JP2007157707A - Ｌｅｄバックライト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ＬＥＤバックライト装置に関する。
【解決手段】本発明のＬＥＤバックライト装置は、一側面の幅方向の向かい合う角が延長され一対の向かい合う壁部と上記壁部の間に凹部が形成された導光板と、上記導光板内に光を投射するよう上記凹部に収容されたＬＥＤ光源とを含む。このように導光板の一側面に凹部を形成し、この凹部内にＬＥＤパッケージを装着することによって、光がＬＥＤパッケージから導光板内に入射される際の損失を最小化しながらＬＥＤパッケージと導光板を安定的に位置合わせできる。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＬＥＤバックライト装置に関し、より具体的には導光板の一側面に凹部を形成し、該凹部内にＬＥＤ（発光ダイオード）パッケージを装着することによって、光がＬＥＤパッケージから導光板内に入射される際の損失を最小化しながらＬＥＤパッケージと導光板を安定的に位置合わせできるＬＥＤバックライト装置に関する。

液晶表示装置（ＬＣＤ）自体は光源がないため外部照明を要し、一般的にバックライト装置を照明装置として使用する。バックライト装置はＬＣＤを後方から照らし、ＣＣＦＬ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）、ＬＥＤなどを光源とする。

これらの中で、ＬＥＤを光源とするバックライト装置、即ち、ＬＥＤバックライト装置の例が図１に示されている。

ＬＥＤバックライト装置１０は、ＬＥＤパッケージ２０と導光板３０とを含む。なお、図示しないが、当該分野に公知されたように、これらを取り囲むハウジングと導光板３０の下面３６の散乱パターンと反射板がさらに設けられる。

ＬＥＤパッケージ２０はＬＥＤチップ２２と、該ＬＥＤチップ２２を支持しながら電源を供給する一対のリードフレーム２４及びこれらを取り囲むパッケージ本体２６とを含む。パッケージ本体２６はＬＥＤチップ２２から発生した光が前方、即ち、導光板３０側に放出されるようにＬＥＤ窓、即ち、透明な部分を含む。

ＬＥＤパッケージ２０から導光板３０へ放出された光Ｌは、導光板３０の前方３０ａ側の側面３２を介して導光板３０内に入射された後、後方３０ｂ側へ進行する。その後、導光板３０の上面３４と下面３６で内部反射され導光板３０内を伝播した後、前述した散乱パターンと反射板によって導光板３０の上面３４を介して上方へ放出される。放出された光は、通常、導光板３０の上部に配置された（図示せず）拡散板及びプリズムシートなどを介してＬＣＤの液晶パネルに入射されバックライト照明を提供するようになる。

ここで、便宜上、光ＬはＬＥＤチップ２２の一地点Ｆから出るもので示した。

一方、ＬＥＤパッケージ２０から導光板３０に放出された光の一部Ｌ１は導光板３０の側面３２の縁において入射できず反射され光の損失が生じることもある。もちろん、ＬＥＤパッケージ２０を導光板３０に付着すればこのような光の損失を減らすことが可能である。

しかしながら、そのようにしても依然として、通常の白色光を得るためにＲＧＢ−ＬＥＤを組み合わせて使用することを考慮した時、各々のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージから放出された光が混合され白色が得られるまでの距離を確保しなければならない。即ち、導光板３０を図１の間隔ｄだけ延長させＬＥＤパッケージ２０と接触させてもこの間隔ｄだけの領域は液晶パネルの照明領域として使用することができず、間隔ｄはＬＣＤにおいてベゼル幅（Ｂｅｚｅｌ ｗiｄｔｈ）に含まれるだけである。そのため、ＬＥＤパッケージを導光板に付着しても全体ベゼル幅は減少しないという問題が依然として存在する。さらに、導光板が必要以上増加することにより全体ＬＥＤバックライト装置の重さが増加するという問題を有する。

また、図１に示すように、ＬＥＤパッケージ２０を導光板３０の側面に配置する際、次のような問題も生じる。ＬＥＤパッケージ２０は導光板３０の外側に配置されるため、バックライト装置１０の組立中に他のものと衝突する恐れがあり、導光板３０と精緻に整列しにくい。また、ＬＥＤパッケージ２０はハウジングに付着され固定されると、ハウジングに外部衝撃が加えられた際、その衝撃がＬＥＤパッケージ２０に直接伝達されるという問題もある。

したがって、本発明は前述した従来技術の問題を解決するために案出されたもので、本発明の目的は導光板の一側面に凹部を形成し、この凹部中にＬＥＤパッケージを装着することによって、光がＬＥＤパッケージから導光板の中に入射される際の損失を最小化しながらＬＥＤパッケージと導光板を安定的に位置合わせできるＬＣＤ用ＬＥＤバックライト装置を提供することである。

本発明の他の目的は、上記凹部の壁面に凹凸を形成してＬＥＤパッケージから導光板内に入射される光の入射角を広げることによって、白色光を得るための色混合に必要な距離を減らすことのできるＬＣＤ用ＬＥＤバックライト装置を提供することである。

上述した本発明の目的を達成するために、本発明は一側面の幅方向の向かい合う角が延長され一対の向かい合う壁部と上記壁部の間に凹部が形成された導光板と、上記導光板内に光を投射するよう上記凹部に収容されたＬＥＤ光源を含むことを特徴とする。

本発明のバックライト装置は、上記ＬＥＤ光源が一面に付着し、両縁が上記導光板壁部の末端に結合された板部材をさらに含むことができる。このとき、上記板部材は金属基板であれば好ましい。

本発明のバックライト装置において、上記ＬＥＤ光源は上記凹部に嵌合され得る。

本発明のバックライト装置において、上記導光板の上記凹部の外面には上記ＬＥＤパッケージから放出された光を上記導光板内に案内する際、光を広がるようにする凹凸が形成され得る。この時、上記凹凸はプリズム、半円周、半円周陰刻及びこれらの組み合わせのいずれか一つから選択され得る。

また、本発明のバックライト装置において、上記壁部は互いに向い合った面の基部が曲線で上記導光板に連結され得る。

本発明のＬＥＤバックライト装置は、導光板の一側面に凹部を形成し、この凹部中にＬＥＤパッケージを装着することによって、光がＬＥＤパッケージから導光板の中に入射される際の損失を最小化しながらＬＥＤパッケージと導光板を安定的に位置合わせできる。

また、上記凹部の壁面にプリズム及び半円周などのような凹凸を形成し、ＬＥＤパッケージから導光板の中に入射される光の入射角を広げることによって、白色光を得るための色混合に必要な距離を減らすことができる。

さらに、支持板にＬＥＤパッケージを付着した後、支持板を導光板の凹部側に結合させることによって、ＬＥＤパッケージを導光板に対して容易に位置合わせできる。

以下、本発明の好ましき実施例を添付の図面を参照してより詳しく説明する。

図２は本発明によるＬＥＤバックライト装置の斜視図であり、図３は図２の正面図であり、図４は図３の４−４線に沿って切った断面図である。

図２乃至図４を参照すると、本発明のＬＥＤバックライト装置１００は一側面に幅方向に沿って角を除いた部分に凹部１３０が形成された導光板１２０及びこの凹部１３０に装着された光源である３つのＬＥＤパッケージ１１０とを含む。ここで、ＬＥＤパッケージ１１０は３つであるもので示したが、これは例示であるだけで、ＬＥＤパッケージ１１０は必要に応じて多様な数に構成することが可能である。

また、図示しないが、当該分野に公知されたように、これらを取り囲んだハウジングと導光板１２０の下面１２８の散乱パターンと反射板がさらに備えられる。

以下、ＬＥＤバックライト装置１００の各々の構成要素を具体的に説明する。

先ず、ＬＥＤパッケージ１１０はＬＥＤチップ１１２と、このＬＥＤチップ１１２を支持しながら電源を供給する一対のリードフレーム１１４及びこれらを取り囲んだパッケージ本体１１６とを含む。パッケージ本体１１６は、ＬＥＤチップ１１２から発生した光が前方、即ち、導光板１２０側へ放出するように透明な部分ＬＥＤ窓（図８及び図１０の１１８参照）を含む。

導光板１２０は一定の厚さを有する平板部材であって、透明なアクリル、ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、プラスチックまたは硝子などから成る。前述したように、導光板１２０は前方１２０ａ側にＬＥＤパッケージ１１０を収容する凹部１３０が形成されており、後方１２０ｂの方は平坦な面が形成される。ここで、導光板１２０の前方１２０ａはＬＥＤパッケージ１１０に近い側面を示すものであり、後方１２０ｂはその反対側面を示す。

また、凹部１３０は導光板１２０の角を除いた部分に形成されるため、凹部１３０の上下には幅方向に沿って互いに向かい合う壁部１２４が残ってＬＥＤパッケージ１１０を上下から収容し、その内面は曲線の連結部１２５を介して導光板１２０の側面１２２と連結される。この形状は導光板原板の側面を削って凹部１３０を得たり、所望の導光板形態に該当するモールドを使用して得ることができる。

このような凹部１３０内にＬＥＤパッケージ１１０を配置すると、壁部１２４がＬＥＤパッケージ１１０を外部の衝撃から保護することができる。

一方、たとえ図面ではＬＥＤパッケージ１１０の厚さが凹部１３０の幅より小さいもので示したが、凹部１３０の幅をＬＥＤパッケージ１１０がはまり込まれる程度に形成することができる。こうすると、ＬＥＤパッケージ１１０を導光板１２０により容易に整列することができる。もちろん、この場合にはＬＥＤパッケージ１１０と導光板１２０の側面１２２との間隔ｄ１を維持しても良いし、これを省略してＬＥＤパッケージ１１０を導光板１２０の側面１２２に密着させても良い。

次いで、図４を参照して、ＬＥＤバックライト装置１００の動作を説明する。ここで、便宜上、光ＬはＬＥＤチップ１１２の一地点Ｆから出るもので示した。

ＬＥＤチップ１１２が発光すると、ＬＥＤパッケージ１１０から導光板１２０へ放出された光Ｌは導光板１２０の前方１２０ａ側の側面１２２を介して導光板１２０内に入射される。その後、導光板１２０の上面１２６と下面１２８で内部反射して導光板１２０内を伝播した後（図示せず）散乱パターンと反射板によって導光板１２０の上面１２６を介して上方へ放出される。通常、放出された光は導光板１２０上部に配置された (図示せず）拡散板及びプリズムシートなどを介してＬＣＤの液晶パネルに入射されバックライト照明を提供するようになる。

ここで、一部の光Ｌ２は図１の一部の光Ｌ１に該当するが、図１とは異なって導光板１２０内に入射されるため、本発明のＬＥＤバックライト装置１００は従来技術に比べて光効率が高いことが分かる。

続いて、図５を参照してＬＥＤパッケージ１１０の装着状態の一例を説明する。図５に示すように、ＬＥＤパッケージ１１０は支持板１４０に付着された状態で凹部１３０内に配置され、支持板１４０は適切な手段、例えば接着剤などによって壁部１２４の末端に結合される。

こうすると、ＬＥＤパッケージ１１０を導光板１２０に対して精緻に位置を合わせるのがより容易になる。即ち、ＬＥＤパッケージ１１０を支持板１４０に正確に整列するだけで済むので、より効果的に位置合わせの作業を行うことができる。

支持板１４０は金属基板であることが好ましい。これはＬＥＤチップ１１２から発生した熱を容易に外部へ逃がすことができるからである。

このような支持板１４０の代わりに他の構成を使用してＬＥＤパッケージ１１０を導光板に対して位置合わせることが可能である。例えば、前述したようにＬＥＤパッケージ１１０と凹部１３０を互いに一致する寸法で形成すると、支持板１４０なしでも容易にＬＥＤパッケージ１１０を導光板１２０に対して位置合わせることができる。

図６は本発明の他の実施例によるＬＥＤバックライト装置においてＬＥＤパッケージを省略した斜視図であり、図７は図６の７−７線に沿って切った断面図であり、図８は図６の８−８線に沿って切った断面図である。

図６乃至図７のＬＥＤバックライト装置１００Ａは、凹部１３０内の導光板１２０の側面１２２からプリズム１２３が突出したことを除いては、前述した実施例のＬＥＤバックライト装置１００と同じである。従って、同一な構成要素には同一な図面符号を付し、繰り返し説明は省略する。

プリズム１２３は床１２３ａが一定の高さに突出し、谷１２３ｂが互いに連結されている。この構成はＬＥＤパッケージ１１０から放出された光が導光板１２０内に入射される際、この光を図８の平面で広がるようにすることができる。こうすると、Ｒ、Ｇ及びＢの単色ＬＥＤパッケージを組み合わせて使用する際、各々の単色ＬＥＤパッケージから導光板１２０内に入射された単色光が互いに混合され白色光を形成する長さが短縮される。これはＬＥＤパッケージ１１０と導光板１２０との間隔ｄ２をより減らすことができ、全体バックライト装置１００Ａの小型化を可能にする。

また、本実施例のバックライト装置１００Ａにも、図５に示すような支持板１４０を使用してＬＥＤパッケージ１１０を導光板１２０に対して装着することができる。

一方、プリズム１２３は床１２３ａ及び／または谷１２３ｂを平坦に形成することもできる。この平坦な部分の寸法を最小にすると、上記の光広がり効果を維持しながらもプリズム１２３の成形作業を容易に行うことができる。

図９は本発明のさらに他の実施例によるＬＥＤバックライト装置においてＬＥＤパッケージを省略した斜視図であり、図１０は図９の１０−１０線に沿って切った断面図である。

図９及び図１０を参照すると、本実施例のＬＥＤバックライト装置１００Ｂは凹部１３０内の導光板１２０の側面１２２から半円周２２３が突出したことを除いては、前述した実施例のＬＥＤバックライト装置１００と同じである。従って、同一な構成要素には同一な図面符号を付し、繰り返し説明は省略する。

半円周２２３は一定の高さに突出し、谷２２３ｂが互いに連結されている。この構成はＬＥＤパッケージ１１０から放出された光が導光板１２０内に入射される際、この光を図１０の平面でより広く拡散できるようにする。こうすると、Ｒ、Ｇ及びＢの単色ＬＥＤパッケージを組み合わせて使用する際、各々の単色ＬＥＤパッケージにおいて導光板１２０内に入射された単色光が互いに混合され白色光を形成する長さが短縮される。これはＬＥＤパッケージ１１０と導光板１２０との間隔（図７のｄ２参照）をより減らすことができ、全体バックライト装置１００Ｂの小型化を可能にする。

また、本実施例のバックライト装置１００Ｂにも、図５に示すような支持板１４０を使用してＬＥＤパッケージ１１０を導光板１２０に対して装着することができる。

一方、半円周２２３は谷１２３ｂを平坦に形成することもできる。この平坦な部分の寸法を最小にすると、上記の光広がり効果を維持しながらも半円周２２３の成形作業を容易にすることができる。

また、本実施例の半円周２２３の代わりにその逆の形態、即ち、半円周形態の陰刻を導光板の側面１２２に形成することができる。また、半円周２２３を前述したプリズム１２３と組み合わせるなどの多様な変形も可能である。

上記では本発明の好ましき実施例を参照して説明したが、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、下記の特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲内において本発明を多様に修正及び変更できることを理解するであろう。

従来技術によるＬＥＤバックライト装置を示す断面図である。 本発明によるＬＥＤバックライト装置の斜視図である。 図２の正面図である。 図３の４−４線に沿って切った断面図である。 支持板を利用してＬＥＤパッケージを導光板と結合した状態を示す断面図である。 本発明の他の実施例によるＬＥＤバックライト装置においてＬＥＤパッケージを省略した斜視図である。 図６の７−７線に沿って切った断面図である。 図６の８−８線に沿って切った断面図である。 本発明のさらに他の実施例によるＬＥＤバックライト装置においてＬＥＤパッケージを省略した斜視図である。 図９の１０−１０線に沿って切った断面図である。

符号の説明

１１０ ＬＥＤパッケージ
１２０ 導光板
１２４ 壁部
１２３ プリズム
１２５ 連結部
１３０ 凹部
１４０ 支持板
２２３ 半円周

Claims (7)

1. 一側面の幅方向の向かい合う角が延長され一対の向かい合う壁部と前記壁部の間に凹部が形成された導光板と、
   前記導光板内に光を投射するよう前記凹部に収容されたＬＥＤ光源を含むことを特徴とする、バックライト装置。
2. 前記ＬＥＤ光源が一面に付着し、両縁が前記導光板壁部の末端に結合された板部材をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のバックライト装置。
3. 前記板部材は金属基板であることを特徴とする、請求項２に記載のバックライト装置。
4. 前記ＬＥＤ光源は前記凹部に嵌合されることを特徴とする、請求項１に記載のバックライト装置。
5. 前記導光板の前記凹部側の外面には前記ＬＥＤパッケージから放出された光を前記導光板内に案内する際、光を広がるようにする凹凸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装置。
6. 前記凹凸は、プリズム、半円周、半円周陰刻及びこれらの組み合わせのいずれか一つから選択されることを特徴とする、請求項５に記載のバックライト装置。
7. 前記壁部は互いに向い合う面の基部が曲線で前記導光板に連結されることを特徴とする、請求項１に記載のバックライト装置。

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