JP3774209B2 - 改良の直下型蛍光灯構成バックライトユニット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は大型液晶表示器に関わり、特に直下型蛍光灯構成を有するバックライトユニットを備える大型液晶表示器に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶自体は発光しないため、液晶表示器に発光装置を設ける必要がある。これにより、液晶は適当な輝度を有するようになり、光線がなくても画像を画面に表示することができる。
【0003】
しかしながら、発光装置により消耗される電力は大きい。例えば、ノートパソコンの場合、70%の電力は発光装置により消耗される。したがって、電力を節約するために、発光装置の輝度を低下させないもののパワーがより低い光源を利用して発光装置の効率化を図る必要がある。
【0004】
従来、大型液晶表示器に用いられる発光装置は、主に直下型蛍光灯構成を有するバックライトユニットを用いる。
【0005】
図1は従来の大型液晶表示器に用いられる直下型蛍光灯構成バックライトユニットの構成を示す断面図である。
【0006】
図1において、バックライトユニット110は光源112、導光板114、反射板116、拡散板118、及びプリズム120からなる。
【0007】
光源112は一列に並ぶ複数の冷陰極蛍光灯(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp)から構成される。なお、これらの冷陰極蛍光灯のかわりに、マトリックス状に配列する複数の発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)を用いて光源112を構成しても良い。
【0008】
導光板114は、普段、有機ガラス(PMMA:Polymethylmethacrylate)またはオプチカルプラスチック(Plastic Division)からなる。また、導光板114に50−80%の二酸化チタン(TiO2)の拡散粒子122が含まれる。二酸化チタン拡散粒子122は光源112からの光線を均一的に散乱させるという役割を有する。即ち、光線が導光板114を経由する際二酸化チタン拡散粒子と衝突すると均一的に散乱するようになる。
【0009】
反射板116が光源112の下方に設けられる。反射板116は、光源112から下方へ射出する光線を導光板114へ反射させること、または導光板114に入射する際導光板114により下方へ反射される光線を再び導光板114へ反射させることにより、バックライトユニット110の輝度を増強させるためのものである。
【0010】
また、導光板114の上方に拡散板118及びプリズム120を設けるのは一般的である。拡散板118及びプリズム120は、バックライトユニット110の輝度や均一度を一層向上させるためのものであり、その数はバックライトユニット110のデザインに合わせて適宜に決定される。
【0011】
光は波の特性を有するため、光源112からの光線は導光板114の下側面において明らかな波干渉現象を引き起こす。ここでの波干渉現象について、図2及び図3を用いて説明しておく。
【0012】
図2は従来の大型液晶表示器に用いられる直下型蛍光灯構成のバックライトユニットの構成を示す斜視図である。図3は図2の一部分の拡大図である。
【0013】
図2において、異なる蛍光灯(光源112)からの光線は同一位置に会う場合、これらの光線の位相が同様であれば、光線同士が累加し、該当位置がより明るくなる。一方、同一位置に会う光線同士の位相は反対し合うなら、光線同士は相殺し、該当位置が暗くなる。このため、図2、特に図3に示すように、導光板114の下側面にて交錯する明部と暗部からなるパターンが形成される。このような現象を波の干渉という。
【0014】
なお、冷陰極蛍光灯のかわりに、マトリックス状に配列する複数の発光ダイオードを用い光源112を構成する場合でも、前記波干渉現象が生じられる。
【0015】
また、冷陰極蛍光灯が線形光源、発光ダイオードが点光源であるため、該両光源から射出する光線の強度は、光線行進距離が増えれば増えるほど、小さい。したがって、導光板114は、各蛍光灯(光源112)の直上に当たる領域において、光線の行進距離がより短いため、その輝度(光線強度)が一番高い。一方、導光板114は、その他の領域(各光源直上に位置しない領域)において、光線の行進距離がより長いため、その輝度(光線強度)がより低い。このように、光源112からの光線が導光板114の下側面に入射する際光線強度がばらつきになる問題がある。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような問題点を解決するため、本発明の目的は改良の直下型蛍光灯構成のバックライトユニットを提供することにある。
【0017】
具体的に、本発明の目的は導光板の下側面における特別な構造を以って光線強度ばらつき問題を解消することができる改良の直下型蛍光灯構成のバックライトユニットを提供することにある。
【0018】
また、本発明の他の目的は導光板の上側面における特別な構造を以って光線強度ばらつき問題を解消することができる改良の直下型蛍光灯構成のバックライトユニットを提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の直下型蛍光灯構成のバックライトユニットは、光源と、前記光源の下方に位置し、光線を反射する反射板と、前記光源の上方に位置する導光板とからなる直下型蛍光灯構成のバックライトユニットにおいて、前記導光板の底面(または上面)は前記光源の直上に当たる第一の領域及び前記光源直上に位置しない第二の領域を有し、前記第一の領域は平面であり、前記第二の領域は複数の凹凸を有することを特徴とする。
【0020】
また、前記光源は、冷陰極蛍光灯(CCFL)または発光ダイオード(LED)から構成されても良い。
【0021】
また、前記導光板の材質は有機ガラス(PMMA)またはオプチカルプラスチック(Plastic Division)でありうる。
【0022】
また、前記導光板に50−80%の二酸化チタン(TiO2)拡散粒子が含まれても良い。
【0023】
また、前記導光板の上方に位置する拡散板を有しても良い。
【0024】
また、前記導光板の上方に位置するプリズムを有しても良い。
【0025】
また、前記第一の領域に対しかぶり処理または鏡面処理を施すことが好ましい。
【0026】
更に、前記鏡面処理は、例えば、スバッタ法または蒸着法でアルミニウムまたは銀である金属を前記第一の領域の平面に形成することにより行われる。
【0027】
【発明の実施の形態】
前記の目的を達成して従来の欠点を除去するための課題を実行する本発明の実施例の構成とその作用を添付図面に基づき詳細に説明する。
【0028】
図4は本発明の実施例に係る大型液晶表示器に用いられる直下型蛍光灯構成のバックライトユニット10を示す断面図である。
【0029】
図4において、バックライトユニット10は光源12、導光板14、反射板16、拡散板18、及びプリズム20からなる。
【0030】
光源12は一列に並ぶ複数の冷陰極蛍光灯(CCFL)から構成される。なお、これらの冷陰極蛍光灯のかわりに、マトリックス状に配列する複数の発光ダイオード(LED)を用いて光源12を構成しても良い。
【0031】
導光板14は、普段、PMMAまたはオプチカルプラスチック(Plastic Division)からなる。また、導光板14に50−80%の二酸化チタン(TiO2)の拡散粒子22が含まれる。二酸化チタン拡散粒子22は光源12からの光線を均一的に散乱させるという役割を有する。即ち、光線が導光板14を経由する際二酸化チタン拡散粒子と衝突すると均一的に散乱するようになる。
【0032】
反射板16が光源12の下方に設けられる。反射板16は、光源12から下方へ射出する光線を導光板14へ反射させること、または導光板14に入射する際導光板14により下方へ反射される光線を再び導光板14へ反射させることにより、バックライトユニット10の輝度を増強させるためのものである。
【0033】
また、導光板14の上方に拡散板18及びプリズム20を設けるのは一般的である。拡散板18及びプリズム20は、バックライトユニット10の輝度や均一度を一層向上させるためのものであり、その数はバックライトユニット10のデザインに合わせて適宜に決定される。
【0034】
本発明の実施例に係るバックライトユニット10と従来のものとの相違点は、導光板14の下側面の構造にある。即ち、導光板14の下側面は、従来のように全平面ではなく、凹凸部と平面部からなる。このため、光源12からの光線が導光板14の下側面に入射する際光線強度がばらつきになる問題が解消される。
【0035】
図5は導光板14の下側面の構造を示す拡大図である。
図5において、導光板14の下側面は光源12の直上に当たる領域24及び光源12の直上に位置しない領域26を有する。領域24は依然として平面であるため、領域24における光線強度は変わらない。一方、領域26には、光線を集光して該領域26における光線強度を増強するための複数の凹凸260がある。
したがって、このような構造の導光板14を用いると、導光板下側面に入射する光線の均一度が改善され、従来のように導光板下側面にて交錯する明部と暗部からなるパターンが形成されることが避けられる。
領域24に対し、その平面を維持したままかぶり処理や鏡面処理を更に施しても良い。これにより、入射光線強度を弱めたり入射光を反射したりすることができる。よって、導光板下側面に入射する光線の均一度が一層改善される。
鏡面処理は、例えば、スバッタ法または蒸着法で金属の物質を領域24の平面に形成することにより行われる。ここで、金属の物質としては、アルミニウムや銀が用いられるが、低反射が要求される場合アルミニウムを用い、高反射が要求される場合銀を用いたほうが良い。
【0036】
前記のように、導光板14は、領域24が平面に、領域26が複数の凹凸のあるように形成される下側面を有するが、導光板14は、図6に示す如く、その上側面が平面の領域28と複数の凹凸300のある領域30を有するように構成されても良い。
【0037】
図6において、導光板14の上側面は光源12の直上に当たる領域28及び光源12の直上に位置しない領域30を有する。領域28は依然として平面であるため、領域28における光線強度は変わらない。一方、領域30には、光線を集光して該領域30における光線強度を増強するための複数の凹凸300がある。
したがって、このような構造の導光板14を用いると、導光板上側面に入射する光線の均一度が改善され、従来のように導光板下側面にて交錯する明部と暗部からなるパターンが形成されることが避けられる。
領域28に対し、その平面を維持したままかぶり処理や鏡面処理を更に施しても良い。これにより、入射光線強度を弱めたり入射光を反射したりすることができる。よって、導光板下側面に入射する光線の均一度が一層改善される。
鏡面処理は、例えば、スバッタ法または蒸着法で金属の物質を領域28の平面に形成することにより行われる。ここで、金属の物質としては、アルミニウムや銀が用いられるが、低反射が要求される場合アルミニウムを用い、高反射が要求される場合銀を用いたほうが良い。
【0038】
本発明は前記実施例の如く提示されているが、これは本発明を限定するものではなく、当業者は本発明の要旨と範囲内において変形と修正をすることができる。従って、本発明の権利範囲は特許請求の範囲に準じるものである。
【0039】
【発明の効果】
前記のように、本発明の改良の直下型蛍光灯構成のバックライトユニットによれば、導光板の下側面または上側面における特別な構造を以って光線強度の均一度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の大型液晶表示器に用いられる直下型蛍光灯構成のバックライトユニットを示す断面図である。
【図2】 従来の大型液晶表示器に用いられる直下型蛍光灯構成のバックライトユニットの構成を示す斜視図である。
【図3】 図2の一部分の拡大図である。
【図4】 本発明の実施例に係る大型液晶表示器に用いられる直下型蛍光灯構成のバックライトユニットを示す断面図である。
【図5】 本発明の実施例に係る導光板の構造例を示す拡大図である。
【図6】 本発明の実施例に係る導光板の他の構造例を示す拡大図である。
【符号の説明】
10 本発明の直下型蛍光灯構成のバックライトユニット
12、112 光源
14、114 導光板
16、116 反射板
18、118 拡散板
20、120 プリズム
22、122 二酸化チタン拡散粒子
24 導光板下側面の第一の領域
26 導光板下側面の第二の領域
28 導光板上側面の第一の領域
30 導光板上側面の第二の領域
110 従来の直下型蛍光灯構成のバックライトユニット
Claims (9)
- 光源と、前記光源の下方に位置し、光線を反射する反射板と、前記光源の上方に位置する導光板とからなる直下型蛍光灯構成のバックライトユニットにおいて、
前記導光板の底面は前記光源の直上に当たる第一の領域及び前記光源直上に位置しない第二の領域を有し、前記第一の領域は平面であり、前記第二の領域は複数の凹凸を有することを特徴とする直下型蛍光灯構成のバックライトユニット。 - 光源と、前記光源の下方に位置し、光線を反射する反射板と、前記光源の上方に位置する導光板とからなる直下型蛍光灯構成のバックライトユニットにおいて、
前記導光板の上面は前記光源の直上に当たる第一の領域及び前記光源直上に位置しない第二の領域を有し、前記第一の領域は平面であり、前記第二の領域は複数の凹凸を有することを特徴とする直下型蛍光灯構成のバックライトユニット。 - 前記光源は、冷陰極蛍光灯または発光ダイオードからなる
ことを特徴とする請求項1または2に記載の直下型蛍光灯構成のバックライトユニット。 - 前記導光板の材質は有機ガラスまたはオプチカルプラスチックであることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載の直下型蛍光灯構成のバックライトユニット。
- 前記導光板に50−80%の二酸化チタン拡散粒子が含まれることを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の直下型蛍光灯構成のバックライトユニット。
- 更に、前記導光板の上方に位置する拡散板を有することを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載の直下型蛍光灯構成のバックライトユニット。
- 更に、前記導光板の上方に位置するプリズムを有することを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか一項に記載の直下型蛍光灯構成のバックライトユニット。
- 前記第一の領域に対しかぶり処理または鏡面処理を施すことを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか一項に記載の直下型蛍光灯構成のバックライトユニット。
- 前記鏡面処理はスバッタ法または蒸着法でアルミニウムまたは銀である金属を前記第一の領域の平面に形成することにより行われることを特徴とする請求項8に記載の直下型蛍光灯構成のバックライトユニット。
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