(57)【要約】【課題】回折光学素子を用いた直下型バックライトモジュールを提供する。【解決手段】本発明のバックライトモジュールは、光源、および当該光源の上に設置される回折光学素子を備えてなることを特徴としている。【選択図】図１ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源、および
当該光源の上に設置された回折光学素子
を備えてなるバックライトモジュール。
【請求項２】
前記光源が、発光ダイオード、蛍光ランプおよびレーザーダイオードからなる群から選択された１種または２種以上である請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項３】
前記回折光学素子が、透過回折光学素子、反射回折光学素子およびハイブリッドレンズの屈折回折光学素子からなる群から選択されてなる請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項４】
前記回折光学素子が、光の方向と光の位相分布を変調する請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項５】
前記回折光学素子が、プラスチック、シリカまたは金属からなる請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項６】
前記回折光学素子が、射出成型、圧延または型鍛造によって製造される請求項１記載の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、バックライトモジュールに関し、さらに詳しくは、バックライトモジュールの配光分布と光強度を制御する回折光学素子を有するバックライトモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
目下、従来のＬＥＤのバックライトモジュールの光を分布するために、特殊設計のレンズキャップが提供されている（特許文献１参照）。サイドエミッティングＬＥＤのバックライトモジュールを開示しており、特殊設計のレンズキャップは、サイドエミッティングＬＥＤのバックライトモジュールに設置され、均一に光を放射する効果を強化する。しかし、レンズキャップの曲面形状は、製造プロセスの解像度によって制限される。よって、レンズキャップの製造は難しく、レンズキャップの厚さは、厚くなる。そのため、バックライトモジュールの厚さも大幅に増加する。また、従来の直下型バックライトモジュールでは、光源から放射された光は、透光板によって拡散板に向い、拡散板を介して液晶ディスプレイに均一に分散する。しかし、透光板の透光性の不足と、均一な配光分布の考慮により、バックライトモジュールの厚さは、多層配置のために減少されることができない。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，６７９，６２１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
叙上の従来技術の問題点を解消し、最適化された配光分布を提供でき、液晶ディスプレイの輝度を増加することができ、厚さを減少させることができる、回折光学素子を用いた直下型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】
【０００５】
直下型バックライトモジュールの模範的な実施の形態は、光源と回折光学素子を含み、回折光学素子は、光源の上に設置される。位相関数の適当な配置によって、回折光学素子は、光源から放射された光の波面を実質的に変調し、光の方向ばかりでなく、配光分布も制御する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、回折光学素子を含むバックライトモジュールを提供し、回折光学素子は、プログラム化でき、且つ、最適化された配光分布を提供でき、液晶ディスプレイの輝度を増加することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
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、以下に本発明の実施の形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
【０００８】
直下型バックライトモジュールの詳細を下記に説明する。図１ａは、バックライトモジュールの実施の形態の側面図を表している。この実施の形態では、直下型バックライトモジュール１００は、液晶ディスプレイ（図示されていない）、光源１１１、反射板１１３と、回折光学素子１１２を含み、回折光学素子１１２は、光源１１１の上に設置される。位相関数を適当に配置することによって、回折光学素子１１２は、光源１１１から放射された光の波面を実質的に変調し、光の方向ばかりでなく、配光分布も制御することができ、必要な像平面Ａ（図３）を形成する。また、光源１１１は、ＬＥＤ、蛍光ランプ、レーザーダイオード、またはその他の光源である。この実施の形態では、回折光学素子１１２は、光源１１１から放射された光を反射するために導かれた反射回折光学素子であり、必要な像平面Ａを形成する。次に図３、４を参照しながら説明する。図３は、ゼロ次光を排除する形で設定した像平面Ａの配光分布を表している。配光分布の位相関数に基づくと、図４に示すように、対物面の対応する位相関数は、ＩＦＴ（図２に示される逆フーリエ変換）から得られることができる。続いて、回折光学素子１１２は、対物面の位相関数に基づいて作られることができる。前述のように、この実施の形態は、反射による配光分布を開示し、ＬＥＤ光源１１１は、回折光学素子１１２によって変調された光を放射し、図３に示すような環状の配光分布を形成する。この環状の配光分布は、光が光源１１１に反射するのを防ぐことができるため、装置がオーバーヒートされない。また、バックライトモジュールの厚さも減少されることができる。回折光学素子１１２の製造ステップは、以下に説明する。
【０００９】
図１ｂは、本発明の他の実施の形態を表している。図１ｂに示すように、直下型バックライトモジュール２００は、液晶ディスプレイ（未表示）、光源２１１、反射板２１３と、回折光学素子２１２を含み、光源２１１は、ＬＥＤ、蛍光ランプ、レーザーダイオード、またはその他の光源である。この実施の形態では、回折光学素子２１２は、透過回折光学素子であるが、反射回折光学素子、または例えば、ハイブリッドレンズの屈折回折光学素子であることができる。回折光学素子２１２は、必要な像平面を形成する送信光を利用するために導入される。例えば、輝度を均一にさせるために、均一な平面の配光分布がかなり重要である。よって、像平面の配光分布の均一な位相関数が先ず、設定される。次に、配光分布の位相関数に基づいて、対物面の対応する位相関数は、ＩＦＴ（図２に示される逆フーリエ変換）から得られることができる。次に、回折光学素子２１２は、対物面の位相関数に従って、作り出されることができる。同じように、回折光学素子２１２の製造ステップが以下に説明される。
【００１０】
実際には、本発明の回折光学素子は、サイドエミッティングのバックライトモジュールに用いることができる。反射回折光学素子を用いることによって、光源から放射された光は、必要な配光分布を形成し、液晶ディスプレイに反射されることができる。つまり、反射回折光学素子は、従来の反射板に取って代わり、最適な光も提供する。
【００１１】
図５に示すように、図５は、本発明の回折光学素子の製造流れ図を表している。回折光学素子の製造プロセスは、以下の通りである。
【００１２】
ステップＳ１では、像平面で配光分布を設定し、必要な光拡散、均一性と、輝度に関連した模擬を行う。また、最終の波面関数は、ＩＦＴ（逆フーリエ変換）によって対物面の波面関数から得られる。よって、最終の波面関数は、回折光学素子の位相関数に導入される。ステップＳ２では、位相関数をマスクレイアウトに変換し、ウエハー、またはシリカ基板にレジスト層を形成するリソグラフィを施し、ウエハー、またはシリカ基板をエッチングし、原型構造を形成する。ステップＳ３では、原型構造を用い、電鋳技術によって金型を製造する。最後のステップＳ４では、例えば、射出成型、圧延、型鍛造などの技術的なプロセスによって回折光学素子の大量生産を行う。また、回折光学素子は、プラスチック、金属、または適当な材料を含むことができる。
【００１３】
以上、本発明の好適な実施の形態を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１ａ】バックライトモジュールの実施の形態の側面図である。
【図１ｂ】バックライトモジュールのもう一つの実施の形態の側面図である。
【図２】対物面波面関数の変換流れ図である。
【図３】図１ａの像平面Ａの図である。
【図４】図１ａの対物面の図である。
【図５】回折光学素子の製造流れ図である。
【符号の説明】
【００１５】
１００  直下型バックライトモジュール
１１１  光源
１１２  回折光学素子
１１３  反射板
２００  直下型バックライトモジュール
２１１  光源
２１２  回折光学素子
２１３  反射板
Ａ  像平面
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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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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