特許第6242605号(P6242605)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6242605
(24)【登録日】2017年11月17日
(45)【発行日】2017年12月6日
(54)【発明の名称】バックライトモジュール及び表示装置
(51)【国際特許分類】
   F21S 2/00 20160101AFI20171127BHJP
   F21V 3/02 20060101ALI20171127BHJP
   F21V 3/00 20150101ALI20171127BHJP
   G02F 1/13357 20060101ALI20171127BHJP
   F21Y 115/10 20160101ALN20171127BHJP
【FI】
   F21S2/00 482
   F21S2/00 484
   F21V3/02 100
   F21V3/00 530
   G02F1/13357
   F21Y115:10
【請求項の数】10
【全頁数】10
(21)【出願番号】特願2013-133464(P2013-133464)
(22)【出願日】2013年6月26日
(65)【公開番号】特開2014-26973(P2014-26973A)
(43)【公開日】2014年2月6日
【審査請求日】2016年5月20日
(31)【優先権主張番号】201220361574.8
(32)【優先日】2012年7月24日
(33)【優先権主張国】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】510280589
【氏名又は名称】京東方科技集團股▲ふん▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】BOE TECHNOLOGY GROUP CO.,LTD.
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100089037
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邊 隆
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(72)【発明者】
【氏名】▲鄭▼ ▲衛▼新
(72)【発明者】
【氏名】▲楊▼ ▲東▼升
(72)【発明者】
【氏名】▲シャオ▼ 中▲蓮▼
【審査官】 河村 勝也
(56)【参考文献】
【文献】 登録実用新案第3142331(JP,U)
【文献】 国際公開第2011/158555(WO,A1)
【文献】 国際公開第2011/067987(WO,A1)
【文献】 米国特許出願公開第2010/0296266(US,A1)
【文献】 米国特許出願公開第2009/0147516(US,A1)
【文献】 特表2008−542994(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2009/0284969(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F21S 2/00
F21V 3/00
F21V 7/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
バックライトモジュールであって、
少なくとも1つの発光モジュール及び少なくとも1つの反射支持モジュールを備え、前記発光モジュールは、傾斜して設けられる複数のユニット面及び各前記ユニット面に設けられる発光体を備え、前記反射支持モジュールは、傾斜して設けられる複数の反射面を備え
前記発光モジュールの複数のユニット面が角錐構造を構成し、前記反射支持モジュールの反射面も角錐構造を構成し、
前記反射支持モジュールの各反射面は前記発光モジュールの1つのユニット面にそれぞれ1対1で対応することを特徴とするバックライトモジュール。
【請求項2】
前記発光モジュールの各ユニット面に、1つの発光体が設けられることを特徴とする請求項に記載のバックライトモジュール。
【請求項3】
前記バックライトモジュールは、バックパネル及び底反射シートをさらに備え、バックパネルはバックライトモジュール全体の底部で支持するものであり、底反射シートはバックパネルの一部上に敷設され、発光モジュールはバックパネルの他の部分上に設けられ、反射支持モジュールは底反射シート上に設けられることを特徴とする請求項に記載のバックライトモジュール。
【請求項4】
前記バックパネル上に、前記反射支持モジュールを支持する支持部材がさらに設けられることを特徴とする請求項に記載のバックライトモジュール。
【請求項5】
前記発光モジュールの高さは2〜5mmであり、前記反射支持モジュールの高さは5〜20mmであ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。
【請求項6】
前記発光モジュールのユニット面の傾斜角度は15〜60°であり、前記反射支持モジュールの反射面の傾斜角度は10〜45°であ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。
【請求項7】
前記バックライトモジュールは、複数の発光モジュール及び複数の反射支持モジュールを備え、前記複数の発光モジュール及び前記複数の反射支持モジュールは同じ間隔をあけて交代に分布し、且つ各前記発光モジュールを囲む反射支持モジュールは、それらが囲む発光モジュールを中心に、中心対称に分布す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。
【請求項8】
前記発光体からの光の少なくとも一部は、反射支持モジュールの反射面に射出す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。
【請求項9】
拡散板をさらに備え、反射支持モジュールは、その頂部が拡散板に接触して拡散板を支持し、前記反射支持モジュールの反射面に射出する前記光は、反射された後拡散板に出射することを特徴とする請求項に記載のバックライトモジュール。
【請求項10】
請求項1〜のいずれか1項に記載のバックライトモジュールを備えることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、表示技術分野に関し、特に、バックライトモジュール及び表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶分子自身が発光能力を有しないため、従来の液晶ディスプレイでは、表示画面を得るように、光源を設ける必要があった。バックライトは、光源の相対的な位置によって、エッジライト型及び直下型に分ける。エッジライト型バックライトの構造では、光源が導光板のサイドに設けられ、ストリップ状の光源からの光が導光板に直接に射出する。導光板は、主に、サイドから入射した平行光を平面光に転換するものである。直下型バックライトの構造では、光源が液晶パネルの下方に配置され、光源からの光が一定の空間距離を経て、拡散板に拡散されて混合された後、面光源として射出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
目前、直下型バックライトは、液晶ディスプレイに対して重要な地位を占めている。直下型バックライトは、LEDの出光面が拡散板に直接に対向する方法を多く用いる。このような設計方式によれば、輝度が不均一であるムラがバックライトの表面に形成しやすくなる。そこで、均一性がよい面光源を得るために、一般的に、光源とフィルムとの間の距離を長くする(即ち、混光の高さを大きくする)ことで光線を十分に発散させる。然し、この方式では、バックライトモジュールが厚い。直下型バックライトの欠点を克服するために、ある従来技術は、バックライトモジュールに二次光学レンズを追加し、レンズによって光線を発散させる。然し、このような設計によれば、二次光学系を設ける必要があり、光インタフェイスが多くなり、LEDモジュールの効率及び体積がある程度で制約される。
【0004】
また、液晶パネル画面品質の優劣は、バックライトモジュールにおける光学フィルムの平らさにかなりに関連している。直下型バックライトモジュールでは、平らなフィルムを得るために、バックパネルと拡散板との間に支持部材を独立に設ける必要がある。これらの支持部材はバックライトモジュールの光学性能に対してもかなりの影響を与える。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明はバックライトモジュール及び表示装置を提供する。
【0006】
本発明の一形態はバックライトモジュールを提供する。該バックライトモジュールは、少なくとも1つの発光モジュール及び少なくとも1つの反射支持モジュールを備え、上記発光モジュールは、傾斜して設けられる複数のユニット面及び上記各ユニット面に設けられる発光体を備え、上記反射支持モジュールは、傾斜して設けられる複数の反射面を備える。
【0007】
1つの例示では、上記発光モジュールのユニット面は角錐構造を構成し、上記反射支持モジュールの反射面も角錐構造を構成する。
【0008】
1つの例示では、反射支持モジュールの各反射面は、発光モジュールの1つのユニット面にそれぞれ対応する。
【0009】
1つの例示では、上記発光モジュールの各ユニット面に、1つの発光体が設けられる。
【0010】
1つの例示では、上記バックライトモジュールは、バックパネル及び底反射シートをさらに備え、バックパネルはバックライトモジュール全体の底部で支持し、底反射シートはバックパネルの一部上に敷設され、発光モジュールはバックパネルの他の部分上に設けられ、反射支持モジュールは、底反射シート上に設けられる。
【0011】
1つの例示では、上記バックパネル上に、上記反射支持モジュールを支持する支持部材がさらに設けられる。
【0012】
1つの例示では、上記発光モジュールの高さは2〜5mmであり、上記反射支持モジュールの高さは5〜20mmである。
【0013】
1つの例示では、上記発光モジュールのユニット面の傾斜角度は15〜60°であり、上記反射支持モジュールの反射面の傾斜角度は10〜45°である。
【0014】
1つの例示では、上記バックライトモジュールは、複数の発光モジュール及び複数の反射支持モジュールを備え、上記複数の発光モジュール及び上記複数の反射支持モジュールは、同じ間隔をあけて交代に分布され、各上記発光モジュールを囲む反射支持モジュールは、それらが囲む発光モジュールを中心に、中心対称に分布する。
【0015】
1つの例示では、上記発光体からの少なくとも一部の光が反射支持モジュールの反射面に射出する。
【0016】
1つの例示では、拡散板をさらに備え、反射支持モジュールの頂部は拡散板に接触して拡散板を支持し、且つ上述した反射支持モジュールの反射面に射出する光は反射された後拡散板に射出する。
【0017】
本発明の他の形態は、表示装置を提供する。上記表示装置は、上述のいずれのバックライトモジュールを備える。
【図面の簡単な説明】
【0018】
図1】本発明の実施例に係るバックライトモジュールの構造の概略図である。
図2】本発明の実施例における発光モジュールの構造の概略断面図である。
図3】本発明の実施例における発光モジュールの上面図である。
図4】本発明の実施例における反射支持モジュールの上面図である。
図5】本発明の実施例における混光の光路効果を示す概略図である。
図6】本発明の他の実施例における反射支持モジュールの構造の概略図である。
図7】本発明のさらに他の実施例における混光全体の光路効果図である。
図8】本発明のさらに他の実施例におけるバックライトモジュールのマトリックス状に配列された構造の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明実施例の目的、技術案及びメリットをさらに明確にするように、図面を参照しながら、本発明実施例の技術案を明確で完全に説明する。なお、下記の実施例は、本発明実施例の一部であり、全ての実施例ではない。本発明実施例に基づき、当業者が創造的労働をしない前提で得られる全ての他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に入る。
【0020】
本発明実施例によれば、バックライトモジュールであって、発光モジュール及び反射支持モジュールを備え、発光モジュールは、傾斜して設けられるユニット面を備え、発光体は、上記発光モジュールのユニット面に設けられ、上記反射支持モジュールは、傾斜して設けられる反射面を備える。本発明によれば、発光体からの光が反射支持モジュールの各反射面に反射され、空間中において均一の光線が形成される。これによって、光源の全体的な発光効率が向上され、直下型バックライトモジュールの混光の高さが効果的に低下され、直下型超薄液晶デバイスの実現に有利である。
【0021】
本発明実施例では、発光モジュールにおいて錐形状構造の傾斜するユニット面ごとに1つのLEDが設けられ、各LEDはバックライトモジュールのチャンバーに斜めに射出する。反射支持モジュールも錐形状の構造であり、その各傾斜面は、高反射材料からなる反射面であり、各反射面は、発光モジュールの1つのユニット面にそれぞれ対応し(主に、該ユニット面のLEDに対応する)、反射面は、LEDが斜めに射出する光線を効果的に反射できる。支持反射モジュールは、独立に形成されてから取り付けてもよいし、底反射シートを直接に折り畳んで形成されてもよい。該支持反射モジュールは、LEDからの光線を反射する以外に、支持デバイスとして、バックライトモジュールのチャンバーの上部のモジュールを支持してもよい。
【0022】
以下、各附図を参照しながら、本発明実施例をさらに説明する。
【0023】
実施例1
図1は、本発明実施例1におけるバックライトモジュールの全体的な断面構造を示す。該バックライトモジュールは、発光モジュール1、反射支持モジュール2、バックパネル41、及び複数の側板42を備える。バックパネル41及び複数の側板42は箱状のフレームを形成する。発光モジュール1及び反射支持モジュール2は、該フレーム内に設けられる。さらに、該フレームの上方に、拡散板61、第1の光学フィルム62及び第2の光学フィルム63が順に設けられる。該バックライトモジュールは、底反射シート31をさらに備え、底反射シート31はバックパネル41の一部上に敷設され、発光モジュール1は、バックパネル41の他の部分上に設けられる。即ち、バックパネル41上において、底反射シート31を設けていない部分に、発光モジュール1が設けられ、反射支持モジュール2は底反射シート31上に設けられるとともに、反射支持モジュール2の頂部が拡散板61に接触して、拡散板61、及び拡散板61上の第1の光学フィルム62や第2の光学フィルム63を支持し、側反射層32は側板42に貼り付けられる。
【0024】
ここで、「一部」とは、バックパネルにおいて底反射シートが設けられる部分であり、「他の部分」とは、バックパネル上において底反射シートが設けられない部分であるが、両部分の和がちょうどバックパネル全体の面積であることを意味しない。実際には、上述した底反射シート、発光モジュール及びバックパネルの設置関係は、好ましい実施例に過ぎない。実際には、底反射シートがバックパネル全体上に敷設され、発光モジュールが底反射シート上に設けられてもよい。
【0025】
さらに、図2、3を参照すると、図2は本発明における発光モジュールの断面図であり、図3は発光モジュール1の上面図である。説明の便宜上に、本発明の発光モジュールにおける発光体がLEDであるが、これに限らない。発光モジュールは、回路基板12、支持部材13及びLED11を備え、回路基板12は、その下表面がバックパネルに接触し、その上表面が支持部材13に接触し、支持部材13は複数の傾斜するユニット面からなる錐形状構造であり、LED11は、LEDチップ15、パッケージ支持部材16及びパッケージシール剤14を備え、各LED11は、パッケージ支持部材16によって支持部材13の1つの傾斜するユニット面に固定され、パッケージ支持部材16の下側面が回路基板12に接続されてLEDチップ15に電源通路を提供し、LEDチップ15は、パッケージシール剤14内にパッケージされる。発光モジュールは、全体として角錐構造であり、その底面が回路基板12に接触し、残りの各傾斜面がLED11を載置するユニット面であり、各ユニット面と回路基板との間の夾角の大きさが、LED11の発光傾斜度である。図3では、三角錐(即ち、1つ底面の他に、3つのLEDを載置できるユニット面を有する)を例として説明したが、当業者であれば理解できるように、本発明では、三角錐が発光モジュールの錐形状構造の唯一な実施方式ではなく、さらに多いユニット面からなる錐形状構造、例えば四角錐、五角錐等も本発明に適用できる。
【0026】
図4は反射支持モジュールの上面図であり、図3における三角錐である発光モジュールに対応するように、図4の反射支持モジュールも3つの傾斜する反射面21〜23を備え、各反射面は、発光モジュールの1つのユニット面におけるLEDにそれぞれ対応する。図5は、発光モジュールと反射支持モジュール2の反射面が協働してLED11からの光をチャンバー内で拡散させる光路効果を示す。LED11が斜めに射出する光7は、一部が拡散板61に直接に出射し、他の部分が底反射シート31または反射支持モジュール2の1つの反射面に照射して、底反射シート31及び/又は反射面に反射された後拡散板61に射出する。これによって、直射光及び反射光はチャンバー5内で充分に混合され、より小さい混光高さによって、LED11からの光が拡散板61においてさらに均一される。
【0027】
実施例1では、反射支持モジュールは高反射材料から独立に形成され、発光モジュールに対応する角錐構造であり、バックライトモジュールにおいて光線を反射するだけではなく、拡散板も支持するものである。これによって、直下型バックライトモジュールは、平らで安定なフィルム敷設構造を有するようになる。
【0028】
本発明実施例では、一般的に、LEDの幅は、例えば3mmであり、発光モジュールは、LEDを設置できるサイズを有すればよいので、発光モジュールの高さを、例えば2〜5mm程度に抑えることができる。反射支持モジュールの高さは発光モジュールの夾角(即ち、LEDの発光傾斜度)により決まれ、発光傾斜度が大きいほど、光を拡散板に効果的に反射するために、反射支持モジュールの反射面と底面との夾角が小さくなり、反射支持モジュールの高さが小さくなる。発光モジュールの高さは例えば2〜5mm程度に抑えることができるため、上述した光路協働効果を実現するには、反射支持モジュールの高さは、例えば約5〜20mmであり、従来の直下型バックライトの15〜40mmの高さに対して、混光高さが顕著的に低下された。混光高さが低減されたことは、バックライトモジュール厚みの低下を意味し、厚みの低減は、材料の使用量の低減、特に、金属材料であるバックパネルの軽みを意味し、軽薄化の液晶デバイスを容易に実現できるようになった。
【0029】
また、本発明実施例では、発光モジュールの夾角はLEDの出光角度に制約され、LEDの出光角度が一般的に120°であるが、LEDの上方に向いて拡散板に射出する光線の均一性を確保するために、光に照射されない、または光に照射すぎる領域の形成を避けるようにし、この場合、発光モジュールの夾角の大きさを一般的に例えば15〜60°に抑え、これに対応して、反射支持モジュールの反射面と底面の夾角の大きさは、例えば10〜45°である。
【0030】
本発明実施例では、発光モジュールの傾斜するユニット面ごとに1つのLEDが設けられ、組ごとの発光モジュールが1つの小さい単体を形成するため、回路が各モジュール及び各LEDに対するスイッチング制御が容易になり、デバイス表面の表示領域のコントラスト制御が実現される。
【0031】
実施例2
本発明実施例2は、その基本的な構造が上記実施例1と同じである。但し、反射支持モジュールは、底反射シートから直接に折り畳んで形成されてもよい。図6に示すように、各反射支持モジュールに対して、バックパネルに上記反射支持モジュールを支持する支持部材24が設けられ、反射支持モジュールの複数の反射面21〜23は、底反射シート31を折り畳んで形成され、複数の反射面21〜23は支持部材24のトップに固定される。
【0032】
実施例3
本発明実施例3の基本的な構造は上述した実施例1と同じである。該実施例3は、バックライトモジュールにおける、複数の発光モジュール及び複数の反射支持モジュールの設置状況を説明する。図7は、バックライトモジュールのチャンバー内の光路の協働を示す上面図である。図7に示すように、発光モジュールにおいて、支持部材13に設けられるLED11からの光は、チャンバー空間に直接に射出する光71、反射支持モジュール2の反射面に射出する光72及び反射面に反射される光73からなる。
【0033】
図8は、さらなる均一な光学効果を得るための、直下型バックライトモジュールの発光モジュール1及び反射支持モジュール2のマトリックス状設置を示す。図8に示すように、底反射シート31はバックパネル41上に設けられ、発光モジュール1及び反射支持モジュール2は底反射シート31上に設けられ、発光モジュール1及び反射支持2モジュールは同じ間隔をあけて交代に分布し、各発光モジュール1の発光面は反射支持モジュール2の反射面とそれぞれ対応し、且つ各発光モジュール1を囲む反射支持モジュール2は、それらが囲む発光モジュール1を中心に、中心対称に分布し、全体的の配置が均一になる。
【0034】
本発明実施例は、さらに以上のいずれのバックライトモジュールを備える表示装置を提供する。上記表示装置は、液晶パネル、電子ペーパー、OLEDパネル、液晶テレビ、液晶ディスプレイ、デジタルフォトフレーム、携帯電話、タブレットコンピュータ等の表示機能を有するいずれの製品または部材であってもよい。
【0035】
本発明は、直下型バックライトの光源を傾斜に設計し、従来の光源が拡散板を直接に照射するバックライトモジュールに対して、光源が周囲のチャンバーに傾斜に照射し、大部分の光が発光面に射出して拡散板の直接に照射される面積が大きくなり、一部の光が反射支持モジュールの反光面に射出して、再び利用されて上述した光線と混合する。このような設計によれば、二次光学系が省略されるとともに、光源の発光効率が確保された。光学設計及び支持構造を組み合わせて応用する反射支持モジュールは、従来の単独の支持部材に対して、空間の利用率及び光エネルギーの利用率がさらに向上された。
【0036】
本発明によれば、光源の発光効率を確保し、バックライトモジュールの内部空間を十分に利用し、光源の全体的な発光効率を向上し、直下型バックライトモジュールの混光高さを効果的に低下し、直下型超薄液晶デバイスの実現に有利である。
【0037】
本発明は、以下の構造をさらに備えてもよい。
【0038】
(1)バックライトモジュールであって、
少なくとも1つの発光モジュール及び少なくとも1つの反射支持モジュールを備え、上記発光モジュールは、傾斜して設けられる複数のユニット面及び各ユニット面上の発光体を備え、上記反射支持モジュールは、傾斜して設けられる複数の反射面を備える。
【0039】
(2)上記発光モジュールの複数のユニット面が角錐構造を構成し、上記反射支持モジュールの複数の反射面も角錐構造を構成する(1)に記載のバックライトモジュール。
【0040】
(3)反射支持モジュールの各反射面は発光モジュールの1つのユニット面にそれぞれ対応する(1)または(2)に記載のバックライトモジュール。
【0041】
(4)上記発光モジュールの各ユニット面に1つの発光体が設けられる(3)に記載のバックライトモジュール。
【0042】
(5)上記バックライトモジュールは、バックパネル及び底反射シートをさらに備え、バックパネルはバックライトモジュール全体の底部で支持するものであり、底反射シートはバックパネルの一部上に敷設され、発光モジュールはバックパネルの他の部分上に設けられ、反射支持モジュールは底反射シート上に設けられる(4)に記載のバックライトモジュール。
【0043】
(6)上記バックパネル上に、上記反射支持モジュールを支持する支持部材がさらに設けられる(5)に記載のバックライトモジュール。
【0044】
(7)上記発光モジュールの高さは2〜5mmであり、上記反射支持モジュールの高さは5〜20mmである(1)に記載のバックライトモジュール。
【0045】
(8)上記発光モジュールのユニット面の傾斜角度は15〜60°であり、上記反射支持モジュールの反射面の傾斜角度は10〜45°である(1)に記載のバックライトモジュール。
【0046】
(9)上記バックライトモジュールは、複数の発光モジュール及び複数の反射支持モジュールを備え、上記複数の発光モジュール及び上記複数の反射支持モジュールは同じ間隔をあけて交代に分布し、且つ各上記発光モジュールを囲む反射支持モジュールは、それらが囲む発光モジュールを中心に、中心対称に分布する(1)に記載のバックライトモジュール。
【0047】
(10)上記発光体からの光の少なくとも一部は、反射支持モジュールの反射面に射出する(1)に記載のバックライトモジュール。
【0048】
(11)拡散板をさらに備え、反射支持モジュールは、その頂部が拡散板に接触して拡散板を支持し、反射支持モジュールの反射面に射出する上記光は反射された後拡散板に出射する(10)に記載のバックライトモジュール。
【0049】
(12)表示装置であって、(1)〜(11)のいずれか1項に記載のバックライトモジュールを備える。
【0050】
以上は本発明の例示的な実施例だけであり、本発明の保護範囲を制約するものではない。本発明の保護範囲は、請求項に確定される。
【符号の説明】
【0051】
1 発光モジュール
11 LED
12 回路基板
13 発光体
14 パッケージシール剤
15 LEDチップ
16 パッケージ支持部材
2 反射支持モジュール
21〜23 反射面
31 底反射シート
32 側反射層
41 バックパネル
42 側板
5 チャンバー
61 拡散板
62 第1の光学フィルム
63 第2の光学フィルム
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8