JP3214000U - 導光板、バックライトモジュール及び表示機器 - Google Patents

Abstract

【課題】導光板、バックライトモジュール及び表示機器を提供する。【解決手段】バックライトモジュール及び表示機器の両方は、当該導光板１０を備え、導光板１０は、導光板本体１１の光入射側に設けられた斜面１２２を有する入光ガイド部１２により光入射面１００を大きくし、斜面の傾斜方向に沿ってサイズが漸減して延在するように、入光ガイド部の斜面上に複数の導光構造１４を形成していることで、導光板の光入射面に隣接する箇所で複数の角度が異なる反射面の幾何学的変形を起こし、複数の導光構造を有する入光ガイド部に入る光線の伝導方向及び角度を変更させ、又、当該入光ガイド部と導光板本体の光出射面に位置する複数の微細構造１４との間に形成された空白領域１１３などの構造により、導光板における光線の光路を変更し、光線が導光板内で光入射面から他側の方向に向けて効率的に伝達され、導光板の光を伝達する均一性を向上させることができる。【選択図】図１

Description

本考案は、導光組立体及びその応用に関し、特に、導光板、バックライトモジュール及び表示機器に関する。

現在知られている表示機器では、その表示パネルに対してバックライトを提供するバックライトモジュール構造は、主に導光板の光入射面の外側に光源を設け、導光板の光出射面の外側に少なくとも一つの光学フィルムを設置し、光を全反射する導光板の性能及び光出射面の微細構造などを利用し、光源から出射される光を導光板を通過した後に均一に分散させ、そして、光学フィルムによって導光板の光出射面から出射される光をさらに拡散反射及びブライトニングさせ、表示パネルに対して輝度均一のバックライトを提供する。

上記の導光板構造では、一般的に知られている導光板は矩形平板を採用し、その厚さは均一で、且つ導光板の厚さが薄いため、光源から出射される光の一部は、導光板の光入射面から導光板の内部に入ることができず、光漏れ現象が発生し、光源から出射される一部の光エネルギーを損失するだけでなく、導光板の光を伝達する均一性にも影響を及ぼしてしまう。

導光板の光入射面と光源との間における光漏れ問題を解決するために、現在知られている導光板は、導光板本体の光入射側面に隣接する領域に傾斜型導光体を設け、この傾斜型導光体と導光板本体とが併せて面積が大きい光入射面を形成し、導光板の光入射面の面積を拡大する、技術的手段により光漏れ現象を改善している。

上記の光入射側に傾斜型導光体を有する導光板の改良構造は、光漏れ現象を確実に改善し、光源の利用率を向上させる目的及び効果を達成することができる。然しながら、従来のバックライトモジュールでは、導光板の光入射面の外側に設けられた光源は、主に回路基板上に配置した複数の低消費電力発光ダイオード組立体（ＬＥＤ）であり、当該複数の発光ダイオード組立体が同時に導光板の光入射面に光線を投射すると、発光ダイオード組立体が点光源であり、且つ傾斜型導光体を有する導光板は、入射された光を有効に後ろに伝達することが難しいため、導光板の光源に隣接する領域においてホットスポット（ｈｏｔ ｓｐｏｔ）が発生し易くなり、同時に伝達される光の均一性が悪くなる等の欠点がある。

本考案は、導光板、バックライトモジュール及び表示機器の提供を目的とする。既知の光入射側に傾斜型導光体を有する導光板が、導光板内で光を後ろに効率的伝達し難い、及び導光板の光源に隣接する領域においてホットスポット（ｈｏｔ ｓｐｏｔ）が発生し易い問題などを解決する。

上記の目的を達成するために、本考案が提案する導光板は、
光出射面と、当該光出射面の片側に位置している光入射側面とを有する導光板本体と、
当該導光板本体の光出射面上に位置しており、当該導光板本体の光入射側面と併せて共に光入射面を形成する光入射側面と、先頭縁と底縁とを有し、上部から下方に向かって当該光出射面まで延びる斜面と、を有する入光ガイド部と、
当該斜面の先頭縁から底縁の方向に向かってサイズが漸減して延在するように、当該入光ガイド部の斜面上に形成されている複数の導光構造と、
を備え、
当該導光板本体は、
当該光入射面に対して実質的に垂直する方向に延在し、当該光出射面上に位置している複数の微細構造と、
当該入光ガイド部と当該複数の微細構造との間に位置している空白領域と、をさらに有する。

上記のような導光板では、前記導光構造は、高さが徐々に小さくなりサイズが漸減するように延在する、当該斜面から突出した凸体であり、または、深さが徐々に小さくなりサイズが漸減するように延在する、当該斜面から内側に凹んだ凹部である。

上記のような導光板では、前記導光構造は、当該入光ガイド部の斜面の先頭縁から当該底縁まで延在する。

上記のような導光板では、当該複数の導光構造は、当該入光ガイド部の斜面上に隣接し並行して形成されている。

上記のような導光板では、前記導光構造は、二重斜面を有する鋭角状に形成されており、当該二重斜面の間にリッジラインが形成されている。

上記のような導光板では、各前記導光構造の当該二重斜面は、当該リッジラインに対して交角対称又は交角非対称をなす。

上記のような導光板では、当該入光ガイド部は、当該光出射面より高く、且つ当該入光ガイド部の光入射側面と当該斜面とを接続する平面をさらに有する。

上記のような導光板では、前記導光構造は、円弧曲面を形成している。

上記の目的を達成するために、本考案が提案するバックライトモジュールは、上記の導光板と、当該導光板の光出射面の外側に設けられている少なくとも一つの光学フィルムと、出射方向が当該導光板の光入射面に向かうように、当該導光板の光入射面の外側に設けられている光源とを備える。

上記のようなバックライトモジュールでは、当該導光板の光入射面の高さは、当該光源の高さ以上である。

上記の目的を達成するために、本考案が提案する表示機器は、上記のバックライトモジュールと、前記光学フィルムの外側に装着されている表示パネルとを備える。

上記の導光板、バックライトモジュール及び表示機器によると、導光板の光入射側面に隣接する箇所に設けられた斜面を有する入光ガイド部を利用し光入射面の面積を拡大させ、光漏れ現象を改善することに加えて、少なくとも以下のような利点がある。

１、光線が導光板内で光入射面から他側の方向に向けて効率的に伝達される。当該導光板は、当該入光ガイド部の斜面上に当該斜面の先頭縁から当該底縁に向かう方向に沿ってサイズが漸減するように延在する複数の導光構造を形成することにより、当該入光ガイド部の斜面と複数の導光構造とが併せて複数の角度が異なる反射面の幾何学的変形を起こし、複数の導光構造を有する入光ガイド部に入る光線の伝導方向及び角度を変更させる。一方、当該導光板は、導光板本体の光出射面が当該入光ガイド部と当該複数の微細構造との間に形成した空白領域を用いて、光出射面の空白領域の平坦な面が複数の導光構造を有する入光ガイド部に接続される構造によって入光ガイド部の斜面と当該複数の導光構造により反射された光線が光出射面の空白領域に投射し反射されることにより、光出射面からの光線の出射位置を遅らせ、又、当該光出射面上に設けられた複数の微細構造によって導光板の光学的な傾向を調整し、導光板を通過した後の光線の出射均一性を向上させることで、当該導光板は上記構造を利用し、光線が導光板に入射する光路を変更させ、光が導光板内で光入射面から他側の方向に向けて効率的に伝達され、導光板の光を伝達する均一性を向上させることができる。

２、導光板の光源に隣接する領域においてホットスポット（ｈｏｔ ｓｐｏｔ）が発生する現象を低減する。上記のように、当該導光板は、入光ガイド部の斜面と複数の導光構造とが併せて起こした複数の角度の異なる反射面の幾何学的変形を利用し、複数の導光構造を有する入光ガイド部に入る光線の伝導方向及び角度を変更させ、入光ガイド部の斜面からの入射光の出射を低減させ、導光板の光源に隣接する領域においてホットスポット（ｈｏｔ ｓｐｏｔ）が発生する現象を減少させることができる。

本考案の導光板の第１の好ましい実施例の斜視図である。 本考案の導光板の第２の好ましい実施例の斜視図である。 本考案の導光板の第３の好ましい実施例の斜視図である。 本考案の導光板の第４の好ましい実施例の斜視図である。 本考案の導光板の第５の好ましい実施例の斜視図である。 本考案の導光板の第１の好ましい実施例と光源の側面図である。 本考案のバックライトモジュールの好ましい実施例の側面図である。 本考案の表示機器の好ましい実施例の側面図である。 本考案の導光板の好ましい実施例と既知の傾斜型導光体を有する導光板のシミュレーション解析図である。

本考案は、導光板、バックライトモジュール及び表示機器を含む。導光板１０の特定の構成に関しては、図１〜図４に示された様々な好ましい実施例から分かるように、当該導光板１０は、導光板本体１１と、入光ガイド部１２と、複数の導光構造１３と、を有する。

図１〜図４に示すように、当該導光板本体１１は、光出射面１１１と、当該光出射面１１１の片側に位置する光入射側面１１２とを有し、当該導光板本体１１は、当該光入射面１００に対して実質的に垂直する方向に延びるように、当該光出射面１１１上に分布形成された複数の微細構造１４をさらに有し、当該光出射面１１１上に設けられた複数の微細構造１４によって、導光板１０の光学的な傾向が調整され、光線が導光板１０を通過した後の出射均一性を向上する。前記微細構造１４は、光出射面１１１から突出した凸部であってもよいし、または、光出射面１１１から凹んだ凹部であってもよいし、複数の微細構造１４の形状、大きさ及び光出射面１１１に分布形成された形態などは、光源からの距離や、異なる製品の光学的特徴の要求などに応じて設計変更することができる。

図１〜図４に示すように、当該入光ガイド部１２は、当該導光板本体１１の光出射面１１１上に位置しており、且つ当該光入射側面１１２の領域に隣接し、当該導光板本体１１は、当該入光ガイド部１２と当該複数の微細構造１４との間に空白領域１１３がさらに形成されており、当該空白領域１１３の長さは、異なる製品の要求に応じて変更調整することができる。当該入光ガイド部１２は、導光板本体１１と一体的に成形され、当該入光ガイド部１２は、光入射側面１２１と、斜面１２２とを有し、当該入光ガイド部１２の光入射側面１２１は、当該導光板本体１１の光入射側面１１２と併せて共に光入射面１００を形成しており、これにより、光入射面積が拡大され、光源が光源から光入射面１００までの間での光漏れ現象を低減し、光源の利用率を高めることができる。当該斜面１２２は、当該入光ガイド部１２の上部から下方に向かって当該光出射面１１１まで延びており、当該斜面１２２は、位置の高い先頭縁と、位置の低い底縁とを有し、当該斜面１２２の底縁は、当該光入射面１００に接続されている。

図１〜図４に示すように、前記入光ガイド部１２において、当該斜面１２２の先頭縁が当該光入射側面１２１の上端縁に接続され、即ち、入光ガイド部１２の断面形状は、三角形であり、または、図５に示された好ましい実施例のように、当該入光ガイド部１２は、当該光出射面１１１より高く、当該光入射側面１１２の上端縁と当該斜面１２２の先頭縁とを接続する平面１２３をさらに有し、即ち、入光ガイド部１２の断面形状は、台形である。

図１〜図４に示すように、当該複数の導光構造１３は、当該斜面１２２の先頭縁から当該底縁に向かう方向に沿ってサイズが漸減して延在するように、当該入光ガイド部１２の斜面１２２に形成される。これにより、当該入光ガイド部１２の斜面１２２に分布形成された複数の導光構造１３は、入光ガイド部１２の斜面１２２と複数の導光構造１３とが併せて複数の角度が異なる反射面の幾何学的変形を起こし、複数の導光構造を有する入光ガイド部に入る光線の伝導方向及び角度を変更させ、導光板１０に入射された光線の光路を変更し、導光板１０内で光を効率良く後方（光入射面１００から離れる方向）に伝達させると共に、入光ガイド部１２の斜面１２２からの入射光の出射を低減させ、導光板１０の光源に隣接する領域でホットスポット（ｈｏｔ ｓｐｏｔ）が発生する現象を減少させることができる。

図１〜図４に示された好ましい実施例において、前記導光構造１３は、当該入光ガイド部１２の斜面１２２の先頭縁から底縁まで延びており、当該複数の導光構造１３は、当該入光ガイド部１２の斜面１２２上に隣接し並行して形成されてもよいし、または、当該複数の導光構造１３は、当該入光ガイド部１２の斜面１２２上に間隔を隔てて並べて形成されてもよい。

図１及び図２に示すように、前記導光構造１３は、当該斜面１２２から突出した凸体であり、凸体の高さは当該斜面１２２の先頭縁から底縁に向かう方向に沿って徐々に小さくなりサイズが漸減するように延在し、または、凸体の高さ及び幅は当該斜面１２２の先頭縁から底縁に向かう方向に沿って徐々に小さくなりサイズが漸減するように延在する。図３、図４及び図５に示すように、前記導光構造１３は、当該斜面１２２から内側に凹んだ凹部であってもよいし、前記凹部の深さは当該斜面１２２の先頭縁から底縁に向かう方向に沿って徐々に小さくなりサイズが漸減するように延在し、または、前記凹部の深さ及び幅は当該斜面１２２の先頭縁から底縁に向かう方向に沿って徐々に小さくなりサイズが漸減するように延在する。

図１及び図３に示された好ましい実施例のように、凸状又は凹状の前記導光構造１３は、二重斜面１３１を有する鋭角状に形成され、当該二重斜面１３１の間にリッジライン１３２が形成され、各前記導光構造１３の当該二重斜面は、当該リッジライン１３２に対して交角対称又は交角非対称の形態をなす。図２及び図４に示された好ましい実施例のように、凸状又は凹状の前記導光構造１３は、円弧曲面１３３を形成してもよい。

本考案の導光板１０は、バックライトモジュールにさらに適用可能である。図７に示すように、本考案のバックライトモジュールの好ましい実施例が示され、当該バックライトモジュールは、導光板１０と、一つ以上の光学フィルム２０と、光源３０とを備え、前記導光板１０の形状は上述した通りであり、ここでは説明を省略する。前記光源３０は、低消費エネルギーの発光ダイオード光源又は他の型式の光源であってもよいし、前記光源３０は、当該導光板１０の光入射面１００の外側に設けられ、前記光源３０の光の出射方向は、当該導光板１０の光入射面１００に向かっており、前記光学フィルム２０は、当該導光板１０の光出射面１１１の外側に設けられている。当該導光板１０の光入射面１００の高さは、当該光源３０の高さ以上である。図７に示された好ましい実施例において、光学フィルム２０は複数枚であり、当該複数枚の光学フィルム２０は、上下に積み重なって組み立てられ、当該複数枚の光学フィルム２０は拡散シート及びプリズムシートなどの光学フィルムを含んでもよく、導光板１０の光出射面１１１から出射された光を拡散反射及びブライトニングさせて、輝度が均一なバックライトを提供することができる。

本考案のバックライトモジュールは、表示機器にさらに適用可能である。図８に示すように、本考案の表示機器の好ましい実施例が示され、当該表示機器は、バックライトモジュールと、表示パネル４０とを備え、当該バックライトモジュールの構成は上述した通りであり、当該表示パネル４０は、液晶表示パネルであってもよく、前記光学フィルム２０の外側に装着され、バックライトモジュールによって表示パネル４０に必要なバックライトを提供する。

上記の導光板、バックライトモジュール及び表示機器の構造により、図７に示すように、導光板本体１１の光入射側面１１２と入光ガイド部１２の光入射側面１２１とが併せて、面積が増大した光入射面１００を形成しており、光源３０から出射された光線は、導光板１０の光入射面１００に入射され、これにより、光源３０から出射された光が導光板１０の光入射面１００から外周に漏れる現象を低減し、光源の利用率を向上させる。

次に、光源３０から出射された光線が導光板１０の光入射面１００を介して導光板１０の内部に入射される場合、導光板本体１１の光入射面１００に隣接する領域に斜面１２２を有する入光ガイド部１２を設けるとともに、当該入光ガイド部１２の斜面１２２上に当該斜面１２２の先頭縁から底縁に向かう方向に沿ってサイズが漸減するように延在する複数の導光構造１３を形成することにより、複数の角度が異なる反射面の幾何学的変形を起こし、複数の導光構造１３を有する入光ガイド部１２に入る光線の伝導方向及び角度を変更させ、又、当該導光板本体１１の光出射面１１１が当該入光ガイド部１２と当該複数の微細構造１４との間に形成した平坦な空白領域１１３を用いて、入光ガイド部１２の斜面１２２と当該複数の導光構造１３により反射された光が光出射面１１１の空白領域１１３に投射し反射されることにより、光出射面１１１からの光線の出射位置を遅らせ、又、当該光出射面１１１上に設けられた複数の微細構造１４によって導光板１０の光学的な傾向を調整し、導光板１０を通過した後の光線の出射均一性を向上させることで、導光板１０内で進行する光路を変更させ、光線が導光板１０内で光入射面１００から他側の方向に向けて効率的に伝達され、導光板１０の光線を伝達する均一性を向上させることができる。このようにして、導光板１０の光出射面１１１を通過して出射される光線を均一に分散させる。図８に示すように、その後、導光板１０の光出射面１１１の外側に位置する光学フィルム２０によって、光出射面１１１から出射される光を拡散反射及びブライトニングさせ、表示パネル４０に対して輝度が均一なバックライトを提供することができる。

本考案の出願人は、本考案の導光板に対するシミュレーション解析を行い、図９に示すように、このシミュレーション解析図では、既知の傾斜型導光体を有する導光板と、本考案の鋭角状の導光構造を有する導光板（図１に示すように）と、円弧状の導光構造を有する導光板（図２に示すように）を比較対象とする。横座標（Ｘ軸）は、光出射面において光入射面に隣接する領域の位置（ｍｍ）であり、縦座標は、輝度であり、単位は、カンデラ毎平方メートル（ｃｄ／ｍ２）である。曲線Ｍは、既知の傾斜型導光体を有する導光板の光学シミュレーション解析の結果を示し、曲線Ｖは、本考案の鋭角状の導光構造を有する導光板の好ましい実施例の光学シミュレーション解析の結果を示し、曲線Ｒは、本考案の円弧状の導光構造を有する導光板の好ましい実施例の光学シミュレーション解析の結果を示す。光学シミュレーション解析から分かるように、本考案の導光板の光入射面に隣接する領域の位置と、既知の傾斜型導光体を有する導光板の対応する領域の位置とを比較すると、既知の傾斜型導光体を有する導光板に光源が入射する場合、既知の導光板の光入射面に隣接する領域では、その輝度の最高値はＬＥＤの手前のホットスポット（ｈｏｔ ｓｐｏｔ）にあり、最低値はＬＥＤの間の暗い領域にあり、仮に両方の輝度の差分比例が１００％であると、本考案の導光板に光源が入射する場合、本考案の導光板の光入射面に隣接する領域おいて、その輝度の差分比例は、９５％以下に低減することができ、ＬＥＤの手前のホットスポット（ｈｏｔ ｓｐｏｔ）の顕著さを低減することができる。

上記は本考案の好ましい実施例を開示したことに過ぎず、本考案を限定するものではなく、本考案は上記のように好ましい実施例を開示したが、本考案を限定する意図ではなく、当業者であれば、本考案の技術内容の範囲内で上記の開示された技術内容を利用して変更または修正の同等変化を行い、同効実施例を得ることができ、本考案の技術内容から脱しない限り、本考案の技術内容に従って上記の好ましい実施例に対して行った任意の簡単な修正、同等変化及び修正は、本考案の技術内容の範囲内に属するものである。

１０ 導光板、
１００ 光入射面、
１１ 導光板本体、
１１１ 光出射面、
１１２ 光入射側面、
１１３ 空白領域、
１２ 入光ガイド部、
１２１ 光入射側面、
１２２ 斜面、
１２３ 平面、
１３ 導光構造、
１３１ 斜面、
１３２ リッジライン、
１３３ 円弧曲面、
１４ 微細構造、
２０ 光学フィルム、
３０ 光源、
４０ 表示パネル。

Claims (13)

1. 光出射面と、前記光出射面の片側に位置している光入射側面とを有する導光板本体と、
   前記導光板本体の光出射面上に位置しており、前記導光板本体の光入射側面と併せて共に光入射面を形成する光入射側面と、先頭縁と底縁とを有し、上部から下方に向かって前記光出射面まで延びる斜面と、を有する入光ガイド部と、
   前記斜面の先頭縁から前記底縁の方向に向かってサイズが漸減して延在するように、前記入光ガイド部の斜面に形成されている複数の導光構造と、
   を備え、
   前記導光板本体は、
   前記光入射面に対して実質的に垂直する方向に延在し、前記光出射面上に位置している複数の微細構造と、
   前記入光ガイド部と前記複数の微細構造との間に位置している空白領域と、をさらに有する導光板。
2. 前記導光構造は、高さが徐々に小さくなりサイズが漸減するように延在する、前記斜面から突出した凸体である請求項１に記載の導光板。。
3. 前記導光構造は、深さが徐々に小さくなりサイズが漸減するように延在する、前記斜面から内側に凹んだ凹部である請求項１に記載の導光板。
4. 前記導光構造は、前記入光ガイド部の斜面の先頭縁から前記底縁まで延在する請求項１に記載の導光板。
5. 前記複数の導光構造は、前記入光ガイド部の斜面上に隣接し並行して形成されている請求項１乃至４のいずれかに記載の導光板。
6. 前記導光構造は、二重斜面を有する鋭角状に形成されており、前記二重斜面の間にリッジラインが形成されている請求項１乃至５のいずれかに記載の導光板。
7. 各前記導光構造の前記二重斜面は、前記リッジラインに対して交角対称をなす請求項６に記載の導光板。
8. 各前記導光構造の前記二重斜面は、前記リッジラインに対して交角非対称をなす請求項６に記載の導光板。
9. 前記導光構造は、円弧曲面を形成している請求項１乃至５のいずれかに記載の導光板。
10. 前記入光ガイド部は、
    前記光出射面より高く、且つ前記入光ガイド部の光入射側面と前記斜面とを接続する平面をさらに有する請求項１乃至９のいずれかに記載の導光板。
11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の導光板と、前記導光板の光出射面の外側に設けられている少なくとも一つの光学フィルムと、出射方向が前記導光板の光入射面に向かうように、前記導光板の光入射面の外側に設けられている光源と、
    を備えるバックライトモジュール。
12. 前記導光板の光入射面の高さは、前記光源の高さ以上である請求項１１に記載のバックライトモジュール。
13. 請求項１１又は１２に記載のバックライトモジュールと、前記光学フィルムの外側に装着されている表示パネルと、
    を備える表示機器。