JP3187635U - 薄型直下型ｌｅｄバックライトモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】薄型直下型ＬＥＤバックライトモジュールを提供する。
【解決手段】主に複数の発光ダイオード２０１と、複数のレンズ２０２と、一つの導光器２０３より構成される。導光器２０３は発光ダイオード２０１の設置位置に対応して、複数の凹み溝２０３０を有し、レンズ２０２と発光ダイオード２０１とを収容し、発光ダイオード２０１の出射光がレンズ２０２の誘導によって、導光器２０３を伝送媒体として、均一にＬＥＤバックライトモジュール２の光出射面２１に分布される。これにより、公知の混光スペースを導光器２０３で代替でき、ＬＥＤバックライトモジュール２を薄型化でき、表示装置の産業発展に寄与できる。
【選択図】図５

Description

本案はバックライトモジュールに関し、特に発光ダイオードと、レンズと、導光器との組合せ構造により、均一な混光効果を実現できる薄型直下型ＬＥＤバックライトモジュールに関する。

液晶表示装置は自己発光できない受動式の表示装置であり、表示パネルに必要な表示光源を提供するためには、バックライトモジュールを追設しなければならない。よって、バックライト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否かは、液晶表示装置の表示品質を直接に左右する。さらに、ＬＥＤは高発光効率、長寿命、低消費電力などの特性を有しているため、バックライトモジュールに適用される光源として第一の選択肢になっている。バックライトモジュールはその構造により、現在はエッジライド式（Edge Lighting）と直下型（Direct Lighting）の２種類に分かれる。そのうち、直下型バックライトモジュールは複数のＬＥＤ光源をマトリクス配列するか、または複数のＬＥＤ灯管を平行にバックプレートに配置し、バックプレートの反射板を用いて、光源を上方に反射させ、拡散板によって均一に分散させ、光出射面に平面の均一な光出射効果を図る。直下型バックライトモジュールでは、光源が光出射面の直下部に取り付けられているため、高輝度、優れた光出射視野角および高い光利用効率などの特色を有しており、超大型サイズの表示装置に適用できる。しかし、多数のＬＥＤ光源またはＬＥＤ灯管のほか、大きい光源の取り付けスペースが必要なため、モジュール全体の厚さ、重量および消費電力が大きくなり、かえって現在の電子製品の小型化と環境保護、省エネのアピールに不利な要素になっている。

図１は、公知の直下型バックライトモジュールの構造断面図を示す。バックライトモジュール１は、複数のＬＥＤ１０と、複数のレンズ１１と、複数の反射面１２と、一つの光出射面１３とを備える。ＬＥＤ１０はマトリクス方式により光出射面１３の下方に配列され、反射面１２はそれぞれ光出射面１３下方の両側に設けられていて、かつレンズ１１がそれぞれ対応するＬＥＤ１０を被覆し、光学的な屈折または反射作用を利用して、ＬＥＤ１０の出射光が、バックライトモジュール１の両側に誘導された上で、反射面１２より出射される。レンズ１１と光出射面１３との間には混光スペース１４が設けられ、光反射面１２によってＬＥＤ１０の出射光がさらに反射された後、ＬＥＤ１０の出射光は混光スペース１４で空気を媒体として、混光された後に光出射面１３にて均一化された光出射効果を形成する。言い換えれば、バックライトモジュール１に一定の混光スペース１４がなければ、均一な光照射ができない。もし、製品の薄型化を図るため、レンズ１１と光出射面１３との間の距離を短縮した場合、ＬＥＤ１０は図２〜４に示すように、光出射角が＋２０度−２０度の間において、光出射面１３の輝度が不均一な分布が形成され、混光効果に影響を与えて光出射面１３に暗部を形成してしまい、バックライトモジュール１の光出射の品質を大きく落としてしまうことになる。

そのため、バックライトモジュールの構造を改善し、様々な部品を生かして、極めて良好な均一な混光効果を有し、かつ薄型化、高輝度、環境維持、省エネなどの特長を兼ね合わせて、液晶表示装置産業のさらなるの発展に寄与して、さらなる高い経済価値を生み出すことが、本案の解決しようとする課題である。

公知技術の課題に鑑み、本案は、薄型直下型ＬＥＤバックライトモジュールを提供することを目的とする。空気を混光媒体とする公知技術を導光器で代替でき、モジュールチャンバーの厚さを軽減し、現在の電子産業の軽小短薄化の要求に寄与する。

本案の目的に基づいて、薄型直下型ＬＥＤバックライトモジュールは、片状の少なくとも一つの基板と、複数の発光ダイオードと、複数のレンズと、を備える。発光ダイオードは基板上に取り付けられ、レンズはそれぞれに対応する発光ダイオードを被覆して一次光学作用を提供し、発光ダイオードからの出射光の光路を誘導することによって、薄型直下型ＬＥＤバックライトモジュールの光出射面にて光強度が均一に分布された光出射効果を実現する。薄型直下型ＬＥＤバックライトモジュールはさらに導光器を有し、導光器は発光ダイオードの設置位置に対応して、複数の凹み溝を有し、レンズと発光ダイオードとを収容し、発光ダイオードの出射光は、レンズの誘導によって、導光器を伝送媒体として、光出射面へ均一に分布される。

ここで、凹み溝の、発光ダイオードの光出射位置に対応する一側の断面は、弧形状または矩形状とされてもよい。導光器の底部端と基板の最上面との間隔は、０〜１センチ（ｃｍ）とされてもよい。発光ダイオードは、が０〜２０ｃｍの間隔置きに基板上に取り付けられてもよい。

前述とおり、本案は導光器を混光媒体に利用することによって、極めて良好な光路の拡散能力を有し、ＬＥＤバックライトモジュール２は従来の２分の１の数の発光ダイオードを使用することで、高い経済効果と環境効果を発揮すると共に、良好な発光効率を有し、導光器の光誘導係数および凹み溝の構造設計により、混光に必要な距離を短くでき、モジュールチャンバーの厚さを公知の直下型バックライトモジュールの５分の１までに薄くでき、薄型化製品の発展に寄与する。

公知の直下型バックライトモジュール構造の断面図である。 公知の直下型バックライトモジュールの配光曲線図である。 公知の直下型バックライトモジュールの光出射面の水平輝度曲線図である。 公知の直下型バックライトモジュールの光出射面の垂直輝度曲線図である。 本案の好ましい実施例の第１実施態様の構造の断面図である。 本案の好ましい実施例の第２実施態様の構造態様図である。 本案の好ましい実施例の第２実施態様の構造の断面図である。 本案の好ましい実施例の第２実施態様の配光曲線図である。 本案の好ましい実施例の第２実施態様の光出射面による水平輝度曲線図である。 本案の好ましい実施例の第２実施態様の光出射面による垂直輝度曲線図である。

本案の内容のさらなる理解を図るため、下記の説明に図面を組合せて本案の実施例を説明する。

図５、本案の好ましい実施例の第１実施態様の構造断面図を参照する。図に示すとおり、薄型直下型ＬＥＤバックライトモジュール２は、チャンバー２０と光出射面２１より構成され、チャンバー２０に片状の少なくとも一つの基板２００と、複数の発光ダイオード２０１と、複数のレンズ２０２と、一つの導光器２０３を有する。当該薄型直下型ＬＥＤバックライトモジュール２は、レンズ２０２と導光器２０３の光学機能によって、発光ダイオード２０１の出射光の光路分布を強化し、チャンバー２０の高さを低くしても、なお極めて良好な混光効果を有する。発光ダイオード２０１は、基板２００上に取り付けられている。レンズ２０２は、対応する発光ダイオード２０１を被覆することで、一次光学作用を提供し、発光ダイオード２０１の出射光の光路を誘導して、光出射面２１にて、光強度の均一した光出射効果を実現する。導光器２０３は、発光ダイオード２０１の設置位置に対応した位置に、レンズ２０２と発光ダイオード２０１を収容するため、複数の凹み溝２０３０を有している。凹み溝２０３０は、それぞれの発光ダイオード２０１の光出射場所の一側の断面が弧形状または矩形状に形成されている。これにより、発光ダイオード２０１の出射光はレンズ２０２に誘導された後、導光器２０３を伝送媒体として、光出射面２１へ均一に分布される。これにより、導光器２０３は、公知のバックライトモジュールのために用意された混光スペースを代替できる。すなわち、導光器２０３は、その構造設計により、公知の空気媒体に比べて、より良好な光誘導効果を有する光伝送媒質として利用され、発光ダイオード２０１の出射光が短い光路でありながら、極めて良好な混光効果が得られる。

続いて、図６と図７は、それぞれ本案の好ましい実施例の第２の実施態様の構造図と、構造断面図とを示す。両図に示すとおり、発光ダイオード２０１は、０〜２０ｃｍの間隔置きに基板２００上に取り付けられる。また導光器２０３の底部端と基板２００の最上面との間の間隔は、０〜１ｃｍに設定されている。光出射面２１上には、少なくとも一つの輝度向上フィルム（ＢＥＦ）２１０と拡散板２１１とが重ね合った状態で設置される。レンズ２０２の最上端の中心部には凹部２０２０が設けられる。凹み溝２０３０がテーパー空間を形成し、その最上端は鋭角の凹部を形成する。発光ダイオード２０１の発光点の中心場所より出射される光線は、凹部２０２０によって分散され、凹み溝２０３０の鋭角の凹部によって再び集光された後に、輝度向上フィルム２１０と、拡散板２１１を介して、光路をさらに分散さる。図８〜１０に示すように、光出射面２１の均一さと光出射強度が強化されている。

（先行技術）
１ バックライトモジュール
１０ 発光ダイオード
１１ レンズ
１２ 反射面
１３ 光出射面
１４ 混光スペース
（本案）
２ ＬＥＤバックライトモジュール
２０ チャンバー
２００ 基板
２０１ 発光ダイオード
２０２ レンズ
２０２０ 凹部
２０３ 導光器
２０３０ 凹み溝
２１ 光出射面
２１０ 輝度向上フィルム
２１１ 拡散板

Claims (4)

1. 薄型直下型ＬＥＤバックライトモジュールであって、
   片状の少なくとも一つの基板と、複数の発光ダイオードと、複数のレンズと、導光器と、を備え、
   前記発光ダイオードが前記基板上に取り付けられ、前記レンズが、対応する前記発光ダイオードを被覆して一次光学作用を提供し、前記発光ダイオードの出射光の光路を誘導することによって、光出射面にて、光強度が均一に分布された光出射効果を有し、
   前記導光器は、前記発光ダイオードの設置位置に対応して、複数の凹み溝を有し、前記レンズと前記発光ダイオードとを収容し、
   前記発光ダイオードの出射光は、前記レンズの誘導によって、前記導光器を伝送媒体として、ＬＥＤバックライトモジュールの前記光出射面に均一に分布される
   薄型直下型ＬＥＤバックライトモジュール。
2. 前記凹み溝の、前記発光ダイオードの光出射場所に対応する一側の断面は、弧形状または矩形状に形成されることを特徴とする請求項１記載の薄型化直下型ＬＥＤバックライトモジュール。
3. 前記導光器の底部端と、前記基板の最上面との間隔は、０〜１センチであることを特徴とする請求項１記載の薄型化直下型ＬＥＤバックライトモジュール。
4. 前記発光ダイオードは、０〜２０センチの間隔置きに、前記基板上に取り付けられることを特徴とする請求項１記載の薄型化直下型ＬＥＤバックライトモジュール。

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