JP2006079040A - プリズムシート、バックライトアセンブリ及びこれを有する液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 輝度を向上させることができるプリズムシートとこれを有するバックライトアセンブリ及び液晶表示装置を提供する。
【解決手段】第１面に入射されて正面に行かず斜角に漏れる光を、反射部材を用いて、入射される前に予め反射させて再使用することができるようにする。これにより、液晶表示装置の輝度を向上させることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明はプリズムシート及びこれを有する液晶表示装置に関し、さらに詳細には輝度向上のためのプリズムシート及びこれを有する液晶表示装置に関する。

一般に、液晶表示装置は、液晶を用いて映像を表示する平板表示装置の一つとして、他の表示装置に比べて軽くて薄く、低駆動電圧及び低消費電力であるという長所を有し、産業全般に渡って幅広く使用されつつある。
液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（以下：ＴＦＴと称する）基板、ＴＦＴ基板に対向するカラーフィルター基板及び前記両基板の間に配置されて電気的信号が印加されることによって光の透過率を変更させる液晶からなる液晶表示パネルを含む。また、液晶表示装置は、液晶表示パネル自ら発光をすることができない受光型（非自発光型）のディスプレイであるので、別途の光を供給するためのバックライトアセンブリをさらに含む。
バックライトアセンブリは、光を発生するランプ、ランプから発生した光の経路を液晶表示パネルの方向にガイドするための導光板、導光板の下部に配置されて漏洩する光を反射させる反射シート、導光板から出射される光の輝度特性を向上させるプリズムシート及びこれらを収納するための収納容器を含む。
最近、液晶表示装置の輝度を向上させるためにプリズムシートに対する改善が要求されている。

従って、本発明はこのような問題点を勘案したもので、本発明の第１目的は輝度を向上させることができるプリズムシートを提供することにある。
本発明の他の目的は、上述したプリズムシートを含むバックライトアセンブリを提供することにある。
本発明の更に他の目的は、上述したプリズムシートを含む液晶表示装置を提供することにある。

前述した本発明の目的を達成するための本発明の一実施例によるプリズムシートは、第１面、第２面及び反射部材を含む。外部で発生した光は第１面を通じて前記プリズムシートに入射される。前記第２面は複数のプリズムが連続して形成されたプリズムパターンを含み、前記第１面を通じて入射された光は前記第２面を通じて前記プリズムシートから出射される。前記反射部材は前記第１面に入射される光の一部を反射させる。
本発明の他の一実施例によるプリズムシートは、ベースフィルム、光路調節部材及び反射部材を含む。前記ベースフィルムは、光が入射される第１面及び前記第１面を通じて入射された光を出射する第２面を含む。前記光路調節部材は、前記第２面上に形成されており、前記第２面を通じて出射する光の経路を調節する。また、前記反射部材は少なくとも一つ備えられており、前記第１面に入射される光の一部を反射させる。

本発明の一実施例によるバックライトアセンブリは、光源とプリズムシートを含む。前記光源は光を発生させる。前記プリズムシートは、前記光源から発生した光が入射される第１面と、複数のプリズムが連続して形成されたプリズムパターンを含み前記第１面を通じて入射された光を出射する第２面と、前記第１面に入射される光の一部を反射させる少なくとも一つの反射部材と、を含む。
本発明の一実施例による液晶表示装置は、光源、プリズムシート及び液晶表示パネルを含む。前記光源は光を発生させる。前記プリズムシートは、前記光源から発生した光が入射される第１面と、複数のプリズムが連続して形成されたプリズムパターンを含み前記第１面を通じて入射された光を出射する第２面と、前記第１面に入射される光の一部を反射させる少なくとも一つの反射部材と、を含む。前記液晶表示パネルは、前記プリズムシート上部の第２面上部に配置され、前記光源から発生した光を用いて映像を表示する。

このようなプリズムシート及びこれを有する液晶表示装置によると、プリズムシートは第１面に入射される光の一部を反射させる少なくとも一つ以上の反射部材を有する。従って、プリズムシートの第１面に入射されて正面に行かず斜角に漏れてしまう光を、反射部材を用いて入射される前に反射させて再使用することができるようにして、液晶表示装置の輝度を向上させることができる。

以下、図面を参照して本発明の望ましい一実施例をより詳細に説明する。

図１は従来のプリズムシートと入射光との関係を示す概念図であり、図２は本発明によるプリズムシートと入射光との関係を示す概念図である。
図１に示すように、従来のプリズムシート２００ａの第１面２１に入射した光は、ユーザが見ることができる画面の正面（図１における上方）に向かって屈折する。このとき、入射した光のうち第１光Ｌ１は第２面２２によって正面に向かって屈折するが、第２光Ｌ２は、正面方向ではなく、画面で見難い斜角方向に光が屈折して漏れてしまい、有効利用することができない。また、入射した光のうち、第２面２２で反射される第３光Ｌ３は、プリズムシート２００ａの第１面２１から下方へ向かうが、反射シート５００で再び反射させることにより再度使用することができる。
図２に示すように、本発明においては、図１に示した第２光Ｌ２のように画面で見難い斜角方向に進んで漏れてしまう光を、プリズムシート２００に入射される前に反射部材２４０により予め反射させ、この反射された光を再使用するものである。このように、光を再使用することにより、プリズムシート２００を通って正面に出射される光が増加して、液晶表示装置の高輝度を実現することができる。

図３は本発明の一実施例によるプリズムシートを提供した液晶表示装置の概略的分解斜視図である。
図３に示すように、本発明によるプリズムシート２００を適用した液晶表示装置１０００はランプアセンブリ７００、プリズムシート２００及び収納容器（図示せず）を含むバックライトアセンブリ７５０、液晶表示パネル９００及び固定部材（図示せず）を含む。
ランプアセンブリ７００は前記バックライトアセンブリ７５０の下部に配置される。前記ランプアセンブリ７００と前記バックライトアセンブリ７５０は反射偏光フィルム３００及び偏光フィルム４００の下方に配置される。

ランプアセンブリ７００は光を発生する少なくとも一つのランプ７２０及びランプを保護しランプから発生した光を導光板６００に反射させるための反射カバー７１０を含む。バックライトアセンブリ７５０は導光板６００から漏洩する光を再度導光板６００に反射させる反射シート５００をさらに含む。ランプアセンブリ７００は収納容器（図示せず）の下部から収納容器（図示せず）の一側部に収納される。
ランプ７２０は棒形状を有する冷陰極線管蛍光ランプＣＣＦＬで構成される。反射シート５００は反射率が高い材質、例えば、ポリエチレン・テレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＰＥＴ）からなり、例えばシャーシに使用されるような材質のベースに反射層がコーティングされた構造を有し、ランプ７２０から発生した光を導光板６００側に反射させて光の利用効率を向上させる。

導光板６００はランプアセンブリ７００から発生した光が入射される入射面、入射面の一方の辺から延びる下部面、及び入射面の他方の辺から延び下部面と対向する上部面を含む。
収納容器（図示せず）は底部及び底部から垂直に延び収納空間を形成する側部からなり、ランプアセンブリ７００及び導光板６００を収納する。
一方、バックライトアセンブリ７５０は導光板６００の下部に配置されて反射シート５００及び導光板６００の上部に配置される光学シート７６０をさらに含む。前記光学シート７６０はプリズムシート２００及び拡散シート１００を含む。
反射シート５００は導光板６００の下部面から漏洩する光を反射させて再度導光板６００の内部に入射させる。一例として、反射シート５００はポリエチレン・テレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、または、ポリカーボネイト（ＰＣ）などの材質からなる。

光学シート７６０は導光板６００から出射される光の輝度特性を向上させるために導光板６００の上部に配置される。光学シート７６０は少なくとも一枚の拡散シート１００を含むことができる。拡散シート１００は導光板６００から出射される光を拡散させて光の輝度均一性を向上させる。一方、光学シート７６０は要求される輝度特性によって、拡散シート１００または更なるプリズムシート２００の追加または除去が可能である。
バックライトアセンブリ７５０はランプアセンブリ７００から発生する熱の容易な放出のためのバックカバー（ｂａｃｋ ｃｏｖｅｒ）（図示せず）をさらに含む。バックカバー（図示せず）は収納容器（図示せず）と結合し、収納容器（図示せず）の外部に露出される反射シート５００の下部面と直接接触するように構成される。従って、バックカバー（図示せず）は収納容器（図示せず）に実装されたランプアセンブリ７００の離脱を防止すると同時に、ランプアセンブリ７００から発生した熱を放出させる役割を担う。このために、バックカバー（図示せず）は熱伝導度が高い金属材質からなることが望ましい。

図４は本発明の他の実施例による、プリズムシートを適用した液晶表示装置１１００の概略的分解斜視図である。本実施例では前の実施例と同一または類似する構成要素については同一の参照番号を付与し、それについての具体的な説明は省略する。
図４に示すように、本発明によるプリズムシート２００を適用した液晶表示装置１１００は、ランプアセンブリ７３０と、プリズムシート２００と、収納容器（図示せず）とを含むバックライトアセンブリ７５０、液晶表示パネル９００、及び固定部材（図示せず）を含む。
図４は図３と非常に類似するが光発生装置の構成において差異点がある。液晶表示装置において、光はランプ７８０から得られる。液晶表示装置１１００のランプ７８０には、冷陰極線管方式ランプ（ＣＣＦＬ）が主に使用される。
冷陰極線管方式ランプは、直径が非常に小さい円柱形状に製作可能であり、太陽光と類似する白色光を発生させ、寿命が長く、光を発生させる過程における熱発生量が例えば白熱灯に比べて小さい、という長所を有する。

このような冷陰極線管方式ランプは、液晶表示装置の画面の大きさによって異なる配置方法で配置される。
小型または中型液晶表示装置は、１つまたは２つの冷陰極線管方式ランプのみで表示に必要とされる輝度を十分に得ることができる。小型または中型液晶表示装置の体積及び重さが重要であるので体積及び重さを減少させるために冷陰極線管方式ランプは導光板６００と称される光学分布変更装置の側面に設置される。
図３で示した実施例のように、導光板６００の側面に設置された冷陰極線管方式ランプを有する液晶表示装置は、エッジ型液晶表示装置と称される。
一方、小型または中型液晶表示装置に比べて有効表示面積が大きい大型液晶表示装置は、１つまたは２つの冷陰極線管方式ランプのみで所望する輝度を十分に得ることができない。
従って、所望する輝度を得るためには少なくとも３つ以上の冷陰極線管方式ランプを必要とする。

このような３つ以上のランプで表示に必要とされる光を発生させる冷陰極線管方式ランプは、エッジ型液晶表示装置とは異なり、液晶表示パネルの下部に並列に配置されて液晶表示パネルに光を供給する。
このように配置されて液晶表示パネルに光を供給する冷陰極線管方式ランプを有する液晶表示装置を直下型液晶表示装置と称し、図４は直下型の液晶表示装置に本発明を適用する場合について示している。このように、本発明は、エッジ型や直下型などの多様な光発生装置に幅広く適用することができる。
図５は図３及び図４に示されたプリズムシートの一実施例を示す斜視図であり、図６は図５のＩ−Ｉ’線に沿って切断した断面図である。
図５と図６に示すように、プリズムシート２００は、光が入射される第１面と第１面を通じて入射された光を出射する第２面とを含むベースフィルム２５０と、三角形が連続した形状に断面が形成されるプリズムパターン２３０とを有する。プリズムパターン２３０は、ベースフィルム２５０の光が出射される第２面上に配置され、前記第２面を通じて出射する光の経路を調節するための光路調節部材として機能する。ベースフィルム２５０の第１面には、入射される光の一部を反射させる少なくとも一つの反射部材２４０が設けられる。
プリズムパターン２３０の断面は、三角形の形状を有する複数のプリズムが互いに隣接して形成された形状を有する。それぞれのプリズムはその大きさが同一であっても異なっていてもよい。それぞれのプリズムは、第１傾斜面及び第２傾斜面を含み、第１傾斜面と第２傾斜面とが互いに接して頂部２２０と谷部２１０とを形成する。また、第１傾斜面と第２傾斜面とは頂部２２０において互いに接して頂角αを形成する。
１つの谷部２１０と隣接する他の谷部２１０との間の長さをピッチと称し、複数の三角形の断面を有するプリズムシート２００のピッチは２０μｍ乃至７０μｍであることが望ましい。また、図６に示すように反射部材２４０の断面の長さをＬとするとき、Ｌはピッチの３分の２以下であることが望ましい。また、前述した断面の頂角は６０°乃至１３０°であることが望ましい。

反射部材２４０は反射率が６０％以上である物質を含むことが望ましく、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２０_３及びＢａＳＯ_４を使用することができるが、他の材質であってもよいのである。
図７は図３及び図４で示すプリズムシートの他の実施例による斜視図であり、図８は図７の切断線ＩＩ−ＩＩ’線に沿って切断した断面図である。
図７及び図８に示すように、プリズムパターン２３０の断面は、半円（ラウンド）の形状を有する複数のプリズムが互いに隣接して形成された形状を有する。それぞれのプリズムは、その大きさが互いに同一であっても異なっていてもよい。それぞれのプリズムは隣接するプリズムとともに、頂部２２０及び谷部２１０を形成する。
一つの谷部２１０と隣接する他の谷部２１０との間の長さをピッチと称し、半円形の、ふっくらとした屈曲形状が連続する断面を有するプリズムシート２００のピッチは２０μｍ乃至７０μｍであることが望ましい。また、図８に示す反射部材２４０の長さをＬと称するとき、Ｌはピッチの３分の２以下の長さであることが望ましい。
反射部材３４０は反射率が６０％以上である物質を含むことが望ましく、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＢａＳＯ_４を使用することができるが他の材質であってもよいのである。
以上、本発明を実施例によって詳細に説明したが、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者であれば、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。

従来のプリズムシートと入射光との関係を示す概念図である。 本発明によるプリズムシートと入射光との関係を示す概念図である。 本発明の一実施例によるプリズムシートを適用した液晶表示装置の概略的分解斜視図である。 本発明の他の実施例によるプリズムシートを適用した液晶表示装置の概略的分解斜視図である。 図３及び図４に示したプリズムシートの一実施例による斜視図である。 図５のＩ−Ｉ’線に沿って切断した断面図である。 図３及び図４に示されたプリズムシートの他の実施例による斜視図である。 図７のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切断した断面図である。

符号の説明

１００ 拡散シート
２００ プリズムシート
２１０ 谷部
２２０ 頂部
２３０ プリズムパターン
２４０ 反射部材
３００ 反射偏光フィルム
４００ 偏光フィルム
５００ 反射シート
６００ 導光板
７００ 第１発光装置
７１０ ランプカバー
７２０ ランプ
８００ 第２発光装置
１０００ 液晶表示装置

Claims (28)

1. 光が入射される第１面と、
   複数のプリズムが連続して形成されたプリズムパターンを含み、前記第１面を通じて入射された光を出射する第２面と、
   前記第１面に入射される光の一部を反射させる少なくとも一つの反射部材と、
   を含むことを特徴とするプリズムシート。
2. 前記プリズムパターンのピッチは、２０μｍ乃至７０μｍであることを特徴とする請求項１記載のプリズムシート。
3. 前記反射部材の大きさは、前記プリズムパターンのピッチの３分の２であることを特徴とする請求項１記載のプリズムシート。
4. 前記反射部材の位置は、前記プリズムパターンの谷部に位置することを特徴とする請求項１記載のプリズムシート。
5. 前記反射部材の材料は、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＢａＳＯ_４からなる群のうち選択されたいずれかの一つであることを特徴とする請求項１記載のプリズムシート。
6. 前記プリズムパターンの断面は、複数の三角形が連続した形状であることを特徴とする請求項１記載のプリズムシート。
7. 前記三角形の頂角は、６０°乃至１３０°であることを特徴とする請求項６記載のプリズムシート。
8. 前記プリズムパターンの断面は、ふっくらとした屈曲が連続した形状であることを特徴とする請求項１記載のプリズムシート。
9. 光が入射される第１面と、第１面を通じて入射された光を出射する第２面と、を含むベースフィルムと、
   第２面上に形成されており、前記第２面を通じて出射する光の経路を調節するための光路調節部材と、
   前記第１面に入射される光の一部を反射させる少なくとも一つの反射部材と、
   を含むことを特徴とするプリズムシート。
10. 前記光路調節部材及びベースフィルムは、一体型であることを特徴とする請求項９記載のプリズムシート。
11. 前記光路調節部材は、互いに隣接するように配置された複数のプリズムであることを特徴とする請求項９記載のプリズムシート。
12. 前記反射部材は、前記ベースフィルムの第２面の前記プリズムの間に配置されるように形成されることを特徴とする請求項１１記載のプリズムシート。
13. 前記プリズムの間の距離であるピッチは、２０μｍ乃至７０μｍであることを特徴とする請求項１１記載のプリズムシート。
14. 前記反射部材の大きさは前記ピッチの３分の２以下であることを特徴とする請求項１２記載のプリズムシート。
15. 前記各プリズムの断面は、三角形が連続して形成された形状を有することを特徴とする請求項１１記載のプリズムシート。
16. 前記各プリズムの断面は、半円形に屈曲した形状が連続して形成された形状を有することを特徴とする請求項１１記載のプリズムシート。
17. 光を発生する光源と、
    前記光源から発生した光が入射される第１面と、複数のプリズムが連続して形成されたプリズムパターンを含み、前記第１面を通じて入射された光を出射する第２面と、前記第１面に入射される光の一部を反射させる少なくとも一つの反射部材とを含むプリズムシートと、
    を含むバックライトアセンブリ。
18. 前記プリズムパターンのピッチは２０μｍ乃至７０μｍであり、前記反射部材の大きさは前記プリズムパターンのピッチの３分の２以下以下であり、反射部材の位置は前記プリズムパターンの谷部に位置することを特徴とする請求項１７記載のバックライトアセンブリ。
19. 前記プリズムパターンの断面は、頂角が６０°乃至１３０°である複数の三角形が連続して形成された形状を有することを特徴とする請求項１７記載のバックライトアセンブリ。
20. 前記プリズムパターンの断面は、ふっくらとした屈曲が連続的に形成された形状を有することを特徴とする請求項１７記載のバックライトアセンブリ。
21. 前記プリズムシートの下部に配置され、一側面に前記光源が配置され、前記光源から発生した光を前記プリズムシートにガイドする導光板をさらに含むことを特徴とする請求項１７記載のバックライトアセンブリ。
22. 前記光源は、前記プリズムシートの下部に、互いに並んで配置された複数のランプであることを特徴とする請求項１７記載のバックライトアセンブリ。
23. 光を発生する光源と、
    前記光源から発生した光が入射される第１面と、複数のプリズムが連続して形成されたプリズムパターンを含み前記第１面を通じて入射された光を出射する第２面と、前記第１面に入射される光の一部を反射させる少なくともの一つの反射部材とを含むプリズムシートと、
    前記プリズムシート上部の第２面上部に配置され、前記光源から発生した光を用いて映像を表示する液晶表示パネルと、
    を含むことを特徴とする液晶表示装置。
24. 前記プリズムパターンのピッチは、２０μｍ乃至７０μｍであり、前記反射部材の大きさは前記プリズムパターンのピッチの３分の２以下であり、反射部材は前記プリズムパターンの谷部に対応する位置に配置されることを特徴とする請求項２３記載の液晶表示装置。
25. 前記プリズムパターンの断面は、頂角が６０°乃至１３０°である複数の三角形が連続して形成された形状を有することを特徴とする請求項２３記載の液晶表示装置。
26. 前記プリズムパターンの断面は、ふっくらとした屈曲が連続的に形成された形状を有することを特徴とする請求項２３記載の液晶表示装置。
27. 前記プリズムシートの下部に配置され、一側面に前記光源が配置され、前記光源から発生した光を前記プリズムシートにガイドする導光板をさらに含むことを特徴とする請求項２３記載の液晶表示装置。
28. 前記光源は、前記プリズムシートの下部に、互いに並んで配置された複数のランプであることを特徴とする請求項２３記載の液晶表示装置。

Images