JP3127478U - 円錐状プリズム式ｌｃｄバックライト照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＣＤが高輝度及び高飽和度の色彩を呈することの出来る円錐状プリズム式ＬＣＤバックライト照明装置を提供すること。
【解決手段】ＬＣＤと、複数個のＬＥＤと、及び散熱台座によって構成された円錐状プリズム式ＬＣＤバックライト照明装置であって、前記ＬＥＤはＬＣＤの後方に装着されたハイパワーＬＥＤであり、各ＬＥＤにはいずれも発光点を含み、前記発光点の外部には透光性カバー体をパッケージしてあり、前記発光点の発光経路上には円錐状プリズムを設置してある。前記ＬＥＤの周囲には導熱基板を設置し、前記散熱台座はＬＥＤの後方に装着してある。前記散熱台座のＬＥＤ周囲には反射面を設置してある。
【選択図】図３

Description

本考案は、円錐状プリズム式ＬＣＤバックライト照明装置、特にモジュール化組み立てや製造及びメンテナンスが容易で、且つ均一で飽和した輝度及び色合いを呈することの出来るＬＣＤバックライト照明装置に関するものである。

現在、ＬＣＤバックライト照明装置は、白光ＣＣＦＬ(冷陰極チューブ)を主体としており、ＣＣＦＬをＬＣＤの背後に設置して、導光板、拡散板、増光シートへ発光投射させ、更にＬＣＤの上に投光して、ＬＣＤ上の画面が現れるようにしている。
ＬＣＤのサイズが益々大きくなるにつれ、ＣＣＦＬ及び駆動回路の需要も増えている。
大サイズのＬＣＤバックライト照明機能を達成するには、多数のＣＣＦＬを直列、並列しなければならない。

ところが、先天的な要素のために、ＣＣＦＬには以下のような欠点がある。
（１）ＣＣＦＬの明るさが不均一であり、たとえ最大限にＣＣＦＬを直列・並列しても、ＬＣＤの寸法範囲内において、得られる明るさは依然として均一ではない。この点は、特に大サイズＬＣＤにおいて顕著である。
（２）ＣＣＦＬの寿命が短く、約4000〜6000時間使用すると明るさが減衰し始め、しかも交換が容易でなく、ＬＣＤの使用寿命を大幅に短縮している。
（３）ＣＣＦＬの色彩飽和度が不足、その色温度は約4800Ｋであり、従って、ＮＴＳＣで規範された色域の僅か80％しか達成できない。
特に赤色の表現が悪く、高規格の色彩ニーズに対応できない。例えば、計器で測定する場合や特定の色彩表現を要する環境下では、その色彩の欠陥が明らかに見られる。
（４）ＣＣＦＬは電力消費が比較的大きく、且つ製作時に有害物質である「水銀」が含まれており、環境保護にとっては明らかに傷害をもたらす。
そのため、京都議定書には2006年7月１日から使用禁止が明記されている。
従って、その他のバックライト光源を採用することは、ＬＣＤの発展上必然的趨勢である。

現在、業界で普遍的に採用されている技術は、ＬＥＤをバックライト光源とすることで、ＬＥＤを小サイズのＬＣＤスクリーンに応用することはすでにある期間行われている。
例えば、携帯電話・ＰＤＡなど、近年は更に、技術の向上で、ＬＥＤの明るさが大幅に向上し、加えて軽く・堅固且つ寿命が比較的長く、起動反応が速いので、多くの大サイズＬＣＤの選択対象となっている。

一般に、ＬＥＤをＬＣＤバックライト光源とする設置方法は、ＬＣＤの片側、又は両側に数量の等しくないＬＥＤを装着し、電源を入れたとき、ＬＥＤ光源がＬＣＤの上に投射し、ＬＣＤの映像を現す。

一般のＬＥＤ光線は均一に散射せず、小さい範囲内に集中し、ＬＣＤ上のＬＥＤ投射光線がある区域で特に明るくなる反面、その明るい区域の周囲ではハッキリ明るさの減衰が見られ、且つ色彩も均一に表現されない。

又、前述のＬＣＤ装置は、一部のバックライト装置のエレメントが損壊した場合、いずれも単独に交換することが出来ず、全体を取り替えなければならないので、コストが高くなる。且つ大サイズＬＣＤについていえば、単一のエレメントが損壊しただけで全部を取り替えることは、浪費であるばかりでなく、ＬＣＤの廃品も又環境保護の負担を増やすことになる。

以上の点に鑑み本考案者は、ＬＣＤの背後から投光する方式で、ＬＥＤの投光を円錐状プリズムによって９０度屈折させると、ＬＥＤ全体の明るさ及び色彩を均一に表現できることに気づいた。
更に特殊散熱メカニズムによってハイパワーＬＥＤの発熱故障及び明るさの減衰などの問題を解決し、且つ独立モジュール設計によってメンテナンスを容易にする等の研究開発及び実験によって、ついに本案に係る円錐状プリズム式ＬＣＤバックライト照明装置の研究開発に成功した。

本考案の主要目的は、ハイパワーＬＥＤを光源として、光線を円錐状プリズムの上に投射し、適当な角度で反射板の周囲に屈折させ、更に導光板の上に反射させて光線を均一にＬＣＤ上に反射させることによって、ＬＣＤが高輝度及び高飽和度の色彩を呈することの出来る円錐状プリズム式ＬＣＤバックライト照明装置を提供することにある。

本考案のもう一つの目的は、特殊な散熱メカニズムを提供し、単一規格のバックライト照明モジュールを大量生産できるようにすることによって、熱によって生じる故障率を引き下げ、大サイズＬＣＤの生産合格率及び輝度を向上させることの出来る円錐状プリズム式ＬＣＤバックライト照明装置を提供することにある。

本考案のもう一つ別の目的は、前記ＬＥＤを小型モジュールで構成することによって、単一エレメントが損壊した場合、損壊した部分のモジュールを直接交換して、大サイズＬＣＤのメンテナンスを簡便にすることの出来る円錐状プリズム式ＬＣＤバックライト照明装置を提供することにある。

前述した目的を達成できる円錐状プリズム式ＬＣＤバックライト照明装置は、ＬＣＤと、複数個のＬＥＤと、散熱台座と、を含む。
前記ＬＥＤはハイパワーＬＥＤであり、ＬＣＤの後方に装着され、十分な光線を生じてＬＣＤの上に投射するためのもので、各ＬＥＤにはいずれも発光点を含み、前記発光点の外部には透光性カバー体をパッケージしてある。前記ＬＥＤの発光経路上には円錐状のプリズムを設置してある。
前記ＬＥＤの周囲に導熱基板を設置し、前記散熱台座はＬＥＤの後方装着され、前記散熱台座のＬＥＤ周囲には斜面をなす反射面を設置してある。
発光点から光線が生じると、光線を前記円錐状プリズムの上に投射し、前記円錐状プリズムを経由して光線を適当な角度に屈折させ、更に前記反射面によって導光板及び拡散板へ投射して光線を均一にＬＣＤの上に分布させることが出来る。
前記ハイパワーＬＥＤによって生じる熱エネルギーは、導熱基板によって散熱台座に導引され、製品の安定性を確保することが出来る。

本考案は、ＬＣＤにおいて高輝度及び高飽和度の色彩を表現させ、製造コストを軽減し、更に大サイズＬＣＤの生産合格率を向上させ、且つメンテナンスを容易にするので、特に大サイズＬＣＤでの使用に適合するものである。

以下図面を参照して本考案に係る円錐状プリズム式ＬＣＤバックライト照明装置について説明する。

図１〜図３を参照して説明する。
本考案に係る円錐状プリズム式ＬＣＤバックライト照明装置は、ＬＣＤ１と、複数個のＬＥＤ２と、散熱台座３によって形成される。
前記ＬＣＤ１は、画面を表すためのもので、その後方に拡散板１１及び導光板１２を設置してある。

前記拡散板１１は光源の光を接収すると共に均一に分布させ、光線が一点に集中するのを避けるためである。
前記導光板１２は、更に光線を一歩進めて均一に分布することによって、ＬＣＤ１の画面の明るさや色彩飽和度を全面的に一致させることが出来る。
前記ＬＥＤ２は、ＬＣＤ１の後方に装着され、光線を生じてＬＣＤ１の上に投射するためで、又このＬＥＤ２は、ハイパワーＬＥＤであり、十分な光線を生じることが出来るものである。

前述ＬＥＤ２には、いずれも発光点２１を含む。
前記発光点２１の外部には透光性カバー体２２をパッケージしてあり、前記ＬＥＤ２の発光経路には円錐状プリズム２３が設置され、発光点２１から光線が生じると、光線を前記円錐状プリズム２３の上に投射し、前記円錐状プリズム２３によって光線を適当な角度に屈折させる。

更に後述の反射面３１・３２によってＬＣＤ１の上に投射することが出来る。
前記ＬＥＤ２の周囲には、ナノメーター・プロセスによる超導熱基板としての導熱基板２４を設け、ハイパワーＬＥＤ２から生じる熱エネルギーを後述の散熱台座３の上に導引して、製品の安定性を確保することが出来る。

前記散熱台座３は、ＬＥＤ２の後方に装着され、前記ＬＥＤ２及び関連電気回路単元（図示せず）を取り付けるためのもので、前記散熱台座３においては、ＬＥＤ２の周囲に反射面３１・３２を設置する。
前記反射面３１・３２は斜面をなし、前記円錐状プリズム２３からきた光線を接収すると共に、屈折させてＬＣＤ１の上に投射させることが出来る。

一つ一つのＬＥＤ２はモジュール化設計となっているので、本考案によれば製造及びメンテナンスの面でかなり便利で、故障したＬＥＤ２を単独に置き換えることが出来、全体のバックライト照明装置を交換する必要がない。

以上の構造によって、本考案の操作では、前記発光点２１から先ず発光し、この光線が発光経路を経由して円錐状プリズム２３の上に投射され、前記円錐状プリズム２３によって適当な角度の屈折を行う。
然る後、反射面３１、３２の上に投射される。
前記反射面３１・３２が更に光線を屈折させてＬＣＤ１の上に投射させる。

光線が何回も屈折されるため、ＬＣＤ１の上に均一に分散され、光線が直接ＬＣＤ１上の一点に集中して明るさが不均一になる欠点を避けることが出来る。
又、製品の寿命を延長することが出来る。

又、本考案ではハイパワーＬＥＤ２を採用しているが、その熱エネルギーは前記導熱基板２４を経由して散熱台座３の上に伝導され、前記散熱台座３自体の面積分布に加え、銅・アルミ・鉄などの高度散熱性、低コストの材質によって、熱エネルギーを適当に分散させ、製品の耐用性を増進することが出来る。

前述のＬＣＤ１内側の反射面３１の高さはＬＣＤ周囲の反射面３２よりやや低くなっている。その目的は、各ＬＥＤ２の光が周囲のＬＥＤ２の範囲まで延伸し、光線が一層拡散でき、且つ周囲のＬＥＤ２の光線と重なり、前記ＬＣＤ１上の光線が一層均一になるようにするためである。

又、本考案のモジュール化設計は、製品を一層生産し易くする。
そして本考案では、前記散熱台座３の上に位置決め点３３を設けることによってＬＥＤ２の装着をし易くしている。
具体的には、導熱基板２４の上にノッチ２５を設け、ＬＥＤ２と導熱基板２４がノッチ２５によって快速に散熱台座３の上に位置決めされ、スピーディに生産できるようにしてある。

上述した詳細な説明は本考案の実施可能な実施例についての具体的説明であるが、前記実施例の記載は本考案の請求の範囲を制限するものではなく、凡そ本考案の技術精神を逸脱せずになされる等価の実施または変更は、すべて本考案に含まれるものである。

本考案に係る円錐状プリズム式ＬＣＤバックライト照明装置の斜視図である。 前記円錐状プリズム式ＬＣＤバックライト照明装置の断面図である。 前記円錐状プリズム式ＬＣＤバックライト照明装置の作動原理図である。

符号の説明

１・・・・・・ＬＣＤ
１１・・・・・拡散板
１２・・・・・導光板
２・・・・・・ＬＥＤ
２１・・・・・発光点
２２・・・・・透光性カバー体
２３・・・・・円錐状プリズム
２４・・・・・導熱基板
２５・・・・・ノッチ
３・・・・・・散熱台座
３１・・・・・反射面
３２・・・・・反射面
３３・・・・・位置決め点

Claims (3)

1. ＬＣＤと、発光点を有する複数個のハイパワーＬＥＤと、散熱台座と、を含み、
   前記複数個のＬＥＤは、前記ＬＣＤの後方に装着され、前記発光点外部には透光性カバー体をパッケージし、前記ＬＥＤの発光経路上に円錐状プリズムを設置し、前記ＬＥＤの台座周囲には導熱基板を設置してあり、
   前記散熱台座は、前記ＬＥＤの後方に装着され、前記ＬＥＤ及び関連電気回路単元を装着するためのもので、前記散熱台座のＬＥＤ周囲には反射面を設置してある、前記反射面は斜面をなし、
   前述ＬＥＤ発光点から発射された光線は、円錐状プリズムの角度によって屈折し、周囲の反射面へ投射し、更に反射面から導光板及び拡散板へ屈折投射して光線がＬＣＤの上に均一に現れるようにしたことを特徴とする、
   円錐状プリズム式ＬＣＤバックライト照明装置。
2. 前記ＬＣＤ内側の反射面の高さを、ＬＣＤ周囲の反射面よりやや低くすることによって、各ＬＥＤの光が一層拡散されるようにしたことを特徴とする、請求項１に記載の円錐状プリズム式ＬＣＤバックライト照明装置。
3. 前記ＬＣＤの背面側に拡散板及び導光板を設置して、ＬＥＤの投射光線が導光板及び拡散板を経由して更にＬＣＤの上に均一に投射されるようにしたことを特徴とする、請求項１に記載の円錐状プリズム式ＬＣＤバックライト照明装置。
   

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