(57)【要約】【課題】  輝度が均一な平面光源を提供し、均一な輝度ならびに優良な画像品質を提供するに適した平面光源を有する液晶ディスプレイを提供する。【解決手段】  この発明にかかる平面光源は、半透過型フィルム（transflective film）と、半透過型フィルムの下方に設置されるとともに、それぞれ発光エリアを有する複数個の冷陰極平面蛍光灯（Cold Cathode Flat Fluorescent Lamps = CCFFLs）と、半透過型フィルムの下方かつ発光エリアの間に設置される少なくとも１つの反射素子とを含むものであり、発光エリアが発生させる光線に対して、半透過型フィルムを利用して一部の光線を透過させ、発光エリア上方の照明に提供すると同時に、一部の光線を反射して不発光エリア上の反射素子に集めるとともに、反射素子によって反射し、不発光エリア上方の輝度を補償するから、輝度が均一で大サイズの平面光源を提供でき、また、その平面光源を利用した液晶ディスプレイを提供できる。【選択図】  図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半透過型フィルム（transflective film）と、
前記半透過型フィルムの下方に設置されるとともに、それぞれ発光エリアを有する複数個の冷陰極平面蛍光灯（Cold Cathode Flat Fluorescent Lamps = CCFFLs）と、
前記半透過型フィルムの下方かつ前記発光エリアの間に設置される少なくとも１つの反射素子と
を含む平面光源。
【請求項２】
液晶パネルと、
前記液晶パネルの下方に配置されるとともに、半透過型フィルムおよび前記半透過型フィルムの下方に設置されるとともに、それぞれ発光エリアを有する複数個の冷陰極平面蛍光灯（CCFFLs）ならびに前記半透過型フィルムの下方かつ前記発光エリアの間に設置される少なくとも１つの反射素子を含む平面光源と
を含む液晶ディスプレイ。
【請求項３】
上記液晶パネルが、さらに、少なくとも１つの光学薄膜を含み、上記液晶パネルと上記半透過型フィルムとの間に配置するものである請求項２記載の液晶ディスプレイ。
【請求項４】
上記半透過型フィルムが、複数個の透過部分と複数個の半透過部分とを有するものである請求項１または２記載の平面光源もしくは液晶ディスプレイ。
【請求項５】
上記した複数個の冷陰極平面蛍光灯から射出された光線の一部分が、上記半透過型フィルムおよび上記反射素子により反射されてから前記反射素子上方に配置された前記半透過型フィルムを透過するとともに、前記した複数個の冷陰極平面蛍光灯から射出された光線のその他の部分が、前記半透過型フィルムを直接透過するものである請求項１，２，４いずれか１項記載の平面光源もしくは液晶ディスプレイ。
【請求項６】
上記した複数個の半透過部分が、それぞれ半透過型表面を有して上記反射素子に対向させる突起構造を備えるものである請求項１，２，４いずれか１項記載の平面光源もしくは液晶ディスプレイ。
【請求項７】
上記半透過型表面が、１つの半透過型湾曲表面または複数個の半透過型平面を含むものである請求項６記載の平面光源もしくは液晶ディスプレイ。
【請求項８】
上記突起構造が、円錐状（cone shape）突起構造またはストライプ状突起構造をを含むものである請求項６記載の平面光源もしくは液晶ディスプレイ。
【請求項９】
上記半透過型表面が、上記半透過型フィルム上に配置されたパターン化反射層を含む請求項４記載の平面光源もしくは液晶ディスプレイ。
【請求項１０】
上記反射素子が、複数個の反射表面を有するものである請求項１または２記載の平面光源もしくは液晶ディスプレイ。
【請求項１１】
上記反射素子が、少なくとも１つの角錐（pyramid）状構造または少なくとも１つの円錐状（cone shape）構造を有するものである請求項１０記載の平面光源もしくは液晶ディスプレイ。
【請求項１２】
上記反射素子が、少なくとも１つのストライプ状構成要素を含むものである請求項１０記載の平面光源もしくは液晶ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、平面光源（planar light source）に関し、特に、複数個の冷陰極平面蛍光灯（Cold Cathode Flat Fluorescent Lamps = CCFFLs）から構成される平面光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業の発展に伴い、携帯電話（mobile phone）、デジタルカメラ（digital camera）、デジタルビデオカメラ（digital video camera）、ノートブック（notebook）型およびディスクトップ型パーソナルコンピューターなどデジタルツールは、さらに便利で多機能かつ外観に訴えるものとなっている。携帯電話、デジタルカメラ、ノートブック型およびディスクトップ型パーソナルコンピューターの表示画面は、マン・マシン・コミュニケーション・インターフェースとして不可欠なものとなっており、ユーザーがこれらの製品を操作する上でより便利なものとしている。ここ数年、携帯電話、デジタルカメラ、ノートブック型およびディスクトップ型パーソナルコンピューターの表示画面は、ほとんどが液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Displays =LCDs）であり、表示素子の主流となっている。しかし、液晶ディスプレイ自体は、発光機能を有しておらず、液晶ディスプレイの下方にバックライトモジュールを設けて光源を提供する必要があり、そうして初めてディスプレイ機能を達成することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術にかかるバックライトモジュールは、ランプと反射フォルダー（holder）と導光板(Light-Guided Plate = LGP)とを含んでいる。導光板は、ランプから発射される線形光源を平面光源に変換させる。しかし、ランプが導光板の側方に配置されるため、導光板から射出される平面光源の光線均一性が劣ったものとなる。そこで、導光板の光射出表面に幾層かの光学フィルム（例えば、拡散板、輝度増強板など）を配置しなければならない。そうすると、導光板および光学フィルムが高価なので、バックライトモジュールのコストが上昇する。また、ランプと反射フォルダーと導光板とは、それぞれ別な部材であるので、ランプと反射フォルダーと導光板とをしっかりと固定するために、接合フレームが必要となる。従って、上述したことから分かるように、バックライトモジュールの組立工程が複雑なものとなり、組立コストが上昇する。そこで、冷陰極平面蛍光灯（Cold Cathode Flat Fluorescent Lamp = CCFFL）が次第にバックライトモジュールの主流となってきている。
【０００４】
冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）は、プラズマ発光素子であり、主要には、気体放電室において陰極から放出された電子と陰極および陽極間にある不活性ガスとの衝突を利用して、気体をイオン化ならびに活性化してプラズマを形成するものである。次に、プラズマ中の活性化原子が紫外線を放出する形で基底状態に戻ろうとするので、放出された紫外線が冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）中の蛍光体を活性化させて可視光線を発生させる。冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）は、低発熱量であり、良好な発光効率および光均一性を備えているため、冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）は、すでに液晶ディスプレイのバックライトモジュールまたはその他の応用に供されている。一般的に、大サイズの冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）を製造することは難しく、さらに、冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）を大サイズの表示素子または照明素子として提供しようとする時、高い製造コストと低い歩留まりという問題に直面する。このような理由により、冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）は、通常、中小サイズの表示素子に供給される。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、輝度が均一な平面光源を提供することにある。この発明の別な目的は、均一な輝度ならびに優良な画像品質を提供するのに適した平面光源を有する液晶ディスプレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決し、所望の目的を達成するために、この発明にかかる平面光源は、半透過型フィルム（transflective film）と、前記半透過型フィルムの下方に設置されるとともに、それぞれ発光エリアを有する複数個の冷陰極平面蛍光灯（Cold Cathode Flat Fluorescent Lamps = CCFFLs）と、前記半透過型フィルムの下方かつ前記発光エリアの間に設置される少なくとも１つの反射素子とを含む。
【０００７】
また、この発明にかかる液晶ディスプレイは、液晶パネルと、前記液晶パネルの下方に配置されるとともに、半透過型フィルムおよび前記半透過型フィルムの下方に設置されるとともに、それぞれ発光エリアを有する複数個の冷陰極平面蛍光灯（CCFFLs）ならびに前記半透過型フィルムの下方かつ前記発光エリアの間に設置される少なくとも１つの反射素子を含む平面光源とを含む。
【０００８】
上記液晶パネルが、さらに、少なくとも１つの光学薄膜を含み、上記液晶パネルと上記半透過型フィルムとの間に配置するものである。
【０００９】
この発明にかかる最良の実施形態において、上記半透過型フィルムが、複数個の透過部分と複数個の半透過部分とを有するものである。
【００１０】
この発明にかかる最良の実施形態において、上記した複数個の冷陰極平面蛍光灯から射出された光線の一部分が、上記半透過型フィルムおよび上記反射素子により反射されてから前記反射素子上方に配置された前記半透過型フィルムを透過するとともに、前記した複数個の冷陰極平面蛍光灯から射出された光線のその他の部分が、前記半透過型フィルムを直接透過するものである。
【００１１】
この発明にかかる最良の実施形態において、上記した複数個の半透過部分が、それぞれ半透過型表面を有して上記反射素子に対向させる突起構造を備えるものである。
【００１２】
この発明にかかる最良の実施形態において、上記半透過型表面が、１つの半透過型湾曲表面または複数個の半透過型平面を含むものである。
【００１３】
この発明にかかる最良の実施形態において、上記突起構造が、円錐状（cone shape）突起構造またはストライプ状突起構造を含むものである。
【００１４】
この発明にかかる最良の実施形態において、上記半透過型表面が、上記半透過型フィルム上に配置されたパターン化反射層を含むものである。
【００１５】
この発明にかかる最良の実施形態において、上記反射素子が、複数個の反射表面を有するものである。
【００１６】
この発明にかかる最良の実施形態において、上記反射素子が、少なくとも１つの角錐（pyramid）状構造または少なくとも１つの円錐状（cone shape）構造を有するものである。
【００１７】
この発明にかかる最良の実施形態において、上記反射素子が、少なくとも１つのストライプ状構成要素を含むものである。
【００１８】
この発明は、半透過型フィルムおよび反射素子により冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）から射出される光線の一部分を反射するとともに、反射素子上方の半透過型フィルムから射出することによって、不発光エリア上方の輝度を補償するものである。従って、この発明が採用する半透過型フィルムおよび反射素子の設計により不発光エリア上方の輝度を補償するので、多数個の冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）を組み立てる方式により、大サイズかつ輝度が均一な平面光源を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上をまとめれば、この発明は、発光エリアの発生させる光線に対して、半透過型フィルムを利用して一部の光線を透過させ、発光エリア上方の照明に提供すると同時に、一部の光線を反射して不発光エリア上の反射素子に集めるとともに、反射素子によって反射し、不発光エリア上方の輝度を補償するものである。従って、この発明は、輝度が均一で大サイズの平面光源を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
＜第１実施例＞
図１Ａは、この発明の第１実施例にかかる平面光源を示す要部断面表示の側面図である。図１Ａにおいて、平面光源１００は、例えば、外フレーム１１０と、複数個の冷陰極平面蛍光灯（CCFFLs）１２０と、拡散板１３０と、少なくとの１つの光学フィルム板１４０とを含んでいる。外フレーム１１０は、光源フレーム１１２と、光学フィルムフレーム１１４とからなる。拡散板１３０と光学フィルム板１４０とは、光源フレーム１１２の発光表面上に配置された光学フィルムフレーム１１４中に組み立てられる。さらに、拡散板１３０は、光学フィルム板１４０と冷陰極平面蛍光灯（CCFFLs）１２０との間に配置される。この実施例中、光学フィルム板１４０は、例えば、拡散フィルム（diffusion film）板およびプリズムフィルム（prism film）板である。
【００２１】
図１Ｂは、この発明の第１実施例にかかる平面光源１００の配列を示す平面図である。図１Ｂにおいて、冷陰極平面蛍光灯（CCFFLs）１２０は、例えばマトリックス配置方式により、外フレーム１１０中に組み立てられるが、外フレーム１１０の長さは、各冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）１２０長さの整数倍であり、かつ外フレーム１１０の幅は、各冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）１２０幅の整数倍である。この発明にかかる第１実施例において、平面光源１００は、製作難易度の低い小サイズの冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）１２０をマトリックス配置方式により大サイズの平面光源として組み立てるので、１つの大サイズ冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）の製造と比較すると、この実施例の平面光源１００は、製造難易度および構造強度において優れたものとなる。
【００２２】
以上から分かるように、この発明の第１実施例にかかる平面光源１００は、大サイズの平面光源１００を提供できるものであり、さらには、小サイズの平面光源１００を採用して組立を行うので、歩留まりが良好である。注意に値することは、平面光源１００がマトリックス方式を採用して冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）１２０を外フレーム１１０内部に組み立てる故に、各冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）間に低輝度エリア１５９が発生することとなり、その結果、平面光源１００全体の輝度が不均一なものとなる。この問題は、冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）１２０と光学フィルム板１４０との間にある垂直距離を広げることで解決できるものの、光線射出面の輝度が低下し、また、平面光源１００全体の厚さが増大するという問題を発生させる。そこで、第１実施例では、平面光源１００の輝度均一性を向上させるための解決手段を詳述する。
【００２３】
図２Ａは、この発明の第１実施例にかかる平面光源を示す要部断面表示の正面図である。図２Ａにおいて、この実施例の平面光源２００は、半透過型フィルム２１０と、複数個の冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）２２０と、少なくとも１つの反射素子２３０とを含んでいる。半透過型フィルム２１０は、複数個の透過部分２１０ａおよび複数個の半透過部分２１０ｂを含み、冷陰極平面蛍光灯（CCFFLs）２２０が半透過型フィルム２１０の下方に配置されている。この実施例中、各冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）２２０は、発光エリア２２０ａを有しており、また、反射素子２３０が半透過型フィルム２１０の下方に配置され、かつ各冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）２２０の発光エリア２２０ａ間に位置している。
【００２４】
同じく、図２Ａにおいて、この実施例中、各冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）２２０の発光エリア２２０ａ間の領域は、不発光エリア２２０ｂとして定義される。つまり、この実施例中で特定される不発光エリア２２０ｂには、例えば、冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）２２０の周縁および各冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）２２０間、あるいは各冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）２２０間の領域のみを含む。
【００２５】
図２Ｂは、図２Ａの円Ｃを示す半透過部分を断面表示した拡大図であり、図２Ｃは、図２Ａの関連部分を拡大した説明図である。図２Ａから図２Ｃにおいて、この実施例中、半透過型フィルム２１０の半透過部分２１０ｂは、例えば、突起構造２１１であり、反射素子２３０に対向した半透過型表面２１２を有している。
【００２６】
図２Ａ〜図２Ｃから分かるように、冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）２２０からの射出光線の一部は、半透過部分２１０ｂによって反射素子２３０へ反射され、反射素子２３０により半透過型フィルム２１０の透過部分２１０ａへ反射されるので、透過部分２１０ａを透過して射出され、不透過エリア２２０ｂ部分の輝度を補償することができる。この実施例中、反射素子２３０は、例えば、反射表面２３２（図２Ｃを参照）を有しており、例えば、半透過部分２１０ｂの半透過型表面２１２と平行になっている。このような設計によって、半透過部分２１０ｂで反射された光線が反射素子２３０の反射表面２３２を経て反射素子２３０の上方へ射出され、反射素子２３０上方の輝度を補償することができる。上述したように、冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）２２０からの射出光線のその他の部分は、半透過型フィルム２１０を透過して光線透過エリア２２０ａ上の照明を提供する。
【００２７】
図２Ｄは、図２Ｂ中の突起構造２１１の可能な幾何形状を示した説明図である。図２Ｂと図２Ｄとにおいて、この実施例の突起構造２１１は、例えば、円錐状（cone shape）構造２１１ａ、角錐状（pyramid shape）構造２１１ｂ、ストライブ状構造２１１ｃあるいは半球状構造２１１ｄなどである。
【００２８】
図２Ｅは、図２Ａ中の反射素子２３０の可能な幾何形状を示した説明図である。この実施例の反射素子２３０は、例えば、１または１以上の円錐状反射素子２３０ａ、１または１以上の角錐状反射素子２３０ｂ、１または１以上のストライプ状反射素子２３０ｃである。しかしながら、この技術に習熟した者であれば分かるように、上記した突起構造２１１および反射素子２３０は、また、その他の構造設計をなしえるものである。
【００２９】
＜第２実施例＞
図３は、この発明の第２実施例にかかる平面光源を示す要部断面表示の正面図である。図３において、第２実施例の平面光源３００は、半透過型フィルム３１０と、複数個の冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）３２０と、少なくとも１つの反射素子３３０とを含んでいる。第２実施例の平面光源３００は、第１実施例の平面光源２００に類似しているが、第２実施例が採用する半透過型フィルム３１０は、半透過型表面２１２（図２Ｂと図２Ｃを参照）を設ける必要がなく、適当な材質の半透過型フィルム３１０を選択することによって、冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）３２０からの射出光線の一部が冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）３２０および半透過型フィルム３１０間で反射されて反射素子３３０に至り、最後に、反射素子３３０によって反射され、反射素子３３０上に配置された半透過型フィルム３１０を透過して輝度補償の目的を達成する。
【００３０】
つまり、冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）３２０からの射出光線の一部が半透過型フィルム３１０および反射素子３３０間で反射されるものであり、光線が光線透過エリア３２０ａから不透過エリア３２０ｂに導かれて不透過エリア３２０ｂ上に配置された半透過型フィルム３１０を透過するものである。
【００３１】
図４は、この発明の第２実施例にかかる反射層の配置を示す要部説明図である。図３と図４とにおいて、半透過型表面２１２の作製を省略できるだけでなく、第２実施例の平面光源３００は、さらに、スポットパターン半透過型層３４０または／およびストライプ半透過型層３５０を提供して半透過型フィルム３１０上に配置し、反射素子３３０へ反射される光線量を増大させる。
【００３２】
＜第３実施例＞
図５は、この発明の第３実施例にかかる平面光源を示す要部断面表示の正面図である。図５において、第３実施例の平面光源４００は、第２実施例の平面光源３００に類似しているが、第３実施例の平面光源４００中、反射素子４３０が各冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）３２０間に冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）３２０と同じレベルで配置されることが異なっている。
【００３３】
第３実施例において、反射素子４３０は、冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）３２０の周辺から射出される光線を有効に利用して、反射素子４３０上の光線輝度を補償することができる。
【００３４】
＜第４実施例＞
図６は、この発明の第４実施例にかかる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）５００を示す要部断面表示の正面図である。図６において、第４実施例の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）５００は、液晶パネル５１０と平面光源２００とを含んでおり、液晶パネル５１０は、例えば、透過型ＬＣＤパネルまたは半透過型ＬＣＤパネル（transflective LCD panel）である。さらに、第２実施例に類似しているが、平面光源２００ａの光線透過エリア２２０ａからの発光の一部により半透過型フィルム２１０の半透過部分２１０および反射素子２３０を使って不透過部分２２０ｂ上の輝度を補償することができる。従って、輝度の均一な平面光源２００ａを提供することができ、液晶パネル５１０画面を画像品質の良いものとすることができる。
【００３５】
なお、第４実施例の液晶ディスプレイは、第１実施例の平面光源２００を使用できるだけでなく、第２実施例および第３実施例の平面光源３００，４００を使用することもできる。
【００３６】
以上のごとく、この発明を好適な実施例により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１Ａ】この発明の第１実施例にかかる平面光源を示す要部断面表示の側面図である。
【図１Ｂ】この発明の第１実施例にかかる冷陰極平面蛍光灯（CCFFLs）１２０の配列を示す平面図である。
【図２Ａ】この発明の第１実施例にかかる平面光源を示す要部断面表示の正面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａの円Ｃを示す半透過部分を断面表示した拡大図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ａの関連部分を拡大した説明図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、図２Ｂ中の突起構造２１１の可能な幾何形状を示した説明図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、図２Ａ中の反射素子２３０の可能な幾何形状を示した説明図である。
【図３】この発明の第２実施例にかかる平面光源を示す要部断面表示の正面図である。
【図４】この発明の第２実施例にかかる反射層の配置を示す要部説明図である。
【図５】この発明の第３実施例にかかる平面光源を示す要部断面表示の正面図である。
【図６】この発明の第４実施例にかかる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）５００を示す要部断面表示の正面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１００  平面光源
１１０  外フレーム
１２０  冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）
１３０  拡散板
１４０  光学フィルム板
１５０  低輝度エリア
２００  平面光源
２１０  半透過型フィルム
２１０ａ  透過部分
２１０ｂ  半透過部分
２１１  突起構造
２１２  半透過型表面
２２０  冷陰極平面蛍光灯（CCFFL）
２２０ａ  発光エリア
２２０ｂ  不発光エリア
２３０  反射素子
２３２  反射表面
３００  平面光源
３１０  半透過型フィルム
３２０ａ  発光エリア
３２０ｂ  不発光エリア
３３０  反射素子
３４０  スポットパターン反射層
３５０  ストライプパターン反射層
４００  平面光源
４３０  反射素子
５００  液晶ディスプレイ
５１０  液晶パネル
【図１Ａ】
2006156335.tif 000003
【図１Ｂ】
2006156335.tif 000004
【図２Ａ】
2006156335.tif 000005
【図２Ｂ】
2006156335.tif 000006
【図２Ｃ】
2006156335.tif 000007
【図２Ｄ】
2006156335.tif 000008
【図２Ｅ】
2006156335.tif 000009
【図３】
2006156335.tif 000010
【図４】
2006156335.tif 000011
【図５】
2006156335.tif 000012
【図６】
2006156335.tif 000013