JP5593218B2 - バックライトユニット及びこれを用いた液晶表示モジュール - Google Patents
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Description
本発明は、バックライトユニットに関し、より詳細には、装置の全体的な厚さを減少させることができ、生産費用を低減することができるバックライトユニットに関する。
最近、様々なフラットパネルディスプレイ装置(Flat Panel Display Device)が開発されてきている。フラットパネルディスプレイ装置は、その大きさと重量構造による陰極線表示管（CRT）の欠点を克服するものである。フラットパネルディスプレイ装置には、液晶表示装置（Liquid
Crystal Display : LCD）、電界放出表示装置（Field Emission Display
: FED）、プラズマ表示パネル（Plasma Display Panel : PDP）及び発光表示装置（Light Emitting Display : LED）がある。
Crystal Display : LCD）、電界放出表示装置（Field Emission Display
: FED）、プラズマ表示パネル（Plasma Display Panel : PDP）及び発光表示装置（Light Emitting Display : LED）がある。
最近、表示装置は視覚情報伝達媒体として、その大切さが強調され、多くの種類のフラットパネルディスプレイが開発されてきている。
フラットパネルディスプレイには、液晶表示装置、電界放出表示素子、プラズマ表示パネル及びエレクトロルミネセンス（Electro
luminescence : EL）などがある。
luminescence : EL）などがある。
フラットパネルディスプレイの中で液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費全力駆動等の特徴によって、その応用範囲が徐徐に広くなってきている。また、液晶表示装置はノート・パンコン PCのようなポータブルコンピューター、事務自動化器機、オーディオ／ビデオ機器、屋内外広告表示装置などに利用されている。液晶表示装置は、最近の量産技術確保と研究開発の成果による大型化及び高解像度化によって急速に発展してきている。
一般的な液晶表示装置は液晶表示モジュールと、この液晶表示モジュールを駆動するための駆動回路を含む。
詳しくは、液晶表示装置は二枚のガラス基板の間に液晶セルがマトリクス形態で配列された液晶パネルと、この液晶パネルに光を照射するバックライトユニット（Back Light Unit）と、液晶パネルとバックライトユニットとを駆動するための駆動回路を含む。
液晶表示モジュールにはバックライトユニットから液晶パネルへ進行する光を垂直に方向付けるための複数の光学シートが配置されている。液晶パネル、バックライトユニット及び複数の光学シートは光損失を防止するために一体化された状態で締結されていなければならず、また、外部の衝撃によって損傷を受けないよう保護されていなければならない。これのため、液晶パネルの周辺部、バックライトユニット及び光学シートをくるむように形成されられた液晶表示装置用ケースが用意されるようになった。
図１は、直接型のバックライトユニットを用いた一般的な液晶表示モジュールの断面図である。
図１を参照すると、液晶表示装置のバックライト１０は、表示画面としての液晶パネル（図示せず）に光を照射するための複数のランプ３０、ランプ３０から入射する光を拡散する拡散板４０、ランプ３０の背面に配置されるランプハウジング、及び拡散板４０上に積層された複数の光学シート５０を含む。拡散された光は液晶パネルに出射される。
複数のランプ３０は、それぞれ、主に冷陰極蛍光ランプが使われ、複数のランプ１３０そ
れぞれはガラス管と、ガラス管内部にある不活性気体と、ガラス管の対向する端部に設置される陰極及び両極で構成される。複数のランプ３０で発生する光は拡散板１４０に入射される。
れぞれはガラス管と、ガラス管内部にある不活性気体と、ガラス管の対向する端部に設置される陰極及び両極で構成される。複数のランプ３０で発生する光は拡散板１４０に入射される。
このような複数のランプ３０の必要数は表示画面の大きさに比例する。従来の一般的なバックライトユニットは表示装置が４０インチから４２インチの画面大きさの場合に通常１４から１６個のランプを要する。ランプ３０は、隣接するランプ３０が距離“W1（２２ｍｍ）”をもって互いに離れて配置されている。
ランプハウジング２０においては、反射シート又は反射板が拡散板４０に向かって光を反射させるために実装されている。ランプ３０はまた、ランプハウジング２０に実装されている。反射シート又は反射板は、光を反射することができる材料で形成されている。反射シート又は反射板は、ランプハウジング２０の背面及び傾斜した側面に対応するように形成されている。よって、反射シート又は反射板は、拡散板４０に向かって光を反射し、それによって、液晶表示パネルに照射される光の効率を向上する。ここで、ランプハウジングは、液晶表示装置のボトムシャーシを意味する。
拡散板４０は、ランプ３０からの入射光を表示装置表面の前面に向けて入射させ、光が広い範囲で均一に分散するように光を拡散する。
ランプ３０それぞれから出射された光は、拡散板４０及び光学シート５０を経由して表示スクリーンに入射される。拡散板４０から出射される光は、大きな視野角を有する拡散光である。表示スクリーンに入射されるその光は、表示スクリーンに垂直となるときに、光効率が向上する。拡散板４０から出射する光の効率を高めるためには、複数の光学プレート５０が拡散板４０上に配置される。
図２は、図１に示すバックライトユニットの一部の拡大断面図である。
図２を参照すると、光が表示スクリーンに対して垂直方向に向いて、光の効率の向上を実現するために、複数の光学シート（例えば、第１から第３の光学シート）が、拡散板４０から出射される光の方向を変化させる。この目的を達成するために、バックライトユニットは、表示スクリーンの全領域に亘って拡散板４０から出射される光を拡散するための第１の拡散シート５２、拡散された光が表示スクリーンに対して垂直方向に向くように、拡散シートによって拡散された光の進行角を変更するプリズムシート５４、光の効率を向上するために、液晶表示パネルの全領域に亘ってプリズムシート５４から出射される光を拡散するための第２の拡散シート５６を含む。
第２の光学シートを拡散シートに代えてもよい。必要ならば、輝度の更なる向上を実現するために、第３の光学シートをデュアル輝度向上フィルム（ＤＢＥＦ）に代えてもよい。よって、拡散板４０から出射される光は、複数の光学シート５０を経由して表示スクリーンに入射される。
しかしながら、上述した一般的な構成を有する従来のバックライトユニット１０は、表示スクリーンにおける均一な輝度を得るために、複数のランプ３０から拡散板４０まで、ある程度の距離を必要とする。
図１に示すように、複数のランプ３０から拡散板４０までの距離が長いため、従来のバックライトユニット１０は、厚さ“d1（３７ｍｍ）”を有している。バックライトユニット１０は、３７ｍｍの厚さを有しているので、フラットパネル表示装置の重要な要素である薄さを後退させることになってしまう。
加えて、従来のバックライトユニット１０は、複数の光学シート５０を用い、表示スクリーンにおける輝度の均一性を向上しているにも拘わらず、値“A”に対応する輝度偏差が表示スクリーン上に発生してしまう。その原因は、図３に示すように、それぞれのランプ３０に亘って直接配置された表示スクリーンの部分における輝度が高い一方、隣接するランプ３０間に配置されたディスプレイスクリーンの部分における輝度が低いからである。このような輝度偏差が表示装置の表示品質の劣化の原因となっている。
この輝度偏差を低減するために、複数のランプ３０から拡散板４０までの距離を増加させる必要がある。しかしながら、こうすることによって、液晶表示装置の厚さのさらなる増加を招いてしまう。一方、輝度の均一性を向上するために、補助光源が隣接するランプ間に搭載され得る。しかしながら、こうすることによって、補助光源を用いることにより、光源の総数が増加し、製造費用の上昇を招いてしまう。
本発明は、輝度の低下を引き起こすことなく厚さを低減したバックライトユニットを提供することを目的とする。本発明は、そのバックライトユニットを用い、表示品質を高めた液晶表示装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、そのバックライトユニットを用い、製造費用を低減することができる液晶表示装置を提供することを他の目的とする。
本発明の一実施形態によるバックライトユニットは、互いに平行に配置され、光を照射する複数の光源と、前記複数の光源を格納するケースと、前記光源からの光を拡散させる拡散板と、前記拡散板上に配置され、それぞれ、所定の厚さを有する複数の集光レンズと、前記複数の集光レンズに隣り合って挟まれた拡散シートと、を含む。
本発明の別の一実施形態によるバックライトユニットは、互いに平行に配置され、光を照射する複数の光源と、前記複数の光源を格納するケースと、前記光源と対向する前記ケースの前面を覆い、前記光源からの前記光を拡散させる拡散板と、前記拡散板上に配置され、前記拡散板からの光を集光する第１集光レンズ、前記第１集光レンズ上に配置され、前記集光された光を拡散させる第１拡散板と、前記第１拡散板上に配置され、前記第１拡散板によって拡散された光を再集光する第２集レンズと、前記第２集光レンズ上に配置され、前記再集光された光を再拡散させる第２拡散板を含む。
本発明のさらに別の一実施形態によるバックライトユニットは、互いに平行に配置され、光を照射する複数の光源と、前記複数の光源を格納するケースと、前記光源と対向する前記ケースの前面を覆い、前記光源からの前記光を拡散させる拡散板と、前記拡散板上に配置され、前記拡散板からの光を集光する第１集光レンズ、前記第１集光レンズ上に配置され、前記集光された光を拡散させる第１拡散板と、前記第１拡散板上に配置され、前記第１拡散板によって拡散された光を再集光する第２集レンズと、前記第２集光レンズ上に配置され、前記再集光された光を選択的に偏光させる反射型偏光板を含む。
上述したように、本発明の一実施形態によるバックライトユニットは、拡散板及び拡散板上に順次に積層される光学シート（３又は４つのシート）を用い、複数のランプ（光源）から拡散板までの距離を減少させ、バックライトユニットの全体の厚さを低減させることができる。よって、バックライトユニットの全体の厚さを低減させることができ、且つ、表示装置全体の厚さを低減させることができる。
また、本発明の実施形態によるバックライトユニットに実装されるランプの数は、従来のバックライトユニットに実装される光源の数と比較して、２から４減少する。よって、バックライトユニットの製造費用を低減することができる。
本発明の一実施形態によるバックライトユニットの厚さ及びランプの数は、従来のものと比較して、それぞれ、２０ｍｍ、２から４減少するにも拘わらず、表示画面上の輝度偏差が減少する。よって、均一な輝度を実現することができ、且つ、表示装置の表示品質を高めることができる。
添付の図は、本発明の理解のために示され、本発明の実施形態を示し、本発明の本質を説明するための記載と共に用いられる。
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。
図４は本発明の第１実施形態によるバックライトユニットの分解斜視図である。
図４を参照すれば、本発明の第１実施形態によるバックライトユニット１００は、ランプハウジング１２０と、ランプハウジング１２０内部に実装されて光を照射する複数のランプ１３０と、ランプハウジング１２０の側部に実装されて複数のランプ１３０が一定間隔に配置されるように複数のランプ１３０を両側で固定させるサイドサポート１１０と、複数のランプ１３０から入射される光を拡散させるための透明材質の拡散板(Diffuser plate)１４０と、拡散板１４０から入射される光を表示装置の全面で集光及び拡散させて光効率を進める複数の光学シート(Optical Film)１５０を含む。
ランプハウジング１２０はその内部に、光を反射させるための反射シートまたは反射板１２２が実装されて、このようなランプハウジング１２０の内部に複数のランプ１３０が実装される。反射シートまたは反射板１２２は光を反射させる材質によって形成され、ランプハウジング１２０の底面及び勾配と対応されるように形成され、光源から発生される光を拡散板１４０の方で反射させ、光効率を高める。
複数のランプ１３０は、主に冷陰極蛍光ランプが使われ、複数のランプ１３０それぞれはガラス管と、ガラス管内部にある不活性気体と、ガラス管の対向する端部に設置される陰極及び両極で構成される。ガラス管内部には不活性気体が充填されていて、ガラス管内壁には蛍光逓加塗布されている。複数のランプ１３０はランプハウジング１２０に実装されて、複数のランプ(１３０)で発生する光は拡散板(１４０)に入射される。
このような複数のランプ１３０は表示画面の大きさに比例し、必要なランプの数も増加する。従来の一般的なバックライトユニットは表示装置が４０インチから４２インチの画面大きさの場合に通常１４から１６個のランプを要するが、本発明の第１実施形態によるバックライトユニット(１００)は等しい画面大きさに１２個のランプを実装することで、従来より向上した表示品質を実現することができる。
ここで複数のランプ(１３０)それぞれは、図５に示したように、隣り合うランプ１３０と”W２(３０ｍｍ±１ｍｍ)”の距離を置いて配置される。
拡散板１４０は複数のランプ１３０から入射された光を表示画面の正面方向に向けるようにし、入射される光を拡散させて表示画面の全面で均一な輝度及び分布を持つようにする。
このような拡散板１４０には、０.５ｍｍから３.０ｍｍの厚さをもって、表示画面の全面で均一な輝度を得るために配置された複数のランプ(１３０)らから入射される光を散乱させる散乱剤(SiO２、TiO２)を塗布してもよい。また、図示しなかったが、入射される光の抽出効率を高めるために拡散板１４０内部に“▲”形状の山パターンまたはレンズ形状のレンズパターンを形成するようにしてもよい。このような拡散板１４０を経由して出射する光は複数のシート１５０に入射される。
表示画面に出射される光が表示画面に対して垂直となるとき、光効率が増加する。このために、本発明の第１実施形態によるバックライトユニット１００は拡散板１４０の上に互いに違う厚さ及び光特性を有する３枚の光学シート１５０を実装する。
図５は図４に示したバックライトユニットのＡ−Ａ'線によって切断した断面図である。
図５を参照すれば、本発明の第１実施形態によるバックライトユニット１００の光学シート１５０は、互いに違う厚さ及び光特性を有する３枚の第１ないし第３光学シート１５２、１５４及び１５６を有する。
光学シート１５０を構成する第１光学シート１５２は、第１集光シート(prism sheet)１５２を含む。このような第１集光シート１５２は、拡散板１４０上に積層され、拡散板１４０から拡散して入射される光を集光し、表示画面に出射される光効率を上昇させる。
このような第１集光シート１５２は、図６に示すように、入射される光を集光するベースフィルム層(base
film)１５２ａと、複数の“▲”形状の集光パターンが形成された集光パターン層１５２ｂ)を含む。
film)１５２ａと、複数の“▲”形状の集光パターンが形成された集光パターン層１５２ｂ)を含む。
ここで集光パターン層１５２ｂに形成される“▲”形状の集光パターンは、ベースフィルム層１５２ａを経由して出射される光の集光効率を増加する役目をする。ここで集光パターン層１５２ｂは、ランプ１３０の長さ方向と同じ方向に形成される。すなわち、集光パターン層１５２ｂに形成されたパターンの長さ方向とランプ１３０の長さ方向が０゜を成すように形成される。
このような第１集光シート１５２は、“P１”(２００から３７０μｍ)の厚さを有するように形成される。ここで、ベースフィルム層１５２ａは、“P２”(１８０から３００μｍ)の厚さを有し、集光パターン層１５２ｂは、“P３”(２０から７０μｍ)の厚さを有する。集光パターン層１５２ｂに形成された複数の“▲”形状の集光パターンの頂点(summit)と頂点(summit)との間隔は、“P４”(１０から１００μｍ)である。
第１集光シート１５２を構成するベースフィルム層１５２ａは、通常１２５μｍ、１８８μｍ、２５０μｍの３種厚さで標準化されている。本発明の第１実施形態によるバックライトユニット(１００)を構成する第１集光シート１５２のベースフィルム層１５２ａは、全て、既に説明した１２５μｍ、１８８μｍ、２５０μｍの３種厚さのものが適用可能であり、本発明の第１実施形態では、１８８μｍの厚さを有するベースフィルム層１５２ａを適用する。
また、本発明の第１実施形態によるバックライトユニット１００を構成する第１集光シート１５２は、ベースフィルム層１５２ａの上に“▲”形状の集光パターン以外にも、図８に示すように、レンズ形状(lenticular)の集光パターン１５２cを形成するようにしてもよい。
このようなレンズ形状の集光パターン１５２ｃが形成される場合、第１集光シート１５２は、“L１”(１７５から３５０μｍ)の厚さを有するように形成される。ここで、ベースフィルム層１５２ａは、“L２”(１２５から２５０μｍ)の厚さを有し、集光パターン層１５２ｃは、“L３”(５０から１００μｍ)の厚さを有する。集光パターン層１５２ｃに形成された複数のレンズパターンそれぞれは、“L４”(７０から２００μｍ)の幅(width)を有する。
光学シート１５０を構成する第２光学シート１５４は、拡散シート(diffuser sheet)１５４を含む。このような拡散シート１５４は、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET:polyethylene terephthalate
resin)、またはポリメチルメタクリルレート(PMMA:polymethyl
methacrylate)系列の材料によって形成される。拡散シート１５４は、第１集光シート(prism sheet)１５２の上に積層され、第１集光シート１５２から集光され入射される光を拡散させて表示画面に向かって出射させる。
resin)、またはポリメチルメタクリルレート(PMMA:polymethyl
methacrylate)系列の材料によって形成される。拡散シート１５４は、第１集光シート(prism sheet)１５２の上に積層され、第１集光シート１５２から集光され入射される光を拡散させて表示画面に向かって出射させる。
光学シート１５０を構成する第３光学シート１５６は、第２集光シート(prism sheet)１５６を含む。このような第２集光シート１５６は拡散シート１５４の上に積層され、拡散シート１５４から拡散して入射する光を集光させ表示画面に出射される光効率を増加させる。
このような第２集光シート１５６は、図９に示したように、入射される光を集光するベースフィルム層１５６ａと、複数の“▲”形状の集光パターンが形成された集光パターン層１５６ｂで構成される。ここで集光パターン層１５６ｂに形成される“▲”形状の集光パターンはベースフィルム層１５６ａを経由して出射される光の集光効率を増加させる役目をする。
ここで集光パターン層１５６ｂは、ランプ１３０の長さ方向と同じ方向に形成される。すなわち、集光パターン層１５６ｂに形成されたパターンの長さ方向とランプ１３０の長さ方向が０゜を成すように形成される。
このような第２集光シート１５６は、“P１”(２００から３７０μｍ)の厚さを有するように形成される。ここで、ベースフィルム層１５６ａは、“P２”(１８０から３００μｍ)の厚さを有し、集光パターン層１５６ｂは、“P３”(２０から７０μｍ)の厚さを有する。集光パターン層１５２ｂに形成された複数の“▲”形状の集光パターンの頂点(summit)と頂点(summit)との間隔は、“P４”(１０から１００μｍ)である。
第２集光シート１５６を構成するベースフィルム層１５６ａは、通常１２５μｍ、１８８μｍ、２５０μｍの３種厚さで標準化されて生産されている。本発明の第１実施形態によるバックライトユニット１００を構成する第２集光シート１５６のベースフィルム層１５６ａは、全て、既に説明した
１２５μｍ、１８８μｍ、２５０μｍの ３種厚さのものが適用可能であり、本発明の第１実施形態では、２５０μｍの厚さを有するベースフィルム層１５６ａを適用する。
１２５μｍ、１８８μｍ、２５０μｍの ３種厚さのものが適用可能であり、本発明の第１実施形態では、２５０μｍの厚さを有するベースフィルム層１５６ａを適用する。
また、本発明の第１実施形態によるバックライトユニット１００を構成する第２集光シート１５６には、ベースフィルム層１５６ａの上に“▲”形状の集光パターン以外にも図１０に示したように、レンズ形状(lenticular)の集光パターン１５６ｃを形成するようにしてもよい。
このようなレンズ形状の集光パターン１５６ｃが形成される場合、第２集光シート１５６は、“L１”(１７５から３５０μｍ)の厚さを有するように形成される。ここで、ベースフィルム層１５６ａは、“L２”(１２５から２５０μｍ)の厚さを有し、集光パターン層１５６ｃは、“L３”(５０から１００μｍ)の厚さを有する。集光パターン層１５６ｃに形成された複数のレンズパターンそれぞれは、“L４”(７０から２００μｍ)の幅(width)を有する。
本発明の第１実施形態によるバックライトユニット１００は、拡散板１４０の上に第１集光シート１５２、拡散シート１５４及び第２集光シート１５６が順次積層される。ここで第１集光シート１５２のベースフィルム層１５２ａは、１８８μｍの厚さを有し、集光パターン層１５２ｂは、２５μｍの厚さを有する。また、第２集光シート１５６のベースフィルム層１５６ａは、２５０μｍの厚さを有し、集光パターン層１５６ｂは、２５μｍの厚さを有する。
本発明の第１実施形態によるバックライトユニット１００は、上述した拡散板１４０及び拡散板１４０の上に順次積層される３枚の光学シート１５２、１５４及び１５６、すなわち、拡散板１４０の上に積層される２枚の集光シート１５２及び１５６と、この２枚の集光シート１５２及び１５６の間に配置される拡散シート１５４とを通じて、複数のランプ１３０から拡散板１４０までの距離を減らしてバックライトユニット１００の全体厚さを“d２”(１７ｍｍ)で減少させることができる。これによって、図１に示す一般的なバックライトユニットの厚さ(３７ｍｍ)と比較して、バックライトユニットの厚さを２０ｍｍ減少させ、表示装置の全体厚さを減少させることができる。
また、本発明の第１実施形態によるバックライトユニット１００は、従来のバックライトユニットと比較して実装されるランプの数を２から４個減らすことにより、バックライトユニットの製造費用を低減させることができる。
本発明の第１実施形態によるバックライトユニット１００は、その厚さを従来のものと比
較して２０ｍｍ減らし、ランプの数を従来比２から４個減らした場合であっても図１１に示すように、表示領域の全面で従来のものと比較して輝度偏差を低減させ、均一な輝度を実現することができる。これによって表示装置の表示品質を高めることができる。
較して２０ｍｍ減らし、ランプの数を従来比２から４個減らした場合であっても図１１に示すように、表示領域の全面で従来のものと比較して輝度偏差を低減させ、均一な輝度を実現することができる。これによって表示装置の表示品質を高めることができる。
図１２は、本発明の第２実施形態によるバックライトユニットの一部の拡大断面図である。本発明の第２実施形態によるバックライトユニット２００は、拡散板２４０の上に積層される光学シート２５０の構成を除き本発明の第１実施形態によるバックライトユニット１００と同じ構成要素を有するので、同じ構成に対する詳細な説明は省略する。
図１２を参照すると、本発明の第２実施形態によるバックライトユニット２００は、拡散板２４０の上に複数の光学シート２５０が積層されている。このような複数の光学シート２５０は、４個の第１ないし第４光学シート２５２、２５４、２５６及び２５８を有する。
光学シート２５０を構成する第１光学シート２５２は第１集光シート(prism sheet)２５２で構成される。このような第１集光シート２５２は、拡散板２４０の上に積層され、拡散板２４０から拡散して入射する光を集光させ、表示画面に出射される光効率を増加させる。
このような第１集光シート２５２は、図６に示した本発明の第１実施形態によるバックライトユニット１００の第１集光シート１５２と同じ構成及び光特性を有する。
第１集光シート２５２に形成された集光パターン層２５２ｂは、ランプ２３０の長さ方向と同じ方向に形成される。すなわち、集光パターン層２５２ｂに形成されたパターンの長さ方向とランプ２３０の長さ方向とが０゜を成すように形成される。
このような第１集光シート２５２は、２００から３７０μｍの厚さを有するように形成される。ここで、ベースフィルム層２５２ａは、１８０から３００μｍの厚さを有し、集光パターン層２５２ｂは、２０から７０μｍの厚さを有する。集光パターン層２５２ｂに形成された複数の“▲”形状の集光パターンの頂点(summit)と頂点(summit)との間隔は、１０から１００μｍである。
本発明の第２実施形態によるバックライトユニット２００を構成する第１集光シート２５２のベースフィルム層２５２ａは、全て、１２５μｍ、１８８μｍ、２５０μｍの３種の厚さのものが適用可能であり、本発明の第２実施形態では、１８８μｍの厚さを有するベースフィルム層２５２ａを適用する。
また、本発明の第２実施形態によるバックライトユニット２００を構成する第１集光シート２５２には、ベースフィルム層２５２ａの上に“▲”形状の集光パターン以外にも、図８に示すように、レンズ形状(lenticular)の集光パターンを形成するようにしてもよい。
このようなレンズ形状の集光パターンが形成される場合、第１集光シート２５２は、１７５から３５０μｍの厚さを有するように形成される。ここで、ベースフィルム層２５２ａは、１２５から２５０μｍの厚さを有し、レンズ集光パターン層は、５０から１００μｍの厚さを有する。集光パターン層に形成された複数のレンズパターンそれぞれは、７０から２００μｍの幅(width)を有する。
光学シート２５０を構成する第２光学シート２５４は、第１拡散シート(diffuser sheet)２５４で構成される。このような第１拡散シート２５４は第１集光シート(prism sheet)２５２の上に積層されて、第１集光シート２５２から集光され入射する光を拡散させて表
示画面の方向に出射させる。
示画面の方向に出射させる。
光学シート２５０を構成する第３光学シート２５６は、第２集光シート(prism sheet)２５６で構成される。このような第２集光シート２５６は拡散シート２５４の上に積層されて、拡散シート２５４から拡散して入射する光を集光させ表示画面に出射される光効率を増加させる。
このような第２集光シート２５６は、図９に示した本発明の第１実施形態によるバックライトユニット１００の第２集光シート１５２と同じ構成及び光特性を有する。ここで集光パターン層２５６ｂはランプ２３０の長さ方向と同じ方向に形成される。すなわち、集光パターン層２５６ｂに形成されたパターンの長さ方向とランプ２３０の長さ方向とが０゜を成すように形成される。
このような第２集光シート２５６は、２００から３７０μｍの厚さを有するように形成される。ここで、ベースフィルム層２５６ａは、１８０から３００μｍの厚さを有し、集光パターン層２５６ｂは、２０から７０μｍの厚さを有する。集光パターン層２５２ｂに形成された複数の“▲”形状の集光パターンの頂点(summit)と頂点(summit)との間隔は、１０から１００μｍである。
本発明の第２実施形態によるバックライトユニット２００を構成する第２集光シート２５６のベースフィルム層２５６ａは、全て、１２５μｍ、１８８μｍ、２５０μｍの３種の厚さのものが適用可能であり、本発明の第１実施形態では、２５０μｍの厚さを有するベースフィルム層１５６ａを適用する。
また、本発明の第２実施形態によるバックライトユニット２００を構成する第２集光シート２５６には、ベースフィルム層２５６ａの上に“▲”形状の集光パターン以外にも、図１０に示したように、レンズ形状(lenticular)のレンズパターンを形成するようにしてもよい。
このようなレンズ形状のレンズパターンが形成される場合、第２集光シート２５６は、１７５から３５０μｍの厚さを持つ有するように形成される。ここで、ベースフィルム層２５６ａは、１２５から２５０μｍの厚さを有し、集光パターン層は、５０から１００μｍの厚さを有する。集光パターン層に形成された複数のレンズパターンそれぞれは、７０から２００μｍの幅(width)を有する。
光学シート２５０を構成する第４光学シート２５８は第２拡散シート(diffuser sheet)２５８で構成される。このような第２拡散シート２５８は第２集光シート(prism sheet)２５６の上に積層されて、第２集光シート２５６から集光、入射する光を拡散させて表示画面の方向に出射させる。
このような構成を有する本発明の第２実施形態によるバックライトユニット２００は、拡散板２４０の上に第１集光シート２５２、第１拡散シート２５４、第２集光シート２５６及び第２拡散シート２５８が順次積層される。
ここで第１集光シート２５２のベースフィルム層２５２ａは、１８８μｍの厚さを有し、集光パターン層２５２ｂは、２５μｍの厚さを有する。また、第２集光シート２５６のベースフィルム層２５６ａは、２５０μｍの厚さを有し、集光パターン層２５６ｂは、２５μｍの厚さを有する。
本発明の第２実施形態によるバックライトユニット２００は、既に説明した拡散板２４０
及び拡散板２４０の上に順次積層される４枚の光学シート２５２、２５４、２５６及び２５８を通して、複数のランプ２３０から拡散板２４０までの距離を減少させ、バックライトユニット２００全体の厚さを１７ｍｍ減少させることができる。これによって、図１に示した一般的なバックライトユニットの厚さ(３７ｍｍ)と比較して、バックライトユニットの厚さを２０ｍｍ減少させて表示装置の全体の厚さを減少させることができる。
及び拡散板２４０の上に順次積層される４枚の光学シート２５２、２５４、２５６及び２５８を通して、複数のランプ２３０から拡散板２４０までの距離を減少させ、バックライトユニット２００全体の厚さを１７ｍｍ減少させることができる。これによって、図１に示した一般的なバックライトユニットの厚さ(３７ｍｍ)と比較して、バックライトユニットの厚さを２０ｍｍ減少させて表示装置の全体の厚さを減少させることができる。
また、本発明の第２実施形態によるバックライトユニット２００は、従来のバックライトユニットと比較して、実装されるランプの数を２から４個減少させ、バックライトユニットの製造費用を低減することができる。
本発明の第２実施形態によるバックライトユニット２００は、その厚さを従来のものと比較して２０ｍｍ減少させ、ランプの数を従来のものと比較して２から４個減少させても、図１１に示したように、表示領域で従来と比較して輝度偏差を減少させ、均一な輝度を実現することができる。これによって表示装置の表示品質を高めることができる。
図１３は、本発明の第３実施形態によるバックライトユニットの一部の拡大断面図である。
本発明の第３実施形態によるバックライトユニット３００は、拡散板３４０の上に積層される光学シート３５０の構成を除き、本発明の第１及び第２実施形態によるバックライトユニット１００及び２００と同じ構成要素を有するので、同じ構成に対する詳細な説明は省略する。
図１４を参照すると、本発明の第３実施形態によるバックライトユニット３００は、拡散板３４０の上に複数の光学シート３５０が積層されており、このような複数の光学シート３５０は、４個の第１ないし第４光学シート３５２、３５４、３５６及び３５８を含む。
光学シート３５０を構成する第１光学シート３５２は第１集光シート(prism sheet)３５２で構成される。このような第１集光シート３５２は、拡散板３４０の上に積層されて、拡散板３４０から拡散して入射する光を集光させ表示画面に出射される光効率を増加させる。
このような第１集光シート３５２は、図６に示した本発明の第１実施形態によるバックライトユニット１００の第１集光シート１５２と同じ構成及び光特性を有する。
第１集光シート３５２に形成された集光パターン層３５２ｂは、ランプ３３０の長さ方向と同じ方向に形成される。すなわち、集光パターン層３５２ｂに形成されたパターンの長さ方向とランプ３３０の長さ方向とが０゜を成すように形成される。
このような第１集光シート３５２は、２００から３７０μｍの厚さを有するように形成される。ここで、ベースフィルム層３５２ａは、１８０から３００μｍの厚さを有し、集光パターン層３５２ｂは、２０から７０μｍの厚さを有する。集光パターン層３５２ｂに形成された複数の“▲”形状の集光パターンの頂点(summit)と頂点(summit)との間隔は、１０から１００μｍである。
本発明の第３実施形態によるバックライトユニット３００を構成する第１集光シート３５２のベースフィルム層３５２ａは、全て、１２５μｍ、１８８μｍ、２５０μｍの３種の厚さのものが適用可能であり、本発明の第３実施形態では、１８８μｍの厚さを有するベースフィルム層３５２ａを適用する。
また、本発明の第３実施形態によるバックライトユニット３００を構成する第１集光シート３５２には、ベースフィルム層３５２ａの上に“▲”形状の集光パターン以外にも、図８に示すように、レンズ形状(lenticular)の集光パターンを形成するようにしてもよい。
このようなレンズ形状の集光パターンが形成される場合、第１集光シート３５２は、１７５から３５０μｍの厚さを有するように形成される。ここで、ベースフィルム層３５２ａは、１２５から２５０μｍの厚さを有し、レンズ集光パターン層は、５０から１００μｍの厚さを有する。集光パターン層に形成された複数のレンズパターンそれぞれは、７０から２００μｍの幅(width)を有する。
光学シート３５０を構成する第２光学シート３５４は拡散シート(diffuser sheet)３５４で構成される。このような拡散シート３５４は第１集光シート(prism sheet)３５２の上に積層されて、第１集光シート３５２から集光され入射する光を拡散させて表示画面の方向に出射させる。
光学シート３５０を構成する第３光学シート３５６は第２集光シート(prism sheet)３５６で構成される。このような第２集光シート３５６は拡散シート３５４の上に積層されて、拡散シート３５４から拡散して入射する光を集光させ表示画面に出射される光効率を増加させる。
このような第２集光シート３５６は、図９に示した本発明の第１実施形態によるバックライトユニット１００の第２集光シート１５２と同じ構成及び光特性を有する。ここで集光パターン層３５６ｂはランプ３３０の長さ方向と同じ方向に形成される。すなわち、集光パターン層３５６ｂに形成されたパターンの長さ方向とランプ３３０との長さ方向が０゜を成すように形成される。
このような第２集光シート３５６は、２００から３７０μｍの厚さを有するように形成される。ここで、ベースフィルム層３５６ａは、１８０から３００μｍの厚さを有し、集光パターン層３５６ｂは、２０から７０μｍの厚さを有する。集光パターン層３５２ｂに形成された複数の“▲”形状の集光パターンの頂点(summit)と頂点(summit)との間隔は、１０から１００μｍである。
本発明の第３実施形態によるバックライトユニット３００を構成する第２集光シート３５６のベースフィルム層３５６ａは、全て、１２５μｍ、１８８μｍ、２５０μｍの３種の厚さのものが適用可能であり、本発明の第３実施形態では、２５０μｍの厚さを有するベースフィルム層３５６ａを適用する。
また、本発明の第３実施形態によるバックライトユニット２００を構成する第２集光シート３５６には、ベースフィルム層３５６ａの上に“▲”形状の集光パターン以外にも、図１０に示したように、レンズ形状(lenticular)のレンズパターンを形成するようにしてもよい。
このようなレンズ形状のレンズパターンが形成される場合、第２集光シート３５６は、１７５から３５０μｍの厚さを有するように形成される。ここで、ベースフィルム層３５６ａは、１２５から２５０μｍの厚さを有し、集光パターン層は、５０から１００μｍの厚さを有する。集光パターン層に形成された複数のレンズパターンそれぞれは、７０から２００μｍの幅(width)を有する。
光学シート３５０を構成する第４光学シート３５８は、第２集光シート３５６によって光を選択的に偏光させる反射型偏光シート３５８で構成される。このような反射型偏光シー
ト３５８は第２集光シート(prism sheet)３５６の上に積層されて、第２集光シート３５６から集光され入射する光を選択的に偏光させて表示画面の方向に出射させる。
ト３５８は第２集光シート(prism sheet)３５６の上に積層されて、第２集光シート３５６から集光され入射する光を選択的に偏光させて表示画面の方向に出射させる。
このような構成を有する本発明の第３実施形態によるバックライトユニット３００は、拡散板３４０の上に第１集光シート３５２、拡散シート３５４、第２集光シート３５６及び反射型偏光シート３５８が順次積層される。
ここで第１集光シート３５２のベースフィルム層３５２ａは、１８８μｍの厚さを有し、集光パターン層３５２ｂは、２５μｍの厚さを有する。また、第２集光シート３５６のベースフィルム層３５６ａは、２５０μｍの厚さを有し、集光パターン層３５６ｂは、２５μｍの厚さを有する。
本発明の第３実施形態によるバックライトユニット３００は、既に説明した拡散板３４０及び拡散板３４０の上に順次積層される４枚の光学シート３５２、３５４、３５６及び３５８をとおして、複数のランプ３３０から拡散板３４０までの距離を減少させ、バックライトユニット３００全体の厚さを１７ｍｍで減少させることができる。これによって、図１に示した一般的なバックライトユニットの厚さ(３７ｍｍ)と比較してバックライトユニットの厚さを２０ｍｍ減少ささせ、表示装置全体の厚さを減少させることができる。
また、本発明の第３実施形態によるバックライトユニット３００は、従来のバックライトユニットと比較して実装されるランプの数を２から４個減らし、バックライトユニットの製造費用を低減させることができる。
本発明の第３実施形態によるバックライトユニット３００は、その厚さを従来のものと比較して２０ｍｍ減少させ、ランプの数を従来のものと比較して２から４個減らしても、図１１に示したように、表示領域で従来と比較して輝度偏差を減少させ、均一な輝度を実現することができる。これによって、表示装置の表示品質を高めることができる。
図１４は本発明の実施形態によるバックライトユニットを適用した液晶表示モジュールを示す図である。図１４を参照すると、液晶表示モジュール４００は、二枚のガラス基板４１２及び４１４の間に液晶セルがマトリックス形態で配列された液晶パネル４１０と、この液晶パネル４１０に光を照射するバックライトユニット(Back Light Unit)と、液晶パネル４１０が設置され且つバックライトユニットをくるむパネルガード（panel guard）４２０を含む。
液晶表示モジュール４００にはバックライトユニットから液晶パネル４１０に向かって光を垂直に向けるための複数の光学シートが配列される。このような液晶表示モジュール４００は、光損失を防止するために一体化された形態で締結されなければならず、且つ、外部からの衝撃によって損傷されないよう保護されなければならない。これのために、液晶パネルの周辺部を含んだバックライトユニットをくるむように形成され液晶表示装置用ケースが用意される。
液晶パネル４１０は、上部基板４１２及び下部基板４１４の間に液晶が注入され、上部基板４１２と下部基板４１４との間の間隔を一定とするように維持するためのスペーサ（図示せず）を有している。このような、液晶パネル４１０の上部基板４１２には図示しないカラーフィルター、共通電極、ブラックマトリックスなどが形成される。また、液晶パネル４１０の下部基板４１４には図示しないデータラインとゲートラインなどの信号配線が形成され、データラインとゲートラインとの交差部に薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor : TFT)が形成される。TFTはゲートラインからのスキャン信号(ゲート駆動信号)に応答してデータラインからのアナログビデオ信号を液晶へ供給する。
データライン(DL)とゲートライン(GL)との間の画素領域には画素電極が形成される。また、下部基板４１４の端部にはデータライン及びゲートラインそれぞれが接続されるパッド領域が形成され、このパッド領域には、TFTに駆動信号を印加するためのドライバICが実装された図示しないテープキャリアパッケージ(TCP : Tape Carrier Package)が付けられる。このテープキャリアパッケージはドライブICからのデータ信号をデータラインに供給し且つスキャン信号をゲートラインに供給する。このような、液晶パネル４１０の上部基板４１２には上部偏光シートが設けられ、下部基板４１４の背面には下部偏光シートが設けられる。
本発明の実施形態による液晶表示モジュール(４００)は、既に説明したように、液晶パネル４１０と、この液晶パネル４１０に光を照射するバックライトユニット(Back Light Unit)を含む。ここで、液晶パネル４１０に光を照射するバックライトユニット(Back Light
Unit)には、本発明の第１ないし第３実施形態によるバックライトユニットの中で一つのバックライトユニットを適用することができる。
Unit)には、本発明の第１ないし第３実施形態によるバックライトユニットの中で一つのバックライトユニットを適用することができる。
このような構成を有する液晶表示モジュール４００は、バックライトユニットから照射される光の透過率を調節して液晶パネル４１０を通して映像を表示することができる。
本発明においては、本発明の本質を逸脱しない範囲で、当業者によって様々な変更及び変形が適用されることは明らかである。添付の特許請求の範囲及びその均等物で提供される本発明は、その様々な変更及び変形に及ぶものと解釈される。
本発明は、バックライトユニット及びそれを用いた液晶表示モジュールに関し、装置の全体的な厚さを減少させることができるだけではなく、生産費用を低減することができるバックライトユニットに関する。本発明は、本発明の実施形態によるバックライトユニットを用い、表示品質を高めた液晶表示装置を実現することができる。
Claims (19)
- 平行に配置された複数の光源ユニットからの光を拡散させるように構成された拡散板と、
前記拡散板上に配置されかつ結合された第１の集光レンズであって、ベースフィルムおよび複数の集光パターンを含む、第１の集光レンズと、
前記第１の集光レンズ上に配置されかつ結合された第１の拡散シートと、
前記第１の拡散シート上に配置されかつ結合された第２の集光レンズであって、ベースフィルムおよび複数の集光パターンを含む第２の集光レンズと、
を含み、
前記第１の集光レンズの前記複数の集光パターンは、それぞれ、前記複数の光源ユニットの配置方向と実質的に垂直である方向に延びて形成され、前記第１の集光レンズおよび前記第２の集光レンズのうちの少なくとも１つの集光レンズの前記ベースフィルムの厚さは、前記第１の集光レンズおよび前記第２の集光レンズのうちの前記少なくとも１つの集光レンズの前記集光パターンの厚さより厚い
、バックライトユニット。 - 前記第１の集光レンズおよび前記第２の集光レンズの前記複数の集光パターンは、同じ方向に延びる、請求項１に記載のバックライトユニット。
- 前記第２の集光レンズ上に配置されかつ結合された第２の拡散シートを更に含む、請求項１に記載のバックライトユニット。
- 平行に配置された複数の光源ユニットからの光を拡散させるように構成された拡散板と、
前記拡散板上に配置されかつ結合された第１の集光レンズであって、前記拡散板からの拡散された光を集光して第１の集光された光を形成するように構成されている、第１の集光レンズと、
前記第１の集光レンズ上に配置されかつ結合された第１の拡散器であって、前記第１の集光レンズからの前記第１の集光された光を拡散させて第１の拡散された光を形成するように構成されている、第１の拡散器と、
前記第１の拡散器上に配置されかつ結合された第２の集光レンズであって、前記第１の拡散器からの前記第１の拡散された光を集光して第２の集光された光を形成するように構成されている、第２の集光レンズと、
前記第２の集光レンズ上に配置されかつ結合された第２の拡散器であって、前記第２の集光レンズからの前記第２の集光された光を拡散させるように構成されている、第２の拡散器と
を含み、
前記第１の集光レンズおよび前記第２の集光レンズは、それぞれ、ベースフィルムと、複数の集光パターンとを含み、前記第１の集光レンズおよび前記第２の集光レンズのうちの少なくとも１つの集光レンズの前記ベースフィルムの厚さは、前記第１の集光レンズおよび前記第２の集光レンズのうちの前記少なくとも１つの集光レンズの前記集光パターンの厚さより厚い、
バックライトユニット。 - 前記第１の集光レンズおよび前記第２の集光レンズの集光パターンは、同じ方向に延びる、請求項４に記載のバックライトユニット。
- 前記第１の集光レンズおよび前記第２の集光レンズの集光パターンは、前記複数の光源ユニットの配置方向と実質的に垂直である方向に延びる、請求項５に記載のバックライトユニット。
- 複数の光源ユニットからの光を拡散させるように構成された拡散板と、
前記拡散板上に配置された複数の集光レンズと、
前記複数の集光レンズに挟まれた拡散器と
を含み、
前記複数の集光レンズは、それぞれ、ベースフィルムと、前記ベースフィルム上に形成された複数の集光パターンとを含み、前記複数の集光レンズのうちの少なくとも１つの集光レンズの前記ベースフィルムの厚さは、前記複数の集光レンズのうちの前記少なくとも１つの集光レンズの前記集光パターンの厚さより厚い、
バックライトユニット。 - 前記複数の集光レンズの前記集光パターンは、同じ方向に延びる、請求項７に記載のバックライトユニット。
- 前記集光パターンは、前記複数の光源ユニットの配置方向と実質的に垂直である方向に延びる、請求項８に記載のバックライトユニット。
- 前記複数の集光レンズは、それぞれ、２００から３７０μｍの厚さを備える、請求項９に記載のバックライトユニット。
- 前記複数の集光レンズのうちの１つの前記ベースフィルムは、１９０μｍの厚さを備える、請求項１０に記載のバックライトユニット。
- 前記集光パターンは、それぞれ、三角形状または所定曲率を有するレンズ形状の断面形状を有する、請求項１１に記載のバックライトユニット。
- 前記集光パターンは、２０μｍから１００μｍの厚さを備える、請求項１２に記載のバックライトユニット。
- 前記複数の集光レンズおよび前記複数の拡散器は、一体化されたフィルムとして形成されている、請求項１３に記載のバックライトユニット。
- 複数の光源ユニットからの光を拡散させて拡散された光を形成するように構成された拡散板と、
前記拡散板上に配置されかつ結合された第１の集光レンズであって、前記拡散板からの前記拡散された光を集光して第１の集光された光を形成するように構成されている、第１の集光レンズと、
前記第１の集光レンズ上に配置されかつ結合された拡散シートであって、前記第１の集光レンズからの前記第１の集光された光を拡散させるように構成されている、拡散シートと、
前記拡散シート上に配置されかつ結合された第２の集光レンズであって、前記拡散シートからの前記光を集光して第２の集光された光を形成するように構成されている、第２の集光レンズと、
前記第２の集光レンズ上に配置されかつ結合された反射偏光板であって、前記第２の集光レンズからの前記第２の集光された光を選択的に偏光するように構成されている、反射偏光板と
を含み、
前記第１の集光レンズおよび前記第２の集光レンズは、それぞれ、ベースフィルムと、前記ベースフィルム上に形成された複数の集光パターンとを含み、前記第１の集光レンズおよび前記第２の集光レンズのうちの少なくとも１つの集光レンズの前記ベースフィルムの厚さは、前記第１の集光レンズおよび前記第２の集光レンズのうちの前記少なくとも１つの集光レンズの前記集光パターンの厚さより厚い、
バックライトユニット。 - 前記複数の集光パターンは、同じ方向に延びる、請求項１５に記載のバックライトユニット。
- 前記複数の集光パターンは、前記複数の光源ユニットの配置方向と実質的に垂直である方向に延びる、請求項１６に記載のバックライトユニット。
- 光を拡散させるように構成された拡散板と、
前記拡散板上に配置された第１の集光レンズであって、前記拡散板からの拡散された光を集光するように構成されている、第１の集光レンズと、
前記第１の集光レンズ上に配置された第１の拡散器であって、前記第１の集光レンズからの集光された光を拡散させるように構成されている、第１の拡散器と、
前記第１の拡散器上に配置された第２の集光レンズであって、前記第１の拡散器からの拡散された光を集光するように構成されている、第２の集光レンズと、
前記第２の集光レンズ上に配置された第２の拡散器であって、前記第２の拡散器は、前記第２の集光レンズからの集光された光を拡散させるように構成され、前記第１の集光レンズおよび前記第２の集光レンズの集光パターンは同じ方向に延び、前記集光パターンは、それぞれ、三角形状または所定曲率を有するレンズ形状の断面形状を有する、第２の拡散器と
を含み、
前記第１の集光レンズおよび前記第２の集光レンズのうちの少なくとも１つの集光レンズのベースフィルムの厚さは、前記第１の集光レンズおよび前記第２の集光レンズのうちの前記少なくとも１つの集光レンズの前記集光パターンの厚さより厚い、
光学シートユニット。 - 前記集光パターンは、２０μｍから１００μｍの厚さを備える、請求項１８に記載の光学シートユニット。
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