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目的

本発明は透過型液晶表示体等の表示体背面に配置し、液晶表示をより見易くするための省エネルギー型面発光体(いわゆるバックライト)を得ることを目的とする。

構成

蓄光物質入り樹脂板拡散板として配置し、その後方部より、冷陰極管1、紫外蛍光ランプ(いわゆるブラックライト)11などで、一度照射すると10時間程度、該拡散板は蓄光残光)を保つことができる。この残光の明るさは室内でも容易に確認が可能である。従って、面発光体(いわゆるバックライト)は時間間隔をおいて、冷陰極管1、熱陰極管、紫外蛍光ランプ(いわいるブラックライト)11を点灯、さらに消灯を繰り返してもよく、一時点灯させた後、消灯させても、面発光体(いわゆるバックライト)は一定光を保つことが、可能となった。すなわち、この面発光体は断続的に冷陰極管1、または熱陰極管、紫外蛍光ランプ11を一定時間間隔で点灯、消灯を繰り返して、面発光体は一定光量を保持することができるので省電力が可能になったことを特徴とする蓄光面発光体。

概要

背景

従来の透過型液晶表示体等の表示体背面に配置する面発光体には第5図、導光板方式と第6図、直下方式の2方式がある。両方式とも冷陰極管1または熱陰極管光源として、拡散シートdまたは拡散板6に照射導光板7または光量ムラを調節するため、ドット状の光吸収体印刷した遮蔽マスクLにより、面発光体面が均一な光量となるように調節している。しかし、液晶表示体装備されたパーソナルコンピュターなどの機器が動作しているときは、当然液晶表示体が動作しており、液晶表示体背面に配置されている面発光体(いわゆるバックライト)は液晶表示体が動作している限り、常に動作することになる。そのため、冷陰極管1または熱陰極管による電力消費は大きく、特に携帯用ノート型パーソナルコンピュターモバイルコンピュター)などの電池使用機器の場合は、電力消費量が大きく問題となっており、面発光体を使用しないことが多かった。

次に、第5図 第6図に基ずき、従来の面発光体(いわゆるバックライト)の構造につき、説明すると、先ず第5図は前述した通り、導光板方式を示し、冷陰極管1により発生した光線13は導光板7を経て、反射シートeにて反射して、拡散シート4に達する。また導光板7とは反対側に出た光線14は反射板bまたは反射シートeで反射して拡散シートiに達する。これら導光板7、反射板b、反射シートeを固定するためのケースjから構成されている。パーソナルコンピュターが動作しているときは、冷陰極管1は常に発光動作している構成になっている。

第6図は直下方式を示し、冷陰極管1を出た光線15は拡散板6に達し、光線16はケースを兼ねた反射板cで反射して、拡散板6に達する。ドット状の光吸収体を印刷した遮蔽マスクLが拡散板6に固定または遊離した状態で、冷陰極管1側に配置されている構成になっている。この例でもパーソナルコンピュターが動作しているときは、冷陰極管1は常に発光動作している構成になっている。

概要

本発明は透過型液晶表示体等の表示体背面に配置し、液晶表示をより見易くするための省エネルギー型の面発光体(いわゆるバックライト)を得ることを目的とする。

蓄光物質入り樹脂板を拡散板として配置し、その後方部より、冷陰極管1、紫外蛍光ランプ(いわゆるブラックライト)11などで、一度照射すると10時間程度、該拡散板は蓄光残光)を保つことができる。この残光の明るさは室内でも容易に確認が可能である。従って、面発光体(いわゆるバックライト)は時間間隔をおいて、冷陰極管1、熱陰極管、紫外蛍光ランプ(いわいるブラックライト)11を点灯、さらに消灯を繰り返してもよく、一時点灯させた後、消灯させても、面発光体(いわゆるバックライト)は一定光を保つことが、可能となった。すなわち、この面発光体は断続的に冷陰極管1、または熱陰極管、紫外蛍光ランプ11を一定時間間隔で点灯、消灯を繰り返して、面発光体は一定光量を保持することができるので省電力が可能になったことを特徴とする蓄光面発光体。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

面発光体において、該面発光体の導光部材拡散部材とを蓄光入り部材としたことを特徴とする蓄光面発光体。

請求項2

上記の該蓄光面発光体を光励起するランプが、間欠発光動作することを特徴とする第1項記載の蓄光面発光体。

請求項3

上記の該蓄光面発光体がシート状をなし、該シートの肉厚部と肉薄部とが幾何学的な配置をしていることを特徴とする第1項記載の蓄光面発光体。

請求項4

上記の該蓄光面発光体がシート状をなし、該シート面上にレンズ幾何学配置して、該蓄光面発光面の面積を大きくしたことを特徴とする第3項記載の蓄光面発光体。

技術分野

0001

本発明は透過型液晶表示体等の表示体背面に配置し、液晶表示をより見易くするための省エネルギー型面発光体(いわゆるバックライト)に関する。

背景技術

0002

従来の透過型液晶表示体等の表示体背面に配置する面発光体には第5図、導光板方式と第6図、直下方式の2方式がある。両方式とも冷陰極管1または熱陰極管光源として、拡散シートdまたは拡散板6に照射導光板7または光量ムラを調節するため、ドット状の光吸収体印刷した遮蔽マスクLにより、面発光体面が均一な光量となるように調節している。しかし、液晶表示体装備されたパーソナルコンピュターなどの機器が動作しているときは、当然液晶表示体が動作しており、液晶表示体背面に配置されている面発光体(いわゆるバックライト)は液晶表示体が動作している限り、常に動作することになる。そのため、冷陰極管1または熱陰極管による電力消費は大きく、特に携帯用ノート型パーソナルコンピュターモバイルコンピュター)などの電池使用機器の場合は、電力消費量が大きく問題となっており、面発光体を使用しないことが多かった。

0003

次に、第5図 第6図に基ずき、従来の面発光体(いわゆるバックライト)の構造につき、説明すると、先ず第5図は前述した通り、導光板方式を示し、冷陰極管1により発生した光線13は導光板7を経て、反射シートeにて反射して、拡散シート4に達する。また導光板7とは反対側に出た光線14は反射板bまたは反射シートeで反射して拡散シートiに達する。これら導光板7、反射板b、反射シートeを固定するためのケースjから構成されている。パーソナルコンピュターが動作しているときは、冷陰極管1は常に発光動作している構成になっている。

0004

第6図は直下方式を示し、冷陰極管1を出た光線15は拡散板6に達し、光線16はケースを兼ねた反射板cで反射して、拡散板6に達する。ドット状の光吸収体を印刷した遮蔽マスクLが拡散板6に固定または遊離した状態で、冷陰極管1側に配置されている構成になっている。この例でもパーソナルコンピュターが動作しているときは、冷陰極管1は常に発光動作している構成になっている。

発明が解決しようとする課題

0005

第1の課題 最近のコンピュターの中央演算装置(CPU)のクロック周波数高速化、メモリー量の増加などから機器自身消費電力の増加があり、その上、上述のように液晶表示体背面の面発光体(いわゆるバックライト)の消費電力が大きく、特に電池使用の携帯用端末コンピュターなどでは面発光体(いわゆるバックライト)の消費電力が大きな問題となっていた。

0006

第2の課題電池使用の携帯用端末コンピュターなどでコンピュター情報を印刷するとき、液晶表示体が動作していても、電池の消耗を防ぐため、面発光体(いわゆるバックライト)の冷陰極管を消灯している。できれば、点灯しておきたい。
第3の課題 特に携帯用端末コンピュターは現状では電池の消耗が大きいことから、面発光体(いわゆるバックライト)を使用せず、透過型液晶表示体を使用せず反射型液晶表示体を使用している例が多かった。
第4の課題 現状の蓄光発光体は導光板または拡散板に蓄光物質を塗布しているが、発光輝度が低く面発光体(いわゆるバックライト)としての実用性に乏しいものであった。輝度の高い蓄光発光体が要望されていた。

課題を解決するための手段

0007

上記 目的を達成するために、樹脂にジィストロジュムDy,イユウロピュムEuなど稀土類金属からなる蓄光物質を、20wt%前後付加した導光板と拡散板(導光板または拡散板の厚さ2mmのとき)を用いる。蓄光物質の樹脂への添加量は樹脂に蓄光物質を付加する件に関しては本発明者が雑誌合成樹脂に平成10年3月(Vol.44 No3)に記載発表しているものを用いる。また導光板または拡散板の厚さにより、効率よく高輝度蓄光が得るためには樹脂への蓄光物質の付加割合は変化させている。蓄光物質入り樹脂板は冷陰極管1、紫外蛍光ランプ(いわゆるブラックライト)11などで、一度照射すると10時間程度蓄光(残光)を保つことができる。この残光の明るさは室内でも容易に確認が可能である。従って、面発光体(いわゆるバックライト)は時間間隔をおいて、冷陰極管1、熱陰極管、紫外蛍光ランプ(いわいるブラックライト)11を点灯、さらに消灯を繰り返してもよく、一時点灯させた後、消灯させても、面発光体(いわゆるバックライト)は一定光を保つことが、可能となった。すなわち、この面発光体は断続的に冷陰極管1、または熱陰極管、紫外蛍光ランプ11を一定時間間隔で点灯、消灯を繰り返して、面発光体は一定光量を保持することができたので冷陰極管1、または熱陰極管、紫外蛍光ランプ11の消費電力低下が可能になった。また、蓄光物質入り樹脂板の輝度を高めるためには樹脂に添加する蓄光物質の割合を樹脂板の板厚に応じて発光効率のよい配合比にすることと共に樹脂板の発光面の面積を大きくするために樹脂板(シート)の肉厚部と肉薄部とが交互に幾何学配置にするまたは樹脂板面上(シート面上)にレンズを幾何学配置する等により、該蓄光面発光面の輝度を著しく向上し、200、000mCd/m2にも達した。

0008

第1の作用蓄光物質が分散している蓄光物質入り樹脂板(蓄光物質入りアクリルニトリル8)に冷陰極管1、熱陰極管、または紫外蛍光ランプ11(いわゆるブラックライト)の光波長200〜400nmの光が照射されると蓄光物質が発光し、可視光518nm近辺の発光色が出る。320nm以下の短波長は有害紫外領域に相当する。従って、この部分の紫外線は発生させないで、安全な350nmの紫外線による光励起を行う。また安全な350nmの紫外線による光励起は最大の効率を示すので、この領域の紫外線の入った冷陰極管1、熱陰極管、紫外蛍光ランプ11(いわゆるブラックライト)を使用することが、望ましい。

0009

第2の作用 一度、冷陰極管1、熱陰極管、紫外蛍光ランプ11(いわゆるブラックライト)を点灯すると、蓄光物質入り樹脂板8は消灯しても、10時間程度、室内でも十分に確認できる程度の発光輝度が保てる。
第3の作用樹脂板材料はアクリロニトリルブタジエンスチレンBSアクリロニトリルスチレンAS,ポリプロピレンPP,ポリフェニレンサルファイドPPSなどエンジニアリングプラスチックスなどに蓄光物質を添加しても効果があるが、ポリカーボネートポリメチールメタアクリレートのような天然で透明な材料を用いた方がより多くの効果が得られる。
第4の作用 蓄光物質入り樹脂板の輝度を高めるために樹脂に添加する蓄光物質の割合を樹脂板の板厚に応じて発光効率のよい配合比にすることにより、高輝度になるという著しい効果が得られる。
第5の作用 樹脂板(シート)の肉厚部と肉薄部とを交互に幾何学配置にすることまたは樹脂板面上(シート面上)に凸レンズまたは樹脂板励起光侵入面上(シート励起光侵入面上)に凹レンズを幾何学配置すること等により、樹脂板の発光面の面積が大きくなり、かつ、樹脂励起光侵入面上に多量の励起光が侵入するために該蓄光面発光面の輝度が著しく向上し、200、000mCd/m2にも達した。

発明の効果

0010

第1の効果 本発明は以上のように、樹脂材料蓄光材料を20wt%前後を添加して、最も効率のよい蓄光板としたため、冷陰極管1、熱陰極管、紫外蛍光ランプ(いわゆるブラックライト)11を数秒間点灯させるだけで、長時間(約10時間)の発光が継続する。
第2の効果 冷陰極管1、熱陰極管、紫外蛍光ランプ(いわゆるブラックライト)11の断続的な点灯で、面発光の連続的な点灯が可能になり、電力エネルギーの省力化ができるようになった。
第3の効果 たとえ、冷陰極管1、熱陰極管、紫外蛍光ランプ(いわゆるブラックライト)が点灯しなくても、冷陰極管1、熱陰極管、紫外蛍光ランプ(いわゆるブラックライト)11などで光励起した後であれば、蓄光により、面発光体は発光し続ける。
第4の効果蓄光樹脂板(シート)の発光面上および励起光侵入面上に肉厚部と肉薄部とを交互に幾何学配置にすることにより、樹脂板の励起光侵入面の面積が大きくなり、励起光が多量に樹脂板(シート)に侵入するために該蓄光面発光面の輝度が著しく向上し、200、000mCd/m2にも達した。これは蓄光樹脂板(シート)の発光面の面積が大きくなり、発光面積の増加したことにもよると判断している。また、励起光侵入面上または発光面上のいずれか一方に肉厚部と肉薄部とを交互に幾何学配置しても、輝度の向上が見られた。
第5の効果 樹脂板励起光侵入面上(シート励起光侵入面上)にレンズを幾何学配置することにより、樹脂板の励起光侵入面の面積が大きくなり、励起光が多量に樹脂板(シート)に侵入するために該蓄光面発光面の輝度が著しく向上し、200、000mCd/m2にも達した。また、蓄光樹脂板(シート)の発光面に凸または凹のレンズを幾何学配置することによっても発光輝度は向上する。

0011

本発明者が雑誌合成樹脂に平成10年3月(Vol.44 No3)に記載発表しているポリメチールメタアクリレートPMMAに20wt%前後の蓄光材を分散させた蓄光材料入りポリメチールメタアクリレートPMMA(以下、蓄光材料入り面発光体8という)を用いて蓄光面発光体を構成する。第1図に本発明の反射シート5を用いた実施例につき図面を用いて説明する。紫外蛍光ランプ11を出た光線17は反射板2で反射され、蓄光材料入り面発光体8に照射され、蓄光物質が励起し、蓄光(残光)を示す。紫外蛍光ランプ11を出た光線18は反射シート5で反射して蓄光材料入り面発光体8に照射される。蓄光材料入り面発光体8に照射されることにより、蓄光材料入り面発光体8の表示面側20(光線17、18が照射する面の反対面)の輝度が高まるが、輝度ムラがあり、このムラを排除するため、表示面側20にプリズムシート9を配置し、プリズムシート9の上面に拡散シート4を固定している。以上の紫外蛍光ランプ11、反射板2、反射シート5、蓄光材料入り面発光体8、プリズムシート9、拡散シート4が第1図のように構成されるように、ケース10で固定されている。

0012

第2図は本発明の別の実施例を示し、紫外蛍光ランプ11は直下方式の実施例に関わる。2個の紫外蛍光ランプ11から出た光線21は反射面3で反射して、蓄光材料入り面発光体8に照射される。さらに紫外蛍光ランプ11から出た光線22は直接、蓄光材料入り面発光体8に照射される。また、紫外蛍光ランプ11から出た光線23は反射面3で反射し、蓄光材料入り面発光体8に照射され、蓄光材料入り面発光体8は蓄光物質が励起し、蓄光(残光)を示す。蓄光材料入り面発光体8の表示面19は紫外蛍光ランプ11が直下方式であるため、表示に輝度ムラが発生するので表示面19の上に遮蔽マスク12を配置して輝度ムラを少なくする。さらに遮蔽マスク12の表示面側24に拡散シート4を配置固定している。第3図は本発明の蓄光樹脂板(シート)発光面に凸レンズを励起光侵入面に凹レンズを幾何学的に配置して発光面と励起光侵入面の面積を大きくした実施例につき図面を用いて説明する。紫外蛍光ランプ11を出た光線31は反射面3で反射され、蓄光面発光体25がシート状をなし、該シートの発光面に凸レンズ26を幾何学的に配置し、かつ励起光侵入面に凹レンズ27を幾何学的に配置してなる蓄光材料入り面発光体25に照射され、凹レンズ27であるために効率よく蓄光面発光体25に吸収され、蓄光物質が励起し、蓄光(残光)を示す。以上の紫外蛍光ランプ11、反射面3、蓄光材料入り面発光体25、拡散シート4が第3図のように構成されるように、ケース10で固定されている。また、この他、蓄光材料入り導光板を第5図の従来例のように追加してもよい。第4図は本発明の蓄光樹脂板(シート)発光面28および励起光侵入面29の用面にプリズム状の肉厚部と肉薄部とを交互に幾何学配置して発光面と励起光侵入面の面積を大きくした実施例につき図面を用いて説明する。紫外蛍光ランプ11を出た光線32は反射シート5で反射され、蓄光面発光体30がプリズムシート状をなし、該プリズムシートの発光面28にプリズムを配置し、励起光侵入面29にプリズムを配置した蓄光材料入り面発光体30に照射され、励起光侵入面29にプリズムあるために効率よく蓄光面発光体29に吸収され、蓄光物質が励起し、蓄光(残光)を示すとともに、該プリズムシートの発光面28にプリズムを配置したことによる発光輝度が向上し、200、000mCd/m2にも達した。以上の紫外蛍光ランプ11、反射板2、反射シート5、蓄光材料入り面発光体30、拡散シート4は第4図のように構成されるように、ケース10で固定されている。また、この他、蓄光材料入り導光板を第5図の従来例のように追加してもよい。

0013

以上の実施例に示す紫外蛍光ランプ11は光波長200〜400nmの光を発光し、この光線が蓄光材料入り面発光体8、25、30に照射されると蓄光物質が励起し、可視光518nm近辺の発光色が得られる。紫外蛍光ランプ11の発光波長は320nm以下の短波長は有害紫外領域に相当するので、この部分の紫外線は発生させないので、安全な350nmの紫外線による光励起をさせている。しかも、この安全な350nmの紫外線による光励起が大きいので、安全に効果的な蓄光材料入り面発光体8、25、30の光励起が可能となった。

図面の簡単な説明

0014

図1本発明による反射シート5を用いた実施例の断面図
図2紫外蛍光ランプ11を直下方式した実施例の断面図
図3本発明による蓄光樹脂板(シート)発光面に凸レンズを励起光侵入面に凹レンズを幾何学的に配置して発光面と励起光侵入面の面積を大きくした実施例の断面図
図4本発明による蓄光樹脂板(シート)発光面28および励起光侵入面29の用面にプリズム状の肉厚部と肉薄部とを交互に幾何学配置して発光面と励起光侵入面の面積を大きくした実施例の断面図
図5従来の面発光体(いわゆるバックライト)の構造で導光板方式による断面図
図6従来の面発光体(いわゆるバックライト)の構造で冷陰極管直下方式による断面図

--

0015

1、…冷陰極管
2、…反射板
b…従来例の反射板
3、…反射面
c…従来例の反射面
4、…拡散シート
d…従来例の拡散シート
5、…反射シート
e…従来例の反射シート
6,…拡散板
7,…導光板
8、…蓄光材料入り面発光体
9、…プリズムシート
10、…ケース
j…従来例のケース
11、…紫外蛍光ランプ
12、…遮蔽マスク
L…従来例の遮蔽マスク
13、…従来例の光線
14、…従来例の光線
15、…従来例の光線
16、…従来例の光線
17、…光線
18、…光線
19、…表示面
20、…プリズムシート上面
21、…光線
22、…光線
23、…光線
24、…遮蔽マスクの表示面側
25、…蓄光面発光体
26、…凸レンズ
27、…凹レンズ
28、…蓄光樹脂板(シート)発光面
29、…蓄光樹脂板(シート)励起光侵入面
30、…プリズムを配置した蓄光材料入り面発光体
31、…光線
32、…光線

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