JP4041795B2

JP4041795B2 - バックライト装置

Info

Publication number: JP4041795B2
Application number: JP2003410858A
Authority: JP
Inventors: 炳鋒黄
Original assignee: 中強光電股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2023-12-09
Also published as: US7128461B2; TW592324U; US20040120161A1; JP2004200163A

Description

本発明は液晶ディスプレイに関し、特に、液晶ディスプレイに用いられるバックライト装置に関する。

バックライト・モジュールは液晶ディスプレイにおける重要な構成であり、バックライト・モジュールは十分高いかつ均一な輝度を有する光源を構成し、液晶パネルに画像を表示する。

バックライト・モジュールの構造は、光源の位置により、サイド式と直下式に大別される。サイド式バックライト・モジュールにおいて、光源となるランプは液晶パネルの一サイドに設置され、ランプからの光は、ライトガイド板により進行方向が制御され、液晶パネル下方の散乱板に照射し、液晶パネル上に均一な光束を供給する。光源は液晶パネルの一サイドに設置されているので、サイド式のバックライト・モジュールは、ノートパソコンのような、軽さ、薄さ、及び低消費電力が要求される表示装置に適している。しかし、サイド式バックライト・モジュールでは、十分高い輝度を得られないので、テレビや大きいスクリーンなど大画面、高輝度表示に適しない。このような要求を満たすために、直下式のバックライト・モジュールを採用する。直下式のバックライト・モジュールにおいて、光源は表示画面の下方に配置される。光源を配置する空間が広くなったので、二本以上のランプを配置することができ、光源の輝度を上げられる。

図１は、従来の直下式のバックライト・モジュールの分解図であり、図２は、従来の直下式のバックライト・モジュールの側断面図である。

従来の直下式のバックライト・モジュール１０は、凹槽部１１１を形成した矩形筺体１１、凹槽部１１１内に並列に配置された複数のランプ１２１からなる光源１２、散乱板１３、及び支え１４を有する。凹槽部１１１の内壁に反射層１１２が形成され、光源１２からの光を散乱板１３に反射する。散乱板１３は凹槽部１１１の上面１１３に設置されている。支え１４は凹槽部１１１の底面に設けられ、その上端部は散乱板１３と接触し、散乱板１３を支える。

支え１４は、散乱板１３と接触しているので、接触箇所では、光線の通過は妨げられ、散乱板１３上黒いスポットが生じる。散乱板１３上に大きな黒いスポットを生じることを防ぐために、通常、支え１４を上部断面の小さい円錐体にし、支え１４の尖端を散乱板１３と接触させ、散乱板１３を支える。しかし、バックライト・モジュール１０のサイズが大きくなる場合、或いは、光源１２を収納した凹槽部１１１内部の温度が高くなる場合は、散乱板１３は変形し、下方に曲がってしまう。そのため、支え１４の尖端で支えられている箇所は突出され、散乱板１３の表面の平坦性が損なわれ、さらに、散乱板１３と光源１２の間の間隔は均一でなくなり、これによって、散乱板１３からの光が不均一になり、液晶パネルに表示された画像に輝度むらを生じる。

また、支え１４は凹槽部１１１の内部に設けられているので、光源１２からの光のうち、支え１４の表面に入射した部分は、支え１４に有効に反射されず、または、支え１４を有効に透過できず、照明光の損失となる。

本発明の一つの目的は、散乱板を支える力を緩和し、散乱板の変形を減少することができるバックライト装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、散乱板に傷付けずに、高いかつ均一に分布する輝度を有する光源を構成するバックライト装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、散乱板と光源の間隔を均一に維持でき、高いかつ均一に分布する輝度を有する光源を構成するバックライト装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、反射面を増設し、照明光の損失を減少することができるバックライト装置を提供することにある。

以上の目的を達成するために、本発明のバックライト装置は、凹槽部を形成した筺体と、光源と、散乱板と、弾性部材とを有し、凹槽部の内壁に反射層が形成され、光源は凹槽部の底部に配置され、散乱板は光源に対向して配置され、弾性部材は、一端が凹槽部の底部に固設され、他端が散乱板を支える。

弾性部材の他端の端面に、凸部が形成されている。該凸部は反射材料や、透明材料から形成され、スポットの発生を防止する。

凹槽部の底面に形成された突出部、または、凹部からなる固定台の開口内に弾性部材は収納され、これにより、弾性部材に照射する光は遮蔽される。固定台の表面に反射層を形成すれば、反射面積を増大する。

以上の本発明によれば、散乱板を支える弾性部材を設けることによって、散乱板に印加する力を緩和し、散乱板の変形を減少し、散乱板と光源の間隔を均一に維持でき、均一な照明光を得られる。弾性部材及び固定台に反射面を増設し、照明光の損失を抑えられる。

次に、添付した図面を参照しながら、本発明のバックライト装置の好ましい実施形態を説明する。

実施形態１

図３は、本発明の第１の実施形態に係るバックライト装置の分解図である。

図４は、本発明の第１の実施形態に係るバックライト装置の側断面図である。

図３に示すように、バックライト装置２０は、矩形筺体２１、複数のランプ２２１からなる光源２２、散乱板２３、弾性部材２４、及び蓋部２５を有する。

矩形筺体２１は、凹槽部２１１を形成し、凹槽部２１１の底面２１１１及び内壁２１１２に反射層が形成され、光源１２からの光を散乱板２３に反射する。

ランプ２２１に、例えば、冷陰極蛍光ランプ（ＣｏｌｄＣａｔｈｏｄｅＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔＬａｍｐ：ＣＣＦＬ）を用いる。複数のランプ２２１は凹槽部２１１内に所定の間隔で配置され、それぞれの両端は内壁２１１２に固定される。

散乱板２３は凹槽部２１１の上面２１２に配置され、その光源２２に向かっている表面は散乱層として機能し、入射された光を散乱させ、平均化する。散乱板２３は、例えば、プラスチックで形成される。

弾性部材２４の一端は凹槽部２１１の底面２１１１に設置され、上端は散乱板２３との間に所定の間隙Ｄを有する（図５Ａ）。弾性部材２４は、例えば、透明ばね、若しくは、反射材料からなるばねであり、或いは、弾性板、或いは、プラスチックから形成される。これにより、このような弾性部材２４は、光の散乱板２３への進行を阻害せず、照明光の損失を減少する。本実施形態において、例えば、弾性部材２４として、透明かつ反射材から形成されるばねを用いる。

図４に示すように、蓋部２５は、凹槽部２１１の上面２１２に配置される。図３に示すように、蓋部２５は、散乱板２３の面積よりやや小さい窓２５１を有し、また、蓋部２５の各辺に、固定穴２５２が形成される。固定部材２５３が固定穴２５２を貫通し、蓋部２５を筺体２１に固定し、同時に、散乱板２３の両端を押さえ散乱板２３を固定する。

本実施形態に係るバックライト装置２０は、図示していない液晶パネルの背面に設置され、ランプ２２１からの光は、一部が直接に散乱板２３に照射し、残りの部分が凹槽部２１１の各内壁にある反射層に反射され、散乱板２３に導かれる。散乱板２３において、入射された光を散乱し、均一かつ強度の高い照明光を液晶パネルに供給し、画像を表示する。

図５は、本発明の第１の実施形態に係るバックライト装置の動作を示す断面図である。

図５Ａにおいて、使用開始時に、バックライト装置２０における散乱板２３と弾性部材２４の間に間隙Ｄを有する。これにより、支え箇所に黒いスポットの形成を防止できる。

図５Ｂにおいて、光源２２を一定の時間を使用した後、温度が上昇した。これにより、プラスチックで形成された散乱板２３は変形する、具体的に、散乱板２３は下方に曲がってしまう。その変形により散乱板２３は弾性部材２４と接触するときは、弾性部材２４に支えられ、散乱板２３の変形を抑えられる。これにより、散乱板２３と光源の間隔が一定に維持され、均一な照明光を供給することができる。

図５Ｃにおいて、散乱板２３がさらに変形し、弾性部材２４を圧迫する。この時に、弾性部材２４は散乱板２３に印加する力を緩和する。従って、弾性部材２４は散乱板２３を突起せず、傷も付けず、散乱板２３の平坦性を損なわない、また、弾性部材２４は、散乱板２３を支える力を十分発生しているので、散乱板２３の更なる変形を防止する。これにより、散乱板２３の平坦性を維持し、均一な照明光を供給できる。

図６は、本発明の第１の実施形態に係るバックライト装置における弾性部材２４断面図である。

表示装置のスクリーンのサイズが大きくなりつつあるので、散乱板２３のサイズも段々大きくなる。したがって、筺体２１により周辺しか支えられていない散乱板２３は、その中心部が下方に曲がり変形しやすい。従って、図６に示すように、弾性部材２４の一端を凹槽部２１１の底面２１１１に固定させ、他端を直接散乱板２３と接触させ支えるようにしても良い。これにより、散乱板２３がより安定に支えられ、散乱板２３の変形を抑え、散乱板２３の平坦性を維持し、均一な照明光を液晶パネルへ供給できる。

実施形態２

本実施形態において、第１の実施形態と同じ構成要素に同じ参照番号を付す。

図７は、本発明の第２の実施形態に係るバックライト装置の第一例の断面図である。

本実施形態と第１の実施形態とは次の点について異なる。

第１の実施形態における透明又は反射材からなるばねの代わりに、本実施形態において、弾性部材２４は金属ばねであり、また、弾性部材２４の上部に突起部２４１を設ける。攻することによって、コスト削減が可能である。

また、突起部２４１は、透明又は反射材で形成されても良い。本実施形態において、例えば、突起部２４１は透明材料から形成された円錐状である。これにより、突起部２４１と散乱板２３との接触する部分の面積が小さく、光の散乱板２３への進入を妨げることがなく、散乱板２３上において黒いスポットの形成を防止できる。

また、散乱板２３と接触するときに散乱板２３に傷を付けることや、凹部が形成されることを防ぐために、突起部２４１を弾性材料で形成しても良い。

また、突起部２４１が凹槽部２１１内にあることによって照明光が損失することを防ぐために、突起部２４１の表面に反射層を設けても良い。

図８は、本発明の第２の実施形態に係るバックライト装置の第二例の断面図である。

図８に示すように、凹槽部２１１の底面２１１１に、弾性部材２４を収納する凹室２１３が形成される。突起部２４１が弾性部材２４の上部に設けられ、凹室２１３から露出している。突起部２４１は、散乱板２３との間に間隙Ｄ１を保つように、又は、散乱板２３に直接接触されるように配置される。いずれの場合、光反射性の低いばね２４Ａが凹室２１３に埋められ、光の反射効率を改善できる。よって、ランプ２２１からの光は突起部２４１により散乱板２３に反射され利用され、照明光の損失を減少させることができる。

図９は、本発明の第２の実施形態に係るバックライト装置の第三例の断面図である。

図９において、凹槽部２１１の底面２１１１に、弾性部材２４を収納する凹室２１３が形成されており、弾性部材２４は凹室２１３に収納される。

凹室２１３の開口部２１３１の直径は弾性部材２４の直径より小さい。また、突起部２４１は、その底部に形成された縁部２４１１により、凹室２１３に嵌められる。そのため、突起部２４１しか凹室２１３から露出しない。突起部２４１は散乱板２３との間に間隙Ｄ１を保つように、又は、散乱板２３に直接接触されるように配置される。その結果、ランプ２２１からの光は突起部２４１により反射され散乱板２３に収集され利用されるので、照明光の損失を減少させることができる。

図１０は、本発明の第２の実施形態に係るバックライト装置の第四例の断面図である。

図１０において、凹槽部２１１の底面２１１１に、弾性部材２４を収納する固定台２１４が形成されており、弾性部材２４は固定台２１４に収納される。この場合は、バックライト装置２０の体積が増加しない。

固定台２１４の表面に反射層が形成されている。固定台２１４の開口部２１４１の直径は弾性部材２４の直径より小さい、また、突起部２４１は、底部に形成された縁部２４１１により、固定台２１４に嵌められる。これによって、突起部２４１しか固定台２１４から露出しない。突起部２４１は散乱板２３との間に間隙Ｄ１を保つように、又は、散乱板２３に直接接触されるように配置される。

その結果、ランプ２２１からの光は突起部２４１により反射され散乱板２３に収集され利用されるので、弾性部材２４による照明光の損失を減少させることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の範囲に属する。

従来の直下式のバックライト・モジュールの分解図である。従来の直下式のバックライト・モジュールの側断面図である。本発明の第１の実施形態に係るバックライト装置の分解図である。本発明の第１の実施形態に係るバックライト装置の側断面図である。本発明の第１の実施形態に係るバックライト装置の動作を示す断面図である。本発明の第１の実施形態に係るバックライト装置における弾性部材２４断面図である。本発明の第２の実施形態に係るバックライト装置の第一例の断面図である。本発明の第２の実施形態に係るバックライト装置の第二例の断面図である。本発明の第２の実施形態に係るバックライト装置の第三例の断面図である。本発明の第２の実施形態に係るバックライト装置の第四例の断面図である。

符号の説明

２０バックライト装置
２１矩形筺体
２２光源
２３散乱板
２４弾性部材
２５蓋部
２１１凹槽部
２１２上面
２１３凹室
２１４固定台
２２１ランプ
２４１突起部
２５１窓
２５２固定穴
２５３固定部材
２１１１底面
２１１２内壁
２４１１縁部

Claims

凹槽部を形成した筺体であって、前記凹槽部の内壁に反射層が形成された筺体、
前記凹槽部の底部に配置された光源、
前記光源に対向して配置された散乱板、及び
一の端部が前記凹槽部の前記底部に固設され、他の端部が前記散乱板を支える弾性部材と
を有し、
前記他の端部が前記散乱板に接触する部分は弾性を有せず、
前記弾性部材は、バネを含む
バックライト装置。
前記弾性部材は、透明材料から形成される
請求項１に記載のバックライト装置。
前記弾性部材は、反射材料から形成される
請求項１に記載のバックライト装置。
前記弾性部材は、板状である
請求項１から３のいずれかに記載のバックライト装置。
前記弾性部材は、プラスチックから形成される
請求項１から３のいずれかに記載のバックライト装置。
前記弾性部材の前記他の端部に、凸部が形成されており、
前記凸部は弾性材料ではない
請求項１に記載のバックライト装置。
前記凸部が反射材料から形成される
請求項６に記載のバックライト装置。
前記凸部が透明材料から形成される
請求項６に記載のバックライト装置。
前記凸部が円錐状である
請求項６に記載のバックライト装置。
前記凹槽部の前記底面から突出する、開口を有する固定台が形成され、
前記固定台の表面に反射層を形成され、
前記弾性部材の前記一の端部は、前記固定台の前記開口内に収納される
請求項１に記載のバックライト装置。
前記固定台の前記開口の直径は、前記弾性部材の直径より小さく、
前記弾性部材の前記一の端部に、凸部が形成されており、
前記凸部が前記固定台の前記開口内に収納される
請求項１０に記載のバックライト装置。
前記凹槽部の前記底面に形成され、開口を有する凹部が形成され、
前記弾性部材の前記一端は、当該凹部の前記開口に収納される
請求項１に記載のバックライト装置。
前記散乱板が変形しないときに、前記弾性部材の前記散乱板を支える他の端部は、前記散乱板との間に間隙がある
請求項１に記載のバックライト装置。