(57)【要約】      （修正有）【課題】  好ましい光線の拡散効果が得られ、液晶表示装置の画像表示の品質を高める直下型バックライトモジュールを提供する。【解決手段】  上面と底面とを有するライトガイド51と、該ライトガイドの表面に形成されて該ライトガイドから放射される光線を拡散するインク層56と、該ライトガイドの底面側に設けられ、該ライトガイドに光線を照射する光源となる複数のランプ52と、該ランプの下方に設けられて該ランプから照射される光線を該ライトガイドに反射する反射板53と、該ランプとライトガイドを組み付けるフレーム54とによって構成する。該インク層は光線を拡散させる複数の顆粒と透過性の樹脂とを含んでなる。【選択図】  図５
2004212937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面と底面とを有するライトガイドと、
光線を拡散させる複数の顆粒を含んでなり、該ライトガイドの上面に形成されて該ライトガイドから放射される光線を拡散するインク層と、
該ライトガイドの底面側に設けられ、該ライトガイドに光線を照射する光源となる複数のランプと、
該ランプの下方に設けられ、該ランプから照射される光線を該ライトガイドに反射する反射板と、
該ランプとライトガイドを組み付けるフレームとを含んでなることを特徴とする直下型バックライトモジュール。
【請求項２】
前記インク層が白色蛍光塗料であることを特徴とする請求項１に記載の直下型バックライトモジュール。
【請求項３】
前記インク層は光線を一時的に蓄積して外部に放出する透過性の樹脂を含むことを特徴とする請求項１に記載の直下型バックライトモジュール。
【請求項４】
前記インク層の上面に、さらに光学フィルムを設けることを特徴とする請求項１に記載の直下型バックライトモジュール。
【請求項５】
上面と底面とを有するライトガイドと、
光線を拡散させる複数の顆粒を含んでなり、該ライトガイドの上部表面と底面に形成されて該ライトガイドから放射される光線を拡散するインク層と、
該ライトガイドの底面側に設けられ、該ライトガイドに光線を照射する光源となる複数のランプと、
該ランプの下方に設けられ、該ランプから照射される光線を該ライトガイドに反射する反射板と、
該ランプとライトガイドを組み付けるフレームとを含んでなることを特徴とする直下型バックライトモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置のバックライトモジュールに関し、特に光源をライトガイド下方に設ける直下型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（TFT−ＬＣＤ）製造技術の急速な進歩に伴い、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具えるようになり、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絶え間無く高められ、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。但し、液晶表示装置は非発光性の表示装置であって、バックライトモジュールによって画像の表示機能が賦与される。
【０００３】
図１に従来のエッジライト（Edge-Light type）方式のバックライトモジュール（１０）を開示する。図示によれば、従来のエッジライト方式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、複数層の光学フィルム（１４）と、フレーム（１５）とによってなる。ライドガイド（１１）はアクリルなどの透過性の材質によってなり、その底面にスクリーン印刷によるか、もしくは直接射出成形で円形、六角形、もしくは正方形の顆粒状のパターンを形成し、かかるパターンを散乱点（１６）として光線を散乱させる効果を得る。反射板（１２）は、ライトガイド（１１）の底面に設けられ、ランプ（１３）から照射される光線を反射板（１２）でライトガイド（１１）内に反射し、バックライトモジュール（１０）の光源の利用率を高める効果を達成する。また、ランプ（１３）は、冷陰管（Cold Cathode Fluorescent Tube）を用い、ライトガイド（１１）の一方の側面に設けられてエッジライト方式で光線をライトガイド（１１）に照射する。更に、複数の光学フィルム（１４）は、通常拡散フィルム、プリズム、及び反射偏光フィルムなどによって構成され、ライトガイド（１１）の上面に設けられる。フレーム（１５）は、反射板（１２）と、ランプ（１３）と、ライトガイド（１１）とを組み付けて、バックライトモジュール（１０）とその内部の素子を保護する効果を有する。
【０００４】
従来のエッジライト方式のバックライトモジュールを応用した液晶表示装置において、ランプが光線を照射し、ライトガイドの一端に入射すると、散乱方式で反射してライトガイドの他端に至る。ライトガイドのそれぞれの箇所において、均一な明るさが発生する。但し、液晶表示装置のサイズが増大するにつれ、ライトガイドのサイズも相対的に増大している。サイズの増大したライトガイドにおいて、エッジライト方式でランプから照射される光線を入射させると、ガイドされる光線はライトガイドのサイズが増大しているため（光線の経路が長くなる）、順調に他端に達することが難しくなる。よって、ライトガイドのランプに近い一端と、ランプから離れた一端とにおいて輝度の差が発生し、このため、液晶表示装置は均一な輝度を得ることができなくなる。
【０００５】
上述の欠点を改善するために、直下型のバックライトモジュールが開発された。図２に、従来の直下型バックライトモジュールの断面構造を開示する。直下型バックライトモジュール（２０）は、サイズの大きい液晶表示装置用に設計されたバックライトモジュールであって、図面によれば、拡散ライトガイド（２１）と、複数のランプ（２２）と、反射板（２３）と、フレーム（２４）と、及び複数の光学フィルム（２５）とを含んでなる。
【０００６】
拡散ライトガイド（２１）は、透過性を有する白色のアクリル板であって、底面と上面とを具え、且つ内部に光線を拡散する複数の拡散点（図示しない）を形成する。複数のランプ（２２）は、拡散ライトガイド（２１）の底面に均一に分布するよう配設する。反射板（２３）は、ランプ（２２）の下方に設けられ、ランプ（２２）から照射される光線であって、直接拡散ライトガイド（２１）に入射する一部の光線を除くその他の部分の光線を拡散ライトガイド（２１）に反射する作用を有する。フレーム（２４）は、拡散ライトガイド（２１）の下方に設けられ、ランプ（２２）と反射板（２３）を被覆して直下型バックライトモジュール（２０）内の素子を保護する。また、光学フィルム（２５）の構成は、前述のエッジライト方式のバックライトモジュールにかかる技術と同様であるので、ここでは詳述しない。
【０００７】
以上の構造による直下型バックライトモジュール（２０）は、複数のランプ（２２）が拡散ライトガイド（２１）の底面に平均的に分布するよう配設されるため、理論上は拡散ライトガイド（２１）の上面において、均一な輝度が得られるはずである。但し、拡散ライトガイド（２１）は、通常厚さが２〜４ｍｍしかないため、光線が拡散ライトガイド（２１）の底面から入射し、更に上面から放射される過程において光をガイドする経路が極めて短い。このため、ビームを均一に拡散させることが難しくなり、拡散ライトガイド（２１）の上面において、一部の領域では比較的強い散乱光線が放射され、一部の領域では光線が放射されない現象が容易に発生する。
【０００８】
即ち、図３、４に開示するように、直下型バックライトモジュール（２０）は、光線の均一度が劣り、液晶表示装置の画面において表示される画像に明暗の差が発生し、画像表示の品質に影響を与える。このため、従来の技術による直下型バックライトモジュール（２０）は、複数の光学フィルム（２５）における拡散フィルムを利用して、拡散ライトガイド（２１）から放射される光線を拡散させて、均一に光線を放射できるようにしなければならない。但し、拡散フィルムの効果には限りがあり、且つ拡散ライトガイド（２１）及び拡散フィルムの遮光率はいずれも極めて高いため、バックライトモジュールの輝度に対して極めて大きな影響を与えることになる。従って、如何にして直下型バックライトモジュールの構造を改良し、これら従来の技術に見られる欠点を改善して、均一な光線が得られ、且つ液晶表示装置の画像表示の品質を高める好ましい直下型バックライトモジュールを開発するかが業界において急務の課題となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、平均的に拡散した光線を放出し、液晶表示装置の画像表示の品質を高めることのできる直下型バ
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】
【００１０】
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、ライトガイドと、光線を拡散させる複数の顆粒を含んでなり、該ライトガイドの上部表面に形成されるインク層と、該ライトガイドの底面側に設けられ、該ライトガイドに光線を照射する光源となる複数のランプと、該ランプの下方に設けられる反射板と、該ランプとライトガイドを組み付けるフレームとを含んでなる直下型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。
【００１１】
即ち、入射する光線を吸収し、樹脂内で一時的に蓄えた後、外部に向かって放射する透過性樹脂と、輝度の高い光線を拡散して、複数本の輝度の弱い光線に転換する作用を有する複数の顆粒とを含む白色蛍光塗料によってなるインク層をライトガイドの表面に形成し、かかるライトガイドを用いて直下型バックライトを構成することによって、本発明の課題を解決する直下型バックライトモジュールが得られる。
【００１２】
以下、この発明について具体的に説明する。
請求項１に記載する直下型バックライトモジュールは、上面と底面とを有するライトガイドと、
光線を拡散させる複数の顆粒を含んでなり、該ライトガイドの上面に形成されて該ライトガイドから放射される光線を拡散するインク層と、
該ライトガイドの底面側に設けられ、該ライトガイドに光線を照射する光源となる複数のランプと、
該ランプの下方に設けられ、該ランプから照射される光線を該ライトガイドに反射する反射板と、
該ランプとライトガイドを組み付けるフレームとを含んでなる。
【００１３】
請求項２に記載する直下型バックライトモジュールは、請求項１におけるインク層が白色蛍光塗料である。
【００１４】
請求項３に記載する直下型バックライトモジュールは、請求項１におけるインク層が光線を一時的に蓄積して外部に放出する透過性の樹脂を含む。
【００１５】
請求項４に記載する直下型バックライトモジュールは、請求項１におけるインク層の上面に、さらに光学フィルムを設ける。
【００１６】
請求項５に記載する直下型バックライトモジュールは、上面と底面とを有するライトガイドと、
光線を拡散させる複数の顆粒を含んでなり、該ライトガイドの上部表面と底面に形成されて該ライトガイドから放射される光線を拡散するインク層と、
該ライトガイドの底面側に設けられ、該ライトガイドに光線を照射する光源となる複数のランプと、
該ランプの下方に設けられ、該ランプから照射される光線を該ライトガイドに反射する反射板と、
該ランプとライトガイドを組み付けるフレームとを含んでなる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明による直下型バックライトモジュールは、光源から照射される光線を均一に拡散させ、液晶表示装置
の画面表示の品質を高める効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、光源をライトガイド下方に設ける直下型バックライトモジュールを提供するものであって、ライトガイドと、光線を拡散させる複数の顆粒を含んでなり、該ライトガイドの上部表面に形成されるインク層と、該ライトガイドの底面側に設けられ、該ライトガイドに光線を照射する光源となる複数のランプと、該ランプの下方に設けられる反射板と、該ランプとライトガイドを組み付けるフレームとを含み構成される。
かかる直下型バックライトモジュールの構造と特徴について詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図示を参照にして以下に説明する。
【実施例】
【００１９】
図５に、この発明による直下型バックライトモジュール（５０）の断面構造を開示する。図面によれば、ライトガイド（５１）と、複数のランプ（５２）と、反射板（５３）と、フレーム（５４）と、及び複数の光学フィルム（５５）とによって直下型バックライトモジュール（５０）を構成する。ライトガイド（５１）は、スクリーン印刷によってライトガイド（５１）の上面と底面とにそれぞれインク層（５６ａ）、（５６ｂ）を形成する。該インク層（５６）は、図６に開示するように、複数の拡散顆粒（５６１）と、透過性樹脂（５６２）とによってなる白色蛍光塗料（white fluorescents paint）であって、例えばトリアセテート・セルロース（triacetate cellulose：ＴＡＣ）などを材質とする。
【００２０】
複数のランプ（５２）は、直下型バックライトモジュール（５０）から光線を照射するために必要な光源であって、ライトガイド（５１）の底面に分布させて配設する。
【００２１】
反射板（５３）は、ランプ（５２）の下方に設けられ、フレーム（５４）は、反射板（５３）と、ランプ（５２）と、及びライトガイド（５１）の下部表面を被覆して、直下型バックライトモジュール（５０）の内部素子が外部からの力を受けて破損しないように保護を与える作用を有する。
【００２２】
複数の光学フィルム（５５）は、ライトガイド（５１）の上面に設ける。光学フィルム（５５）を構成するそれぞれの層は、特殊な機能を具え、光学フィルム（５５）を透過する光線に特定の効果を賦与する作用を有する。
【００２３】
以上をまとめると、この発明は、ライトガイド（５１）の上下それぞれの表面にインク層（５６）を形成することを特徴とする。インク層（５６）に含まれる透過性樹脂（５６２）は、入射する光線を吸収し、樹脂内で一時的に蓄えた後、外部に向かって放射するとともに、拡散顆粒（５６１）は、輝度の高い光線を拡散して、複数本の輝度の弱い光線に転換する作用を有する。よって、ライトガイド（５１）に光線を拡散する効果が賦与され、均一度の高い光線を放射することができる。
【００２４】
図７、８に開示するように、インク層（５６）は、光線を拡散する効果を有し、輝度の高い光線をインク層（５６）の拡散によって、複数本の輝度が比較的低い光線に転換することができる。よって、この発明による直下型バックライトモジュール（５０）は、ランプ（５２）から照射される光線が直接ライトガイド（５１）に入射する光線であろうと、もしくは反射板（５３）によって反射され、ライトガイド（５１）に入射する光線であろうと、いずれも先にライトガイド（５１）の底面に形成されたインク層（５６ｂ）によって、第１回目の拡散が行われ、更にライトガイド（５１）の上面に形成されたインク層（５６ａ）によって、第２回目の拡散が行われる。すなわち、ライトガイド（５１）の上下面において、２回の光の拡散が行われ、均一度の高い光線が放射される。よって、液晶表示装置の表示する画像に明らかな明暗の差が発生することなく、画像表示の品質を高めることができる。
【００２５】
図４と、図８とを比較した場合、この発明による直下型バックライトモジュールは、好ましい光線の均一性を具え、且つ液晶表示装置の画面に表示される画像の明暗の差を抑制して画像表示の品質を高められることが明らかに分かる。また、従来の直下型バックライトモジュールに用いられる拡散ライトガイドは、透過性のライトガイドに比して、製造コストが明らかに高く、且つその製造技術の殆どは特許権などで保護されている技術である。この点、本発明は透過性のライトガイドに、少なくとも一層以上のインク層を形成して拡散ライトガイドの代替とした。その結果、従来の技術に比して、更に好ましい効果が得られたのみならず、製造コストも節減することができた。かかる製造技術は従来にない新規な技術である。
【００２６】
また、この発明の直下型バックライトモジュールは、光線の好ましい均一性が得られる。よって、この発明における複数の光学フィルムは、拡散フィルムを省いて透過率を高めることができる。従って、従来の直下型バックライトモジュールに比して、全体的な輝度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】従来のエッジライト方式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】従来の直下型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３】従来の直下型バックライトモジュールにおける光線の放射状態を示した説明図である。
【図４】従来の直下型バックライトモジュールにおける光源の輝度を示した説明図である。
【図５】この発明による直下型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６】この発明におけるインク層の構造を示した説明図である。
【図７】この発明による直下型バックライトモジュールにおける光線の放射状態を示した説明図である。
【図８】この発明による直下型バックライトモジュールにおける光源の輝度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
１５  フレーム
１６  散乱点
２０  直下型バックライトモジュール
２１  拡散ライトガイド
２２  ランプ
２３  反射板
２４  フレーム
２５  光学フィルム
５０  直下型バックライトモジュール
５１  ライトガイド
５２  ランプ
５３  反射板
５４  フレーム
５５  光学フィルム
５６  インク層
５６ａ、５６ｂ インク層
５６１  拡散顆粒
５６２  透過性樹脂
【図１】
2004212937.tif 000003
【図２】
2004212937.tif 000004
【図３】
2004212937.tif 000005
【図４】
2004212937.tif 000006
【図５】
2004212937.tif 000007
【図６】
2004212937.tif 000008
【図７】
2004212937.tif 000009
【図８】
2004212937.tif 000010