(57)【要約】【課題】  光拡散率及び均一性が向上されたディフューザ・プレート及び直下型逆光モジュールを提供する。【解決手段】  ディフューザ・プレートは、中に多くの微小な立体状の導光体を立体交差状に分布させて構成されている。逆光モジュールは、内面に光反射機能のある塗料が塗布され、又は光反射膜が貼り付けられ、中に複数本の冷陰極管が間隔的に設置されているケーシングと、複数本の冷陰極管の上側に配置されているディフューザ・プレートとを有し、ディフューザ・プレートは中に多くの微小な立体状の導光体が立体交差状に分布されている。光線がディフューザ・プレートに入射すると導光体により多方向反射及び多重反射が起き、光はそれによって拡散され、均一化されて放射される。【選択図】  図２
2006106562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中に多くの微小な立体状の導光体が立体交差状に分布されている直下型逆光モジュール用ディフューザ・プレート。
【請求項２】
内面に光反射機能のある塗料が塗布され、または光反射膜が貼り付けられ、中に複数本の冷陰極管が間隔的に設置されているケーシングと、複数本の冷陰極管の上側に配置されているディフューザ・プレートとを有し、前記ディフューザ・プレートは中に多くの微小な立体状の導光体が立体交差状に分布されていることを特徴とする直下型逆光モジュール。
【請求項３】
導光体は多面形、球形又は楕円形であることを特徴とする請求項２に記載の直下型逆光モジュール。
【請求項４】
ディフューザ・プレートの冷陰極管に近い場所のブライト・エリアに形成される導光体の密度はディフューザ・プレートの非ブライト・エリアに形成される導光体の密度密度よりも高いことを特徴とする請求項２に記載の直下型逆光モジュール。
【請求項５】
ディフューザ・プレート内の導光体は大きさの違うものが混在されていることを特徴とする請求項２，３又は４に記載の直下型逆光モジュール。
【請求項６】
レーザ光線発生装置から出力された長波長のレーザ光線をディフューザ・プレートに予め設けられたレーザ光線束の焦点絞りの光点位置に照射して、ディフューザ・プレートの照射エリア範囲内にある各焦点絞りの光点位置に溶融を発生させて、その個所の物質分子を配列し直し、それを冷却することにより再結晶させて多くの立体状導光体を形成させることを特徴とする請求項１記載のディフューザ・プレートの製造方法。
【請求項７】
レーザ光線発生装置から出力された短波長のレーザ光線をディフューザ・プレートに予め設けられたレーザ光線束の焦点絞りの光点位置に照射して、そのディフューザ・プレートの照射エリア範囲内にある各焦点絞りの光点位置に材料分子チェンの破壊を生じさせて多くの立体状導光体を形成させることを特徴とする請求項１記載のディフューザ・プレートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直下型逆光モジュール（Direct back light module）用ディフューザ・プレート（光拡散板）及びそのディフューザ・プレートを用いる直下型逆光モジュール並びにディフューザ・プレートの光拡散構造の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスター液晶ディスプレー（ＴＦＴ−ＬＣＤ）は、現在、ディスプレー機能のあるディスプレーの中で最も幅広く使用されている商品であり、それは主として二大部分から構成されている。その一つはディスプレー板で、もう一つはそのディスプレー板に光源を提供する逆光モジュールである。
【０００３】
その逆光モジュールは光源の位置の違いによって側光型逆光モジュールと直下型逆光モジュールに分けられる。側光型逆光モジュールの多くは、一般的に小サイズのディスプレーに応用され、それと組み合わせられる光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）又は冷陰極管である。
【０００４】
直下型逆光モジュールの多くは大サイズのディスプレー、例えばテレビ等に応用され、それの光源には主として冷陰極管が選択される。
【０００５】
図７は周知の直下型逆光モジュールの基本構成を示す図、図８は図７の動作説明図、図９は図７のディフューザ・プレートの光拡散構造を示す図、図１０は図９の動作説明図、図１１は別の周知のディフューザ・プレートの光拡散構造を示す図、図１２は更にもう一つの周知のディフューザ・プレートの光拡散構造を示す図である。
図７に示す如く、周知の直下型逆光モジュール１の中にはケーシング１１があり、そのケーシング１１の内面には光を反射する反射塗料が塗布され、または光源の反射を行う一層の反射膜１２が貼り付けられている。更に複数本の冷陰極管１３が等間隔をもって配設され、冷陰極管１３の上にはディフューザ・プレート１４が設置されてあり、かつディフューザ・プレート１４の上には一枚または一枚以上の光拡散フィルム１５及び一枚または一枚以上の増光フィルム１６が設置され、最後にディスプレー面板Ａと結合して、薄膜トランジスター液晶ディスプレー（ＴＦＴ−ＬＣＤ）が形成される。
【０００６】
図８に示す如く、ケーシング１１内に設置された冷陰極管１３に電源が導通されると直ちに発光し、その光の一部は直接ディフューザ・プレートに向かって入射し、一部はケーシング１１内の他の部分へ反射し、反射膜１２を経て反射作用を行い、光は再度ディフューザ・プレート１４に入射し、ディフューザ・プレート１４へ進入した光はディフューザ・プレート１４内で拡散されて更に光拡散フィルム１５に入射して光は更に均一に拡散され、加えて増光フィルム１６によって集光動作が行われ、最後にディスプレー面板Ａへ提供される。それによってディスプレー面板Ａはディスプレー時に使用される均一かつ充分な背光を得ることができる。
【０００７】
前記ディフューザ・プレート１４の多くは、アクリル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）またはアクリルとスチレンの共重合物（ＭＳ）等材料から形成された板状のものであり、それは一定の光透過率を有する。光の拡散及び均一化の効果を達成するため、一般的にはその製造時に顔料を添加してクリーム色に表れるようにして光の拡散及び均一化の効果を高め、甚だしくは多くの極めて微小な拡散粒子１４０が添加されているが、図９に示す如く、その要点は拡散粒子１４０を分散混入することにより、光線がそれら拡散粒子１４０を通る時光線は反射または拡散作用を引き起こし、光の拡散及び均一化の目的が達成されるようにしたものである。
【特許文献１】特になし。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記拡散粒子１４０を混合されたディフューザ・プレート１４を製造するときは、図１０に示す如く、拡散粒子１４０と基材は均一に混合されて一体成型されるので、それら拡散粒子１４０は均一にディフューザ・プレート１４の中に分布されている。そのため、ディフューザ・プレート１４の下に設置されてある各冷陰極管１３が発光した場合、各冷陰極管１３の真上個所は最も多い光量を受けて明るくなる。たとえディフューザ・プレート１４の中にすでに多くの拡散粒子１４０があるにしても、それらは均一に分布されているので、ディフューザ・プレート１４の各個所の光拡散効果は均等である。各冷陰極管１３の真上側にあってやや強い光を受ける位置は、相対的に高い光拡散効果を有することなく、他の部分の光拡散効果と同じである。それゆえに、各冷陰極管１３の真上にあるディフューザ・プレート１４の位置は拡散効果が不充分であることによって、光の輝きが特別に現れなく、たとえ拡散フィルム１５によって均一化されるにしても、効果にはきわめて限度がある。最後はディフューザ・プレート１４の全体の光に明暗が混じっている状況が現れ、後続のディスプレー面板Ａの光源の利用に不利である。
【０００９】
上記のようなディフューザ・プレート１４の欠点を解決するため、すでにいくつかの対策が研究開発されている。その主要なものは、図１１に示す如く、ディフューザ・プレート１４の各冷陰極管１３の真上側の位置にやや厚い厚肉部１４１を形成し、二つの厚肉部１４１の間に薄肉部１４２を形成したものである。厚肉部１４１の中は容積がやや大きいのでやや多くの拡散粒子１４０を収容することができ、やや多くの拡散粒子１４０によってやや多くの光反射を行い、これによってディフューザ・プレート１４の拡散不均一の克服を図っている。
【００１０】
ところが、このような構造に於いて、たとえ厚肉部１４１の中は容積がやや大きくて多くの拡散粒子１４０を収容することができても、材質の均一性及び製品の応力問題等について、すべて厳しい要求を満たさなければならないが、製作上依然容易でない。また、これら製品には軽薄化の可能性が重視されているので、厚さが大きすぎるものは使用することはできない。それゆえに、ディフューザ・プレート１４の厚肉部１４１と薄肉部１４２の差をあまり大きくすることができない。すなわち、厚肉部１４１に収容される拡散粒子１４０の数と薄肉部１４２に収容される拡散粒子１４０の数にあまり大きな違いを持たせることはできない。そのため、厚肉部１４１の光反射効果は依然不充分な状況にある。
【００１１】
また、別に研究開発されているのは、図１２に示す如く、ディフューザ・プレート１４の中の入射面１４３（冷陰極管１３に向かう面）の冷陰極管１３と対応する位置に印刷またはサンド・ブラスト方式によって網点１４４を形成し、その網点１４４によって光を反射または拡散させ、これによってディフューザ・プレート１４の光拡散の不均一性の欠点を解消しようとするものである。しかし、このような設計では網点１４４がディフューザ・プレート１４の入射面１４３の表面だけに設けてあるから、たとえ網点１４４の面積をできるだけ縮小してやや高密度の設置を増やしていても、冷陰極管１３が発射する強光に対して網点１４４が行う反射動作は一回だけであるから、発揮される反射効果もかなり限られ、ディフューザ・プレート１に対する光拡散率の向上及び均一化の要求は十分に満たされていない。
【００１２】
本発明は、上述の情況に鑑みてなされたものであり、解決しようとする第１の課題は、光拡散率の向上及び均一化の要求に十分に応えることができる直下型逆光モジュール用ディフューザ・プレートを提供することにある。
【００１３】
第２の課題は、光拡散率の向上及び均一化の要求に十分に応えることができるディフューザ・プレートを用いる直下型逆光モジュール、を提供することにある。
【００１４】
第３の課題は、光拡散率の向上及び均一化の要求に十分に応えることができる直下型逆光モジュール用ディフューザ・プレートの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記第１の課題を解決するため、本発明のディフューザ・プレートは、中に多くの微小な立体状の導光体が立体交差状に分布されていることを特徴としている（請求項１）。
【００１６】
上記第２の課題を解決するため、本発明の直下型逆光モジュールは、内面に光反射機能のある塗料が塗布され、または光反射膜が貼り付けられ、中に複数本の冷陰極管が間隔的に設置されているケーシングと、複数本の冷陰極管の上側に配置されているディフューザ・プレートとを有し、前記ディフューザ・プレートは中に多くの微小な立体状の導光体が立体交差状に分布されていることを特徴としている（請求項２）。
【００１７】
上記導光体は多面形、球形又は楕円形等の立体形のものとすることが望ましい（請求項３）。
【００１８】
ディフューザ・プレートの冷陰極管に近い場所のブライト・エリアに形成される導光体の密度はディフューザ・プレートの非ブライト・エリアに形成される導光体の密度よりも高くすることが望ましい（請求項４）。
【００１９】
ディフューザ・プレート内の導光体は、さらに、大きさの違うものが混在されていることが望ましい（請求項５）。
【００２０】
上記第３の課題を解決するため、本発明による第一のディフューザ・プレート製造方法は、レーザ光線発生装置から出力された長波長のレーザ光線をディフューザ・プレートに予め設けられたレーザ光線束の焦点絞りの光点位置に照射して、ディフューザ・プレートの照射エリア範囲内にある各焦点絞りの光点位置に溶融を発生させて、その個所の物質分子を配列し直し、それを冷却することにより再結晶させて多くの立体状導光体を形成させることを特徴としている（請求項６）。
【００２１】
第３の課題を解決する本発明によるもう一つのディフューザ・プレート製造方法は、レーザ光線発生装置から出力された短波長のレーザ光線をディフューザ・プレートに予め設けられたレーザ光線束の焦点絞りの光点位置に照射して、そのディフューザ・プレー微トの照射エリア範囲内にある各焦点絞りの光点位置に材料分子チェーンの破壊を生じさせて多くの立体状導光体を形成させることを特徴としている（請求項７）。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１の発明によれば、ディフューザ・プレートの中に多くの微小な立体状の導光体が立体交差状に分布されているから、光線がディフューザ・プレートに入射する光は導光体により多方向反射及び多重反射を起す。それによってディフューザ・プレートの光拡散及び均一化が促進される。
【００２３】
請求項２の発明によれば、逆光モジュールは、内面に光反射機能のある塗料が塗布され又は光反射膜が貼り付けられ、中に複数本の冷陰極管が間隔的に設置されているケーシングと、複数本の冷陰極管の上側に配置されているディフューザ・プレートとを有し、ディフューザ・プレートは中に多くの微小な立体状の導光体が立体交差状に分布されているから、冷陰極管からの光線がディフューザ・プレートに入射すると、導光体により多方向反射及び多重反射が起き、光はそれによって拡散され、均一化されて放射される。
【００２４】
請求項３の発明によれば、導光体が立体形であるから、冷陰極管からの光線がディフューザ・プレートに入射したときの導光体による多方向反射及び多重反射がさらに促進され、逆光モジュールの光拡散及び均一化の効果が高められる。
【００２５】
請求項４の発明によれば、ディフューザ・プレートの冷陰極管に近い場所のブライト・エリアに形成される導光体の密度はディフューザ・プレートの非ブライト・エリアに形成される導光体の密度よりも高いので、ブライト・エリアにおける光拡散率及び均一化が非ブライト・エリアのそれよりも高いため、結局、ディフューザ・プレート全体の光拡散率が高くなり、かつ、均一化が向上する。
【００２６】
請求項５の発明によれば、導光体の大きさが大小違ったものにすることにより、ディフューザ・プレートの異なる位置における光拡散率を制御することが可能である。
【００２７】
請求項６の発明によれば、レーザ光線発生装置からの長波長のレーザ光線のディフューザ・プレートの所定の照射エリアへの照射と冷却により簡単に導光体の生成ができ、光拡散率が高く、均一化に優れたディフューザ・プレートを容易に得ることができる。
【００２８】
請求項７の発明によれば、レーザ光線発生装置から出力された短波長のレーザ光線をディフューザ・プレートに予め設けられたレーザ光線束の焦点絞りの光点位置に照射するだけでより簡単に導光体の生成ができ、光拡散率が高く、均一化に優れたディフューザ・プレートを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
図１は本発明の直下型逆光モジュールの基本構成を示す図、図２は図１中の光ディフューザ・プレートの光拡散構造の立体図、図３は本発明の使用状態を示す図、図４は本発明の別の実施例わ示す図、図５は本発明の製造方法を示す図、図６は本発明の別の製造方法を示す図である。
【００３０】
本発明の直下型逆光モジュール２は、図１に示すように、主たる構成要素として、ケーシング２１と、ディフューザ・プレート２４と、光拡散フィルム２５と、増光フィルム２６と、ディスプレー面板Ｂとを有している。そして、ケーシング２１の内面には光反射機能のある塗料が塗布され、または光源の反射に使われる光反射膜２２が貼り付けられてあり、その中に等間隔をもって複数本の冷陰極管２３が配設され、かつ冷陰極管２３の上側には光源の拡散と均一化に使われるディフューザ・プレート２４が設置されてある。ディフューザ・プレート２４の上側に光拡散フィルム２５及び増光フィルム２６が設置され、更にその上側にディスプレー面板Ｂが結合されて、薄膜トランジスター液晶ディスプレー（ＴＦＴ−ＬＣＤ）が形成されている。
【００３１】
ディフューザ・プレート２４はアクリル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）またはアクリルとスチレンの共重合物（ＭＳ）等の材料から作成された板状のもので、一定の光透過率を有する。そのディフューザ・プレート２４の冷陰極管２３に隣接する一面は光入射面２４１であり、光入射面２４１に相対する一面は光出射面２４２である。
【００３２】
ディフューザ・プレート２４の光拡散構造体は、次のように構成されている。すなわち、ディフューザ・プレート２４内に多くの立体状の微小な導光体２４３が立体交差する態様に分布されている。それら導光体２４３は光反射性を有する透明又は不透明の立体的多面形、球形または楕円形その他、任意の３次元形体のものでよい。
【００３３】
無数の立体的微小導光体を立体交差状に分布されているので、ディフューザ・プレート２４の光入射面２４１から入射する光は、導光体２４３により多方向に反射され、図２の右下の局部拡大図に示す如く、更にディフューザ・プレート２４の内部で多重反射をして光の拡散及び均一化が得られる。最後にはディフューザ・プレート２４の光出射面２４２から均一な光量をもって離散する放射光が形成される。
【００３４】
図３に示すように、ディフューザ・プレート２４の各冷陰極管２３の真上側に対応する領域は冷陰極管２３に接近しているので、やや強い光を受けてブライト・エリア（輝度が大きい領域）２４４になる。従って、本発明の好ましい実施例では、ブライト・エリア２４４に高密度または大容積の導光体２４３が配置され、かつ導光体２４３はディフューザ・プレート２４の光入射面２４１の表面だけに局限されずに、光入射面２４１から光出射面２４２に至る全ディフューザ・プレート２４の内部に導光体２４３が配設され、かつ、ブライト・エリア２４４の導光体２４３の数を非ブライト・エリアの導光体の数よりも大きくしてある。すなわち、導光体２４３の密度をかなり大きくしてある。これにより、ブライト・エリア２４４の導光体２４３は冷陰極管２３の強い光に対して最も有効な多重反射を行うことができ、更に進んでより複雑な反射現象が形成されて、光拡散効果が向上され、それら光が光出射面２４２からディフューザ・プレート２４を離れると極めて均一化された光になる。従って、ディスプレー面板Ｂの利用に有利である。
【００３５】
また、図４に示す如く、そのディフューザ・プレート２４内の導光体２４３は大きさの違う形体に作ることができる。また、ディフューザ・プレート２４内の違う位置に形成されてもよく、それは更に進んでディフューザ・プレート２４中の各違った個所内の光反射及び拡散効果を制御することができ、光の拡散及び均一化を助長することができる。
【００３６】
もちろん、本発明の応用においては、ディフューザ・プレート２４が製作される時に適当な顔料を加入してクリーム色にしてもよく、導光体２４３の形成に合わして光の拡散及び均一化は更に有利になる。
【００３７】
本発明のディフューザ・プレート２４内に導光体２４３を形成するには、図５に示す如く、レーザ光線照射方式で行ってもよい。レーザ光線発生装置３から出力された長波長のレーザ光線はレーザ光線フードによって多くの長波長のレーザ光線束Ｌ１に形成され、それをディフューザ・プレート２４に予め設けられた照射エリアに照射する。ディフューザ・プレート２４の照射エリアには予め各レーザ光線束Ｌの焦点絞りの光点位置が設けられており、そのレーザ光線束Ｌ１が提供するエネルギーを更に制御する。すなわち、レーザ光線束のエネルギー、照射時間、焦点絞りの大きさをディフューザ・プレートの材質属性等に合わせれば、レーザ光線束Ｌ１の焦点絞りの光点位置のディフューザ・プレート２４に溶融が発生する。そのため、ディフューザ・プレート２４のその個所の物質分子が配列しなおし、それが冷却すると再結晶して不透明の立体状導光体２４３になる。その導光体２４３を大量形成することにより、光線がディフューザ・プレート２４に進入した場合に、その光線は導光体２４３を経るときに反射され、及び各導光体２４３間の多重反射により、光拡散効果は更に向上される。
【００３８】
また、図６に示す如く、導光体製造のための本発明のレーザ光線の利用は、短波長のレーザ光線（ＵＶ）で行ってもよい。レーザ光線発生装置３から出力された短波長レーザ光線はレーザ光線フードによって多くの短波長レーザ光線束Ｌ２に形成され、それをディフューザ・プレート２４に予め設けられた照射エリアに照射する。ディフューザ・プレート２４の照射エリアには予め各短波長レーザ光線束Ｌ２の焦点絞り位置が設けられ、それら短波長レーザ光線束Ｌ２が提供するエネルギーを更に制御することにより、そのレーザ光線のエネルギー、照射時間、焦点絞りの大きさをディフューザ・プレートの材質属性等に合わせれば、短波長レーザ光線束Ｌ２の焦点絞り光点位置のディフューザ・プレート２４の材料分子チェンが破壊され、材料破壊された構造体が完成した時には更に多面形、または球形、または楕円形の立体状導光体２４３が大量に生成される。その導光体２４３の中は材料分子チェンが破壊されるため、その導光体の光屈折率はディフューザ・プレート２４の原料の屈折率と違うようになり、その界面に光の反射及び乱射作用が発生する。すなわち、光がディフューザ・プレート２４に進入して光線が導光体２４３を経過したら、反射及び乱射し、各導光体２４３の間に多重反射が発生して光は拡散される。
【００３９】
上述をまとめると、本発明はレーザ光線を利用してディフューザ・プレート内に立体状の導光体を分布形成し、導光体は異なる密度と大きさで立体交差の態様で配設されることにより、光線は多方向性及び多重反射を達成して拡散及び均一化される。それは周知の印刷またはサンド・ブラスト等方式のようにディフューザ・プレートの表面に網点が形成され、表面光源の一回だけの反射動作が行われるものよりも効果は格段に増進される。また、本発明の導光体はディフューザ・プレートの板から直接形成され、別に拡散粒子を添加する必要がなく、ディフューザ・プレートと拡散粒子との異種材質の混合不均一による光分布の不均一及び内部応力の問題がなく、かつ冷陰極管の位置に対応して輝度調整をするために複雑なディフューザ・プレートの形体に形成する必要がなく、ディフューザ・プレートの製造から派生する問題も免れることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の直下型逆光モジュールの基本構成を示す図。
【図２】図１中の光ディフューザ・プレートの光拡散構造の立体図。
【図３】本発明の使用状態を示す図。
【図４】本発明の別の実施例わ示す図。
【図５】本発明の製造方法を示す図。
【図６】本発明の別の製造方法を示す図。
【図７】周知の直下型逆光モジュールの基本構成を示す図。
【図８】図７の動作説明図。
【図９】図９は図７のディフューザ・プレートの光拡散構造を示す図。
【図１０】図９の動作説明図。
【図１１】別の周知のディフューザ・プレートの光拡散構造を示す図。
【図１２】更にもう一つの周知のディフューザ・プレートの光拡散構造を示す図。
【符号の説明】
【００４１】
２      直下型逆光モジュール
２１    ケーシング
２２    光反射膜
２３    冷陰極管
２４    ディフューザ・プレート
２５    光拡散フィルム
２６    増光フィルム
Ｂ      デイプレー面板
２４３  導光体
２４４  ブライト・エリア
３      レーザー光線発生装置
Ｌ１    長波長レーザー光線束
Ｌ２    短波長レーザー光線束
【図１】
2006106562.tif 000003
【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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【図７】
2006106562.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006106562.tif 000011
【図１０】
2006106562.tif 000012
【図１１】
2006106562.tif 000013
【図１２】
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