JP5276306B2 - バックライト照明の均一性を改善するためのシステム - Google Patents

バックライト照明の均一性を改善するためのシステム Download PDF

Info

Publication number
JP5276306B2
JP5276306B2 JP2007294978A JP2007294978A JP5276306B2 JP 5276306 B2 JP5276306 B2 JP 5276306B2 JP 2007294978 A JP2007294978 A JP 2007294978A JP 2007294978 A JP2007294978 A JP 2007294978A JP 5276306 B2 JP5276306 B2 JP 5276306B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
dots
substrate
light sources
dot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007294978A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2008147174A (ja
Inventor
ラヴィ・シャンカール・ドュルヴァスラ
マーク・マーシャル・マイヤーズ
ピーター・ウィリアム・ロレイン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JP2008147174A publication Critical patent/JP2008147174A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5276306B2 publication Critical patent/JP5276306B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133602Direct backlight
    • G02F1/133611Direct backlight including means for improving the brightness uniformity
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133602Direct backlight
    • G02F1/133604Direct backlight with lamps

Description

本発明の実施形態は、一般的に云えば、表示装置におけるバックライト照明の均一性を改善するためのシステムに関するものである。
フラットパネル液晶表示装置(LCD)のような大型表示装置は、典型的には、冷陰極蛍光ランプ(CCFL)を光源として利用している。CCFLは形状因子が小さい(典型的には、2.6〜3.0mmの範囲内の直径を持つ)が、CCFLは発光効率が比較的低く且つ長さがより長くなると脆弱である。表示パネル・スクリーンの対角線寸法が増大し続けているので、このような表示パネルを照明するための機械的に頑丈で高い発光効率の光源についての需要も増大している。
つい最近では、熱陰極蛍光ランプ(HCFL)がこのようなフラットパネル表示装置のための光源として使用されている。HCFLの使用により、光出力の現在のパルス動作を行うことができ、これにより、LCDピクセルが画像フレーム相互の間で状態を変えるための有限の遅延時間によって惹起される動きのボケを低減することが可能になる。HCFLは発光効率がCCFLよりも高く、且つ(典型的な直径がほぼ16mmである)管の長さがより長くなっても機械的により頑丈である。しかしながら、フラットパネル表示装置における動向がパネル深さを低減することであり且つHCFLがCCFLよりも直径が大きいので、HCFLは表示パネルのバックライト空洞内でより多くの空間を占める傾向がある。これにより、LCDスクリーンの下方での照明の不均一性が横縞の形態でより大きくなり、これは一般に最終使用者にとって不快である。その上、フラットパネル表示装置における動向がパネル深さを低減することであるので、バックライト空洞の深さを有意に増大させることなく照明の均一性を向上させることが一般に要望されている。
一実施形態では、照明システムを提供し、この照明システムは、バックライト・ハウジングと、前記バックライト・ハウジングに結合された複数の光弁(light valve) と、前記バックライト・ハウジング内に配列されて、前記光弁に光学的に結合された複数の光源とを含む。照明システムは更に、前記複数の光源と前記光弁との間に光学的に結合された光散乱基板と、前記基板上にパターン形成されていて、前記複数の光源からの光の透過強度を調節して、相隔たる複数の光源によって生じる横縞(banding) を低減することにより輝度の均一性を向上させる複数の光調節(light modulating)ドットと、を含むことができる。
別の実施形態では、光拡散体を提供し、この光拡散体は、光散乱基板と、前記基板上にパターン形成されていて、光源からの光の透過強度を調節して、広く相隔たる光によって生じる横縞を低減することにより輝度の均一性を向上させる複数の光調節ドットとを含む。
一実施形態では、複数の光調節ドットは、反射性ドット、又は透過性ドット、又は吸収性ドット、又はこれらの組合せを含むことができる。
本発明は、本発明の様々な実施形態の添付図面を参照して以下の詳しい説明を読むことによってより一層完全に理解されよう。様々な実施形態は制限するものとして取るべきではなく、説明と理解のためであり、また図面では、全図面を通じて同様な部品を同様な参照符号で表している。
本発明の1つ又は複数の実施形態に従って、照明の均一性を改善するためのシステム及び方法を以下に説明する。以下の詳しい説明では、本発明の様々な実施形態の完全な理解が得られるように多数の特定の細部を記述する。しかしながら、当業者には、複数の実施形態がこれらの特定の細部を示さなくても実施できること、本発明が特定の実施形態のみに制限されないこと、及び本発明が様々な代替実施形態で実施できることが理解されよう。他の例では、周知の方法、手順及び構成部品については詳しく説明しない。更に、繰り返し使用する語句「一実施形態」は、可能ではあるけれども、必ずしも同じ実施形態を表しているものではない。最後に、本出願で使用される用語「有する」、「含む」及び「持つ」、並びに同様な用語は、特に指示しない場合は、同等な意味を持つものとする。
図1は、一実施形態に従った模範的な照明システムの断面図である。図1において、照明システム10は、バックライト・ハウジング19と、バックライト・ハウジング19に結合された複数の光弁11と、バックライト・ハウジング19内に配列されて、光弁11に光学的に結合された複数の相隔たる光源15とを含む。照明システム10は更に、複数の光源15と光弁11との間に光学的に結合された少なくとも1つの光散乱基板12と、光散乱基板(1つ又は複数)12に対する支持を行う複数の支持体16とを含む。
光弁は、複数の光源15によって発生された光の透過率を調節するように個別に制御可能であるピクセル開口を含んでいる液晶表示装置(LCD)のような透過性又は反射性光弁アレイ(配列体)とすることができる。更に、光散乱基板(1つ又は複数)12は、複数の光源15によって発生された光の照明の均一性を増大させるために光弁11と複数の光源15との間に設けることができる。以下に更に詳しく説明する一実施形態によれば、照明システム10は、複数の光源15からの光の透過強度を調節して輝度の均一性を向上させるように1つ又は複数の光散乱基板12上にパターン形成された複数の光調節ドットを備えている。
バックライト・ハウジング19は、例えば、照明システムの意図した用途に依存して、大きさ及び形状因子を変えることができる。例えば、照明システム10がLCDテレビジョンに使用することを目的とされている場合、バックライト・ハウジングの長さ及び幅は、約50〜200cm及びそれよりも大きいこともあるLCDパネルに対処する大きさにすることができる。しかしながら、バックライト・ハウジング19の直径がこのような大きなLCDパネルに対処するように増大されたときでも、バックライト・ハウジング19の深さ(例えば、その中に複数の光源15が配置される空間)は約25mm程度に保ち続けられている。
バックライト・ハウジング19は、複数の光源15から放出された光を反射して光弁11の方へ戻すために複数の光源15の下方又はそれらの間に形成された1つ又は複数の反射器14を備えることができる。反射器(1つ又は複数)は、例えば、単一の反射性金属板又は被覆付きプラスチック反射器の形態を取ることができ、またバックライト・ハウジング19と光源15との間に均等に分布させることができる。この代わりに、反射器(1つ又は複数)14は、バックライト・ハウジング19と光源15との間に配置することができる。例えば、一実施形態では、1つ又は複数の反射器14を各々の光源15との間に配置して、光散乱基板(1つ又は複数)12上の相対的に低い強度の領域へ付加的な光を反射又は散乱させることによって、照明システム10にわたって照明の均一性を更に向上させることができる。
図2は、一実施形態に従った、図1の照明システム10のような模範的な照明システムの斜視図である。図2において、図示の照明システムは、バックライト・ハウジング19内に固定の間隔で配列された複数の光源15と、バックライト・ハウジング19と光源15との間に少なくとも部分的に設けられた反射器14とを含む。更にまた、3つの光散乱基板(拡散体)12a、12b及び12cが示されていて、これらは光弁11(図示せず)と複数の光源15との間に光学的に結合されている。光散乱基板12a、12b及び12cは1つ又は複数の拡散フィルム、シート又は板を含むことができ、またそれらは個々に又は包括的に拡散体と呼ぶことができる。一実施形態では、光散乱基板12a、12b及び12cの内の1つ又は複数はポリカーボネート樹脂を含むことができる。一実施形態では、光散乱基板12cは約2mmの厚さを持つ比較的厚い板とすることができ、他方、光散乱基板12a及び12bの各々は約0.2mmの厚さを持つ薄いフィルムとすることができる。一実施形態では、光散乱基板12cは、米国マサチュセッツ州ピッツフィールド所在のGEプラスチックス社から入手可能であるGE部品番号SW2005のような厚い体積のある散乱拡散体とすることができ、他方、光散乱基板12a及び12bは、GEプラスチックス社から入手可能であるイルミネックス(ILLUMINEX)と云う商品名の等級DL4251又はDL4250の表示フィルムとすることができる。
一実施形態によれば、複数の光源15は1つ又は複数の蛍光ランプを含むことができる。より特別な実施形態では、光源15は、電極がランプの両端部にあるT5形ランプのような1つ又は複数の熱陰極蛍光ランプ(HCFL)を含むことができる。従って、複数の光源15の両端部にある電極に電圧が供給されたときに、複数の光源15は光を放出する。
図3は、本発明の実施形態に従った光源15として使用するのに適した模範的なT5形熱陰極蛍光ランプ(HCFL)25を示す略図である。より詳しい図を提供するために、HCFL25の最も左側の部分のみを示している。HCFL25は、その各端部において、外側部材18と、ランプに電圧源を供給するための2つの電極17とを含む。HCFL25は、長さ「L」及び幅又は直径「D」を持つものとして特徴付けることができる。一実施形態では、HCFL25の直径は約16mmであり、これに対し、長さは意図した用途に依存して変えることができる。例えば、LCDのバックライトに関連して使用されるとき、長さはバックライト・ハウジング19又は光弁(例えば、LCDパネル)11の直径に依存して変えることができる。
図4は、本発明の一実施形態に従った模範的な照明システム10の正面図を示す略図である。照明システム10は、前述のバックライト・ハウジング19と複数の熱陰極蛍光ランプ(HCFL)25とを含む。熱陰極蛍光ランプ25は実質的に光弁11に平行な平面内に配列することができ、また光弁の背後で、図示のようにバックライト・ハウジング19の一方の側部から他方の側部へ長さ方向Lに延在することができる。熱陰極蛍光ランプ25は、固定距離だけ、又は照明システム10の幅に沿って変えられる距離だけ、互いから相隔てることができる。図4に示される実施形態では、熱陰極蛍光ランプ25は固定距離27だけ相隔てられている。
図4の照明システム10は更に、複数の光源によって発生された光の照明の均一性を向上させるために(前述したような)光散乱基板12を含む。しかしながら、熱陰極蛍光ランプ25の直径が、フラットパネルの背面照明のためにより一般的に使用されている冷陰極蛍光ランプの直径よりも遙かに大きい(例えば、T5形ランプの場合は16mmであるのに対してCCFLランプの場合は2.6〜3.0mmである)ので、ランプの頂部が光散乱基板の底部に一層近づくことになり、もって光散乱基板12を通った場合でも光の横縞が生じ得る。より詳しく述べると、CCFLランプの場合、バックライト・ハウジングの空洞深さの88%がCCFLランプの頂部の上方に且つ拡散体の下方にあり、他方、T5形ランプの場合、バックライト空洞深さの48%のみがランプの頂部の上方に且つ光散乱基板12の下方にあるに過ぎない。
一実施形態によれば、照明システム10は、光散乱基板12上にパターン形成されていて、複数の熱陰極蛍光ランプ25からの光の透過強度を調節して、相隔たる複数の熱陰極蛍光ランプ25によって生じる横縞を低減することによって輝度の均一性を向上させる複数の光調節ドットを備えている。特に指定しない限り、用語「ドット」とは広義に小さなマーク又は内包物を表すものとする。光調節ドットは実質的に丸いものであってよいが、他の形状、例えば、限定するものではないが、四角形、楕円形、台形、又は任意の他の幾何学的形/多角形とすることができる。更に、このようなドットは円形で直径を持つものであってよく、また他のドットは僅かに楕円形で長軸と短軸を持つものであってよい。一実施形態では、光調節ドットは、典型的には約200μm〜約500μmの開口領域を持つことができる関連したLCDパネルのピクセル開口領域よりも小さい。一実施形態では、光調節ドットは約300μm未満のドット幅又は直径を持つことができる。より特定の例では、光調節ドットは、LCDピクセル領域の大きさの3分の1以下であるドット面積を持つことができる。一実施形態では、光調節ドットは約150μmのドット幅又は直径を持つことができる。一実施形態では、光調節ドットは、二酸化チタン(例えば、TiO)又は酸化アルミニウム(例えば、AlO)のような高反射性の散乱物質を取り入れた塗料又はインクで構成される。更に、光調節ドットは、公知の又は開発すべき種々の方法で光拡散体のような光散乱基板上に形成することができる。例えば、光調節ドットは、シルクスクリーン、インクジェット印刷、又は塗料ドット・オン・デマンド印刷により拡散体上に印刷することができる。シルクスクリーンは1回の動作で全表面の素早い印刷を可能にし、これに対して、インクジェット及びドット・オン・デマンド印刷はプリンタが各スポット位置に個々にアクセスすることを必要とする。
一実施形態では、本書で述べる光調節ドットは、反射性ドット、又は透過性ドット、又は吸収性ドット、又はこれらの組合せを含むことができる。反射性ドットは、鏡面反射性又は拡散性とすることができ、且つ一般に熱陰極蛍光ランプ25のような光源から放出された光を反射してランプ及びバックライト・ハウジング19へ向けて戻すことができる。ランプの上方の領域から反射された光は、ランプ相互の間の領域の上方に散乱又は拡散し、従ってランプ相互の間での強度を増大させる。透過性ドットは、光源から放出された光を、ランプ及びバックライト・ハウジングから実質的に離れるように前方の方向に散乱させる。これと対照的に、吸収性ドットは、熱陰極蛍光ランプ25のような光源から放出された光を少なくとも部分的に吸収する。吸収性ドットは、ランプの直ぐ上方の光の幾分かを吸収して全体の照明の均一性が改善されるように調節し且つ間隔をあけることができる。幾つかの特定の実施形態では、光調節ドットは部分的に透過性、部分的に反射性、又は部分的に吸収性にすることができる。例えば、光調節ドットは、例えば、50〜95%の反射率を持つ部分的に透過性のドットを含むことができる。このような部分的に透過性のドットは、拡散体本体を介して見たときに観察者には目に見え難いことがある。
一実施形態では、透過性ドットは、周囲の散乱基板12の屈折率と比べて整合していない屈折率を持つマイクロ又はナノ粒子(或いは、内包物)を含むことができる。より高い又はより低い屈折率を持つ粒子を基板/拡散体内に埋め込んで又は拡散体の表面に付着させて使用することにより、粒子が光を制御された円錐角内に集束するようにすることができる。生じさせる散乱の性質に影響を与えるパラメータは、粒子(或いは、内包物)の大きさ、それらの屈折率、及びそれらの密度である。粒子は100nm〜500μmの大きさに作ることができ、またシリカ及びポリスチレンを含む種々の材料で構成することができる。粒子はまた、周囲の基板からの屈折率の変化を最大にするために中空に作ることができる。マイクロ粒子又は内包物の密度は、ランプの直ぐ上方での散乱を増大させ且つランプ相互の間の空間の上方での散乱を低減させて、全体の照明の均一性を向上させるように、調節し且つ間隔を空けることができる。
光調節ドットは単一の光散乱基板(例えば、12a、12b、12c)の1つ又は複数の表面内又は表面上に形成することができ、或いは光調節ドットは2つ以上の光散乱基板上に層を成すように形成することができる。更に、光調節ドットは光散乱基板12の2つ又はそれより多数の層の間に形成することができる。前に述べたように、光散乱基板12は、少なくとも一部がポリカーボネート樹脂から形成される拡散体を表すことができる。
更にまた、光調節ドットは、光調節ドット・パターンを形成するように配列することができる。一実施形態では、光調節ドット・パターンはパターン長及びパターン幅によって特徴付けることができ、パターン長は熱陰極蛍光ランプ25の長さ方向「L」に平行になるように定められ、またパターン幅は熱陰極蛍光ランプ25の長さ方向「L」に対して直交するように定められる。一実施形態では、光調節ドットは、得られる光調節ドット・パターン幅が対応する光源の幅又は直径よりも大きくなるようなパターンで形成することができる。例えば、熱陰極蛍光ランプ25に関連して使用されるとき、光調節ドット・パターン幅は、T5形ランプの直径である16mmよりも大きくすることができる。一実施形態では、光調節ドット・パターン幅は対応する光源の直径よりも小さくすることができる。一実施形態では、光調節ドット・パターン幅は約25mmにすることができる。
一実施形態では、光調節ドット・パターンはランプ位置の関数として繰り返される。例えば、図4において、各々の繰り返される光調節ドット・パターンは、対応する熱陰極蛍光ランプ25に対して中心合わせすることができる。その上、各々の繰り返される光調節ドット・パターンは、各々の熱陰極蛍光ランプ25を隔てる距離27のほぼ半分で始まり且つ終ることができる。他の実施形態では、光調節ドット・パターンはランプ相互の間の間隔の最大100%まで延在することができる。
一実施形態では、複数の熱陰極蛍光ランプ25のような複数の光源から放出された光の強度透過率が、反射性ドット間隔又はドット面積、或いはそれらの組合せを利用する拡散体によって調節され得る。一実施形態では、光調節ドット相互の間の間隔は、例えば図4に示されるような長さ方向と直交する方向に、ランプの幅又は直径に沿ったランプ中心からの距離の関数として変えることができる。
図5は、一実施形態に従った光源位置の関数として空間調節パターンで形成された光調節ドットを含む照明システムの切断部分を示す。図5の照明システムの図示部分は、バックライト・ハウジング19と、単一の熱陰極蛍光ランプ25と、空間調節パターンで形成された光調節ドット32を含む光散乱基板12を含んでいる。図示の実施形態では、光調節ドット32相互の間の間隔は、熱陰極蛍光ランプ25の幅/直径の関数として、ランプの長さ方向と直交する方向に変化している。従って、熱陰極蛍光ランプ25のような光源の上方での光の散乱は、このような光源を相隔てる空間の上方での光の散乱に比べて増大する。一実施形態では、光調節ドットは以下の関数に従って相隔てられる。
Px(i) = A + B*(x/Ni)+ C*(x/Ni)2 + D*(x/Ni)3
Py(j) = G*(y/Nj)
これらの関数は、ランプの中心から横方向にi番目のドット及び縦方向にj番目のドットまでの距離を表す。光調節ドットの位置についての式は、10次の項までの多項式の形を取り得るが、一般的には横方向の変動を補正するのに二次方程式で充分であり且つ縦方向では間隔は単純に線形である。
図6は、一実施形態に従った、光調節ドット・パターンの縁からのドット出現計数値によって表されるようなランプ位置の関数として光調節ドット間隔を例示するグラフである。グラフを参照して分かるように、ドット相互の間の間隔が、熱陰極蛍光ランプ25のような光源の中心に対応する点Bから、各々が所与の光源についての光調節ドット・パターンの始め又は終わりに対応する点A及び点Bまで増大している。
図7は、本発明の一実施形態に従った光調節ドットを含む拡散体を備えた照明システムと光調節ドットを含まない照明システムの輝度を例示するグラフである。より詳しく述べると、図7は、バックライト・ハウジング19に沿った線形変位(mm単位)の関数として、拡散体に対して垂直な角度から測定した輝度をルーメン/cm/ステラジアン単位(nits)で示す。図7において、第1の曲線53は、T5形熱陰極蛍光ランプ及び拡散体パネルを含む標準的な照明システムについての空間輝度を表す。第1の曲線53によって示されている不均一性は、この場合ほぼ11%である。対照的に、第2の曲線54は、T5形熱陰極蛍光ランプと一実施形態に従った複数の100μmの空間調節光反射性ドットを備えた拡散体パネルとを含む改善した照明システムについての空間輝度を表す。第2の曲線54によって示されている不均一性はほぼ1%に過ぎない。
これまで、例示の目的でHCFL光源について詳しく説明した。しかしながら、本発明の実施形態は、CCFL、発光ダイオード(LED)、有機発光ダイオード、レーザなどを含む多数の他の光源を含み又はそれらの他の光源に関連して使用することができる。光反射性ドット・パターンは、所与の種類の光源及び用途に基づいて、結果として得られる光の均一性を最適化するように修正することができる。
以上、本発明の特定の特徴のみを図示し説明したが、当業者には多数の修正及び変更をなし得よう。従って、特許請求の範囲が本発明の真の精神の範囲内にあるこの様な全ての修正及び変更を包含するものとして記載してあることを理解されたい。
一実施形態に従った模範的な照明システム10の断面図である。 一実施形態に従った模範的な照明システム10の斜視図である。 一実施形態に従った光源15として使用するのに適した模範的なT5形熱陰極蛍光ランプ(HCFL)を示す略図である。 一実施形態に従った模範的な照明システム10の前面図を示す略図である。 一実施形態に従った光源位置の関数として空間調節パターンに形成された光調節ドットを含む照明システムの切断部分の略図である。 一実施形態に従った、光調節ドット・パターンの縁からのドット出現計数値によって表されるようなランプ位置の関数として光調節ドット間隔を例示するグラフである。 一実施形態に従った光調節ドットを含む拡散体を備えた照明システムと光調節ドットを含まない照明システムとの輝度を例示するグラフである。
符号の説明
10 照明システム
11 光弁
12 光散乱基板
14 反射器
15 光源
16 支持体
17 電極
18 外側部材
19 バックライト・ハウジング
25 熱陰極蛍光ランプ
27 固定距離
32 光調節ドット

Claims (9)

  1. バックライト・ハウジング(19)と、
    前記バックライト・ハウジング(19)に結合された複数の光弁(11)と、
    前記バックライト・ハウジング(19)内に配列されて、前記光弁(11)に光学的に結合された複数の光源(15)と、
    前記複数の光源(15)と前記光弁(11)との間に光学的に結合された光散乱基板(12)と、
    前記光散乱基板(12)に接触して、前記光散乱基板(12)を支持する支持体と、
    前記基板(12)上にパターン形成されていて、前記複数の光源(15)からの光の透過強度を調節して、相隔たる前記光源によって生じる横縞を低減することにより輝度の均一性を向上させる複数の光調節ドット(32)と、
    を有し、
    前記光散乱基板(12)は拡散体を有し、
    前記光調節ドット(32)相互間の間隔が、前記光源の中心からの距離の増加にしたがって増大し、
    前記光調節ドット(32)は、部分的に透過性のドットであり、
    前記光調節ドット(32)は、前記基板の屈折率と異なる屈折率を持つ固体のマイクロ又はナノ粒子である、
    照明システム(10)。
  2. 前記複数の光源(15)からの光の強度透過率がドット間隔又はドット面積、或いはそれらの組合せの関数として調節される、請求項1に記載の照明システム(10)。
  3. バックライト・ハウジング(19)と、
    前記バックライト・ハウジング(19)に結合された複数の光弁(11)と、
    前記バックライト・ハウジング(19)内に配列されて、前記光弁(11)に光学的に結合された複数の光源(15)と、
    前記複数の光源(15)と前記光弁(11)との間に光学的に結合されていて、前記複数の光源(15)からの光の照明均一性を向上させる拡散体(12)であって、前記複数の光源(15)からの光の透過強度を調節するようにパターン形成されている複数の光調節ドット(32)を含む、拡散体(12)と、
    前記拡散体(12)に接触して、前記拡散体(12)を支持する支持体と、
    を有し、
    前記光調節ドット(32)相互間の間隔が、前記光源の中心からの距離の増加にしたがって増大し、
    前記光調節ドット(32)は、部分的に透過性のドットであり、
    前記光調節ドット(32)は、前記基板の屈折率と異なる屈折率を持つ固体のマイクロ又はナノ粒子である、
    照明システム(10)。
  4. 前記複数の光源(15)は熱陰極蛍光光源25を有している、請求項3に記載の照明システム(10)。
  5. 前記光調節ドット(32)は、高反射性散乱材料を含有する塗料又はインクを有している、請求項3に記載の照明システム(10)。
  6. 前記光調節ドット(32)はTiO2 又はAlO2 を有している、請求項5に記載の照明システム(10)。
  7. 前記光調節ドットは約500μm未満のドット幅を有している、請求項3に記載の照明システム(10)。
  8. 光散乱基板(12)と、
    前記光散乱基板(12)に接触して、前記光散乱基板(12)を支持する支持体と、
    前記基板(12)上にパターン形成されていて、光源(15)からの光の透過強度を調節して、広く相隔たる光源によって生じる横縞を低減することにより輝度の均一性を向上させる複数の光調節ドット(32)と、
    を有し、
    前記光散乱基板(12)は拡散体を有し、
    前記光調節ドット(32)相互間の間隔が、前記光源の中心からの距離の増加にしたがって増大し、
    前記光調節ドット(32)は、部分的に透過性のドットであり、
    前記光調節ドット(32)は、前記基板の屈折率と異なる屈折率を持つ固体のマイクロ又はナノ粒子である、
    光拡散体。
  9. 前記光散乱基板(12)はポリカーボネート樹脂を有している、請求項8に記載の光拡散体。
JP2007294978A 2006-11-17 2007-11-14 バックライト照明の均一性を改善するためのシステム Expired - Fee Related JP5276306B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/561,182 US7690811B2 (en) 2006-11-17 2006-11-17 System for improved backlight illumination uniformity
US11/561,182 2006-11-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008147174A JP2008147174A (ja) 2008-06-26
JP5276306B2 true JP5276306B2 (ja) 2013-08-28

Family

ID=39416732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007294978A Expired - Fee Related JP5276306B2 (ja) 2006-11-17 2007-11-14 バックライト照明の均一性を改善するためのシステム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7690811B2 (ja)
JP (1) JP5276306B2 (ja)
KR (1) KR101508010B1 (ja)
CN (1) CN101201505B (ja)
TW (1) TWI434103B (ja)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8376576B2 (en) * 2001-07-25 2013-02-19 The Sloan Company, Inc. Perimeter lighting
KR100755010B1 (ko) * 2006-10-30 2007-09-04 황천남 조명장치
KR20090073679A (ko) * 2007-12-31 2009-07-03 삼성전자주식회사 광학시트 및 표시 장치
JP4528902B2 (ja) * 2008-08-06 2010-08-25 株式会社オプトデザイン 光源装置、照明装置および表示装置
KR101513716B1 (ko) * 2008-09-18 2015-04-21 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치
WO2010141269A2 (en) 2009-06-02 2010-12-09 Dolby Laboratories Licensing Corporation Multi-die led package and backlight unit using the same
JP5135555B2 (ja) * 2009-12-22 2013-02-06 王子ホールディングス株式会社 凹凸パターン形成シート、光学シートおよび輝度調整シートおよびそれらの製造方法
TW201226143A (en) * 2010-12-28 2012-07-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Light guide plate mold and method for making light guide plate and light guide plate
JP5827578B2 (ja) * 2011-02-14 2015-12-02 株式会社半導体エネルギー研究所 光学素子の作製方法
CN102644883A (zh) * 2011-03-25 2012-08-22 京东方科技集团股份有限公司 直下式背光源
JP5228089B2 (ja) * 2011-07-06 2013-07-03 シャープ株式会社 発光装置および表示装置
JP5821361B2 (ja) * 2011-07-25 2015-11-24 セイコーエプソン株式会社 照明装置、液晶表示装置および電子機器
CN102661527B (zh) * 2012-03-29 2014-03-26 深圳市华星光电技术有限公司 背光模组及液晶显示器
TW201403182A (zh) * 2012-07-06 2014-01-16 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 背光模組及導光元件
JP6358894B2 (ja) * 2014-08-20 2018-07-18 三菱電機株式会社 面光源装置および液晶表示装置
WO2017149689A1 (ja) * 2016-03-02 2017-09-08 株式会社日立ハイテクノロジーズ 欠陥検査装置、パターンチップ及び欠陥検査方法
CN209182611U (zh) * 2018-10-29 2019-07-30 合肥京东方显示光源有限公司 光扩散组件、背光组件以及显示装置
JP2023079288A (ja) 2021-11-29 2023-06-08 シャープディスプレイテクノロジー株式会社 照明装置および表示装置

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03236958A (ja) * 1989-12-05 1991-10-22 Mitsubishi Rayon Co Ltd 合成樹脂拡散シートおよびその製造方法
DE69120349T2 (de) * 1990-06-19 1996-10-31 Enplas Corp Gerät für eine flächenartige Lichtquelle
US5202950A (en) 1990-09-27 1993-04-13 Compaq Computer Corporation Backlighting system with faceted light pipes
US5050946A (en) 1990-09-27 1991-09-24 Compaq Computer Corporation Faceted light pipe
JPH04323687A (ja) * 1991-04-23 1992-11-12 Kuraray Co Ltd 面照明装置
JPH06301034A (ja) * 1992-04-30 1994-10-28 Riyoosan:Kk バックライト装置及びその組立て方法
JP3230225B2 (ja) 1992-10-19 2001-11-19 ソニー株式会社 画像表示装置
JPH07113718B2 (ja) * 1993-03-03 1995-12-06 日本電気株式会社 液晶パネル用バックライト装置
JP2830972B2 (ja) * 1995-03-06 1998-12-02 株式会社日立製作所 液晶表示装置
JPH08240719A (ja) * 1995-03-06 1996-09-17 Hitachi Ltd 液晶表示装置
US5961198A (en) * 1996-02-02 1999-10-05 Hitachi, Ltd. Liquid crystal display device and method of manufacturing backlighting light guide panel therefor
US6334689B1 (en) * 1997-01-30 2002-01-01 Hitachi, Ltd. Liquid crystal display
JP2000321570A (ja) * 1999-05-10 2000-11-24 Hitachi Ltd 液晶表示装置
JP4330700B2 (ja) * 1999-06-10 2009-09-16 東芝モバイルディスプレイ株式会社 平面表示装置
US7230764B2 (en) * 2000-08-18 2007-06-12 Reflexite Corporation Differentially-cured materials and process for forming same
KR20010074133A (ko) * 2001-03-30 2001-08-04 고경진 백라이트용 도광판
JP4198372B2 (ja) * 2002-03-22 2008-12-17 株式会社日立製作所 液晶表示装置
KR100873085B1 (ko) * 2002-06-22 2008-12-09 삼성전자주식회사 백 라이트 어셈블리 및 이를 갖는 직하형 액정 표시 장치
JP2004045645A (ja) * 2002-07-10 2004-02-12 Yuka Denshi Co Ltd 面光源装置並びに液晶ディスプレイ装置
TW568987B (en) * 2002-08-16 2004-01-01 Au Optronics Corp Direct-type backlight unit for flat panel liquid crystal display
TWI252938B (en) * 2002-11-22 2006-04-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Light guide plate and backlight system using the same
KR100698045B1 (ko) * 2002-11-26 2007-03-23 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치
TWI282444B (en) * 2002-12-06 2007-06-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Light guide plate having diffusion function
TW200411279A (en) 2002-12-27 2004-07-01 Benq Corp Straight-down backlight module
JP2004253318A (ja) * 2003-02-21 2004-09-09 Minebea Co Ltd 面状照明装置
JP2005117023A (ja) * 2003-09-19 2005-04-28 Sony Corp バックライト装置及び液晶表示装置
TW200523503A (en) 2003-09-29 2005-07-16 Sony Corp Backlight, light guiding plate, method for manufacturing diffusion plate and light guiding plate, and liquid crystal display device
TWI271583B (en) * 2004-03-09 2007-01-21 Au Optronics Corp Light guide of backlight unit
US20080285308A1 (en) * 2004-03-23 2008-11-20 Donald Burris Clary Light Guide and Apparatus For Using Light Guide
KR101189080B1 (ko) * 2005-01-24 2012-11-09 삼성디스플레이 주식회사 반사판과 이를 포함하는 액정표시장치
KR20060116513A (ko) * 2005-05-10 2006-11-15 삼성전자주식회사 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치
EP2287526B1 (en) * 2005-07-20 2013-09-11 TBT Asset Management International Limited Illumination unit with serpentine-shaped cold cathode fluorescent lamp
CN100426087C (zh) * 2006-01-06 2008-10-15 清华大学 导光板及使用该导光板的背光模块
CN101025518A (zh) * 2006-02-25 2007-08-29 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 光学片
CN101122704B (zh) * 2006-08-11 2010-11-10 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 光学板及采用该光学板的背光模组

Also Published As

Publication number Publication date
CN101201505B (zh) 2014-12-24
KR20080045061A (ko) 2008-05-22
CN101201505A (zh) 2008-06-18
TW200832012A (en) 2008-08-01
KR101508010B1 (ko) 2015-04-03
JP2008147174A (ja) 2008-06-26
TWI434103B (zh) 2014-04-11
US7690811B2 (en) 2010-04-06
US20080117630A1 (en) 2008-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5276306B2 (ja) バックライト照明の均一性を改善するためのシステム
JP5291469B2 (ja) バックライト構造
JP5286419B2 (ja) 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置
JP2008016428A (ja) バックライトユニットの導光板およびこれを備えたバックライトユニット
TW200537201A (en) Optical material, optical element, illuminator and display device
KR20060023452A (ko) 프리즘 시트, 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치
JP2008053203A (ja) 面光源装置、バックライトユニット及び液晶表示装置
JP4469923B2 (ja) 照明装置、表示装置、テレビ受信装置
KR20140118092A (ko) 광확산 소자, 및 이를 갖는 발광소자 어레이 유닛
JP4469922B2 (ja) 照明装置、表示装置、テレビ受信装置
JP5051981B2 (ja) 導光板、これを用いる面状照明装置および液晶表示装置
US8096669B2 (en) Surface light source device and image display apparatus
JP2007053019A (ja) 導光板、これを用いる面状照明装置および液晶表示装置
JP2010108601A (ja) 面状光源及び液晶表示装置
WO2012081185A1 (ja) バックライト装置および液晶表示装置
WO2013088594A1 (ja) バックライト装置および液晶表示装置
JPH1164645A (ja) 平面発光体
JP2001093314A (ja) 面光源装置及びこれを用いた液晶ディスプレイ装置
KR20080047181A (ko) 백라이트 어셈블리
JP2000122054A (ja) 面光源装置及びこれを用いた液晶ディスプレイ装置
KR20050035582A (ko) 가로방향과 세로방향의 프리즘이 일체로 형성된 도광판
JP2003346537A (ja) 面発光装置およびこれを用いた表示装置
KR100610613B1 (ko) 광학 시이트 및 그를 이용한 백 라이트 유닛
KR200339531Y1 (ko) 가로방향과 세로방향의 프리즘이 일체로 형성된 도광판
KR101159496B1 (ko) 액정표시장치용 백라이트 유닛

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101108

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20101108

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111108

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120712

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120724

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121018

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121113

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130207

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130423

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130517

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees