(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボトムシャーシと、
前記ボトムシャーシの少なくとも一方の縁に沿って配置される光源と、
前記光源の上に、少なくとも前記光源と重なり合うように位置し、前記光源から放出される光の波長を変換させる量子ドットを含む光変換部材と、
前記ボトムシャーシの上に、少なくとも一方の端面が前記光変換部材と平行になるように位置し、前記光変換部材から放出される光を伝達する導光板と
を含み、
前記光源の上に、前記光変換部材と隣接して位置するとともに、前記光変換部材から出る光が前記導光板に向かうようにするための反射部材をさらに含み、
前記反射部材は、傾斜面を含む第１部分、前記第１部分の上端部からバックライトユニットの内側へと延びる第２部分、および前記第１部分の下端部からバックライトユニットの内側へと延びる第３部分を含み、
前記第３部分は、前記光源と重なり合う位置に開口部が形成されており、
前記反射部材の第１部分は、水平方向に延びる上面と、上下方向に延びる外側面とを含み、
前記反射部材の第２部分は、前記第１部分の上端部から水平方向にフランジ状に延びて、前記導光板の入射端部と重ね合わされており、
前記反射部材の第３部分は、前記第１部分の下端部から、水平方向にフランジ状に延び、その先端部が、前記導光板の入射端部と重ね合わされており、
前記反射部材は、白色の樹脂から形成され、少なくとも、前記第２部分の下面、及び、前記第３部分の上面が、反射面をなすバックライトユニット。
【請求項２】
前記光変換部材は、密封部材およびその内部に前記量子ドットを含むことを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記密封部材はガラス管であり、前記量子ドットは樹脂に分散した形態で前記ガラス管の内部に充填されていることを特徴とする請求項２に記載のバックライトユニット。
【請求項４】
前記光変換部材は、長さ方向に沿った３つの面を含む三角柱状であり、前記少なくとも一方の縁に沿って延びることを特徴とする請求項３に記載のバックライトユニット。
【請求項５】
前記光変換部材の前記３つの面のうちの２つの面はほぼ直交することを特徴とする請求項４に記載のバックライトユニット。
【請求項６】
前記光変換部材の前記ほぼ直交する２つの面のうちの、一つの面は前記光源と対向し、他の一つの面は前記導光板の一つの端面と対向することを特徴とする請求項５に記載のバックライトユニット。
【請求項７】
前記光変換部材は、前記３つの面のうちの、前記ほぼ直交する２つの面以外の傾斜面に位置する反射層を含むことを特徴とする請求項６に記載のバックライトユニット。
【請求項８】
前記３つの面は、全て平面であることを特徴とする請求項４に記載のバックライトユニット。
【請求項９】
前記３つの面のうちの１つの面は曲面であることを特徴とする請求項４に記載のバックライトユニット。
【請求項１０】
前記ボトムシャーシの前記少なくとも一方の縁に沿って配置される基板をさらに含み、
前記光源は発光ダイオードパッケージであり、前記発光ダイオードパッケージは、出光面が前記光変換部材の一つの面を向くように前記基板に実装されていることを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載のバックライトユニット。
【請求項１１】
前記ボトムシャーシの底部は、前記光源及び前記基板の配置箇所で、前記光源及び前記基板の厚み寸法だけ下方に突き出しており、
前記少なくとも一方の縁には、前記基板の下面に沿った箇所から、前記光源及び前記基板の厚み寸法だけ上方へと延びる側壁部を有し、この側壁部の上端が、前記反射部材の第１部分の下端部に突き当てられて、前記反射部材を支持していることを特徴とする請求項１０に記載のバックライトユニット。
【請求項１２】
モールドフレームをさらに備え、前記モールドフレームは、前記反射部材の第１部分の外側面に沿って上下方向に延びる垂直壁、及び、前記反射部材の第１部分及び第２部分の上面に沿って延びる内フランジ部を含み、
前記内フランジ部の先端部は、前記導光板の上面に配置された光学シートの縁部と重ね合わされ、
前記基板の近傍にて、前記モールドフレームの下端部は、前記ボトムシャーシにおける前記側壁部と組み合わされ、
前記反射部材の第２部分及び第３部分は、前記光学シートとは、重ね合わされないことを特徴とする請求項１１に記載のバックライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトユニットおよびこれを含む液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ）は、現在最も広く使用されている平板表示装置の一つである。液晶表示装置は、一般に共通電極、カラーフィルタなどが形成されている上部基板と薄膜トランジスタ、画素電極などが形成されている下部基板との間に液晶物質を満たし、画素電極と共通電極に互いに異なる電位を印加して電界を形成することによって液晶分子の配列を変更させ、これによって光の透過率を調節して画像を表現する装置である。
【０００３】
液晶表示装置の液晶表示パネル（ＬＣＤ  ｐａｎｅｌ）はそれ自体が非発光性の受光素子であるため、液晶表示装置は一般に液晶表示パネルの背面から液晶表示パネルに光を提供するためのバックライトユニット（ｂａｃｋｌｉｇｈｔ  ｕｎｉｔ）を含む。
【０００４】
バックライトユニットには光源として従来は電力消耗が少なく明るい白色光を提供する長所を有する冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）が主に使用された。最近はＣＣＦＬに比べて色再現性に優れ寿命が非常に長く消費電力が小さい発光ダイオード（ＬＥＤ）が次第に使用されている傾向にある。
【０００５】
一方、量子ドット（ｑｕａｎｔｕｍ  ｄｏｔ）をバックライトユニットに適用して色再現率を向上させる技術が開発されている。量子ドットは熱的安定性が低く酸化されやすい特性によってＬＥＤパッケージに直接適用されるよりは、量子ドットがガラス管のような酸素および水分不透過性管の内部に密封されている形態（以下、量子ドットレール（ｒａｉｌ）という）として提供されることが試みられている。しかし、量子ドットレールを提供するためにはバックライトユニットの光源部が位置する側（以下、入光部という）に追加的な空間が必要であるので、ベゼル幅（ベゼルカバーの幅寸法。ほぼ、周縁の非表示領域の幅に相当）が増加することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2014-096347号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、表示装置のベゼル幅、または周縁の非表示領域の幅を低減することができる、光変換部材を含むバックライトユニットおよびこれを含む表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態によるバックライトユニットは、ボトムシャーシと、前記ボトムシャーシの少なくとも一方の縁に沿って配置される光源と、前記光源の上に、少なくとも前記光源と重なり合うように位置し、前記光源から放出される光の波長を変換させる量子ドットを含む光変換部材と、前記ボトムシャーシの上に、少なくとも一方の端面が前記光変換部材と平行になるように位置し、前記光変換部材から放出される光を伝達する導光板とを含む。
【０００９】
前記光変換部材は、密封部材およびその内部に前記量子ドットを含んでもよい。
【００１０】
前記密封部材はガラス管であり、前記量子ドットは樹脂に分散した形態で前記ガラス管の内部に充填されていてもよい。
【００１１】
前記光変換部材は、長さ方向に沿った３つの面を含む三角柱状であってもよい。
【００１２】
前記光変換部材の前記３つの面のうちの２つの面はほぼ直交してもよい。
【００１３】
前記光変換部材における前記ほぼ直交する２つの面のうちの、一つの面は前記光源と対向し、他の一つの面は前記導光板の一つの端面と対向していてもよい。
【００１４】
前記光変換部材は、前記３つの面のうちの、前記ほぼ直交する２つの面以外の傾斜面に位置する反射層を含んでもよい。
【００１５】
前記３つの面は、全て平面であってもよい。
【００１６】
前記３つの面のうちの１つの面は曲面であってもよい。
【００１７】
前記バックライトユニットは、前記ボトムシャーシの少なくとも一方の縁に沿って配置される基板をさらに含み、前記光源は発光ダイオードパッケージであり、前記発光ダイオードパッケージは、出光面が前記光変換部材の一つの面を向くように前記基板に実装されていてもよい。
【００１８】
前記バックライトユニットは、前記光源の上に、前記光変換部材と隣接して位置するとともに、前記光変換部材から出る光が前記導光板に向かうようにするための反射部材を、さらに含んでもよい。
【００１９】
前記反射部材は、(1)傾斜面を含む第１部分、(2)前記第１部分の上端からバックライトユニットの内側へと実質上水平に延びる第２部分、および(3)前記第１部分の下端からバックライトユニットの内側へと実質上水平に延びる第３部分を含み、前記第３部分には、前記光源と重なり合う位置に開口部が形成されているというのでもよい。
【００２０】
本発明の一実施形態による表示装置は、表示パネルおよび前記表示パネルに光を供給するバックライトユニットを含む。前記バックライトユニット及びこれに含まれる部材についての好ましい形態は、上述のとおりである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の一実施形態による光変換部材は、光源から出る光の波長を変換しつつ光経路をも変更させることができるので、バックライトユニットにおいて光源と上下に重なるように配置され得る。これにより、光変換部材が光源とほぼ同一の高さで平行に配置される場合よりも、これらが占める空間、特に幅を減らすことができるので、表示装置のベゼル幅、または周縁の非表示領域の幅を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態によるバックライトユニットを含む液晶表示装置の分解斜視図である。
【図２】図１に示されたバックライトユニットの入光部側の断面図である。
【図３】図１に示されたバックライトユニットの光変換部材の斜視図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線による光変換部材の断面図である。
【図５】図１に示されたバックライトユニットにおいて光源から出る光の経路を示す、光変換部材及び光源部についての断面図である。
【図６】図１に示されたバックライトユニットの反射部材の斜視図である。
【図７】本発明の他の一実施形態による光変換部材の断面図である。
【図８】本発明のさらに他の一実施形態による光変換部材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
添付した図面を参照して、本発明の実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は様々な形態に実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。
【００２４】
図面において様々な層および領域を明確に表現するために厚さを拡大または誇張して示した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の"上"にまたは“下”にあるという時、これは他の部分の"直上"にまたは“直下”にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の"直上"にまたは“直下”にあるという時にはその中間に他の部分がないことを意味する。明細書で特別な言及がなければ、“重なり合う”及び“重ね合わされるは平面図で見たときの重なり合いや、重ね合わせを意味する。
【００２５】
本発明の実施形態によるバックライトユニットを含む液晶表示装置について図１乃至図５を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態によるバックライトユニットを含む液晶表示装置の分解斜視図であり、図２は、図１に示されたバックライトユニットの入光部側の断面図である。図３は、図１に示されたバックライトユニットの光変換部材の斜視図であり、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線による光変換部材の断面図である。図５は、図１に示されたバックライトユニットにおいて光源から出る光の経路を示す図である。図６は、図１に示されたバックライトユニットの反射部材の斜視図である。
【００２７】
図１および図２に示すように、液晶表示装置は基本的に液晶表示パネル１００およびバックライトユニット２００を含む。バックライトユニット２００は液晶表示パネルに光を供給し、液晶表示パネル１００は供給される光を制御して画像を表示する。液晶表示装置は、液晶表示パネル１００の周縁（ｒｉｍ）部を囲むことで液晶表示パネル１００を保護し液晶表示パネル１００がバックライトユニット２００から分離されることを防止するためのトップシャーシ（ｔｏｐ  ｃｈａｓｓｉｓ）３００をさらに含む。トップシャーシ（ベゼルカバー）３００は、図示の例で断面Ｌ字状の額縁状であるが、省略されてもよい。
【００２８】
液晶表示パネル１００は、下部表示板（ｌｏｗｅｒ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）１１０、上部表示板（ｕｐｐｅｒ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）１２０および液晶層（図示せず）を含む。下部表示板１１０と上部表示板１２０は、所定の間隔をおいて互いに張り合わせられており、その間に液晶層が形成されている。
【００２９】
下部表示板１１０は、ガラスなどから形成される透明な絶縁基板、およびその上に形成されている複数の薄膜トランジスタ、データ線、ゲート線、画素電極などを含む。薄膜トランジスタのソース端子にはデータ線が接続されており、ゲート端子にはゲート線が接続されている。薄膜トランジスタのドレイン端子にはインジウム錫酸化物（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）などの透明な導電性物質から形成された画素電極が接続されている。
【００３０】
下部表示板１１０に対向して位置する上部表示板１２０は、透明な絶縁基板、およびその上に形成されているカラーフィルタ、共通電極などを含む。カラーフィルタは、赤色、緑色、青色などの基本色（ｐｒｉｍａｒｙ  ｃｏｌｏｒｓ）をそれぞれ表現できるカラーフィルタを含んでもよい。共通電極は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ、ＩＺＯ）などの透明な導電性物質から形成されている。カラーフィルタと共通電極のうちの少なくとも一つは下部表示板１１０に配置されてもよい。
【００３１】
下部表示板１１０の下面と上部表示板１２０の上面にはそれぞれ偏光板（ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）１３０、１４０が取り付けられている。偏光板１３０、１４０は液晶表示パネル１００に入射する光を偏光させて一方向に振動する光のみ透過させる役割を果たすことができる。
【００３２】
液晶表示パネル１００は、ゲート線に印加される信号によって薄膜トランジスタがターンオンされると、データ線に印加される信号が画素電極に印加される。すると、画素電極と共通電極の間に、所定の大きさの電界が形成され、液晶層の液晶分子の配向を制御する。これによって、液晶層を通過する光の透過率を調節して画像を表示する。
【００３３】
液晶表示装置は、液晶表示パネル１００に印加される信号を制御する駆動部（ｄｒｉｖｅｒ）、並びに制御部（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）などの、少なくとも一つの駆動装置（図示せず）を含む。駆動装置は、集積回路チップ形態で液晶表示パネル１００に実装されるか、印刷回路基板（ＰＣＢ）や軟性印刷回路基板（ＦＰＣＢ）に実装され液晶表示パネル１００に電気的に接続される。少なくともいずれかの駆動装置は液晶表示パネル１００に集積されてもよい。
【００３４】
液晶表示パネル１００の下部には、液晶表示パネル１００に光を提供するためのバックライトユニット２００が配置される。
【００３５】
バックライトユニット２００は、ボトムシャーシ（ｂｏｔｔｏｍ  ｃｈａｓｓｉｓ）２１０、およびボトムシャーシ２１０に収納されるか固定される様々な構成要素を含む。以下、ボトムシャーシ２１０およびそれぞれの構成要素について説明する。
【００３６】
ボトムシャーシ２１０は、上部が開放されており所定の深さの収納空間を有する一種の容器（ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）である。ボトムシャーシ２１０は、例えば、全体的に四角形の、角盆（ｔｒａｙ）のような形状を有してもよい。ボトムシャーシ２１０は、底部（ｂｏｔｔｏｍ）２１１、および底部２１１の縁から上向きに延びる側壁部（ｗａｌｌ）２１２を含んでもよい。底部２１１は、実質的に平坦であってもよいが、後述の光源部２３０が位置する側、即ち、入光部で階段のように曲がっていてもよい。底部２１１はその上に位置する構成要素を固定させるか所定の高さで支持するために部分的に突出するか陥没した部分（図示せず）を含んでもよい。
【００３７】
ボトムシャーシ２１０は、アルミニウム板またはアルミニウム合金板、亜鉛メッキ鋼板などの金属材料から形成される。実施形態によって、ボトムシャーシ２１０は、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）などのプラスチック材料から形成されてもよい。
【００３８】
ボトムシャーシ２１０には、支持台（ｓｕｐｐｏｒｔｅｒ）２２０、光源部２３０、反射シート２６０、導光板２７０、光学シート２８０などが収納されている。これらのうちの、支持台２２０と光源部２３０は、入光部側の一方の縁に沿って延びるように収納されている。
【００３９】
支持台２２０は、光源部２３０から発生する熱をボトムシャーシ２１０に伝達するための一種の放熱部品である。支持台２２０は入光部側の縁においてボトムシャーシ２１０の底部２１１の上に位置し、支持台２２０の少なくとも一部はボトムシャーシ２１０との十分な接触面積を確保するためにボトムシャーシ２１０に密着していてもよい。
【００４０】
支持台２２０は、光源部２３０から出る熱をボトムシャーシ２１０に速やかに伝達して光源部２３０が過熱されることを防止するために、熱伝導性の良い金属材料から形成されてもよい。例えば、支持台２２０はアルミニウム、アルミニウム合金などで押出成形して形成されてもよい。しかし、支持台２２０の材料が金属に限定されるのではなく、例えば熱伝導性プラスチックなどの熱伝導性の樹脂材料または複合材料から形成されてもよい。支持台２２０は省略されてもよく、この場合、光源部２３０はボトムシャーシ２１０の直上に配置されてもよい。
【００４１】
支持台２２０は、全体的に四角形の板状であってもよいが、階段のように曲がっていてもよい。例えば、支持台２２０は、(1)光源部２３０が上に位置する第１部分２２１、(2)導光板２７０が上に位置する第２部分２２２、及び(2)第１部分２２１と第２部分２２２を連結する第３部分２２３を含む。バックライトユニット２００において第１部分２３１は第２部分２２２より低く配置されてもよい。第１部分２２１と第２部分２２２との間に高さの差をつけた理由は、後述の光変換部材２４０と導光板２７０の高さを実質的に同一の水準に合わせるためである。
【００４２】
光源部２３０は、基板２３１、およびこれに実装されている光源２３２を含む。光源部２３０は、ボトムシャーシ２１０の一方の縁の付近に配置されているものとして示されているが、複数の側の縁の付近、例えば、互いに対向する縁の付近に配置されてもよい。
【００４３】
基板２３１は光源２３２を支持しながら光源２３２に電源を供給する。基板２３１は回路基板であってもよく、特に金属コア印刷回路基板（ＭＣＰＣＢ）であってもよい。基板２３１は、全体的に細長い棒（ｅｌｏｎｇａｔｅｄ  ｂａｒ）の形態であってもよい。基板２３１は広い面が支持台２２０の上に密着するように固定されている。支持台２２０が前述の第１部分２２１、第２部分２２２および第３部分２２３を含む場合、基板２３１は第１部分２２１の上に配置されてもよい。
【００４４】
基板２３１は支持台２２０に密着しており、支持台２２０はボトムシャーシ２１０に密着しているので、光源２３２から発生する熱が基板２３１と支持台２２０を通じてボトムシャーシ２１０に速やかに伝達されて放出され得る。即ち、基板２３１、支持台２２０およびボトムシャーシ２１０は、光源２３２のヒートシンク（ｈｅａｔ  ｓｉｎｋ）として機能し得る。効果的な熱伝達および放出のために、基板２３１と支持台２２０は熱伝達特性に優れた素材から形成され、例えば、前述のように基板２３１はＭＣＰＣＢであってもよく、支持台２２０は熱伝導性の良い金属材料から形成されてもよい。
【００４５】
光源２３２は基板２３１の配線に電気的に接続され、電源の供給を受けて電気エネルギーを光エネルギーに変換して放出する。光源２３２は青色光（ｂｌｕｅ  ｌｉｇｈｔ）または紫外光（ＵＶ  ｌｉｇｈｔ）を放出することができる。光源２３２は、光が出る部分（出光部）が実質的に上側を向くように位置している。
【００４６】
光源２３２は発光ダイオード（ＬＥＤ）チップを含むＬＥＤパッケージであってもよく、一つの基板２３１の上に、図示されているように所定の間隔で一列に複数個配置されてもよく、複数の列をなすように配置されてもよい。ＬＥＤパッケージは、出光面が後述の光変換部材２４０を向くように基板２３１に実装されている。したがって、ＬＥＤパッケージの出光面と基板２３１の水平面は実質的に平行であってもよい。ＬＥＤパッケージは青色光ＬＥＤを含んでもよく、紫外光ＬＥＤを含んでもよい。ＬＥＤパッケージ以外にも他の可能な点光源（例えば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）パッケージ）または線光源（例えば、ＣＣＦＬ）が光源２３２として使用され得る。
【００４７】
光変換部材２４０は、光源２３２の上に位置し、光源２３２から放出される光の波長を変換させる。このために、光変換部材２４０は量子ドットを含む。量子ドットはナノメートルの大きさ、例えば、数ナノメートル乃至数十ナノメートルの直径を有する半導体物質のナノ粒子（ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ）であって、量子閉じ込め効果（ｑｕａｎｔｕｍ  ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ  ｅｆｆｅｃｔ）を示す物質である。量子ドットは光源２３２から放出される光の波長を変換して蛍光を発生させるが、通常の蛍光体より強い光を狭い波長帯で発生させる。
【００４８】
量子ドットの発光は、伝導帯から価電子帯に励起状態の電子が遷移しながら発生し、同一物質の場合にも粒子の大きさによって波長が変わる。即ち、量子ドットの大きさが小さくなるほど短い波長の光を放出するため、量子ドットの大きさを調節して所望の波長領域の光を得ることができる。量子ドットとしては、Ｓｉ系ナノ結晶、ＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶、ＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体ナノ結晶、ＩＶ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶などが挙げられ、具体的な化合物は当該技術分野でよく知られている。量子ドットは、他の物質で量子ドットの表面を囲むコア／シェル（ｃｏｒｅ／ｓｈｅｌｌ）の異種構造（ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有してもよい。
【００４９】
量子ドットは、前述の光源２３２から放出される青色波長帯の光を吸収して緑色波長帯の光を放出する大きさの量子ドットと、赤色波長帯の光を放出する量子ドットを含んでもよい。これにより、光変換部材２４０に入射した青色光の一部は緑色光および赤色光に変換され、光変換部材２４０は、青色光と共に緑色光および赤色光が混合されている白色光を放出する。したがって、光源２３２から放出された青色光は、光変換部材２４０を通過することで白色光に変換される。光変換部材２４０を通って出る白色光は、通常の白色光ＬＥＤから放出される白色光に比べて、三原色の純度、特には、緑色および赤色の純度が高いので、色再現率が優れる。一方、紫外光を放出する光源２３２が使用される場合、量子ドットは、紫外光波長帯の光を吸収して青色光、緑色光および赤色光を放出する大きさの量子ドット含んでもよい。
【００５０】
光変換部材２４０は、光源２３２の上に光源２３２が列をなして配置されている方向に沿って平行に延びるように配置されている。光源２３２から上向に放出されて光変換部材２４０に入射した光は、光変換部材２４０を通過しながら変換された後、導光板２７０に向かって側方に放出される。光変換部材２４０と光源２３２が互いに上下に配置されているので、光源２３２と光変換部材２４０が左右に並んで配置される場合に比べて入光部の幅を減らすことができ、したがって表示装置のベゼル幅（Ｗ）を減らすことができる。このような配置が可能な光変換部材２４０の構造については図３乃至図５を参照して詳細に説明する。
【００５１】
光変換部材２４０は全体的に三角柱状であってもよく、光源部２３０にほぼ対応する長さを有してもよい。また、光源２３２の列の配置領域の長さにほぼ対応する長さを有してもよく、導光板の入射端面２７１の長さにほぼ対応するか、これより少し小さい長さを有してもよい。光変換部材２４０は、密封部材２４１、およびその内部に位置する量子ドット２４２を含む。
【００５２】
密封部材２４１は、光変換部材２４０の全体的な輪郭形状と同一であり、したがって両端が閉塞されている三角柱チューブ状であってもよい。密封部材２４１は、ガラス管などの、酸素や水分が通過しにくい透明な材料から形成されてもよい。量子ドット２４２は酸化されやすいため、密封部材２４１はその内部にある量子ドット２４２が酸化されないように密封する役割を果たす。ガラス管などの細長い管で形成されている密封部材２４１内に、量子ドット２４２が充填されており、このような光変換部材２４０は量子ドットレールと呼ばれる。実施形態によって密封部材２４１は、フッ素樹脂層や無機コーティング層を備えた、高分子樹脂などの材料から形成されたものであってもよい。
【００５３】
量子ドット２４２は、高分子樹脂や有機溶媒などの分散媒質に分散した状態で密封部材２４１内に満たされている。分散媒質としては、量子ドット２４２の波長変換性能に影響を与えず、光反射と光吸収を起こすこともない透明な物質が使用されてもよい。このような物質として、高分子樹脂ではエポキシ（ｅｐｏｘｙ）、シリコン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）、アクリレート（ａｃｒｙｌａｔｅ）などが使用され得るのであり、有機溶媒ではトルエン（ｔｏｌｕｅｎｅ）、クロロホルム（ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ）、エタノール（ｅｔｈａｎｏｌ）などが使用され得るが、これらに制限されるのではない。分散媒質として高分子樹脂が使用される場合、量子ドット２４２が分散した高分子樹脂が真空状態の密封部材２４１に注入された後に硬化される。
【００５４】
一方、密封部材２４１内には、量子ドット２４２と共に拡散ビーズ（ｂｅａｄｓ）が分散されていてもよい。シリコンなどの物質から形成される拡散ビーズは、密封部材２４１の内部で光を拡散させることによって、光が量子ドット２４２と接触する可能性を増加させて、光変換部材２４０の光変換効率を増加させることができる。
【００５５】
光変換部材２４０は、長さ方向に沿った３つの面２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃを含む、ほぼ直角三角柱の形状を有してもよい。これら３つの面のうちの、第１面２４１ａと第２面２４１ｂはほぼ垂直であってもよく、第１面２４１ａは光変換部材２４０の幅ｗに対応し、第２面２４１ｂは光変換部材２４０の高さｈに対応するというのであってもよい。第３面２４１ｃは傾斜面に該当する。これら３つの面は全て平らな面であってもよく、少なくとも１つの面にはパターンが形成されていてもよい。図面において２つの面が接する稜部が尖っているように示されているが、稜部は丸く形成されていてもよい。このような直角三角柱形状は光変換部材２４０の密封部材２４１によって限定され得る。光変換部材２４０は、密封部材２４１の壁の厚さ（例えば、数百マイクロメーター）がほぼ同一であって、両端が閉塞されている、ほぼ直角三角形のチューブであってもよい。
【００５６】
バックライトユニット２００において第１面２４１ａは光源２３２に向かって光源２３２の出光面とほぼ平行に配置されてもよい。第２面２４１ｂは、導光板２７０を向いて導光板２７０の稜線とほぼ平行に配置されてもよい。第１面２４１ａの幅ｗと第２面２４１ｂの高さｈは、数ミリメートル、例えば２〜８ｍｍであってもよい。第１面２４１ａの幅ｗは、光源２３２の出光面の幅より広いことが、光源２３２から出た光を受容するのに有利である。第２面２４１ｂの高さｈは、導光板２７０の厚さより若干厚いことが、導光板２７０への入光効率に有利である。
【００５７】
図２に示されたように、第１面２４１ａは光源２３２と若干離隔しており、第２面２４１ｂは導光板２７０と若干離隔しているが、第１面２４１ａは光源２３２と接触するように配置されてもよく、第２面２４１ｂは導光板２７０と接触するように配置されてもよい。
【００５８】
光変換部材２４０は、傾斜面である第３面２４１ｃに形成されている反射層２４５を含んでもよい。反射層２４５は例えば反射率の高い銀（Ａｇ）反射層であってもよく、反射層２４５は、第３面２４１ｃに直接蒸着されるか、または第３面２４１ｃにシートの形態で取り付けられていてもよい。このように傾斜面に反射層２４５が形成されている場合、図５に示すように、光源２３２から第１面２４１ａを通じて量子ドット２４２が分散している光変換部材２４０の内部へと入射した光は、量子ドット２４２によって波長が変換されるか変換されない状態で、光変換部材２４０の内部を進行し第３面２４１ｃに形成された反射層２４５によって反射されて、第２面２４１ｂから出射される。したがって、光変換部材２４０が光源２３２の上に位置しているが、光変換部材２４０と平行に配置されている導光板２７０に向かって光を放出することができる。また、光が反射層２４５によって反射される場合、光変換部材２４０の内部で光の移動距離が増加するので、光変換部材２４０内部の量子ドット２４２と接触する確率が増加し光変換効率が増加できる。
【００５９】
一方、図面では光の経路が直線であると示されているが、これは、光変換部材２４０への光の入射とこの部材からの光の出射、および反射層２４５による光の反射を示すためであるのに過ぎず、実際には光変換部材２４０の内部での光の経路は任意の方向であってもよい。量子ドット２４２によって吸収された光は変換された後に全ての方向に放出されるためである。実施形態によって、光変換部材２４０は反射層２４５を含まなくてもよく、この場合、後述の反射部材２５０が反射層２４５の役割を果たすことができる。
【００６０】
反射部材２５０は、直線状に延びて、光変換部材２４０に隣接するように位置し、光変換部材２４０にほぼ対応する長さを有してもよい。反射部材２５０は、光変換部材２４０から出た光が、再び光変換部材２４０中に行くようにするか、導光板２７０に向かうように反射させる。
【００６１】
反射部材２５０は光変換部材２４０の一部または全部を取り囲んでいてもよい。例えば、反射部材２５０は、傾斜面２５１ａが光変換部材２４０の第３面２４１ｃと対面する三角柱の形状の第１部分２５１を含む。図示の例で、この第１部分２５１と、光変換部材２４０とが組み合わされて、断面で見た場合に、ほぼ矩形状、特にはほぼ正方形状をなすことができる。光変換部材２４０の第３面２４１ｃを通じて出る光は、第１部分２５１の傾斜面２５１ａによって反射されて、再び光変換部材２４０に向かうようになる。
【００６２】
反射部材２５０は、第１部分２５１のほぼ上端から水平方向にフランジ状に延びる第２部分２５２、および第１部分２５１のほぼ下端からフランジ状に水平方向に延びる第３部分２５３を含んでもよい。反射部材２５０の第２部分２５２は導光板２７０の入射端部２７２と重ね合わされてもよい。第３部分２５３の上面は光変換部材２４０の第１面２４１ａと対面し、第３部分２５３の先端部は導光板２７０の入射端部２７２と重ね合わされてもよい。この場合、光源２３２から放出されて光変換部材２４０の第１面２４１ａに向かう光を第３部分２５３が遮ることがあるので、第３部分２５３には、光源２３２に対応する位置に開口部２５５が形成されている。したがって、光源２３２が所定の間隔で配置されている場合、開口部２５５も、対応する所定の間隔で形成されている。光変換部材２４０から上向きに出射された光は、第２部分２５２の下面によって反射され導光板２７０に向かうようになる。また、光変換部材２４０から下向きに出射された光は、第３部分２５３の上面によって反射され光変換部材２４０の内部または導光板２７０に向かうようになる。これによって、光が漏洩されることが最少化され光利用効率を高めることができる。
【００６３】
反射部材２５０は、反射率の高い白色の樹脂から形成されてもよい。例えば、反射部材２５０はポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ、ＰＳ）などのプラスチック材料から形成されてもよい。反射部材２５０は、反射率増加のために二酸化チタン（ＴｉＯ2）などの光反射性物質を内部または表層に含んでいてもよい。実施形態によって、反射部材２５０の傾斜面２５１ａおよび／または第２部分２５２の下面（すなわち、これらのうちの少なくとも一方）と、第３部分２５３の上面に、別途の反射層が形成されていてもよい。
【００６４】
前述のような反射部材２５０の構造は単に例示的なものに過ぎず、反射部材２５０は多様な変形が可能である。反射部材２５０は光変換部材２４０を脱着可能に支持することができる。すなわち、特には、光変換部材２４０を、傾斜面２５１ａおよび第２部分２５２と、第３部分２５３との間に嵌め込むことができる。また、反射部材２５０は光変換部材２４０の移動を制限する別途の手段（図示せず）、例えば掛け止め部を含んでもよい。また、第２部分２５２と、第３部分２５３の先端部との間に導光板の入射端部２７２が嵌め込まれるようにすることもできる。実施形態によって反射部材２５０は省略されてもよく、この場合、光変換部材２４０を固定させるための他の適切な構造物が配置されてもよく、光変換部材２４０がボトムシャーシ２１０、光源部２３０、モールドフレーム２９０などに直接固定されてもよい。
【００６５】
導光板２７０は、光変換部材２４０から放出される光を案内して液晶表示パネル１００に伝達するために使用される。したがって、導光板２７０は、光変換部材２４０と上下の稜線同士が互いに隣接するように、ボトムシャーシ２１０の底部２１１の上に位置し、導光板２７０の入射端面２７１が、光変換部材２４０と実質的に平行に位置する。導光板２７０が光変換部材２４０とほぼ同一のレベル（高さ）に位置するようにするために、導光板２７０の入射端面側の部分は、前述のように曲がっている支持台２２０の第２部分２２２の上に置かれてもよい。
【００６６】
導光板２７０は、光透過率の高いポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）素材、耐熱性および耐湿性に優れたメタクリルスチレン（ＭＳ）素材などから形成されてもよい。導光板２７０は、光源部２３０で発生した点光源または線光源の形態の光学分布を有する光を、面光源形態の光学分布を有する光に変換する役割、即ち、光を均一に分布させる役割を果たす。導光板２７０としては平板型または楔型板のものが使用されてもよく、一面または両面にパターンが形成されてもよい。
【００６７】
導光板２７０の下面側、即ち、導光板２７０とボトムシャーシ２１０の間には反射シート２６０が位置する。反射シート２６０は、導光板２７０の下面側に進行する光を反射させて最終的に液晶表示パネル１００の方に向かうようにすることによって光効率を増加させる役割を果たす。反射シート２６０はＰＥＴ、ＰＣ、ＰＳなどのプラスチック材料から形成されてもよい。反射シート２６０は光反射率の増加のために二酸化チタン（ＴｉＯ2）のような光反射性物質を含んでもよい。
【００６８】
導光板２７０の上には光学シート２８０が位置する。光学シート２８０は拡散シート２８１、プリズムシート２８２、保護シート２８３などを含んでもよい。拡散シート２８１は導光板２７０から出た光を散乱させて輝度分布を均一にするために、即ち、均一な明るさの面光源にするために使用される。プリズムシート２８２は拡散シート２８１によって拡散された光の進行方向を調節して液晶表示パネル１００と垂直をなすようにする。保護シート２８３はプリズムシート２８２のプリズムをスクラッチ（ｓｃｒａｔｃｈ）などから保護するために使用される。保護シート２８３は光を拡散させてプリズムシート２８２によって狭くなった視野角を広くする機能も果たすことができる。
【００６９】
光学シート２８０はプリズムシート２８２と保護シート２８３のうちのいずれかは含まなくてもよく、いずれかは複数個含んでもよい。光学シート２８０はその他の特性を有する光学的シートをさらに含んでもよい。例えば、光学シート２８０は光の偏光成分を分離して透過および反射させることによって輝度効率を高めることができる反射偏光シートを含んでもよい。
【００７０】
バックライトユニット２００は液晶表示パネル１００を一定の高さで安定的にバックライトユニット２００に固定するためにモールドフレーム２９０を含む。モールドフレーム２９０は、例えば、垂直壁２９１と内フランジ部２９２とを備え、ボトムシャーシ２１０の側壁部２１２を外周側及び上方から取り囲み、ボトムシャーシ２１０の側壁部２１２に配置されるフック（図示せず）などに引掛かり固定される方式でボトムシャーシ２１０に結合されてもよい。ここで、モールドフレーム２９０は光学シート２８０を押さえ付けることによって光学シート２８０およびその下の導光板２７０と反射シート２６０が動くことを制限する。モールドフレーム２９０はまた、反射部材２５０を動かないように支持することもできる。モールドフレーム２９０は、一体に設けられた単一部品（ｏｎｅ  ｐｉｅｃｅ）で形成されるか、複数の部品で形成されてもよい。モールドフレーム２９０は、例えば、ポリオレフィン樹脂などの射出成形により一体に形成することができ、一般には、熱伝導性でない材料からなる。図示の例で、モールドフレーム２９０は、バックライトユニットの全周にわたって延びる口の字状である。
【００７１】
モールドフレーム２９０の上には液晶表示パネル１００が固定される。液晶表示パネル１００は接着部材（図示せず）によってモールドフレーム２９０の内フランジ部２９２の平らな面に取り付けてもよく、液晶表示パネル１００に加えられる衝撃を緩和するために、接着部材は緩衝能力を有するクッション両面テープであってよい。
【００７２】
一方、図示されていないが、ボトムシャーシ２１０の下面には電源供給用印刷回路基板であるインバータボードおよび／または信号変換用印刷回路基板が装着されてもよい。インバータボードは、外部電源を一定の電圧レベルに変圧して光源２３２に提供することができる。信号変換用印刷回路基板はアナログデータ信号をデジタルデータ信号に変換して、液晶表示パネル１００に取り付けられているフレキシブル回路基板（図示せず）を通じて液晶表示パネル１００に提供することができる。
【００７３】
図示の具体例で、ボトムシャーシ２１０の底部２１１は、光源部２３０の配置箇所で、光源部２３０の厚み寸法だけ下方に突き出している。そして、トップシャーシ（ベゼルカバー）３００及びモールドフレーム２９０の厚み寸法が、光源部２３０の厚み寸法だけ大きくなっていると捉えることができる。しかし、光源部２３０の配置箇所以外にて、ボトムシャーシ２１０の下面側に、インバータボードなどの基板を配置することができるので、この場合、液晶表示装置の厚み寸法を増大させることがない。
【００７４】
前述の構造を有するバックライトユニット２００において光が液晶表示パネル１００に供給される過程を簡略に説明する。まず、支持台２２０の上に置かれた光源部２０３の基板２３１を通じて光源２３２に電源が供給されると、光源２３２は光、例えば青色光を生成して上向き放出する。放出された光は光源２３２の上に位置する光変換部材２４０の密封部材２４１の第１面２４１ａを通じて光変換部材２４０の内部に入って、そこで一部は緑色光または白色光に変換される。変換された光（緑色光、白色光）と変換されない光（青色光）は、光変換部材２４０の反射層２４５または反射部材２５０によって導光板２７０の方に向かうように誘導される。したがって、光変換部材２４０は光の波長を変換しながら光の経路をも変更する。
【００７５】
光変換部材２４０から出た光（白色光）は導光板２７０を通過しながら均一に分散されて光学シート２８０に向かうようになり、ボトムシャーシ２１０の底部２１１側に出る光は反射シート２６０に反射されて光学シート２８０に向かうようになる。その後、光は光学シート２８０を通過しながら拡散され進行方向が調節されて液晶表示パネル１００の全面にかけて光を供給するようになる。
【００７６】
以下、図７および図８を参照して本発明の他の一実施形態による光変換部材について説明する。
【００７７】
図７は本発明の他の一実施形態による光変換部材の断面図であり、図８は本発明のさらに他の一実施形態による光変換部材の断面図である。
【００７８】
まず、図７に示すように、光変換部材２４０の傾斜面である第３面２４１ｃが曲面である例が示される。前述の実施形態と同様に、光変換部材２４０は長さ方向に３つの面２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃを含むほぼ直角三角柱の形状を有してもよい。しかし、傾斜面である第３面２４１ｃにのみ反射層が形成されているのと異なり、本実施形態では第３面２４１ｃに反射層２４５ａが形成されており、第１面２４１ａの一部にも反射層２４５ｂが形成されている。
【００７９】
光変換部材２４０で変換された光は全ての方向に進行し得るので、導光板２７０が配置されない第１面２４１ａに向かって進行し得る。第１面２４１ａを通って出る光の一部は反射層２４５ｂによって再び光変換部材２４０へと反射されることによって光利用効率が増加し得る。第１面２４１ａにおける、反射層２４５ｂが形成されない部分は、その下に位置する光源２３２と重なり合う部分であり、光源２３２がＬＥＤパッケージである場合、そのような部分は、ＬＥＤ光が光変換部材２４０に入射するようにＬＥＤパッケージの出光面と対応して設けられてもよい。
【００８０】
図８を参照すれば、光変換部材２４０の第３面２４１ｃが曲面である例が示される。即ち、光変換部材２４０は全体的に三角柱状であるが、傾斜面である第３面２４１ｃが凸状に湾曲した曲面であってもよい。曲面の曲率を適切に設計する場合、導光板２７０に向かう光量を増加させることができる。傾斜面が凸曲面である場合を例として挙げて説明したが、光変換部材２４０の内部から出る光を導光板２７０の方に向かわせるのに適した構造であれば制限がない。一方、光変換部材２４０の第３面２４１ｃが曲面である場合、反射部材２５０の傾斜面２５１ａも対応する曲面であってもよい。
【００８１】
以上で本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるのではなく、次の請求範囲で定義している本発明の基本概念を用いた通常の技術者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属すると理解されなければならない。
【符号の説明】
【００８２】
１００              液晶表示パネル
１１０              下部表示板
１２０              上部表示板
１３０、１４０      偏光板
２００              バックライトユニット
２１０              ボトムシャーシ
２１１              底部
２１２              側壁部
２２０              支持台
２３０              光源部
２３１              基板
２３２              光源
２４０              光変換部材
２４１              密封部材
２４１ａ            第１面
２４１ｂ            第２面
２４１ｃ            第３面
２４２              量子ドット
２４５、２４５ａ、２４５ｂ  反射層
２５０              反射部材
２５１              第１部分
２５１ａ            傾斜面
２５２              第２部分
２５３              第３部分
２５５              開口部
２６０              反射シート
２７０              導光板
２８０              光学シート
２８１              拡散シート
２８２              プリズムシート
２８３              保護シート
２９０              モールドフレーム
３００              トップシャーシ
【図１】
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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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【図６】
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【図７】
0006742763.tif 000008
【図８】
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