JP5193987B2 - 導光板及びバックライトモジュール - Google Patents

Description

本発明は、導光板及びバックライトモジュールに関し、特にサイドライト型の導光板及びバックライトモジュールに関するものである。

近年、平面ディスプレイの発展が目覚しく、パソコン、テレビ、移動通信用及び消費者用電子製品などの分野に広く使用されていると共に、平面ディスプレイ（例えば液晶ディスプレイ）に対する要求が不断に高まっている。バックライトモジュールは、前記平面ディスプレイの重要な素子であり、点光源（例えば、発光ダイオード）又は線光源（例えば、冷陰極管）からの光線を一つの平面から出射させ、面光源とすることができるので、多様なバックライトモジュールの設計研究がなされている。

バックライトモジュールは、光源及び導光板を含み、該光源が前記導光板の入射面と対向する位置に設置される。光源が設置される位置によって、バックライトモジュールは、直射型とサイドライト型に分けられる。前記直射型のバックライトモジュールとは、光源を導光板の底部に設置して直接照明するものである。前記サイドライト型のバックライトモジュールとは、光源を導光板の側面と対向する位置に設置して、光線が該側面から導光板に入射してから、連続的に前方へ伝わると共に、全反射の条件が満たされなくなると、該光線が導光板の出射面から均一的に出射できる。

図１及び図２に示されるのは、特許文献１に掲示されるバックライトモジュール１４であり、その光拡散面に不連続的に分布する複数の凹部１６を形成される長方形の導光板１５と、導光板１５の頂角に配置されるＬＥＤ光源１７と、導光板１５の上方に配置される散乱プリズムシート１８と、導光板１８の下方に配置される反射板１９とを含む。前記凹部１６は、光源１７を円の中心にし、円弧形状で分布し、隣の円弧の距離が相等しい（図２に示すように）。

米国特許出願公開第２００３／０１３７８２４号明細書

しかし、光源からの光線が一般的に放射状の光線であり、導光板が正方形あるいは長方形であり、該導光板１５の前記凹部１６は、光源１７を円の中心として、円弧形状で分布し、該導光板１５の縁と隣接する凹部１６の配列形状は前記導光板の形状と異なるので、該導光板の縁から出射する光線は、均一性が良くなく、前記バックライトモジュール１４は、均一的に光線を出射することができない。

従って、本発明は、サイドライト型のバックライトモジュールから出射する光線の均一性を高めることができる導光板及び該導光板を利用したサイドライト型のバックライトモジュールを提供することを課題とする。

導光板は、入射面と、前記入射面と交差した出射面と、前記入射面と交差し、前記出射面と対向する光拡散面と、を含む。前記光拡散面には、複数のドットが形成され、前記複数のドットは、第一組のドット及び第二組のドットを含み、前記第一組のドットは、前記入射面に面して、同一の円の中心を有する複数の円弧に配列され、前記第二組のドットは、複数のラインに配列されている。

同一の前記円弧又は同一の前記ラインにおいて、前記ドットが均一的に配列されている。

隣接する前記円弧又は前記ラインの間の距離は、前記円弧又は前記ラインが前記入射面から離れる方向に沿って、変化しない又は減少する。

バックライトモジュールは、少なくとも一つの光源及び導光板を含む。前記導光板が、入射面と、前記入射面と交差した出射面と、前記入射面と交差し、前記出射面と対向する光拡散面と、を含む。前記光拡散面には、複数のドットが形成され、前記複数のドットは、第一組のドット及び第二組のドットを含み、前記第一組のドットは、前記入射面に面して、同じ円の中心を有する複数の円弧に配列され、前記第二組のドットは、複数のラインに配列されている。

従来の導光板及びバックライトモジュールと比べると、本発明の導光板及びバックライトモジュールにおいて、導光板の光拡散面が複数のドットが設置され、該複数のドットが前記入射面の近傍に前記入射面に面し且つ同一の円の中心を持った複数の円弧形に配列され、前記導光板の縁と隣接するドットが配列された形状が、該導光板の形状と同一のラインであるので、前記光源からの光線は、前記円弧又はラインに配列されたドットに反射され、乱反射され、前記出射面に入射し、該出射面より、均一的に射出する。従って、前記バックライトモジュールは、輝度の均一性が高くなる。

従来のバックライトモジュールの断面図である。 図１のバックライトモジュールにおける導光板の上視図である。 本発明の実施例１に係るバックライトモジュールの構造を示す図である。 本発明の実施例１に係るバックライトモジュールにおける導光板の光拡散面のパターンが配列された図である。 本発明の実施例２に係るバックライトモジュールの構造を示す図である。 本発明の実施例３に係るバックライトモジュールの構造を示す図である。 本発明の実施例３に係るバックライトモジュールにおける導光板の光拡散面のパターンが配列された図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。

（実施例１）
図３と図４を参照すると、本発明の実施例１は、バックライトモジュール２０を提供する。前記バックライトモジュール２０は、光源２１及び導光板２２を含む。前記光源２１は、前記導光板２２の一つの側面に配置される。

前記光源２１は、点光源又は線光源である。本実施例において、発光ダイオードなどの点光源である。

前記導光板２２は、正方形又は長方形などの平板又は楔形板である。該導光板２２の材料は、プラスチック、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）又はガラスである。前記導光板２２の厚さは制限されず、実際の応用に応じて選択することができる。本実施例において、前記導光板２２は、一つの頂角が切られた長方形平板の導光板であり、切られた頂角は、二等辺三角形である。前記導光板２２は、入射面２２１と、出射面２２２と、光拡散面２２３と、を含む。ここで、前記出射面２２２は、前記入射面２２１と垂直に交差している。前記光拡散面２２３は、前記出射面２２２と対向し、且つ前記入射面２２１と交差している。さらに、前記導光板２２は、第一側面２２４と、第二側面２２５と、第三側面２２６と、第四側面２２７と、を含む。前記四つの側面は、前記光拡散面２２３と前記出射面２２２とを接続し、且つ前記入射面２２１の一端から該端に対向する他端までに、順番に接続されている。前記光源２１は、前記導光板２２の入射面２２１に対向するように配置される。前記光拡散面２２３には、複数のドットからなるパターン２２３０が設けられている。各々の前記ドットは、凸構造又は凹構造である。前記複数のドットは、第一組ドット２２３０ａと第二組ドット２２３０ｂに分けられる。前記第一組ドット２２３０ａは、前記入射面２２１と前記第二組ドット２２３０ｂとの間に位置する。

前記パターン２２３０におけるドットの形状は、錐体、直方体、立方体、楕円球体、円球体及び半球体のいずれか一種又は数種である。本実施例において、前記ドットは半球体の凸構造である。

前記第一組ドット２２３０ａは、複数の平行する円弧形に形成されている。即ち、前記光源２１に隣接する前記複数のドット２２３０ａは、前記光源２１の発光中心を円の中心として、同じ円の中心を有する複数の円弧形に形成されている。前記ドット２２３０ａは、同じ円弧に均一的に配列され、隣接する二つのドット２２３０ａの間の距離が０．１ミリメートル〜１ミリメートルである。各々の円弧の間の間隔は、同じである。隣接する二つの円弧の間の間隔は、０．５ミリメートル〜２ミリメートルであることが好ましい。前記入射面２２１から離れる方向に沿って、前記複数の円弧に配列されたドット２２３０ａの密度が増加していく。

前記第二組ドット２２３０ｂは、複数の平行する“Ｌ”形に分布されている。各々の“Ｌ”形は、互いに垂直に交差する二つのラインからなる。前記交差する二つのラインは、それぞれ前記第二側面２２５と第三側面２２６とに平行する。各々の前記“Ｌ”形における二つのラインが交差した所のドット２２３０ｂは、前記光拡散面２２３の、前記光源２１からの対角線に分布している。各々の“Ｌ”形において、前記ドット２２３０ｂは、均一的に配列されている。隣接する二つの前記ドット２２３０ｂの間の間隔が０．１ミリメートル〜１ミリメートルである。各々の“Ｌ”形の間の間隔は同じであり、０．５ミリメートル〜２ミリメートルであることが好ましい。前記入射面２２１から離れる方向に沿って、前記複数の “Ｌ”形に配列されたドット２２３０ｂの密度が増加していく。前記ドット２２３０ｂの寸法は、前記ドット２２３０ａの寸法と同じである。“Ｌ”形に配列されたドット２２３０ｂの密度は，円弧形に配列されたドット２２３０ａの密度より大きいことが好ましい。前記各々の円弧形と前記各々の“Ｌ”形の、前記第一側面２２４に隣接する前記ドット２２３０ａと前記ドット２２３０ｂは、前記第一側面２２４に平行する一つのラインに形成されている。前記各々の円弧形と前記各々の“Ｌ”形の、前記第四側面２２７に隣接する前記ドット２２３０ａと前記ドット２２３０ｂは、前記第四側面２２７に平行する一つのラインに形成されている。

光の利用率を高めるために、前記導光板２２の光拡散面２２３に反射膜（図示せず）を設置できる。前記反射膜は、金属膜である。例えば、前記反射膜は、前記光拡散面２２３にアルミニウムめっき又は銀めっきして形成されるものである。前記パターン２２３０に反射膜を設置することにより、反射率を高めることができる。前記第一側面２２４、前記第二側面２２５、第三側面２２６及び第四側面２２７に反射膜を設置することにより、その反射率を高めることができる。さらに、前記導光板２２の出射面２２２に、輝度を増加する又は散乱反射するための光学膜を設置することができる。

前記バックライトモジュール２０の作動時に、点光源２１からの光線は、前記入射面２２１を透過して前記導光板２２の内部へ入射して、前記入射面２２１から離れる方向に沿って放射状で射出されていく。その中、前記導光板２２の四つの側面に隣接する領域に到達した光線は、前記導光板２２の四つの側面に隣接する領域に設置された複数のドットで反射されて、前記出射面２２２から射出される。前記導光板２２の四つの側面に隣接する領域に、“Ｌ”形に配列されたドットの密度が大きいので、この領域に入射した光の大部分は、前記ドットで反射されることができる。従って、前記導光板２２の縁部の輝度を大きくすることができる。また、前記複数のドットが均一に配列されているので、前記ドットで反射された光は均一に前記導光板２２の出射面２２２から射出されることができる。前記複数のドットからなるパターン２２３０により、前記光源２１からの光を平面光に変換させて、均一に前記出射面２２２から射出させることができる。従って、前記バックライトモジュール２０の輝度の均一性を高くすることができる。

（実施例２）
図５を参照すると、本発明の実施例２は、バックライトモジュール３０を提供する。本実施例のバックライトモジュール３０は、導光板３２及び光源３１を含む。前記導光板３２は、光拡散面３２３を有する。前記光拡散面３２３に、パターン３２３０が設けられている。本実施形態に係るバックライトモジュール３０の構造は、実施例１に係るバックライトモジュール２０と比べて、次の点が異なる。本実施例のパターン３２３０は複数のドットを含み、各々の前記ドットは、ピラミッド型であり、前記光拡散面３２３から突出している。光源３１に隣接する複数の円弧形に分布された複数のドット３２３０ａは、同じ円の中心を有し、且つ前記円の中心は前記光源３１の左側又は右側にある。前記複数のドット３２３０ａは、同じ円弧に均一的に配列されるが、各々の円弧の間の間隔は、入射面３２１から離れる方向に沿って、減少する。前記複数の円弧に配列されたドット３２３０ａの密度は、前記入射面３２１から離れる方向に沿って、増加する。前記複数のドット３２３０ｂは、同じ“Ｌ”形に均一的に配列されるが、各々の“Ｌ”形の間の間隔は、入射面３２１から離れる方向に沿って、減少する。前記複数の“Ｌ”形に配列されたドット３２３０ｂの密度は、前記入射面３２１から離れる方向に沿って、増加する。前記各々の“Ｌ”形の間の間隔は、各々の円弧の間の間隔より小さく、前記“Ｌ”形に配列されたドット３２３０ｂの密度は，前記円弧形に配列されたドット３２３０ａの密度より大きいことが好ましい。

勿論、本実施例のドット３２３０ａは、同じ円弧に均一的に配列されなくてもよい。同理、ドット３２３０ｂは、同じ“Ｌ”形に均一的に配列されなくてもよい。前記ドット３２３０ａと３２３０ｂの寸法は制限されず、輝度の均一性によって調整してもよい。

（実施例３）
図６と図７を参照すると、本発明の実施例３は、バックライトモジュール５０を提供する。前記バックライトモジュール５０は、光源５１及び導光板５２を含む。前記光源５１は、前記導光板５２の一つの側面に配置される。

前記光源５１は、点光源又は線光源である。本実施例において、発光ダイオードなどの点光源である。

前記導光板５２は、長方形の平板である。該導光板５２の材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）である。前記導光板５２は、入射面５２１と、出射面５２２と、光拡散面５２３と、第一側面５２４と、第二側面５２５と、第三側面５２６と、を含む。ここで、前記出射面５２２は、前記入射面５２１と垂直に交差している。前記光拡散面５２３は、前記出射面５２２と対向し、且つ前記入射面５２１と交差している。前記三つの側面は、前記光拡散面５２３と前記出射面５２２とを接続し、且つ前記入射面５２１の一端から該端に対向する他端までに、順番に接続されている。前記光源５１は、前記導光板５２の入射面５２１に対向するように配置される。前記光拡散面５２３には、複数のドットからなるパターン５２３０が設けられている。前記複数のドットは、第一組ドット５２３０ａと第二組ドット５２３０ｂに分けられる。前記第一組ドット５２３０ａは、前記入射面５２１と前記第二組ドット５２３０ｂとの間に位置する。

前記パターン５２３０におけるドットの形状は、半球体である。前記第一組ドット５２３０ａは、複数の平行する円弧形に形成されている。即ち、前記光源５１に隣接する前記複数のドット５２３０ａは、前記光源５１の発光中心を円の中心として、同じ円の中心を有する複数の円弧形に形成されている。前記ドット５２３０ａは、同じ円弧に均一的に配列され、隣接する二つのドット５２３０ａの間の間隔が０．１ミリメートル〜１ミリメートルである。前記入射面５２１から離れる方向に沿って、各々の円弧の間の間隔が減少していく。隣接する二つの円弧の間の間隔は、０．５ミリメートル〜２ミリメートルであることが好ましい。前記入射面５２１から離れる方向に沿って、前記複数の円弧に配列されたドット５２３０ａの密度が増加していく。

前記第二組ドット５２３０ｂは、複数の平行するラインに分布されている。前記複数のラインは、前記第二側面２２５と大体平行である。前記ドット５２３０ｂは、同じラインに均一的に配列され、隣接する二つのドット５２３０ｂの間の距離が０．１ミリメートル〜１ミリメートルである。前記入射面５２１から離れる方向に沿って、各々の円弧の間の間隔が減少していく。隣接する二つのラインの間の間隔は、０．５ミリメートル〜２ミリメートルであることが好ましい。前記入射面５２１から離れる方向に沿って、前記複数のラインに配列されたドット５２３０ｂの密度が増加していく。前記ドット５２３０ｂの寸法は、前記ドット５２３０ａの寸法と同じである。前記各々のラインの間の間隔は、各々の円弧の間の間隔より小さいことが好ましい。前記ラインに配列されたドット５２３０ｂの密度は、円弧形に配列されたドット５２３０ａの密度より大きいことが好ましい。前記各々の円弧形と前記各々のラインの、前記第一側面５２４に隣接する前記ドット５２３０ａと前記ドット５２３０ｂは、前記第一側面５２４に平行する一つのラインに形成されている。前記各々の円弧形と前記各々のラインの前記第三側面２２６に隣接する前記ドット５２３０ａと前記ドット５２３０ｂは、前記第三側面２２６に平行する一つのラインに形成されている。

勿論、本実施例の導光板５２は、正方形の平板でもよい。各々の円弧又はラインの間の間隔は、同じでもよい。ドット５２３０ａは、同じ円弧に均一的に配列されなくてもよい。また、ドット５２３０ｂは、同じラインに均一的に配列されなくてもよい。前記ドット５２３０ａと５２３０ｂの寸法は制限されず、輝度の均一性によって調整され得る。

２０、３０、５０ バックライトモジュール
２１、３１、５１ 光源
２２、３２、５２ 導光板
２２１、３２１、５２１ 入射面
２２２、５２２ 出射面
２２３、３２３、５２３ 光拡散面
２２４、５２４ 第一側面
２２５、５２５ 第二側面
２２６、５２６ 第三側面
２２７ 第四側面
２２３０、３２３０、５２３０ パターン
２２３０ａ、３２３０ａ、５２３０ａ 第一組ドット
２２３０ｂ、３２３０ｂ、５２３０ｂ 第二組ドット

Claims (3)

1. 入射面と、
   前記入射面と交差した出射面と、
   前記入射面と交差し、前記出射面と対向する光拡散面と、
   それぞれ前記光拡散面と前記出射面とを接続し、且つ前記入射面の一端から該一端に対向する他端まで順番に接続される第一側面と、第二側面と、第三側面と、第四側面と、
   を含む導光板において、
   前記光拡散面には、複数のドットが形成され、
   前記複数のドットは、第一組のドット及び第二組のドットを含み、
   前記第一組のドットは、前記入射面に面して、同一の円の中心を有する複数の円弧に配列され、
   前記第二組のドットは、複数のラインに配列され、前記複数のラインは、互いに垂直に交差され、前記各々の交差する二つのラインは、それぞれ前記第二側面と第三側面とに平行であり、前記第一側面に隣接する前記第一組のドットと前記第二組のドットは、前記第一側面に平行する一つのラインに分布され、前記第四側面に隣接する前記第一組のドットと前記第二組のドットは、前記第四側面に平行する一つのラインに分布されることを特徴とする導光板。
2. 入射面と、
   前記入射面と交差した出射面と、
   前記入射面と交差し、前記出射面と対向する光拡散面と、
   それぞれ前記光拡散面と前記出射面とを接続し、且つ前記入射面の一端から該一端に対向する他端まで順番に接続される第一側面と、第二側面と、第三側面と、
   を含む導光板において、
   前記光拡散面には、複数のドットが形成され、
   前記複数のドットは、第一組のドット及び第二組のドットを含み、
   前記第一組のドットは、前記入射面に面して、同一の円の中心を有する複数の円弧に配列され、
   前記第二組のドットは、複数のラインに配列され、前記複数のラインは、それぞれ前記第二側面に平行であり、前記第一側面に隣接する前記第一組のドットと前記第二組のドットは、前記第一側面に平行する一つのラインに分布され、前記第三側面に隣接する前記第一組のドットと前記第二組のドットは、前記第三側面に平行する一つのラインに分布されることを特徴とする導光板。
3. 少なくとも一つの光源及び導光板を備え、
   前記導光板は、請求項１または２に記載の導光板であることを特徴とするバックライトモジュール。

Images