JP3187070U - 直下式背光モジュールの改良構造 - Google Patents

Abstract

【課題】表示モジュールに結合するハイコントラストの直下式背光モジュールの改良構造を提供する。
【解決手段】直下式背光モジュールは複数のＬＥＤ光源２１と、一つの拡散板２２と、を備え、ＬＥＤ光源はマトリックス状に排列され、出射光が拡散板において、それぞれ矩形の光形を形成した上、拡散板を介して表示モジュールに伝送される。隣接して分布する矩形の光形によって光の混合効果を向上し、背光モジュール光の均一度を改善すると共に、表示モジュールによる画面表示効果を最適化できる。
【選択図】図２

Description

本考案は表示装置の背光モジュールに関し、特にＬＥＤ光源が形成する光路分布の形状を改変し、光混合効果を向上することによって、画面の表示効果を改善する直下式背光モジュールの改良構造に関する。

液晶表示装置は自己発光できない受動式表示装置であるため、背光モジュールを取り付けて表示パネルに必要な表示光源を提供する必要がある。よって、背光モジュールの発生する面光源が充分かつ均一な輝度を有するかは、液晶表示装置の表示品質に直接的な影響を与える。現在、背光モジュールの構造は側面配光式と直下配光式（Ｄｉｒｅｃｔ Ｔｙｐｅ Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ）の２種類に分かれる。そのうち、直下式背光モジュールは高い照射均一度、優れた光出射視角、高い光エネルギー利用率、簡単な組合せ構造、面区域明暗度の高速調整、ダイナミックコントラスト比を大幅にアップするなどの長所を有しているため、大型の液晶表示装置に幅広く応用されている。

さらに、ＬＥＤは発光効率が高く、長寿命及び低電力消費などの特性を有しており、背光モジュールの第一の選択肢になっている。このように、公知の直下式背光モジュールはマトリックス状方式により複数のＬＥＤ光源を一つの基板に取り付け、かつ適切な距離を設けて拡散板（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｐｌａｔｅ）をＬＥＤ光源の上方に取り付けて、ＬＥＤ光源出射光の光路を均一に分散し光を混合した後、表示パネルに投射し輝度均一の面光源を提供する。
図１に示した、公知の直下式背光モジュールの、拡散板における投射光形の概略図を参照する。ＬＥＤ光源は拡散板においてそれぞれ円形の光形１を形成し、隣接する光照射区域によって全画面に均一な光照度が得られている。

特に注意することは、円形の光形１同士の隣接場所は相互に交差する明部１０と光照射のない暗部１１が形成されているため、光の混合効果が低減され光の均一度に影響するほか、表示装置画面の明暗部を変換することによって画面区域付近のグレイスケール層に影響を与え、焦点ぼけ（Ｂｌｏｏｍｉｎｇ）を引き起して、画像の鮮やかさ及び飽和度を低下させる。よって、公知のＬＥＤ光源の光形配置を改良し光混合効果を改善することは、当技術分野で解決を要する課題である。

公知技術の課題について、本考案の目的は直下式背光モジュールの改良構造を提供し、ＬＥＤの光形構成を改良し、光混合効果を向上することによって、画像の鮮やかさを改善することにある。

本考案の目的に基づき、直下式背光モジュールの改良構造は、表示モジュールに結合されている。直下式背光モジュールは、複数のＬＥＤ光源と、一つの拡散板と、を備える。ＬＥＤ光源の出射光は拡散板を経由して表示モジュールに伝送される。本考案の特徴として、ＬＥＤ光源はマトリックス状に配列していて、かつＬＥＤ光源の出射光が拡散板において、それぞれ矩形の光形を形成し、かつ矩形の光形は互いに隣接して分布されている。

市場の表示規格に合わせるため、矩形の光形はそれぞれ同じ大きさの正方形を形成する。または、表示モジュールのアスペクト比は１６：９であり、各矩形の光形は同じ大きさの矩形を形成し、かつ矩形の光形は長辺と短辺と、を有し、長辺は表示モジュールの垂直線に平行し、短辺は表示モジュールの水平線に平行しても良い。

さらに、各矩形の光形は各ＬＥＤ光源が封入ゲルを通過した後一次光学屈折によって形成され、かつＬＥＤ光源と表示モジュールとの距離Ｌが１ｍｍ≦Ｌ≦４０ｍｍの関係式（数式１）を満足する。
または、直下式背光モジュールの改良構造はさらに複数の光形矩形化手段を有し、それぞれＬＥＤ光源と拡散板との間に設けられ、各ＬＥＤ光源が封入ゲルを通過した後、さらに各光形矩形化手段によって、二次光学屈折して各矩形の光形を形成する。なお、ＬＥＤ光形と表示モジュールとの距離Ｌが２ｍｍ≦Ｌ≦５０ｍｍ（数式２）の関係式を満足しているため、最適な光形を維持することができ、光混合効果を確保できる。

本考案の次の目的に基づき、直下式背光モジュールの改良構造は、表示モジュールに結合され、複数のＬＥＤ光源と、一つの拡散板と、を備える。ＬＥＤ光源の出射光が拡散板を通過した後表示モジュールに伝送される。
特徴として、拡散板は複数の光形矩形化手段を有し、かつ光形矩形化手段はＬＥＤ光源が拡散板に進入する光入射面に設けられ、ＬＥＤ光源はマトリックス状に配列していて、かつＬＥＤ光源の出射光は光形矩形化手段によって、それぞれ矩形の光形を形成する。

そのうち、光形矩形化手段は複数のマイクロレンズであり、マイクロレンズはマトリックス状に配列されている。

公知の直下式背光モジュールの拡散板における投射光形の概略図である。 本考案の実施例による構造断面図である。 本考案の実施例による拡散板上の投射光形の概略図である。 本考案の他の実施例による構造断面図である。 本考案の他の実施例による構造断面図である。 本考案の他の実施例による構造断面図である。 本考案の他の実施例による拡散板上の投射光形の概略図である。

本考案の内容のさらなる理解を図るため、図面に基づき実施例について説明する。

図２、３に示した、本考案の実施例の構造断面図及び拡散板上の投射光形の概略図をそれぞれ参照して説明する。
図示のように、直下式背光モジュールの改良構造２は例えばアスペクト比１６：９の液晶表示装置の表示パネルの表示モジュール（図示しない）に結合して、光源を提供する。直下式背光モジュールの改良構造２は、基板２０と、複数のＬＥＤ光源２１と、一つの拡散板２２と、を備える。ＬＥＤ光源２１はマトリックス状に基板２０上に配列していて、かつ拡散板２２は適切な距離でＬＥＤ光源２１を被い、ＬＥＤ光源２１の出射光を拡散した上、表示モジュールに伝送する。ＬＥＤ光源２１の出射光が拡散板２２において、それぞれ矩形の光形２３を形成し、かつ各矩形の光形２３はそれぞれ同じ大きさの正方形を形成し互いに隣接して分布し、光の均一度を向上させ、直下式背光モジュールの改良構造２が全画面に均一な輝度を形成する。

さらに、光形分布の最適化を図るため、直下式背光モジュールの改良構造２について、図４に示した本考案のもう一つの好ましい実施例の構造断面図を参照して説明する。各ＬＥＤ光源２１はそれぞれ封入ゲル２１０による一次光学屈折を経て、各矩形の光形２３を形成する。ＬＥＤ光源２１と表示モジュールとの間の距離Ｌが１ｍｍ≦Ｌ≦４０ｍｍの関係式（数式１）を満足し、放射状が均一な光照度効果を達成する。

次に、直下式背光モジュールの改良構造２について、図５に示した、本考案のさらに一つの好ましい実施例の構造断面図を参照して説明する。複数の光形矩形化手段を利用し、例えばＬＥＤ光源２１と表示モジュールとの距離Ｌが２ｍｍ≦Ｌ≦５０ｍｍ（数式２）を満足すると共に、複数のマイクロレンズ２４をそれぞれＬＥＤ光源２１と拡散板２２との間に設け、各ＬＥＤ光源２１を被い、各ＬＥＤ光源２１はそれぞれ封入ゲル２１０を経由した後、再びマイクロレンズ２４によって二次光学屈折して、各矩形の光形２３を形成する。
このように、光形の矩形化手段によって、ＬＥＤ光源２１の光路がさらに改善され、より良い光形を形成して、表示モジュールの鮮明度を向上できる。

図６、７に示した、本考案のもう一つの好ましい実施例の構造断面図及び拡散板上の投射光形の概略図をそれぞれ参照して説明する。図に示すとおり、直下式背光モジュールの改良構造２を液晶表示装置に適用し光源を表示モジュール（図示しない）に提供する。
基板２０と、複数のＬＥＤ光源２１と、一つの拡散板２２と、を備える。ＬＥＤ光源２１はマトリックス状に基板２０上に配列していて、かつ拡散板２２の下部を被っており、拡散板２２は複数の光形矩形化手段を設けられている。
例えば、マトリックス状に設けられた複数のマイクロレンズ２４などを設けて、ＬＥＤ光源２１を拡散板２２の光入射面への入射を提供することによって、ＬＥＤ光源２１の出射光がマイクロレンズ２４を通過して拡散板２２に進入し、それぞれ矩形の光形２３を形成して均一に光混合した後、表示モジュールに伝送され、正常な画面を表示する。

本実施例において、各矩形の光形２３はそれぞれ同じ大きさの長方形を呈し、かつ各矩形の光形２３は長辺２３０と短辺２３１を有し、長辺２３０は表示モジュールの垂直線に平行し、短辺２３１は表示モジュールの水平線に平行する。このように、長方形の矩形の光形２３を緊密に隣接して分布することによって、表示モジュール全画面の光均一度を大幅に向上できる。

１ 円形の光形
１０ 明部
１１ 暗部
２ 直下式背光モジュールの改良構造
２０ 基板
２１ ＬＥＤ光源
２１０ 封入ゲル
２２ 拡散板
２３ 矩形の光形
２３０ 長辺
２３１ 短辺
２４ マイクロレンズ

Claims (10)

1. 表示モジュールに結合する直下式背光モジュールの改良構造であって、
   前記直下式背光モジュール改良構造は複数のＬＥＤ光源と、
   一つの拡散板と、を備え、
   前記ＬＥＤ光源の出射光は前記拡散板を介して、表示モジュールに伝送され、
   前記ＬＥＤ光源はマトリックス状に配列し、かつ前記ＬＥＤ光源の出射光は前記拡散板においてそれぞれ矩形の光形を形成し、各前記矩形の光形は互いに隣接して分布することを特徴とする、
   直下式背光モジュールの改良構造。
2. 各前記矩形の光形はそれぞれ同じ大きさの正方形を形成することを特徴とする、請求項１記載の直下式背光モジュールの改良構造。
3. 各前記矩形の光形はそれぞれ同じ大きさの長方形を形成し、かつ各前記矩形の光形は長辺と、短辺と、を有し、前記長辺は前記表示モジュールの垂直線に平行し、前記短辺は前記表示モジュールの水平線に平行することを特徴とする、請求項１記載の直下式背光モジュールの改良構造。
4. 前記表示モジュールのアスペクト比は１６：９であることを特徴とする、請求項１記載の直下式背光モジュールの改良構造。
5. 各前記矩形の光形は各前記ＬＥＤ光源がそれぞれ封入ゲルを介して、一次光学屈折により形成されることを特徴とする、請求項１記載の直下式背光モジュールの改良構造。
6. 前記ＬＥＤ光源と前記表示モジュールとの間の距離Ｌが１ｍｍ≦Ｌ≦４０ｍｍの関係式を満たすことを特徴とする、請求項５記載の直下式背光モジュールの改良構造。
7. それぞれ各前記ＬＥＤ光源と前記拡散板との間に設ける複数の光形矩形化手段をさらに有し、各前記ＬＥＤ光源はそれぞれ各前記封入ゲルを通過した後、各光形矩形化手段をもって、二次光学屈折により各前記矩形の光形を形成することを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の直下式背光モジュールの改良構造。
8. 前記ＬＥＤ光源と前記表示モジュールとの間の距離Ｌが２ｍｍ≦Ｌ≦５０ｍｍの関係式を満たすことを特徴とする、請求項７記載の直下式背光モジュールの改良構造。
9. 表示モジュールに結合する直下式背光モジュールの改良構造であって、
   前記直下式背光モジュール改良構造は複数のＬＥＤ光源と、
   一つの拡散板と、を備え、
   前記ＬＥＤ光源の出射光は前記拡散板を介して、表示モジュールに伝送され、
   前記拡散板は複数の光形矩形化手段を設けていて、かつ前記光形矩形化手段は、前記ＬＥＤ光源が前記拡散板の光入射面に設けられ、前記ＬＥＤ光源はマトリックス状に配列していて、かつ前記ＬＥＤ光源の出射光は前記光形矩形化手段を経過した後、それぞれ矩形の光形を形成することを特徴とする、
   直下式背光モジュールの改良構造。
10. 前記光形の矩形化手段は複数のマイクロレンズであり、かつ前記マイクロレンズはマトリックス状により設けられていることを特徴とする、請求項９記載の直下式背光モジュールの改良構造。

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