JP2011023331A - バックライトユニット - Google Patents

Abstract

【課題】輝線または暗線のようなムラ発生を防止できるバックライトユニットを提供する。
【解決手段】分割駆動されるように複数個の導光ブロックに区分される導光板と、前記誘光板の背面に溝状に形成された第１ブロック区分部と、前記誘光板を分割して形成された複数の導光ブロックと、少なくとも一つの第１ブロック区分部に収容され、前記複数の導光ブロックのうちいずれか一つに対応する光源ブロックを形成する少なくとも一つの点光源とを含む
【選択図】図２

Description

本発明は、輝線または暗線のようなムラ発生を防止できるバックライトユニットに関する。

一般に、液晶表示装置（Liquid Crystal Display）は、液晶を用いて映像を表示する平板表示装置の一つである。これは、他のディスプレイ装置に比べて軽薄であり、且つ、低い駆動電圧及び低い消費電力を有するという長所がある点から、産業全般にわたって広範囲に使用されている。

このような液晶表示装置は、映像を表示するための液晶表示パネルが自ら発光できない非発光性素子であるため、光を供給するためのバックライトユニットを必要とする。

バックライトユニットは、表示領域の分割駆動のために光源を分割して駆動する。図１に示すように、分割駆動される光源２に対応して、一つの導光板は、横及び縦方向に分離されて複数個の導光ブロック４で形成される。このような導光ブロック４は、結合スクリューまたは結合ねじなどにより上下左右に結合するように組み立てられる。しかし、導光ブロック４の組み立て時に歪みが発生するとともに、導光ブロック４のブロック個数多くなるほど組み立て時間も増加するという問題点があった。

また、従来のバックライトユニットの各導光ブロック４と導光ブロック４との間にはホール状の横及び縦方向の境界部が発生する。各境界部では、入光部から反入光部に進む光が次の導光ブロック４に入射せずに屈折及び反射され、横及び縦方向の輝線または暗線のようなムラの発生を招くという問題点があった。

上記の問題点を解決するために、本発明は、輝線または暗線のようなムラの発生を防止できるバックライトユニットを提供することを課題とする。

上記課題を達成するために、本発明によるバックライトユニットは、分割駆動されるように複数個の導光ブロックに区分される導光板と、前記隣接した導光ブロックの間の、前記導光板の背面に形成される溝状の第１のブロック区分部と、前記第１のブロック区分部内に収容される点光源と、を含むことを特徴とする。

本発明によるバックライトユニットは、溝状のブロック区分部を介して各導光ブロックが分離されずに一つに連結されている。

したがって、本発明によるバックライトユニットは、従来におけるような分離された導光ブロックの組み立て工程が省かれ、工程時間を短縮でき且つ組み立て公差による光漏れ現象を防止することができる。

また、本発明によるバックライトユニットは、従来のようなホール状の境界部ができないので、従来に境界部で発生してきた輝線または暗線のような画質低下を防止することができる。

従来のバックライトユニットを示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態による液晶表示モジュールを示す斜視図である。 図２に示す液晶表示モジュールの断面図である。 図２に示す導光板を具体的に説明するための平面図である。 図２に示す導光板の前面及び背面に形成された光学パターンを示す断面図である。 図２に示す第１のブロック区分部に適用される鏡面加工を説明するための断面図である。 本発明の第１の実施の形態による傾斜面を有する第１のブロック区分部を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態によるバックライトユニットを示す斜視図である。 図８に示す導光板を具体的に説明するための平面図である。 本発明の第３の実施の形態によるバックライトユニットを示す斜視図である。 図１０に示す導光板を具体的に説明するための平面図である。 本発明の第３の実施の形態によるバックライトユニットを示す斜視図である。 図１２に示す導光板を具体的に説明するための平面図である。 本発明によるバックライトユニットの反射シート及び導光板の接触領域を具体的に説明するための断面図である。

以下、添付の図面を用いて本発明の実施の形態について具体的に説明する。

図２は、本発明の第１の実施の形態による液晶表示モジュールを示す斜視図であり、図３は、図２の液晶表示モジュールを示す断面図である。

図２及び図３に示す液晶表示モジュールは、液晶表示パネル１４０と、バックライトユニット１１０、モールドフレーム１４２、トップケース１４４及びカバーボトム１２４を含む。

液晶表示パネル１４０は、上部基板と下部基板との間に液晶セルがマトリクス状に配列され、これら液晶セルのそれぞれにはビデオ信号を切り替えるための薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor）が設けられている。液晶セルのそれぞれの屈折率がビデオ信号に応じて変化することによってビデオ信号に該当する画像が表示される。

トップケース１４４は直角に折り曲げてなる平面部及び側面部を有する矩形フレームで製作される。このトップケース１４４は、液晶表示パネル１４０の縁を囲みながらモールドフレーム１４２の側面に結合する。

カバーボトム１２４は、バックライトユニット１１０の背面を覆いながらモールドフレーム１４２に結合する。

モールドフレーム１４２は、プラスチック材質またはアルミニウム合金材質のモールド物であり、その内側壁面が段差面とされる。このようなモールドフレーム１４２の段差面には液晶表示パネル１４０が積層される。

バックライトユニット１１０は、点光源１２０、光源基板１２２、導光板１１４、反射シート１２８、拡散板１３２、及び複数の光学シート１３４を備える。

反射シート１２８は、導光板１１４と光源基板１２２が載置されているカバーボトム１２４との間に位置して、点光源１２０から発生した光が、導光板１１４の背面方向に出射するのを防止して光損失を抑止する。このような反射シート１２８には、光源基板１２２上に実装された点光源１２０の配置に対応する収容ホール１１８が形成される。この収容ホール１１８を通して点光源１２０は第１のブロック区分部１１６に露出される。

複数の光学シート１３４は、導光板１１４から出射される光を散乱及び集光して輝度を増加させることによって光の効率を向上させ、液晶表示パネル１４０に照射する。このために、複数の光学シート１３４は、集光シート、拡散シート及び偏光シート（ＤＢＥＦ）などを含む。

点光源１２０は、光源基板１２２に実装され、外部電源からの電源を受けて光を生成する。このような点光源１２０のうち、モールドフレーム１４２と最も隣接した点光源１２０は、図３に示すように、反射シート１２８と拡散板１３２との間に形成された空間に位置し、その他の点光源１２０は第１のブロック区分部１１６内に位置する。

点光源１２０は、光の出射方向が各導光ブロック１１４の側面である入光部へ向かうサイドビュー（side view）状の発光ダイオードからなる。

点光源１２０は、図４に示すように、複数個集まって一つの光源ブロックＬＢを形成し、各光源ブロックＬＢは、導光ブロックＬＧＢと１対１対応する。各光源ブロックＬＢは、ローカルディミング（Local Dimming）方式による駆動のために分割駆動される。すなわち、複数の光源ブロックＬＢのうちのいずれかが点灯すると、残りの光源ブロックＬＢはオフになる、または、点灯した光源ブロックＬＢよりも低い輝度で点灯する。

光源基板１２２には、複数の点光源１２０が実装され、外部電源からの電源の供給を受けてその電源を点光源１２０に供給することによって点光源１２０を発光させる。光源基板１２２は、印刷回路基板（ＰＣＢ）または可撓性印刷回路（ＦＰＣ）などで形成される。このような光源基板１２２上には、各光源基板１２２と１対１対応するように一つの光源ブロックＬＢが実装され、または、各光源基板１２２と１対多対応するように複数の光源ブロックＬＢが実装される。

導光板１１４は、点光源１２０から入射する光を、液晶表示パネル１４０側に導く。この導光板１１４の背面には、図２〜図４に示すように、溝状の第１のブロック区分部１１６が形成される。第１のブロック区分部１１６は、反射シート１２８の収容ホール１１８を通して露出された点光源１２０が位置できる程度の空間を備える。

第１のブロック区分部１１６の幅方向は第１の方向（Ｘ）であり、点光源１２０の光出射方向に並んでおり、第１のブロック区分部１１６の長さ方向は、点光源１２０の光出射方向と交差する。例えば、第１のブロック区分部１１６の長さ方向は、液晶表示パネル１４０のゲートラインと並んでいる第２の方向（Ｙ）に形成される。このような第１のブロック区分部１１６を有する導光板１１４は、一枚の導光板を射出または押出方式で形成した後、カッティング工程により導光板の背面に溝を形成することで完成する。

このような導光板１１４は、ローカルディミング駆動のために、従来のように複数個に分離されるのではなく、第１のブロック区分部１１６により複数の導光ブロックＬＧＢに区分される。

具体的に、第１の方向（Ｘ）に隣接した複数の導光ブロック（ＬＧＢｉ１，ＬＧＢｉ２，ＬＧＢｉ３，・・・）は、第１のブロック区分部１１６を介して区分されるので、バー（Bar）状となり、第２の方向（Ｙ）に隣接した複数の導光ブロック（ＬＧＢ１ｊ、ＬＧＢ２ｊ、ＬＧＢ３ｊ，・・・）は、互いに一体化して形成される。この場合、各導光ブロックＬＧＢの前面及び背面のうち少なくとも一面には、図５に示すように、ドットパターン及びプリズムパターンのうち少なくとも一つの光学パターン１１２が形成される。この光学パターン１１２により、導光ブロックＬＧＢへ入射した光の直進性が向上する。これにより、第２の方向（Ｙ）に隣接した導光ブロック（ＬＧＢ１ｊ，ＬＧＢ２ｊ，ＬＧＢ３ｊ，・・・）が区分されていなくても、第２の方向（Ｙ）に隣接した導光ブロック（ＬＧＢ１ｊ，ＬＧＢ２ｊ，ＬＧＢ３ｊ，・・・）に光が出射されるのを防止でき、各導光ブロック（ＬＧＢ１ｊ，ＬＧＢ２ｊ，ＬＧＢ３ｊ，・・・）の境界領域では輝線または暗線のようなムラが発生しない。

第１のブロック区分部１１６により露出された導光ブロックＬＧＢの表面は、図６に示すように、鏡面加工により平坦化されるので、光入射効率が向上する。これは、第１のブロック区分部１１６の形成により粗くなった導光ブロックＬＧＢの表面に光が入射すると、光散乱現象により導光ブロックＬＧＢの入光部へ入射しない光が増加することになるので、これを防止するためである。

また、第１のブロック区分部１１６は、その断面が三角形または四角形などの多角形、半球形または球形の形状に形成される。特に、第１のブロック区分部１１６により露出された導光板１１４の側面のうち、入光部と対向している側面１０６は、図７に示すように、傾斜するように形成することが好ましい。これは、隣接した導光ブロックＬＧＢに進行する光が傾斜面１０６で屈折して、隣接した導光ブロックＬＧＢに入射されないので、各導光ブロックＬＧＢの境界領域では輝線または暗線のような不良が生じない。

また、第１のブロック区分部１１６を介して各導光ブロックＬＧＢが分離されることなく一つに連結されているので、従来における分離された導光ブロックＬＧＢの組み立て工程が省かれるので、工程時間が短縮でき、かつ、組み立て公差による光漏れ現象を防止することができる。それのみならず、従来のようなホール状の境界部が生成されないので、従来の境界部で発生した輝線または暗線のような画質低下を防止することができる。

図８は、本発明の第２の実施の形態によるバックライトユニットを示す斜視図であり、図９は、図８に示すバックライトユニットの平面図である。図８及び図９に示すバックライトユニットの説明において、本発明の第１の実施の形態によるバックライトユニットと同様の構成要素についての詳細は省略するものとする。

図８及び図９に示す第１の方向（Ｘ）、すなわち、点光源１２０の出射方向と並ぶ方向に区分される導光ブロック（ＬＧＢｉ１（ここで、ｉは自然数），ＬＧＢｉ２，ＬＧＢｉ３，・・・）の間には、溝状の第１のブロック区分部１１６が形成される。溝状の第１のブロック区分部１１６内には、サイドビュー状の点光源１２０が収容される。このような第１のブロック区分部１１６により導光ブロック（ＬＧＢｉ１，ＬＧＢｉ２，ＬＧＢｉ３，・・・）の間には従来におけるような境界部が発生せず、輝線または暗線のようなムラの発生を防止することができる。また、第１のブロック区分部１１６により導光ブロック（ＬＧＢｉ１，ＬＧＢｉ２，ＬＧＢｉ３，・・・）が分離されずに一つに連結されていることから従来における組み立て工程が省かれるので、工程時間を短縮し且つ組み立て公差による光漏れを防止することができる。

点光源は、トップビュー状の点光源またはサイドビュー状の点光源に区別することができ、トップビュー状の点光源は、液晶表示パネル１４０に向けて光を出射する反面、サイドビュー状の点光源は、トップビュー状の点光源からの光出射方向と交差する方向に光を出射する。

第１の方向（Ｘ）と垂直な第２の方向（Ｙ）、すなわち、点光源１２０の光出射方向と垂直な方向に区分される導光ブロック（ＬＧＢ１ｊ，ＬＧＢ２ｊ，ＬＧＢ３ｊ，ＬＧＢ４ｊ，・・・）の間には、第２のブロック区分部１３６が形成される。この第２のブロック区分部１３６は、ホール状に形成され、第２の方向に隣接した導光ブロック（ＬＧＢ１ｊ，ＬＧＢ２ｊ，ＬＧＢ３ｊ，ＬＧＢ４ｊ，・・・）を分離する。ここで、第２のブロック区分部１３６は、第１のブロック区分部１１６と直角方向、対角線方向またはランダム方向のマトリクス状をなす。

このような第２のブロック区分部１３６と対応する領域には点光源が位置せず、第１のブロック区分部１１６と対応する領域に位置する点光源１２０で生成された直進性を有する光は、第２のブロック区分部１３６へ入射しない。したがって、第２のブロック区分部１３６を介して第２の方向に隣接した導光ブロック（ＬＧＢ１ｊ，ＬＧＢ２ｊ，ＬＧＢ３ｊ，ＬＧＢ４ｊ，・・・）には輝線または暗線のようなムラの発生確率が低い。特に、第２のブロック区分部１３６と対応する領域へ光が入射しないように、各導光ブロックＬＧＢの前面及び背面のうち少なくとも一面には、図５に示すように、ドットパターン及びプリズムパターンのうち少なくとも一つの光学パターン１１２が形成される。この光学パターン１１２により、導光ブロックＬＧＢに入射した光の直進性が向上する。これにより、第２の方向（Ｙ）に隣接した導光ブロック（ＬＧＢ１ｊ，ＬＧＢ２ｊ，ＬＧＢ３ｊ，・・・）が分離されていても、第２の方向（Ｙ）に隣接した導光ブロック（ＬＧＢ１ｊ，ＬＧＢ２ｊ，ＬＧＢ３ｊ，・・・）に光が出射されることが防止でき、各導光ブロック（ＬＧＢ１ｊ，ＬＧＢ２ｊ，ＬＧＢ３ｊ，・・・）の境界領域では輝線または暗線のようなムラが発生しない。

図１０は、本発明の第３の実施の形態によるバックライトユニットを示す斜視図であり、図１１は、図１０に示すバックライトユニットの平面図である。図１０及び図１１に示すバックライトユニットの説明において、本発明の第１の実施の形態によるバックライトユニットと同様の構成要素についての詳細は省略するものとする。

図１０及び図１１に示す第１の方向（Ｘ）、すなわち、点光源１２０の出射方向と並ぶ方向に区分される導光ブロック（ＬＧＢｉ１（ここで、ｉは自然数），ＬＧＢｉ２，ＬＧＢｉ３，・・・）の間には、溝状の第１のブロック区分部１１６が形成される。溝状の第１のブロック区分部１１６内には、サイドビュー状の点光源１２０が収容される。

第１の方向（Ｘ）と垂直な第２の方向（Ｙ）、すなわち、点光源１２０の光出射方向と垂直な方向に区分される導光ブロック（ＬＧＢ１ｊ（ここで、ｊは自然数），ＬＧＢ２ｊ，ＬＧＢ３ｊ，ＬＧＢ４ｊ，・・・）の間には、第２のブロック区分部１４６が形成される。この第２のブロック区分部１４６は、第１のブロック区分部１１６と等しいかまたは異なる高さを有する溝状に形成され、第２の方向に隣接した導光ブロック（ＬＧＢ１ｊ，ＬＧＢ２ｊ，ＬＧＢ３ｊ，ＬＧＢ４ｊ，・・・）を区分する。

この第１及び第２のブロック区分部１１６，１４６により、導光ブロック（ＬＧＢ１１，ＬＧＢ１２，・・・、ＬＧＢ２１，ＬＧＢ２２，・・・、ＬＧＢ３１，ＬＧＢ３２，・・・、ＬＧＢ４１，ＬＧＢ４２・・・）の間には従来のような境界部が発生しないので、輝線または暗線のようなムラ発生を防止することができる。また、第１及び第２のブロック区分部１１６，１４６により導光ブロック（ＬＧＢ１１，ＬＧＢ１２，・・・、ＬＧＢ２１，ＬＧＢ２２，・・・、ＬＧＢ３１，ＬＧＢ３２，・・・、ＬＧＢ４１，ＬＧＢ４２・・・）は分離されずに一つに連結されているので、従来のような組み立て工程が省かれ、工程時間を短縮でき且つ組み立て公差による光漏れ現象を防止することができる。

図１２は、本発明の第４の実施の形態によるバックライトユニットを示す斜視図であり、図１３は、図１２に示すバックライトユニットの平面図である。図１２及び図１３に示すバックライトユニットの説明において、本発明の第１の実施の形態によるバックライトユニットと同様の構成要素についての詳細は省略するものとする。

図１２及び図１３に示す第１の方向（Ｘ）、すなわち、点光源１２０の出射方向と並ぶ方向に区分される導光ブロック（ＬＧＢｉ１（ここで、ｉは自然数），ＬＧＢｉ２，ＬＧＢｉ３，・・・）の間には、溝状の第１のブロック区分部１１６が形成される。第１のブロック区分部１１６内にはサイドビュー状の第１の点光源１２０が収容される。

第１の方向（Ｘ）と垂直な第２の方向（Ｙ）、すなわち、点光源１２０の光出射方向と垂直な方向に区分される導光ブロック（ＬＧＢ１ｊ（ここで、ｊは自然数）、ＬＧＢ２ｊ、ＬＧＢ３ｊ，ＬＧＢ４ｊ，・・・）の間には、第２のブロック区分部１４６が形成される。この第２のブロック区分部１４６は、第１のブロック区分部１１６と等しいかまたは異なる高さを有する溝状に形成され、第２の方向に隣接した導光ブロック（ＬＧＢ）を区分する。このような第２のブロック区分部１４６内にはトップビュー状の第２の点光源１５０が収容される。この第２の点光源１５０は、分割駆動時に点灯し、光量を高めるために分割駆動以外の駆動時には消灯する。

この第１及び第２のブロック区分部１１６，１４６により導光ブロック（ＬＧＢ１１，ＬＧＢ１２，・・・、ＬＧＢ２１，ＬＧＢ２２，・・・、ＬＧＢ３１，ＬＧＢ３２，・・・、ＬＧＢ４１，ＬＧＢ４２，・・・）の間には、従来のような境界部が発生しないので、輝線または暗線のようなムラ発生を防止することができる。また、第１及び第２のブロック区分部１１６，１４６により導光ブロック（ＬＧＢ１１，ＬＧＢ１２，・・・、ＬＧＢ２１，ＬＧＢ２２，・・・、ＬＧＢ３１，ＬＧＢ３２，・・・、ＬＧＢ４１，ＬＧＢ４２，・・・）は分離されずに一つに連結されているので従来のような組み立て工程が省かれ、工程時間を短縮でき且つ組み立て公差による光漏れ現象を防止することができる。

一方、本発明の第１〜第４の実施の形態によるバックライトユニットの反射シート１２８は、光源基板１２２及びカバーボトム１２４上に形成される。したがって、反射シート１２８は、図１４に示すように、光源基板１２２の縁部と対応する領域Ａで段差が形成され、この段差が形成された反射シート１２８と対応する領域Ａの導光板１１４は、液晶表示モジュールの厚さ増加を防止するために折り曲げ形成される。

上述したように、本願発明によるバックライトユニットの導光板は、バックライトユニットを使用するモバイル（Mobile）、ノートブック（Notebook）、モニタ（Monitor）、テレビ（TV）などに適用可能である。

以上説明してきた本発明は、上記実施の形態及び添付の図面に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の置換、変形及び変更が可能であるということは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者にとっては明白である。

１１０ バックライトユニット
１１２ 光学パターン
１１４ 導光板
１１６，１３６，１４６ ブロック区分部
１１８ 収容ホール
１２０，１５０ 点光源
１２２ 光源基板
１２４ カバーボトム
１２８ 反射シート
１３２ 拡散板
１３４ 光学シート
１４０ 液晶表示パネル
１４２ モールドフレーム
１４４ トップケース

Claims (10)

1. 導光板と、
   前記誘光板の背面に溝状に形成された第１ブロック区分部と、
   前記誘光板を分割して形成された複数の導光ブロックと、
   少なくとも一つの第１ブロック区分部に収容され、前記複数の導光ブロックのうちいずれか一つに対応する光源ブロックを形成する少なくとも一つの点光源と
   を含むことを特徴とするバックライトユニット。
2. 各導光ブロックの上面及び下面のうち少なくとも一面には、少なくとも一つの光学パターンが形成されたことを特徴とする、請求項１に記載のバックライトユニット。
3. 前記光学パターンは、少なくとも一つのドットパターンまたはプリズムパターンを含むことを特徴とする、請求項２に記載のバックライトユニット。
4. 前記導光ブロックのそれぞれは、少なくとも一つの第１ブロック区分部により露出された側面を含み、
   前記側面が鏡面加工により平坦化されたことを特徴とする、請求項１に記載のバックライトユニット。
5. 少なくとも一つの第１ブロック区分部は多角形の断面を有し、
   前記多角形の断面は、一つの傾斜面と該傾斜面と向かい合う入光面を含むことを特徴とする、請求項１に記載のバックライトユニット。
6. 少なくとも一つの点光源が、サイドビュー状の点光源であることを特徴とする、請求項１に記載のバックライトユニット。
7. ホール状の少なくとも一つの第２ブロック区分部をさらに含み、
   前記少なくとも一つの第２ブロック区分部は、前記少なくとも一つの第１ブロック区分部と交差する方向に配列されたことを特徴とする、請求項１に記載のバックライトユニット。
8. 溝状の少なくとも一つの第２ブロック区分部をさらに含み、
   前記少なくとも一つの第２ブロック区分部は、前記少なくとも一つの第１ブロック区分部と交差する方向に配列されたことを特徴とする、請求項１に記載のバックライトユニット。
9. 溝状の少なくとも一つの第２ブロック区分部をさらに含み、
   前記第２ブロック区分部は、前記導光ブロックを前記点光源の光出射方向と交差する方向に分割し、
   少なくとも一つの第２点光源が、前記少なくとも一つの第２ブロック区分部に収容され、
   前記第２点光源がローカルディミング駆動期間では消灯し、前記ローカルディミング駆動期間を除外した期間では点灯することを特徴とする、請求項１に記載のバックライトユニット。
10. 前記第２点光源は、トップビュー状の点光源であることを特徴とする、請求項９に記載のバックライトユニット。

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