JP6505422B2 - 光学アセンブリ、バックライトモジュール及び液晶ディスプレイ - Google Patents

光学アセンブリ、バックライトモジュール及び液晶ディスプレイ Download PDF

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Description

本発明は、光源アセンブリに関し、特に、光学アセンブリ、バックライトモジュール及び液晶ディスプレイに関する。
図1を参照されたい。図1は、従来の導光板がプラスチック製のフレームに設けられた状態を示す部分模式図である。従来の導光板100は、両側に矩形のラグ101を有し、プラスチック製のフレーム120はラグ101に対応する凹溝121を有する。これにより、ラグ101を凹溝121に嵌設することによって、導光板100をプラスチック製のフレーム120に位置限定することができる。図1に示すように、プラスチック製のフレーム120が受けた衝撃によるラグ101の破断を避けるために、通常、ラグ101の両側に緩衝材140を設け、また、安定性を向上させるために、緩衝材140を接着剤142によってプラスチック製のフレーム120の凹溝121の中に固定するように構成する。
しかしながら、従来の導光板100の組立方法によれば、組立が困難で、且つ時間もかかり、労働力及び再加工コストが大量に増加してしまう。また、導光板100自体の厚さが薄いので、緩衝材140とプラスチック製のフレーム120との接触面積が制限される。プラスチック製のフレーム120と導光板100が大きい振動や衝撃を受けると、緩衝材140は、その機能を効果的に発揮することができなくなる。
本発明は、側辺に少なくとも1つの第1の円弧構造が設けられる光学部材と、光学部材の周縁に設けられ、表面が光学部材と接合され、少なくとも1つの第1の円弧構造と互いに嵌合する少なくとも1つの第2の円弧構造を含むフレームと、を備え、少なくとも1つの第1の円弧構造の半径と少なくとも1つの第2の円弧構造の半径は、実質的に同等であり、
光学部材は、第1の軸方向及び第2の軸方向を有し、少なくとも1つの第1の円弧構造の円心及び少なくとも1つの第2の円弧構造の円心は、第1の軸方向と実質的に平行となる軸線に位置し、
第1の円弧構造と第2の円弧構造の間に、第1の円弧構造における任意の点が第1の軸方向に実質的に平行となる方向に沿って第2の円弧構造に達する距離である第1の軸隙間と、第1の円弧構造における任意の点が第2の軸方向に実質的に平行となる方向に沿って第2の円弧構造に達する最短距離である第2の軸隙間と、を有し、第1の軸隙間が第2の軸隙間よりも大きいことを特徴とする光学アセンブリを提供する。
本発明による他の1つの実施例によれば、前記光学部材に向かって拡張可能である前記少なくとも1つの第2の円弧構造と連動して、前記少なくとも1つの第1の円弧構造は前記フレームに向かって拡張可能であることにより、吸熱及び/又は吸湿によって前記第1の円弧構造と前記第2の円弧構造の間の空間が小さくなる。
本発明による更に1つの実施例によれば、前記フレームは、フレームの表面に接続され、その上に第2の円弧構造が設けられた側壁を更に含む。
本発明による更に1つの実施例によれば、前記第1の円弧構造は、ラグ又は凹陥部であり、第2の円弧構造は、第1の円弧構造に対応する凹陥部又はラグである。
本発明による更に1つの実施例によれば、前記フレームは、開口を含むU字状構造である。
本発明による更に1つの実施例によれば、前記第1の円弧構造と第2の円弧構造は、開口に近接する。
本発明の前記目的によれば、前記光学アセンブリと、導光板の一側に設けられた光源と、を備える光源バックライトモジュールを提供する。
本発明の前記目的によれば、前記光学アセンブリと、フレームの開口に設けられた光源と、を備える別種のバックライトモジュールを提供する。
本発明の前記目的によれば、前記バックライトモジュールと、光学アセンブリのフレームに設けられた液晶パネルと、を備える液晶ディスプレイを提供する。
このため、本発明は、対応する形状及び実質的に同じ半径を有する2つの円弧構造を互いに嵌合することによって、導光板をフレームに位置決めする。これにより、任意の緩衝材を設けない場合でも、円弧構造が受ける外力を低減することができ、更に円弧構造の損傷又は導光板の離脱変位の問題を避けることができる。また、緩衝材の使用しないことにより、組立コストと作業時間を大幅に節約することができる。
本発明によれば、2つの対応する円弧構造の間に隙間が設けられているため、導光板が受熱又は吸湿により膨張する場合に、この隙間は円弧構造が膨脹するための余裕を提供し、導光板がプレスを受けて変形するのを防止することができる。また、2つの対応する円弧構造が実質的に同じ半径を有する構造設計を採用することにより、導光板が膨脹する途中で、互いに対応する2つの円弧構造が互いに位置合わせされ嵌合することができる。
下記図面の説明は、本発明の前記、他の目的、特徴、メリット及び実施例をより分かりやすくするためのものである。
従来の導光板がプラスチック製のフレームに設けられた状態を示す部分模式図である。 本発明の第1の実施形態による光学アセンブリを示す分解図である。 本発明の第1の実施形態による光学アセンブリを示す部分拡大図である。 本発明の第1の実施形態による光学アセンブリを示す断面図である。 本発明の第1の実施形態による光学アセンブリを示す平面図である。 本発明の第1の実施形態による光学アセンブリが外力を受けた状態を示す模式図である。 本発明の第1の実施形態による光学アセンブリが受熱吸湿により膨張した状態を示す模式図である。 本発明の第2の実施形態による光学アセンブを示す部分拡大図である。 本発明の第2の実施形態による光学アセンブリを示す平面図である。 本発明の第3の実施形態による光学アセンブリを示す平面図である。 本発明の第4の実施形態による光学アセンブリを示す平面図である。 本発明の一実施形態によるバックライトモジュールを示す装置模式図である。 本発明の一実施形態による液晶ディスプレイを示す装置分解図である。
図2及び図3を参照されたい。図2は、本発明の一実施形態による光学アセンブリを示す分解図である。図3は、本発明の一実施形態による光学アセンブリを示す部分拡大模式図である。本実施形態の光学アセンブリ200は、一般的な光源モジュール、バックライトモジュール及び液晶ディスプレイに応用される。光学アセンブリ200は、主に、導光板210と、フレーム230と、を備える。導光板210は、光入射面からその中に入射した光を光射出面から導出することができる。導光板210の側辺、例えば、側辺210aと210bに、少なくとも1つの第1の円弧構造211が設けられる。図2に示すように、一実施例において、導光板210は、第1の軸方向A1及び第2の軸方向A2を有する。ここで、第1の軸方向A1とは、側辺210aと210bに実質的に垂直となる方向を指す。第2の軸方向A2とは、側辺210aと210bに実質的に平行となる方向を指す。なお、本実施例において、側辺210aと210bとは、導光板210の短辺を指す。他の実施例において、側辺210aと210bは、導光板210の長辺であってもよい。
フレーム230が導光板210に設けられる。より詳細には、フレーム230は導光板210の周縁に設けられ、その表面が導光板210に接合される。なお、フレーム230に、第1の円弧構造211と互いに対応した少なくとも1つの第2の円弧構造231が設けられる。フレーム230が導光板210に設けられた場合、導光板210は、第1の円弧構造211と第2の円弧構造231を互いに嵌合することにより、フレーム230の中で位置決めされる。なお、本実施例の光学アセンブリ200を組み立てる場合、フレーム230を導光板210の上方に置く。一部の図面において、導光板210をフレーム230の上方に描くのは、本発明を限定するためではなく、主に、各素子の間の位置関係を明確に表すためである。
続いて、図2及び図3を参照されたい。本実施例において、導光板210は、導光板210の対向する両側辺210a及び210bにそれぞれ位置する2つの第1の円弧構造211を有する。一方、フレーム230は、同様に、それぞれ導光板210の2つの第1の円弧構造211と互いに対応する2つの第2の円弧構造231を有する。本実施例において、第1の円弧構造211は、導光板210の側辺210a及び210bから延伸するラグであってよく、第2の円弧構造231はラグに対応する凹陥部であってもよい。図2に示すように、フレーム230は、開口230dを含むU字状構造であってもよい。光学アセンブリ200がバックライトモジュールに応用される場合、この開口230dは、光源を設けることに用いられる。一例において、第1の円弧構造211と第2の円弧構造231は、開口230dに近接する位置に設けられる。
図4を合わせて参照されたい。図4は、本発明の第1の実施形態による光学アセンブリを示す断面図である。一実施例において、フレーム230は、断面が逆T字状となり、互いに垂直となる表面230a及び側壁230bを有する。第2の円弧構造231が表面230aと接続するように側壁230bに設けられる。これにより、フレーム230が導光板210に設けられる場合、フレーム230の表面230aを導光板210に貼り付けて固定させることができる。図4に示すように、一実施例において、フレーム230は、表面230aと共にフレーム230の対向する両側にそれぞれ位置した載置面230cを有する。光学アセンブリ200が液晶ディスプレイに応用される場合、この載置面230cは、液晶パネルを置くために用いられる。
図3及び図5を同時に参照されたい。図5は、本発明の第1の実施形態による光学アセンブリを示す部分平面図である。本実施例において、第1の円弧構造211の半径と第2の円弧構造231の半径は、実質的に同等である。換言すれば、第1の円弧構造211と第2の円弧構造231は、同じサイズ及び互いに対応する形状を有する。更に、第1の円弧構造211の円心C1と第2の円弧構造231の円心C2の接続線が導光板210の側辺210a及び210bと垂直になる。換言すれば、第1の円弧構造211の円心C1及び第2の円弧構造231の円心C2は、第1の軸方向A1と実質的に平行となる軸線に位置する。このため、第1の円弧構造211と第2の円弧構造231とが互いに接触する場合、第1の円弧構造211と第2の円弧構造231との間の接触面は、正接状態となる。
図6Aを合わせて参照されたい。図6Aは、本発明の第1の実施形態による光学アセンブリが外力を受けた状態を示す模式図である。フレーム230と導光板210が外力Fの衝撃を受ける場合、外力Fの分力Fは、第1の円弧構造211の円心C1を通過するので、無効な分力と考えられる。このように、フレーム230と導光板210は、外力Fの分力Fのみを受け、更に外力Fが第1の円弧構造211に対する衝撃力を低減することができ、換言すれば、本発明は、2つの円が正接する斜面効果により、導光板210の第1の円弧構造211の受ける衝撃力を低減することができるので、更に従来の技術における緩衝材を接着する必要がない。
続いて図3及び図5を参照されたい。フレーム230が導光板210に設けられる場合、第1の円弧構造211と第2の円弧構造231の間に、第1の軸隙間G1及び第2の軸隙間G2を有する。この第1の軸隙間G1及び第2の軸隙間G2は、第1の円弧構造211が膨脹することができる余裕を提供し、導光板210がプレスを受けて変形するのを防止することができる。ここで、第1の軸隙間G1とは、第1の円弧構造211における任意の点が第1の軸方向A1に実質的に平行となる方向に沿って第2の円弧構造231に達する距離である。図5に示すように、第1の円弧構造211と第2の円弧構造231は、偏心であるので、第1の軸隙間G1を、第1の円弧構造211が受熱と吸湿により膨張する場合に必要な隙間としてもよい。一方、ここで、第2の軸隙間G2とは、第1の円弧構造211における任意の点が第2の軸方向A2に実質的に平行となる方向に沿って第2の円弧構造231に達する最短距離である。
図2、図3及び図5を同時に参照されたい。導光板210は、受熱又は吸湿により膨張する場合、第1の軸方向A1又は第2の軸方向A2での膨脹割合はいずれも同じであるが、導光板210の長辺のサイズが短辺のサイズよりも大きいので、その長辺の膨脹幅が短辺の膨脹幅よりも大きくなる。第1の円弧構造211は、第1の軸方向A1に沿って導光板210の側辺210a及び210bから突出する構造であるので、導光板210が膨脹する場合、第1の円弧構造211は、それに従って膨脹し、図2に示す第1の軸方向A1は、導光板210の長辺と平行であり、第2の軸方向A2が導光板210の短辺と平行であるため、第1の円弧構造211は、第1の軸方向A1に沿う膨脹幅が第2の軸方向A2に沿う膨脹幅よりも大きくなる。このため、第1の軸隙間G1のサイズは、第2の軸隙間G2のサイズよりも大きくなければならない。なお、相対的に小さい第2の軸隙間G2を光学アセンブリ200組立の際の隙間として開けてもよく、それにより、導光板210がフレーム230の内部で第2の軸方向A2に平行となる方向に沿って偏移する場合の許容範囲に維持されるので、光学的安定性を保持することができる。なお、第1の軸隙間G1と第2の軸隙間G2のサイズは、導光板210の膨脹幅を考えて設計するだけではなく、同時に、フレーム230の材料が受熱される場合に膨脹する幅を考えて設計してもよい。
図6Bを合わせて参照されたい。図6Bは、本発明の第1の実施形態による光学アセンブリが受熱吸湿により膨張した状態を示す模式図である。図面に示すように、第1の円弧構造211及び第2の円弧構造231の辺縁に示された斜線部分は、膨脹した領域である。更に、第1の円弧構造211及び第2の円弧構造231の膨脹部分は、導光板210及びフレーム230の材料によって異なる膨脹幅を有する。第1の円弧構造211と第2の円弧構造231は実質的に同じ半径を有する円弧構造であるので、第1の円弧構造211がフレーム230に向かって膨脹するとともに、第2の円弧構造231が導光板210にむかって膨脹することで、導光板210とフレーム230が自動的に位置合わせを行うという目的を達成することができる。ある場合、第1の円弧構造211と第2の円弧構造231が膨脹した後、第1の円弧構造211と第2の円弧構造231の間に、まだ適当な隙間を開けることがあり、導光板210が膨脹した後プレスを受けて変形することを防止することができる。
本発明において、光学アセンブリ200は、上記実施例と異なった設計を有してもよい。図7及び図8を参照されたい。図7は、本発明の第2の実施形態による光学アセンブリを示す部分拡大図である。図8は、本発明の第2の実施形態による光学アセンブリを示す平面図である。本実施例において、光学アセンブリ300の構造は、おおよそ前記実施例の光学アセンブリ200と同じであるが、光学アセンブリ300におけるフレーム310が異なった構造設計を有するだけで異なっている。
続いて図7及び図8を参照されたい。本実施例のフレーム310は、同様に互いに垂直となる表面310a及び側壁310bを有する。第2の円弧構造311は、側壁310bに設けられた、側壁310bにおける開孔である。これにより、フレーム310に開孔を設けて第2の円弧構造311とすることによって、フレーム310の幅の低減に寄与する。このため、このような第2の円弧構造311は、狭いフレーム310の構造設計に適用してもよい。同様に、第2の円弧構造311と導光板210における第1の円弧構造211とが互いに対応する。更に、第2の円弧構造311と第1の円弧構造211との半径は、実質的に同じである。更に、第1の円弧構造211の円心C1及び第2の円弧構造311の円心C2の接続線は、導光板210の側辺210bと垂直し、同様に外力が第1の円弧構造211に対する衝突を低減する目的を達成することができる。
他の実施例において、光学アセンブリ200は、上記実施例と異なった設計を有してもよい。図9を参照されたい。図9は、本発明の第3の実施形態による光学アセンブリを示す平面図である。本実施例において、光学アセンブリ320の構造は、おおよそ前記実施例の光学アセンブリ200と同じであるが、光学アセンブリ320におけるフレーム321及び導光板323が異なった構造設計を有するだけで異なっている。なお、図1〜図6A及び6Bに示す実施例において、第1の円弧構造211は、導光板210の側辺210a及び210bから延伸するラグであり、第2の円弧構造231は、ラグに対応する凹陥部である。図9の実施例において、第1の円弧構造323bは、導光板323の側辺323aから窪まれた凹陥部であり、第2の円弧構造321aは、凹陥部に対応するラグである。同様に、第1の円弧構造323bの円心C1と第2の円弧構造321aの円心C2との接続線は、導光板323の側辺323aと垂直し、同様に外力が第1の円弧構造323bに対する衝突を低減する目的を達成することができる。
他の実施例において、光学アセンブリ200は、上記実施例と異なった設計を有してもよい。図10を参照されたい。図10は、本発明の第4の実施形態による光学アセンブリを示す平面図である。本実施例において、光学アセンブリ340の構造は、おおよそ前記実施例の光学アセンブリ200と同じであるが、光学アセンブリ340におけるフレーム341及び導光板343が異なった構造設計を有するだけで異なっている。なお、図1〜図6A及び図6Bに示す実施例において、フレーム230の開口230dは、導光板210の長辺に対応する位置に設けられ、且つ第1の円弧構造211は、それぞれ導光板210の2つの側辺210a及び210bに設けられる。更に、図1〜図6A及び図6Bに示す実施例の第1の円弧構造211と第2の円弧構造231の延伸方向は、開口230dと平行する。図10の実施例において、フレーム341の開口341aが導光板343の短辺に対応する位置に設けられる。更に、第1の円弧構造343aと第2の円弧構造341bの延伸方向は、開口341aと垂直し、同様に上記の外力が第1の円弧構造343aに対する衝突を低減する目的を達成することができる。
図2、図3及び図11を同時に参照されたい。図11は、本発明の一実施形態によるバックライトモジュールの装置模式図である。本実施形態のバックライトモジュール400は、光学アセンブリ200と、光源410と、を備える。光源410は、第1の軸方向A1に沿って導光板210の一側に設けられ、フレーム230の開口230dに位置する。本実施例において、第1の円弧構造211の円心C1及び第2の円弧構造231の円心C2は、光源410と実質的に平行となる軸線に位置する。図11に示すように、光源410は、回路基板412と、回路基板412に設けられた複数の発光ダイオード414と、を備える。一部の実施例において、発光ダイオード414は、直接に導光板210に貼り付けられて、発光ダイオード414から発生した光線が直接に導光板210に入射することに寄与することもできる。しかしながら、他の実施例において、発光ダイオード414が必要とする電力及び温度が高い場合、発光ダイオード414は、直接に導光板210と貼り付けられず、導光板210と一定の距離を保持してもよい。バックライトモジュール400において、導光板210の第1の円弧構造211とフレーム230の第2の円弧構造231の構造設計が外力の衝撃を低減する機能を有するので、バックライトモジュール400全体が外力の衝撃を受けた場合、導光板210が光源410に直接に衝撃を与えることを避けることができる。
図3、図4及び図12を同時に参照されたい。図12は、本発明の一実施形態による液晶ディスプレイを示す装置分解図である。本実施例の液晶ディスプレイ500は、バックライトモジュール400と、液晶パネル510と、を備える。図4に示すように、フレーム230の載置面230cは、表面230aに対向する。このため、表面230aを導光板210に貼り付けるようにフレーム230を導光板210に設けた後、液晶パネル510は、載置面230cに設けられてもよい。
上記の本発明の実施形態から分かるように、本発明は、対応した形状及び実質的に同じ半径を有する2つの円弧構造を互いに嵌合することによって、導光板をフレームに位置決めさせる。これにより、如何なる緩衝材も設けずに、円弧構造の受ける外力を低減することができ、更に円弧構造の損傷又は導光板の離脱変位の問題を避けることができる。また、緩衝材の使用を取り消すことは、組立コストと作業時間を大幅に節約することができる。
上記の本発明の実施形態から分かるように、本発明の2つの対応した円弧構造の間に隙間が設けられ、導光板が受熱又は吸湿により膨張する場合、この隙間は、円弧構造が膨脹することができる余裕を提供し、導光板がプレスを受けて変形することを防止することができる。また、2つの対応した円弧構造が実質的に同じ半径を有する構造設計により、導光板が膨脹する途中で、2つの互いに対応する円弧構造は、互いに位置合わせされ、嵌合することができる。
本発明を実施形態で前述の通り開示したが、これは本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば、本発明の精神と範囲から逸脱しない限り、各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とするものである。
100 導光板
101 ラグ
120 プラスチック製のフレーム
121 凹溝
140 緩衝材
142 接着剤
200 光学アセンブリ
210 導光板
210a 側辺
210b 側辺
211 第1の円弧構造
230 フレーム
230a 表面
230b 側壁
230c 載置面
230d 開口
231 第2の円弧構造
300 光学アセンブリ
310 フレーム
310a 表面
310b 側壁
311 第2の円弧構造
320 光学アセンブリ
321 フレーム
321a 第2の円弧構造
323 導光板
323a 側辺
323b 第1の円弧構造
340 光学アセンブリ
341 フレーム
341a 開口
341b 第2の円弧構造
343 導光板
343a 第1の円弧構造
400 バックライトモジュール
410 光源
412 回路基板
414 発光ダイオード
500 液晶ディスプレイ
510 液晶パネル
A1 第1の軸方向
A2 第2の軸方向
C1 円心
C2 円心
F 外力
分力
分力
G1 第1の軸隙間
G2 第2の軸隙間

Claims (9)

  1. 側辺に少なくとも1つの第1の円弧構造が設けられる光学部材と、
    前記光学部材の周縁に設けられ、表面が前記光学部材と接合され、前記少なくとも1つの第1の円弧構造と互いに嵌合する少なくとも1つの第2の円弧構造を含むフレームと、
    を備え、
    前記少なくとも1つの第1の円弧構造の半径と前記少なくとも1つの第2の円弧構造の半径は、実質的に同等であり、
    前記光学部材は、第1の軸方向及び第2の軸方向を有し、前記少なくとも1つの第1の円弧構造の円心及び前記少なくとも1つの第2の円弧構造の円心は、前記第1の軸方向と実質的に平行となる軸線に位置し、
    前記第1の円弧構造と前記第2の円弧構造の間に、前記第1の円弧構造における任意の点が前記第1の軸方向に実質的に平行となる方向に沿って前記第2の円弧構造に達する距離である第1の軸隙間と、前記第1の円弧構造における任意の点が前記第2の軸方向に実質的に平行となる方向に沿って前記第2の円弧構造に達する最短距離である第2の軸隙間と、を有し、前記第1の軸隙間が前記第2の軸隙間よりも大きいことを特徴とする光学アセンブリ。
  2. 前記光学部材に向かって拡張可能である前記少なくとも1つの第2の円弧構造と連動して、前記少なくとも1つの第1の円弧構造は前記フレームに向かって拡張可能であることにより、吸熱及び/又は吸湿によって前記第1の円弧構造と前記第2の円弧構造の間の空間が小さくなるように構成された請求項1記載の光学アセンブリ。
  3. 前記フレームは、前記表面に接続され、その上に前記少なくとも1つの第2の円弧構造が設けられた側壁を更に含む請求項1又は2に記載の光学アセンブリ。
  4. 前記少なくとも1つの第1の円弧構造は、ラグ又は凹陥部であり、前記少なくとも1つの第2の円弧構造は、前記少なくとも1つの第1の円弧構造に対応する凹陥部又はラグである請求項1いずれか1項に記載の光学アセンブリ。
  5. 前記フレームは、開口を含むU字状構造である請求項1〜のいずれか1項に記載の光学アセンブリ。
  6. 前記少なくとも1つの第1の円弧構造と前記少なくとも1つの第2の円弧構造は、前記開口に近接する請求項に記載の光学アセンブリ。
  7. 請求項1〜6の何れか一項に記載の光学アセンブリと、
    前記光学部材の一側に設けられた光源と、
    を備えるバックライトモジュール。
  8. 請求項5又は6に記載の光学アセンブリと、
    前記フレームの前記開口に設けられた光源と、
    を備えるバックライトモジュール。
  9. 請求項7又は8に記載のバックライトモジュールと、
    前記光学アセンブリの前記フレームに設けられた液晶パネルと、
    を備える液晶ディスプレイ。
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