JP2003043265A - 導光板、これの製造方法及びこれを利用した液晶表示装置 - Google Patents
導光板、これの製造方法及びこれを利用した液晶表示装置Info
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Abstract
を利用した液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 線光源光学分布を面光源光学分布に変換
する導光板の光反射面には、輝度向上及び輝度均一性を
向上させる輝度強化凹所(114)を形成し、光射出面
には輝度を集中させる輝度集中パターン(172)を形
成する。導光板のかかる構造変更により光の輝度及び輝
度均一性を向上させることができ、光学的均一性を向上
させるための拡散シート、プリズムシート、反射板など
を使用しなくてもよいことにより、液晶表示装置の全体
重み及び体積を大きく減少させることができる。
Description
造方法、そしてこれを利用した液晶表示装置に関するも
のであり、より詳細には、液晶表示パネルアセンブリに
面光源形態の光学分布を有する光を供給する役割を有す
る装置の構造を変更して、デイスプレー輝度向上、低消
費電力具現、光学的均一性向上及び光損失最小化によっ
て厚さ及び体積を最小化した導光板、これの製造方法、
これを利用した液晶表示装置に関するものである。
晶表示装置は、電界の大きさに従って、光透過度が変更
する液晶(LC)の特性を利用して情報処理装置で処理
されたデータを、使用者が文字、画像、動画像などの方
法により認識できるようにインターフェーシングするデ
イスプレー装置の一つとして定義できる。
小さく、同一のデイスプレー面積を有する他の種類のデ
イスプレー装置、例えば、CRT方式デイスプレー装置
に比べて体積及び重さが相当に小さいが、デイスプレー
品質はCRT方式デイスプレー装置と対等であったり、
より優れた長所を有する。
薄い2枚のガラス基板の間に微小面積単位により各々異
なる電界を形成できるように、いずれか一枚のガラス基
板には、板形状の電極を形成する一方、残り一つのガラ
ス基板には具現しようとする解像度に対応する大きさを
有する微小面積を有する複数個の電極を形成する。以
後、これらを組立てた状態で2枚のガラス基板の間に電
界の強さによって光透過度が異なる特性を有する液晶を
注入して製作する。
る役割を有する液晶は、ただ光の透過度のみを精密に制
御するだけで、直接光を生産しない。これは、液晶表示
装置ではデイスプレーを実施するためには、どのような
形態でも液晶を通過する光を必要とすることを意味す
る。
表示装置外部の光を利用する方法及び液晶表示装置で電
気的エネルギーを消費して光を生成した後、これを使用
する方法に大きく分類できる。
れた光を利用する方法は、外部から液晶表示装置に入射
される光がないとき、デイスプレーを実施できない致命
的な問題点を有する。
装置に貯蔵された電気的エネルギーを消費して光を生成
及びこれを利用してデイスプレーを実施する方法が広く
使用されている。
気的エネルギーを消費してデイスプレーを実施するとき
にも、高品質映像を得るためには多くの問題点が有る。
イスプレー面積にわたって均一な光学的均一性、即ち、
均一な輝度が保障されなければならないが、このように
均一な輝度を発生させる面光源を具現し難しいと言う点
である。
プのように線光源光学分布を有する光源(1)で発生し
た光を、面光源光学分布を有するように変更させること
により、面光源を確保する方式が説明されている。
を有するように変更する役割は“導光板”(Light
Guided Panel;LGP:3)により具現
される。
により製作され、全体的な形状は均一な厚さを有するプ
レート形状又は一側から他側に行くほど厚さが段々増加
されるくさび形状により製作される。
の光学分布を有するランプ1で発生した光が導光板3の
側面3aに入射され導光板3の内側底面3bに反射され
た後、導光板3の上面3cを通じてAの方向に射出され
るようにする。
分布を有するに適するが、漏洩光などによる光効率の低
下がある。
の外側底面には、シルクスクリーンなどの方式によって
反射ドット3dが形成される。
形成される反射ドット3dはやはりまた異なる問題点を
発生させる。
導光板3を長時間使用する場合、反射ドット3dの色が
元来の色と異なるように変わることがある。このよう
に、色が変わった反射ドット3dに光が反射される場
合、反射された光の色が変色即ち、黄変現象が発生し、
所望のデイスプレー色相がデイスプレーされない。
式には、反射ドット3dの大きさをある程度以下、例え
ば、100μm以下に精密に形成し難しいと言うもので
ある。
dを形成するとき、反射ドット3dの形状不良が頻繁に
発生されると言うものである。
生させる導光板を使用する場合、面光源形態の光学的分
布は得ることができるが、図4の符号5で図示されたよ
うに輝度分布が相当に不均一となる問題点を有する。
き、発生されるデイスプレー性能低下を克服するために
導光板3の上面には、図2に図示されたように“拡散板
(diffuser)6”がさらに設置される。図2の
符号Bは導光板の側面に漏洩される光である。
符号5に図示された光学分布を有する光を図4で符号7
に図示された光学分布を有するように光を拡散させる役
割を有する。これ以外にも、拡散板6は導光板3に形成
された反射ドット3dが肉眼で目視されることを防止す
る役割も有する。
出された光が散乱され光学的均一性はある程度克服され
る。
が喪失され、図3に図示された液晶表示パネルアセンブ
リ8に入射された後、光量が減少したり視野角が大きく
低下するという異なる問題点を有する。
ように拡散板6の上面には少なくとも1枚以上のプリズ
ムシート9がさらに設置される。このプリズムシート9
は拡散板6で拡散された光を図4の符号10に図示され
た光学的分布を有するように光学的分布を変更させる。
は、導光板3から反射され液晶表示パネルアセンブリ8
側に向かうが、図1乃至図3に図示されたように一部
は、導光板3の底面でも漏洩する。図1の符号Cは外部
へ漏洩する漏洩光である。
通じて漏洩する場合、当然に液晶表示パネルアセンブリ
8に向かう光が足りなくなって、デイスプレーに必要で
ある輝度が足りなくなる問題点を発生させる。
は、導光板3で漏洩した光を再生するために光反射率が
高い反射シート11がさらに設けられる。
ドット3dを使用する場合、デイスプレー特性を向上さ
せるために導光板3は、拡散板6、プリズムシート9、
反射シート11などを付随的に必要とするから、生産原
価が大きく増加する。
ず)に順次に積層され所謂、“バックライトアセンブリ
“を具現する。
センブリの構成要素である導光板3、導光板3に関連し
て設けられる拡散板6、プリズムシート9、反射シート
11は光の光学的均一性を向上させる代わりに、冷陰極
線管ランプなどのようなランプ1から発生された光の相
当部分が犠牲にされる結果を発生させる。
必要である十分な輝度を得るためには、バックライトア
センブリで損失される光量を勘案して、冷陰極線管方式
ランプ1で発生する光量を増加させるしかない。これ
は、結局、液晶表示装置での消費電力が大きく増加され
ることを意味する。
に使用される拡散板6、プリズムシート9、反射シート
11は液晶表示装置の厚さを増加させる要因となり、組
立に要する時間を増加させ、生産原価を大きく増加させ
る原因となる。
目的は、ランプから発生された光が面光源光学分布を有
し、高輝度で液晶表示パネルアセンブリ側に入射される
ようにする導光板を提供するものである。
が増加された導光板を製造する方法を提供するものであ
る。
して輝度を大幅向上させることは勿論、厚さ及び体積が
減少された液晶表示装置を提供するものである。
するための導光板の1つの形態のものは、液晶表示パネ
ルの下部に位置して前記液晶表示パネルに面光源形態の
光学分布を有する光が供給されるようにする導光板にお
いて、光が入射される光入射面と、前記光入射面と隣接
した光反射面と、前記光反射面と向き合う関係を有する
光射出面と、前記光入射面を含む少なくとも2個以上の
側面を含む導光体から成り、該導光体の前記光反射面に
は、前記光入射面に入射された光及びその後、前記側面
から反射された側面反射光を、前記光射出面側に反射さ
せ輝度を向上させるための輝度強化凹所が少なくとも1
個以上形成されたことを特徴とする。
の他の形態のものは、液晶表示パネルの下部に位置して
前記液晶表示パネルに面光源形態の光学分布を有する光
が供給されるようにする導光板において、光が入射され
る光入射面と、前記光入射面と隣接した光反射面と、前
記光反射面と向き合う関係を有する光射出面と、前記光
射出面上に第1方向に少なくとも1個以上が連続して形
成され、プロファイルがプリズム形態を有する集光パタ
ーンが形成されたことを特徴とする。
を製造する方法の1つの形態のものは、ベース基板に感
光膜を所定厚さで塗布する段階と、前記感光膜に光を利
用して露光及び現像して前記感光膜の表面から所定深さ
を有する多角錐形状の凹所を少なくとも1個以上形成す
る段階と、前記感光膜の表面及び前記凹所にメタル物質
を蒸着して、前記感光膜の上部に所定厚さを有するメタ
ル基板を形成する段階と、前記感光膜から分離された前
記メタル基板を下部モールド及び上部モールド間の内部
空間に位置させた状態で導光板形成物質を前記内部空間
に注入する段階とを含むことを特徴とする。
を製造する方法の他の形態のものは、ベース基板に感光
膜を所定厚さで塗布する段階と、前記感光膜のうち指定
された一部分には、光を露光させず残り部分には前記感
光膜が所定厚さほど現像されるように部分露光及び現像
を実施して前記感光膜から露光されない部分が突出され
るようにする段階と、前記感光膜の表面から突出された
部分を除外した残り部分に、前記感光膜の表面から所定
深さを有する多角錐形状の凹所を少なくとも1個以上形
成する段階と、前記感光膜の表面から突出された突起及
び前記凹所にメタル物質を蒸着して前記感光膜の上部に
所定厚さを有するメタル基板を形成する段階と、前記感
光膜から分離された前記メタル基板を下部モールド及び
上部モールド間の内部空間に位置させた状態で導光板形
成物質を前記内部空間に注入する段階v)とを含むこと
を特徴とする。
を製造する方法のさらに他の形態のものは、上部モール
ドの内部にプロファイルがV字形を有するプリズム形態
のパターンを第1方向と平行な方向に反復して形成した
第1射出基板を設ける段階と、前記上部モールドと下部
モールドを結合して形成された射出空間に第1導光板形
成物質を注入して、上面に第1集光パターンが形成され
た第1導光板を形成する段階と、上部モールドの内部に
プロファイルがV字形状を有する三角柱形態のパターン
を第1方向と異なる第2方向と平行な方向に反復して形
成した第2射出基板を設ける段階と、前記下部モールド
に前記第1導光板を設置及び前記下部モールドと前記上
部モールドを結合した状態で、前記第2射出基板と前記
第1導光板の上面との間に第2導光板形成物質を注入し
て第2導光板を形成する段階とを含むことを特徴とす
る。
示装置の1つの形態のものは、液晶を制御して画像がデ
イスプレーされるようにする液晶表示パネルアセンブリ
と、光を供給するランプアセンブリと、前記光が入射さ
れる光入射面と、前記光の入射方向及び前記光入射方向
と異なる方向を有する少なくとも1個以上の光を、前記
液晶表示パネルアセンブリ側に反射させ輝度を向上させ
る輝度強化手段が形成された光反射面及び前記輝度強化
手段から光が射出されるようにする光射出面が形成され
る導光板と、前記光射出面に対向して設置された光経路
調節フィルムと、前記導光板の底面に形成された反射板
を含むバックライトアセンブリを含むことを特徴とす
る。
示装置の他の形態のものは、液晶を制御して画像がデイ
スプレーされるようにする液晶表示パネルアセンブリ
と、光を供給するランプアセンブリと、前記光が入射さ
れる光入射面と、前記光の入射方向及び前記光入射方向
と異なる方向を有する少なくとも1個以上の光を、前記
液晶表示パネルアセンブリ側に反射させ輝度を向上させ
る輝度強化手段とを有し、該輝度強化手段は、前記光が
漏洩することを防止する輝度強化突起が形成された光反
射面及び前記輝度強化手段から光が射出されるようにす
る光射出面に形成された輝度集中手段を備えた導光板を
含むことを特徴とする。
ましい実施形態をより詳細に説明する。
示パネルに面光源形態の光を提供する役割を有する導光
板700の背面斜視図である。
ように、本発明の一実施形態による導光板700は、全
体的に見て、厚さに差がない直六面体プレート形態を有
するフラットタイプ又は一側端部から他側端部に行くほ
ど厚さが段々増加するくさび形態により製作することが
できる。
する導光板について説明する。
イプ導光板は、直六面体と類似した形態を有するため
に、相互対向する上面及び下面を囲む少なくとも3個以
上の側面により構成される。
面を有する導光板が説明される。
と向き合う関係を有する面を特別に“光射出面120”
と定義し、光射出面120と対向する残り一つの面を
“光反射面110”と定義する。
うちランプが設置される側面を特別に“光入射面13
0”と定義し、残り3個の側面を各々“第1側面14
0”、“第2側面150”、“第3側面160”と定義
する。
110には全面積にわたって複数個の“輝度強化凹所
(brightness enhancement r
ecess;112)”が形成される。
所112は、光入射面130に形成されるランプの位置
によって形成面積が変更される。
度は導光板700に光を供給するランプが設置される光
入射面130を基準にして決定される。
れる輝度強化凹所112の密度は、光入射面130から
光入射面130と向き合う第1側面140にいくほど連
続的に増加される。
る各輝度強化凹所112の形状が図示されている。
の凹所壁面を有する四角錐形態を有する。
化凹所112を四角錐として形成したが、これに限ら
ず、少なくとも3つの側面を有した多角錐及び角のない
錐の形態を選択的に使用できる。
4個の凹所壁を各々“第1凹所壁面112a”、“第2
凹所壁面112b”、“第3凹所壁面112c”、“第
4凹所壁面112d”と定義する。
光入射面130及び第1乃至第3側面140、150、
160と輝度強化凹所112を形成する4個の第1乃至
第4凹所壁面112a、112b、112c、112d
が各々向き合う関係を有する。
130と第1凹所壁面112a、導光板700の第1側
面140と第2凹所壁面112b、導光板700の第2
側面150と第3凹所壁面112c、導光板700の第
3側面160と第4凹所壁面112dがかなりの正確さ
で向き合うように形成される。
30、140、150、160と輝度強化凹所112の
凹所壁面112a、112b、112c、112dを相
互マッチングさせることにより輝度向上効果を得ること
ができる。
すれば、ランプ200から発生した光は、導光板700
の光入射面130を通じてa方向に入射された後、導光
板700の光反射面110(図9参照)から面光源光学
分布を有するように反射される。
通じて入射された光の進行方向は、a方向以外に、光入
射面130と向き合う導光板700の第1側面140か
ら反射されたb方向、光入射面130と隣接した第2側
面150から反射されたc方向、第3側面160から反
射されたd方向を有する。
a方向に入射された光は、光反射面110により光射出
面120に向かって反射される。
る光は、光反射面110によりやはり反射されるが、デ
イスプレーに必要である方向を有しないので損失とな
る。
度強化凹所112が形成される場合、a方向、b方向、
c方向、d方向を有する光は、全て輝度強化凹所112
の第1乃至第4凹所壁面112a、112b、112
c、112dにより反射され光射出面120に向かう。
だけでなく、b方向(図示せず)、c方向及びd方向を
有する全ての光が輝度強化凹所112により反射された
後、光射出面120を通じて外部に射出されることを示
している。
もちろん、b方向、c方向、d方向において損失となる
光を積極的に活用できる輝度強化凹所112を形成する
場合、約10%以上の輝度向上を得ることができる。
12の第1凹所壁面112a乃至第4凹所壁面112d
は全て凹所壁面が鏡面加工された四角錐形態を有する。
至第4凹所壁面112dから反射されるとき、光は全て
鏡面反射となると言うことを意味する。
凹所壁面112a乃至第4凹所壁面112dで鏡面反射
を起こす場合、デイスプレー画面300に局部的に特に
明るく又は暗くなった部分が現れることを示す。
プレー画面300の一部が部分的に、特別に明るく又は
暗く示される場合、使用者の目に疲労を加重させるな
ど、デイスプレー特性が大きく低下される。
態1の輝度強化凹所を導光板700の光反射面110上
に製作する方法が図示されている。
ス基板410の上面にはスピンコーティングなどの方法
により厚目のフォトレジスト薄膜420が形成される。
レジスト薄膜420の上面には光を集める役割を有する
マイクロレンズ430が整合される。
ロレンズ430に照射され、マイクロレンズ430を通
過した光は、フォトレジスト薄膜420に照射されフォ
トレジスト薄膜420を露光させる。
12に図示したようにマイクロレンズ430の焦点が合
う部分では、入射光面積が小さく、そこから離れるに従
い連続して入射光面積が増加する如き入射形態で所望の
露光プロファイルが形成されるようにする。四角錐にす
ることが必要であればマイクロレンズの形状を調節する
かマスクを用いる。
されたフォトレジスト薄膜420を現像することにより
フォトレジスト薄膜420には形成しようとする輝度強
化凹所112のプロファイルと同一のパターンの凹所が
形成される。
ニングされたフォトレジスト薄膜420の上面には、ス
パッタリング工程により所定メタルが所定時間の間に、
所定厚さで蒸着される。これにより、パターニングされ
たフォトレジスト薄膜420の上面にはメタル基板43
0が形成され、メタル基板430には輝度強化凹所11
2と同一の形状を有するメタル突起435が形成され
る。
基板430に付着したフォトレジスト薄膜420は、ア
ッシング(ashing)工程により除去され、フォト
レジスト薄膜420が除去されたメタル基板430は導
光板製作用下部鋳型(モールド)440に取付けられ
る。
板製作用下部鋳型440には導光板製作用上部鋳型(モ
ールド)450が結合される。
て、導光板製作物質460が注入される。これにより、
上部鋳型450及び下部鋳型440との間の空間には図
17に図示されたように光反射面110に輝度強化凹所
112が形成された導光板700が製作される。
成を有する導光板700が適用された液晶表示装置の概
念図である。
晶表示パネルアセンブリ610及バックライトアセンブ
リ660により構成される。
リ610は概略的に言って、TFT基板601及びカラ
ーフィルタ基板602及びこれらの間に位置した液晶
(図示せず)により構成された液晶表示パネル603、
これらを駆動させるための駆動モジュール604、60
5、606、607により構成される。
ただ電界によって、光透過度のみを変える役割を有す
る。これは液晶表示パネルアセンブリ610からデイス
プレーを実施するためには、高輝度及び均一な輝度を有
する光源を必要とすることを意味する。
は、バックライトアセンブリ660が設けられる。
センブリ660は、概略的に言って実施形態1で説明さ
れたような形状及び製作方法により製作された輝度強化
凹所を有する導光板700、導光板700の光入射面1
30に光を提供するランプアセンブリ620、導光板7
00の光射出面120の上に設けられ導光板700から
射出された光の輝度均一性を向上させるための光学シー
ト類630、導光板700の底面に形成され導光板70
0から漏洩される漏洩光を再生させる反射板640を含
む。
クライトアセンブリの構成要素及び本発明の実施形態1
によるバックライトアセンブリ660の構成要素及び輝
度を比較した表である。
クライトアセンブリと本発明の一実施形態によるバック
ライトアセンブリ660は全てプリズムシート、拡散板
により構成された光学シート類630、導光板700、
反射板640を有する。本発明の一実施形態の場合、導
光板700に形成された輝度強化凹所112により従来
のバックライトアセンブリに対比して輝度が約10%以
上向上する。
トリックス形態で形成される輝度強化凹所112の構造
をさらに変更する場合、デイスプレー画面が部分的に、
特に明るく又は暗く現れて、デイスプレー性能が低下さ
れるということを防止できる。
に、明るく又は暗く現れてデイスプレー性能低下が発生
することを防止するために、図20に図示されたように
導光板700の光反射面110には、一実施形態で第1
乃至第4凹所壁面114a、114b、114c、11
4dが輝度強化凹所114の内部空間から外側へ凸に所
定曲率を有する曲面になるように形成する。
至第4凹所壁面114a、114b、114c、114
dが所定曲率を有するように曲面を形成することは、図
21に図示されたように第1乃至第4凹所壁面114
a、114b、114c、114dに到達して反射され
る光が曲面に反射されるときより広い角度で反射され、
即ち光の反射経路の多様化による拡散が得られるように
するためである。
される光が拡散されるようにする場合、高輝度デイスプ
レーは勿論、光の均一性を大きく向上させ高品質デイス
プレーが可能になる。
を曲線加工して輝度を向上させた導光板700の製法
は、前に図11乃至図17で十分に説明した実施形態1
の導光板製作方法と同一である。
凹所壁面114a、114b、114c、114dが所
定曲率を有するように製作するためには、露光光源の波
長を精密に調節しなければならない。
凹所114での光拡散をより強化するために、図22に
図示されたように輝度強化凹所114の第1乃至第4凹
所壁面114a、114b、114c、114d上には
複数個の光拡散凹所114eがさらに形成される。
と、輝度強化凹所114の横、縦が一実施形態で100
μmの長さを有するとするとき、輝度強化凹所114の
第1乃至第4凹所壁面114a、114b、114c、
114dには横、縦の長さが約15μm〜20μmであ
る光拡散凹所114eが少なくとも1個以上形成され
る。
化凹所114で拡散反射された光を再び散乱させ、輝度
均一性をさらに向上させる役割を有する。
態で形成又は不規則な形態で形成することができる。ま
た、光拡散凹所114eは規則的な形態に配列又は不規
則な形態に配列されることができる。
14eが形成された導光板700を製作する方法を添付
された図24乃至図30を参照して説明する。
板810の上面には、スピンコーティングなどの方法に
より厚目のフォトレジスト薄膜820が形成される。
ジスト薄膜820の上面には光を集める役割を有するマ
イクロレンズ830が整合される。
ズ830を通過してフォトレジスト薄膜820に照射さ
れることにより、フォトレジスト薄膜820を露光させ
る。
う部分では露光面積が最小になり、そこから離れるに従
い露光面積が増加され、結局、フォトレジスト薄膜82
0にはマイクロレンズ830から照射された光のプロフ
ァイルと同様な形態で露光が実施される。このとき、マ
イクロレンズ830の形状を調節して光のプロファイル
が四角錐形態を有するようにする。
ジスト薄膜820のうち、露光された部分は現像液によ
り現像されることにより、フォトレジスト薄膜820に
は多角錐形状、一実施形態で四角錐形態を有する凹所8
25が形成される。
散凹所114e形成するための異なるマイクロレンズ8
40が凹所825上に位置する。この時、光拡散凹所1
14eを形成するためのマイクロレンズ840は凹所8
25の内壁一部に再び小凹所が形成されるように全面的
にわたって光遮断膜が形成され、一部のみがドット形状
で開口されている。
うに光源から光が供給されマイクロレンズ840を通じ
て光が露光され、フォトレジスト薄膜820のうち予め
形成された凹所825の内部には、図28に図示された
ように光拡散凹所114eを形成するための凹所827
が形成される。
ジスト薄膜820の上面には全面的にわたってスパッタ
リング工程により所定メタルが所定時間の間に、所定厚
さで蒸着されメタル基板850が形成される。
化凹所114及び光拡散凹所114eと同様な形状を有
するメタルパターンが形成される。
シング工程により除去され、図30に図示されたように
メタル基板850は導光板製作用下部鋳型(モールド)
860に取付けられる。
光板製作用上部鋳型(モールド)870が結合され、導
光板製作用上部鋳型870を通じて導光板製作物質88
0が注入される。これにより、導光板700の光反射面
110には輝度強化凹所114及び光拡散凹所114e
が全て形成される。
700に輝度強化凹所114及び光拡散凹所114eを
備えるように製作された導光板700が適用された液晶
表示装置が図示されている。
晶表示パネルアセンブリ910及びバックライトアセン
ブリ960により構成される。
リ910は、TFT基板901、カラーフィルタ基板9
02及びこれらの間に位置した液晶により構成された液
晶表示パネル903、これらを駆動させるための駆動モ
ジュール904、905、906、907により構成さ
れる。
液晶は、電界によって光透過度のみを変える役割を有
し、これは液晶表示パネルアセンブリからディスプレー
を実施するためには光源を必要とすることを意味する。
903の下部には、バックライトアセンブリ960が設
けられる。
センブリ960は、概略的に言って輝度強化凹所114
及び光拡散凹所114eを有する導光板700、導光板
700の光入射面130に光を提供するランプアセンブ
リ920、導光板700の上面に形成され視野角を向上
させる少なくとも1枚以上のプリズムシート930、導
光板700の底面に形成され導光板700から漏洩する
漏洩光を再生させる反射板940とを含む。
一実施形態による導光板700を使用する液晶表示装置
900は、拡散シートが導光板700の上面と液晶表示
パネルアセンブリ910の間に設けられなくてもよいと
いうことが挙げられる。
使用しなくてもよいということは、導光板700の光反
射面110に形成された輝度強化凹所114の第1乃至
第4凹所壁面114a、114b、114c、114d
をラウンド形態即ち曲面を有するように形成又は輝度強
化凹所114の凹所壁に光拡散凹所114eを形成する
ことにより可能になる。
たとき及び本発明による曲面輝度強化凹所及び光拡散凹
所が全て形成された導光板を使用した時のバックライト
アセンブリの構成要素を比較した表である。
ンブリと本発明の一実施形態によるバックライトアセン
ブリは、共通的にプリズムシート930、導光板70
0、反射板940を有する。
けた一実施形態で輝度強化凹所114及び光拡散凹所1
14eによって予め十分な拡散が導光板700のレベル
から得られるので、拡散板が設けられなくてもデイスプ
レー性能に影響を及ぼさず、従来のバックライトアセン
ブリ対比輝度が約10%以上向上される。
光射出面120に輝度強化凹所114又は光拡散凹所1
14eを形成して導光板700へ入射された光の均一性
及び輝度を向上させる役割を有する。
面120の構造を変更して輝度強化凹所114で均一性
が向上された状態で射出される光の正面視野角確保が可
能であるようにする。
光板700の光射出面120には、予め定めたX−Y座
標系のX軸方向に少なくとも1個以上が連続して反復さ
れ、プロファイルがプリズム形態を有する光集光パター
ン172が形成される。
射出面120から方向性が相当に一定しない状態で射出
される光の方向を視野角が改善される方向に変更させる
役割をする。
パネルのピクセルパターンは、モアレ現象が起る条件を
満足させないように液晶表示パネルのピクセルパターン
と光集光パターン172のピッチは精密に調節される。
パターン172を形成し、光反射面に輝度強化凹所11
7が形成された導光板700を形成する方法を添付され
た図33乃至図38を参照して説明する。
ト形状を有するベース基板840の上面には、フォトレ
ジスト薄膜841がスピンコーティングなどの方法によ
り厚目に形成される。
トレジスト薄膜841にはマイクロレンズ(図示せず)
を利用した露光方法によって輝度強化凹所114が形成
される位置にフォトレジスト薄膜114の場合と対応す
る形状を有する凹所843が形成される。
レジスト薄膜841の上面にはスピンコーティングなど
の方法によって、緻密なメタル基板845が所定厚さで
形成される。このとき、メタル基板845には輝度強化
凹所114と同様な形状を有するメタルパターン845
aが形成される。
レジスト薄膜841が除去されたメタル基板845はメ
タルパターン845aが上部に向かうように下部鋳型8
46の指定された位置に固定されたとされ、図37に図
示されたように下部鋳型846は上部鋳型847と結合
される。
光パターン847aと同様な形状を有するパターンが形
成されている。
で、上部鋳型847と下部鋳型846との間には導光板
製作物質848が注入されることにより、光射出面12
0には“V”字形状を有する光集光パターン172が形
成され、光反射面には輝度強化凹所114が形成された
導光板700が製作される。
光板700は光集光パターン172がY軸と平行となる
ように形成されるために、図32におけるZX平面と平
行な角度で進行する光は、視野角を改善する方向へ光の
方向が変更される。
は、視野角を改善する方向へ光の方向を変更することは
不可能又は相当に難しい。
な角度を有する光の視野角まで改善する一実施形態が開
示される。
の光射出面120にはX軸方向に反復し、Y軸方向には
平行で、プロファイルがプリズム形態を有する第1集光
パターン172が形成される。
00の上面には光を再び集光するための輝度集中導光板
190が形成される。
ターン172とかみ合って結合される構造を有する第1
補助集光パターン192が形成され、上面にはX軸方向
と平行し、Y軸方向に反復される“V”字形状を有する
プリズム形態の第2補助集光パターン194が形成され
る。
00は鋳型(モールド)によって一体的に製作したり、
輝度集中導光板190及び導光板700を各々別途の工
程により製作した後、これらを相互結合させることがで
きる。
ターン172及び輝度集中導光板190に形成された第
1補助集光パターン192はかみ合って結合されると
き、間に微細空間が形成されるようにすることにより、
光の屈折率を最適化することができる。
0を一体で製作し、導光板700の材質と輝度集中導光
板190の材質を異なるようにすることにより、光が導
光板700を通過するとき及び輝度集中導光板190を
通過するときの光学屈折率を調節する方法が可能であ
る。
板190を一体で製作し、導光板700の材質と輝度集
中導光板190の材質を同一にすることもできる。
度集中導光板190を一体で製作する方法を添付された
図33乃至図38、また図40又は図41を参照して説
明する。
38の過程を同様に実施して、導光板700の光射出面
120に第1集光パターン172及び導光板700の光
反射面に輝度強化凹所114が形成された導光板700
を製作する。
れた導光板700を下部鋳型880に固定させた状態
で、上部鋳型890と下部鋳型880を結合する。
ーン172と相異する角度、望ましく90°の角度をな
し、プロファイルがプリズム形状を有する別途のプレー
トが設けられる。
集光パターン172と相異する角度、望ましくは90°
の角度をなし、プロファイルがプリズム形状を有するパ
ターンを形成してもよい。
80が結合された状態で上部鋳型890と下部鋳型88
0の間空間には、図40に図示されたように導光板製作
物質190aが注入され導光板700の上面には、輝度
集中導光板190が一体で製作される。
材質と一致させてもよく、光集中機能の向上のために、
導光板700と異なる物質を使用してもよい。
及び実施形態2の組合せにより製作された導光板700
が適用された液晶表示装置1000の概念図である。
液晶表示パネルアセンブリ1100及びバックライトア
センブリ1200により構成される。
リ1100は概略的に言って、TFT基板1110及び
カラーフィルタ基板1120及びこれらの間に位置した
液晶により構成された液晶表示パネル1130、これら
を駆動させるための駆動モジュール1140、115
0、1160、1170により構成される。
の液晶は、電界により光透過度のみを変える役割を有す
る。このような理由で、液晶表示パネルアセンブリ11
00からデイスプレーを実施するためには高輝度及び均
一な輝度を有する光源を必要とする。
1130の下部にはバックライトアセンブリ1200が
設けられる。
センブリ1200は概略的に言って、実施形態1及び実
施形態2で説明されたような形状及び製作方法によって
製作された導光板700、導光板700の光入射面13
0に光を提供するランプアセンブリ1210、導光板7
00の底面に形成され導光板700から漏洩される漏洩
光を再生させる反射板1220及びこれらを収納する収
納容器を含む。
及び実施形態2により製作された導光板700を使用す
る液晶表示装置1000は拡散シート及びプリズムシー
トにより構成された光学シート類が導光板700の上面
と液晶表示パネルアセンブリ1100の間に設けられな
くてもよいということである。
シート類を使用しなくてもよい理由は、前述した実施形
態1及び実施形態2により製作された導光板700の光
反射面に形成された輝度強化凹所114の凹所壁をラウ
ンド形態で形成し、輝度強化凹所114の凹所壁に光拡
散凹所を形成し、導光板700の光射出面に光集光パタ
ーン172及び輝度集中導光板190を形成することに
より可能になる。
き及び本発明による実施形態1及び実施形態2の組合せ
により製作された導光板700を使用した時の、バック
ライトアセンブリの構成要素を比較した表である。
施形態2では、導光板の光入射面を通じて入射された光
を光射出面に反射させるとき、光反射面に輝度強化凹所
を形成、輝度強化凹所の形状を変更、輝度強化凹所にま
た異なる光拡散凹所などを形成及び導光板の光射出面に
光集光パターンを形成して、光射出面を通じて射出され
る光の輝度向上及び輝度均一性及び視野角を向上させる
ことが説明されている。
入射された光は、大部分が光反射面に形成された輝度強
化凹所によって光射出面側に反射されるが、一部は導光
板の光反射面から反射されず、光反射面を透過して漏洩
し輝度低下が発生する。
導光板の光反射面を通過して漏洩する光を最小化し反射
板を使用しなくても、導光板の光反射面を通じて全ての
光が反射されることができるようにする実施形態が説明
される。
は図44を参照すれば、導光板700の光反射面110
に輝度強化凹所114がマトリックス形態で形成された
状態で、輝度強化凹所114と輝度強化凹所114との
間に該当する光反射面110の表面から列をなして輝度
強化突起116がさらに形成される。
も三角錐以上の多角錐により製作することが望ましく、
円角錐であってもよい。
れたように、輝度強化凹所114で反射されず、導光板
700から漏洩される光が入射された後、鏡面で少なく
とも1度以上反射を重ねた後、進行方向が導光板700
の光射出面120側に転換されるようにして、導光板7
00から光が漏洩されることを最大限り防止する役割を
有する。
に図示されたように輝度強化凹所114及び輝度強化凹
所114との間にただ1つの列で形成される。代替的
に、図45又は図46に図示されたように輝度強化凹所
114及び輝度強化凹所114との間に少なくとも2列
以上で形成することも望ましい形態の1つである。
に鋭く加工される場合、輝度強化突起116の損傷又は
他の部品を損傷させることが生じるので、輝度強化突起
116の端部は図44に図示されたように丸みをもた
せ、即ちラウンド形態で加工することが望ましい。
射面から漏洩される光を最小化するが、漏洩される光を
完全には遮断しない。
再生する何らかの手段を必要とすることを意味する。
射面の底面に光を再生する光再生薄膜119がさらに形
成される。
た物質であり、どのようなものを使用してもよい。代表
的に光反射率が優れたメタル材質又は合成樹脂材質が使
用されることができる。
化凹所114及び輝度強化突起116を導光板700に
形成する方法が図示されている。
7に図示されたようにベース基板880には厚目のフォ
トレジスト薄膜882が所定厚さで形成される。
度強化突起と同じ形状を有する突起883が形成され
る。
レジスト薄膜882に突起883を形成するためには、
パターンマスク884を使用して、フォトレジスト薄膜
のうち、突起883が形成される部分には、光が到達し
ないようにし、残り部分には光が到達して露光が実施さ
れるようにする。
フォトレジスト薄膜に形成される突起883の高さが輝
度強化突起の高さと同一であるようにする。
トレジスト薄膜882の上面には輝度強化突起と同様な
形状を有する突起883が指定された位置に形成され
る。
うにフォトレジスト薄膜882には、前述した実施形態
1又は実施形態2で説明したような過程を経て輝度強化
凹所と対応した凹所885が形成される。
強化突起が形成される位置に形成された突起883及び
輝度強化凹所が形成される位置が陥没された凹所885
が形成されたフォトレジスト薄膜の上面には、スパッタ
リングなどの方法によって所定の厚さを有するように緻
密なメタル基板886が形成される。
ル基板886は、下部鋳型887に取付けられ、前記上
部鋳型888と下部鋳型887を結合した状態で導光板
製造物質889が下部鋳型887と上部鋳型888との
間に注入され図52に図示されたような導光板700が
製造される。
700のうち、輝度強化突起が形成された光反射面には
光反射率が高い物質により光再生薄膜119が形成され
る。
実施形態3の組合せにより製作された導光板700が適
用された液晶表示装置1200の概念図である。
液晶表示パネルアセンブリ1210及びバックライトア
センブリ1260により構成される。
リ1210は概略的に言ってTFT基板1201及びカ
ラーフィルタ基板1203及びこれらの間に位置した液
晶により構成された液晶表示パネル1204、これらを
駆動するための駆動モジュール1206、1207、1
208、1209により構成される。
の液晶は、電界により光透過度のみを変える役割を有す
る。このような理由で、液晶表示パネルアセンブリから
デイスプレーを実施するためには高輝度及び均一な輝度
を有する光源を必要とする。
の下部にはバックライトアセンブリ1260が設けられ
る。
センブリ1260は概略的に言って、光射出面に光集中
パターン、光反射面に輝度強化凹所及び光拡散凹所が全
て形成された導光板700、導光板700の光入射面に
光を提供するランプアセンブリ1230とを含む。
実施形態2及び実施形態3で説明された形状及び製作方
法の組合せにより製作された導光板700を使用する液
晶表示装置1200は、拡散シート、プリズムシートは
勿論反射板までも導光板700の上面及び下面に設けら
れなくても高輝度デイスプレー及び均一な輝度によりデ
イスプレーが可能であると言うものである。
シート、プリズムシート及び反射板を使用しなくてもよ
い理由は、前述した実施形態1、実施形態2及び実施形
態で十分に説明したとおり、導光板700の光反射面に
形成された輝度強化凹所、輝度強化凹所の凹所壁をラウ
ンド形態で形成又は輝度強化凹所の凹所壁に形成された
光拡散凹所、導光板700の光射出面に形成された集光
パターン又は導光板700の光反射面に光再生薄膜11
9を形成することにより可能になる。
たとき、及び本発明による実施形態1、実施形態2、実
施形態3の組合せにより製作された導光板700を使用
したときの、バックライトアセンブリの構成要素を比較
した表である。
形態2、実施形態3を組合せる場合、従来の液晶表示装
置に使用されたプリズムシート、拡散板、反射板を設置
しなくてもよいので、液晶表示装置の全体厚さを大きく
減少させることができる。
光拡散凹所、集光パターン、輝度強化突起及び光再生薄
膜により光損失が最小になって、従来液晶表示装置より
10%以上向上された輝度によりデイスプレーを実施す
ることができる効果を有する。
したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技
術分野において通常の知識を有するものであれば本発明
の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変
更できるであろう。
を変更することにより液晶表示パネルアセンブリに供給
される光の輝度を大幅上昇させる効果を有する。
り、液晶表示パネルアセンブリに供給される光の均一性
を大幅に向上させる効果を有する。
り、液晶表示パネルアセンブリに供給される光の均一性
を向上させる役割を有する拡散シートを使用しなくても
よく、液晶表示装置の厚さ減少、重み減少、組立工程数
減少、組立部品数減少の効果を得ることができる。
り、従来の液晶表示パネルアセンブリでディスプレー視
野角を向上させる役割を有するプリズムシートを使用し
なくてもよく、液晶表示装置の厚さ減少、重み減少、組
立工程数減少、組立部品数減少の効果を得ることができ
る。
り、従来の導光板から漏洩される光を再生する役割を有
する反射板を使用しなくてもよく、液晶表示装置の厚さ
減少、重み減少、組立工程数減少、組立部品数減少の効
果を得ることができる。
り、液晶表示パネルアセンブリに供給される光の均一性
及び輝度を向上させるための拡散シート、プリズムシー
ト、反射板を全て使用しなくてもよく、液晶表示装置の
厚さ減少、重み減少、組立工程数減少、組立部品数減少
の効果を得ることができる。
り、光学的均一性および輝度向上、視野角向上のための
いろいろのシート類を使用しないことにより、生産原価
を大きく減少させることができる効果を有する。
るための概念図である。
めの拡散シートの作用を説明するための概念図である。
中する拡散シート及びプリズムシートの作用及び光の漏
洩を防止する反射板の作用を説明するための概念図であ
る。
散シートで射出された光の光学分布、プリズムシートで
射出された光の光学分布を説明するための概念図であ
る。
図である。
図である。
用を説明するための概念図である。
経路を説明するための概念図である。
よる光の鏡面反射結果を図示した概念図である。
製作方法を説明するための工程図である。
製作方法を説明するための工程図である。
製作方法を説明するための工程図である。
製作方法を説明するための工程図である。
製作方法を説明するための工程図である。
製作方法を説明するための工程図である。
製作方法を説明するための工程図である。
形成された導光板が適用された液晶表示装置の分解斜視
図である。
凹所が形成された導光板の背面斜視図である。
断した断面図である。
凹所の内部に光拡散凹所をさらに形成したものを図示し
た図19のH部分拡大図である。
輝度強化凹所部分を切断した断面図である。
化凹所を製作する方法を図示した工程図である。
化凹所を製作する方法を図示した工程図である。
化凹所を製作する方法を図示した工程図である。
化凹所を製作する方法を図示した工程図である。
化凹所を製作する方法を図示した工程図である。
化凹所を製作する方法を図示した工程図である。
化凹所を製作する方法を図示した工程図である。
化凹所が形成された導光板が適用された液晶表示装置の
分解斜視図である。
図である。
工程図である。
工程図である。
工程図である。
工程図である。
工程図である。
工程図である。
斜視図である。
を図示した工程図である。
を図示した工程図である。
の分解斜視図である。
部分を拡大した斜視図である。
化凹所を同時に切断して図示した断面図である。
成された導光板を製造する工程図である。
成された導光板を製造する工程図である。
成された導光板を製造する工程図である。
成された導光板を製造する工程図である。
成された導光板を製造する工程図である。
成された導光板を製造する工程図である。
成された導光板を有する液晶表示装置の分解斜視図であ
る。
Claims (19)
- 【請求項1】液晶表示パネルの下部に位置して前記液晶
表示パネルに面光源形態の光学分布を有する光が供給さ
れるようにする導光板において、 光が入射される光入射面と、前記光入射面と隣接した光
反射面と、前記光反射面と向き合う関係を有する光射出
面と、前記光入射面を含む少なくとも2個以上の側面を
含む導光体からなり、該導光体の前記光反射面には、前
記光入射面に入射された光及びその後、前記側面から反
射された側面反射光を、前記光射出面側に反射させ輝度
を向上させるための輝度強化凹所が少なくとも1個以上
形成されたことを特徴とする導光板。 - 【請求項2】前記光反射面の表面で測定した前記輝度強
化凹所の形成密度は前記光が入射される側面から反対側
の側面に行くほど増加することを特徴とする請求項1に
記載の導光板。 - 【請求項3】前記輝度強化凹所は、側壁が少なくとも3
個以上である多角錐形状を有することを特徴とする請求
項1に記載の導光板。 - 【請求項4】前記輝度強化凹所の前記側壁は、前記光が
反射されるとき拡散されるように側面が曲面で形成され
ることを特徴とする請求項3に記載の導光板。 - 【請求項5】前記輝度強化凹所の側面には、前記側面か
ら前記導光板内部へ所定深さを有する少なくとも1個以
上の光拡散凹所がさらに形成されることを特徴とする請
求項1に記載の導光板。 - 【請求項6】前記光拡散凹所の大きさは、前記輝度強化
凹所の15〜20%の範囲に含まれることを特徴とする
請求項5に記載の導光板。 - 【請求項7】前記光反射面表面には少なくとも1個以上
が断続的に突出形成され、前記光反射面から漏洩する光
を前記光射出面側に反射させ再生する輝度強化突起がさ
らに形成されたことを特徴とする請求項1に記載の導光
板。 - 【請求項8】液晶表示パネルの下部に位置して前記液晶
表示パネルに面光源形態の光学分布を有する光が供給さ
れるようにする導光板において、 光が入射される光入射面と、前記光入射面と隣接した光
反射面と、前記光反射面と向き合う関係を有する光射出
面と、前記光射出面上に第1方向に少なくとも1個以上
が連続して形成され、プロファイルがプリズム形態を有
する集光パターンが形成されたことを特徴とする導光
板。 - 【請求項9】光集光パターンが形成された導光板には、
底面に前記光集光パターンと対応した形状で合わせ結合
される第1集光パターンを有し上面にはプロファイルプ
リズム形状を有し、前記第1集光パターンと異なる第2
方向に少なくとも1個以上が連続して形成された第2集
光パターンが形成された光集中導光板がさらに結合され
ることを特徴とする請求項8に記載の導光板。 - 【請求項10】前記導光板の集光パターンと前記光集中
導光板の第1集光パターンとの間には所定の量離隔され
た空間が形成されることを特徴とする請求項9に記載の
導光板。 - 【請求項11】輝度を強化するための導光板を製造する
方法において、 (a)ベース基板に感光膜を所定厚さで塗布する段階
と、 (b)前記感光膜に光を利用して露光及び現像して前記
感光膜の表面から所定深さを有する多角錐形状の凹所を
少なくとも1個以上形成する段階と、 (c)前記感光膜の表面及び前記凹所にメタル物質を蒸
着して、前記感光膜の上部に所定厚さを有するメタル基
板を形成する段階と、 (d)前記感光膜から分離された前記メタル基板を下部
モールド及び上部モールド間の内部空間に位置させた状
態で導光板形成物質を前記内部空間に注入する段階とを
含むことを特徴とする導光板製造方法。 - 【請求項12】前記段階(b)では、前記感光膜に形成
された凹所の内壁が、凹所を基準として外側に所定曲率
を有する曲面と成るように露光/現像されることを特徴
とする請求項11に記載の導光板製造方法。 - 【請求項13】前記段階(b)以後には、前記感光膜に
形成された凹所の内壁を再び部分的に露光及び現像して
前記凹所の内壁から所定深さを有する光拡散凹所を形成
する段階をさらに含むことを特徴とする請求項11に記
載の導光板製造方法。 - 【請求項14】輝度を強化するための導光板を製造する
方法において、 ベース基板に感光膜を所定厚さで塗布する段階と、 前記感光膜のうち指定された一部分には、光を露光させ
ず残り部分には前記感光膜が所定厚さほど現像されるよ
うに部分露光及び現像を実施して前記感光膜から露光さ
れない部分が突出されるようにする段階と、 前記感光膜の表面から突出された部分を除外した残り部
分に、前記感光膜の表面から所定深さを有する多角錐形
状の凹所を少なくとも1個以上形成する段階と、 前記感光膜の表面から突出された突起及び前記凹所にメ
タル物質を蒸着して前記感光膜の上部に所定厚さを有す
るメタル基板を形成する段階と、 前記感光膜から分離された前記メタル基板を下部モール
ド及び上部モールド間の内部空間に位置させた状態で導
光板形成物質を前記内部空間に注入する段階とを含むこ
とを特徴とする導光板製造方法。 - 【請求項15】輝度を強化するための導光板を製造する
方法において、 上部モールドの内部にプロファイルがV字形を有するプ
リズム形態のパターンを第1方向と平行な方向に反復し
て形成した第1射出基板を設置する段階と、 前記上部モールドと下部モールドを結合して形成された
射出空間に第1導光板形成物質を注入して上面に第1集
光パターンが形成された第1導光板を形成する段階と、 上部モールドの内部にプロファイルがV字形状を有する
三角柱形態のパターンを第1方向と異なる第2方向と平
行な方向に反復して形成した第2射出基板を設ける段階
と、 前記下部モールドに前記第1導光板を設置及び前記下部
モールドと前記上部モールドを結合した状態で、前記第
2射出基板と前記第1導光板の上面との間に第2導光板
形成物質を注入して第2導光板を形成する段階と、 を含むことを特徴とする導光板製造方法。 - 【請求項16】液晶を制御する画像がデイスプレーされ
るようにする液晶表示パネルアセンブリと、 光を供給するランプアセンブリと、 前記光が入射される光入射面と、前記光の入射方向及び
前記光入射方向と異なる方向を有する少なくとも1個以
上の光を、前記液晶表示パネルアセンブリ側に反射させ
輝度を向上させる輝度強化手段が形成された光反射面及
び前記輝度強化手段から光が射出されるようにする光射
出面が形成される導光板と、前記光射出面に対向して設
置された光経路調節フィルムと、前記導光板の底面に形
成された反射板を含むバックライトアセンブリを含むこ
とを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項17】前記輝度強化手段は、前記光反射面の表
面から内部に所定深さ及び多角錐形状を有する輝度強化
凹所であることを特徴とする請求項16に記載の液晶表
示装置。 - 【請求項18】前記光射出面の表面には、第1方向を有
するように形成され、少なくとも1個以上が反復される
プリズム形状を有する第1輝度集光パターンと、前記第
1輝度集光パターンの上部に設置され、底面に前記第1
輝度集光パターンとかみ合って結合される第2輝度集光
パターンと、上面に前記第1輝度集光パターンの前記第
1方向と異なる第2方向を有するように形成された第2
輝度集光パターンが形成された輝度強化導光板が形成さ
れたことを特徴とする請求項16に記載の液晶表示装
置。 - 【請求項19】液晶を制御する画像がデイスプレーされ
るようにする液晶表示パネルアセンブリと、 光を供給するランプアセンブリと、 前記光が入射される光入射面と、前記光の入射方向及び
前記光入射方向と異なる方向を有する少なくとも1個以
上の光を、前記液晶表示パネルアセンブリ側に反射させ
輝度を向上させる輝度強化手段と、を有し、該輝度強化
手段は、前記光が漏洩することを防止する輝度強化突起
が形成された光反射面及び前記輝度強化手段から光が射
出されるようにする光射出面に形成された輝度集中手段
を備えた導光板を含むことを特徴とする液晶表示装置。
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