JP2010145990A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スリムな構造を有し、輝度均一性が向上した表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置は、表示パネル、光源、及び複数の導光板を備える。導光板は互いに対向する入光面及び対向面、表示パネルの背面と対向する出光面、及び出光面と対向する裏面を含む。出光面は入光面に接する非有効出射領域及び対向面に接する有効出射領域を有する。複数の導光板は、対向面側の端部が第１方向に隣接する次の導光板の入光面側の端部上に向かって有効出射領域の一部がオーバーラップするように配列されてアレイを形成する。裏面は、入光面付近の第１領域、対向面に接する第２領域、及び第１領域と第２領域を接続する第３領域を有し、第３領域には第１領域及び第２領域より高い密度で光拡散パターンが形成される。これにより、導光板アレイの出射光の輝度の均一性が向上して大面積表示装置の表示品質が向上する。
【選択図】図５

Description

本発明は、表示装置に関し、より詳細には、導光板を用いた大型平板表示装置に関する。

一般的に、液晶表示装置に用いられる平板表示装置は、画像を表示するための光を表示パネルに提供する光源モジュールを含む。光源モジュールは、表示パネルの背面に配置される。

光源モジュールは、光源モジュールに含まれる光源の位置によって、エッジタイプバックライトアセンブリ又は直下タイプバックライトアセンブリに区分される。エッジタイプバックライトアセンブリは、表示パネルの背面に導光板が配置され、導光板の側面に光源が配置され、装置をスリム化するのに有利である。直下タイプバックライトアセンブリは、複数のランプ又は発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）が表示パネルの背面に配置され、光の供給量が大きいため、大型表示装置に主に採用される。

平板表示装置において、最も大きな技術的論点は、装置を大型化及びスリムに製作することである。即ち、バックライトアセンブリを大型化し、厚さを減少させることが特に重要である。また、バックライト光は、輝度の均一性が非常に優れている必要がある。

本発明は、上記従来の技術に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、スリムな構造を有し、輝度の均一性が向上して、大型化に有利な表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明の一特徴による表示装置は、表示パネル、光源、及び複数の導光板を備える。前記表示パネルは画像を表示し、前記光源は前記表示パネルに提供される光を出射する。前記導光板は入光面、対向面、出光面、及び裏面を含む。前記入光面は前記光源と対向するように配置されて前記光が入射する。前記対向面は前記入光面と対向する。前記出光面は、非有効出射領域及び有効出射領域を有し、前記表示パネルの背面と対向するように配置される。前記非有効出射領域は前記入光面に接し、前記有効出射領域は前記非有効出射領域及び前記対向面を接続する。前記裏面は前記出光面と対向する。前記複数の導光板は、前記対向面側の端部が第１方向に隣接する次の導光板の入光面側の端部上に向かって前記有効出射領域の一部がオーバーラップするように配置されてアレイを形成する。

本発明の実施形態において、前記導光板の裏面は、第１領域、第２領域、及び第３領域を含んでもよい。前記第１領域は前記非有効出射領域から前の導光板の対向面側の一部がオーバーラップする有効出射領域に対応する。前記第２領域は前記導光板の対向面まで次の導光板の入向面側の一部がオーバーラップする有効出射領域に対応する。前記第３領域は、前記第１領域と前記第２領域とを接続し、第３領域では前記導光板がオーバーラップしない。前記裏面には光拡散パターンが形成され、前記光拡散パターンは前記第１領域及び前記第２領域より前記第３領域において更に密度が高く形成される。

前記導光板アレイの出光プロファイルは、前記有効出射領域において輝度が均一であり、前記アレイの一側の末端に配置されて前記導光板がオーバーラップしない第１領域において、前記入光面から遠くなるにつれて前記均一な輝度まで輝度が増加し、前記アレイの他側の末端に配置されて前記導光板がオーバーラップしない第２領域において、前記入光面から遠くなるにつれて前記均一な輝度から輝度が減少し得る。

本発明の表示装置によれば、大面積表示パネルの直下部に複数の導光板をオーバーラップするように配列してバックライトアセンブリを容易に構成することができる。また、大面積表示装置でバックライトアセンブリの出射光の輝度均一性が向上し、導光板の構造が単純なことから、製造生産性が向上する。また、複数の導光板を使用することによって、面光を形成するための光学距離を減少することができ、バックライトアセンブリ及び表示装置の厚さを大きく減少することができる。

本発明の第１実施形態によるバックライトアセンブリの分解斜視図である。 図１のＩ―Ｉ’線に沿って切断したバックライトアセンブリを含む一実施形態による表示装置の断面図である。 図１に示すバックライトアセンブリの平面図である。 図２に示す収納容器の側壁の内側を図示した斜視図である。 図２に示す導光板の裏面を図示した平面図である。 図２に示すバックライトアセンブリの位置による出射光の輝度分布を図示したグラフである。 図２に示すバックライトアセンブリの理想的な条件で出射光の輝度分布を図示したグラフである。 図２に示すバックライトアセンブリで、各導光板の第１輝度グラフが非対称的な場合のバックライトアセンブリの第２輝度グラフを図示したグラフである。 図２に示すバックライトアセンブリで、各導光板別に調光する場合のバックライトアセンブリの第２輝度グラフである。 タンデム型バックライトアセンブリの出射光の輝度分布を図示したグラフである。 図１０に示すタンデム型バックライトアセンブリで、各導光板別に調光する場合のタンデム型バックライトアセンブリの出射光の輝度分布を図示したグラフである。 図１０に示すタンデム型バックライトアセンブリと本実施形態のバックライトアセンブリの導光板の対向面に漏れる光の影響を観測したグラフである。 図１０に示すタンデム型バックライトアセンブリと本実施形態のバックライトアセンブリの導光板の対向面に漏れる光の影響を観測したグラフである。 第２実施形態によるバックライトアセンブリの断面図である。 第３実施形態によるバックライトアセンブリの断面図である。 第４実施形態によるバックライトアセンブリの断面図である。 第５実施形態によるバックライトアセンブリの断面図である。 図１７に示す導光板の裏面を図示した平面図である。

以下、本発明の表示装置を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながらより詳しく説明する。

本発明は、多様な変更を加えることができ、様々な形態を有することができる。特定の実施形態を図面と共に例示して本明細書で詳しく説明するが、これは本発明を特定の開示形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物、もしくは代替物を含むものと理解すべきである。

各図面を説明しながら類似する参照符号を、類似する構成要素に対して使用した。図面において、構造物のサイズは本発明を明確にするために実際より拡大して示した。

第１、第２などの用語は多様な構成要素を説明するにあたって使用することができるが、各構成要素は使用する用語によって限定されるものではない。各用語は１つの構成要素を他の構成要素と区別する目的で使用するものであって、例えば、明細書中において、第１構成要素を第２構成要素に書き換えることも可能であり、同様に第２構成要素を第１構成要素とすることができる。単数表現は文脈上、明白に異なる意味を有しない限り、複数の表現を含む。

本明細書において、「含む」又は「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品、又はこれらを組み合わせたものが存在することを示すものであって、１つ又はそれ以上の別の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品、又はこれらを組み合わせたものの存在又は付加可能性を予め排除しないことと理解すべきである。

また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとする場合、これは他の部分の「すぐ上に」ある場合のみでなく、その中間に更に他の部分がある場合も含む。反対に、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「下に」あるとする場合、これは他の部分の「すぐ下に」ある場合のみでなく、その中間に更に他の部分がある場合も含む。

図１は、本発明の第１実施形態によるバックライトアセンブリ１０５の分解斜視図であり、図２は、図１のＩ―Ｉ’線に沿って切断したバックライトアセンブリを含む一実施形態による表示装置の断面図である。

図１及び図２を参照すると、本実施形態の表示装置１００は、光源１０、導光板３０、光学シート５０、及び表示パネル７０を含む。光源１０及び導光板３０を含み、表示パネル７０の下部に配置されるモジュールをバックライトアセンブリ１０５と定義する。

光源１０は、光を出射し、導光板３０は、前記光をガイドして面光を変換して出射し、光学シート５０は、前記面光の輝度均一性及び正面輝度を向上させて出射し、表示パネル７０は、前記光学シート５０から出射する光を受けて画像を表示する。光源１０は、発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）１１及び電源伝達フィルム１３を含んでもよい。

発光ダイオード１１は、青色光を出射する青色発光チップと青色光を白色光に変換する蛍光体を含んでもよい。これとは異なって、発光ダイオード１１は、赤色発光チップ、緑色発光チップ、及び青色発光チップを含んでもよい。赤色発光チップ、緑色発光チップ、及び青色発光チップからそれぞれ出射した赤色光、緑色光、及び青色光は、導光板３０の内部で混色されて導光板３０から白色光として出射することもできる。

電源伝達フィルム１３は、フレキシブルベースフィルム、及びベースフィルムに形成された電源配線を含んでもよい。複数の発光ダイオード１１が電源伝達フィルム１３に実装されて駆動電源の供給を受けることができる。

図３は、図１に示すバックライトアセンブリ１０５の平面図である。

図１〜図３を参照すると、本実施形態において、導光板３０は均一な厚さを有する平板形状を有する。導光板３０は、耐熱性、耐化学性、機械的強度などが優れた高分子樹脂（ｐｏｌｙｍｅｒ ｒｅｓｉｎ）を、鋳物成型を通じて形成できる。高分子樹脂の例としては、ポリメチルメタクリレート（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリアミド（Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ポリプロピレン（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、及びポリウレタン（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）などを挙げることができる。

導光板３０は、互いに対向する入光面３１及び対向面３３と、出光面３５及び裏面３７を含む。入光面３１及び対向面３３は、互いに対向する出光面３５及び裏面３７を接続する。入光面３１には発光ダイオード１１が配置される。

出光面３５は、非有効出射領域ＮＥＡ０１及び有効出射領域ＥＡ０１を有する。非有効出射領域ＮＥＡ０１は、入光面３１のエッジと接して一定の幅を有する。有効出射領域ＥＡ０１は、非有効出射領域ＮＥＡ０１と対向面３３を接続する。

本実施形態において、入光面３１の厚さは、発光ダイオード１１の厚さより更に厚く、導光板３０は、強性を有するプレートである。これとは異なって、導光板３０のスリム化を達成するために、入光面３１の厚さは、発光ダイオード１１の厚さより薄くてもよい。これとは更に異なって、導光板３０の代わりに光ガイドフィルム（Ｌｉｇｈｔ Ｇｕｉｄｉｎｇ Ｆｉｌｍ：ＬＧＦ）を面光源形成のための手段として利用することもできる。光ガイドフィムルは、フレキシブルな樹脂からなってもよい。光ガイドフィムルは、発光ダイオード１１より十分薄い厚さを有してもよい。

一方、本実施形態において、導光板３０は、第１方向Ｄ０１に部分的に互いにオーバーラップし配列されている。図２では、導光板３０が傾いた程度を誇張して図示している。導光板３０は、非常にスリムで、第１方向に充分長い。従って、導光板３０が部分的にオーバーラップしているが、導光板３０の出光面３５の傾斜はほぼ無視することができ、出光面３５は実施的にほぼ水平に配置される。

発光ダイオード１１から出射する光は直進性が強い。従って、入光面３１に入射した光は、ある程度直進した後、導光板３０によって拡散及び散乱されて導光板３０の内部で均一に拡散される。非有効出射領域ＮＥＡ０１においては、発光ダイオード１１に対応して周辺より輝度が著しく高いホット・スポット（ｈｏｔ ｓｐｏｔ）が発生する。従って、非有効出射領域ＮＥＡ０１においては、発光ダイオード１１に対応する部分と発光ダイオード１１との間に対応する部分の輝度偏差が非常に大きい。

このように、非有効出射領域ＮＥＡ０１は、輝度均一性が一定の基準値に及ばない領域と定義される。非有効出射領域ＮＥＡ０１から出射する光は画像表示に使用するには不適である。従って、非有効出射領域ＮＥＡ０１は、光を抽出する領域から除かれる。有効出射領域ＥＡ０１は、光が充分に拡散及び散乱された状態であるため、輝度均一性が一定の基準値以上になる領域と定義される。

非有効出射領域ＮＥＡ０１は、後述する反射カバー１５によってカバーされる。第１方向Ｄ０１の非有効出射領域ＮＥＡ０１の幅と有効出射領域ＥＡ０１の幅は互いに関係無く、独立的に決定される。

非有効出射領域ＮＥＡ０１の幅は、ホット・スポット及び発光ダイオード１１の離隔間隔によって変更することができる。例えば、発光ダイオード１１の間隔をＬｐとして、非有効出射領域ＮＥＡ０１は、ほぼ１／２Ｌｐ以上２Ｌｐ以下とするなど、ホット・スポットを考慮して、適切な幅にすることができる。本実施形態において導光板間の間隔が５ｍｍ以上６ｍｍ以下の間隔で離隔することができ、非有効出射領域ＮＥＡ０１は、ほぼ３ｍｍ以上６ｍｍ以下の範囲の幅を有してもよい。

一方、有効出射領域ＥＡ０１の幅は、バックライトアセンブリ１０５全体の目標輝度を達成することができる水準に決定することができる。例えば、有効出射領域ＥＡ０１の幅は、本実施形態のように、一列に発光ダイオード１１が配列された単一発光ダイオードモジュールの光量で目標輝度を達成できるように決定されてもよい。発光ダイオード１１の光量が増加するほど光学シート５０が高輝度光を通過させるようにし、表示パネル７０の透過率が増加するにつれて有効出射領域ＥＡ０１の幅を増加するようにしてもよい。

図４は、図２に示す収納容器４０の側壁の内側を図示した斜視図である。

図２及び図４を参照すると、表示装置１００は、収納容器４０及び反射カバー１５を更に含んでもよい。

収納容器４０は、光源１０及び導光板３０を収納する。収納容器４０は、底板４１及び側壁４３を含む。底板４１に導光板３０が互いに一部がオーバーラップして配列される。従って、導光板３０を固く固定させることが重要である。本実施形態においては、導光板３０の流動を防止するために、図４に示すように、側壁４３の内側面には固定突起４４が形成されている。固定突起４４は、第１方向Ｄ０１と直交する第２方向Ｄ０２の側壁４３に形成されてもよい。固定突起４４は傾斜面を有し、導光板３０は、傾斜面に沿ってスライドされ、固定突起４４の下に配置されて収納容器４０にしっかり収納できる。従って、導光板３０の垂直方向の流動が抑制される。

導光板３０の入光面３１側の端部は反射カバー１５に挿入される。反射カバー１５は、発光ダイオード１１を部分的に取り囲み、非有効出射領域ＮＥＡ０１及び裏面３７まで延長されている。反射カバー１５は、その形態が固定されるように強性を有する材質からなってもよい。これとは異なって、反射カバー１５は、フレキシブルなシートタイプであってもよい。電源伝達フィルム１３は、反射カバー１５上に配置してもよい。

再び、図１及び図２を参照すると、反射カバー１５は、底板４１にスクリュー４５によって締結することができる。導光板３０の入光面３１側の端部を反射カバー１５に挿入して導光板３０と収納容器４０を組立ててもよい。例えば、反射カバー１５の内側面に導光板１５の水平方向流動を防ぐストッパー（ｓｔｏｐｐｅｒ）（図示せず）を形成してもよい。上述のように導光板３０の底板４１に対する傾斜は誇張して図示しており、反射カバー１５は実質的に底板４１に接触してもよい。

図５は、図２に示す導光板３０の裏面３７を図示した平面図である。

図５を参照すると、裏面３７には、光拡散パターン、例えば、印刷ドット（ｄｏｔ）３８又はピラミッド状の溝又は突起のようなパターンを形成することができる。導光板３０の内部で拡散及び散乱した光は、裏面３７で乱反射し、大部分の光が出光面３５に出射し得る。一部の光は、裏面３７を透過して漏洩することもあり、漏洩光は、反射カバー１５及び後述する反射シート５７（図２参照）によって反射され、再度、裏面３７に入射し得る。

本実施形態において、裏面３７に印刷ドット３８が形成されている。印刷ドット３８は、例えば、ホワイトインクと光拡散剤が混合されたインクブレンドを裏面３７にプリントして形成してもよい。

本実施形態において、複数の導光板３０は、図２及び図３に示したように、一部がオーバーラップし、一列に配列されている。例えば、第１導光板３０の対向面３３側の端部が第１方向Ｄ０１に隣接する第２導光板３０の入光面３１上に有効出射領域ＥＡ０１の一部までオーバーラップして配列されている。従って、第１導光板３０の裏面３７は、隣接する第２導光板３０とのオーバーラップの可否によって第１領域ＬＡ０１、第２領域ＬＡ０２、及び第３領域ＬＡ０３に区分される。

図３及び図５を参照すると、第１領域ＬＡ０１は、隣接する前の導光板３０がオーバーラップする領域のうち、下部の導光板の非有効出射領域を除いた下部の導光板の裏面に対応する。第２領域ＬＡ０２は、隣接する次の導光板３０がオーバーラップする領域のうち、下部の導光板の非有効出射領域を除いた上部（次）の導光板の裏面に対応する。第３領域ＬＡ０３は、第１領域ＬＡ０１と第２領域ＬＡ０２を接続する領域に対応する。従って、第１領域ＬＡ０４は、入光面の付近で入光面のエッジから離隔している。第２領域ＬＡ０２は、対向面３３に接して一定の幅を有する。

一方、第１方向に配列された導光板３０を導光板アレイと定義すると、導光板アレイの左側の端部に配置された導光板３０の第１領域ＬＡ０１及び右側の端部に配置された導光板３０の第２領域ＬＡ０２は別の導光板３０とオーバーラップしない。従って、出光面３５の輝度は、導光板３０がオーバーラップした第１領域ＬＡ０１及び第２領域ＬＡ０２より導光板アレイの左側及び右側の端部にそれぞれ配置された第１領域ＬＡ０１及び第２領域０２で更に低くなる。

本実施形態において、印刷ドット３８は、図５に示すように、裏面３７に不均等に形成されている。印刷ドット３８は、第１領域ＬＡ０１に第１密度で形成され、第２領域ＬＡ０２に第２密度で形成され、第３領域に第１密度及び第２密度より大きい第３密度で形成される。印刷ドットの密度がより大きいほど出光面３５から出射する光量が増加する。従って、第３領域ＬＡ０３に対応する出光面３５は、第１領域ＬＡ０１及び第２領域ＬＡ０２に対応する出光面３０の輝度より更に大きくなる。入光面３１に近いほど、発光ダイオード１１から到達する光量が大きいため、第１領域ＬＡ０１及び第２領域ＬＡ０２の出光プロファイル（ｐｒｏｆｉｌｅ）を対称的に形成するために、第２密度は、第１密度より大きくてもよい。

第１領域、第２領域、及び第３領域の幅の比率は、有効出射領域ＥＡ０１の全体の幅の大きさによって異なってもよい。第１領域ＬＡ０１及び第２領域ＬＡ０２の幅は互いに同一であることが望ましい。これとは別に、第２領域ＬＡ０２の末端の光漏れを減少させるために、第２領域ＬＡ０２が第１領域ＬＡ０１より幅が更に狭くてもよい。第１領域ＬＡ０１は、急激な輝度変化が起こる領域である。従って、第１領域ＬＡ０１の幅が過度に狭いと、第１領域の光拡散パターン３８のチューニング（ｔｕｎｉｎｇ）を通じての輝度分布調節が効果的に行われないことがある。

しかし、導光板３０の長さが短くなると、原価節減及びモジュールの厚さが減少する長所があるため、このような長所と輝度調節問題を適切に妥協して第１領域ＬＡ０１及び第２領域ＬＡ０２の幅を決めてもよい。例えば、第１領域ＬＡ０１及び第２領域ＬＡ０２は、ほぼ２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが適切である。光拡散パターン３８の機能が著しく上昇する場合、第１領域ＬＡ０１及び２領域ＬＡ０２の幅を更に減少することができる。

図６は、図２に示すバックライトアセンブリ１０５の位置による出射光の輝度分布を図示したグラフである。

図６に示すグラフで、縦軸は、出射光の輝度を示し、横軸は、導光板３０アレイ上の位置を表示する。導光板３０の入光面３１から対向面３３までの距離は、約１２０ｍｍであることがわかる。グラフで、点線で表示したグラフは、各導光板３０の出射光を個別的に観測した結果を示し、第１輝度グラフＬＧ１と定義する。図６で、実線で表示するグラフは、バックライトアセンブリ１０５全体の出射光を観測した結果を示し、第２輝度グラフＬＧ２と定義する。

図６を参照すると、各第１輝度グラフの場合、第３領域ＬＡ０３に対応する出光面３５においては、出射光の輝度が実質的に均一であることがわかる。第１領域ＬＡ０１に対応する出光面３５においては入光面３１から遠くなるにつれて輝度が増加して第３領域ＬＡ０３の輝度とほぼ類似になることがわかる。第２領域ＬＡ０２に対応する出光面３５においては、対向面３３に近くなるにつれ、即ち、入光面３１から遠くなるにつれて、輝度が第３領域ＬＡ０３の輝度から概ね減少することがわかる。従って、本実施形態のバックライトアセンブリ１０５によると、有効出射領域ＥＡ０１全体的に均一な出射光が出射するバックライトアセンブリに比べて対向面３３に漏洩する光量が減少し得る。

上述のように、導光板アレイにおいて、左側末端及び右側末端の導光板３０の第１領域ＬＡ０１及び第２領域ＬＡ０２を除いては、隣接する導光板３０の第１領域ＬＡ０１及び第２領域ＬＡ０２はオーバーラップしている。従って、アレイの末端を除いては下部導光板３０の第１領域ＬＡ０１と上部導光板３０の第２領域ＬＡ０２に対応する第１輝度グラフを和したものが、オーバーラップされた領域において実際の出射光グラフになる。従って、オーバーラップされた第１領域ＬＡ０１及び第２領域ＬＡ０２から出射した光の輝度は、図６に示すように、第３領域ＬＡ０３の出射光の輝度とほぼ類似していることがわかる。よって、バックライトアセンブリ１０５は、導光板アレイの縁の第１領域ＬＡ０１及び第２領域ＬＡ０２を除いては、第２輝度グラフＬＧ２に表示したように、出光面３５から比較的に均一な輝度を有する出射光を得ることができる。

バックライトアセンブリ１０５は、反射シート５７を更に含んでもよい。反射シート５７は、底板４１と裏面３７との間、例えば、底板４１と反射カバー１５との間に配置してもよい。反射シート５７は、本実施形態のように複数の導光板３０に対応するように配置してもよい。これとは異なって、反射シート５７は、導光板３０毎に配置し、一側の端部が反射カバー１５と導光板３０の裏面との間になるように挿入してもよい。

光学シート５０は、側壁４３に形成された段差部４７によって支持することができる。光学シート５０は、拡散シート５１及び拡散シート５１上に積層される集光シート５３、５５を含んでもよい。拡散シート５１及び集光シート５３、５５の枚数は、出射光の要求条件によって多様に変更してもよい。これとは異なって、光学シート５０は、拡散板を更に含むか、又は、反射偏光シートを更に含んでもよい。

表示装置１００は、光学シート５０の縁を押さえ、収納容器４０と結合するミドルフレーム６０を更に含んでもよい。

表示パネル７０は、ミドルフレーム６０に形成された段差部に配置することができる。表示パネル７０は、画素が形成されたアレイ基板７１と、カラーフィルタが形成された対向基板７５と、これらの間に介在する液晶層を含み得る。

表示装置１００は、駆動部７９を更に含むことができる。駆動部７９は、信号電圧フィルム７７によって表示パネル７０に電気的に接続される。駆動部７９は、表示パネル７０を駆動する駆動信号及び光源１０を制御する光源制御信号を出力してもよい。駆動部７９は、電源伝達フィルム１３を通じて発光ダイオード１１に光源制御信号を伝達してもよい。

本実施形態において、光源１０は、発光ダイオード１１を含むため、光源制御信号によって表示パネル７０の表示領域に表示される画像に相応するように２次元ローカル調光（２Ｄ ｌｏｃａｌ ｄｉｍｍｉｎｇ）又は３ウェイローカル調光（３ｗａｙ ｌｏｃａｌ ｄｉｍｍｉｎｇ）方式で駆動することができる。例えば、発光ダイオード１１がホワイト発光ダイオードである場合、発光ダイオード１１毎に輝度を調節する２次元ローカル調光が適用されてもよく、発光ダイオード１１が赤緑青ＲＧＢ光を各々出射するＲＧＢ発光ダイオードである場合、発光ダイオード１１毎に輝度及び出射光の色相を制御する３ウェイローカル調光が適用されてもよい。これとは異なって、光源１０が、冷陰極蛍光ランプＣＣＦＬを含む場合、ＣＣＦＬには、２次元ローカル調光が適用されてもよい。

表示装置１００は、トップシャシー８０を更に含み得る。トップシャシー８０は、表示領域を露出して、収納容器４０と結合されてもよい。

図７は、図２に示すバックライトアセンブリ１０５の理想的な条件で出射光の輝度分布を図示したグラフである。

図７を参照すると、導光板３０の有効出射領域ＥＡ０１を単位ブロックと定義する。図７に示す第１輝度グラフＬＧ１は、理想的な条件を仮定してシミュレーションした結果である。従って、単位ブロックの出射光の第１輝度グラフＬＧ１は、上述のように左右対称に形成される。第２輝度グラフＬＧ２は、第１輝度グラフＬＧ１がオーバーラップして形成される。第２輝度グラフは、導光板アレイの縁を除いては、均一な輝度分布を示す。
図８は、図２に示すバックライトアセンブリ１０５で、各導光板３０の第１輝度グラフが非対称的な場合、バックライトアセンブリ１０５の第２輝度グラフを図示したグラフであり、図９は、図２に示すバックライトアセンブリ１０５で、各導光板３０別に調光する場合のバックライトアセンブリ１０５の第２輝度グラフである。

実際の場合、輝度均一性を害する不安定な要素、例えば、導光板３０を互いにオーバーラップするように組立てる工程において、組立工数の差、導光板３０の対向面３３に光が漏洩する光漏れ、及び図８に示したように単位ブロックの出射光の分布の非対称性のような要素を除去することは容易ではない。不安定要素は、導光板３０の対向面３３に対応する位置で輝度を急激に変更させて輝度均一性が大きく低下することもある。また、導光板３０別に発光ダイオード１１の輝度が調節される２次元ローカル調光をする場合にも、対向面３３において、階段状に第２輝度グラフＬＧ２が形成されて導光板３０の輪郭が肉眼で確認できるようになる。

本実施形態によると、導光板を上述のようにオーバーラップして配列し、上述の不安定要素にもかかわらず、バックライトアセンブリ１０５の出射光の輝度均一性を大きく向上させることができる。例えば、図８で、各導光板３０の第１輝度グラフは、対称的ではないが、バックライトアセンブリ１０５は、第１輝度グラフがオーバーラップされた輝度グラフを有する。従って、非対称性が緩和され、バックライトアセンブリ１０５の第２輝度グラフＬＧ２は、若干の振幅はあるが、比較的に良好な輝度均一性を有する。また、若干の振幅は、光学シート５０によってほぼ均一な輝度に変更することができる。

図１０は、タンデム型バックライトアセンブリ３０５の出射光の輝度分布を図示したグラフであり、図１１は、図１０に示すタンデム型バックライトアセンブリ３０５で、各導光板３３０別に調光する場合のタンデム型バックライトアセンブリ３０５の出射光の輝度分布を図示したグラフである。

図１０及び図１１を参照すると、タンデム型バックライトアセンブリ３０５は、導光板３３０の非有効出射領域ＮＥＡ０２に段差部を形成し、段差部に隣接する導光板３３０の対向面３３３側の端部を配置する構造を有する。タンデム型バックライトアセンブリ３０５においては、図１〜図７に示した本発明の実施形態と異なって、有効出射領域ＥＡ０２が互いにオーバーラップしない。また、タンデム型バックライトアセンブリ３０５に含まれる導光板３３０は、裏面に形成される本実施形態のような光拡散パターンを有しない。

従って、各導光板３３０のローカル調光が適用される場合、実際の条件でタンデム型バックライトアセンブリ３０５の第４輝度グラフＬＧ４は、図１０及び図１１に示すように、導光板３３０の対向面３３３に対応する位置で段差が形成される階段状に形成され得る。階段状に形成された第４輝度グラフＬＧ４は、光学シート５０を使用してもその輝度の不均一性を緩和することは難しく不充分であり、輝度均一性が大きく低下することがわかる。

図１２及び図１３は、図１０に示すタンデム型バックライトアセンブリ３０５と本実施形態のバックライトアセンブリ１０５の導光板の対向面３３に漏れる光の影響を観測したグラフである。

図１２及び図１３において、縦軸は、出射光の輝度を示し、横軸は、有効出射領域ＥＡ０１、ＥＡ０２上の位置を示す。図１２に示すグラフは、１つの導光板に対して観測した出射光の輝度結果を示す。図１３に示すグラフは２つの導光板をオーバーラップして観測した出射光の輝度結果を示す。

図１２を参照すると、上述のように、タンデム型バックライトアセンブリ３０５の場合、導光板３３０の裏面３３７に光拡散パターンが形成されないため、有効出射領域ＥＡ０２全体的に出射光の輝度が均一に形成される。従って、出射光の輝度は、対向面３３３に隣接しても減少せず、対向面３３３に漏洩する光漏れの影響が、本実施形態のバックライトアセンブリ１０５に比べて非常に大きいことが分かる。図１２及び図１３において、点線で表示したタンデム型導光板３３０の輝度グラフで輝度が急激に増加する頂点は、対向面３３３に対応する位置であり、このような輝度ピークは、対向面３３３に光漏れが著しいことを示す。

反面、実線で表示された本実施形態の導光板３０の輝度グラフは、対向面３３に近くなるにつれて出射光の輝度が減少し、その結果、対向面３３の光漏れの量も大きく減少して輝度ピークが著しく減少することがわかる。例えば、輝度ピークは、光学シート５０として拡散シート２枚及びプリズムシート２枚を使用して肉眼でほぼ確認できないようにすることができた。また、導光板３０の内部に光拡散剤を添加すると、輝度ピークによる輝線は、より効果的に防止されることを確認できた。

本実施形態のバックライトアセンブリ１０５及び表示装置１００によると、複数の導光板３０をオーバーラップさせて表示パネル７０の背面に位置させることによって、大面積表示装置１００の厚さを減少することができ、バックライト光の輝度の均一性を向上させて表示品質を向上することができる。

図１４は、第２実施形態によるバックライトアセンブリの断面図である。

図１４を参照すると、本実施形態のバックライトアセンブリ及び表示装置は、導光板５３０の一部が折り曲げられたことを除いては、図１〜図７を参照して説明したバックライトアセンブリ１０５及び表示装置１００と実質的に同一である。従って、同様の説明は省略する。

本実施形態において、導光板５３０は、厚さが均一である。非有効出射領域ＮＥＡ０１、第１領域ＬＡ０１及び第２領域ＬＡ０２は、収納容器の底板と並び、互いに平行に形成される。第１導光板５３０の第２領域ＬＡ０２は、隣接する第２導光板５３０の第１領域ＬＡ０１の上部に配置されるため、第２領域ＬＡ０２は、第１領域ＬＡ０１より底板を基準にして距離がより大きい。第３領域ＬＡ０３は、第１領域ＬＡ０１と第２領域ＬＡ０２を接続し、第１領域ＬＡ０１及び第２領域ＬＡ０２に対して傾斜するように形成されている。従って、本実施形態によると、第１領域ＬＡ０１及び第２領域ＬＡ０２が底板と平行に配置されるため、バックライトアセンブリ及び表示装置の厚さを減少することができる。

図１５は、第３実施形態によるバックライトアセンブリの断面図である。

図１５を参照すると、本実施形態のバックライトアセンブリ及び表示装置は、導光板６３０の形状がくさび状に変更されたことを除いては、図１〜図７を参照して説明したバックライトアセンブリ１０５及び表示装置１００と実質的に同一である。従って、同様の説明は省略する。

本実施形態において、導光板６３０は、第１方向に沿って入光面６３１から対向面６３３に行くにつれて厚さが減少してくさび形状になる。従って、本実施形態によると、導光板６３０は、第１領域ＬＡ０１より第２領域ＬＡ０２がより薄く形成され、第１領域ＬＡ０１と第２領域ＬＡ０２がオーバーラップした厚さが減少する。従って、バックライトアセンブリ及び表示装置の厚さを減少することができる。

図１６は、第４実施形態によるバックライトアセンブリの断面図である。

図１６を参照すると、本実施形態のバックライトアセンブリ及び表示装置は、導光板７３０の一部が折曲げられてくさび形状に変更されたことを除いては、図１〜図７を参照して説明したバックライトアセンブリ１０５及び表示装置１００と実質的に同一である。従って、同様の説明は省略する。

本実施形態において、導光板７３０は、入光面７３１から対向面７３３に行くにつれて厚さが減少するくさび形状を有する。従って、導光板７３０は、第１領域ＬＡ０１より第２領域ＬＡ０２がより薄く形成される。また、非有効出射領域ＮＥＡ０１、第１領域ＬＡ０１及び第２領域ＬＡ０２は、収納容器の底板と並び、互いに平行に形成される。第２領域ＬＡ０２は、隣接する導光板７３０の第１領域ＬＡ０１の上部に配置されるため、第１領域ＬＡ０２は、第１領域ＬＡ０１より底板を基準にして距離がより大きい。第３領域ＬＡ０３は、第１領域ＬＡ０１と第２領域ＬＡ０２を接続し、第１領域ＬＡ０１及び第２領域ＬＡ０２に対して傾斜するように形成されている。従って、本実施形態によると、第１領域ＬＡ０１及び第２領域ＬＡ０２が底板と平行に配置され、くさび形状を有するため、バックライトアセンブリ及び表示装置の厚さを減少することができる。

図１７は、第５実施形態によるバックライトアセンブリの断面図であり、図１８は、図１７に示す導光板の裏面を図示した平面図である。

図１７及び図１８を参照すると、本実施形態によるバックライトアセンブリと表示装置は、バックライトアセンブリ８３０の裏面にデッド領域を含まないことを除いては、図１〜図７のバックライトアセンブリ１０５及び表示装置１００と実質的に同一であるため、同様の説明は省略する。

バックライトアセンブリ８３０は、入光面８３１、入光面８３１と対向する対向面８３３、表示パネルと対向してオーバーラップする出光面８３５、及び出光面８３５と対向する裏面８３７を含む。入光面８３１と対向面８３３は、互いに対向する裏面８３７と出光面８３５を接続する。

本実施形態において、裏面８３７は、第１、第２、及び第３領域ＬＡ０１、ＬＡ０２、ＬＡ０３を含む。第１領域ＬＡ０１は、入光面８３１の角に直接接続されて裏面８３７はデット領域を含まず、これは、図１〜図７の実施形態とは異なる。従って、第１方向Ｄ０１に沿ったバックライトアセンブリ８３０の長さは減少する。第２領域ＬＡ０２は、対向面８３３と接続される。第３領域ＬＡ０３は第１領域と第２領域を接続する。

第１領域ＬＡ０１に形成された光拡散パターンは、密度と形状が互いに同じであるか又は異なる第１光拡散パターン８３９ａ及び第２光拡散パターン８３９ｂを含む。第１光拡散パターン８３９ａは、入光面８３１に隣接して図１〜図７の非有効出射領域ＮＥＡ０１に対応する。第２光拡散パターン８３９ｂは、第３領域ＬＡ０３に隣接する。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

本発明の実施形態によるバックライトアセンブリ及びこれを有する表示装置によると、表示パネルの直下部に複数の導光板をオーバーラップするように配列して大面積表示装置のバックライトアセンブリを容易に構成することができる。このような導光板を使用することによって、面光を形成するための光学距離を減少させることができ、バックライトアセンブリ及び表示装置の厚さを大きく減少させることができる。従って、本発明は、テレビのような大型表示装置に効果的に適用できる。

１０ 光源
１１、３１１、８１１ 発光ダイオード
１３ 電源伝達フィルム
１５ 反射カバー
３０、３３０、５３０、６３０、７３０ 導光板
３１、３３１、５３１、６３１、７３１、８３１ 入光面
３３、３３３、５３３、６３３、７３３、８３３ 対向面
３５、３３５、５３５、６３５、７３５、８３５ 出光面
３７、３３７、５３７、６３７、７３７、８３７ 裏面
３８、８３８ 印刷ドット
４０ 収納容器
４１ 底板
４３ 側壁
４４ 固定突起
４５ スクリュー
４７ 段差部
５０ 光学シート
５１ 拡散シート
５３、５５ 集光シート
５７ 反射シート
６０ ミドルフレーム
７０ 表示パネル
７１ アレイ基板
７５ 対向基板
７７ 信号電圧フィルム
７９ 駆動部
８０ トップシャシー
１００ 表示装置
１０５、８３０ バックライトアセンブリ
３０５ タンデム型バックライトアセンブリ
８３９ａ 第１光拡散パターン
８３９ｂ 第２光拡散パターン
ＤＡ０１ デッド領域
ＥＡ０１、ＥＡ０２ 有効出射領域
ＮＥＡ０１、ＮＥＡ０２ 非有効出射領域
ＬＡ０１ 第１領域
ＬＡ０２ 第２領域
ＬＡ０３ 第３領域

Claims (10)

1. 画像を表示する表示パネルと、
   前記表示パネルに提供される光を出射する光源と、
   前記光源と対向するように配置されて前記光が入射する入光面、前記入光面と対向する対向面、前記入光面に接する非有効出射領域と前記非有効出射領域及び前記対向面を接続する有効出射領域とを有して前記表示パネルの背面と対向する出光面、及び前記出光面と対向する裏面を含む複数の導光板（ｌｉｇｈｔ ｇｕｉｄｅ ｐｌａｔｅ）と、を備え、
   前記複数の導光板は、前記対向面側の端部が第１方向に隣接する次の導光板の入光面側の端部上に向かって前記有効出射領域の一部がオーバーラップするように配列されてアレイを形成することを特徴とする表示装置。
2. 前記導光板の裏面は、
   前記非有効出射領域から前の導光板の対向面側の一部がオーバーラップする有効出射領域に対応し、光拡散パターンが形成される第１領域と、
   前記導光板の対向面まで次の導光板の入向面側の一部がオーバーラップする有効出射領域に対応し、光拡散パターンが形成される第２領域と、
   前記第１領域と前記第２領域とを接続し、前記第１領域及び前記第２領域より更に密度の高い光拡散パターンが形成される第３領域と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記導光板の裏面は、前記第１領域を入光面エッジから離隔し、前記第１領域と前記入光面エッジとを接続するデッド領域を更に含むことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記第１領域は入光面エッジと直接接続され、前記第１領域に形成される光拡散パターンは前記入光面に隣接する第１光拡散パターンと前記第３領域に隣接する第２光拡散パターンとを含むことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
5. 前記導光板アレイの出光プロファイルは、
   前記有効出射領域において輝度が均一であり、
   前記アレイの一側の末端に配置されて前記導光板がオーバーラップしない第１領域において、前記入光面から遠くなるにつれて前記均一な輝度まで輝度が増加し、
   前記アレイの他側の末端に配置されて前記導光板がオーバーラップしない第２領域において、前記入光面から遠くなるにつれて前記均一な輝度から輝度が減少することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
6. 前記各導光板の出光プロファイルは、
   前記第３領域において前記均一な輝度を有し、
   前記第１領域において、前記入光面から遠くなるにつれて前記均一な輝度まで輝度が増加し、
   前記第２領域において、前記入光面から遠くなるにつれて前記均一な輝度から輝度が減少することを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
7. 前記導光板は、前記入光面及び前記対向面において厚さが実質的に同一であり、前記第１領域、前記第２領域、及び前記第３領域が互いに平行かつ平坦に形成されることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
8. 前記導光板は、前記入光面及び前記対向面において厚さが実質的に同一であり、前記第１領域及び第２領域は互いに平行であり、前記第３領域は前記第１領域及び前記第２領域に対して傾くように形成されることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
9. 前記導光板は、前記入光面から前記対向面に近くなるにつれて厚さが減少するくさび形状を有し、前記第１領域、前記第２領域、及び前記第３領域が互いに平行かつ平坦に形成されることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
10. 前記導光板は、前記入光面から前記対向面に近くなるにつれて厚さが減少するくさび形状を有し、前記第１領域及び前記第２領域は互いに平行し、前記第３領域は前記第１領域及び前記第２領域に対して傾くように形成されることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。

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