(57)【要約】【課題】  ハウジングと、複数の光源と、複数のレンズ・プレートとからなるレンズを配列したバックライト・モジュールを提供すること。【解決手段】  光源は、照明光線を供給するために、ハウジングとレンズ・プレートとの間に平行に配置されている。レンズ・プレートは、それぞれ光源に対応し、各光源は、光源が供給する照明光線がレンズ・プレートを通して拡散するように、対応するレンズ・プレートの軸上に装着されている。本発明は、またレンズを配列したバックライト・モジュールを使用する液晶ディスプレイ・デバイスも提供する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを配列したバックライト・モジュールであって、
複数の長い位置決め壁部および複数の横方向位置決め壁部を有するハウジングと、
それぞれが複数の横方向位置決め側壁部を含み照明光線を供給するために前記ハウジング内に平行に配置されている複数の光源と、
それぞれが少なくとも２つの長い側壁部を含み、それぞれが前記光源に対応する複数のレンズ・プレートとを備えており、
前記レンズ・プレートが前記光源に対向している前記ハウジングの側面上に平行に配置され、前記光源が供給する前記照明光線が前記レンズ・プレートを通して拡散するように、前記光源がそれぞれ対応する前記レンズ・プレートの縦軸上に装着され、前記光源に対して前記レンズ・プレートの縦軸を位置決めするために、前記ハウジングの前記長い位置決め壁部が、前記レンズ・プレートの前記長い側壁部に対応し、前記ハウジングの前記横方向の位置決め側壁部が、前記光源の前記横方向位置決め側壁部に対応するレンズを配列したバックライト・モジュール。
【請求項２】
前記光源が冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬｓ）である請求項１に記載の直接タイプのバックライト・モジュール。
【請求項３】
前記各レンズ・プレートが凹レンズである請求項１に記載の直接タイプのバックライト・モジュール。
【請求項４】
前記各レンズ・プレートが一対のプリズムである請求項１に記載の直接タイプのバックライト・モジュール。
【請求項５】
直接タイプのバックライト・モジュールであって、
ハウジングと、
照明光線を供給するために、前記ハウジング内に平行に配置されている複数の光源と、
それぞれ前記光源に対応する複数のレンズ・プレートとを備えており、
前記光源が供給する前記照明光線が前記レンズ・プレートを通して拡散するように、前記レンズ・プレートが、前記光源に対応する前記ハウジングの側面上に平行に配置されており、前記光源がそれぞれ前記対向する前記レンズ・プレートの軸上に装着される直接タイプのバックライト・モジュール。
【請求項６】
前記光源が冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬｓ）である請求項５に記載の直接タイプのバックライト・モジュール。
【請求項７】
前記各レンズ・プレートが凹レンズである請求項５に記載の直接タイプのバックライト・モジュール。
【請求項８】
前記各レンズ・プレートが一対のプリズムである請求項５に記載の直接タイプのバックライト・モジュール。
【請求項９】
前記第１の位置決め構成要素が突起であり、前記第２の位置決め構成要素が凹部である請求項５に記載の直接タイプのバックライト・モジュール。
【請求項１０】
液晶ディスプレイ・デバイスであって、
液晶ディスプレイ・パネルと、
前記液晶ディスプレイ・パネルの一方の側面上に装着されるハウジングと、
前記液晶ディスプレイ・デバイスに照明光線を供給するために、前記ハウジングと前記液晶ディスプレイ・パネルとの間に平行に配置されている複数の光源と、
それぞれ前記光源に対応する複数のレンズ・プレートとを備えており、
前記光源が供給する前記照明光線が、最初に前記レンズ・プレートを通して拡散し、次に前記液晶ディスプレイ・パネル上に投影されるように、前記レンズ・プレートが、前記光源と前記液晶ディスプレイ・デバイスの間に平行に配置され、前記光源がそれぞれ前記対応する前記レンズ・プレートの軸上に装着される液晶ディスプレイ・デバイス。
【請求項１１】
前記複数の光源が冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬｓ）である請求項１０に記載の液晶ディスプレイ・デバイス。
【請求項１２】
前記各レンズ・プレートが凹レンズである請求項１０に記載の液晶ディスプレイ・デバイス。
【請求項１３】
前記各レンズ・プレートが一対のプリズムである請求項１０に記載の液晶ディスプレイ・デバイス。
【請求項１４】
前記各レンズ・プレートが、少なくとも第１の位置決め構成要素を有し、前記各光源が、それぞれ前記対応するレンズ・プレートの軸のところに前記光源を固定するために、前記第１の位置決め構成要素に接続することができる少なくとも第２の位置決め構成要素を有する請求項１０に記載の液晶ディスプレイ・デバイス。
【請求項１５】
前記第１の位置決め構成要素が突起であり、前記第２の位置決め構成要素が凹部である請求項１４に記載の液晶ディスプレイ・デバイス。
【請求項１６】
前記ハウジングが複数の長い位置決め壁部および複数の横方向位置決め壁部を有し、前記光源に対して前記レンズ・プレートの縦軸を位置決めするために、前記長い位置決め壁部が前記レンズ・プレートの長い側壁部に対応し、前記横方向位置決め側壁部が前記光源の前記横方向位置決め側壁部に対応する請求項１０に記載の液晶ディスプレイ・デバイス。
【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、特に光の拡散を加速し、スリムなモジュールにするためのレンズ・アレイを有するバックライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイは、自ら照明するものではないので、表示機能を供給するための追加の光源が必要である。それ故、バックライト・モジュールは、液晶ディスプレイの重要な構成要素のうちの１つである。ディスプレイ・パネルのサイズが大きくなるにつれて、１つのチューブだけを使用するエッジ・タイプのバックライト・モジュールは、大型のパネルを十分に照明することができなくなる。この場合、最近の大型パネルの大部分は、複数のチューブを有する直接タイプのバックライト・モジュールを採用している。液晶ディスプレイの輝度、色および消費電力のようないくつかの表示パラメータは、主としてバックライト・モジュールに依存している。直接タイプのバックライト・モジュールは、ディスプレイ・パネルの背後に装着されている複数のチューブを有する。また、このモジュールは、各チューブからの光線が、ディスプレイ・パネル上に均一に投影されるように拡散プレートを使用している。チューブの大きさは、異なるサイズのパネル内の明るさにより決まる。ほとんどの場合、直接タイプのバックライト・モジュールは、デスクトップ液晶モニタおよび液晶テレビのようなポータブルでない製品に適合している。より詳細に説明すると、液晶テレビは、サイズが大きいこと、視角が広いことおよび色の飽和度が高いことを必要とし、さらに液晶モニタより明るい輝度を必要とする。それ故、チューブの使用数がますます増大する。
【０００３】
しかし、直接タイプのバックライト・モジュールを使用している現在のディスプレイ・パネルの場合は、チューブのすぐ上が最大輝度になり、その結果、バックライト・モジュールからの明るさが均一でなくなる。すなわち、暗く色あせたストライプの問題が発生する。通常、暗く色あせたストライプの問題は、光源と拡散プレート間の距離を長くすることにより解決される。しかし、そうすると、バックライト・モジュールが厚くなり、薄型タイプのディスプレイ・パネル指向の現在のトレンドに合わなくなる。それ故、限られた空間内の光源からの光線を迅速に均一に拡散することができる、改良形モジュールを供給する直接タイプのバックライト・モジュールの開発が急務になっている。図１に示すように、従来技術は、凹レンズ１１０に対応する光源１２０からの照明光線１２１を迅速に拡散し、またバックライト・モジュールの厚さを最適にするために、拡散プレート１００上に配置されている複数の凹レンズ１１０を提案してきた。しかし、光を均一に分配するためには、各光源１２０を対応する凹レンズ１１０の軸に正確に整合させなければならないが、過去のどの文献も、複数の光源１２０を対応する凹レンズ１１０の軸にどの程度正確に整合しなければならないのかについての記述はない。さらに、液晶ディスプレイに対する市場の要望は、より大きいものを指向しているので、射出成型後に複数の凹レンズ１１０を有する１つの大型拡散プレートを製造すると収縮問題が起こる。大型拡散プレートの収縮は、プレートの寸法を著しく変化させ、各光源１２０と凹レンズ１１０の軸との整合にズレが起こる。それ故、対応する光源と整合している複数の凹レンズを有し、品質が安定している大型の拡散プレート単体を製造するのは難しい。実際には、複雑なプロセスおよび労働集約的作業を伴う製造に対するモードを調整しなければならない。そのような調整を行っても、均一な照明効果はほとんど得られない。
【０００４】
それ故、上記問題を緩和し、および／または回避するために、改良形レンズを配列したバックライト・モジュールおよび液晶ディスプレイ・デバイスを提供することが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の第１の目的は、拡散レンズの収縮問題を解決し、光による照明を均一にするために、複数の各光源を対応する拡散レンズの軸に正確に一致させることができるようにレンズを配列したバックライト・モジュールを提供することである。
【０００６】
本発明のもう１つの目的は、ディスプレイ・パネル内で発生する暗く色あせたストライプの問題を改善し、また光による照明が均一な薄型液晶デバイスを提供するための液晶デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明によるレンズを配列したバックライト・モジュールは、複数の長い位置決め壁部および複数の横方向の位置決め壁部を有するハウジングと、各光源が複数の横方向の位置決め側壁を含む照明光線を供給するためにハウジング内に平行に配置されている複数の光源と、それぞれが少なくとも２つの長い側壁部を含むそれぞれが光源に対応する複数のレンズ・プレートとを備える。この場合、レンズ・プレートは、光源に対向しているハウジングの側面上に平行に配置され、光源は対応するレンズ・プレートの縦軸上にそれぞれ装着されていて、そのため光源が供給する照明光線はレンズ・プレートを通して拡散し、光源に対してレンズ・プレートの縦軸を位置決めするために、ハウジングの長い位置決め壁部はレンズ・プレートの長い側壁部に対応し、ハウジングの横方向の位置決め側壁部は、光源の横方向の位置決め側壁部に対応する。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明による液晶ディスプレイ・デバイスは、ハウジングと、照明光線を供給するためにハウジング内に平行に配置されている複数の光源と、それぞれ光源に対応する複数のレンズ・プレートとを備える。この場合、光源が供給する照明光線がレンズ・プレートを通して拡散するように、レンズ・プレートは光源に対向しているハウジングの側面上に平行に配置されていて、光源はそれぞれ対応するレンズ・プレートの軸上に装着されている。
【０００９】
本発明によるレンズを配列したバックライト・モジュールで使用する光源としては、任意の光源を使用することができる。好適には、光源は冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬｓ）であることが好ましい。本発明によるレンズを配列したバックライト・モジュールで使用するレンズ・プレートは、光線を拡散することができる従来の任意のレンズ組立体を使用することができる。好適には、レンズ・プレートは、凹レンズ組立体または一対のプリズムであることが好ましい。本発明によるレンズを配列したバックライト・モジュールで使用する各光源は、複数の光源からの照明光線を拡散するように、対応するレンズ・プレートの軸のところに正確に装着しなければならない。光源は、従来の任意の周知の方法で位置決めすることができる。好適には、各レンズ・プレートは、少なくとも第１の位置決め構成要素を有していることが好ましく、一方、各光源は、上記第１の位置決め構成要素に接続するための少なくとも第２の位置決め構成要素を有していることが好ましい。これにより、複数の光源がそれぞれ光源に対応するレンズ・プレートの軸に固定される。より好適には、第１の位置決め構成要素は突起であることが好ましく、一方、第２の位置決め構成要素は上記突起と係合することができる凹部であることが好ましい。または別の方法は、好適には、ハウジングは、少なくとも第３の位置決め構成要素、および少なくとも第４の位置決め構成要素を有することが好ましい。各レンズ・プレートは、レンズ・プレートに対するハウジングの相対的位置を固定するために、第３の位置決め構成要素に接続するための少なくとも第５の位置決め構成要素を有する。各光源は、複数の光源に対するハウジングの相対的位置を固定するために、第４の位置決め構成要素に接続するための少なくとも第６の位置決め構成要素を有する。それ故、光源はそれぞれレンズ・プレートの軸のところに間接的に固定される。より好適には、第３の位置決め構成要素は、レンズ・プレートに係合するためのハウジング上の長い位置決め壁部であることが好ましく、第４の位置決め構成要素は、光源を固定状態にクランプするためのハウジング上の短い位置決め壁部であることが好ましく、第５の位置決め構成要素は、長い位置決め壁部間でレンズ・プレートと係合するための長い縁壁部であることが好ましく、第６の位置決め構成要素は、光源の両方の端部のところで光源をクランプするためのホルダーであることが好ましい。
【００１０】
添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めば、本発明の他の目的、利点および新規な機能をもっとはっきりと理解することができるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を説明するために、添付の図面を参照しながらレンズを配列したバックライト・モジュールおよび液晶ディスプレイ・デバイスの好ましい実施形態について説明する。
【００１２】
実施形態１
図２について説明すると、この図は、本発明の好ましい実施形態によるレンズを配列したバックライト・モジュールの斜視図である。本発明によるレンズを配列したバックライト・モジュールは、ハウジング１０、複数の光源２０および複数のレンズ・プレート３０を備える。ハウジング１０は、光源２０およびレンズ・プレート３０を収容するためのものである。この好ましい実施形態の場合には、光源２０は、好適には冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬｓ）であり、ハウジング１０内に平行に配置されていて、照明光線を供給するためにハウジング１０とレンズ・プレート３０との間に装着されていることが好ましい。各レンズ・プレート３０は、光源２０のうちの１つに対応する。この好ましい実施形態の場合には、レンズ・プレート３０は、好適には長い凹レンズ・プレートであることが好ましい。また、各光源２０は、光源２０の上の液晶ディスプレイ・パネルのエリアの上に同心的に投影する光線のために、ディスプレイ・パネル上に暗く色あせたストライプができるのを避けるために、光源２０が供給する照明光線がレンズ・プレート３０を通して拡散するように、対応するレンズ・プレート３０の軸のところに装着されている。この好ましい実施形態の場合には、各レンズ・プレート３０は、その両方の側面のところに貫通孔３１を有する。さらに、光源２０は、光源２０がそれぞれハウジング１０内に配置されるように、その両方の端部のところでハウジング１０の凹部１１にすんなりはまるホルダー２２を有する。ホルダー２２は、突起２１を貫通孔３１に接続することにより、レンズ・プレート３０が光源２０上に組み立てられるように貫通孔３１内に延びる突起２１を有する。また、各光源２０が各レンズ・プレート３０の軸のところに容易に配置できるように、レンズ・プレート３０に対する光源２０の相対的位置が固定される。別の方法の場合には、貫通孔３１および突起２１を逆に形成することができる。すなわち貫通孔３１をホルダー２２内に形成し、一方、レンズ・プレート３０に対する光源２０の相対的位置が依然として固定されるように、２つの突起２１をそれぞれレンズ・プレート３０の２つの端部のところに配置することができる。
【００１３】
実施形態２
図３について説明すると、この図は、本発明の好ましい実施形態による液晶ディスプレイ・デバイスの斜視図である。液晶ディスプレイ・デバイスは、液晶ディスプレイ・パネル４０と、ハウジング５０と、複数の光源６０と、複数のレンズ・プレート７０とを備える。ハウジング５０は、液晶ディスプレイ・パネル４０、光源６０およびレンズ・プレート７０を収容するためのものである。この好ましい実施形態の場合には、光源６０は、好適には冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬｓ）であり、ハウジング５０内に平行に配置されていて、液晶ディスプレイ・パネル４０に照明光線を供給するために、ハウジング５０とレンズ・プレート７０との間に装着されていることが好ましい。各レンズ・プレート７０は光源６０のうちの１つに対応する。この好ましい実施形態の場合には、レンズ・プレート７０は好適には１対のプリズムであることが好ましい。また、各光源６０は、光源６０の上の液晶ディスプレイ・パネルのエリア上に同心的に投影する光線のために、ディスプレイ・パネル上に暗く色あせたストライプができるのを避けるために、光源２０が供給する照明光線がレンズ・プレート７０を通して拡散するように、対応するレンズ・プレート７０の軸のところに装着されている。この好ましい実施形態の場合には、各レンズ・プレート７０は２つの長い側壁部７０１、７０２を備える。ハウジング５０は、固定状態でレンズ・プレート７０をしっかりと収容するための２つの位置決め壁部５１１、５１２を有していて、光源６０を固定状態でクランプするための短い位置決め壁部５２を有する。また、ハウジング５０は、それぞれ光源６０の横方向の位置決め壁部６１１、６１２に対応する２つの横方向位置壁部５０１、５０２を有する。レンズ・プレート７０に対する光源６０の相対的位置は、光源６０に対するハウジング５０の相対的位置を固定することにより間接的に固定され、レンズ・プレート７０および光源の横方向位置決め壁部６１１、６１２、およびハウジングの横方向位置決め壁部５０１、５０２に対するハウジング５０の相対的位置を固定することにより間接的に固定され、それにより各光源６０を各レンズ・プレート７０の軸のところに簡単に配置することができる。
【００１４】
実施形態３
図４について説明すると、この図は、本発明のもう１つの好ましい実施形態によるレンズを配列したバックライト・モジュールの斜視図である。本発明によるレンズを配列したバックライト・モジュールは、大きなハウジング８０と、複数の小さなハウジング８５と、複数の光源９０と、複数のレンズ・プレート９５とを備える。大きなハウジング８０は、小さなハウジング８５を固定状態で収容するための細長い複数の開口部８１を有する。小さな各ハウジング８５は、各光源９０およびレンズ・プレート９５を収容するために使用される。この好ましい実施形態の場合には、光源９０は、好適には、照明光線を供給するために、小さいハウジング８５とレンズ・プレート９５との間に装着されている冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬｓ）であることが好ましい。この好ましい実施形態の場合には、レンズ・プレート９５は、好適には長い凹状レンズ・プレートであることが好ましい。また、各光源９０は、光源９０の上の液晶ディスプレイ・パネルのエリアに上に同心的に投影する光線のために、ディスプレイ・パネル上に暗く色あせたストライプができるのを避けるために、光源９０が供給する照明光線がレンズ・プレート９５を通して拡散するように、対応するレンズ・プレート９５の軸のところに装着されている。この好ましい実施形態の場合には、各レンズ・プレート９５は、その両方の端部のところに貫通孔９６を有する。さらに、光源９０は、その両方の端部のところで、小さなハウジング８５の凹部８６にすんなりはまるホルダー９２を有する。ホルダー９２は、突起９１を貫通孔９６に接続することにより、レンズ・プレート９５が光源９０上に組み立てられるように貫通孔９６内に延びる突起９１を有する。また、各光源９０が各レンズ・プレート９５の軸のところに容易に配置できるように、レンズ・プレート９５に対する光源９０の相対的位置が固定される。別の方法の場合には、貫通孔９６および突起９１を逆に形成することができる。すなわち貫通孔９６をホルダー２２内に形成することができ、一方、レンズ・プレート９５に対する光源９０の相対的位置が依然として固定されるように、突起９１をレンズ・プレート９５の両方の端部のところに配置することができる。
【００１５】
さらに、複数のねじ山を有する孔部８７２、８７３が、大きなハウジング８０および小さなハウジング８５内にそれぞれ形成される。大きなハウジング８０上に複数の小さなハウジング８５を固定するために、複数のボルト８７１が使用される。
【００１６】
本発明の直接タイプのバックライト・モジュールは、複数のレンズを有する１つの大きな拡散プレートを組立て用の多数のもっと小さなレンズ・プレートに分割する。それ故、有意の収縮問題を射出成型の際の周知の大型の拡散プレートに関連するものとして解決するために、レンズ・プレートの収縮率が小さくなり、また拡散プレートの型のコストが安くなる。さらに、本発明の直接タイプのバックライト・モジュールを組み立てる際に、拡散効率を改善するために、光源の中心をレンズ・プレートの軸と容易に整合することができる。本発明は、短い距離内で照明光線を均一に拡散することができ、ディスプレイ・パネル上に形成される暗く色あせたストライプの問題を解決することができ、均一な輝度を有する薄型液晶ディスプレイ・デバイスを提供することができる。
【００１７】
その好ましい実施形態に関連して本発明を説明してきたが、添付の特許請求の範囲に記載する本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、多くの他の修正および変更を行うことができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来のバックライト・モジュールの断面図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態による、レンズを配列したバックライト・モジュールの斜視図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態による、液晶ディスプレイ・デバイスの斜視図である。
【図４】本発明のもう１つの好ましい実施形態による、レンズを配列したバックライト・モジュールの斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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