JP5419085B2 - 表示装置 - Google Patents

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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。
前記導光板の裏面は、前記第1領域及び前記入光面のエッジを連結し、前記第1領域を前記入光面のエッジから離隔するデッド領域を含み、
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。
前記各導光板の出光プロファイルは、前記第3領域で前記均一な輝度を有し、前記第1領域で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領域で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、前記導光板アレイの中、次の導光板の前記デッド領域は前の導光板の前記第3領域にオーバーラップする。

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 (5)

  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し、
    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て、前記入光面のエッジから離隔されて光拡散パターンが形成された第1領域と、
    前記導光板の対向面まで次の導光板の入光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て、光拡散パターンが形成された第2領域と、
    前記第1領域及び前記第2領域を接続し、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た第3領域と、
    前記第1領域及び前記入光面のエッジを連結するデッド領域と、を含み、
    前記導光板アレイの出光プロファイルは、
    前記有効出射領域で輝度が均一であり、
    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領域で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領域で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、
    前記各導光板の出光プロファイルは、
    前記第3領域で前記均一な輝度を有し、
    前記第1領域で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領域で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、
    前記導光板アレイの中、次の導光板の前記デッド領域は前の導光板の前記第3領域にオーバーラップすることを特徴とする表示装置。
  2. 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に記載の表示装置。
  3. 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に記載の表示装置。
  4. 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に記載の表示装置。
  5. 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に記載の表示装置。
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