JP2002006317A - 液晶表示装置の照明方法、これを具現させるための液晶表示装置のバックライトアセンブリ及びこれを採用した液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置の照明方法、これを具現させるための液晶表示装置のバックライトアセンブリ及びこれを採用した液晶表示装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 正面輝度及び工程収率を向上させることが
できる液晶表示装置の照明方法、これのための液晶表示
装置のバックライトアセンブリ及びこれを採用した液晶
表示装置を提供する。 【解決手段】 本発明はランプから発生された光をLC
Dパネル方向に入射させて、前記入射された光の光束分
布を均一にするために第１次の拡散をさせる。前記で拡
散された光の光束を前記LCDパネルとの平行平面上の第
１方向成分に関して集光させた後、前記集光された光の
光束に対し、前記LCDパネルの画素の視野角を拡張させ
るために部分的に第２次の拡散をさせる。前記拡散され
た光の光束を前記平行平面上の第１方向と垂直である第
２方向成分に関して集光させた後、前記集光された光を
前記LCDパネルに照射させる。光束に第２次の拡散をさ
せるための拡散シートと第２方向成分を集光するための
集光シートを一つのシートで製造することができて、液
晶表示装置の製造工程を短縮させることができる。ま
た、各シートで欠陥発生率を最小化できるために、工程
収率を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置の照明
方法及びこれを具現させるための液晶表示装置のバック
ライトアセンブリ及びこれを採用した液晶表示装置に関
するものであり、より詳細には液晶表示装置の照明方法
を変形させることによって、液晶表示装置の正面輝度を
向上させると同時に製造工程を短縮させることができ
て、液晶表示装置の薄型化及び軽量化を達成することが
できる液晶表示装置の照明方法及びこれを利用した液晶
表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的に液晶表示装置は液晶の特定の分
子配列に電圧を印加して他の分子配列に変換させ、この
ような分子配列により発光する液晶セルの複屈折性、旋
光性、２色成及び光散乱特性などの光学的性質の変化を
視覚変化に変換するものであり、液晶セルによる光の変
調を利用したディスプレイである。
【０００３】液晶表示装置は大きくTN(Twisted Nemati
c)方式とSTN(Super-Twisted Nematic)方式に分れ、駆動
方式の差でスイッチング素子及びTN液晶を利用したアク
ティブマトリックス(Active matrix)表示方式とSTN液晶
を利用したパッシブマトリックス(passive matrix)表示
方式がある。
【０００４】この二方式の大きい差異点はアクティブマ
トリックス表示方式はTFT-LCDに使われて、これはTFTを
スイッチで利用してLCDを駆動する方式であり、パッシ
ブマトリックス表示方式はトランジスターを使用しない
のでこれと関連した複雑な回路を必要としない。
【０００５】液晶表示装置は自体的に発光できない受動
光素子であるので、液晶パネルの後面に付着されたバッ
クライトアセンブリを利用して画像をディスプレイさせ
る。
【０００６】最近、製品の競争力を確保するためにスリ
ム化及び軽量化のために色々な構造が開発されている。
特に液晶表示装置が主に携帯用コンピュータ等に使用さ
れる点を照らして軽量化はより重要性を増している。
【０００７】このような液晶表示装置において特にバッ
クライトアセンブリの役割と機能が順次重要な課題とし
て台頭されているが、これはバックライトアセンブリ構
造によって液晶表示装置の大きさ及び光効率などが変わ
るので全体的な液晶表示装置の機械的／光学的特性が多
くの影響を受けるためである。
【０００８】このような液晶表示装置に使用される一般
的なバックライトアセンブリの構造が米国特許第５，４
６７，２０８号に開示されている。
【０００９】図１は前述した従来の液晶表示装置のバッ
クライトアセンブリを概略的に示した図面であり、図２
は従来の液晶表示装置のバックライトアセンブリを通し
た照明過程を概略的に示した図面である。
【００１０】図１及び図２を参照すれば、光を発生する
ランプ１、該ランプから光を案内するための導光板４、
前記ランプ１を覆いかぶせる形態で前記導光板４の側面
に設置されるランプハウジング２を具備する。
【００１１】前記ランプ１では主に冷陰極管が使われて
おり、前記ランプ１から発生される光は前記導光板４の
側面を通じて入射されるようになる。
【００１２】前記ランプハウジング２の内面には反射板
が形成され、前記ランプ１から発生される光を前記導光
板４の側面方向に反射させることによってランプから発
生される光の効率を向上させるようになる。
【００１３】前記導光板４は傾斜した下部面と水平の上
部面（他の形態として、傾斜した上面と水平の下面もと
り得る)を有するパネル形態を提供するようにアクリル
のようなプラスチック系の透明な物質で形成されて前記
ランプ１から発生した光が前記導光板４の上部面を経由
して上部に定置されるLCDパネル(図示せず)側に進行さ
れるようにする。したがって、前記導光板４の下部面に
は前記ランプ１から発生した光の進行方向をLCDパネル
側に変換させるために微細なドットパターンのような各
種パターンが印刷されて形成される。
【００１４】前記導光板４の下部面には反射板６が設置
され、前記導光板４の上部面上には拡散シート８、第１
プリズムシート１０、第２プリズムシート１２及び保護
フィルム１４が順次に積層、即ち重ねて配置される。
【００１５】前記反射板６は前記ランプ１から発生され
前記導光板４の下部面に進行する光のうち前記微細なド
ットパターンにより反射されない光を再び前記導光板４
の上部面側に反射させることによって、前記LCDパネル
に入射される光の光損失を減らすと同時に前記導光板４
の上部面に透過される光の均一度を向上させる役割をす
る。このように前記導光板４及び前記反射板６は前記ラ
ンプ１から発生された光を前記導光板４の上部面側に案
内するようになる。
【００１６】この時、前記導光板４の上部面を通過する
光は上部面に対し垂直出射する光だけでなく多様な角度
で傾斜出射される光が存在されている。
【００１７】前記導光板４と前記第１プリズムシート１
０との間に位置した前記拡散シート８は前記導光板４か
ら入射される光を分散させることによって、光の部分的
に密集されることを防止する。また、前記拡散シート８
は前記第１プリズムシート１０側に進行する光の方向を
第１プリズムシート１０に対する傾斜角を減らす役割も
ともに実行する。
【００１８】前記第１プリズムシート１０と前記第２プ
リズムシート１２は各々上部面に三角柱もようのプリズ
ムが一定の配列を有して形成されており、前記第１プリ
ズムシート１０のプリズム配列と前記第２プリズムシー
ト１２のプリズム配列は相互所定の角度で交錯するよう
に配置される。
【００１９】前記第１及び第２プリズムシート１０，１
２は各々拡散板８から拡散された光を集光する役割を実
行し、これにより第１及び第２プリズムシート１０，１
２を通過した光の保護フィルム１４に対する垂直入射性
がほとんど完壁に得られる。
【００２０】これによって、前記第１及び第２プリズム
シート１０，１２を通過する光はほとんど大部分垂直に
進行するようになって前記保護フィルム１４上の輝度分
布は均一に得られる。
【００２１】前記第２プリズムシート１２上に形成され
る前記保護フィルム１４は前記第２プリズムシート１２
の表面を保護する役割を実行するだけでなく、前記光の
分布を均一にするために光を拡散させる役割を実行す
る。LCDパネルは保護フィルム１４上に設置される。
【００２２】すなわち、従来の液晶表示装置のバックラ
イトアセンブリ構造によれば、図２に図示されたように
ランプから光が発生され拡散→集光→集光→拡散の経路
を経て前記バックライトアセンブリの前記保護フィルム
１４上に位置したLCDパネル１５に入射するようにな
る。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の液晶表示装置によれば、前述したバックライトアセン
ブリの照明方法としては前記導光板の上部に光を集光及
び拡散させるためのシートらが何枚か必要になってこれ
により組立工程が複雑になり、多数のシートが使用され
ることによって、各シートがしわ現像が発生する確率が
高まり製品の信頼性が低下され、製造原価が上昇される
問題点がある。
【００２４】また、従来の拡散シートには該拡散シート
の前面及び後面に多数のビーズ(beads）が同じ密度で分
布されて形成され、前記導光板から前記拡散シートの後
面に入射される光を分散させる役割を実行する。
【００２５】しかし、このような構造で前記拡散シート
を構成するようになれば、拡散シートの下部から入射さ
れる光がななめに入射される場合、前記拡散シート上に
積層された第１及び第２プリズムシートによる集光程度
が低下され正面側の輝度が低くなる問題点がある。
【００２６】また、前記従来の液晶表示装置において、
前記バックライトアセンブリに積層されるシートの数を
減らそうと保護フィルムを除去するようになれば、断面
が三角形である前記第１及び第２プリズムシートから集
光された光は前記第１及び第２プリズムシートの頂上部
の部分で前記LCDパネルの平面に対してほとんど垂直の
方向のみに集中的に集光され前記LCDパネルに入射する
ようになる。このように、集光された光は前記LCDパネ
ルの画素(pixel)と干渉を起こすようになって、これに
よって画面上に波紋が発生するモアレ(moire)現像が発
生するようになる問題点がある。
【００２７】したがって、本発明の一目的は液晶表示装
置の照明方法での光の処理方法を変形させることによっ
て、正面輝度を向上させることができる液晶表示装置の
照明方法を提供することである。
【００２８】また、本発明の他の目的は液晶表示装置の
照明方法での光の処理を変更させることによって、製造
工程を短縮させることができ、装置の薄型化及び軽量化
を成ることができる液晶表示装置のバックライトアセン
ブリ及びこれを採用した液晶表示装置を提供することで
ある。
【００２９】また、本発明のまた他の目的は液晶表示装
置のバックライトアセンブリで使用されるシートの数を
減らすと同時にモアレ現像を防止できる液晶表示装置の
バックライトアセンブリを提供することである。
【００３０】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ための本発明は、ｉ)光源から発生された光を導光板に
入射させる段階、ｉｉ)前記入射された光の光束分布を
均一にするために第１次の拡散をさせる段階、ｉｉｉ)
前記第１次の拡散をされた光の光束に対し、前記LCDパ
ネルとの平行平面上の第１方向成分に関して第１次の集
光をさせる段階、ｉｖ)前記第１方向の方向性を有する
ように集光された光の光束に対し、前記LCDパネルの画
素の視野角を拡張させるために部分的に第２次の拡散を
させる段階、ｖ)前記第２次の拡散をされた光の光束に
対し、前記平行平面上の第１方向と垂直である第２方向
成分に関して第２次の集光をさせる段階及びｖｉ)前記
第２次の集光をされた光を前記LCDパネルに照射させる
段階を含むことを特徴とする液晶表示装置の照明方法を
提供する。
【００３１】また、前述した目的を達成するために本発
明は、光を発生させる光源、光源の一側に形成されて、
光源から発生された光をLCDパネル方向に均一に入射さ
せる導光板、前記導光板のLCDパネル側に具備されて、
前記導光板から入射される光の光反射率が光透過率より
高く形成されて、前記入射された光の光束分布が均一す
るように第１次の拡散をさせる第１拡散手段、前記第１
拡散手段のLCDパネル側に具備されて、前記第１次の拡
散をされた光の光束に対し、前記LCDパネルとの平行平
面上の第１方向成分に関して第１次の集光をさせる第１
集光手段、前記第１方向の方向性を有するように集光さ
れた光の光束に対し、前記LCDパネルの画素の視野角を
拡張させるために部分的に第２次の拡散をさせる第２拡
散手段、及び前記第１方向の方向性を有するように集光
された光の光束に対し、前記平行平面上の第１方向と垂
直である第２方向成分に関して第２次の集光をさせる第
２集光手段を具備する液晶表示装置のバックライトアセ
ンブリを提供する。
【００３２】本発明によれば、液晶表示装置の照明方法
を改善することにより、高い正面輝度を有する液晶表示
装置を具現することができ、また液晶表示装置のバック
ライトアセンブリをなすシートの数を減らすことができ
るので、全体的な液晶表示装置の厚さ及び重さを減少さ
せることができる。
【００３３】また、使用される各シートの数を減らすこ
とによって製造工程の短縮を通した原価減少と、バック
ライトアセンブリ全体に発生できる不良率の減少を通じ
て製品の収率向上を図ることができる。
【００３４】以上のような本発明の目的と別の特徴及び
長所などは次ぎに参照する本発明の好適な実施例に対す
る以下の説明から明確になるであろう。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明の望ましい実施の形態による液晶表示装置の照明方
法、これのための液晶表示装置のバックライトアセンブ
リ及びこれを採用した液晶表示装置を詳細に説明する。
【００３６】図３は本発明の１つの実施の形態による液
晶表示装置のバックライトアセンブリの構造を概略的に
示した図面であり、図４は本発明の一実施例による液晶
表示装置のバックライトアセンブリを通した照明経路を
示したものである。
【００３７】図３及び図４を参照すれば、本発明による
液晶表示装置のバックライトアセンブリはランプユニッ
ト(lamp unit)２３及び導光ユニット(light guide uni
t)３５を具備する。
【００３８】前記ランプユニット２３は光を発生するラ
ンプ２０及び前記ランプ２０を覆いかぶせるランプ反射
板２２を含む。
【００３９】前記ランプ２０では主に冷陰極管が使わ
れ、前記ランプ２０で発生される光は前記導光ユニット
３５の導光板２４に入射するようになる。前記ランプ反
射板２２は前記ランプ２０から発生された光を前記導光
板２４に反射させる役割を実行する。
【００４０】前記導光ユニット３５は前記導光板２４を
具備する。前記導光板２４の下部には反射板２６が形成
されている。前記導光板２４上に、すなわち導光板２４
のLCDパネル側には第１拡散シート２８が具備されてい
る。前記第１拡散シート２８上に第１集光シート３０、
第２拡散シート３２及び第２集光シート３４が順次にLC
Dパネル方向に積層されている。
【００４１】前記導光ユニット３５の上部にはLCDパネ
ル３７が安着される。
【００４２】前記導光板２４は傾斜した下面と水平の上
面を有するパネル形態を成すようにアクリルのようなプ
ラスチック系の透明な物質で形成される。前記導光板２
４は両面傾斜のくさび形状を有するように形成されるこ
ともでき、前記ランプユニット２３が前記導光板２４の
両側に形成される場合には平面形状を有するように形成
されることもできる。
【００４３】導光板２４の一側に前記ランプユニット２
３が形成され、前記ランプ２０から発生された光が前記
導光板２４に入射して前記導光板上の前記第１拡散シー
ト２８に進行されるようにする。
【００４４】前記導光板２４の下部面には前記ランプか
ら発生された光を反射させ前記導光板２４の上部面上に
積層される前記第１拡散シート２８の方向に入射させる
役割を実行するドットパターン(図示せず)のような各種
パターンが印刷され形成されることができる。
【００４５】前記導光板２４の下部には前記反射板２６
が形成され、前記反射板２６は前記導光板２４の前記ド
ットパターンにより前記第１拡散シート２８方向に反射
されない光を再び前記第１拡散シート２８方向に反射さ
せる役割をする。
【００４６】前記導光板２４の前記ドットパターン及び
前記反射板２６により反射され前記第１拡散シート２８
に入射される光は前記第１拡散シート２８の水平面に対
して一定の角度範囲をなす形態で進行するようになる。
【００４７】前記導光板２４上に積層された前記第１拡
散シート２８は前記導光板２４のドットパターン及び反
射板２６から反射された光の光束分布を均一にするよう
にし、前記第１拡散シート２８のうち前記導光板２４に
隣接した面及び前記第１集光シート３０に隣接した面に
は各々ビーズ(beads）が形成されている。
【００４８】次いで、前記第１拡散シート２８上には前
記第１拡散シート２８から拡散された光の光束を前記LC
Dパネル３７との平行平面上の第１方向成分に関して集
光させる役割をする第１集光シート３０が積層されてい
る。前記第１集光シート３０では、多数の三角形の第１
プリズム３０aが前記第１方向成分に関して集光させる
ための第１方向に並んで透明シートの上部面に配列され
ている。具体的には前記光の進行方向と垂直である平面
上のX軸方向に前記第１プリズム３０aが配列されてい
る。
【００４９】前記第１集光シート３０上には前記第１集
光シート３０から第１方向性を有するように集光された
光の光束を前記LCDパネル３７の画素の視野角を拡張さ
せるために部分的に２次拡散させる第２拡散シート３２
が積層されている。
【００５０】また、前記第２拡散シート３２はモアレ(m
oire)現像を防止する役割をする。すなわち、前記第２
拡散シート３２なしで前記第１集光シート３０及び前記
第２集光シート３４を順次に積層して形成するようにな
れば、断面が三角形である前記第１及び第２集光シート
３０，３４から集光された光は前記第１及び第２集光シ
ート３０，３４の頂上部の部分で前記LCDパネルの平面
に対してほとんど垂直の方向のみに集中的に集光され前
記LCDパネルに入射するようになる。このように、集光
された光は前記LCDパネルの画素(pixel)と干渉を起こす
ようになって、これによって画面上に波紋が発生するモ
アレ(moire)現像が発生する。
【００５１】したがって、前記垂直で集光された光を拡
散させる役割を実行する第２拡散シート３２を前記第１
集光シート３０上に積層して第１集光シート３０の頂上
部の部分で集中的に集光された光を拡散させた後、前記
第２集光シート３４で再び前記LCDパネル方向に垂直の
方向に集光させることにより、前述したモアレ現像が発
生することを防止する。
【００５２】前記第２拡散シート３２上には前記第２拡
散シート３２から拡散された光の光束を前記平行平面上
の第１方向と垂直である第２方向成分に関して集光させ
る役割をする第２集光シート３４が積層されている。
【００５３】前記第２集光シート３４は透明シートの上
部面に多数の三角形の第２プリズム３４aが一定方向に
並んで形成された構造を有し、前記第１集光シート３０
のプリズム配列方向と所定の角度で交差するように形成
されている。望ましくは、前記光の進行方向と垂直であ
る平面上のX軸方向に垂直であるY軸方向に第２プリズム
３４aが配列されている。
【００５４】したがって、前記第２集光シート３４は前
記第２拡散シートで２次拡散された光の光束を前記平行
平面上の第１方向と垂直である第２方向性を有するよう
に集光させる役割を行い、最終的に集光された光が前記
LCDパネル３７に入射するようになることによって従来
より正面輝度を向上させることができる。
【００５５】この時、前記第２拡散シート３２と前記第
２集光シート３４とは後に図７，８を参照し説明するよ
うに単一シートで製作されることができる。
【００５６】すなわち、従来では液晶表示装置の光経路
が拡散→集光→集光→拡散の経路を経るようになること
によって、光の集光後拡散がなされる両方の部分を一つ
のシートで製造することはできなかったが、本発明では
図４に図示されたようにLCDパネル３７に入射される光
の経路が拡散→集光→拡散→集光の経路を経ることによ
って、拡散後集光がなされる両方の部分を一つの層で作
ることが可能となり導光ユニット３５を容易に製造する
ことができる。
【００５７】したがって、液晶表示装置のバックライト
アセンブリ構造において導光板上に積層されるシートの
数を従来の４階構造から３階構造に減らすことができる
ので、製造工程が短縮されるだけでなく各シートの不良
率を最小化できるので、液晶表示装置の製造収率を向上
させることができる。
【００５８】図５は本発明の他の実施の形態によるバッ
クライトアセンブリの拡散シート構造及び照明過程を概
略的に示した図面であり、図６は従来の液晶表示装置の
拡散シートと本発明による拡散シートの視野角による輝
度を測定した結果を示したグラフである。
【００５９】図５を参照すれば、本発明による液晶表示
装置のバックライトアセンブリはランプ２０から発生さ
れた光をLCDパネル３７方向に均一に入射させる導光板
２４、前記導光板２４のLCDパネル側に積層された第１
拡散シート２８、前記第１拡散シート２８の前記LCDパ
ネル３７側に具備された第１集光シート３０、前記第１
集光シート３０の前記LCDパネル３７側に具備された第
２拡散シート３２、及び前記第２拡散シート３２の前記
LCDパネル３７側に具備された第２集光シート３４を具
備する。
【００６０】前記第１拡散シート２８の前記導光板２４
に隣接した面２８b及び前記第１集光シート３０に隣接
した面２８aには各々ビーズ(beads)２９a，２９bが形成
されており、前記第１拡散シート２８の前記導光板２４
に隣接した面２８bのヘイズ値(haze value)より前記第
１拡散シート２８の前記第１集光シート３０に隣接した
面２８aのヘイズ値が高いように前記ビーズ２９a，２９
bが分布される。
【００６１】前記ヘイズ値は入射光が拡散透過される程
度を示すことであり、下記のように定義される。 ヘイズ値（ＨＡＺＥＶＡＬＵＥ）＝ 拡散透過量 / 全体
透過量 ×１００ 前記式で、拡散透過量は入射され透過された光中での拡
散された光の量を意味して、全体透過量は入射されて透
過された全体光の量を意味する。
【００６２】前記第１拡散シート２８の前記ビーズ２９
a，２９bは光を拡散させる役割を行うので、前記ビーズ
２９a，２９bが高い密度で分布されれば、ヘイズ値が高
くて、低い密度で分布されれば、ヘイズ値が低い。
【００６３】また、前記第１拡散シート２８の前記導光
板２４に隣接した面２８bと前記第１拡散シート２８の
前記第１集光シート３０に隣接した面２８aのヘイズ値
を別にするためにそれぞれ屈折率が異なるビーズを使用
することもできる。
【００６４】このように、前記第１拡散シート２８の前
記導光板２４に隣接した面２８bのヘイズ値(haze valu
e)より前記第１拡散シート２８の前記第１集光シート３
０に隣接した面２８aのヘイズ値が高ければ、第１拡散
シート２８の平面に対して水平に近い入射角を有して前
記導光板２４から前記第１拡散シート２８にななめに入
射される光は前記第１拡散シート２８の前記第１集光シ
ート３０に隣接した面２８aまたは前記導光板２４に隣
接した面２８bで拡散反射される。
【００６５】このうちで、前記第１集光シート３０に隣
接した面２８aで反射された光は、光経路Cで示したよう
に、前記第１拡散シート２８の前記第１集光シート３０
に隣接した面２８aで拡散反射された後、前記第１拡散
シート２８の前記導光板２４に隣接した面２８bで再反
射されるリサイクル(recycle)過程を経ながら、前記第
１拡散シート２８の前記LCDパネル３７側に具備された
第１集光シート３０への入射角が正面輝度が高い角度、
すなわち前記LCDパネル３７の平面に対して垂直に近い
角度に変わって、前記第１拡散シート２８から前記第１
集光シート３０に出射するようになる。
【００６６】また、前記第１拡散シート２８の前記導光
板２４に隣接した面２８bで反射された光は光経路Dで示
したように、導光板２４下の反射板２６により反射さ
れ、前記第１拡散シート２８の平面に対して垂直に近い
角度で再入射されて正面輝度が高い角度で前記第１集光
シート３０に出射される。
【００６７】すなわち、従来では導光板から出射された
光が正面側よりは側面側にさらに集中することによっ
て、前記拡散シート及び前記集光シートを通じて拡散及
び集光されても垂直方向への集光率が下がるようになっ
て、高い正面輝度を得られない問題点があった。
【００６８】しかし、本発明によれば、前記導光板２４
から出射された光が側面側に集中されて前記第１拡散シ
ート２８の平面に対しほとんど水平に近い角度で入射し
ても、前記第１拡散シート２８内で光が反復的に拡散反
射されるリサイクル過程を通じて前記LCDパネル３７の
平面に対し垂直に近い方向に前記第１集光シート３０に
出射されることにより、前記第１集光シート３０での集
光率を向上させ、液晶表示装置の正面輝度を向上させる
ことができる。
【００６９】このように前記第１拡散シート２８のうち
前記導光板２４に隣接した面２８bのヘイズ値と前記第
１拡散シート２８の前記第１集光シート３０に隣接した
面２８aのヘイズ値の影響による正面輝度の差を示した
グラフが図６に図示されている。
【００７０】図６でAは前記第１拡散シート２８のうち
前記導光板２４に隣接した面２８bのヘイズ値(haze val
ue)と前記第１拡散シート２８の前記第１集光シート３
０に隣接した面２８aのヘイズ値が類似の従来の拡散シ
ートを使用した液晶表示装置のバックライトアセンブリ
に対する正面輝度を測定したものであって、Bは前記第
１拡散シート２８の前記導光板２４に隣接した面２８b
のヘイズ値より前記第１拡散シート２８の前記第１集光
シート３０に隣接した面２８aのヘイズ値が高い本発明
による拡散シートを使用した液晶表示装置のバックライ
トアセンブリに対する正面輝度を測定したものである。
【００７１】図６に示したように従来の拡散シート(A)
より本発明による反復的な拡散反射過程を利用した拡散
シート(B)を使用した液晶表示装置がより高い正面輝度
を有することが分かる。
【００７２】また、前記第１拡散シート２８の前記LCD
パネル３７側には前記第２拡散シート３２及び前記第２
集光シート３４が順次に積層され、また前記第１拡散シ
ート２８の前記LCDパネル側に前記第２集光シート３４
が先に配置された後、前記第２集光シート３４の前記LC
Dパネル３７側に前記第２拡散シート３２が積層即ち配
置されることもある。
【００７３】この時、前記第２拡散シート３２のヘイズ
値が高ければ、前記LCDパネル３７への光透過量が少な
くて正面輝度が低下される問題点があるので、前記第２
拡散シート３２は前記第１拡散シート２８より全体的に
低いヘイズ値を有する。望ましくは前記第２拡散シート
３２での光透過率は前記第１拡散シート２８での光透過
率より約２０〜３０%程度高い。
【００７４】前記第２拡散シート３２及び前記第２集光
シート３４は単一シートから構成され得る。
【００７５】このように前記第２拡散シート３２及び前
記第２集光シート３４を単一シートから構成する場合
も、高い正面輝度を有する本発明による前述した第１拡
散シート２８を使用することによって、高い正面輝度を
維持すると同時に前記液晶表示装置のバックライトアセ
ンブリに使用されるシートの数を減らすことができる。
【００７６】前述した前記第２拡散シート３２と前記第
２集光シート３４が単一シートとして形成された液晶表
示装置のバックライトアセンブリ構造が図７に図示され
ている。
【００７７】以下、前述した拡散及び集光がなされる単
一シートを高輝度集光シート３６という。
【００７８】図７は本発明による液晶表示装置の構造を
説明するための概略図であり、図８は本発明による液晶
表示装置の高輝度集光シートを説明するための断面図で
ある。
【００７９】図７及び図８を参照すれば、本発明による
液晶表示装置はランプ２０、前記ランプ２０の一側に形
成された導光板２４、前記導光板２４上に順次に積層さ
れた第１拡散シート２８、第１集光シート３０、高輝度
集光シート３６及びLCDパネル３７を具備する。
【００８０】前記ランプ２０の他側には前記ランプ２０
を囲み、前記ランプ２０から発生された光を前記導光板
２４に反射させるランプ反射板２２が具備されて、前記
導光板２４のうち前記第１拡散シート２８が形成された
面の反対面には反射板２６が形成される。
【００８１】前記高輝度集光シート３６は所定の厚さを
有する透明シート４０、前記透明シート４０の下部面に
形成された拡散層４２及び前記透明シート４０の上部面
に形成された集光層４４とからなる。
【００８２】前記透明シート４０は前記高輝度集光シー
ト３６の本体としてポリエステルとからなり、前記拡散
層４２は前記ポリエステル樹脂にアクリルビーズ４２a
を分散させて形成する。前記拡散層４２は前記第１集光
シート３０から１次集光された光を均一に拡散させる。
【００８３】また、前記拡散層４２は前述したように画
面上に波紋が発生するモアレ(moire)現像が発生するこ
とを防止する役割をし、前記第１拡散シート２８より低
いヘイズ値を有する。
【００８４】前記拡散層４２において、前記アクリルビ
ーズ４２aの含有量は全体拡散層総量に対して約１０〜
５０重量%程度であることが望ましい。
【００８５】前記アクリルビーズ４２aの含有量が１０
重量%未満である場合には拡散率が低下されてモアレ現
像が発生され、前記アクリルビーズ４２aの含有量が５
０重量%を超過する場合は正面輝度が低下される問題点
がある。
【００８６】前記集光層４４はアクリル系樹脂からなる
第２プリズム４４aから構成され、前記高輝度集光シー
ト３６の下に位置した前記第１集光シート３０の第１プ
リズム３０aの配列方向と垂直で交差するように多数が
配列されている。
【００８７】前記集光層４４は前記拡散層４２から２次
拡散された光の光束を前記LCDパネル３７との平行平面
上の第１方向と垂直である第２方向性を有するようにす
る役割を行う。
【００８８】望ましくは前記高輝度集光シート３６の厚
さは約１６０μｍ程度であり、プリズム断面の頂上部の
角度は約９０゜程度であり、各プリズム間の間隔(一つ
のプリズムと隣接したプリズムの稜線間の距離）は約５
０μｍ程度である。
【００８９】前記高輝度集光シート３６を除外すれば、
前記ランプ２０、前記ランプ反射板２２、前記第１拡散
シート２８及び前記第１集光シート３０は前述した実施
例と同様な構造で形成される。
【００９０】図９は本発明のさらに他の実施の形態によ
る液晶表示装置の高輝度集光シートを説明するための断
面図である。
【００９１】図９を参照すれば、前記高輝度集光シート
３６の集光層４４である前記プリズム４６aの頂上部４
６b、すなわち前記プリズム４６aのうちLCDパネル３７
が安着される部分は丸い形態になるように形成すること
ができる。
【００９２】前述した本発明の実施の形態による液晶表
示装置のバックライトアセンブリを通した照明経路は図
１０に図示された通りである。
【００９３】図１０を参照すれば、図２に図示された従
来の液晶表示装置のバックライトアセンブリで保護フィ
ルム１４から拡散された光がLCDパネル１５に入射され
る光より本発明の前記高輝度集光シート３６を通過した
光がLCDパネル３７平面に対してさらに垂直となるよう
に集光され前記LCDパネル３７に入射されることによっ
て、高い正面輝度を有することが分かる。
【００９４】このように前記高輝度集光シート３６から
拡散及び集光された光は前記高集光シート３６上に安着
される前記LCDパネル３７に入射するようになる。
【００９５】
【発明の効果】本発明によれば、液晶表示装置のバック
ライトアセンブリから放出されLCDパネルに入射される
光の経路を拡散→集光→拡散→集光の経路を経るように
することによって、LCDパネルに入射される光の集光率
を向上させて高い正面輝度を有する液晶表示装置を具現
することができる。
【００９６】これと同時に光を拡散及び集光する役割を
実行する層を単一シートで形成することができ、液晶表
示装置のバックライトアセンブリの導光板上に積層され
るシートの数を従来の４階構造にい対して３階構造に減
少させることができる。
【００９７】このように液晶表示装置のバックライトア
センブリを構成するシートの数を減らすようになれば、
製造工程を短縮させることができて、またシートの不良
によるバックライトアセンブリの欠陥を最小化できるの
で、原価低減及び製造収率を大きく向上させることがで
き、全体的な液晶表示装置の厚さ及び重さを最小化で
き、液晶表示装置の軽量化及び薄型化を容易に成ること
ができる。
【００９８】また、集光シート間に拡散手段を具備する
ことによって、一定な方向のみに集光された光とLCDパ
ネルの画素との干渉によるモアレ現像が発生することを
防止することができる。
【００９９】そして、前記導光板の前記LCDパネル側に
おいて前記導光板から入射される光の入射角を反復的な
拡散反射過程を通じて前記LCDパネル平面に対して正面
輝度が高い方向に調節する拡散シートを具備することに
よって、液晶表示装置の正面輝度を向上させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の液晶表示装置のバックライトアセンブリ
を概略的に示した斜視図である。
【図２】従来の液晶表示装置のバックライトアセンブリ
を通した照明経路を概略的に示した図面である。
【図３】本発明の一実施例の形態による液晶表示装置の
バックライトアセンブリの構造を概略的に示した斜視図
である。
【図４】本発明の一実施の形態による液晶表示装置のバ
ックライトアセンブリを通した照明過程を概略的に示し
た図面である。
【図５】本発明の他の実施の形態によるバックライトア
センブリの拡散シート構造及び照明過程を概略的に示し
た図面である。
【図６】従来の液晶表示装置の拡散シートと本発明によ
る拡散シートの視野角に応じた輝度を測定した結果を示
したグラフである。
【図７】本発明のさらに他の実施の形態による液晶表示
装置のバックライトアセンブリ構造を説明するための概
略図である。
【図８】本発明による液晶表示装置の高集光シートを説
明するための断面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施の形態による液晶表示
装置の高集光シートを説明するための断面図である。
【図１０】本発明の液晶表示装置のバックライトアセン
ブリを通した照明経路を概略的に示した図面である。
【符号の説明】
２０ ランプ ２２ ランプ反射板 ２３ ランプユニット ２４ 導光板 ２６ 反射板 ２８ 第１拡散シート ３０ 第１集光シート ３０ａ 第１プリズム ３２ 第２拡散シート ３４ 第２集光シート ３４ａ 第２プリズム ３５ 導光ユニット ３６ 高輝度集光シート ３７ LCDパネル ４０ 投光層 ４２ 拡散層 ４４，４６ 集光層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 李 益 洙 大韓民国京畿道水原市八達区梅灘３洞 イ ムガン・アパートメント ７−1107号 (72)発明者 金 奎 錫 大韓民国京畿道龍仁市器興邑グガル里380 番地 ハンション・アパートメント 107 棟401号 (72)発明者 元 鍾 皓 大韓民国京畿道水原市八達区霊通洞新ナム シルミジュ・アパートメント 652棟307号 Ｆターム(参考） 2H091 FA14Z FA21Z FA23Z FA32Z FA42Z FB11 FD06 KA10 LA11 LA16 LA21

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ｉ)光源から発生された光を導光板に入射
    させる段階と、 ｉｉ)前記入射された光の光束分布を均一にするために
    第１次の拡散をさせる段階と、 ｉｉｉ)前記第１次の拡散をされた光の光束に対し、LCD
    パネルとの平行平面上の第１方向成分に関して第１次の
    集光をさせる段階と、 ｉｖ)前記第１方向の方向性を有するように集光された
    光の光束に対し、前記LCDパネルの画素の視野角を拡張
    させるために部分的に第２次の拡散をさせる段階と、 ｖ)前記第２次の拡散をされた光の光束に対し、前記平
    行平面上の第１方向と垂直である第２方向成分に関して
    第２次の集光をさせる段階と、及び ｖｉ)前記第２次の集光をされた光を前記LCDパネルに照
    射させる段階を含むことを特徴とする液晶表示装置の照
    明方法。
  2. 【請求項２】前記ｉｖ)段階及びｖ)段階は単一シートで
    実行されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示
    装置の照明方法。
  3. 【請求項３】光を発生させる光源と、 光源の一側に形成され、光源から発生された光をLCDパ
    ネル方向に均一に入射させる導光板と、 前記導光板の前記LCDパネル側に具備され、前記入射さ
    れた光の光束分布を均一にするために第１次の拡散をさ
    せる第１拡散手段と、 前記第１拡散手段の前記LCDパネル側に具備され、前記
    第１次の拡散をされた光の光束に対し、前記LCDパネル
    との平行平面上の第１方向成分に関して１次で集光させ
    る第１集光手段と、 前記第１集光手段の前記LCDパネル側に具備され、前記
    第１方向の方向性を有するように集光された光の光束に
    対し、前記LCDパネルの画素の視野角を拡張させるため
    に部分的に第２次の拡散をさせる第２拡散手段と、及び
    前記第２拡散手段の前記LCDパネル側に具備されて、前
    記第２次の拡散をされた光の光束を前記平行平面上の第
    １方向と垂直である第２方向成分に関して第２次の集光
    をさせる第２集光手段を具備することを特徴とする液晶
    表示装置のバックライトアセンブリ。
  4. 【請求項４】前記第２拡散手段及び前記第２集光手段は
    単一シートとからなることを特徴とする請求項３に記載
    の液晶表示装置のバックライトアセンブリ。
  5. 【請求項５】光を発生させる光源と、光源の一側に形成
    され、光源から発生された光をLCDパネル方向に均一に
    入射させる導光板と、 前記導光板の前記LCDパネル側に具備され、前記導光板
    から入射される光の入射角を反復的な拡散反射過程を通
    じて前記LCDパネル平面に対し正面輝度が高い方向に調
    節して、前記入射された光の光束分布が均一するように
    第１次の拡散をさせる第１拡散手段と、 前記第１拡散手段の前記LCDパネル側に具備され、前記
    第１次の拡散をされた光の光束に対し、を前記LCDパネ
    ルとの平行平面上の第１方向成分に関して第１次の集光
    をさせる第１集光手段と、 前記第１方向の方向性を有するように集光された光の光
    束に対し、前記LCDパネルの画素の視野角を拡張させる
    ために部分的に第２次の拡散をさせる第２拡散手段と、
    及び前記第１方向の方向性を有するように集光された光
    の光束に対し、前記平行平面上の第１方向と垂直である
    第２方向成分に関して第２次の集光をさせる第２集光手
    段を具備することを特徴とする液晶表示装置のバックラ
    イトアセンブリ。
  6. 【請求項６】前記第２拡散手段は前記第１集光手段の前
    記LCDパネル側に具備され、前記第２集光手段は前記第
    ２拡散手段の前記LCDパネル側に具備され、前記第２次
    の拡散をされた光の光束を集光させることを特徴とする
    請求項５に記載の液晶表示装置のバックライトアセンブ
    リ。
  7. 【請求項７】前記第１拡散手段は前記第１拡散手段の前
    記導光板に隣接した面でのヘイズ値より前記第１拡散手
    段の前記第１集光手段に隣接した面でのヘイズ値が高い
    ように形成された多数のビーズを含むことを特徴とする
    請求項５に記載の液晶表示装置のバックライトアセンブ
    リ。
  8. 【請求項８】前記第１拡散手段は前記第１拡散手段の前
    記導光板に隣接した面及び前記第１集光手段に隣接した
    面に形成された多数のビーズを含んで、前記多数のビー
    ズは前記第１拡散手段の前記導光板に隣接した面より前
    記第１拡散手段の前記第１集光手段に隣接した面でさら
    に高い密度で分布されたことを特徴とする請求項５に記
    載の液晶表示装置のバックライトアセンブリ。
  9. 【請求項９】前記第２拡散手段のヘイズ値は前記第１拡
    散手段のヘイズ値より低いことを特徴とする請求項５に
    記載の液晶表示装置のバックライトアセンブリ。
  10. 【請求項１０】前記第２集光手段は前記第１集光手段の
    前記LCDパネル側に具備され、前記第１次の集光をされ
    た光の光束に対し、第２次の集光をさせ、前記第２拡散
    手段は前記第２集光手段の前記LCDパネル側に具備され
    前記第２次の集光をされた光の光束を拡散させることを
    特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置のバックライ
    トアセンブリ。
  11. 【請求項１１】a)光を発生させる光源、b)前記光源から
    発生された光をLCDパネル方向に入射させる導光板、c)
    前記導光板の前記LCDパネル側に具備され、前記入射さ
    れた光の光束分布を均一にするために第１次の拡散をさ
    せる拡散手段、d)前記拡散手段の前記LCDパネル側に具
    備され、前記第１次の拡散をされた光の光束に対し、前
    記LCDパネルとの平行平面上の第１方向成分に関して第
    １次の集光をさせる集光手段、及びe)前記集光手段の前
    記LCDパネル側に具備され、前記第１次の集光をされた
    光の光束に対し、拡散及び第２次の集光をさせる高輝度
    集光シートを具備するバックライトアセンブリと、及び
    前記バックライトアセンブリ上に形成されたLCDパネル
    を具備することを特徴とする液晶表示装置。
  12. 【請求項１２】前記高輝度集光シートは前記集光手段か
    ら集光された光の光束に対し、前記LCDパネルの画素の
    視野角を拡張させるために部分的に第２次の拡散をさせ
    る拡散層及び前記拡散層からの第２次の拡散をされた光
    の光束に対し、前記平行平面上の第１方向と垂直である
    第２方向成分に対し第２次の集光をさせる集光層を含む
    ことを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
  13. 【請求項１３】前記拡散層は前記集光手段から入射され
    た光を均一に拡散させるように形成された多数のビーズ
    を含むことを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装
    置。
  14. 【請求項１４】前記多数のビーズの含有量は全体拡散層
    の総量に対して１０〜５０重量%であることを特徴とす
    る請求項１３に記載の液晶表示装置。
  15. 【請求項１５】前記集光手段及び前記集光層は前記拡散
    手段及び前記拡散層から入射された光を集光させるよう
    に一定方向を有し、並んで配列された多数のプリズムか
    らなることを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装
    置。
  16. 【請求項１６】前記集光手段及び前記集光層はプリズム
    の配列が相互所定の角度で交差するように形成されたこ
    とを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置。
  17. 【請求項１７】前記LCDパネルと隣接した前記集光層の
    前記プリズムの頂上部は丸い形状を有することを特徴と
    する請求項１５に記載の液晶表示装置。
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