(57)【要約】【課題】光源装置を有した直下型バックライトモジュールに応用される微構造ディフューザーを提供することを目的とする。【解決手段】光源装置３１の間に隙間があり、微構造ディフューザー２０は出光面２２と入光面２１とを含み、入光面２１は平滑部２１１及び突出の曲部２１２からなり、それぞれの突出の曲部２１２の位置は各子光源３１１の位置に対応し、それぞれの平滑部２１１の位置は互いに隣接している二つの子光源３１１の間の位置に対応することを特徴とする。よって、本考案による微構造ディフューザー２０は、相対的に薄い平滑部２１１へ光線を拡散させ、相対的に厚い突出の曲部２１２で光線を部分的に抑制することができ、直下型バックライトモジュール３０の総体輝度を増加し、ランプ斑という輝度の不均一の問題も解決する効果に達する。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
複数の子光源を有した光源装置の直下型バックライトモジュールに応用される微構造ディフューザーであり、
出光面と、
複数の平滑部及び複数の突出の曲部を有した入光面と、を備え、
それぞれの突出の曲部の位置は各子光源の位置に対応し、それぞれの平滑部の位置は互いに隣接している二つの子光源の間の位置に対応すること、を特徴とする微構造ディフューザー。
【請求項２】
前記突出の曲部の断面は放物線形を有すること、を特徴とする請求項１に記載の微構造ディフューザー。
【請求項３】
前記放物線形は上に向かう開口を有し、前記子光源から対応の放物線の頂点までの距離は、前記子光源から前記微構造ディフューザーまでの最小距離であること、を特徴とする請求項１又は２に記載の微構造ディフューザー。
【請求項４】
前記出光面から前記平滑部までの距離は、前記出光面から対応の放物線の頂点までの距離より小さいこと、を特徴とする請求項２又は３に記載の微構造ディフューザー。
【請求項５】
前記突出の曲部の断面は円弧形を有すること、を特徴とする請求項１に記載の微構造ディフューザー。
【請求項６】
前記断面の形状は半円形より等しい又は小さいこと、を特徴とする請求項５に記載の微構造ディフューザー。
【請求項７】
前記突出の曲部は漸進的な変化を有する曲面であり、各子光源からの光線に対して異なる光線透過率及び光線拡散率を前記平滑部に具備させること、を特徴とする請求項１に記載の微構造ディフューザー。
【請求項８】
前記突出の曲部の厚さは中心から漸進的に減少すること、を特徴とする請求項７に記載の微構造ディフューザー。
【請求項９】
前記微構造ディフューザーは射出機もしくは圧出機によって一体成型されたこと、を特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の微構造ディフューザー。
【請求項１０】
前記子光源は冷陰極放電灯もしくは発光ダイオードであること、を特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の微構造ディフューザー。
【請求項１１】
前記微構造ディフューザーはさらに、入射光の屈折する路径を散乱させる光拡散粒子を含むこと、を特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の微構造ディフューザー。
【請求項１２】
前記光拡散粒子は、ＰＭＭＡ樹脂、ＭＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＳ樹脂、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）粉末、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）粉末、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）粉末、酸化チタン（ＴｉＯ２）、又はそれらの混合物からなること、を特徴とする請求項１１に記載の微構造ディフューザー。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は直下型バックライトモジュールに関し、特に微構造ディフューザーに関する。
【背景技術】
【０００２】
光源の投射方式によって、従来のバックライトモジュールは側光型バックライト及び直下型バックライトに分けられる。側光型バックライト及び直下型バックライトは、それぞれ導光板及び拡散板によって点光源又は線光源を面光源に変換し、パネルの輝度を均一にする。一般に、従来の拡散板は透光性がある平板であり、二つの機能を発揮することができる。一つは機械性のサポート機能であり、もう一つは、発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる点光源アレイ、もしくは冷陰極放電灯（ＣＣＦＬ）からなる線光源を均一に拡散し面光源に変換する機能である。図１（Ａ）は、従来の側光型バックライトモジュールの導光板の断面、及びその光路を示す図である。図１（Ｂ）は、従来の直下型バックライトモジュールの拡散板の断面、及びその光路を示す図である。図１（Ａ）に示したように、光源１０は導光板１２の一側に配置され、光線は導光板１２によってガイドされて分散して均一に面光源を形成する。図１（Ｂ）に示したように、光源１４、１６は拡散板１８によって拡散されて分散して面光源の光路を形成する。拡散板１８の規格について、パネルの寸法が拡大するとともに変形する可能性だけでなく、光線が通過する際に大幅に光損失を発生する可能性も排除してはいけない。要するに、光線は相当の均一度を有してはいけない。そのようでなければ、パネルの正面から見えるランプ斑という問題が生じる可能性があり、即ち、ランプに対応する箇所が明るくなり、ランプの間の隙間に対応する箇所が暗くなるという輝度の不均一の問題が生じる可能性がある。
【０００３】
ランプ斑の現象を改善するために、従来の技術は多く提案されている。台湾実用新案第Ｍ２９０５７２号（特許文献１）では面光源の光均一デバイスが提案されている。上出光面にも下出光面にも、例えばＶ形、半円柱、半円球、又は四角錐のような凹部又は突部である非平面の光屈折構成を形成することによって、上出光面と下出光面で光線を二回屈折してランプの光線を均一に分散する。しかしながら、複雑な製造プロセスは製造コストや材料コストを大幅に高くし、光干渉現象も生じる可能性がある。
【０００４】
台湾実用新案第Ｍ２５５４１９号（特許文献２）では、液晶表示器のバックライトモジュールが提案されている。そのバックライトモジュールの拡散板は少なくとも一つの第１区域と少なくとも一つの第２区域とを備えている。第１区域の厚さは第２区域の厚さより大きい。第２区域の厚さは第１区域の厚さから外へ漸進的に減少し、第１区域が光源までの距離は第２区域が光源までの距離より小さい。その考案において、第１区域の厚さと第２区域の厚さとの関係だけが開示されている。第１区域、第２区域の形状、及び細部構成だけでなく、光源と第１区域、及び光源と第２区域の相対位置の関係も開示されていない。したがって、作動する際に、総体輝度を改善する程度、及びランプ斑の現象を改善する程度を有効に評価することができない。
【０００５】
台湾実用新案第Ｍ２４９０４２号（特許文献３）では、直下型バックライトモジュールに応用される導光構成が提案されている。その導光構成は、発光素子に設置される光均一化モジュールと、少なくとも一つの光処理層と、光均一化モジュールと発光素子の正上方に配置される凹部とを含む。該凹部は漸進的な曲率を有する平滑な弧面を含む。その考案において、漸進的な曲率を有する平滑な弧面によって光線が集光される。しかしながら、発光素子と発光素子の間にある暗い隙間に対して改善することが開示されていない。したがって、その考案はランプ斑の現象を改善するには限りがある。
【０００６】
台湾特許第Ｉ２２４２３３号（特許文献４）では、直下型ランプのバックライトモジュールが提案されている。そのバックライトモジュールの導光板は光源の上方に位置する。光源の正上方に位置する導光板の底面の第１部分は平面である。光源の正上方に位置しない導光板の底面の第２部分は複数の集光突部を含み、光線を集光することによって第２部分の光線の強度を高める。しかしながら、緊密に隣接している突部が光源の正上方に位置しないので、光干渉現象が生じる可能性もある。
【０００７】
台湾特許第５８８１４９号（特許文献５）では、直下型バックライトモジュールが提案されている。ケースの内側に複数のランプが等距離に配置され、ケースの外側に拡散板が配置されている。拡散板は拡散剤を含み透光性を有する平板である。ケースの内側は波浪状の弧面とし、ランプに直線的に対応している箇所がもっとも厚い部分を形成し、二つのランプの間に直線的に対応している箇所がもっとも薄い部分を形成する。複数の厚い部分及び複数の薄い部分はともにその弧面を形成する。視覚的にパネルの輝度の平均値を向上させるために、その弧面の深さ及び曲度は互いに一致にすることが必要があり、それによってある平面に達する光線の距離、角度、光量、及び干渉の程度などが制御される。したがって、拡散板の製造プロセスも複雑にし、製造のコストも高くなる場合がある。
【０００８】
【特許文献１】台湾実用新案第Ｍ２９０５７２号公報
【特許文献２】台湾実用新案第Ｍ２５５４１９号公報
【特許文献３】台湾実用新案第Ｍ２４９０４２号公報
【特許文献４】台湾特許第Ｉ２２４２３３号公報
【特許文献５】台湾特許第５８８１４９号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
本考案は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来の直下型バックライトモジュールのランプ斑を改善し、直下型バックライトモジュールの総体輝度を高めることができる微構造ディフューザーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本考案は、光源装置を有した直下型バックライトモジュールに応用される微構造ディフューザーを提供することで、上記課題を解決する。該微構造ディフューザーは、出光面と、複数の平滑部及び複数の突出の曲部を有した入光面と、を備え、それぞれの突出の曲部の位置は各子光源の位置に対応し、それぞれの平滑部の位置は互いに隣接している二つの子光源の間の位置に対応することを特徴とする。
【００１１】
本考案の実施形態において、上記微構造ディフューザーは射出機もしくは圧出機によって一体成型されている。突出の曲部の断面は放物線形（例えば、上に向かう開口を有する放物線）であって、あるいは円弧形（例えば、半円形より等しい又は小さい円弧）であってもよい。出光面から平滑部までの距離は、出光面から対応の放物線の頂点までの距離より小さい。さらに、本考案の実施形態において、突出の曲部は漸進的な変化を有する曲面であり、各子光源からの光線に対して異なる光線透過率及び光線拡散率を平滑部に具備させる。
【考案の効果】
【００１２】
本考案による微構造ディフューザーは、入光面が平滑部及び突出の曲部からなり、それぞれの突出の曲部の位置が各子光源の位置に対応し、それぞれの平滑部の位置が互いに隣接している二つの子光源の間の位置に対応することを特徴とする。それによって、相対的に薄い平滑部へ光線を拡散させ、相対的に厚い突出の曲部で光線を部分的に抑制することができ、直下型バックライトモジュールの総体輝度を増加し、ランプ斑という輝度の不均一の問題も解決する効果に達する。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１３】
本考案のその他の利点及び特徴については、以下に行う考案の実施の形態の説明から、より明らかとなるであろう。下記実施の形態は本考案の技術的手段をより具体的に詳述するためのもので、当然本考案はそれに限定されず、添付クレームの範囲を逸脱しない限り、当業者による単なる設計変更、付加、修飾、及び置換はいずれも本考案の技術的範囲に属する。
【００１４】
図２は、本考案による実施形態１の微構造ディフューザーの構成を示す図である。微構造ディフューザー２０は、光源装置３１を有した直下型バックライトモジュール３０に応用される。光源装置３１では、それぞれの子光源３１１は互いに平行に配置され、それぞれの子光源３１１の間に隙間がある。子光源３１１は冷陰極放電灯である。微構造ディフューザー２０は、圧出機によって一体成型され、入光面２１と出光面２２とを備えている。平滑部２１１及び突出の曲部２１２は互いに交錯して入光面２１を形成する。それぞれの突出の曲部２１２の位置は各子光源３１１の位置に対応し、それぞれの平滑部２１１の位置は互いに隣接している二つの子光源３１１の間の位置に対応し、図２の距離Ｄに示したようになる。突出の曲部２１２の断面は放物線形で、開口が出光面２２に向かっている。微構造ディフューザー２０は光拡散材料とした二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）粉末を含んでいる。
【００１５】
本考案による微構造ディフューザー２０は突出の曲部２１２が多種の実施形態になってもよく、光源が直線形の冷陰極放電灯にも限らない。図３は、本考案による実施形態２の微構造ディフューザーの構成を示す図である。微構造ディフューザー４０は入光面４１と出光面４２とを備えている。入光面４１は複数の平滑部４１１及び複数の突出の曲部４１２を含む。突出の曲部４１２の断面は上に向かう開口を有した半円弧形である。突出の曲部の頂点４１３から対応の光源装置５０の子光源５１１までの距離Ｄ１は、子光源５１１から微構造ディフューザー４０までの最小距離である。その上に、その距離Ｄ１は、子光源５１１から平滑部４１１までの距離Ｄ２より小さい。この実施形態において、出光面４２から平滑部４１１までの距離Ｄ３は出光面４２から突出の曲部の頂点４１３までの距離Ｄ４より小さい。ここで、子光源５１１は粒状の発光ダイオードである。
【００１６】
図４は、本考案による実施形態３の微構造ディフューザーの構成を示す図である。図３に示した突出の曲部４１２の断面は半円弧形である。実施形態３において、各子光源からの光線に対して異なる光線透過率及び光線拡散率に基づいて、半円より小さい円弧面によって製造することのでき、図４に示した突出の曲部の円弧形断面になる。
【００１７】
本考案の微構造ディフューザーの基材は均一な分布を有した一種／多種の拡散材質であってもよい。突出の曲部は漸進的な変化を有する曲面であってもよく、即ち突出の曲部にある拡散材質は中心から漸進的に減少するものである。そうすることで、各子光源からの光線に対して異なる光線透過率及び光線拡散率を平滑部に具備させ、光路を制御し、直下型バックライトモジュールの総体輝度を増加することができる。
【００１８】
本考案の光拡散粒子は、ＰＭＭＡ樹脂、ＭＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＳ樹脂、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）粉末、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）粉末、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）粉末、酸化チタン（ＴｉＯ２）、又はそれらの混合物から形成されても好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（Ａ）は、従来の側光型バックライトモジュールの導光板の断面、及びその光路を示す図であり、（Ｂ）は、従来の直下型バックライトモジュールの拡散板の断面、及びその光路を示す図である。
【図２】本考案による実施形態１の微構造ディフューザーの構成を示す図である。
【図３】本考案による実施形態２の微構造ディフューザーの構成を示す図である。
【図４】本考案による実施形態３の微構造ディフューザーの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０、１４、１６  光源
１２              導光板
１８              拡散板
２０、４０        微構造ディフューザー
２１、４１        入光面
２１１、４１１    平滑部
２１２、４１２    突出の曲部
２２、４２        出光面
３０              直下型バックライトモジュール
３１、５０        光源装置
３１１、５１１    子光源
４１３            突出の曲部の頂点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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