(57)【要約】 【課題】  モジュール全体の厚さを増大させることなく、輝度を標準化させることのできるバックライトモジュールを提供する。【解決手段】  皿型レンズ２１は、光透過面２１１、光反射面２１２、二つの滑らかな湾曲面２１３と、光散乱面２１４を含む。光透過面２１１は、皿型レンズ２１の凹状の底面を形成する。光反射面２１２は、皿型レンズ２１の上面を形成し、その断面は実質的に凹状である。滑らかな湾曲面２１３は、半透明であり、傾斜して光反射面２１２と光透過面２１１とを接続し、皿型レンズの両サイドを形成する。光散乱面２１４は、凸状であり、光反射面２１２の中心軸に位置する。光反射面２１２は、空間２１７と平面２１８を含む。空間２１７は、光透過面２１１の中央に位置し発光ダイオード６０１を受けるようになっている。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射シート、前記反射シートの上に配置される少なくとも一つの点光源ユニット、及び、前記点光源ユニットを覆う少なくとも一つの皿型レンズを含み、
前記皿型レンズは、
前記皿型レンズの底部を形成し、その断面が実質的に凹状となる光透過面、
前記皿型レンズの上部を形成し、その断面が実質的に凹状となる光反射面、
前記光反射面と前記光透過面とを接続し、前記皿型レンズの両サイドを形成する二つの滑らかな湾曲面、
前記光反射面の中心軸に位置し、その断面が実質的に凸状を有する光散乱面、
を含むバックライトモジュール。
【請求項２】
前記皿型レンズの前記光反射面は、前反射層と後反射層が形成された反射層を有する請求項１に記載のバックライトモジュール。
【請求項３】
前記二つの滑らかな湾曲面は、実質的に半透明である請求項１又は請求項２に記載のバックライトモジュール。
【請求項４】
前記皿型レンズの前記光透過面は、前記点光源ユニットを覆う空間を有する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のバックライトモジュール。
【請求項５】
前記点光源ユニットは、前記反射シートに放射され、前記反射シートによって反射される後光線を発生するように構成されている請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のバックライトモジュール。
【請求項６】
前記点光源ユニットは、前記皿型レンズに放射される前光線を発生するように構成されている請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のバックライトモジュール。
【請求項７】
前記皿型レンズの上に配置される拡散板を更に含む請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のバックライトモジュール。
【請求項８】
前記反射光線は、前記点光源ユニットから前記皿型レンズの前記後反射層に放射され、前記拡散板に反射される請求項７に記載のバックライトモジュール。
【請求項９】
前記直接拡散光線は、前記点光源ユニットから前記皿型レンズに放射され、前記光散乱面によって拡散板に散乱される請求項７に記載のバックライトモジュール。
【請求項１０】
前記間接拡散光線は、前記点光源ユニットによって前記皿型レンズを通過し、前記光反射面によって前記拡散板に散乱される請求項７に記載のバックライトモジュール。
【請求項１１】
前記点光源ユニットは、発光ダイオードを含む請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のバックライトモジュール。
【請求項１２】
皿型レンズであって、
前記皿型レンズの底部を形成し、その断面が実質的に凹状となる光透過面、
前記皿型レンズの上部を形成し、その断面が実質的に凹状となる光反射面、
前記光反射面と前記光透過面とを接続し、前記皿型レンズの両サイドを形成する二つの滑らかな湾曲面、
前記光反射面の中心軸に位置され、その断面が実質的に凸状となる光散乱面、を含む皿型レンズ。
【請求項１３】
前記光透過面は、その中央に空間を有する請求項１２に記載の皿型レンズ。
【請求項１４】
請求項１２又は請求項１３の記載の皿型レンズと、半導体発光素子を含む発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトモジュールに適用されるレンズ及び発光ダイオードに関し、特に、直下型バックライトモジュールの皿型レンズ及び発光ダイオードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤの小型バックライトモジュールで適用されるＬＥＤの配列においては、近年、大型の直下型バックライトモジュールに適応を考慮して、サイド配列からアレイ配列へと開発が進んでいる。このとき、ＬＣＤの輝度を標準化するために、ＬＥＤアレイの輪郭をぼかさなければならない。これは、光源と拡散板との間の距離、又は、拡散板の厚さと曇り（ｈａｚｅ）を増加させることで対応できる。
【０００３】
図１で示すように、バックライトモジュール１は、拡散板１１、反射シート１３と、点光源ユニット１４を含む。点光源ユニット１４は、拡散板１１と反射シート１３との間に配置される。点光源ユニット１４から放射された光線は、反射シート１３によって反射され、拡散板１１を通過して点光源ユニット１４の輪郭をぼかす。
【０００４】
従来のバックライトモジュール１の点光源ユニット１４と反射シート１３の間の輝度が異なることから、画面の明るさは、均一ではない。点光源ユニット１４と拡散板１１間の距離ｄを増やすことが問題を解決するが、これではバックライトモジュールが厚くなるためディスプレイ全体の厚さが増大する。
【０００５】
図２で示すように、拡散板１１ａを追加することでも対応できる。拡散板１１ａが拡散板１１に重なり、拡散板１１ａ、１１の厚さと曇り（ｈａｚｅ）を増加し、点光源ユニット１４の輪郭をぼやかす。しかし、拡散板１１ａの使用は、コストを増加させるだけでなく、バックライトモジュール１の厚さも増加させる。その上、拡散板１１、１１ａの重なりは、光源の利用率を低下させ、これを回避すべく点光源ユニット１４を増や場合にはコスト増の要因となる。
【０００６】
図３は、ＳＩＤＥ  ＥＭＩＴＴＩＮＧ  ＬＥＤ  ＡＮＤ  ＬＥＮＳ（特許文献１参照）を挙げる実施例を示している。レンズ１５は、漏斗形第一部材１５１と、レンズ１５の下に位置された第二部材１５２とを含む。第一部材１５１は、反射面１５３と第一光屈折面１５４を含む。第二部材１５２は、湾曲した第二光屈折面１５５と湾曲した底面１５６を含む。ＬＥＤがＬ点に置かれたとき、第一光線１７は、ＬＥＤより放射され、底面１５６を通過してレンズ１５に入射し、反射面１５３によって第一光屈折面１５４に反射され、レンズ１５を離れる。第二光線１８は、ＬＥＤより放射され、底面１５６を通過してレンズ１５に入射し、第二部材１５２によって反射され、レンズ１５を離れる。光は、反射され、屈折されてレンズ１５サイドの輝度を増す。しかしながら、この構造では、反射シートが湾曲しているため、バックライトモジュールの厚さが増大し、また、輝度もまだ十分均一とはならない。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６６７９６２１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上のような背景のもとになされたものであり、モジュール全体の厚さを増大させることなく、点光源ユニットの輪郭をぼかして輝度を標準化させたバックライトモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、反射シート、前記反射シートの上に配置される少なくとも一つの点光源ユニット、及び、前記点光源ユニットを覆う少なくとも一つの皿型レンズを含み、前記皿型レンズは、前記皿型レンズの底部を形成し、その断面が実質的に凹状となる光透過面、前記皿型レンズの上部を形成し、その断面が実質的に凹状となる光反射面、前記光反射面と前記光透過面とを接続し、前記皿型レンズの両サイドを形成する二つの滑らかな湾曲面、前記光反射面の中心軸に位置し、その断面が実質的に凸状を有する光散乱面、を含むバックライトモジュールである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の発光ダイオードは、発光半導体素子と皿型レンズを含む。発光半導体素子は、皿型レンズで覆われる。発光半導体素子からの光は、皿型レンズによって屈折され、反射され、発光素子の輝度を標準化する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
【００１２】
図４で示すように、皿型レンズ２１は、光透過面２１１、光反射面２１２、二つの滑らかな湾曲面２１３と、光散乱面２１４を含む。光透過面２１１は、皿型レンズ２１の凹状の底面を形成する。光反射面２１２は、皿型レンズ２１の上面を形成し、その断面は実質的に凹状である。光反射面２１２は、前反射層２１５と後反射層２１６を含む。滑らかな湾曲面２１３は、半透明であり、傾斜して光反射面２１２と光透過面２１１とを接続し、皿型レンズの両サイドを形成する。光散乱面２１４は、凸状であり、光反射面２１２の中心軸に位置する。光反射面２１２は、空間２１７と平面２１８を含む。空間２１７は、光透過面２１１の中央に位置し点光源ユニット３０を受けるようになっている。
【００１３】
図４、図５で示すように、バックライトモジュール２は、反射シート４０、少なくとも一つの点光源ユニット３０と、皿型レンズ２１を備える。点光源ユニット３０は、反射シート４０の上に配置される。皿型レンズ２１は、光反射面２１２、滑らかな湾曲面２１３と、光散乱面２１４を含む。光透過面２１１は、凹面である。光透過面２１１の上に位置された光反射面２１２は、反射コーティングされた層であり、前反射層２１５と後反射層２１６を含む。光反射面２１２は、凹状である。滑らかな湾曲面２１３は、半透明であり、傾斜して光反射面２１２と光透過面２１１とを接続する。光散乱面２１４は、凸状であり、光反射面２１２の中心軸に形成される。光反射面２１２は、光透過面２１１の中央に位置する空間２１７を含み、点光源ユニット３０を受ける。拡散板５０は、皿型レンズ２１の上に配置される。
【００１４】
点光源ユニット３０は、後光線３０１、前光線３０２と、水平光線３０８を発生させる。後光線３０１は、反射シート４０に放射され、反射シート４０によって拡散板５０に反射される。
【００１５】
前光線３０２は、皿型レンズ２１に放射される、反射光線３０３、直接拡散光線３０４、間接拡散光線３０５を含む。反射光線３０３は、点光源ユニット３０から光反射面２１２の後反射層２１６に放射され、反射シート４０に反射されこれによって拡散板５０に反射される。直接拡散光線３０４は、点光源ユニット３０から皿型レンズ２１に放射され、光散乱面２１４によって拡散板５０に散乱される。間接拡散光線３０５は、点光源ユニット３０によって皿型レンズ２１に放射され、光散乱面２１４によって前反射層２１５に散乱され、光反射面２１２の前反射層２１５によって拡散板５０に反射される。
【００１６】
滑らかな湾曲面２１３は、半透明である。点光源ユニット３０によって放射された光は、異なる光路を進み、第一側光線３０６は、点光源ユニット３０から皿型レンズ２１の滑らかな湾曲面２１３を通過して拡散板５０に放射され、第二側光線３０７は、滑らかな湾曲面２１３を通過できずに皿型レンズ２１に戻り、水平光線３０８は、点光源ユニット３０から皿型レンズ２１のサイドに水平に放射される。
【００１７】
図６で示すように、発光ダイオード６０１の組立てにおいては、半導体発光素子と皿型レンズ２１を含む。発光半導体素子は、皿型レンズ２１に受けられる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来のバックライトモジュールの概略図である。
【図２】従来のバックライトモジュールの概略図である。
【図３】従来の漏斗形第一部材と第二部材とを有するレンズを備えるバックライトモジュールの概略図である。
【図４】本発明の皿型レンズの概略図である。
【図５】本発明のバックライトモジュールにおける放射光の光路を説明する図である。
【図６】本発明に係る皿型レンズを備える発光ダイオードの概略図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  バックライトモジュール
１１、１１ａ  拡散板
１３  反射プレート
１４  点光源ユニット
ｄ  点光源ユニット１４と拡散板１１の距離
１５  レンズ
１５１  第一部材
１５２  第二部材
１５３  反射面
１５４  第一光屈折面
１５５  第二光屈折面
１５６  底面
１６  反射シート
１７  第一光線
１８  第二光線
Ｌ  点光源ユニットの位置
２  バックライトモジュール
２１１  光透過面
２１２  光反射面
２１３  二つの滑らかな湾曲面
２１４  光散乱面
２１５  前反射層
２１６  後反射層
２１７  空間
２１８  平面
３０  点光源ユニット
３０１  後光線
３０２  前光線
３０３  反射光線
３０４  直接拡散光線
３０５  間接拡散光線
３０６  第一側光線
３０７  第二側光線
３０８  水平光線
４０  反射シート
４０  拡散板
６０１  発光ダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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