JP5311665B2

JP5311665B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP5311665B2
Application number: JP2009234220A
Authority: JP
Inventors: 正ミン徐; 池泓閔; 泳燦金; 文圭李; 奎錫金
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Priority date: 2008-10-08
Filing date: 2009-10-08
Publication date: 2013-10-09
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Description

本発明は、液晶表示装置に関し、より詳細には正面及び側面の輝度分布が均一な液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）は、現在最も広く使われているフラットパネル表示装置（ＦｌａｔＰａｎｅｌＤｉｓｐｌａｙ：ＦＰＤ）のうちの一つであって、電極が形成されている２枚の基板とその間に挿入されている液晶層から成り、電極に電圧を印加して液晶層の液晶分子を再配列させることによって透過する光の量を調節する表示装置である。

このような液晶表示装置は、それ自体が非発光性であるため光を照射するための別途の外部光源が必要であり、このような外部光源は、液晶表示装置のサイズ、使用目的によって適当に選択されて使われているが、形態によってＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｅｄＤｉｏｄｅ）のような点光源、ＣＣＦＬ（ＣｏｌｄＣａｔｈｏｄｅＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔＬａｍｐ）のような線光源、平面光源などに区分される。

これら外部光源のうち、光源は携帯用電話、コンピュータモニター、ＴＶなどの液晶表示装置の光学プレートの側面に複数個配置されて使用される。

大韓民国公開公報１０−２００７−０７１７６８号明細書

しかし、複数個の光源の出射方向に明るい輝線が発生する、或いは複数個の光源に隣接した液晶パネルに熱点（ｈｏｔｓｐｏｔ）が発生するなど、液晶表示装置の正面及び側面の視認性の不良を誘発し得る。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、正面及び側面の輝度分布が均一な液晶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液晶表示装置は、光を反射する反射シートと、光をガイドする基板、前記反射シートと対向しない該基板の一面に形成された高さ可変部、及び該高さ可変部上に形成されたプリズムパターンを含む光学プレートと、前記高さ可変部のうち前記基板の一面から該高さ可変部までの平均高さ以下の位置に対応するように前記光学プレートの一側に一方向に配列された複数の光源と、を備え、前記プリズムパターンは、前記一方向と実質的に直角である他方向に延長され、前記平均高さは、前記基板厚さの０．１〜１０％である。

上記目的を達成するためになされた本発明の他の特徴による液晶表示装置は、光を反射する反射シートと、光をガイドする基板、及び前記反射シートと対向する該基板の一面に一方向に延長されて平行に配列された複数のプリズムパターンを含む光学プレートと、前記光学プレートの一側に前記一方向に配列された複数の光源と、を備え、前記各プリズムパターンは、高さ可変部を含み、前記複数の光源は、各々前記高さ可変部のうち前記プリズムパターン自体の平均高さ以下の位置に対応するように配列される。

本発明のその他の具体的な特徴は詳細な説明及び図面に含まれている。

本発明の液晶表示装置によれば、正面及び側面の輝度分布が均一になる。

本発明の第１実施形態による液晶表示装置の配置図である。本発明の第１実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す斜視図である。図２に示す光学プレートをＹ方向から見た光学プレートと光源の位置関係を示す図である。本発明の第１実施形態による液晶表示装置の輝度均一性の分布を測定した写真である。比較例の液晶表示装置の輝度均一性の分布を測定した写真である。本発明の第２実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す斜視図である。本発明の第３実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す斜視図である。本発明の第４実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す斜視図である。本発明の第５実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す斜視図である。本発明の第５実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す底面斜視図である。図１０に示す光学プレートをＹ方向から見た光学プレートと光源の位置関係を示す図である。本発明の第５実施形態による液晶表示装置の輝度均一性の分布を測定した写真である。比較例の液晶表示装置の輝度均一性の分布を測定した写真である。本発明の第６実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す斜視図である。本発明の第６実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す底面斜視図である。本発明の第７実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す斜視図である。本発明の第７実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す底面斜視図である。本発明の第８実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す斜視図である。本発明の第８実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す底面斜視図である。本発明の第９実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す斜視図である。本発明の第９実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す底面斜視図である。

本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、図面と共に詳細に後述する実施形態を参照すれば明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示する実施形態に限定されるものではなく、異なる多様な形態で実現されるものであり、単に本実施形態は、本発明の開示を完全なものにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らしめるために提供されるものである。従って、いくつかの実施形態において、公知の工程段階、公知の素子構造、及び公知の技術は、本発明が曖昧に解釈されることを避けるために具体的に説明しない。明細書全体において、同一参照符号は同一構成要素を指称する。

空間的に相対的な用語である「下（ｂｅｌｏｗ）」、「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下部（ｌｏｗｅｒ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、「上部（ｕｐｐｅｒ）」などは、図面に示しているように、一つの素子又は構成要素と異なる素子又は構成要素との相関関係を容易に記述するために使用されてもよい。空間的に相対的な用語は、図面に示している方向に加えて、使用時又は動作時における素子の互いに異なる方向を含む用語として理解されなければならない。例えば、図面に示している素子を指す場合に、他の素子の「下（ｂｅｌｏｗ）」又は「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」と記述している素子は、他の素子の「上（ａｂｏｖｅ）」に置かれ得る。従って、例示的な用語である「下」は、下と上の方向をすべて含み得る。素子が他の方向に配向された場合も、これにより空間的に相対的な用語は配向に応じて解釈することができる。

本明細書で使用する用語は実施形態を説明するためのものであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書で、単数形は文言に特別に言及しない限り複数形も含む。本明細書において「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」又は「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」を使用した場合、言及された構成要素、段階、動作、及び素子は、一つ以上の他の構成要素、段階、動作、及び／又は素子の存在又は追加を排除するものではない。

他に定義されなければ、本明細書で使用するすべての用語（技術及び科学的用語を含む）は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に共通に理解され得る意味において使用するものである。また、一般的に使用される辞典に定義されている用語は、明確に特別に定義されていない限り理想的に又は過度に解釈されない。

本発明に使用される液晶表示装置としてはＰＭＰ（ＰｏｒｔａｂｌｅＭｕｌｔｉｍｅｄｉａＰｌａｙｅｒ）、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）、携帯用ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）プレーヤ、携帯電話（ｃｅｌｌｕｌａｒｐｈｏｎｅ）などがある。以下、本明細書では、説明の便宜上、携帯電話に利用した液晶表示装置を想定して説明する。但し、本発明はこれに限定されず、上述したような様々な液晶表示装置を含む。

以下、本発明の液晶表示装置を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態による液晶表示装置の配置図である。

図１を参照すると、本発明による液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｄｉｓｐｌａｙ）１００は全体的に見て液晶パネルアッセンブリ（ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｐａｎｅｌａｓｓｅｍｂｌｙ）１３０とバックライトアッセンブリ（ｂａｃｋｌｉｇｈｔａｓｓｅｍｂｌｙ）１５０を含む。
ここで、液晶パネルアッセンブリ１３０は、薄膜トランジスタ基板１３３、カラーフィルタ基板１３４を含む液晶パネル１３５、液晶（未図示）、駆動ＩＣ１３１、及びフレキシブル印刷回路基板１１０などで構成される。

液晶パネル１３５は、印加される電圧の強度によって液晶層（未図示）を通過する光の透過率が調節されることにより、文字、数字、任意のアイコンなどの映像情報を表示する装置であって、薄膜トランジスタ基板１３３、カラーフィルタ基板１３４、及び液晶（未図示）を含む。

薄膜トランジスタ基板１３３は、多数個のゲートライン、データライン、画素電極を含む。ゲートラインは、行方向に延びており、ゲート信号を伝達し、データラインは、列方向に延びており、データ信号を伝達する。画素は、ゲートラインとデータラインに接続され、スイッチング素子と維持キャパシタを含む。

ここで、スイッチング素子は、ゲートラインとデータラインの交差点に形成され、スイッチング素子の出力端子には維持キャパシタ及び液晶キャパシタが接続される。また、スイッチング素子は、非晶質シリコーン（ａｍｏｒｐｈｏｕｓｓｉｌｉｃｏｎ）、多結晶シリコーン（ｐｏｌｙ−ｓｉｌｉｃｏｎ）をチャネル層とする薄膜トランジスタで実現される。

カラーフィルタ基板１３４は、薄膜トランジスタ基板１３３上に位置し、画素ごとに色相が表示できるように画素電極に対応する領域に赤、緑、又は青のカラーフィルタを具備する。ここで、カラーフィルタは、画素電極の上部又は下部に形成することができる。また、カラーフィルタ上にはＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）又はＩＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）などのような透明導電物質から成る共通電極が形成される。

液晶層（未図示）は、カラーフィルタ基板１３４と薄膜トランジスタ基板１３３との間に埋められ、誘電率異方性を有する。液晶層（未図示）は、外部から印加される電圧によって配列方向が変化し、液晶層（未図示）を通過する光の透過率を調節する。

一方、液晶パネル１３５を構成する薄膜トランジスタ基板１３３、カラーフィルタ基板１３４、及び液晶層（未図示）は液晶キャパシタを構成し、このように構成された液晶キャパシタはスイッチング素子の出力端子と共通電圧又は基準電圧（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖｏｌｔａｇｅ）と接続される。

駆動ＩＣ１３１は、入力端子を通じてフレキシブル印刷回路基板１１０からゲート制御信号、データ制御信号及びこれと関連したデータ信号などを受信し、出力端子を通じてゲート駆動信号及びデータ駆動信号を薄膜トランジスタ基板１３３上に形成されたゲートラインとデータラインに各々提供するための集積回路である。これで、液晶パネル１３５上に所望するイメージが実現され得る。

フレキシブル印刷回路基板（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄ：ＦＰＣＢ）１１０は、印刷回路原板に電気配線の回路設計によって各種電子部品を接続したり部品を支持したりする印刷回路基板（ＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄと、ＰＣＢ）の一種であって、フレキシブルな軟性材質で形成されて容易に折れ曲がる。

このように形成されたフレキシブル印刷回路基板１１０の一端は外部印刷回路基板（未図示）に接続され、その他端は駆動ＩＣ１３１の入力端子と接続されている。これによって外部印刷回路基板からゲート駆動信号、データ駆動信号及びこれと関連したデータ信号などが駆動ＩＣ１３１に伝達される。

また、本発明の第１実施形態によるバックライトアッセンブリ１５０は、光学シート１４１、光源１４２、整列板１４３、反射シート１４６、光学プレート２００、これらを収納する上部収納容器１４０、及び上部収納容器１４０と結合される下部収納容器１６０を含む。

上部収納容器１４０は、例えば長方形形状の縁に沿って形成された側壁で構成され、側壁内に所定の収納突出部（未図示）が形成されて、光学シート１４１及び液晶パネルアッセンブリ１３０を収納し、多数のシートが曲がることを防止する。そして、液晶パネルアッセンブリ１３０のフレキシブル印刷回路基板１１０は、上部収納容器１４０の一側壁を境に折れ曲がるようになる。ここで、液晶パネルアッセンブリ１３０、光学シート１４１、整列板１４３、光源１４２、及び反射シート１４６を上部収納容器１４０に収容する方法によって上部収納容器１４０の形状は多様に変形され得る。一方、上部収納容器１４０の一側又は両側には光源１４２が配列された整列板１４３が安着できる溝を備えることができる。

光学シート１４１は、光源１４２の上部面に安着されて光源１４２から伝達された光を拡散して集光する役割を果たす。光学シート１４１は、拡散シート（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎｓｈｅｅｔ）、プリズムシート（ｐｒｉｓｍｓｈｅｅｔ）、保護シートなどを含む。

光源１４２とプリズムシートとの間に位置する拡散シートは、光源１４２から入射した光を分散させることによって光が局部的に密集することを防止する。プリズムシートは、上部面に三角柱形状のプリズムが一定の配列を有して形成されており、通常２枚のシートで構成されてそれぞれのプリズム配列が互いに所定の角度でずれるように配置され、拡散シートで拡散された光を液晶パネル１３５に垂直方向に集光する役割を果たす。これによって、プリズムシートを通過する光はほぼ大部分垂直に進行するようになって保護シート上の輝度分布が均一に得られる。プリズムシートの上には保護シートが形成され得、これはプリズムシートの表面を保護する役割を果たすだけではなく、光の分布を均一にするために光を拡散させる役割を果たす。

光源１４２は、非発光素子である液晶表示装置１００に光を提供するための部材であって、光源１４２は整列板１４３に一方向に複数個が配置されて光学プレート２００の一側又は両側に配置され得る。整列板１４３は、光源カバーに付着されて光源１４２から出射する光の損失を減少させることができる。光源１４２として例えば、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｅｄＤｉｏｄｅ）のような点光源、ＣＣＦＬ（ＣｏｌｄＣａｔｈｏｄｅＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔＬａｍｐ）、ＨＣＦＬ（ＨｏｔＣａｔｈｏｄｅＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔＬａｍｐ）、ＥＥＦＬ（ＥｘｔｅｒｎａｌＥｌｅｃｔｒｏｄｅＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔＬａｍｐ）のような線光源などを使用することができる。本明細書では光源１４２として点光源が使用された場合を例に挙げて説明する。

光学プレート２００は、少なくとも一側が光源１４２に対向するように上部収納容器１４０の下部に配置されて光源１４２から出射する光をガイドする役割をする。本実施形態の光学プレート２００は、光を集光し、光量を調節する役割もする。光学プレート２００は、光が効率的にガイドできるように投光性を有する材料、例えば、ＰＭＭＡ（ＰｏｌｙＭｅｔｈｙｌＭｅｔｈＡｃｒｙｌａｔｅ）のようなアクリル樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ：ＰｏｌｙＣａｒｂｏｎａｔｅ）のような一定の屈折率を有する材料でなされ得る。

このような材料から成る光学プレート２００の一側面に入射した光は、光学プレート２００の臨界角以内の角度を有するため、光学プレート２００内部に入射し、光学プレート２００の上面又は下面に入射したとき、光の角度が臨界角から外れるようになり、光学プレート２００の外部に出射せず、光学プレート２００内部に行き亘る。光学プレート２００の上面又は下面のうちの少なくとも一面には散乱パターン（未図示）が形成され得、散乱パターンは、光学プレート２００の上面又は下面に伝達した光を液晶パネル１３５側に伝達させる。光学プレート２００の形状については以後に詳細に説明する。

反射シート１４６は、光学プレート２００の下部面に設置されて光学プレート２００の下部に放出した光を上部に反射する。反射シート１４６は、光学プレート２００の下部面に位置し、光学プレート２００背面の微細なドットパターンにより、反射されない光を再び光学プレート２００の出射面側に反射させることによって液晶パネル１３５に入射する光の光損失を減らすと共に光学プレート２００の出射面に透過する光の均一度を向上させる役割をする。反射シート１４６は、光学プレート２００の下部面から整列板１４３の下部まで延長されて形成されることによって整列板１４３と光学プレート２００との間の光漏れ現象を減らすことができる。

上部収納容器１４０は、下部収納容器１６０とフック結合することができるが、例えば上部収納容器１４０側壁の外側面に沿ってフック１４５が形成され、このようなフック１４５と対応するフック挿入溝１６２が下部収納容器１６０の側面に形成され、これらが結合することによって上部収納容器１４０と下部収納容器１６０が結合され得る。これに限らず、上部収納容器１４０と下部収納容器１６０の結合は多様な形態で変形することができる。

以下、図２〜図５を参照して本発明の第１実施形態に含まれる液晶表示装置について詳細に説明する。図２は、本発明の第１実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す斜視図であり、図３は、図２に示す光学プレートをＹ方向から見た光学プレートと光源の位置関係を示す図である。

図１〜図３を参照すると、本実施形態の光学プレート２００は位置によって厚さが変化する構造を有する。

光学プレート２００は、厚さが一定の基板（２１０、２２０、２３０、２７０）及び反射シート１４６と対向する基板（２１０、２２０、２３０、２７０）の一面（２２０）に形成された高さ可変部、例えば曲面部２５０を含み得る。

基板（２１０、２２０、２３０、２７０）は、例えば厚さ（Ｔ_１）を有する長方形形状でなされ得る。

基板（２１０、２２０、２３０、２７０）の一面（２２０）には曲面部２５０が形成され得る。曲面部２５０は、複数の凸部２４０ａと複数の凹部２４０ｂが交互に配置されて形成され得る。ここで、凸部２４０ａとは、基板（２１０、２２０、２３０、２７０）の一面（２２０）から曲面部２５０までの平均高さ（ｔ_２）より高く形成された部分を意味し、凹部２４０ｂとは、基板（２１０、２２０、２３０、２７０）の一面（２２０）と対向する基板２１０、２２０、２３０、２７０の他面２３０から曲面部２５０までの平均高さ（ｔ_２）より低く形成された部分を意味する。凹部２４０ｂの最小高さ部分は、基板（２１０、２２０、２３０、２７０）と接することができ、凸部２４０ａの最大高さ（Ｔ_２）は、曲面部２５０の平均高さ（ｔ_２）の２倍で形成される。

凸部２４０ａと凹部２４０ｂは、周期的に互いに交互に配置されて連続したサイン曲線（ｓｉｎｅｃｕｒｖｅ）を形成する。サイン曲線の振幅（Ａ_１）又は曲面部２５０の平均高さ（ｔ_２）は、液晶表示装置１００の輝度均一性を考慮して基板（２１０、２２０、２３０、２７０）厚さの０．１〜１０％であり得る。このような条件下で液晶パネル１３５の正面及び側面から視認される輝度は均一になる。

複数の光源１４２は、一方向（Ｘ方向）に一定の間隔（Ｐ）で配列されて光学プレート２００の一側（２１０）に光を出射することができる。光源１４２の配置間隔（Ｐ）は５〜１５μｍであり得、液晶表示装置１００のサイズ及び製品特性によって変えることができる。光源１４２は、凹部２４０ｂが形成された光学プレート２００の一側（２１０）に配置される。光学プレート２００は、厚さが厚いほど光量が多くなり、光学プレート２００の厚さが薄いほど光量が少なくなり、複数の光源１４２が配置された部分が複数の光源１４２間の離隔空間部分よりその数が多いため、光源１４２を凹部２４０ｂに配置して曲面部２５０が成すサイン曲線の振幅（Ａ_１）又は曲面部２５０の平均高さ（ｔ_２）を基板（２１０、２２０、２３０、２７０）厚さの０．１〜１０％で調節する場合、液晶表示装置１００は輝度均一性を有することができる。

光源１４２の配置間隔（Ｐ）と凹部２４０ｂとの間の間隔（Ｂ）は同一であり得る。

一方、凸部２４０ａ及び凹部２４０ｂは、上記一方向（Ｘ方向）と実質的に直角をなす他方向（Ｙ方向）に延長され得る。即ち、凸部２４０ａ及び凹部２４０ｂは、他方向（Ｙ方向）に延長された半円柱形状を有し得る。

本実施形態の凸部２４０ａ及び凹部２４０ｂにはプリズムパターン２６０が形成され得る。プリズムパターン２６０は、光源１４２から出射した光を液晶パネル１３５側に集光し、液晶表示装置１００の輝度均一性を向上させる役割をする。

プリズムパターン２６０は、凸部２４０ａ又は凹部２４０ｂと平行に上記他方向（Ｙ方向）に延長されて形成され得る。プリズムパターン２６０は、凸部２４０ａ及び凹部２４０ｂに沿って配列された三角柱形状を有することができる。本実施形態のプリズムパターン２６０は、光学プレート２００の一側と他側に至るまで、即ち、Ｋ−Ｋ’からＬ−Ｌ’まで同一の高さで形成され得る。

プリズムパターン２６０の頂角（α）は、集光効率を考慮して例えば９０〜１５０°であり得る。凸部２４０ａ及び凹部２４０ｂに形成されたプリズムパターン２６０の頂角（α）の中心方向は基板（２１０、２２０、２３０、２７０）の他面（２３０）に垂直である方向（Ｚ方向）であり得る。

本実施形態の液晶表示装置１００は、曲面部２５０上に液晶パネル１３５が配置され得、曲面部２５０及びプリズムパターン２６０は、基板（２１０、２２０、２３０、２７０）と同一の材料で形成され得、基板（２１０、２２０、２３０、２７０）と一体で形成され得る。本実施形態の曲面部２５０は、基板（２１０、２２０、２３０、２７０）の一面（２２０）を例えば彫刻することによって形成し得る。

以下、図１、図４及び図５を参照して本実施形態による液晶表示装置の輝度均一性を比較例の液晶表示装置と比較する。図４及び図５は、本発明の第１実施形態による液晶表示装置と比較例の液晶表示装置の輝度均一性の分布を測定した写真である。

図１及び図４を参照すると、本実施形態の曲面部２５０を含む液晶表示装置１００は、液晶パネル１３５の輝度均一性が図５に示す比較例の液晶パネル（１３５’）に比べて向上したことを確認することができる。

以下、図６を参照して本発明の第２実施形態による液晶表示装置について詳細に説明する。説明の便宜上、本発明の第１実施形態の図面に示す各部材と同一機能を有する部材は同一符号で示し、従って、その説明は省略又は簡略化する。図６は、本発明の第２実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す斜視図である。

図６を参照すると、本実施形態の光学プレート２０１の曲面部２５０及びプリズムパターン２６０は基板（２１０、２２０、２３０、２７０）と別途に光量調節部３０１上に形成されて基板（２１０、２２０、２３０、２７０）上に配置される。本実施形態の曲面部２５０は平板形状の基板（２１０、２２０、２３０、２７０）と別途に製造されて基板（２１０、２２０、２３０、２７０）上に配置され得る。曲面部２５０は、例えば透明接着剤又は両面テープによって基板（２１０、２２０、２３０、２７０）と接着することができる。曲面部２５０及びプリズムパターン２６０は、基板（２１０、２２０、２３０、２７０）と異なる材質を利用して形成され得るが、同一の材質で形成されることを排除するものではない。

曲面部２５０及びプリズムパターン２６０は、ＰＭＭＡ（ＰｏｌｙＭｅｔｈｙｌＭｅｔｈＡｃｒｙｌａｔｅ）、ポリエチレンテレフタルレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｐｈｔｈａｌａｔｅ）の単独又は共重合体、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）又はポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）のような透明樹脂、透明ガラス、透明セラミックのような透光性材料でなされ得る。曲面部２５０及びプリズムパターン２６０を基板（２１０、２２０、２３０、２７０）と別途に製造する場合、作業工程の分離及び専門化によって製造効率を向上することができ、これらを互いに異なる材質で形成する場合、光効率を多様化することができる。

一方、本実施形態の曲面部２５０及びプリズムパターン２６０は、一体で形成され得る。プリズムパターン２６０は、曲面部２５０と別途に製作して曲面部２５０上に接着することもできる。

以下、図７を参照して本発明の第３実施形態による液晶表示装置について詳細に説明する。図７は、本発明の第３実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す斜視図である。

図７を参照すると、本実施形態の曲面部２５０の高さの差は、光学プレート２０２の一側（Ｋ−Ｋ’）から他側（Ｌ−Ｌ’）、即ち、他方向（Ｙ方向）に行くほど低くなる。

即ち、凸部２４２ａ及び凹部２４２ｂは、光学プレート２０２の一側（Ｋ−Ｋ’）で高さの差（Ｔ_２）を有するが、他方向（Ｙ方向）に行くほど高さの差が低くなり、光学プレート２０２の他側（Ｌ−Ｌ’）では凸部２４２ａと凹部２４２ｂが形成されないことがある。

光学プレート２０２の一側（Ｋ−Ｋ’）には一方向（Ｘ方向）に光源１４２が配列され、凸部２４２ａ及び凹部２４２ｂは、他方向（Ｙ方向）に延長されて形成される。光学プレート２０２の一側（Ｋ−Ｋ’）には、光源１４２が配列されているため、光源１４２が配置された部分と光源１４２が配置されない部分で輝度差が生じるが、このような輝度差は光学プレート２０２の他方向（Ｙ方向）に行くほど減少する可能性があり、光学プレート２０２の他側（Ｌ−Ｌ’）では輝度差が生じないことがある。これによって、光学プレート２０２の他側（Ｌ−Ｌ’）には光量を調節するための凸部２４２ａ及び凹部２４２ｂを形成しないことがある。

一方、プリズムパターン２６２は、光学プレート２０２の一側（Ｋ−Ｋ’）及び他側（Ｌ−Ｌ’）で同一の高さで形成され得る。光学プレート２０２の他側（Ｌ−Ｌ’）でプリズムパターン２６２は、平たい基板（２１０、２２０、２３０、２７２）の一面（２２０）上に形成され得る。

以下、図８を参照して本発明の第４実施形態による液晶表示装置について詳細に説明する。図８は、本発明の第４実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す斜視図である。

図８を参照すると、本実施形態の光学プレート２０３は、曲面部２５０及びプリズムパターン２６３が、基板（２１０、２２０、２３０、２７３）と別途に光量調節部３０３上に形成されて基板（２１０、２２０、２３０、２７３）上に配置される点を除いては本発明の第３実施形態と同一である。本実施形態の曲面部２５０及びプリズムパターン２６３の材質及び製造方法は、本発明の第２実施形態と実質的に同一である。

以下、図９〜図１３を参照して本発明の第５実施形態による液晶表示装置について詳細に説明する。図９は、本発明の第５実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す斜視図であり、図１０は、本発明の第５実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す底面斜視図である。図１１は、図１０に示す光学プレートをＹ方向から見た光学プレートと光源との位置関係を示す図である。

図９及び図１０を参照すると本実施形態の光学プレート２０４はプリズムパターン２６４を含む。プリズムパターン２６４は、複数個が基板（２１０、２２４、２３４）の一面（２３４）に一方向（Ｘ方向）に延長されて平行に配列され得る。即ち、本実施形態のプリズムパターン２６４は、本発明の第１〜第４実施形態とは異なって液晶パネル（未図示）が形成された基板（２１０、２２４、２３４）の他面（２２４）と反対側の基板（２１０、２２４、２３４）の一面（２３４）に形成される。即ち、プリズムパターン２６４は、反射シート（図１の１４６参照）と対向する基板（２１０、２２４、２３４）の一面（２３４）に形成される。また、本実施形態のプリズムパターン２６４は、一方向（Ｘ方向）に配列された光源１４２と同一の方向に延長される。入射した光を垂直方向（Ｚ方向）に出射させるためにプリズムパターン２６４は、基板（２１０、２２４、２３４）の一面（２３４）と所定の角度を有するように形成され得る。即ち、光源１４２に対向する面と基板（２１０、２２４、２３４）の一面（２３４）が成す角（β）は、約３５〜４５°であり得、光源１４２の反対側に形成された面と基板（２１０、２２４、２３４）の一面（２３４）が成す角（γ）は、２〜１０°であり得る。

プリズムパターン２６４は、高さ調節部を有することができる。即ち、プリズムパターン２６４の上部は、プリズムパターン２６４自体の平均高さ（ｈ_４）より高い複数の凸パターン２６４ａ、及びプリズムパターン２６４自体の平均高さ（ｈ_４）より低く、凸パターン２６４ａと交互に配置された複数の凹パターン２６４ｂを含む。即ち、周期的に配置された凸パターン２６４ａ及び凹パターン２６４ｂは、互いに交互に配置されて連続したサイン曲線（ｓｉｎｅｃｕｒｖｅ）を形成することができる。本実施形態のプリズムパターン２６４の高さ（Ｈ_４、Ｍ−Ｎ’、Ｍ−Ｎ）は、光学プレート２０４の一側（Ｎ−Ｎ’）と他側（Ｏ−Ｏ’）で均一であり得る。

図９〜図１１を参照すると、光源１４２は、凹パターン２６４ｂが形成された部分に相応する基板（２１０、２２４、２３４）の一側（２１０）に配置され得る。具体的に光源１４２の配置間隔（Ｐ）は、凹パターン２６４ｂの配置間隔（Ｅ）と同一であり得る。これによって、光源１４２から光学プレート２０４に入射した光が光学プレート２０４を通過して出射する光量は光源１４２が配置されない部分と類似になり得る。液晶パネルで視認される輝度分布を均一にするために、凸パターン２６４ａでのプリズムパターン２６４自体の最大の高さ（Ｈ_４）とプリズムパターン自体の平均高さ（ｈ_４）の高さの差（Ａ_４）は、プリズムパターン自体の平均高さ（ｈ_４）の０．１〜１０％で制御することができる。これによって、液晶パネルで視認される輝度は光源１４２が配置された部分と光源１４２との間の離隔空間を問わず全体的に均一になり得る。

本実施形態の基板（２１０、２２４、２３４）とプリズムパターン２６４は、基板（２１０、２２４、２３４）と一体で形成され得、基板（２１０、２２４、２３４）と同一の物質を利用して形成され得る。

以下、図１２及び図１３を参照して本実施形態の液晶表示装置の輝度均一性を比較例の液晶表示装置と比較する。図１２及び図１３は、本発明の第５実施形態による液晶表示装置と比較例の液晶表示装置の輝度均一性の分布を測定した写真である。

図１２を参照すると、本実施形態の凸パターン２６４ａと凹パターン２６４ｂを含むプリズムパターン２６４を含む液晶表示装置は、液晶パネル１３５の輝度均一性が比較例の液晶パネル１３５’に比べて向上したことを確認することができる。

以下、図１４及び図１５を参照して本発明の第６実施形態による液晶表示装置について詳細に説明する。図１４は、本発明の第６実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す斜視図であり、図１５は、本発明の第６実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す底面斜視図である。

図１４及び図１５を参照すると、本実施形態の光学プレート２０５のプリズムパターン３６５は、基板（２１０、２２４、２３４）と別途に形成されて基板（２１０、２２４、２３４）の一面（２３４）上に配置され得る。また、プリズムパターン３６５は、基板（２１０、２２４、２３４）と異なる材質でなされ得る。プリズムパターン３６５と基板（２１０、２２４、２３４）が別途に形成されて異なる材質で形成される点を除いては本実施形態の光学プレート２０５は本発明の第５実施形態と同一である。本実施形態のプリズムパターン３６５は、ＰＭＭＡ（ＰｏｌｙＭｅｔｈｙｌＭｅｔｈＡｃｒｙｌａｔｅ）、ポリエチレンテレフタルレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｐｈｔｈａｌａｔｅ）の単独又は共重合体、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）又はポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）のような透明樹脂、透明ガラス、透明セラミックのような透光性材料を利用してフィルム形状で製造され得る。

以下、図１６及び図１７を参照して本発明の第７実施形態による液晶表示装置について詳細に説明する。図１６は、本発明の第７実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す斜視図であり、図１７は、本発明の第７実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す底面斜視図である。

図１６及び図１７を参照すると、本実施形態の光学プレート２０６は、基板（２１０、２２４、２３４）の一側（２１０）に光源１４２が一方向（Ｘ方向）に配列されており、プリズムパターン２６６自体の高さ（Ｈ_４、Ｍ−Ｎ、Ｍ’−Ｎ’）が一方向（Ｘ方向）に実質的に直角をなす他方向（Ｙ方向）に行くほど低くなる。基板（２１０、２２４、２３４）の他側（Ｏ−Ｏ’）ではプリズムパターン２６６自らの高さが０であり得る。即ち、基板（２１０、２２４、２３４）の他側（Ｏ−Ｏ’）にはプリズムパターン２６６が形成されないこともある。この場合、基板（２１０、２２４、２３４）の一側（Ｎ−Ｎ’）でのプリズムパターン２６６の凸パターン２６６ａと凹パターン２６６ｂの高さの差は最大であり、基板（２１０、２２４、２３４）の他側（Ｏ−Ｏ’）でのプリズムパターン２６６の凸パターン２６６ａと凹パターン２６６ｂの高さの差は０であり得る。

光源１４２は、基板（２１０、２２４、２３４）の一側（Ｎ−Ｎ’）に配置されているため、基板（２１０、２２４、２３４）の一側（Ｎ−Ｎ’）では光源１４２配置部分と光源１４２のあいだの空間の間に生じ得る輝度差を凸パターン２６６ａと凹パターン２６６ｂの高さの差によって緩和させるが、基板（２１０、２２４、２３４）の他側（Ｏ−Ｏ’）の場合、光源１４２から相当の距離が離れており、光源１４２による輝度差が緩和されるため、プリズムパターン２６６を省略することができる。

以下、図１８及び図１９を参照して本発明の第８実施形態による液晶表示装置について詳細に説明する。図１８は、本発明の第８実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す斜視図であり、図１９は、本発明の第８実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す底面斜視図である。

図１８及び図１９を参照すると、本実施形態の光学プレート２０７のプリズムパターン３６７は、基板（２１０、２２４、２３４）と別途に形成されて基板（２１０、２２４、２３４）の一面（２３４）上に配置され得る。また、プリズムパターン３６７は、基板（２１０、２２４、２３４）と異なる材質でなされ得る。プリズムパターン３６７と基板（２１０、２２４、２３４）が別途に形成されて異なる材質で形成される点を除いては本実施形態の光学プレート２０７は本発明の第７実施形態と同一である。即ち、本実施形態の凸パターン３６７ａ及び凹パターン３６７ｂの高さの差は、基板（２１０、２２４、２３４）の一側（２１０）から他方向（Ｙ方向）に行くほど低くなり、基板（２１０、２２４、２３４）の他側では０であり得る。

以下、図２０及び図２１を参照して本発明の第９実施形態による液晶表示装置について詳細に説明する。図２０は、本発明の第９実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す斜視図であり、図２１は、本発明の第９実施形態による液晶表示装置に含まれる光学プレートの形状を示す底面斜視図である。

図２０及び図２１を参照すると、本実施形態の光学プレート２０８は、反射シート１４６と対向しない基板（２１０、２２０、２３４、２７０）の一面（２２０）に形成された高さ調節部、例えば、複数の凸部２４０ａ及び複数の凹部２４０ｂから成る曲面部２５０が形成され、反射シート１４６と対向する基板（２１０、２２０、２３４、２７０）の他面（２３４）に一方向（Ｘ方向）に延長されて形成された複数の第１プリズムパターン２６４が配置される。

第１プリズムパターン２６４は高さ調節部を含み得る。即ち、各第１プリズムパターン２６４の上部は、第１プリズムパターン２６４自体の平均高さより高い複数の凸パターン２６４ａ及び第１プリズムパターン２６４自体の平均高さより低く、凸パターン２６４ａと交互に配置された凹パターン２６４ｂを含む。

液晶パネル（未図示）は、曲面部２５０側に配置され得る。

凸部２４０ａは、基板（２１０、２２０、２３４、２７０）の一面（２２０）から曲面部２５０までの平均高さより高く形成され、凹部２４０ｂは、一面２２０から曲面部２５０までの平均高さより低く、凸部２４０ａと交互に配置される。凸部２４０ａ及び凹部２４０ｂは、一方向（Ｘ方向）と実質的に直角の他方向（Ｙ方向）に延長され得る。

曲面部２５０の上部には第２プリズムパターン２６０が形成され得る。第２プリズムパターン２６０は凸部２４０ａ又は凹部２４０ｂ上でこれらと平行に他方向（Ｙ方向）に形成され得る。

複数の光源１４２は、基板（２１０、２２０、２３４、２７０）の一側（２１０）に一方向（Ｘ方向）に配列されて光を出射することができる。それぞれの複数の光源１４２は、凹部２４０ｂ及び凹パターン２６４ｂに各々隣接するように配置され、液晶パネルに出射する光の輝度均一性が向上する。光源１４２の離隔距離と凹部２４０ｂ又は凹パターン２６４ｂの離隔距離は同一であり得る。

即ち、本実施形態の光学プレート２０８は、本発明の第１実施形態及び第５実施形態の光学プレートを組み合わせたものである。但し、基板（２１０、２２０、２３４、２７０）の厚さに対する曲面部２５０の平均高さ（未図示）及びプリズムパターン自体の平均高さ（未図示）に対するプリズムパターン２６４自体の最大高さ（未図示）とプリズムパターン自体の平均高さ（未図示）の高さの差は以前の実施形態と異なって調節することができる。

また図示していないが、本実施形態の光学プレート２０８は、これに限定されず、本発明の第１〜第４実施形態のうちの何れか一つと本発明の第５〜第８実施形態のうちの何れか一つを組み合わせたものであり得る。即ち、第１プリズムパターン２６４の高さは、一方向（Ｘ方向）に実質的に直角をなす他方向（Ｙ方向）に行くほど低くなり得る。凸部２４０ａ及び凹部２４０ｂの高さの差は、他方向（Ｙ方向）に行くほど低くなり得る。曲面部２５０と第２プリズムパターン２６０、及び第１プリズムパターンのうちの少なくとも一つは、上記基板と同一の物質を利用して上記基板と一体で形成されるか、別途で形成され得る。

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、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。

本発明の液晶表示装置は、ＰＭＰ（ＰｏｒｔａｂｌｅＭｕｌｔｉｍｅｄｉａＰｌａｙｅｒ）、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）、携帯用ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）プレーヤ、携帯電話（ｃｅｌｌｕｌａｒｐｈｏｎｅ）などに適用される。但し、これらの液晶表示装置は予告的なものに他ならない。

１００液晶表示装置
１１０フレキシブル印刷回路基板
１３０液晶パネルアッセンブリ
１３１駆動ＩＣ
１３３薄膜トランジスタ基板
１３４カラーフィルタ基板
１３５液晶パネル
１４０上部収納容器
１４１光学シート
１４２光源
１４３整列板
１４５フック
１４６反射シート
１５０バックライトアッセンブリ
１６０下部収納容器
１６２フック挿入溝
２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９光学プレート
２１０、２２０、２２４、２３０、２３４、２７０、２７２、２７３基板
２４０ａ、２４２ａ凸部
２４０ｂ、２４２ｂ凹部
２５０曲面部
２６０、２６２、２６３、２６４、３６５、２６６、３６７プリズムパターン
２６４ａ、２６６ａ、３６７ａ凸パターン
２６４ｂ、２６６ｂ、３６７ｂ凹パターン
３０１、３０３光量調節部

Claims

光を反射する反射シートと、
光をガイドする基板、前記反射シートと対向しない該基板の一面に形成された高さ可変部、及び該高さ可変部上に形成されたプリズムパターンを含む光学プレートと、
前記高さ可変部のうち前記基板の一面から該高さ可変部までの平均高さ以下の位置に対応するように前記光学プレートの一側に一方向に配列された複数の光源と、を備え、
前記プリズムパターンは、前記一方向と実質的に直角である他方向に延長され、
前記平均高さは、前記基板厚さの０．１〜１０％であることを特徴とする液晶表示装置。
前記高さ可変部は、前記基板の一面に周期的に形成された曲面部であり、
前記曲面部は、前記平均高さより高い複数の凸部、及び前記平均高さより低く該凸部と交互に配置された複数の凹部を含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記プリズムパターンは、前記凸部又は前記凹部と平行であるように前記他方向に延長されて形成されることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
前記曲面部上に配置された液晶パネルを更に含み、
前記曲面部及び前記プリズムパターンは、前記基板と同一の物質を利用して該基板と一体で形成されることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
前記高さ可変部の高さの差は、前記他方向に行くほど低くなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記光源は点光源であり、
前記複数の点光源間の離隔距離は、前記凹部の離隔距離と実質的に同一であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
光を反射する反射シートと、
光をガイドする基板、及び前記反射シートと対向する該基板の一面に一方向に延長されて平行に配列された複数のプリズムパターンを含む光学プレートと、
前記光学プレートの一側に前記一方向に配列された複数の光源と、を備え、
前記各プリズムパターンは、高さ可変部を含み、
前記複数の光源は、各々前記高さ可変部のうち前記プリズムパターン自体の平均高さ以下の位置に対応するように配列されることを特徴とする液晶表示装置。
前記高さ可変部は、前記プリズムパターン自体の平均高さより高い複数の凸パターン、及び前記プリズムパターン自体の平均高さより低く該凸パターンと交互に配置された複数の凹パターンを含むことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
前記凸パターンでの前記プリズムパターン自体の最大高さと前記プリズムパターン自体の平均高さの差は前記プリズムパターン自体の平均高さの０．１〜１０％であることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
前記基板の前記一面と対向する該基板の他面上に配置された液晶パネルを更に含み、
前記プリズムパターンは、前記基板と同一の物質を利用して該基板と一体で形成されることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。