JP2006196384A - バックライトモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】部品数が少なく、構造がコンパクトで輝度むらの少ないバックライトモジュールを提供する。
【解決手段】光源４０と、光源４０と平行に隣り合わせて設けられ、光源４０からの光が入射する一端面２１と、端面２１の一端に隣接した上面２２と、端面２１の他端に隣接し上面２２と背中合せの底面２３とを有し、上面２２に、端面２１に対して直角方向に沿って平行に並んだ複数の断面ほぼ三角山形のプリズム突条２４を形成し、底面２３に、端面２１と平行して底面２３より突出した突起２５が複数配列されている導光板２０と、導光板２０の上面２２に面して設けられた拡散板１０と、導光板２０の底面２３に面して設けられ、導光板２０の底面２３側の上面３１に、一連の平行な断面三角山形のプリズム突条３２が導光板２０のプリズム突条２４と直角に形成された反射板３０とからなる。
【選択図】図４

Description

本発明は、バックライトモジュールに関し、より詳しくは、簡易な構造で高い輝度が得られるバックライトモジュールに関する。

図１、２は、従来のバックライトモジュールを示す斜視図、断面図である。図１、２に示すように、該バックライトモジュールは、導光板１と、導光板１に隣接して設けられた光源２と、導光板１の底面１０４側に設けられた反射板３と、導光板１の上面１０３側に設けられた第１の拡散板４と、第１の拡散板４の上に設けられた第１の集光板（例えばプリズム板）５と、第１の集光板５の上に設けられた第２の集光板６と、第２の集光板６に設けられた第２の拡散板７とから構成される。棒状光源２からの光は、導光板１の、光源２と隣接した一端面１０１から導光板１内に入射し、導光板１内を全反射を繰り返しながら進み、光源２から離れた他端面１０２へ屈折反射される。なお、導光板１の上面１０３から平面状光出力を得るため、導光板１の底面１０４に、全反射ルートを散乱されるものとするための突起が多数形成されている。それにより、光源２からの一部の光は回折によって上面１０３から出ていく。反射板３は、導光板１の底面１０４より出てくる光を導光板１内に反射させて、光の出力効率を向上させる。第１の拡散板４は、導光板１の上面１０３から透過した光を第１、２の集光板５、６へ拡散させる。第１、２の集光板５、６は、それぞれ基板層に互いにＶ字形の条溝をなす一連の平行な三角山形の突条が形成されてなる。これらの２枚の集光板５、６は、突条の延びる方向が互いに直交するように配置される（プリズム構造が直交するように配置される）ことにより、導光板の上面１０３から出た光のある一部の方向成分が第１、２の集光板５、６を透過集光され第２の拡散板７を透過され図示しない液晶パネルへ出ていく。

上記構成のような複数枚の集光板や拡散板を組合わせる方法は、輝度むらの抑制には効果が期待できるが、多数枚積層するために画面照度の低下を招くと共に製造コストを高くするので、やはり好ましくない。

図３は、他の従来のバックライトモジュール例を示す斜視図である。図３に示すように、導光板８の上面部には、光源２と隣接した一端面８１の直交方向に平行に一連のＶ字形の溝が形成され、上方に設けられた集光板９の導光板８に対向した面には、前記Ｖ字形溝と直交して一連の三角山形の突条が設けられる。

かかる構成により、積層の厚さを減らしながら輝度むらの少ないバックライトモジュールを実現できるが、液晶表示装置の軽量、薄型化が進んでいる中、なおも輝度を落さずに部品数を減らさなければならない。

本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、輝度が高く、部品数が少なく、構造がコンパクトになるバックライトモジュールを提供することを目的とする。

上記目的の一観点によれば、本発明は、光源と、前記光源と平行に隣り合わせて設けられ、前記光源からの光が入射する一端面と、前記端面の一端に隣接した上面と、前記端面の他端に隣接し前記上面と背中合せの底面とを有し、前記上面に、前記端面に対して直角方向に沿って平行に並んだ複数の断面ほぼ三角山形のプリズム突条を形成し、前記底面に、前記端面と平行して前記底面より突出した突起が複数配列されている導光板と、前記導光板の上面と面して設けられた拡散板と、前記導光板の底面に面して設けられ、前記導光板の底面側の上面に、一連の平行な断面三角山形のプリズム突条が前記導光板のプリズム突条と直角に形成された反射板と、を具備することを特徴とするバックライトモジュールを提供しようとする。

上記目的の他の観点によれば、外部の光源からの光が入射する一端面と、前記端面の一端に隣接した上面と、前記端面の他端に隣接し前記上面と面した底面と、前記底面に接したベース面より２つの凸曲面をした反射面が前記底面上の第１の角から頂点を経て第２の角に至る円弧形稜線で交り、前記両反射面と前記ベース面とで交った辺が、それぞれの頂点が互いに前記稜線の両側で前記頂点に対して両側へ片寄った非対称位置にある形状の曲線とする突起と、を具備することを特徴とする導光板を提供しようとする。

ここで、本発明によれば、前記稜線の両側における反射面の傾斜は、該稜線上を接点とした接線がなす角度が８５°〜１４０°の範囲内であるように形成されることが好ましい。

また、照射分布を均一にするため、前記突起は、導光板の光源に近い側から遠い側へ向うほど配列間隔を次第に短縮していくように設けられることが好ましい。

本発明のバックライトモジュールによれば、導光板の光の出る一面、他面にそれぞれプリズム突条、突起が形成され、反射板の導光板寄りの一面にプリズム突条が設けられているので、従来装置と比べて照射輝度は劣らずに構成部品数を減らすことができる。また、突起は、導光板の光源に近い側から遠い側へ向うほど配列間隔を次第に短縮していくように設けられているので、照射分布を均一にさせ、照射品質を向上させることができる。

以下、図面を参照して本発明の望ましい実施形態をより詳細に説明する。

図４は、本発明にかかる一実施形態のバックライトモジュールの概略斜視図、図５は、同概略正面図、図６は、同バックライトモジュールにおける導光板の底面図である。

本発明にかかる一実施形態のバックライトモジュールは、拡散板１０と、導光板２０と、反射板３０と、光源４０とを含む。光源４０は、断面Ｕ字形のリフレクタ付の棒状光源であり、棒状光源４０からの光を導光板２０へ入射させる。

導光板２０は、光源４０と平行に隣り合わせて設けられ、光源４０からの光が入射する一端面２１と、この端面２１の一端に隣接した上面２２と、端面２１の他端に隣接し上面２２と背中合せの底面２３とを有し、上面２２に、端面２１に対して直角方向に沿って平行に並んだ複数の断面ほぼ三角山形のプリズム突条２４、２４、…が形成されている。また、導光板２０の底面２３に、端面２１と平行して底面２３より突出した多数突起２５、２５、…が配列されている。突条２４と突起２５とによって、導光板２０内のすべての反射ルートを不規則に散乱されるものとすることができる。

拡散板１０は、導光板２０の上面２２に面して設けられ、該上面２２から出た光を図示しない液晶パネルへ透過させる。

反射板３０は、導光板２０の底面２３に面して設けられる。該反射板３０の導光板２０の底面２３に向いた上面３１に、導光板２０のプリズム突条２４と直角に一連の平行な断面三角山形のプリズム突条３２、３２、…が形成され、導光板２０の底面２３から出た光を再度導光板２０に反射させる。

導光板２０の底面２３に設けられた突起２５、２５、…では、図７、８、９に示すように、この実施形態において、底面２３に接したベース面２５４より２つの凸曲面例えば円曲面である反射面２５１、２５２が、底面２３上の第１の角２５６から頂点２５５を経て第２の角２５７に至る例えば円弧形をした稜線２５３で交り、両反射面２５１、２５２とベース面２５４とで交った辺２５４１、２５４１は、それぞれの頂点が互いに稜線２５３の両側で頂点２５５に対して両側（道側）へ片寄った非対称位置にある形状の曲線とする。ここで、本発明にかかる一実施形態によれば、稜線２５３の両側における反射面２５１、２５２の傾斜は、稜線２５３上を接点とした接線２５８、２５９がなす角度θが８５°〜１４０°の範囲内であるように形成されることが好ましい。なお、この実施形態においては、図６に示されているように、突起２５は、前記複数のプリズム突条２４と実質的に対応して整列され、好ましくは、導光板２０の光源４０に近い側から遠い側へ向うほど配列間隔を次第に短縮していくように設けられている。また、ベース面２５４は、非円形に形成されている。

光源４０からの光は、図５に示されているように、導光板２０の端面２１から入射し、突起２５によって、導光板２０内の他端へ進むすべての反射ルートは散乱されるものとなる。ここで、突起２５の両反射面２５１、２５２は滑らかで、ある角度θ例えば８５°〜１４０°のいずれかに形成されているので、導光板２０のそれぞれの突起２５に至る光は、ほとんど反射面２５２によって上向きに反射され、導光板２０の上面２２から出ることができる。なお、実際、突起２５により上向きに反射された光線は、７０％以上との実験結果を得ている。また、導光板２０の光源４０に近い側から遠い側へ向うほど配列間隔を漸次短縮していくよう設けられている突起２５列によって、導光板２０の上面２２への反射光を均一にすることができる。したがって、本発明にかかる一実施形態のバックライトモジュールの照射品質向上に寄与することができる。

導光板２０の突起２５とプリズム突条２４によって、光は拡散板１０内を所期方向の図示しないＬＣＤパネル側へと一様に拡散されて進む。

導光板２０の底面２３で屈折され射出された光は、反射板３０のプリズム突条３２に到達したとき、プリズム突条３２によって導光板２０の方へ再反射され、導光板２０のプリズム突条２４から拡散板１０へ出る。したがって、反射板３０のプリズム突条３２と導光板２０のプリズム突条２４によって、光は拡散板１０内を所期方向の図示しないＬＣＤパネル側へ一様に拡散して進む。

以上、本発明にかかる一実施形態のバックライトモジュールは、以下の利点がある。即ち、
（１） 本発明にかかる一実施形態のバックライトモジュールにおける導光板２０、反射板３０は、それぞれプリズム突条２４、プリズム突条３２が設けられたことにより、従来の装置と比べてより簡単でコンパクトな構造が得られるので、光の進路を簡単化することができ、且つ実質上光の散逸効果を低減することができる。

（２） 突起２５の両反射面２５１、２５２は滑らかで、且つ両反射面２５１、２５２により交わる角度θが８５°〜１４０°の範囲内であるように形成されることにより、突起２５に到達した光は殆ど反射面２５２によって上向きに反射され導光板２０の上面２２から出ることができるので、光の利用効率を高くすることができる。

（３） 突起２５は、導光板２０の光源４０に近い側から遠い側へ向うほど配列間隔を次第に短縮していくように設けられているので、導光板２０の上面２２への反射分布を均一化させることができる。したがって、本発明にかかる一実施形態のバックライトモジュールによれば、ＬＣＤパネルへの輝度が均一に拡散され、むらのない照明品質を向上させることができる。

（４） 光源４０からの光は、導光板２０の底面２３で屈折され射出されて反射板３０のプリズム突条３２に到達したとき、反射板３０のプリズム突条３２によって導光板２０内に再び反射され、導光板２０のプリズム突条２４によって拡散板１０へ出ることができるので、光を有効に利用することができ、輝度むらの少ないバックライトモジュールを実現できる。

従来のバックライトモジュールの概略斜視図。 従来のバックライトモジュールの概略正面図。 従来の他のバックライトモジュールの概略斜視図。 本発明にかかる一実施形態のバックライトモジュールの概略斜視図。 本発明にかかる一実施形態のバックライトモジュールの概略正面図。 本発明にかかる一実施形態のバックライトモジュールにおける導光板の底面図。 本発明にかかる一実施形態の導光板に形成された突起の拡大斜視図。 本発明にかかる一実施形態の突起の概略正面図。 本発明にかかる一実施形態の突起の概略側面図。

符号の説明

１０…拡散板、２０…導光板、２１…一端面、２２…上面、２３…底面、２４…プリズム突条、２５…突起、２５１，２５２…反射面、３０…反射板、３２…プリズム突条、４０…光源。

Claims (15)

1. 光源と、
   前記光源と平行に隣り合わせて設けられ、前記光源からの光が入射する一端面と、前記端面の一端に隣接した上面と、前記端面の他端に隣接し前記上面と背中合せの底面とを有し、前記上面に、前記端面に対して直角方向に沿って平行に並んだ複数の断面ほぼ三角山形のプリズム突条を形成し、前記底面に、前記端面と平行して前記底面より突出した突起が複数配列されている導光板と、
   前記導光板の上面に面して設けられた拡散板と、
   前記導光板の底面に面して設けられ、前記導光板の底面側の上面に、一連の平行な断面三角山形のプリズム突条が前記導光板のプリズム突条と直角に形成された反射板と、
   を具備することを特徴とするバックライトモジュール。
2. 前記複数突起は、前記導光板の複数のプリズム突条と実質的に対応して整列されていることを特徴とする請求項１に記載のバックライトモジュール。
3. 前記複数突起は、前記導光板の前記光源に近い側から遠い側へ向うほど配列間隔を次第に短縮していくように設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバックライトモジュール。
4. 前記突起は、それぞれ前記底面に接したベース面より２つの凸曲面をした反射面が、前記底面上の第１の角から頂点を経て第２の角に至る稜線で交るように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバックライトモジュール。
5. 前記稜線の両側における反射面の傾斜は、該稜線上を接点とした接線がなす角度が８５°〜１４０°の範囲内であるように形成されることを特徴とする請求項４に記載のバックライトモジュール。
6. 前記両反射面は、円曲面であることを特徴とする請求項４に記載のバックライトモジュール。
7. 前記稜線は、円弧形を呈していることを特徴とする請求項４に記載のバックライトモジュール。
8. 前記ベース面は、非円形に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のバックライトモジュール。
9. 前記ベース面の前記両反射面と交った辺が、それぞれの頂点が互いに前記稜線の両側で前記頂点に対して両側へ片寄った非対称位置にある形状の曲線に形成されていることを特徴とする請求項８に記載のバックライトモジュール。
10. 外部の光源からの光が入射する一端面と、
    前記端面の一端に隣接した上面と、
    前記端面の他端に隣接し前記上面と面した底面と、
    前記底面に複数設けられ、前記底面に接したベース面より２つの凸曲面をした反射面が前記底面上の第１の角から頂点を経て第２の角に至る稜線で交る突起と、
    を具備することを特徴とする導光板。
11. 前記稜線の両側における反射面の傾斜は、該稜線上を接点とした接線がなす角度が８５°〜１４０°の範囲内であるように形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の導光板。
12. 前記両反射面は、円曲面であることを特徴とする請求項１０に記載の導光板。
13. 前記稜線は、円弧形を呈していることを特徴とする請求項１０に記載の導光板。
14. 前記ベース面は、非円形に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の導光板。
15. 前記ベース面の前記両反射面と交った辺が、それぞれの頂点が互いに前記稜線の両側で前記頂点に対して両側へ片寄った非対称位置にある形状の曲線に形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の導光板。

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