JP4785813B2 - 楔形導光板構造 - Google Patents

Description

本発明は楔形導光板構造に関し、詳細には、導光板の出光角度を引導し、出光板の出光時の均斉度を向上させる導光板構造に関する。

バックライトモジュールは、主に、液晶ディスプレイに用いられ、液晶ディスプレイ表示時の表示効果のため、出力する光源は一定値の均斉度と輝度を必要とする。

図１で示されるように、公知の高輝度出光のバックライトモジュール１は、少なくとも、導光板１１、反射片１２、プリズム膜片１３、拡散膜片１４、及び、ランプ源１５、からなる。

導光板１は楔形板状で、入光面１１１、傾斜状の反射面１１２、及び、出光面１１３を有する。入光面１１１は、ランプ源１５が出力する光源を受ける。反射面１１２の傾斜角度は約２度で、光源は自然反射して出光する。出光面１１３は導光板１１内部の光源を対外出力する。反射面１１２は多数の並列状の導光構造１１２１を形成し、ランプ源１５との距離が不等で、受ける光エネルギーの強弱不一致現象が生じる。導光構造１１２１の形成は、ランプ源１５に近いほど稀で、ランプ源１５から遠いほど密集し、導光板１１を離れた後の光源は、プリズム膜片１３上のプリズム柱体１３１で集光し、光源により出力される。

図２を参照すると、導光板１１の反射面１１２中の導光構造１１２１は、長辺の第一導光面１１２１ａ、及び、短辺の第二導光面１１２１ｂから構成されるＶ字型構造である。第一導光面１１２１ａと導光板１１の反射面１１２の挟角は約１〜５度で、丁度、導光板１１の反射面１１２の傾斜角度を相殺し、ランプ源１５の光線が臨界角より小さい入射角度で反射面１１２の導光構造１１２１の第一導光面１１２１ａに入射する時、光トラックの運動方向は全反射、及び、屈折で前進し、且つ、光トラックの導光構造１１２１の各第一導光面１１２１ａの反射角度が偏斜状で、光源が遠方に導向し、第二導光面１１２１ｂは光線を上方に引導して出光させる。しかし、これらの導光構造１１２１の設置は、ランプ源１５に近いほど稀で、ランプ源１５から遠いほど密集するので、ランプ源１５に近い領域中の二つの相隣する導光構造１１２１の反射面１１２の累積面積は、ランプ源１５から遠い領域中に二つの相隣する導光構造１１２１の反射面１１２の累積面積より大きい。ランプ源１５に近い領域中の導光板１１の反射面１１２から直接反射出光する光エネルギーは大きいが、反射面１１２により自然反射して導光板１１を離れる光源の出光角度は正向きの角度にならず、偏斜した出光角度になり、よって、この領域は、多くが反射面１１２から自然反射し、出光角度偏斜の出光光源を有し、この領域中の導光構造１１２１が少ない状況下で、具備する第一導光面１１２１ａの総面積が小さく、光源を全反射して遠方に伝送するエネルギーは小さくなる。反対に、遠いランプ源１５領域中の導光板１の反射面１１２から直接反射する光エネルギーは、徐々に減少し、導光板１１末端領域に達した時、各導光構造１１２１はきつく連接され、元の傾斜状の反射面１１２が存在せず、反射面１１２により反射出光する機会が完全にない。しかし、この領域は、密集形成された導光構造１１２１により多量の第一導光面１１２１ａを形成し、過多な第一導光面１１２１ａは全反射して、光源を遠方に引導する状況がひどくなり、領域が多量の第二導光面１１２１ｂを有して、一部の光源を反射させ正向きに出光させても、多くの光線が既に第一導光面１１２１ａにより遠方に引導されているので、全体の効果が悪い。二つを比較すると、ランプ源１５に近い領域は、反射面１１２により反射し、偏斜出光する光エネルギーが過大で、ランプ源１５から遠くなる時、導光構造１１２１の第一導光面１１２１ａにより全反射し、光源を遠方に引導する光エネルギーが過多な状況下で、導光板１１が出光しても、ランプ源１５に近い領域とランプ源１５から遠い領域の正向き出光効率が低く、最適な効果が得られない。

本発明の目的は、楔形導光板を提供し、光線が導光構造に照射して反射する時、導光板の正向きの出光効率が悪い欠点を克服することにある。

本発明は楔形導光板構造を提供し、導光板は、入光面、反射面、出光面、及び、反入光面を有する。入光面は、ランプ源が出力する光源を受ける。反射面は光源を反射する。出光面は導光板内部の光源を対外出力する。反射面は多数の導光構造を形成し、導光構造の走向は、入光面と平行で、導光構造は、第一導光面、第二導光面、及び、傾斜面を有し、第一導光面と第二導光面はプリズム柱体を形成する。傾斜面は、第二導光面から入光面方向に向かって、反射面まで傾斜延伸して形成され、これらの導光構造の設置は、ランプ源から遠近が異なり、段々、密集して設置され、且つ、導光構造の傾斜面と第二導光面の交差箇所から前の導光構造の第一導光面と反射面の交差箇所の距離と、導光構造の第一導光面と反射面交差箇所から前の導光構造の第一導光面と反射面の交差箇所の距離の比例が一致し、即ち、二つの導光構造間隔がなす平段が延長、或いは、短縮する場合、導光構造の傾斜面も加長、或いは、短縮する。これにより、導光板のランプ源から遠くても近くても、光源は強弱の差異現象が生じるが、異なる位置の異なる強弱の光源は、本発明の導光構造の設置により、作用後、出光する時、導光板の正向きの出光効率が向上する。

本発明のもう一つの実施例は、楔形導光板構造を提供し、導光板は、入光面、反射面、出光面、及び、反入光面を有する。反射面は多数の導光構造を形成し、導光構造は、第一導光面、第二導光面、及び、傾斜面を有し、第一導光面と第二導光面はプリズム柱体を形成する。傾斜面は、第二導光面から入光面方向に向かって、反射面まで傾斜延伸して形成され、これらの導光構造の設置は、等距離で設置され、プリズム柱体の高度は入光面に近いほど低くなり、反入光面に近いほど高くなり、光源の反射作用を調整し、これにより、導光板の入光面、及び、反入光面に近い二箇所の出光の光エネルギーは接近し、導光板の出光の均斉度を向上させる。

本発明の楔形導光板により、光線が導光構造に照射して反射する時、導光板の正向きの出光効率が悪い欠点を克服することができる。

まず、図３と図４で示されるように、本発明の導光板２は、良好な透光性の材質からなる楔形板体で、入光面２１、反射面２２、出光面２３、及び、反入光面２４を有する。入光面２１外は、ランプ源３を有する。反射面２２は、入光面２１から反入光面２４方向で、出光面２３に向かって上向け傾斜状で、多くの導光構造２２１を形成する。これらの導光構造２２１の走向は、入光面２１に平行で、且つ、導光構造２２１はプリズム柱体Ｄ、及び、傾斜面Ｃを有する。プリズム柱体Ｄは、第一導光面Ｄ１と第二導光面Ｄ２を有し、傾斜面Ｃは第二導光面Ｄ２から入光面方向に向かって反射面２２に傾斜延伸して形成され、二つの相隣する導光構造２２１の間は、反射面２２の平段２２２の間隔を有する。また、導光構造２２１の設置は、ランプ源３からの距離の違いで、段々、密集する形態で設置され、入光面２１に近い導光構造２２１は稀に設置されるので、入光面２１に近い二つの導光構造２２１間の平段２２２の長さは長くなり、この時、この箇所の各導光構造２２１中の傾斜面Ｃは相対して加長される。反対に、反入光面２４に近い導光構造２２１の設置は密集する故、反入光面２４に近い二つの導光構造２２１間の平段２２２の長さは自然に短縮し、この時、この箇所の各導光構造２２１中の傾斜面Ｃは相対して短縮する。入光面２１近くから反入光面２４近くの間の各導光構造２２１中、各導光構造２２１の傾斜面Ｃと第二導光面Ｄ２の交差箇所から、前の導光構造２２１の第一導光面Ｄ１と反射面２２交差箇所の距離Ｂ、Ｂ１、Ｂ２、、Ｂｎと導光構造２２１の第一出光面Ｄ１と反射面２２の交差箇所から前の導光構造２２１の第一出光面Ｄ１と反射面２２の交差箇所の距離Ｌ１、Ｌ２、、、Ｌｎの比例は一致し、
Ｂ Ｂ１ Ｂ２ Ｂｎ
−＝──＝──＝．．．＝──
Ｌ Ｌ１ Ｌ２
Ｌｎ
である。

よって、ランプ源３の光源が入光面２１から導光板２内部に進入する時、光源が二導光構造２２１間の各平段２２２時に入射し、光源が反射して偏斜状に出光し、光線が反射面２２の導光構造２２１の傾斜面Ｃに入射する時、光トラック運動方向は、全反射方式で、光源を反入光面２４方向に伝達し、導光構造２２１の第一導光面Ｄ１に入射する光源は、第一導光面Ｄ１から、光線を上方に出光する。入光面２１に近い平段２２２は長く、その構成面積を増加させ、光源反射で偏斜出光現象が過多になり、この時、この場所の導光構造２２１の傾斜面Ｃの長さは、丁度、相対して延伸し、傾斜面Ｃの構成面積が増加し、傾斜面Ｃにより全反射して、光源が更に導光板の反入光面２４方向に伝達して光エネルギーが増加し、平段２２２から反射する偏斜出光の光エネルギーは抑制効果を有する。反対に、反入光面２４に近い平段２２２の長さが短いと、平段２２２の構成面積が自然と小さくなり、反射により偏斜出光する光源も減少する。この時、この領域中の導光構造２２１の傾斜面Ｃの長さも相対して短縮し、傾斜面Ｃの構成面積も縮小し、これにより、傾斜面Ｃにより構成される面積が全反射して反入光面２４方向に伝達する光源も減少する。入光面２１、及び、反入光面２４に近い二箇所の正向き出光効率が接近し、導光板２全体の正向き出光効率が良好である。

図５を参照すると、本発明の実施時、導光板２の反射面２２上の導光構造２２１の設置は等距離であり、各二導光構造２２１間の平段２２２の長さは相同である。入光面２１の導光構造２２１中のプリズム柱体Ｄの第一導光面Ｄ１と第二導光面Ｄ２の交差箇所に近いほど、導光板２の反射面長さｄは短くなる。反入光面２４の導光構造２２１中のプリズム柱体Ｄの第一導光面Ｄ１と第二導光面Ｄ２の交差箇所に近いほど、導光板２の反射面２２の長さｄは長くなる。

プリズム柱体Ｄの第一導光面Ｄ１と第二導光面Ｄ２の交差箇所から、導光板２の反射面２２の長さｄの短縮は、プリズム柱体Ｄの第一導光面Ｄ１を構成する面積の縮小状態を生じるが、入光面２１に近い箇所で、強い光エネルギーで反射出光する時、反射出光する光エネルギーを減少させることができる。反対にプリズム柱体Ｄの第一導光面Ｄ１と第二導光面Ｄ２の交差箇所から、導光板２の反射面２２の長さｄの伸長は、プリズム柱体Ｄの第一導光面Ｄ１が構成する面積を拡大させ、反入光面２４に近い弱い光源が反射出光する時、出光を補強することができる。

入光面２１に近いプリズム柱体Ｄの第一導光面Ｄ１の面積が縮小し、その箇所の出光エネルギーが減少し、反入光面２４中に近いプリズム柱体Ｄの第一導光面Ｄ１の面積が拡大し、その箇所の出光エネルギーが増加し、これにより、導光板２の入光面２１、及び、反入光面２４に近い二箇所の出光エネルギーが接近し、導光板２全体の出光の均斉度が向上する。

公知のバックライトモジュールの立体分解図である。 公知の楔形導光板の光線出光図である。 本発明の楔形導光板を示す図である。 本発明の楔形導光板の光線出光を示す図である。 本発明のもう一つの実施例図である。

符号の説明

１ バックライトモジュール
１１ 導光板
１１１ 入光面
１１２ 反射面
１１２１ 導光構造
１１２１ａ第一導光面
１１２１ｂ第二導光面
１１３ 出光面
１２ 反射片
１３ プリズム膜片
１３１ プリズム柱体
１４ 拡散膜片
１５ ランプ源
２ 導光板
２１ 入光面
２２ 反射面
２２１ 導光構造
２３ 出光面
２４ 反入光面
３ ランプ源
Ｄ プリズム柱体
Ｄ１ 第一導光面
Ｄ２ 第二導光面
Ｃ 傾斜面
Ｂ、Ｌ 距離
ｄ 高度

Claims (4)

1. ランプ源に近接する入光面と、該入光面の反対側にある反入光面と、上記入光面と該反入光面の間に延設される出光面と、該出光面の反対側にあって傾斜する反射面と、を有する導光板と、
   上記反射面から突出する複数の導光構造であって、隣設する各導光構造間に平段が設けられ、
   各導光構造が、該平段から延びて上記出光面から離れながら傾斜する傾斜面と、該傾斜面から延びて上記出光面から更に離れながら傾斜する第二導光面と、該第二導光面から延びて上記出光面に向けて傾斜し、上記平段に接続される上記第一導光面と、
   上記反射面に対して高さを有するプリズム柱体を形成する上記第一および第二導光面；
   から成り、
   ここに、上記プリズム柱体がランプ源から遠ざかるに従って、該プリズム柱体の高さが高くなり、
   さらに、前記導光構造は、該導光構造が上記ランプ源からさらに遠ざかると、少なくとも上記平段の長さが短くなるように更に密に配置される、
   ことを特徴とする楔形導光板構造。
2. 前記各導光構造の前記傾斜面と前記第二導光面の交差箇所から、上記各導光構造の前記第一導光面と前記反射面の交差箇所までの距離と、上記導光構造の上記第一導光面と上記反射面の交差箇所から、上記導光構造の上記第一導光面と上記反射面の交差箇所の距離と、の比が一定であることを特徴とする請求項１に記載の楔形導光板構造。
3. 二導光構造の平段が長いと、前記導光構造の傾斜面も長くなり、二導光構造間の平段が短いと、導光構造の傾斜面も短くなることを特徴とする請求項１に記載の楔形導光板構造。
4. 前記導光構造のプリズム柱体中の第一導光面の高度は、入光面に近いほど低くなり、反入光面に近いほど高くなりことを特徴とする請求項１に記載の楔形導光板構造。

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