(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-12-19
(54)【発明の名称】覗き見防止バックライトモジュール
(51)【国際特許分類】
F21S 2/00 20160101AFI20231212BHJP
F21V 8/00 20060101ALI20231212BHJP
G02B 5/04 20060101ALI20231212BHJP
G02B 5/00 20060101ALI20231212BHJP
G02F 1/13357 20060101ALN20231212BHJP
【ＦＩ】
F21S2/00 433
F21S2/00 431
F21V8/00 310
G02B5/04 A
G02B5/00 Z
G02F1/13357
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023532623
(86)(22)【出願日】2021-11-09
(85)【翻訳文提出日】2023-05-29
(86)【国際出願番号】 CN2021129496
(87)【国際公開番号】W WO2022127444
(87)【国際公開日】2022-06-23
(31)【優先権主張番号】202011473055.6
(32)【優先日】2020-12-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】522385289
【氏名又は名称】馬鞍山晶智科技有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＭＡＡＮＳＨＡＮ－ＪＩＮＧＺＨＩ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ ＬＴＤ
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．９ ａｎｄ １０，Ｇｕａｎｇｎａ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄ Ｆａｃｔｏｒｙ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ，Ｚｈｅｎｇｐｕ Ｐｏｒｔ Ｎｅｗ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｍａ’ａｎｓｈａｎ Ｃｉｔｙ，Ａｎｈｕｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ２４３０００，Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】110000291
【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】李 同
(72)【発明者】
【氏名】武 鵬
(72)【発明者】
【氏名】陳 怡敏
【テーマコード（参考）】
2H042
2H391
3K244
【Ｆターム（参考）】
2H042BA01
2H042BA12
2H042BA14
2H042BA20
2H042CA01
2H042CA12
2H042CA17
2H391AA15
2H391AA16
2H391AC10
2H391AC25
2H391AC30
2H391AC53
2H391AD08
2H391AD13
2H391AD36
2H391AD46
2H391AD52
2H391AD55
2H391AD58
3K244AA01
3K244BA11
3K244BA16
3K244BA18
3K244BA21
3K244CA03
3K244DA05
3K244EA04
3K244EA13
3K244EA22
3K244EC02
3K244EC08
3K244EC14
3K244EC16
(57)【要約】
上部バックライトモジュールと、下部バックライトモジュールと、下部バックライトモジュールの下方に設けられた反射膜とを積層してなり、上部バックライトモジュールは透明モジュールであり、下部バックライトモジュールは透明モジュール又は不透明モジュールであり、上部バックライトモジュールはコリメートバックライトモジュール又は拡散バックライトモジュールであり、下部バックライトモジュールはコリメートバックライトモジュール又は拡散バックライトモジュールであり、上部バックライトモジュールと下部バックライトモジュールは特性が異なる、覗き見防止バックライトモジュールを提供する。ビーム分割とコリメートの２つの光出射方向を同時に実現でき、複数種のバックライトモジュールに適用でき、ビーム分割は角度が調整可能で、効率が高く、個別の制御が可能であるという利点がある。
【選択図】図９
【選択図】図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
覗き見防止バックライトモジュールであって、光の角度を制御可能な該バックライトモジュールは、上部バックライトモジュールと、下部バックライトモジュールと、前記下部バックライトモジュールの下方に設けられた反射膜とを積層してなり、前記上部バックライトモジュールは透明モジュールであり、前記下部バックライトモジュールは透明モジュール又は不透明モジュールであり、前記上部バックライトモジュールはコリメートバックライトモジュール又は拡散バックライトモジュールであり、前記下部バックライトモジュールはコリメートバックライトモジュール又は拡散バックライトモジュールであり、前記上部バックライトモジュールと前記下部バックライトモジュールは特性が異なる、ことを特徴とする覗き見防止バックライトモジュール。
【請求項2】
前記コリメートバックライトモジュールは、第１導光板と、前記第１導光板の側面に設けられた第１光源と、前記第１導光板の上面に設けられた第１マイクロプリズムアレイと、を含み、前記第１マイクロプリズムアレイは前記第１光源の光伝送方向に沿って配列され、前記拡散バックライトモジュールは、第２導光板と、前記第２導光板の側面に設けられた第２光源と、前記第２導光板の上面に設けられた第２マイクロプリズムアレイと、を含み、前記第２マイクロプリズムアレイは前記第２光源の光伝送方向に沿って配列される、ことを特徴とする請求項１に記載の覗き見防止バックライトモジュール。
【請求項3】
前記上部バックライトモジュールはコリメートバックライトモジュールであり、前記下部バックライトモジュールは拡散バックライトモジュールであり、前記第１マイクロプリズムアレイと前記第２マイクロプリズムアレイは、互いに直交しているか、又は互いに平行である、ことを特徴とする請求項２に記載の覗き見防止バックライトモジュール。
【請求項4】
前記上部バックライトモジュールは拡散バックライトモジュールであり、前記下部バックライトモジュールはコリメートバックライトモジュールであり、前記第１マイクロプリズムアレイと前記第２マイクロプリズムアレイは、互いに直交しているか、又は互いに平行である、ことを特徴とする請求項２に記載の覗き見防止バックライトモジュール。
【請求項5】
前記第１導光板は平行平板であり、前記第１光源は前記第１導光板の１つの側面に設けられ、前記第１光源と反対側の側面に第１反射面が設けられる、ことを特徴とする請求項２～４のいずれか１項に記載の覗き見防止バックライトモジュール。
【請求項6】
前記第１導光板は平行平板であり、前記第１光源は前記第１導光板の１つの側面に設けられ、前記第１光源と反対側の側面に第１補助光源が設けられる、ことを特徴とする請求項２～４のいずれか１項に記載の覗き見防止バックライトモジュール。
【請求項7】
前記第１導光板は楔形板であり、前記第１光源は前記楔形板の厚肉端側面に設けられる、ことを特徴とする請求項２～４のいずれか１項に記載の覗き見防止バックライトモジュール。
【請求項8】
前記楔形板のくさび角が５°以下である、ことを特徴とする請求項７に記載の覗き見防止バックライトモジュール。
【請求項9】
前記楔形板の末端側面に反射面が設けられる、ことを特徴とする請求項７に記載の覗き見防止バックライトモジュール。
【請求項10】
前記第１導光板は二方向楔形板であり、前記第１光源は前記楔形板の２つの厚肉端側面に設けられる、ことを特徴とする請求項２に記載の覗き見防止バックライトモジュール。
【請求項11】
前記第１マイクロプリズムアレイは台形又はカップ状の構造であり、前記第１マイクロプリズムアレイと前記第１導光板は互いに一体化している、ことを特徴とする請求項２に記載の覗き見防止バックライトモジュール。
【請求項12】
前記第１マイクロプリズムアレイは均等又は不均等に配列されている、ことを特徴とする請求項２に記載の覗き見防止バックライトモジュール。
【請求項13】
前記第１マイクロプリズムアレイは、前記第１導光板から入射した光をその外へ収束して屈折させる、ことを特徴とする請求項２に記載の覗き見防止バックライトモジュール。
【請求項14】
前記第２導光板は平行平板であり、前記第２光源は前記第２導光板の１つの側面に設けられ、前記第２光源と反対側の側面に第２反射面が設けられる、ことを特徴とする請求項２に記載の覗き見防止バックライトモジュール。
【請求項15】
前記第２導光板は平行平板であり、前記第２光源は前記第２導光板の１つの側面に設けられ、前記第２光源と反対側の側面に第２補助光源が設けられる、ことを特徴とする請求項２に記載の覗き見防止バックライトモジュール。
【請求項16】
前記第２マイクロプリズムアレイは、前記第２導光板から入射した光をその外へ放散して屈折させる、ことを特徴とする請求項２に記載の覗き見防止バックライトモジュール。
【請求項17】
前記下部バックライトモジュールの上面上に覗き見防止膜が密着しており、前記覗き見防止膜と前記上部バックライトモジュールの下面との間にエアギャップがある、ことを特徴とする請求項２に記載の覗き見防止バックライトモジュール。
【請求項18】
前記上部バックライトモジュールは拡散バックライトモジュールであり、前記下部バックライトモジュールはコリメートバックライトモジュールであり、前記コリメートバックライトモジュールは、第１導光板と第１光源を含み、前記拡散バックライトモジュールは、第２導光板と第２光源を含み、前記第２導光板は平行平板であり、前記第２導光板の上面に第２マイクロプリズムアレイが設けられ、前記第２マイクロプリズムアレイは前記第２光源の光伝送方向に沿って配列され、前記第２光源は前記第２導光板の１つの側面に設けられ、前記第２光源と反対側の側面に第２補助光源が設けられ、前記第１導光板は楔形板であり、前記第１光源は前記楔形板の厚肉端側面に設けられ、前記第１導光板と前記第２導光板との間に菱形プリズム膜が設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の覗き見防止バックライトモジュール。
【請求項19】
前記上部バックライトモジュールは拡散バックライトモジュールであり、前記下部バックライトモジュールはコリメートバックライトモジュールであり、前記コリメートバックライトモジュールは、第１導光板と第１光源を含み、前記拡散バックライトモジュールは、第２導光板と第２光源を含み、前記第２導光板は平行平板であり、前記第２導光板の上面に第２マイクロプリズムアレイが設けられ、前記第２マイクロプリズムアレイは前記第２光源の光伝送方向に沿って配列され、前記第２光源は前記第２導光板の１つの側面に設けられ、前記第２光源と反対側の側面に第２補助光源が設けられ、前記第１導光板は楔形板であり、前記第１光源は前記楔形板の厚肉端側面に設けられ、前記第１導光板と前記第２導光板との間に逆プリズム膜が設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の覗き見防止バックライトモジュール。
【請求項20】
前記逆プリズム膜と前記第２導光板との間に覗き見防止膜が設けられる、ことを特徴とする請求項１９に記載の覗き見防止バックライトモジュール。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶ディスプレイのバックライトモジュールに関し、特に覗き見防止バックライトモジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、液晶ディスプレイは様々な表示装置に広く適用されており、人々の生活との関連性が高まってきている。液晶ディスプレイは、それ自身が発光できないため、バックライトを提供できるバックライトモジュールを配置する必要がある。すべての特殊な使用シーンや使用者がプライバシーを重視して他人に自分の画面上の内容を見られたくない場合、覗き見防止スクリーンが適用されるようになる。現在、覗き見防止スクリーンには２つのモードがあり、１つは、並置された格子構造によって実現され、一定の角度で、透過した光が格子によって遮られ、出射しない静的覗き見防止である。このような構造では、一定角度での覗き見防止効果は得られるが、全体的には透過率が低くて暗く、使用者のエクスペリエンスが悪く、また、覗き見防止と広角表示を両立させることができない。２つ目は動的覗き見で、主に次のようなものがある。
【0003】
１）一般的なバックライトモジュールに３Ｍ覗き防止膜を搭載し、３Ｍ覗き防止膜とディスプレイとの間にＰＤＬＣ、スメクチック相調光膜などを搭載し、調光膜を用いて全透明状態と散乱状態を切り替えることでプライバシー状態と共有状態の切り替えを行う。この解決手段には、３Ｍ覗き防止膜の価格が高く、しかもＰＤＬＣの全透明状態での視角が悪く、プライバシー状態の効果に悪影響を与え、スメクチック相調光膜の駆動電圧が高く、低温での応答速度が遅すぎるという問題が存在する。
【0004】
２）コリメートバックライトモジュールにＰＤＬＣ、スメクチック相調光膜などを搭載する。この解決手段には、コリメートバックライトのコストが高く、歩留まりが低いという問題が存在する。
【0005】
３）液晶ライトバルブに基づく覗き見防止表示システムであって、液晶ライトバルブの両側に２対の異なる形態の電極を設けることにより、プライバシー状態と共有状態の迅速な切り替えを表示する。この解決手段には、入射光の角度が要求されるため、効率損失がある。
【0006】
以上のいくつかの解決手段では、出射角度は基本的に１つの次元で一定の範囲に固定することしかできず、２次元に配慮することができず、角度範囲を調整することができず、使用範囲に制限がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明が解決しようとする技術的課題は、角度を調整可能に２次元的に覗き見防止を行うことができ、しかも、覗き見防止と広角との２つの表示モードを、応答時間なく効率的に切り替えることができ、全体としての透過率が高い覗き見防止バックライトモジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明が上記の技術的課題を解決するために使用される技術的解決手段は以下のとおりである。覗き見防止バックライトモジュールであって、
上部バックライトモジュールと、下部バックライトモジュールと、前記下部バックライトモジュールの下方に設けられた反射膜とを積層してなり、前記上部バックライトモジュールは透明モジュールであり、前記下部バックライトモジュールは透明モジュール又は不透明モジュールであり、前記上部バックライトモジュールはコリメートバックライトモジュール又は拡散バックライトモジュールであり、前記下部バックライトモジュールはコリメートバックライトモジュール又は拡散バックライトモジュールであり、前記上部バックライトモジュールと前記下部バックライトモジュールは特性が異なる。
上部バックライトモジュールと、下部バックライトモジュールと、前記下部バックライトモジュールの下方に設けられた反射膜とを積層してなり、前記上部バックライトモジュールは透明モジュールであり、前記下部バックライトモジュールは透明モジュール又は不透明モジュールであり、前記上部バックライトモジュールはコリメートバックライトモジュール又は拡散バックライトモジュールであり、前記下部バックライトモジュールはコリメートバックライトモジュール又は拡散バックライトモジュールであり、前記上部バックライトモジュールと前記下部バックライトモジュールは特性が異なる。
【0009】
前記コリメートバックライトモジュールは、第１導光板と、前記第１導光板の側面に設けられた第１光源と、前記第１導光板の上面に設けられた第１マイクロプリズムアレイと、を含み、前記第１マイクロプリズムアレイは前記第１光源の光伝送方向に沿って配列され、前記拡散バックライトモジュールは、第２導光板と、前記第２導光板の側面に設けられた第２光源と、前記第２導光板の上面に設けられた第２マイクロプリズムアレイと、を含み、前記第２マイクロプリズムアレイは前記第２光源の光伝送方向に沿って配列される。
【0010】
前記上部バックライトモジュールはコリメートバックライトモジュールであり、前記下部バックライトモジュールは拡散バックライトモジュールであり、前記第１マイクロプリズムアレイと前記第２マイクロプリズムアレイは、互いに直交しているか、又は互いに平行である。
【0011】
前記上部バックライトモジュールは拡散バックライトモジュールであり、前記下部バックライトモジュールはコリメートバックライトモジュールであり、前記第１マイクロプリズムアレイと前記第２マイクロプリズムアレイは、互いに直交しているか、又は互いに平行である。
【0012】
前記第１導光板は平行平板であり、前記第１光源は前記第１導光板の１つの側面に設けられ、前記第１光源と反対側の側面に第１反射面が設けられる。
【0013】
前記第１導光板は平行平板であり、前記第１光源は前記第１導光板の１つの側面に設けられ、前記第１光源と反対側の側面に第１補助光源が設けられる。
【0014】
前記第１導光板は楔形板であり、前記第１光源は前記楔形板の厚肉端側面に設けられる。前記楔形板のくさび角が５°以下である。
【0015】
前記楔形板の末端側面に反射面が設けられる。
【0016】
前記第１導光板は二方向楔形板であり、前記第１光源は前記楔形板の２つの厚肉端側面に設けられる。
【0017】
前記第１マイクロプリズムアレイは台形又はカップ状の構造であり、前記第１マイクロプリズムアレイと前記第１導光板は互いに一体化している。
【0018】
前記第１マイクロプリズムアレイは均等又は不均等に配列されている。
【0019】
前記第１マイクロプリズムアレイは、前記第１導光板から入射した光をその外へ収束して屈折させる。
【0020】
前記第２導光板は平行平板であり、前記第２光源は前記第２導光板の１つの側面に設けられ、前記第２光源と反対側の側面に第２反射面が設けられる。
【0021】
前記第２導光板は平行平板であり、前記第２光源は前記第２導光板の１つの側面に設けられ、前記第２光源と反対側の側面に第２補助光源が設けられる。
【0022】
前記第２マイクロプリズムアレイは、前記第２導光板から入射した光をその外へ放散して屈折させる。
【0023】
前記下部バックライトモジュールの上面上に覗き見防止膜が密着しており、前記覗き見防止膜と前記上部バックライトモジュールの下面との間にエアギャップがある。
【0024】
前記二方向楔形導光板の下界面は、直線的であってもよく、非線的であってもよい。
【0025】
前記第１マイクロプリズムアレイ及び前記第２マイクロプリズムアレイの側面輪郭は、直線であってもよいし、弧線や複数の線分であってもよい。
【0026】
前記弧線や複数の線分のような輪郭は、内側に凹状（収束）であってもよいし、内側に凸状（放散）であってもよいし、凹状と凸状を組み合わせたものであってもよい。
【0027】
前記上部バックライトモジュールは拡散バックライトモジュールであり、前記下部バックライトモジュールはコリメートバックライトモジュールであり、前記コリメートバックライトモジュールは、第１導光板と第１光源を含み、前記拡散バックライトモジュールは、第２導光板と第２光源を含み、前記第２導光板は平行平板であり、前記第２導光板の上面に第２マイクロプリズムアレイが設けられ、前記第２マイクロプリズムアレイは前記第２光源の光伝送方向に沿って配列され、前記第２光源は前記第２導光板の１つの側面に設けられ、前記第２光源と反対側の側面に第２補助光源が設けられ、前記第１導光板は楔形板であり、前記第１光源は前記楔形板の厚肉端側面に設けられ、前記第１導光板と前記第２導光板との間に菱形プリズム膜が設けられる。
【0028】
前記上部バックライトモジュールは拡散バックライトモジュールであり、前記下部バックライトモジュールはコリメートバックライトモジュールであり、前記コリメートバックライトモジュールは、第１導光板と第１光源を含み、前記拡散バックライトモジュールは、第２導光板と第２光源を含み、前記第２導光板は平行平板であり、前記第２導光板の上面に第２マイクロプリズムアレイが設けられ、前記第２マイクロプリズムアレイは前記第２光源の光伝送方向に沿って配列され、前記第２光源は前記第２導光板の１つの側面に設けられ、前記第２光源と反対側の側面に第２補助光源が設けられ、前記第１導光板は楔形板であり、前記第１光源は前記楔形板の厚肉端側面に設けられ、前記第１導光板と前記第２導光板との間に逆プリズム膜が設けられる。
【0029】
前記逆プリズム膜と前記第２導光板との間に覗き見防止膜が設けられる。
【発明の効果】
【0030】
従来技術と比べて、本発明の利点は以下のとおりである。ビーム分割とコリメートとの２つの光出射方向を同時に実現でき、複数種のバックライトモジュールに適用され得る。ビーム分割は角度が調整可能で、効率が高く、個別の制御が可能である。両面入光及び入光ヘッドのデザインによりビーム分割機能が実現され、しかも、光出射面のマイクロプリズム構造のデザインにより、例えば、縁部から中心に向かうに従って密度が高まり、均一な光出射が実現され、これによって、従来のパネルでは、中央部の色が薄くて、輝度が不十分であるという問題が回避される。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明の実施例の例１におけるシングル光源コリメートバックライトモジュールの第１構造の光路概略図である。
【図2】本発明の実施例の例１におけるシングル光源コリメートバックライトモジュールの第２構造の光路概略図である。
【図3】本発明の実施例の例１におけるシングル光源コリメートバックライトモジュールの第３構造の光路概略図である。
【図4】本発明の実施例の例１におけるシングル光源拡散バックライトモジュールの構造概略図である。
【図5】本発明の実施例の例２におけるデュアル光源コリメートバックライトモジュールの第１構造の光路概略図である。
【図6】本発明の実施例の例２におけるデュアル光源コリメートバックライトモジュールの第２構造の光路概略図である。
【図7】本発明の実施例の例２におけるデュアル光源コリメートバックライトモジュールの第３構造の光路概略図である。
【図8】本発明の実施例の例２におけるデュアル光源拡散バックライトモジュールの構造概略図である。
【図9】本発明の実施例の例３におけるデュアル光源バックライトモジュールの第１構造の概略図である。
【図10】本発明の実施例の例３におけるデュアル光源バックライトモジュールの第２構造の概略図である。
【図11】本発明の実施例の例３におけるデュアル光源バックライトモジュールの第２構造の特定の拡散バックライトモジュールとコリメートバックライトモジュールとの組み合わせの光路概略図である。
【図12】本発明の実施例の例３におけるデュアル光源バックライトモジュールの第２構造の特定の拡散バックライトモジュールと、覗き見防止膜と、コリメートバックライトモジュールとの組み合わせの光路概略図である。
【図13】本発明の実施例の例３におけるデュアル光源バックライトモジュールにおいて上部バックライトモジュールと下部バックライトモジュールが垂直に設けられた場合の平面構造概略図である。
【図14】本発明の実施例の例３におけるデュアル光源バックライトモジュールにおいて上部バックライトモジュールと下部バックライトモジュールが垂直に設けられた第１構造の立体構造概略図である。
【図15】本発明の実施例の例３におけるデュアル光源バックライトモジュールにおいて上部バックライトモジュールと下部バックライトモジュールが垂直に設けられた第２構造の立体構造概略図である。
【図16】本発明の実施例の例３におけるデュアル光源バックライトモジュールにおいて上部バックライトモジュールと下部バックライトモジュールが垂直に設けられた第１構造に覗き見防止膜が追加された場合の立体構造概略図である。
【図17】本発明の実施例の例４におけるバックライトモジュールの第１構造の概略図である。
【図18】本発明の実施例の例４におけるバックライトモジュールの第２構造の概略図である。
【図19】本発明の実施例におけるデュアル光源バックライトモジュールの出射光スペクトルの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0032】
以下、図面及び実施例を参照して、本発明についてさらに詳細に説明する。
【0033】
実施例
光の角度を制御可能なバックライトモジュールであって、光の角度を制御可能な該バックライトモジュールは、上部バックライトモジュールと、下部バックライトモジュールと、下部バックライトモジュールの下方に設けられた反射膜とを積層してなり、上部バックライトモジュールは透明モジュールであり、下部バックライトモジュールは透明モジュール又は不透明モジュールであってもよく、上部バックライトモジュールは、コリメートバックライトモジュール又は拡散バックライトモジュールであってもよく、下部バックライトモジュールはコリメートバックライトモジュール又は拡散バックライトモジュールであり、且つ、上部バックライトモジュールと下部バックライトモジュールは特性が異なる。コリメートバックライトモジュールは、第１導光板と、第１導光板の側面に設けられた第１光源と、第１導光板の上面に設けられた第１マイクロプリズムアレイと、を含み、第１マイクロプリズムアレイは、第１光源の光伝送方向に沿って配列され、拡散バックライトモジュールは、第２導光板と、第２導光板の側面に設けられた第２光源と、第２導光板の上面に設けられた第２マイクロプリズムアレイと、を含み、第２マイクロプリズムアレイは、第２光源の光伝送方向に沿って配列される。
光の角度を制御可能なバックライトモジュールであって、光の角度を制御可能な該バックライトモジュールは、上部バックライトモジュールと、下部バックライトモジュールと、下部バックライトモジュールの下方に設けられた反射膜とを積層してなり、上部バックライトモジュールは透明モジュールであり、下部バックライトモジュールは透明モジュール又は不透明モジュールであってもよく、上部バックライトモジュールは、コリメートバックライトモジュール又は拡散バックライトモジュールであってもよく、下部バックライトモジュールはコリメートバックライトモジュール又は拡散バックライトモジュールであり、且つ、上部バックライトモジュールと下部バックライトモジュールは特性が異なる。コリメートバックライトモジュールは、第１導光板と、第１導光板の側面に設けられた第１光源と、第１導光板の上面に設けられた第１マイクロプリズムアレイと、を含み、第１マイクロプリズムアレイは、第１光源の光伝送方向に沿って配列され、拡散バックライトモジュールは、第２導光板と、第２導光板の側面に設けられた第２光源と、第２導光板の上面に設けられた第２マイクロプリズムアレイと、を含み、第２マイクロプリズムアレイは、第２光源の光伝送方向に沿って配列される。
【0034】
例１：シングル光源構造のコリメートバックライトモジュール又は拡散バックライトモジュール
図１は、シングル光源コリメートバックライトモジュールの第１構造の概略図である。第１導光板３２は平行平板であり、第１マイクロプリズムアレイ３３は第１導光板３２の表面に設けられ、第１光源３１は第１導光板３２の１つの側面３２１に設けられ、第１光源３１と反対側の側面３２４に第１反射フィルム３４が設けられており、第１反射フィルム３４の表面は所定の反射率を有する第１反射面であり、第１導光板３２及び第１マイクロプリズムアレイ３３の基体は光学材料で製造される。
図１は、シングル光源コリメートバックライトモジュールの第１構造の概略図である。第１導光板３２は平行平板であり、第１マイクロプリズムアレイ３３は第１導光板３２の表面に設けられ、第１光源３１は第１導光板３２の１つの側面３２１に設けられ、第１光源３１と反対側の側面３２４に第１反射フィルム３４が設けられており、第１反射フィルム３４の表面は所定の反射率を有する第１反射面であり、第１導光板３２及び第１マイクロプリズムアレイ３３の基体は光学材料で製造される。
【0035】
図に示すように、第１光源３１から出射された光３０１が端面３２１から第１導光板３２に入ると、スネルの法則（ｎ１ｓｉｎθ１＝ｎ２ｓｉｎθ２、式中、ｎ１は媒体１の屈折率、θ１は入射角、ｎ２は媒体２の屈折率、θ２は屈折角である）に従って、その光路の軌跡は、光３０１が上部の界面３２２と下部の界面３２３との間で連続的に反射されながら前へ進み、最終的に第１マイクロプリズムアレイ３３の下部開口から入って、その１つのマイクロプリズム３３１で屈折され、マイクロプリズム３３１の側面３３１１で屈折されて第１マイクロプリズムアレイ３３のマイクロプリズム３３１の表面３３３の外へ出ることである。第１光源３１から出射されたもう１本の光３０２が第１導光板３２に入ると、スネルの法則に従って、その光路の軌跡は、同様に、光３０２が上部の界面３２２と下部の界面３２３との間で連続的に反射されながら前へ進み、進む過程において第１マイクロプリズムアレイ３３に当たらないため、側面３２４で第１反射フィルム３４により反射されて、逆方向に第１導光板３２内を進むことである。反射された光３０２は、復路においてマイクロプリズム３３２の下端に当たり、マイクロプリズム３３２に入り、光はマイクロプリズム３３２の側面３３２１で屈折されて第１マイクロプリズムアレイ３３の表面３３３の外へ出る。
【0036】
図２は、シングル光源コリメートバックライトモジュールの第２構造の概略図である。第１導光板５３は楔形構造を採用しており、第１光源５１は楔形板の厚肉側（楔形）に設けられる。第１導光板５３の屈折率が１．５８であるとすれば、楔形板に入射された光の角度の範囲がα＝±ａｒｃｓｉｎ（１／１．５８）＝±４０°であり、光は、楔形板内を伝播するときに、楔形板の上反射面及び下反射面の法線となす角９０－αが５０°以上であり、一方、全反射角がγ＝ａｒｃｓｉｎ（１／１．５８）＝４０°であり、９０－αがγよりも大きい場合には全反射条件が満たされ、出射はしない。楔形板の角度がβであると、光は、上界面５３１又は下界面５３２により反射されるたびに、楔形板の上界面５３１又は下界面５３２の法線となす角がβだけ減少し、出射条件が満たされるときにのみ出射される。このような解決手段では、第１導光板５３のくさび角βが極めて小さく、光エネルギー（例えば光５０１）はほとんど、進むときに全反射条件を満たすので、上界面５３１及び下界面５３２により閉じ込まれ、本例では、光が一方向に進むので、第１マイクロプリズムアレイ５２は一方向に配列され（非対称）、光は、マイクロプリズム構造の下部開口に照射されるときにのみ、マイクロプリズムの一方の側面５２１で屈折されてバックライトモジュールの外へ出て、マイクロプリズムの他方の側面５２２では屈折されない。
【0037】
図３は、シングル光源コリメートバックライトモジュールの第３構造の概略図である。楔形導光板の末端に第１反射フィルム５５が設けられ、二方向に光出射するバックライトモジュールが形成され、第１マイクロプリズムアレイ５４は対称的に配列され、光源５１から出射された光５０２の出射の過程は図２の光５０１と類似する。ただし、進むときに第１マイクロプリズムアレイ５４の下部開口に当たらない光（例えば光５０３）は、楔形板の端面で第１反射フィルム５５により楔形板に反射され、楔形板の上反射面５３１と下反射面５３２との間で反射されながら進む過程が、逆の過程とは反対しており（逆楔形）、光は、上界面５３１又は下界面５３２で反射されるたびに、楔形板の上界面５３１又は下界面５３２の法線となす角がβだけ増大し、このため、光と界面の法線とがなす角は多くなり、戻された光は、第１マイクロプリズムアレイ５４の下部開口に当たってから、マイクロプリズムの側面５２３で第１マイクロプリズムアレイ５４から反射される。
【0038】
図４は、シングル光源拡散バックライトモジュールの構造概略図である。第２マイクロプリズムアレイ４３のマイクロプリズムの２つの側面は、側面で屈折された光を、プリズムアレイの表面の法線に対して対称（又は非対称）な異なる方向に放射させるように設計されている。第２光源４１から射出された光４０１、４０２は、側面４２１から第２導光板４２に入って、第２導光板４２中を進み、これらのうち、光４０１は、マイクロプリズムの下部開口に当たると、側辺４３２で屈折されてバックライトモジュールの外へ出る。一方、光４０２は、進むときにマイクロプリズムの下部開口に当たらないため、第２導光板４２の別の側面４２３で第２反射フィルム４４により第２導光板４２に反射され、逆方向に進み、光４０１と対向して進む過程においてマイクロプリズムの下部開口に当たり、マイクロプリズムの側辺４３１で屈折されてバックライトモジュールの外へ出る。マイクロプリズムの側面輪郭を変えることによって、対向して進む光４０１及び４０２は、マイクロプリズムによって、２つの異なる方向に屈折され、そのため、第２マイクロプリズムアレイ４３の表面４３３の法線４３４の方向において光はなく、法線４３４の方向の両側に光は分布している。ビームの放散の度合（範囲）はマイクロプリズムの側面輪郭を変えることにより制御され得る。
【0039】
例２：デュアル光源構造のコリメートバックライトモジュール又は拡散バックライトモジュール
図５は、デュアル光源コリメートバックライトモジュールの第１構造の概略図である。第１導光板３２は平行平板であり、第１マイクロプリズムアレイ３３は第１導光板３２の表面に設けられ、第１光源３１は、第１導光板３２の１つの側面３２１に設けられ、第１光源３１と反対側の側面３２４に第１補助光源３５が設けられる。第１導光板３２及びマイクロプリズムアレイ３３の基体は光学材料で製造される。
図５は、デュアル光源コリメートバックライトモジュールの第１構造の概略図である。第１導光板３２は平行平板であり、第１マイクロプリズムアレイ３３は第１導光板３２の表面に設けられ、第１光源３１は、第１導光板３２の１つの側面３２１に設けられ、第１光源３１と反対側の側面３２４に第１補助光源３５が設けられる。第１導光板３２及びマイクロプリズムアレイ３３の基体は光学材料で製造される。
【0040】
図に示すように、２つの光源からの光は対向して進むことが分かり、これらの光出射機構は図２と同じである。図６では、マイクロプリズムの側面は、出射光が光出射面３３３の法線３３４を中心にして分布しており、すなわち、２つの方向に進む光の光出射範囲が重なるように設計され、例えば、図６に示す光３０１、３０２と３０３、３０４の分布範囲は重なっている。
【0041】
図６は、デュアル光源コリメートバックライトモジュールの第２構造の概略図である。第１導光板５７は、薄い側が繋がった２つの線状楔形板構造として構成され、二方向光出射モジュールとなり、このような例では、第１マイクロプリズムアレイは、対称的に配列されている。具体的な実施解決手段は、第１補助光源５６から出射された光５０４が、線状楔形板に入射されると、先に厚さが小さくなっていく構造（楔形）に当たり、上界面５７１と下界面５７２との間で反射されながら進み、楔形板の角度がβであると、光が、上界面５７１又は下界面５７２で反射されるたびに、楔形板の上界面５７１又は下界面５７２の法線となす角がβだけ減少し、出射条件を満たす場合にのみ出射されることである。このような解決手段では、楔形導光板のくさび角βが極めて小さく、光エネルギー（例えば光５０４）はほとんど、進むときに全反射条件を満たすので、上界面５７１及び下界面５７２により閉じ込まれ、光は、第１マイクロプリズムアレイの下部開口に照射されるときにのみ、マイクロプリズムの側面５２２で屈折されてバックライトモジュールの外へ出る。厚さが小さくなっていく楔形構造において第１マイクロプリズムアレイの下部開口に当たらない光は、進み続けて、厚さが大きくなっていく楔形構造（逆楔形）に入り、その過程は逆楔形の場合と同じであり、例えば、光５０５の第１マイクロプリズムアレイからの出射点は逆楔形の部分にある。第１補助光源５６に対応する第１光源５１については、上記と同様である。
【0042】
図７は、デュアル光源コリメートバックライトモジュールの第３構造の概略図である。二方向楔形導光板の解決手段では、楔形板の下界面５７１は非線状の複数の線分であってもよい。その作用原理は、図７と同様である。
【0043】
【0044】
例３
図９に示すように、コリメートと大角度（放散）光出射との２つの形態を提供し得る両側入射（デュアル光源）のバックライトモジュール１は、コリメート光出射を担当して上部バックライトモジュールとしてのコリメートバックライトモジュール１１と、放散光出射を担当して下部バックライトモジュールとしての拡散バックライトモジュール１２と、下部バックライトモジュールの下方に配置されて、光学界面から下方へ反射された迷光を光出射方向に反射して迷光を再利用して、バックライトモジュールの光効率を高める反射膜１３と、を含む。
図９に示すように、コリメートと大角度（放散）光出射との２つの形態を提供し得る両側入射（デュアル光源）のバックライトモジュール１は、コリメート光出射を担当して上部バックライトモジュールとしてのコリメートバックライトモジュール１１と、放散光出射を担当して下部バックライトモジュールとしての拡散バックライトモジュール１２と、下部バックライトモジュールの下方に配置されて、光学界面から下方へ反射された迷光を光出射方向に反射して迷光を再利用して、バックライトモジュールの光効率を高める反射膜１３と、を含む。
【0045】
図１０に示すように、コリメートと大角度（放散）光出射との２つの形態を提供し得る両側入射バックライトモジュール２は、放散光出射を担当して上部バックライトモジュールとしての拡散バックライトモジュール１２と、コリメート光出射を担当して下部バックライトモジュールとしてのコリメートバックライトモジュール１１と、下部バックライトモジュールの下方に配置された反射膜１３と、を含む。図１０及び図１１の例３では、上部バックライトモジュール及び下部バックライトモジュールは、同一方向に配置され、すなわち、例えば１１１と１２１、１１２と１２２など、上下にある２つのバックライトモジュールの同一側の光源は上下に積層される。
【0046】
図１１に示すように、デュアル光源拡散バックライトモジュール１５は上部バックライトモジュールであり、二方向楔形コリメートバックライトモジュール１６は下部バックライトモジュールであり、上部バックライトモジュール１５と下部バックライトモジュール１６は組み合わせ反射膜１７上に配置される。下部バックライトモジュール１６を例にして、光源６２１及び６２２から射出された光６０１及び６０２は、楔形導光板に入ってから、対向して進み、マイクロプリズムの下部開口に当たると屈折させて下部バックライトモジュール１６へ出る。コリメートバックライトモジュール１６から出射された光６０１、６０２、６０３、６０４は、上部バックライトモジュール１５を透過して、コリメート方向のビームとなるが、上部バックライトモジュールを透過する際には、上部バックライトモジュール１５のマイクロプリズム構造によるヘイズ効果によってコリメートビームの一部が分散される。同様に、上部バックライトモジュール１５の２つの光源６１１、６１２から発せられた光、例えば光６０５、６０６は、平行導光板に入って、対向して進み、マイクロプリズムの下部開口に当たると、マイクロプリズムの側面により大角度で屈折されて、拡散バックライトモジュール１５の外へ出る。このような光６０１、６０２、６０５、６０６は全角度ビームとなり、上部バックライトモジュール１５が閉じられると、ビーム範囲はコリメート部分６０１、６０２しかない。上部バックライトモジュール１５の光源のオンオフを制御することにより、ビームの視角を切り替えることができる。本例では、下方に配置された反射膜１７は、楔形導光板の下方から漏れた光や、バックライトモジュール構造の異なる界面から下方へ反射された光を反射して、下方へ出射された光を再利用して、バックライトモジュール全体の光効率を高めるものである。この技術解決手段における組み合わせでは、上部バックライトモジュールは平行平板であり、下部バックライトモジュールは楔形であるほか、以下の組み合わせであってもよい。上部バックライトモジュールは楔形であり、下部バックライトモジュールは平行平板である。上部バックライトモジュール及び下部バックライトモジュールはいずれも平行平板であり、上部バックライトモジュール及び下部バックライトモジュールはいずれも楔形である。
【0047】
図１２に示すように、コリメート（角度）カットオフエリアの黒さ（モジュールのコントラスト）をさらに向上させるために、図１２の構造に覗き見防止膜１８が追加されてもよい。このような構成では、界面の光損失を減少させるために、覗き見防止膜１８の下面１８１は下部バックライトモジュール６４の光出射面６４１に光学的に密着しており、また、覗き見防止膜１８の上面１８２は拡散バックライトモジュール６３の下面６３１に密着してはならず、非光学的接触を維持しなければならない。
【0048】
図１３に示すように、上部バックライトモジュールと下部バックライトモジュールは直交するように配置され、すなわち、一方のバックライトモジュールの光源、例えば７２、７３は水平方向に配置され、他方のバックライトモジュールの光源７１、７４は、垂直方向に配置される。上下にある２つのモジュールは、直交して配置されることにより、より緊密に結合され、また、光源の配置は互いに干渉を与えることはない。コンパクトな構造のデザインを実現しつつ、上部モジュールのマイクロプリズム構造による下部バックライトモジュールへの実際のヘイズを低減させる。直交するバックライトモジュールの組み合わせによるビームの規則は、平行するバックライトモジュールの組み合わせと同様である。
【0049】
図１４には、直交するように配置されたコリメートバックライトモジュール８１を下、拡散バックライトモジュール８２を上にした構成が示されている。図１５には、拡散バックライトモジュール８２を下、コリメートバックライトモジュール８１を上にした組み合わせが示されている。
【0050】
図１６に示すように、コリメートバックライトモジュール８１を下、拡散バックライトモジュール８２を上にした構成において、コリメート（角度）カットオフエリアの黒さ（バックライトモジュールのコントラスト）をさらに向上させるために、８１と８２との間に覗き見防止膜８４を追加してもよい。このような構成では、界面の光損失を低減させるために、覗き見防止膜８４の下面８４１は下部バックライトモジュール８１の光出射面８１１に光学的に密着している。また、覗き見防止膜８４の上面８４２は、拡散バックライトモジュール８２の下面８２１に密着してはならず、非光学的接触を維持しなければならない。
【0051】
例４
図１７に示すように、バックライトモジュールは、不透明な全楔形コリメートバックライトモジュール９２を下部バックライトモジュール、透明な拡散バックライトモジュール９１を上部バックライトモジュールとして、上部バックライトモジュールと下部バックライトモジュールの配置方向は同じであり、すなわち、２つのバックライトモジュールの光源９１１、９２４は上下方向に積層される。一体型楔形モジュール構造と異なり、図１７では、菱形プリズム膜９２２、楔形導光板９２１、及び反射膜９２３はいずれも個別のデバイスであり、菱形プリズム膜９２２及び楔形導光板９２１に使用される２つの材料の屈折率が同一又は類似する。その作用原理は以下のとおりである。光源９２４から発せられた光９０１、９０２は、楔形導光板９２１の先端から入射され、楔形導光板９２１（例えばｎ＝１．５８）内を伝播するときに、スネルの屈折の法則ｎ１ｓｉｎθ１＝ｎ２ｓｉｎθ２に従う。
式中、ｎ１は媒体１の屈折率、θ１は入射角、ｎ２は媒体２の屈折率、θ２は屈折角である。
図１７に示すように、バックライトモジュールは、不透明な全楔形コリメートバックライトモジュール９２を下部バックライトモジュール、透明な拡散バックライトモジュール９１を上部バックライトモジュールとして、上部バックライトモジュールと下部バックライトモジュールの配置方向は同じであり、すなわち、２つのバックライトモジュールの光源９１１、９２４は上下方向に積層される。一体型楔形モジュール構造と異なり、図１７では、菱形プリズム膜９２２、楔形導光板９２１、及び反射膜９２３はいずれも個別のデバイスであり、菱形プリズム膜９２２及び楔形導光板９２１に使用される２つの材料の屈折率が同一又は類似する。その作用原理は以下のとおりである。光源９２４から発せられた光９０１、９０２は、楔形導光板９２１の先端から入射され、楔形導光板９２１（例えばｎ＝１．５８）内を伝播するときに、スネルの屈折の法則ｎ１ｓｉｎθ１＝ｎ２ｓｉｎθ２に従う。
式中、ｎ１は媒体１の屈折率、θ１は入射角、ｎ２は媒体２の屈折率、θ２は屈折角である。
【0052】
光が楔形導光板９２１に入射された後の角度範囲はα＝±ａｒｃｓｉｎ（１／１．５８）＝±４０°であり、楔形導光板９２１内を伝播する際には楔形導光板９２１の上反射面９２１１及び下反射面９２１２の法線となす角９０－αが５０°以上であり、一方、全反射角がγ＝ａｒｃｓｉｎ（１／１．５８）＝４０°であり、９０－αがγよりも大きい場合は全反射条件が満たされ、出射はしない。楔形板の角度がβであると、光は、反射されるたびに、楔形導光板９２１の出射面９２１１の法線となす角がβだけ減少し、出射条件を満たすときにのみ出射される。理解できるように、出射面９２１１から出射されて上方の菱形プリズム膜９２２に入った光がすべて略全反射角になるときに出射され、光の方向がほぼ一致しており、すなわち、光９０１及び９０２の楔形導光板９２１での初期の方向に関わらず、これらの菱形プリズム膜９２２への入射方向がほぼ一致する。そのため、ビームは、菱形プリズム膜９２２で屈折された後、所定の方向における収束の度合が良好である。このような構成は、コリメート度が高く要求される用途では特に重要である。ここでは、上拡散導光板９２１のモジュール９１の作動原理は上記の各例と同様であるが、全楔形コリメートバックライトモジュールのコリメート性がより優れることから、コリメートバックライトモジュールの出射ビームとシームレスなフルカバーを形成するために、拡散バックライトモジュールの光出射範囲もその分拡大する。
【0053】
図１８に示すように、図１７の構造に、コリメート（角度）カットオフエリアの黒さ（バックライトモジュールのコントラスト）をさらに向上させるために、透明な拡散バックライトモジュール９１と不透明なコリメートバックライトモジュール９２との間に覗き見防止膜９３が設けられる。このような構成では、界面の光損失を減少させるために、覗き見防止膜９３の下面９３２は、下部バックライトモジュールの光出射面９２５１に光学的に密着している。また、覗き見防止膜９３の上面９３１は、拡散バックライトモジュール９１２の下面９１２１に密着してはならず、非光学的接触を維持しなければならない。ここでは、図１７において、楔形導光板の上方にある菱形プリズム膜は逆プリズム膜９２５に置き換えられ、これらの作動原理は同様であり、楔形導光板の出射光を全反射により特定の方向に屈折させる。
【0054】
図１９は、本発明の実施例におけるデュアル光源バックライトモジュールの出射光スペクトルである。図から明らかなように、上部バックライトモジュールと下部バックライトモジュールが同時に作動するときに、バックライトモジュールは、視野全体をカバーする光出射範囲の輪郭２３を提供する。放散型バックライトモジュールがオフになると、点線スペクトル２１は現れず、バックライトモジュールは、コリメート方向の出射光スペクトル２２のみを提供する。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【国際調査報告】