JP2009187929A - バックライト - Google Patents

Abstract

【課題】光効率及び画面の均一性を向上させ、液晶ディスプレイを軽く、薄くし、コストを低下させると共に、画面品質が向上できるバックライトを提供する。
【解決手段】本発明は、基板、前記基板に位置される導光板、及び前記導光板部に位置される冷陰極管を備え、前記冷陰極管が前記導光板の四つの側部のいずれにも設けられており、前記冷陰極管が「Ｌ」型となって対角に設置されても良いし、一冷陰極管の高圧端と他の冷陰極管の低圧端が隣接して設置されても良いバックライトに関する。前記バックライトは光効率及び画面の均一性を更に向上させ、液晶ディスプレイを軽く、薄くし、更にコストを低下させると共に、画面品質が向上できる。
【選択図】図２

Description

本発明はバックライトに関し、特に、サイクル式光源の最適化構造及び凸レンズ式導光板のバックライトに関する。

液晶ディプレイモジュールは、液晶ディプレイパネル（ＬＣＤ）、外部駆動回路、及びバックライト三つの大きい部分から構成されている。図１は、従来のバックライトの実施例の構造の概略図である。液晶ディスプレイモジュールは受動的に発光されているため、バックライトからの液晶ディスプレイモジュールへの光エネルギーを必要とする。バックライトは主に、冷陰極管（ＣＣＦＬ）１、導光板（Ｌｉｇｈｔ Ｇｕｉｄｅ Ｐｌａｔｅ，ＬＧＰ）２、及びプリズム膜、拡散膜、保護膜を含めた光学膜４から構成されている。冷陰極管（灯）は主要的な発光装置で、一般に液晶ディプレイモジュールの上下２つの縁に設けられている。モジュールの底部の反射膜はＣＣＦＬから射出された光を導光板へ反射させる。導光板はＣＣＦＬから射出された光を上に向けて反射させる。プリズム膜はバックライトの輝度を向上させるように集光することができる。拡散膜は輝度の均一性を向上させるように光を弱くさせることができる。保護膜は損傷しないように、各光学膜を保護させることができる。

従来のＬＣＤにおいて、同一の入射面に２つのＣＣＦＬが使われ、部分の温度を過度に高くし、ＬＧＰの変形を起こし易くなる。

本発明は、光効率及び画面の均一性を向上させ、液晶ディスプレイを軽く、薄くし、コストを低下させると共に、画面品質が向上できるバックライトを提供する。

本発明は、基板とサイドカバーを含む、前記の基板に位置される導光板、及び前記導光板の側部に位置される冷陰極管を備え、前記冷陰極管が前記導光板の四つの側部のいずれにも設けられてバックライトを提供する。

一方、前記冷陰極管は２つのＬ型管で、それぞれが前記導光板の隣接する両側に設けられている。前記Ｌ型冷陰極管の高圧端は対角線に沿って、対向して設けられている。或いは、前記冷陰極管は４つの直型管で、それぞれが前記導光板の一側に設けられ、前記冷陰極管の高圧端と他の冷陰極管の低圧端が隣接される。

前記導光板の入射面は規則正しい曲面で、前記冷陰極管の一方の軸線がそれぞれ当該規則正しい曲面の焦点中心線と同軸である。

前記導光板の射出面は凸面であり、当該凸面の半径と前記導光板の厚さは下記の関係式を満足する。
ｎ／Ｌ＋ｎ’／Ｌ’＝１／ｆ
ｈ＝ａｆ２＋ｂｆ＋ｃ

ただし、ｈは導光板の厚さであり、ｆは凸面の曲率半径であり、Ｌは物体距離であり、Ｌ’は映像距離であり、ａ、ｂ、ｃのそれぞれは第１、第２、及び第３のパラメータである。

前記導光板の射出面の表面の縁領域に沿って拡散パターンが設置されている。

前記ベースカバーの基板、及びサイドカバーの内表面は鏡面仕上げ後の反射面である。

前記ベースカバーの基板の裏面は、ＣＣＦＬの端部を接続する対角線に、ＬＣＤの線を収容する線溝が設置されている。

本発明の実施例によれば、Ｌ型又は直型ＣＣＦＬのサイクル式配置に基づき、電極の高圧端を対角に分布させ、入射光を均一に入射させる。ＬＧＰ射出面の凸レンズ式の集光構造は、光効率と画面均一性を向上させると共に、同一入射面に２つのＣＣＦＬが使われ、部分の温度が高すぎたり、ＬＧＰの変形を起こすという欠陥を補う。導光板の表面の縁に沿って、粒子状物質を設置して、近灯に（灯の近くに）輝線が出現することを防止することができ、従って、画面の均一性が向上できる。また、前記バックライトのＣＣＦＬに反射シェードがないため、コストを低下させ、ＬＣＤを軽く、薄くし、構造が更にコンパクト化される。

以下、本発明の技術案に関して、図面と実施例によって更に詳細な説明を行う。

［実施例１］
図２は、本発明のバックライトの実施例１の構造の概略図である。当該バックライトは、基板とサイドカバーを含めたベースカバー３、前記ベースカバー３の基板に位置されている導光板２、及び前記導光板２の側部に位置されている冷陰極管１を備え、前記冷陰極管１は２つのＬ型管であり、それぞれが前記導光板２の両側に設けられ、前記２つのＬ型管の高圧端が対角に配置されている。例えば、前記２つのＬ型管の高圧端が対角に配置されているということは、第１のＬ型管の高圧端が左上隅に設けられ、第２のＬ型管の高圧端が右下隅に設けられても良いし、第１のＬ型管の高圧端が左下隅に設けられ、第２のＬ型管の高圧端が右上隅に設けられても良い。このように、一つのＣＣＦＬの高圧端と他のＣＣＦＬの低圧端が隣接する。

ＣＣＦＬの発光は高圧電離灯管内の水銀イオンによって実現されるため、電圧入力端に近接する部分では、電圧が高いので、ブレークダウンされた水銀イオンが多くなり、発光が明るくなる。電圧入力端から離れている部分では、電圧が低いため、ブレークダウンされた水銀イオンが少なくなり、発光が暗くなる。前記バックライトは、冷陰極管の高圧端と他の冷陰極管の低圧端が隣接して設けられることで、隣接されている２つの灯管の明るい部分と暗い部分を中和させる。従って、すべての画面の輝度を比較的均一にさせる。

導光板の４つの入射面は規則正しい曲面で、ＣＣＦＬの軸線と当該規則正しい曲面との焦点中心線が同軸となり、導光板の射出面を凸レンズ化することで、両端の光を中心へ集光させ、前記導光板のＹ方向の凸面の半径と前記導光板の厚さは、下記の関係式を成立させる。
ｎ／Ｌ ＋ ｎ’／Ｌ’＝１／ｆ
ｈ＝ａｆ^２＋ｂｆ＋ｃ

ただし、ｈは導光板の厚さであり、ｆは凸面の曲率半径であり、Ｌは物体距離であり、Ｌ’は映像距離であり、ａ、ｂ、ｃのそれぞれは第１、第２、及び第３のパラメータである。

同時に、近灯に輝線が発生されることを防止するため、導光板の表面に拡散（微粒化）層が設けられ、前記拡散（微粒化）層が射出面の長辺の辺縁の領域に設けられている。前記拡散（微粒化）層は表面に粒子状の物質を塗布したものが採用され、当該粒子物質の密度は導光板の密度より大きい。図３は、本発明のバックライトの導光板の実施例の構造の概略図である。

また、前記基板は金属基板とすることが可能であり、前記ＣＣＦＬが金属基板の上に固定され、従って、金属基板の裏面がＣＣＦＬを固定した両端と対応する対角の上側に、ＬＣＤにおける線が収容される線溝が設けられている。図４は、本発明のバックライトの金属基板の実施例の構造の概略図である。

更に、前記バックライトが従来のＬＣＤで使用された反射膜と同じ反射率を備えるために、又は、１００％の反射率に近づけるために、金属基板の底面と側面の内表面を鏡面仕上げ後の反射面に構成すると共に、元は灯反射シェードが設置されている側に、従来の灯反射シェードに替えて反射膜を直に貼り付ける。反射膜内表面からＣＣＦＬの軸線までの距離が、ＬＧＰ入射曲面からＣＣＦＬの軸線までの距離と同じことが好ましい。

前記バックライトは、Ｌ型ＣＣＦＬのサイクル式配置に基づき、電極の高圧端を対角となして分布させ、入射光を均一に入射させる。ＬＧＰ射出面の凸レンズ式の集光構造によって、光効率及び画面均一性を向上させると共に、同一入射面に２つのＣＣＦＬが使われて、部分温度が高すぎたり、ＬＧＰ変形を起こし易くなるという欠陥を克服する。また、導光板の表面における長辺の辺縁に粒子物質を設けることで、近灯に輝線が出現されることが防止できる。従って、画面の均一性が向上できる。また、前記バックライトのＣＣＦＬに灯反射シェードがないので、コストが低下され、ＬＣＤが軽く、薄くでき、構造をさらにコンパクト化できる。

［実施例２］
図５は、本発明のバックライトの実施例２の構造の概略図である。当該バックライトは、基板とサイドカバーを含めたベースカバー３３、前記ベースカバー３３の基板に位置されている導光板２、及び前記導光板２の側部に位置されている冷陰極管１を備え、前記冷陰極管１は４つの直型管であり、それぞれが前記導光板２の一側に設けられ、冷陰極管の高圧端と他の冷陰極管の低圧端が隣接する。

ＣＣＦＬの発光は高圧電離灯管内の水銀イオンによって実現されるため、電圧入力端に近接する部分では、電圧が高いので、ブレークダウンされた水銀イオンが多くなり、発光が明るくなる。電圧入力端から離れている部分では、電圧が低いため、ブレークダウンされた水銀イオンが少なくなり、発光が暗くなる。前記バックライトは、冷陰極管の高圧端と他の冷陰極管の低圧端が隣接して設けられることで、隣接されている２つの灯管の明るい部分と暗い部分を中和させる。従って、すべての画面の輝度を比較的均一にさせる。

また、光効率を向上させるため、導光板の４つの入射面は規則正しい曲面で、ＣＣＦＬの軸線と当該規則正しい曲面との焦点中心線が同軸となり、導光板の射出面を凸レンズ化することで、両端の光を中心へ集光させ、前記導光板の凸面の半径と前記導光板の厚さは、下記の関係式を成立させる。
ｎ／Ｌ＋ｎ’／Ｌ’＝１／ｆ
ｈ＝ａｆ^２＋ｂｆ＋ｃ

ただし、ｈは導光板の厚さであり、ｆは凸面の曲率半径であり、Ｌは物体距離であり、Ｌ’は映像距離であり、ａ、ｂ、ｃのそれぞれは第１、第２、及び第３のパラメータである。

同時に、近灯に輝線が発生されるのを防止するため、導光板の表面に拡散（微粒化）層が設けられ、前記拡散（微粒化）層が射出面の長辺の辺縁の領域に設けられている。前記拡散（微粒化）層は表面に粒子状の物質を塗布したものが採用され、当該粒子物質の密度は導光板の密度より大きい。図３は、本発明のバックライトの導光板の実施例の構造の概略図である。

また、前記基板は金属基板とすることが可能であり、前記ＣＣＦＬが金属基板の上に固定される。従って、金属基板の裏面の２つの対角の上側に、ＬＣＤにおける線が収容される線溝が設けられている。

更に、前記バックライトが従来のＬＣＤで使用された反射膜と同じ反射率を備えるために、或いは、１００％の反射率に近づけるために、金属基板の底面と側面の内表面を鏡面仕上げ後の反射面に構成すると共に、元は灯反射シェードが設置されている側に反射膜を直に貼り付ける。同時に、従来の灯反射シェードに替えるように、反射膜内表面からＣＣＦＬの軸線までの距離が、ＬＧＰ入射曲面からＣＣＦＬの軸線までの距離と同じことを保証する。

前記バックライトは、一冷陰極管の高圧端と他の冷陰極管の低圧端を隣接させることで、電圧の不均一による輝度不均一が有効的に解除できる。直型ＣＣＦＬのサイクル式配置と、ＬＧＰ射出面の凸レンズ式の集光構造によって、光効率及び画面均一性を向上させると共に、同一入射面に２つのＣＣＦＬが使われて、部分温度が高すぎたり、ＬＧＰ変形を起こし易くなるという欠陥を補う。また、導光板の表面における長辺の辺縁に粒子物質を設けることで、近灯に輝線が出現されることが防止でき、画面の均一性が向上できる。また、前記バックライトのＣＣＦＬに灯反射シェードがないので、コストが低下され、ＬＣＤが軽く、薄くでき、構造がさらにコンパクト化できる。

最後に以下の通り説明する。即ち、上記の実施例は本発明の技術案に関して説明しただけであり、これらに限ったものではない。上記の実施例を参考にして本発明に関して詳しく説明したが、当業者は、上記の各実施例に記載の技術案に対して変形することができ、又はその中の部分的技術特徴に対して均等な取替えができ、このような変形又は取替えが、対応する技術案の実質を本発明の各実施例の技術案の主旨と範囲から逸脱させない、ということを理解すべきである。

従来のバックライトの実施例の構造の概略図である。 本発明のバックライトの実施例１の構造の概略図である。 本発明のバックライトの導光板の実施例の構造の概略図である。 本発明のバックライトの金属基板の実施例の構造の概略図である。 本発明のバックライトの実施例２の構造の概略図である。

符号の説明

１ 冷陰極管（ＣＣＦＬ）
２ 導光板
３ ベースカバー
４ 光学膜

Claims (15)

1. 基板とサイドカバーを含むベースカバー、前記基板に位置される導光板、及び前記導光板側部に位置される冷陰極管を備えるバックライトであって、前記冷陰極管が前記導光板の四つの側部のいずれにも設置されていることを特徴とするバックライト。
2. 前記冷陰極管は２つの「Ｌ」型管で、それぞれの「Ｌ」型管が前記導光板の隣接する両側に設置されていることを特徴とする請求項１に記載バックライト。
3. 前記「Ｌ」型冷陰極管の高圧端が対角に設置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。
4. 前記導光板の入射面は規則正しい曲面で、前記冷陰極管の一方の軸線が当該規則正しい曲面の焦点中心線と同軸であることを特徴とする請求項３に記載のバックライト。
5. 前記導光板の射出面が凸面であり、当該凸面の半径と前記導光板の厚さとの関係が下記の式を満たし、ただし、ｈは導光板の厚さであり、ｆは凸面の曲率半径であり、Ｌは物体距離であり、Ｌ’は映像距離であり、ａ、ｂ、ｃのそれぞれは第１、第２、及び第３のパラメータ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。
   ｎ／Ｌ＋ｎ’／Ｌ’＝１／ｆ
   ｈ＝ａｆ^２＋ｂｆ＋ｃ
6. 前記導光板の射出面の縁領域に沿って拡散パターンが設けられていることを特徴とする請求項５に記載のバックライト。
7. 前記ベースカバーの基板とサイドカバーの内表面が鏡面仕上げ後の反射面であることを特徴とする請求項６に記載のバックライト。
8. 前記ベースカバーの基板の裏面は、ＣＣＦＬの端部を接続する対角線に、ＬＣＤの線を収容する線溝が設けられていることを特徴とする請求項７に記載のバックライト。
9. 前記冷陰極管は四つの直型管で、それぞれが前記導光板の一側に設置されていることを特徴とする請求項１に記載のバックライト。
10. 前記冷陰極管の高圧端が他の冷陰極管の低圧端に隣接していることを特徴とする請求項９に記載のバックライト。
11. 前記導光板の入射面が規則正しい曲面で、前記冷陰極管の一方の軸線がそれぞれ当該規則正しい曲面の焦点中心線と同軸であることを特徴とする請求項３に記載のバックライト。
12. 前記導光板の射出面が凸面であり、当該凸面の半径と前記導光板の厚さとの関係が下記の式を満たし、ただし、ｈは導光板の厚さであり、ｆは凸面の曲率半径であり、Ｌは物体距離であり、Ｌ’は映像距離であり、ａ、ｂ、ｃのそれぞれは第１、第２、及び第３のパラメータ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。
    ｎ／Ｌ＋ｎ’／Ｌ’＝１／ｆ
    ｈ＝ａｆ^２＋ｂｆ＋ｃ
13. 前記導光板の射出面の縁領域に沿って拡散パターンが設けられていることを特徴とする請求項５に記載のバックライト。
14. 前記ベースカバーの基板とサイドカバーの内表面が鏡面仕上げ後の反射面であることを特徴とする請求項６に記載のバックライト。
15. 前記ベースカバーの基板の裏面は、ＣＣＦＬの端部を接続する対角線に、ＬＣＤの線を収容する線溝が設けられていることを特徴とする請求項７に記載のバックライト。