JP4758411B2 - バックライトモジュール及びこのバックライトモジュールを使用する液晶ディスプレーモジュール - Google Patents

Description

本発明は、バックライトモジュール及びこのバックライトモジュールを使用する液晶ディスプレー（ＬＣＤ）モジュールに関し、更に詳細には、光混合高さ(light mixing height)が小さいバックライトモジュール及びこのバックライトモジュールを使用するＬＣＤデバイスに関する。

ＬＣＤは、低価格であること、及び製造技術が完成されていることにより、現在の情報製品又は電気機器で広く使用されている。

ＬＣＤは、代表的には、受動的な方法を使用して表示を行う。即ち、ディスプレーは、照明にバックライトモジュールを必要とし、その結果、ＬＣＤは、一般的には、バックライトモジュールを含む。バックライトモジュールは、本質的に、均等で十分な光をＬＣＤパネルに提供し、ＬＣＤ用の主要な光学的モジュールの一つである。現在、ＬＥＤを含む光源が、ＬＣＤ製品に対するブレークスルーをもたらしている。これにより、効率が冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）の半分であるプロセスに対し、ライティング(lighting)効率を比較的に向上する。更に、ＬＥＤは、低電力自己発光光源であり、代表的には、電力節約製品の副光源である。従って、ＬＣＤのバックライトモジュールにＬＥＤを光源として設けることに多くの研究がなされてきた。

複数のＬＥＤを光源として使用するバックライトモジュールでは、白色光の混合は、ＬＥＤ光源間の距離及び光混合高さと比例する。光源間の距離が異なると、光混合高さが異なる。光源間の距離が固定されている場合、光混合ユニットを使用して光混合高さを減少する。図１は、代表的な直接型光混合ＬＥＤバックライトモジュールを備えたフレーム１０の平面図である。図２は、図１の代表的なバックライトモジュールの概略側面図である。図１に示すように、フレーム１０は底プレート１１を有する。底プレート１１の材料は、金属であってもよいしポリカーボネート（ＰＣ）であってもよい。フレーム１０は、バックライトモジュールの光混合ユニット１３（図２参照）を含む。底プレート１１には、赤色、青色、及び緑色のビームを発する複数のＬＥＤがアレイをなして配置されている。図２に示すように、光混合ユニット１３はＬＥＤ１２の上方に配置されている。ＬＥＤ１２が発する赤色、青色、及び緑色のビームは、底プレート１１の上方の部分的領域で混合され、これによって、例えば領域Ａに白色を形成する。しかし、これによって得られた光は完全な白色光ではない。光混合ユニット１３は、ＬＥＤ１２のライティング角度を拡げ、光を均等にするように、ＬＥＤ１２が発したビームを拡散するための拡散機構である。光混合ユニット１３は、ディフューザー及び透明プレートを有する。ディフューザーは、透明プレート上に置くことができる。光は、光混合ユニット１３から、領域Ｂを介してＬＣＤパネル１４まで送出される。

この場合、ＬＥＤ１２が様々な色彩を発した後、特定の拡散高さに合わせ、光混合ユニット１３を使用することによって、均等な色彩の光を発生できる。均等な色の光に必要な拡散高さは、約５０ｍｍ及びそれ以上である。即ち、ＬＥＤ１２が発するライティング角度が大きくないため、ＬＥＤ１２が発する様々な色の光を完全に混合し、ＬＣＤ１４に対して白色光を形成する均等で良好な色を提供するのに、光混合ユニット１３とプレート１１との間の特定の距離が必要とされるのである。光混合ユニット１３がＬＥＤ１２に非常に近い場合には、ＬＥＤ１２のライティング角度は十分に拡げられない。光混合ユニット１３が二つのディフューザーを備えている場合には、明るさが低下し、拡散高さを効果的に減少することができない。

上文中で引用したように、上述のバックライトモジュールでは、光混合ユニットと底プレートとの間の距離によって厚さが制限され、そのため、ＬＣＤの全厚を、薄型を求める傾向に適合できない。従って、光混合ユニットと底プレートとの間の距離を短くし、上述の問題点を緩和し及び／又はなくす薄型ＬＣＤを提供することが重要な事項となっている。

本発明の目的は、底プレートと、複数の光源と、光予備混合ユニットと、光混合ユニットとを含むバックライトモジュールを提供することである。底プレートは、二つ又はそれ以上の異なる光の光源を配置するための多数の光取り付け穴を有する。光予備混合ユニットは少なくとも一つのディフューザーを含み、底プレートの上方に配置される。光混合ユニットは第２ディフューザーを含み、光予備混合ユニットの上方所定距離のところに配置される。

本発明の別の目的は、バックライトモジュールを備えた液晶ディスプレー（ＬＣＤ）デバイスを提供することである。

本発明では、光予備混合ユニットは、底プレートの上方に４ｍｍ乃至６ｍｍの範囲の所定の距離のところに配置される。光予備混合ユニットの少なくとも一つの第１ディフューザーは、拡散性が高いディフューザーであり、好ましくは、曇り度が７０％よりも大きい。このような拡散性が高いディフューザーは、光混合拡散(light-mixing diffusion)を増大でき、これによってバックライトモジュールの全厚を減少できる。光予備混合ユニットでは、第１ディフューザーは第１透明プレート上に配置される。第１ディフューザーは、光源が発した光を拡散できる。第１ディフューザーの材料は、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、又はＭＳ（メチルメタクリレート−スチレンコポリマー）であってもよい。第１透明プレートに第１ディフューザーを載せる。第１透明プレートの材料は、任意の透明材料であってもよいが、好ましくは、アクリル材料、ポリカーボネート材料、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、又はガラスであり、更に好ましくは、アクリル材料である。

本発明では、光混合ユニットの第２ディフューザーは、第２透明プレート上に配置され、第１ディフューザーと同じ機能を果たし、第１ディフューザーから来入する光を拡散する。第２ディフューザーの材料は、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、又はＭＳ（メチルメタクリレート−スチレンコポリマー）であってもよい。第２透明プレートに第２ディフューザーを載せる。第２透明プレートの材料は、任意の透明材料であってもよいが、好ましくは、アクリル材料、ポリカーボネート材料、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、又はガラスであり、更に好ましくは、アクリル材料である。

本発明は、光を予備処理するために光予備混合ユニットを使用するため、光混合ユニットと底プレートとの間の距離を減少でき、これによってＬＣＤモジュールの全厚を減少できる。距離は４５ｍｍより小さくてもよく、好ましくは、４０ｍｍよりも小さい。

本発明では、光予備混合ユニット及び光混合ユニットは、同じ又は異なる材料及び構造でできていてもよい。二つのユニットに同じ材料が適用された場合には、費用が低減し、バックライトモジュールが更に効率的に薄くなる。

本発明では、バックライトモジュールは、一つ又はそれ以上の光学的フィルムが、光混合ユニット、光予備混合ユニット、又はこれらのユニットの両方に配置してある。光学的フィルムは、プリズムや光エンハンシングシートを含む。プリズムや光エンハンシングシートは、バックライトモジュールの明るさを向上できる。

本発明では、バックライトモジュールの光源は、照明に十分な明るさを提供できる。光源は、ＣＣＦＬ（冷陰極蛍光灯）、ＨＣＦＬ（熱陰極蛍光灯）、ＥＬ（陰極ルミネセンス）シート、ハロゲン照光器、又はＬＥＤであってもよい。好ましくは、ＬＥＤを使用する。光源は、赤色、緑色、及び青色を含み、光予備混合ユニットを使用して光源が発した赤色、緑色、及び青色のビームを混合することによって均等な白色光を得ることができ、光混合ユニットを使用してライティング角度を拡げる。しかしながら光の混合後、使用者の要求に応じて、光源と同じ色の光を使用することによって、白色光以外の光を得ることができる。

本発明では、バックライトモジュールは、直接型バックライトモジュールである。

上述のように、本発明は、照明効率及び所望の光混合効果の両方を得るため、バックライトモジュールを提供する。光予備混合ユニットを追加することにより、バックライトモジュールの照明効率を犠牲にすることなく、混合した光の拡散を増大する。更に、ＬＣＤモジュールの厚さを相対的に減少して薄くすることにより、市場に対して更に多くの選択肢を提供する。

本発明のこの他の目的、利点、及び新規な特徴は、添付図面と関連して以下の詳細な説明を読むことにより更に明らかになるであろう。

限定でなく、良好な理解のため、本発明の好ましい実施例を以下に説明する。
添付図面は簡略化した図であり、図示のエレメントは、単に説明を目的としたものであって、その数及び形状に関し、実際には異なっていてもよい。

[実施例１]
図３は、本発明によるバックライトモジュールを備えたＬＣＤモジュールの概略断面図である。図３に示すように、バックライトモジュールは、底プレート２１と、複数の光源２２と、光予備混合ユニット２３と、光混合ユニット２４とを含む。底プレート２１は、多数の光取り付け穴（図示せず）を有する。光源２２は、光取り付け穴に配置されたＬＥＤである。これらのＬＥＤは、赤色光、青色光、及び緑色光を含む。

光予備混合ユニット２３は、底プレート２１の上方４ｍｍ乃至６ｍｍのところに配置された第１ディフューザー２３ｂを含む。光予備混合ユニット２３は、第１透明プレート２３ａに載せられる第１ディフューザー２３ｂを使用する。第１透明プレート２３ａの材料は、透明なアクリルプレートであってもよく、この場合、第１透明プレート２３ａには、拡散性が高い第１ディフューザー２３ｂが載せてある。第１ディフューザー２３ｂの材料は、曇り度が約７４．５％のポリカーボネート（ＰＣ）又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であってもよく、これによって混合光の拡散を増大する。

光混合ユニット２４は、光予備混合ユニット２３の上方所定距離のところに配置された第２ディフューザー２４ｂを含む。光混合ユニット２４と底プレート２１との間の距離は、光予備混合ユニット２３が中間に配置されていることによって短くされている。即ち、光予備混合ユニット２３の高い拡散性により、様々な色の光源２２（ＬＥＤ）の初期混合期間で、光混合ユニット２４と底プレート２１との間の距離を約４０ｍｍまで減少できる。光混合ユニット２４は、第２ディフューザー２４ｂを置くために第２透明プレート２４ａを使用する。第２透明プレート２４ａの材料は、透明なアクリルプレートであってもよい。第２透明プレート２４ａの材料は、ポリカーボネート（ＰＣ）又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であってもよい。

この実施例では、光源２２は底プレート２１から光を発する。光は、光予備混合ユニット２３を通過し、及びかくしてライティング角度が従来技術よりも大きく拡がる。従って、光混合ユニット２４の高さを減少できる。従って、光は図３に示すように移動し、部分光は、光混合ユニット２４に達する前に混合して白色光になる。例えば、領域Ｃの光は、赤色光、緑色光、及び青色光を混合することによって得られた白色光である。次に、光混合ユニット２４によってライティング角度を更に拡げ、これによって拡散機構として機能し、光を均等にする。領域Ｄの白色光は、ＬＣＤパネル２５まで移動する。かくして、ＬＣＤモジュールを完成する。

また、ＬＣＤデバイスにバックライトモジュールを適用する場合、プリズムや光エンハンシングシート等の代表的な光学的フィルムを、光予備混合ユニット２３又は光混合ユニット２４と、又はこれらの両方と組み合わせてもよく、これによって光学的性能を全体に向上する。

[実施例２]
図４は、本発明の別の実施例によるバックライトモジュールを備えたＬＣＤデバイスの概略断面図である。

この実施例では、バックライトモジュールは、光予備混合ユニット２３が、第１透明プレート２３ａに重ねた二枚の第１ディフューザー２３ｃ、２３ｄを使用することを除き、実施例１と同じである。第１ディフューザー２３ｃ、２３ｄの材料は、曇り度が約７４．５％のＰＣ（ポリカーボネート）又はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）であってもよい。第１ディフューザー２３ｃ、２３ｄは、ライティング角度を更に拡げることができ、光混合ユニット２４と底プレート２１との間の距離が約３５ｍｍまで、更に減少する。

[実施例３]
この実施例では、バックライトモジュールは、光予備混合ユニット２３において、曇り度が約７４．５％の第１ディフューザー２３ｂを、曇り度が約８８％の第１ディフューザー２３ｂと交換したことを除き、図３に示す実施例１と同じである。この実施例では、同様に、曇り度が約８８％の第１ディフューザー２３ｂが第１透明プレート２３ａ上に置いてあり、光混合ユニット２４と底プレート２１との間の距離を約３８ｍｍまで減少できる。

[実施例４]
この実施例では、バックライトモジュールは、光予備混合ユニット２３において、各々の曇り度が約７４％の二つの第１ディフューザー２３ｃ、２３ｄを、各々の曇り度が約８８％の二つの第１ディフューザー２３ｃ、２３ｄと交換したことを除き、図４に示す実施例２と同じである。この実施例では、同様に、曇り度が約８８％の第１ディフューザー２３ｃ、２３ｄが第１透明プレート２３ａ上に置いてあり、光混合ユニット２４と底プレート２１との間の距離を約３４ｍｍまで減少できる。

ここで引用した実施例では、関連したパラメータをＬＥＤの種類及び構成に従って変化させることができ、これによって、各実施例における最適の必要条件に従って調節を最適化する。

上述のように、本発明は、バックライトモジュール及びこのバックライトモジュールを使用するＬＣＤモジュールを提供する。光の予備混合を行う光学的機構を光源の上に置くことによって、様々な主色ＬＥＤを混合するのに必要な距離を減少する。従って、光混合ユニットと底プレートとの間の距離が減少し、ＬＣＤモジュールの厚さが減少し、これによって薄型化の必要を満たし、市場での競争力を高める。

本発明をその好ましい実施例に関して説明したが、特許請求の範囲に記載した本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、多くの他の可能な変形及び変更を行うことができるということは理解されるべきである。

図１は、代表的な直接型光混合ＬＥＤバックライトモジュールを持つフレームの斜視図である。 図２は、図１の代表的なバックライトモジュールの概略側面図である。 図３は、本発明の好ましい実施例によるバックライトモジュールを持つＬＣＤモジュールの概略断面図である。 図４は、本発明の別の好ましい実施例によるバックライトモジュールを持つＬＣＤモジュールの概略断面図である。

符号の説明

２１ 底プレート
２２ 光源
２３ 光予備混合ユニット
２３ａ 第１透明プレート
２３ｂ 第１ディフューザー
２４ 光混合ユニット

Claims (13)

1. バックライトモジュールにおいて、
   多数の光取り付け穴を持つ底プレートと、
   前記底プレートの前記光取り付け穴に配置された、二つ又はそれ以上の異なる色の複数の光源と、
   前記底プレートの上方に配置された光予備混合ユニットであって、互いに隣接する２つの第１ディフューザーを持ち、前記隣接する２つの第１ディフューザーは、第１透明プレート上に配置され、前記２つの第１ディフューザーは７０％よりも高い曇り度の値を有する、光予備混合ユニットと、
   前記光予備混合ユニットの上方所定距離のところに配置された、第２ディフューザーを持ち、前記第２ディフューザーは、第２透明プレート上に配置されている光混合ユニットとを含み、
   前記光混合ユニットと前記底プレートとの間の距離は、４５ｍｍより小さい、バックライトモジュール。
2. 請求項１に記載のバックライトモジュールにおいて、
   前記光予備混合ユニットは、前記底プレートの上方に、４ｍｍ乃至６ｍｍの範囲の所定距離のところに配置されている、バックライトモジュール。
3. 請求項１に記載のバックライトモジュールにおいて、
   前記少なくとも一つの第１ディフューザーは、光混合拡散を高めるディフューザーを含む、バックライトモジュール。
4. 請求項３に記載のバックライトモジュールにおいて、
   前記第１透明プレートは、アクリル、ポリカーボネート、シクロオレフィンコポリマー、又はガラスで形成されている、バックライトモジュール。
5. 請求項１に記載のバックライトモジュールにおいて、
   前記少なくとも一つの第１ディフューザーは、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、又はメチルメタクリレート−スチレンコポリマー（ＭＳ）で形成されている、バックライトモジュール。
6. 請求項１に記載のバックライトモジュールにおいて、
   前記第２透明プレートは、アクリル、ポリカーボネート、シクロオレフィンコポリマー、又はガラスで形成されている、バックライトモジュール。
7. 請求項１に記載のバックライトモジュールにおいて、
   前記第２ディフューザーは、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、又はメチルメタクリレート−スチレンコポリマー（ＭＳ）で形成されている、バックライトモジュール。
8. 請求項１に記載のバックライトモジュールにおいて、
   前記光予備混合ユニット及び前記光混合ユニットは、同じ材料で形成されている、バックライトモジュール。
9. 請求項１に記載のバックライトモジュールにおいて、更に、
   前記光混合ユニット上に配置された少なくとも一つの光学的フィルムを含む、バックライトモジュール。
10. 請求項９に記載のバックライトモジュールにおいて、
    前記少なくとも一つの光学的フィルムは、プリズムや光エンハンシングシートを含む、バックライトモジュール。
11. 請求項１に記載のバックライトモジュールにおいて、
    前記光源は、赤色光、緑色光、及び青色光を含む、バックライトモジュール。
12. 請求項１に記載のバックライトモジュールにおいて、
    少なくとも一つの光源は、発光ダイオードを含む、バックライトモジュール。
13. 請求項１に記載のバックライトモジュールを持つＬＣＤモジュール。
    

Images