JP4643500B2 - 液晶表示装置用バックライトユニット - Google Patents

Description

本発明は液晶表示装置（ＬＣＤ）用バックライトユニットに係り、より詳しくは、反射フィルム内に抵抗体を挿入してランプとカバーボトムの間の寄生キャパシタンスによって発生される誘導電流を効果的に減少させることができる液晶表示装置用バックライトユニットに関する。

今日のような情報化社会において電子表示装置の役目は非常に重要になっており、各種の電子表示装置が多様な産業分野に手広く使われている。このような電子表示装置分野は発展を繰り返して多様化する情報化社会の要求に相応しい新しい機能を持つ電子表示装置がつづけて開発されている。

一般的に電子表示装置とは多様な情報を視覚を通じて人間に伝達する装置を言う。すなわち、電子表示装置とは各種の電子器機から出力される電子的情報信号を人間の視覚で認識することができる光情報信号に変化する電子装置を言って、人間と電子器機を連結する架橋的な役目を担当する装置と言える。

このような電子表示装置において、光情報信号が発光現象によって表示される場合には発光型表示装置と称えられて、反射、散乱、干渉現象などによって光変造に表示される場合には受光型表示装置と称えられる。能動型表示装置とも呼ばれる発光型表示装置としては、陰極線管表示装置（ＣＲＴ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）、有機ＥＬ表示装置（ＯＥＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）などをあげることができる。そして受動型表示装置と呼ばれる受光型表示装置としは、液晶表示装置（ＬＣＤ）、電子泳動表示装置(ＥＰＩＤ)などをあげることができる。

テレビやコンピューターモニターなどに使われているし、一番長年の歴史を持つ表示装置である陰極線管表示装置は経済性などの面で一番高いマーケットシェアを占めているが、重い重量、大きい体積及び高い消費電力などのような短所をたくさん持っている。

最近に、半導体技術の急速な進歩によって各種電子装置の低電圧化及び低電力化とともに電子器機の小型化、薄型化及び軽量化の成り行きによって新しい環境に相応しい電子表示装置として平板パネル型表示装置に対する要求が急激に増大されている。これによって液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）、有機ＥＬ表示装置（ＯＥＬＤ）などのような平板パネル型表示装置が開発されており、このような平板パネル型表示装置の中で小型化、軽量化及び薄型化が容易く、低い消費電力及び低い駆動電圧を持つ液晶表示装置が特に注目されている。

液晶表示装置は受光型表示装置だからバックライトユニットのような光源が必要になる。このような液晶表示装置用バックライトユニットは直下型方式と導光板方式の二つの種類がある。直下型方式は、平面にランプを複数個配置してランプと液晶パネルの間に拡散板を設置して液晶パネルとランプの間を一定するように維持する。導光板方式は、平板外郭にランプを設置したことで透明な導光板を利用してランプからの光を液晶パネルに照射する。これらのうち、直下型方式は光利用率が高くて取り扱いが簡単で液晶表示装置用バックライトユニットで広く使われている。

図１及び図２を参照して、従来の液晶表示装置用バックライトユニットについて説明する。図１は、従来の液晶表示装置用バックライトユニットのランプとカバーボトムの間の寄生キャパシタンスを示す断面図である。図２は、図１のランプに印加される高圧電圧及びランプとカバーボトムの間の寄生キャパシタンスによって発生される誘導電流の波形図である。

従来の液晶表示装置用バックライトユニットは、図１に示すように、平行に配置されて光を照射するための複数のランプ１３、複数のランプ１３を収納するカバーボトム１５、カバーボトム１５と複数のランプ１３の間に配置される反射フィルム１４を備える。

複数のランプ１３それぞれは、ガラス管内部にある不活性気体（Ａｒ、Ｎｅ）と、ガラス管の両端部に設置されている陰極及び陽極から構成される。ガラス管内部には不活性気体が充填されており、ガラス壁内壁には蛍光体が塗布されている。

このような複数のランプ１３それぞれはインバータ（図示せず）からの交流電圧が陽極及び陰極に印加されたとき、陰極から電子が放出されてガラス管内部の不活性気体と衝突して幾何級数的に電子の量が増えるようになる。これら増えた電子によってガラス管内部に電流が流れるようになることで電子によって不活性気体が励起されることによってエネルギーが発生されて、エネルギーが水銀を励起させながら紫外線が放出される。紫外線はガラス壁内側壁に塗布された発光性蛍光体に衝突して可視光線を放出させる。

複数のランプ１３を収納するカバーボトム１５は金属物質からなっているので、図１に示すように、ランプ１３、反射フィルム１４及びカバーボトム１５の間に寄生キャパシタンス（C１、C２、C３）が存在するようになる。寄生キャパシタンス（C１）はランプ１３と側面カバーボトム１５の間の寄生キャパシタンスで、寄生キャパシタンス（C２）はランプ１３とランプ１３の間の寄生キャパシタンスであり、寄生キャパシタンス（C３）はランプ１３と下面カバーボトム１５の間の寄生キャパシタンスである。複数のランプ１３を駆動するための高圧電圧が印加されたとき、図２に示すように、このような寄生キャパシタンス（C１、C２、C３）によって誘導電流が発生する。この誘導電流は寄生キャパシタンス（C１、C２、C３）によって誘導されたものであり、誘導電流の位相は高圧電圧の位相より π／２（９０゜）が先に進むことが分かっている。この誘導電流は、複数のランプ１３の駆動には無関係なので複数のランプ１３の発光効率を減少させてしまう。

したがって、本発明の目的は、反射フィルム内に抵抗体を挿入してランプとカバーボトムの間の寄生キャパシタンスによって発生される誘導電流を減少させることで、ランプの発光効率を効果的に向上させることができる液晶表示装置用バックライトユニットを提供することにある。

本発明が解決しようとする技術的課題は、上記に言及した技術的課題に制限されない。言及されなかったまた他の技術的課題は次に示す記載から本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者に明確に理解されることができる。

前記技術的課題を果たすための本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用バックライトユニットは光を照射するための複数のランプを含むランプアレイ、前記ランプアレイを収納するカバーボトム、前記ランプアレイの上部に配置されて、前記複数のランプから照射される光を拡散させる拡散板、前記拡散板の上部に配置されて、前記拡散板を経由して入射される光の進行方向を前記拡散板に垂直するように変換する光学フィルム及び前記カバーボトムと前記ランプアレイの間に配置されて、前記複数のランプそれぞれに対向するように形成された抵抗体を含む。

本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用バックライトユニットは前記抵抗体が前記複数のランプから照射される光を前記拡散板の方で反射させる反射フィルム内に形成されたことが望ましい。

また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用バックライトユニットは前記抵抗体の体積抵抗率が１０^１０Ωｍ〜１０^１９Ωｍであるのが望ましい。

また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用バックライトユニットは前記抵抗体の幅（Ｂ）と前記複数のランプそれぞれの間隔（Ａ）の比（Ｂ／Ａ）が０．３〜１なのが望ましい。

また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用バックライトユニットは前記抵抗体の厚さ（Ｃ）と前記反射フィルムの厚さ（Ｄ）の比（Ｃ／Ｄ）が ０．０５〜０．５なのが望ましい。

また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用バックライトユニットは、前記抵抗体がメラミン、フェノール、アセタール共重合体、アクリル、エポキシ樹脂、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ナイロン、６，６−ナイロン、アセタール−ホモポリマー、ポリエチレン、熱可塑性ポリエステル、ポリスルホン、ポリ酸化フェニレン、ポリテトラフルオロエチレン、フルオロ−エチレン−プロピレンのうち何れか少なくとも１つからなるのが望ましい。

また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用バックライトユニットは前記複数のランプが冷陰極管（ＣＣＦＬ）または外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ）であるのが望ましい。

また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用バックライトユニットは前記複数のランプが冷陰極管（ＣＣＦＬ）と発光ダイオード（ＬＥＤ）であるのが望ましい。

また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用バックライトユニットは前記複数のランプは外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ）と発光ダイオード（ＬＥＤ）であるのが望ましい。

その他実施形態の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれている。

本発明の一つの実施形態における液晶表示装置用バックライトユニットは、反射フィルム内に体積抵抗率が１０^１０Ωｍ〜１０^１９Ωｍである抵抗体を挿入することで、ランプとカバーボトムの間の寄生キャパシタンスによって発生される誘導電流を減少させることができるので、ランプアレイのランプの発光効率を効果的に向上させることができる。結局、本発明による液晶表示装置用バックライトユニットを採用した液晶表示装置は、画面表示品位を効果的に向上させることができる。

本発明の利点及び特徴、それを果たす方法は添付される図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になる。

明細書全体にかけて同一参照符号は同一構成要素を示すものとする。

以下、本発明の望ましい実施形態における液晶表示装置用バックライトユニットについて図３乃至図５を参照して詳しく説明する。

図３は、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用バックライトユニットの断面図である。図４は、図３のランプ、反射フィルム及びカバーボトムの拡大断面図である。図５は、図３のランプアレイの平面図である。

本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用バックライトユニットは、図３及び図４に示すように、平行に配置されて光を照射するための複数のランプ１３１乃至１３４を含むランプアレイ１３０、ランプアレイ１３０を収納するカバーボトム１５０、ランプアレイ１３０の上部に配置される拡散板１２０、拡散板１２０の上部に配置される光学フィルム１１０、カバーボトム１５０とランプアレイ１３０の間に配置される反射フィルム１４２及び反射フィルム１４２内に形成された抵抗体１４１を含む。

ランプアレイ１３０の複数のランプ１３１乃至１３４は冷陰極管（ＣＣＦＬ；Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）または外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ；Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）で構成されて、複数のランプ１３１乃至１３４それぞれはガラス管内部にある不活性気体（Ａｒ、Ｎｅ等）と、ガラス管の両端部に設置されている陰極及び陽極で構成される。 ガラス管内部には不活性気体が充填され、ガラス壁内壁には蛍光体が塗布されている。

このような複数のランプ１３１乃至１３４それぞれはインバータ（図示せず）からの交流電圧が陽極及び陰極に印加されれば、陰極から電子が放出されてガラス管内部の不活性気体と衝突して幾何級数的に電子の量が増えるようになる。増えた電子によってガラス管内部に電流が流れるようになることで電子によって不活性気体が励起されてエネルギーが発生され、このエネルギーが水銀を励起させながら紫外線が放出される。この紫外線はガラス壁内側壁に塗布された発光性蛍光体に衝突して可視光線を放出させる。

拡散板１２０は、複数のランプ１３１乃至１３４から照射される光を拡散させて、透明な樹脂で構成されたフィルムの両面に光拡散用部材をコーティングしたものを使う。光学フィルム１１０は、拡散板１２０を経由して入射される光の効率を向上させて、光の進行方向を拡散板１２０に垂直になるように変換する役目をする。

反射フィルム１４２は、複数のランプ１３１乃至１３４から照射される光を拡散板１２０の方で反射させて、図４に示すように、カバーボトム１５０とランプアレイ１３０の間に配置されて、反射フィルム１４２内には抵抗体１４１が複数のランプ１３１乃至１３４それぞれに対向するように形成されている。

ここで、反射フィルム１４２はマイクロフォームポリエチレンテレフタレート（ＭＣＰＥＴ；Ｍｉｃｒｏ−ｆｏｒｍｉｎｇ Ｐｏｌｙ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）からなり、複数のランプ１３１乃至１３４それぞれで照射される光の漏れを防止することと同時に複数のランプ１３１乃至１３４の側面及び背面に進行する光を前面、すなわち拡散板１２０の方に反射させることでランプ１３１乃至１３４で照射される光の効率を向上させる。

一方、抵抗体１４１の体積抵抗率は１０^１０Ωｍ〜１０^１９Ωｍであるのが望ましい。そんなことで、複数のランプ１３１乃至１３４とカバーボトム１５０の間の寄生キャパシタンスによって発生される誘導電流を効果的に抑制することができるとともに、抵抗体１４１を容易く製造することができる。 抵抗体１４１の体積抵抗率は次の（式1）で表現することができる。
Ｅ＝Ｒ＊Ｓ／Ｃ [Ωｍ] （式１）

ここで、Ｅは体積抵抗率で、Ｒは抵抗体１４１の抵抗値であり、Ｓは複数のランプ１３１乃至１３４それぞれに対向する抵抗体１４１の面積で、Ｃは抵抗体１４１の厚さである。

また、抵抗体１４１の幅（Ｂ)と複数のランプ１３１乃至１３４それぞれの間隔（Ａ）の比（Ｂ／Ａ）は０．３〜１であるのが望ましく、抵抗体１４１の厚さ（Ｃ）と反射フィルム１４２の厚さ（Ｄ）の比（Ｃ／Ｄ）は０．０５〜０．５であるのが望ましい。抵抗体１４１はメラミン、フェノール、アセタール共重合体、アクリル、エポキシ樹脂、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル（ＳＡＮ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ナイロン（６，６−ナイロン）、アセタール−ホモポリマー、ポリエチレン（ＰＥ）、熱可塑性ポリエステル、ポリスルホン、ポリ酸化フェニレン（ＰＰＯ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）またはフルオロ−エチレン−プロピレン（ＦＥＰ）などからなることができる。そんなことで体積抵抗率が１０^１０Ωｍ〜１０^１９Ωｍである抵抗体１４１を容易く構成することができる。

複数のランプ１３１乃至１３４を収納するカバーボトム１５０は、前述したように金属物質からなるので、複数のランプ１３１乃至１３４を駆動するための高圧電圧が印加されれば、複数のランプ１３１乃至１３４とカバーボトム１５０の間の寄生キャパシタンスによって誘導電流が発生する。

本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用バックライトユニットは、反射フィルム１４２内に体積抵抗率が１０^１０Ωｍ〜１０^１９Ωｍである抵抗体１４１を挿入することで、複数のランプ１３１乃至１３４とカバーボトム１５０の間の寄生キャパシタンスによって発生される誘導電流を減少させることができるので、ランプアレイ１３０のランプ１３１乃至１３４の発光効率を効果的に向上させることができる。結局、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用バックライトユニットを採用した液晶表示装置は画面表示品位を効果的に向上させることができる。

図５に示すように、ランプアレイ１３０を構成するランプ１３１乃至１３９は、冷陰極管（ＣＣＦＬ）または外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ）で構成される以外にも、必要によって、冷陰極管または外部電極蛍光ランプ１３１乃至１３９の間に複数の発光ダイオード１５１乃至１５５を含むことができる。このような冷陰極管または外部電極蛍光ランプ１３１乃至１３９と発光ダイオード１５１乃至１５５を含んだランプアレイ１３０は液晶表示装置の色再現性を向上させることができる。

以上添付された図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者は本発明がその技術的思想や必須な特徴を変更しなくても他の具体的な形態で実施されることができるということを理解することができる。

したがって、前述した実施形態は、本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者に発明の範疇を完全に知らせてくれるために提供されることなので、すべての面で例示的なことで限定的ではないことで理解しなければならないし、本発明は請求項の範疇によって定義されるだけである。

前述したように成る本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用バックライトユニットは反射フィルム内に体積抵抗率が１０^１０Ωｍ〜１０^１９Ωｍである抵抗体を挿入することで、ランプとカバーボトムの間の寄生キャパシタンスによって発生される誘導電流を減少させることができるので、ランプアレイのランプの発光効率を効果的に向上させることができる。結局、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用バックライトユニットを採用した液晶表示装置は画面表示品位を効果的に向上させることができる。

従来の液晶表示装置用バックライトユニットのランプとカバーボトムの間の寄生キャパシタンスを示す断面図である。 図１のランプに印加される高圧電圧及びランプとカバーボトムの間の寄生キャパシタンスによって発生される誘導電流の波形図である。 本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用バックライトユニットの断面図である。 図３のランプ、反射フィルム及びカバーボトムの拡大断面図である。 図３のランプアレイの平面図である。

Claims (9)

1. 光を照射するための複数のランプを含むランプアレイと、
   前記ランプアレイを収納するカバーボトムと、
   前記ランプアレイの上部に配置されて、前記複数のランプから照射される光を拡散させる拡散板と、
   前記拡散板の上部に配置されて、前記拡散板を経由して入射される光の進行方向を前記拡散板に垂直になるように変換する光学フィルムと、
   前記カバーボトムと前記ランプアレイの間に配置されて、前記複数のランプそれぞれに対向するように形成された複数の抵抗体を含み、
   前記複数の抵抗体は、前記複数のランプから照射される光を前記拡散板の方へ反射させる反射フィルム内に形成され、
   前記複数の抵抗体は前記反射フィルム内で前記ランプアレイの配列方向に関し部分的に配置されることを特徴とする液晶表示装置用バックライトユニット。
2. 前記抵抗体の体積抵抗率は、１０^１０Ωｍ〜１０^１９Ωｍであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
3. 前記抵抗体の幅（Ｂ)と前記複数のランプそれぞれの間隔（Ａ）との比（Ｂ／Ａ）は、０．３以上１未満であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
4. 前記抵抗体の厚さ（Ｃ）と前記反射フィルムの厚さ（Ｄ）との比（Ｃ／Ｄ）は、０．０５〜０．５であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
5. 前記抵抗体は、メラミン、フェノール、アセタール共重合体、アクリル、エポキシ樹脂、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ナイロン、６，６−ナイロン、アセタール−ホモポリマー、ポリエチレン、熱可塑性ポリエステル、ポリスルホン、ポリ酸化フェニレン、ポリテトラフルオロエチレン、フルオロ−エチレン−プロピレンのうち何れか少なくとも１つからなることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
6. 前記複数のランプは、冷陰極管または外部電極蛍光ランプであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
7. 前記複数のランプは、冷陰極管と発光ダイオードであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
8. 前記複数のランプは、外部電極蛍光ランプと発光ダイオードであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置用バックライトユニット。
9. 前記抵抗体は前記ランプと最短距離で対向することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置用バックライトユニット。

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