(57)【要約】      （修正有）【課題】設計者が比較的に少ない光源を使用した場合でも蛍現象を低減することができる、平面表示器の背光モジュールを提供する。【解決手段】各発光ダイオード４１の発光側と光案内板４０１の光線入射面４００との間に光拡散素子例えば拡散片４３を設けている。なお、拡散片４３の数量は、ちょうど発光ダイオード４１の数量に等しい。また、各拡散片４３の幅は、発光ダイオード４１の幅よりやや大きい。【選択図】図２Ａ
2005100828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光線入射面と光線射出面とを有し、光線射出面が表示パネルに対応している光案内板と、光線入射面に位置された光源とを備え、前記光源と光線入射面との間に光拡散素子を設けていることを特徴とする平面表示器の背光モジュール。
【請求項２】
前記光案内板は反射片を含み、この反射片は光線射出面の背面に位置されており、光線を光線射出面へ反射してから射出させるのに用いられることを特徴とする請求項１に記載の平面表示器の背光モジュール。
【請求項３】
前記光源は点光源であり、この点光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の平面表示器の背光モジュール。
【請求項４】
前記光拡散素子の幅は、前記光源の幅よりやや大きいことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の平面表示器の背光モジュール。
【請求項５】
前記光拡散素子の幅は、光線入射面の幅に等しいことを特徴とする請求項１なしし４のいずれかに記載の平面表示器の背光モジュール。
【請求項６】
前記光拡散素子は、拡散片から構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の平面表示器の背光モジュール。
【請求項７】
前記光拡散素子は、光案内板の光線入射面側に複数の孔を設けることによって形成されており、前記孔の形状は、半球形、円形、円弧形、放物体形、または多面体形であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の平面表示器の背光モジュール。
【請求項８】
前記光拡散素子は、光案内板の光線入射面側に複数の溝部を設けることによって形成されており、これら複数の溝部は互いに平行であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の平面表示器の背光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面表示器の背光モジュールに関し、特に、光源と光案内板との間に光拡散素子を増設することによって蛍現象を解決した平面表示器の背光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示器（liquid crystal display, LCD）は、現在最も普及している平面表示器であって、省エネ、薄型、軽量、低電圧駆動可能などの特徴を持っている。液晶表示器の表示原理は、液晶分子の特性を利用することであり、外部電界を印加した後、液晶分子の配列状態を変えることで液晶材料に各種の光電効果を生じさせる。なお、従来の液晶表示器は、液晶材料自身が発光するものではないので、外部からの光源モジュールを必要としており、これにより外部環境に光線がなくてもスクリーンに映像を表示することが可能であった。
【０００３】
発光ダイオード（light emitting diode, LED）は、省エネで高輝度の発光素子であり、光源が安定であると共に使用寿命が長いことから、液晶表示器の光源として特に適用されている。図１Ａは、発光ダイオード３１を液晶表示器の背光モジュール３の光源として用いる構造を示している。光線が発光ダイオード３１から射出され、光案内板（light guide plate, LGP）３０の光線入射面３００によって入射した後、反射片（reflector sheet）３２によって光線射出面３０１へ均一的に発散する。ここで、光案内板３０の材質は、ヤクリ（ポリメチルアクリルメチルエーテル, PMMA）または光学プラスチック（Plastic Division, 俗称ＰＣ材料またはプラスチック材料）であり、５０〜８０％の二酸化チタン(TiO2)拡散粒子３０３を含有している。このように、発光ダイオード３１から発射された光線が光案内板３０の光線射出面３０１へ射出して透過するとき、二酸化チタン(TiO2)拡散粒子３０３と接触すると、より均等的に発散することができる。また、反射片３２は、光案内板３０の下方に配置されており、これにより一部の光線が光案内板３０の光線射出面３０１へ射出されることで、背光モジュール３の輝度が高くなる。なお、このような光線経路３１０は、図示されている。
【０００４】
そして、光案内板３０には、次の順序で、第一拡散片（diffuser sheet）３４と、プリズム片（prism sheet）３５と、第二拡散片３６とを設けており、これにより光案内板３０の光線射出面３０１から射出された光線の均一性が更に向上される。最後に、光線が液晶表示パネル２に導入されるが、発光ダイオード３１の必要数量は、液晶表示器が求める照度(illumination)によって異なる。また、拡散片およびプリズム片の数も、背光モジュール３によって違う。
【特許文献１】２０００−２０６９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した光源は次のような問題があった。図１Ｂは、従来の背光モジュール３を示す平面図である。図示のように、設計者はコストを配慮して、複数個の発光ダイオード３１を光案内板３０の光線入射面３００に平均分布し、液晶表示パネル２の光源として用いる。なお、どのぐらいの数の発光ダイオード３１を液晶表示パネル２の光源として用いるのか、設計者が考慮すべきことである。使用される発光ダイオード３１が多すぎると、生産コストが上昇するが、発光ダイオード３１が少なすぎると、例えば、図１Ｂに示した例のように発光ダイオード３１が３個であると、発光ダイオード３１の光線がＸ方向に充分拡散していないので、図１Ｂに示した光影３０２が生じ、俗称「蛍現象」が現れている。
【０００６】
このような現象が使用者の視覚フィーリングに影響を与えるため、どのようにして少ない発行ダイオード３１で最も均一な表示品質を確保するのか、既に液晶表示器の設計者が抱えている重要な課題となっている。
【０００７】
上述した本発明の背景から判るように、従来の液晶表示器パネルにおけるＬＥＤ光源の視角は比較的に小さいので、明らかな蛍現象が生じるが、本発明に係る平面表示器の背光モジュールによって、上述した問題が改善される。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、平面表示器の背光モジュールを提供し、光案内板と発光ダイオードとの間に光拡散素子を設けることによって、比較的に少ない数の発光ダイオードを背光モジュールの光源として用いた場合でも、蛍現象を低減することが可能である。
【０００９】
本発明の他の目的は、平面表示器の背光モジュールを提供し、光案内板の光線入射面を光拡散素子として設計することによって、比較的に少ない数の発光ダイオードを背光モジュールの光源として用いた場合でも蛍現象を低減できるだけでなく、平面表示器の製造コスト上昇が回避できる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するために本発明は、平面表示器の背光モジュールを提供しており、この背光モジュールは、光線入射面と光線射出面とを有し、光線射出面が表示パネルに対応している光案内板と、光線入射面に位置された光源とを備え、前記光源と光線入射面との間に光拡散素子を設けている。
【００１１】
上述した構想によれば、前記光案内板は反射片を含み、この反射片は光線射出面の背面に位置されており、光線を光線射出面へ反射してから射出させるのに用いられる。
【００１２】
上述した構想によれば、前記光案内板は更に５０〜８０％の拡散粒子を含み、これら拡散粒子は、二酸化チタン(TiO2)から構成されている。
【００１３】
上述した構想によれば、前記光源は点光源である。
【００１４】
上述した構想によれば、前記点光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成されている。
【００１５】
上述した構想によれば、前記光拡散素子の幅は、前記光源の幅よりやや大きい。
【００１６】
上述した構想によれば、前記光拡散素子の幅は、光線入射面の幅に等しい。
【００１７】
上述した構想によれば、前記光拡散素子は、拡散片から構成されている。
【００１８】
上述した構想によれば、前記光拡散素子は、光案内板の光線入射面側に複数の孔を設けることによって形成されている。
【００１９】
上述した構想によれば、前記孔の形状は、半球形、円形、円弧形、放物体形、または多面体形である。
【００２０】
上述した構想によれば、前記光拡散素子は、光案内板の光線入射面側に複数の溝部を設けることによって形成されている。
【００２１】
上述した構想によれば、複数の溝部は互いに平行である。
【００２２】
上述した構想によれば、平面表示器の背光モジュールは更に、光案内板の上方に位置されている第一拡散片と、第一拡散片の上方に位置されているプリズム片と、プリズム片の上方に位置されている第二拡散片とを含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明に係る一部の実施例を詳しく説明する。なお、本発明は、次のような詳細な説明以外にも、広範囲的に他の実施例にも実施可能である。且つ、本発明の範囲は、次に挙げられる実施例によって限定されるわけではなく、後述する特許請求の範囲によって決められている。
【００２４】
本発明の第一実施例を理解するには、図２Ａおよび図２Ｂを同時に参考することが必要である。図２Ａは、本発明の第一実施例に係る平面表示器の背光モジュールを示す平面図であり、図２Ｂは、本発明の第一実施例に係る平面表示器の背光モジュールの光案内板を示す正面図である。ここで、図１Ｂに示すような従来技術における蛍現象を解決するために、各発光ダイオード４１の発光側と光案内板４０１の光線入射面４００との間に光拡散素子例えば拡散片４３を設けている。なお、拡散片４３の数量は、ちょうど発光ダイオード４１の数量に等しい。また、各拡散片４３の幅は、発光ダイオード４１の幅よりやや大きい。なお、このようなサイズ関係は、発光ダイオード４１から射出された光線は、全て拡散片４３を通過できればよい。このような拡散片４３によって、発光ダイオード４１から射出された光線は、拡散後に再び光案内板４０の光線入射面４００よりこの光案内板４０に進入する。このように、光案内板４０に進入した光線の角度は比較的に拡散しており、ぼやけた後の光線が比較的に均一となり、最初の蛍現象が目立たなくなり、或いは完全に消える。
【００２５】
本発明の第二実施例は、図２Ｃを参照すべきである。この第二実施例の原理は、第一実施例の原理と同様であり、異なるのは、拡散片４４の幅は、光案内板４０１の光線入射面４００の幅に等しい。これにより、製造に際して位置合わせ作業が容易になる。好ましくは、拡散片４４の幅は、全ての発光ダイオード４１から射出された光線が通過できればよく、必ずしも光案内板４０１の光線入射面４００の幅に等しくならなければならないわけではない。
【００２６】
本発明の第三実施例は、図３Ａおよび図３Ｂを同時に参照すべきである。第三実施例では、各発光ダイオード５１の発光側と光案内板５０の光線入射面５００との間に光拡散素子５３を設けている。この光拡散素子５３は、光案内板５０の光線入射面５００側の表面に複数の孔５３０を設けることによって形成されている。各孔５３０は、光線入射面５００内に形成され、孔の形状は半球形である。発光ダイオード５１から射出された光線は、拡散素子５３の複数の孔５３０を通過する際に、孔５３０の形状により拡散するようになる。これにより、図３Ｃに示すように、光案内板５０に進入した光線の角度は比較的に拡散しており、ぼやけた後の光線が比較的に均一となり、最初の蛍現象が目立たなくなり、或いは完全に消える。ここで、孔５３０の形状は、円形、円弧形、放物形、または多面体として設計してもよく、前述とほぼ同様な効果が得られる。
【００２７】
本発明の第四実施例は、図４Ａおよび図４Ｂを同時に参照すべきである。この第四実施例では、各発光ダイオード６１の発光側と光案内板６０の光線入射面６００との間に光拡散素子６３を設けている。この光拡散素子６３は、光案内板６０の光線入射面６００側の表面に複数の溝部６３０を設けることによって形成されており、これらの溝部６３０は、互いに平行となるように設計してもよい。発光ダイオード６１から射出された光線は、拡散素子６３の複数の溝部６３０を通過する際に、溝部６３０により拡散するようになる。これにより、光案内板６０に進入した光線の角度は比較的に拡散しており、ぼやけた後の光線が比較的に均一となり、最初の蛍現象が目立たなくなり、或いは完全に消える。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
上述した本発明の技術特徴によれば、発光ダイオードの光源が射出する光線が、光案内板に進入する前に光拡散素子を通過するので、光線の先端がぼやける。また、光線が光案内板より射出され表示パネルに進入する際に、従来例のような蛍現象が回避され、光線がより均一になり、平面表示器が生成した映像もより均一となる。
【００２９】
上述した特定の実施例を挙げたが、本発明の精神に基づいて完成する他の同等な変更および修飾は、全て本発明の特許請求の範囲に含まれている。また、本発明の精神に基づいて完成する他の類似な変更および修飾も、本発明の特許請求の範囲に含まれている。そして、本発明の範囲は、最も広い定義で説明すべきであって、これにより全ての修飾および類似な構造をカバーする。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ】従来技術の平面表示器を示す側面断面図である。
【図１Ｂ】従来技術による平面表示器の背光モジュールを示す平面図である。
【図２Ａ】本発明の第一実施例による平面表示器の背光モジュールを示す平面図である。
【図２Ｂ】本発明の第一実施例による背光モジュールの光案内板を示す正面図である。
【図２Ｃ】本発明の第二実施例による平面表示器の背光モジュールを示す平面図である。
【図３Ａ】本発明の第三実施例による平面表示器の背光モジュールを示す平面図である。
【図３Ｂ】本発明の第三実施例による背光モジュールの光案内板を示す正面図である。
【図３Ｃ】本発明の第三実施例における光拡散素子が半球形孔であることを示す断面図である。
【図４Ａ】本発明の第四実施例による平面表示器の背光モジュールを示す平面図である。
【図４Ｂ】本発明の第四実施例による背光モジュールの光案内板を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１      従来の平面表示器
２      従来の平面表示器の平面表示パネル
３      従来の平面表示器の背光モジュール
３０    光案内板
４１    発光ダイオード
５０    光案内板
３００  光線入射面
３０１  光線射出面
３０２  光影
３０３  拡散粒子
３１    発光ダイオード
３１０  光線経路
３２    反射片
３４    第一拡散片
３５    プリズム片
３６    第二拡散片
４０    光案内板
４００  光線入射面
４０１  光線射出面
４１    発光ダイオード
４３    光拡散素子
４４    光拡散素子
５０    光案内板
５００  光線入射面
５０１  光線射出面
５１    発光ダイオード
５３    光拡散素子
５３０  孔
６０    光案内板
６００  光線入射面
６０１  光線射出面
６１    発光ダイオード
６３    光拡散素子
６３０  溝部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
2005100828.tif 000004
【図２Ａ】
2005100828.tif 000005
【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2005100828.tif 000009
【図３Ｃ】
2005100828.tif 000010
【図４Ａ】
2005100828.tif 000011
【図４Ｂ】
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