特開 2025-13175 導光板および光源モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025013175

(43)【公開日】2025-01-24

(54)【発明の名称】導光板および光源モジュール

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20250117BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20250117BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20250117BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 435

G02F1/13357

F21Y115:10

【審査請求】有

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024083529

(22)【出願日】2024-05-22

(31)【優先権主張番号】63/526,201

(32)【優先日】2023-07-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】18/599,252

(32)【優先日】2024-03-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】519132528

【氏名又は名称】微采視像科技股▲分▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100081961

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 光春

(74)【代理人】

【識別番号】100112564

【弁理士】

【氏名又は名称】大熊 考一

(74)【代理人】

【識別番号】100163500

【弁理士】

【氏名又は名称】片桐 貞典

(74)【代理人】

【識別番号】230115598

【弁護士】

【氏名又は名称】木内 加奈子

(72)【発明者】

【氏名】王 蒼祺

(72)【発明者】

【氏名】張 馨文

(72)【発明者】

【氏名】林 弘裕

(72)【発明者】

【氏名】陳 永彬

【テーマコード（参考）】

2H391

3K244

【Ｆターム（参考）】

2H391AA15

2H391AB04

2H391AD26

2H391AD29

2H391AD35

3K244AA01

3K244BA08

3K244BA26

3K244CA03

3K244DA01

3K244EA02

3K244EA12

3K244ED03

3K244ED12

3K244ED29

(57)【要約】

【目的】より優れた光分布の均一性を有する導光板および光源モジュールを提供する。
【解決手段】導光板は、光入射面、第１表面、および複数の光学微細構造を含む。第１表面は、光入射面に接続される。光学微細構造は、第１表面に配置される。各光学微細構造は、第１断面に沿った第１断面輪郭および第２断面に沿った第２断面輪郭を有する。第１断面は、第２断面に対して垂直である。第１断面輪郭は、第２断面輪郭と異なる。光学微細構造は、複数の第１光学微細構造および複数の第２光学微細構造を含む。各第１光学微細構造の第２断面輪郭は、各第２光学微細構造の第２断面輪郭と異なる。また、導光板を含む光源モジュールも提供する。
【選択図】図２Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光入射面と、
前記光入射面に接続された第１表面と、
前記第１表面に配置された複数の光学微細構造と、
を含み、
各前記光学微細構造が、第１断面に沿った第１断面輪郭および第２断面に沿った第２断面輪郭を有し、
前記第１断面が、前記第２断面に対して垂直であり、
前記第１断面輪郭が、前記第２断面輪郭と異なり、
前記光学微細構造が、複数の第１光学微細構造および複数の第２光学微細構造を含み、
各前記第１光学微細構造の前記第２断面輪郭が、各前記第２光学微細構造の前記第２断面輪郭と異なる導光板。

【請求項2】

各前記第１光学微細構造の前記第１断面輪郭が、各前記第２光学微細構造の前記第１断面輪郭と異なる請求項１に記載の導光板。

【請求項3】

前記光学微細構造が、さらに、複数の第３光学微細構造を含み、
各前記第３光学微細構造の前記第２断面輪郭が、前記第１光学微細構造および前記第２光学微細構造のそれぞれの前記第２断面輪郭と異なる請求項１に記載の導光板。

【請求項4】

各前記第２光学微細構造の前記第１断面輪郭が、各前記第３光学微細構造の前記第１断面輪郭と同じである請求項３に記載の導光板。

【請求項5】

各前記第１光学微細構造の前記第１断面輪郭が、各前記第２光学微細構造の前記第１断面輪郭と異なる請求項４に記載の導光板。

【請求項6】

前記第１光学微細構造が、第１方向に配置され、
前記第１方向が、前記光入射面に対して垂直ではない請求項１に記載の導光板。

【請求項7】

前記第２光学微細構造が、第２方向に配置され、
前記第２方向が、前記光入射面に対して垂直ではなく、前記第２方向が、前記第１方向と交差する請求項６に記載の導光板。

【請求項8】

前記第１方向および前記第２方向が、前記光入射面に対して平行ではない請求項７に記載の導光板。

【請求項9】

前記第１表面上の前記光学微細構造の分布密度が、前記光入射面から離れる方向に沿って増加する請求項１に記載の導光板。

【請求項10】

光入射面と、
前記光入射面に接続された第１表面と、
前記第１表面に配置された複数の光学微細構造と、
を含み、
各前記光学微細構造が、第１断面に沿った第１断面輪郭および第２断面に沿った第２断面輪郭を有し、
前記第１断面が、前記第２断面に対して垂直であり、
前記第１断面輪郭が、前記第２断面輪郭と異なり、
前記光学微細構造が、複数の第１光学微細構造および複数の第２光学微細構造を含み、
各前記第１光学微細構造の前記第２断面輪郭が、各前記第２光学微細構造の前記第２断面輪郭と異なる導光板と、
前記導光板の前記光入射面の一側に配置された光源と、
を含む光源モジュール。

【請求項11】

各前記第１光学微細構造の前記第１断面輪郭が、各前記第２光学微細構造の前記第１断面輪郭と異なる請求項１０に記載の光源モジュール。

【請求項12】

前記光学微細構造が、さらに、複数の第３光学微細構造を含み、各前記第３光学微細構造の前記第２断面輪郭が、前記第１光学微細構造および前記第２光学微細構造のそれぞれの前記第２断面輪郭と異なる請求項１０に記載の光源モジュール。

【請求項13】

各前記第２光学微細構造の前記第１断面輪郭が、各前記第３光学微細構造の前記第１断面輪郭と同じである請求項１２に記載の光源モジュール。

【請求項14】

各前記第１光学微細構造の前記第１断面輪郭が、各前記第２光学微細構造の前記第１断面輪郭と異なる請求項１３に記載の光源モジュール。

【請求項15】

前記第１光学微細構造が、第１方向に配置され、前記第１方向が、前記光入射面に対して垂直ではない請求項１０に記載の光源モジュール。

【請求項16】

前記第２光学微細構造が、第２方向に配置され、前記第２方向が、前記光入射面に対して垂直ではなく、前記第２方向が、前記第１方向と交差する請求項１５に記載の光源モジュール。

【請求項17】

前記第１方向および前記第２方向が、前記光入射面に対して平行ではない請求項１６に記載の光源モジュール。

【請求項18】

前記第１表面上の前記光学微細構造の分布密度が、前記光入射面から離れる方向に沿って増加する請求項１０に記載の光源モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光源モジュールに関するものであり、特に、導光板を有する光源モジュールに関するものである。

【背景技術】

【0002】

液晶ディスプレイなどの非自己発光ディスプレイ（non-self-luminous display）が幅広く使用されるようになるにつれ、バックライトモジュールの設計もさまざまな使用シナリオに合わせて調整する必要がある。その中でも、エッジ型バックライトモジュールは、ディスプレイ装置の薄型化に対する要求を満たすことができるため、市場で主流になっている。一般的に、エッジ型バックライトモジュールは、導光板および光源を含む。光源を導光板のエッジ側表面に配置することにより、バックライトモジュールの厚さを大幅に減らすことができる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかしながら、このような設計では、省電力特性を有する光源が導光板のエッジ側に不連続に分布するため、不均一な光分布（例えば、光スポット現象）が生じる可能性がある。

【課題を解決するための手段】

【0004】

上記の問題を考慮して、本発明は、より優れた光分布の均一性を有する導光板および光源モジュールを提供する。

【0005】

本発明は、光入射面、第１表面、および複数の光学微細構造を含む導光板を提供する。第１表面は、光入射面に接続される。光学微細構造は、第１表面に配置される。各光学微細構造は、第１断面に沿った第１断面輪郭および第２断面に沿った第２断面輪郭を有する。第１断面は、第２断面に対して垂直である。第１断面輪郭は、第２断面輪郭と異なる。光学微細構造は、複数の第１光学微細構造および複数の第２光学微細構造を含む。各第１光学微細構造の第２断面輪郭は、各第２光学微細構造の第２断面輪郭と異なる。

【0006】

本発明は、導光板および光源を含む光源モジュールを提供する。導光板は、光入射面、第１表面、および複数の光学微細構造を含む。第１表面は、光入射面に接続される。光学微細構造は、第１表面に配置される。各光学微細構造は、第１断面に沿った第１断面輪郭および第２断面に沿った第２断面輪郭を有する。第１断面は、第２断面に対して垂直である。第１断面輪郭は、第２断面輪郭と異なる。光学微細構造は、複数の第１光学微細構造および複数の第２光学微細構造を含む。各第１光学微細構造の第２断面輪郭は、各第２光学微細構造の第２断面輪郭と異なる。光源は、導光板の光入射面の一側に配置される。

【発明の効果】

【0007】

以上のように、本発明の１つの実施形態に係る光源モジュールは、導光板の第１表面に配置された各光学微細構造が導光板の光入射面に平行な断面に対して非対称的である。一部の光学微細構造のそれぞれの断面に沿った断面輪郭は、別の部分の光学微細構造のそれぞれの断面に沿った断面輪郭と異なる。したがって、導光板の光分布の均一性を大幅に改善することができる。

【0008】

上述した内容をより理解しやすくするために、いくつかの実施形態を図面と合わせて以下に詳しく説明する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

添付の図面は、本発明の原理をさらに理解するために含まれており、本明細書に組み込まれ、且つその一部を構成するものである。図面は、本発明の実施形態を例示しており、説明とともに、本発明の原理を説明する役割を果たしている。

【0010】

【図1】本発明の１つの実施形態に係る光源モジュールの概略的底面図である。

【図2A】図１の光源モジュールの概略的断面図である。

【図2B】図１の光源モジュールの概略的断面図である。

【図3】本発明の別の実施形態に係る光源モジュールの概略的底面図である。

【図4】本発明のさらに別の実施形態に係る光源モジュールの概略的底面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

好ましい実施形態の下記の詳細な説明において、本明細書の一部を形成する添付の図面を参照し、本発明を実施することのできる特定の実施形態を例として示す。この点に関し、「上」、「下」、「前」、「後」などの方向性の用語は、説明されている図面の方向を参照して使用される。本発明の構成要素は、多数の異なる方向に配置することができる。したがって、方向性の用語は、説明の目的で使用されるものであり、限定の意味で使用されるものではない。一方、図面は、概略的であり、構成要素のサイズは、明瞭性のために誇張されている場合がある。理解すべきこととして、本発明の範囲から逸脱しなければ、他の実施形態を利用して構造の変更を行うことが可能である。また、理解すべきこととして、本明細書において使用されている語句および専門用語は、説明を目的とし、限定するものとみなされるべきではない。「含む」、「含有する」、または「有する」、およびその変化形は、その後に列挙された項目およびそれらの同等物だけでなく、追加の項目も包含することを意味する。特に限定されていない限り、「接続される」、「結合される」、および「取り付けられる」、およびその変化形は、広義に使用され、直接および間接的な接続、結合、および取り付けを包含する。同様に、「対向する」、「面する」、およびその変化形も、広義に使用され、直接および間接的に対向することを包含し、「隣接する」およびその変化形も、広義に使用され、直接および間接的に「隣接する」ことを包含する。したがって、「Ａ」構成要素が「Ｂ」構成要素と対向するという説明は、「Ａ」構成要素が「Ｂ」構成要素に直接面している状況、または１つまたはそれ以上の追加の構成要素が「Ａ」構成要素と「Ｂ」構成要素の間に存在している状況を含むことができる。「Ａ」構成要素が「Ｂ」構成要素に「隣接する」という説明も、「Ａ」構成要素が「Ｂ」構成要素に直接「隣接している」状況、または１つまたはそれ以上の追加の構成要素が「Ａ」構成要素と「Ｂ」構成要素の間に存在している状況を含むことができる。したがって、図面および記載は、本質的に例示的とみなされ、限定的とはみなされない。

【0012】

図１は、本発明の１つの実施形態に係る光源モジュールの概略的底面図である。図２Ａおよび図２Ｂは、図１の光源モジュールの概略的断面図である。図２Ａは、図１の３つの断面線Ａ－Ａ’に対応する。図２Ｂは、図１の３つの断面線Ｂ－Ｂ’に対応する。注意すべきこととして、各光学微細構造の第１断面ＣＳ１の第１表面１００ｂｓ上の正投影は、断面線Ａ－Ａ’として定義される。同様にして、各光学微細構造の第２断面ＣＳ２の第１表面１００ｂｓ上の正投影は、断面線Ｂ－Ｂ’として定義される。

【0013】

図１、図２Ａ、および図２Ｂを参照すると、光源モジュール１０は、導光板１００および光源１２０を含む。導光板１００は、光入射面１００ｉｓ、第１表面１００ｂｓ、および第２表面１００ｅｓを有する。第２表面１００ｅｓと第１表面１００ｂｓは、互いに対向し、光入射面１００ｉｓに接続される。光源１２０は、導光板１００の光入射面１００ｉｓの一側に配置される。光源１２０は、光入射面１００ｉｓおよび第１表面１００ｂｓに対して平行な方向に沿って間隔を空けて配置された複数の発光ダイオードを含むことができるが、本発明はこれに限定されない。

【0014】

導光板１００は、さらに、導光板１００の第１表面１００ｂｓに配置された複数の光学微細構造を有する。光学微細構造は、光源１２０から放射され、且つ導光板１００内に伝送された光ビーム（図示せず）を第２表面１００ｅｓに向かって偏向させるように構成される。特に、各光学微細構造は、非対称構造を有する。さらに具体的に説明すると、各光学微細構造は、互いに垂直な２つの断面に沿った２つの異なる断面輪郭を有する。本実施形態において、光学微細構造の非対称構造は、同じであってもよいが、異なる方法で配置されてもよい。

【0015】

別の観点から見ると、各光学微細構造は、第１断面ＣＳ１に沿った第１断面輪郭および第２断面ＣＳ２に沿った第２断面輪郭を有することができる。第１断面ＣＳ１は、第２断面ＣＳ２に対して垂直である。第１断面ＣＳ１は、光入射面１００ｉｓと交差する。本実施形態において、例えば、第１断面ＣＳ１は、光入射面１００ｉｓに対して垂直であってもよい。光学微細構造のうちの少なくとも２つの部分は、異なる第１断面輪郭または異なる第２断面輪郭を有する。

【0016】

本実施形態において、例えば、光学微細構造は、複数の光学微細構造ＭＳ１、複数の光学微細構造ＭＳ２、および複数の光学微細構造ＭＳ３を含むことができる。各光学微細構造ＭＳ１は、第１断面ＣＳ１と一致する１つの対称面ＳＰ１のみを有し、これは、各光学微細構造ＭＳ１の対称面ＳＰ１が光入射面１００ｉｓに対して垂直であることを意味する。各光学微細構造ＭＳ２は、１つの対称面ＳＰ２のみを有し、対称面ＳＰ２は、第１断面ＣＳ１に対して反時計回りに角度φ２だけ回転する。同様にして、各光学微細構造ＭＳ３は、１つの対称面ＳＰ３のみを有し、対称面ＳＰ３は、第１断面ＣＳ１に対して時計回りに角度φ１だけ回転する。

【0017】

別の観点から見ると、各光学微細構造ＭＳ１の第２断面輪郭ＣＳＰ２ａ、各光学微細構造ＭＳ２の第２断面輪郭ＣＳＰ２ｂ、および各光学微細構造ＭＳ３の第２断面輪郭ＣＳＰ２ｃは、互いに異なる。各光学微細構造ＭＳ１の第１断面輪郭ＣＳＰ１ａは、各光学微細構造ＭＳ２の第１断面輪郭ＣＳＰ１ｂおよび各光学微細構造ＭＳ３の第１断面輪郭ＣＳＰ１ｃと異なる。

【0018】

本実施形態において、各光学微細構造ＭＳ２の第１断面輪郭ＣＳＰ１ｂは、各光学微細構造ＭＳ３の第１断面輪郭ＣＳＰ１ｃと同じであってもよく、これは、各光学微細構造ＭＳ２の回転角度φ２が各光学微細構造ＭＳ３の回転角度φ１と同じであってもよいことを意味するが、本発明はこれに限定されない。別の実施形態において、各光学微細構造ＭＳ２が回転する角度φ２は、各光学微細構造ＭＳ３が回転する角度φ１と異なっていてもよく、これは、各光学微細構造ＭＳ２の第１断面輪郭ＣＳＰ１ｂが各光学微細構造ＭＳ３の第１断面輪郭ＣＳＰ１ｃと異なっていてもよいことを意味する。

【0019】

注意すべきこととして、図２Ａおよび図２Ｂの断面輪郭の線形状は、説明のみを目的とするため、本発明はこれに限定されない。

【0020】

上述した光学微細構造ＭＳ１、光学微細構造ＭＳ２、および光学微細構造ＭＳ３の構成により、導光板１００の光分布の均一性を大幅に改善することができる。特に、光源１２０を設置した導光板１００の側面付近で主に発生する光スポット現象を軽減することができる。

【0021】

以下、別の実施形態を提供して、本発明について詳しく説明するが、同じ構成要素は、同じ参照番号で示し、同じ技術内容については、説明を省略する。省略した部分については、上述した実施形態を参照することができるため、以下では詳細を説明しない。

【0022】

図３は、本発明の別の実施形態に係る光源モジュールの概略的底面図である。図３を参照すると、本実施形態の光源モジュール１０Ａと図１の光源モジュール１０の間の相違点は、光学微細構造の配置にある。

【0023】

図１のランダムに配置された光学微細構造とは異なり、本実施形態の複数の光学微細構造は、少なくとも１つの方向に配置することができる。本実施形態において、例えば、光学微細構造ＭＳ２は、方向Ｄ２に配置することができ、光学微細構造ＭＳ３は、方向Ｄ１に配置することができる。言及すべきこととして、方向Ｄ１および方向Ｄ２は、光入射面１００ｉｓに対して垂直でも平行でもなく、方向Ｄ１は、方向Ｄ２と交差する。

【0024】

さらに具体的に説明すると、光学微細構造ＭＳ２の配置方向（すなわち、方向Ｄ２）は、光入射面１００ｉｓの法線方向に対して反時計回りに角度θ２だけ回転し、光学微細構造ＭＳ３の配置方向（すなわち、方向Ｄ１）は、光入射面１００ｉｓの法線方向に対して時計回りに角度θ１だけ回転する。本実施形態において、角度θ１は、角度θ２と異なっていてもよいが、本発明はこれに限定されない。別の実施形態において、角度θ１は、角度θ２と同じであってもよい。

【0025】

本実施形態において、各光学微細構造ＭＳ２の対称面（例えば、図１に示した対称面ＳＰ２）は、方向Ｄ２に対して平行であってもよく、各光学微細構造ＭＳ３の対称面（例えば、図１に示した対称面ＳＰ３）は、方向Ｄ１に平行であってもよい。しかしながら、本発明はこれに限定されない。別の実施形態において、各光学微細構造ＭＳ２の対称面は、方向Ｄ２と交差してもよく、各光学微細構造ＭＳ３の対称面は、方向Ｄ１と交差してもよい。

【0026】

上述した光学微細構造ＭＳ２および光学微細構造ＭＳ３の配置により、導光板１００Ａの光分布の均一性を大幅に改善することができる。特に、光源１２０を設置した導光板１００Ａの側面付近で主に発生する光スポット現象を軽減することができる。

【0027】

図４は、本発明のさらに別の実施形態に係る光源モジュールの概略的底面図である。図４を参照すると、本実施形態の光源モジュール１０Ｂと図１の光源モジュール１０の間の相違点は、光学微細構造の配置にある。具体的に説明すると、第１表面１００ｂｓ上の光学微細構造の分布密度は、光入射面１００ｉｓから離れた方向（例えば、方向Ｄ３）に沿って増加する。そのため、図１の光源モジュール１０と比較して、導光板１００Ｂの光分布の均一性をさらに改善することができる。

【0028】

本実施形態の光学微細構造ＭＳ１、光学微細構造ＭＳ２、および光学微細構造ＭＳ３の方向の配置は、図１の光学微細構造ＭＳ１、光学微細構造ＭＳ２、および光学微細構造ＭＳ３と類似しており、詳しい説明については、上述した実施形態の関連段落を参照することができるため、ここでは繰り返し説明しない。

【0029】

以上のように、本発明の１つの実施形態に係る光源モジュールは、導光板の第１表面に配置された各光学微細構造が導光板の光入射面に平行な断面に対して非対称的である。一部の光学微細構造のそれぞれの断面に沿った断面輪郭は、別の部分の光学微細構造のそれぞれの断面に沿った断面輪郭と異なる。したがって、導光板の光分布の均一性を大幅に改善することができる。

【0030】

当業者にとって明らかであるように、本発明の範囲または精神から逸脱することなく、開示された実施形態に対してさまざまな修正および変更を行うことが可能である。これを考慮して、本発明は、以下の特許請求の範囲およびそれらの同等物の範囲内にある修正および変更を包含することが意図されている。

【産業上の利用可能性】

【0031】

本発明の導光板およびそれを有する光源モジュールは、バックライトモジュールに適用することができる。

【符号の説明】

【0032】

１０、１０Ａ、１０Ｂ 光源モジュール
１００、１００Ａ、１００Ｂ 導光板
１００ｂｓ 第１表面
１００ｅｓ 第２表面
１００ｉｓ 光入射面
１２０ 光源
ＣＳ１ 第１断面
ＣＳ２ 第２断面
ＣＳＰ１ａ、ＣＳＰ１ｂ、ＣＳＰ１ｃ 第１断面輪郭
ＣＳＰ２ａ、ＣＳＰ２ｂ、ＣＳＰ２ｃ 第２断面輪郭
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ 方向
ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３ 光学微細構造
ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３ 対称面
Ａ－Ａ’、Ｂ－Ｂ’ 断面線
φ１、φ２、θ１、θ２ 角度

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【外国語明細書】