説明

導光板及びエッジライト型バックライトモジュール

【課題】導光板及びエッジライト型バックライトモジュールを提供する。
【解決手段】本発明の導光板は、第一表面と、前記第一表面に対向して設置される第二表面と、前記第一表面及び前記第二表面に接続され、光線を入射させる入光面と、前記第一表面に設置される複数の柱状レンズであって、所定の方向に沿って前記第一表面に入射する仮想光線が前記複数の柱状レンズの各々により屈折された後に前記第二表面に入射し前記第二表面に複数の集光領域を形成する複数の柱状レンズと、前記第二表面の前記複数の集光領域にそれぞれ設置され、前記複数の集光領域に入射した前記光線の一部を前記導光板から導出させる複数のマイクロ構造と、を含み、前記第二表面は、複数の平面領域を有し、前記複数の平面領域は、任意の二つの隣接する前記マイクロ構造の間に位置し且つ前記複数の平面領域に入射した前記光線の一部を全反射する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高い輝度及び良好な光のコリメート性を有する導光板及び該導光板を備えるエッジライト型バックライトモジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
図1Aを参照する。図1Aは、従来のエッジライト型バックライトモジュール10を示す図である。エッジライト型バックライトモジュール10は、主に、バックプレート11、導光板12、反射シート13、光源(図示せず)を含む。導光板12、反射シート13及び光源は、バックプレート11内に設けられ、且つ、反射シート13は、導光板12の下表面122に近接する。光源は、導光板12の側面に設けられ、導光板12は、透明な平行板であり、光源が発した光線は、導光板12の上表面121と下表面122において繰り返して全反射される。下表面122には、複数のV型溝123が形成され、このV型溝123を使用することにより、大部分の光線を上表面121に導き、比較的高い輝度を得ることができる。
【0003】
しかし、前述した従来の設計により、高い輝度のバックライトモジュール10を得ることができるが、光源に近接する導光板12の領域における輝度が、光源から離れる導光板12の領域における輝度より高くなるので、輝度不均一現象が引き起こされる。図1Bは、従来の他のエッジライト型バックライトモジュールを示す図である。図1Bに示すように、この従来の設計において、光源(図示せず)に近接する二つの隣接するV型溝123の間隔が、光源から離れる二つの隣接するV型溝123の間隔より大きく設定されるので、輝度均一のバックライトモジュール10′が得られる。しかし、このような設計により、輝度分布を比較的に均一化することができるが、その改善効果が限られ、且つ、設計や製造上の困難性も高くなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、高い輝度及び良好な光のコリメート性を有する導光板及び該導光板を備えるエッジライト型バックライトモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の他の目的と利点は、本発明に開示された技術の特徴により更に知られることができる。
【0006】
前述した一又は部分又は全部の目的或いは他の目的を達成するために、本発明の一実施例によれば、第一表面、第二表面、入光面、複数の柱状レンズ及び複数のマイクロ構造を含む導光板が提供される。第二表面は第一表面に対向して設置され、入光面は第一表面及び第二表面と接続し、且つ、光線を入射させるために用いられる。複数の柱状レンズは第一表面に設置され、且つ、所定の方向に沿って第一表面に入射した仮想光線が各々の柱状レンズにより屈折された後に第二表面に入射し第二表面において集光領域を形成する。複数のマイクロ構造はそれぞれ第二表面における複数の集光領域に設置され、集光領域に入射した光線を導光板から導出させる。第二表面には、任意の二つの隣接するマイクロ構造の間に位置する領域が平面領域であり、且つ、該平面領域は、該平面領域に入射した一部の光線を全反射することができる。
【0007】
本発明の他の実施例によれば、バックプレート、光源、導光板及び反射素子を含むエッジライト型バックライトモジュールが提供される。バックプレートは、少なくとも、側面及び該側面に接続される底面を有する。光源は、バックプレート内に設置され且つ側面に近接する。導光板は、バックプレート内に設置され且つ光源に近接し、また、導光板は、第一表面、第二表面、入光面、複数の柱状レンズ及び複数のマイクロ構造を含む。第二表面は第一表面に対向して設置され、入光面は第一表面及び第二表面と接続し、且つ、光線を入射させるために用いられる。複数の柱状レンズは第一表面に設置され、且つ、所定の方向に沿って第一表面に入射した仮想光線は各々の柱状レンズにより屈折された後に第二表面に入射し第二表面において集光領域を形成する。複数のマイクロ構造はそれぞれ第二表面における複数の集光領域に設置され、集光領域に入射した光線を導光板から導出させる。第二表面には、任意の二つの隣接するマイクロ構造の間に位置する領域が平面領域であり、且つ、該平面領域は、該平面領域に入射した一部の光線を全反射することができる。反射素子は、導光板の第二表面とバックプレートの底面との間に位置し、第二表面より導光板から導出された一部の光線を再び第二表面へ反射させる。
【0008】
一実施例において、各々の柱状レンズは弧面及び長形平面を含み、長形平面は弧面の両端と接続し、且つ、第一表面に位置する。各々の長形平面は、長手方向及び短手方向に沿って延伸し、且つ、各々のマイクロ構造及び各々の集光領域は、全て、ほぼ長手方向及び短手方向に沿って延伸する。
【0009】
一実施例において、各々のマイクロ構造の短手方向の幅は、該マイクロ構造を設置する集光領域の短手方向の幅と比べてほぼ等しく又は小さい。
【0010】
前述した設計によれば、マイクロ構造に入射した光線の一部は、マイクロ構造により柱状レンズへ反射され、そして、柱状レンズにより第一表面の法線方向に導かれ、導光板から射出し、他の一部は、マイクロ構造を透過し、反射素子により反射された後に、対応するマイクロ構造を再び透過し、そして、柱状レンズにより第一表面の法線方向に導かれ、導光板から射出し、これにより、導光板の輝度及び光のコリメート性を向上することができる。また、任意の二つの隣接するマイクロ構造の間の領域が平面領域であり、平面領域は全反射の効果を提供することが可能であるので、二つの隣接するマイクロ構造の間に入射した光線は、全反射されて導光板内に保留され、そして、柱状レンズにより導光板から導出されることにより、導光板から射出した光線のコリメート性をより一層向上することができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明は、高い輝度及び良好な光のコリメート性を有する導光板及び該導光板を備えるエッジライト型バックライトモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1A】従来のエッジライト型バックライトモジュールを示す図である。
【図1B】従来の他のエッジライト型バックライトモジュールを示す図である。
【図2】本発明の一実施例によるエッジライト型バックライトモジュールの構造を示す図である。
【図3】図2に示すA−A′線に沿った断面の拡大図である。
【図4】図3におけるS1領域の拡大図である。
【図5】図3におけるS1領域の他の実施例の拡大図である。
【図6】本発明の他の実施例によるエッジライト型バックライトモジュールの構造を示す図である。
【図7】図6におけるS2領域の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
次に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
【0014】
なお、次の各実施例の説明は、添付した図面を参照して行われたものであり、本発明の実施可能な特定の実施例を例示するために用いられる。また、本発明に言及した方向の用語、例えば、上、下、前、後、左、右などは、添付した図面の方向を参考するためのもののみである。よって、以下に使用された方向の用語は、説明のために用いられ、本発明を限定するためのものでない。
【0015】
図2は本発明の一実施例によるエッジライト型バックライトモジュールの構造を示す図である。図3は図2に示すA−A′線に沿った断面の拡大図である。図2と図3を参照する。エッジライト型バックライトモジュール20は、バックプレート21、光源24、導光板22及び反射素子23を含む。バックプレート21は、矩形を成す四つの側面211及びこれらの側面211と接続する底面212を有する。光源24は、バックプレート21内に設置され、また、一つの側面211と近接し、且つ、導光板22へ光線I0を発し、導光板22は、バックプレート21内に設置され、また、光源24と近接する。導光板22は、第一表面221、第二表面222、入光面223、複数のマイクロ構造224及び複数の柱状レンズ260を有する。第二表面222と第一表面221は、それぞれ、対向する導光板22の両側に位置し、入光面223は、第一表面221及び第二表面222と接続し、且つ、一つの側面211と対向し、光線I0を入射させるために用いられる。柱状レンズ260は、第一表面221に設置され、且つ、光線I0の進行方向とほぼ平行する方向に沿って延伸し、複数のマイクロ構造224は、それぞれ、第二表面222に形成される。本実施例では、第二表面222において任意の二つの隣接するマイクロ構造224の間の領域が平面領域225であり、該平面領域225は、該平面領域225に入射した光線を全反射する効果を提供することができる。反射素子23は、例えば、平面状の反射シートであり、且つ、該反射シートは、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)材料からなる。反射素子23は、導光板22の第二表面222及びバックプレート21の底面212の間に位置し、第二表面222より導光板22から射出した光線を再び第二表面222へ反射させるために用いられ、これにより、光の使用効率を向上することができる。
【0016】
図4は、図3におけるS1領域の拡大図である。図4を参照する。第一表面221に設置される各々の柱状レンズ260は、弧面261及び長形平面262を有し、長形平面262は、弧面261の両端に接続し且つ第一表面221に位置する。長形平面262は、長手方向41及び短手方向42(長手方向41及び短手方向42は、図2に示されている)に沿って延伸し、長手方向41は、好ましくは、短手方向42とほぼ垂直し、且つ、長形平面262は、好ましくは、矩形平面である。弧面261の形状は、限定されず、例えば、半球面又は半楕円球面であっても良い。よって、各々の柱状レンズ260は、第一表面221の法線方向に沿って第一表面221に入射した仮想光線I9を集光線263に集光させることができる。本実施例において、仮想光線I9は、まず、第二表面222に入射して第二表面222に集光領域264を形成し、そして、第二表面222を透過した後に集光線263に集光し、且つ、集光線263は、第二表面222に近接する。これにより、各々の柱状レンズ260は、第二表面222においてほぼ長手方向41及び短手方向42に沿って延伸する集光領域264を形成することができる。言い換えると、仮想光線I9は、柱状レンズ260の長辺268により屈折された後に、第二表面222に入射して第二表面222に集光境界を形成し、また、仮想光線I9は、柱状レンズ260の他の長辺269により屈折された後に第二表面222に入射して第二表面222に他の集光境界を形成し、この二つの集光境界の間の領域は、集光領域264となる。複数のマイクロ構造224は、それらの複数の集光領域264に対応して各集光領域264にそれぞれ形成され、例えば、図4に示すように、各々の集光領域264において、対応するマイクロ構造224が形成される。なお、仮想光線I9は、集光領域264の形成原理を説明するために用いられるものであり、バックライトモジュール20に実際に進入した光線ではない。また、本実施例の導光板22は、大部分の光線I0を、第一表面221の法線方向と反対する方向に沿って導光板22からコリメート性よく射出させるためのものであるので、仮想光線I9は、第一表面221の法線方向に沿って第一表面221に向かって導光板22に入射する。しかし、集光領域264の仮想光線I9の入射方向を設定する方法は、限定されない。例えば、製品の設計要求により大部分の光線I0を第一方向に向かって導光板22から射出させる場合は、このときに、仮想光線I9を、該第一方向と反対する第二方向に沿って第一表面221に向かって導光板22に入射させるだけで良く、また、仮想光線I9が第二表面222に入射したときに形成される集光領域264にマイクロ構造224を設置する。
【0017】
図4に示すように、第二表面222に位置する各々の平面領域225及び各々のマイクロ構造224は、ほぼ長手方向41及び短手方向42に沿って延伸するので、マイクロ構造224に入射した光線I1の一部は、マイクロ構造224により柱状レンズ260へ反射されて光線I3を形成し、そして、光線I3は、屈折作用に基づいて柱状レンズ260により第一表面221の法線方向に導かれ、導光板22から射出し、また、マイクロ構造224に入射した光線I1の他の一部は、マイクロ構造224を透過して光線I2を形成し、そして、光線I2は、反射素子23により導光板22へ反射された後に、マイクロ構造224を再び透過してから、対応する柱状レンズ260により第一表面221の法線方向に導かれ、導光板22から射出する。一方、第二表面222の集光領域264からの光線に比べ、集光領域246以外の領域からの光線は、柱状レンズ260を透過した後に、第一表面221の法線方向にコリメートされることができない。よって、本実施例においては、任意の二つの隣接するマイクロ構造224の間の領域が平面領域225であり、平面領域225は、全反射の効果を提供することができるので、二つの隣接するマイクロ構造224の間に入射した光線を全反射させて導光板22内に保留させることができ、そして、柱状レンズ260により導光板22の外へ導出し、これにより、導光板22から射出した光線のコリメート性を向上することができる。
【0018】
一実施例において、各々のマイクロ構造224の短手方向42の幅Wiは、好ましくは、各々の集光領域264の短手方向42の幅Wfに比べてほぼ等しく(図4に示すように)又は小さく(図5に示すように)設定され、これにより、光のコリメート性を向上する効果を確保することができる。また、各々のマイクロ構造224の短手方向42の幅Wiは、各々の集光領域264の短手方向42の幅Wfとほぼ等しく設定されるときは、集光領域264はより有効に利用されることができる。
【0019】
なお、各々の柱状レンズ260は、光線I0の進行方向とほぼ平行する方向に沿って延伸することに限られず、他の実施例においては、各々の柱状レンズ260は、例えば、波状のように湾曲して延伸することもでき、このときは、各々のマイクロ構造224の配置を調整しその位置を柱状レンズ260の走向に対応するようにさせるだけで良い。
【0020】
図6は、本発明の他の実施例によるエッジライト型バックライトモジュール30の構造を示す図である。エッジライト型バックライトモジュール30の構造は、エッジライト型バックライトモジュール20と類似するが、その相違点は、反射素子33が反射素子23と異なることのみにある。よって、以下は、便宜のために、反射素子33のみについて説明する。
【0021】
反射素子33は、第二表面222に向かって突出するように設置される複数の角柱330を含み、各々の角柱330は、ほぼ柱状レンズ260の長手方向41(図2に示される)に沿って延伸し、且つ、任意の二つの隣接する角柱の間の距離は、ほぼ同じである。各々の角柱330は、第一側壁面331及び第一側壁面331と接続する第二側壁面332を有する。第一側壁面331及び第二側壁面332のうち少なくとも一つは反射面であり、これにより、第二表面222より導光板22から射出した光線を再び第二表面へ反射させることができる。角柱330は第二表面に向かって突出するので、第二表面222より射出して角柱330に入射した光線は、反射作用に基づいて角柱330によりほぼ第一表面221の法線方向に屈折され、そして、柱状レンズ260を透過した後に導光板22から射出する。よって、エッジライト型バックライトモジュール20に比べ、エッジライト型バックライトモジュール30は、導光板22から射出した光線のコリメート性をより一層向上することができる。
【0022】
図7は図6におけるS2領域の拡大図である。図7に示すように、角柱330の第一側壁面331又は第二側壁面332は、平面、凹面または凸面であっても良い。第一側壁面331又は第二側壁面332が凹面であるときは、この凹面に入射した光線を集光させ、導光板22に、輝度が比較的高い光線を射出させることができ、また、第一側壁面331又は第二側壁面332が凸面であるときは、この凸面に入射した光線を拡散させることができる。製造のときに導光板22の局部に欠陥が生じ局部の輝度が大きすぎになったときは、凸面構造により、局部の輝度が大き過ぎる現象を有効に除去することができる。
【0023】
また、本発明の実施例によれば、光源24(図2に示すように)は、例えば、少なくとも、冷陰極蛍光ランプ(CCFL)又は発光ダイオード(LED)であっても良い。また、マイクロ構造224の外形及び構成は限定されず、一実施例において、マイクロ構造224は、第二表面222の局部領域に塗布するインク材料からなっても良く、且つ、インク材料には、例えば、複数のTiO2又はPMMAなどの反射粒子が混じり合ってもよく、或いは、マイクロ構造224は、例えば、柱状物又は加工しやすい粗面などであっても良い。
【0024】
以上述べたところを総合すれば、本発明の実施例による導光板は、マイクロ構造に入射した光線の一部がマイクロ構造により柱状レンジへ反射され、そして、柱状レンズにより第一表面の法線方向に導かれ導光板から射出し、また、マイクロ構造に入射した光線の他の部分が、マイクロ構造を透過して反射素子により反射された後に、対応するマイクロ構造を再び透過し、そして、柱状レンズにより第一表面の法線方向に導かれ導光板から射出し、これにより、導光板の輝度及び光のコリメート性を向上することができる。また、任意の二つの隣接するマイクロ構造の間の領域が平面領域であり、平面領域は全反射の効果を提供することできるので、二つの隣接するマイクロ構造の間に入射した光線を全反射させて導光板内に保留させ、そして、柱状レンズにより導光板から導出し、導光板から射出した光線のコリメート性をより一層向上する効果を得ることができる。
【0025】
本発明は、前述した好適な実施例に基づいて以上のように開示されたが、前述した好適な実施例は、本発明を限定するためのものでなく、当業者は、本発明の精神と範囲を離脱しない限り、本発明に対して些細な変更と潤色を行うことができるので、本発明の保護範囲は、添付した特許請求の範囲に定まったものを基準とする。また、本発明の何れの実施例又は特許請求の範囲は、本発明に開示された全ての目的又は利点又は特徴を達成する必要がない。また、要約の部分と発明の名称は、文献の検索を助けるためのみのものであり、本発明の権利範囲を限定するものでない。
【符号の説明】
【0026】
10、10′ エッジライト型バックライトモジュール
21 バックプレート
11 バックプレート
211 側面
12 導光板
212 底面
121 上表面
22 導光板
122 下表面
221 第一表面
123 V型溝
222 第二表面
13 反射シート
223 入光面
20 エッジライト型バックライトモジュール
24 マイクロ構造
225 平面領域
30 エッジライト型バックライトモジュール
23 反射素子
33 反射素子
24 光源
330 角柱
260 柱状レンズ
331 第一側壁面
261 弧面
332 第二側壁面
262 長形平面
41 長手方向
263 集光線
42 短手方向
264 集光領域
I0−I3 光線
268 柱状レンズの長辺
I9 仮想光線
269 柱状レンズの長辺

【特許請求の範囲】
【請求項1】
導光板であって、
第一表面と、
前記第一表面に対向して設置される第二表面と、
前記第一表面及び前記第二表面に接続され、光線を入射させる入光面と、
前記第一表面に設置される複数の柱状レンズであって、所定の方向に沿って前記第一表面に入射する仮想光線が前記複数の柱状レンズの各々により屈折された後に前記第二表面に入射し前記第二表面に複数の集光領域を形成する前記複数の柱状レンズと、
前記第二表面の前記複数の集光領域にそれぞれ設置され、前記複数の集光領域に入射した前記光線の一部を前記導光板から導出させる複数のマイクロ構造と、
を含み、
前記第二表面は、複数の平面領域を有し、前記複数の平面領域は、任意の二つの隣接する前記マイクロ構造の間に位置し、且つ、前記複数の平面領域に入射した前記光線の一部を全反射する、
導光板。
【請求項2】
前記マイクロ構造は、複数の反射粒子を含むインク材料からなる、
請求項1に記載の導光板。
【請求項3】
前記柱状レンズは、弧面及び長形平面を含み、前記長形平面は、前記弧面の両端に接続し、且つ、前記長形平面は、前記第一表面に位置する、
請求項1に記載の導光板。
【請求項4】
前記弧面は、半球面又は半楕円球面である、
請求項3に記載の導光板。
【請求項5】
前記長形平面は、長手方向及び短手方向に沿って延伸し、
前記複数のマイクロ構造の各々の前記短手方向における幅は、前記複数のマイクロ構造を設置する前記複数の集光領域の各々の前記短手方向における幅とほぼ等しい、
請求項3に記載の導光板。
【請求項6】
前記長形平面は、長手方向及び短手方向に沿って延伸し、
前記複数のマイクロ構造の各々の前記短手方向における幅は、前記複数のマイクロ構造を設置する前記複数の集光領域の各々の前記短手方向における幅より小さい、
請求項3に記載の導光板。
【請求項7】
エッジライト型バックライトモジュールであって、
少なくとも、側面と、前記側面に接続される底面と、を有するバックプレートと、
前記バックプレート内に設置されて前記側面に近接し、光線を発する光源と、
前記バックプレート内に設置されて前記光源に近接する導光板であって、前記導光板は、第一表面と、前記第一表面に対向して設置される第二表面と、前記第一表面及び前記第二表面に接続され、前記光線を入射させる入光面と、前記第一表面に設置される複数の柱状レンズであって、所定の方向に沿って前記第一表面に入射する仮想光線が前記複数の柱状レンズの各々により屈折された後に前記第二表面に入射し前記第二表面に複数の集光領域を形成する前記複数の柱状レンズと、前記第二表面の前記複数の集光領域にそれぞれ設置され、前記複数の集光領域に入射した前記光線の一部を前記導光板から導出させる複数のマイクロ構造と、を含み、前記第二表面は、複数の平面領域を有し、前記複数の平面領域は、任意の二つの隣接する前記マイクロ構造の間に位置し、且つ、前記複数の平面領域に入射した前記光線の一部を全反射する前記導光板と、
前記導光板の前記第二表面と、前記バックプレートの前記底面との間に位置し、前記第二表面より前記導光板から射出した前記光線の一部を再び前記第二表面へ反射させる反射素子と、
を含む、
エッジライト型バックライトモジュール。
【請求項8】
前記マイクロ構造は、複数の反射粒子を含むインク材料からなる、
請求項7に記載のエッジライト型バックライトモジュール。
【請求項9】
前記柱状レンズは、弧面及び長形平面を含み、前記長形平面は、前記弧面の両端に接続し、且つ、前記長形平面は、前記第一表面に位置する、
請求項7に記載のエッジライト型バックライトモジュール。
【請求項10】
前記弧面は、半球面又は半楕円球面である、
請求項9に記載のエッジライト型バックライトモジュール。
【請求項11】
前記長形平面は、長手方向及び短手方向に沿って延伸し、
前記複数のマイクロ構造の各々の前記短手方向における幅は、前記複数のマイクロ構造を設置する前記複数の集光領域の各々の前記短手方向における幅とほぼ等しい、
請求項9に記載のエッジライト型バックライトモジュール。
【請求項12】
前記長形平面は、長手方向及び短手方向に沿って延伸し、
前記複数のマイクロ構造の各々の前記短手方向における幅は、前記複数のマイクロ構造を設置する前記複数の集光領域の各々の前記短手方向における幅より小さい、
請求項9に記載のエッジライト型バックライトモジュール。
【請求項13】
前記反射素子は、前記第二表面に向かって突出して設置される複数の角柱を含む、
請求項7に記載のエッジライト型バックライトモジュール。
【請求項14】
前記角柱は、ほぼ前記柱状レンズの長辺方向に沿って延伸する、
請求項13に記載のエッジライト型バックライトモジュール。
【請求項15】
任意の二つの隣接する前記角柱の間の距離は、ほぼ等しい、
請求項13に記載のエッジライト型バックライトモジュール。
【請求項16】
前記角柱は、第一側壁面と、前記第一側壁面と接続される第二側壁面とを有し、
前記第一側壁面又は前記第二側壁面は、平面、凸面又は凹面である、
請求項13に記載のエッジライト型バックライトモジュール。
【請求項17】
前記光源は、少なくとも冷陰極蛍光ランプ、又は、少なくとも発光ダイオードである、
請求項7に記載のエッジライト型バックライトモジュール。

【図1A】
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【図1B】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2010−45027(P2010−45027A)
【公開日】平成22年2月25日(2010.2.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−180628(P2009−180628)
【出願日】平成21年8月3日(2009.8.3)
【出願人】(500093133)中強光電股▲ふん▼有限公司 (53)
【Fターム(参考)】