JP2006179494A - バックライトシステム及びそれを採用した液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 バックライトシステム及びそれを採用した液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 ベースプレートに複数の発光デバイスラインをなすように配列された複数の発光デバイスと、発光デバイスから離れた側壁を有し、その側壁を介して発光デバイス側から入射された光を内部反射により広げ、ベースプレートに近い側に散乱領域が形成され、散乱領域に入射された光が乱反射されて、ベースプレートと反対側に出射するようになった導光板とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、バックライトシステム及びそれを採用した液晶表示装置（ＬＣＤ）に係り、より詳細には、直下発光型のバックライトシステム及びそれを採用したＬＣＤに関する。

平板表示装置の一つであるＬＣＤ（液晶表示）は、それ自体が発光して画像を形成できず、外部から光が入射されて画像を形成する受光型表示装置である。バックライトシステムは、このようなＬＣＤの背面に設置されて光を照射する。

バックライトシステムは、光源の配置形態によってＬＣＤの直下に設置された複数の光源からの光を液晶パネルに照射する直下発光型と、導光板（ＬＧＰ）の側壁に設置された光源からの光を液晶パネルに伝達する端部発光型とに大別されうる。直下発光型のバックライトシステムには、点光源としてランバーティアンの光が出射される発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用できる。

バックライトシステムには、光源から出た光を拡散させて、液晶パネルに光を均一に照射できるように拡散板が備えられている。

光源として発光ダイオードを使用する直下発光型のバックライトシステムの場合、光源の上方に透過拡散板が配置される。

ところが、光源と透過拡散板との距離が近ければ、点光源として使用される発光ダイオードの色が見られ、発光ダイオードスポットが見られ得る。

したがって、光源から出た光をさらに均一に拡散させるためには、光源と透過拡散板との距離を遠くしなければならない。これは、バックライトシステムが厚くなることを意味する。

このように、バックライトシステムが厚ければ、これを採用したＬＣＤ、例えば、ＬＣＤ ＴＶなどの厚さも厚くなり、薄型化の要求に十分に対応できない。

一方、直下発光型のバックライトシステムでは、複数の発光ダイオードが一列に配列されたラインが複数配置される構造で発光ダイオードが配列されるが、発光ダイオードライン間の距離が遠くなれば、ライン状の輝線が見られる。したがって、輝線が見られない程度に発光ダイオードライン間の距離を十分に近くしなければならない。
日本特開２０００−２４１８０８号公報 日本特開平８−２９７２８２号公報 米国特許公開２００４／０１５１００６Ａ１明細書 韓国特開２００３−００７２０３６号公報

本発明は、前記のような点に鑑みてなされたものであって、薄型化の要求に十分に対応できるように、バックライトシステムを十分に薄くし、発光デバイスライン間の距離を十分に遠くしつつも、光を均一に照射できるように、構造を改善した直下発光型のバックライトシステム及びそれを採用したＬＣＤを提供するところにその目的がある。

前記目的を達成するための本発明に係るバックライトシステムは、ベースプレートに複数の発光デバイスラインをなすように配列された複数の発光デバイスと、前記発光デバイスから離れた側壁を有し、その側壁を介して前記発光デバイス側から入射された光を内部反射により広げ、前記ベースプレートに近い側に散乱領域が形成され、散乱領域に入射された光が乱反射されて、前記ベースプレートと反対側に出射するようになった導光板とを備えることを特徴とする。

ここで、前記散乱領域は、不連続的に形成されうる。前記散乱領域の幅は、前記発光デバイスから遠くなるほど広くなるように形成されたことが好ましい。前記散乱領域は、入射光を乱反射させるように形成された散乱パターンや入射光を乱反射させるように塗布された拡散物質からなりうる。

前記発光デバイス及び導光板側からベースプレートから遠くなる方向に進む光を拡散透過させる透過拡散板をさらに備えうる。前記発光デバイスから出射されて、前記ベースプレートから遠くなる方向に進む光量を減らしつつも、一部の光はそのまま進ませる部分遮断部材をさらに備えうる。

前記部分遮断部材は、複数の穴が形成された反射部材を備え得る。

また、前記部分遮断部材は、透明部材の少なくとも一面に拡散物質領域が形成された構造でありうる。

前記発光デバイスは、光を発生させる発光ダイオードチップと、前記発光ダイオードチップ側から入射された光をコリメーティングするためのコリメータとを備えうる。

前記コリメータは、入射光を概略的に側方向に進ませる側面放出器及びドーム形状コリメータのうち、何れか一つでありうる。

前記透過拡散板から出る光の直進性を向上させるための輝度向上フィルム、及び偏光効率を向上させるための偏光向上フィルムのうち、少なくとも何れか一つをさらに備えうる。

前記導光板は、前記発光デバイスラインのうち、少なくとも一つと平行に配置された長いブロック状になり、前記発光デバイスラインの外側と発光デバイスラインとの間にそれぞれ位置しうる。前記導光板は、透明ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）から形成されうる。

前記散乱領域は、前記導光板のベースプレートに近い面に形成されうる。

前記目的を達成するための本発明に係るＬＣＤは、液晶パネルと、前記液晶パネルに光を照射する前記特徴のうち、何れか一つを有するバックライトシステムとを備えることを特徴とする。

前記目的を達成するための本発明に係る装置は、内部反射により光を出射するようにベースプレートに配列された複数の発光デバイスと、前記複数の発光デバイスにより出射された光をガイドする少なくとも一つの光ガイドパネルと、を備え、前記光ガイドパネルは、前記複数の発光デバイスの間の距離に基づいて、幅が変わる少なくとも二つの成分を有する散乱領域を備えることを特徴とする。

前記目的を達成するための本発明に係る装置は、ベースプレートに配列された‘ｎ’で表現される発光デバイスの少なくとも二つのラインと、前記複数の発光デバイスにより出射された光をガイドする複数の光ガイドパネルと、を備え、前記発光デバイスの各ラインは、少なくとも二つの発光デバイスを備え、前記光ガイドパネルの数は、‘ｎ＋１’であることを特徴とする。

本発明に係るバックライトシステムは、その厚さを十分に薄くしつつも、光の輝度分布を全体的に均一にすることが可能である。したがって、これをＬＣＤに適用すれば、ＬＣＤの全厚をさらに薄くし、全画面の輝度が均一な良質の画像を具現できる。

前記のような本発明に係るバックライトシステムは、発光デバイスからその側方向に出た光が導光板に入射されて、この導光板の内部での内部反射により広く広がり、散乱領域で乱反射されて出射される。

このように、内部反射により光が導光板で全体的に広く広がって出射されるため、発光デバイスと透過拡散板との間隔を減らし、これによりバックライトシステムを十分に薄くできる。また、発光デバイスラインの間隔を十分に広くしつつも、均一な光を照射することが可能である。

以下、添付された図面を参照して、本発明に係るバックライトシステム及びそれを採用したＬＣＤの好ましい実施形態を詳細に説明する。

図１及び図２は、本発明の一実施形態に係るバックライトシステムの構造を概略的に示す断面図であり、図３は、本発明の一実施形態に係る導光板及び発光デバイスの配置を概略的に示す斜視図であり、図４は、図１の発光デバイスを拡大して示す断面図である。図１は、発光デバイスラインによる断面図であり、図２は、発光デバイスラインに垂直方向の断面図である。

図１ないし図４に示すように、本発明に係るバックライトシステム１００は、ベースプレート１０１に複数の発光デバイスラインを形成するように配列された複数の発光デバイス１０と、発光デバイス１０から離れた側壁１１１を有し、ベースプレート１０１に近い方向に散乱領域１１５が形成された導光板１１０と、を備える。また、本発明に係るバックライトシステム１００は、発光デバイス１０の上方に位置して入射光を拡散透過させる透過拡散板１４０を備える。ここで、上方は、本発明に係るバックライトシステム１００から光が出射される方向にベースプレート１０１から遠くなる方向に該当する。しかし、本説明で表現される“上方”は、単に基準方向を表現したものと理解されねばならず、代案として、例えば、バックライトシステムが直立／垂直位置に設置されれば、側方向または水平方向に表現されてもよい。

ベースプレート１０１は、複数の発光デバイス１０を複数の発光デバイスラインを形成するように配列するための基板としての役割を行う。このベースプレート１０１は、発光デバイス１０の発光ダイオードチップ１１が電気的に連結されるように設置される印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ：ＰＣＢ）、例えば、メタルコア印刷回路基板（Ｍｅｔａｌ Ｃｏｒｅ ＰＣＢ：ＭＣＰＣＢ）でありうる。代案として、本発明に係るバックライトシステム１００は、各発光デバイスラインを構成する複数の発光デバイス１０が長くて薄い板状の別途のＰＣＢ、例えば、メタルコアＰＣＢ上に一列に配列され、このような一列に配列された発光デバイスを備える長い板状の複数のＰＣＢをベースプレート１０１に複数のラインをなすように設置した構造に形成されてもよい。

図３に示すように、発光デバイス１０は、ベースプレート１０１上に複数の発光デバイスライン、例えば、５本のラインまたは６本のラインをなすように配列される。図３では、５本の発光デバイスラインが形成された場合を示す。発光デバイスライン上に位置する発光デバイス１０の個数は、実際には、図３に示したものよりはるかに多い。図３のように、各ライン上には、発光デバイス１０が稠密に配置され、発光デバイスライン間の間隔は相対的に広く配置されうる。発光デバイスライン数、ライン間の間隔、各ラインに配置される発光デバイス１０の個数等は、設計条件によって多様に変形されうる。

前記のように、発光デバイス１０は、ベースプレート１０１に複数のラインをなすように配列されるが、この時、各ライン上には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）色光をそれぞれ出射する発光デバイスを交互に配置できるが、本発明はこれらのカラー例に限定されない。発光デバイス１０は、Ｒ、Ｇ、Ｂカラー光を出射でき、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ発光デバイスは、各ライン上に多様に配置されうる。この場合には、Ｒ、Ｇ及びＢ用の発光デバイスのそれぞれにＲ、Ｇ及びＢ色光を発生させる発光ダイオードチップが使用される。この時、各ライン上に配置される各色光別の発光デバイスは、それから出射される各色光の量を考慮して、色光別の個数を互いに異ならせ得る。

Ｒ、Ｇ、Ｂ用の発光ダイオードチップから出射されるＲ、Ｇ、Ｂ色光の量は異なることがあり、現在は、Ｇ発光ダイオードの出射光量が他のＲ、Ｂ発光ダイオードに比べて少ない。したがって、これを考慮して、例えば、各ライン上にＲ、Ｂ用の発光デバイスは同一数で配置し、Ｇ発光デバイスは、これより２倍となるように配置してもよい。各ライン上でＲ、Ｇ、Ｂ用の発光デバイスの配置順序は、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｇ、ＢまたはＢ、Ｇ、Ｇ、Ｒ順序となりうる。

代案として、発光デバイス１０は、何れも白色光を出射する発光ダイオードチップを使用しても良い。

前記のように、各発光デバイスライン上にＲ、Ｇ、Ｂ色の光を発生させる発光ダイオードチップを使用して、色光別の発光デバイスを多様な配列で配置するか、または白色光を発生させる発光ダイオードチップを使用する発光デバイスを備える場合、バックライトシステム１００から白色光が出射されるため、このようなバックライトシステムを適用したＬＣＤは、カラー画像を表示できる。

一方、発光デバイス１０は、図４に示すように、光を発生させる発光ダイオードチップ１１と、発光ダイオードチップ１１側から入射された光をコリメーティングするためのコリメータとを備えて構成されうる。図４では、前記コリメータとして発光ダイオードチップ１１から入射された光を概略的に側方向に進ませる側面放出器１３を備える例を示す。

光を発生させる発光ダイオードチップ１１は、ベース１２に配置された状態で側面放出器１３と結合されうる。この時、発光ダイオードチップ１１と側面放出器１３とは密着されることが好ましい。このように、発光ダイオードチップ１１と側面放出器１３とを密着させることにより、発光ダイオードチップ１１から発生して側面放出器１３内に入る光量を極大化させうる。

側面放出器１３は、透明物質からなる透明本体を有する。この側面放出器１３は、図４に例示したように、中心軸Ｃに対して傾斜した漏斗状の反射面１４と、反射面１４で反射されて入射される光を屈折透過させるように中心軸Ｃに対して傾斜した第１屈折面１５と、下面から第１屈折面１５まで連結された凸状の第２屈折面１７とで形成される。発光ダイオードチップ１１から出射されて、側面放出器１３の反射面１４側に入射された光は、その反射面１４で反射されて第１屈折面１５に向かって、この第１屈折面１５を透過して概略的に側方向に進む。また、発光ダイオードチップ１１から出射されて凸状の第２屈折面１７に入射された光は、その第２屈折面１７を透過して概略的に側方向に進む。

ここで、側面放出器１３は、発光ダイオードチップ１１側から入射された光を概略的に側方向に出射させる範囲内でその形状が多様に変形されうる。

一方、図１ないし図３及び後述する図６では、本発明に係るバックライトシステム１００がコリメータとして、側面放出器１３が形成された発光デバイス１０を備える場合を示すか、本発明に係るバックライトシステム１００は、図５に示すように、ドーム状のコリメータ２３が形成された発光デバイス２０を備えることも可能である。以下では、便宜上、本発明に係るバックライトシステム１００が、側面放出器１３が形成された発光デバイス１０を備える場合を例として挙げて説明する。

また、図２及び図３に示すように、導光板１１０は、側壁１１１及び散乱領域１１５を備え、発光デバイス１０から離れた側壁１１１を介して発光デバイス１０側から入射された光を内部反射、より好ましくは、内部全反射により広げて、散乱領域１１５に入射された光を乱反射させて、ベースプレート１０１と反対側に出射させる。

導光板１１０は、透明材質、例えば、透明ＰＭＭＡから形成されうる。導光板１１０は、発光デバイス１０の少なくとも一部を取り囲むように形成される。図３では、その側壁１１１が前記発光デバイスラインと平行に配置されるように長いブロック状の導光板１１０を備える例を示す。図３のように、長いブロック状の導光板１１０を備える場合、この導光板１１０は、発光デバイスラインの間と、最も外側の発光デバイスラインの外側にそれぞれ配置される。この場合、発光デバイスラインがｎ個であれば、長いブロック状の導光板１１０はｎ＋１個が備えられる。

ここで、図３では、別個の複数の長いブロック状の導光板１１０を発光デバイスラインと平行に配置した例を示すが、本発明に係るバックライトシステム１００は、単一体の導光板１１０を備えてもよい。すなわち、導光板１１０を各発光デバイスに該当する位置に貫通ホールを有するように形成するか、または各発光デバイスラインに該当する位置に貫通ホールを有しつつ、発光デバイスラインの端部では、互いに連結部分が存在するように形成しても良い。

一方、図６は、図１の導光板１１０の内部での光の進行を例示的に示す図面である。

図２及び図６に示すように、散乱領域１１５は、導光板１１０のベースプレート１０１に近い側、例えば、ベースプレート１０１と対向する底面に形成されることが好ましいが、この散乱領域１１５は、導光板１１０の内部を進み途中で、その散乱領域１１５に入射される光を乱反射させて、ベースプレート１０１と反対側に出射させるためのものである。

散乱領域１１５は、その導光板１１０、例えば、透明ＰＭＭＡのベースプレート１０１に近い面に形成されうる。散乱領域１１５は、図２及び図６に示すように、不連続的に形成されたことが好ましい。また、散乱領域１１５は、その幅が発光デバイス１０から遠くなるほど広くなるように形成されたことが好ましい。この場合、発光デバイスライン間の中間地点に最も広い幅を有する散乱領域１１５が形成される。

これは、発光デバイス１０に近いほど光量が多く、それから遠くなるほど光量が小さくなるため、発光デバイス１０から遠い位置では、さらに広い領域で光の乱反射を発生させて、導光板１１０の上方に出射される光量をさらに均一化するためである。発光デバイスラインから遠くにある散乱領域１１５のさらに広い成分を有することにより、光ガイドパネル１１の上方に不規則的に反射された入射光の量を増加させうる。

散乱領域１１５は、入射光を乱反射させるように散乱パターン（乱反射パターン）を形成することにより得られうる。

代案として、散乱領域１１５は、入射光を乱反射させるように拡散物質を塗布して得られ得る。例えば、導光板１１０の底面に、前記のような不連続的な散乱領域１１５を形成するように、白色インキ（拡散物質に該当する）を相対的に厚くプリントすれば、入射光を乱反射させる散乱領域１１５が得られる。

前記のように構成された導光板１１０の内部に発光デバイス１０側から光が入射されれば、例えば、導光板１１０内での内部全反射条件を満足する角度で入射された光は、導光板１１０の上面及び底面で内部全反射されて遠く広がる。導光板１１０は、屈折率が約１である空気中で、屈折率が約１.５であるＰＭＭＡ材質から形成された場合、その導光板１１０の上面や下面に４１゜以上の入射角で入射された光は何れも内部全反射される。このような内部全反射により導光板１１０内で全体的に広がるため、バックライトシステムの厚さを減らし得る。ここで、内部全反射条件を満足しない角度（すなわち、４１゜未満の入射角）で入射された光も存在しうるが、この入射光も内部反射により相当量反射されうるため、導光板１１０の内部で広がる。図６でＡ部分は、光の内部全反射を示す。

導光板１１０の内部を進む光がその導光板１１０のベースプレート１０１に近い側、例えば、底面に形成された散乱領域１１５に入射されれば、その入射光は散乱領域１１５で乱反射されて、導光板１１０の上面を通って出射される。図６でＢ部分は、散乱領域１１５に入射された光の乱反射を示す。

このような導光板１１０での内部反射及び乱反射により発光デバイス１０から出射された光は広く広がるため、バックライトシステム１００の厚さを十分に薄くし、発光デバイスライン間の距離を十分に長くしつつも、光を均一に照射できる。このように、発光デバイスライン間の距離を長くすれば、バックライトシステム１００を構成する発光デバイスライン数及びそれによって使用される発光デバイス数を相対的に減らし得るため、製造コストの側面でも有利である。

一方、発光デバイス１０の発光ダイオードチップ１１から出射される光の大部分は側方向に出射され、導光板１１０の内部に入射され、それにより光ガイドパネル１１０を介して広く広がるが、例えば、側面放出器１３の反射面１４をそのまま通過して上方に進む光も一部存在しうる。側面放出器１３の上方に進む光量は、例えば、発光ダイオードチップ１１から出射された光の約２０％でありうる。

例えば、図４に示すように、側面放出器１３の反射面１４を、内部全反射条件を満足するように形成しても、発光ダイオードチップ１１から出射される光は四方に広がる光であるため、あらゆる光に対して内部全反射条件を満足することはできない。したがって、側面放出器１３をそのまま通過して、図４で側面放出器１３の位置に対して上方に進む光が存在しうる。また、反射面１４を反射コーティングにより形成しても、反射面１４を完全全反射面されるようにコーティングするためには、そのコーティング条件が難しいため、実質的に反射面１４は適正反射率を有するようにコーティングされる。したがって、側面放出器１３の上方に直ぐ進む光も一部存在しうる。

このような側面放出器１３の上方に進む光の存在により、バックライトシステムの上方から見て、発光ダイオードチップ１１の位置に光スポットまたはが輝度ラインが見え得る。また、カラーの具現のために、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれのカラー光を出射するＲ、Ｇ、Ｂ発光デバイスを配置する場合、バックライトシステム１００の上側部分から見て、色が見えることもある。

逆に、前記のように、発光ダイオードチップ１１の位置に光スポットまたは輝度ラインが見えるか、または予期していない色が見えることを防止するために、あらゆる光を反射させる反射ミラーを位置させる場合、この反射ミラーに該当する部分にアーム部が発生しうる。

したがって、本発明に係るバックライトシステム１００は、図７に示すように、発光デバイス１０から出射されて、ベースプレート１０１から遠くなる方向、すなわち、透過拡散板１４０側に直接的に進む光量を減らしつつも、一部の光はそのまま進行させうる部分遮断部材１２０をさらに備えることが好ましい。

部分遮断部材１２０としては、図７に示すように、複数の微細孔２２５が形成された反射部材２２０を備え得る。この反射部材２２０は、その少なくとも一面に反射面が形成され、この反射面に微細孔が形成されるか、または反射部材を貫通するように微細孔を形成した構造を有しうる。

このように、部分遮断部材１２０として複数の微細孔２２５が形成された反射部材２２０を備える場合、一定量の光のみが通過されうるため、発光ダイオードチップ１１の位置に光スポットまたは輝度ライン、予期していない色が見えることを防止でき、アーム部が発生しない。

代案として、部分遮断部材１２０は、図８に示すように、透明部材２３０の少なくとも一面に拡散物質領域２３５が形成された構造であってもよい。この時、拡散物質領域２３５は、連続的に形成されても不連続的に形成されても良い。

拡散物質領域２３５は、例えば、透明部材２３０の少なくとも一面に白色インキをプリントして形成されうる。白色インキを薄く塗れば透過率が高く、厚く塗れば反射率が高くなる。したがって、白色インキを適切な厚さに塗るか、またはプリントすれば、適正量の光のみを発光デバイス１０の上方に進ませ得る。

前記のような部分遮断部材１２０は、発光デバイスライン上のみに置かれうる。部分遮断部材１２０は、発光デバイス１０が置かれる空間上のみに位置するように、導光板１１０に結合されうる。また、部分遮断部材１２０は、発光デバイスライン上に置かれ得るように、透明プレート（図示せず）の一面に形成され、この透明プレートが、例えば、透明スペーサ（図示せず）を利用して、導光板１１０から離れて設置されてもよい。この時、透明スペーサは、導光板１１０またはベースプレート１０１に対して透明プレートを支持する。前記透明プレート及び透明スペーサとしては、透明ＰＭＭＡを使用しても良いが、この場合、透明プレートは、透過拡散板としての機能も行う。

一方、透過拡散板１４０は、バックライトシステム１００の下部部分に対して所定間隔離れて位置する。透過拡散板１４０は、発光デバイス１０及び導光板１１０側でベースプレート１０１から遠くなる方向に進む光を拡散透過させる。

この時、透過拡散板１４０が発光デバイス１０と近すぎれば、発光デバイス１０が位置する部分が残りの部分に比べてさらに明るく見えて、輝度均一度が低下しうる。また、透過拡散板１４０が発光デバイス１０から離れるほど、バックライトシステム１００が厚くなる。したがって、この透過拡散板１４０と発光デバイス１０を備えるバックライトシステム１００の下部部分との離隔距離は、光の拡散により光が所望のほどよく混ざり得る範囲内で最小となるように決まることが好ましい。

一方、本発明に係るバックライトシステム１００は、透過拡散板１４０から出る光の直進性を向上させるための輝度向上フィルム（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ：ＢＥＦ）１５０をさらに備え得る。また、本発明に係るバックライトシステム１００は、偏光効率を向上させるための偏光向上フィルム（ＰＥＦ）１７０をさらに備え得る。

輝度向上フィルム１５０は、透過拡散板１４０から出る光を屈折及び集光させて、光の直進性を向上させることにより輝度を向上させる。

偏光向上フィルム１７０は、例えば、ｐ偏光の光は透過させ、ｓ偏光の光は反射させる過程により、入射された光の大部分を一偏光、例えば、ｐ偏光の光にして出射させる。

前記のような本発明に係るバックライトシステム１００は、発光デバイス１０からその側方向に出た光が導光板１１０に入射されて、この導光板１１０の内部での内部反射、より好ましくは、内部全反射により広く広がり、散乱領域１１５で乱反射されて透過拡散板１４０側に出射される。

このように、内部反射により光が導光板１１０に全体的に広く広がって出射されるため、発光デバイス１０と透過拡散板１４０との間隔を減らし、これによりバックライトシステム１００を薄くすることができる。また、発光デバイスラインの間隔を十分に広くすることが可能である。

図９は、本発明に係るバックライトシステム１００を備えたＬＣＤを概略的に示す図である。

図９に示すように、本発明に係るバックライトシステム１００を適用したＬＣＤは、バックライトシステム１００と、このバックライトシステム１００上に備えられた液晶パネル３００とを備える。液晶パネル３００は、公知のように、一線形偏光の光を液晶パネルの液晶層に入射させ、電界駆動により液晶ディレクタの方向を変えることにより、液晶層を通過する光の偏光変化により画像情報などを表示する。液晶パネル３００は、駆動回路部と連結されている。ここで、ＬＣＤ分野で液晶パネル３００の具体的な構成及び回路駆動による表示作動について公知されているため、これについての具体的な説明及び図示を省略する。

液晶パネル３００に入射される光が単一偏光となるほど、光利用効率を向上させ得るため、前記のようにバックライトシステム１００に偏光向上フィルム１７０を備えれば、光効率を向上させることが可能である。

本発明は、図面に示す実施形態を参考に説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決まらねばならない。

本発明に係るバックライトシステムは、ＬＣＤの照明光源として利用できる。

本発明の一実施形態に係るバックライトシステムの構造を概略的に示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るバックライトシステムの構造を概略的に示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る導光板及び発光デバイスの配置を概略的に示す斜視図である。 図１の発光デバイスを拡大して示す断面図である。 本発明に係るバックライトシステムに光源として使用されうる発光デバイスの他の実施形態を示す。 図１の導光板の内部での光の進行を例示的に示す図である。 図１の部分遮断部材の一実施形態を示す図である。 図１の部分遮断部材の他の実施形態を示す図である。 本発明に係るバックライトシステムを備えたＬＣＤを概略的に示す図である。

符号の説明

１０ 発光デバイス
１１ 発光ダイオードチップ
１２ ベース
１３ 側面放出器
１００ バックライトシステム
１０１ ベースプレート
１１０ 導光板
１１１ 側壁
１１５ 散乱領域
１２０ 部分遮断部材
１４０ 透過拡散板
１５０ 輝度向上フィルム
１７０ 偏光向上フィルム

Claims (38)

1. ベースプレートに複数の発光デバイスラインをなすように配列された複数の発光デバイスと、
   前記発光デバイスから離れた側壁を有し、その側壁を介して前記発光デバイス側から入射された光を内部反射により広げ、前記ベースプレートに近い側に散乱領域が形成され、散乱領域に入射された光が乱反射されて、前記ベースプレートと反対側に出射するようになった導光板と、を備えることを特徴とするバックライトシステム。
2. 前記散乱領域は、不連続的に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のバックライトシステム。
3. 前記散乱領域の幅は、前記発光デバイスから遠くなるほど広くなるように形成されたことを特徴とする請求項２に記載のバックライトシステム。
4. 前記散乱領域は、入射光を乱反射させるように形成された散乱パターンや入射光を乱反射させるように塗布された拡散物質からなることを特徴とする請求項２に記載のバックライトシステム。
5. 前記発光デバイス及び導光板側からベースプレートから遠くなる方向に進む光を拡散透過させる透過拡散板をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のバックライトシステム。
6. 前記発光デバイスから出射されて、前記ベースプレートから遠くなる方向に進む光量を減らしつつも、一部の光はそのまま進ませる部分遮断部材をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のバックライトシステム。
7. 前記部分遮断部材は、複数の穴が形成された反射部材を備えることを特徴とする請求項６に記載のバックライトシステム。
8. 前記部分遮断部材は、
   透明部材の少なくとも一面に拡散物質領域が形成された構造であることを特徴とする請求項６に記載のバックライトシステム。
9. 前記透過拡散板から出る光の直進性を向上させるための輝度向上フィルム、及び偏光効率を向上させるための偏光向上フィルムのうち、少なくとも何れか一つをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のバックライトシステム。
10. 前記透過拡散板から出る光の直進性を向上させるための輝度向上フィルム、及び偏光効率を向上させるための偏光向上フィルムのうち、少なくとも何れか一つをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のバックライトシステム。
11. 前記発光デバイスは、
    光を発生させる発光ダイオードチップと、
    前記発光ダイオードチップ側から入射された光をコリメーティングするためのコリメータと、を備えることを特徴とする請求項１に記載のバックライトシステム。
12. 前記コリメータは、入射光を概略的に側方向に進ませる側面放出器及びドーム形状コリメータのうち、何れか一つであることを特徴とする請求項１１に記載のバックライトシステム。
13. 前記導光板は、前記発光デバイスラインのうち、少なくとも一つと平行に配置された長いブロック状になり、前記発光デバイスラインの外側と発光デバイスラインとの間にそれぞれ位置することを特徴とする請求項１ないし請求項１２のうち何れか一項に記載のバックライトシステム。
14. 前記導光板は、透明ＰＭＭＡから形成されたことを特徴とする請求項１３に記載のバックライトシステム。
15. 前記散乱領域は、前記導光板のベースプレートに近い面に形成されたことを特徴とする請求項１４に記載のバックライトシステム。
16. 液晶パネルと、
    前記液晶パネルに光を照射する、請求項１項ないし１２項のうち何れか一項に記載のバックライトシステムと、を備えることを特徴とする液晶表示装置。
17. 前記導光板は、前記発光デバイスラインと平行に配置された長いブロック状になり、前記発光デバイスラインの外側と発光デバイスラインとの間にそれぞれ位置することを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置。
18. 前記導光板は、透明ＰＭＭＡから形成されたことを特徴とする請求項１７に記載の液晶表示装置。
19. 前記散乱領域は、前記導光板のベースプレートに近い面に形成されたことを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置。
20. 内部反射により光を出射するようにベースプレートに配列された複数の発光デバイスと、
    前記複数の発光デバイスにより出射された光をガイドする少なくとも一つの光ガイドパネルと、を備え、
    前記光ガイドパネルは、前記複数の発光デバイスの間の距離に基づいて、幅が変わる少なくとも二つの成分を有する散乱領域を備えることを特徴とする装置。
21. 前記散乱領域は、
    前記複数の発光デバイスの少なくとも一つにさらに近接して配列された第１散乱領域成分と、
    前記第１散乱領域成分より前記複数の発光デバイスの少なくとも一つと、前記複数の発光デバイスの他の一つとの中心距離にさらに近接して配置された第２散乱領域成分と、をさらに備えることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
22. 前記第２散乱領域成分は、前記第１散乱領域成分より広いことを特徴とする請求項２１に記載の装置。
23. 前記複数の発光デバイスは、各ラインで少なくとも二つの発光デバイスを有する少なくとも二つのラインを形成し、前記少なくとも二つのライン間の間隔は、各ラインでの少なくとも二つの発光デバイス間の間隔より広いことを特徴とする装置。
24. 前記複数の発光デバイスは、透明本体、反射面、側方向に光を出射する少なくとも一つの屈折面を有する側面放出器状であることを特徴とする装置。
25. 前記側面放出器は、漏斗状のコリメータ及びドーム状のコリメータのうち、何れか一つの役割を行うことを特徴とする請求項２４に記載の装置。
26. ベースプレートに配列された‘ｎ’で表現される発光デバイスの少なくとも二つのラインと、
    前記複数の発光デバイスにより出射された光をガイドするように、前記発光デバイスの各ラインの一側に沿って平行にそれぞれ配置された複数の光ガイドパネルと、を備え、
    前記発光デバイスの各ラインは、少なくとも二つの発光デバイスを備え、前記光ガイドパネルの数は、‘ｎ＋１’であることを特徴とする装置。
27. 前記複数の光ガイドパネルは、前記複数の発光デバイスラインのそれぞれの間隔に基づいて、幅が変化する少なくとも二つの成分を有する散乱領域を備えることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
28. 前記散乱領域は、
    前記複数の発光デバイスのうち、少なくとも一つにより密接に配置された第１散乱領域成分と、
    前記第１散乱領域成分より前記複数の発光デバイスのうち、少なくとも一つと、前記複数の発光デバイスのうち、他の一つとの中心距離にさらに近接して配置された第２散乱領域成分と、をさらに備えることを特徴とする請求項２７に記載の装置。
29. 前記第２散乱領域成分は、前記第１散乱領域成分より広いことを特徴とする請求項２８に記載の装置。
30. 前記少なくとも二つのライン間の間隔は、各ラインでの少なくとも二つの発光デバイス間の間隔より広いことを特徴とする請求項２６に記載の装置。
31. 前記複数の発光デバイスは、透明本体、反射面、側方向に光を出射する少なくとも一つの屈折面を有する側面放出器状であることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
32. 前記側面放出器は、漏斗状のコリメータ及びドーム状のコリメータのうち、何れか一つの役割を行うことを特徴とする請求項３１に記載の装置。
33. その対が各発光デバイスを収容できる複数の側壁と、
    前記発光デバイスから出射され、そこで内部反射された入射光を不規則に反射させ、その光ガイドパネルの長手方向の側面を介して光を出射させるように、その光ガイドパネルの長手方向に沿って平行に延びた複数の散乱領域と、を備えることを特徴とする液晶表示装置用のバックライトシステムに使用できる光ガイドパネル。
34. 前記散乱領域は、前記側壁から遠い散乱領域が、前記側壁に近い散乱領域より長く形成されたことを特徴とする請求項３３に記載の光ガイドパネル。
35. 前記複数の側壁の各対間の上に直接的に配置され、それぞれが少なくとも一面に形成された反射面、及びその反射面に複数の微細孔を備える反射部材を備える部分遮断部材を更に備えることを特徴とする請求項３３に記載の光ガイドパネル。
36. 前記反射部材の前記複数の微細孔は、前記反射部材を貫通することを特徴とする請求項３５に記載の光ガイドパネル。
37. 前記複数の側壁の各対間の上に直接的に配置され、それぞれが透明部材の少なくとも一面に拡散物質領域が形成された構造の部分遮断部材をさらに備えることを特徴とする請求項３３に記載の光ガイドパネル。
38. 前記拡散物質領域は、前記透明部材の少なくとも一面に白色インキをプリントして形成されることを特徴とする請求項３７に記載の光ガイドパネル。