に転化され、開口１２を経由して第２の反射部材５の斜面５１上に照射され、斜面５１から面状光源５４として導光板２０内部に導入され、光線が導光板２０内部で均一に拡散される。

図９は本考案の第２の実施形態を示す図である。図に示すように、図はバックライトモジュールを開示しており、このバックライトモジュールは図８とほぼ同一であるが、異なる点としては光源構造１０が一組多い。光源が伝達されるとき、導光板２０の光源から遠い部分は輝度が不足するので、導光板２０の他側に光源構造１０を増設することができ、光源構造１０の発光素子３１が点灯されたとき、発光素子３１の点状光源３６が反射カバー３３によって反射された後、導光管３４内部の光学レンズ３５を通じて点状光源３６が線状光源３７に転化され、さらに第１の反射部材４の斜面４１上に照射され、斜面４１によって線状光源３７が面状光源３８に転化され、開口１２を経由して第２の反射部材５の斜面５１上に照射され、斜面５１から面状光源５４として導光板２０内部に導入され、光線が導光板２０内部で均一に拡散されて導光板２０上で必要な輝度が表示される。

図１０は本考案の第３の実施形態を示す図である。図に示すように、図はバックライトモジュールを開示している。大きなサイズのバックライトモジュールを製作するとき、導光板２０の四つの側辺上に光源構造１０をそれぞれ配置することができ、発光素子３１が点灯されたとき、発光素子３１の点状光源３６が反射カバー３３によって反射された後、導光管３４内部の光学レンズ３５を通じて点状光源３６が線状光源３７に転化され、さらに第１の反射部材４の斜面４１上に照射され、斜面４１によって線状光源３７が面状光源３８に転化され、開口１２を経由して第２の反射部材５の斜面５１上に照射され、斜面５１から面状光源５４として導光板２０内部に導入され、光線が導光板２０内部で均一に拡散されて大きなサイズの導光板２０上で必要な輝度が表示される。

図１１は本考案の第４の実施形態を示す図である。図に示すように、図はバックライトモジュールを開示している。大きなサイズのバックライトモジュールを製作するとき、導光板２０の一側辺上に光源構造１０を配置し、光源構造１０内部に複数の光発生器３を増設することができ、発光部材３１が生成する光源は第１の反射部材４から第２の反射部材５を経由し、導光板２０への距離が短いほどワット数の低い（発光輝度が低い）ＬＥＤを使用でき、距離が長いほどワット数の高い（発光輝度が高い）ＬＥＤを使用できる。

従って、発光素子３１が点灯されたとき、発光素子３１の点状光源３６が反射カバー３３によって反射された後、導光管３４内部の光学レンズ３５を通じて点状光源３６が線状光源３７に転化され、さらに第１の反射部材４の斜面４１上に照射され、斜面４１によって線状光源３７が面状光源３８に転化され、開口１２を経由して第２の反射部材５の斜面５１上に照射され、斜面５１から面状光源５４として導光板２０内部に導入され、光線が導光板２０内部で均一に拡散されて大きなサイズの導光板２０上で必要な輝度が表示される。

図１２は本考案の第５の実施形態を示す図である。図に示すように、図はバックライトモジュールを開示している。大きなサイズのバックライトモジュールを製作するとき、導光板２０の一側の両辺上に光源構造１０、１０’をそれぞれ配置することができ、光発生器３、３’の発光素子３１、３１’が点灯されたとき、発光素子３１、３１’の点状光源３６、３６’が反射カバー３３、３３’によって反射された後、導光管３４、３４’内部の光学レンズ３５、３５’を通じて点状光源３６、３６’が線状光源３７、３７’に転化され、さらに第１の反射部材４、４’の斜面４１、４１’上に照射され、斜面４１、４１’によって線状光源３７、３７’が面状光源３８、３８’に転化され、開口１２、１２’を経由してケーシング１、１’外部の第２の反射部材５、５’の斜面５１、５１’上に照射され、斜面５１、５１’から面状光源５４、５４’として導光板２０内部に導入され、光線が導光板２０内部で均一に拡散されて大きなサイズの導光板２０上で必要な輝度が表示される。

従来技術による第１のバックモジュールの構造を示す模式図である。従来技術による第２のバックモジュールの構造を示す模式図である。従来技術による第３のバックモジュールの構造を示す模式図である。従来技術による第４のバックモジュールの構造を示す模式図である。本考案による光源構造を示す上面図である。図５の線６‐６の断面図である。本考案の光源構造の光の経路を示す模式図である。本考案の第１の実施形態を示す模式図である。本考案の第２の実施形態を示す模式図である。本考案の第３の実施形態を示す模式図である。本考案の第４の実施形態を示す模式図である。本考案の第５の実施形態を示す模式図である。

符号の説明

１０、１０’ 光源構造
１、１’ ケーシング
１１収容空間
１２、１２’ 開口
１３接続口
２放熱器
２１熱伝導部材
２２放熱フィン
３、３’ 光発生器
３１、３１’ 発光素子
３２基板
３３、３３’ 反射カバー
３４、３４’ 導光管
３５、３５’ 光学レンズ
３６、３６’ 点状光源
３７、３７’ 線状光源
３８、３８’、５４、５４’ 面状光源
４、４’ 第１の反射部材
４１、４１’、５１、５１’ 斜面
４２、５３底面
５、５’ 第２の反射部材
５２、５２’ 突出部

Claims

導光板の一側に配置される光源構造であり、
前記導光板の一側に配置され、内部に収容空間を備え、一側に開口を備え、前記開口は前記収容空間と連通しているケーシングと、
前記収容空間内に配置され、発光素子が基板上に配置され、前記発光素子上には反射カバーが配置され、前記反射カバーおよび基板の一端には導光管が接続される複数の光発生器と、
前記収容空間内に配置され、複数の光発生器と垂直に対応するように配置される斜面を備え、前記斜面と前記開口とが対応するように配置される第１の反射部材と、
前記導光板の一側に配置され、導光板と対応するように配置される斜面を備え、前記斜面と前記開口とが対応するように配置される第２の反射部材とを備え、
前記導光管によって点状光源が線状光源に転化され、さらに第１の反射部材の斜面上に照射され、斜面によって線状光源が面状光源に転化され、開口を経由して第２の反射部材の斜面上に照射され、前記第２の反射部材の斜面から面状光源が導光板内部に導入されることを特徴とするバックライトモジュールの光源構造。
前記発光素子は、ＬＥＤであることを特徴とする請求項１記載のバックライトモジュールの光源構造。
前記発光素子が生成する光源は、第１の反射部材から第２の反射部材を経由し、導光板への距離が短いほどワット数の低いＬＥＤが使用され、距離が長いほどワット数の高いＬＥＤが使用されることを特徴とする請求項１記載のバックライトモジュールの光源構造。
前記導光管内部には、複数の相互に対応する光学レンズが配置されることを特徴とする請求項１記載のバックライトモジュールの光源構造。
前記光学レンズは、凸レンズであることを特徴とする請求項４記載のバックライトモジュールの光源構造。
前記第１の反射部材は、直角三角形体であることを特徴とする請求項１記載のバックライトモジュールの光源構造。
前記第１の反射部材の斜面は、導光管から導引された線状光源を面状光源に反射し、ケーシング外部に照射することを特徴とする請求項１記載のバックライトモジュールの光源構造。
前記第２の反射部材の斜面上には、連続して光線を屈折させる突出部を備えることを特徴とする請求項１記載のバックライトモジュールの光源構造。
前記第２の反射部材は、直角三角形体であることを特徴とする請求項１記載のバックライトモジュールの光源構造。
前記ケーシングの一側には、接続口が設けられ、前記接続口上には放熱器が配置されることを特徴とする請求項１記載のバックライトモジュールの光源構造。
前記放熱器には、接続口と接続される熱伝導部材が設けられ、前記熱伝導部材の一面と発光素子の基板とは接触することを特徴とする請求項１０記載のバックライトモジュールの光源構造。
前記熱伝導部材の他面には、放熱フィンが貼合されることを特徴とする請求項１１記載のバックライトモジュールの光源構造。
前記熱伝導部材は、均熱板であることを特徴とする請求項１１記載のバックライトモジュールの光源構造。
前記熱伝道部材は、熱伝導ブロックであることを特徴とする請求項１１記載のバックライトモジュールの光源構造。