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特許7178424導光板、バックライトモジュール及び表示装置
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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】
(24)【登録日】2022-11-16
(45)【発行日】2022-11-25
(54)【発明の名称】導光板、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 20160101AFI20221117BHJP
   G02F 1/13357 20060101ALI20221117BHJP
【FI】
F21S2/00 435
G02F1/13357
【請求項の数】 7
(21)【出願番号】P 2020558491
(86)(22)【出願日】2018-05-14
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-11-25
(86)【国際出願番号】 CN2018086694
(87)【国際公開番号】W WO2019218113
(87)【国際公開日】2019-11-21
【審査請求日】2021-04-15
(73)【特許権者】
【識別番号】520142790
【氏名又は名称】ラディアント(クワンチョウ)オプト‐エレクトロニクス カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100087398
【弁理士】
【氏名又は名称】水野 勝文
(74)【代理人】
【識別番号】100128783
【弁理士】
【氏名又は名称】井出 真
(74)【代理人】
【識別番号】100128473
【弁理士】
【氏名又は名称】須澤 洋
(74)【代理人】
【識別番号】100160886
【弁理士】
【氏名又は名称】久松 洋輔
(72)【発明者】
【氏名】チャン,チア イン
(72)【発明者】
【氏名】ウェン,チン ティン
(72)【発明者】
【氏名】チェン,ハオ
(72)【発明者】
【氏名】チャン,イ チン
【審査官】下原 浩嗣
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第103424801(CN,A)
【文献】米国特許第09435936(US,B2)
【文献】特開2011-181364(JP,A)
【文献】特開2009-122637(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F21S 2/00
G02F 1/13357
(57)【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ている光学面とを備えた本体と、
前記光学面上に設けられている複数のストリップ状構造と、
ストリップ状構造の間に設けられ、それぞれが第1光作用面と前記第1光作用面に接続されている第2光作用面とを備えた複数の調光構造と、
を含み、
前記第1光作用面は、前記光入射面に向けられ、前記第2光作用面は、前記本体における前記光入射面に対向する側に向けられ、前記第1光作用面と前記第2光作用面とは、傾斜方向が異なる傾斜面であって、非対称状に形成され、前記第1光作用面は、前記光学面に対して第1夾角を有し、前記第2光作用面は、前記光学面に対して第2夾角を有し、前記第1夾角と前記第2夾角とは、いずれも鋭角であ
各ストリップ状構造の延在方向は、前記光入射面の延在方向に対して垂直であり、
各調光構造は、前記光入射面の延在方向に対して垂直に配列されており、
各調光構造の前記第1光作用面と前記第2光作用面が相互に接続されて境界線を形成し、前記境界線は、前記入光面に平行であり、
各調光構造の前記第1光作用面と前記第2光作用面は両側辺を有し、前記側辺は、前記境界線に平行せず、隣接する前記ストリップ状構造の一面に接続されており、
各調光構造の底部の幅は、各ストリップ状構造の延在方向に沿って、前記調光構造と前記光入射面との間の距離が増加するにつれて増加する、
ことを特徴とする導光板。
【請求項2】
光入射面と前記光入射面に接続されている光学面とを備えた本体と、
前記光学面上に設けられている複数のストリップ状構造と、
ストリップ状構造の間に設けられ、それぞれが第1光作用面と前記第1光作用面に接続されている第2光作用面とを備えた複数の調光構造と、
を含み、
前記第1光作用面は、前記光入射面に向けられ、前記第2光作用面は、前記本体における前記光入射面に対向する側に向けられ、前記第1光作用面と前記第2光作用面とは、傾斜方向が異なる傾斜面であって、非対称状に形成され、前記第1光作用面は、前記光学面に対して第1夾角を有し、前記第2光作用面は、前記光学面に対して第2夾角を有し、前記第1夾角と前記第2夾角とは、いずれも鋭角であり、
各ストリップ状構造の延在方向は、前記光入射面の延在方向に対して垂直であり、
各調光構造は、前記光入射面の延在方向に対して垂直に配列されており、
各調光構造の前記第1光作用面と前記第2光作用面が相互に接続されて境界線を形成し、前記境界線は、前記入光面に平行であり、
各調光構造の前記第1光作用面と前記第2光作用面は両側辺を有し、前記側辺は、前記境界線に平行せず、隣接する前記ストリップ状構造の一面に接続されており、
前記調光構造同士の間隔は、各ストリップ状構造の延在方向に沿って、前記調光構造と前記光入射面との間の距離が増加するにつれて減少する、
ことを特徴とする導光板。
【請求項3】
前記第1夾角と前記第2夾角とは異なり、
前記第1夾角は前記第2夾角より大きい、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の導光板。
【請求項4】
前記ストリップ状構造は、円弧形状である、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の導光板。
【請求項5】
前記本体は、前記光入射面に対向する逆光入射面を有し、
前記光学面は、光出射面又は反射面であり、前記反射面から前記光出射面に向かう方向を第1方向とし、前記第1方向に垂直で、かつ前記光入射面から前記逆光入射面に向かう方向を第2方向とし、
各調光構造における前記第1光作用面と前記第2光作用面が相互に接続される位置と、前記光学面との間の前記第1方向に沿った距離は、前記光入射面から前記逆光入射面に向かう方向である前記第2方向において、一致するように維持される、
ことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の導光板。
【請求項6】
請求項1乃至のいずれかに記載の導光板と、
前記導光板の前記光入射面に隣接して設置されている光源と、
を含むことを特徴とするバックライトモジュール。
【請求項7】
請求項1乃至のいずれかに記載の導光板と、
前記導光板の前記光入射面に隣接して設置されている光源と、
前記導光板の前方に隣接して設置されている表示パネルと、
を含む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、導光素子及びその応用に関し、特に、導光板、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】
導光板は、光入射面と、光出射面と、反射面と、を有する。光源から供給された光は、導光板の光入射面を介して導光板に入り、再び導光板の光出射面から出射される。導光板の内部を通過する光源をより均一に混合させるように、通常、導光板の光出射面又は反射面に微細構造が設けられている。
【0003】
図1A及び図1Bを同時に参照すると、図1Aは、米国特許番号US 2015/0346414に開示された微細構造の模式図であり、図1Bは、図1Aに示す微細構造を製作する金型加工方式の模式図である。図1Aの微細構造600は、主に、第1光学面610と、第2光学面620と、側部630と、を含む。このような微細構造600の設計により、導光板から出射された後の光の出光角度及び光指向性を変更することができ、導光板の出光効率及び外観の均一性を向上させることができるが、このような微細構造600には依然として以下の問題がある。
【0004】
図1Bに示すように、金型M1の加工過程では、製作された微細構造600の側部630に傾斜構造が形成されるように、刃具K1が下方向に切削して出てくる経路は傾斜を維持する必要があるので、光が微細構造600に入射する際に、側部630から漏れやすくなる。また、微細構造600の第1光学面610又は第2光学面620の傾斜角度が異なる場合、加工された側部630の傾斜及び表面積も異なるので、微細構造600の全体的な出光効果が把握し難くなる。また、このような加工形態加工時間も長い。
【発明の概要】
【0005】
そこで、本発明は、導光板の微細構造の設計に光漏れの問題がなく、光の利用効率を高めることができる導光板を提供することを目的とする。
【0006】
本発明の上記の目的によれば、導光板が提案される。導光板は、本体と、複数のストリップ状構造と、複数の調光構造と、を含む。本体は、光入射面と、光入射面に接続されている光学面と、を含む。ストリップ状構造は、光学面上に設けられている。調光構造は、ストリップ状構造の間に設置されている。ここで、各調光構造は、第1光作用面と、第1光作用面に接続されている第2光作用面と、を含む。ここで、第1光作用面は、光入射面に向けられ、第2光作用面は、本体における光入射面に対向する側に向けられ、第1光作用面と第2光作用面とは傾斜方向が異なる傾斜面であって、非対称状に形成され、第1光作用面は光学面に対して第1夾角を有し、第2光作用面は光学面に対して第2夾角を有する。第1夾角と第2夾角とは、いずれも鋭角である。
【0007】
本発明の実施例によれば、上記の各調光構造における第1光作用面と第2光作用面との側辺は、それぞれ隣接するストリップ状構造の表面に接続されている。
【0008】
本発明の実施例によれば、上記の各ストリップ状構造の延在方向は、光入射面の延在方向に対して垂直である。
【0009】
本発明の実施例によれば、上記の本体は、光入射面に対向する逆光入射面を有する。各ストリップ状構造は、一端が光入射面に接続され、他端が逆光入射面に接続されている。
【0010】
本発明の実施例によれば、上記の第1夾角と第2夾角とは異なり、第1夾角は第2夾角より大きい。
【0011】
本発明の実施例によれば、上記の調光構造は、ストリップ状構造に沿って連続的又は不連続的に設置されている。
【0012】
本発明の実施例によれば、上記の調光構造は、ストリップ状構造に沿って設置されている。調光構造のサイズは、調光構造と光入射面との間の距離が増加するにつれて増加する。
【0013】
本発明の実施例によれば、上記の調光構造は、ストリップ状構造に沿って設けられている。調光構造同士の間隔は、調光構造と光入射面との間の距離が増加するにつれて減少する。
【0014】
本発明の実施例によれば、上記の各ストリップ状構造は、凸出構造又は凹陥構造である。
本発明の実施例によれば、上記の光学面は、光出射面又は反射面である。
【0015】
本発明の上記の目的によれば、さらにバックライトモジュールが提案されている。このバックライトモジュールは、前述の導光板と、光源とを含む。ここで、光源は、導光板の光入射面に隣接して設けられている。
【0016】
本発明の上記の目的によれば、さらに表示装置が提案されている。この表示装置は、前述の導光板と、光源と、表示パネルと、を含む。ここで、光源は、導光板の光入射面に隣接して設けられている。表示パネルは、導光板の前方に設置されている。
【0017】
以上から分かるように、本発明の導光板は、ストリップ状構造の間に調光構造を設け、ストリップ状構造を直接調光構造の側部として利用することで、従来の微細構造の側部から光漏れの問題を避けることができる。調光構造の光作用面の傾斜程度の違いによって、光の反射量を増加させたり、光を導光して出光させたりすることができ、光の使用効率を向上させることができる。加工方式において、ストリップ状構造をそのまま調光構造の側部とすることにより、加工時間を短縮することができるだけでなく、光作用面の傾斜角度を正確に把握して、所望の光学効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
実施例及びその利点をより完全に理解させるために、以下、図面を参照して説明する。
図1A】米国特許番号US 2015/0346414に開示された微細構造の模式図である。
図1B図1Aに示す微細構造を製作する金型加工方式の模式図である。
図2A】本発明の第1実施形態に係るバックライトモジュールの装置模式図を示す。
図2B】本発明の第1実施形態に係る導光板の構造模式図を示す。
図3A】本発明の第2実施形態に係るバックライトモジュールの装置模式図を示す。
図3B】本発明の第2実施形態に係る導光板の構造模式図を示す。
図4】本発明の第3の実施形態に係るバックライトモジュールの装置模式図を示す。
図5】本発明の第4の実施形態に係るバックライトモジュールの装置模式図を示す。
図6】本発明の実施形態に係る表示装置の装置模式図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0019】
図2A及び図2Bを同時に参照すると、図2A及び図2Bはそれぞれ本発明の第1実施形態に係るバックライトモジュールの装置模式図及び導光板の構造模式図を示す。本実施形態のバックライトモジュール100は、主に、光源110及び導光板120を含む。導光板120は、本体121と、複数のストリップ状構造122と、複数の調光構造123と、を有する。本体121は、光入射面121a及び光学面(例えば、反射面121b、光出射面121c及び逆光入射面121d)を有する。ここで、光入射面121aと逆光入射面121dとは対向し、反射面121b及び光出射面121cは、それぞれ光入射面121aにおける対向する両側に接続されている。光源110は、導光板120の光入射面121aに隣接して設けられ、導光板120に光を供給するのに用いられる。
【0020】
引き続き図2A及び図2Bを参照すると、本実施例において、ストリップ状構造122は、反射面121b上に設けられ、ストリップ状構造122の延在方向は、光入射面121aの延在方向に対して垂直であり、ストリップ状構造122は、光入射面121aから逆光入射面121dまで延在している。即ち、ストリップ状構造122は、一端が光入射面121aに接続され、他端が逆光入射面121dに接続されている。
【0021】
図2A及び図2Bに示すように、調光構造123は、ストリップ状構造122の間に設けられている。本実施例において、ストリップ状構造122と調光構造123とはいずれも凸出構造である。調光構造123は、第1光作用面123a及び第2光作用面123bを有し、第2光作用面123bは、第1光作用面123aに接続され、各調光構造123における第1光作用面123aと第2光作用面123bとの側辺は、それぞれ隣接するストリップ状構造122の表面に接続されている。ここで、第1光作用面123aと第2光作用面123bとは、傾斜方向が異なる傾斜面であって、非対称状に形成されている。第1光作用面123aは、光入射面121aに向けられ、反射面121bに対して傾斜し、第1光作用面123aは、反射面121bに対して第1夾角α1を有する。第2光作用面123bは、逆光入射面121dに向けられ、反射面121bに対して傾斜し、第2光作用面123bは、反射面121bに対して第2夾角β1を有している。ここで、第1夾角α1と第2夾角β1とは、いずれも鋭角である。いくつかの実施例において,第1夾角α1は、第2夾角β1と異なる。即ち、側面から見ると、調光構造123は非対称三角形である(図2Aに示すとおりである)。本実施例において、第1夾角α1は、第2夾角β1より大きい。これにより、光源110から出射された大部分の光は、光入射面121aから導光板120に入射した後第2光作用面123bに向かい、第2光作用面123bで反射される。即ち、第2光作用面123bは、直接受光面であり、構造設計上、第2光作用面123bの面積を第1光作用面123aの面積より大きくして、光の反射量を増加させることで、光の利用効率を向上させる。また、各調光構造123の側辺がそれぞれ隣接するストリップ状構造122の表面に接続されているため、ストリップ状構造122をそのまま調光構造123の側部とすることができ、従来の微細構造の側部から光漏れの問題を避けることができる。
【0022】
なお、前述の実施例のストリップ状構造と調光構造とがいずれも凸出構造であることは例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。他の実施例において、導光板は異なる形態で設計されてもよい。図3A及び図3Bを同時に参照すると,それぞれ本発明の第2実施形態に係るバックライトモジュールの装置模式図及び導光板の構造模式図を示す。図3Aに示すように、本実施形態のバックライトモジュール200は、光源110及び導光板220を含む。本実施形態の導光板220は、本体221と、複数のストリップ状構造222と、複数の調光構造223と、を含む。同様に、本体221は、光入射面221aと、反射面221bと、光出射面221cと、逆光入射面221dと、を有する。
【0023】
引き続き図3Bを参照すると、ストリップ状構造222は、反射面221b上に設けられている。本実施例において、調光構造223は、ストリップ状構造222の間に設けられ、ストリップ状構造222と調光構造223はいずれも凹陥構造である。本実施例の調光構造223の設計方式は、前述の調光構造123の設計方式と同様であって、第1光作用面223a及び第2光作用面223bを含み、第1光作用面223aが光入射面221aを向き、第2光作用面223bが逆光入射面221dを向いている。第1光作用面223a及び第2光作用面223bは、傾斜方向が異なる傾斜面であって、非対称状に形成されている。即ち、第1光作用面223a及び第2光作用面223bは、反射面221bに対して異なる角度で傾斜しており、直接受光する第2光作用面223bの面積を第1光作用面223aの面積よりも大きく設計して、光の反射量を増加させ、ひいては光の利用効率を向上させることができる。また、同様に、本実施例の調光構造223の側辺はそれぞれ隣接するストリップ状構造222の表面に接続されているため、ストリップ状構造222をそのまま調光構造223の側部とすることができ、従来の微細構造の側部から光漏れの問題を避けることができる。また、調光構造223は、凹陥構造であるため、その先端がストリップ状構造222の内側に位置し、これによって、導光板220の下方の反射シートとの接触面積を減少させ、吸着現象の発生を避けることができる。また、光が導光板220の内部で進行する過程で、調光構造223の曲がり角で干渉されず、直接受光する第2光作用面223bの作用可能範囲が大きくなり、導光板220の全体的な輝度の向上に有利である。
【0024】
前述の実施例において、調光構造のサイズは同じで、かつ、非連続的に設置されているが、これは本発明を限定するものではない。他の実施例において、調光構造のサイズは、光入射面との距離に応じて設計されてもよい。図4を参照すると、図4は、本発明の第3実施形態に係るバックライトモジュールの装置模式図を示す。本実施形態のバックライトモジュール300の構造は、図2Aに示すバックライトモジュール100の構造とほぼ同じであり、差異とは、バックライトモジュール300の導光板320の構造設計が異なるだけである。
【0025】
引き続き図4を参照すると、導光板320は、本体321と、複数のストリップ状構造322と、複数の調光構造323と、を有する。本実施例において、ストリップ状構造体322は、本体321上に設けられている。ここで、ストリップ状構造322の延在方向は、本体321の光入射面321aに対して垂直である。本実施例において、ストリップ状構造322は、凸状の構造であり、調光構造323は、ストリップ状構造322に沿って、ストリップ状構造322の間に設けられている。また、調光構造323の設計は、前述の調光構造123及び223の設計と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0026】
図4に示すように、本実施例において、調光構造323のサイズは、調光構造323と光入射面321aとの間の距離が増加するにつれて増加する。即ち、光入射面321aから離れている調光構造323のサイズが、光入射面321aに接近している調光構造323のサイズより大きいため、導光板320の光入射面321aから離れた位置の出光量を向上させ、ひいては導光板320全体の出光の均一度を増加させることができる。
【0027】
前述の実施例において、調光構造同士の間隔は、光入射面との距離に応じて設計されてもよい。図5を参照すると、図5は、本発明の第4実施形態に係るバックライトモジュールの装置模式図を示す。本実施形態のバックライトモジュール400の構造は、図2Aに示すバックライトモジュール100の構造とほぼ同じであり、差異とは、バックライトモジュール400の導光板420の構造設計が異なるだけである。
【0028】
引き続き図5を参照すると、導光板420は、本体421と、複数のストリップ状構造422と、複数の調光構造423と、を有する。本実施例において、ストリップ状構造422は、本体421上に設けられている。ここで、ストリップ状構造422の延在方向は、本体421の光入射面421aに対して垂直である。本実施例において、ストリップ状構造422は、凸状の構造であり、調光構造423は、ストリップ状構造422に沿って、ストリップ状構造422の間に設置されている。また、調光構造423の設計は、前述の調光構造123及び223の設計と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0029】
図5に示すように、本実施例において、調光構造423同士の間隔は、調光構造423と光入射面421aとの間の距離が増加するにつれて減少し、ここでいう「間隔」とは、調光構造423同士の間の調ストリップ状構造422の延在方向に平行する距離を意味する。即ち、光入射面421aから離れている調光構造423同士の間隔P2は、光入射面421aに近接している調光構造423同士の間隔P1より小さい。光入射面421aから離れている調光構造423を密集に配列することにより、導光板420の光入射面421aから離れている位置における出光量を向上させ、ひいては導光板420全体の出光の均一度を増加させることができる。
【0030】
図6を参照すると、本発明の実施形態に係る表示装置の装置模式図が示されている。本実施形態の表示装置500は、図2Aに示すようなバックライトモジュール100及び表示パネル510を含む。図6に示すように、表示パネル510は、バックライトモジュール100の導光板120の出光側に設けられている。表示装置500は、導光板120上のストリップ状構造122と調光構造123の設計により、同様に、光源110から供給された光が導光板120に入った後の使用効率を増加させることができるため、ここでは説明を省略する。なお、本願の実施例は、図2Aに示すバックライトモジュール100を表示装置500に適用した例示的なものであり、本発明を限定するものではない。前述の他の実施例の導光板(例えば、導光板220)又は他の実施例のバックライトモジュール(例えば、バックライトモジュール300又は400)は、いずれも表示装置に適用されて、同様の効果を奏することができる。
【0031】
本発明の上記実施形態から分かるように、本発明の導光板は、ストリップ状構造の間に調光構造を設け、ストリップ状構造を直接調光構造の側部として利用することで、従来の微細構造の側部から光漏れの問題を避けることができる。調光構造の光作用面の傾斜程度の違いによって、光の反射量を増加させたり、光を導光して出光させたりすることができ、光の使用効率を向上させることができる。加工方式において、ストリップ状構造をそのまま調光構造の側部とすることで、加工時間を短縮することができるだけでなく、光作用面の傾斜角度を正確に把握して、所望の光学効果を得ることができる。
【0032】
上記のように、本発明の実施例を開示したが、本発明を限定するものではなく、当業者であれば、本発明の要旨及び範囲から逸脱しない範囲内で、変更及び修正が可能であるため、本発明の保護範囲は添付の特許請求の範囲を基準とすべきである。
【符号の説明】
【0033】
100...バックライトモジュール
110...光源
120...導光板
121...本体
121a...光入射面
121b...反射面
121c...光出射面
121d...逆光入射面
122...ストリップ状構造
123...調光構造
123a...第1光作用面
123b...第2光作用面
200...バックライトモジュール
220...導光板
221...本体
221a...光入射面
221b...反射面
221c...光出射面
221d...逆光入射面
222...ストリップ状構造
223...調光構造
223a...第1光作用面
223b...第2光作用面
300...バックライトモジュール
320...導光板
321...本体
321a...光入射面
322...ストリップ状構造
323...調光構造
400...バックライトモジュール
420...導光板
421...本体
421a...光入射面
422...ストリップ状構造
423...調光構造
500...表示装置
510...表示パネル
600...微細構造
610...第1光学面
620...第2光学面
630...側部
α1...第1夾角
β1...第2夾角
K1...刃具
M1...金型
P1...間隔
P2...間隔
図1A
図1B
図2A
図2B
図3A
図3B
図4
図5
図6