(57)【要約】      （修正有）【課題】輝度と光線の均一性に影響を与えることなくランプの消費パワーを低減させ、節電効果とバックライトの操作温度低下を達成し、電子素子の操作性を高める低パワーバックライトモジュールを提供する。【解決手段】上下表面及び該上下表面に対して直交する側面を有するライトガイド３１と、ライトガイド３１の側端に設けられ、光線を該ライトガイド内部に照射するランプ３２と、ライトガイド３１の下部表面に設けられ、ライトガイド３１を透過して下方に至る光線を反射してライトガイド３１内に戻す反射板３３と、入射した光線を吸収し、且つ一時的に蓄積して外部に照射する透過性の樹脂と、その樹脂に入射し、且つ外部に照射される光線を散乱させ均一に照射する複数の光拡散顆粒とによって組成される蛍光剤３７をライトガイド３１の少なくとも一表面に塗布して形成する蛍光層３７ａと、によって構成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部表面と、下部表面と、及び該上下表面に対して直交する側面を有するライトガイドと、
該ライトガイドの側端に設けられ、光線を該ライトガイド内部に照射するランプと、
該ライトガイドの下部表面に設けられ、該ライトガイドを透過して下方に至る光線を反射して該ライトガイド内に戻す反射板と、
入射した光線を吸収し、且つ一時的に蓄積して外部に照射する透光性の樹脂と、その樹脂に入射し、且つ外部に照射される光線を散乱させ均一に照射する複数の光拡散顆粒とによって組成される蛍光剤を該ライトガイドの少なくとも一表面に塗布して形成する蛍光層と、によってなることを特徴とする低パワーバックライトモジュール。
【請求項２】
前記蛍光剤が、該ライトガイドの上部表面か、下部表面か、もしくは側面の任意の一面に塗布されることを特徴とする請求項１に記載の低パワーバックライトモジュール。
【請求項３】
前記ランプが、陰極管であることを特徴とする請求項１に記載の低パワーバックライトモジュール。
【請求項４】
前記ライトガイドが、透過性のアクリル材によってなり、該ライトガイドの下部表面に複数の光拡散点を形成することを特徴とする請求項１に記載の低パワーバックライトモジュール。
【請求項５】
前記ライトガイドは、上部表面に複数層のフィルムを積層してなる光学フィルムを設けることを特徴とする請求項１に記載の低パワーバックライトモジュール。
【請求項６】
上部表面と、下部表面と、及び該上下表面に対して直交する側面を有するライトガイドと、
該ライトガイドの側端に設けられ、光線を該ライトガイド内部に照射するランプと、
該ライトガイドの下部表面に設けられ、該ライトガイドを透過して下方に至る光線を反射して該ライトガイド内に戻す反射板と、
入射した光線を吸収し、且つ一時的に蓄積して外部に照射する透光性の樹脂と、及び入射した光線を散乱させ均一に照射する複数の光拡散顆粒とによって組成される蛍光剤を該ライトガイドの上部表面と、及び下部表面に塗布して形成する蛍光層と、によってなることを特徴とする低パワーバックライトモジュール。
【請求項７】
上部表面と、下部表面と、及び該上下表面に対して直交する側面を有するライトガイドと、
該ライトガイドの側端に設けられ、光線を該ライトガイド内部に照射するランプと、
該ライトガイドの下部表面に設けられ、該ライトガイドを透過して下方に至る光線を反射して該ライトガイド内に戻す反射板と、
入射した光線を吸収し、且つ一時的に蓄積して外部に照射する透光性の樹脂と、及び入射した光線を散乱させ均一に照射する複数の光拡散顆粒とによって組成される蛍光剤を該ライトガイドの上部表面と、及び側面に塗布して形成する蛍光層と、によってなることを特徴とする低パワーバックライトモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置の低パワーバックライトモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（TFT‐LCD）製造技術のすばやい進歩に伴い、液晶表示装置は体積が縮小し、軽く薄くなるとともに、高い節電効果を具え、かつ輻射線の放射を効果的に抑制できるなどの特徴を有するようになった。このため、例えばパーソナル・ディジタル・アシスト（ＰＤＡ）、ノートブックタイプ・コンピュータ、ディジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話機などの電子製品に広く応用されている。また、業界の積極的な研究開発と、大型化された生産設備の投入によって、液晶表示装置は品質が継続して高められ、その反面価格が低下している。このため液晶表示装置の応用範囲が迅速に拡大している。ここで注目すべき点は、液晶表示装置は非発光性の表示装置ではなく、バックライトモジュールによって表示機能が与えられる点である。よって、バックライトの光源の良し悪しは、往々にして液晶表示装置の画像の品質に直接影響を与える。故に、液晶表示装置において、最も重要なユニットとなっている。
【０００３】
図１に従来の液晶表示装置のバックライトモジュールを開示する。図示によれば、従来のバックライトモジュール（１０）は、ライトガイド（１１）と、反射板（１２）と、ランプ（１３）と、光学フィルムセット（１４）と、ハウジング（１５）とによってなる。ライドガイド（１１）は透明のアクリル材を射出成形によって形成してなり、該ライトガイド（１１）の下部表面はスクリーン印刷、或いは直接射出成型によって円形、六角形、もしくは正方形の顆粒状突起を形成して、光線を散乱させる散乱点（１６）とする。該反射板（１２）は、ライトガイド（１１）の下表面に設けられ、反射板（１２）に照射した光線がライトガイド（１１）の内部に入射して、バックライトモジュール（１０）の光線の利用パワーを高める。ライトガイド（１１）の側面に設けられるランプ（１３）は冷陰管（Cold Cathode Fluorescent Tube）によってなり、エッジライト式（Edge-Light type）で光線をライトガイド（１１）に照射する。ライトガイド（１１）の上方に複数層の光学フィルムセット（１４）を設ける。該複数層の光学フィルムセット（１４）の組み合わせと機能は次の段落で説明する。バックライトモジュール（１０）の下部表面と側面に設けられるハウジング（１５）は、通常アルミ材によって形成し、バックライトモジュール（１０）とバックライトモジュール（１０）の内部を保護するために設けられる。
【０００４】
図２にライトガイド（１０）上部表面に設ける複数層の光学フィルムセット（１４）を開示する。図示によれば、該複数層の光学フィルムセット（１４）は、通常下部拡散フィルム（１４１）と、明るさ強化フィルム（１４２）と、反射偏光フィルム（１４３）と、上部拡散フィルム（１４４）と積層してなる。該上下拡散フィルム（１４１）（１４４）はライトガイド（１１）上方から照射される光線を散乱させて更に均一にする。明るさ強化フィルム（１４２）は光線を集中させてパネルの輝度を増加させる。反射偏光フィルム（１４３）は拡散されない光線を反射してライトガイド（１１）内に戻す作用を有する。
【０００５】
バックライトモジュール（１０）は上述の複数層の光学フィルムセット（１４）とライトガイドを組み合わせ、該光学フィルムセット（１４）が提供する機能によって必要とする効果を発生させる。よって、バックライトモジュールに関していえば、図２に開示する光学フィルムセット（１４）は、その組み合わせの一例であって、当然のことながら、異なる作用の光学フィルムを異なる順で積層してもよい。但し、如何なる光学フィルムを用いようと、上下拡散フィルム（１４１）（１４４）はバックライトモジュール（１０）に設ける光学フィルムセット（１４）において重要な要素である。
【０００６】
上述のとおり、上下拡散フィルム（１４１）（１４４）の主な作用は入射するビームを散乱させて均一な光線として照射することにあり、透過性のアクリル材か、或いはプラスチック材質を厚さ約０．１〜０．２ｍｍのフィルムにする。但し、かかる拡散フィルムは光線の均一度を増加することができるが、光線を遮断する現象も産み出すため、バックライトモジュールの輝度に影響を与える。一般に拡散フィルムは３０％の光線を遮断するため、拡散フィルムを通過した光線の輝度は、ランプから発射された光線の７０％になる。即ち、２枚の拡散フィルムを使用した場合、５０％以上の光線の輝度が損失する。これは液晶表示装置に対して大きな影響を与える。よって液晶表示装置が十分な輝度を確保するためには、液晶表示装置の光線の拡散フィルムを減少させて、均一度を犠牲にし、バックライトモジュールに設けるランプの電流を上昇しなければならない。しかし、この方法はバックライトモジュールの電力消費量を増加させるため、バックライトモジュール内部の温度が上昇し、内部に設けられる電子素子の操作機能に影響を与える。従って、バックライトの構造を改良し、液晶表示装置の輝度と光線の均一性に影響を与えることなく低パワーのバックライトモジュールを提供することが業界で望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、輝度と光線の均一性に影響を与えることなく、ランプの消費パワーを低減させて、節電の効果が得られる低パワーバックライトモジュールを提供することを課題とする。
【０００８】
また、この発明は輝度と光線の均一性に影響を与えることなく、バックライトの操作温度を低下させ、電子素子の操作性を高めることのできる低パワーバックライトモジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明者は従来の技術に見られる欠点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、上下表面と及び該上下表面に対して直交する側面を有するライトガイドと、該ライトガイドの側端に設けられるランプと、該ライトガイドの下部表面に設けられる反射板と、該ライトガイドの少なくとも一表面に蛍光剤を塗布して形成する蛍光層と、によってなる低パワーバックライトモジュールの構造によって課題を解決できる点に着眼し、かかる知見に基づいて本発明を完成させた。
【００１０】
すなわち、該ライトガイドの表面に塗布する蛍光剤は、入射した光線を吸収し、且つ一時的に蓄積して外部に照射する透光性の樹脂と、及び入射した光線を散乱させ均一に照射する複数の光拡散顆粒とによって組成され、従来の技術における光学フィルムの光拡散フィルムと同様の作用を有する。このため、遮光率の高い光拡散フィルムを省くか、もしくは使用枚数を減少させることができ、かかる蛍光層を形成する構成によって本発明の課題を解決する低パワーバックライトモジュールが得られる。
【００１１】
以下、この発明について具体的に説明する。
請求項１に記載する低パワーバックライトモジュールは、上部表面と、下部表面と、及び該上
下表面に対して直交する側面を有するライトガイドと、
該ライトガイドの側端に設けられ、光線を該ライトガイド内部に照射するランプと、
該ライトガイドの下部表面に設けられ、該ライトガイドを透過して下方に至る光線を反射して該ライトガイド内に戻す反射板と、
入射した光線を吸収し、且つ一時的に蓄積して外部に照射する透過性の樹脂と、その樹脂に入射し、且つ外部に照射される光線を散乱させ均一に照射する複数の光拡散顆粒とによって組成される蛍光剤を該ライトガイドの少なくとも一表面に塗布して形成する蛍光層と、によってなる。
【００１２】
請求項２に記載する低パワーバックライトモジュールは、請求項１における蛍光剤が、該ライトガイドの上部表面か、下部表面か、もしくは側面の任意の一面に塗布される。
【００１３】
請求項３に記載する低パワーバックライトモジュールは、請求項１におけるランプが、陰極管である。
【００１４】
請求項４に記載する低パワーバックライトモジュールは、請求項１におけるライトガイドが、透過性のアクリル材によってなり、該ライトガイドの下部表面に複数の光拡散点を形成する。
【００１５】
請求項５に記載する低パワーバックライトモジュールは、請求項１におけるライトガイドは、上部表面に複数層のフィルムを積層してなる光学フィルムを設ける。
【００１６】
請求項６に記載する低パワーバックライトモジュールは、上部表面と、下部表面と、及び該上下表面に対して直交する側面を有するライトガイドと、
該ライトガイドの側端に設けられ、光線を該ライトガイド内部に照射するランプと、
該ライトガイドの下部表面に設けられ、該ライトガイドを透過して下方に至る光線を反射して該ライトガイド内に戻す反射板と、
入射した光線を吸収し、且つ一時的に蓄積して外部に照射する透光性の樹脂と、及び入射した光線を散乱させ均一に照射する複数の光拡散顆粒とによって組成される蛍光剤を該ライトガイドの上部表面と、及び下部表面に塗布して形成する蛍光層と、によってなる。
【００１７】
請求項７に記載する低パワーバックライトモジュールは、上部表面と、下部表面と、及び該上下表面に対して直交する側面を有するライトガイドと、
該ライトガイドの側端に設けられ、光線を該ライトガイド内部に照射するランプと、
該ライトガイドの下部表面に設けられ、該ライトガイドを透過して下方に至る光線を反射して該ライトガイド内に戻す反射板と、
入射した光線を吸収し、且つ一時的に蓄積して外部に照射する透光性の樹脂と、及び入射した光
線を散乱させ均一に照射する複数の光拡散顆粒とによって組成される蛍光剤を該ライトガイドの
上部表面と、及び側面に塗布して形成する蛍光層と、によってなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のバックライトモジュールは、輝度と光線の均一性に影響を与えることなく、ランプの消費パワーを低減させることによって、節電の効果が得られ、さらに電子素子の操作性を高めるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明は、液晶表示装置の低パワーバックライトモジュールを提供するものであって、上下表面と及び該上下表面に対して直交する側面を有するライトガイドと、該ライトガイドの側端に設けられるランプと、該ライトガイドの下部表面に設けられる反射板と、該ライトガイドの少なくとも一表面に蛍光剤を塗布して形成する蛍光層と、によって構成する。
かかる低パワーバックライトモジュールの構造と特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図面を参照にして以下に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図３に、この発明による低パワーのバックライトモジュールを開示する。図面によれば、バックライトモジュール（３０）は、ライトガイド（３１）と、ランプ（３２）と、反射板（３３）と、ハウジング（３４）と、光学フィルム（３５）とを含んでなる。該ライトガイド（３１）は上下面と、対向する２組の側面とを有する板状に形成され、両組の側面はそれぞれ上下面と垂直に交わる。該ライトガイド（３１）は透過性のアクリル材によって形成され、さらにスクリーン印刷か、もしくは射出成形で直接形成する方法によって、ライトガイド（３１）の下部表面に円形か、六角形か、もしくは正方形の顆粒状突起を形成し、これら顆粒状突起を散乱点（３６）として反射光線を散乱させる。
【００２１】
該ランプ（３２）は光線を提供するためのものであって、ライトガイド（３１）の側端に設けられ、陰極管（cathode  lamp）を用いてエッジライト式で光線をライトガイド（３１）内に照射する。
【００２２】
反射板（３３）は、ライトガイド（３１）の下方に設け、ライトガイド（３１）を透過して下方に至る光線を反射してライトガイド（３１）内に戻し、バックライトモジュールの光線の利用パワーを高める作用を有する。
【００２３】
ライトガイド（３１）の上方には光学フィルムを複数層積層してなる光学フィルム（３５）を設ける。該光学フィルム（３５）の構成と作用は、背景技術の段で説明を加えているので、ここでは詳述しない。また、ハウジング（３４）は、アルミ材などによってなり、バックライトモジュール（３０）の下方と側面を覆うように設けられ、バックライトモジュール（３０）と、その内部の素子を保護する作用を有する。
【００２４】
この発明においては、ライトガイド（３１）の上部表面か、下部表面か、もしくは側面の少なくとも一面に蛍光剤を塗布して蛍光層を形成することを特徴とする。実施例においては、図３に開示するように、ライトガイド（３１）の上部表面と下部表面にそれぞれ蛍光剤を塗布して蛍光層（３７ａ）（３７ｂ）を形成する。蛍光層（３７ａ）は、図４に開示するように、ライトガイド（３１）の上部表面のみに形成してもよい。また、図５に開示するように、ライトガイド（３１）の上部表面に蛍光材を塗布して蛍光層（３７ａ）を形成するとともに、側面に蛍光材を塗布して蛍光層（３７ｃ）を形成してもよい。
【００２５】
図６は、この発明のライトガイドに蛍光剤（３７）を塗布した場合の光線の進行方向を表わす説明図である。図面によれば、蛍光剤（３７）は複数の光拡散顆粒（３７１）と透過性の樹脂（３７２）によってなる。該樹脂（３７２）は、三酢酸繊維（triacetate  cellulose、TAC）を材質とし、入射した光線を吸収して樹脂（３７２）内に光線を一時的に蓄積した後、外部に照射する。また、光拡散顆粒（３７１）は樹脂（３７２）に入射し、一時的に蓄積した後、外部に照射される光線を散乱させて均一な光線にする。すなわち、ライトガイド（３１）に塗布する蛍光剤（３７）は、拡散フィルムと同等の効果を具え、バックライトモジュール（３０）に均一な光線を照射する作用を有する。この発明における蛍光剤の遮光率は従来の拡散フィルムよりも低いため、同等のパワーのランプをバックライトモジュールの光源として使用した場合、この発明によるバックライトモジュールは従来の技術に比して高い輝度が得られ、光を増強する効果を有する。即ち、同等の輝度を要求された場合、この発明によるバックライトモジュールのランプはパワー（電流）の消耗率が低く、低電気消耗率（節電）と低操作温度を達成することができる。よって、バックライトモジュール（３０）の内部に設けられる電子素子の機能も相対的に高めることができる。
【００２６】
また、実施例における蛍光剤は拡散フィルムと同等の効果を有するとともに、遮光率が低いという特徴を有する。よって、ライトガイドの表面に蛍光材を塗布することは、光学フィルムの拡散フィルムを省くか、或いは使用枚数を減少することができる。よって、この発明のバックライトモジュールは拡散フィルムのコストを節減することができる。また、従来の技術においては、バックライトモジュールのライトガイド上に、複数のフィルムを積層してなる光学フィルムを直接設ける。この場合、光学フィルムを設ける位置がずれないように位置決め装置を利用して光学フィルムを設けなければならない。仮に光学フィルムの位置決めが正確に行われなかった場合、光学フィルムにしわが容易に発生し、バックライトモジュールに線状の明るい部分と、暗い部分が発生し、明るさが不均一になる。この発明における蛍光材は、樹脂成分を含んでいるため、ライトガイドの上面に塗布した後、その上に光学フィルムを結合させることができ、光学フィルムの位置がずれる現象の発生の可能性を最低限に抑制することができる。このため、液晶表示装置の画像表示の品質を高めることができる。
【００２７】
以上は、この発明の好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来のバックライトモジュールの断面構造を示した説明図である。
【図２】従来のバックライトモジュールにおける光学フィルムの断面構造を示した説明図である。
【図３】この発明によるバックライトモジュールの断面構造を示した説明図である。
【図４】この発明においてライトガイドの上面に蛍光層を形成した態様の断面構造を示した説明図である。
【図５】この発明においてライトガイドの上面と側面に蛍光層を形成した態様の断面構造を示した説明図である。
【図６】ライトガイドの表面に形成する蛍光層の作用を示した説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  バックライトモジュール
１１  ライトガイド
１２  反射板
１３  ランプ
１４  光学フィルムセット
１４１  下部拡散フィルム
１４２  明るさ強化フィルム
１４３  反射偏光フィルム
１４４  上部拡散フィルム
１５  ハウジング
１６  散乱点
３０  バックライトモジュール
３１  ライトガイド
３２  ランプ
３３  反射板
３４  ハウジング
３５  光学フィルム
３６  散乱点
３７  蛍光剤
３７ａ、３７ｂ、３７ｃ 蛍光層
３７１  光拡散顆粒
３７２  樹脂
【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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