JP3127235U - 直下型バックライトモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】光の分布をより均一的に、尚且つ軽量化、コンパクト化、高輝度そして低コストの要求に応え、従来の拡散板を有する直下型バックライトモジュールを代替することができる直下型バックライトモジュールを提供する。
【解決手段】本考案の直下型バックライトモジュールは、面光源装置と、前記面光源装置の射出面の上方に配置される光学膜フィルムセットと、を含む。前記面光源装置は、開口を有し、中に中空領域を形成するフレーム体と、前記フレーム体の開口に嵌りこみ、基板及び該基板にコーティングされ、厚みは２０μｍ〜４００μｍ、且つＪＩＳ Ｋ７１３６標準方法により測定されたヘイズが９８％以上である、少なくとも一つの高拡散粒子塗層を含む高拡散性拡散膜と、前記フレーム体内の少なくとも一側辺に配置された複数の光源とを含む。
【選択図】図２

Description

本考案は、バックライトモジュールに関し、特に液晶ディスプレイに適する直下型バックライトモジュールに関する。

一般的に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤに略称する）の主な構成はパネルとバックライトモジュールに分けることができ、パネルについては例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）導電ガラス、液晶、配向膜、カラーフィルタ、偏光フィルム、駆動集積回路などを含み、バックライトモジュールについては例えばランプ、導光板及び各種の光学膜などを含む。バックライトの構成は光源の所在位置によって直下型バックライトモジュールとエイジ照明型バックライトモジュールに分けられる。その中、厚さが薄いエッジ照明型モジュールの場合に比べ、モジュールの厚さが大きい直下型バックライトモジュールはＬＣＤモニターやＬＣＤテレビ用のパネルモジュールに適している。

例えば、図１は一般の直下型バックライトモジュール１０の断面図を示している。直下型バックライトモジュール１０は、光源１１、導光板１２、拡散板１３、増光フィルム１４を有する。そして、光源からの入射光の輝度を上げるため、光源１１の他面側に反射板１５を設置している。なお、バックライトモジュールの最上層に保護板１６をさらに設置し、バックライトモジュールの中の光学装置を保護しても良い。ＬＣＤの輝度を上げるため、ランプの数を増しても良い。しかし、これによって、過大な熱量が液晶ディスプレイの中に貯めることになり易く、他の素子の寿命と品質に影響を与える恐れがあると共に、消費電力も増大となり、多くのＩＴ製品の電池によるオフライン操作の要求を満たせなくなる。しかも、通常バックライトモジュールには導光板、拡散板、集光シート及び反射板などを含むため、材料の吸収や反射現象によって光源のエネルギーが損失する可能性がある。

今まで業界に一番良く使われている方法は、液晶ディスプレイのバックライトモジュールの中に様々の光学膜を使い、トータルの輝度を向上する。集光機能を有する光学膜は「集光フィルム（Brightness Enhancement Film）或いはプリズムフィルム（Prism Film）」。これらの主な機能は屈折と内部全反射により導光板（lightguide）から射出した散乱光を約±３５°の軸上（On−axis）方向に集中し、それによって使用者は正常の操作範囲内で最良の輝度を得られる。また「反射式偏光増光膜」は、非透過方向の偏光を有効にバックライトモジュールへ反射し、モジュールの中の底面反射シートは拡散（diffusion）やかき混ぜ（Scrambling）の効果を有するため、元々非透過方向の偏光を部分的に透過方向の偏光に変換でき下部偏光シートに通過させる。このように繰り返すと、多くの吸収される事によって損失したはずの光が利用可能の有効光と変換され、それによってパネルの輝度を６０％向上するばかりでなく、向上の効果は視角範囲に亘る。さらに、前記のＢＥＦ集光膜と合わせば、パネルの輝度の向上は１６０％にも達する。反射シートのバックライトモジュールにおいての役割は二つがあって、ひとつは光源からの光を有効に導光板へ反射する、その効率は鏡面の反射率によって決められる。もうひとつは導光板から漏れた光を導光板へ拡散反射し返し、それによって導光板に対し平行進行する平面光を導光板に対し垂直方向で導光板から出るように変える。その反射率は９８％にも達するため、バックライトモジュールのトータルの輝度を向上させる。光線の分布を均一にさせる機能を持つ光学膜は、「拡散膜」と称する。このような光学原理を利用して光を屈折、反射、集光や均一に分布させる方法は、有効にＬＣＤパネルの輝度を向上し光源を最も効率的に利用できるに対し、素子のデザインの変更や消費エネルギーの追加は一切不要のため、最も経済的且つ簡単な解決法である。

本願の出願人は、広い範囲且つ深い研究を重ね、高拡散効能を有する反射膜と、高ヘイズ率を有する拡散膜からなる面光源装置と、異なる光学膜の特性を組み合わせて一系列のバックライトモジュールとを開発した。

本考案の目的は、光の分布をより均一的に、尚且つ軽量化、コンパクト化、高輝度そして低コストの要求に応え、従来の拡散板を有する直下型バックライトモジュールを代替することができる直下型バックライトモジュールを提供することである。

本考案の直下型バックライトモジュールは、面光源装置と、前記面光源装置の射出面の上方に配置される光学膜フィルムセットと、を含む。前記面光源装置は、開口を有し、中に中空領域を形成するフレーム体と、前記フレーム体の開口に嵌りこみ、基板及び該基板にコーティングされ、厚みは２０μｍ〜４００μｍ、且つＪＩＳ Ｋ７１３６標準方法により測定されたヘイズが９８％以上である、少なくとも一つの高拡散粒子塗層を含む高拡散性拡散膜と、前記フレーム体内の少なくとも一側辺に配置された複数の光源とを含む。

そのため、前記のように、本考案の直下型バックライトモジュールは、光の分布をより均一的且つ軽量化、コンパクト化、高輝度そして低コストの要求に応え、従来の拡散板を有する直下型バックライトモジュールを代替することができる。

本考案の直下方バックライトモジュール２０は図２に示したように、面光源装置１と、前記面光源装置１の射出面の上方に配置される光学膜フィルムセット２とを含む。前記面光源装置１は、開口を有し、中に中空領域１−１ａを形成するフレーム体１−１と、前記フレーム体の開口に嵌りこみ、基板１−２ａ及び該基板にコーティングされ、厚みは２０μｍ〜４００μｍ、且つＪＩＳ Ｋ７１３６標準方法により測定されたヘイズが９８％以上である、少なくとも一つの高拡散粒子塗層１−２ｂを含む高拡散性拡散膜１−２と、前記フレーム体１−１の内側に配置される反射膜１−３（抗紫外線高拡散膜であって、且つＡＳＴＭ Ｄ５２３の標準方法に従い、入射角６０°で入射するとき、測定した光沢度は１０％以下、可視光波長範囲内の３８０ナノメートル（ｎｍ）から７８０ナノメートルまで、９５％以上の反射率を提供できる）と、前記フレーム体１−１の中空領域１−１ａ且つ高拡散拡散膜１−２の下に配置された複数の光源１−４とを含む。

本考案の光源１−４は、波長が３８０ナノメートル（ｎｍ）から７８０ナノメートル（ｎｍ）までの可視光の光源であり、この光源は単波長でも多波長でも良い。本考案の光源１−４として、例えば冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ）、高分子ＥＬ素子（ＰＬＥＤ）、外部電極蛍光灯（ＥＥＦＬ）、平面蛍光灯（ＦＦＬ）、カーボンナノチューブ発光素子、ハロゲンランプ、キセノンランプ、或いは高圧水銀ランプ等、ただ、これらに限定されるものではない。本考案の光源１−４はフレーム体１−１内部のいずれの位置にでも設けることができ、例えば、フレーム体１−１の中の中空領域１−１ａ内且つ高拡散拡散膜１−２の下に位置する。

図３を参照すると、本考案のより良い実施例に係わる直下型バックライトモジュール３０は、面光源装置１と、前記面光源装置１の射出面の上方に配置される光学膜フィルムセット２とを含む。前記光学膜フィルムセット２は、少なくとも一つの拡散膜２−１を含み、面光源装置１の射出面の上方に配置される。前記拡散膜２−１は高輝度の拡散膜であり、１から３枚の拡散膜の積層からなる。１枚による輝度の増加は２６％に達し、２枚による輝度の増加は３６％に達し、３枚による輝度の増加は３８％にも達するため、バックライトの輝度を効率よく向上でき、且つ拡散と集光の機能を有する。

図４を参照すると、本考案の他のより良い実施例に係わる直下型バックライトモジュール４０は、面光源装置１と、前記面光源装置１の射出面の上方に配置され、少なくとも一つの拡散膜２−１を含む。前記拡散膜は１から２枚の拡散膜からなることができ、１枚による輝度の増加は２６％に達し、２枚による輝度の増加は３６％に達する、光学膜フィルムセット２と、前記の拡散膜２−１の上に位置する反射式偏光増光膜２−２と、を含む。反射式偏光増光膜の設置によるパネルに亘る輝度が６０％向上できるため、２枚の拡散膜と１枚の反射式偏光増光膜２−２を使用すれば、全体の輝度を９６％向上できる。

図５を参照すると、本考案の他のより良い実施例に係わる直下型バックライトモジュール５０は、面光源装置１と、前記面光源装置１の射出面の上方に配置され、面光源装置１の射出面の上方に配置される拡散膜２−１を含む光学膜フィルムセット２と、前記拡散膜２−１の上方に位置するプリズムフィルム２−３と、前記プリズムフィルム２−３の上方に位置する上拡散膜２−４と、を含む。このようなバックライトモジュールは輝度を６０％向上することができる。

図６を参照すると、本考案の他のより良い実施例に係わる直下型バックライトモジュール６０は、面光源装置１と、前記面光源装置１の射出面の上方に配置され、面光源装置１の射出面の上方に配置される拡散膜２−１を含む光学膜シールセット２と、前記拡散膜２−１の上方に位置するプリズムフィルム２−３と、前記プリズムフィルム２−３の上方に位置する反射式偏光増光膜２−２と、を含む。このようなバックライトモジュールは輝度を１２０％向上することができる。

以上、本考案について詳しく説明したが、本考案はこれらによって限定されるものではなく、この領域に属する方々が容易にできる変更や修正も本願の明細書の内容及び実用新案登録請求の範囲内とする。

本考案の直下型バックライトモジュールにおいて、面光源装置は拡散板を使用しないため、従来の面光源装置より軽くしかも薄く、且つ本考案には高拡散作用を有する反射膜と拡散膜が使用され、光線がフレーム体の内部に光の全反射原理によって均一化されるため、光を均一に拡散でき、光線が高拡散特性を持ち、明暗効果を解消し光の均一効果が得られる。本考案の直下型バックライトモジュールにおいて、光学膜フィルムセットは光線の屈折、反射、集光や均一分布の光学原理を応用し、各種の光学膜の特性と機能の組み合わせによってより良いバックライトモジュールを形成するため、ＬＣＤパネルの輝度を大幅に向上し光源を最も効率よく発揮することができるばかりではなく、素子のデザインの変更や消費エネルギーの追加もないため、一番経済的且つ簡単な解決法である。

一般の直下型バックライトモジュールを示す断面図である。 本考案の一実施例の直下型バックライトモジュールを示す断面図である。 本考案の一実施例の直下型バックライトモジュールを示す断面図である。 本考案の一実施例の直下型バックライトモジュールを示す断面図である。 本考案の一実施例の直下型バックライトモジュールを示す断面図である。 本考案の一実施例の直下型バックライトモジュールを示す断面図である。

符号の説明

１…面光源装置、１−１…フレーム体、１−１ａ…中空領域、１−２…高拡散性拡散膜、１−２ａ…基板、１−２ｂ…高拡散分子塗布層、１−３…反射膜、１−４…光源、２…光学膜フィルムセット、２−１…拡散膜、２−２…反射式偏光増光膜、２−３…プリズムフィルム、２−４…上拡散膜、１０…直下型バックライトモジュール、１１…光源、１２…導光板、１３…拡散板、１４…増光フィルム、１５…反射板、１６…保護板、２０,３０,４０,５０,６０…直下型バックライトモジュール。

Claims (10)

1. 面光源装置と、該面光源装置の射出面の上方に配置される光学膜フィルムセットと、を含む直下型バックライトモジュールにおいて、
   開口を有し、中に中空領域を形成するフレーム体と、
   該フレーム体の開口に嵌りこみ、基板及び該基板にコーティングされ、厚みは２０μｍ〜４００μｍ、且つＪＩＳ Ｋ７１３６標準方法により測定されたヘイズが９８％以上を有する少なくとも一つの高拡散粒子塗層を含む高拡散性拡散膜と、
   該フレーム体の内側に配置された反射膜と、
   該フレーム体内の少なくとも一側辺に配置された複数の光源と、
   を含むことを特徴とする直下型バックライトモジュール。
2. 前記光学膜フィルムセットは、前記面光源装置の射出面上に位置する少なくとも一つの拡散膜を含む、請求項１に記載の直下型バックライトモジュール。
3. 前記少なくとも一つの拡散膜は、１枚乃至３枚の拡散膜を含む、請求項２に記載の直下型バックライトモジュール。
4. 前記光学膜フィルムセットは、前記面光源装置の射出面上に位置する少なくとも一つの拡散膜と、前記拡散膜上に位置する反射式偏光増光膜を含む、請求項１に記載の直下型バックライトモジュール。
5. 前記少なくとも一つの拡散膜は、１枚乃至２枚の拡散膜を含む、請求項４に記載の直下型バックライトモジュール。
6. 前記光学膜フィルムセットは、前記面光源装置の射出面上に位置する拡散膜と、前記拡散膜上に位置するプリズムフィルムと、前記プリズムフィルム上に位置する上拡散膜と、を含む請求項１に記載の直下型バックライトモジュール。
7. 前記光学膜フィルムセットは、前記面光源装置の射出面上に位置する少なくとも一つの拡散膜と、前記拡散膜上に位置するプリズムフィルムと、前記プリズムフィルム上に位置する反射式偏光増光膜と、を含む請求項１に記載の直下型バックライトモジュール。
8. 前記反射膜は抗ＵＶ高拡散反射膜であり、且つＡＳＴＭ Ｄ５２３標準方法により入射角度が６０°で投射する時に、測定された光沢度は１０％以下であり、可視波長が３８０ｎｍ乃至７８０ｎｍの範囲内である時に、９５％以上の反射率を提供できる、請求項１に記載の直下型バックライトモジュール。
9. 前記光源の波長は、３８０ｎｍ乃至７８０ｎｍの間である、請求項１に記載の直下型バックライトモジュール。
10. 前記光源は、冷陰極射線管、発光ダイオード、有機ＥＬ素子、高分子ＥＬ素子、外部電極蛍光灯及び平面蛍光灯より選ばれた群から構成される、請求項１に記載の直下型バックライトモジュール。

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